KR20100019815A - 렌즈 이송 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 렌즈 이송 장치는 수용 공간에 가이드부를 구비하는 하우징; 상기 수용 공간에 위치하도록 상기 하우징에 장착되는 압전 유닛; 상기 수용 공간에 수용되어 상기 압전 유닛에 의해서 상기 가이드부를 따라 이동 가능하며, 상기 가이드부에 대응되는 위치에 형성되는 장착부를 포함하는 렌즈 배럴; 및 상기 장착부에 장착되어 상기 가이드부에 밀착되는 볼 부재;를 포함한다.

Description

렌즈 이송 장치{LENS DRIVING DEVICE FOR AUTO FOCUS}
본 발명은 렌즈 이송 장치에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 전자기기에 장착되어 카메라 모듈에서 이미지 촬상 시 자동 초점을 가능하게 하는 렌즈 이송 장치에 관한 것이다.
일반적으로 전자기기나 휴대폰, PDA 등과 같은 개인휴대단말기에는 메인 기능 이외에 부가적인 기능들이 추가되는데, 요즘에 많은 전자기기에서는 카메라 기능이 추가되어 소비자들에게 인기를 얻고 있다. 따라서, 이에 실장되는 카메라 모듈의 시장도 더욱 확대되고 있는 실정이다.
이러한 시장의 요구에 따라, 카메라 모듈도 고정 초점만이 가능한 단순한 기능에서 점차 오토 포커스나 광학 줌, OIS(Optical Image Stabilization)등의 부가 기능이 탑재될 수 있도록 발전하고 있다.
특히, 카메라 모듈이 오토 포커스나 광학 줌, OIS(Optical Image Stabilization)등의 부가 기능을 구현하기 위해서는 렌즈를 이송시킬 수 있는 엑츄에이터를 장착한 렌즈 이송 장치가 필수적이다.
최근에 카메라 모듈에 광범위하게 적용되고 있는 엑츄에이터를 이용한 렌즈이 송 장치로는 VCM(Voice coil motor)방식, 피에조 방식, 스텝 모터 방식 등으로 구분된다.
이러한 방식을 가지는 렌즈 이송 장치는 전자 기기의 특성에 따라 선택적으로 적용될 수 있는데, 예를 들어 스텝 모터 방식은 일반 DSC에 주로 채용되고, VCM과 피에조 방식은 소형화되는 기기에 일반적으로 적용되고 있다.
최근에 소형화되는 추세인 개인휴대단말기에는 피에조 방식의 렌즈 이송 장치가 많이 사용되는데, 상기 방식의 렌즈 이송 장치는 그 자체의 단가가 높고, 그러한 구조를 실현하기 위한 부품들의 단가도 높으므로 제품의 단가를 매우 높이는 단점이 있다.
따라서, 개인휴대단말기에 적용되는 피에조 방식의 렌즈 이송 장치의 구조에는 부품들의 단가를 낮추면서 렌즈 배럴에 대해서 정밀한 이송을 할 수 있는 기술들이 요구된다.
본 발명은 볼 부재가 렌즈 배럴에 형성된 장착부에 직접적으로 결속되는 렌즈 이송 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 렌즈 이송 장치는 수용 공간에 가이드부를 구비하는 하우징; 상기 수용 공간에 위치하도록 상기 하우징에 장착되는 압전 유닛; 상기 수용 공간에 수용되어 상기 압전 유닛에 의해서 상기 가이드부를 따라 이동 가능하며, 상기 가이드부에 대응되는 위치에 형성되는 장착부를 포함하는 렌즈 배럴; 및 상기 장착부에 장착되어 상기 가이드부에 밀착되는 볼 부재;를 포함한다.
또한, 상기 장착부는 상기 렌즈 배럴에 일체로 형성되는 홈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 렌즈 배럴은, 상기 압전 유닛과 접촉되는 마찰부 및 상기 마찰부가 안착되는 안착 홈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 안착 홈과 상기 장착부는 서로 대향하도록 상기 렌즈 배럴에 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 하우징은 상기 압전 유닛이 상기 수용 공간으로 노출되도록 형성되는 노출 홀을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 압전 유닛은 기판에 장착되어 상기 수용 공간으로 노출되는 압전 소자 및, 상기 압전 소자를 상기 렌즈 배럴에 밀착시키기 위한 탄성부재를 포함하 는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 압전 유닛은, 상기 압전 소자와 상기 탄성부재 사이에 개재되는 연성 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 렌즈 이송 장치는 압전 유닛에 의해서 렌즈 배럴이 하우징의 가이드부를 따라 이동할 때, 렌즈 배럴에 형성된 장착부에 볼 부재가 직접적으로 결속되므로 볼 부재를 고정시키기 위한 별도의 부품이 필요 없어 제품의 단가를 낮출 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 이송 장치의 분해 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 이송 장치는 하우징(110), 압전 유닛(120), 기판(130), 렌즈 배럴(150) 및 볼 부재(160)를 포함한다.
여기서, 렌즈 이송 장치는 렌즈에서 결상되는 이미지를 전기적인 신호로 변환하도록 하는 이미지 센서와 기판을 더 포함하는 카메라 모듈을 의미할 수 있다.
하우징(110)은 상단과 하단이 개방된 구조이며, 렌즈 배럴(150)을 수용할 수 있는 수용 공간(112)을 구비한다.
수용 공간(112)은 렌즈 배럴(150)의 외형에 대응되는 형상으로 형성되며, 렌즈 배럴(150)과 밀착되어 렌즈 배럴(150)의 위치가 고정되기 위한 공간이다.
하우징(110)의 일면에는 기판(130)에 실장된 압전 유닛(120)이 수용 공 간(112)에 노출되도록 노출 홈(미도시)이 형성되고, 하우징(110)의 타면에는 위치 센서(132)가 렌즈 배럴(150)의 위치를 감지하도록 개구가 마련된다. 이때, 하우징(110)은 이러한 형상을 가지도록 사출 성형으로 제조하는 것이 바람직하다.
하우징(110)의 내측에는 상하 방향으로 연속적으로 마련된 가이드부(114)가 형성된다.
가이드부(114)는 렌즈 배럴(150)의 장착부(152)를 수용할 수 있는 형상으로 제공되며, 하우징(110)의 내측에 일체로 형성되는 것이 바람직하다. 그러나, 가이드부는 설계자의 의도에 따라 별도의 가이드 수단을 하우징에 접착시켜 구현하는 것도 가능하다.
압전 유닛(120)은 하우징(110)의 수용 공간(112)에 노출되도록 위치하고, 렌즈 배럴(150)의 일측에 형성된 마찰부(154)와 직접적으로 접촉된다.
압전 유닛(120)은 압전 소자(121), 마찰재(122), 연성 부재(142) 및 탄성 부재(144)를 포함한다.
압전 소자(121)는 기판(130)에 표면실장기술을 이용하여 직접 장착되며, 전기적인 신호를 압전체에 의해서 기계적인 신호로 변환시키며, 렌즈 배럴(150)의 마찰부(154)와 압전소자(121)에 장착되는 마찰재(122)가 서로 직접적으로 마찰하게 된다. 따라서, 압전 소자(121)의 기계적인 신호가 렌즈 배럴(150)의 마찰부(154)를 상하 방향으로 밀어 렌즈 배럴(150)을 함께 상하로 이동시킨다.
연성 부재(142)는 압전 소자(121)와 탄성 부재(144) 사이에 개재될 수 있으며, 연성 부재가 생략되도록 구성되는 것도 가능하다.
종래에 연성 부재(142)는 압전 소자(121)와 기판(130) 사이에 배치되어 압전 소자(121)에 직접적으로 접촉된다. 따라서, 연성 부재(142)는 기판(130)의 전기적인 신호가 압전 소자에 전달될 수 있도록 전도성 고무를 사용하여야만 한다.
그러나, 본 실시예에서는 압전 소자(121)가 직접적으로 기판(130)에 실장되므로 전도성 재질의 연성 부재가 필요 없다. 이에 따라 전도성 고무 재질이 아닌 일반 고무 재질을 사용하거나 연성 부재를 생략하는 것도 가능하여 제품의 단가를 낮출 수 있다.
탄성 부재(144)는 압전 소자(121) 및 연성 부재(142)가 렌즈 배럴(150)의 마찰부(154)에 기계적인 힘을 효과적으로 전달할 수 있도록 밀착시키는 기능을 한다.
또한, 탄성 부재(144)는 하우징(110)에 양단이 고정되어 압전 소자(121)의 위치를 하우징(110)의 수용 공간에 고정시킨다.
이때, 하우징(110)의 상단 및 하단에는 돌출된 부분이 형성되고, 탄성 부재(144)의 양단부가 상기 돌출된 부분에 끼워지면서 그 위치가 하우징(110)에 고정된다.
기판(130)은 굴곡성 기판을 의미하며, 하우징(110)의 외측에 장착되는 것이 바람직하다.
기판(130)은 위치 센서(132)를 실장하며, 실장된 위치 센서(132)는 하우징(110)의 외측에 형성된 개구를 통해서 렌즈 배럴(150)의 위치를 감지한다.
그러나, 본 실시예에서는 볼 부재(160)가 렌즈 배럴(150)과 밀착되고, 하우징(110)의 가이드부(114)를 따라 회전하여 렌즈 배럴(150)을 안정적으로 이송시킨 다. 따라서, 렌즈 배럴(150)의 이송 속도가 일정하므로 위치 센서(132)가 생략되는 것도 가능하며, 위치 센서가 생략됨에 따라 압전 유닛 구조를 구현하는 부품의 단가를 낮출 수 있다.
또한, 기판(130)에는 압전 소자(121)가 표면실장기술을 이용하여 직접 실장된다. 이때, 압전 유닛(120)과 위치 센서(132)가 실장된 기판(130)은 하우징(110)을 감싸도록 굴곡하여 하우징(110)의 외측에 장착한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 이송 장치 중 렌즈 배럴을 설명하기 위한 사시도이고, 도 3은 도 2의 렌즈 이송 장치에서 하우징과 렌즈 배럴이 결합된 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 렌즈 배럴(150)은 내부에 적어도 하나 이상의 렌즈를 수용하고, 하우징(110)의 수용 공간에 수용되도록 조립된다.
이때, 하우징(110)의 수용 공간에는 압전 유닛(120)과 개구를 통해서 노출되는데, 렌즈 배럴(150)의 마찰부(154)와 압전 유닛(120)의 마찰재(122)가 서로 밀착된다.
따라서, 전기적인 신호에 의해서 압전 유닛(120)에서 발생되는 기계적인 신호가 렌즈 배럴(150)의 마찰부와 마찰하게 되고, 이러한 마찰력은 렌즈 배럴(150)을 하우징(110)의 가이드부(114)를 따라 상하로 이송시킨다.
렌즈 배럴(150)의 일측에는 볼(160) 부재와 결속되기 위한 장착부(152)가 형성된다.
장착부(152)는 원형의 렌즈 배럴(150)에서 외측으로 돌출되어 돌출된 부분이 가이드부(114)에 장착되고, 렌즈 배럴(150)이 사출 성형으로 형성될 때 일체로 마련되는 것이 바람직하다.
장착부(152)는 렌즈 배럴(150)의 돌출된 면에 볼 부재(160)가 삽입될 수 있는 홈이 마련되는 것이 바람직하며, 4개의 가이드볼(160)이 삽입될 수 있는 홈의 형상으로 형성된다. 그러나, 홈의 형상은 본 실시예와 다르게 변경되어 적용될 수 있다.
이때, 볼 부재(160)는 장착부(152)에 회전 가능하게 장착되며, 가이드부(114)에 밀착되면서 렌즈 배럴(150)이 상하로 이동할 때 회전하여 가이드부(114)에서 발생할 수 있는 마찰력을 줄이게 된다.
따라서, 렌즈 배럴(150)이 가이드부(114)를 따라 볼 부재(160)의 회전에 의해서 원활하게 이동하게 한다.
그리고, 렌즈 배럴(150)에는 마찰부(154)가 안착되어 고정되기 위한 안착 홈이 형성되며, 안착 홈과 장착부(152)는 서로 반대 방향에 위치하도록 렌즈 배럴(150)에 형성된다.
도 3을 참조하면, 가이드부(114)에는 볼 부재(160)가 회전 가능하게 장착된 렌즈 배럴(150)이 조립되는 데, 볼 부재(160)와 가이드부(114)가 서로 밀착되도록 삽입된다.
따라서, 가이드부(114)와 렌즈 배럴(150)은 서로 밀착되는 데, 그 사이에는 볼 부재(160)가 위치하여 렌즈 배럴(150)이 상하로 이동할 때 회전하면서 마찰력을 줄이고, 이에 따라 렌즈 배럴(150)이 흔들림 없이 안정적으로 이동할 수 있게 한 다.
종래에는 볼 부재(160)가 장착된 별도의 구조물을 제조하고, 별도의 구조물에 볼 부재(160)를 장착한 후에 그 구조물을 렌즈 배럴(150)에 조립하는 방법을 사용한다.
따라서, 볼 부재(160)가 장착된 구조물을 렌즈 배럴(150)에 장착한 경우에는 구조물과 렌즈 배럴(150)이 서로 완전하게 밀착되지 못하고, 렌즈 배럴(150)이 상하로 이동할 때 렌즈 배럴의 흔들림이나 구조물의 위치가 하우징에 고정되지 않는 등의 문제에 의해서 렌즈 배럴의 이동 속도가 일정하지 못하다.
그러나, 본 실시예에서 렌즈 배럴(150)과 가이드부(114)가 서로 밀착되고, 그 사이에 볼 부재(160)가 회전하여 렌즈 배럴(150)을 이동시키므로 보다 안정적으로 이동하면서도 일정한 이동 속도를 유지할 수 있다.
따라서, 렌즈 배럴(150)에 볼 부재(160)를 장착하기 위한 구조물이 없어도 되므로 그에 따른 원가 절감의 효과가 있다. 또한, 렌즈 배럴(150)이 일정한 이동 속도로 이동하므로 위치 센서를 생략하여 부품의 원가를 절감할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 이송 장치 중에서 압전 유닛을 설명하기 위한 부분 사시도이다.
도 4를 참조하면, 압전 유닛(120)은 기판(130)에 표면실장기술을 이용하여 직접적으로 실장되는데, 기판(130)에는 압전 유닛(120)을 실장하기 위한 별도의 공간이 마련되는 것이 바람직하다.
따라서, 기판(130)에 부품이 실장된 이후에는 기판(130)을 하우징(110)의 외 측을 감싸도록 절곡하여 압전 유닛(120)이 하우징의 수용 공간으로 노출되도록 장착할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 렌즈 이송 장치 중에서 탄성 부재를 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 탄성 부재(240)는 압전 소자(220)가 장착된 기판(230)에 대응하도록 위치하며, 양단이 하우징에 고정된다.
탄성 부재(240)는 중앙이 기판(230)에 밀착되도록 활처럼 휘어진 형상을 가지며, 그러한 구조에 의해서 압전 소자(220)에서 발생하는 충격을 흡수하는 구조이다.
따라서, 탄성 부재(240)에 의해서 압전 소자(220)가 하우징(210)에 고정되며 렌즈 배럴에 밀착시키는 기능을 한다. 그러므로, 압전 유닛에서 전도성 고무에 대한 구성이 없으므로 압전 유닛 구조에 대한 부품의 원가를 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 이송 장치의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 이송 장치 중 렌즈 배럴을 설명하기 위한 사시도이다.
도 3은 도 2의 렌즈 이송 장치에서 하우징과 렌즈 배럴이 결합된 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 이송 장치 중에서 압전 유닛 장치를 설명하기 위한 부분 사시도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 렌즈 이송 장치 중에서 탄성 부재를 설명하기 위한 도면이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
110.... 하우징 120.... 압전 유닛
130.... 기판 150.... 렌즈 배럴

Claims (7)

  1. 수용 공간에 가이드부를 구비하는 하우징;
    상기 수용 공간에 위치하도록 상기 하우징에 장착되는 압전 유닛;
    상기 수용 공간에 수용되어 상기 압전 유닛에 의해서 상기 가이드부를 따라 이동 가능하며, 상기 가이드부에 대응되는 위치에 형성되는 장착부를 포함하는 렌즈 배럴; 및
    상기 장착부에 장착되어 상기 가이드부에 밀착되는 볼 부재;
    를 포함하는 렌즈 이송 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 장착부는 상기 렌즈 배럴의 내면에 형성되는 홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈 이송 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 렌즈 배럴은,
    상기 압전 유닛과 접촉되는 마찰부 및 상기 마찰부가 안착되는 안착 홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈 이송 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 안착 홈과 상기 장착부는 서로 대향하도록 상기 렌즈 배럴에 형성되는 것을 특징으로 하는 렌즈 이송 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 하우징은 상기 압전 유닛이 상기 수용 공간으로 노출되도록 개방된 노출 홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈 이송 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 압전 유닛은 기판에 장착되어 상기 수용 공간으로 노출되는 압전 소자 및, 상기 압전 소자를 상기 렌즈 배럴에 밀착시키기 위한 탄성부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈 이송 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 압전 유닛은, 상기 압전 소자와 상기 탄성부재 사이에 개재되는 연성 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈 이송 장치.
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