KR20100124135A - Lens actuator for image pickup apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 촬상 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 예를 들어 모바일 통신 기기와 같은 소형 촬상 장치에 장착되는 렌즈 액츄에이터에 관한 것이다. TECHNICAL FIELD The present invention relates to an imaging device, and more particularly, to a lens actuator mounted on a small imaging device such as a mobile communication device.
예전부터 렌즈를 통하여 피사체를 촬영할 수 있는 기계 장치인 카메라가 사용되었다. 통상적으로 카메라에는 초점 조절 및/또는 줌 기능을 위하여 다수의 렌즈를 구비하고 있는데, 다수의 렌즈 사이의 상대적인 거리를 조절하여 초점을 조절하도록 구성되어 있다. In the past, cameras have been used, which are mechanical devices capable of photographing subjects through lenses. Typically, a camera includes a plurality of lenses for focusing and / or zooming, and is configured to adjust focus by adjusting a relative distance between the plurality of lenses.
특히, 최근에는 디지털 방식의 이미지 촬상 장치(Image pickup device)로서 핸드폰과 같은 모바일 통신기기나 디지털 카메라와 같은 소형 광학 기기가 널리 보급되고 있다. 그런데, 이러한 디지털 방식의 이미지 촬상 장치에 장착되는 카메라 모듈에는 배율 조정(zooming)이나 자동 초점 조절(auto-focusing)을 위한 구동 기기로서 다양한 렌즈 액츄에이터(Lens actuator)가 구비되어, 그 내부에 적절한 수 로 형성되는 렌즈를 광축 방향을 따라 가동시키는 방법을 통해서 초점 및/또는 배율을 조정한다. In particular, recently, as a digital image pickup device, a mobile communication device such as a mobile phone and a small optical device such as a digital camera have been widely used. However, the camera module mounted in the digital image capturing apparatus is provided with various lens actuators as a driving device for zooming or auto-focusing, and is suitable for the inside thereof. The focus and / or magnification is adjusted by moving the lens formed along the optical axis direction.
종래 이와 같은 소형 광학 기기에 장착되는 카메라 모듈에서는 촬상되는 피사체에 대한 초점을 자동으로 조절하기 위하여 기어 등을 통하여 모터의 회전 운동을 직선 운동으로 변화시키는 이른바, 회전 모터 방식의 기계식 장치가 널리 사용되었다. 그러나 이와 같은 기계식 장치의 경우, 기어와 모터 사이의 마찰력 등으로 인하여 초점을 미세하게 조절하기 곤란할 뿐 아니라 각 기계 장치가 차지하는 공간 문제 등으로 인하여 소형화가 곤란하기 때문에, 모바일 통신기기 등에 장착하기에는 많은 문제점과 한계를 가지고 있었다. Conventionally, in a camera module mounted on such a small optical device, a so-called rotary motor type mechanical device for changing a rotational motion of a motor into a linear motion through a gear or the like has been widely used to automatically adjust a focus on a photographed subject. . However, such a mechanical device is difficult to finely adjust the focus due to the friction force between the gear and the motor, and it is difficult to miniaturize due to the space problem occupied by each mechanical device. And had limits.
이에 따라, 특히, 휴대폰, PDA 등의 모바일 통신기기에 장착되는 카메라 모듈에서는 모바일 통신기기에서 요구되는 소형화, 경량화, 다기능화 등을 만족시킬 수 있도록 많은 방법이 제안되고 있다. 그런데, 점차적으로 소형화되는 모바일 통신기기에 장착되는 카메라 모듈의 광학계에서 피사체를 선명하게 보기 위해서는 다수의 렌즈와 이미지 센서 사이의 거리를 조정하거나 렌즈의 곡률을 변화시켜 피사체를 이미지 센서에 선명하게 결상시키는 포커싱(focusing) 기능이 구비되어야 한다. 즉, 포커싱 기능을 구현하기 위해서는 피사체의 위치에 따라 이미지 센서에 결상되는 피사체의 상의 위치가 변경되는데, 달리 말하면 피사체와 렌즈와의 거리에 따라 상이 형성되는 위치가 변경됨에 따라 포커싱이 이루어진다. Accordingly, in particular, in the camera module mounted on a mobile communication device such as a mobile phone and a PDA, many methods have been proposed to satisfy the miniaturization, light weight, and multifunctionality required by the mobile communication device. However, in order to clearly see a subject in an optical system of a camera module mounted on a gradually miniaturized mobile communication device, the subject is clearly imaged on the image sensor by adjusting the distance between the plurality of lenses and the image sensor or changing the curvature of the lens. It should be equipped with a focusing function. That is, in order to implement the focusing function, the position of the image of the subject imaged by the image sensor is changed according to the position of the subject. In other words, the focus is performed as the position of the image is changed according to the distance between the subject and the lens.
이에 따라, 이미지 센서에 선명한 상을 구현하기 위해서는 1개 이상의 렌즈 가 서로 상대적으로 이동하는 구조를 갖는다. 이와 같이 구성된 렌즈에 있어서 포커싱 기능을 실현하기 위해서는 별도의 구동부로서 예를 들어 매뉴얼, 스텝 모터, 압전 소자, 음성 코일 모터(Voice Coil Motor, VCM) 등이 요청되고 있다. Accordingly, in order to implement a clear image in the image sensor, one or more lenses have a structure in which they move relative to each other. In order to realize the focusing function in the lens configured as described above, as a separate driving unit, for example, a manual, a step motor, a piezoelectric element, a voice coil motor (VCM), etc. are requested.
여기서, 음성 코일 모터(VCM)나 음성 코일 액추에이터(Voice Coil Actuator, VCA) 방식이란, 영구자석 및 코일의 유도자기력을 이용하여 정밀하게 초점을 맞추는 방식을 의미하는데, 도 1은 종래 모바일 통신기기 등에 적용된 VCM 방식의 렌즈 액츄에이터(1)를 개략적으로 도시한 단면도이다. Here, the voice coil motor (VCM) or the voice coil actuator (VCA) method refers to a method of precisely focusing using the induction magnetic force of the permanent magnet and the coil, and FIG. 1 illustrates a conventional mobile communication device. It is sectional drawing which shows schematically the
도 1에 도시된 것과 같이, 종래 모바일 통신기기에 적용된 렌즈 액츄에이터(1)는, 통상 다수의 초점 조절용 렌즈로 이루어진 렌즈 유닛(10)이 대략 원통형인 캐리어(12)의 중공부로 나사 체결 방식을 통하여 수용되며, 캐리어(12)의 외주변을 따라 오링 형상의 마그네트(20)와, 마그네트의 자력을 제어할 수 있도록 대략 U자형의 단면을 갖는 요크(22)와, 원통 형상의 코일(24)이 배열된다. 이와 같은 VCM 방식의 렌즈 액츄에이터에서, 자력을 발생시키는 마그네트(20)와, 전류가 인가되는 코일(24)을 대향 배치하여, 마그네트(20)에 의해 발생하는 자기력 내에서 코일(24)의 상호작용에 의한 유도자기력에 의하여 전류와 자기장의 수직방향, 즉 광축 방향으로 발생하는 로렌츠 힘을 이용하여 렌즈 유닛(10) 및 이를 수용하는 캐리어(12)를 광축방향으로 구동시킨다. 이때, 적절한 탄성력을 부가하기 위하여 캐리어(12)의 상단과 하단으로 각각 상부 스프링(32) 및 하부 스프링(34)이 배치된다. As shown in FIG. 1, the
또한, 상기 캐리어(12) 및 이를 구동시키기 위한 마그네트(20) 등의 구동부 는 모두 하우징(40)의 내부에 수용되며, 하우징(40)의 상단 내측으로는 커버 플레이트(14)가 형성된다. 아울러, 모바일 통신기기 등에 사용되는 카메라 모듈의 자동 초점 조절 장치에서는 CCD, CMOS와 같은 고해상도 이미지 센서(미도시)가 캐리어(12)의 하단에 구비되어 있다. In addition, the
특히, 고해상도의 이미지 센서가 상용화됨에 따라 렌즈의 초소형화 및 고정밀화 추세에 따라, 렌즈 액츄에이터의 소형화, 경량화가 강하게 요구되고 있다. 그렇지만, 종래 VCM 방식을 채택하고 있는 렌즈 액츄에이터의 외주변으로 배치되는 구동부 중에서 마그네트(20)로부터 생성되는 누설 자속을 제어하기 위한 요크(22)가 마그네트(20)의 상면은 물론이고 내주면 및 외주면을 에워쌀 수 있도록 U자형의 단면을 가지는데, 이 경우 요크(22)의 외주면과 내주면 사이의 이격 거리로 인하여, 구동부의 직경 방향의 크기를 줄이는데 있어서 한계가 있다. In particular, as high resolution image sensors are commercially available, according to the trend of miniaturization and high precision of lenses, miniaturization and weight reduction of lens actuators are strongly demanded. However, the yoke 22 for controlling the leakage magnetic flux generated from the
아울러, 캐리어(12)는 통상 원통 형상을 가지면서 그 중공부로 렌즈 유닛(10)을 수용하고, 캐리어(12)의 외주변에 배치되는 마그네트(20), 요크(22) 및 코일(30)은 대체로 원통 형상을 가지는데, 이 경우 전체적으로 육면체 형상을 가지는 하우징(40)의 모서리 영역으로 활용되지 못하는 공간이 형성되고, 이로 인하여 렌즈 액츄에이터(10)의 소형화에 장애가 되고 있다. In addition, the
결국, 종래 모바일 통신기기와 같은 소형 촬상 장치에 채택되는 광학 기기의 경우 렌즈 액츄에이터의 직경 방향으로의 크기를 감소시키는데 한계가 있었으며, 구동부의 크기를 줄이게 되면 원하는 구동력을 얻지 못하는 문제점이 있었다. 이에 따라 렌즈 조립체를 포함하는 카메라 모듈의 소형화 추세에 제대로 부합하지 못하는 한계가 존재였을 뿐만 아니라, 소비전력 면에 있어서도 효율성에 한계가 있다.As a result, in the case of an optical device adopted in a small image pickup device such as a conventional mobile communication device, there is a limit in reducing the size of the lens actuator in the radial direction, and when the size of the driving unit is reduced, there is a problem in that a desired driving force cannot be obtained. As a result, there was a limit that does not properly meet the miniaturization trend of the camera module including the lens assembly, and there is a limit in efficiency in terms of power consumption.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결할 수 있도록 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 소형 광학 기기에 장착되는 액츄에이터의 구동부의 형상 및 배치를 통하여 소형화가 가능한 렌즈 액츄에이터를 제공하고자 하는 것이다. The present invention has been proposed to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a lens actuator that can be miniaturized through the shape and arrangement of the drive unit of the actuator mounted on the small optical device.
본 발명의 다른 목적은 전체적인 구동부의 크기 감소에도 불구하고, 안정적인 포커싱이 가능하도록 원하는 구동력을 발휘할 수 있는 렌즈 액츄에이터를 제공하는데 있다. Another object of the present invention is to provide a lens actuator capable of exerting a desired driving force in order to enable stable focusing despite the reduction in the overall size of the driving unit.
본 발명의 다른 이점 및 목적은 후술하는 발명의 상세한 설명 및 첨부하는 도면을 통해서 더욱 분명해질 것이다. Other advantages and objects of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the invention and the accompanying drawings.
상기와 같은 목적을 갖는 본 발명에 따르면, 피사체를 촬상하기 위한 렌즈 유닛을 수용하여 광축 방향으로 이동 가능한 렌즈부와; 상기 렌즈부의 외주변으로 배치되는 마그네트와 코일의 상호 작용에 의한 구동력에 의하여 상기 렌즈부를 광축 방향으로 따라 이동시키는 구동부로서, 상기 렌즈부의 외주변으로 배치되는 마그네트와, 상기 마그네트로부터 발생하는 자력을 제어하기 위하여 상기 마그네트의 상면 및 상단 내주면을 에워싸는 형태로 배치되는 제 1 요크 및 적어도 상기 마그네트의 저면과 접촉가능하게 배치되는 제 2 요크와, 상기 렌즈부의 외주면으로 권취되어 상기 렌즈부와 연동하여 이동하며 상기 제 2 요크의 내주면과 대향적으로 배치되는 코일을 포함하는 구동부를 포함하는 이미지 촬상용 렌즈 액츄에이터를 제공한다. According to the present invention having the above object, a lens unit for receiving a lens unit for photographing a subject and movable in the optical axis direction; A driving unit for moving the lens unit in the optical axis direction by a driving force by the interaction of the magnet and the coil disposed on the outer periphery of the lens unit, the magnet disposed on the outer periphery of the lens unit and the magnetic force generated from the magnet In order to surround the upper and upper inner peripheral surface of the magnet and the first yoke and at least a second yoke disposed to be in contact with the bottom surface of the magnet, and wound around the outer peripheral surface of the lens portion and moves in conjunction with the lens portion Provided is a lens actuator for image pickup including a driving unit including a coil disposed to face the inner circumferential surface of the second yoke.
일 실시예에 따르면, 상기 마그네트는 상기 렌즈부를 중심으로 방사상으로 배열되는 복수의 마그네트로 구성됨으로써, 렌즈 액츄에이터를 더욱 소형화 할 수 있다. According to one embodiment, the magnet is composed of a plurality of magnets arranged radially around the lens portion, it is possible to further miniaturize the lens actuator.
이때, 상기 제 2 요크는 상기 마그네트의 저면과 접촉하고, 상기 코일과 대향하는 내주면이 하향 절곡되는 단면을 가질 수 있으며, 바람직하게는, 상기 렌즈부는 원통 형상의 캐리어와 상기 캐리어의 중공부에 장착된 렌즈 유닛을 포함하고, 상기 렌즈부가 광축을 따라 이동함에 따라 상기 렌즈부가 상기 제 2 요크의 저면과 접촉할 수 있도록 상기 캐리어의 외주변 하단으로 걸림단이 형성됨으로써 안정적인 포커싱을 가능하게 한다.In this case, the second yoke may have a cross section in contact with the bottom surface of the magnet and the inner circumferential surface opposite to the coil is bent downward, and preferably, the lens unit is mounted on the cylindrical carrier and the hollow part of the carrier. It includes a lens unit, and as the lens unit moves along the optical axis, a locking end is formed at the lower peripheral edge of the carrier so that the lens unit can contact the bottom surface of the second yoke enables stable focusing.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면 상기 제 2 요크는 상기 마그네트의 내측 저면으로만 접촉하도록 형성됨으로써, 렌즈 액츄에이터의 크기를 줄이는 것 또한 가능하다. On the other hand, according to another embodiment of the present invention, the second yoke is formed so as to contact only the inner bottom surface of the magnet, it is also possible to reduce the size of the lens actuator.
본 발명에 따르면, 상기 코일은 상기 캐리어의 외주변에서 외측을 향하여 돌출된 걸림단의 상면으로 안정적으로 안착되도록 구성할 수 있다. According to the present invention, the coil may be configured to be stably seated on the upper surface of the locking end protruding outward from the outer periphery of the carrier.
특히, 본 발명의 렌즈 액츄에이터의 중심을 이루는 상기 렌즈부는 원통 형상의 캐리어와 상기 캐리어의 중공부에 장착된 렌즈 유닛을 포함하고, 상기 렌즈 액츄에이터는 상기 캐리어의 상단 및 하단에 각각 접촉하는 탄성 수단을 더욱 포함함으로써, 이들 탄성 수단에 의한 탄성력을 통하여 안정적인 포커싱이 가능하다. In particular, the lens unit constituting the center of the lens actuator of the present invention includes a cylindrical carrier and a lens unit mounted to the hollow of the carrier, the lens actuator is provided with an elastic means for contacting the upper and lower ends of the carrier, respectively By further including, stable focusing is possible through the elastic force by these elastic means.
이때, 상기 탄성수단은 상기 캐리어 및 상기 렌즈 액츄에이터의 상단에 배치되는 제 1 탄성체와, 상기 캐리어 및 상기 렌즈 액츄에이터의 하단에 배치되는 제 2 탄성체를 포함할 수 있다. In this case, the elastic means may include a first elastic body disposed on an upper end of the carrier and the lens actuator, and a second elastic body disposed on a lower end of the carrier and the lens actuator.
아울러, 상기 제 1 탄성체의 상단에 배치되는 상부 커버와, 상기 제 2 요크의 하단에 배치되는 하부 커버와, 상기 제 2 탄성체의 하단에서 상기 렌즈부를 지지하는 베이스를 더욱 포함할 수 있는데, 상기 제 2 요크는 상기 마그네트의 내측 저면과 상기 하부 커버의 내측 상단 사이에 배치되고, 상기 렌즈부가 광축을 따라 이동함에 따라 상기 캐리어의 외주변 하단에 형성된 걸림단이 상기 하부 커버의 내주면과 접촉할 수 있도록 상기 하부 커버의 상단은 내측으로 돌출될 수 있다.In addition, the cover may further include an upper cover disposed on the upper end of the first elastic body, a lower cover disposed on the lower end of the second yoke, and a base supporting the lens unit at the lower end of the second elastic body. 2 yoke is disposed between the inner bottom surface of the magnet and the inner upper end of the lower cover, so that the engaging end formed on the outer peripheral lower end of the carrier can contact the inner peripheral surface of the lower cover as the lens unit moves along the optical axis An upper end of the lower cover may protrude inward.
바람직하게는, 상기 상부 커버 및 상기 하부 커버의 외주면을 따라 결합되는 실드 케이스를 더욱 포함할 수 있다. Preferably, the method may further include a shield case coupled along the outer circumferential surfaces of the upper cover and the lower cover.
본 발명에서는 모바일 통신기기와 같은 소형 광학 기기에 장착되는, 이른바 VCM 방식의 렌즈 액츄에이터에서 마그네트의 형상 및/또는 요크의 이상적인 배치를 통하여 렌즈 액츄에이터의 크기를 크게 줄일 수 있었다. In the present invention, the size of the lens actuator can be greatly reduced through the ideal arrangement of the shape of the magnet and / or the yoke in the so-called VCM type lens actuator mounted on a small optical device such as a mobile communication device.
이에 따라, 소형 광학 기기에서 요구되고 있는 렌즈 액츄에이터 및 이를 포함하는 카메라 모듈의 전체적인 크기를 줄일 수 있기 때문에, 광학 기기의 소형화 추세에 적극적으로 대처할 수 있을 것으로 기대된다. Accordingly, since the overall size of the lens actuator and the camera module including the same required in the small optical device can be reduced, it is expected to actively cope with the miniaturization trend of the optical device.
특히, 본 발명에서는 마그네트의 자력을 제어하는 요크를 적절히 배치하여, 마그네트로부터 생성되는 자속 중 누설 자속의 발생을 최소화함으로써, 구동력의 감소 없이 안정적인 포커싱을 실현할 수 있다. In particular, in the present invention, by appropriately disposing a yoke for controlling the magnetic force of the magnet, by minimizing the occurrence of leakage magnetic flux among the magnetic flux generated from the magnet, it is possible to realize stable focusing without reducing the driving force.
본 발명자는 예를 들어 모바일 통신기기에 장착되는, 이른바 보이스-코일 모터(Voice-coil Motor, VCM) 방식을 이용한 렌즈 액츄에이터 및 이를 포함하는 자동 초점 렌즈 조립체와 관련해서, 점차 소형화하고 있는 모바일 통신기기에서도 채택할 수 있도록, 카메라 모듈을 구성하는 렌즈 액츄에이터의 전체적인 크기를 줄이는 한편, 원하는 구동력을 발휘할 수 있는 방안을 모색하던 중에 본 발명을 완성하였다. 이하, 첨부하는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시 형태 및 구동 기작에 대해서 설명한다. The present inventors have increasingly miniaturized, for example, a lens actuator using a so-called Voice-coil Motor (VCM) system and an autofocus lens assembly including the same, mounted on a mobile communication device. In order to be adopted in the present invention, while reducing the overall size of the lens actuator constituting the camera module, while seeking to find a way to exhibit the desired driving force, the present invention was completed. EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, with reference to attached drawing, specific embodiment and drive mechanism of this invention are described.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따라 모바일 통신기기와 같은 소형 광학 기기에 장착되는 카메라 모듈의 렌즈 액츄에이터를 이루는 구성 부품 사이의 결합 관계를 도시한 분해 사시도이며, 도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 렌즈 액츄에이터가 조립된 상태를 도시한 사시도이다. 한편, 도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 렌즈 액츄에이터의 외측을 이루는 케이스 부재 및 상부 탄성 수단을 제거한 상태에서 제 1 요크 및 마그네트의 배치 및 결합 상태를 보여주는 개략적인 사시도이며, 도 5는 도 3에 도시된 본 발명의 렌즈 액츄에이터의 Ⅴ-Ⅴ 라인을 따라 절단한 단면도로서, 본 발명에 따른 렌즈 액츄에이터가 구동되기 전의 상태를 개략적으 로 도시한 단면도이다. FIG. 2 is an exploded perspective view illustrating a coupling relationship between components constituting a lens actuator of a camera module mounted on a compact optical device such as a mobile communication device according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 1 is a perspective view illustrating a state in which a lens actuator according to one embodiment is assembled. On the other hand, Figure 4 is a schematic perspective view showing the arrangement and coupling state of the first yoke and the magnet in a state in which the case member and the upper elastic means forming the outside of the lens actuator according to the first embodiment of the present invention, Figure 5 3 is a cross-sectional view taken along the line V-V of the lens actuator of the present invention, which is a cross-sectional view schematically showing a state before the lens actuator according to the present invention is driven.
도시된 것처럼, 본 발명에 따른 렌즈 액츄에이터(100)는 피사체에 대한 촬상 과정에서 광축 방향으로 이동하는 가동부에 해당하는 렌즈 모듈인 렌즈부(200)와, 상기 렌즈부(200)의 이동을 위한 구동력을 발생할 수 있도록 이 렌즈부(200)의 외주변을 따라 배치되는 구동부(300)와, 렌즈부(200) 및/또는 구동부(250)의 외주변을 에워싸는 형태로 결합되는 케이스 부재(400)로 구분된다. 본 발명에 따른 렌즈 액츄에이터(100)는 예컨대 모바일 통신기기와 같은 소형 광학 기기 또는 이미지 픽업 장치에서의 카메라 모듈을 구성한다. As shown, the
본 발명에 따른 렌즈 액츄에이터(100)의 중앙에 형성되는 렌즈부(210)는 피사체에 대한 이미지 촬상을 위하여 필요에 따라 적절한 곡률 및 크기를 가지는 하나 이상, 통상적으로 다수의 렌즈로 구성되는 렌즈 유닛(210)과, 이 렌즈 유닛(210)을 수용하는 중공부를 갖는 대략 원통 형상의 캐리어(220)로 구성된다. 렌즈 유닛(210)은 예를 들어, 렌즈 홀더 조립체의 형태로, 또는 각각의 렌즈에 대한 광축이 일치하도록 조립된 형태로 캐리어(220) 내부에 조립될 수 있다. The
즉, 입사광이 투과되는 적어도 하나의 렌즈를 광축 방향으로 정렬, 배치하는 중공 원통체의 렌즈 수용부를 이루는 렌즈 유닛(210)의 외측으로 중공부를 갖는 대략 원통체의 캐리어(220)가 체결된다. 이를 위하여, 렌즈 유닛(210)의 외주를 따라 형성된 제 1 나사산(212)과 중공된 캐리어(220)의 내주면을 따라 형성된 제 2 나사산(222) 사이의 스크류 결합에 의하여, 렌즈 유닛(210)은 캐리어(220)의 내부로 견고하게 체결되어 렌즈 모듈로서의 렌즈부(200)를 구성할 수 있다. 다시 말하면, 렌 즈부(200)를 구성하는 렌즈 유닛(210)은 그 중심에 하나 이상의 렌즈를 취부하고 있으며, 캐리어(220)는 그 중심부에 취부되어 있는 렌즈 유닛(210)을 견고하게 지지할 수 있도록 구성된다. 이에 따라 후술하는 것처럼, 캐리어(220)가 광축 방향으로 가동함에 따라 그 내부에 조립된 렌즈 유닛(210)이 이동하여, 피사체에 대한 초점 거리를 변경함으로써 포커싱이 구현될 수 있다. That is, the substantially
이와 같이 렌즈를 장착할 수 있도록 상단이 중공되어 대략 원통 형상을 가지면서 렌즈부(200)의 외측을 형성하는 캐리어(220)는 절연 수지, 예를 들어 유리가 함유되어 있는 폴리카보네이트와 같은 절연 수지의 플라스틱 재질을 사용하여, 프레스 성형 가공에 의하여 일체로 제작될 수 있다. 이에 따라, 캐리어(220)는 후술하는 케이스 부재(400)를 구성하는 상부 커버(410), 하부 커버(420) 및 베이스(430)의 내부에서 상하 이동 가능하도록 수납되어 있다. As such, the
한편, 렌즈 유닛(210)을 내부에 수용하고 있는 대략 원통 형상의 캐리어(220)의 하단 외주면을 따라서 후술하는 것처럼 외부의 전원과 전기적으로 연결되어 있는 코일(340)이 안착될 수 있도록 외측을 향하여 연장되어 있는 플랜지(224)가 형성되며, 플랜지(224)의 외측으로 걸림단(226)이 외측을 향하여 연장되어 있다. 이때, 걸림단(226)은 플랜지(224)의 외주면을 따라 연속적인 형태로 구성될 수도 있으나, 도시된 것처럼 플랜지(224)의 외주면 중 일정 영역으로만 다수가 동일한 간격으로 외측을 향하여 연장되는 형태로 형성될 수 있다. On the other hand, along the outer peripheral surface of the lower end of the substantially
한편, 렌즈부(200)의 외곽을 구성하는 캐리어(220)의 외주변을 따라 피사체에 대한 오토포커싱(Auto-focusing, AF) 과정을 제어하기 위하여 구동부(300)와, 이러한 구동부(300)의 작동을 제어하기 위한 다수의 부품이 적절하게 배치, 결합되는데, 이에 대해서 설명한다. 본 발명에 따른 렌즈 액츄에이터(100)는 이른바 보이스 코일 모터(VCM) 방식의 구동부(300)로서, 특히 마그네트(310)의 위치가 고정되어 있는 반면에 코일(340)이 렌즈부(200)의 이동에 따라 그 위치가 변하는 이른바 '코일 기동식'의 구동부를 형성한다. Meanwhile, in order to control an auto-focusing (AF) process for the subject along the outer periphery of the
이 구동부(300)는 피사체의 이미지에 대한 초점 조절을 위해서 렌즈부(200)를 이루는 캐리어(220)와 이 캐리어(220)의 내부에 수용된 렌즈 유닛(210)을 광축 방향으로 이동시킬 수 있도록 캐리어(220)의 외주변을 따라 배치된다. 구동부(300)는 크게 자계를 발생하는 마그네트(310), 마그네트(310)로부터 발생되는 자계의 흐름, 즉 자속을 제어하기 위하여 마그네트(310)의 상단 및 하단으로 배치되는 요크(320, 330) 및 외부 전원으로부터 소정의 전력을 인가받는 코일(340)로 구성된다. The driving
우선, 마그네트(310)는 통상의 보이스 코일 모터 방식에서 사용되는 영구자석, 예를 들어 네오듐-계의 영구 자석을 사용할 수 있는데, 일례로 도 5에 도시된 것처럼 상단이 S극, 하단이 N극의 극성을 가지도록 배치되거나 그 역방향의 배치도 가능하다. 즉, 본 발명의 바람직한 태양에 따르면 마그네트(310)는 수직 방향으로 서로 다른 극성이 배치될 수 있는데, 이극으로 구성할 경우에 단극을 상단과 하단 으로 분할하는 방법을 사용하거나 또는 이극으로 착자되어 있는 단일 마그네트로 구성할 수 있다. First, the
마그네트(310)는 캐리어(220)의 상단 외주변을 따라 소정의 간격을 두면서 배치되는데, 도시된 것처럼 그 내주면이 일정한 곡률을 가지는 원호 형상의 다수의 마그네트로 구성될 수 있다. 바람직하게는 가동부인 렌즈부(200)에 대한 광축 방향으로 균일한 구동력을 생성할 수 있도록 마그네트(310)는 광축 방향 중심에 대하여 수평 방향으로 방사상 형태를 이루는 다수의 마그네트가 동일한 간격으로 배치된다. 특히, 구동부의 외곽으로 결합되는 케이스 부재(400)가 전체적으로 육면체의 형상을 갖는 경우, 도 4에 도시된 것과 같이, 마그네트(310)는 케이스 부재(400)의 모서리 부분에 위치하는 4개의 마그네트로 구성될 수 있다. 이와 같이 마그네트(310)를 배치하는 경우, 케이스 부재(400)의 각 내주면 중앙으로는 마그네트(310)가 배치되지 않는다. 이에 따라, 렌즈부(200)의 외주변과 케이스 부재(400)의 내주면 중에서 각 측면의 중간 영역의 내주면 사이로 마그네트(310)를 배치하기 위한 별도의 공간이 필요 없어서, 케이스 부재(400)의 수평 방향의 크기를 줄일 수 있어 렌즈 액츄에이터의 소형화가 가능한 공간 활용이 가능해지는 것이다. The
한편, 마그네트(310)에서 생성되는 자력의 흐름(자속)을 제어할 수 있도록, 예를 들어, 자기투과율이 우수한 철, 냉간압연강 또는 니켈과 같은 도전성 물질로 제조될 수 있는 요크(320, 330)가 마그네트(310)의 주변으로 배치되어 있다. 특히, 본 실시예에 따르면 마그네트(310)의 상단 및 적어도 내주면 상단을 에워싸는 형태 를 갖는 제 1 요크(320)와, 마그네트(310)의 저면으로 배치되며 코일(340)의 외주면과 대향적으로 연장되는 내주면을 갖는 제 2 요크(330)로 구성된다. On the other hand, to control the flow (magnetic flux) of the magnetic force generated in the
본 발명에 따르면 제 1 요크(320) 및 제 2 요크(330)는 전체적으로 중공부를 갖는 오-링 형상을 가지지만, 본 실시예에서의 제 1 요크(320)와 제 2 요크(330)는 모두 그 상단(322, 332)이 외측을 향하여 연장된 형태를 이루고 있는 것이 특징이다. 특히, 종래 VCM 방식에서와 달리, 마그네트(310)의 외주면으로는 요크가 배치되어 있지 않기 때문에 요크(320, 330)의 수평 방향으로의 크기를 줄일 수 있으므로, 광축 방향에 대하여 렌즈 액츄에이터(100)의 수평 방향의 크기를 줄일 수 있다.According to the present invention, the
이때, 제 1 요크(320)는 캐리어(220)의 상단 외주변을 따라 배치되는데, 외측 방향으로 연장되어 있는 상단(322)은 마그네트(310)의 상면과 접촉되는 방법으로 안착되지만, 그 하단은 마그네트(310)의 중공부에 비하여 작은 중공부를 갖는 대략 원통 형상이다. 즉, 도 5에 도시된 것처럼, 제 1 요크(330)의 하단은 단면이 절곡된 것과 같은 형태를 가지고 있어서, 마그네트(310)의 내주면 상단과 캐리어(220)의 상단 외주면 사이에서 연직 방향으로 어느 정도 연장되어 있다. In this case, the
이에 따라, 제 1 요크(320)는 마그네트(310)의 상단은 물론이고 마그네트(310)의 상단 내주면을 에워싸는 형태이기 때문에 마그네트(310)의 상단 내주면에서 자속 누설을 줄일 수 있다. 아울러, 제 1 요크(320)의 하단과 코일(340)의 상단 사이에 마그네트(310)가 배치되지 않으므로, 즉 제 1 요크(320)의 하단은 코일(340)의 상단과 대향적으로 배치되어 있기 때문에 마그네트(310)에서 발생되는 자속을 효율적으로 제어할 수 있어서, 종래의 요크에 비하여 적어도 직경 방향의 크기가 감소하였음에도 불구하고 동일한 구동력을 발휘할 수 있게 된다. 이때, 구동부(300)를 이루는 부품 사이의 치수 오차나 조립시의 어긋남 등에 의하여 마그네트(310)가 다른 부재와 접촉하는 것을 방지하기 위해서, 제 1 요크(320)의 하단 외주면과 마그네트(330)의 내주면 사이에는 일정 간극(d)이 형성될 수 있도록 제 1 요크(320)의 형태를 조정할 수 있을 것이다. Accordingly, since the
아울러, 캐리어(220)의 대략 중간 높이의 외주변을 따라 배치되는 본 실시예의 제 2 요크(330) 역시 마그네트(310)의 저면과 후술하는 하부 커버(420)의 내주측 상단 사이에 게재되는 상단(332)에 대하여 그 하단은 마그네트(310)와 실질적으로 동일한 중공부를 가지면서, 하부 커버(420)의 상단 내주면을 따라 하향 연장되는 절곡된 단면을 갖는다. 이와 같이, 제 2 요크(330)가 마그네트(310)의 저면과 접촉하면서도, 제 2 요크(330)의 하단 내주면이 캐리어(220)에 권선되어 있는 코일(340)의 외주면과 대향적으로 배치됨에 따라 마그네트(310)로부터 누설 자속을 억제하는 한편 자속을 효율적으로 제어할 수 있게 된다. In addition, the
이러한 배치를 갖는 제 1 요크(320) 및 제 2 요크(330)에 의하여, 마그네트(310)에서의 자속의 흐름은 렌즈 액츄에이터(100)의 직경 방향으로만 흐를 수 있도록 제어되고, 마그네트(310)에 의해 발생되는 자기장이 코일(340)로 집중되게 함으로써, 최종적으로 렌즈 액츄에이터의 구동력을 향상시킬 수 있다. By the
한편, 소정의 전류가 인가되어 마그네트(310)에서 생성되는 자기장과 상호 작용하여 전자기력에 의한 로렌츠의 힘, 즉 구동력을 발생시킬 수 있도록 외부의 전원과 전기적으로 연결되어 있는 코일(340)은 캐리어(220)의 하단 영역에서 외측을 향하여 돌출되어 있는 플랜지(224)의 상면으로 안착되어, 캐리어(220)의 외주변을 따라 권선된 형태로 측설되어, 렌즈부(200)와 함께 광축 방향으로 그 위치가 변경될 수 있도록 구성되어 있다. 코일(340)의 외주면은 마그네트(310)의 내주면과 일정 간극을 두고 형성되는데, 전술한 것과 같이, 코일(340)의 상단은 마그네트(310)의 상부 및 내주면을 에워싸고 있는 제 1 요크(320)의 내주면 하단과, 코일(340)의 외주면은 마그네트(310)의 저면과 접촉하고 있는 제 2 요크(330)의 내주면과 각각 대향적으로 배치되어 있다. On the other hand, the
이와 같이 형성된 코일(340)로는 마그네트(310)에 의해 생성되는 자기장이 투과하는데, 자기장과 전기장의 상호 작용에 의한 전자기력, 즉 로렌츠의 힘이 발생한다. 즉, 외부의 전자 회로로부터 코일(340)과 연결되어 있는 전극(미도시)을 통해 코일(340)로 전류가 인가되면 코일(340)에 자계가 형성되고, 코일(340)의 주위에는 마그네트(310)로부터 요크(320, 340)를 경유하는 방향으로 자계가 형성되어 있으므로, 로렌츠의 힘에 의해서 코일(340)과 결합되어 있는 캐리어(220) 및 그 내부에 조립된 렌즈 유닛(210)으로 구성되는 렌즈부(200)가 자계 방향에 수직한 광축 방향으로 구동된다. 즉, 상술한 것과 같은 배치를 갖는 마그네트(310) 및 코일(340)에 따른 유도자기력에 의하여 렌즈부(200)가 광축 방향으로 상향 또는 하향 직선 운동을 하게 된다. 즉, 본 발명에 따라 캐리어(220)에 결합되어 있는 코 일(340)로 전류가 인가되면, 코일(340)과, 요크(320, 330)를 통하여 그 자속이 제어된 마그네트(310)에 의하여 형성된 자기장에서 코일(340)의 유도자기력이 로렌츠 힘으로 작용하여 렌즈부(200)의 광축 방향으로의 직선 운동을 유발하는데, 이에 대해서는 후술한다. The magnetic field generated by the
코일(340)은 일반적으로 구리 합금-선을 사용하여 대략 원통 형상으로 권취해서 형성되며, 코일(340)의 양 끝단은 베이스(430)의 저면으로부터 하향 도출되는 형태로서 구리 합금 등의 도체로 이루어진 전극(미도시)으로 납땜 등의 방법으로 각각 접속될 수 있다. The
아울러, 전술한 '코일 기동식'의 구동부(300)를 갖는 렌즈 액츄에이터(100)의 광축 방향으로의 구동에 따른 위치 유지 등을 위한 탄성 수단(350, 360) 및 렌즈 액츄에이터(100)의 외형을 제공하기 위한 케이스 부재(400)가 형성된다. In addition, the outer shape of the elastic means (350, 360) and the
우선, 광축을 따라 상하 왕복운동을 반복하는 캐리어(220)-구동 코일(340)과, 그 위치가 고정되어 있는 마그네트(310)/요크(320, 330) 사이를 체결하기 위한 탄성 수단으로서 캐리어(220)의 상단과 하단으로는 각각 탄성체(350, 360)가 구비된다. 이 탄성체(350, 360)는 코일(340)의 양 끝단에 전류를 공급하는 한편, 렌즈부(200)의 광축 방향으로의 이동에 대한 복원력을 부여함으로써, 캐리어(220)의 상대적인 위치를 결정할 수 있도록 구성된다. 탄성체(350, 360)는 예를 들어 강이나 구리 합금과 같은 금속 재질의 박판 형태가 바람직하다. First, the
이를 위해서 탄성체(350, 360)는 가동부로서의 캐리어(220)/코일(340)과, 고 정부로서의 마그네트(310)/요크(320, 330)를 상호 탄성적으로 연결할 수 있도록 가동부 및 고정부의 상면 및 저면의 결합 부근에 설치되는 것이 바람직하다. 구체적으로 본 발명의 탄성체는 캐리어(220) 및 제 1 요크(320)의 상단으로 설치되는 제 1 탄성체(350)와, 캐리어(220)의 하단으로 설치되는 제 2 탄성체(360)로 구성될 수 있다. 본 발명에 따른 제 1 탄성체(350) 및 제 2 탄성체(360)는 예를 들어 판-스프링 형태일 수 있다. To this end, the
이와 같이, 예컨대 판스프링 형태를 갖는 탄성체(350, 360)는 구동부(300)를 지지할 뿐만 아니라, 탄성력에 의해서 캐리어(220)의 상단과 하단을 가압하여, 캐리어(220)가 광축을 따라 소정의 위치에 유지될 수 있도록 기능한다. 이를 위해서, 제 1 탄성체(350)는 후술하는 상부 커버(410)의 저면과 캐리어(220)의 상면 사이에서 게재되고, 제 탄성체(360)는 캐리어(220) 및 하부 커버(420)의 저면과 베이스(430)의 상부 사이에 게재된다. As such, for example, the
또한, 모바일 통신 기기와 같은 소형 광학 장치에 장착될 수 있는 렌즈 액츄에이터(100)의 외관을 형성할 수 있도록 제 1 탄성체(350)의 상단으로 제 1 탄성체 가이드(352)를 경유하여 상부 커버(410)가 캐리어(220)의 개방된 상단에 구비되고, 상부 커버(410)의 저면과 결합하는 하부 커버(420)가 형성된다. 아울러, 렌즈부(200) 및 구동부(400)의 저면을 지지하기 위한 베이스(430)가 하부 커버(420)의 하단으로 결합되고, 상부 커버(410), 하부 커버(420)의 외주면을 따라 실드 케이스(440)가 배치된다. 이러한 케이스 부재(410, 420, 430, 440)는 예를 들어 절연 수지로 제작할 수 있다. In addition, the
상부 커버(410)는 렌즈 액츄에이터(100)의 상단 외형을 제공하는 것으로서, 그 중심에 캐리어(220)가 관통될 수 있는 중공이 형성되어 있으며 하단이 개방되어 있는 대략 직육면체의 형상이다. 특히, 상부 커버(410)의 네 모서리 영역은 하향 연직부(412)를 이루고 있어, 특히 마그네트(310) 및 제 1 요크(320)가 이탈되지 않도록 구성되며, 네 모서리의 하단은 체결부를 구성하고 있다. 아울러, 상부 커버(410)의 하향 연직부(412)의 외주면은 외측으로 돌출하는 제 1 가이드부(414)를 형성하여 실드 케이스(440)가 이를 통하여 끼워질 수 있고, 상단 외측으로 돌출된 고정단(416)이 형성되어, 실드 케이스(440)의 상단을 고정할 수 있도록 구성된다. The
한편, 상부 커버(410)와 결합되는 하부 커버(420) 역시 중공부를 갖는 전체적으로 육면체 형상을 가지는데, 그 상단으로 제 2 요크(330)가 안착되며, 내주면을 따라 제 2 요크(330)의 하단 외주면과 접촉함으로써, 제 2 요크(330)를 안정적으로 배치할 수 있다. 하부 커버(420)의 네 모서리로는 체결홀이 형성되어 상부 커버(410)의 네 모서리 하단의 체결부가 관통할 수 있도록 구성된다. 특히 하부 커버(410)의 네 모서리 영역 역시 하향 연장되어(422) 있어, 렌즈부(200), 제 2 요크(330), 코일(340)을 수용할 수 있도록 구성되며, 하향 연직부(422)의 외주면은 외측으로 돌출하는 제 2 가이드부(424)를 형성하여 실드 케이스(440)가 이를 통하여 끼워질 수 있다. 아울러, 이 하부 커버(420)는 그 크기 및 외형이 그 하단에 배치되는 제 2 탄성체(360)의 형태와 대응될 수 있도록 형성되어, 하부 커버(420)가 제 2 탄성체(420)의 중앙 및 외주를 견고하게 고정할 수 있도록 가압하고 있다. On the other hand, the
한편, 캐리어(220)의 하단 및 하부 커버(420)의 하단을 견고하게 지지함으로써, 렌즈 액츄에이터(100)의 하단 외형을 전체적으로 육면체 형상의 베이스(430)가 캐리어(220)의 하단을 에워싸고 있다. 베이스(430)는 캐리어(220)를 수용할 수 있을 정도의 중공(432)을 가지는데, 4 모서리 상단으로 상부 커버(410)의 체결부가 삽입되는 체결홀이 형성되어 있다. 한편, 4 측면의 상단으로는 수용홈(434)이 형성되어, 실드 케이스(440)가 이를 통하여 끼워질 수 있고, 그 상단으로는 제 2 고정단(436)이 외부로 형성되어 실드 케이스(440)의 하단을 고정할 수 있다. 도면으로 도시하지는 않았으며, 베이스(470)의 중공된 영역으로 렌즈를 통해 들어온 입사광의 일부를 차단하여 광량을 제어하기 위한 필터(예를 들어 IR 필터)가 배치되고, 베이스(440)의 저면으로 이미지 센서가 형성된다. Meanwhile, by firmly supporting the lower end of the
한편, 본 발명의 케이스 부재(400)로서, 렌즈 액츄에이터(100)의 상단 외측을 형성하는 대략 직육면체 형상의 상부 커버(410)의 상측으로 중공부가 형성되어 있는 실드 케이스(440)가 더욱 결합될 수 있다. 이 실드 케이스(440)는 예컨대, 본 발명의 자동 초점 렌즈 액츄에이터(100)가 실제로 장착되는 모바일 통신기기에서 다른 모듈에 형성되는 자석에서 발생하는 자계를 차단하여 해당 자계에 의한 초점 불량 등의 문제를 해소하기 위한 것으로 전체적으로 육면체 형상이다. 이를 위하여, 실드 케이스(440)의 외측은 하향 연장되는 차폐부(442)를 형성하는데, 이 차폐부(442)는 상부 커버(410)에 형성된 제 1 가이드부(414), 하부 커버(420)에 형성된 제 2 가이드부(424)의 내측 단부로 끼워진 상태에서 베이스(430)의 수용홈(434)으 로 결합된다. 한편, 실드 케이스(430)의 상단과 하단으로 제 1 고정홀(444)과 제 2 고정홀(446)이 형성되어 있는데, 상부 커버(410) 상단 외측의 제 1 고정단(416)과 베이스(430) 상단 외측의 제 2 고정단(436)이 각각 제 1 고정홀(444) 및 제 2 고정홀(446)로 끼워지는 방법을 통하여 실드 케이스(440)가 안정적으로 고정된다. On the other hand, as the
이어서, 본 실시예에 따른 렌즈 액츄에이터(100)를 이루는 구동부로서의 보이스 코일 모터 사이의 작용에 대해서 도 5 및 본 실시예에 따른 렌즈 액츄에이터의 구동 상태를 도시하고 있는 단면도인 도 6을 참조하여 설명한다. 예컨대, 베이스(430) 하단에 형성된 전극(미도시)을 통하여 외부의 전원과 연결되어 있는 코일(340)이 캐리어(220)에 시계 방향으로 감긴 상태에서 코일(340)로 소정의 전류가 인가되면, 마그네트(310) 및 그 주변을 따라 배치되어 있는 요크(320, 330)로 인하여 수평 방향의 자속(자기장)이 형성되어, 플레밍의 왼손 법칙에 따라 상측 방향으로의 로렌츠의 힘, 즉 구동력이 발생한다. 이에 따라 인가되는 전류에 따라 렌즈 유닛(210)을 수용하는 캐리어(220)가 광축 방향으로 움직일 수 있다. Next, the operation between the voice coil motor as the driving unit forming the
즉, 구동부(300)에서의 자기회로를 자속(flux)의 방향이 코일(340)의 권선 방향에 수직이 되도록 하면, 코일(340)로 인가되는 전류 벡터와 마그네트(310)로부터 생성되는 자석 밀도 벡터가 직각이 되어 구동력이 최대로 되는데, 이때 자기장과 인가된 전류에 의하여 형성되는 유도 자기장이 서로 반발하거나 인력에 의해 힘을 받아 코일이 구비된 경통 부분이 광축 방향으로 운동한다. 본 발명자가 확인한 바에 따르면, 종래 VCM 방식의 렌즈 액츄에이터에 비하여 크기가 감소하였음에도 불구하고 자속 흐름을 효율적으로 제어하는 요크(320, 330)의 적절한 배치에 의하여 원하는 구동력(4.1 g)을 얻을 수 있었는데, 이는 모든 조건이 동일한 상태에서 U자형 단면을 가지면서 마그네트를 에워싸는 종래의 요크를 갖는 구동부에서 얻을 수 있는 구동력과 유사한 것이다. 결국, 본 발명에서는 전체 렌즈 액츄에이터의 크기를 줄이면서도 그 구동력에는 아무런 문제가 없는 구동부의 배치를 가능하게 하였다. That is, when the magnetic circuit of the
계속해서, 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 통신기기용 렌즈 액츄에이터(100)의 구동에 대해서 설명한다. 상술한 것과 같이, 본 발명의 렌즈 액츄에이터(100)는 마그네트(310), 요크(320, 330) 및 코일(340) 사이의 상호 작용에 따라 캐리어(220) 및 그 내부의 렌즈 유닛(210)의 위치를 변경하는 방법으로 포커싱이 수행된다. 즉, 렌즈 유닛(210)의 중앙을 통과한 피사체의 영상은 필터(미도시)를 경유하여 이미지 센서(미도시)로 전달되어 전기적인 신호로 변환되는데, 전기적 신호로 변환된 이미지 데이터는 카메라 모듈 본체에 구비된 제어부로 전송되어 포커싱이 수행되고, 인가되는 전류의 방향에 따라 이 과정에서 캐리어(220), 캐리어(220)에 권취된 코일(340) 및 캐리어(220) 내부에 수용된 렌즈 유닛(210)이 광축을 따라 전후 방향으로 움직일 수 있게 된다. Subsequently, driving of the
이와 같이, 렌즈부(200)가 광축 방향으로 운동을 함으로써, 피사체에 대한 초점 조절, 즉 오토 포커싱이 가능해진다. 즉, 이미지 센서로 피사체에 대한 광학상의 초점을 맞추기 위해서는 렌즈 유닛(210)이 내부에 조립되어 있는 렌즈부(210) 가 광축 방향으로 운동을 하여 초점거리를 맞추어야 한다. 구체적으로 오토 포커싱은 촬상된 영상의 콘트라스트를 데이터화하여 오토포커싱 데이터를 생성하고, 이 데이터가 가장 큰 위치에 렌즈부를 위치시킴으로서 초점 조정을 하는데, 만약 피사체에 대한 초점이 맞으면 피사체의 형태가 선명하여 명암구분이 명확하기 때문에, 오토포커싱 데이터가 커짐을 이용하는 것이다. As described above, the
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 액츄에이터(100)가 채택된 모바일 통신기기의 사용자가 촬영 버튼을 누르면 이미지 센서가 작동되어, 렌즈 액츄에이터(100)의 전방에 위치한 피사체의 상은 중공되어 있는 렌즈부(200) 및 필터를 통과하여 이미지 센서에서 전기적인 신호로 변환되어 카메라 모듈 내의 제어부(미도시)로 전송된다. 제어부에서 이미지 센서로 전달된 피사체의 영상 신호가 흐릿하면, 렌즈 액츄에이터에서 포커싱 에러가 있는 것으로 판단하여, 렌즈부(200)를 광축 방향으로 이동시키기 위한 전류가 양 끝단이 각각 전원공급수단과 전기적으로 연결되어 있는 코일(340)로 인가된다. That is, when the user of the mobile communication device adopting the
이에 따라, 도 6에서 도시한 것과 같이, 코일(340)로 소정의 전류가 인가되면, 코일(340)에 자기장이 발생하여 마그네트(310)로부터 전달된 자속과의 척력이나 인력에 의하여 로렌츠의 힘이 발생한다. 이와 같은 구동력에 의하여 캐리어(220), 캐리어(220) 내부에 수용된 렌즈 유닛(210) 및 캐리어(220)와 결합된 코일(340)이 광축 방향으로 운동하는데, 카메라 모듈 내의 제어부는 전류의 방향을 변환시키는 방법으로, 캐리어(220)를 광축선상에서 상하 이동시켜 이미지 센서에 촬상되는 피사체의 영상을 선명하게 하는 포커싱을 실현할 수 있다. 만약 코일(340)로 반대 방향의 전류를 공급하면 캐리어(220)를 포함한 렌즈부(200)를 아래 방향으로 이동시킬 수 있을 것이다. Accordingly, as shown in FIG. 6, when a predetermined current is applied to the
특히, 본 실시예에 따르면 코일(340)을 안착시킬 수 있도록 캐리어(220)의 외주면을 따라 형성된 플랜지(224)로 외측으로 연장된 걸림단(226)이 형성되어 있으므로, 캐리어(220)가 광축 방향을 따라 상-방향으로 이동하게 되면, 이 걸림단(226)은 코일(340)의 외주면과 대향적으로 배치되어 있는 제 2 요크(330)의 저면과 접촉함으로써, 캐리어(220)가 그 이상으로 움직이는 것을 제한한다. 이에 따라, 캐리어(220)의 구동 거리 또한 제한되어, 캐리어(220)의 과도한 광축 방향으로의 움직임에 의하여 그 상단 및 하단에 각각 형성된 탄성체(350, 360)가 그 복원력을 넘어서 파손되는 것을 방지할 수 있으므로, 안정적인 포커싱 구현이 가능하게 된다. In particular, according to the present embodiment, since the locking
한편, 전술한 제 1 실시예에서는 마그네트(310)의 주변으로 배치되는 제 1 요크(320) 및 제 2 요크(330)가 실질적으로 동일한 외형을 갖는 것으로 설명하였으나, 이와 다른 형태의 요크가 가능한데, 도 7a 및 도 7b는 각각 본 발명의 제 2 실시예에 따른 렌즈 액츄에이터가 구동되기 전과 구동된 후의 각 구성 부품의 위치 관계를 개략적으로 도시한 단면도이다. 제 1 실시예와 동일한 구성에 대해서는 상세한 설명은 생략하는데, 본 실시예의 제 2 요크(330)는 절곡된 단면을 가지는 것이 아니라, 마그네트(310)의 내주면 저면과 접촉한 상태로 광축 방향을 따라 길게 연장되어 있다. 제 2 요크(330)를 안정적으로 고정시킬 수 있도록, 마그네트(310)의 저면과 접촉가능하게 형성되어 있는 하부 커버(420)의 상단 내주 중에서 위쪽 부분에 비하여 아래쪽 부분(426)은 중앙으로 돌출되어 있어, 제 2 요크(330)가 안착될 수 있도록 구성된다. 이에 따라, 코일(340)의 외주면에 대향하여 광축 방향으로 길게 연장되는 대략 원통 형상인 제 2 요크(330)가 마그네트(310)의 내측 저면과 하부 커버(420) 사이에 안정적으로 개재되어 있다. 특히, 캐리어(220)가 상측으로 이동함에 따라, 제 1 실시예와 비교하여 중심을 향하여 돌출되어 있는 하부 커버(420)의 상단 내주 하단(426)이 캐리어(220)의 걸림단(226)과 접촉함으로써 캐리어(220)의 구동을 제한하는 방법으로 안정적인 포커싱을 구현할 수 있다. Meanwhile, in the above-described first embodiment, the
아울러, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 렌즈 액츄에이터의 단면도인 도 8을 참조하면, 제 2 요크(330)는 수평 방향으로 연장되는 원통 형상으로서, 마그네트(310)의 저면과 하부 커버(420)의 내주면 상단 사이에 게재될 수 있다. 이 경우에는 하부 커버(420)의 상단 내주면(426)이 제 1 실시예에 비하여 연장되도록 함으로써, 캐리어(220)가 상측으로 이동하게 되면 하부 커버(420)의 상단 내주면(426) 하단이 캐리어(220)의 걸림단(226)과 접촉하도록 하여 캐리어(220)의 구동을 제한함으로써 안정적인 포커싱이 가능하게 된다.In addition, referring to FIG. 8, which is a cross-sectional view of the lens actuator according to the third embodiment of the present invention, the
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 기술하였으나, 이는 어디까지나 당업자의 이해를 돕기 위하여 제시된 것일 뿐, 본 발명이 에에 한정되는 것은 결코 아니다. 오히려 본 발명이 속하는 분야의 평균적 기술자라면 상술한 실시예 및 첨부한 도면으로부터 다양한 변형과 변경을 용이하게 추고할 수 있다는 점이 자명하다 할 것이다. 그러나 그와 같은 변형과 변경은 본 발명의 기본 정신을 훼손하지 아니하는 범위 내에서 본 발명의 권리범위에 속한다는 점은 후술하는 청구의 범위를 통하여 보다 분명해질 것이다. In the above, a preferred embodiment of the present invention has been described, but it is only presented to help those skilled in the art for the sake of understanding only, and the present invention is not limited thereto. Rather, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made easily from the above-described embodiments and the accompanying drawings. However, it will be more apparent from the following claims that such modifications and variations fall within the scope of the present invention without departing from the spirit of the present invention.
도 1은 종래 모바일 통신기기에 장착되었던 카메라 모듈을 구성하는 자동 초점 렌즈 조립체를 개략적으로 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view schematically showing an auto focus lens assembly constituting a camera module that has been mounted in a conventional mobile communication device.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따라 모바일 통신기기와 같은 소형 광학 기기에 장착되는 카메라 모듈의 렌즈 액츄에이터를 이루는 구성 부품 사이의 결합 관계를 도시한 분해 사시도이다. FIG. 2 is an exploded perspective view showing a coupling relationship between components constituting a lens actuator of a camera module mounted on a compact optical device such as a mobile communication device according to the first embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 렌즈 액츄에이터가 조립된 상태를 도시한 사시도이다. 3 is a perspective view showing a state in which the lens actuator according to the first embodiment of the present invention is assembled.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 렌즈 액츄에이터의 외측을 이루는 케이스 부재 및 상부 탄성 수단을 제거한 상태에서 제 1 요크 및 마그네트의 배치 및 결합 상태를 보여주는 개략적인 사시도이다. 4 is a schematic perspective view illustrating an arrangement and a coupling state of a first yoke and a magnet in a state in which a case member and an upper elastic means that form an outer side of a lens actuator according to a first embodiment of the present invention are removed.
도 5는 도 3에 도시된 본 발명의 렌즈 액츄에이터의 Ⅴ-Ⅴ 라인을 따라 절단한 단면도로서, 본 발명에 따른 렌즈 액츄에이터가 구동되기 전의 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다. 5 is a cross-sectional view taken along the line V-V of the lens actuator of the present invention shown in Figure 3, a schematic cross-sectional view showing a state before the lens actuator according to the present invention is driven.
도 6은 도 5에 도시되어 있는 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 액츄에이터가 포커싱을 위해서 구동된 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.FIG. 6 is a cross-sectional view schematically illustrating a state in which the lens actuator according to the exemplary embodiment of the present invention shown in FIG. 5 is driven for focusing.
도 7a 및 도 7b는 각각 본 발명의 제 2 실시예에 따른 렌즈 액츄에이터가 구동되기 전과 구동된 후의 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다. 7A and 7B are cross-sectional views schematically showing states before and after driving a lens actuator according to a second embodiment of the present invention, respectively.
도 8은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 렌즈 액츄에이터가 구동되기 전의 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다. 8 is a cross-sectional view schematically showing a state before the lens actuator according to the third embodiment of the present invention is driven.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
100 : 렌즈 액츄에이터 200 : 렌즈부(렌즈 모듈)100: lens actuator 200: lens unit (lens module)
210 : 렌즈 유닛 220 : 캐리어210: lens unit 220: carrier
300 : 구동부 310 : 마그네트300: driving unit 310: magnet
320 : 제 1 요크 330 : 제 2 요크320: first yoke 330: second yoke
340 : 코일 410 : 상부 커버340: coil 410: top cover
420 : 하부 커버 430 : 베이스420: lower cover 430: base
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20120127134A (en) * | 2011-05-13 | 2012-11-21 | 엘지이노텍 주식회사 | Actuator for camera module and mobile device using the same |
KR101360260B1 (en) * | 2012-11-12 | 2014-02-12 | (주)옵티스 | Lens driving device |
KR20190017859A (en) * | 2019-02-13 | 2019-02-20 | 엘지이노텍 주식회사 | Mobile device |
KR20210008137A (en) * | 2020-04-06 | 2021-01-20 | 엘지이노텍 주식회사 | Mobile device |
EP3806442A1 (en) * | 2010-12-09 | 2021-04-14 | LG Innotek Co., Ltd. | Camera module |
-
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Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3806442A1 (en) * | 2010-12-09 | 2021-04-14 | LG Innotek Co., Ltd. | Camera module |
US11245828B2 (en) | 2010-12-09 | 2022-02-08 | Lg Innotek Co., Ltd. | Camera module |
US11647271B2 (en) | 2010-12-09 | 2023-05-09 | Lg Innotek Co., Ltd. | Camera module comprising a base comprising a rib between a lower spring and a shield can |
US11917280B2 (en) | 2010-12-09 | 2024-02-27 | Lg Innotek Co., Ltd. | Camera module comprising a base comprising a rib between a lower spring and a shield can |
EP4369092A1 (en) * | 2010-12-09 | 2024-05-15 | LG Innotek Co., Ltd. | Camera module |
KR20120127134A (en) * | 2011-05-13 | 2012-11-21 | 엘지이노텍 주식회사 | Actuator for camera module and mobile device using the same |
KR101360260B1 (en) * | 2012-11-12 | 2014-02-12 | (주)옵티스 | Lens driving device |
KR20190017859A (en) * | 2019-02-13 | 2019-02-20 | 엘지이노텍 주식회사 | Mobile device |
KR20210008137A (en) * | 2020-04-06 | 2021-01-20 | 엘지이노텍 주식회사 | Mobile device |
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