KR20120099945A - 손떨림 보정용 서스펜션 와이어 및 이를 포함하는 영상 촬상 장치 - Google Patents

손떨림 보정용 서스펜션 와이어 및 이를 포함하는 영상 촬상 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 손떨림 보정용 서스펜션 와이어 및 이를 포함하는 영상 촬상 장치에 관한 것이다.
본 발명의 손떨림 보정용 서스펜션 와이어는, 광학 유니트와 하우징 사이에 광축방향을 따라 길이를 갖도록 설치되어, 상기 하우징내에서 상기 광학 유니트를 부양 지지하는 손떨림 보정용 서스펜션 와이어로서, 상기 광학 유니트와 상기 하우징에 양단부가 각각 고정되는 와이어몸체; 및 상기 와이어몸체에 형성되어, 상기 와이어몸체에 외부 충격이 발생될 시 상기 와이어몸체가 충격력을 유연하게 수용하도록 하여 상기 와이어몸체의 영구변형 및 파단을 방지하는 변형완충부를 포함한다.

Description

손떨림 보정용 서스펜션 와이어 및 이를 포함하는 영상 촬상 장치{Suspension Wire for Compensation Hand Vibration And Image Photographing Device Having The Same}
본 발명은 손떨림 보정용 서스펜션 와이어 및 이를 포함하는 영상 촬상 장치에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 광학 유니트를 지지하는 서스펜션 와이어의 형상과 지지 구조를 변경하여 외부 충격에 따른 서스펜션 와이어의 영구변형 및 파단을 방지할 수 있는 손떨림 보정용 서스펜션 와이어 및 이를 포함하는 영상 촬상 장치에 관한 것이다.
최근에 이르러, 휴대폰을 비롯하여 노트북이나 테블릿 PC 등의 모바일 기기에 모바일용 초소형 카메라 모듈의 채용이 점차적으로 확대되고 있으며, 모바일 기기에 채용되는 초소형 카메라도 고객의 요구에 따라 500만 화소 이상의 고화소와 줌(Zoom) 기능 및 자동 초점(AF;Auto focus) 등의 고기능이 요구되고 있다.
일반적으로, 모바일 기기에 채용되는 카메라 모듈은 렌즈가 포함된 광학계, 광학계를 광축 방향으로 이동시켜 초점을 조절하는 렌즈 구동부, 광학계를 통해 유입되는 광을 촬상하여 화상 신호로 변환하는 이미지센서로 구성될 수 있다.
이와 같이 구성된 카메라 모듈은 고화소와 고기능이 구현될수록 픽셀의 크기가 작아짐과 아울러 광이 경유하는 부품 수가 증가됨에 따라 이미지센서에 촬상되는 광의 수신 감도가 민감해질 수 밖에 없으며, 카메라 또는 모바일 기기의 셔터를 작동시키는 순간 작은 손떨림에도 이미지센서에 촬상되는 화상의 초점이 틀어지게 됨으로써, 화질이 저하되어 선명한 사진을 얻을 수 없는 문제점이 있다.
이와 같은 손떨림에 의한 화질 저하는 광학계의 렌즈를 경유하는 광이 렌즈의 광축과 틀어짐에 의해서 발생됨에 따라, 이를 방지하기 위하여 렌즈를 광축과 수직한 방향으로 이동시켜 렌즈의 광축을 광의 입사 경로와 일치시키거나, 이미지센서를 광축과 수직한 방향으로 이동시켜 광축과 이미지센서에 수신되는 광의 입사 경로를 일치시켜 손떨림 보정이 이루어지도록 한다.
즉, 렌즈 또는 이미지센서에 각각 광축과 수직한 방향으로 상대 변위를 부여함으로써 손떨림 보정이 이루어지도록 할 수 있다.
이와 같이 렌즈 또는 이미지센서의 상대 변위를 부여하여 손떨림 보정이 이루어지도록 하는 방식에는 일반적으로 T자형 또는 L자형으로 렌즈를 지지하는 2축 가이드를 설치하여 렌즈가 2축 가이드를 따라 광축과 수직한 방향으로 구동되면서 손떨림에 의해 발생된 구동 변위의 상대적인 방향으로 이동되어 손떨림 보정이 이루어지게 된다.
이때, 렌즈가 2축 가이드를 따라 이동될 때 2축 가이드와 렌즈 간의 마찰에 의해 보정 성능이 저하될 수 있으며, 2축 가이드와 렌즈 또는 2축 가이드의 구동시 다른 구성부재와의 마찰에 의해 소음이나 이물이 발생될 수 있는 문제점이 지적되고 있다.
또한, 렌즈의 주위를 2축 가이드가 지지하고 있기 때문에 2축 가이드가 설치되는 공간만큼 카메라 모듈의 크기가 커질 수 밖에 없는 단점이 있다.
한편, 소음이나 이물을 감소시키기 위하여 광학 유니트가 서스펜션 와이어를 통해 지지되어 부양(浮揚)된 상태에서 광축과 수직한 방향으로 구동되는 방식이 채용될 수 있는 데, 광학 유니트가 서스펜션 와이어에 지지된 상태에서 전자기력에 의해 손떨림에 의해 발생된 구동 변위의 상대적인 방향으로 이동되어 손떨림 보정이 이루어지게 된다.
이와 같은 방식의 손떨림 보정 장치는 광학 유니트의 구동 중에 광학 유니트와 다른 구성부재와의 마찰이 발생되지 않음에 따라 작동 소음이 없고, 마찰에 의한 이물이 발생되지 않음에 따라 성능 저하가 최소화될 수 있다.
그러나, 실제 모바일 기기에 장착되어 낙하 등의 외부 충격이 가해지게 되면 광학 유니트를 지지하고 있는 서스펜션 와이어에 압축 응력 혹은 인장응력이 가해지게 되고, 이러한 응력이 와이어 자체가 가지고 있는 항복 응력을 벗어나게 되면 와이어가 휘어지거나 파단되는 등의 변형이 발생하게 된다.
즉, 광학 유니트를 지지하고 있는 서스펜션 와이어의 한 축 이상이 변형되면 손떨림 보정의 기능이 저하되거나 기울어질 수 있고, 와이어가 파단되었을 경우 손떨림 보정 기능 자체가 불가능해 질 수 있다.
이를 방지하기 위해서는 서스펜션 와이어의 직경을 크게 하여 항복 응력을 증가시킬 수 있으나, 서스펜션 와이어의 직경을 크게 할 경우에는 광축과 직교되는 방향으로 스프링 강성이 증가되어 손떨림 보정의 구동 성능이 저하될 수 있으며, 구동부재의 크기가 증가될 수 있어 손떨림 보정 기능이 구비된 촬상장치의 전체적인 크기가 증가될 수 있는 문제점이 지적되고 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 광학 유니트를 지지하는 와이어몸체에 변형완충부를 형성함으로써, 손떨림 보정의 구동 성능을 원활하게 유지하면서도 외부 충격에 의한 서스펜션 와이어의 영구변형이나 파단을 방지 내지 최소화할 수 있으며, 이에 따라 영상 촬상 장치의 손떨림 보정과 자동초점에 대한 성능 및 정확성을 높일 수 있으며 나아가 제품 신뢰성을 향상할 수 있는 손떨림 보정용 서스펜션 와이어 및 이를 포함하는 영상 촬상 장치를 제공하기 위한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 일 형태로서, 본 발명은 광학 유니트와 하우징 사이에 광축방향을 따라 길이를 갖도록 설치되어, 상기 하우징내에서 상기 광학 유니트를 부양 지지하는 손떨림 보정용 서스펜션 와이어로서, 상기 광학 유니트와 상기 하우징에 양단부가 각각 고정되는 와이어몸체; 및 상기 와이어몸체에 형성되어, 상기 와이어몸체에 외부 충격이 발생될 시 상기 와이어몸체가 충격력을 유연하게 수용하도록 하여 상기 와이어몸체의 영구변형 및 파단을 방지하는 변형완충부를 포함하는 손떨림 보정용 서스펜션 와이어를 제공한다.
상기 와이어몸체는 상기 광학 유니트와 상기 하우징에 상단부와 하단부가 각각 고정될 수 있으며, 상기 변형완충부는 상기 와이어몸체의 상단부와 하단부 사이에 형성될 수 있다.
그리고, 상기 변형완충부는 상기 와이어몸체에 의해 부양 지지되는 상기 광학 유니트의 손떨림 보정의 구동 성능을 원활하게 유지하면서도 외부 충격이 발생시 와이어몸체에 작용되는 충격력을 유연하게 수용하여 서스펜션 와이어의 영구변형이나 파단이 방지 내지 최소화되도록 폭과 높이의 비율이 다른 단면을 가질 수 있다.
여기서, 상기 변형완충부는 상기 와이어몸체의 상부와 하부에 각각 형성되는 제1 변형완충부와 제2 변형완충부를 포함하여 구성될 수 있다.
이때, 상기 제1 변형완충부와 상기 제2 변형완충부는 상호 단면이 90도 회전 대칭되게 형성될 수 있으며, 이에 따라 상기 와이어몸체에 광축과 직교되는 면방향 즉 손떨림 보정의 구동 방향을 따라 발생되는 변형력에 유연하게 대처 가능하여 상기 와이어몸체 즉 서스펜션 와이어의 영구변형 및 파단을 방지 내지 최소화할 수 있다.
한편, 상기 와이어몸체는 상기 광학 유니트에 고정되는 수평 와이어몸체와 상기 하우징에 고정되는 수직 와이어몸체를 포함하는 벤딩(bending) 형태로 형성될 수도 있으며, 상기 변형완충부는 상기 수평 와이어몸체와 상기 수직 와이어몸체 중 적어도 어느 하나에 형성될 수 있다.
여기서, 상기 변형완충부 또한 상기 와이어몸체에 의해 부양 지지되는 상기 광학 유니트의 손떨림 보정의 구동 성능을 원활하게 유지하면서도 외부 충격이 발생시 와이어몸체에 작용되는 충격력을 유연하게 수용하여 서스펜션 와이어의 영구변형이나 파단이 방지 내지 최소화되도록 폭과 높이비의 비율이 다른 단면을 가질 수 있다.
그리고, 상기 변형완충부는 상기 수평 와이어몸체에 형성되는 수평 변형완충부와 상기 수직 와이어몸체에 형성되는 수직 변형완충부 중 적어도 어느 하나를 포함하여 구성될 수 있다.
이때, 상기 수평 변형완충부는 상기 수평 와이어몸체와 상기 수직 와이어몸체를 연결하는 벤딩 부위까지 형성될 수 있다.
아울러, 상기 변형완충부는 상기 수직 와이어몸체의 상부와 하부에 각각 형성되는 제1 수직 변형완충부와 제2 수직 변형완충부를 포함하여 구성될 수 있다.
이때, 상기 제1 수직 변형완충부와 상기 제2 수직 변형완충부는 상호 단면이 90도 회전 대칭되게 형성될 수 있으며, 이에 따라 상기 수직 와이어몸체에 광축과 직교되는 면방향 즉 손떨림 보정의 구동 방향을 따라 발생되는 변형력에 유연하게 대처 가능하여 상기 와이어몸체 즉 서스펜션 와이어의 영구변형 및 파단을 방지 내지 최소화할 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 다른 일 형태로서, 본 발명은 광학 유니트; 상기 광학 유니트가 수용되는 하우징; 상기 광학 유니트와 하우징 사이에 광축방향을 따라 길이를 갖도록 설치되어, 상기 하우징내에서 상기 광학 유니트를 부양 지지하는 손떨림 보정용 서스펜션 와이어를 포함하며, 상기 손떨림 보정용 서스펜션 와이어는, 상기 광학 유니트와 상기 하우징에 양단부가 각각 고정되는 와이어몸체; 및 상기 와이어몸체에 형성되어, 상기 와이어몸체에 외부 충격이 발생될 시 상기 와이어몸체가 충격력을 유연하게 수용하도록 하여 상기 와이어몸체의 영구변형 및 파단을 방지하는 변형완충부를 포함하는 영상 촬상 장치를 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 서스펜션 와이어 및 이를 포함하는 영상 촬상 장치에 의하면, 광학 유니트를 지지하는 와이어몸체에 변형완충부를 형성함으로써, 손떨림 보정의 구동 성능을 원활하게 유지하면서도 외부 충격에 의하여 서스펜션 와이어에 과도하게 응력이 작용하는 것을 방지하여 서스펜션 와이어의 영구변형이나 파단을 방지 내지 최소화할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 서스펜션 와이어 및 이를 포함하는 영상 촬상 장치에 의하면, 서스펜션 와이어의 변형이나 파단을 방지 내지 최소화함으로써 제품의 내구성을 높일 수 있으며, 서스펜션 와이어 외에 광학 유니트를 하우징 내에서 부양 지지하기 위한 별도의 가이드나 볼 베어링의 구성이 배제됨에 따라 제품의 소형화가 가능한 장점이 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 손떨림 보정용 서스펜션 와이어가 적용된 영상 촬상 장치를 개략적으로 나타낸 분해사시도.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 손떨림 보정용 서스펜션 와이어가 적용된 영상 촬상 장치를 개략적으로 나타낸 단면도.
도 3a는 본 발명에 따른 손떨림 보정용 서스펜션 와이어의 제1실시예를 개략적으로 나타낸 사시도.
도 3b는 도 3a의 I-I선을 따른 단면도.
도 4는 종래 서스펜션 와이어와 본 발명에 따른 손떨림 보정용 서스펜션 와이어의 제1실시예의 외부 충격에 의한 변형량을 비교한 도면.
도 5는 본 발명에 따른 손떨림 보정용 서스펜션 와이어의 제2실시예를 개략적으로 나타낸 사시도.
도 6은 본 발명에 따른 손떨림 보정용 서스펜션 와이어의 제3실시예를 개략적으로 나타낸 사시도.
도 7은 본 발명에 따른 손떨림 보정용 서스펜션 와이어의 제4실시예를 개략적으로 나타낸 사시도.
도 8은 본 발명에 따른 손떨림 보정용 서스펜션 와이어의 제5실시예를 개략적으로 나타낸 사시도.
본 발명에 따른 손떨림 보정용 서스펜션 및 이를 포함하는 영상 촬상 장치의 상기 목적에 대한 기술적 구성을 비롯한 작용효과에 관한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예가 도시된 도면을 참조한 아래의 상세한 설명에 의해서 명확하게 이해될 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 손떨림 보정용 서스펜션 및 이를 포함하는 영상 촬상 장치의 실시예들을 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 손떨림 보정용 서스펜션 와이어가 적용된 영상 촬상 장치를 개략적으로 나타낸 분해사시도이고, 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 손떨림 보정용 서스펜션 와이어가 적용된 영상 촬상 장치를 개략적으로 나타낸 단면도이며, 도 3a는 본 발명에 따른 손떨림 보정용 서스펜션 와이어의 제1실시예를 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 3b는 도 3a의 I-I선을 따른 단면도이며, 도 4는 종래 서스펜션 와이어와 본 발명에 따른 손떨림 보정용 서스펜션 와이어의 제1실시예의 외부 충격에 의한 변형량을 비교한 도면이다.
먼저, 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 영상 촬상 장치의 일 실시예(100)는, 크게 이미지센서(111)가 실장된 기판(110), 상기 기판(110) 상에 설치되는 하우징(120), 상기 하우징(120)의 내부에 수용되는 광학 유니트(130) 및 마그네트(140), 상기 하우징(120) 내부에서 상기 광학 유니트(130)를 부양 지지하는 서스펜션 와이어의 제1실시예(150), 그리고 상기 하우징(120)의 상부에 복개되는 실드 케이스(160)를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 상기 하우징(120)의 외측에는 상기 하우징(120)을 감싸는 연성인쇄회로기판(125)이 설치될 수 있으며, 상기 연성인쇄회로기판(125)은 상기 하우징(120)에 장착되는 상기 기판(110)과 전기적으로 연결될 수 있다.
그리고, 상기 기판(110)은 상면 중앙부에 이미지센서(111)가 와이어 본딩 또는 접착제 등의 접속수단을 통해 전기적으로 연결되어 실장될 수 있으며, 상기 기판(110)은 인쇄회로기판 또는 세라믹 기판 등으로 구성될 수 있다.
이때, 상기 하우징(120)은 상기 이미지센서(111)가 실장된 기판(110) 상면과 평행하게 조립되며, 상면과 하면이 개방된 함체형으로 구성될 수 있다.
이에 따라, 상기 하우징(120)의 개방된 상면을 통해 상기 광학 유니트(130)와 상기 마그네트(140)가 삽입되고 상기 하우징(120)의 개방된 하면을 통해 상기 이미지센서(111)가 수용될 수 있다.
또한, 상기 하우징(120)은 함체형의 사면(四面)에 각각 일방향으로 권취된 코일(121)이 장착될 수 있으며, 내부 중앙부에 상기 광학 유니트(130)가 수평 이동 가능하게 장착될 수 있다.
이때, 상기 하우징(120)의 내부에는 상기 광학 유니트(130)의 외측으로 소정 간격을 이루어 상기 마그네트(140)가 삽입 장착될 수 있으며, 상기 마그네트(140)는 상기 하우징(120)의 측면에 장착된 상기 코일(121)과 대응되는 위치에 배치될 수 있다.
여기서, 상기 코일(121)과 마그네트(140)를 상호 대응되는 위치에 배치하는 이유는, 상기 코일(121)에 인가된 전류에 의해 생성되는 전기장과 상기 마그네트(140)에 의해 생성되는 자기장으로 인하여 발생되는 전자기력으로 상기 마그네트(140) 내측에 장착된 상기 광학 유니트(130)가 상기 하우징(120) 내부에서 구동 변위에 대한 상대적인 수평 이동이 이루어지도록 하기 위함이다.
이때, 상기 코일(121)에 인가되는 전류는 상기 하우징(120)의 외측면을 감싸고 있는 상기 연성인쇄회로기판(125)을 통해 인가될 수 있다.
한편, 상기 광학 유니트(130)는 네 모서리에 상기 서스펜션 와이어의 제1실시예(150)에 의해 상기 하우징(120) 내에서 부양된 상태로 장착될 수 있다.
여기서, 본 실시예에 따른 서스펜션 와이어(150)는 상기 하우징(120) 내에서 상기 광학 유니트(130)를 탄성적으로 지지하는 역할을 함과 동시에 상기 광학 유니트(130)가 광축(Z)과 직교하는 방향(X,Y)(이하, 손떨림 보정방향이라 칭함)으로 구동 변위가 발생되었을 때 상기 광축(Z)과 직교하는 방향(X,Y)으로의 상기 광학 유니트(130)의 이동량을 탄력적으로 지지함으로써 손떨림에 대한 보정이 원활하게 이루어질 수 있도록 한다.
이때, 상기 서스펜션 와이어(150)는 상기 하우징(120)의 저면에 하단부가 결합될 때 상기 하우징(120) 하부에 장착된 상기 기판(110)과 전기적으로 연결될 수 있으며, 상단부가 상기 광학 유니트(130)에 결합되어 상기 광학 유니트(130)의 구동 전원을 인가할 수 있도록 구성될 수 있다.
한편, 상기 광학 유니트(130)는 보빈(131)과, 상기 보빈(131) 내에 장착된 렌즈배럴(132) 및 상기 렌즈배럴(132)을 수직 구동시키는 구동부(도면 미도시)로 구성될 수 있으며, 상기 서스펜션 와이어(150)를 통해 상기 구동부에 전원이 인가되어 상기 보빈(131) 내에 장착된 렌즈배럴(132)을 상, 하로 구동시키면서 상기 렌즈배럴(132)과 상기 기판(110)에 실장된 이미지센서(111)와의 간격을 조절함으로써 본 실시예의 영상 촬상 장치(100)의 자동 초점 기능을 구현할 수 있다.
여기서, 상기 광학 유니트(130)에 설치되는 구동부는 코일과 자석 사이에 발생된 전자기력에 의해 상기 렌즈배럴(132)를 상, 하로 구동시키는 방식인 VCM(Voice Coli Moter) 방식, 압전소자(Piezo)를 이용한 초음파 모터 방식 및 형상기억합금에 전류를 가하여 렌즈배럴을 수직 구동시키는 방식 등이 채용될 수 있으며, 이에 따라 상기 렌즈배럴(132)을 상기 보빈(131) 내에서 광축 방향으로 구동시킬 수 있다.
그리고, 상기 마그네트(140)는 요크(145)에 결합되어 상기 하우징(120) 내에 삽입될 수 있으며, 상기 요크(145)는 상기 광학 유니트(130)의 외측면을 감싸는 형태로 구성되어 측면에 상기 마그네트(140)가 용이하게 부착될 수 있는 돌기가 형성될 수 있다.
이에 따라, 상기 마그네트(140)에서 발생되는 자기력의 발생 방향을 상기 하우징(120)에 장착된 코일(121)측으로 유도함으로써, 상기 코일(121)에 자기력이 집중될 수 있도록 한다.
또한, 상기 광학 유니트(130)와 마그네트(140)가 삽입된 하우징(120)의 외부에는 실드 케이스(160)가 결합되어 상기 하우징(120) 내의 구성부재들을 보호함과 동시에 외부 전자파를 차단시켜 상기 코일(121)과 마그네트(140) 사이에 발생된 전자기력에 영향이 미치지 않도록 할 수 있다.
본 실시예에 따른 영상 촬상 장치는, 상기 광학 유니트(130)가 상기 하우징(120)의 저면 및 내벽과 소정의 간격을 유지하며 상기 하우징(120) 내에서 부양(浮揚)된 상태로 설치된다.
여기서, 상기 광학 유니트(130)는 상기 서스펜션 와이어(150)에 의해 지지되며, 상기 서스펜션 와이어(150)의 상단부가 상기 광학 유니트(130)를 구성하는 보빈(131)을 지지함으로써 상기 하우징(120) 내부에서 상기 광학 유니트(130)의 수평 방향 즉 손떨림 보정 방향(X,Y)으로의 탄성 유동이 가능하게 한다.
이때, 상기 광학 유니트(130)는 손떨림 보정 방향(X,Y)으로의 원활한 탄성 유동을 위하여 상기 하우징(120)과 소정의 갭을 이룬다. 상기 갭 즉, 상기 광학 유니트(130)의 측부와 상기 하우징(120)의 내측 벽면 사이의 간격은 통상적으로 200㎛ 내외로 형성될 수 있고, 상기 광학 유니트(130)의 하면과 상기 하우징(120)의 저면 사이의 간격은 50 내지 100㎛의 간격으로 형성될 수 있다.
물론, 상기 광학 유니트(130)와 상기 하우징(120) 사이의 갭을 상당히 작게 설계하면 외부 충격에 의한 상기 서스펜션 와이어(150)의 영구변형이나 파단 전에 상기 광학 유니트(130)가 상기 하우징(120)에 접촉하여 상기 서스펜션 와이어(150)의 변형을 방지할 수 있지만, 이와 같은 경우 상기 광학 유니트(130)의 손떨림 보정 방향(X,Y)으로의 유동공간의 확보가 어려우며 또한 상기 광학 유니트(130)와 상기 하우징(120)의 조립시 공차 등에 의하여 상기 갭을 일정 수치 이하로 설계하기 어려운 한계가 있다.
전술한 바와 같이, 영상 촬상 장치는 사용자의 손떨림에 의하여 광축이 촬영 대상물에 대하여 기울어지게 되고 이미지 센서(111)의 수광면에 맺히는 촬상 이미지의 화질이 흐려지는 블러링(blurring) 현상이 발생하게 된다.
이를 해결하기 위하여, 상기 하우징(120)에 장착된 코일(121)과 상기 광학 유니트(130)에 장착된 마그네트(140) 사이에서 발생되는 전자기력에 의해 상기 광학 유니트(130)를 광축의 기울어짐 반대 방향으로 구동시킴으로써 상기 광학 유니트(130)가 상기 이미지센서(111)의 수광면과 상대적인 평행운동을 하도록 하고, 이를 통하여 이미지 블러링을 제거하게 된다.
따라서, 손떨림이 인가되었을 경우, 상기 코일(121)과 마그네트(140) 사이의 전자기력에 의해 광학 유니트(130)를 이미지 센서(111)의 수광면에 대하여 상대 이동시켜 손떨림 보정을 수행하며, 이때 상기 서스펜션 와이어(150)에 의해 상기 광학 유니트(130)의 구동이 탄력적으로 제어될 수 있도록 한다.
그리고, 낙하 등과 같이 외부 충격이 영상 촬상 장치에 발생될 경우 상기 광학 유니트(130)에 작용하는 충격량 전체가 상기 서스펜션 와이어(150)로 전달되어 서스펜션 와이어가 영구변형되거나 파단될 수 있으며, 이에 따라 상기 서스펜션 와이어(150)가 영구변형되거나 파단되면 상기 광학 유니트(130)가 상기 이미지센서(111)의 수광면을 기준으로 기울어져 상기 이미지센서(111)의 수광면을 기준으로 상기 광학 유니트(130)가 상대적으로 평행하게 구동되지 못함으로써 이미지센서에 의해 구현되는 화질이 흐려질 수 있다.
따라서, 본 실시예에 따른 서스펜션 와이어(150)는 낙하 등과 같이 외부 충격이 영상 촬상 장치에 발생될 경우 즉, 상기 광학 유니트(130)에 광축방향을 따라 충격력이 작용할 경우 충격력을 유연하게 수용하도록 구성됨으로써 상기 서스펜션 와이어의 영구변형 및 파단을 방지 내지 최소화할 수 있으며, 이에 따라 상기 광학 유니트(130)가 원활하게 손떨림 보정 방향(X,Y)으로 구동되도록 하면서 외부 충격에 의한 내구성 및 신뢰성을 향상할 수 있다.
보다 상세하게, 도 3a 및 도 3b를 참조하면, 본 실시예에 따른 서스펜션 와이어(150)는, 크게 상기 광학 유니트(130)와 상기 하우징(120)에 양단부가 각각 고정되는 와이어몸체(150a), 그리고 상기 와이어몸체(150a)에 형성되어 상기 와이어몸체(150a)에 외부 충격이 발생될 시 상기 와이어몸체(150a)가 충격력을 유연하게 수용하도록 하여 상기 와이어몸체(150a)의 영구변형 및 파단을 방지하는 변형완충부(153)를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 본 실시예의 서스펜션 와이어(150)는 상기 와이어몸체(150a)가 상기 광학 유니트(130)에 고정되는 수평 와이어몸체(151)와 상기 하우징(120)에 고정되는 수직 와이어몸체(152)를 포함하는 벤딩(bending)된 형태로 형성된 것을 개시한다.
그리고, 상기 변형완충부(153)는 상기 수평 와이어몸체(151)와 상기 수직 와이어몸체(152) 중 적어도 어느 하나에 형성될 수 있으나, 본 실시예에서는 상기 수평 와이어몸체(151)에 상기 변형완충부(153)가 형성된 것을 개시한다.
본 실시예에서 상기 와이어몸체(150a)는 원형 또는 정사각형 단면을 가지며, 이때 상기 변형완충부(153)는 상기 와이어몸체(150a)의 단면과 면적은 동일하되 다른 형태의 단면 예를 들면, 폭(b)과 높이(h)의 비율이 다른 단면을 가진다. 즉, 상기 변형완충부(153)는 광축 방향(Z)과 직교되는 손떨림 보정 방향(X,Y) 중 Y축 방향으로의 폭(b)이 광축 방향(Z)으로의 높이(h)보다 크게 형성된 단면을 갖는다.
즉, 본 실시예의 서스펜션 와이어(150)는 상기 변형완충부(153)의 단면적을 상기 와이어몸체(150a)의 단면적과 동일하게 유지하여 상기 광학 유니트(130)의 손떨림 보정 방향(X,Y)으로의 구동을 원활하게 수행하도록 함과 아울러, 상기 변형완충부(153)의 단면 형태를 변경하여 외부 충격에 의한 서스펜션 와이어(150)의 영구변형 및 파단을 방지 내지 최소화한다.
여기서, 아래 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 실시예의 변형완충부(153)는 반경이 r인 원형 단면 및 폭(b)과 높이(h)의 비가 동일한 정사각형 단면과 비교하여 단면적은 동일하게 유지하면서 폭(b)과 높이(h)의 비율을 다르게 하여 단면 2차모멘트의 값을 변화시킬 수 있다.
즉, 상기 변형완충부(153)의 단면 2차 모멘트는 동일한 단면적을 가지는 원형 단면 및 정사각형 단면의 단면 2차모멘트와 비교하여 작게 설계됨으로써, 외부 충격 즉, 광축방향(Z)으로의 충격력에 의한 과도한 응력 발생을 방지하고 탄성이 작아 상기 충격력 즉, 인장력 또는 압축력에 의한 굽힘에 유연하게 탄력 운동하여 충격력을 완충하면서 복원되기 때문에 이를 포함하는 서스펜션 와이어(150)의 외부 충격에 의한 영구변형 및 파단을 효과적으로 방지 내지 최소화할 수 있다.
Figure pat00001
도 4를 참조하면, 기존 원형 단면으로만 이루어진 일자형태의 서스펜션 와이어는 외부 충격에 의하여 광축방향(Z)으로 작용하는 충격력 즉, 인장력 또는 압축력을 통한 굽힘 작용시 동일한 지지 높이변화(l)에 휨변형이 크게 발생((a) 참조)하고, 본 실시예에 따른 벤딩형태로 상기 변형완충부(153)를 갖는 서스펜션 와이어(150)는 동일한 외부 충격에 의하여 광축방향(Z)으로 작용하는 충격력 즉, 압축력((b) 참조) 또는 인장력((c) 참조)을 통한 굽힘 작용시 동일한 지지 높이변화(l)를 가지더라도 휨변형이 상당히 작게 발생하는 것을 알 수 있다.
한편, 도 5는 본 발명에 따른 서스펜션 와이어의 제2실시예를 나타낸 도면으로서, 도 5에 도시된 바와 같이 본 실시예에 따른 서스펜션 와이어(250)는 제1실시예의 서스펜션 와이어와 비교하여 변형완충부(253)가 수평 와이어몸체(251)와 수직 와이어몸체(252)를 연결하는 벤딩부위까지 형성된 것을 개시한다.
여기서, 본 실시예의 서스펜션 와이어(250) 역시 제1실시예와 유사하게 와이어몸체(250a)를 원형 또는 정사각형 단면으로 형성하되, 상기 변형완충부(253)의 단면을 상기 와이어몸체(250a)의 단면과 면적은 동일하게 유지하면서 상이한 단면 형태 예를 들면, 폭(b)이 높이(h)보다 큰 단면 형태를 가지도록 함으로써, 광축방향(Z)으로 작용하는 충격력 즉, 인장력 또는 압축력을 통한 굽힘 작용시에 휨변형을 최소화하여 외부 충격에 의한 상기 서스펜션 와이어(250)의 영구변형 및 파단을 방지 내지 최소화할 수 있다.
또한, 본 실시예의 서스펜션 와이어(250)는 상기 변형완충부(253)가 벤딩부위까지 연장 형성됨으로써, 상기 서스펜션 와이어(250)의 손떨림 보정 방향(X,Y)으로의 탄력적인 유동을 유지하면서 X, Y방향으로의 서스펜션 와이어(250)의 강성을 조절할 수 있다. 나아가, 상기 변형완충부(253)가 벤딩부위까지 연장 형성됨으로써, 상기 수평 와이어몸체(251) 및 상기 수직 와이어몸체(252)와 비교하여 상기 벤딩부위에 작용하는 응력을 작게 함으로써, 더 큰 안정성을 유지할 수 있다.
한편, 도 6은 본 발명에 따른 서스펜션 와이어의 제3실시예를 나타낸 도면으로서, 도 6에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 서스펜션 와이어(350)는 와이어몸체(350a)가 수평 와이어몸체(351)와 수직 와이어몸체(352)를 포함하여 벤딩된 형태로 형성되되, 상기 수직 와이어몸체(352)에 변형완충부(354)가 형성된 것을 개시한다.
여기서, 상기 변형완충부(354)는 상기 수직 와이어몸체(352)의 상부와 하부에 각각 형성되는 제1 수직 변형완충부(354a)와 제2 수직 변형완충부(354b)를 포함하여 구성될 수 있다.
이때, 상기 제1 수직 변형완충부(354a)와 상기 제2 수직 변형완충부(354b)는 상호 단면이 90도 회전 대칭되게 형성될 수 있으며, 이에 따라 상기 수직 와이어몸체(352)의 광축방향(Z)과 직교되는 방향 즉, 손떨림 보정 방향(X,Y)에 대한 탄력적인 유동을 제공하고 외부 충격에 의하여 상기 수직 와이어몸체(352)에 작용되는 변형력에 유연하게 대응 가능하다.
예를 들면, 손떨림 보정 방향(X,Y) 중 X축 방향으로 광학 유니트의 구동에 의하여 상기 서스펜션 와이어(350)가 X축 방향으로 유동할 경우, 상기 제1 수직 변형완충부(354a)보다 상기 제2 수직 변형완충부(354b)가 더 탄력적으로 유동함으로써 상기 서스펜션 와이어(350)의 X축 방향 유동에 대하여 상기 제1 수직 변형완충부(354a)는 주로 강성으로 작용하고 상기 제2 수직 변형완충부(354b)는 주로 탄성으로 작용하며, 이에 따라 상기 서스펜션 와이어(350)는 강성을 유지하면서도 탄력적으로 유동이 가능하다.
또한, 손떨림 보정 방향(X,Y) 중 Y축 방향으로 광학 유니트의 구동에 의하여 상기 서스펜션 와이어(350)가 Y축 방향으로 유동할 경우, 상기 제2 수직 변형완충부(354b)보다 상기 제1 수직 변형완충부(354a)가 더 탄력적으로 유동함으로써 상기 서스펜션 와이어(350)의 Y축 방향 유동에 대하여 상기 제1 수직 변형완충부(354a)는 주로 탄성으로 작용하고 상기 제2 수직 변형완충부(354b)는 주로 강성으로 작용하며, 이에 따라 상기 서스펜션 와이어(350)는 강성을 유지하면서도 탄력적으로 유동이 가능하다.
이때, 상기 제1 수직 변형완충부(354a)와 제2 수직 변형완충부(354b)의 길이 비율은 실질적으로 동일한 비율로 형성되나 이에 한정되는 것은 아니며, 설계 조건에 따라서 상기 제1 수직 변형완충부(354a)와 제2 수직 변형완충부(354b)의 길이 비율을 상호 다르게 변경할 수도 있다.
물론, 자세하게 도시하진 않았지만, 본 실시예에 따른 서스펜션 와이어(350)는 상기 수평 와이어몸체(351)에 변형완충부를 추가로 더 형성하여 외부 충격에 의한 서스펜션 와이어의 영구변형 및 파단을 보다 효과적으로 방지 내지 최소화할 수도 있다. 또한, 외부 충격시 와이어의 영구변형 및 파단 방지 역할을 단지 변형완충부만이 담당하는 것이 아니며, 변형완충부를 포함하는 와이어 전체 형상이 영구변형 및 파단에 강건한 역할을 하게 된다고 볼 수 있다.
본 실시예의 변형완충부(354) 역시 전술한 실시예의 변형완충부와 비교하여 실질적으로 동일한 단면 구조를 가질 수 있으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
한편, 도 7은 본 발명에 따른 서스펜션 와이어의 제4실시예를 나타낸 도면으로서, 도 7에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 서스펜션 와이어(450)는 전술한 제3실시예와 비교하여 벤딩된 형태가 아닌 와이어몸체(450a)가 수직 와이어몸체로만 이루어진 직립 형태로 형성되어, 상단부가 광학 유니트에 고정되고 하단부가 하우징에 고정되는 형태로 이루어진다.
이에 따라, 본 실시예에서 변형완충부(454)는 상기 와이어몸체(450a)의 상단부와 하단부 사이에 형성된다.
여기서, 상기 변형완충부(454)는 상기 와이어몸체(450a)의 상부와 하부에 각각 형성되는 제1 수직 변형완충부(454a)와 제2 수직 변형완충부(454b)를 포함하여 구성될 수 있다.
전술한 바와 같이, 상기 제1 수직 변형완충부(454a)와 상기 제2 수직 변형완충부(454b)는 상호 단면이 90도 회전 대칭되게 형성될 수 있으며, 이에 따라 상기 와이어몸체(450a)의 광축방향(Z)과 직교되는 방향 즉, 손떨림 보정 방향(X,Y)에 대한 탄력적인 유동을 제공하고 외부 충격에 의하여 상기 와이어몸체(450a)에 작용되는 변형력에 유연하게 대응 가능하다.
본 실시예에서 서스펜션 와이어(450)의 손떨림 보정 방향(X,Y)에 대한 상기 제1 수직 변형완충부(454a)와 상기 제2 수직 변형완충부(454b)의 작용 효과 및 길이 비율은 전술한 제3실시예와 유사하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
또한, 본 실시예의 변형완충부(454) 역시 전술한 실시예의 변형완충부와 비교하여 실질적으로 동일한 단면 구조를 가질 수 있으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. 다만, 전술한 실시예와 다른 점은 단면구조는 동일하나 단면 면적은 기존 실시예와 비교하여 크게 설계될 수 있다. 즉, 기존 실시예는 벤딩부가 있어서 와이어가 Z축 방향으로 충격을 받을 경우 벤딩부가 충격 흡수 역할을 할 수 있지만, 도 7의 실시예는 이러한 벤딩부가 없는 대신 와이어 단면적을 크게 하여 인장력 및 압축력에 변형이나 파단이 일어나지 않게 할 수 있다. 이럴 경우 단면적이 증가하여 발생하는 X, Y 방향 강성 증가는 변형완충부(454)의 너비(b), 높이(h) 비를 조절함으로써, 기존 실시예의 와이어가 가지는 X, Y 방향 강성을 가지도록 할 수 있다.
한편, 도 8은 본 발명에 따른 손떨림 보정용 서스펜션 와이어의 제5실시예를 개략적으로 나타낸 사시도로서, 본 실시예에 따른 서스펜션 와이어(550)는 와이어몸체(550A)가 수평 와이어몸체(551)와 수직 와이어몸체(552)를 포함하여 벤딩된 형태로 형성되되, 상기 수평 와이어몸체(551)와 수직 와이어몸체(552)에 변형완충부(553, 554)가 형성된 것을 개시한다.
즉, 본 실시예의 변형완충부(553, 554)는 상기 수평 와이어몸체(551)에 형성되는 수평 변형완충부(553)와 상기 수직 와이어몸체(552)에 형성되는 수직 변형완충부(554)를 포함하여 구성될 수 있다.
이때, 상기 수평 변형완충부(553)와 상기 수직 변형완충부(554)는 상호 단면이 90도 회전 대칭되게 형성될 수 있다. 즉, 상기 수평 변형완충부(553)의 단면은 수직방향(Z방향)으로 장변을 갖는 직사각형의 납작한 형태로 형성되고, 상기 수직 변형완충부(554)의 단면은 수평방향(Y방향)으로 장변을 갖는 직사각형의 납작한 형태로 형성될 수 있다. 아울러, 본 실시예의 서스펜션 와이어(550)는 상기 수직 변형완충부(554)가 벤딩부위까지 연장 형성될 수 있다.
이에 따라, 본 실시예의 서스펜션 와이어(550)는 X축방향 또는 Z축방향으로 충격이 인가되면 상기 수직 변형완충부(554) 및 상기 수직 변형완충부가 연장 형성된 벤딩부위가 탄성 변형되면서 서스펜션 와이어의 영구변형이나 파단을 방지할 수 있고, Y축방향으로 충격이 인가되면 상기 수평 변형완충부(553)와 상기 벤딩부위가 탄성 변형되면서 서스펜션 와이어의 영구변형이나 파단을 방지할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 서스펜션 와이어는 와이어 몸체를 수평 와이어몸체와 수직 와이어몸체의 벤딩된 형태로 형성할 경우 상기 수평 와이어몸체와 상기 수직 와이어몸체에 변형완충부를 함께 형성하고 아울러 벤딩부위까지 변형완충부를 연장 형성함으로써, 외부 충격에 의한 서스펜션 와이어의 영구변형 및 파단을 보다 효과적으로 방지 내지 최소화할 수 있으며, 또한 외부 충격시 서스펜션 와이어의 영구변형 및 파단 방지 역할을 단지 변형완충부만이 아닌 변형완충부를 포함하는 서스펜션 와이어의 전체 형상 변경 구조가 영구변형 및 파단에 강건한 역할을 하도록 할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 바람직한 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이나, 이러한 치환, 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
110: 기판 111: 이미지센서
120: 하우징 121: 코일
125: 연성인쇄회로기판 130: 광학 유니트
131: 요크 132: 렌즈배럴
140: 마그네트 150: 서스펜션 와이어
150a: 와이어몸체 151: 수평 와이어몸체
152: 수직 와이어몸체 153: 변형완충부
160: 실드 케이스

Claims (12)

  1. 광학 유니트와 하우징 사이에 광축방향을 따라 길이를 갖도록 설치되어, 상기 하우징내에서 상기 광학 유니트를 부양 지지하는 손떨림 보정용 서스펜션 와이어로서,
    상기 광학 유니트와 상기 하우징에 양단부가 각각 고정되는 와이어몸체; 및
    상기 와이어몸체에 형성되어, 상기 와이어몸체에 외부 충격이 발생될 시 상기 와이어몸체가 충격력을 유연하게 수용하도록 하여 상기 와이어몸체의 영구변형 및 파단을 방지하는 변형완충부를 포함하는 손떨림 보정용 서스펜션 와이어.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 와이어몸체는 상기 광학 유니트와 상기 하우징에 상단부와 하단부가 각각 고정되는 직립 형태로 형성되며, 상기 변형완충부는 상기 와이어몸체의 상단부와 하단부 사이에 형성되는 손떨림 보정용 서스펜션 와이어.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 변형완충부는 폭과 높이의 비율이 다른 단면을 갖는 손떨림 보정용 서스펜션 와이어.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 변형완충부는 상기 와이어몸체의 상부와 하부에 각각 형성되는 제1 변형완충부와 제2 변형완충부를 포함하여 구성되는 손떨림 보정용 서스펜션 와이어.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 변형완충부와 상기 제2 변형완충부는 상호 단면이 90도 회전 대칭되는 손떨림 보정용 서스펜션 와이어.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 와이어몸체는 상기 광학 유니트에 고정되는 수평 와이어몸체와 상기 하우징에 고정되는 수직 와이어몸체를 포함하는 벤딩(bending) 형태로 형성되며, 상기 변형완충부는 상기 수평 와이어몸체와 상기 수직 와이어몸체 중 적어도 어느 하나에 형성되는 손떨림 보정용 서스펜션 와이어.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 변형완충부는 폭과 높이의 비율이 다른 단면을 갖는 손떨림 보정용 서스펜션 와이어.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 변형완충부는 상기 수평 와이어몸체에 형성되는 수평 변형완충부와 상기 수직 와이어몸체에 형성되는 수직 변형완충부 중 적어도 어느 하나를 포함하여 구성되는 손떨림 보정용 서스펜션 와이어.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 수평 변형완충부는 상기 수평 와이어몸체와 상기 수직 와이어몸체를 연결하는 벤딩 부위까지 형성되는 손떨림 보정용 서스펜션 와이어.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 수직 변형완충부는 상기 수직 와이어몸체의 상부와 하부에 각각 형성되는 제1 수직 변형완충부와 제2 수직 변형완충부를 포함하여 구성되는 손떨림 보정용 서스펜션 와이어.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 수직 변형완충부와 상기 제2 수직 변형완충부는 상호 단면이 90도 회전 대칭되는 손떨림 보정용 서스펜션 와이어.
  12. 광학 유니트;
    상기 광학 유니트가 수용되는 하우징;
    상기 광학 유니트와 하우징 사이에 광축방향을 따라 길이를 갖도록 설치되어, 상기 하우징내에서 상기 광학 유니트를 부양 지지하는 손떨림 보정용 서스펜션 와이어를 포함하며,
    상기 손떨림 보정용 서스펜션 와이어는,
    상기 광학 유니트와 상기 하우징에 양단부가 각각 고정되는 와이어몸체; 및
    상기 와이어몸체에 형성되어, 상기 와이어몸체에 외부 충격이 발생될 시 상기 와이어몸체가 충격력을 유연하게 수용하도록 하여 상기 와이어몸체의 영구변형 및 파단을 방지하는 변형완충부를 포함하는 영상 촬상 장치.
KR1020110018486A 2011-03-02 2011-03-02 손떨림 보정용 서스펜션 와이어 및 이를 포함하는 영상 촬상 장치 KR101184812B1 (ko)

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