KR102316052B1 - 카메라용 액추에이터 및 이를 포함하는 카메라 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명의 카메라용 액추에이터는 내부 공간이 형성된 베이스; 상기 베이스에 수용되는 제1OIS캐리어; 및 상기 베이스의 측면 내측과 상기 제1OIS캐리어의 측면 외측 사이에 위치하는 제1OIS볼을 포함하며 상기 제1OIS캐리어는 상기 베이스의 측면을 따라 광축방향과 수직한 제1방향으로 선형 이동하는 것을 특징으로 한다.

Description

카메라용 액추에이터 및 이를 포함하는 카메라 모듈{ACTUATOR FOR CAMERA AND CAMERA MODULE INCLUDING IT}

본 발명은 카메라용 액추에이터 및 이를 포함하는 카메라 모듈에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 캐리어의 선형 이동을 지지하는 구조를 개선시켜 공간 활용을 더욱 향상시킨 카메라용 액추에이터 등에 관한 것이다.

영상 처리에 대한 하드웨어 기술이 발전하고 영상 촬영 등에 대한 사용자 니즈가 높아짐에 따라, 독립된 카메라 장치는 물론, 휴대폰, 스마트폰, 등과 같은 모바일 단말에 장착된 카메라 모듈 등에 오토포커스(AF, Auto Focus), 손 떨림 보정(OIS, Optical Image Stabilization) 등의 기능이 구현되고 있다.

오토포커스(자동초점조절) 기능은 렌즈 등이 탑재된 캐리어를 광축 방향으로 선형 이동하여 피사체와의 초점 거리를 조정함으로써 렌즈 후단에 구비된 이미지 센서(CMOS, CCD 등)에 선명한 이미지가 생성되도록 하는 기능을 의미한다.

또한, 손떨림 보정 기능은 손떨림에 의하여 렌즈의 흔들림이 발생하는 경우 그 흔들림을 보상하는 방향으로 렌즈가 탑재된 캐리어를 적응적으로 이동시킴으로써 영상의 선명도를 개선하는 기능을 의미한다.

오토포커스 또는 OIS 기능을 구현하는 대표적인 방법 중 하나는 이동체(캐리어)에 마그네트(코일)을 설치하고 고정체(하우징, 또는 다른 형태의 캐리어 등)에 코일(마그네트)을 설치한 후, 코일과 마그네트 사이에 전자기력을 발생시킴으로써 이동체를 광축 방향 또는 광축과 수직한 방향으로 이동시키는 방법이다.

한편, 캐리어의 물리적 지지 및 캐리어의 위치 복원 등을 구현하기 위하여 캐리어를 와이어에 연결하는 장치도 있으나, 이러한 장치의 경우 내외적 환경에 의하여 와이어의 물성 변형이 쉽게 일어나므로 구동 정밀성이 저하되기 쉽고 특히, 렌즈의 고사양화에 따라 렌즈의 무게와 크기가 커지는 경우 구동 성능이 더욱 저하될 수 있다.

이러한 와이어(wire) 타입의 문제점을 해소하기 위하여 최근에는 이동체와 고정체 사이에 볼(ball)을 개재시켜 이동체와 고정체 사이의 적절한 이격 거리가 지속적으로 유지되도록 하고 볼의 회전 운동 및 볼과의 점접촉(point contact)을 통한 최소화된 마찰력으로 캐리어가 더욱 유연하고 정확하게 이동하는 형태가 적용되고 있다.

AF와 OIS 기능이 통합된 장치 내지 액추에이터의 경우, AF는 광축 방향으로 이동하여야 하며 OIS는 광축과 수직한 방향으로 이동하여야 하므로 AF 및 OIS 캐리어들이 상호 적층되는 복합한 물리적 구조로 구현된다.

종래 장치의 경우, 통상적으로 고정체인 하우징 안에 AF캐리어를 구비시켜 AF캐리어가 하우징 내부에서 광축 방향(Z축 방향)으로 상하 이동하도록 구성하고, 이 AF캐리어 안쪽에 광축과 수직한 X축 방향으로 이동하는 제1캐리어 및 Y축 방향(광축 및 X축 모두와 수직 방향)으로 이동하는 제2캐리어를 구비시키는 구조 등으로 구현된다.

또한, 이러한 장치의 경우, 각 캐리어의 이동을 가이딩하기 위하여 AF캐리어의 상부면(Z축 방향 기준)과 제1캐리어의 하부면(Z축 방향 기준) 사이 및 제1캐리어의 상부면과 제2캐리어의 하부면 사이에 각각 볼을 배치하게 된다.

그러므로 종래 장치의 경우 광축 방향을 기준으로 복수 개의 캐리어가 상하 적층되는 형태로 이루어지며 각 캐리어들 사이에 각각 볼들이 배치되므로 광축 방향을 기준으로 그 높이가 상당히 증가하게 된다.

카메라용 액추에이터는 스마트폰 등과 같은 휴대 단말의 메인 기판에 입설(立設)되는 형태로 설치되므로 액추에이터의 높이 증가는 곧 휴대 단말의 두께 증가를 의미하므로 종래 장치의 경우 휴대 단말의 슬림화 경향에 부합되지 못하며 공간 활용성이 극히 낮다는 문제점이 있다.

또한, 종래 장치의 경우, 휴대 단말의 두께 스펙 등에 부합되도록 하기 위하여 구동 성능과 직접적으로 관련된 구조 및 부품 등의 높이 또는 크기 등을 줄여야 하므로 결국 종래 장치는 구동 성능이 저하되는 문제점을 가지게 된다.

한국등록특허공보 10-1825731호(2018.03.23.) 한국등록특허공보 10-1600574호(2016.03.21.) 한국공개특허공보 10-2019-0029169호(2019.03.20.)

본 발명은 상기와 같은 배경에서 상술된 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 캐리어의 물리적 지지와 가이딩을 위한 구조를 종래와 근본적으로 다른 방법으로 개선시킴으로써, 구동 성능 및 액추에이터 자체의 두께 활용성 등을 더욱 향상시킬 수 있는 카메라용 액추에이터를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 아래의 설명에 의하여 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의하여 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타난 구성과 그 구성의 조합에 의하여 실현될 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 카메라용 액추에이터는 내부 공간이 형성된 베이스; 상기 베이스에 수용되어 광축 방향과 수직한 제1방향으로 이동하는 제1OIS캐리어; 및 상기 베이스의 측면 내측과 상기 제1OIS캐리어의 측면 외측 사이에 위치하는 제1OIS볼을 포함하고, 상기 제1OIS캐리어는 상기 베이스의 측면을 따라 상기 제1방향으로 선형 이동하도록 구성될 수 있다.

바람직하게, 본 발명은 상기 제1OIS캐리어에 구비되는 제1OIS마그네트; 및 상기 제1OIS마그네트에 구동력을 제공하는 제1OIS코일을 더 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 베이스의 측면 내측에 상기 제1방향으로 연장 형성된 제1가이드라인; 및 상기 제1OIS캐리어의 측면 외측에 상기 제1방향으로 연장 형성된 제1홈부라인을 더 포함할 수 있으며, 이 경우 상기 제1OIS볼은 상기 제1가이드라인 및 제1홈부라인 사이에 위치하도록 구성된다.

나아가 본 발명은 상기 제1OIS캐리어에 탑재되며 AF마그네트가 구비되는 AF캐리어; 상기 AF마그네트에 구동력을 제공하는 AF코일; 및 상기 제1OIS캐리어의 측면 내측과 상기 AF캐리어의 측면 외측 사이에 위치하는 AF볼을 더 포함할 수 있으며 이 경우, 상기 AF캐리어는 상기 제1OIS캐리어를 기준으로 광축 방향으로 선형 이동하도록 구성된다.

또한, 본 발명은 상기 제1OIS캐리어의 측면 내측에 상기 광축방향으로 연장 형성된 제2가이드라인; 및 상기 AF캐리어의 측면 외측에 상기 광축방향으로 연장 형성된 제2홈부라인을 더 포함할 수 있으며, 이 경우 본 발명의 상기 AF볼은 상기 제2가이드라인 및 제2홈부라인 사이에 위치하도록 구성된다.

바람직하게, 본 발명은 상기 AF캐리어에 탑재되며 제2OIS마그네트가 구비되는 제2OIS캐리어; 상기 제2OIS마그네트에 구동력을 제공하는 제2OIS코일; 상기 AF캐리어의 바닥면과 상기 제2OIS캐리어의 저면 사이에 위치하는 제2IOIS볼을 더 포함할 수 있으며, 이 경우 본 발명의 상기 제2OIS캐리어는 상기 AF캐리어를 기준으로 상기 광축방향 및 제1방향에 모두 수직한 제2방향으로 선형 이동하도록 구성된다.

또한, 본 발명은 실시형태에 따라서 상기 제2OIS캐리어의 면부 중 제2OIS마그네트와 수직을 이루는 면부 또는 상기 제1OIS캐리어에 구비되는 제1OIS마그네트; 및 상기 제1OIS마그네트에 구동력을 제공하는 제1OIS코일을 더 포함할 수 있다.

나아가 본 발명은 상기 AF캐리어의 바닥면에 상기 제2방향으로 연장 형성된 제3가이드라인; 상기 제2OIS캐리어의 저면에 상기 제2방향으로 연장 형성된 제3홈부라인을 더 포함할 수 있으며, 이 경우 본 발명의 상기 제2OIS볼은 상기 제3가이드라인 및 제3홈부라인 사이에 위치하도록 구성된다.

더욱 바람직하게, 본 발명의 상기 AF볼은 상기 제1OIS캐리어의 측면 중 상기 제1OIS볼과 외측에서 대접하는 측면인 지지면의 내측에 대접하도록 구성될 수 있으며, 상기 지지면은 상기 AF캐리어에 구비된 AF마그네트가 외부로 노출되도록 가운데 부분에 개방부가 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 상기 베이스는 상기 AF마그네트와 인력을 발생시키는 금속 재질의 메인요크가 구비될 수 있으며, 이 경우 본 발명의 상기 AF볼이 개재된 상기 AF캐리어와 제1OIS캐리어 사이의 밀착력 및 상기 제1OIS볼이 개재된 상기 제1OIS캐리어와 상기 베이스 사이의 밀착력이 상기 AF마그네트와 메인요크 사이의 인력에 의하여 동시에 구현된다.

본 발명의 다른 측면에 의한 카메라용 액추에이터는 내부 공간이 형성된 베이스; 상기 베이스 내에 수용되는 제1OIS캐리어; 상기 제1OIS캐리어에 수용되는 제2OIS캐리어; 상기 제1OIS캐리어와 제2OIS캐리어 사이에 위치하는 AF캐리어; 상기 제1OIS캐리어와 베이스 사이 중 광축과 평행한 제1면상에 위치하는 제1OIS볼; 및 상기 제2OIS캐리어와 AF캐리어 사이 중 광축 및 상기 제1면에 수직한 제2면상에 위치하는 제2OIS볼을 포함하고, 상기 제1OIS캐리어는 상기 제1면상에서 상기 AF캐리어와 제2OIS캐리어와 함께 광축과 수직한 제1방향으로 선형 이동하도록 구성될 수 있다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 의할 때, 이동체인 캐리어가 고정체의 바닥면을 기준으로 이동하는 종래 구조를 고정체의 측면을 기준으로 이동하는 구조로 변화시킴으로써 액추에이터의 두께 및 공간 활용성을 더욱 효과적으로 구현할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하는 경우 Z축 방향, X축 방향 및 Y축 방향 선형 이동이 각각 서로 다른 영역에서 이루어지므로 개별 방향 이동이 더욱 독립적으로 구현될 수 있어 AF 및 OIS에 따른 구동 성능 및 각 방향별 선형 이동에 대한 정밀성을 더욱 향상시킬 수 있다.

나아가 본 발명의 다른 일 실시예에 의할 때, AF 캐리어와 AF볼 사이의 대접 및 OIS 캐리어와 OIS용 볼 사이의 대접을 항시적으로 유지하도록 하는 인력(引力) 구조를 AF용 마그네트와 요크만으로 모두 동시에 구현할 수 있어 장치 자체의 구성을 더욱 간소화시킬 수 있는 효과를 제공할 수 있다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술 사상을 더욱 효과적으로 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 이러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 카메라용 액추에이터의 구성을 도시한 분해 결합도,
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 베이스와 제1OIS캐리어의 구성을 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 제1OIS캐리어의 이동 관계 등을 설명하는 도면,
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 제1OIS캐리어와 AF캐리어의 구성을 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 AF캐리어의 이동 관계 등을 설명하는 도면,
도 6은 AF마그네트와 메인요크 사이의 인력 작용 관계를 설명하는 도면,
도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 AF캐리어와 제2OIS캐리어의 구성을 도시한 도면,
도 8은 본 발명의 제2OIS캐리어의 이동 관계 등을 설명하는 도면,
도 9는 AF 및 OIS에 의한 각 방향별 이동 관계를 설명하는 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명의 카메라용 액추에이터(이하 '액추에이터'로 지칭한다)(100)의 구성을 도시한 분해 결합도이다. 이하 도 1을 참조하여 본 발명의 전체적인 구성을 먼저 설명하고, AF와 OIS 각각의 기능을 구현하는 본 발명의 실시예에 대한 상세한 설명은 후술하도록 한다.

도 1에 도시된 본 발명의 액추에이터(100)는 AF와 OIS가 함께 구현된 실시예이나, 본 발명의 액추에이터(100)는 실시형태에 따라서 OIS만을 위한 액추에이터로 구현될 수도 있음은 물론이다.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 액추에이터(100)는 베이스(110), 제1OIS캐리어(120), AF캐리어(130), 제2OIS캐리어(140), 렌즈조립체(150), 메인요크(160), 스토퍼(191) 및 케이스(192)를 포함하여 구성될 수 있다.

도 1 등에 도시된 Z축 방향은 렌즈조립체(150)로 빛이 유입되는 방향인 광축 방향으로서 후술되는 AF캐리어(130)가 진퇴 이동하는 방향에 해당한다.

AF캐리어(130)가 이 광축 방향으로 진퇴 이동하면 액추에이터(100) 후단에 구비된 CCD(Charged-coupled Device), CMOS(Complementary Metal-oxide Semiconductor)와 같은 촬상소자(미도시)와 렌즈조립체(150) 사이의 초점 거리가 조정됨으로써 자동 초점 기능이 구현된다.

한편, 광축 방향(Z축 방향)과 수직을 이루는 두 방향인 X축 방향 및 Y축 방향은 손떨림에 의한 흔들림이 보상되도록 OIS 구동에 의하여 렌즈조립체(150)가 이동하는 방향을 의미한다. 이하 설명에서 X축 방향을 제1방향으로, Y축 방향을 제2방향으로 지칭하나 이는 상대적 관점에 따른 하나의 예시일 뿐, X축 방향과 Y축 방향 중 어느 하나의 방향이 제1방향이며, 나머지 하나의 방향이 제2방향이 될 수 있음은 물론이다.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 액추에이터(100)는 일종의 하우징으로 기능하는 베이스(110)를 기준으로 제1OIS캐리어(120), AF캐리어(130) 및 제2OIS캐리어(140)가 순차적으로 구비되는 구조를 가진다.

본 발명의 베이스(110)는 본 발명에 의한 액추에이터(100)의 기본 프레임 구조에 해당하는 구성으로서, 조립 공정의 효율성 등을 높이기 위하여 도 1에 예시된 바와 같이 메인 베이스(110-2)와 가이드 베이스(110-1)로 이원화될 수 있으며, 실시형태에 따라서 일체형으로 이루어질 수도 있음은 물론이다.

본 발명의 제1OIS캐리어(120)는 OIS가 구동되는 경우 베이스(110)의 내부 공간에서 제1방향(X축 방향)으로 이동한다. 이러한 점에서 제1OIS캐리어(120)는 이동체에 해당하며, 이에 상응하는 관점에서 베이스(110)는 고정체에 해당한다.

홀센서 등과 같은 위치 감지 센서(미도시)가 손떨림에 의한 움직임 “‡항과 그 크기에 대응되는 전기적 신호를 구동 드라이버(미도시)로 전송하면, 구동 드라이버는 이에 대응하는 크기와 방향의 전원이 제1OIS코일(C1)에 인가되도록 제어한다.

제1OIS코일(C1)에 전원이 인가되면 제1OIS코일(C1)은 제1OIS캐리어(120)에 설치된 제1OIS마그네트(M1)에 전자기력을 발생시키고 이 전자기력에 의하여 제1OIS캐리어(120)가 제1방향으로 이동한다. 홀센서의 감지 및 구동드라이버의 프로세싱은 피드백 제어를 통하여 순환적으로 이루어질 수 있음은 물론이다.

실시형태에 따라서 본 발명의 제1OIS마그네트(M1)는 도면에 예시된 실시예와는 달리 제1OIS캐리어(120)에 설치되지 않고, 후술되는 바와 같이 렌즈조립체(150)가 탑재되는 제2OIS캐리어(140)에 설치될 수도 있다.

이 경우 제2방향 OIS 구동을 위한 제2OIS마그네트(M3)와 상기 제1OIS마그네트(M1)가 서로 수직을 이루는 방향으로 제2OIS캐리어(140)에 함께 탑재될 수 있다.

도 1 등에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 의한 액추에이터(100)는 제1OIS캐리어(120) 내측에 AF캐리어(130)와 제2OIS캐리어(140)가 탑재되는 형태이므로 제1OIS캐리어(120)가 제1방향으로 이동하는 경우 AF캐리어(130) 및 제2OIS캐리어(140) 모두 제1방향으로 이동한다.

렌즈조립체(150)는 제2OIS캐리어(140)에 탑재되므로 제1OIS캐리어(120)가 제1방향으로 이동하는 경우 렌즈조립체(150) 또한, 제1방향으로 이동함으로써 제1방향 성분에 의한 손떨림이 보정된다.

본 발명의 AF캐리어(130)는 도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 제1OIS캐리어(120)에 구비되어 제1OIS캐리어(120)를 기준으로 광축 방향(Z축 방향)으로 이동한다. 이러한 점에서 AF캐리어(130)가 이동체라면 이에 상응하는 관점에서 제1OIS캐리어(120)는 고정체에 해당한다.

즉, 본 발명의 제1OIS캐리어(120)는 OIS를 위한 제1방향 이동과 관련하여서는 이동체에 해당하나, AF구동과 관련하여서는 고정체에 해당한다.

AF코일(C2)에 적절한 크기와 방향의 전원이 인가되면 AF코일(C2)은 AF캐리어(130)에 설치된 AF마그네트(M2)에 전자기력을 발생시키고 이 전자기력에 의하여 AF캐리어(130)가 광축 방향으로 이동한다.

AF캐리어(130)에 제2OIS캐리어(140)가 구비되고 렌즈조립체(150)는 제2OIS캐리어(140)에 탑재되므로 AF캐리어(130)가 광축 방향으로 이동하는 경우 제2OIS캐리어(140) 또한, 광축 방향으로 이동하고 렌즈조립체(150) 또한, 광축 방향으로 이동하게 되어 촬상소자와의 초점 거리가 조정된다.

본 발명의 제2OIS캐리어(140)는 도 1 등에 도시된 바와 같이 본 발명의 AF캐리어(130)에 구비되는 구성으로서, AF캐리어(130)를 기준으로 제2방향(Y축 방향)으로 이동하는 이동체에 해당하며, 본 발명의 AF캐리어(130)는 제2OIS캐리어(140)의 이동에 대해서 고정체로 기능한다.

이러한 점에서 본 발명의 AF캐리어(130)는 AF구동과 관련하여서는 이동체이나, OIS의 일 방향(제2방향) 구동과 관련하여서는 상대적 관점에서 고정체에 해당한다.

제2OIS코일(C3)에 적절한 크기와 방향의 전원이 인가되면 제2OIS코일(C3)은 제2OIS캐리어(140)에 설치된 제2OIS마그네트(M3)에 전자기력을 발생시키고 이 전자기력에 의하여 제2OIS캐리어(140)가 제2방향(Y축 방향)으로 이동한다. 이러한 제2OIS캐리어(140)의 이동을 통하여 제2방향 성분의 손떨림이 보정된다.

이 제2OIS캐리어(140)의 이동에 대해서도 앞서 기술된 바와 같이 홀센서 및 구동드라이버의 피드백 제어가 적용될 수 있음은 물론이다.

본 발명의 스토퍼(191)는 제2OIS캐리어(140)가 AF캐리어(130)에 탑재된 후, AF캐리어(130)의 상부에서 AF캐리어(130)에 결합된다. 이 구성을 통하여 제2OIS캐리어(140)의 제2방향 선형 이동이 더욱 유연하게 유도됨은 물론, 광축 방향으로 들뜨거나 이격되는 현상이 방지된다.

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 베이스(110)와 제1OIS캐리어(120)의 구성을 도시한 도면이며, 도 3은 제1OIS캐리어(120)의 이동 관계를 설명하는 도면이다.

이하에서는 첨부된 도 2 및 도 3을 참조하여 OIS 구동에 따라 제1방향으로 이동하는 본 발명의 제1OIS캐리어(120)의 상세 구성 및 관련 구성을 설명하도록 한다.

앞서 기술된 바와 같이 본 발명의 제1OIS캐리어(120)는 광축과 수직을 이루는 제1방향(X축 방향)으로 이동하는 이동체에 해당한다.

도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 제1OIS캐리어(120)의 일측면에는 제1OIS마그네트(M1)가 구비되는데, 자속 유설 방지 및 자속 집중 등을 위하여 제1OIS마그네트(M1) 후면에는 백요크(5)가 추가적으로 구비될 수 있다. 이하에서 후술되는 다른 구동용 마그네트(M2, M3)에도 백요크가 추가적으로 구비될 수 있음은 물론이다.

베이스(110)에는 상기 제1OIS마그네트(M1)에 구동력을 제공하는 제1OIS코일(C1)이 제1OIS마그네트(M1)와 대면하는 방향에 구비된다. 제1OIS코일(C1)은 다른 코일들(C2, C3)와 함께 FPCB 등으로 이루어지는 회로기판(170) 상에 구비될 수 있다.

베이스(110)와 제1OIS캐리어(120) 사이에는 제1OIS캐리어(120)의 제1방향 이동을 효과적으로 가이딩하는 제1OIS볼(B1)이 배치된다.

종래 장치의 경우, 통상적으로 이러한 볼 수단은 이동체와 고정체 사이의 바닥면이나 하부면에 배치되는데, 본 발명은 이와는 근본적으로 달리, 도 2에 도시된 바와 같이 베이스(110)의 일측면 내측과 제1OIS캐리어(120)의 일측면 외측 사이에 위치한다.

이와 같은 제1OIS볼(B1)의 구조와 배치에 의하여, 본 발명의 제1OIS캐리어(120)는 베이스(110)의 측면을 따라 광축 방향과 수직한 제1방향으로 선형 이동한다. 즉, 본 발명의 제1OIS볼(B1)은 제1OIS캐리어(120)와 베이스(110) 사이의 대면하는 면부 중 광축과 평행한 면부인 제1면상에 위치한다.

베이스(110)의 측면(제1면) 내측에는 제1방향으로 연장 형성되는 제1가이드라인(113)이 형성될 수 있으며, 이와 대면하는 제1OIS캐리어(120)의 측면 외측에는 제1방향으로 연장 형성되는 제1홈부라인(121)이 형성될 수 있다.

이 경우 제1OIS볼(B1)은 제1가이드라인(113) 및 제1홈부라인(121) 사이에 배치된다. 이러한 구성을 통하여 제1OIS볼(B1)의 외부 이탈이 효과적으로 방지됨은 물론, 제1가이드라인(113) 및 제1홈부라인(121)의 물리적 가이드에 의하여 제1OIS캐리어(120)의 제1방향 선형 이동이 더욱 정밀하게 구현될 수 있다.

베이스(110)가 메인 베이스(110-2)와 가이드 베이스(110-1)로 이원화되는 경우 상기 제1가이드라인(113)은 가이드 베이스(110-2)의 내측에 형성될 수 있다.

이와 같이 본 발명에 의한 제1OIS캐리어(120)는 베이스(110)의 측면 방향의 물리적 가이딩을 통하여 베이스(110)의 측면 방향을 따라 이동하며, 제1OIS볼(B1)은 베이스(110)의 일측면 내측과 제1OIS캐리어(120)의 일측면 외측 사이에 배치된다.

그러므로 본 발명에 따른 액추에이터(100)는 하면 내지 바닥면에 볼 및 캐리어의 제1방향 이동을 가이딩하는 물리적 구조를 배치하지 않아도 되므로 액추에이터의 두께(광축 방향 기준)를 비약적으로 줄일 수 있게 된다.

최근 휴대 단말의 경우 화면표시수단이 넓어짐에 따라 메인 기판의 너비 또한, 충분히 커지고 있다. 본 발명의 경우 광축을 기준으로 수평 방향인 너비 방향으로만 크기가 증가되므로 이러한 휴대 단말의 경향성에 더욱 부합되는 구조를 구현할 수 있다.

도 3(a) 및 도 3(b)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1OIS캐리어(120)는 베이스(110)를 기준으로 제1방향(X축 방향)으로 선형 이동하며, 도 3(c)를 기준으로 할 때, 지면을 뚫고 들어가거나 튀어나오는 방향으로 선형 이동한다.

또한, 제1OIS캐리어(120)의 이동을 가이딩하는 제1OIS볼(B1)이 베이스(110)와 제1OIS캐리어(120)의 측면 사이에 배치되며 베이스(110/110-1)와 제1OIS캐리어(120)의 하부면 내지 바닥면에 배치되지 않으므로 액추에이터(100) 전체의 광축 방향 높이(H)(도 3(c) 참조)를 충분히 낮출 수 있게 된다.

도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 제1OIS캐리어(120) 및 AF캐리어(130)의 구성을 도시한 도면, 도 5는 AF캐리어(130)의 이동 관계 등을 설명하는 도면이며, 도 6은 AF마그네트(M2) 메인요크(160) 사이의 인력 작용 관계를 설명하는 도면이다.

이하에서는 첨부된 도 4 등을 참조하여 AF구동에 따라 광축방향으로 이동하는 본 발명의 AF캐리어(130)의 상세 구성 및 관련 구성을 설명하도록 한다.

본 발명의 AF캐리어(130)는 제1OIS캐리어(120)에 구비되는 구성으로서 도 4 등에 도시된 바와 같이 제1OIS캐리어(120)를 기준으로 광축 방향으로 선형 이동하는 이동체에 해당한다.

도 4에 예시된 바와 같이 AF캐리어(130)의 일측에 AF마그네트(M2)가 구비되며, 상기 AF마그네트(M2)와 대면하는 방향의 베이스(110)에는 상기 AF마그네트(M2)에 구동력을 제공하는 AF코일(C2)이 구비된다.

도 5를 참조할 때, 앞서 기술된 바와 같이 이 AF코일(C2)에 적절한 크기와 방향의 전원이 인가되면 AF코일(C2)에서 발생된 전자기력이 AF마그네트(M2)에 전달되어 AF마그네트(M2)가 구비된 AF캐리어(130)가 광축 방향으로 선형이동하게 된다.

본 발명의 AF볼(B2)은 하나 이상의 볼로 이루어지며 도면에 도시된 바와 같이 광축 방향을 기준으로 복수 개소가 나란히 정렬된 형태로 구비되는 것이 바람직하다. 상기 AF볼(B2)은 AF캐리어(130)와 제1OIS캐리어(120) 사이에 배치되는데, 구체적으로 AF볼(B2)은 제1OIS캐리어(120)의 측면 내측과 AF캐리어(130)의 측면 외측 사이에 위치한다.

제1OIS캐리어(120)의 측면 내측에는 광축 방향으로 연장 형성된 제2가이드라인(123)이 형성될 수 있으며, 이와 대면하는 AF캐리어(130)의 측면 외측에는 광축 방향으로 연장 형성되는 제2홈부라인(131)이 형성될 수 있다.

이 경우 상기 AF볼(B2)은 제2가이드라인(123) 및 제2홈부라인(131) 사이에 배치되며, 제2홈부라인(131) 단부에는 AF볼(B2)의 외부 이탈을 방지하는 돌출부(135)가 구비될 수 있다.

본 발명의 제1OIS캐리어(120)의 측면들 중 제1홈부라인(121)이 형성되는 면인 지지면(126)에는 상기 AF캐리어(130)에 구비된 AF마그네트(M2)가 외부로 노출되도록 가운데 부분에 개방부(125)가 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 제2가이드라인(123)이 지지면(126)의 내측에 형성되도록 구성하여, 제1홈부라인(121)과 제2가이드라인(123)이 동일한 지지면(126)의 외측 및 내측에 함께 형성되도록 구성하는 것이 바람직하다.

나아가 제1홈부라인(121) 및 제2가이드라인(123)은 상기 지지면(126)의 개방부(125)를 기준으로 좌측 및 우측에 상호 대칭되도록 형성되는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성하는 경우 상기 AF볼(B2)은 제1OIS캐리어(120)의 측면 중 제1OIS볼(B1)과 외측에서 대접하는 지지면(126)의 내측에 대접하게 된다. 즉, 제1OIS캐리어(120)의 지지면(126)을 기준으로 외측에는 제1OIS볼(B1)이 내측에는 AF볼(B2)이 위치한다.

한편 도 1, 도2 및 도 5 등에 도시된 바와 같이, 본 발명의 베이스(110)에는 메인요크(160)가 구비된다. 이 메인요크(160)는 자성을 가진 금속 재질 등으로 이루어지며, 상술된 AF마그네트(M2)와 인력을 발생시킨다.

앞서 기술된 바와 같이, 제1OIS캐리어(120)(구체적으로 지지면(126))을 기준으로 외측에는 제1OIS볼(B1)이, 내측에는 AF볼(B2)이 위치하며, 인력을 발생시키는 AF마그네트(M2)와 메인요크(160)는 각각 AF캐리어(130)와 베이스(110)에 구비된다.

그러므로 도 6에 도시된 바와 같이, 메인요크(160)와 AF마그네트(M2) 사이의 인력은 AF캐리어(130)와 제1OIS캐리어(120) 각각이 AF볼(B2)에 상호 대접하는 것을 지속적으로 유지시킬 수 있음은 물론, 이와 동시에 제1OIS캐리어(120)와 베이스(110) 각각이 제1OIS볼(B1)에 상호 대접하는 것을 지속적으로 유지시킬 수 있게 된다.

즉, 본 발명에 의한 액추에이터(100)는 이러한 구성을 통하여 AF볼(B2)이 개재된 AF캐리어(130)와 제1OIS캐리어(120) 사이의 밀착력은 물론, 상기 제1OIS볼(B1)이 개재된 제1OIS캐리어(120)와 베이스(110/110-1) 사이의 밀착력이 AF마그네트(M2)와 메인요크(160) 사이의 인력에 의하여 동시에 구현될 수 있다.

도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 AF캐리어(130) 및 제2OIS캐리어(140)의 구성을 도시한 도면이며, 도 8은 본 발명의 제2OIS캐리어(140)의 이동 관계 등을 설명하는 도면이다.

이하에서는 첨부된 도 7 등을 참조하여 OIS구동에 따라 제2방향으로 이동하는 본 발명의 제2OIS캐리어(140)의 상세 구성 및 관련 구성을 설명하도록 한다.

도 1 등을 참조하여 앞서 간략히 설명된 바와 같이 본 발명의 제2OIS캐리어(140)는 AF캐리어(130)에 탑재되는 구성으로서 제2OIS마그네트(M3)가 구비된다. 앞서 기술된 바와 같이 이 제2OIS마그네트(M3)와 대면하는 방향에 제2OIS코일(C3)이 구비된다.

도 8(a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 제2OIS코일(C3)에 적절한 크기와 방향의 전원이 인가되어 전자기력이 발생되면 이 전자기력을 구동력으로 제2OIS마그네트(M3)가 구비된 제2OIS캐리어(140)가 광축 및 제1방향 모두와 수직을 이루는 제2방향으로 선형 이동하게 된다.

실시형태에 따라서 제1OIS마그네트(M1)가 제2OIS캐리어(140)에 설치될 수 있다. 이 경우 제1OIS마그네트(M1)는 상기 제2OIS마그네트(M3)와 수직을 이루는 방향에 설치되는 것이 바람직하다.

이러한 실시형태의 경우, 제1OIS코일(C1)에 적절한 크기와 방향의 전원이 인가되면 이에 따른 전자기력이 제2AF캐리어(130)에 구비된 제1OIS마그네트(M1)에 작용하여 제2OIS캐리어(140)가 제1방향으로 선형 이동하며 이러한 제2OIS캐리어(140)의 선형 이동에 따라 제2OIS캐리어(140)에 탑재된 렌즈조립체(150)가 제1방향으로 선형 이동하게 된다.

상기 제2OIS캐리어(140)의 선형 이동이 더욱 유연하게 이루어지도록 상기 제2OIS캐리어(140)와 AF캐리어(130) 사이에는 제2OIS볼(B3)이 위치하도록 구성하는 것이 바람직하다. 즉, 본 발명의 제2OIS볼(B3)은 제1OIS볼(B1)이 구비되는 제1면(베이스(110)와 제1OIS캐리어(120) 사이)과 광축 모두에 수직한 평면인 제2면에 구비된다.

구체적으로, AF캐리어(130)의 바닥면(제2면)에는 상기 제2방향으로 연장 형성되는 제3가이드라인(133)이 구비되며, 이와 대응되는 위치의 제2OIS캐리어(140) 저면에는 제3홈부라인(141)이 형성된다. 이 경우 상기 제2OIS볼(B3)은 상기 제3가이드라인(133) 및 제3홈부라인(141) 사이에 위치한다.

도 9는 AF 및 OIS에 의한 각 방향별 이동 관계를 설명하는 도면이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1OIS캐리어(120)는 제1OIS마그네트(M1)에 구동력이 작용하는 경우 베이스(110)를 기준으로 제1방향(X축 방향)으로 이동한다.

본 발명의 제1OIS볼(B1)은 종래와는 달리 베이스(110)의 측면 내측과 제1OIS캐리어(120)의 측면 외측 사이에 배치되므로 이 구성을 통하여 본 발명의 제1OIS캐리어(120)는 베이스(110)의 측면을 따라 선형 이동하게 된다.

이와 같이 제1OIS캐리어(120)가 제1방향으로 이동하면, 제1OIS캐리어(120)에 순차적으로 탑재된 AF캐리어(130) 및 제2OIS캐리어(140) 또한, 함께 제1방향으로 이동하게 되므로 제2OIS캐리어(140)에 탑재된 렌즈조립체(150)가 제1방향(X축 방향)으로 이동하여 제1방향 성분의 손떨림이 보정된다.

본 발명의 AF캐리어(130)는 AF캐리어(130)에 구비된 AF마그네트(M2)에 구동력이 제공되면, AF캐리어(130)와 제1OIS캐리어(120) 사이에 위치하는 AF볼(B2)의 가이딩을 통하여 광축 방향(Z축 방향)으로 선형 이동한다.

이와 같이 AF캐리어(130)가 광축 방향으로 이동하면 AF캐리어(130)에 탑재된 제2OIS캐리어(140) 또한, 광축 방향으로 이동하게 되므로 제2OIS캐리어(140)에 탑재된 렌즈조립체(150)가 광축 방향으로 이동하여 AF가 구현된다.

본 발명의 제2OIS캐리어(140)는 AF캐리어(130)에 탑재되며, AF마그네트(M2)에 구동력이 제공되면 제2OIS캐리어(140)와 AF캐리어(130) 사이에 위치하는 제2OIS볼(B3)의 가이딩을 통하여 제2방향(X축 방향)으로 선형 이동한다.

제1OIS캐리어(120)의 제1방향 이동, AF캐리어(130)의 광축 방향 이동 및 제2OIS캐리어(140)의 제2방향 이동은 각각 별개의 프로세싱과 별개의 물리적 구조에 의하여 독립적으로 구동되므로 각 방향별 이동은 개별적으로 이루어질 수 있음은 물론, 상호 조합된 복수 개 방향(XY, XZ, YZ, XYZ 등)의 이동이 동시적으로 이루어질 수도 있음은 물론이다.

도 9에 도시된 바와 같이, AF볼(B2)은 제1OIS캐리어(120)와 AF캐리어(130) 사이에 위치하여 광축 방향(Z축 방향)으로 이동(구름/rolling)하여 AF캐리어(130)의 광축 방향 이동을 가이딩한다.

또한, 제1OIS볼(B1)은 AF볼(B2)과 같이 제1면에 배치되며 AF볼(B2)의 선형 이동(구름) 방향에 대해 수직한 제1방향(X축 방향)으로 선형 이동(구름)한다.

본 발명에 의한 제2OIS볼(B3)은 앞서 기술된 바와 같이 광축과 제1면에 수직한 면부인 AF캐리어(130)와 제2OIS캐리어(140) 사이(제2면)에 배치되어, 제2방향(Y축 방향)으로 선형 이동(구름)한다.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

상술된 본 발명의 설명에 있어 제1 및 제2 등과 같은 수식어는 상호 간의 구성요소를 상대적으로 구분하기 위하여 사용되는 도구적 개념의 용어일 뿐이므로, 특정의 순서, 우선순위 등을 나타내기 위하여 사용되는 용어가 아니라고 해석되어야 한다.

본 발명의 설명과 그에 대한 실시예의 도시를 위하여 첨부된 도면 등은 본 발명에 의한 기술 내용을 강조 내지 부각하기 위하여 다소 과장된 형태로 도시될 수 있으나, 앞서 기술된 내용과 도면에 도시된 사항 등을 고려하여 본 기술분야의 통상의 기술자 수준에서 다양한 형태의 변형 적용 예가 가능할 수 있음은 자명하다고 해석되어야 한다.

100 : 카메라용 액추에이터
110 : 베이스 110-1 : 메인 베이스(110-1)
110-2 : 가이드 베이스(110-2) 113 : 제1가이드라인
120 : 제1OIS캐리어 121 : 제1홈부라인
123 : 제2가이드라인 125 : 개방부
126 : 지지면
130 : AF캐리어 131 : 제2홈부라인
133 : 제3가이드라인 135 : 돌출부
140 : 제2OIS캐리어 141 : 제3홈부라인
150 : 렌즈조립체
160 : 메인요크 170 : 회로기판

Claims (13)

1. 내부 공간이 형성된 베이스;
   상기 베이스에 수용되며, 상기 베이스의 측면을 따라 광축 방향과 수직한 제1방향으로 선형 이동하는 제1OIS캐리어;
   상기 베이스의 측면 내측과 상기 제1OIS캐리어의 측면 외측 사이에 위치하는 제1OIS볼;
   상기 제1OIS캐리어에 탑재되며 AF마그네트가 구비되고, 상기 제1OIS캐리어를 기준으로 광축 “‡향으로 선형 이동하는 AF캐리어;
   상기 AF마그네트에 구동력을 제공하는 AF코일;
   상기 제1OIS캐리어의 측면 내측에 상기 광축방향으로 연장 형성된 제2가이드라인;
   상기 AF캐리어의 측면 외측에 상기 광축방향으로 연장 형성된 제2홈부라인; 및
   상기 제2가이드라인 및 제2홈부라인 사이에 위치하는 AF볼을 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라용 액추에이터.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 제1OIS캐리어에 구비되는 제1OIS마그네트; 및
   상기 제1OIS마그네트에 구동력을 제공하는 제1OIS코일을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라용 액추에이터.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 베이스의 측면 내측에 상기 제1방향으로 연장 형성된 제1가이드라인; 및
   상기 제1OIS캐리어의 측면 외측에 상기 제1방향으로 연장 형성된 제1홈부라인을 더 포함하고,
   상기 제1OIS볼은 상기 제1가이드라인 및 제1홈부라인 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 카메라용 액추에이터.
4. 삭제
5. 삭제
6. 제 1항에 있어서,
   상기 AF캐리어에 탑재되며 제2OIS마그네트가 구비되는 제2OIS캐리어;
   상기 제2OIS마그네트에 구동력을 제공하는 제2OIS코일;
   상기 AF캐리어의 바닥면과 상기 제2OIS캐리어의 저면 사이에 위치하는 제2OIS볼을 더 포함하고,
   상기 제2OIS캐리어는 상기 AF캐리어를 기준으로 상기 광축방향 및 제1방향에 모두 수직한 제2방향으로 선형 이동하는 것을 특징으로 하는 카메라용 액추에이터.
7. 제 6항에 있어서,
   상기 제2OIS캐리어의 면부 중 제2OIS마그네트와 수직을 이루는 면부 또는 상기 제1OIS캐리어에 구비되는 제1OIS마그네트; 및
   상기 제1OIS마그네트에 구동력을 제공하는 제1OIS코일을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라용 액추에이터.
8. 제 6항에 있어서,
   상기 AF캐리어의 바닥면에 상기 제2방향으로 연장 형성된 제3가이드라인;
   상기 제2OIS캐리어의 저면에 상기 제2방향으로 연장 형성된 제3홈부라인을 더 포함하고,
   상기 제2OIS볼은 상기 제3가이드라인 및 제3홈부라인 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 카메라용 액추에이터.
9. 제 1항에 있어서, 상기 AF볼은,
   상기 제1OIS캐리어의 측면 중 상기 제1OIS볼과 외측에서 대접하는 측면인 지지면의 내측에 대접하는 것을 특징으로 하는 카메라용 액추에이터.
10. 제 9항에 있어서, 상기 지지면은,
    상기 AF캐리어에 구비된 AF마그네트가 외부로 노출되도록 가운데 부분에 개방부가 형성되는 것을 특징으로 하는 카메라용 액추에이터.
11. 제 10항에 있어서, 상기 베이스는,
    상기 AF마그네트와 인력을 발생시키는 금속 재질의 메인요크가 구비되며,
    상기 AF볼이 개재된 상기 AF캐리어와 제1OIS캐리어 사이의 밀착력 및 상기 제1OIS볼이 개재된 상기 제1OIS캐리어와 상기 베이스 사이의 밀착력이 상기 AF마그네트와 메인요크 사이의 인력에 의하여 동시에 구현되는 것을 특징으로 하는 카메라용 액추에이터.
12. 내부 공간이 형성된 베이스;
    상기 베이스 내에 수용되는 제1OIS캐리어;
    상기 제1OIS캐리어에 수용되는 제2OIS캐리어;
    상기 제1OIS캐리어와 제2OIS캐리어 사이에 위치하는 AF캐리어;
    상기 제1OIS캐리어와 베이스 사이 중 광축과 평행한 제1면상에 위치하는 제1OIS볼; 및
    상기 제2OIS캐리어와 AF캐리어 사이 중 광축 및 상기 제1면에 수직한 제2면상에 위치하는 제2OIS볼을 포함하고,
    상기 제1OIS캐리어는 상기 제1면상에서 상기 AF캐리어와 제2OIS캐리어와 함께 광축과 수직한 제1방향으로 선형 이동하는 것을 특징으로 하는 카메라용 액추에이터.
13. 제 1항 내지 제 3항 및 제 6항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 기재된 카메라용 액추에이터를 포함하는 카메라 모듈.

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