KR100490253B1 - 소형 광학렌즈의 자동초점 조절장치 - Google Patents

Abstract

가. 청구범위에 기재된 발명이 속하는 기술분야.

본 발명은 소형 광학렌즈의 자동초점 조절장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 영구자석의 방식을 변경하여 자기회로의 구조를 개선하고, 장치의 외곽크기를 감소시킨 자동초점 조절장치에 관한 것이다.

나. 발명이 해결하려는 기술적 과제.

종래의 자동초점 조절장치의 직선운동은 반경방향의 자속을 생성하기 위해서 C형 영구자석(5)과 U자 형태의 요크(4)가 자기회로부를 만들어 영구자석(5)의 내측 면과 요크(4) 사이의 틈에 항상 일정한 자속이 흐르게 하고, 상기 틈에 위치한 코일(6)에 전류를 인가하여 전류가 자속과 쇄교할 때 발생하는 조절장치의 축방향 자기력을 이용해 직선운동을 하게 된다.

그러나, 이와 같은 종래의 자동초점 조절장치는, 4개의 C형 영구자석(5)을 U자형 요크(4)에 접착제로 조립하고 있어 원가가 높고, 외부충격에 대한 신뢰성이 떨어진다. 또한 코일(6)의 동선을 상단 판스프링(2)에 결선하기가 어렵고, 상단 판스프링(2)에서 하부캡(9) 아래의 전자회로판(도시되지 않음)까지 연결에 필요한 긴 터미널(3a)을 숨기기 위하여 조절장치의 외곽크기를 증가시키는 문제가 있다.

다. 발명의 해결방법의 요지.

본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 자기회로를 개선하여 원가와 신뢰성을 개선할 수 있으며, 또한 코일에 전류를 공급하는 방식을 개선하여 장치의 외곽크기를 감소시키고, 신뢰성을 개선한 자동초점 조절장치를 제공하는데 있다.

라. 발명의 중요한 용도

소형 렌즈의 자동초점 조절장치.

Description

소형 광학렌즈의 자동초점 조절장치{A device to focus automatically in optical lens}

본 발명은 소형 광학렌즈의 자동초점 조절장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 영구자석의 방식을 변경하여 자기회로의 구조를 개선하고, 장치의 외곽크기를 감소시킨 자동초점 조절장치에 관한 것이다.

자동으로 화상초점을 맞출 수 있는 디지털 카메라는 렌즈의 위치를 가변 시킬 수 있는 자동초점 조절장치가 필요한데, 일반적으로 디지털 카메라에 쓰이는 렌즈의 자동초점 조절장치는 스텝핑 모터나 DC모터의 회전운동을 기어와 같은 변환장치를 사용하여 초점렌즈를 광축방향으로 직선운동 시키는 방법을 널리 사용하고 있다.

그러나 휴대폰의 카메라모듈과 같이 제한된 공간에서 사용되는 소형 렌즈의 자동초점 조절장치는 회전형모터와 기어박스를 장착하기 어려워, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같은 구조의 리니어 액츄에이터를 사용하고 있다.

즉, 종래의 자동초점 조절장치는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 렌즈어셈블리(1)가 나사의 체결방식으로 결합된 홀더(7)에 코일(6)을 장착한 구동부와, 요크(4)의 내측 바깥쪽에 4개의 C형 영구자석(5)을 부착한 자기회로부를 하우징(9)의 내측에 창작한 고정부로 크게 이루어져 있다.

이 때 왕복직선 운동을 하는 구동부와 고정부의 체결은 구동부의 상ㅇ하측에 결합된 두개의 판스프링(3),(8)의 직선변형을 이용해 구현하고 있으며, 또한 이 두 판스프링(3),(8)을 코일(6) 동선의 양 끝단에 전류를 공급해주는 커넥터처럼 사용하여 하부캡(10) 아래에 위치한 전자회로판(도시되지 않음)으로부터 코일(6)로 전류를 공급받고 있다.

종래의 자동초점 조절장치의 직선운동은 반경방향의 자속을 생성하기 위해서 C형 영구자석(5)과 U자 형태의 요크(4)가 자기회로부를 만들어 영구자석(5)의 내측 면과 요크(4) 사이의 틈에 항상 일정한 자속이 흐르게 하고, 상기 틈에 위치한 코일(6)에 전류를 인가하여 전류가 자속과 쇄교할 때 발생하는 조절장치의 축방향 자기력을 이용해 직선운동을 하게 된다.

그러나, 이와 같은 종래의 자동초점 조절장치는, 4개의 C형 영구자석(5)을 U자형 요크(4)에 접착제로 조립하고 있어 원가가 높고, 외부충격에 대한 신뢰성이 떨어진다. 또한 코일(6)의 동선을 상단 판스프링(2)에 결선하기가 어렵고, 상단 판스프링(2)에서 하부캡(9) 아래의 전자회로판(도시되지 않음)까지 연결에 필요한 긴 터미널(3a)을 숨기기 위하여 조절장치의 외곽크기를 증가시키는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 자기회로를 개선하여 원가와 신뢰성을 개선한 자동초점 조절장치를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 코일에 전류를 공급하는 방식을 개선하여 장치의 외곽크기를 감소시키고, 신뢰성을 개선한 자동초점 조절장치를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명은 렌즈어셈블리가 분리 가능한 볼트 방식으로 체결된 홀더에 코일을 장착한 구동부와, 상기 구동부의 직선운동을 위하여 상단에 결합되는 판스프링과, 상기 구동부의 코일 동선 양 끝단에 전류를 공급하기 위한 두 개의 커넥터와, 상기 두 개의 커넥터와 전자회로판을 연결하기 위한 두 개의 터미널과, 두 개의 연자성체 사이에 링형 영구자석을 넣어 구성한 자기회로부와, 상기 단품들을 하나로 결합하기 위해 후크 체결방식의 상ㅇ하부 하우징을 포함하여 구성되는 것에 의해 달성된다.

또한, 본 발명은 상기 자기회로부는 두 개의 연자성체 사이에 축방향으로 착자된 링 형의 영구자석을 넣어 자기회로를 형성하고 두 연자성체의 틈 안에서 상하로 움직이는 구동코일이 구비된 것에 의해 달성된다.

또한, 본 발명은 상기 커넥터는 구동부에 포함된 코일의 동선 양 끝단에 전류를 공급하기 위해 원형 판스프링을 두개로 분리한 형태의 박판 전도체를 사용하는 것에 의해 달성된다.

이하에서는 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 우선, 각 도면을 설명함에 있어, 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 도시되더라도 가능한 한 동일한 참조부호를 갖는다.

도 3은 본 발명에 따른 소형 렌즈의 자동초점 조절장치를 도시한 분해사시도이고, 도 4는 도 3에 도시된 자동초점 조절장치의 단면도이다.

상기 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 살펴보면 하부하우징(62) 안에 커넥터(61)와 절연체(60)를 삽입하고, 코일(58)을 결합시킨 홀더(59)의 구동부를 삽입시킨 다음 홀더(59)의 결합돌기(59b)를 열융착시켜 커넥터(61)와 홀더(59)를 결합시킨다.

다음으로 내측연자성체(55)와 영구자석(56) 그리고 외측연자성체(57)를 결합시킨 자기회로부를 삽입하고 판스프링(54)과 상부캡(53)을 얹은 후 상부하우징(52)의 걸림고리(52a)가 하부하우징(62)의 걸림홈(62a)에 걸리도록 함으로써 상부하우징(52)을 하부하우징(62)에 결합한다.

상기 구동부와 상기 자기회로부가 장착된 상·하부 하우징(52),(62)을 포함하는 고정부의 결합은 구동부의 상ㅇ하단에 결합된 판스프링(54)과 커넥터(61)에 의해 이루어지며 구동부의 직선운동은 판스프링(54)과 커넥터(61)의 축방향 변형으로 가능하게 된다.

도 5는 본 발명에 따른 자동초점 조절장치를 도시한 하단 조립사시도로서, 하부하우징(62) 아래 장착된 전자회로판(도시되지 않음)으로부터 홀더(59)와 같이 결합되어 상하로 움직이는 코일(58)에 전류를 공급하기 위하여 원형 판스프링을 분리한 형태의 커넥터(61)를 사용된다. 상기 두 커넥터(61)가 두개의 터미널(61a)이 돌출되어있으며, 상기 터미널(61a)은 하부하우징(62)의 걸림홈(62a)을 통해 외부로 빠져나와 수직으로 굽혀져 전자회로판(도시되지 않음)의 두 모서리 윗면에 각각 납땝되어 전류를 공급받게 된다.

홀더(59)와 커넥터(61)의 결합을 견고하게 하기 위해 홀더(59)의 하단면에 복수 개의 결합돌기(59b)를 돌출시키고 커넥터(61)에 복수 개의 결합홈(61b)을 만들어 열융착에 의해 조립된다.

또한, 홀더(59)에 회전방지홈(59a)을 대칭으로 두 개를 만들고, 하부하우징(62)에 회전방지턱(62b) 두 개를 돌출시켜 렌즈어셈블리(51)을 홀더(59)에 장착할 때 홀더(59)가 회전하는 것을 방지할 수 있게 된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 작동과정을 상세히 설명하면 다음과 같다.

상기 구동부의 상하 직선운동은 자속과 쇄교하여 전류가 흐를 때 수직방향으로 코일에 발생하는 자기력(플레밍의 왼손법칙)에 의해 발생된다.

즉, 영구자석(56)에서 발생하는 자속이 자기회로를 이루고 있는 내측연자성체(55)와 외측연자성체(57)로 흐르게 되면, 두 연자성체 사이의 틈에는 항상 일정한 자속이 흐르게 된다.

이 때 상기 틈 안에 위치한 코일(58)에 전압을 인가하여 전류을 흐르게 하면, 전류가 자속과 쇄교하여 수직방향의 자기력이 발생하게 되는데, 전류를 증가하여 자기력이 증가되면 판스프링(54)의 탄성복원력을 이기고 구동부가 서서히 위쪽으로 이동하게 되고, 코일(58)에 전류 공급을 중단하면 자기력이 소멸되면서 구동부는 판스프링(54)의 탄성복원력에 의해 초기의 위치로 돌아오게 되는 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 자동초점 조절장치에 의하면, 반경방향의 자속형태를 만들기 위해 필요했던 4개의 C형 영구자석을 대신하여 하나의 축방향 착자 영구자석을 사용한 자기회로를 구성할 수 있어 원가를 절감하고, 자기회로의 조립법을 접착방식에서 끼워맞춤 방식으로 변경하여 신뢰성을 높일 수 있다.

또한, 구동부의 하단에 원형 판스프링을 분리한 형태의 커넥터를 사용하고 있어 터미널의 처리로 인한 불필요한 외곽크기의 증가를 없앨 수 있고, 홀더에 결합돌기과 박판형태의 커넥터에 결합홈을 사용한 열융착 결합을 사용하여 조립의 신뢰성을 높일 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 소형 렌즈의 자동초점 조절장치를 도시한 분해사시도.

도 2는 도 1에 도시된 자동초점 조절장치의 단면도.

도 3은 본 발명에 따른 소형 렌즈의 자동초점 조절장치를 도시한 분해사시도.

도 4는 도 3에 도시된 자동초점 조절장치의 단면도.

도 5는 도 3에 도시된 소형 렌즈의 자동초점 조절장치를 도시한 하단 조립사시도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

51 : 렌즈어셈블리 52 : 상부하우징

52a : 걸림고리 53 : 상부캡(cap)

54 : 판스프링 55 : 내측연자성체

56 : 영구자석 57 : 외측연자성체

58 : 코일 59 : 홀더

59a : 회전방지홈 59b : 결합돌기

60 : 절연판 61 : 커넥터(connector)

61a : 터미널(terminal) 61b : 결합홈

62 : 하부하우징 62a : 걸림홈

62b : 회전방지턱

Claims (4)

1. 렌즈어셈블리가 분리 가능한 볼트 방식으로 체결된 홀더에 코일을 결합시킨 구동부와;

   상기 구동부의 직선운동을 위하여 상단에 결합된 판스프링과;

   상기 구동부의 코일 동선 양 끝단에 전류를 공급하기 위한 두 개의 커넥터와;

   상기 두 개의 커넥터와 전자회로판을 연결하기 위한 두 터미널과;

   두 개의 연자성체 사이에 링형 영구자석을 넣고 연자성체 사이에 코일을 위치시킨 자기회로부와;

   상기 단품들을 하나로 결합하기 위해 후크 체결방식을 이용한 상ㅇ하부 하우징;으로 구성되는 것을 특징으로 하는 소형 광학렌즈의 자동초점 조절장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 커넥터는 고정이 되어있는 하우징을 통해 상하 운동을 하는 상기 구동부의 코일 동선 양 끝단에 전류를 공급하기 위하여 원형 판스프링을 분리한 형태의 박판 전도체로 사용하고 상기 홀더에 결합돌기와 커넥터의 결합홈을 이용하여 열융착 방식으로 결합하는 것을 특징으로 하는 소형 광학렌즈의 자동초점 조절장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 터미널은 하우징의 두 기둥에 공간을 만들어 위치시키고 전자회로판의 두 모서리에 납땝하는 것을 특징으로 하는 소형 광학렌즈의 자동초점 조절장치.
4. 제 1항에 있어서, 상기 자기회로부는 두 개의 연자성체 사이에 축방향으로 착자된 링 형의 영구자석을 넣어 자기회로를 형성하고, 자속이 통과하는 두 연자성체의 틈 안에 구동코일이 위치하는 것을 특징으로 하는 소형 광학렌즈의 자동초점 조절장치.