KR20110007839A

KR20110007839A - 손떨림 보정장치

Info

Publication number: KR20110007839A
Application number: KR1020090065479A
Authority: KR
Inventors: 이승환
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2009-07-17
Filing date: 2009-07-17
Publication date: 2011-01-25
Also published as: US20110013030A1; CN101957536B; CN101957536A; US8243147B2; KR101594296B1

Abstract

본 발명은 손떨림 보정장치에 관한 것이다. 상기 손떨림 보정장치는 카메라의 흔들림을 보정하기 위한 손떨림 보정장치로서, 서로 독립적인 제1 축 및 제2 축으로 이루어진 2차원 평면 상에서 구동되는 보정렌즈와, 보정렌즈의 양편으로 쌍을 이루어 배치되고, 제1 축 방향의 구동력을 제공하기 위한 제1 마그네트들과, 보정렌즈의 적어도 어느 한편에 배치되고, 제2 축 방향의 구동력을 제공하기 위한 제2 마그네트와, 제1, 제2 마그네트들과 마주하는 위치에 배치되어 전자기적인 상호 작용을 수행하는 구동코일을 포함한다.

본 발명에 의하면, 보정렌즈의 회전 움직임을 최소화시킴으로써 제어 특성이 향상되는 손떨림 보정장치가 제공된다.

Description

손떨림 보정장치{Driving assembly for image stabilization of digital camera}

본 발명은 손떨림 보정장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 촬영자의 손떨림 등으로 인한 영상의 흔들림을 보정해주는 손떨림 보정장치에 관한 것이다.

일반적인 카메라는 피사체의 영상을 포착하여 영상 데이터화하고, 적정의 파일 형태로 기록하는 것으로, 촬영자의 손떨림이나 주변 진동에 의한 흔들림 등이 촬영된 이미지 내에 그대로 반영되면 영상이 번지거나 흐려지는 등의 화질 저하가 발생하게 된다.

최근에는 카메라의 흔들림을 자동으로 보정해주는 다양한 영상 안정화 기술들이 개발되고 있다. 예를 들어, 카메라의 흔들림에 상응하게 광학렌즈를 미소하게 변위시킴으로써 이미지 센서 상의 결상 위치를 고정시켜주는 방식이 고려될 수 있다. 통상 광학렌즈의 위치 제어는 병진방향으로의 구동과 위치검출에 의존하게 되므로, 의도하지 않은 회전성분에 대해서는 매우 취약하게 된다. 즉, 광학렌즈의 회전성분은 별도의 회전각 인식센서를 이용하지 않으면 정확한 측정과 보정이 어렵고, 회전성분을 기계적으로 억제하는 가이드를 적용하기도 하지만, 이러한 회전구 속요소는 액츄에이터의 전체적인 가속도 성능 및 응답 특성을 떨어뜨려서 보정성능이 저하되는 문제가 있다. 또한, 굴곡형 경통구조와 같이 공간적인 제약이 있는 경우에는 회전구속요소의 설치가 쉽지 않은 문제도 있다.

본 발명의 목적은 보정렌즈의 회전 움직임을 최소화시킴으로써 제어 특성이 향상되는 손떨림 보정장치를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적 및 그 밖의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 손떨림 보정장치는,

카메라의 흔들림을 보정하기 위한 손떨림 보정장치로서,

서로 독립적인 제1 축 및 제2 축으로 이루어진 2차원 평면 상에서 구동되는 보정렌즈;

상기 보정렌즈의 양편으로 쌍을 이루어 배치되고, 제1 축 방향의 구동력을 제공하기 위한 제1 마그네트들;

상기 보정렌즈의 적어도 어느 한편에 배치되고, 제2 축 방향의 구동력을 제공하기 위한 제2 마그네트; 및

상기 제1, 제2 마그네트들과 마주하는 위치에 배치되어 전자기적인 상호 작용을 수행하는 구동코일;을 포함한다.

바람직하게, 쌍을 이루어 배치된 제1 마그네트들은 보정렌즈의 중심에 대해 서로 상쇄되는 방향의 회전 모멘트를 생성한다.

예를 들어, 상기 제1 마그네트들은 상기 보정렌즈의 중심에 대해 대칭적인 위치에 배치되며, 이 경우, 상기 제1 마그네트들은 서로 동등한 자력세기를 갖는 것이 바람직하다.

예를 들어, 쌍을 이루는 제1 마그네트들 중에서, 상대적으로 강한 자력의 제1 마그네트는 보정렌즈의 중심으로부터 근거리에 배치되고, 상대적으로 약한 자력의 제1 마그네트는 보정렌즈의 중심으로부터 원거리에 배치된다. 이때, 상기 제1 마그네트들은 자력세기에 반비례하는 이격거리를 두고 보정렌즈의 양편에 배치될 수 있다.

바람직하게, 상기 제2 마그네트는 상기 보정렌즈의 중심을 지나는 제2 축 상에 배치된다.

예를 들어, 상기 제2 마그네트는 상기 보정렌즈의 양편으로 쌍을 이루어 배치된다.

예를 들어, 상기 보정렌즈의 같은 편에 배치된 제1 마그네트와 제2 마그네트는 제1 축 방향으로 N-S 극성이 반전되는 부분과, 제2 축 방향으로 N-S 극성이 반전되는 부분을 함께 갖도록 착자된 통합형 마그네트로 구현된다.

이때, 상기 보정렌즈의 한편에는 제1 마그네트가 배치되고, 보정렌즈의 다른 편에는 제1, 제2 마그네트가 함께 구현된 통합형 마그네트가 배치될 수 있다.

또는, 상기 보정렌즈의 양편으로 제1, 제2 마그네트가 함께 구현된 통합형 마그네트가 배치될 수 있다.

상기 손떨림 보정장치는,

상기 보정렌즈를 장착하고 제1 축 및 제2 축으로 이루어진 2차원 평면 상에서 가동되는 렌즈 지지판; 및

상기 렌즈 지지판을 이동 가능하게 지지해주는 베이스;를 더 포함할 수 있다.

이때, 상기 제1, 제2 마그네트와 구동코일은 상기 렌즈 지지판 및 베이스의 서로 마주하는 위치에 배치될 수 있다. 또한, 상기 제1, 제2 마그네트와 마주하는 위치에는 요크가 배치될 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 측면에 따른 손떨림 보정장치는,

카메라의 흔들림을 보정하기 위한 손떨림 보정장치로서,

보정렌즈를 장착하고 서로 독립적인 제1 축 및 제2 축으로 이루어진 2차원 평면 상에서 구동되는 렌즈 지지판;

상기 렌즈 지지판을 이동 가능하게 지지해주는 베이스; 및

상기 렌즈 지지판과 베이스의 서로 마주하는 위치에 배치되는 마그네트와 구동코일을 포함하되, 상기 마그네트는,

상기 보정렌즈의 양편으로 쌍을 이루어 배치되며, 제1 축 방향의 구동력을 제공하기 위한 제1 마그네트들; 및

상기 보정렌즈의 적어도 어느 한편에 배치되며, 제2 축 방향의 구동력을 제공하기 위한 제2 마그네트;를 포함한다.

예를 들어, 상기 제1 마그네트들은 상기 보정렌즈의 중심에 대해 대칭적인 위치에 배치된다. 이때, 상기 제1 마그네트들은 서로 동등한 자력세기를 갖는 것이 바람직하다.

예를 들어, 쌍을 이루는 제1 마그네트들 중에서, 상대적으로 강한 자력의 제1 마그네트는 보정렌즈의 중심으로부터 근거리에 배치되고, 상대적으로 약한 자력의 제1 마그네트는 보정렌즈의 중심으로부터 원거리에 배치된다.

한편, 상기 제2 마그네트는 상기 보정렌즈의 중심을 지나는 제2 축 상에 배치되는 것이 바람직하다.

본 발명의 손떨림 보정장치에 의하면, VCM(Voice Coil Motor) 액츄에이터에 편성된 마그네트의 배치구조를 개선함으로써 보정렌즈의 회전을 야기하는 모멘트 성분을 효과적으로 상쇄시키고, 보정렌즈의 회전변위를 최소화시킨다. 사실상 제어가 불가능한 회전성분을 배제함으로써 보정장치의 제어특성이 강건해지고, 보정동작의 제어 정밀도가 향상될 수 있다. 또한, 이미지 왜곡이나 초점 이탈과 같이 오류적인 보정동작에 수반되는 보정실패를 효과적으로 방지할 수 있다. 특히, 보정렌즈의 회전 움직임을 강제 구속하기 위한 회전구속요소나 회전각 인지센서와 같은 추가적인 구성이 요구되지 않으므로, 공간상의 제약조건을 갖는 굴곡형 경통 구조 등에 적합하게 적용될 수 있다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태에 관한 손떨림 보정장치에 대해 상세히 설명하기로 한다. 도 1에는 본 발명의 일 실시형태에 따른 손떨림 보정장치의 분해 사시도가 도시되어 있고, 도 2에는 도 1에 도시된 보 정장치의 수직 단면도가 도시되어 있다. 상기 손떨림 보정장치(100)는 보정렌즈(120)와, 보정렌즈(120)가 장착되는 렌즈 지지판(130)과, 렌즈 지지판(130)이 지지되는 베이스(150)를 포함한다.

상기 렌즈 지지판(130)의 양편으로는 마그네트(131a,131b,132a,132b)가 조립되고, 마그네트(131a,131b,132a,132b)와 마주하도록 베이스(150)의 상하방향으로 구동코일(155)과 요크(160)가 조립된다. 예를 들어, 마그네트(131a,131b,132a,132b)와 마주하도록 베이스(150)의 상면과 하면에 각기 구동코일(155)과 요크(160)가 조립될 수 있다.

마그네트(131a,131b,132a,132b)와 구동코일(155)은 서로 마주보는 위치에 조립되며 전자기적 상호작용을 수행함으로써, 예를 들어, VCM(Voice Coil Motor) 액츄에이터를 구성하게 된다. 구동코일(155)의 양단은 제어된 신호를 인가해주는 회로기판(미도시)에 접속될 수 있다. 렌즈 지지판(130)은 마그네트(131a,131b,132a,132b)와 구동코일(155) 간의 전자기적 상호작용에 따라 광축(Z 축)에 수직한 제1, 제2 축 평면(X-Y 평면)상에서 구동되며 보정동작을 수행하게 된다.

마그네트(131a,131b,132a,132b)와 요크(160)는 마주보는 위치에 조립되어 서로에 대해 자기적인 인력을 작용한다. 마그네트(131a,131b,132a,132b)와 요크(160) 간의 인력을 이용하여 렌즈 지지판(130)과 베이스(150)가 서로에 대해 밀착되도록 하며, 구동 전원이 차단되었을 시에 마그네트(131a,131b,132a,132b)의 중심을 요크(160)의 중심과 일치시킴으로써 렌즈 지지판(130)을 정 위치로 복귀시킨다. 한 편, 렌즈 지지판(130)과 베이스(150)는 볼 베어링(140, 도 2)을 개재하여 서로 마주하게 배치된다. 상기 베이스(150)는 볼 베어링(140)을 통하여 렌즈 지지판(130)의 제1, 제2 축 평면(X-Y 평면)상의 운동을 지지하게 된다.

보정장치(100)의 상단에는 커버(110)가 배치될 수 있다. 상기 커버(110)는 렌즈 지지판(130)을 개재하고 베이스(150) 상에 조립된다. 상기 커버(110)에는 보정렌즈(120)의 위치를 검출하기 위한 홀 센서(115)가 조립된다. 상기 홀 센서(115)는 마그네트(131a,131b,132a,132b)와 마주하는 위치에 조립되며, 마그네트(131a,131b,132a,132b)의 자장 변화를 감지함으로써 마그네트(131a,131b,132a,132b)와 일체로 움직이는 보정렌즈(120)의 변위를 검출한다.

상기 보정렌즈(120)는 손떨림으로 발생되는 영상의 흔들림을 보정하기 위해 제1, 제2 축 평면(X-Y 평면) 상에서 이동하면서 피사체의 결상 위치가 이동되는 것을 추적하고, 피사체의 결상 위치를 고정시켜주는 보정동작을 수행한다. 예를 들어, 손떨림을 상쇄하기 위한 보정렌즈(120)의 목표위치와 홀 센서(115)에서 검출된 보정렌즈(120)의 현재위치를 입력으로 하여, 마그네트(131a,131b,132a,132b)와 구동코일(155)로 편성된 VCM 액츄에이터에 대해 제어된 구동신호를 인가함으로써 보정렌즈(120)를 목표위치로 근접시키게 된다.

도 3은 마그네트(131a,131b,132a,132b)의 배치구조를 설명하기 위한 도면이다. 도면을 참조하면, 렌즈 지지판(130)의 중앙위치에는 보정렌즈(120)가 끼워 조립되고, 보정렌즈(120)의 양편으로는 제1 축 방향의 구동력(FYa,FYb)을 제공하는 제1 마그네트들(131a,131b)이 쌍을 이루어 배치된다. 그리고, 예를 들어, 제1 마그 네트(131a,131b) 쌍의 외측 양편으로는 제2 축 방향의 구동력(FXa,FXb)을 제공하는 제2 마그네트들(132a,132b)이 쌍을 이루어 배치될 수 있다. 상기 제1, 제2 마그네트들(131a,131b,132a,132b)은 마주하는 구동코일(155)과의 전자기적인 상호작용을 통하여 제1, 제2 축 방향의 구동력(FYa,FYb,FXa,FXb)을 제공한다. 상기 제1 마그네트들(131a,131b)은 제1 축(Y 축) 방향으로 N-S 극성이 반전되어 제1 축 방향의 구동력(FYa, FYb)을 제공하고, 상기 제2 마그네트들(132a,132b)은 제2 축(X 축) 방향으로 N-S 극성이 반전되어 제2 축 방향의 구동력(FXa, FXb)을 제공한다.

상기 제1, 제2 마그네트들(131a,131b,132a,132b)은 서로 독립적인 제1, 제2 축 방향의 구동력(FYa,FYB,FXa,FXb)을 제공한다. 여기서, 서로 독립적이라는 것은 제1, 제2 축의 2차원 평면(X-Y 평면) 상에서 보정렌즈(120)의 위치를 제어함에 있어, 제1 축 방향의 구동력(FYa,FYb)은 제1 축(Y 축) 방향의 변위만을 생성할 뿐, 제2 축(X 축) 방향의 위치에는 영향을 미치지 않고, 역으로 제2 축 방향의 구동력(FXa,FXb)은 제2 축(X 축) 방향의 변위만을 생성할 뿐, 제1 축(Y 축) 방향의 위치에는 영향을 미치지 않는다는 것을 의미한다. 상기 제1 축(Y 축) 및 제2 축(X 축)은 수직 좌표계의 서로 다른 2축으로 구성되는 것이 바람직하다.

제1 마그네트(131a,131b)의 쌍이 생성하는 제1 축(Y 축) 방향의 구동력(FYa,FYb)은 서로 평행한 방향으로 작용하며, 보정렌즈(120)에 대해 서로 반대편에 위치하는 작용점을 갖는다. 따라서, 제1 축 방향의 구동력(FYa,FYb)은 병진방향으로는 서로 협력하는 합력의 형태로 나타나고, 회전방향으로는 상대편의 회전 모멘트를 상쇄시키는 방향으로 나타난다. 예를 들어, 일 편의 구동력(FYa)은 La를 회 전 암으로 하여 렌즈중심(C)에 대해 일 회전방향으로 회전 모멘트를 생성하고, 다른 편의 구동력(FYb)은 Lb를 회전 암으로 하여 렌즈중심(C)에 대해 반대 회전방향으로 회전 모멘트를 생성하게 된다. 이때, 자력세기가 서로 동등하다는 전제하에, 제1 마그네트(131a,131b)의 쌍을 렌즈중심(C)에 대해 대칭적인 위치에 배치시킴으로써(La=Lb), 제1 축 방향의 구동력(FYa,FYb)으로 야기되는 회전 모멘트를 서로 상쇄시키고, 보정렌즈(120)에 작용하는 순 회전성분을 제거할 수 있다.

상기 제2 마그네트들(132a,132b)은 렌즈중심(C)을 지나는 제2 축(X 축) 상에 배치된다. 여기서, 제2 마그네트들(132a,132b)이 제2 축(X 축) 상에 배치된다는 것은 제2 마그네트(132a,132b)의 자력중심이 제2 축(X 축) 상에 정렬된다는 것을 의미한다. 따라서, 제2 마그네트(132a,132b)가 생성하는 제2 축 방향의 구동력(FXa,FXb)은 렌즈중심(C)에 대해 회전 암을 갖지 않고, 회전 모멘트를 생성하지 않는다.

상기한 바와 같이, 제1, 제2 마그네트(131a,131b,132a,132b)의 배치 설계를 통하여, 보정렌즈(120)에 작용하는 회전성분을 제거한다. 이로써, 별도의 회전각 인식센서를 이용하지 않고는 측정 및 보정이 곤란하여 가제어성이 떨어지는 회전성분을 배제할 수 있고, 보정렌즈(120)의 위치를 정밀하게 제어함으로써 정확한 보정동작을 수행할 수 있다.

도 4는 본 발명의 다른 실시형태에서 적용되는 마그네트(231a,231b,232)의 배치구조를 보여주는 도면이다. 도면을 참조하면, 보정렌즈(120)의 양편으로는 쌍을 이루어 배치되며 제1 축 방향의 구동력(FYa,FYb)을 제공하는 제1 마그네트 들(231a,231b)이 배치된다. 그리고, 보정렌즈(120)의 한편으로는 제2 축 방향의 구동력(FX)을 제공하는 제2 마그네트(232)가 배치된다. 상기 제1, 제2 마그네트들(231a,231b,232)은 마주하는 구동코일(155)과의 전자기적인 상호작용을 통하여 서로 독립적인 제1 축 및 제2 축 방향의 구동력(FYa,FYb,FX)을 제공한다. 상기 제1 마그네트(231a,231b)의 쌍이 생성하는 제1 축 방향의 구동력(FYa,FYb)은 회전방향으로 상대편의 회전 모멘트를 상쇄시키는 방향으로 나타난다. 이때, 제1 마그네트(231a,231b)의 쌍을 렌즈중심(C)에 대해 대칭적인 위치에 배치시킴으로써(La=Lb), 제1 축 방향의 구동력(FYa,FYb)으로 야기되는 회전 모멘트를 서로 상쇄시키고, 보정렌즈(120)에 작용하는 순 회전성분을 제거할 수 있다.

상기 제2 마그네트(232)는 렌즈중심(C)을 지나는 제2 축(X 축) 상에 배치된다. 여기서, 제2 마그네트(232)가 제2 축(X 축) 상에 배치된다는 것은 제2 마그네트(232)의 자력중심이 제2 축(X 축) 상에 정렬된다는 것을 의미한다. 따라서, 제2 마그네트(232)가 생성하는 제2 축 방향의 구동력(FX)은 렌즈중심(C)에 대해 회전 암을 갖지 않고, 회전 모멘트를 생성하지 않는다. 본 실시형태에서는 렌즈중심(C)의 한편에만 제2 마그네트(232)를 배치함으로써 제2 마그네트(232)를 포함하는 액츄에이터의 구성을 보다 단순화시킬 수 있다.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시형태에서 적용되는 마그네트(331a,331b,332)의 배치구조를 보여주는 도면이다. 도면을 참조하면, 보정렌즈(120)의 양편으로는 쌍을 이루어 배치되며 제1 축 방향의 구동력(FYa,FYb)을 제공하는 제1 마그네트들(331a,331b)이 배치된다. 그리고, 보정렌즈(120)의 한편으로는 제2 축 방향의 구 동력(FX)을 제공하는 제2 마그네트(332)가 배치된다. 상기 제1, 제2 마그네트들(331a,331b,332)은 마주하는 구동코일(155)과의 전자기적인 상호작용을 통하여 서로 독립적인 제1 축 및 제2 축 방향의 구동력(FYa,FYb,FX)을 제공한다. 제1 마그네트(331a,331b)의 쌍이 생성하는 제1 축 방향의 구동력(FYa,FYb)은 서로 평행한 방향으로 작용하며, 보정렌즈(120)에 대해 서로 반대편에 위치하는 작용점을 갖는다. 따라서, 제1 축 방향의 구동력(FYa,FYb)은 병진방향으로는 서로 협력하는 합력의 형태로 나타나고, 회전방향으로는 상대편의 회전 모멘트를 상쇄시키는 방향으로 나타난다.

쌍을 이루는 제1 마그네트들(331a,331b)의 자력세기가 서로 다르다는 전제하에, 자력세기에 따라 렌즈중심(C)에서 마그네트(331a,331b)까지의 이격거리(La, Lb)에 차등을 둠으로써, 제1 축 방향의 구동력(FYa,FYb)으로 야기되는 상대방의 회전 모멘트를 효과적으로 상쇄시킬 수 있다. 보다 구체적으로, 자력이 강한 제1 마그네트(331a)는 렌즈중심(C)에서 상대적으로 근거리(La)에 배치하고, 자력이 약한 제1 마그네트(331b)는 렌즈중심(C)에서 상대적으로 원거리(Lb)에 배치함으로써, 회전 모멘트를 효과적으로 상쇄할 수 있다. 회전 모멘트는 제1 축 방향의 구동력(FYa,FYb)과, 렌즈중심(C)으로부터의 이격거리(La, Lb; 회전 암에 해당)의 승산으로 나타나게 되므로, 렌즈(120) 양편에서 생성되는 제1 축 방향 구동력(FYa,FYb)의 차이만큼 이격거리(La,Lb)에 차등을 두는 것이다(La < Lb). 예를 들어, 자력세기에 반비례적으로, 렌즈중심(C)으로부터 이격거리(La, Lb)를 차등적으로 설계할 수 있다.

상기 제2 마그네트(332)는 렌즈중심(C)을 지나는 제2 축(X 축) 상에 배치된다. 따라서, 제2 마그네트(332)가 생성하는 제2 축 방향의 구동력(FX)은 렌즈중심(C)에 대해 회전 암을 갖지 않고, 회전 모멘트를 생성하지 않는다.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시형태에서 적용되는 마그네트(431a,431b,432a,432b)의 배치구조를 보여주는 도면이다. 도면을 참조하면, 제1 축 방향의 구동력(FYa,FYb)을 제공하는 제1 마그네트들(431a,431b)이 렌즈중심(C)의 양편으로 쌍을 이루어 배치되는 한편으로, 제2 축 방향의 구동력(FXa,FXb)을 제공하는 제2 마그네트들(432a,432b) 역시 렌즈중심(C)의 양편으로 쌍을 이루어 배치된다. 쌍을 이루는 제1 마그네트들(431a,431b)의 자력세기가 서로 다르다는 전제하에, 자력세기에 따라 렌즈중심(C)에서 마그네트들(431a,431b)까지의 이격거리(La,Lb)에 차등을 둠으로써(La < Lb), 제1 축 방향의 구동력(FYa,FYb)으로 야기되는 회전 모멘트를 효과적으로 상쇄시킬 수 있다.

상기 제2 마그네트들(432a,432b)은 렌즈중심(C)을 지나는 제2 축(X 축) 상에 배치됨으로써 렌즈중심(C)에 대해 회전 암을 갖지 않고 회전 모멘트를 생성하지 않는다. 본 실시형태에서는 렌즈중심(C)의 양편으로 쌍을 이루도록 제2 마그네트들(432a,432b)을 배치함으로써 제2 축 방향의 구동력(FXa,FXb)을 배가시켜 신속한 응답특성을 얻을 수 있고, 제2 축 방향의 구동력(FXa,FXb)이 렌즈중심(C)을 기준으로 균형을 이루도록 하여 제2 축(X 축) 방향의 제어 특성을 보다 향상시킬 수 있다.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시형태에서 적용되는 마그네트(533a,533b)의 배 치구조를 보여주는 도면이다. 도면을 참조하면, 렌즈중심(C)의 양편으로 서로 독립적인 제1 축 방향 및 제2 축 방향의 구동력(FYa,FYb,FXa,FXb)을 함께 제공하는 2축 구동형 마그네트(533a,533b)가 배치된다. 상기 2축 구동형 마그네트(533a,533b)는 하나의 통합된 마그네트를 이용하여 제1 축(Y 축) 방향을 따르는 극성 반전과 제2 축(X 축) 방향을 따르는 극성 반전을 모두 구현할 수 있다. 즉, 제1 축(Y 축) 방향을 따라 극성이 반전되는 제1 자성요소(531a,531b)를 이용하여 제1 축(Y 축) 방향의 구동이 가능하고, 제2 축(X 축) 방향을 따라 극성이 반전되는 제2 자성요소(532a,532b)를 이용하여 제2 축(X 축) 방향의 구동이 가능하다.

제1 자성요소(531a,531b)가 서로 동등한 자력세기를 갖는다는 전제하에, 렌즈중심(C)에 대해 서로 대칭적인 위치(La=Lb)에 배치함으로써 회전 모멘트를 서로 상쇄시킬 수 있다. 또한, 제2 자성요소(532a,532b)는 렌즈중심(C)을 지나는 제2 축(X 축) 상에 정렬됨으로써 렌즈중심(C)에 대해 회전 암을 갖지 않고 회전 모멘트를 생성하지 않는다.

도 8은 본 발명의 또 다른 실시형태에서 적용되는 마그네트(631a,633)의 배치구조를 보여주는 도면이다. 도면을 참조하면, 보정렌즈(120)의 일편으로는 제1 축 방향의 구동력(FYa)을 제공하는 제1 마그네트(631a)가 배치되고, 반대편으로는 제1, 제2 축 방향의 구동력(FYb,FX)을 함께 제공하는 2축 구동형 마그네트(633)가 배치된다. 상기 2축 구동형 마그네트(633)는 하나의 통합된 마그네트를 이용하여 제1 축(X 축) 방향을 따르는 극성 반전과 제2 축(Y 축) 방향을 따르는 극성 반전을 모두 구현하며, 보다 구체적으로, 제1 축(Y 축) 방향을 따라 극성이 반전되는 제1 자성요소(631b)를 이용하여 제1 축(Y 축) 방향의 구동이 가능하고, 제2 축(X 축) 방향을 따라 극성이 반전되는 제2 자성요소(632)를 이용하여 제2 축(X 축) 방향의 구동이 가능하다.

제1 마그네트(631a)와 제1 자성요소(631b)가 생성하는 제1 축 방향의 구동력(FYa,FYb)은 서로 평행한 방향으로 작용하며, 보정렌즈(120)에 대해 서로 반대편에 위치하는 작용점을 갖는다. 따라서, 제1 축 방향의 구동력(FYa,FYb)은 병진방향으로는 서로 협력하는 합력의 형태로 나타나고, 회전방향으로는 상대편의 회전 모멘트를 상쇄시키는 방향으로 나타난다. 상기 제1 마그네트(631a)와 제1 자성요소(631b)가 서로 동등한 자력세기를 갖는다는 전제하에, 렌즈중심(C)에 대해 대칭적인 위치에 배치시킴으로써 상대방의 회전 모멘트를 상쇄시킬 수 있다. 즉, 제1 마그네트(631a)와 제1 자성요소(631b)의 배치는 자력중심이 렌즈중심(C)으로부터 동일한 이격거리(La=Lb)에 위치하도록 이루어진다는 것이다. 상기 제2 자성요소(632)는 렌즈중심(C)을 지나는 제2 축(X 축) 상에 정렬됨으로써 렌즈중심에 대해 회전 암을 갖지 않고 회전 모멘트를 생성하지 않는다.

본 발명의 손떨림 보정장치(100)는 카메라의 경통 구조 내에 배치될 수 있으며, 카메라 전원의 온/오프 상태에 따라 경통 조립체가 내외부로 인입/인출되는 침통식 경통 구조와, 피사체 영상의 입사방향에 대해 수직으로 배열되는 광학계를 갖는 굴곡형 경통 구조에 모두 적용이 가능하다. 특히, 제안된 손떨림 보정장치(100)는 공간적인 제약조건, 보다 구체적으로 두께방향의 슬림화를 위해 보정장치의 구성이 쉽지 않고, 보정렌즈(120)의 회전을 구속하기 위한 별도의 회전구속요소를 설 치하기 어려운 굴곡형 경통 구조에 적합하게 적용될 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예들을 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시형태에 관한 손떨림 보정장치의 분해 사시도이다.

도 2는 도 1에 도시된 손떨림 보정장치의 수직 단면도이다.

도 3은 도 1의 손떨림 보정장치에 적용된 마그네트 배치구조를 보여주는 도면이다.

도 4 내지 도 8은 본 발명의 서로 다른 실시형태에 적용되는 마그네트의 배치구조를 보여주는 도면들이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100: 손떨림 보정장치 110: 커버

115: 홀 센서 120; 보정렌즈

130: 렌즈 지지판

131a,131b,231a,231b,331a,331b,631a: 제1 마그네트

132a,132b,232,332,432a,432b: 제2 마그네트

140: 볼 베어링 150: 베이스

155: 구동코일 160: 요크

531a,531b,631b: 제1 자성요소 532a,532b,632: 제2 자성요소

533a,533b,633: 2축 구동형 마그네트

C: 렌즈중심

La: 렌즈중심 ~ 제1 마그네트까지의 회전 암(이격거리)

Lb: 렌즈중심 ~ 제2 마그네트까지의 회전 암(이격거리)

FYa,FYb : 제1 축 방향의 구동력

FX,FXa,FXb : 제2 축 방향의 구동력

Claims

카메라의 흔들림을 보정하기 위한 손떨림 보정장치로서,

서로 독립적인 제1 축 및 제2 축으로 이루어진 2차원 평면 상에서 구동되는 보정렌즈;

상기 보정렌즈의 양편으로 쌍을 이루어 배치되고, 제1 축 방향의 구동력을 제공하기 위한 제1 마그네트들;

상기 보정렌즈의 적어도 어느 한편에 배치되고, 제2 축 방향의 구동력을 제공하기 위한 제2 마그네트; 및

상기 제1, 제2 마그네트들과 마주하는 위치에 배치되어 전자기적인 상호 작용을 수행하는 구동코일;을 포함하는 것을 특징으로 하는 손떨림 보정장치.
제1항에 있어서,

쌍을 이루어 배치된 제1 마그네트들은 보정렌즈의 중심에 대해 서로 상쇄되는 방향의 회전 모멘트를 생성하는 것을 특징으로 하는 손떨림 보정장치.
제1항에 있어서,

상기 제1 마그네트들은 상기 보정렌즈의 중심에 대해 대칭적인 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 손떨림 보정장치.
제3항에 있어서,

상기 제1 마그네트들은 서로 동등한 자력세기를 갖는 것을 특징으로 하는 손떨림 보정장치.
제1항에 있어서,

쌍을 이루는 제1 마그네트들 중에서,

상대적으로 강한 자력의 제1 마그네트는 보정렌즈의 중심으로부터 근거리에 배치되고,

상대적으로 약한 자력의 제1 마그네트는 보정렌즈의 중심으로부터 원거리에 배치되는 것을 특징으로 하는 손떨림 보정장치.
제5항에 있어서,

상기 제1 마그네트들은 자력세기에 반비례하는 이격거리를 두고 보정렌즈의 양편에 배치되는 것을 특징으로 하는 손떨림 보정장치.
제1항에 있어서,

상기 제2 마그네트는 상기 보정렌즈의 중심을 지나는 제2 축 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 손떨림 보정장치.
제1항에 있어서,

상기 제2 마그네트는 상기 보정렌즈의 양편으로 쌍을 이루어 배치되는 것을 특징으로 하는 손떨림 보정장치.
제1항에 있어서,

상기 보정렌즈의 같은 편에 배치된 제1 마그네트와 제2 마그네트는 제1 축 방향으로 N-S 극성이 반전되는 부분과, 제2 축 방향으로 N-S 극성이 반전되는 부분을 함께 갖도록 착자된 통합형 마그네트로 구현되는 것을 특징으로 하는 손떨림 보정장치.
제9항에 있어서,

상기 보정렌즈의 한편에는 제1 마그네트가 배치되고, 보정렌즈의 다른 편에는 제1, 제2 마그네트가 함께 구현된 통합형 마그네트가 배치되는 것을 특징으로 하는 손떨림 보정장치.
제9항에 있어서,

상기 보정렌즈의 양편에는 제1, 제2 마그네트가 함께 구현된 통합형 마그네트가 배치되는 것을 특징으로 하는 손떨림 보정장치.
제1항에 있어서,

상기 보정렌즈를 장착하고 제1 축 및 제2 축으로 이루어진 2차원 평면 상에 서 가동되는 렌즈 지지판; 및

상기 렌즈 지지판을 이동 가능하게 지지해주는 베이스;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 손떨림 보정장치.
제12항에 있어서,

상기 제1, 제2 마그네트와 구동코일은 상기 렌즈 지지판 및 베이스의 서로 마주하는 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 손떨림 보정장치.
제12항에 있어서,

상기 제1, 제2 마그네트와 마주하는 위치에 배치되는 요크를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 손떨림 보정장치.
카메라의 흔들림을 보정하기 위한 손떨림 보정장치로서,

보정렌즈를 장착하고 서로 독립적인 제1 축 및 제2 축으로 이루어진 2차원 평면 상에서 구동되는 렌즈 지지판;

상기 렌즈 지지판을 이동 가능하게 지지해주는 베이스; 및

상기 렌즈 지지판과 베이스의 서로 마주하는 위치에 배치되는 마그네트와 구동코일을 포함하되, 상기 마그네트는,

상기 보정렌즈의 양편으로 쌍을 이루어 배치되며, 제1 축 방향의 구동력을 제공하기 위한 제1 마그네트들; 및

상기 보정렌즈의 적어도 어느 한편에 배치되며, 제2 축 방향의 구동력을 제공하기 위한 제2 마그네트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 손떨림 보정장치.
제15항에 있어서,

쌍을 이루어 배치된 제1 마그네트들은 보정렌즈의 중심에 대해 서로 상쇄되는 방향의 회전 모멘트를 생성하는 것을 특징으로 하는 손떨림 보정장치.
제15항에 있어서,

상기 제1 마그네트들은 상기 보정렌즈의 중심에 대해 대칭적인 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 손떨림 보정장치.
제17항에 있어서,

상기 제1 마그네트들은 서로 동등한 자력세기를 갖는 것을 특징으로 하는 손떨림 보정장치.
제15항에 있어서,

쌍을 이루는 제1 마그네트들 중에서,

상대적으로 강한 자력의 제1 마그네트는 보정렌즈의 중심으로부터 근거리에 배치되고,

상대적으로 약한 자력의 제1 마그네트는 보정렌즈의 중심으로부터 원거리에 배치되는 것을 특징으로 하는 손떨림 보정장치.
제15항에 있어서,

상기 제2 마그네트는 상기 보정렌즈의 중심을 지나는 제2 축 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 손떨림 보정장치.