KR101865206B1 - 자동 초점용 액츄에이터 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 광학렌즈모듈을 통한 자동 초점 기능의 구현에 있어서 광학렌즈모듈 또는 이미지센서가 구비되는 장착배럴의 일측에만 영구자석을 설치하여도 장착배럴의 수평 상태를 유지하면서 안정되게 승강되도록 하는 자동 초점용 액츄에이터에 관한 것이다.
이를 위해 자동 초점용 액츄에이터는 초점을 조절하기 위한 광학렌즈모듈 또는 광학렌즈모듈을 거쳐 형성되는 영상을 획득하는 이미지센서가 구비되는 장착배럴과, 장착배럴의 승강 이동을 안내하고 장착배럴의 둘레를 감싸도록 장착배럴이 삽입되는 지지하우징과, 장착배럴에 구비되는 하나의 영구자석과, 영구자석과 마주보도록 지지하우징에 구비되고 장착배럴의 승강 이동을 위한 승강전자기력을 발생시키는 구동전자석 및 지지하우징에 대해 장착배럴이 수평 상태를 유지하면서 승강 이동 가능하도록 지지하우징에 대해 장착배럴을 탄성 지지하는 탄성부재를 포함한다.

Description

자동 초점용 액츄에이터{ACTUATOR FOR AUTO FOCUS}
본 발명은 자동 초점용 액츄에이터에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 광학렌즈모듈을 통한 자동 초점 기능의 구현에 있어서 광학렌즈모듈 또는 이미지센서가 구비되는 장착배럴의 일측에만 영구자석을 설치하여도 장착배럴의 수평 상태를 유지하면서 안정되게 승강되도록 하는 자동 초점용 액츄에이터에 관한 것이다.
일반적으로, 카메라는 피사체를 촬영하기 위한 광학기기로서 렌즈를 통해 수용한 영상을 필름에 투사하여 기록하는 아날로그 방식과 렌즈를 통해 수용한 영상을 이미지 센서에 투사하여 기록하는 디지털 방식이 있다
일예로, 디지털 방식의 카메라는 휴대폰 및 태블릿 PC(tablet PC) 등의 전자기기에 탑재되고, 사용자는 이것을 이용하여 편리하게 피사체를 촬영할 수 있다. 전자기기에 장착된 카메라는 광학줌(optical zoom) 기능, 자동 초점(AF, Auto Focus) 기능 등의 다양한 기능들을 탑재하고 있다.
하지만, 종래의 자동 초점 기능을 구현하는 액츄에이터는 광학렌즈모듈을 이동시키기 위한 영구자석이 광학렌즈모듈의 둘레에 링 형태로 형성되거나 광학렌즈모듈의 둘레를 따라 다수 개가 배치되었다. 그러면, 광학렌즈모듈의 둘레 방향에 따른 영구자석의 배치 구조 또는 액츄에이터의 병립 구조에 따라 영구자석 상호 간의 자기적 간섭에 의해 액츄에이터의 정상 동작을 방해하고, 자석의 양이 많이 소요됨에 따라 제품 가격의 상승요인으로 작용하고, 제조 공정을 복잡하게 하는 문제점을 내포하고 있다.
대한민국 공개특허공보 제2011-0137154호(발명의 명칭 : 자동 초점 렌즈 구동장치, 2011. 12. 22. 공개)
본 발명의 목적은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 광학렌즈모듈을 통한 자동 초점 기능의 구현에 있어서 광학렌즈모듈 또는 이미지센서가 구비되는 장착배럴의 일측에만 영구자석을 설치하여도 장착배럴의 수평 상태를 유지하면서 안정되게 승강되도록 하는 자동 초점용 액츄에이터를 제공함에 있다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 바람직한 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 자동 초점용 액츄에이터는 초점을 조절하기 위한 광학렌즈모듈 또는 상기 광학렌즈모듈을 거쳐 형성되는 영상을 획득하는 이미지센서가 구비되는 장착배럴; 상기 장착배럴의 승강 이동을 안내하고, 상기 장착배럴의 둘레를 감싸도록 상기 장착배럴이 삽입되는 지지하우징; 상기 장착배럴에 구비되는 하나의 영구자석; 상기 영구자석과 마주보도록 상기 지지하우징에 구비되고, 상기 장착배럴의 승강 이동을 위한 승강전자기력을 발생시키는 구동전자석; 및 상기 지지하우징에 대해 상기 장착배럴이 수평 상태를 유지하면서 승강 이동 가능하도록 상기 지지하우징에 대해 상기 장착배럴을 탄성 지지하는 탄성부재;를 포함한다.
여기서, 상기 탄성부재는, 상기 장착배럴의 상부와 하부 중 적어도 어느 하나에 한 쌍이 구비되고, 상기 장착배럴의 중심과 상기 영구자석의 중심을 연결하는 가상의 선을 기준으로 상호 대칭을 이루되, 상기 장착배럴의 중심을 기준으로 상기 영구자석이 구비되는 영역의 적어도 어느 한 점에 고정된다.
여기서, 상기 지지하우징은, 상기 장착배럴에서 상기 영구자석의 설치 부분이 마주보는 상기 지지하우징에 형성되는 전자석설치영역과, 상기 전자석설치영역의 일측으로 연장되는 상기 지지하우징에 형성되는 제1결합영역과, 상기 전자석설치영역의 타측으로 연장되는 상기 지지하우징에 형성되는 제2결합영역을 포함하고, 상기 전자석설치영역은, 상기 가상의 선을 기준으로 상호 대칭을 이루도록 제1설치영역과 제2설치영역으로 분할되며, 상기 장착배럴은, 상기 장착배럴의 중심을 기준으로 상기 영구자석이 구비되는 영역에 대하여 상기 가상의 선을 기준으로 상호 대칭을 이루도록 제1영역과 제2영역으로 분할되고, 한 쌍의 상기 탄성부재 중 어느 하나는 상기 제1설치영역과 상기 제1영역과 상기 제1결합영역을 연결시키고, 한 쌍의 상기 탄성부재 중 다른 하나는 상기 제2설치영역과 상기 제2영역과 상기 제2결합영역을 연결시킨다.
여기서, 상기 탄성부재는, 상기 장착배럴에 결합되는 제1탄성고정부; 탄성을 가지고 상기 제1탄성고정부의 일측으로 연장되는 제1탄성연결부; 상기 제1탄성연결부에 구비되고 상기 지지하우징에 결합되는 제2탄성고정부; 탄성을 가지고 상기 제1탄성고정부의 타측으로 연장되는 제2탄성연결부; 및 상기 제2탄성연결부에 구비되고 상기 제2탄성고정부에서 이격된 상태로 상기 지지하우징에 결합되는 제3탄성고정부;를 포함한다.
여기서, 상기 제1탄성연결부의 길이는, 상기 제2탄성연결부의 길이보다 짧게 형성된다.
여기서, 상기 제1탄성연결부의 탄성력은, 상기 제2탄성연결부의 탄성력보다 크게 형성된다.
여기서, 상기 영구자석은, 상기 장착배럴의 승강 이동 방향으로 서로 다른 극성을 나타낸다.
여기서, 상기 영구자석은, 상기 장착배럴의 둘레면에 수직인 방향으로 서로 다른 극성을 나타내는 제1영구자석; 및 상기 제1영구자석에 높이 방향으로 결합되고, 상기 장착배럴의 둘레면에 수직인 방향으로 서로 다른 극성을 나타내는 제2영구자석;을 포함하고, 상기 제1영구자석과 상기 제2영구자석은, 상기 장착배럴의 승강 이동 방향으로 서로 다른 극성이 배치된다.
본 발명에 따른 자동 초점용 액츄에이터는 상기 영구자석의 왕복 이동에 따른 자속의 변화를 감지하도록 상기 지지하우징에 구비되는 자속감지유닛;을 더 포함한다.
본 발명에 따른 자동 초점용 액츄에이터는 상기 영구자석에서 이격되어 상기 장착배럴에 구비되는 감지자석; 및 상기 감지자석의 왕복 이동에 따른 자속의 변화를 감지하도록 상기 지지하우징에 구비되는 자속감지유닛;을 더 포함한다.
본 발명에 따른 자동 초점용 액츄에이터에 따르면, 광학렌즈모듈을 통한 자동 초점 기능의 구현에 있어서 광학렌즈모듈 또는 이미지센서가 구비되는 장착배럴의 일측에만 영구자석을 설치하여도 장착배럴의 수평 상태를 유지하면서 안정되게 승강되도록 할 수 있다.
또한, 본 발명은 제1편심탄성부재와 제2편심탄성부재의 설치 구조에 따라 가상의 선을 중심으로 하는 장착배럴의 롤링(rolling) 현상, 장착배럴의 피칭(pitching) 현상, 장착배럴의 요잉(yawing) 현상, 장착배럴의 바운싱(bouncing) 현상을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 제1편심탄성부재와 제2편심탄성부재의 설치 구조에 따라 장착배럴의 기울어짐을 상호 보완하고, 장착배럴의 수평 유지 기능을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 제1편심탄성부재와 제2편심탄성부재의 설치 구조에 따라 탄성력을 조절하고, 탄성 변형에 따라 장착배럴에 발생되는 미세 진동을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 제1편심탄성부재와 제2편심탄성부재의 설치 구조에 따라 장착배럴에 작용하는 힘의 중심을 장착배럴의 중심으로 유도하여 장착배럴의 승강 이동을 부드럽게 할 수 있다.
또한, 본 발명은 장착배럴의 승강 이동에 따라 장착배럴의 수평 이동을 방지하고, 장착배럴의 승강 이동을 안정되게 안내할 수 있다.
또한, 본 발명은 자동 초점용 액츄에이터의 병립 구조에 따라 영구자석 상호 간의 자기적 간섭을 방지하여 장착배럴의 승강 이동에 따른 센싱 감도를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 영구자석 또는 감지자석의 배치 구조에 따라 영구자석 또는 감지자석에서 중립 영역을 형성하고, 액츄에이터의 구동 신뢰성 및 구동 선형성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 자석의 소모량을 줄이고, 제품 가격을 절감시키며, 제조 공정을 단순화시키고, 액츄에이터의 불량 발생을 원천적으로 차단할 수 있다.
또한, 본 발명은 자속감지유닛의 감도를 향상시키고, 영구자석 또는 감지자석의 움직임에 따라 발생되는 자속의 변화를 자속감지유닛에서 민감하게 감지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 초점용 액츄에이터를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 초점용 액츄에이터를 도시한 분해사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 초점용 액츄에이터에서 초점구동유닛을 도시한 블럭도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 초점용 액츄에이터를 도시한 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 초점용 액츄에이터에서 영구자석의 설치 상태를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자동 초점용 액츄에이터를 도시한 사시도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 자동 초점용 액츄에이터의 일 실시예를 설명한다. 이때, 본 발명은 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대해 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명확하게 하기 위해 생략될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 초점용 액츄에이터를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 초점용 액츄에이터를 도시한 분해사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 초점용 액츄에이터에서 초점구동유닛을 도시한 블럭도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 초점용 액츄에이터를 도시한 평면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 초점용 액츄에이터에서 영구자석의 설치 상태를 도시한 도면이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 초점용 액츄에이터는 광학렌즈모듈 또는 이미지센서를 승강 이동시켜 초점을 자동으로 설정할 수 있다. 광학렌즈모듈은 초점을 조절하기 위한 렌즈 또는 이러한 렌즈의 집합체이고, 이미지센서는 광학렌즈모듈을 거쳐 형성되는 영상을 획득한다.
본 발명의 일 실시예에서 Z축 방향은 장착배럴의 승강 이동 방향을 나타내고, Y축 방향은 Z축 방향에 수직이고, 후술하는 가상의 선(L)에 대한 길이 방향을 나타내며, X축 방향은 Y축 방향과 Z축 방향에 모두 수직인 방향을 나타낸다.
본 발명의 일 실시예에 따른 자동 초점용 액츄에이터는 장착배럴과, 지지하우징(30)과, 초점구동유닛과, 탄성부재를 포함한다.
상기 장착배럴은 광학렌즈모듈 또는 이미지센서가 구비된다.
장착배럴은 배럴부(10)를 포함할 수 있다.
상기 배럴부(10)는 광학렌즈모듈 또는 이미지센서가 설치된다. 배럴부(10)는 상부와 하부가 개구된 중공의 함체이고, 내부에 광학렌즈모듈 또는 이미지센서가 장착 고정될 수 있다. 배럴부(10)에는 초점구동유닛에 포함되는 영구자석(110)이 설치될 수 있다. 또한, 배럴부(10)에는 탄성부재의 결합을 위한 결합부(23)가 구비될 수 있다.
장착배럴은 구동슬라이더(20)를 더 포함할 수 있다.
상기 구동슬라이더(20)는 배럴부(10)의 둘레면에 일체로 구비된다. 구동슬라이더(20)는 배럴부(10)의 둘레면에 돌출 형성된다. 구동슬라이더(20)는 장착배럴의 승강 이동에 따라 배럴부(10)가 유동되는 것을 방지할 수 있다.
일예로, 본 발명의 일 실시예에 따른 구동슬라이더(20)는 배럴부(10)의 둘레면 중 일부에만 탈부착되거나 일체로 구비될 수 있다. 다른 예로, 상기 구동슬라이더(20)는 배럴부(10)의 둘레면을 감싸도록 배럴부(10)의 둘레면에 탈부착되거나 일체로 구비될 수 있다.
이에 따라 장착배럴의 승강 이동을 안정화시킬 수 있고, 장착배럴의 기울어짐을 억제 또는 방지할 수 있다.
장착배럴에서 구동슬라이더(20)가 구비되는 경우, 초점구동유닛에 포함되는 영구자석(110)은 구동슬라이더(20)에 설치될 수 있다. 이때, 구동슬라이더(20)가 장착배럴의 둘레면 중 일부에만 구비되는 경우, 영구자석(110)은 장착배럴의 둘레면에 따른 폭 방향 중심 영역에 구비되도록 하여 장착배럴이 승강 이동될 때, 장착배럴에 가해지는 힘의 균형을 유지하고, 장착배럴에 작용하는 편심 하중을 방지할 수 있다.
장착배럴에서 구동슬라이더(20)가 구비되는 경우, 탄성부재의 결합을 위한 결합부(23)는 구동슬라이더(20)에 구비될 수 있다.
결합부(23)는 장착배럴(배럴부(10) 또는 구동슬라이더(20))에 돌출 형성될 수 있다.
장착배럴은 지지슬라이더(40)를 더 포함할 수 있다.
상기 지지슬라이더(40)는 구동슬라이더(20)가 배럴부(10)의 일측에 구비되는 경우, 배럴부(10)에 탈부착되거나 일체로 구비된다. 지지슬라이더(40)는 배럴부(10)에 돌출 형성될 수 있다. 지지슬라이더(40)는 구동슬라이더(20)에서 이격되어 지지하우징(30)과 마주보도록 배럴부(10)에 탈부착되거나 일체로 구비될 수 있다. 지지슬라이더(40)는 장착배럴의 승강 이동에 따라 배럴부(10)가 유동되는 것을 방지할 수 있다.
지지슬라이더(40)는 구동슬라이더(20)의 배치 형태에 따라 장착배럴의 둘레에 하나 이상이 일체로 구비될 수 있다.
지지슬라이더(40)는 장착배럴에서 연장되는 부분이 구동슬라이더(20)에서 이격될 수 있다. 지지슬라이더(40)는 장착배럴에서 연장되는 부분이 구동슬라이더(20)와 일부 중첩될 수 있다.
도시되지 않았지만, 지지슬라이더(40)는 지지하우징(30) 내측 둘레면과 마주보도록 구동슬라이더(20)에 일체로 구비될 수 있다.
상기 지지하우징(30)은 장착배럴의 승강 이동을 안내한다. 장착배럴의 둘레를 감싸도록 지지하우징(30)에는 장착배럴이 삽입되고, 장착배럴의 승강 이동이 가능하다. 지지하우징(30)에는 탄성부재의 결합을 위한 고정부(35)가 구비된다. 고정부(35)는 지지하우징(30)에 돌출 형성될 수 있다.
상기 초점구동유닛은 인가되는 전원에 의해 지지하우징(30)에 대하여 장착배럴을 높이 방향으로 이동시킨다.
초점구동유닛은 영구자석(110)과, 구동전자석(120)을 포함한다.
상기 영구자석(110)은 장착배럴(배럴부(10) 또는 구동슬라이더(20))에 구비된다. 영구자석(110)은 장착배럴의 일측으로 하나가 구비된다. 영구자석(110)은 강한 자화 상태를 영구적으로 보존하는 물질이고, 전기에너지를 공급받지 않아도 자성을 안정되게 유지할 수 있다.
여기서, 하나의 영구자석(110)이 구비된다는 것은 하나의 블럭 형태로 형성된 자석을 배럴부(10) 또는 구동슬라이더(20)에 설치하는 것이다. 또한, 하나의 영구자석(110)이 구비된다는 것은 분할된 다수의 자석들을 하나의 집합체로 형성하고 이러한 집합체가 모듈화된 상태에서 배럴부(10) 또는 구동슬라이더(20)에 설치되는 것이다.
일예로, 영구자석(110)은 하나가 장착배럴의 승강 이동 방향으로 서로 다른 극성을 나타낼 수 있다.
다른 예로, 영구자석(110)은 장착배럴의 둘레면에 수직인 방향으로 서로 다른 극성을 나타내는 제1영구자석(111)과, 제1영구자석(111)에 높이 방향으로 결합되고 장착배럴의 둘레면에 수직인 방향으로 서로 다른 극성을 나타내는 제2영구자석(112)을 포함할 수 있다. 이때, 제1영구자석(111)과 제2영구자석(112)은 장착배럴의 승강 이동 방향으로 서로 다른 극성이 배치되도록 한다. 제1영구자석(111)과 제2영구자석(112)은 일체로 형성됨에 따라 하나의 영구자석(110)을 구성하게 된다. 또한, 제1영구자석(111)과 제2영구자석(112) 사이에는 이격공간(113)을 형성하여 제1영구자석(111)과 제2영구자석(112)이 일체로 형성되도록 할 수 있다. 또한, 영구자석(110)은 제1영구자석(111)과 제2영구자석(112) 사이에 삽입 고정되는 이격부재(114)를 더 포함하여 제1영구자석(111)과 제2영구자석(112)이 상호 결합되도록 하고, 제1영구자석(111)과 제2영구자석(112)이 일체로 형성될 수 있다.
상기 구동전자석(120)은 영구자석(110)과 마주보도록 지지하우징(30)에 구비된다. 구동전자석(120)은 장착배럴의 승강 이동을 위한 승강전자기력을 발생시킨다. 구동전자석(120)은 인가되는 전원에 의해 자화되어 승강전자기력을 발생시킬 수 있다.
상기 초점구동유닛은 자속감지유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 자속감지유닛은 영구자석(110)의 왕복 이동에 따른 자속의 변화를 감지한다.
자속감지유닛은 영구자석(110)에 대한 자속의 변화를 감지하는 홀센서(130)를 포함한다. 이때, 홀센서(130)는 지지하우징(30)에 구비될 수 있다. 홀센서(130)는 영구자석(110)과 마주보도록 지지하우징(30)에 구비될 수 있다. 또한, 후술하는 감지자석(170)이 구비되는 경우, 홀센서(130)는 감지자석(170)에 대한 자속의 변화를 감지할 수 있다.
또한, 자속감지유닛은 자속변환부(150)를 더 포함할 수 있다. 상기 자속변환부(150)는 상기 홀센서(130)에서 감지되는 자속의 변화를 변환시킨다. 자속변환부(150)에서 변환되는 자속의 변화를 통해 영구자석(110)의 이동량을 산출할 수 있다.
그러면, 자속감지유닛은 홀센서(130)와 자속변환부(150)가 별도의 구성품으로 구성되고, 상호 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 자속감지유닛은 홀센서(130)와 자속변환부(150)가 하나로 모듈화되어 일체화된 유닛을 형성할 수 있다. 여기서, 모듈화된 자속감지유닛은 드라이버 IC로 구성될 수 있다.
상기 초점구동유닛은 전자석구동부(140)를 더 포함할 수 있다. 상기 전자석구동부(140)는 구동전자석(120)에 전원을 인가한다.
상기 초점구동유닛은 전자석제어부(160)를 더 포함할 수 있다. 상기 전자석제어부(160)는 자속감지부에서 감지되는 자속의 변화를 바탕으로 전자석구동부(140)에 인가되는 전원을 조절한다. 전자석제어부(160)는 자속변환부(150)를 통해 변환된 자속의 변화를 바탕으로 전자석구동부(140)에 인가되는 전원을 조절할 수 있다.
따라서, 초점구동유닛에서는 전자석제어부(160)의 제어에 따라 영구자석(110)의 이동을 정밀하게 제어하고, 자속감지유닛을 통해 피드백되어 영구자석(110)의 위치를 명확하게 할 수 있다.
상기 탄성부재는 지지하우징(30)에 대해 장착배럴이 수평 상태를 유지하면서 승강 이동 가능하도록 장착배럴을 탄성 지지한다. 탄성부재는 적어도 한 쌍으로 구비될 수 있다.
탄성부재는 지지하우징(30)에 대해 장착배럴의 상부와 하부 중 적어도 어느 하나를 탄성 지지할 수 있다.
일예로, 탄성부재는 장착배럴의 상부에 한 쌍이 구비되고, 장착배럴의 중심과 영구자석(110)의 중심을 연결하는 가상의 선(L)을 기준으로 상호 대칭을 이룰 수 있다.
다른 예로, 탄성부재는 장착배럴의 하부에 한 쌍이 구비되고, 가상의 선(L)을 기준으로 상호 대칭을 이룰 수 있다.
또 다른 예로, 탄성부재는 장착배럴의 상부와 하부에 각각 한 쌍이 구비되고, 가상의 선(L)을 기준으로 상호 대칭을 이룰 수 있다.
그러면, 한 쌍의 탄성부재 중 어느 하나는 장착배럴에서 가상의 선(L) 일측에 결합되고, 한 쌍의 탄성부재 중 다른 하나는 장착배럴에서 가상의 선(L) 타측에 결합된다. 이때, 탄성부재는 장착배럴의 중심을 기준으로 영구자석(110)이 구비되는 영역의 적어도 어느 한 점에 고정된다. 이에 따라, 탄성부재는 지지하우징(30)에 대하여 장착배럴을 탄성 지지할 수 있다.
탄성부재는 제1편심탄성부재(50)와, 제2편심탄성부재(50)를 포함한다.
상기 제1편심탄성부재(50)는 지지하우징(30)에 대해 장착배럴을 탄성 지지한다. 제1편심탄성부재(50)는 가상의 선(L) 일측에 배치된다.
상기 제2편심탄성부재(60)는 지지하우징(30)에 대해 장착배럴을 탄성 지지한다. 제2편심탄성부재(60)는 가상의 선(L)을 기준으로 제1편심탄성부재(50)와 축 대칭되도록 가상의 선(L) 타측에 배치된다. 그러면, 제1편심탄성부재(50)와 제2편심탄성부재(60)는 가상의 선(L)을 기준으로 상호 대칭을 이루도록 한다.
여기서, 제1편심탄성부재(50)와 제2편심탄성부재(60)는 각각 지지하우징(30)에 대하여 장착배럴의 상부를 탄성 지지할 수 있다. 또한, 제1편심탄성부재(50)와 제2편심탄성부재(60)는 각각 지지하우징(30)에 대하여 장착배럴의 하부를 탄성 지지할 수 있다. 또한, 제1편심탄성부재(50)와 제2편심탄성부재(60)는 각각 한 쌍이 구비되어 지지하우징(30)에 대하여 장착배럴의 상부와 하부를 모두 탄성 지지할 수 있다. 이때, 장착배럴의 상부와 하부에 대하여 한 쌍의 제1편심탄성부재(50)는 상호 대칭을 이루어 마주보도록 하고, 한 쌍의 제2편심탄성부재(60)는 상호 대칭을 이루어 마주보도록 할 수 있다.
이러한 탄성부재는 장착배럴에 결합되는 제1탄성고정부(51)와, 탄성을 가지고 제1탄성고정부(51)의 일측으로 연장되는 제1탄성연결부(61)와, 제1탄성연결부(61)에 구비되고 지지하우징(30)에 결합되는 제2탄성고정부(52)와, 탄성을 가지고 제1탄성고정부(51)의 타측으로 연장되는 제2탄성연결부(62)와, 제2탄성연결부(62)에 구비되고 상기 제2탄성고정부(52)에서 이격된 상태로 지지하우징(30)에 결합되는 제3탄성고정부(53)를 포함한다.
제1탄성고정부(51)는 고정부재(미도시)를 매개로 장착배럴의 결합부(23)에 결합 고정되고, 제2탄성고정부(52)와 제3탄성고정부(53)는 각각 고정부재(미도시)를 매개로 지지하우징(30)의 고정부(35)에 결합 고정된다. 이때, 결합부(23)와 고정부(35) 중 적어도 어느 하나의 구성으로 인해 제1탄성연결부(61)와 제2탄성연결부(62)를 각각 장착배럴과 구동슬라이더(20)와 지지하우징(30)에서 이격되도록 하고, 탄성 변형에 따라 장착배럴이 움직일 때, 제1탄성연결부(61)와 제2탄성연결부(62)가 각각 장착배럴과 지지하우징(30)에 간섭되는 것을 방지할 수 있다.
이때, 상기 제2탄성고정부(52)는 제1탄성연결부(61)의 자유단부에 구비되고, 제3탄성고정부(53)는 제2탄성연결부(62)의 자유단부에 구비될 수 있다..
또한, 제1탄성연결부(61)와 제2탄성연결부(62) 중 적어도 어느 하나는 도 4에 도시된 바와 같이 평면 상태에서 1회 이상 구부러진 형상을 나타냄으로써, 제1탄성연결부(61)와 제2탄성연결부(62)의 탄성 변형량을 조절할 수 있다.
또한, 제1탄성연결부(61)의 길이는 도 4에 도시된 바와 같이 제2탄성연결부(62)의 길이보다 짧게 형성됨으로써, 구동슬라이더(20)의 높이 방향 이동을 안정되게 제한하고, 장착배럴의 기울어짐을 방지할 수 있다.
여기서, 제1탄성연결부(61)의 길이는 제1탄성고정부(51)와 제2탄성고정부(52) 사이에서 1회 이상 구부러진 제1탄성연결부(61)를 직선 형태로 펼쳤을 때의 실제 길이로 나타낼 수 있다. 다른 표현으로, 제1탄성연결부(61)의 길이는 제1탄성고정부(51)와 제2탄성고정부(52) 사이의 거리로 나타낼 수 있다.
또한, 제2탄성연결부(62)의 길이는 제1탄성고정부(51)와 제3탄성고정부(53) 사이에서 1회 이상 구부러진 제2탄성연결부(62)를 직선 형태로 펼쳤을 때의 실제 길이로 나타낼 수 있다. 다른 표현으로, 제2탄성연결부(62)의 길이는 제1탄성고정부(51)와 제3탄성고정부(53) 사이의 거리로 나타낼 수 있다.
또한, 제1탄성연결부(61)의 탄성력은 제2탄성연결부(62)의 탄성력보다 크게 형성됨으로써, 장착베럴의 높이 방향 이동을 안정되게 제한하고, 장착배럴의 기울어짐을 방지할 수 있다.
자동 초점용 액츄에이터의 결합 구조를 살펴보면, 지지하우징(30)은 장착배럴에서 영구자석(110)의 설치 부분이 마주보는 지지하우징(30)에 형성되는 전자석설치영역(34)과, 전자석설치영역(34)의 일측으로 연장되는 지지하우징(30)에 형성되는 제1결합영역(31)과, 전자석설치영역(34)의 타측으로 연장되는 지지하우징(30)에 형성되는 제2결합영역(32)을 포함한다.
이때, 제1결합영역(31)과 제2결합영역(32)은 전자석설치영역(34)과 마주보는 부분에서 상호 연결될 수 있다. 도시되지 않았지만, 지지하우징(30)은 전자석설치영역(34)과 마주보는 부분에서 제1결합영역(31)과 제2결합영역(32)을 연결하도록 지지하우징(30)에 형성되는 제3결합영역(33)을 더 포함할 수 있다.
이때, 전자석설치영역(34)은 가상의 선(L)을 기준으로 제1설치영역(341)과 제2설치영역(342)으로 분할할 수 있다. 제1설치영역(341)과 제2설치영역(342)은 가상의 선(L)을 기준으로 축 대칭을 이룰 수 있다. 또한, 제1결합영역(31)과 제2결합영역(32)은 가상의 선(L)을 기준으로 축 대칭을 이룰 수 있다.
제1설치영역(341)과 제2설치영역(342) 그리고 제1결합영역(31)과 제2결합영역(32)에는 각각 고정부(35)가 구비될 수 있다.
그리고, 장착배럴은 장착배럴의 중심을 기준으로 영구자석(110)이 구비되는 영역과, 영구자석(110)이 설치되지 않는 영역으로 구분할 수 있다. 이때, 장착배럴의 중심을 기준으로 하는 영구자석(110)이 구비되는 영역은 전자석설치영역(34)과 마주보도록 할 수 있다.
그러면, 장착배럴은 영구자석(110)이 구비되는 영역에 대하여 가상의 선(L)을 기준으로 가상의 선(L) 일측에서 장착배럴에 형성되는 제1영역(21)과, 가상의 선(L)을 기준으로 가상의 선(L) 타측에서 장착배럴에 형성되는 제2영역(22)으로 분할할 수 있다. 여기서, 제1영역(21)과 제2영역(22)은 가상의 선(L)을 기준으로 축 대칭을 이룰 수 있다. 제1영역(21)과 제2영역(22)에는 각각 결합부(23)가 형성된다.
이때, 탄성부재는 장착배럴의 중심을 기준으로 영구자석이 구비되는 영역의 적어도 어느 한 점에 고정된다.
그러면, 한 쌍의 탄성부재 중 어느 하나는 가상의 선(L) 일측에서 결합부(23)와 고정부(35)를 매개로 지지하우징(30)에 대해 장착배럴을 탄성 지지한다. 또한, 한 쌍의 탄성부재 중 다른 하나는 가상의 선(L) 타측에서 결합부(23)와 고정부(35)를 매개로 지지하우징(30)에 대해 장착배럴을 탄성 지지한다. 이때, 한 쌍의 탄성부재는 가상의 선(L)을 기준으로 축 대칭을 이루도록 한다.
그리고, 한 쌍의 탄성부재 중 어느 하나는 제1설치영역(341)과 제1영역(21)과 제1결합영역(31)을 순차적으로 연결시키고, 한 쌍의 탄성부재 중 다른 하나는 제2설치영역(342)과 제2영역(22)과 제2결합영역(32)을 순차적으로 연결시킨다. 다시 말해, 제1편심탄성부재(50)는 전자석설치영역(34)과 제1영역(21)과 제1결합영역(31)을 연결시키고, 제2편심탄성부재(60)는 전자석설치영역(34)과 제2영역(22)과 제2결합영역(32)을 연결시킨다.
좀더 자세하게, 제1편심탄성부재(50)에서 제1탄성고정부(51)는 제1영역(21)에 결합 고정되고, 제2탄성고정부(52)는 전자석설치영역(34) 중 제1설치영역(341)에 결합 고정되며, 제3탄성고정부(53)는 제1결합영역(31)에 결합 고정된다. 또한, 제2편심탄성부재(60)에서 제1탄성고정부(51)는 제2영역(22)에 결합 고정되고, 제2탄성고정부(52)는 전자석설치영역(34) 중 제2설치영역(342)에 결합 고정되며, 제3탄성고정부(53)는 제2결합영역(32)에 결합 고정된다.
지금부터는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자동 초점용 액츄에이터에 대하여 설명한다. 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자동 초점용 액츄에이터를 도시한 사시도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 자동 초점용 액츄에이터는 장착배럴과, 지지하우징(30)과, 초점구동유닛과, 탄성부재를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 자동 초점용 액츄에이터에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 초점용 액츄에이터와 동일한 구성에 대해 동일한 도면 부호를 부여하고 이에 대한 설명은 생략한다.
다만, 상기 초점구동유닛은 감지자석(170)을 더 포함할 수 있다.
상기 감지자석(170)은 영구자석(110)에서 이격되어 장착배럴에 구비된다. 감지자석(170)은 상술한 영구자석(110)과 동일한 구성으로 이에 대한 설명은 생략한다.
이때,자속감지유닛은 감지자석(170)의 왕복 이동에 따른 자속 변화를 감지하도록 지지하우징(30)에 구비된다. 자속감지유닛은 감지자석(170)과 마주보도록 지지하우징(30)에 구비될 수 있다. 자속감지유닛이 영구자석(110)과 구동전자석(120) 에서 벗어남에 따라 센싱 감도를 향상시키고, 액츄에이터를 소형화시킬 수 있다.
상술한 자동 초점용 액츄에이터에 따르면, 광학렌즈모듈을 통한 자동 초점 기능의 구현에 있어서 광학렌즈모듈 또는 이미지센서가 구비되는 장착배럴의 일측에만 영구자석(110)을 설치하여도 장착배럴의 수평 상태를 유지하면서 안정되게 승강되도록 할 수 있다.
또한, 제1편심탄성부재(50)와 제2편심탄성부재(60)의 설치 구조에 따라 가상의 선(L)을 중심으로 하는 장착배럴의 롤링(rolling) 현상, 장착배럴의 피칭(pitching) 현상, 장착배럴의 요잉(yawing) 현상, 장착배럴의 바운싱(bouncing) 현상을 방지할 수 있다.
또한, 제1편심탄성부재(50)와 제2편심탄성부재(60)의 설치 구조에 따라 장착배럴의 기울어짐을 상호 보완하고, 장착배럴의 수평 유지 기능을 향상시킬 수 있다.
또한, 제1편심탄성부재(50)와 제2편심탄성부재(60)의 설치 구조에 따라 탄성력을 조절하고, 탄성 변형에 따라 장착배럴에 발생되는 미세 진동을 방지할 수 있다.
또한, 제1편심탄성부재(50)와 제2편심탄성부재(60)의 설치 구조에 따라 장착배럴에 작용하는 힘의 중심을 장착배럴의 중심으로 유도하여 장착배럴의 승강 이동을 부드럽게 할 수 있다.
또한, 장착배럴의 승강 이동에 따라 장착배럴의 수평 이동을 방지하고, 장착배럴의 승강 이동을 안정되게 안내할 수 있다.
또한, 자동 초점용 액츄에이터의 병립 구조에 따라 영구자석(110) 상호 간의 자기적 간섭을 방지하여 장착배럴의 승강 이동에 따른 센싱 감도를 향상시킬 수 있다.
또한, 영구자석(110) 또는 감지자석(170)의 배치 구조에 따라 영구자석(110) 또는 감지자석(170)에서 중립 영역을 형성하고, 액츄에이터의 구동 신뢰성 및 구동 선형성을 향상시킬 수 있다.
또한, 자석의 소모량을 줄이고, 제품 가격을 절감시키며, 제조 공정을 단순화시키고, 액츄에이터의 불량 발생을 원천적으로 차단할 수 있다.
또한, 자속감지유닛의 감도를 향상시키고, 영구자석(110) 또는 감지자석(170)의 움직임에 따라 발생되는 자속의 변화를 자속감지유닛에서 민감하게 감지할 수 있다.
상술한 바와 같이 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면, 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변경시킬 수 있다.
10: 배럴부 20: 구동슬라이더 21: 제1영역
22: 제2영역 23: 결합부 30: 지지하우징
31: 제1결합영역 32: 제2결합영역 33: 제3결합영역
34: 전자석설치영역 341: 제1설치영역 342: 제2설치영역
35: 고정부 40: 지지슬라이더 50: 제1편심탄성부재
60: 제2편심탄성부재 51: 제1탄성고정부 52: 제2탄성고정부
53: 제3탄성고정부 61: 제1탄성연결부 62: 제2탄성연결부
110: 영구자석 111: 제1영구자석 112: 제2영구자석
113: 이격공간 114: 이격부재 120: 구동전자석
130: 홀센서 140: 전자석구동부 150: 자속변환부
160: 전자석제어부 170: 감지자석 L: 가상의 선

Claims (10)

  1. 초점을 조절하기 위한 광학렌즈모듈 또는 상기 광학렌즈모듈을 거쳐 형성되는 영상을 획득하는 이미지센서가 구비되는 장착배럴;
    상기 장착배럴의 승강 이동을 안내하고, 상기 장착배럴의 둘레를 감싸도록 상기 장착배럴이 삽입되는 지지하우징;
    상기 장착배럴에 구비되는 하나의 영구자석;
    상기 영구자석과 마주보도록 상기 지지하우징에 구비되고, 상기 장착배럴의 승강 이동을 위한 승강전자기력을 발생시키는 구동전자석; 및
    상기 지지하우징에 대해 상기 장착배럴이 수평 상태를 유지하면서 승강 이동 가능하도록 상기 지지하우징에 대해 상기 장착배럴을 탄성 지지하는 탄성부재;를 포함하며,
    상기 탄성부재는,
    상기 장착배럴에 결합되는 제1탄성고정부;
    탄성을 가지고 상기 제1탄성고정부의 일측으로 연장되는 제1탄성연결부;
    상기 제1탄성연결부에 구비되고 상기 지지하우징에 결합되는 제2탄성고정부;
    탄성을 가지고 상기 제1탄성고정부의 타측으로 연장되는 제2탄성연결부; 및
    상기 제2탄성연결부에 구비되고 상기 제2탄성고정부에서 이격된 상태로 상기 지지하우징에 결합되는 제3탄성고정부;를 포함하고,
    상기 제1탄성연결부의 탄성력은, 상기 제2탄성연결부의 탄성력보다 크게 형성되며,
    상기 탄성부재는,
    상기 장착배럴의 상부와 하부 중 적어도 어느 하나에 한 쌍이 구비되고,
    상기 장착배럴의 중심과 상기 영구자석의 중심을 연결하는 가상의 선을 기준으로 상호 대칭을 이루되,
    상기 장착배럴의 중심을 기준으로 상기 영구자석이 구비되는 영역의 적어도 어느 한 점에 고정되며,
    상기 지지하우징은,
    상기 장착배럴에서 상기 영구자석의 설치 부분이 마주보는 상기 지지하우징에 형성되는 전자석설치영역과, 상기 전자석설치영역의 일측으로 연장되는 상기 지지하우징에 형성되는 제1결합영역과, 상기 전자석설치영역의 타측으로 연장되는 상기 지지하우징에 형성되는 제2결합영역을 포함하고,
    상기 전자석설치영역은, 상기 가상의 선을 기준으로 상호 대칭을 이루도록 제1설치영역과 제2설치영역으로 분할되며,
    상기 장착배럴은, 상기 장착배럴의 중심을 기준으로 상기 영구자석이 구비되는 영역에 대하여 상기 가상의 선을 기준으로 상호 대칭을 이루도록 제1영역과 제2영역으로 분할되고,
    한 쌍의 상기 탄성부재 중 어느 하나의 상기 제1탄성고정부는 상기 제1영역에 결합 고정되고, 상기 제2탄성고정부는 상기 제1설치영역에 결합 고정되며, 상기 제3탄성고정부는 상기 제1결합영역에 결합 고정되며,
    한 쌍의 상기 탄성부재 중 다른 하나의 상기 제1탄성고정부는 상기 제2영역에 결합 고정되고, 상기 제2탄성고정부는 상기 제2설치영역에 결합 고정되며, 상기 제3탄성고정부는 상기 제2결합영역에 결합 고정되는 것을 특징으로 하는 자동 초점용 액츄에이터.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1탄성연결부의 길이는, 상기 제2탄성연결부의 길이보다 짧게 형성되는 것을 특징으로 하는 자동 초점용 액츄에이터.
  6. 삭제
  7. 제1항 또는 제5항에 있어서,
    상기 영구자석은, 상기 장착배럴의 승강 이동 방향으로 서로 다른 극성을 나타내는 것을 특징으로 하는 자동 초점용 액츄에이터.
  8. 제1항 또는 제5항에 있어서,
    상기 영구자석은,
    상기 장착배럴의 둘레면에 수직인 방향으로 서로 다른 극성을 나타내는 제1영구자석; 및
    상기 제1영구자석에 높이 방향으로 결합되고, 상기 장착배럴의 둘레면에 수직인 방향으로 서로 다른 극성을 나타내는 제2영구자석;을 포함하고,
    상기 제1영구자석과 상기 제2영구자석은, 상기 장착배럴의 승강 이동 방향으로 서로 다른 극성이 배치되는 것을 특징으로 하는 자동 초점용 액츄에이터.
  9. 제1항 또는 제5항에 있어서,
    상기 영구자석의 왕복 이동에 따른 자속의 변화를 감지하도록 상기 지지하우징에 구비되는 자속감지유닛;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 초점용 액츄에이터.
  10. 제1항 또는 제5항에 있어서,
    상기 영구자석에서 이격되어 상기 장착배럴에 구비되는 감지자석; 및
    상기 감지자석의 왕복 이동에 따른 자속의 변화를 감지하도록 상기 지지하우징에 구비되는 자속감지유닛;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 초점용 액츄에이터.
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