KR101521526B1 - 손떨림 보정 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 렌즈와, 상기 렌즈를 지지하는 렌즈 홀더와, 상기 렌즈 홀더의 측부를 둘러싸는 코일을 구비하는 제1 어셈블리와, 상기 제1 어셈블리의 하부에 배치되는 제2 어셈블리와, 상기 제1 어셈블리의 상부에 배치되는 제3 어셈블리를 구비하며, 상기 제2 어셈블리는, 상기 렌즈의 광축에 대하여 대칭이 되며 서로 평행하게 배치되는 제1 구동부와 제2 구동부와, 상기 제1 구동부와 상기 제2 구동부를 지지하는 하부 홀더를 구비하며, 상기 제3 어셈블리는, 상기 렌즈의 광축에 대하여 대칭이 되며 서로 평행하게 배치되는 제3 구동부와 제4 구동부와, 상기 제3 구동부와 상기 제4 구동부를 지지하는 상부 홀더를 구비하며, 상기 제1 구동부와 상기 제2 구동부가 배치된 제1 방향과 상기 제3 구동부와 상기 제4 구동부가 배치된 제2 방향은 서로 평행하지 않는 손떨림 보정 모듈에 관한 것이다.

Description

손떨림 보정 모듈{Image stabilizer}
본 발명은 손떨림 보정 모듈 및 이를 구비하는 디지털 영상 촬영 장치에 관한 것으로, 상세하게는 영상 촬영시 손떨림의 영향을 감소시킬 수 있는 손떨림 보정 모듈 및 이를 구비하는 디지털 영상 촬영 장치에 관한 것이다.
최근 들어, 디지털 스틸 카메라 및 디지털 비디오 카메라 등의 촬상 장치가 많이 보급되면서, 점점 고품질의 사진 및 동영상을 촬영하고자 하는 소비자들의 욕구가 증대되고 있다.
최근에는 사용자의 손떨림으로 인한 사진의 해상력 저하를 방지하기 위해, 촬상 장치에 손떨림 보정 모듈을 채용하는 경우가 늘고 있다.
종래의 손떨림 보정 방식으로는 렌즈 시프트 방식, 촬상소자 시프트 방식, 및 렌즈 경통 시프트 방식이 있다.
종래의 손떨림 보정 모듈에서 시프트되는 부분의 구동은 VCM(Voice coil motor)가 이용된다. VCM은 영구자석과 코일을 이용한다. 즉, 렌즈 홀더에 영구자석이 고정되며, 상기 코일에 전류를 흐르게 하여 상기 렌즈 홀더를 시프트시킨다. 상 기 코일에 흐르는 전류의 방향과 전류의 양을 조절하여 상기 렌즈 홀더의 시프트 정도를 조절한다. 이러한 종래의 VCM은 영구자석이 발생하는 일정한 세기의 자기장 내에서 코일에 흐르는 전류의 양을 조절하는 방식이므로, 상기 렌즈 홀더를 시프트시키는데 보다 많은 구동력이 요구되는 경우에는 코일에 감기는 전선 수를 증가시켜야한다. 코일에 감기는 전선의 수를 증가시키게 되면 VCM의 크기는 증가하게 되며 이에 따라 손떨림 보정 모듈의 크기가 증가하게 되는 문제점이 있다.
본 발명의 주된 목적은 소형화된 손떨림 보정 모듈 및 이를 구비하는 디지털 영상 촬영 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 관한 일 실시예에 따른 손떨림 보정 모듈은, 렌즈와, 상기 렌즈를 지지하는 렌즈 홀더와, 상기 렌즈 홀더의 측부를 둘러싸는 코일을 구비하는 제1 어셈블리와, 상기 제1 어셈블리의 하부에 배치되는 제2 어셈블리와, 상기 제1 어셈블리의 상부에 배치되는 제3 어셈블리를 구비하며, 상기 제2 어셈블리는, 상기 렌즈의 광축에 대하여 대칭이 되며 서로 평행하게 배치되는 제1 구동부와 제2 구동부와, 상기 제1 구동부와 상기 제2 구동부를 지지하는 하부 홀더를 구비하며, 상기 제3 어셈블리는, 상기 렌즈의 광축에 대하여 대칭이 되며 서로 평행하게 배치되는 제3 구동부와 제4 구동부와, 상기 제3 구동부와 상기 제4 구동부를 지지하는 상부 홀더를 구비하며, 상기 제1 구동부와 상기 제2 구동부가 배치된 제1 방향과 상기 제3 구동부와 상기 제4 구동부가 배치된 제2 방향은 서로 평행하지 않다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 방향과 상기 제2 방향은 서로 직교할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 구동부는, 제1 전자석, 상기 제1 전자석의 일단에 배치되는 제1 금속부, 및 상기 제1 전자석의 타단에 배치되는 제2 금속부를 구비하며, 상기 제2 구동부는, 제2 전자석, 상기 제2 전자석의 일단에 배치되는 제3 금속부, 및 상기 제2 전자석의 타단에 배치되는 제4 금속부를 구비하며, 상기 제3 구동부는, 제3 전자석, 상기 제3 전자석의 일단에 배치되는 제5 금속부, 및 상기 제3 전자석의 타단에 배치되는 제6 금속부를 구비하며, 상기 제4 구동부는, 제4 전자석, 상기 제4 전자석의 일단에 배치되는 제7 금속부, 및 상기 제4 전자석의 타단에 배치되는 제8 금속부를 구비할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 금속부는 상기 제5 금속부와 서로 대향하며, 상기 제2 금속부는 상기 제7 금속부와 서로 대향하며, 상기 제3 금속부는 상기 제6 금속부와 서로 대향하며, 상기 제4 금속부는 상기 제8 금속부와 서로 대향할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 렌즈 홀더는 상기 제2 어셈블리를 향하여 배치된 볼 샤프트를 더 구비할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 볼 샤프트는 2개로 이루어지며, 각각의 상기 볼 샤프트는 상기 렌즈의 광축에 대칭하여 배치될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 하부 홀더는 상기 볼 샤프트에 대응하여 상기 볼 샤프트를 수용하는 수용부를 더 구비할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제3 어셈블리와 상기 코일 사이에는 볼 베어링 또는 롤러 베어링이 개재될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 코일과 상기 볼 베어링 또는 상기 롤러 베어링 사이에는 스티프너(stiffner)가 개재될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 어셈블리는, 상기 코일과 전기적으로 연결되는 인쇄회로기판과, 상기 인쇄회로기판 상에 실장되며 상기 제1 어셈블리의 구동 위치를 측정하는 집적회로칩을 구비할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 인쇄회로기판은 FPCB(Fluxible printed circuit board)일 수 있다.
본 발명은 상기 손떨림 보정 모듈을 구비한 디지털 영상 촬영 장치이다.
상기와 같이 이루어진 본 발명의 손떨림 보정 모듈에 따르면, 전자석을 이용하여 자기장의 세기를 조절함으로써 소형화된 손떨림 보정 모듈을 구현할 수 있다.
이하, 첨부된 도면에 도시된 본 발명의 실시예를 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 그러나. 본 발명은 이 밖에도 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면 상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 손떨림 보정 모듈(100)을 나타내는 사시도이며, 도 2 및 3은 도 1의 손떨림 보정 모듈(100)의 분해 사시도이다.
도 1 내지 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 손떨림 보정 모듈(100)은 제1 어셈블리(110), 제2 어셈블리(120), 및 제3 어셈블리(130)를 구비한다.
제1 어셈블리(110) 상하로 각각 제3 어셈블리(130)와 제2 어셈블리(120)가 배치되며. 제2 및 3 어셈블리(120, 130)에서 발생하는 자기력에 의해 제1 어셈블리(110)가 이동하면서 손떨림이 보정된다.
제1 어셈블리(110)는 렌즈 홀더(111)와 코일(112)을 구비한다.
도 4는 렌즈 홀더(111)를 나타내며, 상세하게는 도 4의 (a)는 렌즈 홀더(111)를 나타내는 사시도이며, 도 4의 (b)는 렌즈 홀더(111)를 나타내는 측면도이며, 도 4의 (c)는 렌즈 홀더(111)를 나타내는 배면도이며, 도 4의 (d)는 렌즈 홀더(111)를 나타내는 평면도이다.
도 4를 참조하면, 렌즈 홀더(111)는 중공부(111a)를 가지며, 중공부(111a)에는 렌즈(미도시)가 배치된다. 렌즈 홀더(111)는 상기 렌즈를 지지한다. 렌즈 홀더(111)에는 렌즈 홀더(111)의 외측부를 둘러싸는 코일(112)이 배치된다. 코일(112)이 구동부(121, 122, 131, 132)에 의해 이동하면서 렌즈 홀더(111) 또한 이동한다. 이에 관하여는 후술한다.
렌즈 홀더(111)는 볼 샤프트(111c)를 구비할 수 있다. 렌즈 홀더(111)는 렌즈 홀더(111)의 외측면에 수직한 방향으로 연장부(111b)를 가질 수 있으며, 볼 샤프트(111c)는 연장부(111b)에 배치된다. 연장부(111b)는 중공부(111a)의 중심축에 대칭이 되도록 형성될 수 있다. 볼 샤프트(111c)는 중공부(111a)가 형성된 방향, 보다 상세하게는 제2 어셈블리(120)를 향하는 방향으로 연장되어 형성될 수 있다. 볼 샤프트(111c)는 단부가 구형으로 이루질 수 있다. 볼 샤프트(111c)는 하부 홀더(123)의 수용부(123a)에 안착되며, 렌즈 홀더(111)를 지지하고 렌즈 홀더(111)가 이동하는 경우 렌즈 홀더(111)와 하부 홀더(123) 사이의 마찰력을 감소시킨다.
코일(112)은 렌즈 홀더(111)의 외측부에 배치된다. 코일(112)은 복수 개의 전선이 권선된다. 상기 전선의 권선 방향은 렌즈 홀더(111)의 외측부 둘레를 감싸는 방향이다. 즉, 코일(112)은 렌즈 홀더(111)의 외측부를 감싸도록 배치된다.
제1 어셈블리(110)는 인쇄회로기판(114)을 더 구비할 수 있다. 인쇄회로기판(114)은 코일(112)과 전기적으로 연결된다. 즉, 인쇄회로기판(114)은 전류 공급원(미도시)와 코일(112)을 전기적으로 연결하며, 상기 전류 공급원에서 코일(112)로 전류를 공급한다. 인쇄회로기판(114)은 FPCB(Fluxible printed circuit board)일 수 있다.
인쇄회로기판(114) 상에 집적회로칩(115)이 실장될 수 있다. 집적회로칩(115)은 코일(112)과 렌즈 홀더(111)의 이동 위치를 측정하고 구동부(121, 122, 131, 132)의 자기력을 감지한다.
코일(112)과 제3 어셈블리(130) 사이에는 볼 베어링(ball bearing)(113)이 배치된다. 볼 베이링(113)은 코일(112)과 상부 홀더(133) 사이에 개재하여 렌즈 홀더(111)와 코일(112)이 이동하는 경우 구름 운동을 함으로써 코일(112)과 상부 홀더(133) 사이에 발생하는 마찰력을 최소화시킨다. 볼 베어링(113)은 제5 금속부(131b)와 제7 금속부(132b) 사이에서 한 개가 배치되며, 또한 제6 금속부(131c)와 제8 금속부(132c) 사이에서 한 개가 배치될 수 있다. 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며 3개 이상의 볼 베어링이 배치될 수 있다. 또한, 코일(112)과 상부 홀더(133) 사이에 발생하는 마찰력을 최소화하기 위해 도 3에서와 같이 볼 베어링 뿐 만 아니라 롤러 베어링(roller bearing)과 같은 다른 베이링들도 적용이 가능하다.
코일(112)과 볼 베어링(113) 사이에는 스티프너(stiffner)(116)가 개재될 수 있다. 스티프너(116)는 볼 베어링(113)을 지지하며 코일(112)을 볼 베어링(113)으로부터 보호할 수 있다. 스티프너(116)는 볼 베어링(113)과의 마찰을 최소하고 볼 베어링(113)에 의한 FPCB(114)의 손상을 방지하지 하기 위해 부드러운 재질로 이루어질 수 있다.
도 1 내지 3에 도시된 바와 같이, 제1 어셈블리(110)의 하부에는 제2 어셈블리(120)가 배치되며, 제1 어셈블리(110)의 상부에는 제3 어셈블리(130)가 배치된다.
제2 어셈블리(120)는 제1 구동부(121), 제2 구동부(122), 및 하부 홀더(123)를 구비할 수 있으며, 제3 어셈블리(130)는 제3 구동부(131), 제4 구동부(132) 및 상부 홀더(133)를 구비할 수 있다.
제1 구동부(121)와 제2 구동부(122)는 하부 홀더(123)에 고정되며, 제3 구동부(131)와 제4 구동부(132)는 상부 홀더(133)에 고정된다.
제1 구동부(121)와 제2 구동부(122)는 길이 방향으로 서로 평행하게 배치된다. 또한, 제3 구동부(131)와 제4 구동부(132)도 길이 방향으로 서로 평행하게 배치된다. 제1 구동부(121)와 제2 구동부(122)의 길이 방향과 제3 구동부(131)와 제4 구동부(132)의 길이 방향으로 서로 평행하지 않고 엇갈려 있으며, 바람직하게는 제1 구동부(121)와 제2 구동부(122)의 길이 방향과 제3 구동부(131)와 제4 구동부(132)의 길이 방향은 서로 수직으로 엇갈려 배치될 수 있다.
각각의 구동부(121, 122, 131, 132)는 전자석(121a, 122a, 131a, 132a)과 상기 전자석(121a, 122a, 131a, 132a) 양단에 배치되는 금속부(121b, 121c; 122b, 122c; 131b, 131c; 132b, 132c)를 구비할 수 있다.
도 5는 각각의 구동부(121, 122, 131, 132)와 코일(112)의 배치를 나타내는 도면이다.
도 5를 참조하면, 제1 구동부(121)는 제1 전자석(121a), 제1 금속부(121b), 및 제2 금속부(121c)를 구비한다. 제1 금속부(121b)는 제1 전자석(121a)의 일단부에 배치되며, 제2 금속부(121c)는 제1 전자석(121a)의 타단부에 배치된다. 제1 금속부(121b)와 제2 금속부(121c)는 평활면을 갖는 플레이트(plate) 형상을 갖는다. 제1 금속부(121b)와 제2 금속부(121c)의 평활면은 코일(112)을 향하게 된다.
제1 전자석(121a)에 전류가 흐르게 되면 제1 금속부(121b)와 제2 금속부(121c)는 극성을 띠게 되며, 제1 전자석(121a)에 흐르는 전류의 방향에 따라 제1 금속부(121b)가 N극, 제2 금속부(121c)가 S극일 수 있고, 또는 제1 금속부(121b)가 S극, 제2 금속부(121c)가 N극일 수 있다.
제2 구동부(122)는 제2 전자석(122a), 제3 금속부(122b), 및 제4 금속부(122c)를 구비한다. 제3 금속부(122b)는 제2 전자석(122a)의 일단부에 배치되며, 제4 금속부(122c)는 제2 전자석(122a)의 타단부에 배치된다. 제3 금속부(122b)와 제4 금속부(122c)는 평활면을 갖는 플레이트 형상을 갖는다. 제3 금속부(122b)와 제4 금속부(122c)의 평활면은 코일(112)을 향하게 된다.
제2 전자석(122a)에 전류가 흐르게 되면 제3 금속부(122b)와 제4 금속 부(122c)는 극성을 띠게 되며, 제2 전자석(122a)에 흐르는 전류의 방향에 따라 제3 금속부(122b)가 N극, 제4 금속부(122c)가 S극일 수 있고, 또는 제3 금속부(122b)가 S극, 제4 금속부(122c)가 N극일 수 있다.
제3 구동부(131)는 제3 전자석(131a), 제5 금속부(131b), 및 제6 금속부(131c)를 구비한다. 제5 금속부(131b)는 제3 전자석(131a)의 일단부에 배치되며, 제6 금속부(131c)는 제3 전자석(131a)의 타단부에 배치된다. 제5 금속부(131b)와 제6 금속부(131c)는 평활면을 갖는 플레이트 형상을 갖는다. 제5 금속부(131b)와 제6 금속부(131c)의 평활면은 코일(112)을 향하게 배치된다.
제3 전자석(131a)에 전류가 흐르게 되면 제5 금속부(131b)와 제6 금속부(131c)는 극성을 띠게 되며, 제3 전자석(131a)에 흐르는 전류의 방향에 따라 제5 금속부(131b)가 N극, 제6 금속부(131c)가 S극일 수 있고, 또는 제5 금속부(131b)가 S극, 제6 금속부(131c)가 N극일 수 있다.
제4 구동부(132)는 제4 전자석(132a), 제7 금속부(132b), 및 제8 금속부(132c)를 구비한다. 제7 금속부(132b)는 제4 전자석(132a)의 일단부에 배치되며, 제8 금속부(132c)는 제4 전자석(132a)의 타단부에 배치된다. 제7 금속부(132b)와 제8 금속부(132c)는 평활면을 갖는 플레이트 형상을 갖는다. 제7 금속부(132b)와 제8 금속부(132c)의 평활면은 코일(112)을 향하게 된다.
제4 전자석(132a)에 전류가 흐르게 되면 제7 금속부(132b)와 제8 금속부(132c)는 극성을 띠게 되며, 제4 전자석(132a)에 흐르는 전류의 방향에 따라 제7 금속부(132b)가 N극, 제8 금속부(132c)가 S극일 수 있고, 또는 제7 금속부(132b)가 S극, 제8 금속부(132c)가 N극일 수 있다.
제1 구동부(121)와 제2 구동부(122)는 길이 방향(제1 방향)은 제1 전자석(121a)와 제2 전자석(122a)의 길이방향을 의미하며, 도 5를 참조하면, 제1 구동부(121)와 제2 구동부(122)는 길이 방향은 x축 방향을 의미한다.
또한, 제3 구동부(131)와 제4 구동부(132)는 길이 방향(제2 방향)은 제3 전자석(131a)와 제4 전자석(132a)의 길이방향을 의미하며, 도 5를 참조하면, 제3 구동부(131)와 제4 구동부(132)는 길이 방향은 y축 방향을 의미한다.
제1 내지 4 금속부(121b, 121c, 122b, 122c)의 평활면은 동일 평면 상에 위치하고 코일(112)을 향한다. 또한, 제5 내지 8 금속부(131b, 131c, 132b, 132c)의 평활면도 동일 평면 상에 위치하고 코일(112)을 향한다. 즉, 제1 내지 4 금속부(121b, 121c, 122b, 122c)의 평활면이 속하는 평면과 제5 내지 8 금속부(131b, 131c, 132b, 132c)의 평활면이 속하는 평면은 서로 평행하며 상기 두 평면 사이에 코일(112)이 위치한다.
바람직하게는, 제1 금속부(121b)는 제5 금속부(131b)와 서로 대향하며, 제2 금속부(121c)는 제7 금속부(132c)와 서로 대향하며, 제3 금속부(122b)는 제6 금속부(131c)와 서로 대향하며, 제4 금속부(122c)는 제8 금속부(132c)와 서로 대향할 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 손떨림 보정 모듈(100)의 작동을 도 6을 참조하여 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 손떨림 보정 모듈(100)은 제1 내지 4 금속 부(121b, 121c, 122b, 122c)와 제5 내지 8 금속부(131b, 131c, 132b, 132c) 사이에 자기장이 형성되며, 전류가 흐르는 코일(112)이 상기 자기장 내에서 전자기력에 의해 이동함으로써 손떨림 보정이 가능하다. 보다 상세하게는 다음과 같다.
도 6의 (a)는 코일(112)이 x축 방향으로 이동하는 상태를 나타낸다. 도 6의 (a)를 참조하면, 제1 전자석(121a)과 제2 전자석(122a)에는 전류가 공급된다. 따라서, 제1 전자석(121a)에 의해서 제1 구동부(121)의 제1 금속부(121b)에는 S극이, 제2 금속부(121c)에는 N극이 형성된다. 또한, 제2 전자석(122a)에 의해서 제3 금속부(122b)에는 S극이, 제4 금속부(122c)에는 N극이 형성된다.
이에 반하여, 제3 전자석(131a)과 제4 전자석(132a)에는 전류가 공급되지 않는다. 따라서, 제5 내지 8 금속부(131b, 131c, 132b, 132c)는 제3 전자석(131a)과 제4 전자석(132a)에 의해 자성이 형성되지 않는다.
그러나, 이미 자성이 형성된 제1 내지 4 금속부(121b, 121c, 122b, 122c)에 의해서 제5 내지 8 금속부(131b, 131c, 132b, 132c)의 자성이 유도된다. 즉, 제5 금속부(131b)는 S극인 제1 금속부(121b)에 의해 N극으로 유도되며, 제6 금속부(131c)는 S극인 제3 금속부(122b)에 의해 N극으로 유도된다. 또한, 제7 금속부(132b)는 N극인 제7 금속부(132b)에 의해 S극으로 유도되며, 제8 금속부(132c)는 N극인 제4 금속부(122c)에 의해 S극으로 유도된다.
따라서, 제1 금속부(121b)(S극)와 제5 금속부(131b)(N극), 제2 금속부(121c)(N극)와 제7 금속부(132b)(S극), 제3 금속부(122b)(S극)와 제6 금속부(131c)(N극), 제4 금속부(122c)(N극)와 제8 금속부(132c)(S극) 사이에는 자기장 기 형성된다.
제2 금속부(121c)(N극)와 제7 금속부(132b)(S극) 사이, 제4 금속부(122c)(N극)와 제8 금속부(132c)(S극) 사이에서 발생하는 자기장은 z축 방향을 향하며, 코일(112)에 흐르는 전류의 방향은 반시계 방향이므로 플레밍의 왼손 법칙에 의해 코일(112)의 오른쪽 부분은 x축 방향으로 힘을 받게 된다.
또한, 제1 금속부(121b)(S극)와 제5 금속부(131b)(N극) 사이, 제3 금속부(122b)(S극)와 제6 금속부(131c)(N극) 사이에서 발생하는 자기장은 -z축 방향을 향하며, 코일(112)에 흐르는 전류의 방향은 반시계 방향이므로 플레밍의 왼손 법칙에 의해 코일(112)의 왼쪽 부분도 x축 방향으로 힘을 받게 된다.
따라서, 상기와 같이 코일(112)의 오른쪽 부분과 왼쪽 부분이 x축 방향으로 전자기력이 작용하므로 코일(112)은 x축 방향으로 이동한다.
도 6의 (b)는 코일(112)이 -x축으로 이동하는 상태를 나타낸다. 도 6의 (b)에 도시된 상태는 제1 전자석(121a)과 제2 전자석(122a)에는 전류가 공급되고, 제3 전자석(131a)과 제4 전자석(132a)에는 전류가 공급되지 않는다는 점에서 도 6의 (a)에 도시된 상태와 동일하지만, 제1 전자석(121a)과 제2 전자석(122a)에는 전류에 공급되는 전류의 방향이 도 6의 (a)에 도시된 상태와 반대 방향이다. 따라서, 제1 전자석(121a)에 의해서 제1 구동부(121)의 제1 금속부(121b)에는 N극이, 제2 금속부(121c)에는 S극이 형성된다. 또한, 제2 전자석(122a)에 의해서 제3 금속부(122b)에는 N극이, 제4 금속부(122c)에는 S극이 형성된다.
제5 내지 8 금속부(131b, 131c, 132b, 132c)는 제1 내지 4 금속부(121b, 121c, 122b, 122c)에 의해 자성이 유도된다. 즉, 제5 금속부(131b)는 N극인 제1 금속부(121b)에 의해 S극으로 유도되며, 제6 금속부(131c)는 N극인 제3 금속부(122b)에 의해 S극으로 유도된다. 또한, 제7 금속부(132b)는 S극인 제7 금속부(132b)에 의해 N극으로 유도되며, 제8 금속부(132c)는 S극인 제4 금속부(122c)에 의해 N극으로 유도된다.
따라서, 제1 금속부(121b)(N극)와 제5 금속부(131b)(S극), 제2 금속부(121c)(S극)와 제7 금속부(132b)(N극), 제3 금속부(122b)(N극)와 제6 금속부(131c)(S극), 제4 금속부(122c)(S극)와 제8 금속부(132c)(N극) 사이에는 자기장기 형성된다.
제2 금속부(121c)(S극)와 제7 금속부(132b)(N극) 사이, 제4 금속부(122c)(S극)와 제8 금속부(132c)(N극) 사이에서 발생하는 자기장은 -z축 방향을 향하며, 코일(112)에 흐르는 전류의 방향은 반시계 방향이므로 플레밍의 왼손 법칙에 의해 코일(112)의 오른쪽 부분은 -x축 방향으로 힘을 받게 된다.
또한, 제1 금속부(121b)(N극)와 제5 금속부(131b)(S극) 사이, 제3 금속부(122b)(N극)와 제6 금속부(131c)(S극) 사이에서 발생하는 자기장은 +z축 방향을 향하며, 코일(112)에 흐르는 전류의 방향은 반시계 방향이므로 플레밍의 왼손 법칙에 의해 코일(112)의 왼쪽 부분도 -x축 방향으로 힘을 받게 된다.
따라서, 상기와 같이 코일(112)의 오른쪽 부분과 왼쪽 부분이 -x축 방향으로 전자기력이 작용하므로 코일(112)은 -x축 방향으로 이동한다.
도 6의 (c)는 코일(112)이 y축 방향으로 이동하는 상태를 나타낸다. 도 6의 (c)에 도시된 상태는 도 6의 (a) 및 (b)와는 달리 제3 전자석(131a)과 제4 전자석(132a)에는 전류가 공급되고, 제1 전자석(121a)과 제2 전자석(122a)에는 전류가 공급되지 않는다는 점에서 도 6의 (a) 및 (b)와 차이가 있다.
즉, 제3 전자석(131a)에 전류가 공급되어 제5 금속부(131b)는 N극이, 제6 금속부(131c)는 S극이 형성된다. 또한, 제4 전자석(132a)에 전류가 공급되어 제7 금속부(132b)는 N극이, 제8 금속부(132c)는 S극이 형성된다.
제1 내지 4 금속부(121b, 121c, 122b, 122c)는 제5 내지 8 금속부(131b, 131c, 132b, 132c)에 의해 자성이 유도된다. 상세하게는 제1 금속부(121b)는 N극인 제5 금속부(131b)에 의해 S극으로 유도되며, 제2 금속부(121c)는 N극인 제7 금속부(132b)에 의해 S극으로 유도된다. 또한, 제3 금속부(122b)는 S극인 제6 금속부(131b)에 의해 N극으로 유도되며, 제4 금속부(122c)는 S극인 제8 금속부(132c)에 의해 N극으로 유도된다.
따라서, 제1 금속부(121b)(S극)와 제5 금속부(131b)(N극) 사이, 제2 금속부(121c)(S극)와 제7 금속부(132b)(N극) 사이에서 발생하는 자기장은 +z축 방향을 향하며, 코일(112)에 흐르는 전류의 방향은 반시계 방향이므로 플레밍의 왼손 법칙에 의해 코일(112)의 아랫부분는 +y축 방향으로 힘을 받게 된다.
또한, 제3 금속부(122b)(N극)와 제6 금속부(131c)(S극) 사이, 제4 금속부(122c)(N극)와 제8 금속부(132c)(S극) 사이에서 발생하는 자기장은 -z축 방향을 향하며, 코일(112)에 흐르는 전류의 방향은 반시계 방향이므로 플레밍의 왼손 법칙에 의해 코일(112)의 윗부분도 +y축 방향으로 힘을 받게 된다.
그러므로, 상기와 같이 코일(112)의 아랫부분과 윗부분이 +y축 방향으로 전자기력이 작용하므로 코일(112)은 +y축 방향으로 이동한다.
도 6의 (d)는 코일(112)는 코일(112)이 -y축으로 이동하는 상태를 나타낸다. 도 6의 (c)에 도시된 상태는 제1 전자석(121a)과 제2 전자석(122a)에는 전류가 공급되지 않고, 제3 전자석(131a)과 제4 전자석(132a)에는 전류가 공급된다는 점에서 도 6의 (c)에 도시된 상태와 동일하지만, 제3 전자석(131a)과 제4 전자석(132a)에는 전류에 공급되는 전류의 방향이 도 6의 (c)에 도시된 상태와 반대 방향이라는 점에서 차이가 있다. 따라서, 제3 전자석(131a)에 전류가 공급되어 제5 금속부(131b)는 S극이, 제6 금속부(131c)는 N극이 형성된다. 또한, 제4 전자석(132a)에 전류가 공급되어 제7 금속부(132b)는 S극이, 제8 금속부(132c)는 N극이 형성된다.
제1 내지 4 금속부(121b, 121c, 122b, 122c)는 제5 내지 8 금속부(131b, 131c, 132b, 132c)에 의해 자성이 유도된다. 상세하게는 제1 금속부(121b)는 S극인 제5 금속부(131b)에 의해 N극으로 유도되며, 제2 금속부(121c)는 S극인 제7 금속부(132b)에 의해 N극으로 유도된다. 또한, 제3 금속부(122b)는 N극인 제6 금속부(131b)에 의해 S극으로 유도되며, 제4 금속부(122c)는 N극인 제8 금속부(132c)에 의해 S극으로 유도된다.
따라서, 제1 금속부(121b)(N극)와 제5 금속부(131b)(S극) 사이, 제2 금속부(121c)(N극)와 제7 금속부(132b)(S극) 사이에서 발생하는 자기장은 -z축 방향을 향하며, 코일(112)에 흐르는 전류의 방향은 반시계 방향이므로 플레밍의 왼손 법칙에 의해 코일(112)의 아랫부분는 -y축 방향으로 힘을 받게 된다.
또한, 제3 금속부(122b)(S극)와 제6 금속부(131c)(N극) 사이, 제4 금속부(122c)(S극)와 제8 금속부(132c)(N극) 사이에서 발생하는 자기장은 +z축 방향을 향하며, 코일(112)에 흐르는 전류의 방향은 반시계 방향이므로 플레밍의 왼손 법칙에 의해 코일(112)의 윗부분도 -y축 방향으로 힘을 받게 된다.
그러므로, 상기와 같이 코일(112)의 아랫부분과 윗부분이 -y축 방향으로 전자기력이 작용하므로 코일(112)은 -y축 방향으로 이동한다.
상술한 바와 같이 +y축, -y축, -x축, +x축 방향(상하좌우 방향)으로의 코일(112)의 이동은 제1 및 2 전자석(121a, 122a)에 전류를 흐르게 하고 제3 및 4 전자석(131a, 132a)에는 전류를 흐르게 하지 않게 하거나, 제1 및 2 전자석(121a, 122a)에 전류를 흐르게 하지 않게 하고 제3 및 4 전자석(131a, 132a)에는 전류를 흐르게 하여 제1 내지 4 금속부(121b, 121c, 122b, 122c)과 제5 내지 8 금속부(131b, 131c, 132b, 132c) 사이에 자기장을 형성시키고 상기 자기장에 배치되는 코일(112)이 전자기력을 받게 함으로써 이루어진다. 즉, 코일(112)에 흐르는 전류의 양은 고정시키고 상기 자기장의 방향을 변화시킴으로써 코일(112)의 이동을 유도할 수 있다. 상기 자기장은 전류의 방향에 따라 그 방향이 변화될 수 있으며, 전자석(121a, 122a, 131a, 132a)에 흐르는 전류의 양에 따라 자기장의 크기 또한 변화될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 손떨림 보정 모듈(100)은 상술한 바와 같이 +y축, -y축, -x축, +x축 방향(상하좌우 방향)으로 코일(112)이 이동할 뿐만 아니라 대각선 방향으로도 이동할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 손떨림 보정 모듈(100)의 코일(112)이 대각선 방향으로 이동하는 상태를 나타내는 도면이다.
우선, 도 7의 (a)는 코일(112)이 우상향(45°방향)으로 이동하는 상태를 나타낸다.
도 7의 (a)를 참조하면, 제1 금속부(121b)에 S극, 제2 금속부(121c)에 N극이 형성되도록 제1 전자석(121a)에 전류가 흐르게 하고, 제3 금속부(122b)에 S극, 제4 금속부(122c)에 N극이 형성되도록 제2 전자석(122a)에 전류가 흐르게 한다. 또한, 제5 금속부(131b)에 N극, 제6 금속부(131c)에 S극이 형성되도록 제3 전자석(131a)에 전류가 흐르게 하며, 제7 금속부(132b)에 N극, 제8 금속부(132c)에 S극이 형성되도록 제4 전자석(132c)에 전류가 흐르게 한다.
제1 금속부(121b)와 제5 금속부(131b) 사이에 -z축 방향의 자기장이 형성되며, 제4 금속부(122c)와 제8 금속부(132c) 사이에 +z축 방향의 자기장이 형성된다.
이들 자기장 내에 위치하는 코일(112)에는 반시계 방향으로 전류가 흐르게 되므로 플레밍의 왼손 법칙에 의해 코일(112)은 우상향(45°방향)으로 이동하게 된다.
도 7의 (b)는 코일(112)이 좌상향(135°방향)으로 이동하는 상태를 나타낸다.
도 7의 (b)를 참조하면, 제1 금속부(121b)에 N극, 제2 금속부(121c)에 S극이 형성되도록 제1 전자석(121a)에 전류가 흐르게 하고, 제3 금속부(122b)에 N극, 제4 금속부(122c)에 S극이 형성되도록 제2 전자석(122a)에 전류가 흐르게 한다. 또한, 제5 금속부(131b)에 N극, 제6 금속부(131c)에 S극이 형성되도록 제3 전자석(131a)에 전류가 흐르게 하며, 제7 금속부(132b)에 N극, 제8 금속부(132c)에 S극이 형성되도록 제4 전자석(132c)에 전류가 흐르게 한다.
제2 금속부(121c)와 제7 금속부(132b) 사이에 -z축 방향의 자기장이 형성되며, 제3 금속부(122b)와 제6 금속부(131c) 사이에 +z축 방향의 자기장이 형성된다.
이들 자기장 내에 위치하는 코일(112)에는 반시계 방향으로 전류가 흐르게 되므로 플레밍의 왼손 법칙에 의해 코일(112)은 좌상향(135°방향)으로 이동하게 된다.
도 7의 (c)는 코일(112)이 좌하향(225°방향)으로 이동하는 상태를 나타낸다.
도 7의 (c)를 참조하면, 제1 금속부(121b)에 N극, 제2 금속부(121c)에 S극이 형성되도록 제1 전자석(121a)에 전류가 흐르게 하고, 제3 금속부(122b)에 N극, 제4 금속부(122c)에 S극이 형성되도록 제2 전자석(122a)에 전류가 흐르게 한다. 또한, 제5 금속부(131b)에 S극, 제6 금속부(131c)에 N극이 형성되도록 제3 전자석(131a)에 전류가 흐르게 하며, 제7 금속부(132b)에 S극, 제8 금속부(132c)에 N극이 형성되도록 제4 전자석(132c)에 전류가 흐르게 한다.
제1 금속부(121b)와 제5 금속부(131b) 사이에 +z축 방향의 자기장이 형성되며, 제4 금속부(122c)와 제8 금속부(132c) 사이에 -z축 방향의 자기장이 형성된다.
이들 자기장 내에 위치하는 코일(112)에는 반시계 방향으로 전류가 흐르게 되므로 플레밍의 왼손 법칙에 의해 코일(112)은 좌하향(225°방향)으로 이동하게 된다.
도 7의 (d)는 코일(112)이 우하향(315°방향)으로 이동하는 상태를 나타낸다.
도 7의 (d)를 참조하면, 제1 금속부(121b)에 S극, 제2 금속부(121c)에 N극이 형성되도록 제1 전자석(121a)에 전류가 흐르게 하고, 제3 금속부(122b)에 S극, 제4 금속부(122c)에 N극이 형성되도록 제2 전자석(122a)에 전류가 흐르게 한다. 또한, 제5 금속부(131b)에 S극, 제6 금속부(131c)에 N극이 형성되도록 제3 전자석(131a)에 전류가 흐르게 하며, 제7 금속부(132b)에 S극, 제8 금속부(132c)에 N극이 형성되도록 제4 전자석(132c)에 전류가 흐르게 한다.
제2 금속부(121c)와 제7 금속부(132b) 사이에 +z축 방향의 자기장이 형성되며, 제3 금속부(122b)와 제6 금속부(131c) 사이에 -z축 방향의 자기장이 형성된다.
이들 자기장 내에 위치하는 코일(112)에는 반시계 방향으로 전류가 흐르게 되므로 플레밍의 왼손 법칙에 의해 코일(112)은 좌상향(135°방향)으로 이동하게 된다.
상술한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 손떨림 보정 모듈(100)은 제1 내지 4 전자석(121a, 122a, 131a, 132a)에 흐르는 전류의 방향을 조절하여 제1 내지 4 금속부(121b, 121c, 122b, 122c)과 제5 내지 8 금속부(131b, 131c, 132b, 132c) 사이에 자기장을 형성시키고 상기 자기장에 배치되는 코일(112)이 전자기력을 받게 함으로써 코일(112)을 우상향, 좌상향, 좌하향, 우하향으로 이동시킬 수 있다.
종래의 VCM은 영구자석이 발생하는 일정한 세기의 자기장 내에서 코일에 흐르는 전류의 양을 조절하는 방식이므로, 상기 렌즈 홀더를 시프트시키는데 보다 많은 구동력이 요구되는 경우에는 코일에 감기는 전선 수를 증가시켜야만 했으며, 코일에 감기는 전선의 수를 증가시키게 되면 VCM의 크기는 증가하게 되고 이에 따라 손떨림 보정 모듈의 크기가 증가하게 되는 문제점이 있었다. 그러나, 본 발명은 전자석을 이용하여 자기장을 형성하므로 전자석에 흐르는 전류의 세기를 증가시켜 자기장의 세기를 증가시키고 이에 따라 코일을 구동시키는 구동력을 증가시킨다. 따라서, 본 발명은 종래의 VCM과 달리 코일의 권선 수를 증가시키지 않고 상기 구동력을 조절할 수 있으며 이에 따라 손떨림 보정 모듈을 소형화하는데 유리하다.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 손떨림 보정 모듈을 나타내는 사시도이다.
도 2 및 3은 도 1의 손떨림 보정 모듈의 분해 사시도이다.
도 4는 렌즈 홀더를 나타내는 도면이다.
도 5는 각각의 구동부와 코일의 배치를 나타내는 도면이다.
도 6 및 7은 코일이 이동하는 상태를 나타내는 도면이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
110: 제1 어셈블리 120: 제2 어셈블리
130: 제3 어셈블리 121: 제1 전자석
122: 제2 전자석 123: 하부 홀도
131: 제3 전자석 132: 제4 전자석
133: 상부 홀더

Claims (12)

  1. 렌즈와, 상기 렌즈를 지지하는 렌즈 홀더와, 상기 렌즈 홀더의 측부를 둘러싸는 코일을 구비하는 제1 어셈블리;
    상기 제1 어셈블리의 하부에 배치되는 제2 어셈블리; 및
    상기 제1 어셈블리의 상부에 배치되는 제3 어셈블리;를 구비하며,
    상기 제2 어셈블리는,
    상기 렌즈의 광축에 대하여 서로 대칭이 되며, 상기 렌즈의 광축에 수직한 제1 방향에 평행하게 각각 배치되는 제1 구동부와 제2 구동부; 및
    상기 제1 구동부와 상기 제2 구동부를 지지하는 하부 홀더;를 구비하며,
    상기 제3 어셈블리는,
    상기 렌즈의 광축에 대하여 서로 대칭이 되며, 상기 제1 방향에 평행하지 않은 제2 방향에 평행하게 각각 배치되는 제3 구동부와 제4 구동부; 및
    상기 제3 구동부와 상기 제4 구동부를 지지하는 상부 홀더;를 포함하는 손떨림 보정 모듈.
  2. 청구항 2은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제1항에 있어서,
    상기 제1 방향과 상기 제2 방향은 서로 직교하는 손떨림 보정 모듈.
  3. 청구항 3은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제1항에 있어서,
    상기 제1 구동부는, 제1 전자석, 상기 제1 전자석의 일단에 배치되는 제1 금속부, 및 상기 제1 전자석의 타단에 배치되는 제2 금속부를 구비하며,
    상기 제2 구동부는, 제2 전자석, 상기 제2 전자석의 일단에 배치되는 제3 금속부, 및 상기 제2 전자석의 타단에 배치되는 제4 금속부를 구비하며,
    상기 제3 구동부는, 제3 전자석, 상기 제3 전자석의 일단에 배치되는 제5 금속부, 및 상기 제3 전자석의 타단에 배치되는 제6 금속부를 구비하며,
    상기 제4 구동부는, 제4 전자석, 상기 제4 전자석의 일단에 배치되는 제7 금속부, 및 상기 제4 전자석의 타단에 배치되는 제8 금속부를 구비하는 손떨림 보정 모듈.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 렌즈 홀더는 상기 제2 어셈블리를 향하여 배치된 볼 샤프트를 더 구비하는 손떨림 보정 모듈.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 청구항 8은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제1항에 있어서,
    상기 제3 어셈블리와 상기 코일 사이에는 볼 베어링 또는 롤러 베어링이 개재되는 손떨림 보정 모듈.
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 어셈블리는,
    상기 코일과 전기적으로 연결되는 인쇄회로기판; 및
    상기 인쇄회로기판 상에 실장되며 상기 제1 어셈블리의 구동 위치를 측정하는 집적회로칩;을 구비하는 손떨림 보정 모듈.
  11. 삭제
  12. 삭제
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