KR200460569Y1 - Auto focus lens module with piezoelectric actuator - Google Patents

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Abstract

압전 액추에이터를 구비한 본 고안에 따른 자동초점렌즈모듈은 압전 액추에이터, 접선 추력 요소(tangent thrust element), 슬라이딩 픽스쳐(sliding fixture), 금속 부재, 안내 픽스쳐(guiding fixture) 및 렌즈 배럴을 포함한다. 상기 렌즈 배럴의 외측 에지를 따라 상기 접선 추력 요소로부터 생성된 접선 방향의 추력에 의해, 상기 렌즈 배럴과 상기 압전 액추에이터 사이에 마찰이 생기게 된다. 상기 압전 액추에이터에 전압이 인가되면, 상기 렌즈 배럴은 상기 압전 액추에이터에 의해 구동되어, 초점조정을 위해 상기 안내 픽스쳐의 안내하에 광학축을 따라 이동하도록 구동된다. 보다 적은 구성요소들, 소형 크기 및 경량으로 인하여, 본 고안은 빠른 움직임, 안정적인 초점조정 및 감소된 틸팅(tilting)이라는 효과들을 달성하도록, 자동초점렌즈모듈을 소형화하는데 적용될 수 있다.The autofocus lens module according to the present invention having a piezoelectric actuator includes a piezoelectric actuator, a tangent thrust element, a sliding fixture, a metal member, a guiding fixture, and a lens barrel. The tangential thrust generated from the tangential thrust element along the outer edge of the lens barrel creates friction between the lens barrel and the piezoelectric actuator. When a voltage is applied to the piezoelectric actuator, the lens barrel is driven by the piezoelectric actuator and driven to move along the optical axis under the guidance of the guide fixture for focus adjustment. Due to the smaller components, small size and light weight, the present invention can be applied to miniaturizing the autofocus lens module to achieve the effects of fast movement, stable focusing and reduced tilting.

Description

압전 액추에이터를 구비한 자동초점렌즈모듈{AUTO FOCUS LENS MODULE WITH PIEZOELECTRIC ACTUATOR}AUTO FOCUS LENS MODULE WITH PIEZOELECTRIC ACTUATOR}

본 고안은 압전 액추에이터(piezoelectric actuator)를 구비한 자동초점렌즈모듈에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 광학렌즈세트를 구동하기 위한 압전 액추에이터를 구비한 자동초점렌즈모듈에 관한 것이다.The present invention relates to an autofocus lens module having a piezoelectric actuator, and more particularly, to an autofocus lens module having a piezoelectric actuator for driving an optical lens set.

디지털 카메라들 또는 휴대폰 카메라들은 자동초점조정 및/또는 줌인(zoom in)/줌아웃(zoom out)을 달성하기 위해, 광학렌즈세트가 광학축을 따라 이동하도록 상기 광학렌즈세트를 구동시키는 렌즈 모듈을 포함한다. 광학렌즈세트의 이동 방식들 중 하나는 VCM(Voice Coil Motor)에 의한 것이다. 광학렌즈세트가 광학축을 따라 이동하도록 구동시키기 위해, 코일에 전류가 인가된 후, 영구자석에 의해 형성된 전자기장 내에서 구동력이 생성된다. 전술한 바와 같은 디자인은 렌즈 모듈의 크기를 줄일 수 있어, 미국특허 US 2008/0013196, US 6,594,450, US 7,145,738, 대만특허 TW M317027, 일본특허 JP 3124292, JP 3132575 등에 개시된 바와 같이, 소형 카메라들, 카메라장착 휴대폰 또는 웹카메라 등에 광범위하게 적용되어 왔다. Digital cameras or mobile phone cameras include a lens module that drives the optical lens set to move along the optical axis to achieve autofocus and / or zoom in / zoom out. . One way of moving the optical lens set is by a voice coil motor (VCM). In order to drive the optical lens set to move along the optical axis, after a current is applied to the coil, a driving force is generated in the electromagnetic field formed by the permanent magnet. The design as described above can reduce the size of the lens module, so as disclosed in US Patent US 2008/0013196, US 6,594,450, US 7,145,738, Taiwan Patent TW M317027, Japanese Patent JP 3124292, JP 3132575, etc. It has been widely applied to mobile phones or web cameras.

초음파 모터(USM)는 전압이 인가될 경우 변형되는 압전 물질(piezoelectric material)의 초음파 진동으로부터 형성된 전기 모터의 일종이다. 미국특허 US 2009/0153987, US 2008/0297923, US 2008/0174889 등과 같은 종래 기술에 개시된 바와 같이, 마찰 구동 설계에 의한 초음파 모터는 회전식 또는 직선식으로 움직인다. 도 1을 참조하면, 미국특허 US 2008/0246353 등에 개시된 바와 같이, 상기 초음파 모터는 자동초점렌즈모듈에 적용된다. 압전 액추에이터(902)가 고정 요소(fixed element: 9091)에 배치되며, 커넥터(9021)에 의해 렌즈 구동 요소(9092)에 연결되어, 압전 구동력(piezoelectric driving force)을 생성한다. 또한, 코일 요소(907)는 자석 요소(908)와 함께 전자기력을 생성한다. 상기 압전 구동력과 전자기력 사이의 평형에 의해, 상기 렌즈 구동 요소(9092)와 렌즈 세트(901)는 초점조정을 위해 축(904)을 따라 이동하도록 구동된다. The ultrasonic motor USM is a kind of electric motor formed from ultrasonic vibration of a piezoelectric material that deforms when a voltage is applied. As disclosed in the prior art, such as US patents US 2009/0153987, US 2008/0297923, US 2008/0174889 and the like, ultrasonic motors with a friction drive design move in a rotary or linear manner. Referring to FIG. 1, as disclosed in US 2008/0246353, the ultrasonic motor is applied to an autofocus lens module. A piezoelectric actuator 902 is disposed on a fixed element 9091 and is connected to the lens drive element 9092 by a connector 9021 to generate a piezoelectric driving force. Coil element 907 also generates electromagnetic forces with magnet element 908. By the balance between the piezoelectric drive force and the electromagnetic force, the lens drive element 9902 and lens set 901 are driven to move along the axis 904 for focusing.

도 2를 참조하면, 미국특허 US 7,480,109, US 2008/0085110 등에 개시된 바와 같이, 압전구동 광학렌즈모듈은 마찰 표면(9021)을 갖는 안내 로드(guiding rod: 904) 및 초점조정을 위해 렌즈 배럴(lens barrel: 9011)과 렌즈 세트(9012)를 구동시켜 안내 슬롯(guide slot: 9042)에 의해 안내 핀(guide pin: 9043)을 따라 움직이게 하도록 탄성 요소(903)에 장착된 압전 액추에이터(902)를 포함한다. Referring to FIG. 2, as disclosed in US Pat. No. 7,480,109, US 2008/0085110, etc., the piezoelectric driving optical lens module includes a guiding rod 904 having a friction surface 9021 and a lens barrel for focusing. a piezo actuator 902 mounted to the elastic element 903 to drive the barrel 9011 and the lens set 9012 to move along the guide pin 9043 by the guide slot 9042. do.

도 3을 참조하면, 미국특허 US 2008/0231970에 개시된 또 다른 초음파 모터 타입의 자동초점렌즈모듈은 판 스프링(903)을 포함한다. 2개의 압전 액추에이터들(902)에 대항하는 상기 판 스프링(903)으로부터의 탄성력에 의해, 안내 레일(guide rail: 904)과 렌즈 배럴(901) 사이에 마찰력이 생성된다. 그러나, 상기 판 스프링(903)은 복잡한 구조와 큰 부피 조건은 가지며, 넓은 공간을 차지하기 때문에, 소형의 렌즈 모듈에 적합하지 않다. Referring to FIG. 3, another ultrasonic motor type autofocus lens module disclosed in US 2008/0231970 includes a leaf spring 903. An elastic force from the leaf spring 903 against the two piezoelectric actuators 902 creates a friction force between the guide rail 904 and the lens barrel 901. However, the leaf spring 903 has a complicated structure and a large volume condition and occupies a large space, and thus is not suitable for a compact lens module.

틸팅(tilting) 없이, 렌즈 모듈을 안정적으로 이동시키도록 한 장치들이 미국특허 US 2008/0144201, 일본특허 JP 2004020935 등에 개시되어 있으며, 상기 장치들은 렌즈 배럴을 안정시키도록 렌즈 모듈의 하우징과 상기 렌즈 배럴 사이에 배치되는 안내 로드를 포함한다. 미국특허 US 2007/0153404의 경우, 레일(rail)이 사용된다. 대만특허 TW I265357을 참조하면, 렌즈 배럴의 움직임이 안정적으로 이루어지도록 하기 위해, 두 세트의 압전 액추에이터가 상기 렌즈 배럴의 에지에 배치된다. 그러나, 렌즈 배럴을 이동시키기 위한 종래의 초음파 모터들은 안내 로드 또는 마찰 생성의 설계에 있어서, 복잡한 구조, 높은 비용 또는 큰 부피라는 단점들을 가지기 때문에, 소형 자동초점렌즈모듈에 적용되기 어렵다. 따라서 종래의 마찰 생성 방식들을 대체하는, 신뢰성 및 안정성이 높은 구조를 갖는 구동 부재(driving member)의 개발이 요구되고 있다. 또한, 단순한 구조, 높은 정밀도, 빠른 초점조정 및 감소된 틸팅(tilting)이라는 요건들이 충족될 필요가 있다. Apparatuses for stably moving the lens module without tilting are disclosed in US Pat. No. 2008/0144201, Japanese Patent JP 2004020935, and the like, the apparatuses comprising the housing of the lens module and the lens barrel to stabilize the lens barrel. It includes a guide rod disposed between. In the case of US 2007/0153404, a rail is used. Referring to Taiwan Patent TW I265357, two sets of piezoelectric actuators are disposed at the edges of the lens barrel so that the movement of the lens barrel is made stable. However, conventional ultrasonic motors for moving the lens barrel are difficult to be applied to a small autofocus lens module because of the disadvantages of complicated structure, high cost or large volume in the design of the guide rod or friction generation. Therefore, there is a need for the development of a driving member having a high reliability and stability structure that replaces conventional friction generating methods. In addition, the requirements of simple structure, high precision, fast focusing and reduced tilting need to be met.

본 고안의 목적은 단순한 구조, 높은 정밀도, 빠른 초점조정 및 감소된 틸팅(tilting)이라는 요건들을 충족하고, 신뢰성 및 안정성이 높은 구조를 가져, 더 넓은 범위에 적용될 수 있도록 한 자동초점렌즈모듈을 제공하는 것이다. The object of the present invention is to meet the requirements of simple structure, high precision, fast focusing and reduced tilting, and to provide an autofocus lens module that has a structure with high reliability and stability, which can be applied to a wider range. It is.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 자동초점렌즈모듈은 압전 액추에이터, 렌즈 모듈 및 프레임을 포함한다. 상기 압전 액추에이터와 상기 렌즈 모듈은 상기 프레임에 장착된다. 상기 렌즈 모듈은 광학렌즈세트가 내부에 고정된 렌즈 배럴, 접선 추력 요소(tangent thrust element), 안내 픽스쳐(guiding fixture), 슬라이딩 픽스쳐(sliding fixture) 및 금속 부재를 포함한다. 상기 금속 부재는 상기 렌즈 배럴의 표면에 고정되며, 상기 압전 액추에이터와 접촉된다. 상기 안내 픽스쳐는 서로 대응되는 안내 슬롯 및 안내 핀에 의해 형성된다. 상기 안내 슬롯은 상기 렌즈 배럴에 마련된다. 상기 렌즈 모듈은 상기 안내 핀의 안내하에 상기 프레임에서 광학축을 따라 슬라이딩한다. 상기 슬라이딩 픽스쳐는 서로 대응되는 슬라이드 슬롯 및 슬라이드 로드를 포함한다. 상기 렌즈 배럴은 상기 슬라이드 로드를 통해 광학축을 따라 이동한다. 상기 접선 추력 요소는 상기 렌즈 배럴의 바깥쪽에 배치되며, 복수 개의 볼(ball) 및 상기 복수의 볼과 각기 대응되는 스프링을 갖는다. 상기 스프링의 탄성력에 의해, 상기 볼은 상기 렌즈 배럴의 외측 에지를 따라 접선 방향의 추력을 생성하여, 상기 금속 부재와 상기 압전 액추에이터 사이의 경계면에 마찰이 생기게 한다. 상기 압전 액추에이터에 전압이 인가되면, 상기 렌즈 모듈은 상기 압전 액추에이터에 의해 구동되어, 초점조정을 위해 상기 프레임에서 광학축을 따라 이동하도록 구동된다.An autofocus lens module according to the present invention for achieving the above object includes a piezoelectric actuator, a lens module and a frame. The piezoelectric actuator and the lens module are mounted to the frame. The lens module includes a lens barrel having a set of optical lenses fixed therein, a tangent thrust element, a guiding fixture, a sliding fixture, and a metal member. The metal member is fixed to the surface of the lens barrel and in contact with the piezoelectric actuator. The guide fixture is formed by guide slots and guide pins corresponding to each other. The guide slot is provided in the lens barrel. The lens module slides along an optical axis in the frame under the guidance of the guide pin. The sliding fixture includes a slide slot and a slide rod corresponding to each other. The lens barrel moves along the optical axis through the slide rod. The tangential thrust element is disposed outside of the lens barrel and has a plurality of balls and springs corresponding respectively to the plurality of balls. By the elastic force of the spring, the ball generates tangential thrust along the outer edge of the lens barrel, causing friction at the interface between the metal member and the piezoelectric actuator. When a voltage is applied to the piezoelectric actuator, the lens module is driven by the piezoelectric actuator so as to move along the optical axis in the frame for focusing.

본 고안에 따른 자동초점렌즈모듈의 더 넓은 적용을 위해, 상기 접선 추력 요소는 2개의 영구자석 및 푸시 보드(push board)를 포함할 수 있다. 상기 푸시 보드는 상기 슬라이딩 픽스쳐의 슬라이드 로드에 접촉하도록 상기 2개의 영구자석 중 어느 하나의 일 단에 배치된다. 상기 2개의 영구자석의 같은 극 끼리의 척력에 의해 상기 푸시 보드를 압박하는 힘이 생성되며, 나아가 상기 렌즈 배럴의 외측 에지를 따라 접선 방향의 추력이 생성되어, 상기 금속 부재와 상기 압전 액추에이터 사이의 경계면에 마찰이 형성되도록 한다. 상기 압전 액추에이터에 전압이 인가되면, 상기 렌즈 배럴은 상기 압전 액추에이터에 의해 구동되어, 초점조정을 위해 상기 프레임에서 광학축을 따라 이동하도록 구동된다.For wider application of the autofocus lens module according to the present invention, the tangential thrust element may comprise two permanent magnets and a push board. The push board is disposed at one end of one of the two permanent magnets so as to contact the slide rod of the sliding fixture. A force for pressing the push board is generated by the repulsive force between the same poles of the two permanent magnets, and further, a tangential thrust is generated along the outer edge of the lens barrel, thereby forming a gap between the metal member and the piezoelectric actuator. Allow friction to form at the interface. When a voltage is applied to the piezoelectric actuator, the lens barrel is driven by the piezoelectric actuator to drive along the optical axis in the frame for focusing.

본 고안에 따른 자동초점렌즈모듈은 단순한 구조, 높은 정밀도, 빠른 초점조정 및 감소된 틸팅(tilting)이라는 요건들을 충족하고, 신뢰성 및 안정성이 높은 구조를 가지며, 보다 적은 구성요소들, 소형 크기 및 경량으로 인하여, 소형 광학 시스템들에 폭넓게 적용될 수 있다는 이점이 있다. The autofocus lens module according to the present invention satisfies the requirements of simple structure, high precision, fast focusing and reduced tilting, has a structure with high reliability and stability, and has fewer components, smaller size and light weight. This has the advantage that it can be widely applied to small optical systems.

본 고안의 다른 이점들 및 특징들은 첨부된 도면들을 참조로 이하에서 상세히 설명되는 실시예들 및 실용신안등록청구범위의 청구항들을 통해 더욱 명확해질 것이다. Other advantages and features of the present invention will become more apparent from the claims in the embodiments and the utility model registration claims described in detail below with reference to the accompanying drawings.

도 1은 VCM(Voice Coil Motor) 및 압전 액추에이터를 구비한 종래의 자동초점렌즈모듈의 사시도이다.
도 2는 또 다른 압전 액추에이터를 구비한 종래의 자동초점렌즈모듈의 분해 사시도이다.
도 3은 2개의 압전 액추에이터를 구비한 또 다른 종래의 자동초점렌즈모듈의 사시도이다.
도 4는 본 고안에 따른 일 실시예의 사시도이다.
도 5는 본 고안에 따른 일 실시예의 분해 사시도이다.
도 6은 본 고안에 따른 일 실시예의 다른 분해 사시도이다.
도 7은 본 고안에 따른 일 실시예의 또 다른 분해 사시도이다.
도 8은 본 고안에 따른 다른 실시예의 분해 사시도이다.
도 9는 본 고안에 따른 다른 실시예의 또 다른 분해 사시도이다.
1 is a perspective view of a conventional auto focus lens module having a VCM (Voice Coil Motor) and a piezoelectric actuator.
2 is an exploded perspective view of a conventional auto focus lens module having another piezoelectric actuator.
3 is a perspective view of another conventional autofocus lens module having two piezoelectric actuators.
4 is a perspective view of one embodiment according to the present invention.
5 is an exploded perspective view of an embodiment according to the present invention.
6 is another exploded perspective view of an embodiment according to the present invention.
7 is another exploded perspective view of an embodiment according to the present invention.
8 is an exploded perspective view of another embodiment according to the present invention.
9 is another exploded perspective view of another embodiment according to the present invention.

<제1실시예>&Lt; Embodiment 1 >

도 4 내지 도 7을 참조하면, 압전 액추에이터를 구비한 본 고안에 따른 자동초점렌즈모듈(1)은 압전 액추에이터(31), 렌즈 모듈(11) 및 프레임(12)을 포함한다. 상기 압전 액추에이터(31) 및 상기 렌즈 모듈(11)은 상기 프레임(12)에 장착된다. 상기 압전 액추에이터(31)의 전극(34)은 전압 컨트롤러(미도시)와 연결되며, 상기 프레임(12)에 고정된다. 일반적으로, 압전 물질의 역압전효과(converse piezoelectric effect)로 인하여, 전기장의 적용은 상기 물질에 있어서의 기계적 변형을 야기하고, 나아가 변위(displacement)로 이어진다. 압전 물질의 모션(motion)에 따라, 상기 압전 액추에이터는 다음과 같이 분류된다: (1) 선형 수직 모션(linear vertical motion): 고강도 및 큰 축추력(axial thrust force)의 이점을 갖는 단일층(single-layer) 타입 및 복수층(multi-layer) 타입을 가짐. (2) 휘어진 수평 모션(curved horizontal motion): 유니모프형 타입(Unimorph type) 및 바이모프형 타입(Bimorph type)을 포함함. 이러한 방식으로 움직이는 상기 압전 액추에이터는 큰 변위를 갖는다. 이 실시예에서는, 휘어진 수평 모션을 갖는 바이모프형 압전 물질이 이용된다. 상기 전압 컨트롤러가 전압, 공진 주파수 및 위상각을 출력하여, 상기 전극(34)을 통해 상기 압전 액추에이터(31)로 전달하면, 상기 압전 액추에이터(31)는 파형 진동들을 생성하여, 마찰을 통해 상기 렌즈 모듈(11)을 앞뒤로 움직이게 구동시킨다. 4 to 7, the autofocus lens module 1 according to the present invention having a piezoelectric actuator includes a piezoelectric actuator 31, a lens module 11, and a frame 12. The piezoelectric actuator 31 and the lens module 11 are mounted to the frame 12. The electrode 34 of the piezoelectric actuator 31 is connected to a voltage controller (not shown) and fixed to the frame 12. In general, due to the converse piezoelectric effect of the piezoelectric material, the application of the electric field causes mechanical deformation in the material and further leads to displacement. Depending on the motion of the piezoelectric material, the piezoelectric actuators are classified as follows: (1) linear vertical motion: a single layer having the advantages of high strength and large axial thrust force. -layer type and multi-layer type. (2) Curved horizontal motion: Includes unimorph type and bimorph type. The piezoelectric actuator moving in this way has a large displacement. In this embodiment, a bimorph piezoelectric material with curved horizontal motion is used. When the voltage controller outputs a voltage, a resonant frequency, and a phase angle and transmits the voltage to the piezoelectric actuator 31 through the electrode 34, the piezoelectric actuator 31 generates waveform vibrations, and the lens is subjected to friction. The module 11 is driven to move back and forth.

상기 렌즈 모듈(11)은 렌즈 배럴(21), 광학렌즈세트(22), 접선 추력 요소(tangent thrust element: 36), 금속 부재(33), 안내 픽스쳐(guiding fixture: 23) 및 슬라이딩 픽스쳐(sliding fixture: 24)로 구성된다. 상기 광학렌즈세트(22)는 상기 렌즈 배럴(21)에 고정되며, 이미지 센서(미도시)에 빛을 집중시키기 위한 적어도 하나의 광학 렌즈에 의해 형성된다. The lens module 11 includes a lens barrel 21, an optical lens set 22, a tangent thrust element 36, a metal member 33, a guiding fixture 23 and a sliding fixture. fixture: 24). The optical lens set 22 is fixed to the lens barrel 21 and is formed by at least one optical lens for concentrating light on an image sensor (not shown).

상기 금속 부재(33)는 상기 렌즈 배럴(21)의 표면에 고정되며, 상기 압전 액추에이터(31)와 접촉된다. 상기 안내 픽스쳐(23)는 서로 대응되는 안내 슬롯(guiding slot: 211) 및 안내 핀(guide pin: 35)에 의해 형성된다. 상기 자동초점렌즈모듈(1)의 경우, 상기 렌즈 배럴(21)은 광학축을 따라 이동하며, 상기 광학렌즈세트(22) 역시 상기 렌즈 배럴(21)의 이동에 따라 함께 움직여, 다양한 이미징 효과들(imaging effects)을 갖도록 상기 광학렌즈세트(22)와 이미지 센서 사이의 거리가 변할 수 있게 한다. 그러나, 상기 렌즈 배럴(21)은 광학 이미징 효과를 위해, 틸트(tilt) 없는 안정성을 필요로 한다. 이 실시예는 안내 픽스쳐(23)와 슬라이딩 픽스쳐(24)를 포함한다. 상기 안내 픽스쳐(23)는 적어도 하나의 안내 슬롯(211) 및 그와 대응되는 안내 핀(35)을 포함하며, 양자 모두 광학축과 평행하다. 상기 안내 슬롯(211)은 상기 렌즈 배럴(21)에 마련된다. 상기 렌즈 배럴(21)의 안내 슬롯(211)과 상기 프레임(12)의 고정링(fixing ring: 121)을 연결하는 안내 핀(35)에 의해, 상기 렌즈 배럴(21)은 이동가능하게 상기 프레임(12)의 고정링(121)에 설치된다. 상기 슬라이딩 픽스쳐(24)는 슬라이드 슬롯(slide slot: 212) 및 그와 대응되는 슬라이드 로드(slide rod: 37)에 의해 형성되며, 양자는 모두 광학축과 평행하다. 상기 슬라이드 슬롯(212)은 상기 렌즈 배럴(21)에 마련되어, 상기 슬라이드 로드(37)를 따라 위아래로 슬라이딩한다. 상기 안내 픽스쳐(23)와 상기 슬라이딩 픽스쳐(24)에 의해, 상기 렌즈 모듈(11)은 상기 프레임(12)에서 상기 안내 핀(35)과 상기 슬라이드 로드(37)를 따라 위아래로 안정적으로 이동할 수 있게 된다. The metal member 33 is fixed to the surface of the lens barrel 21 and is in contact with the piezoelectric actuator 31. The guide fixture 23 is formed by a guide slot 211 and a guide pin 35 corresponding to each other. In the case of the autofocus lens module 1, the lens barrel 21 moves along the optical axis, and the optical lens set 22 also moves together with the movement of the lens barrel 21, thereby providing various imaging effects ( The distance between the optical lens set 22 and the image sensor can be varied to have imaging effects. However, the lens barrel 21 requires stability without tilt for the optical imaging effect. This embodiment includes a guide fixture 23 and a sliding fixture 24. The guide fixture 23 comprises at least one guide slot 211 and a guide pin 35 corresponding thereto, both parallel to the optical axis. The guide slot 211 is provided in the lens barrel 21. By the guide pin 35 connecting the guide slot 211 of the lens barrel 21 and the fixing ring 121 of the frame 12, the lens barrel 21 is movable to the frame. It is installed in the fixing ring 121 of (12). The sliding fixture 24 is formed by a slide slot 212 and a slide rod 37 corresponding thereto, both of which are parallel to the optical axis. The slide slot 212 is provided in the lens barrel 21 and slides up and down along the slide rod 37. By the guide fixture 23 and the sliding fixture 24, the lens module 11 can stably move up and down along the guide pin 35 and the slide rod 37 in the frame 12. Will be.

상기 접선 추력 요소(36)는 상기 렌즈 배럴(21)의 바깥쪽에 배치되며, 그 일 단 표면은 상기 슬라이드 로드(37)에 기대어지고, 타 단 표면은 상기 프레임(12)의 내측 표면에 고정되어, 상기 자동초점렌즈모듈(1)이 더욱 콤팩트(compact)하게 되도록 하여, 종래 기술의 문제점, 즉 렌즈 배럴 둘레의 판 스프링들에 의해 야기된 큰 부피를 갖는 종래의 렌즈 모듈의 단점이 해소되게 한다. 상기 접선 추력 요소(36)는 대칭적으로 배열된 4개의 볼(ball: 361) 및 그것들과 각각 대응되는 4개의 스프링(362)으로 구성된다. 압축 스프링과 같은 상기 각 스프링(362)의 탄성력에 의해, 상기 볼들(361)은 전방으로 움직이도록 압박되어, 상기 슬라이드 로드(37)에 기대어져 있게 된다. 그에 따라, 상기 탄성력은 상기 슬라이드 로드(37) 및 상기 렌즈 배럴(21)에 전달되어, 상기 렌즈 배럴(21)의 외측 에지를 따라 접선 방향의 추력을 생성하게 한다. 따라서 상기 렌즈 배럴(21)은 전술한 접선 방향의 추력에 의해 상기 압전 액추에이터(31)를 압박하게 된다. 또한, 상기 볼들(361)의 이용은 상기 슬라이딩 픽스쳐(24)의 슬라이드 로드(37)와의 마찰 및 마모를 줄이기 위한 것이다.The tangential thrust element 36 is disposed outside of the lens barrel 21, one end surface of which leans against the slide rod 37, and the other end surface of which is fixed to an inner surface of the frame 12. By making the autofocus lens module 1 more compact, the problem of the prior art, that is, the disadvantage of the conventional lens module having a large volume caused by the leaf springs around the lens barrel, is eliminated. . The tangential thrust element 36 consists of four balls 361 symmetrically arranged and four springs 362 respectively corresponding to them. By the elastic force of each spring 362, such as a compression spring, the balls 361 are pushed to move forward and are leaned against the slide rod 37. Accordingly, the elastic force is transmitted to the slide rod 37 and the lens barrel 21 to generate tangential thrust along the outer edge of the lens barrel 21. Therefore, the lens barrel 21 presses the piezoelectric actuator 31 by the aforementioned tangential thrust. Further, the use of the balls 361 is to reduce friction and wear of the sliding fixture 24 with the slide rod 37.

상기 금속 부재(33)는 상기 렌즈 배럴(21)의 일 면에 고정되며, 상기 압전 액추에이터(31)와 접촉된다. 상기 접선 추력 요소(36)의 접선 방향의 추력에 의해, 상기 금속 부재(33)와 상기 압전 액추에이터(31) 사이에 마찰이 형성된다. 상기 전압 컨트롤러가 전압, 공진 주파수 및 위상각을 출력하여, 상기 전극(34)에 의해 모두 상기 압전 액추에이터(31)로 전달되면, 상기 압전 액추에이터(31)는 파형 진동들을 생성하여 그 진동들을 마찰을 통해 상기 렌즈 모듈(11)로 전달하고, 그에 따라 상기 렌즈 모듈(11)이 일직선으로 앞/뒤로 움직이게 된다. The metal member 33 is fixed to one surface of the lens barrel 21 and is in contact with the piezoelectric actuator 31. By the tangential thrust of the tangential thrust element 36, friction is formed between the metal member 33 and the piezoelectric actuator 31. When the voltage controller outputs a voltage, a resonant frequency, and a phase angle, all of which are transmitted to the piezoelectric actuator 31 by the electrode 34, the piezoelectric actuator 31 generates waveform vibrations to friction the vibrations. The lens module 11 is transmitted through the lens module 11, and the lens module 11 moves forward / backward in a straight line.

종래의 렌즈 모듈들과 비교하여, 전술한 실시예는 렌즈 모듈(11)이 안정적으로 신속하게 이동할 수 있으며, 상기 렌즈 모듈(11)의 틸팅(tilting)이 줄어든다. 또한, 상기 자동초점렌즈모듈(1)은 소형 광학 시스템들에 이용될 수 있도록 최소화된다. Compared with the conventional lens modules, the above-described embodiment allows the lens module 11 to move stably and quickly, and the tilting of the lens module 11 is reduced. In addition, the autofocus lens module 1 is minimized for use in small optical systems.

<제2실시예>Second Embodiment

도 8 및 도 9를 참조하면, 이 실시예는 전술한 제1실시예와 유사한 구조를 갖는다. 그러나 이 실시예의 경우, 상기 접선 추력 요소(36)가 2개의 영구자석(363, 364) 및 푸시 보드(push board: 365)를 포함한다는 차이가 있다. 금속으로 만들어진 상기 푸시 보드(365)는 상기 영구자석(364)의 일 단에 배치되며, 상기 슬라이딩 픽스쳐(24)의 슬라이드 로드(37)와 접촉한다. 상기 푸시 보드(365)와 상기 슬라이드 로드(37) 사이의 마찰 및 마모를 줄이기 위해, 상기 푸시 보드(365)의 표면에 4개의 노브(knob)가 배열되어 있다. 상기 푸시 보드(365)의 재질과 모양에 있어서는 아무런 제한이 없다. 상기 슬라이드 로드(37)와 상기 렌즈 배럴(21)은 모두 비자성 전도 물질(non-magnetic conducting material)로 만들어진다. 상기 2개의 영구자석(363, 364)은 같은 극(이 실시예의 경우, N극)이 서로 면하도록 접합되어 서로를 밀어내도록 구성되어 있어, 상기 렌즈 배럴(21)의 외측 에지를 따른 접선 방향의 추력이 생성된다. 따라서 상기 렌즈 배럴(21)은 전술한 접선 방향의 추력에 의해 상기 압전 액추에이터(31)를 압박한다. 다시 말해, 상기 2개의 영구자석(363, 364)의 같은 극 끼리의 척력이 상기 슬라이드 로드(37)를 추진하기 위한 추력으로서 이용되어, 전술한 실시예에서의 볼들(361)을 통한 상기 슬라이드 로드(37)를 추진하기 위한 추력으로서 이용된 스프링(362)으로부터의 탄성력을 대체한다. 8 and 9, this embodiment has a structure similar to that of the first embodiment described above. However, in this embodiment, the difference is that the tangential thrust element 36 includes two permanent magnets 363 and 364 and a push board 365. The push board 365 made of metal is disposed at one end of the permanent magnet 364 and contacts the slide rod 37 of the sliding fixture 24. In order to reduce friction and wear between the push board 365 and the slide rod 37, four knobs are arranged on the surface of the push board 365. There is no limitation on the material and shape of the push board 365. Both the slide rod 37 and the lens barrel 21 are made of non-magnetic conducting material. The two permanent magnets 363 and 364 are configured such that the same poles (N poles in this embodiment) are joined so as to face each other and push each other out so that they are tangential along the outer edge of the lens barrel 21. Thrust is generated. Therefore, the lens barrel 21 presses the piezoelectric actuator 31 by the aforementioned tangential thrust. In other words, the repulsive force between the same poles of the two permanent magnets 363 and 364 is used as thrust to propel the slide rod 37, so that the slide rod through the balls 361 in the above-described embodiment. Replaces the elastic force from the spring 362 used as thrust to propel 37.

본 고안이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 추가적인 이점들 및 수정들을 쉽게 착상할 수 있을 것이다. 따라서, 본 고안은 전술한 개개의 구체적인 실시예들로 제한되지 않으며, 첨부된 실용신안등록청구범위의 청구항들 및 그와 동등한 것들에 의해 정의된 전반적인 본 고안의 독창적 개념의 정신 또는 범위로부터 벗어나지 않는 다양한 수정들이 만들어질 수 있다. Those skilled in the art will be able to easily envision additional advantages and modifications. Accordingly, the present invention is not limited to the individual specific embodiments described above, and does not depart from the spirit or scope of the inventive concept as a whole, as defined by the claims in the appended Utility Model Claims and their equivalents. Various modifications can be made.

Claims (3)

압전 액추에이터를 구비한 자동초점렌즈모듈에 있어서,
압전 액추에이터, 렌즈 모듈 및 프레임을 포함하며,
상기 압전 액추에이터와 상기 렌즈 모듈은 상기 프레임에 장착되고;
상기 압전 액추에이터는 초점조정을 위해 상기 렌즈 모듈을 구동시켜 광학축을 따라 이동하게 하기 위한 마찰을 통해 전달되는 진동을 생성하며;
상기 렌즈 모듈은 광학렌즈세트가 내부에 고정된 렌즈 배럴, 접선 추력 요소(tangent thrust element), 안내 픽스쳐(guiding fixture), 슬라이딩 픽스쳐(sliding fixture) 및 금속 부재를 포함하고;
상기 금속 부재는 상기 접선 추력 요소로부터 생성된 접선 방향의 추력에 의해 상기 압전 액추에이터를 압박하여, 상기 금속 부재와 상기 압전 액추에이터 사이의 경계면에 슬라이딩 마찰이 생기게 하며;
상기 안내 픽스쳐는 광학축에 평행하고 서로 대응되는 안내 슬롯 및 안내 핀에 의해 형성되며, 상기 안내 슬롯은 상기 렌즈 배럴에 마련되고, 상기 렌즈 배럴은 상기 안내 핀의 안내하에 상기 프레임에서 슬라이딩하여 상기 렌즈 모듈이 상기 안내 핀을 통해 상기 프레임에서 광학축을 따라 위아래로 이동하게 하며;
상기 슬라이딩 픽스쳐는 광학축에 평행하고 서로 대응되는 슬라이드 슬롯 및 슬라이드 로드를 포함하고, 상기 슬라이드 슬롯은 상기 렌즈 배럴에 마련되어 상기 렌즈 배럴이 상기 슬라이드 로드를 통해 광학축을 따라 이동하게 하며;
상기 렌즈 배럴의 바깥쪽에 배치된 상기 접선 추력 요소는 상기 렌즈 배럴의 외측 에지를 따라 접선 방향의 추력을 생성하여, 상기 금속 부재와 상기 압전 액추에이터 사이의 경계면에 마찰이 생기게 하며;
상기 압전 액추에이터에 전압이 인가되면, 상기 렌즈 배럴은 상기 압전 액추에이터에 의해 구동되어, 초점조정을 위해 상기 안내 픽스쳐와 상기 슬라이딩 픽스쳐의 안내하에 상기 프레임에서 광학축을 따라 이동하도록 구동되는 것을 특징으로 하는 자동초점렌즈모듈.
In the auto focus lens module having a piezoelectric actuator,
A piezo actuator, a lens module and a frame,
The piezoelectric actuator and the lens module are mounted to the frame;
The piezoelectric actuator generates vibrations transmitted through friction to drive the lens module for focusing and to move along an optical axis;
The lens module includes a lens barrel having a set of optical lenses fixed therein, a tangent thrust element, a guiding fixture, a sliding fixture, and a metal member;
The metal member urges the piezoelectric actuator by tangential thrust generated from the tangential thrust element, causing sliding friction on the interface between the metal member and the piezoelectric actuator;
The guide fixture is formed by guide slots and guide pins parallel to and corresponding to the optical axis, the guide slots are provided in the lens barrel, and the lens barrel slides in the frame under the guidance of the guide pins so that the lens Cause the module to move up and down along the optical axis in the frame via the guide pin;
The sliding fixture includes a slide slot and a slide rod parallel to and corresponding to the optical axis, wherein the slide slot is provided in the lens barrel to move the lens barrel along the optical rod through the slide rod;
The tangential thrust element disposed outside of the lens barrel generates tangential thrust along the outer edge of the lens barrel, causing friction at the interface between the metal member and the piezoelectric actuator;
When a voltage is applied to the piezoelectric actuator, the lens barrel is driven by the piezoelectric actuator so as to move along the optical axis in the frame under the guidance of the guide fixture and the sliding fixture for focus adjustment. Focus lens module.
제1항에 있어서,
상기 접선 추력 요소는 복수 개의 볼(ball) 및 상기 복수의 볼과 각기 대응되는 스프링을 가지며, 상기 복수 개의 볼은 각기 상기 스프링의 탄성력에 의해 전방으로 움직이도록 압박되면서 상기 슬라이딩 픽스쳐의 슬라이드 로드에 기대어져 있어, 상기 스프링의 탄성력에 의해 상기 볼이 상기 렌즈 배럴의 외측 에지를 따라 접선 방향의 추력을 생성하도록 하는 것을 특징으로 하는 자동초점렌즈모듈.
The method of claim 1,
The tangential thrust element has a plurality of balls and springs corresponding to the plurality of balls, respectively, and the plurality of balls are reclined to the slide rod of the sliding fixture while being pressed to move forward by the elastic force of the springs, respectively. And the ball generates tangential thrust along the outer edge of the lens barrel by the elastic force of the spring.
제1항에 있어서,
상기 접선 추력 요소는 2개의 영구자석 및 푸시 보드(push board)를 포함하며, 상기 푸시 보드는 상기 슬라이딩 픽스쳐의 슬라이드 로드에 기대어 지도록 상기 2개의 영구자석 중 어느 하나의 일 단에 배치되고, 상기 2개의 영구자석의 같은 극 끼리의 척력에 의해 탄성적으로 압박되어 상기 렌즈 배럴의 외측 에지를 따라 접선 방향의 추력을 생성하는 것을 특징으로 하는 자동초점렌즈모듈.
The method of claim 1,
The tangential thrust element includes two permanent magnets and a push board, wherein the push board is disposed at one end of either of the two permanent magnets so as to lean against the slide rod of the sliding fixture, and the two Auto-focus lens module, characterized in that it is elastically pressed by the repulsive force of the same pole of the two permanent magnets to generate a tangential thrust along the outer edge of the lens barrel.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190119390A (en) * 2018-04-12 2019-10-22 엘지이노텍 주식회사 Lens Actuator and Camera module including the same

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100649756B1 (en) 2005-11-09 2006-11-27 삼성전기주식회사 Device for lens transfer
JP2008539450A (en) 2005-03-21 2008-11-13 フィジック インストゥルメント(ピーアイ)ゲーエムベーハー アンド ツェーオー.カーゲー Optical objective module
US7480109B1 (en) * 2007-12-31 2009-01-20 Industrial Technology Research Institute Piezoelectrically driven optical lens module

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008539450A (en) 2005-03-21 2008-11-13 フィジック インストゥルメント(ピーアイ)ゲーエムベーハー アンド ツェーオー.カーゲー Optical objective module
KR100649756B1 (en) 2005-11-09 2006-11-27 삼성전기주식회사 Device for lens transfer
US7480109B1 (en) * 2007-12-31 2009-01-20 Industrial Technology Research Institute Piezoelectrically driven optical lens module

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190119390A (en) * 2018-04-12 2019-10-22 엘지이노텍 주식회사 Lens Actuator and Camera module including the same
KR102536997B1 (en) 2018-04-12 2023-05-25 엘지이노텍 주식회사 Lens Actuator and Camera module including the same

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