KR20110100549A - Actuator for adjusting focal length of lens - Google Patents
Actuator for adjusting focal length of lens Download PDFInfo
- Publication number
- KR20110100549A KR20110100549A KR1020100019601A KR20100019601A KR20110100549A KR 20110100549 A KR20110100549 A KR 20110100549A KR 1020100019601 A KR1020100019601 A KR 1020100019601A KR 20100019601 A KR20100019601 A KR 20100019601A KR 20110100549 A KR20110100549 A KR 20110100549A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- mover
- coil
- actuator
- stator
- permanent magnet
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
- G03B13/00—Viewfinders; Focusing aids for cameras; Means for focusing for cameras; Autofocus systems for cameras
- G03B13/32—Means for focusing
- G03B13/34—Power focusing
- G03B13/36—Autofocus systems
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
- G02B7/28—Systems for automatic generation of focusing signals
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
- G03B13/00—Viewfinders; Focusing aids for cameras; Means for focusing for cameras; Autofocus systems for cameras
- G03B13/18—Focusing aids
- G03B13/20—Rangefinders coupled with focusing arrangements, e.g. adjustment of rangefinder automatically focusing camera
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
- G03B3/00—Focusing arrangements of general interest for cameras, projectors or printers
- G03B3/10—Power-operated focusing
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
- G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
- G02B7/04—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification
- G02B7/08—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification adapted to co-operate with a remote control mechanism
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
- G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
- G02B7/04—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification
- G02B7/10—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification by relative axial movement of several lenses, e.g. of varifocal objective lens
- G02B7/102—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification by relative axial movement of several lenses, e.g. of varifocal objective lens controlled by a microcomputer
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K41/00—Propulsion systems in which a rigid body is moved along a path due to dynamo-electric interaction between the body and a magnetic field travelling along the path
- H02K41/02—Linear motors; Sectional motors
- H02K41/03—Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors
- H02K41/031—Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors of the permanent magnet type
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/60—Control of cameras or camera modules
- H04N23/67—Focus control based on electronic image sensor signals
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lens Barrels (AREA)
Abstract
본 발명은 렌즈의 초점거리 조절용 엑츄에이터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 렌즈가 설치된 가동자를 광축을 따라 진퇴시켜 위치를 변경하는 이동 동작과, 광축의 일지점에 가동자를 위치 고정하는 정지를 통해 가동자에 설치된 렌즈의 초점을 조절하도록 구성된 것으로, 특히 가동자와 고정자 사이에 추력구조를 마련하여, 가동체의 신속 정밀한 위치 이동 및 위치 고정을 통해 오토 포커싱과 줌 기능의 구현에 따른 정밀성와 신속성이 확보되도록 구성하고 가동자 외벽의 각 모서리에 일자형 빗면을 일자형 빗면으로 구성하고 고정자의 수용홈 내벽면에 일자형 빗면과 대응하는 가이드를 포함한 가이드부를 통해 가동자와 고정자가 선접촉하도록 구성함으로 가동자의 이동 동작과 정지 동작을 실행할 때 가동자의 편심, 기울어짐, 마찰력의 감소, 소음의 감소를 제공하는 렌즈 초점거리 조절용 엑츄에이터와 이를 탑재한 광학장치에 관한 것이다.The present invention relates to an actuator for adjusting a focal length of a lens, and more particularly, a mover for moving a lens installed in a moving direction along an optical axis to change its position, and a stopper for fixing the position of the mover to one point of the optical axis. It is configured to adjust the focus of the lens installed in the thrust structure. Especially, the thrust structure is provided between the mover and the stator. It consists of a straight bevel at each corner of the outer wall of the mover and a straight bevel, and the mover and the stator are in line contact with the mover and the stator through the guide part including the straight bevel and the corresponding guide on the inner wall of the stator's receiving groove. When carrying out the stop motion, the eccentricity of the mover, tilting, reduction of friction, It relates to a lens actuator for adjusting a focal length and an optical apparatus equipped with this, to provide a sound reduction.
Description
본 발명은 렌즈 초점거리 조절용 엑츄에이터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 렌즈부가 설치된 가동자를 광축을 따라 진퇴시켜 위치를 변경하는 이동 동작과, 가동자의 이동구간의 일지점에 가동자를 위치 고정하는 정지를 통해 가동자에 설치된 렌즈의 초점거리을 조절하도록 구성된 것으로, 특히 가동자와 고정자 사이에 추력구조를 제공하는 엑츄에이터부를 마련하여, 가동자의 신속 정밀한 위치 이동 및 위치 고정을 통해 오토 포커싱과 광학 줌이 가능하도록 구성하여, 이를 탑재한 광학장치의 오토포커싱과 줌 동작시 소모전류와 체적이 작고, 동작의 정밀성와 신속성이 확보되도록 한 렌즈 초점거리 조절용 엑츄에이터에 관한 것이다.The present invention relates to an actuator for adjusting the lens focal length, and more particularly, through a moving operation of changing the position by moving the mover provided with the lens unit along the optical axis and changing the position of the mover at a point of the moving section of the mover. It is configured to adjust the focal length of the lens installed on the mover, and in particular, it provides an actuator part that provides a thrust structure between the mover and the stator to enable auto focusing and optical zooming through the fast and precise position movement and fixation of the mover. Accordingly, the present invention relates to an actuator for adjusting the focal length of a lens, in which the current consumption and the volume are small during autofocusing and zooming of the optical device equipped with the same, and the precision and speed of the operation are ensured.
주지하는 바와 같이 카메라, 캠코더, 카메라모듈이 내장된 핸드폰을 비롯한 각종의 광학장치에는, 피사체의 거리에 따른 선명한 상을 수득하기 위한 렌즈 초점거리 조절용 엑츄에이터 모듈이 설치된다. As is well known, various optical devices including a camera, a camcorder, and a mobile phone with a built-in camera module are provided with an actuator module for adjusting a lens focal length for obtaining a clear image according to a distance of a subject.
그리고, 상기 렌즈 초점거리 조절용 엑츄에이터 모듈에는 렌즈부가 마련된 단일 가동자가 설치되며, 상기 단일 가동자는 엑츄에이터부를 통해 추력을 제공받아 위치 이동과 위치 고정이 각각 구현되어서 오토 포커싱을 구현하게 된다.In addition, the actuator module for adjusting the focal length of the lens is provided with a single mover provided with a lens unit, and the single mover is provided with thrust through the actuator unit to implement position focusing and position fixing, respectively, to implement auto focusing.
현재 소형 광학장치에는, 판스프링의 탄성계수에 따른 복원력과 영구자석과 코일사이의 발생하는 자기결합력과의 상관 관계를 이용하여, 영구자석과 코일 사이에 형성되는 자기결합력이 판스프링의 탄성계수에 따른 복원력 보다 높으면 렌즈가 설치된 가동자는 판스프링을 가압하면서 광축상의 두 정점 사이를 이동하고, 상기 두 힘이 동일하여 평행상태를 이루면 광축상에 렌즈가 설치된 가동자가 정지하도록 한 원리를 이용한 엑츄에이터부가 설치되고 있다.In the current compact optical device, the magnetic coupling force formed between the permanent magnet and the coil is applied to the elastic modulus of the leaf spring by using the correlation between the restoring force according to the elastic modulus of the leaf spring and the magnetic coupling force generated between the permanent magnet and the coil. If it is higher than the restoring force according to the above, the mover installed with the lens moves between two vertices on the optical axis while pressing the leaf spring, and the actuator unit is installed using the principle that the mover installed with the lens on the optical axis stops when the two forces are parallel to each other. It is becoming.
그리고, 상기 엑츄에이터부를 구동하는 구동회로부는 전류의 세기를 변화시켜 상기 자기결합력의 제어할 수 있도록 구성된다.In addition, the driving circuit unit for driving the actuator unit is configured to control the magnetic coupling force by changing the intensity of the current.
그런데, 상기와 같이 구성된 엑츄에이터부는 판 스프링이 두께 방향으로 수용됨으로 두께가 두껍고, 이동 모멘텀이 작용했을 때 스프링의 잔류 진동으로 안정된 위치 고정까지 시간이 소요됨으로 반응속도가 느리며, 판스프링 동작범위가 좁으므로 긴 이동구간을 요구하는 줌 기능 엑츄에이터 모듈을 구현하기 어렵다.However, the actuator part configured as described above has a thick thickness because the leaf spring is accommodated in the thickness direction, and when the moving momentum is applied, the reaction speed is slow because it takes time until the stable position is fixed by the residual vibration of the spring, and the leaf spring operating range is narrow. Therefore, it is difficult to implement a zoom function actuator module that requires a long moving section.
또, 가동자를 임의의 위치에 고정하기 위해서는 항시 코일에 전류를 인가하여야 하므로 전류가 과다 소모되는 문제점이 발생되고, 이러한 문제점은 한정된 전하가 저장된 배터리를 주 전력원으로 사용하는 휴대용 광학장치에서 더욱 심화된다.In addition, since the current must always be applied to the coil to fix the mover at an arbitrary position, excessive current is consumed. This problem is further exacerbated in a portable optical device using a battery having a limited charge as a main power source. do.
또한, 충격이나 외부의 자극 요인에 의해 상기 판스프링의 변형이 쉽고, 변형에 따라 가동체의 기울어짐, 편심, 마찰력의 변화, 소음이 발생할 수 있다.In addition, the plate spring is easily deformed due to an impact or external stimulus, and according to the deformation, tilting of the movable body, eccentricity, change in friction force, and noise may occur.
본 발명의 목적은, 고정자와 가동자에 자력의 세기가 위치에 따라 변화되도록 구성한 영구자석군과, 전자력을 생성하는 코일과 자성체인 스토퍼로 이루어진 추력구조를 배설하고, 추력구조는 상기 영구자석군의 자력과 전원이 공급되어 전자력이 생성된 코일 사이에 작용하는 자기결합력인 자속밀도 결합력에 의해 렌즈부가 설치된 가동자의 이동과 상기 영구자석군의 자력과 자성체 금속인 스토프 사이에 작용하는 자기결합력인 금속자기결합력에 의해 가동자의 위치 고정과 구동회로부로 부터의 전원의 방향전환에 따라 가동자의 방향전환이 구현되도록 구성한 것으로, 고정자내에서 가동자가 이동, 정지 동작시 발생하는 편심, 기울어짐, 소음, 마찰력을 최소화하고, 광학장치의 오토 포커싱과 줌 기능의 구현시, 정밀성과 신속성이 확보 되도록, 최적의 추력구조와 추력구조 배치형태와 고정자와 가동자 사이의 선접촉이 가능한 가이드부의 구성과 전원 변환에 의한 가동체의 제어를 통해서 소모전류를 절감하고 소형화가 가능하며 동작의 정밀성과 신속성과 편심, 기울어짐, 소음의 최소화가 이룩되도록 한 렌즈 초점거리 조절용 엑츄에이터을 제공함에 있다.An object of the present invention, the permanent magnet group configured to change the strength of the magnetic force to the stator and the mover according to the position, and the thrust structure consisting of a coil and a magnetic body stopper for generating an electromagnetic force, the thrust structure is the permanent magnet group The magnetic coupling force acting between the magnetic force of the permanent magnet group and the stove, which is a magnetic metal, by the movement of the mover installed with the lens by the magnetic flux density coupling force, which is a magnetic coupling force acting between the coils generated by the magnetic force and power supplied with the electromagnetic force. It is designed to realize the change of direction of the mover according to the fixed position of the mover and the change of direction of power from the driving circuit part by the metal magnetic coupling force. Eccentricity, inclination, noise, Minimizing friction and ensuring precision and speed when auto focusing and zooming the optics The thrust structure of the enemy and the structure of the thrust structure, the structure of the guide that enables the line contact between the stator and the mover, and the control of the movable body by the power conversion can reduce the current consumption and miniaturization. The present invention provides an actuator for adjusting the focal length of the lens to minimize tilt and noise.
상기한 목적은, 본 발명에 따른 하기 구성에 의해 달성된다.The above object is achieved by the following configuration according to the present invention.
본 발명에 따른 렌즈 초점거리 조절용 엑츄에이터는, Actuator for lens focal length adjustment according to the present invention,
제어원의 제어신호에 따라 전원의 변환을 제공하는 구동회로부와 전기적으로 도통되게 구성되어, 고정자내의 수용홈에 수용된 가동자를 광축을 따라 위치 변경하는 이동 동작과, 광축의 일지점에 위치 고정하는 정지동작을 구현하는 엑츄에이터부와; 몸체의 상부가 개방된 수용홈이 요입되게 형성된 고정자와; 렌즈부를 포함하여 구성되어 고정자의 수용홈에 수용되는 가동자로 구성된 렌즈 초점거리 조절용 엑츄에이터에 있어서, It is configured to be electrically connected to the driving circuit unit for providing power conversion in accordance with the control signal of the control source, the movement operation for changing the position of the mover accommodated in the receiving groove in the stator along the optical axis, and the stop for fixing the position at one point of the optical axis An actuator unit for implementing an operation; A stator formed such that an accommodation groove having an upper portion of the body opened therein is recessed; In the actuator for adjusting the focal length of the lens composed of a mover that is configured to include a lens unit accommodated in the receiving groove of the stator,
상기 엑츄에이터부는, 대향하는 고정자의 내벽과 가동자의 외벽 사이에 택일하여 설치되는 영구자석군과 코일뭉치를 포함하여 구성되고, 상기 영구자석군은 일면을 기준으로 하나 이상의 영구자석편으로 N극부와 S극부가 구획되게 구성되고, 상기 코일뭉치는 코일과, 자성체로 이루어진 스토퍼를 포함하여 구성되고, The actuator unit may include a permanent magnet group and a coil bundle that are alternatively installed between the inner wall of the opposing stator and the outer wall of the mover, and the permanent magnet group includes one or more permanent magnet pieces based on one surface of the N pole and S. The pole portion is configured to be partitioned, the coil bundle is configured to include a coil and a stopper made of a magnetic material,
상기 렌즈부가 설치된 가동자는 질량에 따른 중력과, 관성력과, 마찰력, 탄성력들의 백터합력인 가변 물리합력이 존재하고, 상기 코일뭉치의 스토퍼와 영구자석군의 자력 사이의 자기결합력인 금속자기 결합력이 생성되고, 상기 코일뭉치의 코일에 구동회로부로부터 전류가 공급되어 생성되는 전자력과 상기 영구자석군을 구성하는 영구자석편의 자력 사이에 자속밀도 결합력이 생성되어서, The lens unit has a variable physical force, which is a vector force of gravity, inertia, friction, and elastic forces according to mass, and a magnetic coupling force, which is a magnetic coupling force between the stopper of the coil bundle and the magnetic force of the permanent magnet group, is generated. The magnetic flux density coupling force is generated between the electromagnetic force generated by supplying current from the driving circuit unit to the coil of the coil bundle and the magnetic force of the permanent magnet pieces constituting the permanent magnet group,
상기 금속자기 결합력이 가변 물리합력 보다 크도록 설정되어 금속자기 결합력에 의해 가동자의 정지동작이 이룩되고, 상기 자속밀도 결합력이 가변 물리합력과 금속자기 결합력의 합력보다 크도록 설정되어 금속자기 결합력에 의해 정지된 가동자의 이동 동작이 이룩되도록 구성하는 한편, The metal magnetic coupling force is set to be greater than the variable physical force to achieve a stop operation of the mover by the metal magnetic coupling force, and the magnetic flux density coupling force is set to be greater than the combined force of the variable physical force and the metal magnetic coupling force to be caused by the metal magnetic coupling force. While the moving operation of the stationary mover is achieved,
상기 제어원의 제어신호에 따라 구동회로부는, 상기 코일에 가변 물리합력과 금속자기 결합력의 합력보다 큰 세기의 자속밀도 결합력의 설정에 요구되는 전류량을 공급하여 가동자의 이동 동작을 이루는 공급주기와; 상기 코일에 가변 물리합력보다 큰 세기의 금속자기 결합력의 설정에 요구되는 전류량을 차단하여 가동자의 정지동작 이루는 휴지주기를 교번 반복하는 변조방식을 통해 코일의 전류 공급을 제어하도록 구성되어,A driving cycle according to a control signal of the control source, the driving circuit unit supplying the coil with a current amount required for setting a magnetic flux density coupling force having a strength greater than that of the variable physical force and the metal magnetic coupling force to perform a moving operation of the mover; It is configured to control the current supply of the coil through a modulation scheme to alternately repeat the rest period of the stop operation of the mover by blocking the amount of current required to set the metal magnetic coupling force of greater strength than the variable physical force to the coil,
상기 가동자는 시간폭에 대하여, 정지 동작하는 수평구간과 이동 동작하는 단차구간이 교번 반복하는 계단형의 이동거리 특성을 갖는 것을 특징으로 하고 The mover has a step-like movement distance characteristic in which the horizontal section in which the stop operation is performed and the step section in which the moving operation is alternately repeated with respect to the time width are performed.
또한, 상기 고정자의 수용홈 내벽과 가동자의 외벽 사이에는 상호 간의 국부적인 간섭을 통해 가동자의 뒤틀림을 방지하는 가이드부가 형성되며, 상기 가이드부는, 모따기를 통해 가동자의 2 내지 4 모서리에 형성되는 일자형의 빗면과, 상기 가동자의 일자형 빗면과 마주하는 고정자의 수용홈 내벽에 형성되어 상기 일자형 빗면을 지지하는 가이드를 포함하여 구성되고, 상기 일자형 빗면에 외접하는 가이드에는 라운딩을 통해 원호형으로 형성되어서, In addition, a guide part is formed between the inner wall of the receiving groove of the stator and the outer wall of the mover to prevent twisting of the mover through local interference between the stator and the guide part, which is formed at two to four corners of the mover through a chamfer. And a guide formed on the inner wall of the receiving groove of the stator facing the straight slant of the mover to support the straight slant, wherein the guide circumscribed to the straight slant is formed in an arc shape through rounding.
상기 고정자내의 수용홈에서 가동자의 이동 동작과 정지 동작시, 가동자의 일자형의 빗면과 고정자의 가이드를 통해 선 접촉 상태로 지지되도록 구성하고, 상기 가이드부를 형성하는 일자형의 빗면과 가이드 사이에는 0.001mm 내지 0.2mm의 에어겝이 형성되는 것을 특징으로 한다.The movable groove and the stop operation of the mover in the accommodating groove in the stator are configured to be supported in a linear contact state through the linear comb of the mover and the guide of the stator, and between 0.001 mm and the straight comb between the guide and the guide forming the guide portion. It is characterized in that the air-shape of 0.2mm is formed.
본 발명에 따른 렌즈 초점거리 조절용 엑츄에이터는, 고정자와 렌즈부가 마련된 가동자 사이에 개량된 형태의 추력 구조와 가이드부를 형성하여, 가동자의 신속하고 정밀한 이동 및 위치 고정이 가능하며, 가동자의 편심, 기울어짐을 최소화하고 소음이 적고 마찰력을 최소화 할 수 있다.The actuator for adjusting the focal length of the lens according to the present invention forms an improved thrust structure and a guide part between the stator and the movable part provided with the lens part, thereby enabling the fast and precise movement and position fixing of the movable part, and causing the eccentric and tilting of the movable part. Minimize the load, the noise is low and the friction force can be minimized.
그리고, 상기 추력구조를 형성하는 영구자석군과 코일뭉치는 부피가 작고, 또 판 스프링 등 부가적인 구성이 요구되지 아니하며, 또 본 발명에서 제안되는 효율적인 배치구조에 의해 소형화된 렌즈 초점거리 조절용 엑츄에이터의 구현이 가능하므로, 설치공간의 제약이 심한 휴대폰이나 PDA 등 소형의 광학장치에 안정되게 설치될 수 있다.In addition, the permanent magnet group and the coil bundle forming the thrust structure is small in volume, and additional configuration such as leaf spring is not required, and the lens focal length adjustment actuator miniaturized by the efficient arrangement structure proposed in the present invention. Since it can be implemented, it can be stably installed in a small optical device such as a mobile phone or PDA with a lot of installation space constraints.
특히, 상기 추력구조는 복수의 가동자의 위치 제어를 간편하게 형성할 수 있어서, 종래 소형의 렌즈 초점거리 조절용 엑츄에이터로는 구현이 어려웠던 복수개의 가동자의 설치를 통한 광학줌의 구현이 가능하고, 또 정지 동작시 별도의 전류의 소모가 요구되지 아니하는 금속자기결합력을 통해 가동자의 위치고정이 구현되므로, 절전이 가능한 이점을 갖는다.In particular, the thrust structure can easily form the position control of the plurality of movers, it is possible to implement the optical zoom through the installation of a plurality of movers, which was difficult to implement with a conventional compact lens focal length adjustment actuator, and stop operation Since the fixing of the position of the mover is realized through the magnetic coupling force of the metal that does not require a separate current consumption, power saving is possible.
도 1은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 렌즈 초점거리 조절용 엑츄에이터를 구성하는 가동자와 고정자의 구성요소와 조립 상태를 보여주는 것으로, 도 1a 내지 도 1c에서는 하나의 가동자를 설치되어 자동 초점거리 조절기능 즉, 오토 포커싱 기능을 제공하는 엑츄에이터를 도시하고 있으며, 도 1d와 도 1e에서는 두 개의 가동자를 설치되어 광학줌 기능을 제공하는 렌즈 초점거리 조절용 엑츄에이터를 각각 도시하고 있으며,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부, 구동회로부, 엑츄에이터부와 초점값 출력부의 배열상태를 보여주는 것이며,
도 3과 도 4에서는 본 발명에 따른 렌즈 초점거리 조절용 엑츄에이터에 있어, 추력을 제공하는 엑츄에이터부를 구성하는 영구자석군의 일면 형상과, 코일뭉치를 구성하는 코일의 일면 형상과 스토퍼의 일면 형상를 각각 보여주고 있으며,
도 5는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 렌즈 초점거리 조절용 엑츄에이터에 있어, 가동자의 이동동작과 정지동작을 보여주는 동작 상태도이고,
도 6은, 고정자 내에 수용된 가동자에 작용하는 힘과 합력의 구성, 및 가동자의 이동, 정지 동작시 필요한 힘과 합력의 세기와의 관계를 보여주는 것이고,
도 7는 본 발명에서 일 실시 예에 따른 구동회로부의 전원 변환에 따른 가동자의 이동거리 특성도이며,
도 8과 도 9는 상기 도 7에서 가동자의 점진적으로 전진 이동하는 것을 보여주는 'A'부분과, 가동자가 점진적으로 후진 이동하는 것을 보여주는 'B'부분을 각각 확대하여 보여주는 것이고,
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 초점거리 제어용 엑츄에이터의 초점거리 조절 절차를 순차적으로 보여주는 흐름도이다.1 is a view showing the components and the assembled state of the mover and the stator constituting the actuator for adjusting the lens focal length proposed in the preferred embodiment of the present invention, in Figure 1a to 1c is installed a single mover to autofocus distance An actuator that provides an adjustment function, that is, an auto focusing function, is shown. In FIGS. 1D and 1E, an actuator for adjusting a lens focal length that provides an optical zoom function by installing two movers is illustrated.
2 is a view illustrating an arrangement state of a control unit, a driving circuit unit, an actuator unit, and a focus value output unit according to an embodiment of the present invention.
3 and 4, in the actuator for adjusting the focal length of the lens according to the present invention, one surface shape of the permanent magnet group constituting the actuator unit for providing thrust, and one surface shape of the coil constituting the coil bundle and one surface shape of the stopper, respectively, are shown. Giving
FIG. 5 is an operation state diagram showing a moving and stopping operation of a mover in the lens focal length adjusting actuator proposed in the preferred embodiment of the present invention.
6 shows the relationship between the force and the force of the force acting on the mover accommodated in the stator, and the relationship between the strength of the force and the force required for the move and stop movement of the mover,
7 is a characteristic diagram of a moving distance of a mover according to power conversion of a driving circuit unit according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
8 and 9 are enlarged views of the 'A' portion showing the progressive movement of the mover and the 'B' portion showing the progressive movement of the mover in FIG.
10 is a flowchart sequentially illustrating a focal length adjusting procedure of an actuator for controlling a focal length of a lens according to an exemplary embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 렌즈 초점거리 조절용 엑츄에이터를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the actuator for adjusting the lens focal length proposed in the preferred embodiment of the present invention.
도 1은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 렌즈 초점거리 조절용 엑츄에이터를 구성하는 가동자와 고정자의 구성요소와 조립 상태를 보여주는 것으로, 도 1a 내지 도 1c에서는 하나의 가동자를 설치되어 자동 초점거리 조절기능 즉, 오토 포커싱 기능을 제공하는 엑츄에이터를 도시하고 있으며, 도 1d와 도 1e에서는 두 개의 가동자를 설치되어 광학줌 기능을 제공하는 렌즈 초점거리 조절용 엑츄에이터를 각각 도시하고 있으며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부와 구동회로부와 엑츄에이터부와 초점값출력부의 배열상태를 보여주는 것이며, 도 3과 도 4에서는 본 발명에 따른 렌즈 초점거리 조절용 엑츄에이터에 있어, 추력을 제공하는 엑츄에이터부를 구성하는 영구자석군의 일면 형상과, 코일뭉치를 구성하는 코일의 일면 형상과 스토퍼의 일면 형상를 각각 보여주고 있으며, 도 5는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 렌즈 초점거리 조절용 엑츄에이터에 있어, 가동자의 이동동작과 정지동작을 보여주는 동작 상태도이다.1 is a view showing the components and the assembled state of the mover and the stator constituting the actuator for adjusting the lens focal length proposed in the preferred embodiment of the present invention, in Figure 1a to 1c is installed a single mover to autofocus distance An actuator providing an adjustment function, that is, an auto focusing function is shown. In FIGS. 1D and 1E, an actuator for adjusting a lens focal length that provides an optical zoom function by installing two movers is illustrated. The control unit, the driving circuit unit and the actuator unit and the focus value output unit according to an embodiment of the arrangement state is shown in Figures 3 and 4 in the actuator for adjusting the focal length of the lens in accordance with the present invention, to configure the actuator for providing a thrust One side shape of permanent magnet group and one side shape and coil of coil constituting coil bundle One surface of the buffer hyeongsangreul are shown, respectively, Figure 5 is a state diagram showing the operation, the mover moving operation and the stop operation in the lens focal length adjustment actuators proposed in the present invention in its preferred embodiment.
본 발명에 따른 렌즈 초점거리 조절용 엑츄에이터(1)은, 렌즈(21a)를 수용하는 렌즈부(21)가 체결되고 엑츄에이터부의 일부구성이 설치되어 형성된 가동자를 광축(CL)을 따라 전진, 또는 후진시켜 위치를 변경하는 이동동작과, 상기 이동을 통해 위치 변경된 가동자를 광축(CL)의 일지점에 위치 고정하는 정지동작을 통해 초점을 정밀하게 맞추도록 구성한 것이다.The
상기 렌즈 초점거리 조절용 엑츄에이터(1)는, 도 1과 2에서 보는 바와 같이 제어원(300)으로부터 인가되는 제어신호(201,202)에 따라 전류 공급 및 차단을 제어하는 구동회로부(200)에 의해 가동자를 광축(CL)을 따라 전진 또는 후퇴시키는 이동 동작과, 가동자를 광축(CL)의 일 지점에 위치 고정하는 정지 동작을 구현하는 엑츄에이터부(100)와, 가동자 몸체(20)에 상기 엑츄에이터부의 일부 구성요소와 렌즈부(21)가 설치되어 가동자가 되고, 고정자 몸체(10)의 상기 엑츄에이터부의 나머지 구성요소가 설치되어 고정자를 형성한다.As shown in FIGS. 1 and 2, the lens focal
상기 가동자 몸체(20)는, 상기 고정자의 수용홈(11)에서 전진과 후퇴가 가능하도록 고정자의 수용홈(11)의 깊이 보다 얇은 두께를 갖는 다각의 판상몸체로 성형되며, 가동자 몸체(20)의 중앙에는 외측에 체결부가 형성되고 렌즈(21a)가 설치된 렌즈부(21)를 체결 고정시키기 위해서 체결공(20a)이 형성된다.The
그리고, 상기 가동자 몸체(20)의 좌우 양측부에는 각각 엑츄에이터부(100)의 일부 구성인 코일뭉치(120)가 설치 고정되는 코일뭉치 장착면(22)이 형성되고, 각 코일뭉치 장착면(22)에는 각각 코일뭉치(120)를 고정하는 고정돌기(22a)가 각각 형성된다.In addition, the left and right sides of the
또한, 상기 가동자 몸체(20)에 코일직렬단자편(127a)을 고정하는 코일직렬단자돌기(미도시) 혹은 코일직렬단자홈(미도시)을 형성되며, 가동자 몸체(20)의 상부, 혹은 하부에는 엑츄에이터부(100)를 구성하는 코일뭉치의 각 코일연장선(127, 128)을 수용하는 연장선 수용공간(20b)이 형성된다.In addition, a coil serial terminal protrusion (not shown) or a coil serial terminal groove (not shown) is formed on the
상기 고정자 몸체(10)는, 가동자를 수용하는 수용홈(11)의 내벽에 엑츄에이터부(100)의 나머지 구성인 영구자석군(110)이 설치되는 설치홈(12)이 형성되고, 본딩으로 영구자석군(110)을 설치홈(12)에 설치 고정시킬 때 과다 본딩액이 가동자에 간섭을 주는 것을 최소화하기 위해 본딩액 누수홈(미도시)를 형성할 수 있으며, 고정자 몸체(10) 외벽에는 코일연결단자편(128a)이 설치되는 코일연결단자홈(16)이 형성된다.The
또한, 상기 가동자를 수용하는 수용홈(11)의 하부에는, 가동자에 설치된 렌즈부(21)의 렌즈(21a)를 통과한 초점광원이 IR필터(253)를 거쳐 이미지센스(251)에 닿도록 초점 광원공(13)이 형성되고, 이 초점광원공(13)이 형성된 고정자 몸체(10)의 저면에는 IR필터(253), 구동회로부(200), 이미지 센서(251), 이미지센스 프로세스(252), F-PCB(미도시), 콘넥터(미도시)의 전체, 혹은 일부 구성요소로 구성된 이미지센스모듈(260)의 설치공간인 이미지센스모듈 설치홈(미도시)이 형성된다.In addition, a focus light source passing through the
본 발명에 따르면, 상기 가동자 몸체(20)의 외벽과 이와 대향하는 고정자 몸체(10)의 내벽 사이에 가이드부를 형성하여, 가이드부를 통하여 가동자가 고정자에 지지되어 광축(CL)을 따라 이동 및 정지 동작을 수행함으로, 가동자의 편심 및 기울어짐과 과다 마찰에 의한 이동력의 손실과 소음발생을 억제 되도록 구성된다.According to the present invention, a guide portion is formed between the outer wall of the
상기 가이드부는, 가동자 몸체(20)의 각 모서리에 모따기 가공을 통해 형성된 일자형 빗면(23)과; 이 일자형 빗면(23)과 외접하는 고정자 몸체(10) 내벽에 형성되고 상기 가동자 몸체(20)에 형성된 일자형 빗면(23)을 지지하는 가이드(15)를 포함하여 구성된다.The guide portion, a
상기 가이드(15)에는 라운딩 가공을 통해 일자형 빗면(23)과 외접하는 원호형 당접부(15a)가 형성되어서, 상기 고정자와 가동자는 일자형 빗면(23)과 가이드의 원호형의 당접부(15a)를 통해 선 접촉 상태를 이루도록 구성하고, 상기 일자형 빗면과 가이드의 원호형의 당접부(15a) 사이의 에어겝은 0.001 내지 0.2mm의 간극을 갖도록 구성한다.The
더불어, 상기 고정자 몸체(10)의 수용홈(11) 내벽에 형성되는 가이드의 원호형 당접부(15a)와 가동자 몸체(20)의 각 모서리에 형성되는 일자형 빗면(23)을 포함하는 가이드부와; 코일뭉치(120)가 설치되는 가동자의 몸체(20)의 코일뭉치 장착면(22)과 영구자석군(110)이 설치되는 고정자의 몸체(10)의 영구자석군 설치홈(12)은 무구배로 사출 성형하여 광축(CL)과 평행하도록 구성된다.In addition, the guide portion including an arc-shaped contact portion (15a) of the guide formed in the inner wall of the receiving
따라서, 상기 가동자와 고정자는 가이드부를 통해서만 국부적으로 선접촉이 되도록 구현한 구성과, 가이드부의 광축과 평행하도록 무구배로 구현한 구성과 0.001 내지 0.2mm의 간극을 갖도록 구성함으로, 고정자의 수용홈(11)내에서 가동자의 이동 동작 혹은 정지 동작시 가동자의 안정적인 수평유지를 도모할 수 있어 가동자의 편심 및 기울어짐과 과다 마찰에 의한 이동력의 감소와 소음의 발생을 최소화 할 수 있다. Therefore, the mover and the stator are configured to have local configuration in line contact only through the guide portion, and to have a clearance of 0.001 to 0.2 mm and a configuration that is implemented in a non-gradient manner so as to be parallel to the optical axis of the guide portion. 11) It is possible to achieve stable horizontal maintenance of the mover during the movement or stop movement of the mover. Therefore, it is possible to reduce the movement force and the generation of noise due to the eccentricity, inclination and excessive friction of the mover.
또한 상기 가동자의 몸체(20)의 각 모서리에 일자형 빗면(23)처리와 코일 연장선을 수용하는 연장선 수용공간(20b) 등과 같이, 판상형 가동자의 몸체(20)의 일정 부위를 도려내는 것과 같은 구조는 가동자의 무게를 줄일 수 있다.In addition, a structure such as cutting out a certain portion of the plate-shaped
또한, 고정자의 내벽과 가동자의 외벽의 4 측부 중에서 엑츄에이터부가 설치되는 2측부 제외한 나머지 2측부에서, 고정자의 내벽과 가동자의 외벽 사이의 거리를 0.1mm이상 이격시켜, 이격된 공간에 가동자의 이동 가능 거리 이상의 여유 길이를 갖는 코일 연장선(128)을 수용시킨다.In addition, the remaining distance between the inner wall of the stator and the outer wall of the stator and the outer wall of the mover can be moved from the inner side of the stator to the space between the inner wall of the stator and the outer wall of the mover by at least 0.1 mm. A
상기 고정자의 상부에는 광 진입공(31)을 통과한 광원 외에 다른 광원이 렌즈(21a) 혹은 이미지센스(미도시)에 도달하는 것을 차폐하는 기능과, 외력에 의해 가동자 및 고정자의 물리적인 손상을 예방함과 동시에, 이물질의 유입을 차단하는 기능을 수행하는 커버(30)가 설치되고 상기 커버가 사출물이 아닌 자성체 금속으로 성형되었을 때 상기 기능과 더불어 외부 자계와의 간섭을 차폐하는 기능도 수행된다.The stator has a function of shielding the light source passing through the
도면을 보면 상기 고정자 몸체(10)의 외벽에는 조립홈(14)들이 형성되고, 이와 대향하는 커버(30)에는 상기 조립홈(14)에 진입하여 고정되는 조립편(32)들이 대응되게 형성되어, 상기 커버(30)는 조립홈(14)에 진입하여 고정되는 조립편(32)들에 의해 고정자의 몸체(10)의 상부에 안정된 결합상태를 이루며, 필요에 따라 돌기(미도시)와 돌기홈(미도시)을 각각 형상화하여 보다 안정된 결합상태의 구현도 가능하다.As shown in the drawing, assembling
물론, 상기 커버에 의한 차폐작용 없이도 렌즈를 투과한 초점광원 외에 다른 광원이 이미지 센서에 도달하는 것을 차폐되면, 커버는 구비하지 않아도 무방하다.Of course, if the light source other than the focus light source transmitted through the lens is shielded from reaching the image sensor without the shielding action by the cover, the cover may not be provided.
그리고, 상기 고정자 몸체(10)와 가동자 몸체(20)와 커버(30)는, 일반적으로 플라스틱 사출물로 성형되며, 내열성과 내마모성과 내식성이 우수한 PC, POM, 또는 유리섬유가 포함된 강화 플라스틱 등으로 제작된다.The
이와 같이 구성된 고정자 몸체(10)와 가동자 몸체(20)사이에는, 엑츄에이터부(30)가 설치되어 렌즈부(21)가 체결된 가동자의 이동동작과 정지동작를 도모하여, 가동자에 설치된 렌즈(21a)와 이미지센스모듈 설치홈(미도시)에 설치된 이미지 센서와의 이격 거리를 조절함으로써 렌즈 초점을 조절하게 되는데, 상기 엑츄에이터부(100)를 구성하는 영구자석군(110)과 코일뭉치(120)는 고정자 몸체(10)의 내벽과 이와 마주보는 가동자 몸체(20)의 외벽 사이에 각각 택일되어 설치된다. Between the
상기 영구자석군(110)은 도 1 내지 도 3에서 보는 바와 같이 자력을 갖는 하나 이상의 영구자석편(111A,111B) 일면을 기준으로 N극부(N)와 S극부(S)가 구획되게 형성한 것으로, 이때 상기 영구자석군(110)을 형성하는 영구자석편(111A,111B)사이에는 자극 분리선(111C)으로 구획되고, 상기 자극분리선(111C)은 광축(CL)과 평행하지 아니하고 경사지거나, 직교하는 등 다양한 형태로 구성할 수 있다.As shown in FIGS. 1 to 3, the
상기 영구자석군(110)의 구성으로 N극부(N)와 S극부(S)에는 최대 자력값을 갖는 최대 자력부위(P)가 각각 존재하고, 이들 최대 자력부위(P) 사이에서 코일뭉치(120)의 이동 및 정지구간인 엑츄에이터부 동작구역(PA)이 형성된다. In the configuration of the
상기 최대 자력부위(P)는, 자성체 구슬을 영구자석편(111A,111B)의 자극면 위에 놓았을 때 자성체 구슬이 안정적으로 정지하는 일 지점, 혹은 영구자석편의 최대 길이 보다 긴 자성체 원형봉을 영구자석편의 자극면 위에 놓고 회전시켰을 때 일 지점을 기준으로 원형봉이 회전함을 통해 확인할 수 있으며, 통상 상기 최대 자력점(P)은 영구자석편(111A,111B)을 구성하는 각 자극면에서의 무게 중심과 거의 동일한 지점에 위치한다.The maximum magnetic force portion (P) is a permanent point where the magnetic beads are stable when the magnetic beads are placed on the magnetic pole surfaces of the permanent magnet pieces (111A, 111B), or permanent magnetic rods longer than the maximum length of the permanent magnet pieces. When placed on the magnetic pole surface of the magnet piece and rotated can be confirmed by the rotation of the circular rod relative to one point, the maximum magnetic point (P) is usually the weight on each magnetic pole surface constituting the permanent magnet piece (111A, 111B) Located at about the same point as the center.
그리고, 상기 영구자석군(110)은 하나 이상의 영구자석편(111A,111B)을 두께 중심면을 기준으로 결합시키므로 영구자석편의 개수만큼 최대 자력부위(P)가 존재한다.In addition, since the
또한 상기 하나 이상의 개별 영구자석편(111A,111B)을 결합하여 영구자석군(110)을 구성하는 방법 외에 하나의 영구자석편의 몸체에 일면을 기준으로 N극부(N)와 S극부(S)를 구획되게 착자시켜 각 극부 사이를 자극 분리선(111C)으로 구획하고, 상기자극분리선(111C)은 광축(CL)과 평행하지 아니하고 경사지거나, 직교하는 등 다양한 형태로 구성할 수도 있다.In addition to combining the one or more individual permanent magnet pieces (111A, 111B) to form a
한편, 상기 코일뭉치(120)는 도 1과 도 2 및 도 4에서 보는 바와 같이 자성체로 형상화하여 영구자석군(110)의 자력과 자기결합력인 금속자기 결합력을 형성하여 가동자의 정지동작을 도모하는 스토퍼(121)와, 구동회로부(200)로부터 전류를 공급받아 전자력을 생성하여 상기 영구자석편(111A,111B)의 자력 사이에 자속밀도 결합력을 형성하여 가동자의 이동 동작을 도모하는 코일(125)을 포함하여 구성된다.Meanwhile, the
상기 코일(125)은, 코일선을 권취하여 0.1mm 이상의 높이(도4a의 a)를 갖는 중공몸체(126)와 0.5mm 이상의 길이를 갖는 제 1 코일연장선(127)과 제 2 코일연장선(128)이 각각 인출된 형태로 구성되며, 상기 코일과 구동회로부 출력단(210, 220)과의 전기적 연결을 도모하기 위해 비자성체이며 도체인 금속편 혹은 F-PCB(미도시) 로 형상화된 코일연결단자편(128a)를 통해 도전되도록 납땜 연결한다.The
상기 스토퍼(121)는 0.001mm 내지 0.5mm의 두께를 가지며 일면이 다각형상의 자성체 금속편으로 구성되며, 본 실시예에서는 상기 스토퍼(121)의 양편에 견착홈(122)을 형성하여 이 견착홈(122)을 통해 상기 가동자 몸체(20)의 각 코일뭉치 장착면(22)에 돌출되게 형성된 고정돌기(22a)에 코일과 함께 삽입후 본딩 혹은 융착시켜 코일뭉치 장착면(22)에 고정시키거나 코일뭉치를 인설터 사출방법을 통해 가동자 몸체(20) 제작시 고정시킨다.The
또한, 자성체 금속편으로 스토퍼(121)을 구성하는 방법 외에 자성체 분말과 본딩 성분이 포함된 수용액을 사용하여 코일 혹은 상기 코일뭉치 장착면(22)에 상기 수용액을 인쇄하는 구성도 가능하며, 자성체로 코일을 형상화하여 코일이 상기 코일 뭉치인 스토프와 코일의 역할을 동시에 구현토록 하는 구성도 가능하다.In addition to the method of configuring the
본 발명에서는 일실시예로, 상기 고정자 몸체(10)의 수용홈(11) 좌우 내벽에 영구자석군(110)을 각각 설치하고, 이와 마주보는 가동자 몸체의 좌우 양편에 코일(125)과 스토퍼(121)로 이루어진 코일뭉치(120)를 설치하여, 엑츄에이터부(100)를 구성하고 있다.In the present invention, in one embodiment, the
도면을 보면 상기 영구자석군(110)은 고정자 몸체(10)의 수용홈(11) 좌우 내벽에 형성된 설치홈(12)에 각각 설치되어 본딩 혹은 융착으로 고정되고, 코일뭉치(120)의 스토퍼(121)와 코일(125)은 견착홈(122)과 중공부(126a)를 통해 가동자 몸체(20)의 코일뭉치 장착면(22)에 형성된 고정돌기(22a)에 삽입하여 본딩 혹은 융착으로 고정되어, 전체적으로 배면에 스토퍼(121)가 배설되고 코일(125)의 전면에 영구자석군(110)이 배치되며, 코일의 전면과 영구자석군 사이에는 0.001mm 내지 0.5mm의 이격거리를 갖도록 구성된다.Referring to the drawings, the
또한, 상기 각 코일(125)의 제 1 코일연장선(127)을 비자성체 도체 금속편 혹은 F-PCB로 형상화한 코일직렬단자편(127a)를 통해 상호 전기적으로 도통되도록 납땜 연결하고, 각 코일(125)의 제 2 코일연장선(128)은 구동회로부 출력단(210,220)에 각각 전기적으로 도통되도록 연결하기 위해서 비자성체 도체 금속편인 코일연결단자편(128a)에 납땜 연결하여, 구동회로부(200)와 한 쌍의 코일(125) 사이에 전기적으로 직렬 연결구조를 형성함으로 렌즈 초점거리 조절용 엑츄에이터의 구성부품의 간소화와 과전류에 대한 전기적 안정성을 확보하도록 구성하고, 상기 코일직렬단자편(127a)은 가동자 몸체(20)에 형성된 코일직렬단자돌기(미도시)에 설치하고, 상기 코일연결단자편(128a)은 고정자 몸체(10)의 외벽에 형성된 코일연결단자홈(16)에 설치하여 본딩 혹은 융착으로 고정하였다.In addition, the first
한편, 상기 한 쌍의 코일을 코일직렬단자편(127a)을 통해 전기적으로 연결하는 구성 방법 외에 하나의 코일선을 통해 권취하여 직렬 연결상태를 이룬 안경모양의 코일로 구성할 수도 있다.On the other hand, in addition to the configuration method of electrically connecting the pair of coils through the coil serial terminal piece (127a) may be configured as a coil of the eyeglass-shaped coiled through one coil wire to form a series connection state.
또한, 상기 코일뭉치(120)의 각 코일(125)에 형성된 코일연장선(127, 128)는 가동자의 상부에 형성된 수용공간(20b)에 수용하여 구성된다.In addition, the
또한, 상기 영구자석군(110)의 영구자석편(111A,111B)과, 코일뭉치(120)의 코일(125)은 그 특성상 방향성을 갖는 구성요소이므로, 가동자(20)의 전진과 후진을 포함하는 이동 동작시 고정자내에 설치된 가동자의 이동이 동일한 방향으로 이동할 수 있도록 방향성에 유의하여 배치하며, 배치에 대한 경우의 수는 다양함으로 통상의 지식을 갖춘 자라면 이해할 수 있으므로 배치에 대한 다양한 경우의 수는 본 발명의 일 실시예의 범주에 포함된다 할 수 있다.In addition, since the
상기 영구자석군(110)을 구성하는 영구자석(111A,111B)과 코일뭉치(120)를 구성하는 코일(125)에는 각각 극성을 표식하는 마킹부(미도시)를 각각 형성하여, 제작과정에 배치 착오를 미리 예방하는 것이 바람직하다.
이와 더불어, 본 발명에서는 또 다른 실시예로, 상기 설치홈(11)의 내벽에 영구자석군(110)이 설치 고정된 고정자에, 코일뭉치(120)를 각각 설치 고정된 하나이상의 가동자를 광축(CL)을 따라 적층되게 수용시켜, 상기 각 가동자에 설치된 코일뭉치(120)는 각 구동회로부(200)와 개별적으로 전기적으로 도통되게 연결되도록 구성하여, 상기 고정자에 수용된 하나 이상의 가동자를 독립적으로 이동동작 및 정지동작하여, 렌즈를 두 개 이상 독립적으로 위치 조절하여 줌 초점을 조절하는 광학줌 기능을 갖는 엑츄에이터를 갖도록 구성한다.In addition, in another embodiment of the present invention, at least one movable member installed at each of the coil bundles 120 is fixed to the stator in which the
도면을 보면, 상기 수용홈(11)의 내벽에 영구 자석군(110)을 설치 고정하고, 이 수용홈(11)에 코일뭉치(120)가 설치 고정된 하나의 가동자를 수용시킨 일부 형상과 치수가 다른 렌즈 초점거리 조절용 엑츄에이터의 두 개 구비하여, 엑츄에이터의 개구면(11a)이 상하 밀착되도록 적층시키고, 이들 각 가동자에 설치된 코일뭉치(120)의 코일(125)에 각 구동회로부 출력단(210, 220)에 전기적으로 도통 되도록 코일연결단자편(128a)을 개별 구성하고 있다.Referring to the drawings, the
그리고, 상기 대향하여 밀착되는 고정자의 각 개구면(11a)에는 결합돌기(11a-a)와 결합홈(11a-b)이 대응되게 형성되어, 이들 결합돌기(11a-a)와 결합홈(11a-b)의 결합시켜 본딩 혹은 융착에 의해 각 고정자의 보다 정밀하고 안정된 결합상태가 이룩되도록 하고 있다.In addition,
따라서, 상기 각 가동자는 두 개의 구동회로부(200)와 개별적으로 전기적으로 연결되어 독립적으로 이동 동작과 정지 동작을 수행하여 상기 광학줌용 엑츄에이터를 구성하고 있다.Accordingly, each of the movable members is electrically connected to the two driving
그리고, 본 발명에서는 또 다른 실시예로, 가동자와 고정자 사이의 마찰계수에 의한 마찰력과, 렌즈 초점거리 조절용 엑츄에이터의 또 다른 성능 지수인, 소음, 편심, 기울어짐을 최소화시키는 방안으로는, In another embodiment of the present invention, as a method of minimizing the frictional force caused by the friction coefficient between the mover and the stator and another performance index of the actuator for adjusting the lens focal length, noise, eccentricity, and inclination,
첫째, 광축(CL)과 평행하는 코일뭉치 중심선(CL1, CL2)과 이와 대향하는 영구자석군의 중심선(CL0)을 광축방향으로 일치시킨 엑츄에이터부 평행 중심선(CL1, CL2, CL0)을 기준으로, 각 구성요소들의 형상과, 치수와, 재질과, 무게, 개수, 및 위치 등을 좌우 대칭되게 구성하면 비대칭에 따른 가동자의 편심과 기울어짐을 예방할 수 있다.First, on the basis of the actuator unit parallel center lines (CL1, CL2, CL0) in which the coil bundle center lines (CL1, CL2) parallel to the optical axis (CL) and the center line (CL0) of the opposing permanent magnet group coincide in the optical axis direction, If the configuration, dimensions, materials, weight, number, and position of each component are symmetrically configured, eccentricity and inclination of the mover due to asymmetry can be prevented.
둘째, 상기 가동자와 고정자 사이에 일자형 빗면과 원호형 당접부를 갖는 가이드를 포함하여 구성된 2 내지 4개의 가이드부를 형성하여, 가동자와 고정자가 가이드부를 통한 선 접촉 외에는 이격되어 물리적인 마찰이 발생되지 않도록 구성하는 한편, 상기 가이드부를 구성하는 일자형 빗면과 가이드의 원호형 당접부 사이에 0.001mm 내지 0.2mm의 간극을 갖도록 구성하면, 고정자에 수용된 가동자의 이동동작 또는 정지동작시 소음, 편심, 기울어짐 및 마찰이 최소화될 수 있다. Second, between the mover and the stator to form two to four guides including a guide having a straight oblique surface and an arc-shaped contact portion, so that the movable and stator are spaced apart from the line contact through the guide portion to prevent physical friction On the other hand, if it is configured to have a gap of 0.001mm to 0.2mm between the straight oblique surface constituting the guide portion and the arc-shaped contact portion of the guide, noise, eccentricity, inclination during movement or stop movement of the mover accommodated in the stator And friction can be minimized.
셋째, 광축(CL)을 기준으로 서로 대칭되는 가동자의 좌편과 우편에 코일뭉치를 각각 설치하고, 상기 각 코일뭉치에 대향되게 영구자석군을 배치한 형태에서는, 상기 영구자석군과 스토퍼 사이의 이격거리, 스토퍼의 재질, 스토퍼의 단면적, 스토퍼의 부착 위치 중 어느 하나 이상의 값을 다르게 구성하여, 가동자의 좌편에 설치된 코일뭉치의 스토퍼와 영구자석군 사이에 형성되는 금속자기 결합력과, 가동자의 우편에 설치된 코일뭉치의 스토퍼와 영구자석군 사이에 형성되는 금속자기 결합력이 상호 상이하도록 구성하는 방안이 있다.Third, in the form in which the coil bundles are respectively provided on the left and posts of the movable members symmetrically with respect to the optical axis CL, and the permanent magnet groups are disposed opposite the coil bundles, the separation between the permanent magnet groups and the stoppers. By varying one or more values of distance, material of stopper, cross-sectional area of stopper, and attachment position of stopper, the magnetic coupling force formed between stopper and permanent magnet group of coil bundle installed on left side of mover There is a way to configure the metal magnetic coupling force formed between the stopper and the permanent magnet group of the coil bundle is installed mutually different.
이와 같이 구성하면, 도 5c와 같이 상기 고정자에 수용된 가동자의 정지 동작시 상대적으로 금속자기 결합력이 강한 쪽으로 가동자가 고정자에 붙으려는 성향을 갖게 되므로, 가동자가 금속자기 결합력이 강한 쪽에 설치된 가이드부에 지지되어 정지 동작시, 편심, 기울어짐이 최소화할 수 있다.In this configuration, as shown in FIG. 5C, when the stopper of the mover accommodated in the stator has a strong magnetic coupling force, the mover has a tendency to stick to the stator. Therefore, during stop operation, eccentricity and inclination can be minimized.
넷째, 가동자의 각 모서리에 형성된 일자형 빗면과 고정자의 원호형 당접부를 선 접촉시킨 상태에서, 접촉되지 않은 가이드와 일자형 빗면 사이의 이격거리(s)와, 가동자의 일자형 빗면의 높이(t)로 설계된 렌즈 초점거리 조절용 엑츄에이터에서 최대 편심거리(q)와 광축(CL) 기준 기울어진 최대 각도(u)의 관계식은, q=s, u=sin?¹(s/t)임으로, 설계과정에서 s값을 작게 하거나 t값을 길게 하면 편심과 기울어진 각도을 최소화할 수 있다. Fourth, in the state of linear contact between the flat comb formed on each corner of the mover and the arcuate contact portion of the stator, the separation distance s between the uncontacted guide and the straight comb is designed and the height t of the straight comb of the mover. In the actuator for adjusting the focal length of the lens, the relationship between the maximum eccentric distance (q) and the inclined maximum angle (u) with respect to the optical axis (CL) is q = s and u = sin? ¹ (s / t). You can minimize the eccentricity and the tilted angle by decreasing or increasing the value of t.
다섯째, 영구자석군에서 N극부와 S극부의 최대 자력부위(P) 사이에 형성되는 구역을 엑츄에이터부 동작구역(PA)으로 칭하고, 이 엑츄에이터부 동작구역 높이(b)을 광축방향과 일치시키고 평행하게 영구자석군을 배치하면, 가동자의 이동, 정지 동작시 편심, 기울어짐을 최소화할 수 있다.Fifth, in the permanent magnet group, the area formed between the maximum magnetic field P of the N pole and the S pole is called the actuator zone operating zone PA, and the actuator zone operating zone height b coincides with the optical axis direction and is parallel. By disposing the permanent magnet group, it is possible to minimize the eccentricity and inclination during the movement and stop operation of the mover.
여섯째, 영구자석군을 복수개 배치하고, 복수개의 영구자석군을 고정자 몸체의 내벽면 중 복수개의 내벽면에 배치하여, 각 영구자석군의 엑츄에이터부 동작구역 높이(b)을 광축방향과 일치시키고 평행하게 배치하면 이 엑츄에이터부 동작구역 높이(b)을 따라 가동자가 이동, 정지 동작함으로 편심이나 기울어짐 없이 안정된 이동동작 및 정지동작이 구현될 수 있다.Sixth, a plurality of permanent magnet groups are arranged, and a plurality of permanent magnet groups are arranged on a plurality of inner wall surfaces of the inner wall surface of the stator body, and the height (b) of the actuator section of each permanent magnet group coincides with the optical axis direction and is parallel In this case, as the mover moves and stops along the actuator portion operating area height (b), stable moving and stopping operations can be realized without eccentricity or inclination.
물론, 고정자 몸체의 내벽면에 고르게 배치되고 엑츄에이터부 동작구역(PA)의 개수가 많을수록, 가동자의 안정된 수평상태가 이룩될 수 있으나, 상기 엑츄에이터부 동작구역(PA)의 개수는 영구자석군의 개수와 비례함으로 영구자석의 개수증가로 렌즈 초점거리 조절용 엑츄에이터의 재료비의 상승시킴으로, 재료비와 편심, 기울어짐의 관계를 고려할 때 영구자석군의 개수는 1 내지 4개가 적절하며, 영구자석군과 상호 대향하는 코일뭉치의 구성비는 1 : 1 내지 2 : 1이 바람직하다. Of course, the more uniformly disposed on the inner wall surface of the stator body and the greater the number of actuator operating zones PA, the more stable the horizontal state of the mover can be achieved, but the number of actuator operating zones PA is the number of permanent magnet groups. By increasing the number of permanent magnets and increasing the material cost of the actuator for adjusting the focal length of the lens, the number of permanent magnet groups is appropriate in consideration of the relationship between material cost, eccentricity and inclination. As for the composition ratio of the bundle of coils to make, 1: 1: 1 is preferable.
도면에서는 고정자 몸체의 내벽면중 광축과 대향하는 좌우 양면에 각각 1개의 영구자석군을 배치하였으며, 이에 대향하는 가동자 몸체의 외벽면에 각각 1개의 코일 뭉치를 배치하여, 영구자석군의 개수는 2개이며, 영구자석군과 코일뭉치의 구성비는 1:1로 구성하였다.In the drawing, one permanent magnet group is disposed on the left and right sides of the inner wall of the stator body opposite to the optical axis, and one coil bundle is disposed on the outer wall of the movable body opposite to each other. 2, permanent magnet group and coil bundle was composed of 1: 1.
그리고, 고정자에 수용된 상태로 설치되어 광축을 따라 위치가 변경되는 이동동작과, 광축의 일지점에 위치 고정되는 정지동작하는 가동자는, 고정자와, 또는 고정자의 수용홈(11)을 폐쇄하는 커버(30)와의 물리적인 간섭에 의해 가동자의 최대 이동거리가 물리적으로 제한되고, 설계과정에서 자속밀도 결합력을 통한 영구자석군(110)과 코일뭉치(120)의 최대 이동 가능 거리와, 금속자기 결합력을 통한 영구자석군(110)과 코일뭉치(120)의 최대 정지 가능 거리의 중첩 거리를 엑츄에이터부(100)의 최대 이동거리로 칭하며, 상기 가동자의 최대 이동거리 보다 엑츄에이터부의 최대 이동거리가 크도록 설계하는 것이 바람직하다.In addition, the movable operation provided in the state accommodated in the stator to change the position along the optical axis and the stationary movable position fixed at one point of the optical axis include a cover for closing the stator or the receiving
상기 엑츄에이터부의 최대 이동거리는, 영구자석군(110)을 구성하는 영구자석편의 최대 자력점(P) 사이에 형성되는 엑츄에이터부 동작구역 높이(b)와, 코일(125)에 형성된 중공부 높이(a)와 스토퍼 높이(d)에 의해 결정된다.The maximum movement distance of the actuator portion is the actuator portion operating zone height (b) formed between the maximum magnetic point (P) of the permanent magnet piece constituting the
한편, 상기 엑츄에이터부(100)를 구성하는 영구자석군(110)과 코일뭉치(120)의 스토퍼(121) 사이, 영구자석부(110)와 코일뭉치(120)의 코일(121) 사이에는 자기결합력이 생성되며, 이 자기결합력을 통해 가동자의 이동동작과 정지동작이 구현된다.On the other hand, between the permanent magnet group constituting the
먼저, 상기 영구자석군(110)과 코일뭉치(120)의 코일(125) 사이에 생성되는 자기결합력은, 영구자석편(111A,111B)의 최대 자력부위(P)와, 구동회로부로부터 코일에 전류가 공급되었을 때 코일의 권선수와 체적, 코일에 공급되는 전류량 등에 따라 달라지나, 도 4와 같이 코일 중공부(126) 내에 코일의 최대 전자력부위가 생성되며, 서로 다른 극성인 영구자석편의 최대 자력부위(P)와 코일의 최대 전자력부위가 일치되려고 하는 자기결합력과 서로 같은 극성인 코일의 최대 전자력부위를 영구자석편의 최소 자력부위(미도시)로 밀어내려는 자기배척력의 합력을 본원에서는 자속밀도 결합력(Fc)이라 칭하고, 상기 자속밀도 결합력(Fc)의 형성을 위해 코일 중공부(126)에 생성되는 전자력은 구동회로부(200)를 통해 코일(125)에 공급되는 전류의 공급방향에 따라 극성이 변한다.First, the magnetic coupling force generated between the
즉, 구동회로부(200)로부터 코일(125)에 정방향으로 전류가 공급되면 코일 중공부의 일면에는 N극성의 전자력이 생성되고, 구동회로(200)로부터 코일(125)에 역방향으로 전류가 공급되면 코일 중공부의 일면에는 S극성의 전자력이 생성되며, 또 구동회로부에 의한 전류 공급이 차단되면 코일의 일면에 생성된 전자력은 소멸된다.That is, when a current is supplied from the driving
상기 코일(125)에서 생성되는 전자력의 세기는, 코일의 권선수(N)와 코일에 공급되는 전류량에 비례하며, 서로 마주보는 코일 중공부의 전면과 영구자석군을 기준으로 코일의 전자력과 영구자석편의 자력 사이에 상기 자속밀(Fc)도 결합력이 발생한다. The strength of the electromagnetic force generated in the
이때, 상기 자속밀도결합력의 세기(Fc)는 서로 마주보는 코일의 전면과 영구자석군의 전면 사이의 이격거리(R)의 제곱에 반비례하며, 서로 다른 극성을 갖는 코일 중공부의 전면과 영구자석편(111A,111B)이 상호 중첩되는 면적의 크기(A)와, 영구자석편(111A,111B)의 자속 밀도(B)와, 코일의 권선수(N), 및 코일에 흐르는 전류(I)에 각각 비례하며, 광축을 기준으로 자극 분리선(111C) 사이의 각도(θ)의 sin값에 비례하며, 이를 수식으로 표현하면 비례식 1과 같다.At this time, the strength (Fc) of the magnetic flux density coupling force is inversely proportional to the square of the separation distance (R) between the front of the coil facing each other and the front of the permanent magnet group, the front and permanent magnet pieces of the coil hollow portion having different polarities The size A of the area where the 111A and 111B overlap each other, the magnetic flux density B of the
[비례식 1][Proportion 1]
FcFc ∝ N*I*B*A* ∝ N * I * B * A * sinsin θ/θ / RR 22
상기 비례식 1을 본 실시예에 따른 렌즈 초점거리 조절용 엑츄에이터에 적용하면, 상기 코일과 영구자석편 사이에 형성되는 자속밀도 결합력을 결정하는 변수인, 코일의 권선수(N)은 상수가 되고, 자극분리선의 각도는 상수가 되며, 코일의 전면과 영구자석군의 전면 사이에 이격거리(R)는 상기 가이드부(15,23)에 지지됨으로 상수가 되고, 코일에 공급되는 전류량도 코일의 저항과 구형파 변조 방식으로 공급되는 전압에 대한 옴의 법칙에 의해 상수가 되고, 상기 가동자가 고정자의 수용홈(11)내에서 이동 동작이 구현되기 위해서, 자속밀도결합력은 변화해야 함으로, 나머지 변수인 B와 A의 곱셈 값이 상기 코일(125)에 전류가 공급되었을 때 코일 중공부(126)의 최대 전자력부위의 극성과 서로 다른 극성을 갖는 영구자석편(111A,111B)의 최대 자력부위(P)가 있는 쪽으로 이동하려는 힘이 발생할 수 있도록, 상기 코일 중공부의 최대 전자력부위를 상기 엑츄에이터부 동작구역(PA)내에 위치시켜 변수화하는 것이 바람직하다.When the
일반적인 소형의 보이스 코일은, 코일의 권선수와 체적, 코일에 공급되는 전류량, 코일 중공부의 높이(도 4a의 a)등에 따라 달라지나, 일반적으로 코일에 전류가 공급되었을 때, 코일 중공부 내에 길이방향(도 4a의 b)의 중심선으로 코일의 최대 전자력부위가 생성되며, 서로 다른 극성인 영구자석편(111A,111B)의 최대 자력부위(P)와 코일의 최대 전자력부위가 일치됨으로, 상기 자속밀도 결합력으로 코일이 이동할 수 있는 최대 이동 거리는 영구자석군에 형성된 최대 자력점 사이의 거리 즉, 엑츄에이터부 동작구역 높이(b)가 된다.A typical small voice coil varies depending on the number of coils and the volume of the coil, the amount of current supplied to the coil, the height of the coil hollow (a in FIG. 4A), etc., but in general, the length of the coil in the coil hollow when the current is supplied to the coil The maximum electromagnetic force portion of the coil is generated at the center line in the direction (b of FIG. 4A), and the maximum magnetic force portion P of the
그리고, 상기 영구자석군에 형성된 엑츄에이터부 동작구역 높이(b)가 제어원의 제어에 의해 코일이 이동할 수 있는 최대 이동 거리가 되기 위해서는 이동의 방향까지 포함되어야 함으로, 코일이 영구자석군의 N극부 최대 자력부위로 이동한 후, S극부의 최대 자력부위로 이동하기 위해서는 코일의 중공부는 S극부의 면의 일부와 중첩되어야 S극부로 이동할 수 있다.And, the height of the actuator operating zone formed in the permanent magnet group (b) should be included in the direction of movement in order to be the maximum moving distance that the coil can be moved by the control of the control source, so that the coil is N pole portion of the permanent magnet group After moving to the maximum magnetic field, in order to move to the maximum magnetic field of the S pole portion, the hollow portion of the coil may overlap the portion of the surface of the S pole portion to move to the S pole portion.
또한, 상기 영구자석군(110)과 자성체인 스토퍼(121) 사이에는 영구자석군의 자력이 자성체로 구성된 스토퍼(121)를 당기는 자기 결합력인 금속자기 결합력이 생성되며, 금속자기 결합력을 통해 가동자는 광축(CL)의 일지점에 위치 고정되는 정지동작이 구현된다.In addition, between the
여기서, 상기 스토퍼(121)와 영구자석군(110)에 형성된 엑츄에이터부 동작구역(PA) 사이에 형성되는 금속자기 결합력(Fm)은, 기본적으로 마주보는 스토퍼의 전면과 영구자석군의 전면 사이의 이격거리(R)의 제곱에 반비례하고, 스토퍼와 영구자석군의 중첩되는 면적(A)과, 영구자석의 자속밀도(B), 및 스토퍼의 투자율(μ)에 각각 비례하며, 이를 수식으로 표현하면 비례식 2와 같다.Here, the metal magnetic coupling force (Fm) formed between the
[비례식 2][Proportion 2]
FmFm ∝ μ*B*A/ ∝ μ * B * A / RR 22
상기 비례식을 렌즈 초점거리 조절용 엑츄에이터에 적용할 경우, 금속자기 결합력의 세기를 결정하는 변수인, 투자율(μ)은 스토퍼의 재질이 결정되면 상수가 되고, 스토퍼의 전면과 영구자석의 전면 사이의 이격거리(R)는 상기 가이드부(15,23)에 지지됨으로 상수가 되고, 상기 자속밀도 결합력(Fc)에 의한 가동자의 이동 동작후 자속밀도 결합력이 소멸되었을 때, 상기 가동자가 고정자의 설치홈(11)내의 어떠한 위치에서든 안정된 정지동작이 유지되기 위해서, 금속자기 결합력은 일정한 상수값을 가져야 함으로, 나머지 변수인 B와 A의 곱셈 값이 상기 영구자석군(110)에 형성된 엑츄에이터부 동작구역(PA)과 스토퍼(121) 면적이 가동자의 이동에 따른 위치변화에 상관없이 항상 중첩되도록 설계하여 일정값을 갖도록 상수화하는 것이 바람직하다.When the proportional expression is applied to the actuator for adjusting the focal length of the lens, the permeability (μ), which is a variable for determining the strength of the magnetic coupling force of the metal, becomes a constant when the material of the stopper is determined, and the separation between the front of the stopper and the front of the permanent magnet. The distance R becomes constant by being supported by the
따라서 스토프 높이(d)는 엑츄에이터부 동작구역 높이(b)와 가동자의 이동거리의 합보다 같거나 크게 구성하는 것이 바람직하다.Therefore, it is preferable that the stop height d is configured to be equal to or greater than the sum of the actuator part operating area height b and the mover moving distance.
한편 영구자석군의 배면에 영구자석군의 단면적보다 같거나 큰 자성체 금속편(미도시)을 부착하여 상기 엑츄에이터부 동작구역(PA)의 부분적 확대를 통해 상기 스토퍼의 최대 정지 거리와 코일의 최대 이동거리의 증가를 도모할 수 있으며, 렌즈초점거리 조절용 엑츄에이터의 제작시 영구자석군을 보다 쉽게 설치홈에 설치 가능하여 작업 공수를 줄일 수 있으나, 상기 자성체 금속편의 추가로 재료비의 상승을 초래할 수 있으므로 본 발명의 일실시예의 도면에서 도시하지 않았다.On the other hand, a magnetic metal piece (not shown) equal to or larger than the cross-sectional area of the permanent magnet group is attached to the rear surface of the permanent magnet group, and the maximum stop distance of the stopper and the maximum moving distance of the coil are obtained through partial enlargement of the actuator operating area PA. In the manufacturing of the lens focal length adjusting actuator, the permanent magnet group can be easily installed in the installation groove, thereby reducing the number of working hours, but the addition of the magnetic metal pieces may cause an increase in the material cost. Not shown in the drawings of one embodiment of the.
도 2에서, 제어원(300), 키배열(301), 메모리(302), 화면표시부(303), 외부장치 Data처리부(304)를 포함하여 구성된 제어부(310)는 렌즈 초점거리 제어용 엑츄에이터(1)의 초점 거리 확보에 요구되는 제어신호을 입력 혹은 출력하는 기능을 도모하며, 이미지센스(251)와 이미지센스 프로세스(252)를 포함하여 구성된 초점값 출력부(250)는, 렌즈 초점거리 조절용 엑츄에이터의 초점 거리의 확보를 위한 초점값을 제어원(300)으로 출력하는 기능을 도모하다.In FIG. 2, the
한편, 엑츄에이터부의 구동상태를 제어하는 구동회로부(200)는, 도 5에서 보는 바와 같이 제어원(300)으로부터 인가되는 제어신호(201,202) 에 따라, 구동회로부 출력단(210, 220)를 통해 코일에 전류 공급 여부와 전류의 공급방향을 제어하도록 구성된다.On the other hand, the
도 5a에서 상기 구동회로부 출력단(210, 220)를 통해 코일뭉치(120)의 코일(125)에 정방향 전류가 공급되면, 영구자석군(110)과 마주보는 코일(125)의 중공부(126)에는 N극의 전자력을 생성되어 상기 자속밀도 결합력(Fc)에 의해 가동자의 광원 방향 전진 이동이 구현되고, 또 반대로 구동회로부 출력단(210, 220)를 통해 코일뭉치(120)의 코일(125)에 역방향 전류가 공급되면, 도 5b와 같이 영구자석군(110)과 마주보는 코일(125)의 중공부(126a)에는 S극의 전자력을 생성되어 상기 자속밀도 결합력(Fc)에 의해 가동자의 광원 반대 방향으로 후퇴 이동이 구현된다.In FIG. 5A, when a forward current is supplied to the
또, 구동회로부(200)를 통해 코일(125)에 전류가 인가되지 아니하면, 도 5c와 같이 코일뭉치(120)의 스토퍼(121)와 영구자석군(110) 사이에 형성된 상기 금속자기 결합력(Fm)에 의해 가동자는 광축의 일지점에 위치 고정되는 정지동작이 이룩된다.In addition, when a current is not applied to the
도 6은, 고정자 내에 수용된 가동자에 작용하는 힘과 합력의 구성, 및 가동자의 이동, 정지 동작시 필요한 힘과 합력의 세기와의 관계를 보여주는 도면으로, 도 6을 통해, 가동자가 광축을 따라 진퇴하는 이동동작과, 가동자가 광축의 일지점에 위치 고정되는 정지동작에 미치는 힘과 합력과의 관계를 알 수 있다.FIG. 6 is a diagram showing the configuration of forces and forces acting on the mover accommodated in the stator, and the relationship between the strength of the force and the force required when the mover moves and stops, and through FIG. It is possible to know the relationship between the force of moving forward and backward and the stopping force of the stationary motion in which the mover is fixed at one point of the optical axis.
도면에서 X축은 시간축이며, Y축은 힘의 세기축을 나타내고 있으며, In the figure, the X axis represents the time axis, the Y axis represents the strength axis of the force,
X축의 i,j,k,l구간에서 j,l구간은 구동회로부로부터 코일에 전류가 공급되어 자속밀도 결합력(Fc)이 발생하는 구간이며, i,k구간은 구동회로부로부터 코일에 전류가 차단되어 자속밀도 결합력(Fc)이 소멸되는 구간이다. Y축은 6a부위는 상기 j,l구간에서 자속밀도 결합력(Fc)의 세기를 나타내며 6c부위는 시간변화에 무관하게 항상 존재하는 금속자기 결합력(Fm)의 세기를 나타내며, 6b와 6d부위는 렌즈부가 체결된 가동자의 질량에 따른 중력, 관성력과, 상기 고정체와 가동체 사이에 형성된 각 가이드부의 개수 및 형질의 마찰계수에 따른 마찰력과, F-PCB 혹은 코일의 연장선 등과 같이 고정자와 가동자 사이에 연결되어 코일과 구동회로부를 전기적 도통시키는 연결부재가 있을 경우, 이들 연결부재의 탄성 계수에 의한 탄성력을 포함하는 물리적 저항력이 존재하며, 상기 물리적 저항력들은 렌즈초점거리 조절용 엑츄에이터를 사용하는 방향, 조건, 환경, 등에 따라 값이 변화되는 벡터 합력으로 최대값과 최소값으로 표현하고, 상기 물리적 저항력의 벡터 합력을 가변 물리합력이라 칭하고, 상기 금속자기 결합력(6c)을 기준으로 가변 물리합력의 최소값 부위(6d)와 최대값 부위(6b)을 도시하였다. 상기 힘과 합력의 관계도에서 가동자의 이동 동작을 위해서는 자속밀도결합력(6a)은 금속자기결합력과 가변 물리합력의 최대값의 합력(6b)보다 힘의 세기가 강해야만 가동자는 이동동작을 수행할 수 있음을 알 수 있고, 가동자의 정지동작을 위해서는 금속자기 결합력과 가변 물리합력 최소값의 합력(6d)이 숫자 “ 0 ”이상 되어야 정지동작을 수행할 수 있음을 알 수 있다.In sections i, j, k, and l of the X axis, section j, l is a section in which current is supplied to the coil from the driving circuit section to generate the magnetic flux density coupling force, and section i, k blocks the current from the driving circuit section to the coil. This is a section in which the magnetic flux density coupling force Fc disappears. The Y axis represents the strength of the magnetic flux density coupling force (Fc) in the j, l region, and the 6c region represents the strength of the metal magnetic coupling force (Fm) that is always present regardless of time variation, and the 6b and 6d regions represent the lens portion. Gravity, inertia force according to the mass of the fastened mover, friction force according to the coefficient of friction and the number of guides formed between the fixed body and the movable body, and between the stator and the mover such as an extension line of F-PCB or coil. When there is a connecting member connected to electrically connect the coil and the driving circuit unit, there is a physical resistance force including an elastic force by the elastic modulus of the connection member, and the physical resistance forces include the direction, condition, and condition of using the lens focal length adjusting actuator. A vector force whose value changes according to the environment, etc., is expressed as a maximum value and a minimum value, and the vector force of the physical resistance is a variable physical sum. As referred, the minimum portion (6d) and a maximum value portion (6b) of the physical variable is shown by the resultant force of the metal magnetic binding force (6c). In order to move the mover in the relationship between the force and the force, the magnetic flux
또한, 상기 정지 동작시 코일에 공급되는 전류는 숫자 '0'mA임으로 밧데리를 사용하는 휴대용 광학장치에서 밧데리 소모전류량은 절감된다.In addition, since the current supplied to the coil during the stop operation is a number '0' mA, the amount of battery current consumption is reduced in the portable optical device using the battery.
또한, 상기 가동자의 단위 이동거리는 자속밀도 결합력의 세기와 자속밀도 결합력이 생성되는 시간에 비례함으로, 도면에서 P구역과 Q구역의 면적차이에서 알 수 있는 바와 같이 가변 물리합력은 렌즈 초점거리 조절용 엑츄에이터의 방향, 조건, 상태 등에 따라 가동자의 이동거리에 대한 히스테리시스 특성에 영향을 줌을 알 수 있다.In addition, the unit movement distance of the mover is proportional to the intensity of the magnetic flux density coupling force and the time when the magnetic flux density coupling force is generated, and as shown in the area difference between the P zone and the Q zone in the drawing, the variable physical force is a lens focal length adjusting actuator. It can be seen that it affects the hysteresis characteristics of the moving distance of the mover according to the direction, condition, and condition of.
본 발명 일실시예로, 상기 가변 물리합력을 최소화 시키는 구성방법으로,In one embodiment of the present invention, as a configuration method for minimizing the variable physical force,
상기 가동자 몸체(20)의 각 모서리에 일자형 빗면을 두고, 상부와 하부에 코일연장선 수용공간을 요입되게 형성함으로 상기 빗면과 수용공간의 무게만큼 가동자의 무게를 줄여 상기 중력과 관성력을 줄이고, 가동자와 고정자 사이에 상기 가이드부를 형성하여 선접촉을 통한 마찰계수에 의한 마찰력을 줄이고, 고정자에 코일뭉치가 설치되고 가동자에 영구자석군이 설치되는 구성방법을 사용시 가동자와, 고정자 사이에는 연결요소가 없으므로 탄성계수에 의한 복원력이 숫자 '0'이 되게 구성되므로 무관하나, 상기 고정자에 영구자석군이 설치되고 가동자에 코일뭉치가 설치되는 구성방법을 사용시, 구동회로부 출력단과 전기적으로 도통되게 연결되어야 함으로 상기 전기적 연결요소로 탄성계수가 낮은 선경이 0.01mm 내지 0,1mm 코일선을 적용하여 코일을 구성하고 코일 연장선을 통해 상기 구동회로부 출력단과 전기적으로 도통되게 연결하거나, 탄성계수가 낮은 0.005mm 내지 0.2mm 두께를 갖는 F-PCB를 통해 구동회로부 출력단과 전기적으로 도통되게 연결하여 낮은 탄성계수에 의한 복원력을 줄이면 가변 물리합력을 최소화할 수 있다.By having a straight slant on each corner of the
도 7은 구동회로부의 전류공급과, 전류 공급방향의 전환, 및 전류 공급차단에 따른 고정자 내에 설치된 가동자의 이동 특성을 도시한 것으로, 도면에서 X축은 시간을 나타내며 Y축은 가동자의 이동거리를 나타낸 것이다.FIG. 7 illustrates the movement characteristics of the mover installed in the stator according to the current supply of the driving circuit unit, the change of the current supply direction, and the interruption of the current supply. In the drawing, X axis represents time and Y axis represents the moving distance of the mover. .
본 발명에서는, 상기 제어원(300)으로부터 인가되는 제어신호(201,202)에 따라 구동회로부(200)는 상기 금속자기결합력과 가변 물리합력의 최대값의 합력(6b)보다 큰 세기의 자속밀도 결합력의 생성에 필요한 전류량을 코일에 공급하는 공급 주기와; 코일에 공급되는 전류를 차단하여 자속밀도 결합력을 비 생성하는 휴지주기를 교번 반복하는 변조방식을 통해 코일의 전류 공급을 제어하도록 구성된다.In the present invention, the driving
상기 변조방식으로는, 본 실시예에서 채택하고 있는 PWM(Pulse Width Modullation), PAM(Pulse Amplitude Modulation), PWAM(Pulse Width and Amplitude Modulation) 등 구형파 변조방식이 대표적으로 활용될 수 있으며, 그 밖에도 코일에 공급되는 전류량의 세기를 주기적으로 조절하는 사인파 변조 방식, 톱니파 변조 방식 등이 활용될 수 있다.As the modulation method, square wave modulation methods such as pulse width modulation (PWM), pulse amplitude modulation (PAM), pulse width and amplitude modulation (PWAM), and the like, which are employed in the present embodiment, may be representatively used. A sinusoidal modulation method, a sawtooth wave modulation method, and the like which periodically adjust the strength of the amount of current supplied to the device may be utilized.
상기 구형파 변조방식을 통해 코일뭉치(120)의 코일(125)에 전류의 공급주기와 휴지주기를 반복 수행하면, 가동자는 이동하는 이동 동작과, 일지점에 위치 고정되는 정지 동작은 상기 전류의 공급주기와 휴지주기에 동기를 맞쳐 반복 수행된다.When the supply cycle and the rest period of the current are repeatedly performed to the
따라서, 가동자는 도 7 내지 9에서 보는 바와 같이 시간에 대하여 정지 동작하는 수평구간과 이동 동작하는 단차구간(단차이동 혹은 단위이동)이 교번 반복된 복수의 계단형의 이동거리 특성을 갖게 된다.Therefore, as shown in FIGS. 7 to 9, the mover has a plurality of stepped movement distance characteristics in which a horizontal section that stops with respect to time and a stepped section (step shift or unit shift) that moves are alternately repeated.
상기 구형파 변조방식으로 코일에 전류를 공급하는 공급주기의 시간폭은 가동자의 이동거리(단차구간)의 변화를 주며, 공급주기의 시간폭이 길어지면 가동자의 이동거리(단차구간)는 길어지고 전류 공급 시간폭이 짧아지면 가동자의 이동거리(단차구간)는 짧아진다.The time width of the supply cycle for supplying the current to the coil by the square wave modulation method changes the moving distance (step length) of the mover, and the longer the time period of the supply cycle, the longer the moving distance (step length) of the mover The shorter the supply time, the shorter the moving distance of the mover.
도 8과 도 9는 상기 도 7에서 가동자의 점진적으로 전진 이동하는 것을 보여주는 'A'부분과, 가동체가 점진적으로 후진 이동하는 것을 보여주는 'B'부분을 각각 확대하여 보여주는 것이다.8 and 9 are enlarged views of the 'A' portion showing the progressive movement of the mover and the 'B' portion showing the progressive movement of the mover in FIG.
또한 구동회로부(200)가 공급주기를 통해 전류를 코일에 공급하면, 가동자는 곧바로 이동 동작하지 아니하고 소정 시간 지체(응답시간)한 다음 구형파의 적분 특성과 같이 선형적으로 이동거리를 증가하고, 전류가 공급되지 않는 휴지주기에 이르면 소정시간 이동하다가(응답시간) 정지 동작을 하게 된다.In addition, when the driving
상기 계단형 이동 특성에서 상기 단차구간에서는, 제어원의 제어에 의해 가동자가 단위 거리만큼 이동되는 이동동작이 구현되고, 수평구간에서는 제어원이 초점값을 읽고 목표값과 비교하여 초점거리의 확보 유무를 판단한 다음, 초점거리의 미 확보시 다음 단위 거리만큼 단차 이동을 실행하고, 확보시 초점거리 확보 절차를 종료하고 촬영 혹은 데이타 저장 등과 같은 다음 동작을 시작하게 된다.In the stepped movement characteristic, in the stepped section, a moving operation of moving the mover by a unit distance is realized by the control of the control source. After determining the focal length, if the focal length is not secured, the step movement is performed by the next unit distance, and when the focal length is secured, the focal length securing procedure is terminated and the next operation such as shooting or data storage is started.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 초점거리 조절용 엑츄에이터의 초점 거리 확보 절차를 순차적으로 보여주는 흐름도로, 도 10을 참조하여 제어원의 제어에 의한 엑츄에이터의 초점거리 확보과정을 알 수 있다.FIG. 10 is a flowchart sequentially illustrating a procedure for securing a focal length of an actuator for adjusting a lens focal length according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 10, a focal length securing process of an actuator under control of a control source can be seen.
초점거리 확보 과정을 시작하면(S 1), 초점 목표값과 단차구간의 개수를 설정하고 단차구간의 카운터 개수를 숫자 ‘0’으로 변수를 설정(S 2)한다.When the process of securing the focal length is started (S 1), the focus target value and the number of stepped sections are set, and the number of counters of the stepped section is set to a number '0' (S 2).
제 1 경로는 가동자가 위치한 현재의 위치에서 확보된 초점값이 초점 목표값과 비교하여 큰 값이 되면(S 14), 현재의 위치에서 초점거리가 확보 되었으므로(S 6) 초점거리 확보 과정은 종료된다.If the first path has a large focus value obtained at the current position where the mover is located (S 14), the focal length is secured at the current position (S 6). do.
제 2 경로는 상기 1 경로에서 현재의 위치에서 초점값이 초점 목표값 보다 작을 때(S 3), 가동자는 광축을 따라 후진 이동 동작하여 초점거리의 시작점인 원점으로 이동하고(S 4), 원점에서 초점값을 읽어 초점 목표값 보다 원점에서 초점값이 크면(S 5), 원점에서 초점거리가 확보되었으므로(S 6) 초점거리 확보 과정은 종료된다.In the second path, when the focus value is smaller than the focus target value at the current position in the first path (S 3), the mover moves backward along the optical axis to move to the origin point of the focal length (S 4), and the origin point. If the focus value is larger than the focus target value at the origin (S 5), the focal length is secured at the origin (S 6), and thus the focal length obtaining process is terminated.
제 3 경로는 상기 제 2 경로에서 원점에서 초점값이 초점 목표값보다 작을 때(S 7), 초점값을 누적 저장하고(S 8), 현재 카운터된 단차구간의 카운터 개수가 설정된 단차구간의 카운터 개수보다 작을 때 원점에서 가동자의 최대 이동거리까지 도달하지 못한 상태이므로(S 9), 단차구간의 카운터 개수에 숫자 1 증가시키고 가동자가 광축을 따라 하나의 단차구간 만큼 이동하여 초점값을 읽고(S 10), 읽혀진 초점값이 초점목표값 보다 크면(S 5) 현재위치에서 초점거리가 확보되어( S 6) 초점거리 확보절차는 종료하고, 작으며(S7) 상기 S 8 -> S 9 -> S 10을 반복을 통해서 S 5가 될 때까지 반복 수행한다.In the third path, when the focus value at the origin is smaller than the focus target value in the second path (S7), the focus value is accumulated and stored (S8), and the counter of the stepped section is set to the number of counters of the stepped section. When it is smaller than the number, the maximum moving distance of the mover is not reached from the origin (S 9). Therefore, the number of steps is increased by 1 and the mover moves by one step along the optical axis to read the focus value (S 9). 10) If the read-out focus value is larger than the focus target value (S 5), the focal length is secured at the current position (S 6) and the focal length securing procedure is terminated and is small (S7).
제 4 경로는 상기 제 3경로에서 S 8 -> S 9 -> S10을 반복 수행하여도 초점값이 초점목표값보다 작을 때에 대한 상태이며, 가동자가 원점에서 최대 이동거리까지 광축방향으로 단차구간의 개수 만큼 계단을 이동하며 초점값을 읽어도 초점목표값 보다 같거나 큰 값이 없음을 의미함(S 11)으로, 원점에서 최대 이동거리까지 단차구간의 개수만큼 이동하며 읽혀진 초점값중 최대값이 누적 저장된 값(S8)을 초점목표값으로 재설정하고 단차구간의 카운터 개수를 숫자 ‘0’으로 변수를 재설정하여(S 12), 재설정된 초점목표값보다 같거나 큰 초점값(S5)이 나올 때까지 상기 제 1경로, 제 2경로, 혹은 제 3경로를 반복 수행한다.The fourth path is a state in which the focus value is smaller than the focus target value even after repeatedly performing S 8-> S 9-> S10 in the third path, and the operator moves the stepped section in the optical axis direction from the origin to the maximum moving distance. Moving the stairs by the number of steps means that there is no value that is equal to or greater than the target value even when the focus value is read (S 11) .The maximum value of the read focus values is moved by the number of steps from the origin to the maximum moving distance. When the cumulative stored value (S8) is reset to the focus target value and the number of steps of the step is reset to the number '0' (S 12), when a focus value (S5) equal to or greater than the reset focus value is obtained. The first path, the second path, or the third path is repeatedly performed.
상기 제 1 경로를 결정하는 비교문은 생략하여 3가지 경로의 초점거리 확보의 과정도 가능하며, 제 4경로에서 읽혀진 초점값중 최대값이 누적 저장된 값(S8)을 초점목표값으로 재설정하는 방식 외에 제 2 초점 목표값을 변수 설정시 지정값(S2)으로 설정 할 수도 있다.The comparison of determining the first path may be omitted and the process of securing the focal length of the three paths may be omitted, and in addition to the method of resetting the stored value S8 that is the maximum value among the focus values read in the fourth path to the focus target value. The second focus target value may be set to the designated value S2 when the variable is set.
한편, 영구자석군, 코일, 스토퍼, 구동회로부, 이미지센스, 이미지센스프로세스를 포함하여 구성된 본 발명에 따른 렌즈 초점거리 조절용 엑츄에이터 모듈에서 변조 방식을 통해 코일뭉치의 코일에 전류가 인가되도록 구성함에 있어, 구동회로부 출력단(210,220)과 접지선로(그라운드) 사이에 1pF~ 100nF의 정전용량을 갖는 콘덴서(230)를 연결하여, 전파 수신부를 갖는 휴대폰에 장착될 경우, 상기 구동회로부(200)에서 코일로 인가되는 전류로 인해 생성되는 전자파가 휴대폰의 전파 수신부에 간섭을 주는 현상(EMC)을 최소화 되도록 하고 있다.On the other hand, in the lens module focal length adjustment actuator module according to the present invention comprising a permanent magnet group, a coil, a stopper, a driving circuit unit, an image sense, an image sense process in the configuration so that the current is applied to the coil of the coil bundle through a modulation method When the
한편, 영구자석군, 코일, 스토퍼, 구동회로부, 제어원을 포함하여 구성된 본 발명에 따른 렌즈 초점거리 조절용 엑츄에이터 시스탬은, 광학장치 외에 선형 진동모터, 스위치, 정밀 밸브, 등의 제어용 엑츄에이터 시스템에도 적용이 가능하다.On the other hand, the lens focal length adjustment actuator system according to the present invention including a permanent magnet group, a coil, a stopper, a drive circuit unit, a control source, is applied to a control actuator system of a linear vibration motor, a switch, a precision valve, etc. in addition to the optical device. This is possible.
그리고, 본 발명에 따른 기술적 사상은 본 명세서에 기술된 실시 예에 한정되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성 요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하거나, 사상의 범위에 속하지만 사용어의 우회적 변경을 통해서 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 기술적 사상 범위에 포함된다 할 것이다.And, the technical idea according to the present invention is not limited to the embodiments described herein, those skilled in the art to understand the idea of the present invention through the addition, change, deletion, etc. within the scope of the same idea, Although it is possible to easily suggest other embodiments that fall within the scope of the present invention but fall within the scope of the present invention through a detour change of the terminology, this also falls within the technical scope of the present invention. will be.
1. 렌즈 초점 조절용 엑츄에이터
10. 고정자 몸체 11. 수용홈
11a. 개구면 11a-a. 결합돌기
11a-b. 결합홈 12. 설치홈
13. 초점광원공 14. 조립홈
15. 가이드 15a. 원호형 당접부
16. 코일연결단자홈
20. 가동자 몸체 20a. 체결공
20b 연장선 수용공간 21. 렌즈부
21a. 렌즈 22. 코일뭉치 장착면
22a. 고정돌기 23. 일자형 빗면
30. 커버 31. 광진입공
32. 조립편
100. 엑츄에이터부 110. 영구자석군
111A,111B 영구자석편 111C 자극분리선
120. 코일뭉치 121. 스토퍼
125. 코일
127. 제 1 코일연장선 127a. 코일직렬단자편
128. 제 2 코일연장선 128a. 코일연결단자편
200. 구동회로부 210, 220. 구동회로부 출력단
250. 초점값출력부 260. 이미지센스 모듈
300. 제어원 310. 제어부
H. 영구자석군 높이 H' 코일 높이
a. 코일 중공부 높이 b. 엑츄에이터부 동작구역 높이
c. 자극 분리선 높이 d. 스토퍼 높이
P. 최대자력부위 PA. 엑츄에이터부 동작구역
CL. 광축
CL0. 영구자석군 중심축
CL1. 코일중심축
CL2. 스토퍼중심축1. Lens focus actuator
10.
11a.
11a-b. Coupling
13. Focus
15.
16. Coil Connection Terminal Groove
20. The
20b Extension
21a.
22a. Fixing
30.
32. Assembly
100.
111A, 111B
120. Bundles of
125. Coil
127. First
128. Second
200. Drive
250. Focus
300.
H. Permanent Magnet Height H 'Coil Height
a. Coil hollow height b. Actuator section operating zone height
c. Pole separation line height d. Stopper height
P. Maximum magnetic field PA. Actuator section operating area
CL. Optical axis
CL0. Permanent magnet group axis
CL1. Coil center shaft
CL2. Stopper center axis
Claims (15)
상기 엑츄에이터부는, 대향하는 고정자의 내벽과 가동자의 외벽 사이에 택일하여 설치되는 영구자석군과 코일뭉치를 포함하여 구성되고, 상기 영구자석군은 일면을 기준으로 하나 이상의 영구자석편으로 N극부와 S극부가 구획되게 구성되고, 상기 코일뭉치는 코일과, 자성체로 이루어진 스토퍼를 포함하여 구성되고,
상기 렌즈부가 설치된 가동자는 질량에 따른 중력과, 관성력과, 마찰력, 탄성력들의 백터합력인 가변 물리합력이 존재하고, 상기 코일뭉치의 스토퍼와 영구자석군의 자력 사이의 자기결합력인 금속자기 결합력이 생성되고, 상기 코일뭉치의 코일에 구동회로부로부터 전류가 공급되어 생성되는 전자력과 상기 영구자석군을 구성하는 영구자석편의 자력 사이에 자속밀도 결합력이 생성되어서,
상기 금속자기 결합력이 가변 물리합력 보다 크도록 설정되어 금속자기 결합력에 의해 가동자의 정지동작이 이룩되고, 상기 자속밀도 결합력이 가변 물리합력과 금속자기 결합력의 합력보다 크도록 설정되어 금속자기 결합력에 의해 정지된 가동자의 이동 동작이 이룩되도록 구성하는 한편,
상기 제어원의 제어신호에 따라 전류 공급을 제어하는 구동회로부는, 상기 코일에 가변 물리합력과 금속자기 결합력의 합력보다 큰 세기의 자속밀도 결합력의 설정에 요구되는 전류량을 공급하여 가동자의 이동 동작을 이루는 공급주기와; 상기 코일에 가변 물리합력보다 큰 세기의 금속자기 결합력의 설정에 요구되는 전류량을 차단하여 가동자의 정지동작 이루는 휴지주기를 교번 반복하는 변조방식을 통해 코일의 전류 공급을 제어하도록 구성되어,
상기 가동자는 시간폭에 대하여, 정지 동작하는 수평구간과 이동 동작하는 단차구간이 교번 반복하는 계단형의 이동거리 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 렌즈 초점거리 조절용 엑츄에이터 It is configured to be electrically connected to the driving circuit unit for providing power conversion in accordance with the control signal of the control source, the movement operation for changing the position of the mover accommodated in the receiving groove in the stator along the optical axis, and the stop for fixing the position at one point of the optical axis An actuator unit for implementing an operation; A stator formed such that an accommodation groove having an upper portion of the body opened therein is recessed; In the actuator for adjusting the focal length of the lens composed of a mover that is configured to include a lens unit accommodated in the receiving groove of the stator,
The actuator unit may include a permanent magnet group and a coil bundle that are alternatively installed between the inner wall of the opposing stator and the outer wall of the mover, and the permanent magnet group includes one or more permanent magnet pieces based on one surface of the N pole and S. The pole portion is configured to be partitioned, the coil bundle is configured to include a coil and a stopper made of a magnetic material,
The lens unit has a variable physical force, which is a vector force of gravity, inertia, friction, and elastic forces according to mass, and a magnetic coupling force, which is a magnetic coupling force between the stopper of the coil bundle and the magnetic force of the permanent magnet group, is generated. The magnetic flux density coupling force is generated between the electromagnetic force generated by supplying current from the driving circuit unit to the coil of the coil bundle and the magnetic force of the permanent magnet pieces constituting the permanent magnet group,
The metal magnetic coupling force is set to be greater than the variable physical force to achieve a stop operation of the mover by the metal magnetic coupling force, and the magnetic flux density coupling force is set to be greater than the combined force of the variable physical force and the metal magnetic coupling force to be caused by the metal magnetic coupling force. While the moving operation of the stationary mover is achieved,
The driving circuit unit for controlling the current supply according to the control signal of the control source, supplying the coil with the amount of current required to set the magnetic flux density coupling force of greater strength than that of the variable physical force and the metal magnetic coupling force to move the mover of the mover. Supply cycles to achieve; It is configured to control the current supply of the coil through a modulation scheme to alternately repeat the rest period of the stop operation of the mover by blocking the amount of current required to set the metal magnetic coupling force of greater strength than the variable physical force to the coil,
The mover has a step movement distance characteristic of the step characterized in that the horizontal section in the stop operation and the step step section in the movement operation alternately repeats with respect to the time width
상기 가이드부는, 모따기를 통해 가동자의 2 내지 4 모서리에 형성되는 일자형의 빗면과, 상기 가동자의 일자형 빗면과 마주하는 고정자의 수용홈 내벽에 형성되어 상기 일자형 빗면을 지지하는 가이드를 포함하여 구성되고, 상기 일자형 빗면에 외접하는 가이드에는 라운딩을 통해 원호형으로 형성되어서,
상기 고정자내의 수용홈에서 가동자의 이동 동작과 정지 동작시, 가동자의 일자형의 빗면과 고정자의 가이드를 통해 선 접촉 상태로 지지되도록 구성한 것을 특징으로 하는 렌즈 초점거리 조절용 엑츄에이터.According to claim 1, Between the inner wall of the receiving groove of the stator and the outer wall of the mover is formed a guide portion for preventing the twisting of the mover through local interference between each other,
The guide portion includes a straight comb formed on two to four corners of the mover through a chamfer, and a guide formed on an inner wall of a receiving groove of the stator facing the straight comb of the mover to support the straight comb, The guide that is circumscribed on the straight comb is formed in an arc shape through rounding,
The actuator for adjusting the focal length of the lens, characterized in that configured to be supported in a line contact state through the mover's straight bevel and the guide of the stator in the receiving groove in the stator.
상기 가동자의 좌편에 설치된 코일의 제 1 코일연장선과 가동자의 우편에 설치된 코일의 제 1 코일연장선은 상호 전기적으로 도통되게 연결되고, 코일의 제 2 코일연장선은 코일연결단자편을 사용하여 한 쌍의 코일과 구동회로부가 전기적으로 직렬 구조로 연결되도록 구성함을 특징으로 하는 렌즈 초점거리 조절용 엑츄에이터.According to claim 1, Coil bundles are respectively provided on the left and right sides of the mover, the coil of the coil bundle has a first coil extension line and a second coil extension line,
The first coil extension line of the coil installed on the left side of the mover and the first coil extension line of the coil installed on the post of the mover are electrically connected to each other, and the second coil extension line of the coil is connected to each other using a coil connecting terminal piece. Actuator for adjusting the focal length of the lens, characterized in that the coil and the drive circuit portion is configured to be electrically connected in series.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020100019601A KR101173110B1 (en) | 2010-03-04 | 2010-03-04 | Actuator for adjusting focal length of lens |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020100019601A KR101173110B1 (en) | 2010-03-04 | 2010-03-04 | Actuator for adjusting focal length of lens |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20110100549A true KR20110100549A (en) | 2011-09-14 |
KR101173110B1 KR101173110B1 (en) | 2012-08-16 |
Family
ID=44952944
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020100019601A KR101173110B1 (en) | 2010-03-04 | 2010-03-04 | Actuator for adjusting focal length of lens |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101173110B1 (en) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20130055288A (en) * | 2011-11-18 | 2013-05-28 | 엘지이노텍 주식회사 | Voice coil motor and driving method thereof |
KR20160139589A (en) * | 2015-05-28 | 2016-12-07 | 엘지이노텍 주식회사 | Lens moving unit and camera module including the same |
KR20180082384A (en) * | 2018-07-06 | 2018-07-18 | 엘지이노텍 주식회사 | Voice coil motor and driving method thereof |
CN108957682A (en) * | 2017-05-17 | 2018-12-07 | 台湾东电化股份有限公司 | driving mechanism |
WO2019010493A1 (en) * | 2017-07-07 | 2019-01-10 | University Of Utah Research Foundation | Low-voltage microfluidic actuator driven by tension modification |
KR20190128144A (en) * | 2019-11-08 | 2019-11-15 | 엘지이노텍 주식회사 | Voice coil motor and driving method thereof |
US10838116B2 (en) | 2016-01-06 | 2020-11-17 | University Of Utah Research Foundation | Low-power large aperture adaptive lenses for smart eyeglasses |
CN113985560A (en) * | 2015-03-19 | 2022-01-28 | Lg伊诺特有限公司 | Lens moving device, and camera module and mobile apparatus including the same |
WO2023043462A1 (en) * | 2021-09-20 | 2023-03-23 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Doors and magnetic locks |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4868662B2 (en) | 2001-06-20 | 2012-02-01 | オリンパス株式会社 | Optical element actuator |
CN101105571B (en) | 2006-07-14 | 2011-06-08 | 富准精密工业(深圳)有限公司 | Camera motor |
JP2008180976A (en) | 2007-01-25 | 2008-08-07 | Tdk Taiwan Corp | Microlens multistage type focusing structure |
-
2010
- 2010-03-04 KR KR1020100019601A patent/KR101173110B1/en active IP Right Grant
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20130055288A (en) * | 2011-11-18 | 2013-05-28 | 엘지이노텍 주식회사 | Voice coil motor and driving method thereof |
CN113985560A (en) * | 2015-03-19 | 2022-01-28 | Lg伊诺特有限公司 | Lens moving device, and camera module and mobile apparatus including the same |
US11637956B2 (en) | 2015-03-19 | 2023-04-25 | Lg Innotek Co., Ltd. | Lens moving apparatus, camera module and mobile device including the same |
KR20160139589A (en) * | 2015-05-28 | 2016-12-07 | 엘지이노텍 주식회사 | Lens moving unit and camera module including the same |
US10838116B2 (en) | 2016-01-06 | 2020-11-17 | University Of Utah Research Foundation | Low-power large aperture adaptive lenses for smart eyeglasses |
US11762131B2 (en) | 2016-01-06 | 2023-09-19 | University Of Utah Research Foundation | Low-power large aperture adaptive lenses for smart eyeglasses |
CN108957682A (en) * | 2017-05-17 | 2018-12-07 | 台湾东电化股份有限公司 | driving mechanism |
CN108957682B (en) * | 2017-05-17 | 2022-03-01 | 台湾东电化股份有限公司 | Driving mechanism |
WO2019010493A1 (en) * | 2017-07-07 | 2019-01-10 | University Of Utah Research Foundation | Low-voltage microfluidic actuator driven by tension modification |
KR20180082384A (en) * | 2018-07-06 | 2018-07-18 | 엘지이노텍 주식회사 | Voice coil motor and driving method thereof |
KR20190128144A (en) * | 2019-11-08 | 2019-11-15 | 엘지이노텍 주식회사 | Voice coil motor and driving method thereof |
WO2023043462A1 (en) * | 2021-09-20 | 2023-03-23 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Doors and magnetic locks |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR101173110B1 (en) | 2012-08-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101173110B1 (en) | Actuator for adjusting focal length of lens | |
US20210389552A1 (en) | Lens driving motor | |
CN109917530B (en) | Lens moving device | |
CN211955955U (en) | Automatic focusing device and camera module | |
CN105717726B (en) | Lens moving device | |
CN105372784B (en) | Lens moving device and camera module including the same | |
CN105824168B (en) | Lens moving device | |
JP5926460B2 (en) | Voice coil motor structure capable of tilt control of lens barrel | |
CN110832833B (en) | Camera module | |
CN114114482B (en) | Lens driving device, camera module and optical device | |
KR102183393B1 (en) | Lens drive device, camera device, and electronic device | |
US8498069B2 (en) | Voice coil motor | |
CN113341633B (en) | Camera device and optical apparatus | |
KR102504846B1 (en) | Lens moving unit and camera module having the same | |
KR20150089648A (en) | Lens moving unit and camera module having the same | |
KR20240013884A (en) | Lens moving unit and camera module including the same | |
JP6223757B2 (en) | The camera module | |
KR20180119595A (en) | A lens driving device, a camera module, and a camera mounting device | |
CN110278349B (en) | Actuator of camera module and processor implementation method for controlling same | |
CN108375863B (en) | Camera module | |
KR20150104388A (en) | Lens moving unit and camera module having the same | |
KR20140036448A (en) | Camera lens module | |
KR101072404B1 (en) | Yoke-free automatic focus control device for a camera | |
KR102471243B1 (en) | Motor for actuating lens | |
KR100953750B1 (en) | Lens structure for optical device using linear motor and optical device mounting the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20150805 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20160905 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170804 Year of fee payment: 6 |