KR20100112107A - 렌즈 이송 장치 - Google Patents

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KR20100112107A
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Abstract

본 발명에 따른 렌즈 이송 장치는 수용 공간을 구비하는 하우징; 상기 수용 공간에 위치하도록 상기 하우징에 장착되는 압전 유닛; 상기 수용 공간에 수용되어 상기 압전 유닛에 의해서 이동 가능하며, 상기 수용공간에 밀착되는 제1 장착부, 상기 제1 장착부와 소정의 간격 이격되어 형성되는 제2 장착부 및 상기 제1 및 제2 장착부와 소정의 간격 이격된 안착부를 구비하는 렌즈 배럴; 상기 제1 및 제2 장착부에 장착되는 볼 부재; 및 상기 안착부에 장착되어 상기 압전 유닛과 접촉되는 마찰부;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 이용한 렌즈 이송 장치가 필수적이다.
최근에 카메라 모듈에 광범위하게 적용되고 있는 엑츄에이터를 이용한 렌즈이송 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 자성체로 구비된 마찰부를 장착하여 볼 부재 없이도 렌즈 배럴을 안정적으로 이송시킬 수 있으며, 보다 안정적인 렌즈 배럴의 이송을 위해서 제1 및 제2 장착부를 소정 간격으로 이격되도록 렌즈 배럴에 형성시키는 렌즈 이송 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 렌즈 이송 장치는 수용 공간을 구비하는 하우징; 상기 수용 공간에 위치하도록 상기 하우징에 장착되는 압전 유닛; 상기 수용 공간에 수용되어 상기 압전 유닛에 의해서 이동 가능하며, 상기 수용공간에 밀착되는 제1 장착부 및 상기 제1 장착부와 소정의 거리 이격되어 형성되는 제2 장착부를 구비하는 렌즈 배럴; 및 상기 제1 및 제2 장착부에 장착되는 볼 부재;를 포함한다.
또한, 상기 하우징에는 안착부가 구비되고, 상기 안착부에 장착되어 상기 압전 유닛과 접촉되는 마찰부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 안착홈과 상기 제1 및 제2 장착부는 상기 렌즈 배럴에서 약 120도 간격 이격되어 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 렌즈 이송 장치는 자성체로 이뤄진 마찰부를 구비하므로 별도의 가이드 없이도 렌즈 배럴이 안정적으로 이송 가능하여 제품의 단가를 낮출 수 있으며, 볼 부재를 장착할 경우에도 렌즈 배럴에 직접 장착하여 볼 부재를 별도로 고정시킬 부품을 생략할 수 있고, 볼 부재들을 서로 일정 거리 이격되도록 렌즈 배럴에 장착하므로 보다 안정적인 렌즈 배럴의 이송이 가능하다.
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 본 발명에 따른 렌즈 이송 장치 중에서 렌즈 배럴의 다른 실시예를 설명하기 위한 사시도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 렌즈 이송 장치에서 렌즈 배럴과 하우징의 결합을 설명하기 위한 사시도이다.
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), 마찰부(140), 볼 부재(160) 및 케이스(170)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 상단이 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.
수용 공간(112)에는 기판(130)에 실장된 압전 유닛(120)이 노출되도록 노출 홀(119)이 형성되는 것이 바람직하다.
따라서, 하우징(110)에는 압전 소자(122)에 장착된 마찰 부재와 렌즈 배럴(150)의 마찰부(140)가 밀착되도록 탄성 부재(126)가 장착되는데, 탄성 부재(126)의 양단과 결속될 수 있도록 일부분이 돌출되어 구비된다. 이때, 하우징(110)은 이러한 형상을 가지도록 사출 성형으로 제조되는 것이 바람직하다.
수용 공간(112)에는 제1 가이드 홈(114) 및 제2 가이드 홈(116)이 마련된다.
제1 가이드 홈(114)은 렌즈 배럴(150)의 제1 장착부(152)가 결속될 수 있도록 하우징(110) 내면에 형성되며, 제2 가이드 홈(116)은 렌즈 배럴(150)의 제2 장착부(154)가 결속될 수 있도록 하우징(110) 내면에 마련된다.
제1 가이드 홈(114)과 제2 가이드 홈(116)은 제1 장착부(152)와 제2 장착부(154)가 이격된 간격에 대응하여 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 수용 공간(112)에는 렌즈 배럴(150)의 일면에 형성되는 안착부(156)에 대응하여 안착 홈(118)이 마련된다.
그리고, 하우징(110)에는 압전 유닛(120)이 수용 공간(112)으로 노출되기 위해서 노출 홀(119)이 형성되며, 노출 홀(119)을 통해서 압전 소자(122)에 장착된 마찰 부재와 렌즈 배럴(150)의 마찰부(140)가 서로 밀착된다.
압전 유닛(120)은 압전 소자(122), 연성 부재(124) 및 탄성 부재(126)를 포함한다.
압전 소자(122)는 기판(130)에 표면실장기술을 이용하여 직접 장착되며, 전기적인 신호를 압전체에 의해서 기계적인 신호로 변환시키며, 압전 소자(122)의 전방에 장착된 마찰 부재가 마찰부(140)와 직접적으로 마찰하게 된다.
따라서, 기계적인 신호로 변환되는 압전 소자(122)가 렌즈 배럴(150)의 마찰부(140)를 상하 방향으로 밀어 렌즈 배럴(150)을 상하로 이동시킨다.
연성 부재(124)는 압전 소자(122)가 장착된 기판(130)의 후면에 위치하며, 탄성 부재(126)에 의해서 그 위치가 고정된다.
종래에 연성 부재(124)는 압전 소자(122)와 기판(130) 사이에 배치되어 압전 소자(122)에 직접적으로 접촉된다. 따라서, 연성 부재(124)는 기판(130)의 전기적인 신호에 반응하도록 전도성 고무를 사용하여야만 한다.
그러나, 본 실시예에서는 압전 소자(122)가 직접적으로 기판(130)에 실장되므로 전도성 고무 재질이 아닌 일반 고무 재질을 사용할 수 있다. 따라서, 고가의 전도성 고무를 사용하지 않아도 되므로 제품의 단가를 낮출 수 있다.
탄성 부재(126)는 압전 소자(122) 및 연성 부재(124)가 렌즈 배럴(150)의 마찰부(140)에 기계적인 힘을 효과적으로 전달할 수 있도록 밀착시키는 기능을 한다.
또한, 탄성 부재(126)는 하우징(110)에 양단이 고정되며, 압전 소자(122)의 위치를 하우징(110)의 수용 공간에 고정시키고 압전 소자(122)와 마찰부(140)를 서로 밀착시키는 기능을 한다.
이때, 하우징(110)의 상단 및 하단에는 돌출된 부분이 형성되고, 탄성 부재(126)의 양단부가 상기 돌출된 부분에 끼워지면서 그 위치가 하우징(110)에 고정된다.
이때, 탄성 부재(126)는 중앙이 기판(130)에 밀착되도록 활처럼 휘어진 형상을 가지며, 그러한 구조에 의해서 압전 소자(122)에서 발생하는 충격을 흡수하는 구조를 가지는 것도 가능하다.
따라서, 이러한 구조를 가지는 탄성 부재(126)는 압전 소자(122)가 하우징(110)에 고정되도록 하며 렌즈 배럴에 밀착시키는 기능을 하는 것도 가능하다.
이에 따라, 이러한 구조를 가지는 탄성 부재를 사용하면 압전 유닛(120)에서 연성 부재(124)에 대한 구성을 생략할 수 있으므로 압전 유닛(120)에 대한 부품의 원가를 줄일 수 있다.
기판(130)은 굴곡성 기판을 의미하며, 하우징(110)의 외측에 장착되는 것이 바람직하다.
또한, 기판(130)에는 압전 소자(122)가 표면실장기술을 이용하여 직접 실장된다. 이때, 압전 유닛(120)이 실장된 기판(130)은 하우징(110)을 감싸도록 굴곡하여 하우징(110)의 외측에 장착되며, 압전 유닛(120)은 노출 홀(119)에 의해서 수용 공간(112)에 노출되도록 위치한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 이송 장치 중 렌즈 배럴을 설명하기 위한 사시도이다.
도 2를 참조하면, 렌즈 배럴(150)은 내부에 적어도 하나 이상의 렌즈를 수용하고, 하우징(110)의 수용 공간에 수용되도록 조립된다.
또한, 렌즈 배럴(150)은 제1 장착부(152) 및 제2 장착부(154)를 포함한다.
제1 장착부(152)는 렌즈 배럴(150)의 일면에 홈으로 형성되며, 원형의 렌즈 배럴(150)에서 외부로 돌출된 형상이다.
제1 장착부(152)에는 볼 부재(160)가 장착되며, 볼 부재(160)는 렌즈 배럴(150)이 하우징(110) 내에서 이동할 때 제1 가이드 홈(114) 면을 따라 회전하므로 렌즈 배럴(150)이 원활하게 이송될 수 있도록 한다.
제2 장착부(154)도 제1 장착부(152)와 마찬가지로 렌즈 배럴(150)의 일면에 홈으로 형성된다. 그리고, 제2 장착부(154)에도 볼 부재(160)가 장착되어 제2 가이드 홈(116)에 밀착된다.
도 2에서 제2 장착부(154)는 제1 장착부(152)와 렌즈 배럴(150)의 중심으로부터 대략 120도 간격을 이격되어 형성되는데, 120도에 한정되는 것은 아니며 렌즈 배럴(150)이 안정적으로 이송될 수 있는 배치이면 모두 가능하다.
또한, 렌즈 배럴(150)에는 마찰부(140)가 장착되기 위한 안착부(156)가 형성된다.
안착부(156)는 렌즈 배럴(150)에서 돌출된 형상으로 형성되며, 마찰부(140)가 안착되기 위한 홈이 마련된다.
여기서, 안착부(156)는 제1 장착부(152) 및 제2 장착부(154)와 각각 대략 120도 이격되어 형성되는 구조이다.
따라서, 렌즈 배럴(150)이 압전 유닛(120)에 의해서 수용 공간(112)에서 상하로 이송될 때, 렌즈 배럴(150)이 수용 공간(112) 내에서 뒤틀리거나 일측으로 기울어지기 쉬운 면에 제1 장착부(152) 및 제2 장착부(154)가 형성되므로 렌즈 배럴(150)의 안정적인 이송이 가능하다.
마찰부(140)는 렌즈 배럴(150)의 안착부(156)에 장착되며, 자성체인 재질로 형성된다. 따라서, 마찰부(140)가 자성체로 형성되면 마찰부(140)와 압전 유닛(120)이 서로 자동적으로 밀착되므로 렌즈 배럴(150)을 이송시킬 때 다른 이송 수단이 없어도 렌즈 배럴(150)의 이송이 가능하며, 별도의 예압력이 필요 없다.
결과적으로, 제1 장착부(152) 및 제2 장착부(154)에 장착되는 볼 부재(160)를 생략하여도 렌즈 배럴(150)의 이송이 가능하다.
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.
그리고, 케이스(170)는 렌즈 배럴(150)을 보호하기 위해서 하우징(110)과 렌즈 배럴(150) 상면에 덮는 형상으로 형성되며, 상면에는 개구가 형성되어 렌즈 배럴(150)에서 렌즈를 통해 상을 촬상하도록 한다.
도 3은 본 발명에 따른 렌즈 이송 장치 중에서 렌즈 배럴의 다른 실시예를 설명하기 위한 사시도이다.
도 3을 참조하면, 렌즈 배럴(250)은 제1 장착부(210), 제2 장착부(220) 및 마찰부(230)를 포함한다.
이때, 제1 장착부(210) 및 제2 장착부(220)는 렌즈 배럴(250)의 외측으로 돌출된 형상이며 하우징의 수용 공간에 마련된 가이드부에 각각 삽입된다. 따라서, 렌즈 배럴(250)이 수용 공간에서 이송될 때 렌즈 배럴(250)의 위치가 틀어지지 않도록 고정시키고, 상하로 이송될 수 있도록 안내하는 역할을 한다.
그리고, 압전 유닛에 의해서 렌즈 배럴(250)을 상하로 이송시킬 때, 압전 유닛의 구동에 필수적인 예압력 없이도 자력에 의해서 렌즈 배럴과 압전 유닛이 서로 밀착된다.
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 렌즈 이송 장치에서 렌즈 배럴과 하우징의 결합을 설명하기 위한 사시도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 제1 장착부(152)와 제2 장착부(154)가 각각 제1 가이드 홈(114) 및 제2 가이드 홈(116)에 삽입되도록 하우징(110)에 렌즈 배럴(150)을 삽입한다.
그리고, 하우징(110)의 외면에 장착된 기판(130)으로부터 노출 홀(119)을 통해서 렌즈 배럴(150)에 밀착된 압전 유닛(120)에 의해서 밀어 올리는 힘이 작동되면, 렌즈 배럴(150)이 상하로 이동하게 된다(도 5).
이때, 볼 부재(160)가 제1 가이드 홈(114) 및 제2 가이드 홈(116)에 밀착되므로, 렌즈 배럴(150)이 상하로 이동할 때 함께 회전하면서 마찰력을 줄이고, 이에 따라 렌즈 배럴(150)이 흔들림 없이 상하로 안정적으로 이동할 수 있게 한다.
또한, 마찰부(140)는 자성체로 형성되므로 압전 유닛(120)의 구동에 필수적인 예압을 자력으로 이용할 수 있다.
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.
또한, 렌즈 배럴(150)에 볼 부재(160)를 장착하기 위한 구조물이 없어도 되므로 그에 따른 원가 절감의 효과가 있다. 더불어, 렌즈 배럴(150)이 일정한 이동 속도로 이동하므로 렌즈 배럴(150)의 위치를 감지해야 하는 구성인 위치 센서를 생략할 수 있으므로 부품의 원가를 절감할 수 있다.
또한, 자성체인 마찰부(140)를 사용하게 되면 렌즈 배럴(150)에서 볼 부재(160)를 생략할 수 있으므로 부품 원가의 절감을 할 수 있다.
110: 하우징 120: 압전 유닛
130: 기판 150: 렌즈 배럴

Claims (4)

  1. 수용 공간을 구비하는 하우징;
    상기 수용 공간에 위치하도록 상기 하우징에 장착되는 압전 유닛;
    상기 수용 공간에 수용되어 상기 압전 유닛에 의해서 이동 가능하며, 상기 수용공간에 밀착되는 제1 장착부, 상기 제1 장착부와 소정의 간격 이격되어 형성되는 제2 장착부 및 상기 제1 및 제2 장착부와 소정의 간격 이격된 안착부를 구비하는 렌즈 배럴;
    상기 제1 및 제2 장착부에 장착되는 볼 부재; 및
    상기 안착부에 장착되어 상기 압전 유닛과 접촉되는 마찰부;
    를 포함하는 렌즈 이송 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 안착부와 상기 제1 및 제2 장착부는 상기 렌즈 배럴에서 약 120도 간격 이격되어 형성되는 것을 특징으로 하는 렌즈 이송 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 하우징은,
    상기 제1 장착부가 수용되도록 상기 수용 공간에 구비되는 제1 가이드 홈 및, 상기 제2 장착부가 수용되도록 상기 수용 공간에 구비되는 제2 가이드 홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈 이송 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 하우징은 상기 압전 유닛이 상기 수용 공간으로 노출되도록 개방된 노출 홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈 이송 장치.
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