KR100817033B1 - 소형렌즈모듈의 자동 초점 조절 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자기력을 이용하여 소형렌즈모듈의 초점을 조절하는 초점조절장치에 관한 것으로; 고정판(11)과 하부홀더(12)가 상호 결합되어 공간부(13)를 형성함은 물론 이 공간부(13)의 내벽면에 휠(14)이 장착된 고정체(10)와; 커버(21)와 상부홀더(22)가 결합되어 공간부(23)를 형성함은 물론 그 몸체하부측에 상기 휠(14)과 나선결합되는 나선홈(24)을 구비한 승강체(20); 상기 승강체(20)의 내벽면에 영구자석(31)을 고정하는 요크(34)의 상/하단부에 상/하부스프링(32,33)을 장착한 자기력부(30); 상기 자기력부(30)의 공간부(35)에 수용되어 상기 상부스프링(32)을 통해 승강량이 제한되는 렌즈모듈부(40) 및; 상기 렌즈모듈부(40)의 둘레면에 장착되면서 상기 하부스프링(33)과 접촉된 코일(51)을 통해 외부전원을 인가받는 전원부(50)로 이루어져; 렌즈구동장치의 외곽이 최소화되어 통신단말기의 소형화가 가능해질 뿐만 아니라 통신단말기의 사용에 따른 편리성이 증대되게 한 것이다.

고정체, 승강체, 자기력부, 렌즈모듈부, 전원부, FPCB

Description

소형렌즈모듈의 자동 초점 조절 장치 {Device for adjusting the focus of camera lens module}

도 1은 종래 기술에 따른 렌즈모듈의 초점조절장치를 도시한 분해사시도,

도 2는 종래 기술에 따른 렌즈모듈의 초점조절장치를 도시한 결합단면도,

도 3은 본 발명에 따른 렌즈모듈의 초점조절장치를 도시한 분해사시도,

도 4는 본 발명에 따른 렌즈모듈의 초점조절장치를 도시한 결합단면도,

도 5는 본 발명에 따른 렌즈모듈의 초점조절장치를 도시한 조립예시도,

도 6의 (a),(b)는 본 발명에 따른 렌즈모듈의 초기 초점조절장치를 도시한 구동예시도이다.

* 도면 중 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 고정체 14 : 휠

20 : 승강체 24 : 나선홈

30 : 자기력부 31 : 영구자석

40 : 렌즈모듈부 50 : 전원부

51 : 코일 60 : FPCB

본 발명은 전자기력을 이용하여 소형렌즈모듈의 초점을 조절하는 초점조절장치에 관한 것으로, 특히 초점조절장치와 렌즈모듈을 일체화하여 단말기의 외곽을 최소화시킴과 더불어 단말기의 사용에 따른 편리성을 향상시킬 수 있도록 한 소형렌즈모듈의 자동 초점 조절 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 디지털카메라나 휴대폰이나 PDA 등과 같은 통신단말기는 문자나 음성 데이터를 전송할 뿐만 아니라 화상 데이터를 전송하는 기능을 수행하는 통신단말기로서, 이러한 통신단말기는 문자나 화상 등의 정보를 전달하기 위한 수단으로 소형 카메라가 내장되어 있다.

여기서, 통신단말기의 카메라는 고화질 고화소 카메라일수록 자동으로 초점을 맞추는 장치가 필요하며, 그러기 위해서는 렌즈모듈을 자동으로 직선운동시킬 수 있는 장치가 필요하므로, 통상의 디지털카메라의 경우 스텝모터나 DC모터 등과 같은 회전기구를 이용하게 된다.

그러나, 카메라 폰 등과 같은 소형렌즈모듈의 경우 스텝모터 등의 회전기구로는 소형화가 힘들기 때문에 렌즈를 고정하는 방식을 탈피하여 렌즈를 구동하는 각종 방식들이 개발 중에 있으며, 특히 통신단말기에 구성된 영구자석(magnet)과 코일(coil)의 기전력을 이용하여 렌즈의 초점을 조절하는 VCM(Voice Coil Motor)방식의 액츄에이터를 사용하게 된다.

예컨대, 도 1과 도 2에서와 같이, 렌즈초점조절장치(100)는, 커버(110)와 홀더(120)가 결합되어 공간부(130)를 형성하면서, 이 공간부(130)에 장착된 요크(140)에 영구자석(150)과 코일(160)의 전자기력에 의해 렌즈모듈(170)을 승강시키는 캐리어(180)가 장착되며, 이 캐리어(180)의 상/하부측에 렌즈모듈(170)의 승강량을 제한하는 상/하부스프링(190,190')이 장착된다.

그리고, 렌즈초점조절장치는, 하부스프링(190')이 두부분으로 나누어진 상태에서 상기 코일(160)의 양끝단과 전기적으로 연결되어 외부전원을 입력받으며, 또 하부스프링(190')은 커버(110)와 홀더(120)에 고정된 상태에서 캐리어(180)를 체결하는 역할을 수행하는 것이다.

그리고, 도 1과 도 2의 렌즈초점조절장치(100)에서 미설명부호 "195"는 스페이서이며, "185"는 FPCB기판이다.

따라서, 렌즈초점조절장치를 작동하기 위하여, 코일(160)에 전류를 공급하는 경우, 영구자석(150)의 자속에 의하여 발생하는 구동력에 의해 요크(140)의 수용공간을 따라 캐리어(180)가 직선운동하므로, 캐리어(180)의 중앙부에 구성된 렌즈모듈(170)이 승강하는 것이다.

그런데, 렌즈초점조절장치의 제조과정에서 예컨대, 캐리어(180)의 내벽면에 나사식으로 렌즈모듈(170)을 결합하는 상태이므로, 캐리어(180)와 렌즈모듈(170)의 결합부분에 형성된 나사산의 두께로 인하여 카메라 장치의 크기를 소형화하는 데에 한계가 있는 문제점이 있었다.

이에, 본 발명은 상기한 바와 같은 제문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 초점조절장치와 렌즈모듈을 일체화하여 카메라장치의 외곽을 최소화시킴과 더불어 단말기의 사용에 따른 편리성을 향상시킬 수 있도록 한 소형렌즈모듈의 자동 초점 조절 장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 고정판과 하부홀더가 상호 결합되어 공간부를 형성함은 물론 이 공간부의 내벽면에 휠이 장착된 고정체와; 커버와 상부홀더가 결합되어 공간부를 형성함은 물론 그 몸체하부측에 상기 휠과 나선결합되는 나선홈을 구비한 승강체; 상기 승강체의 내벽면에 영구자석을 고정하는 요크의 상/하단부에 상/하부스프링을 장착한 자기력부; 상기 자기력부의 공간부에 수용되어 상기 상부스프링을 통해 승강량이 제한되는 렌즈모듈부 및; 상기 렌즈모듈부의 둘레면에 장착되면서 상기 하부스프링과 접촉된 코일을 통해 외부전원을 인가받는 전원부로 이루어진다.

이하, 본 발명에 따른 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 렌즈모듈의 초점조절장치를 도시한 분해사시도이며, 도 4는 본 발명에 따른 렌즈모듈의 초점조절장치를 도시한 결합단면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 렌즈모듈의 초점조절장치를 도시한 조립예시도이며, 도 6의 (a),(b)는 본 발명에 따른 렌즈모듈의 초점조절장치를 도시한 구동예시도이다.

고정판(11)과 하부홀더(12)가 상호 결합되어 공간부(13)을 형성함은 물론 이 공간부(13)의 내벽면에 휠(14)이 장착된 고정체(10)와; 커버(21)와 상부홀더(22)가 결합되어 공간부(23)를 형성함은 물론 그 몸체하부측에 상기 휠(14)과 나선결합되는 나선홈(24)을 구비한 승강체(20); 상기 승강체(20)의 내벽면에 영구자석(31)을 고정하는 요크(34)의 상/하단부에 상/하부스프링(32,33)을 장착한 자기력부(30); 상기 자기력부(30)의 공간부(35)에 수용되어 상부스프링(32)을 통해 승강량이 제한되는 렌즈모듈부(40) 및; 상기 렌즈모듈부(40)의 둘레면에 장착되면서 하부스프링(33)과 접촉된 코일(51)을 통해 외부전원을 인가받는 전원부(50)로 이루어진다.

여기서, 렌즈초점조절장치(1)는 고정체(10)의 상부측에 승강체(20)를 나사식으로 장착한 상태에서, 이 승강체(20)의 수용공간에 자기력부(30)와 렌즈모듈부(40)와 전원부(50)를 각각 내장하여, 렌즈초점조절장치의 외곽을 최소로 형성한 것에 기술사상이 포함됨을 첨언한다.

그리고, 고정체(10)는, 렌즈초점조절장치(1)의 하부몸체를 이룸과 더불어 장치를 전체적으로 지지하는 것으로서, 고정판(11)과 하부홀더(12)가 상호 결합되어 소정크기의 공간부(13)가 형성되며, 특히 공간부(13)에 내벽면을 따라 나선홈(14a)을 형성한 휠(14)이 장착된다.

그리고, 승강체(20)는, 고정체(10)에 탑재되어 상기 휠(14)의 회전작동에 따라 승강하는 것으로서, 커버(21)와 상부홀더(22)가 상호 결합되어 공간부(23)를 형성하며, 특히 상부홀더(22)의 하면에 상기 휠(14)에 나사식으로 결합되는 나선홈(24)을 갖는 체결돌기(25)가 형성된다.

그리고, 자기력부(30)는, 승강체(20)의 내주면에 장착되어 자기장을 발생시키는 것으로서, 승강체(20)의 내벽면에 장착된 요크(34)와, 이 요크(34)의 수용공간에 장착되어 자기장을 발생하는 영구자석(31), 상기 요크(34)의 상단부에 스페이서(36)를 통해 장착된 상부스프링(32) 및, 상기 요크(34)의 하단부에 장착된 하부스프링(33)으로 구성된다.

그리고, 렌즈모듈부(40)는, 자기력부(30)에 수용되어 영구자석(31)과의 상호 작용에 의해 승강하는 것으로서, 자기력부(30)의 공간부(35)에 장착되어 상부스프링(32)에 의해 승강량이 제한된 베럴(41)과, 이 베럴(41)의 상단부에 나사식으로 결합되는 캡(42)으로 구성된다.

이때, 렌즈모듈부(40)의 캡(42)은 상부스프링(32)을 압축하여 코일(51)과 전기적으로 연결하기 위한 것이다.

그리고, 전원부(50)는, 렌즈초점조절장치(1)의 작동에 필요한 전원을 공급하는 것으로서, 베럴(41)의 둘레면에 장착됨과 더불어 하부스프링(33)을 통해 외부로부터 전원을 인가받는 코일(51)과. 상기 하부스프링(33)에 전기적으로 연결되어 외부 전원신호와 연결하는 FPCB(60)로 구성된다.

이하, 본 발명에 따른 작용을 첨부된 예시도면을 참고로하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 렌즈초점조절장치(1)를 조립하려는 경우, 일단 승강체(20)의 상부홀더(22)에 상기 하부스프링(33)을 결합한 베럴(41)과 상기 영구자석(31)을 결합한 요크(34)를 각각 안착하는 과정이 선결되어야 한다.

그런 다음, 베럴(41)의 둘레면에 코일(51)을 결합하고 피복을 벗겨낸 뒤, 이 코일(51)의 양끝단을 베럴(41)의 상측단 부분에 두 갈래로 위치시키고, 상기 코일(51)을 누르는 방향으로 상부스프링(32)을 조립한다.

이어서, 베럴(41)의 상단부에 나사식으로 캡(42)을 결합하여 렌즈모듈부(40)를 조립한 다음, 상부홀더(22)에 커버(21)를 결합하고, 하부스프링(33)의 튀어 나온 방향으로 FPCB(60)를 전기적으로 연결되도록 납땜하여 부착한다.

그런 다음, 승강체(20)의 하부측에 고정판(11)을 위치시킨 다음, 상부홀더(22)의 나선홈(24)에 나사식으로 휠(14)을 결합하고, 고정판(11)의 하부측에 하부홀더(12)를 조립하여여 고정체(10)를 결합한다.

이렇게 하면, 렌즈모듈부(40)의 직선운동은 플레밍의 왼손법칙에 의해 자속과 직교하는 방향으로 전류가 흐를 때 코일(51)이 자속과 전류의 방향에 직교한 방향으로 힘이 발생하는 것이다.

여기서, 전원부(50)의 코일(51)에 전압을 인가하면, 상기 렌즈모듈부(40)의 초기위치를 고정하고 있는 상/하부스프링(32,33)의 탄성복원력보다 크게 되는 시점에서 렌즈모듈부(40)가 움직이기 시작한다.

이어서, 렌즈모듈부(40)의 작동과정에서, 코일(51)의 전압을 더욱 높이면 선형직선운동을 하면서 렌즈모듈부가 상승하지만, 코일(51)의 전압을 낮추면 반대방향으로 선형직선운동을 하게 되는 것이다.

만일, 코일(51)에 가해지는 전류공급을 차단하면, 상/하스프링(32,33)의 탄성복원력에 의해 렌즈모듈부(40)가 리턴된다.

더불어, 도 6(a),(b)에서와 같이, 고정체(10)의 휠(14)을 정회전 및 역회전시키면, 상기 휠(14)에 결합된 승강체(20)가 전체적으로 상 또는 하방향으로 이동하므로 초기초점을 조절할 수 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 소형렌즈모듈의 자동 초점 조절 장치에 의하면, 자동초점조절장치의 캐리어와 렌즈모듈을 일체로 형성함으로써, 렌즈구동장치의 외곽이 최소화되어 통신단말기의 소형화가 가능해질 뿐만 아니라 통신단말기의 사용에 따른 편리성이 증대되는 효과가 있다.

그리고, 렌즈모듈부의 상부스프링과 전원부의 코일이 렌즈모듈부에 나사식으로 체결되는 캡에 의해 전기적으로 연결되므로, 자동초점조절장치가 불량일 경우 렌즈모듈을 재활용할 수 있어 경제적인 효과가 있는 것이다.

Claims (2)

1. 고정판(11)과 하부홀더(12)가 상호 결합되어 공간부(13)를 형성함은 물론 이 공간부(13)의 내벽면에 휠(14)이 장착된 고정체(10)와;

   커버(21)와 상부홀더(22)가 결합되어 공간부(23)를 형성함은 물론 그 몸체하부측에 상기 휠(14)과 나선결합되는 나선홈(24)을 구비한 승강체(20);

   상기 승강체(20)의 내벽면에 영구자석(31)을 고정하는 요크(34)와 상기 요크(34)의 상/하단부에 장착한 상/하부스프링(32,33)으로 이루어진 자기력부(30);

   상기 자기력부(30)의 공간부(35)에 수용되어 상기 상부스프링(32)을 통해 승강량이 제한되는 렌즈모듈부(40) 및;

   상기 렌즈모듈부(40)의 둘레면에 장착되면서 상기 하부스프링(33)과 접촉된 코일(51)을 통해 외부전원을 인가받는 전원부(50);

   로 이루어진 것을 특징으로 하는 소형렌즈모듈의 자동 초점 조절 장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 렌즈모듈부(40)는,

   그 상단부에 상기 상부스프링(32)과 상기 코일(51)을 전기적으로 연결하기 위한 캡(42)이 나사식으로 결합된 것을 특징으로 하는 소형렌즈모듈의 자동 초점 조절 장치.

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