KR102393262B1 - 카메라 액추에이터의 캐리어 및 이를 포함하는 카메라 모듈 - Google Patents

Abstract

카메라 액추에이터의 캐리어 및 이를 포함하는 카메라 모듈이 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따른 카메라 액추에이터의 캐리어는, 외면에 구동 마그네트가 실장된 캐리어부 및 캐리어부에 결합되며 복수의 탄성체와 자성체 재질의 지지구를 구비하는 댐퍼부를 포함하며, 상기 댐퍼부의 지지구와 일체로 구성되는 백요크가 상기 구동 마그네트와 대향되도록 캐리어부에 인서트되는 것을 특징으로 한다.

Description

카메라 액추에이터의 캐리어 및 이를 포함하는 카메라 모듈{Carrier of Camera actuator and Camera module containing the same}

본 발명은 카메라 액추에이터의 캐리어에 관한 것으로, 특히 카메라 모듈 내에서 복수의 광학렌즈를 포함하는 광학유닛을 특정 방향으로 이동시켜 줌(Zoom)이나 자동초점조절(Auto Focusing)을 구현하는 카메라 액추에이터의 캐리어 및 이를 포함하는 카메라 모듈에 관한 것이다.

모바일에 탑재되는 카메라 렌즈 모듈은, 사용자 요구에 의한 고화소 및 고기능 중심으로의 최근 트랜드에 부합하기 위해 줌(Zoom) 기능이나 자동초점조절(Auto Focusing) 기능과 같은 다양한 부가 기능을 갖춘 구조로 변화되고 있으며, 줌(Zoom) 기능이나 자동초점조절(Auto Focusing) 기능의 구현을 위해 카메라 모듈에는 액추에이터가 탑재된다.

줌이나 자동초점조절 기능의 구현을 위해 카메라 모듈에 탑재되는 액추에이터는 크게, 자기장과 전기장의 상호 작용 원리를 이용한 VCM(Voice Coil Motor) 타입과, 센서가 인식한 위치 값에 기초한 피드백 제어를 통해 렌즈 조립체의 승강 위치를 자동으로 조절하는 엔코딩 타입으로 분류될 수 있다. 이때 VCM과 엔코딩 타입은 제어의 관점에서 명확하게 구분될 수 잇다.

VCM 타입은 엔코딩 타입에 비해 비용 측면에서 유리하지만 구동 정밀도가 상대적으로 떨어지는 단점이 있다. 반면, 엔코딩 타입은 센서와 같은 부품이 요구됨에 따라 제작단가가 상승하는 등 비용 측면에서 불리한 단점은 있으나 센서를 통해 확인된 위치 값에 기반하여 작동되는 메카니즘을 가짐에 따라 구동 정밀도가 매우 높다는 장점이 있다.

하지만 자기장과 전기장의 상호 작용에 따라 발생하는 힘(로렌츠의 힘)을 이용하여 줌이나 자동초점조절을 구현한다는 측면에서 VCM 타입이나 엔코딩 타입의 기본적인 작동 메커니즘은 동일하고 기본 구성도 큰 차이는 없다. 종래 VCM 타입이나 엔코딩 타입의 카메라 액추에이터는 일반적으로 마그네트를 실장한 가동파트와 코일을 구성한 고정파트로 구성될 수 있다.

이와 같은 카메라 액추에이터는, 외부에서 인가된 전류로부터 코일이 발생시키는 전기장과 마그네트의 자기상 사이의 상호 작용에 의해 상기 고정파트에 대하여 가동파트가 광축 방향으로 상대운동을 하고, 고정파트에 대한 가동파트의 상대운동으로 이미지 센서에 대한 가동파트의 이격 거리가 조정됨으로써 줌 또는 자동초점조절 기능이 구현된다.

도 1은 종래 엔코딩 타입 카메라 액추에이터의 일부인 상기 가동파트를 분해 도시한 사시도이다.

도 1을 참조하면, 가동파트(100)는 광학유닛(110) 및 상기 광학유닛(110)이 결합되며 일 측면에 마그네트 실장부(125)가 형성된 캐리어(120)를 포함한다. 광학유닛(110)은 복수의 광학 렌즈들로 구성된 렌즈 군과 이를 실장하는 렌즈 배럴을 포함하며, 캐리어(120)의 중앙에는 상기 광학유닛(110)이 결합될 수 있도록 광축 방향으로 개구(홀, 부호 생략)가 형성된다. 그리고 마그네트 실장부(125)에는 구동용 마그네트(130)가 실장된다.

경우에 따라 캐리어(120)의 상기 마그네트 실장부(125)에는, 구동용 마그네트(130)와 함께 백요크(140)가 실장될 수도 있다. 이때 백요크(140)의 주된 역할은 고정파트의 코일(미도시)이 발생시킨 전기장을 구동용 마그네트(130) 측에 집속시키는 것으로, 백요크(140)가 먼저 마그네트 실장부(125)에 실장되고, 백요크(140)를 덮는 구조로 상기 구동용 마그네트(130)가 마그네트 실장부(125)에 실장된다.

구동용 마그네트(130) 단독 또는 구동용 마그네트(130)와 함께 백요크(140)를 상기 마그네트 실장부(125)에 실장시킴에 있어서는 접착제를 통한 접착 방식이 주로 사용된다. 이때 접착제로는 에폭시(Epoxy)와 같은 열경화성 수지 또는 폴리에스터 아크릴레이트(Polyester-Acrylate) 수지계와 같은 UV(Ultraviolet ray)가 조사되면 경화되는 성질을 갖는 UV 경화성 수지 등이 사용될 수 있다.

그러나 이처럼 마그네트 단독 또는 구동용 마그네트와 요크를 상기 마그네트 실장부에 단순히 접착시킨 종래 구성은, 점점 더 성능 높은 카메라를 원하는 시장의 요구에 따라 광학유닛의 중량이 증가될 수 밖에 없는 최근의 추세에서, 광학유닛의 중량이 증가된 만큼 낙하 충격 시 캐리어에 전가되는 충격량이 커져 마그네트가 쉽게 탈락되는 내구성 문제가 지적되고 있다.

한국등록특허 제10-1978946호(공고일 2019.05.15)

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 고화소 및 고배율의 광학 줌을 필요로 하는 시장의 요구에 맞춰 광학유닛의 중량을 증가시킬 경우 우려되는 종래 내구성 문제(낙하 충격 시 캐리어부로부터 마그네트가 탈락되는 문제)를 명확하게 해소할 수 있는 카메라 액추에이터의 캐리어 및 이를 포함하는 카메라 모듈을 제공하고자 하는 것이다.

과제의 해결 수단으로서 본 발명의 일 측면에 따르면,

외면에 구동 마그네트가 실장된 캐리어부; 및

상기 캐리어부에 결합되며 복수의 탄성체와 자성체 재질의 지지구를 구비하는 댐퍼부;를 포함하며,

상기 댐퍼부의 지지구와 일체로 구성되는 백요크가 상기 구동 마그네트와 대향되도록 캐리어부에 인서트되는 카메라 액추에이터의 캐리어를 제공한다.

여기서, 상기 구동 마그네트가 실장되는 캐리어의 외면에 요입부가 형성되고, 상기 지지구와 일체로 구성되는 상기 백요크가 상기 요입부에 인서트되는 구성일 수 있다.

그리고, 상기 캐리어부는 광학유닛이 결합되는 중앙 개구 주변에 적어도 둘 이상의 관통홀을 구비하며, 상기 댐퍼부의 탄성체가 상기 관통홀에 결합되어 상기 캐리어부의 상부와 하부로 돌출될 수 있다.

바람직하게는, 상기 캐리어부의 모서리 영역 각각에 관통홀이 하나씩 형성되고, 상기 관통홀 각각에 하나씩 매칭되어 결합되도록 상기 탄성체가 구성될 수 있다.

또한, 상기 지지구는 사각의 링 모양 또는 환형의 판상체로서 상기 중앙 개구 주변의 상기 캐리어부 상면에 안착 고정되며, 상기 지지구의 정해진 위치에 상기 탄성체가 인서트 성형을 통해 일체형으로 부착될 수 있다.

이때, 지지구와 캐리어부의 결합을 위하여 상기 캐리어부의 외면에 적어 하나 이상의 결속용 후크가 돌출 형성되고, 상기 결속용 후크 각각에 대응되도록 상기 지지구에는 결속편이 형성될 수 있다.

또한, 상기 캐리어부의 외면에 위치 센싱용 보조 마그네트가 더 실장되며, 상기 댐퍼부의 탄성제 지지구와 일체로 구성되는 보조 백요크가 상기 보조 마그네트와 대향되도록 캐리어부에 인서트될 수 있다.

이때, 상기 보조 마그네트가 실장되는 캐리어의 외면에 보조 요입부가 형성되고, 상기 지지구와 일체로 구성되는 상기 보조 백요크가 상기 보조 요입부에 인서트될 수 있다.

바람직하게, 상기 구동 마그네트가 실장되는 캐리어의 마그네트 실장부는 상단이 개방된 개방형 구조로 형성되고, 상기 구동 마그네트의 일부와 맞닿도록 상기 마그네트 실장부 상단의 개방된 부분을 상기 지지구의 일부가 복개하도록 구성될 수 있다.

과제의 해결 수단으로서 본 발명의 다른 측면에 따르면,

광학유닛을 탑재하며 외면에 구동 마그네트가 실장된 상기 일 측면에 따른 캐리어를 구비하는 가동파트;

상기 구동 마그네트와 함께 하나의 자기회로를 구성하도록 상기 구동 마그네트와 대면 배치되는 코일과 인력 발생을 위해 상기 구동 마그네트와 대응되도록 배치되는 요크부를 포함하는 고정파트; 및

상기 고정파트에 대한 가동파트의 광축 방향 구동을 위해 상기 가동파트와 고정파트 사이에 개재되는 복수의 볼 부재;를 포함하는 카메라 모듈을 제공한다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 구동 마그네트가 마그네트 실장부에 접착제만으로 고정되는 것이 아니라, 접착제에 의한 접착력과, 댐퍼부와 부분적인 접촉(면접촉)에 따른 구속력, 그리고 댐퍼부에 일체형으로 구성되는 백요크와의 인력(引力)이 복합적으로 작용하여 구동 마그네트를 구속하기 때문에 구동 마그네트의 탈락이 확실하게 방지될 수 있다.

결과적으로, 고화소 및 고배율화에 따른 광학유닛의 중량 증가로 인하여 발생되는 종래의 내구성 문제에 확실하게 대응할 수 있다.

도 1은 종래 엔코딩 타입 카메라 액추에이터의 일부인 가동파트(캐리어)를 분해 도시한 사시도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 카메라 액추에이터 캐리어의 분해 사시도.
도 3는 도 2에 도시된 캐리어의 부분 분해 사시도.
도 4는 도 3에 도시된 캐리어의 결합 사시도.
도 5는 도 4의 캐리어를 A-A선 방향에서 바라본 단면도.
도 6은 도 4의 캐리어를 B-B선 방향에서 바라본 단면도.
도 7은 도 4의 캐리어를 C-C선 방향에서 바라본 단면도.
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 카메라 액추에이터 캐리어의 부분 분해 사시도.
도 9는 도 8에 도시된 캐리어의 결합 사시도.
도 10은 도 2 내지 도 9의 캐리어를 포함하는 카메라 모듈의 분해 사시도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 명세서에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

더하여, 명세서에 기재된 "…부", "…유닛", "…모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

이후 설명될 실시 예는 "휴대 가능한 사용자 기기"의 "카메라"에 적용되는 것으로, 휴대 단말기는 휴대 가능한 사용자 기기를 지칭한다. 그러나 이는 단지 일반적인 용어이며, 본 실시 예는 이동 전화기, 손바닥 크기(palm sized) 개인용 컴퓨터(PC), 개인용 통신 시스템(PCS: Personal Communication System), 개인용 디지털 어시스턴트(PDA: Personal Digital Assistant), 휴대용 PC(HPC: Hand-held PC), 스마트 폰(smart phone), 무선 LAN(Local Area Network) 단말기, 랩탑 컴퓨터, 넷북(netbook), 태블릿 피씨(tablet personal computer), 모바일 외 게임기, VR 기기(Virtual Reality), 차량 등 중 다양한 기기 또는 분야에 적용 가능함을 밝혀 둔다.

따라서 "휴대 가능한 사용자 기기"라는 용어를 이용하는 것은 본 실시 예의 적용을 특정 유형의 장치로 한정하는데 이용되어서는 안 된다.

첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일한 구성 요소에 대해서는 동일도면 참조부호를 부여하기로 하며 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 액추에이터 캐리어의 분해 사시도이며, 도 3은 도 2에 도시된 캐리어의 부분 분해 사시도이다. 그리고 도 4는 도 3에 도시된 캐리어의 결합 사시도이다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 액추에이터의 캐리어(1)는, 전술한 휴대 가능한 사용자 기기에 실장되는 카메라를 구성하는 많은 부품 중 줌 및 자동초점조절(Auto Focusing)을 구현함에 필요한 핵심 부품 중 하나이다. 이와 같은 카메라 액추에이터의 캐리어(1)는 광학유닛을 탑재하며 하우징과 베이스로 구성된 케이스 내에 광축 방향으로 이동 가능하게 배치된다.

도면을 참조하여 좀 더 구체적으로 살펴보기로 한다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 액추에이터의 캐리어(1)는, 광학유닛을 탑재하는 캐리어부(10)를 포함한다. 또한 캐리어부(10)에 실장되는 구동 마그네트(20) 및 캐리어부(10)에 결합되는 댐퍼부(30)를 구비한다.

캐리어부(10)의 외면, 바람직하게 일 측면에는 소정의 크기로 마그네트 실장부(14)가 형성되며, 상기 구동 마그네트(20)가 상기 마그네트 실장부(14)에 대응되는 크기로 형성된다.

캐리어부(10)의 중앙에는 소정의 크기(광학유닛의 외형에 대응되는 크기)로 개구(12)가 형성되며, 개구(12)에 광학유닛(미도시)이 결합됨으로써 카메라 모듈의 가동파트를 구성하게 된다.

이러한 가동파트는 구동 명령에 따라 고정파트에 대하여 광축 방향으로 상대운동을 하고, 그러한 움직임에 의해 이미지 센서에 대한 가동파트의 이격 거리가 조절됨으로써 줌이나 자동초점조절이 구현된다.

참고로, 캐리어부(10) 중앙의 상기 개구(12)에 탑재되는 상기 광학유닛은, 렌즈배럴 및 렌즈배럴에 수용되는 복수의 렌즈들로 구성된 렌즈 군들로 구성될 수 있으며, 이때 렌즈 각각은 동일하거나 상이한 초점 거리, 굴절률 등의 광학적 특성을 가질 수 있다.

캐리어부(10)는 도면(도 2 내지 도 4)의 예시와 같이, 전체적인 형상이 육면체이며, 중앙에 소정의 크기로 개구(12, 광학유닛이 결합되는 구멍)가 형성된 구성일 수 있다. 물론, 카메라의 형상이나 사양에 따라서는 외면부 형상이 원기둥 모양이 될 수도 있고 평면에서 봤을 때의 모양이 사각이 아닌 삼각 이상 다각형일 수도 있으므로 예시된 형상에 국한되는 것은 아니다.

캐리어부(10)의 상기 중앙 개구(12) 주변에는 적어도 둘 이상의 관통홀(13)이 형성되며, 댐퍼부(30)를 구성하는 후술하게 될 탄성체(32)가 상기 관통홀(13)에 결합되어 상기 캐리어부(10)의 상부와 하부로 돌출될 수 있다.

바람직하게는, 상기 관통홀(13)은 캐리어부(10)의 모서리 영역 각각에 하나씩 형성될 수 있으며, 이처럼 형성된 관통홀(13) 각각에 하나씩 매칭되어 결합되도록 상기 탄성체(32)가 구성될 수 있다.

캐리어부(10)의 일 측면에 형성된 상기 마그네트 실장부(14)에는 구동 마그네트(20)가 실장된다. 구동 마그네트(20)는 고정파트의 구동 코일과 서로 마주하도록 배치되며, 코일에 전원 인가 시 서로 마주하도록 배치되는 상기 구동 마그네트(20)와 코일의 상호 작용으로 캐리어부(10)를 광축 방향으로 이동시키는 구동력(Drive force)이 발생되며, 이에 따라 줌 및 자동초점조절이 구현된다.

줌 및 자동초점조절을 위한 구동력을 발생시키는 구성요소인 상기 구동 마그네트(20)는 상기 마그네트 실장부(14)의 실장면(140)에 접착제로 고정된다. 이때 접착제로는 에폭시(Epoxy)와 같은 열경화성 수지 또는 폴리에스터 아크릴레이트(Polyester-Acrylate) 수지계와 같은 UV(Ultraviolet ray)가 조사되면 경화되는 성질을 갖는 UV 경화성 수지 등이 사용될 수 있다.

물론, 구동 마그네트(20)가 마그네트 실장부(14)에 접착제만으로 고정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시 예에 따른 카메라 액추에이터의 캐리어(1)에서는, 접착제에 의한 접착력에 더하여, 후술하게 될 댐퍼부(30)와 부분적인 접촉(면접촉)에 따른 구속력과 댐퍼부(30)에 일체형으로 구성되는 백요크(34)와의 인력(引力)이 더 부가됨으로써 구동 마그네트(20)는 상기 마그네트 실장부(14)에 견고하게 고정될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 캐리어(1)를 구성하는 주요 구성 중 하나인 상기 댐퍼부(30)는 전술한 캐리어부(10)에 결합된다. 이러한 댐퍼부(30)는 외부 충격 등에 의해 캐리어부(10)가 정해진 스트로크 범위를 벗어나 광축 방향(도면상 상하 방향)으로 과도하게 움직여 이웃하는 고정파트, 예컨대 전술한 하우징이나 베이스에 충돌할 때, 그 충격을 흡수/완화해주는 역할을 주요하게 수행한다.

본 실시 예에 적용된 댐퍼부(30)는 도면(도 2 내지 도 4)의 예시와 같이, 복수의 탄성체(32) 및 복수의 탄성체(32)를 동시에 지지하는 SUS와 같은 자성체 재질의 하나의 지지구(38)를 포함한다. 탄성체(32)는 연질의 천연고무나 합성수지 고무 또는 실리콘 등으로 구성될 수 있으며, 지지구(38)는 사각의 링 모양 또는 환형의 얇은 판상체 형태로 구성될 수 있다.

자성체 재질의 상기 지지구(38)는, 전술한 개구(12, 광학유닛이 결합되는 구멍) 주변의 상기 캐리어부(10) 상면에 밀착되는 구조로 캐리어부(10)에 고정될 수 있으며, 이러한 지지구(38)의 정해진 위치(전술한 캐리어부(10)의 관통홀(13)에 하나씩 매칭되어 결합될 수 있는 위치)에 상기 복수의 탄성체(32)가 인서트 성형을 통해 일체형으로 구비될 수 있다.

도 2 내지 도 4에서 도면부호 19와 39는 상기 지지구(38)가 캐리어부(10)에 결합된 상태로 임의 분리되지 않도록 견고하게 결속시켜 주는 수단으로서, 지지구(38)와 캐리어부(10)의 결합을 위하여 상기 캐리어부(10)의 외면에 적어 하나 이상의 결속용 후크(19)가 돌출 형성되고, 상기 결속용 후크(19) 각각에 대응되도록 상기 지지구(38)에는 결속편(39)이 형성될 수 있다.

이처럼 두 구성요소(캐리어부와 지지구) 간 견고한 결속을 위한 수단으로 기능하는 상기 결속용 후크(19)와 결속편(39)은, 도면(도 2 내지 도 4)의 예시와 같이, 캐리어부(10)의 여러 측면 중 마그네트 실장부(14)가 형성된 측면을 제외한 모든 측면에 하나씩 배치되어 견고한 결속력을 발생시키도록 구성됨이 바람직하지만, 그 개수나 위치가 예시된 개수나 위치로 국한되는 것은 아니다.

도 5는 캐리어부의 관통홀에 탄성체가 결합된 부분을 절개 도시한 절단면도로서, 도 4의 캐리어를 A-A선 방향에서 바라본 단면도이다.

도 5의 도시와 같이, 탄성체(32)는 전술한 캐리어부(10)의 상기 관통홀(13)에 결합되어 상기 캐리어부(10)의 상부와 하부로 일정 높이 돌출될 수 있다. 이에 따라 캐리어부(10)가 정해진 스트로크 범위를 벗어나 광축 방향(도면상 상하 방향)으로 과도하게 움직이는 경우, 고정파트(예컨대 전술한 하우징이나 베이스)와의 충돌로 인한 충격이 흡수/완화될 수 있다.

도 6은 도 4에 도시된 캐리어를 B-B선 방향에서 바라본 단면도이다.

도 6 및 앞선 도 2 내지 도 4의 도시와 같이, 지지구(38)에는 백요크(34)가 일체형으로 구비된다. 백요크(34)는, 상기 지지구(38)의 일 측 모서리 또는 가장자리에서 일체형으로 연장되되, 지지구(38)의 상면에 대해 아래 쪽으로 90도 절곡된 구성일 수 있으며, 마그네트 실장부(14)의 실장면(140) 일부에 형성되는 요입부(16)에 인서트되는 구조로 상기 캐리어부(10)에 결합될 수 있다.

한편, 도 7은 도 4에 도시된 캐리어를 C-C선 방향에서 바라본 단면도로서, 도 7 및 앞선 도 2 내지 도 4의 도시와 같이, 전술한 마그네트 실장부(14)는 상단이 개방된 개방형 구조로 형성될 수 있으며, 여기에 실장되는 상기 구동 마그네트(20)의 일부(상면)와 맞닿도록 상기 마그네트 실장부(14) 상단의 개방된 부분을 상기 지지구(38)의 일부가 복개할 수 있다.

이와 같은 구성에 따르면, 마그네트 실장부(14)에 실장된 구동 마그네트(20)에 접착제에 의한 마그네트 실장부(14)의 실장면(140)과의 접착력과, 백요크(34)와 상호 작용에 의한 인력(引力)과, 상기 지지구(38)의 기구적인 구속력이 작용함으로써, 구동 마그네트(20)는 상기 마그네트 실장부(14)에 견고하게 고정될 수 있으며, 이로 인해 낙하 충격 등에 의한 마그네트의 탈락 문제가 확실하게 해소될 수 있다.

도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 카메라 액추에이터 캐리어의 부분 분해 사시도이며, 도 9는 도 8에 도시된 캐리어의 결합 사시도이다.

도 8 및 도 9에 도시된 본 발명의 다른 실시 예에 따른 카메라 액추에이터의 캐리어(1)는, 전술한 일 실시 예의 구성에서 마그네트 실장부(14)의 인접 측부에 보조 마그네트 실장부(17)가 더 형성되고, 여기에 보조 마그네트(22)가 더 부착되는 점을 제외하고는 전술한 일 실시 예의 구성과 동일하다. 따라서 이하에서는 앞선 구성과 동일한 구성에 대한 중복된 설명은 생략한다.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 카메라 액추에이터의 캐리어(1)는, 캐리어부(10)에 형성된 마그네트 실장부(14)의 인접 측부에 형성되는 보조 마그네트 실장부(17)를 포함한다. 이때 보조 마그네트 실장부(17)는 도면(도 7 및 도 8)의 예시와 같이, 마그네트 실장부(14)외 소정의 간격을 두고 마그네트 실장부(14)보다 작은 크기로 형성될 수 있다.

보조 마그네트 실장부(17)의 실장면(170)에는 상기 보조 마그네트 실장부(17)보다 작은 크기로 보조 요입부(18)가 캐리어부(10) 내측을 향하도록 소정 깊이 함몰되게 구성되며, 상기 보조 요입부(18)에는 상기 댐퍼부(30)의 지지구(38)에서 일체형으로 연장되는 보조 백요크(36)가 인서트될 수 있다. 바람직하게, 보조 백요크(36)는, 지지구(38)의 상면에 대해 아래 쪽으로 90도 절곡된 구성일 수 있다.

보조 백요크(36)가 보조 요입부(18)에 인서트 된 상태에서 상기 보조 마그네트 실장부(17)에는 보조 마그네트(22)가 실장된다. 이때 보조 마그네트(22)는 전술한 구동 마그네트(20)와 같이 캐리어(1)를 광축 방향으로 이동시키는 위한 구동력(Drive force)을 발생시키는데 관여하는 것이 아닌, 캐리어(1)가 광축 방향으로 움직일 때 실시간으로 그 위치를 감지하기 위한 위치 센싱용일 수 있다.

이처럼 구동 마그네트(20)와 별도로 위치 센싱용 보조 마그네트(22)가 결합된 구성의 경우에는, 카메라 액추에이터의 고정파트에 상기 보조 마그네트(22)와 대면하도록 홀 센서(Hall sensor)가 구성될 수 있다. 이 경우 홀 센서가 인식한 보조 마그네트(22)의 위치 데이터를 기반으로 캐리어(1)의 광축 방향 위치를 실시간으로 파악해 피드백(Feed Back) 제어할 수 있어 제어 정밀도가 높아지게 된다.

마그네트 단독 또는 구동용 마그네트와 요크를 상기 마그네트 실장부에 단순히 접착시킨 종래의 구성은, 점점 더 성능 높은 카메라를 원하는 시장의 요구에 따라 광학유닛의 중량이 증가될 수 밖에 없는 최근의 추세에서, 광학유닛의 중량이 증가된 만큼 낙하 충격 시 캐리어에 전가되는 충격량이 커져 마그네트가 쉽게 탈락되는 등 내구성이 떨어지는 문제가 있다.

반면, 본 발명의 실시 예에 따르면, 구동 마그네트가 마그네트 실장부에 접착제만으로 고정되는 것이 아니라, 접착제에 의한 접착력과, 댐퍼부와 부분적인 접촉(면접촉)에 따른 구속력, 그리고 댐퍼부에 일체형으로 구성되는 백요크와의 인력(引力)이 복합적으로 작용하여 구동 마그네트를 구속하기 때문에 구동 마그네트의 탈락이 확실하게 방지될 수 있다.

결과적으로, 고화소 및 고배율화에 따른 광학유닛의 중량 증가로 인하여 발생되는 종래의 내구성 문제에 확실하게 대응할 수 있다.

도 10은 전술한 일 측면에 따른 캐리어를 포함하는 카메라 모듈의 분해 사시도이다.

도 10을 참조하면, 본 발명의 다른 측면에 따른 카메라 모듈(CM)은 크게, 가동파트(3)와 고정파트(4), 그리고 상기 가동파트(3)와 고정파트(4) 사이에 개재되는 복수의 볼 부재(5)를 포함한다. 여기서 고정파트(4)와 가동파트(3)는 서로 상대적인 개념으로서, 고정파트(4)는 상기 가동파트(3)에 대해 고정되는 부분을 의미하고, 상기 가동파트(3)는 고정파트(4)에 대해서 광축 방향으로 변위되는 부분을 의미한다.

가동파트(3)는 캐리어(1) 및 광학유닛(2)을 포함한다. 캐리어(1)는 외면에 구동 마그네트(20)가 실장된 전술한 일 측면에 따른 캐리어(1)일 수 있으며, 이러한 캐리어(1) 중앙의 개구(12)에 상기 광학유닛(2)이 탑재된다. 광학유닛(2)은 렌즈배럴 및 렌즈배럴에 수용되는 복수의 렌즈들로 구성된 렌즈 군들로 구성될 수 있는데, 이때 렌즈 각각은 동일하거나 상이한 초점 거리, 굴절률 등의 광학적 특성을 가질 수 있다.

이러한 가동파트(3)는 상기 고정파트(4)에 수용된다. 바람직하게는, 고정파트(4) 내에서 광축 방향을 따라 병진 운동을 할 수 있도록 고정파트(4)에 수용될 수 있다. 고정파트(4)에는 상기 구동 마그네트(20)와 대응되는 코일(40)을 포함하며, 상기 구동 마그네트(20)와 인력 발생시켜 전원 미인가 상태에서 정해진 광축 방향 중립 위치에 가동파트(3)가 정렬될 수 있도록 기능하는 요크부(42)를 포함한다.

코일(40)은 상기 구동 마그네트(20)와 소정의 간격을 두고 대면하도록 고정파트(4)에 배치될 수 있으며, 요크부(42)는 상기 코일(40)의 후방에서 상기 구동 마그네트(20)와 대향되도록 배치될 수 있다. 이때 서로 대면되는 상기 구동 마그네트(20)와 코일(40)에 의해 하나의 자기회로가 구성되며, 이러한 자기회로가 발생시킨 구동력으로 상기 가동파트(3)가 고정파트(4)에 대해 광축 방향으로 구동될 수 있다.

코일(40)은 상기 고정파트(4)의 일측 개구부에 배치되는 기판부(41)에 전기적으로 실장될 수 있으며, 상기 기판부(41)가 코일(40)에 전원 인가 시 상기 코일(40)이 발생시킨 전기장과 구동 마그네트(20)의 자기장 간 상호 작용으로 상기 구동력이 발생됨으로써, 가동파트(3)가 상기 고정파트(4)에 대해 광축 방향으로 구동되며, 그 결과 줌(Zoom) 또는 자동초점조절(Auto Focus)이 구현된다.

기판부(41)에는 코일(40)과 함께 앞서 언급한 홀 센서(HS)가 실장될 수 있다. 홀 센서(HS)는 홀효과(Hall effect)를 이용하여 상기 구동 마그네트(20) 또는 보조 마그네트의 위치를 감지하고, 미도시된 드라이브 칩이 상기 홀 센서(HS)의 감지 정보에 기초하여 가동파트(3)의 광축 방향 위치를 인식하고, 이를 바탕으로 코일(40)에 공급될 전원의 크기와 방향을 실시간 결정한다.

즉 가동파트(3)의 광축 방향 위치를 홀 센서(HS)가 출력하는 신호로부터 상기 드라이브 칩이 인식하고, 인식된 위치 정보를 바탕으로 코일(40)에 인가되는 전원의 크기와 방향을 포함하는 제어값이 결정되며, 그 결정된 제어값으로 가동파트(3)의 광축 방향 위치를 피드백(Feed Back) 제어함으로써 줌 및 자동초점 기능이 구현되는 것이다.

가동파트(3)와 상기 고정파트(4) 사이에는 복수의 볼 부재(5)가 개재될 수 있다. 이러한 볼 부재(5)들은 상기 자기회로가 발생시킨 구동력으로 가동파트(3)가 상대적 고정체인 상기 고정파트(4)에 대해 광축 방향으로 구동될 때, 가동파트(3)와 고정파트(4) 사이에서 구름운동을 하면서 그 광축 방향 움직임이 부드럽고 안정적으로 이루어질 수 있도록 가이드한다.

가동파트(3)에 대한 고정파트(4)의 광축 방향 구동 시 상기 볼 부재(5)들이 이탈 없이 정해진 구간 안에서 구름 운동할 수 있도록 가동파트(3)와 고정파트(4) 각각에는, 서로 대면되도록 쌍을 이루는 적어도 두 쌍 이상의 볼 레일(50, 52)이 형성될 수 있다. 이때 볼 레일(50, 52) 각각은 고정파트(4)에 대해 가동파트(3)가 구동되는 방향, 즉 광축 방향에 대해 소정의 길이로 형성될 수 있다.

이와 같은 구성의 본 발명의 다른 측면에 따른 카메라 모듈은, 기판부(41)로부터 코일(40)에 인가된 전원에 의한 상기 코일(40)과 구동 마그네트(20)의 자기장 간 상호 작용으로 구동력이 발생되면, 가동파트(3)가 상기 고정파트(4)에 대해 광축 방향으로 구동되고, 이에 따라 광학유닛(2)과 고정파트(4) 하부의 이미지 센서부(도시 생략) 간 이격 거리가 변화됨으로써 줌(Zoom) 또는 자동초점조절(Auto Focus)이 구현되는 것이다.

이상의 본 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시 예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

1 : 캐리어 2 : 광학유닛
3 : 가동파트 4 : 고정파트
5 : 볼 부재 10 : 캐리어부
12 : 개구 13 : 관통홀
14 : 마그네트 실장부 16 : 요입부
17 : 보조 마그네트 실장부 18 : 보조 요입부
19 : 후크 20 : 구동 마그네트
22 : 보조 마그네트 30 : 댐퍼부
32 : 탄성체 34 : 백요크
36 : 보조 백요크 38 : 지지구
39 : 결속편 40 : 코일
41 : 기판부 42 : 요크부
50, 52 : 볼 레일

Claims (10)

1. 외면의 마그네트 실장부에 구동 마그네트가 실장된 캐리어부; 및
   상기 캐리어부에 결합되며 복수의 탄성체와 자성체 재질의 지지구를 구비하는 댐퍼부;를 포함하며,
   상기 댐퍼부의 지지구에 백요크가 일체로 구성되고,
   상기 지지구에 일체로 구성되는 상기 백요크가 상기 구동 마그네트와 대향되도록 캐리어부의 상기 마그네트 실장부에 인서트되는 카메라 액추에이터의 캐리어.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 구동 마그네트가 실장되는 캐리어의 외면에 요입부가 형성되고,
   상기 지지구와 일체로 구성되는 상기 백요크가 상기 요입부에 인서트되는 카메라 액추에이터의 캐리어.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 캐리어부는 광학유닛이 결합되는 중앙 개구 주변에 적어도 둘 이상의 관통홀을 구비하며,
   상기 댐퍼부의 탄성체가 상기 관통홀에 결합되어 상기 캐리어부의 상부와 하부로 돌출되는 카메라 액추에이터의 캐리어.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 캐리어부의 모서리 영역 각각에 관통홀이 하나씩 형성되고,
   상기 관통홀 각각에 하나씩 매칭되어 결합되도록 상기 탄성체가 구성되는 카메라 액추에이터의 캐리어.
   
5. 제 3 항에 있어서,
   상기 지지구는 사각의 링 모양 또는 환형의 판상체로서 상기 중앙 개구 주변의 상기 캐리어부 상면에 안착 고정되며,
   상기 지지구의 정해진 위치에 상기 탄성체가 인서트 성형을 통해 일체형으로 부착되는 카메라 액추에이터의 캐리어.
   
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 캐리어부의 외면에 적어 하나 이상의 결속용 후크가 돌출 형성되고,
   상기 결속용 후크 각각에 대응되도록 상기 지지구에는 결속편이 형성된 카메라 액추에이터의 캐리어.
   
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 캐리어부의 외면에 위치 센싱용 보조 마그네트가 더 실장되며,
   상기 댐퍼부의 탄성제 지지구와 일체로 구성되는 보조 백요크가 상기 보조 마그네트와 대향되도록 캐리어부에 인서트되는 카메라 액추에이터의 캐리어.
   
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 보조 마그네트가 실장되는 캐리어의 외면에 보조 요입부가 형성되고,
   상기 지지구와 일체로 구성되는 상기 보조 백요크가 상기 보조 요입부에 인서트되는 카메라 액추에이터의 캐리어.
   
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 구동 마그네트가 실장되는 캐리어의 마그네트 실장부는 상단이 개방된 개방형 구조로 형성되고,
   상기 구동 마그네트의 일부와 맞닿도록 상기 마그네트 실장부 상단의 개방된 부분을 상기 지지구의 일부가 복개하는 카메라 액추에이터의 캐리어.
   
10. 광학유닛을 탑재하며 외면에 구동 마그네트가 실장된 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 하나의 항에 기재된 캐리어를 구비하는 가동파트;
    상기 구동 마그네트와 함께 하나의 자기회로를 구성하도록 상기 구동 마그네트와 대면 배치되는 코일과 인력 발생을 위해 상기 구동 마그네트와 대응되도록 배치되는 요크부를 포함하는 고정파트; 및
    상기 고정파트에 대한 가동파트의 광축 방향 구동을 위해 상기 가동파트와 고정파트 사이에 개재되는 복수의 볼 부재;를 포함하는 카메라 모듈.

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