KR20130015666A - Auto focusing apparatus for micro camera module - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An automatic focus control device of a subminiature camera module is provided to remarkably reduce the energy consumption of a battery as a continuous current supply to a coil is not necessary to stop a lens carrier when automatically controlling a focus. CONSTITUTION: An automatic focus control device of a subminiature camera module comprises a base(10), a cylindrical cam member(30), a lens carrier(40), a supporter, an electromagnet unit(50), a preloading spring(60), a front cover(70), and a locking cover. The base includes light transmission holes. The cam member is installed on the base to be rotatable. A lens is arranged inside the lens carrier. The lens carrier is arranged inside the cam member, thereby moving forward or backward according to a rotational direction of the cam member. The supporter surrounds the cam member and is mounted in the front of the base. The electromagnet selectively rotates the cam member in one direction or a reversal direction thereof. The preloading spring pressurizes the lens carrier to a backward direction. The front cover fixes the preloading spring to the supporter.

Description

초소형 카메라모듈의 자동초점조절장치{AUTO FOCUSING APPARATUS FOR MICRO CAMERA MODULE}AUTO FOCUSING APPARATUS FOR MICRO CAMERA MODULE}

본 발명은 자동초점조절장치에 관한 것으로, 특히 휴대용 기기에 구비되는 초소형 카메라모듈의 자동 초점 조절동작을 위해 적용되는 초소형 카메라모듈의 자동초점조절장치에 관한 것이다.The present invention relates to an auto focusing apparatus, and more particularly, to an auto focusing apparatus of a micro camera module applied for an auto focusing operation of a micro camera module provided in a portable device.

일반적으로 휴대용 전자기기 예를 들어 스마트폰과 같은 휴대전화는 사진 및 동화상 촬영을 위해 카메라모듈을 구비하고 있다. 이러한 카메라모듈은 휴대전화의 특성 상 휴대성을 향상시키기 위해 휴대전화의 사이즈가 커지지 않도록 초소형으로 제작되고 있는 추세이다.In general, portable electronic devices, for example, a mobile phone such as a smart phone is equipped with a camera module for taking pictures and moving pictures. Such a camera module tends to be manufactured in a very small size so that the size of the mobile phone does not increase in order to improve portability due to the characteristics of the mobile phone.

아울러 이러한 초소형 카메라모듈은 피사체의 거리에 따라 깨끗하고 선명한 이미지의 촬영이 가능하도록 자동초점기능을 구비하고 있다. 이와 같은 자동초점조절 기능을 구비한 카메라모듈은 자동초점조절을 위해 기계식 액츄에이터의 사용을 지양하고 보이스코일(voice coil) 액츄에이터를 적용하고 있다. 그 이유로 기계식 액츄에이터는 모터와 기어의 작동에 수반되는 마찰, 기계적 변형, 백래시(backlash) 등으로 인한 정적-동적 오차를 피할 수 없었기 때문에 현실적으로 미세한 제어가 불가능하여 정밀한 초점조절이 어려웠고, 또한 모터와 기어의 점유 공간 때문에 초소형 카메라모듈의 부피를 증가시키는 요인이 크기를 소형화에 적합하지 않기 때문이다.In addition, such a compact camera module is equipped with an auto focus function to enable a clear and clear image of the image according to the distance of the subject. Such a camera module having an automatic focusing function avoids the use of a mechanical actuator for the automatic focusing and applies a voice coil actuator. For this reason, mechanical actuators were unable to avoid static-dynamic errors due to friction, mechanical deformation, and backlash associated with the operation of the motor and gears, making it impossible to precisely control the motors and gears. This is because the size of the miniature camera module is not suitable for miniaturization because of the space occupied by.

상기 보이스코일 액츄에이터는 영구자석에 의해 형성되는 정적인 자기장 내에서 코일의 유도자기력이 생성하는 로렌츠 힘을 직선의 운동으로 이용하는 액츄에이터로서, 비교적 짧은 거리를 정밀하게 직선 이동시키는 데에 적합하다.The voice coil actuator is an actuator that uses the Lorentz force generated by the induced magnetic force of the coil in a linear motion in a static magnetic field formed by a permanent magnet, and is suitable for precisely linearly moving a relatively short distance.

그런데 이와 같은 보이스코일 액츄에이터를 적용하고 있는 초소형 카메라모듈은 자동초점조절 시 렌즈캐리어(경통)를 전진 또는 후진시킨 후 피사체와의 적합한 촬영거리에 대응하는 렌즈캐리어의 설정 위치에 정지시키기 위하여 코일에 지속적으로 전류를 인가해야 한다. 이로 인해 휴대용 전자기기에 장착된 일회용 배터리 또는 충전배터리의 많은 전력 소모를 유발하여, 결국 카메라모듈을 통해 촬영을 자주하게 되면 휴대용 전자기기의 사용 시간이 줄어드는 문제가 있었다.However, the micro camera module applying the voice coil actuator is continuously moved to the coil in order to stop at the lens carrier setting position corresponding to a suitable shooting distance with the subject after moving or retracting the lens carrier (the barrel) during the automatic focus adjustment. Current must be applied. This causes a lot of power consumption of the disposable battery or the rechargeable battery mounted on the portable electronic device, if the frequent shooting through the camera module has a problem that the use time of the portable electronic device is reduced.

상기 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 자동초점조절 시 코일로 인가되는 전류를 차단시킨 상태에서 렌즈캐리어가 소정 위치에 정지될 수 있도록 하여 자동초점조절 동작을 위해 소모되는 전력을 현저히 낮출 수 있는 초소형 카메라모듈의 자동초점조절장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.In order to solve the above problems, the present invention allows the lens carrier to stop at a predetermined position in a state in which the current applied to the coil is blocked during the automatic focusing operation, thereby minimizing the power consumption for the automatic focusing operation. The purpose is to provide an automatic focusing device for the module.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 초소형 카메라모듈에 설치되는 자동초점조절장치에 있어서, 광투과구멍을 가지는 베이스; 상기 베이스에 회전 가능하게 설치되는 원통형상의 캠부재; 내측에 렌즈가 구비되고, 상기 캠부재 내측에 배치되어 상기 캠부재의 회전 방향에 따라 전진 또는 후진하는 렌즈캐리어; 상기 캠부재를 감싸면서 상기 베이스 전방에 장착되는 지지체; 상기 지지체와 캠부재 사이에 배치되어 상기 캠부재를 일방향 또는 그 역방향으로 선택적으로 회전시키기 위한 전자석유닛; 상기 지지체의 전방에 배치되어 상기 렌즈캐리어를 후진방향으로 가압하는 예압스프링; 상기 예압스프링을 상기 지지체에 고정하기 위한 전방커버; 및 상기 전방커버를 덮은 상태로 후단이 베이스에 분리 가능하게 결합되고 중앙에 상기 광투과구멍에 대응하는 광투광구멍을 가지는 록킹커버를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동초점조절장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides an automatic focusing apparatus installed in a micro camera module, the base having a light transmitting hole; A cylindrical cam member rotatably installed on the base; A lens carrier provided at an inner side and disposed inside the cam member to move forward or backward according to a rotational direction of the cam member; A support mounted to the front of the base while surrounding the cam member; An electromagnet unit disposed between the support and the cam member to selectively rotate the cam member in one direction or the opposite direction; A preload spring disposed in front of the support to press the lens carrier in a backward direction; A front cover for fixing the preload spring to the support; And a locking cover having a rear end coupled to the base in a state of covering the front cover and having a light transmitting hole corresponding to the light transmitting hole in the center thereof.

상기 캠부재는 외주를 따라 간격을 두고 다수의 캠가이드구멍이 형성되고, 상기 렌즈캐리어는 상기 다수의 캠가이드구멍에 각각 슬라이딩 가능하게 삽입되는 다수의 캠팔로워가 형성되며, 상기 다수의 캠가이드구멍은 동일방향 및 동일각도로 경사 형성되는 것이 바람직하다.The cam member is formed with a plurality of cam guide holes at intervals along the outer periphery, the lens carrier is formed with a plurality of cam followers that are slidably inserted into the plurality of cam guide holes, respectively, the plurality of cam guide holes Is inclined at the same direction and at the same angle.

상기 캠부재는 외주에 간격을 두고 형성되며 다수의 베어링하우징이 돌출 형성되고, 상기 베이스 및 상기 지지체는 상기 베어링하우징에 대응하는 다수의 제1 및 제2 베어링홈을 형성하며, 상기 다수의 베어링하우징, 다수의 제1 및 제2 베어링홈이 이루는 베어링 설치공간에는 각각 볼베어링이 슬라이딩 가능하게 삽입될 수 있다.The cam member is formed at an outer periphery, and a plurality of bearing housings are formed to protrude, and the base and the support form a plurality of first and second bearing grooves corresponding to the bearing housings, and the plurality of bearing housings. In the bearing installation space formed by the plurality of first and second bearing grooves, the ball bearings may be slidably inserted, respectively.

상기 볼베어링은 상기 베어링 설치공간에 삽입될 때 유격을 갖는 크기로 형성되는 것이 바람직하다.The ball bearing is preferably formed in a size having a play when inserted into the bearing installation space.

상기 렌즈캐리어는 선단 및 후단이 각각 상기 전방커버 및 상기 베이스에 직선 이동 가능하도록 슬라이딩 가능하게 가이드되는 것이 바람직하다.Preferably, the lens carrier is slidably guided so that the front and rear ends thereof can be linearly moved to the front cover and the base, respectively.

상기 예압스프링은, 상기 지지체와 상기 전방커버 사이에 고정되는 한 쌍의 고정부; 상기 렌즈캐리어의 선단에 대응하는 형상으로 이루어지며 상기 렌즈캐리어의 선단부를 렌즈캐리어의 후진방향으로 가압하는 내측 탄성부; 및 상기 내측 탄성부와 한 쌍의 고정부를 상호 연결하되, 상기 내측 탄성부가 상기 렌즈캐리어의 선단부를 균일한 압력으로 가압하도록 상기 내측 탄성부의 중심에 서로 대칭되는 위치에서 상기 내측 탄성부와 연결되는 것을 특징으로 하는 연결부를 포함할 수 있다.The preload spring may include a pair of fixing parts fixed between the support and the front cover; An inner elastic part formed in a shape corresponding to the front end of the lens carrier and pressing the front end of the lens carrier in a backward direction of the lens carrier; And the inner elastic part and the pair of fixing parts connected to each other, wherein the inner elastic part is connected to the inner elastic part at positions symmetrical with each other at the center of the inner elastic part to press the tip of the lens carrier at a uniform pressure. It may include a connecting portion characterized in that.

상기한 바와 같이 본 발명에 있어서는, 자동초점조절 시 렌즈캐리어를 소정 위치에 정지시키기 위해 코일로 인가되는 전류를 차단하면 예압스프링에 의해 렌즈캐리어에 걸리는 예압과 다수의 볼베어링이 베어링 설치공간에 발생하는 마찰력에 의해 소정 위치를 그대로 유지한 채로 정지할 수 있다. 이에 따라 종래와 같이 자동초점조절 시 렌즈캐리어를 정지시키기 위해 코일에 지속적으로 전류를 인가할 필요가 없으므로 배터리의 전력 소모를 크게 줄일 수 있어 상대적으로 휴대용 기기의 사용시간을 늘릴 수 있는 이점이 있다.As described above, in the present invention, when the autofocus is adjusted, when the current applied to the coil is interrupted to stop the lens carrier at a predetermined position, the preload spring and the plurality of ball bearings are generated in the bearing installation space by the preload spring. The frictional force allows the vehicle to stop while maintaining the predetermined position as it is. Accordingly, there is no need to continuously apply a current to the coil in order to stop the lens carrier as in the case of automatic focusing, which can greatly reduce the power consumption of the battery, thereby increasing the use time of the portable device.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 초소형 카메라모듈의 자동초점조절장치를 나타내는 조립사시도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 초소형 카메라모듈의 자동초점조절장치를 나타내는 분해사시도,
도 3은 도 2에 도시된 베이스의 전면부를 나타내는 도면,
도 4는 도 2에 도시된 지지체의 후면부를 나타내는 도면,
도 5는 도 2에 도시된 캠부재와 렌즈캐리어가 상호 결합된 상태를 나타내는 측면도,
도 6은 도 1에 표시된 Ⅵ-Ⅵ선을 따라 나타내는 단면도,
도 7은 4극 착자된 마그네트에 형성되는 자계와 홀센서를 나타내는 개략도이다.1 is an assembled perspective view showing an automatic focus control apparatus for a micro camera module according to an embodiment of the present invention;
Figure 2 is an exploded perspective view showing an automatic focus control device of a micro camera module according to an embodiment of the present invention,
3 is a view showing a front portion of the base shown in FIG.
4 is a view showing the rear portion of the support shown in FIG.
5 is a side view illustrating a state in which the cam member and the lens carrier shown in FIG. 2 are coupled to each other;
6 is a cross-sectional view taken along line VI-VI shown in FIG. 1;
7 is a schematic diagram illustrating a magnetic field and a hall sensor formed in a four-pole magnetized magnet.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 초소형 카메라모듈의 자동초점조절장치의 구성을 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described the configuration of the automatic focus control apparatus of a micro camera module according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 초소형 카메라모듈의 자동초점조절장치(1)는 베이스(10), 지지체(20), 캠부재(30), 렌즈캐리어(40), 전자석유닛(50), 예압스프링(60), 전방커버(70) 및 록킹커버(90)를 포함한다.1 and 2, the auto focusing apparatus 1 of the ultra-compact camera module according to the embodiment of the present invention includes a base 10, a support 20, a cam member 30, and a lens carrier 40. , An electromagnet unit 50, a preload spring 60, a front cover 70, and a locking cover 90.

베이스(10)는 중앙에 캠부재(30)가 회전 가능하게 장착되는 수용홈(11)이 형성되고, 수용홈(11) 중앙에는 빛이 통과하는 광통과구멍(12)이 형성된다. 이 경우 수용홈(11)에는 광통과구멍(12) 주변을 따라 렌즈캐리어(40)가 전진 및 후진 가능하도록 가이드 하는 다수의 제1 가이드돌기(13)가 소정 간격을 돌출 형성된다(도 3 참고). 상기 다수의 제1 가이드돌기(13)는 후술하는 전방커버(70)의 다수의 제1 가이드홈(71)과 함께 상기 렌즈캐리어(40)의 회전을 방지하고 동시에 직선 이동하도록 가이드한다.The base 10 has a receiving groove 11 in which the cam member 30 is rotatably mounted in the center, and a light passing hole 12 through which light passes is formed in the center of the receiving groove 11. In this case, the receiving groove 11 is formed with a plurality of first guide protrusions 13 protruding a predetermined distance along the periphery of the light passing hole 12 to guide the lens carrier 40 forward and backward (see FIG. 3). ). The plurality of first guide protrusions 13 together with the plurality of first guide grooves 71 of the front cover 70 to be described later prevent the rotation of the lens carrier 40 and guide the linear movement at the same time.

또한 베이스(10)는 지지체(20)가 전방에 분리 가능하게 장착되도록 베이스(10)의 전면 주변을 따라 다수의 장착돌기(15)가 돌출 형성된다. 이 경우 다수의 장착돌기(15)는 지지체(20) 후단면에 형성된 결합구멍(27)에 분리 가능하게 삽입된다. 더욱이 베이스(10)는 록킹커버(90)의 결함구멍(91)이 스냅 결합되도록 베이스(10) 외주의 4면에 각각 결합돌기(17)가 형성된다.In addition, the base 10 has a plurality of mounting protrusions 15 protrude along the front periphery of the base 10 so that the support 20 is detachably mounted in the front. In this case, the plurality of mounting protrusions 15 are detachably inserted into the coupling holes 27 formed in the rear end surface of the support 20. In addition, the base 10 has coupling protrusions 17 formed on four surfaces of the outer circumference of the base 10 so that the defect holes 91 of the locking cover 90 are snap-fitted.

더욱이 베이스(10)는 내주면을 따라 간격을 두고 소정 길이의 다수의 제1 베어링홈(19)이 형성된다(도 3 참고). 상기 다수의 제1 베어링홈(19)은 지지체(20)에 형성된 다수의 제2 베어링홈(23)과 함께 다수의 볼베어링(39)의 일부를 슬라이딩 가능하게 지지한다.Furthermore, the base 10 is formed with a plurality of first bearing grooves 19 of a predetermined length at intervals along the inner circumferential surface (see FIG. 3). The plurality of first bearing grooves 19 slidably supports a part of the plurality of ball bearings 39 together with the plurality of second bearing grooves 23 formed in the support 20.

지지체(20)는 베이스(10) 전방에 장착되며 캠부재(30)를 둘러싸도록 대략 폐루프를 이루는 프레임(여기서는 사각형상의 프레임)으로 이루어진다. 상기 지지체(20)는 내측의 한 코너에 요크(55)가 장착되는 요크장착홈(21)이 형성되고, 나머지 3 코너에 후술하는 다수의 볼베어링(39)을 가이드 하는 다수의 제2 베어링홈(23)이 형성된다(도 4 참고). 이 경우 다수의 제2 베어링홈(23)은 베이스(10)의 제1 베어링홈(19)에 각각 대응하는 위치 및 길이로 이루어지는 것이 바람직하다.The support 20 is mounted in front of the base 10 and consists of a frame (here, a rectangular frame) that forms a substantially closed loop to surround the cam member 30. The support 20 has a yoke mounting groove 21 in which the yoke 55 is mounted at one inner corner thereof, and a plurality of second bearing grooves for guiding a plurality of ball bearings 39 to be described later at the remaining three corners. 23) is formed (see FIG. 4). In this case, the plurality of second bearing grooves 23 preferably have positions and lengths corresponding to the first bearing grooves 19 of the base 10, respectively.

캠부재(30)는 대략 원통형상으로 이루어지며 베이스(10)의 수용홈(11)에 회전 가능하게 설치된다. 상기 캠부재(30)는 내측에 삽입되는 렌즈캐리어(40)를 소정 거리 전/후진 이동시키는 역할을 한다.The cam member 30 has a substantially cylindrical shape and is rotatably installed in the receiving groove 11 of the base 10. The cam member 30 serves to move the lens carrier 40 inserted into the inside forward / backward a predetermined distance.

상기 캠부재(30)는 외주를 따라 전자석유닛(50)의 마그네트(51)가 삽입되는 마그네트 장착구멍(31)과 3개의 캠가이드구멍(33)이 형성된다. 이 경우 3개의 캠가이드구멍(33)은 동일 방향 및 동일 각도로 완만하게 경사 형성되며 렌즈캐리어(40)의 다수의 캠팔로워(41)가 각각 슬라이딩 가능하게 삽입된다(도 5 참고). 또한 캠부재(30)는 전방에 다수의 캠팔로워(41)가 캠가이드구멍(33)으로 삽입될 수 있도록 다수의 삽입가이드홈(35)이 형성되며, 이때 다수의 삽입가이드홈(35)은 각 캠가이드구멍(33)과 연결된다.The cam member 30 has a magnet mounting hole 31 and three cam guide holes 33 into which the magnet 51 of the electromagnet unit 50 is inserted along the outer circumference. In this case, the three cam guide holes 33 are gently inclined at the same direction and at the same angle, and the plurality of cam followers 41 of the lens carrier 40 are slidably inserted (see FIG. 5). In addition, the cam member 30 has a plurality of insertion guide grooves 35 are formed in the front so that a plurality of cam followers 41 can be inserted into the cam guide hole 33, wherein the plurality of insertion guide grooves 35 Each cam guide hole 33 is connected.

더욱이 캠부재(30)는 외주에 간격을 두고 다수의 베어링하우징(37)이 돌출 형성되고, 다수의 베어링하우징(37)에는 각각 볼베어링(39)의 일부가 삽입된다. 상기 다수의 볼베어링(39)은, 도 6을 참고하면, 상술한 바와 같이 베어링하우징(37)에 일측이 슬라이딩 가능하게 지지되고, 타측이 베이스(10)의 다수의 제1 베어링홈(19)과 지지체(20)의 다수의 제2 베어링홈(23)에 각각 슬라이딩 가능하게 지지된다. 이에 따라 캠부재(30)는 상기 다수의 볼베어링(39)에 의해 베이스(10)의 수용홈(11) 및 지지체(20) 내측에서 일방향 및 그 역방향으로 원활하게 회전할 수 있다.Furthermore, the cam member 30 has a plurality of bearing housings 37 protrudingly formed at intervals on the outer circumference thereof, and a part of the ball bearings 39 are inserted into the bearing housings 37, respectively. Referring to FIG. 6, the plurality of ball bearings 39 are slidably supported at one side of the bearing housing 37 as described above, and the other side of the plurality of first bearing grooves 19 of the base 10. Each of the plurality of second bearing grooves 23 of the support 20 is slidably supported. Accordingly, the cam member 30 may be smoothly rotated in one direction and the opposite direction inside the receiving groove 11 and the support 20 of the base 10 by the plurality of ball bearings 39.

한편, 상기 볼베어링(39)은 베어링하우징(37), 제1 베어링홈(19), 제2 베어링홈(23)이 함께 이루는 베어링 설치공간에 설치될 때 소정의 유격을 가질 수 있는 크기로 형성되는 것이 바람직하다. 이와 같은 유격으로 인해, 예압스프링(50)을 통해 렌즈캐리어(40)에 예압이 작용하는 상태에서 자동초점조절장치(1)의 자동초점조절 설정 중 전자석유닛(50)으로 인가되는 전류가 차단되는 시점에서 렌즈캐리어(40)가 전진 또는 후진하지 않고 그 자리에 정지할 수 있는 수단으로 사용될 수 있다. 이는 후술하는 예압스프링(60)의 작용과 함께 구체적으로 설명한다.On the other hand, the ball bearing 39 is formed to a size that can have a predetermined clearance when the bearing housing 37, the first bearing groove 19, the second bearing groove 23 is installed in the bearing installation space formed together It is preferable. Due to this play, the current applied to the electromagnet unit 50 during the autofocus control setting of the autofocus control device 1 in the state where the preload is applied to the lens carrier 40 through the preload spring 50 is blocked. The lens carrier 40 can be used as a means to stop in place without moving forward or backward at the viewpoint. This will be described in detail together with the action of the preload spring 60 to be described later.

렌즈캐리어(40)는 원통형상으로 이루어지며 캠부재(30) 내측에 회전 가능하게 삽입된다. 상기 렌즈캐리어(40)는 외주에 캠부재(30)의 다수의 캠가이드구멍(33)에 각각 슬라이딩 가능하게 삽입되는 다수의 캠팔로워(41)가 각각 돌출 형성된다. 또한 렌즈캐리어(40)는 후방 단부에 다수의 제2 가이드홈(43)과 전방 단부에 다수의 제2 가이드돌기(45)가 형성된다. 이 경우 다수의 제2 가이드홈(43)은 베이스(10)의 제1 가이드돌기(13)에 각각 슬라이딩 가능하게 삽입되고, 다수의 제2 가이드돌기(45)는 전방커버(70)의 제1 가이드홈(71)에 슬라이딩 가능하게 삽입된다. 이러한 결합구조에 의해 렌즈캐리어(40)는 캠부재(30)가 일방향 및 그 역방향으로 회전 시 직선방향으로 전진 또는 후진한다.The lens carrier 40 has a cylindrical shape and is rotatably inserted into the cam member 30. The lens carrier 40 has a plurality of cam followers 41 protruding from each other and slidably inserted into the plurality of cam guide holes 33 of the cam member 30 on the outer circumference. In addition, the lens carrier 40 has a plurality of second guide grooves 43 at the rear end and a plurality of second guide protrusions 45 at the front end. In this case, the plurality of second guide grooves 43 are slidably inserted into the first guide protrusions 13 of the base 10, respectively, and the plurality of second guide protrusions 45 are the first of the front cover 70. It is slidably inserted into the guide groove 71. By this coupling structure, the lens carrier 40 moves forward or backward in the linear direction when the cam member 30 rotates in one direction and the opposite direction.

전자석유닛(50)은 지지체(20)와 캠부재(30) 사이에 배치되며, 전자기력을 통해 캠부재(30)를 일방향 및 그 역방향으로 소정 각도 회전시킨다. 상기 전자석유닛(50)은 마그네트(51), 코일(53) 및 요크(55)를 포함한다.The electromagnet unit 50 is disposed between the support 20 and the cam member 30, and rotates the cam member 30 in one direction and the opposite direction by an electromagnetic force. The electromagnet unit 50 includes a magnet 51, a coil 53, and a yoke 55.

마그네트(51)는 캠부재(30)의 마그네트 장착구멍(31)에 장착되며 캠부재(30)의 외주 곡률에 대응하는 곡률로 이루어진다. 이 경우 마그네트(51)는 소정 길이를 가지며 일측과 타측의 내/외주면에 각각 N극과 S극이 착자된다. 즉, 마그네트(51)는 코일을 마주하고 있는 면에는 일측에 N극, 타측에 S극이 각각 착자되며, 그 반대측 면에는 일측에 S극, 타측에 N극이 각각 착자된다. 이와 같이 마그네트(51)의 양측의 내/외주면에 각각 N극 및 S극을 4극으로 착자하는 이유는, 도 7과 같이, 후술하는 홀센서(H)에 의해 감지되는 자력의 세기가 대략 균일하게 증감되는 자계(F) 구간을 형성하기 위함이다.The magnet 51 is mounted to the magnet mounting hole 31 of the cam member 30 and has a curvature corresponding to the outer circumferential curvature of the cam member 30. In this case, the magnet 51 has a predetermined length and the N pole and the S pole are magnetized on the inner and outer peripheral surfaces of one side and the other side, respectively. That is, the magnet 51 magnetizes an N pole on one side and an S pole on the other side of the magnet 51, and an S pole on one side and an N pole on the other side of the magnet 51, respectively. The reason for magnetizing the N pole and the S pole into four poles on the inner and outer circumferential surfaces of both sides of the magnet 51 as described above is, as shown in Fig. 7, the intensity of the magnetic force detected by the Hall sensor H to be described later is substantially uniform. This is to form a magnetic field (F) section that increases and decreases.

코일(53)은 마그네트(51)의 일측에 소정 간격을 두고 배치되며, 지지체(20)의 소정의 구조물(미도시)을 통해 고정되거나 또는 요크(55) 내측으로 배치되는 FPCB(Flexible PCB)(미도시)에 전기적으로 연결됨과 동시에 고정 설치된다.The coil 53 is disposed at one side of the magnet 51 at predetermined intervals, and is fixed through a predetermined structure (not shown) of the support 20 or is disposed inside the yoke 55 (FPCB) (Flexible PCB) ( At the same time it is electrically connected to a fixed installation.

요크(55)는 지지체(20)의 요크장착홈(21)에 고정되며, 코일(53)의 폭보다 다소 넓은 폭을 갖도록 형성된다. 이에 따라 코일(53)과 마그네트(51) 사이에서 형성되는 자계의 세기를 증가시킴과 동시에 자계를 확장시킬 수 있다.The yoke 55 is fixed to the yoke mounting groove 21 of the support 20 and is formed to have a somewhat wider width than that of the coil 53. Accordingly, the strength of the magnetic field formed between the coil 53 and the magnet 51 may be increased and the magnetic field may be expanded.

한편, 상기 홀센서(H)는 상기 FPCB에 전기적으로 접속되며 마그네트(51)의 외주면에 인접하게 이격 배치된다. 이 경우 홀센서(H)는 코일(53)의 내측 공간부(53a)에 배치함으로써 내부공간을 효과적으로 활용할 수 있다.On the other hand, the Hall sensor (H) is electrically connected to the FPCB and spaced apart adjacent to the outer peripheral surface of the magnet (51). In this case, the hall sensor H may be effectively disposed in the inner space 53a of the coil 53.

예압스프링(60)은 지지체(20) 전방에 설치되어 렌즈캐리어(40)의 후진 방향으로 렌즈캐리어(40)를 소정 압력으로 가압하는 판스프링 역할을 한다. 상기 예압스프링(60)은 고정부(61), 내측 탄성부(63) 및 연결부(65)를 포함한다.The preload spring 60 is installed in front of the support 20 to serve as a leaf spring for pressing the lens carrier 40 to a predetermined pressure in the backward direction of the lens carrier 40. The preload spring 60 includes a fixing part 61, an inner elastic part 63, and a connecting part 65.

상기 한 쌍의 고정부(61)는 소정의 연결구멍(62)을 통해 지지체(20)의 전방 주변에 형성된 한 쌍의 연결돌기(25)에 각각 고정된다. 내측 탄성부(63)는 대략 원형으로 이루어지며 렌즈캐리어(40)의 선단부에 대응하는 지름으로 이루어지며, 렌즈캐리어(40)의 다수의 제2 가이드돌기(45)가 각각 슬라이딩 가능하게 관통되는 다수의 가이드홈(64)이 연장 형성된다. 연결부(65)는 내측 탄성부(63)와 한 쌍의 고정부(61)를 상호 연결하되, 내측 탄성부(63)가 렌즈캐리어(40)를 가압할 때 렌즈캐리어(40)의 선단부 전체에 대략 균일한 가압력이 작용하도록 내측 탄성부(63)의 중심에 서로 대칭되는 위치에서 내측 탄성부(63)와 연결된다.The pair of fixing portions 61 are fixed to a pair of connecting protrusions 25 formed around the front of the support 20 through predetermined connection holes 62, respectively. The inner elastic portion 63 has a substantially circular shape and has a diameter corresponding to the front end of the lens carrier 40, and a plurality of second guide protrusions 45 of the lens carrier 40 slidably penetrate therethrough, respectively. The guide groove 64 is formed to extend. The connecting portion 65 interconnects the inner elastic portion 63 and the pair of fixing portions 61, but the inner elastic portion 63 is applied to the entire front end portion of the lens carrier 40 when the inner elastic portion 63 presses the lens carrier 40. It is connected with the inner elastic portion 63 at positions symmetrical with each other at the center of the inner elastic portion 63 so that a substantially uniform pressing force is applied.

이와 같은 예압스프링(60)은 렌즈캐리어(40)를 렌즈캐리어(40)의 후진방향으로 가압한다. 이에 따라 자동초점조절장치(1)의 자동초점조절 작동 중 전자석유닛(50)의 코일(53)에 전류가 차단될 때, 렌즈캐리어(40)는 예압스프링(60)에 의해 렌즈캐리어(40)의 후진방향으로 가압되는데 이때 하기에 설명하는 몇 가지 작용들에 의해 렌즈캐리어(40)의 이동(전진 또는 후진)이 자연스럽게 정지된다.The preload spring 60 presses the lens carrier 40 in the reverse direction of the lens carrier 40. Accordingly, when the current is interrupted to the coil 53 of the electromagnet unit 50 during the automatic focusing operation of the automatic focusing control device 1, the lens carrier 40 is moved by the preload spring 60 to the lens carrier 40. Is pressed in the reverse direction, and the movement (forward or backward) of the lens carrier 40 is naturally stopped by several actions described below.

즉, 캠부재(30)의 다수의 캠가이드구멍(33)의 내주면 일부와 렌즈캐리어(40)의 다수의 캠팔로워(41) 사이에 발생하는 마찰력과, 다수의 볼베어링(39)과 상기 볼베어링 설치공간에서의 유격에 의해 다수의 볼베어링(39)이 상술한 베어링 설치공간을 이루는 내주면의 일부 사이에 발생하는 마찰력에 의해 렌즈캐리어(40)는 자연스럽게 정지하여 해당 위치를 유지할 수 있다. 이에 따라 렌즈캐리어(40)를 정지시키기 위해 종래와 같이 지속적으로 전자석유닛(50)에 전류를 공급할 필요가 없기 때문에 자동초점조절 시 배터리의 전력 소모를 크게 낮출 수 있어 휴대용 기기의 사용시간을 연장할 수 있다.That is, the frictional force generated between a part of the inner circumferential surface of the plurality of cam guide holes 33 of the cam member 30 and the plurality of cam followers 41 of the lens carrier 40, and the plurality of ball bearings 39 and the ball bearing installations The lens carrier 40 naturally stops and maintains its position due to the frictional force generated between the parts of the inner circumferential surface of the bearing installation space where the plurality of ball bearings 39 are formed by the play in the space. Accordingly, since the current does not need to be continuously supplied to the electromagnet unit 50 in order to stop the lens carrier 40, it is possible to significantly reduce the power consumption of the battery during autofocusing, thereby extending the use time of the portable device. Can be.

전방커버(70)는 예압스프링(60)이 지지체(20)의 전방에 설치된 상태에서 예압스프링(60)을 지지체(20)에 고정할 수 있도록 지지체(20)의 전방에 설치된다. 이 경우 전방커버(70)는 지지체(20)의 한 쌍의 연결돌기(25)에 결합되는 한 쌍의 결합구멍(73)이 형성된다.The front cover 70 is installed in front of the support 20 so that the preload spring 60 can be fixed to the support 20 while the preload spring 60 is installed in front of the support 20. In this case, the front cover 70 has a pair of coupling holes 73 coupled to the pair of connecting protrusions 25 of the support 20.

또한 전방커버(70)는 중앙에 관통구멍(75)이 형성되고 관통구멍(75)의 내주에는 렌즈캐리어(40)의 다수의 제2 가이드돌기(45)가 슬라이딩 가능하게 삽입되는 다수의 제1 가이드홈(71)이 형성된다.In addition, the front cover 70 has a through hole 75 formed in the center thereof, and a plurality of first guides 45 through which the second guide protrusions 45 of the lens carrier 40 are slidably inserted into the inner circumference of the through hole 75. Guide grooves 71 are formed.

록킹커버(90)는 전방커버(70)를 덮을 수 있도록 자동초점조절장치(1)의 최전방에 설치되며, 다수의 결합구멍(91)이 베이스(10)의 다수의 결합돌기(17)에 각각 스냅 결합된다. 이에 따라 록킹커버(90)는 베이스(10)와 록킹커버(90) 사이에 설치되는 구성들이 베이스(10)로부터 분리되지 않도록 고정한다. 또한 록킹커버(90)는 중앙에 베이스(10)의 광통과구멍(12)을 포함하도록 보다 더 큰 지름으로 이루어진 광통과구멍(92)이 형성된다.The locking cover 90 is installed at the forefront of the automatic focusing apparatus 1 so as to cover the front cover 70, and a plurality of coupling holes 91 are provided at the plurality of coupling protrusions 17 of the base 10, respectively. Snaps are combined. Accordingly, the locking cover 90 is fixed so that the components installed between the base 10 and the locking cover 90 are not separated from the base 10. In addition, the locking cover 90 has a light passing hole 92 having a larger diameter so as to include the light passing hole 12 of the base 10 at the center thereof.

상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 자동초점조절장치의 작동을 설명한다.It describes the operation of the automatic focus control device according to an embodiment of the present invention configured as described above.

먼저 자동초점조절장치(1)를 통해 이루어지는 줌인(zoom in) 동작의 경우, 전자석유닛(50)의 코일(53)에 전류가 일방향으로 인가되면 마그네트(51)와 코일(53) 사이에 힘이 발생되면서 마그네트(51)가 일방향으로 밀려난다. 캠부재(30)는 마그네트(51)가 이동하는 방향으로 회전하게 되고 캠부재(30)의 캠가이드구멍(33)에 삽입된 렌즈캐리어(40)의 캠팔로워(41)에 의해 렌즈캐리어(40)는 전진 이동한다. 이때 홀센서(H)는 마그네트(51)의 위치가 변경됨에 따라 변화하는 마그네트(51)의 자력 세기를 감지하여 감지신호를 카메라모듈을 제어하기 위한 휴대용 기기의 제어부(미도시)로 전송한다.First, in the case of a zoom in operation made through the auto focusing apparatus 1, when a current is applied to the coil 53 of the electromagnet unit 50 in one direction, a force is applied between the magnet 51 and the coil 53. As it occurs, the magnet 51 is pushed in one direction. The cam member 30 is rotated in the direction in which the magnet 51 moves and the lens carrier 40 by the cam follower 41 of the lens carrier 40 inserted into the cam guide hole 33 of the cam member 30. ) Move forward. At this time, the Hall sensor (H) detects the magnetic strength of the magnet 51 that changes as the position of the magnet 51 is changed and transmits a detection signal to a controller (not shown) of the portable device for controlling the camera module.

상기 제어부는 상기 홀센서(H)의 감지신호를 통해 렌즈캐리어(40)의 전진거리를 제어할 수 있다. 예를 들어 렌즈캐리어(40)의 전진 이동거리가 설정되면, 전자석유닛(50)의 코일(53)에는 전류가 차단된다. 이때, 렌즈캐리어(40)는 예압스프링(60)의 예압이 선단부에 작용하는 상태에서, 캠가이드구멍(33)과 캠팔로워(41) 사이에 발생하는 마찰력과 볼베어링(39)과 베어링 설치공간 사이에 발생하는 마찰력으로 인해 제자리에 정지하게 되고 전진 혹은 후진이동이 이루어지지 않는다.The controller may control the advance distance of the lens carrier 40 through the detection signal of the hall sensor H. For example, when the forward movement distance of the lens carrier 40 is set, the current is interrupted to the coil 53 of the electromagnet unit 50. At this time, the lens carrier 40 has a frictional force generated between the cam guide hole 33 and the cam follower 41 and the ball bearing 39 and the bearing installation space in the state where the preload of the preload spring 60 acts on the distal end. Due to the frictional force generated by the engine, it stops in place and cannot move forward or backward.

한편 상기 자동초점조절장치(1)의 줌아웃(zoom out) 동작은 코일(53)에 인가되는 전류가 상기 줌인 동작 시 인가되는 방향에 역방향으로 인가됨에 따라, 코일(53)과 마그네트 사이에 상기 줌인 시의 반대 방향의 힘이 발생하여 상기 줌인 동작과 반대로 캠부재(30)가 역방향으로 회전하고 이에 따라 렌즈캐리어(40)는 후진하게 된다. 상기 렌즈캐리어(40)의 후진 시에도 코일(53)에 전류가 차단되면 렌즈캐리어(40)는 상술한 예압력과 마찰력으로 인해 제자리에 멈출 수 있다.On the other hand, in the zoom out operation of the auto focusing apparatus 1, the zoom-in operation is performed between the coil 53 and the magnet as the current applied to the coil 53 is applied in the opposite direction to the direction applied during the zoom-in operation. As the force in the opposite direction of the time is generated, the cam member 30 is rotated in the reverse direction as opposed to the zoom-in operation, thereby the lens carrier 40 is reversed. When the current is blocked in the coil 53 even when the lens carrier 40 is reversed, the lens carrier 40 may stop in place due to the aforementioned preload force and frictional force.

상기한 바와 같이 본 발명에 있어서는, 자동초점조절 시 렌즈캐리어(40)를 소정 위치에 정지시키기 위해 코일(53)로 인가되는 전류를 차단하면 예압스프링(60)에 의해 렌즈캐리어(40)에 걸리는 예압과 다수의 볼베어링(39)이 베어링 설치공간에 발생하는 마찰력에 의해 소정 위치를 그대로 유지한 채로 정지할 수 있다. 이에 따라 종래와 같이 자동초점조절 시 렌즈캐리어(40)를 정지시키기 위해 코일(53)에 지속적으로 전류를 인가할 필요가 없으므로 배터리의 전력 소모를 크게 줄일 수 있어 상대적으로 휴대용 기기의 사용시간을 늘릴 수 있다.As described above, in the present invention, if the current applied to the coil 53 is interrupted to stop the lens carrier 40 at a predetermined position during auto focus adjustment, the lens carrier 40 is caught by the preload spring 60. The preload and the plurality of ball bearings 39 can be stopped while maintaining a predetermined position by the friction force generated in the bearing installation space. Accordingly, since it is not necessary to continuously apply a current to the coil 53 to stop the lens carrier 40 during the automatic focusing as in the related art, it is possible to greatly reduce the power consumption of the battery, thereby increasing the use time of the portable device relatively. Can be.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limited to the embodiments set forth herein. Various changes and modifications may be made by those skilled in the art.

10: 베이스 11: 수용홈
13: 제1 가이드돌기 15: 장착돌기
17: 결합돌기 19: 제1 베어링홈
20: 지지체 21: 요크장착홈
23: 제2 베어링홈 30: 캠부재
31: 마그네트 장착구멍 33: 캠가이드구멍
35: 삽입가이드홈 37: 베어링하우징
39: 볼베어링 40: 렌즈캐리어
41: 캠팔로워 43: 제2 가이드홈
45: 제2 가이드돌기 50: 전자석 유닛
51: 마그네트 53: 코일
55: 요크 60: 예압스프링
61: 고정부 63: 내측 탄성부
65: 연결부 70: 전방커버
71: 제1 가이드홈 73, 91: 결합구멍
75: 관통구멍 90: 록킹커버10: base 11: receiving groove
13: first guide protrusion 15: mounting protrusion
17: engaging projection 19: the first bearing groove
20: support 21: yoke mounting groove
23: second bearing groove 30: cam member
31: Magnet mounting hole 33: Cam guide hole
35: insertion guide groove 37: bearing housing
39: ball bearing 40: lens carrier
41: Cam Followers 43: Second Guide Groove
45: second guide protrusion 50: electromagnet unit
51: magnet 53: coil
55: yoke 60: preload spring
61: fixed portion 63: inner elastic portion
65: connecting portion 70: front cover
71: first guide groove 73, 91: coupling hole
75: through hole 90: locking cover

Claims (6)

초소형 카메라모듈에 설치되는 자동초점조절장치에 있어서,
광투과구멍을 가지는 베이스;
상기 베이스에 회전 가능하게 설치되는 원통형상의 캠부재;
내측에 렌즈가 구비되고, 상기 캠부재 내측에 배치되어 상기 캠부재의 회전 방향에 따라 전진 또는 후진하는 렌즈캐리어;
상기 캠부재를 감싸면서 상기 베이스 전방에 장착되는 지지체;
상기 지지체와 캠부재 사이에 배치되어 상기 캠부재를 일방향 또는 그 역방향으로 선택적으로 회전시키기 위한 전자석유닛;
상기 지지체의 전방에 배치되어 상기 렌즈캐리어를 후진방향으로 가압하는 예압스프링;
상기 예압스프링을 상기 지지체에 고정하기 위한 전방커버; 및
상기 전방커버를 덮은 상태로 후단이 베이스에 분리 가능하게 결합되고 중앙에 상기 광투과구멍에 대응하는 광투광구멍을 가지는 록킹커버를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동초점조절장치.In the automatic focus control device installed in the micro camera module,
A base having a light transmitting hole;
A cylindrical cam member rotatably installed on the base;
A lens carrier provided at an inner side and disposed inside the cam member to move forward or backward according to a rotational direction of the cam member;
A support mounted to the front of the base while surrounding the cam member;
An electromagnet unit disposed between the support and the cam member to selectively rotate the cam member in one direction or the opposite direction;
A preload spring disposed in front of the support to press the lens carrier in a backward direction;
A front cover for fixing the preload spring to the support; And
And a locking cover having a rear end cover detachably coupled to the base while covering the front cover, and having a light transmission hole corresponding to the light transmission hole in the center thereof. 제1항에 있어서,
상기 캠부재는 외주를 따라 간격을 두고 다수의 캠가이드구멍이 형성되고, 상기 렌즈캐리어는 상기 다수의 캠가이드구멍에 각각 슬라이딩 가능하게 삽입되는 다수의 캠팔로워가 형성되며,
상기 다수의 캠가이드구멍은 동일방향 및 동일각도로 경사 형성되는 것을 특징으로 하는 자동초점조절장치.The method of claim 1,
The cam member is formed with a plurality of cam guide holes at intervals along the outer periphery, the lens carrier is formed with a plurality of cam followers that are each slidably inserted into the plurality of cam guide holes,
And the cam guide holes are inclined at the same direction and at the same angle. 제2항에 있어서,
상기 캠부재는 외주에 간격을 두고 형성되며 다수의 베어링하우징이 돌출 형성되고, 상기 베이스 및 상기 지지체는 상기 베어링하우징에 대응하는 다수의 제1 및 제2 베어링홈을 형성하며,
상기 다수의 베어링하우징, 다수의 제1 및 제2 베어링홈이 이루는 베어링 설치공간에는 각각 볼베어링이 슬라이딩 가능하게 삽입되는 것을 특징으로 하는 자동초점조절장치.The method of claim 2,
The cam member is formed at an outer periphery and has a plurality of bearing housings protruding from each other, and the base and the support form a plurality of first and second bearing grooves corresponding to the bearing housings.
And a ball bearing is slidably inserted into the bearing installation space formed by the plurality of bearing housings and the plurality of first and second bearing grooves, respectively. 제3항에 있어서,
상기 볼베어링은 상기 베어링 설치공간에 삽입될 때 유격을 갖는 크기로 형성되는 것을 특징으로 하는 자동초점조절장치.The method of claim 3,
When the ball bearing is inserted into the bearing installation space is characterized in that the automatic focusing device is formed with a size having a clearance. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 렌즈캐리어는 선단 및 후단이 각각 상기 전방커버 및 상기 베이스에 직선 이동 가능하도록 슬라이딩 가능하게 가이드되는 것을 특징으로 하는 자동초점조절장치.5. The method according to any one of claims 1 to 4,
And the lens carrier is slidably guided so that the front end and the rear end can be linearly moved to the front cover and the base, respectively. 제1항에 있어서,
상기 예압스프링은,
상기 지지체와 상기 전방커버 사이에 고정되는 한 쌍의 고정부;
상기 렌즈캐리어의 선단에 대응하는 형상으로 이루어지며 상기 렌즈캐리어의 선단부를 렌즈캐리어의 후진방향으로 가압하는 내측 탄성부; 및
상기 내측 탄성부와 한 쌍의 고정부를 상호 연결하되, 상기 내측 탄성부가 상기 렌즈캐리어의 선단부를 균일한 압력으로 가압하도록 상기 내측 탄성부의 중심에 서로 대칭되는 위치에서 상기 내측 탄성부와 연결되는 것을 특징으로 하는 연결부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동초점조절장치.The method of claim 1,
The preload spring is,
A pair of fixing parts fixed between the support and the front cover;
An inner elastic part formed in a shape corresponding to the front end of the lens carrier and pressing the front end of the lens carrier in a backward direction of the lens carrier; And
The inner elastic portion and the pair of fixing portions are interconnected, wherein the inner elastic portion is connected to the inner elastic portion at positions symmetrical with each other at the center of the inner elastic portion to press the tip of the lens carrier at a uniform pressure. Automatic focusing apparatus characterized in that it comprises a connection.
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