KR20060022130A - Driving apparatus for camera module - Google Patents
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Abstract
본 발명은 소형 광학기기에 있어서, 카메라 모듈 구동 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a camera module driving apparatus in a compact optical device.
본 발명 실시 예에 따른 카메라 모듈 구동장치는, 카메라 모듈 구동 장치에 있어서, 렌즈부의 외주변을 따라 상/하로 분할된 코일과; 상기 상/하로 분할된 코일에 서로 다른 극성이 대향하는 마그네트와; 상기 마그네트가 내면에 부착된 요크를 포함하는 것을 특징으로 한다. In accordance with another aspect of the present invention, there is provided a camera module driving apparatus comprising: a coil divided up and down along an outer periphery of a lens unit; Magnets having different polarities facing the coils divided up and down; The magnet is characterized in that it comprises a yoke attached to the inner surface.
카메라, 모듈, 마그네트, 코일, 요크Camera, module, magnet, coil, yoke
Description
도 1은 종래 카메라 모듈 구동장치를 나타낸 사시도로서, 부분 단면도를 나타낸 도면. 1 is a perspective view showing a conventional camera module driving device, a partial cross-sectional view.
도 2는 종래 카메라 모듈 구동장치의 측 단면도.2 is a side cross-sectional view of a conventional camera module driving apparatus.
도 3은 종래 카메라 모듈 구동장치의 자기회로 구조를 나타낸 도면.3 is a view illustrating a magnetic circuit structure of a conventional camera module driving apparatus.
도 4는 본 발명 실시 예에 따른 카메라 모듈 구동장치의 사시도로서, 부분 단면도를 나타낸 도면.4 is a perspective view of a camera module driving apparatus according to an embodiment of the present invention, a partial cross-sectional view.
도 5는 본 발명 실시 예에 따른 카메라 모듈 구동장치의 측 단면도.5 is a side cross-sectional view of a camera module driving apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명 실시 예에 따른 카메라 모듈 구동 장치의 자기회로 구조를 나타낸 도면.6 is a diagram illustrating a magnetic circuit structure of a camera module driving apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
100...카메라 모듈 110...요크100 Camera Module 110 York
111...외측 요크 120...마그네트111.Outside
121...N극 122...S극121 ... N-
130...코일 131...상부코일130
132...하부 코일 140...렌즈부132
141...렌즈 150,151...스프링141 ... lens 150,151 ... spring
본 발명은 소형 광학기기에 있어서, 카메라 모듈 구동 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a camera module driving apparatus in a compact optical device.
일반적으로, 핸드폰이나 디지털 카메라와 같은 소형 광학기기에 사용되는 카메라 모듈(camera module)은 배율 조정(zoom)이나 초점 조절(focusing)을 위한 구동기로서, 액츄에이터가 장착된다. 상기 카메라 모듈을 구성하는 부품 중에서 액츄에이터는 렌즈를 움직여서 초점을 조절하거나 배율을 조정하게 된다.In general, a camera module used in a small optical device such as a mobile phone or a digital camera is a driver for zooming or focusing, and is equipped with an actuator. Among the components constituting the camera module, the actuator moves the lens to adjust the focus or adjust the magnification.
이러한 액츄에이터는 구동력을 발생하는 관점에서 크게 세 가지 타입으로 나눌 수 있다.Such actuators can be roughly divided into three types in terms of generating driving force.
상기 타입은 VCM(Voice Coil Motor) 방식, PZT(Piezo Actuators) 방식, 회전 모터 방식으로 분류되는데, PZT는 작고 가볍게 만들어질 수 있는 반면에 고전압이 필요하다는 약점이 있고, 회전 모터 방식은 회전운동을 직선 운동으로 바꾸어 주어야 하므로 구조가 복잡해지는 문제가 있다. 그런데, 상기 VCM 방식은 기본적으로 직선 방향의 힘을 만들어 내는 것으로, 힘의 방향을 바꾸어 줄 필요가 없어서 구조가 간단한 장점이 있다.The type is classified into VCM (Voice Coil Motor), PZT (Piezo Actuators), rotary motor type, PZT can be made small and light, while high voltage is required, rotary motor type is a rotary motion There is a problem in that the structure is complicated because it must be changed to a linear motion. By the way, the VCM method is basically to create a force in a linear direction, there is no need to change the direction of the force has the advantage of a simple structure.
도 1은 종래 줌 기능 없이 자동 초점 조절 가능한 VCM 방식의 카메라 모듈의 예를 나타낸 부분 단면도이며, 도 2는 도 1의 측 단면도이다. 1 is a partial cross-sectional view showing an example of a VCM-type camera module that can be automatically adjusted without a conventional zoom function, Figure 2 is a side cross-sectional view of FIG.
도 1 및 도 2를 참조하면, 카메라 모듈(1)은 외측 요크(11) 및 내측 요크(12)로 구성된 요크(10), 상기 외측 요크(11)의 내벽에 설치된 마그네트(20) 와, 상기 내측 요크(12) 및 마그네트(20) 사이에 위치하며 렌즈부에 고정시킨 코일(30)과, 상기 코일(30)이 외주변에 설치되고 상기 모듈 중심부에 렌즈(41)가 취부된 환형의 렌즈부(40)와, 모듈 상/하측에 설치되어 렌즈의 수직 가동에 대한 복원력을 주면서 상기 렌즈부(40)의 위치를 결정하는 스프링(50,51)을 포함하는 구성이다.1 and 2, the
상기와 같이 구성되는 종래 VCM 방식의 카메라 모듈에 대하여 첨부된 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Referring to the attached VCM camera module is configured as described above with reference to Figures 1 to 3 as follows.
먼저, 도 1 및 도 2를 참조하면 카메라 모듈(1)은 원통형으로서, 중심부에 렌즈(1)를 취부하고 일정 방향으로 가동하는 가동부(moving part) 및 상기 가동부의 가동을 지지하는 고정부(fixing part)로 구성된다.First, referring to FIGS. 1 and 2, the
상기 가동부는 코일(30), 렌즈부(40), 렌즈(41)로 구성된다. 상기 렌즈부(40)는 모듈 중심부에 취부된 렌즈(41)를 지지하고, 외주변에 코일(30)이 수평 권선되어 링 형상으로 설치되는 보빈이다.The movable part is composed of a
상기 고정부는 코일(30)과 대향하는 마그네트(20) 및 요크(10)로 구성된다. 상기 마그네트(20)는 상기 코일(30)과 대향하도록 상기 코일(30)과 소정 이격되며, 링 형상으로 설치되며, 요크(10)는 "n"자 형상의 링형 구조로 상기 마그네트(20)가 내벽에 설치된 외측 요크(11)와, 외측요크(11)로부터 절곡되며 상기 코일(30)과 외향되는 내측요크(12)로 구성된다.The fixing part is composed of a
그리고, 상기 가동부 및 고정부의 상면 및 저면의 결합 부분에는 스프링(50,51)이 설치되는데, 상기 스프링(50,51)은 상기 가동부 및 고정부 상호간 을 서로 탄성 연결해 준다.In addition,
이러한 카메라 모듈 구동장치의 동작은 도 3을 참조하여 설명하면, 코일(30)에 일정 방향의 전류를 흘려주면 상기 코일(30)과 대향하는 마그네트(20)와의 사이에 발생되는 전자기력에 의해 구동력이 발생되고, 상기 인가되는 전류에 따라 렌즈부 중심부의 렌즈(41)를 수직(focusing) 방향으로 움직이게 된다. 여기서, VCM에 있어서, 상기 코일 및 마그네트, 요크를 포함하는 자기회로는 플레밍(Fleming)의 왼손법칙에 의한다.The operation of the camera module driving apparatus will be described with reference to FIG. 3. When a current in a predetermined direction flows through the
이때 스프링(50)(51)은 복원력을 주면서 상기 가동부의 위치를 결정하는 역할도 한다. At this time, the
다시 말하면, 도 3과 같이 카메라 모듈의 마그네트(20), 코일(30), 요크(10)로 구성되는 자기회로는 자속(flux)의 방향이 코일(30)의 권선 방향과 직각으로 되며, 발생하는 힘은 전류벡터와 자석 밀도벡터가 서로 직각일 때, 둘 사이의 벡터 프로덕트(vector product)의 절대값이 최대가 되기 때문이다. In other words, as shown in FIG. 3, in the magnetic circuit including the
그리고, 이때, 외측 요크(11)는 마그네트(20)에서 발생하는 자속이 불필요한 곳으로 새는 것(magnetic flux leakage)을 억제하며, 내측요크(inner yoke)(12)는 자속의 흐름을 원하는 방향(코일의 권선방향과 직교하는 방향)으로 만들기 위해 설치된다. 즉, 내측요크가 설치되어 있는 방향으로 자속의 흐름이 유도된다.At this time, the
그러나, 종래의 자기회로는 렌즈부(40)와 코일(30) 사이에 내측 요크(12)를 삽입하게 됨으로써, 상기 내측 요크(12)가 설치되는 공간, 즉 내측 요크(12) 및 내측 요크(12)와 인접하는 부품(렌즈부, 코일) 사이에 간극을 주어야하는 문제가 있 으며, 특히 초소형 광학 모듈을 위해 상기와 같은 공간 활용은 소형화에 큰 장애가 되고 있다.However, in the conventional magnetic circuit, the
본 발명의 제 1목적은 카메라 모듈 내부에서 내측 요크를 제거할 수 있도록 한 카메라 모듈 구동장치를 제공함에 있다.It is a first object of the present invention to provide a camera module driving apparatus for removing an inner yoke from inside a camera module.
본 발명의 제 2목적은 수직하게 서로 다른 극성으로 구성된 마그네트 및 상기 마그네트의 각 극성과 대향하는 코일을 포함하고, 상기 마그네트의 외측 및 상측으로 요크를 배치할 수 있도록 함으로써, 내측 요크를 제거할 수 있도록 한 카메라 모듈 구동장치를 제공함에 있다.
The second object of the present invention includes a magnet having a vertically different polarity and a coil facing each polarity of the magnet, and by removing the inner yoke by allowing the yoke to be disposed outside and above the magnet. To provide a camera module driving device.
상기한 목적 달성을 위한 본 발명에 따른 카메라 모듈 구동장치는,Camera module driving apparatus according to the present invention for achieving the above object,
카메라 모듈 구동 장치에 있어서, In the camera module driving device,
렌즈부 외주변을 따라 상/하로 분할된 코일과;A coil divided up and down along the outer periphery of the lens unit;
상기 상/하로 분할된 코일에 서로 다른 극성이 대향하는 마그네트와;Magnets having different polarities facing the coils divided up and down;
상기 마그네트가 내벽에 부착된 요크를 포함하는 것을 특징으로 한다.The magnet is characterized in that it comprises a yoke attached to the inner wall.
바람직하게, 상기 상/하부 코일에 서로 다른 방향의 전류를 흘려주어, 상기 상부 및 하부 코일과 대향하는 서로 반대의 극성을 갖는 마그네트와의 전자기력에 의해 상기 렌즈부를 포커싱 방향으로 가동시켜 주는 것을 특징으로 한다.Preferably, the current flows in different directions to the upper and lower coils, and the lens unit is moved in a focusing direction by an electromagnetic force with magnets having opposite polarities opposite to the upper and lower coils. do.
바람직하게, 상기 마그네트는 복수개의 단극성 마그네트 또는 단일개의 이극 성 마그네트를 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the magnet is characterized in that it comprises a plurality of unipolar magnets or a single bipolar magnet.
이하 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings as follows.
도 4는 본 발명에 따른 카메라 모듈 구동장치를 나타낸 부분 단면도이고, 도 5는 도 3의 측 단면도이며, 도 6은 도 4의 자기회로의 동작 예를 나타낸 도면이다.4 is a partial cross-sectional view showing a camera module driving apparatus according to the present invention, FIG. 5 is a side cross-sectional view of FIG. 3, and FIG. 6 is a view showing an operation example of the magnetic circuit of FIG. 4.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 모듈 외측에 설치된 요크(110)와, 상기 요크 내면에 부착된 다극 착자된 마그네트(120)와, 상기 다극 착자된 마그네트(120)와 대향하도록 일정개로 분할된 코일(130)과, 외주변에 상기 코일(130)이 부착되고, 링 형상의 모듈 중심부에 렌즈(141)가 취부된 렌즈부(140)와, 모듈 상/하부에 가동에 따른 복원력을 제공하는 스프링(150,151)을 포함하는 구성이다.4 to 6, a
상기와 같이 구성되는 본 발명 실시 예에 따른 카메라 모듈 구동 장치에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Referring to the accompanying drawings, a camera module driving apparatus according to an embodiment of the present invention configured as described above is as follows.
도 4 및 도 5를 참조하면, 카메라 모듈(100)은 원통형으로서, 중심부에 렌즈(141)를 구비하고 일정 방향으로 가동하는 가동부(moving part) 및 상기 가동부의 가동을 지지하는 고정부(fixing part)로 구성된다.4 and 5, the
여기서, 상기 렌즈는 모듈의 렌즈홀더 어셈블리 또는 렌즈가 조립된 경통이 취부된 렌즈부 등에 장착될 수도 있다.Here, the lens may be mounted on the lens holder assembly of the module or the lens unit in which the barrel in which the lens is assembled is mounted.
상기 가동부는 렌즈(141)가 구비된 렌즈부(140), 상기 렌즈부(140)의 외주변에 수평 권선되며 소정 간격으로 몇 개로 분할되어 설치된 코일(130: 131,132)로 구성된다. 여기서, 렌즈부(140)는 링 형상의 모듈의 중심부에 취부된 렌즈(141)를 지지하며, 상기 코일(130)은 상기 렌즈부(140)의 외주변에 상/하로 분할되어 각각 이 수평 권선되며 링 형상으로 렌즈부(140)의 외주변을 따라 설치된다.The movable unit includes a
상기 고정부는 상기 분할된 코일(131,132)과 각각 대향하는 서로 다른 극성(N:S)(121,122)의 마그네트(120) 및 요크(110)로 구성된다. 상기 마그네트(120)의 각 극성(121,122)은 분할된 코일(131,132)과 각각 대향하며, 링 형상으로 설치되며, 요크(110)는 "Γ"자 형상의 링형 구조로 마그네트(120)가 내주변에 부착된 외측요크(111) 및 상부에 위치한 상부요크(112)로 이루어진다.The fixing part includes a
여기서, 마그네트(120)는 수직 방향으로 서로 다른 극성이 배치된다. 예컨대 이극으로 구성될 경우, 단극을 상/하로 분할시키거나 이극 착자된 단일개의 마그네트로 구성할 수도 있다. 또한 상부 N극 및 하부 N극의 극성 위치도 변경(S:N)할 수도 있다. 또 다른 실시 예로서, 코일과 대향하는 마그네트의 극성이 상부 N:S, 하부 S:N으로 착자될 수도 있다.Here, the
그리고, 상기 가동부 및 고정부의 상면 및 저면의 결합 부분에는 스프링(150,151)이 설치되는데, 상기 스프링(150,151)은 상기 가동부 및 고정부 상호간을 서로 탄성 연결해 준다.In addition, springs 150 and 151 are installed at the coupling portions of the upper and lower surfaces of the movable part and the fixed part, and the
이러한 카메라 모듈의 구동 장치의 동작에 대해 도 6을 참조하여 설명하면, 각각의 코일(130: 131,132)에 서로 반대 방향의 전류를 흘려주면, 각각의 코일(130: 131,132)과 대향하는 마그네트(120)의 극성 차이로 인해 발생되는 전자기력에 의해 코일(130)에 동일한 방향의 힘이 발생된다. 이에 따라 렌즈부(140)와 함께 그 중심부에 취부된 렌즈(141)를 일정 방향으로 수직(focusing)하게 가동시켜 준다. 이러한, VCM 방식에 있어서, 상기 코일 및 마그네트, 요크를 포함하는 자기 회로는 플레밍(Fleming)의 왼손법칙에 의한다.Referring to FIG. 6, the operation of the driving device of the camera module is described. When currents in the opposite directions flow through the respective coils 130 (131 and 132), the
이때 스프링(150,151)은 복원력을 주면서 상기 가동부의 위치를 결정하는 역할도 한다. 즉, 스프링(150,151)은 수직 방향으로 가동되는 렌즈 홀더(140)를 다시 원 위치로 복원시켜 복원수단이다. At this time, the spring (150,151) also serves to determine the position of the movable portion while giving a restoring force. That is, the
상세하게 설명하면, 도 6과 같이 카메라 모듈의 자기회로는 마그네트(120)의 극성(121,122)이 상하로 N:S 착자되어 있고, 코일(130)이 상부 코일(131) 및 하부코일(132)로 분할되어 상기 극성(121)(122)과 각각 대향하고 있으므로, 상기 분할된 상/하 코일(131,132)에 서로 다른 방향의 전류를 흘려주어, 상부 코일(131)에 흐르는 전류에 의해 자속의 흐름은 상부 N극(121)에서 나와서 하부 S극(132)으로 향하게 되어, 발생되는 힘에 의해 중심부의 렌즈(141)를 포커싱 가동시켜 준다. In detail, as shown in FIG. 6, in the magnetic circuit of the camera module, the
여기서, 상기 코일(131,132)에 인가되는 전류에 의해 상기 렌즈(141)를 수직 방향 포커싱 동작시키고, 스프링(150)이 다시 원위치로 복원시켜 준다. 즉, 포커싱 가동은 자기회로에 의해서 수행하고, 복원은 복원수단인 스프링에 의해서 수행된다.Here, the
이와 같이 상/하 다른 극의 마그네트(120)를 배치함으로써, 자속의 방향이 코일(130)의 전류 방향과 쇄교하도록 안내하는 역할을 하게 하여, 종래 내측 요크가 수행하던 역할을 하게 되어, 내측 요크를 제거하더라도 동일한 동작 제어가 가능하게 된다. By arranging the
다른 실시 예로서, 상기 마그네트(120)의 크기는 주어진 공간 내에서 그 크기를 달리할 수 있으며, 상기 코일(130)은 렌즈부(140)에 밀착시켜 줄 수 있어, 상 기 가동부의 질량을 줄이는 이점이 있다. 이때, 가동부의 질량이 작아지면 상기 가동부를 지지하는 스프링 복원력을 약하게 할 수 있어, 감도 향상에 도움을 줄 수 있다.In another embodiment, the size of the
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시 예를 중심으로 살펴보았으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적 기술 범위 내에서 상기 본 발명의 상세한 설명과 다른 형태의 실시 예들을 구현할 수 있을 것이다. 여기서 본 발명의 본질적 기술범위는 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.So far, the present invention has been described with reference to the preferred embodiments, and those skilled in the art to which the present invention pertains to the detailed description of the present invention and other forms of embodiments within the essential technical scope of the present invention. Could be implemented. Here, the essential technical scope of the present invention is shown in the claims, and all differences within the equivalent range will be construed as being included in the present invention.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 카메라 모듈 구동장치에 의하면, 카메라 모듈 내의 내측 요크를 제거함으로써, 카메라 모듈의 소형화와 기존의 자기회로 보다 높은 감도를 제공하는 효과가 있다. As described above, according to the camera module driving apparatus according to the present invention, by removing the inner yoke in the camera module, there is an effect of miniaturizing the camera module and providing higher sensitivity than the existing magnetic circuit.
또한, 카메라 모듈 내에서 내측 요크 (inner yoke)를 배제하고 마그네트의 착자 방향의 변경, 코일의 분할을 통해, 공간을 절약하면서도 높은 감도를 얻을 수 있는 구조를 제시한다.
In addition, by removing the inner yoke in the camera module, by changing the magnetization direction of the magnet, and by dividing the coil, a structure that can obtain a high sensitivity while saving space.
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KR100593896B1 (en) * | 2004-12-27 | 2006-06-28 | 삼성전기주식회사 | A lens-dividing type camer module |
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