KR101328301B1

KR101328301B1 - 렌즈 액추에이터

Info

Publication number: KR101328301B1
Application number: KR1020120112608A
Authority: KR
Inventors: 백재호; 허훈; 이중석; 이재혁; 박용준; 황정욱
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2012-10-10
Filing date: 2012-10-10
Publication date: 2013-11-14
Also published as: US20140098434A1; CN103728709A; CN103728709B; US20180259740A1; US9995902B2

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 액추에이터는 적어도 하나의 렌즈가 광축을 따라 구비되는 렌즈 배럴; 상기 렌즈 배럴의 일면에 구비되는 자성부; 및 전자기력을 발생시키는 코일패턴부가 구비되고 일면이 상기 자성부와 대향하도록 배치되는 인쇄회로기판; 을 포함하며, 상기 인쇄회로기판의 타면에는 자성물질이 구비될 수 있다.

Description

렌즈 액추에이터{Lens actuator}

본 발명은 렌즈 액추에이터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 생산 공정의 간소화 및 공정 중 이물의 유입을 방지할 수 있는 렌즈 액추에이터에 관한 것이다.

일반적으로 휴대폰, PDA, 휴대용 PC 등과 같은 휴대 통신단말기는 최근 문자 또는 음성 데이터를 전송하는 것 뿐만 아니라 화상 데이터 전송까지 수행하는 것이 일반화되어 가고 있다.

이러한 추세에 부응하여 화상 데이터 전송이나 화상 채팅 등을 할 수 있기 위해서 최근에 휴대 통신단말기에 카메라 모듈이 기본적으로 설치되고 있다.

그리고 휴대 통신단말기에 구비되는 카메라 모듈에는 렌즈를 광축 방향으로 이송시킴으로서 배율조정(zooming)이나 초점조절(focusing)을 수행하는 렌즈 이송장치가 구비된다.

이러한 렌즈 이송장치는 구동력을 발생하는 관점에서 크게 회전모터방식, PZT(Piezo Actuators) 방식 및 VCM(Voice Coil Motor) 방식 등 세 가지 형태로 나눌 수 있다.

상기 회전 모터 방식은 회전운동을 직선 운동으로 바꾸어 주어야 하므로 구조적인 메카니즘이 복잡하고, 상기 PZT 방식은 크기를 작게하고 무게를 가볍게 제조할 수 있는 장점이 있는 반면에 고전압의 동력원이 필요하다는 단점이 있다.

상기 VCM 방식은 전류가 흐르는 코일과 마그네트의 자속간에 발생하는 전자기력을 이용하여 코일이나 마그네트가 부착된 렌즈배럴을 직접 광축 방향으로 구동시키는 것으로 구조가 간단하고 저전압으로 동작되는 장점이 있다.

그러나, 종래의 VCM 방식의 렌즈 액추에이터는 코일 및 위치센서가 배치되기 위한 별도의 공간이 필요하며, 코일 및 위치센서를 인쇄회로기판과 전기적으로 연결하기 위한 별도의 공정이 필요하여 공정이 복잡해지고 조립공차가 커질 경우 신뢰성이 떨어지는 단점이 있다.

또한, 납땜시 이물이 발생하여 렌즈 액추에이터의 내부를 오염시킴으로써 신뢰성이 저하되는 문제점이 발생할 수 있다.

하기의 선행기술문헌에 기재된 특허문헌에는 전자석부 및 홀센서가 요크에 실장되는 구조를 가지고 있는 카메라모듈이 개시되어 있다.

대한민국공개특허 제2011-0064147호

본 발명에 따른 목적은, 인쇄회로기판에 코일 및 회로 부품을 와이어 본딩을 사용하지 않고 연결함으로써 생산공정을 간단하게 하고 제조비용을 줄일 수 있으며 공정 중 이물이 유입되는 것을 방지할 수 있는 렌즈 액추에이터를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 별도의 요크 부재를 구비하지 않고 자성물질을 인쇄회로기판에 도포함으로써 부품삭감에 따른 생산공정의 간소화를 가능하게 하는 렌즈 액추에이터를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 코일, 회로 부품 및 요크가 배치되기 위한 별도의 공간을 줄일 수 있도록 하여 소형화가 가능한 렌즈 액추에이터를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 액추에이터의 상기 코일패턴부는 상기 인쇄회로기판에 패턴화된 금속층으로 구비될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 액추에이터의 상기 코일패턴부는 상기 인쇄회로기판의 내부에 매립되는 권선 코일일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 액추에이터의 상기 인쇄회로기판의 내부에는 집적 회로 부품이 실장될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 액추에이터의 상기 인쇄회로기판의 내부에는 상기 렌즈배럴의 위치를 감지하기 위한 위치 센서가 실장될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 액추에이터의 상기 코일패턴부는 상기 위치센서를 감싸는 형태로 구비될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 액추에이터의 상기 자성물질은 자성체 페이스트일 수 있다.

본 발명에 따른 렌즈 액추에이터에 의하면, 인쇄회로기판에 코일 및 회로 부품을 와이어 본딩을 사용하지 않고 연결함으로써 생산공정을 간단하게 하고 제조비용을 줄일 수 있으며 공정 중 이물이 유입되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 별도의 요크 부재를 구비하지 않고 자성물질을 인쇄회로기판에 도포함으로써 부품삭감에 따른 생산공정의 간소화를 가능하게 할 수 있다.

또한, 인쇄회로기판에 코일, 회로 부품 및 자성물질을 모두 구비할 수 있으므로 공간을 줄일 수 있어 렌즈 액추에이터의 소형화를 이룰 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 액추에이터의 분해 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판의 전면 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판의 후면 사시도.
도 4는 도 2의 A-A'의 단면도.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다.

또한 각, 실시예의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.

우선, 방향에 대한 용어를 정의하면, 광축 방향은 도 1에 도시된 O를 기준으로 상하 방향을 의미할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 액추에이터의 분해 사시도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 액추에이터는, 렌즈배럴(100), 자성부(200), 인쇄회로기판(300), 하우징(400) 및 커버(500)를 포함할 수 있다.

상기 렌즈배럴(100)은 중공형의 원통으로서 그 내부에 적어도 하나의 렌즈가 광축을 따라 구비될 수 있다.

상기 렌즈배럴(100)은 상기 하우징(400)에 광축 방향을 따라 이동이 가능하도록 결합되고, 상기 렌즈배럴(100)을 광축 방향을 따라 이동시키기 위한 구동부로서 자성부(200)가 상기 렌즈배럴(100)의 일면에 구비될 수 있다.

상기 렌즈배럴(100)의 일면에 상기 자성부(200)가 구비됨으로써 인쇄회로기판(300)에 구비되는 코일패턴부(310)와 상기 자성부(200)의 상호작용으로 상기 렌즈배럴(100)을 광축 방향을 따라 이동시킬 수 있다.

즉, 상기 자성부(200)는 일정한 자기장을 형성하며 상기 코일패턴부(310)에 전원이 인가되면, 상기 자성부(200)와 상기 코일패턴부(310) 사이의 전자기적 상호작용에 의하여 전류와 자기장의 수직방향으로 발생하는 로렌츠 힘에 의하여 상기 렌즈배럴(100)을 광축 방향으로 이동시킬 수 있는 것이다.

여기서, 상기 자성부(200)의 형상에는 제한이 없으며 상기 코일패턴부(310)와 전기적 상호작용에 의하여 상기 렌즈배럴(100)을 광축 방향으로 이동시킬 수 있는 형상이라면 적용이 가능하다.

외부전원은 상기 인쇄회로기판(300)에 의하여 제공될 수 있으며, 구체적으로 상기 인쇄회로기판(300)의 전원연결단자(340)에 의해 제공될 수 있다.

하우징(400)은 상기 렌즈배럴(100)을 지지하기 위한 것으로서, 상기 렌즈배럴(100)이 내부에 수용될 수 있다.

따라서, 상기 하우징(400)에는 상기 렌즈배럴(100)을 수용할 수 있도록 내부공간이 형성될 수 있으며, 상기 하우징(400) 및 상기 내부공간의 형상에는 제한이 없다.

커버(600)는 광축 방향으로 이동하는 상기 렌즈배럴(100) 및 상기 하우징(400)을 에워하는 형상으로 구비될 수 있으며, 상기 하우징(400)과 결합할 수 있다.

인쇄회로기판(300)은 그 내부에 코일패턴부(310)가 구비되고 위치센서(320)가 실장될 수 있다.

상기 인쇄회로기판(300)의 구체적인 구성은 아래에서 도 2 내지 도 4를 참조하여 상세하게 설명한다.

상기 인쇄회로기판(300)은 일면이 상기 자성부(200)와 대향하도록 상기 하우징(400)에 결합할 수 있다.

따라서, 상기 인쇄회로기판(300)에 구비되는 상기 코일패턴부(310)와 상기 렌즈배럴(100)의 일면에 구비된 상기 자성부(200)는 서로 대향되는 위치에서 로렌츠 힘을 발생시키기 위한 전자기적 상호작용을 할 수 있다.

상기 하우징(400)에 상기 렌즈배럴(100) 및 상기 인쇄회로기판(300)이 결합된 이후에는 상기 커버(500)가 결합됨으로써 외부의 충격에 대하여 렌즈 액추에이터를 보호할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 액추에이터에 구비되는 인쇄회로기판의 전면 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 액추에이터에 구비되는 인쇄회로기판의 후면 사시도이며, 도 4는 도 2의 A-A'를 따라 절개한 단면도이다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 액추에이터에 구비되는 인쇄회로기판(300)은 그 내부에 코일패턴부(310)가 구비되고 위치센서(320)가 실장될 수 있다.

상기 코일패턴부(310)는 상기 인쇄회로기판(300)의 내부에 매립 권선되어 패턴을 이루거나, 상기 인쇄회로기판(300)에 패턴화된 금속층으로 구비될 수 있다.

이때, 상기 코일패턴부(310)는 상기 인쇄회로기판(300)의 내부에 형성되고 내부에서 상기 인쇄회로기판(300)과 전기적으로 연결되므로 별도의 와이어 본딩이 필요하지 않으므로, 제조 공정이 간단해진다.

또한, 와이어 본딩을 하는 경우에는 공정 중 발생하는 이물이 렌즈 액추에이터 내부를 오염시킴으로써 신뢰성에 문제가 생길 수 있는데, 상기와 같이 상기 인쇄회로기판(300)의 내부에서 상기 코일패턴부(310)와 상기 인쇄회로기판(300)이 전기적으로 연결되는 경우 상기와 같은 문제가 발생되는 것을 방지할 수 있다.

상기 인쇄회로기판(300)에 전기적으로 연결된 상기 코일패턴부(310)는 상기 인쇄회로기판(300)으로부터 전류를 공급받아 상기 렌즈배럴(100)을 이동시키기 위한 전자기력을 발생시킬 수 있다.

한편, 상기 코일패턴부(310)는 상기 렌즈배럴(100)의 일면에 구비되는 자성부(200)의 외부면과 대응되는 외부면을 갖도록 구비될 수 있다.

종래기술에 의한 렌즈 액추에이터의 경우 인쇄회로기판의 내부에 코일패턴이 형성되는 것이 아니라, 인쇄회로기판과 분리된 코일을 인쇄회로기판의 상면에 실장하므로 코일이 권선되는 형상을 자유자재로 할 수 없는 단점이 있었으나, 본 발명에 따른 상기 코일패턴부(310)는 상기 자성부(200)의 형상에 따라 그 형상이 결정됨으로써 자기 효율 및 공간 효율을 높일 수 있는 장점이 있다.

상기 위치센서(320)는 상기 인쇄회로기판(300)의 내부에 실장될 수 있다.

이때, 상기 위치센서(320)는 상기 인쇄회로기판(300)의 내부에 실장되고 내부에서 상기 인쇄회로기판(300)과 전기적으로 연결되므로 별도의 와이어 본딩이 필요하지 않으므로, 상기 코일패턴부(310)의 경우와 마찬가지로 상기 인쇄회로기판(300)의 내부에 실장됨으로써 공정이 간단해지고 신뢰성이 향상되는 장점이 있다.

또한, 상기 위치센서(320)가 상기 인쇄회로기판(300)의 내부에 실장되도록 함으로써 상기 하우징(400) 내에 상기 위치센서(320)를 배치하기 위한 별도의 공간이 필요하지 않으므로 렌즈 액추에이터를 소형화할 수 있으며, 제조 과정에서의 제조 공차를 줄일 수 있다.

상기 위치센서(320)는 상기 렌즈배럴(100)의 현재 위치를 감지하여 이를 제어부(미도시)에 제공하고, 상기 제어부(미도시)는 상기 위치센서(320)로부터 전송받은 상기 렌즈배럴(100)의 현재 위치정보와 이동되어야할 목적지 위치정보를 이용하여 상기 코일패턴부(310)에 적절한 전류를 가함으로써 상기 렌즈배럴(100)의 이송을 제어할 수 있다.

본 실시예에서는 인쇄회로기판(300)에 위치센서(320)가 실장되는 것을 예로 들어 설명하였으나, 위치센서(320)에 한정되는 것은 아니며 다른 회로 부품이 인쇄회로기판에 실장되는 것도 가능하다.

즉, 본 발명에 따른 렌즈 액추에이터를 구동하기 위한 구동 칩으로서 집적 회로(IC) 부품이 상기 인쇄회로기판(300)에 실장되는 것도 가능하다.

상기 인쇄회로기판(300)의 내부에 위치센서(320)뿐만 아니라 집적 회로(IC) 부품까지 실장될 수 있으므로 제조 공정을 간소화시킬 수 있다.

상기 인쇄회로기판(300)은 일면이 상기 자성부(200)와 대향하도록 배치될 수 있으며 상기 인쇄회로기판(300)의 타면에는 자성물질(330)이 구비될 수 있다.

구체적으로, 상기 자성물질(330)은 상기 인쇄회로기판(300)의 타면에 도포될 수 있고, 상기 자성물질(330)은 자성체 페이스트일 수 있으며, 상기 인쇄회로기판(300)의 타면에 상기 자성물질(330)이 도포됨으로써 상기 코일패턴부(310)를 거쳐 상기 자성부(200)로 흐르는 자속을 원활하게 형성할 수 있다.

종래에는 별도의 요크 부재를 마련하여 코일에 부착하는 방식을 사용하였으나, 본 실시예에서와 같이 인쇄회로기판(300)의 타면에 자성물질(330)을 도포할 경우에는 부품 삭감에 따른 공정의 간소화를 이룰 수 있다.

이상의 실시예를 통해, 상기 인쇄회로기판(300)에 코일패턴부(310), 위치센서(320), 집적 회로(IC) 부품 및 자성물질(330)을 모두 구비하도록 함으로써 제조 공정을 간소화할 수 있고 제조비용을 줄일 수 있으며, 납땜 등에 의한 이물이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

또한 코일, 집적 회로(IC) 부품 및 요크부재가 배치되기 위한 별도의 공간이 필요하지 않으므로, 렌즈 액추에이터의 소형화가 가능하다.

상기에서는 본 발명에 따른 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속함을 밝혀둔다.

100: 렌즈배럴 200: 자성부
300: 인쇄회로기판 310: 코일패턴부
320: 위치센서 330: 자성물질
340: 전원연결단자 400: 하우징
500: 커버

Claims

적어도 하나의 렌즈가 광축을 따라 구비되는 렌즈 배럴;
상기 렌즈 배럴의 일면에 구비되는 자성부; 및
전자기력을 발생시키는 코일패턴부가 구비되고 일면이 상기 자성부와 대향하도록 배치되는 인쇄회로기판; 을 포함하며,
상기 인쇄회로기판의 타면에는 자성물질이 구비되는 렌즈 액추에이터.
제1항에 있어서,
상기 코일패턴부는 상기 인쇄회로기판에 패턴화된 금속층으로 구비되는 렌즈 액추에이터.
제1항에 있어서,
상기 코일패턴부는 상기 인쇄회로기판의 내부에 매립되는 권선 코일인 렌즈 액추에이터.
제1항에 있어서,
상기 인쇄회로기판의 내부에는 집적 회로 부품이 실장되는 렌즈 액추에이터.
제1항에 있어서,
상기 인쇄회로기판의 내부에는 상기 렌즈배럴의 위치를 감지하기 위한 위치 센서가 실장되는 렌즈 액추에이터.
제5항에 있어서,
상기 코일패턴부는 상기 위치센서를 감싸는 형태로 구비되는 렌즈 액추에이터.
제1항에 있어서,
상기 자성물질은 자성체 페이스트인 렌즈 액추에이터.