KR101633254B1 - 아우터 코일 보빈 방식의 카메라 렌즈 자동초점 이송장치 - Google Patents

아우터 코일 보빈 방식의 카메라 렌즈 자동초점 이송장치 Download PDF

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KR101633254B1
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carrier
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이준엽
김대현
서정화
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주식회사 나무가
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Abstract

본 발명은 베럴이 장착된 캐리어의 외부를 감싸는 허브의 주위로 코일을 권선하여 캐리어를 이동시키는 전자기력을 제공함으로써, 종래의 자동초점 카메라 모듈의 소형화, 이송능력 개선 및 코일 도선의 최종 처리에서 발생하였던 문제를 해결하라 수 있는 아우터 코일 보빈 방식의 카메라 렌즈 자동초점 이송장치를 개시(introduce)한다.
상기 아우터 코일 보빈 방식의 카메라 렌즈 자동초점 이송장치는, 이미지 센서, 상기 이미지 센서의 상부에 설치되며 내부에 IR 필터가 장착되며 2개의 터미널이 장착되어 있는 베이스 어셈블리, 내부에 렌즈가 장착된 베럴이 삽입되며, 외면에는 적어도 하나의 자석이 장착되고, 상기 베이스 어셈블리의 상부에서 상기 이미지 센서의 상하로 이동하는 캐리어 및 외면에는 도선이 감겨있고, 내면을 따라 상기 캐리어가 이동하는 경로를 제공하는 허브를 포함한다.

Description

아우터 코일 보빈 방식의 카메라 렌즈 자동초점 이송장치{Outer Coil Bobin Type Camera Lens Transfer Auto Focus Device}
본 발명은 플레밍의 왼손법칙에 따라 자속과 전류를 직교시킬 때 발생하는 축의 상방향 추진력을 이용하여 렌즈의 이동을 수행하는 AF(Auto Focus) Module에서 렌즈의 동작을 유발시키는 역할을 하는 VCM(Voice Coil Motor, 이하 '렌즈 이송 장치' 라 함)에 관한 것으로, 특히, 렌즈 이송부(캐리어)가 아닌 카메라 렌즈 이송장치 외부구조(허브)에 코일을 감는 구성을 포함시켜 코일(도선)의 시선부 및 종선부의 처리에 있어 효율적이고, 제작과정에서 발생하는 불량요소를 제거할 수 있으며, 카메라 이송장치의 체적을 최소화하여 초소형화를 구현할 수 있는 아우터 코일 보빈 방식의 카메라 렌즈 이송장치에 관한 것이다.
디지털 카메라 모듈(digital camera module)은 이미지 센서(image sensor), IR 필터(infrared filter), 베럴(barrel) 및 캐리어(carrier), 외부구조(Hub, Base) 등으로 이루어진다.
이미지 센서의 상부에는 IR 필터가 설치되고, IR 필터의 상부에는 렌즈(lens)가 삽입된 베럴이 설치되며, 베럴이 이미지 센서 방향으로 근접 및 이격되면서 장착한 렌즈의 초점 거리가 조정된다.
또한, 베럴은 렌즈의 이송수단인 캐리어에 삽입·장착되는데, 캐리어가 이미지 센서에 근접 및 이격되면서 렌즈와 이미지 센서 간의 거리가 조정된다.
캐리어의 측면에는 자석(magnet)이 장착되고 전류가 흐르는 코일(coil)이 자석의 외부에 설치되는데, 코일로부터 생성되는 전기장의 힘, 즉, 코일에 흐르는 전류의 크기 및 전류의 방향에 따라 자석이 설치된 캐리어, 즉, 베럴이 이동하게 된다.
한편, 자석과 코일의 조립 구조가 반대가 되는 실시 예도 가능하다.
도 1a는 종래의 카메라 이송장치 중 Bobin Type의 구성을 나타낸다.
캐리어나 그 외 렌즈를 구성하는 베럴을 포함한 카메라 이송장치를 구성하는 다른 부품에 직접 코일이 감긴 것을 Bobin Type이라 한다.
도 1a의 (a)는 캐리어에 코일이 Bobin Type으로 감긴 상측 사시도를 나타내며, 도 1a의 (b)는 하측 사시도를 나타낸다.
도 1a는 종래의 카메라 이송장치의 Bobin Type 중 캐리어에 코일이 감긴 Bobin Type으로 서술하지만 조립공정이나 기타 설계의도에 따라 Bobin Less Type으로 코일을 제작하여 조립공정 내에서 캐리어에 고정하여 조립할 수도 있다.
도 1a의 (c) 및 (d)는 추가적으로 하부스프링이 조립된 사시도이며 (e)는 하부스프링 단품을 나타낸 도면이다.
렌즈를 포함하는 베럴이 조립되는 원통형의 캐리어에 코일이 감겨져 있고 이미지 센서 방향에 하부스프링이 조립되어 있으며, 하부스프링에는 코일의 시-종선을 연결 및 정렬을 하기 위한 접합부 형상을 이용하여 코일을 연결 및 고정시킨다.
하부스프링은 외부의 전원이나 카메라 모듈의 PCB로부터 전원을 공급받아 코일에 전류를 인가시켜 도선을 흐르는 전기장을 발생시키는 역할을 하며, 마그넷의 자기장과 결합하여 전자기장을 만들어 축 방향으로의 렌즈 및 베럴을 포함한 캐리어를 이동시킨다.
카메라 모듈 PCB 및 외부 전원공급원과 하부스프링 사이에 별도의 터미널 구성 요소를 추가하기도 한다.
도 1a의 (f) 및 (g)는 외부를 감싸고 있는 고정 구조인 허브 및 베이스를 나타내며, 그 내부에 캐리어 및 코일, 마그넷, 상/하부스프링, 터미널이 장착되어 있는 상태를 나타낸다.
도 1a의 (h) 및 (i)는 요크를 조립하여 완제품 형태의 카메라 이송장치를 나타내는 사시도이다.
요크는 마그넷의 자속밀도를 증가시켜 전자기력의 상승에 도움을 주며 외부로부터의 충격이나 자기장의 외부 누출을 막아 전자기장의 간섭을 최소화한다.
도 1b는 종래의 카메라 이송장치 중 Bobin Less Type의 구성을 나타낸다.
전술한 구성 부품을 제외한 코일을 감기 위한 지그를 이용하여 코일을 감은 후, 조립공정에서 상기 구성 부품에 고정 조립되는 코일을 Bobin Less Type이라 한다.
도 1b의 (a)는 캐리어에 마그넷을 조립한 사시도를 나타낸 것으로, 원통형의 캐리어는 한쪽 면 이상에 마그넷 조립을 위한 평면구간을 구비한다.
도 1b의 (b)는 PCB에 고정 연결된 외부구조 허브 또는 베이스 내부에 조립된 캐리어 및 마그넷, 스프링, 코일(Bobin Less Type)의 조립 사시도를 나타낸다.
베이스의 하부는 이미지 센서가 장착된 PCB(미도시)에 고정되고, 캐리어의 상부에는 상부스프링이 장착되며, 캐리어의 내부에는 렌즈를 포함한 베럴이 캐리어의 내부에 고정될 수 있도록 한다.
도 1b의 (b)에는 도시되지 않았지만, 캐리어의 하부와 PCB 사이에는 하부스프링이 더 장착될 수도 있다.
베이스의 면 중 캐리어의 측면에 자석이 설치되어 있는 면은 개방되어 있으며, 개방된 부분을 통해 자석을 이동시키는 에너지를 공급하는 코일이 설치된다.
코일이 감겨있는 코일의 도선에 전류가 흐를 때 코일 주위에 형성되는 전기장 에너지가 상응하는 마그넷의 자기장과 결합하여 축 방향의 이동을 가능하게 하는 힘을 발생시킨다.
Bobin Less Type의 코일은 원통형의 캐리어에 장착된 Bobin Type과는 달리 베이스와 같은 외부고정 구조물에 고정 및 조립되는 것이 일반적이며, 마그넷 개수만큼 그에 대응하는 코일이 필요하다.
시선 및 종선은 조립된 외부 구조물을 따라 노출이 되며, 외부전원 및 카메라 모듈 PCB의 전원공급원에 연결된 터미널에 각각의 시-종선이 연결된다.
도 1b의 (c)를 참조하면 베이스의 개방된 부분, 즉, 마그넷의 외부에 설치되는 요크는 Bobin Type과 역할이 동일하며, 코일과 마그넷에서 형성되는 전자기장이 외부로 방출되는 것을 최대한 억제하여 자기장 간섭을 최소화하고, 자속밀도를 증가시켜 전자기력을 상승시킬 수 있으며, 외부의 충격으로부터 코일 모듈을 보호하는 기능도 수행한다.
도 1a 및 도 1b의 종래의 기술 모두 일정한 크기의 자속밀도(B)를 가지는 자기장 내에 위치하는 일정한 전류가 흐르는 코일에서 받는 힘(F)은 코일에 흐르는 전류의 크기(I), 자속밀도(B), 도선의 길이(L) 및 도선이 감긴 횟수(N)에 비례한다.(F = N × I × B × L)
따라서, 캐리어에 큰 힘을 인가하기 위해서는 자석의 체적을 크게 하고, 코일에 흐르는 전류의 크기도 크게 하여야 하나, 전류의 크기는 거의 정해져 있으며 코일의 감긴 횟수나 도선의 길이는 전류저항과도 연관관계가 있기 때문에, 이러한 요인들을 고려하여 적용하여야 한다.
도 2의 (a)는 Bobin Type 코일 카메라 이송장치를 나타낸 것이며, 도 2의 (b)는 Bobin Less Type 코일 카메라 이송장치를 나타낸 도면이다.
도 2의 (a)와 같이 한 개 이상의 자석은 렌즈 및 베럴을 감싸면서 감겨진 원통형의 코일 외부에 장착 고정되어 전자기력을 발생시키지만, 원형의 코일과 평면 형태의 자석이 이루는 전자기장의 세기는 자석과 인접하는 만곡점에서 가장 많은 전자기장의 분포를 가지며, 자석의 중심부에서 외곽으로 갈수록 전자기력이 상대적으로 떨어지므로 동일한 개수의 Bobin Less Type 자석에 비해 추가적인 자석을 필요로 한다.
도 2의 (b)의 경우, 자석은 직사각형의 형태를 가지고 코일 도선은 길쭉한 도넛 모양으로 되어 자석을 덮을 정도를 크기를 가지는데, 평면의 자석과 평면의 코일이 대응 인접하여 조립되므로 마그넷이 가지는 평면 구간에 걸쳐 일정하고 비교적 큰 전자기력을 가질 수 있다.
하지만, 마그넷의 개수와 코일이 서로 1:1로 대응하여 조립되어야 하므로 원자재 상승 및 조립공정의 증대와 시-종선의 접합 등의 문제들로 인하여, 일반적으로는 1개의 마그넷과 1개의 코일을 조립하여 사용하는 것이 보편적이다.
또한, 카메라 렌즈 이송장치는 정해진 전류의 범위 내에서 발생하는 전기장의 크기를 크게 조정하기 위해서는 코일 모듈의 크기를 크게 하거나, 코일의 감긴 횟수를 증가시켜야 한다.
코일 모듈의 크기를 증가시키는 것과 코일에 감기는 횟수를 증가시키는 것 모두 카메라 모듈의 부피 및 무게를 증가시키는 요인이 되며, 이는 카메라 모듈의 부피 및 무게를 감소시키려는 최근의 기술 개발 추세에 역행한다.
또한, 도 1a의 (e)를 참조하면, 코일 모듈을 형성하는 도선의 양 단자는 전원을 인가하기 위하여 터미널의 역할을 하는 하부스프링에 납땜하는 과정에서, 스프링의 변형 또는 손상을 받을 확률이 높아 납땜 불량률이 증가하거나 성능 불량이 되는 문제점이 발생하였다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 베럴이 장착된 캐리어의 외부를 감싸는 최 외곽 허브의 주위로 코일을 감아 캐리어에 조립된 한 개 이상의 마그넷 체적을 최대화하고, 이에 대응하는 코일을 마그넷 자기장 내에서 직선화를 구현하여 렌즈 및 베럴을 감싸는 캐리어를 이동시키는 최적효율을 갖는 전자기장을 제공함으로써, 카메라 모듈의 소형화 및 도선의 최종 처리에서 발생하였던 종래의 문제를 해결할 수 있는 아우터 코일 보빈 방식의 카메라 렌즈 자동초점 이송장치를 제공하는데 있다.
상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 아우터 코일 보빈 방식의 카메라 렌즈 자동초점 이송장치는, 이미지 센서, 상기 이미지 센서의 상부에 설치되며 내부에 IR 필터가 장착되며 2개의 터미널이 장착되어 있는 베이스 어셈블리, 내부에 렌즈가 장착된 베럴이 삽입되며, 외면에는 적어도 하나의 자석이 장착되고, 상기 베이스 어셈블리의 상부에서 상기 이미지 센서의 상하로 이동하는 캐리어 및 외면에는 도선이 감겨있고, 내면을 따라 상기 캐리어가 이동하는 경로를 제공하는 허브를 포함한다.
본 발명에 따른 아우터 코일 보빈 방식의 카메라 렌즈 자동초점 이송장치는, 종래의 Bobin Type 코일 카메라 이송장치에서 원형의 캐리어 및 베럴에 감긴 코일과 평면의 마그넷과의 인접구간을 마그넷의 평면에 상응하는 코일의 직선 및 평면화로 체적전체를 활용함으로써, 균일하고 높은 전자기력을 얻을 수 있다.
또한, 베럴 및 캐리어, 즉, 렌즈 이동부에 장착된 코일의 시-종선 처리에 있어 상기에서 언급하였던 조립 및 불량 등의 문제점 등을 해결할 수 있다.
또한, 종래의 Bobin Less Type에서의 코일과 마그넷의 인접하는 평면구간으로 균일한 전자기력을 얻을 수는 있었지만, 원자재 및 조립공정상의 문제로 마그넷을 추가할 수 없었던 문제를 하나의 코일에 대응하는 한 개 이상의 마그넷을 추가함으로써, 균일하고 높은 전자기력을 얻을 수 있다.
또한, 동일한 전자기력 대비 나날이 소형화되는 카메라 이송장치의 체적을 줄일 수 있고, 같은 체적대비 높은 전자기력을 낼 수 있는 성능개선의 효과가 있다.
도 1a는 종래의 카메라 이송장치 중 Bobin Type의 구성을 나타낸다.
도 1b는 종래의 카메라 이송장치 중 Bobin Less Type의 구성을 나타낸다.
도 2의 (a) 및 (b) 는 종래의 카메라 이송장치를 나타내며, (c)는 본 발명에 따른 코일과 마그넷 조립 구성을 나타낸다.
도 3의 (a)는 본 발명에 따른 자동초점 카메라 모듈 제작 공정의 초기단계를 나타내며, (b)는 본 발명에 따른 베이스 어셈블리가 PCB에 장착되는 단계를 나타내고, (c)는 본 발명에 따른 터미널 및 IR 필터가 조립된 베이스 어셈블리를 나타낸다.
도 4의 (a)는 본 발명에 따른 자동초점 카메라 모듈의 제작 공정 중 하부스프링 및 마그넷이 조립된 캐리어 어셈블리를 나타내며, (b)는 (a)의 캐리어 어셈블리가 베이스 어셈블리에 장착되는 단계를 나타낸다.
도 5의 (a)는 본 발명에 따른 카메라 이송장치를 구성하는 허브를 나타내며, (b)는 본 발명에 따른 상기 허브의 외곽에 코일이 권선된 상태를 나타낸다.
도 6의 (a)는 본 발명에 따른 자동초점 카메라 모듈의 제작 공정 중 코일이 장착된 허브 어셈블리가 캐리어 어셈블리를 둘러싼 외곽에 조립되는 단계를 나타내며, (b)는 본 발명에 따른 요크 및 렌즈를 포함하는 베럴이 조립된 구성을 나타낸다.
도 7은 본 발명에 따른 터미널에 형성된 보조터미널 접합부의 일 실시예에 의한 구성 상태를 나타낸다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 예시적인 실시 예를 설명하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
본 발명의 핵심 아이디어는, 점차 소형·경량화되는 자동초점 AF 카메라 모듈을 구성하는 렌즈 이송장치에 작용하는 렌즈 이송력 및 조립공정의 효율화를 위하여, 코일(520)을 종래의 카메라 이송장치의 내부가 아닌 카메라 이송장치의 외곽에 Bobin Type(Bobin type)으로 감는 것으로, 코일(520)의 시선 및 종선부(530, 540)가 하부스프링(430)에 연결되는 것이 아니라, 인쇄회로기판(230, PCB)의 전원공급원을 통하여 전원공급단자(터미널)와 바로 연결될 수 있으므로, 작업의 효율성을 높일 수 있을 뿐만 아니라 납땜 등의 불량으로 인해 발생되던 다양한 문제점들을 해결할 수 있다.
또한, 전술한 바와 같이, 코일(520) 도선을 렌즈 이송장치의 내부가 아닌 외곽에 고정 장착하여 마그넷(420)의 최적을 최대화하고, 코일(520)과의 전자기력 발생시 마그넷(420)의 자기력과 직교하는 코일(520) 도선의 전류 면적을 최대화함으로써, 전자기력이 생성되는 면적을 균일하게 구성하고 최대의 힘을 얻는 것에 본 발명의 핵심이 있다.
즉, 렌즈가 장착된 베럴(700), 캐리어(400) 및 마그넷(420)은 내부에 위치되며, 내면을 따라 캐리어(400)의 이동경로를 제공하는 허브(500)의 외측 둘레면에 코일(520) 도선이 개방된 루프 또는 폐쇄된 루프 형태로 권선된다.
이하에서는 카메라 모듈의 제작 단계별 공정과정을 설명함으로써, 본 발명에 따른 아우터 코일 보빈 방식의 카메라 렌즈 자동초점 이송장치에 대한 설명으로 갈음하도록 한다.
단계별 공정과정은 설명의 간소화를 위해서 한 가지 방법에 대해서만 설명하지만, 이를 공정여건 및 조립 효율에 맞게 확대 적용하는 것은 이 분야의 통상의 기술자에게는 용이하므로 추가적인 설명은 생략하도록 한다.
도 3은 카메라 모듈 제작 공정의 초기단계를 나타낸다.
도 3(a)를 참조하면, 카메라 모듈의 제작 공정은 플렉서블 PCB(220, Flexible PCB)에 의해 소켓(210, Socket)과 연결되며, 상부에 이미지 센서(231)가 장착된 PCB(230, Print Circuit Board)를 이용하여 시작한다는 것을 알 수 있다.
자세하게 도시되어 있지는 않지만, 이미지 센서(231)의 복수 개의 입출력단자는 PCB(230)에 전기적으로 연결된다.
도 3(b)는 카메라 모듈의 제작 공정 중 베이스 어셈블리(310)가 PCB(230)에 장착되는 단계를 나타낸다.
도 3(c)는 오른쪽에는 2개의 터미널(311, 312)과 IR 필터(313)가 장착된 베이스 어셈블리(310)가 도시되어 있고, 2개의 터미널(311, 312)은 PCB(230)의 전원공급원과 전기적으로 연결되어 있다.
본 발명에 따른 아우터 Bobin Type의 카메라 이송장치에서는, 베이스(300)와 IR 필터(313) 및 터미널(311, 312)로 구성된 베이스 어셈블리(310)가 이미지 센서(231)가 부착된 PCB(230)에 먼저 조립되므로, 이미지 센서(231)의 내부로 이물질이 유입되는 것을 방지할 수 있으며, IR 필터의 상부면이 노출됨으로써 카메라 이송장치를 조립하기 전에 이물질의 유입 여부를 체크하고 제거할 수 있다.
도 4는 자동초점 카메라 모듈의 제작 공정 중 캐리어 어셈블리(410) 도 4(a)가 베이스 어셈블리(310)에 장착되는 단계 도 4(b)를 나타낸다.
도 4(a)는 캐리어 어셈블리(410)을 나타낸 것으로, 캐리어(400)의 외부에 2개의 마그넷(420) 및 하부스프링(430)이 장착된 구성의 상부에서 본 사시도를 나타내며, 도 4(b)를 통해 베이스 어셈블리(310)의 상부에 캐리어 어셈블리(410)이 장착되어 있는 상태를 알 수 있다.
도 5(a)는 자동초점 카메라 모듈의 제작 공정 중 렌즈가 장착된 베럴(700)을 포함한 캐리어(400)를 내부에 두고 외부에 조립되어 렌즈 이송장치를 구성하는 허브(500)의 사시도이다.
도 5(b)는 코일(520)이 허브(500)의 외곽을 주위로 감기거나 장착되어 있는 상태와 함께 상측 스프링(520)이 조립되어 있는 상태를 나타낸다.
도 5(a)를 참조하면, 허브(500)에는 코일(520)의 시선 및 종선부(530, 540)가 정렬될 수 있는 2개의 시, 종선 삽입홈(531, 541)이 형성되어 있다.
허브(500)의 내측 모서리에는 코일(520)을 감거나 장착할 때 변형을 방지하기 위한 구조가 설치되며, 그 사이의 비어 있는 공간에 캐리어(400)에 부착 고정된 복수 개의 마그넷(420)의 적어도 어느 한 부분이 삽입된다.
한편, 허브(500)의 비어 있는 공간을 구성한 목적은 최종적으로 카메라 이송장치를 콤팩트하게 구성하고 마그넷(420)과의 간격을 최소화하여 효율 및 성능을 높이기 위한 것으로써, 효율과 성능을 고려시 마그넷(420)이 상술한 바와 같이 비어 공간에 위치되는 것이 바람직하나, 허브(500)의 비어 있는 공간에 마그넷(420)이 위치되어야만 카메라 이송장치가 구현되는 것은 아니므로 허브(500)에 비어 있는 공간을 구성하지 않아도 되며, 비어 있는 공간을 구성시 비어 있는 공간의 크기를 한정하는 것은 바람직하지 않다.
도 6(a)는 캐리어 어셈블리(410)가 조립되어 있는 베이스 어셈블리(310)에 허브 어셈블리(510)가 장착되는 단계를 나타낸다.
도 6(b)는 상기와 같은 일련의 과정으로 조립된 카메라 이송장치에 요크(600)가 조립된 상태를 나타낸 것으로, 마그넷(420)과의 자속밀도를 높여 코일(510) 도선에 흐르는 전기장과 함께 전자기력을 발생시켜 렌즈가 장착된 베럴(700)을 축 방향으로 상하이동시킬 수 있는 추진력을 얻는다.
도 7은 본 발명에 따른 터미널(311, 312)에 형성된 보조터미널 접합부의 일 실시예에 의한 구성 상태를 나타낸다.
베이스(300) 또는 베이스 어셈블리(310)의 외측 테두리면에는 두 개의 터미널(311, 312)이 외부로 노출되도록 형성되며, 터미널(311, 312)의 하단부는 PCB(230)의 전원공급부와 연결된다.
또한, 노출된 각각의 (+), (-)터미널(311, 312)에는 적어도 복수 개의 보조터미널 접합부가 부착된다.
보조터미널 접합부는 터미널 각각에 제1보조터미널 접합부(311-1, 312-1) 및 제2보조터미널 접합부(311-2, 312-2)로 두 개로 구성되며, 제1보조터미널 접합부(311-1, 312-1)에 코일(420)의 시, 종선부(530, 540)를 접합시키고, 제2보조터미널 접합부(311-1, 312-2)에는 외부전원을 공급하는 전원 인가용 핀 등을 연결할 수 있다.
코일(520)의 시, 종선부(530, 540)가 허브(500)의 외곽에 위치하여 베이스(300)에 조립된 2개의 터미널(311, 312)에 바로 연결될 수 있으며, 2개의 (+) (-) 터미널(311, 312)은 PCB(230)의 전원공급단자(미도시) 또는 외부 전원공급원으로부터의 전원을 공급받아 코일(520) 도선에 전류를 흘려보낸다.
상기와 같이 구성시, 터미널(311, 312) 단자의 연결작업이 카메라 이송장치의 외부에서 수행되므로 작업의 용이성 및 효율성 등이 증대되며, 이로 인해 제조 공정상에서 발생하는 제품 불량률도 감소시킬 수 있다.
본 발명에 따른 Bobin Type의 종래 기술과의 차이점은 다음과 같다.
첫째, 종래에는 이동하는 카메라 모듈의 중심이 되는 렌즈 및 베럴을 포함한 캐리어 외부에 감긴 코일 구조의 특성상, 코일의 시, 종선부가 외부의 터미널과 직접적으로 안정되게 최단거리로 연결하기에는 간섭이나 기능상 결함이 발생할 수 있고, 코일 도선의 정렬 및 구조적 어려움으로 인해 하부스프링에 연결할 수밖에 없었다.
또한, 코일의 시, 종선부를 50㎛ 정도의 두께를 가지는 하부스프링에 납땜으로 연결하였으나, 좁은 공간에서 두께가 얇은 물질에의 납땜은 불량이 많이 발생할 수밖에 없었으며, 이에 따라 카메라 모듈의 신뢰도에 악영향을 주었다.
또한, 하부스프링의 진동, 외부충격 및 조립 상의 불완전한 연결 등에 의해 코일과 하부스프링의 전기적 연결이 단절되는 단점이 있었지만, 본 발명과 같은 구성을 가짐으로써 종래의 실시 예에서 발생할 수 있는 문제점을 완벽하게 차단할 수 있다.
둘째, 도선을 회전력으로 감은 코일의 특성, 그리고 원통의 렌즈가 장착된 베럴, 그 주위를 감싸는 캐리어의 원형의 코일형상은 평면의 마그넷과의 균일한 전자기력을 만들기에는 코일과 인접하는 만곡점의 전자기력과 마그넷의 만곡점과 인접하는 구간 외의 전자기력과의 차이가 발생하였다.
본 발명에서는 코일(520) 도선을 카메라 이송장치를 구성하는 외부 구조물인 허브(500)에 권선하거나 장착함으로써, 마그넷(420)의 체적을 최대한 키울 수 있음은 물론, 평면의 마그넷(420)과 이에 상응하는 코일(520)의 평면부를 최대한 길게 구성할 수 있으므로 최대의 전자기력 확보가 가능하다.
또한, Bobin Less Type의 종래 기술은 코일 카메라 이송장치 구조물에 감거나 장착하지 않고, 별도의 지그를 중심으로 회전하여 만든 코일을 카메라 이송장치의 조립공정에 추가 조립하여 코일의 시, 종선부를 외부에 연결된 터미널에 연결하였으나, 가능한 범위 내에서 최대의 전자기력을 확보하기 위해서는 마그넷의 체적이나 개수 등을 늘려야만 했고, 이에 대응하는 마그넷의 개수만큼 코일도 함께 늘어나야만 했다.
이는 시, 종선부 또한 늘어나야 한다는 결과를 초래하였으며, 한 면에 조립된 터미널에 연결하기에는 조립 상의 어려움 및 기능상의 간섭과 원자재의 추가로 인하여 많은 문제점들이 제기되었다.
본 발명에서는 코일(520) 도선을, 카메라 이송장치의 외곽을 구성하는 허브(500)에 권선하거나 장착함으로써, 종래 기술에 비하여 코일(520)과 터미널(311, 312)을 연결하기 위한 조립 상의 이점을 가지며, 하나의 코일(520) 도선에 상응하는 마그넷(420)의 체적을 최대화할 수 있으며, 마그넷(420)을 복수 개로 필요한 만큼 조립할 수 있기 때문에 베럴(700)이 장착된 캐리어(400)의 이송능력과 직결되는 전자기력을 확보할 수 있어 기능적인 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 진행되는 공정단계가 늘어날수록 제품의 수율이 떨어지게 되나, 본 발명에서는 코일(520) 도선만이 사용된다는 점에서 공정이 간단하게 개선되어 제품의 수율을 높일 수 있다.
또한, 허브(500)에는 외면의 모서리각이 일정한 각을 이루고 있지만, 모서리의 형태를 평면 및 곡면 중 적어도 어느 한 면으로 구성되도록 조정함으로써, 마그넷(420)의 자력범위에 상응하는 코일(520)의 도선 길이 이외에 모서리부에 형성되는 잉여 코일(520)의 형태를 조정함으로써, 코일(520) 도선에 흐르는 전기적 저항을 최소화하고, 권선되는 장력 등에 의해 코일(520)의 일부가 끊어지거나 형상적 변형이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 아우터 코일 보빈 방식의 카메라 렌즈 자동초점 이송장치는, 조립 공정 중 이미지 센서(231)의 상부에 IR 필터(313) 및 2개의 터미널(311, 312)이 장착된 베이스 어셈블리(310)를 설치하기 때문에, 조립과정에서 이미지 센서(231)의 상부에 이물질이 유입되는 경로를 최소화할 수 있으며, 조립 중에 IR 필터(313)의 상면이 노출되어 있는 동안에는 내부에 이물질이 유입되었다는 것을 시각적으로 확인할 수 있으므로 유입된 이물질의 제거에 효과적이다.
이상에서는 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 기술자라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방 가능함은 명백한 사실이다.
210 : 소켓 220 : 플렉서블 PCB
230 : PCB 231 : 이미지 센서
300 : 베이스 310 : 베이스 어셈블리
311 : (+)터미널 312 : (-)터미널
311-1, 312-1 : 제1보조터미널 접합부
311-2, 312-2 : 제2보조터미널 접합부
313 : IR 필터
400: 캐리어 410 : 캐리어 어셈블리
420 : 마그넷 430: 하부스프링
500 : 허브 510 : 허브 어셈블리
520 : 코일 530, 540 : 시, 종선부
531, 541: 시, 종선 삽입홈 550 : 상부스프링
600 : 요크 700 : 베럴

Claims (7)

  1. 이미지 센서; 상기 이미지 센서의 상부에 설치되며 내부에 IR 필터가 장착되며 2개의 터미널이 장착되어 있는 베이스 어셈블리; 내부에 렌즈가 장착된 베럴이 삽입되며, 외면에는 적어도 하나의 자석이 장착되고, 상기 베이스 어셈블리의 상부에서 상기 이미지 센서의 상하로 이동하는 캐리어; 및 외면에는 도선이 감겨있고, 내면을 따라 상기 캐리어가 이동하는 경로를 제공하는 허브;를 포함하며,
    상기 허브는,
    상기 베럴의 상부 일부를 덮는 상부허브; 하부가 상기 베이스 어셈블리의 상부에 고정되며, 측면에 상기 도선의 시선 및 종선부가 삽입될 수 있는 2개의 도선 삽입홈이 형성된 하부허브; 및 상기 상부허브 및 상기 하부허브 사이에 세워진 일정한 길이 및 폭을 가지는 복수의 기둥;을 포함하고, 상기 복수의 기둥 사이의 공간은 비어있는 것을 특징으로 하며,
    상기 허브의 공간에는,
    상기 캐리어에 설치된 자석의 적어도 어느 한 부분이 삽입되는 것을 특징으로 하는 아우터 코일 보빈 방식의 카메라 렌즈 자동초점 이송장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 기재된 아우터 코일 보빈 방식의 카메라 렌즈 자동초점 이송장치는,
    상기 캐리어의 하부에 설치된 하부스프링; 및
    상기 캐리어의 상부에 설치된 상부스프링;을
    더 포함하는 것을 특징으로 하는 아우터 코일 보빈 방식의 카메라 렌즈 자동초점 이송장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 이미지 센서는,
    인쇄회로기판(PCB)에 고정되며,
    상기 도선의 시선 및 상기 도선의 종선부는 상기 2개의 터미널에 각각 연결되는 것을 특징으로 하는 아우터 코일 보빈 방식의 카메라 렌즈 자동초점 이송장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 복수의 기둥 면 중 상기 도선과 접촉하는 면은,
    평면 및 곡면 중 적어도 어느 한 면으로 이루어진 것을 특징으로 하는 아우터 코일 보빈 방식의 카메라 렌즈 자동초점 이송장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 2개의 터미널은,
    하단부가 상기 인쇄회로기판의 전원공급부와 연결되어 상기 아우터 코일 보빈 방식의 카메라 렌즈 자동초점 이송장치의 외부로 노출되며, 노출된 각각의 상기 터미널에는 적어도 복수 개의 보조터미널 접합부가 연결된 것을 특징으로 하는 아우터 코일 보빈 방식의 카메라 렌즈 자동초점 이송장치.
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