KR20130051616A

KR20130051616A - 렌즈 액추에이터

Info

Publication number: KR20130051616A
Application number: KR1020110116862A
Authority: KR
Inventors: 김승우
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2011-11-10
Filing date: 2011-11-10
Publication date: 2013-05-21

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 액추에이터는 렌즈 홀더가 광축 방향으로 이동할 수 있도록 상기 렌즈 홀더를 수용하는 케이스; 상기 케이스에 결합되는 하우징; 상기 렌즈 홀더를 탄성 지지하는 탄성체; 및 상기 탄성체의 양측단에서 연장형성되고 상기 코일의 단부와 접촉하여 광축 방향으로 절곡되는 돌출부;를 포함할 수 있다.

Description

렌즈 액추에이터{Lens actuator}

본 발명은 VCM방식으로 렌즈를 이송하는 렌즈 액추에이터에 관한 것이다.

일반적으로 휴대폰, PDA, 휴대용 PC 등과 같은 휴대 통신단말기는 최근 문자 또는 음성 데이터를 전송하는 것뿐만 아니라 화상 데이터 전송까지 수행하는 것이 일반화되어 가고 있다.

이러한 추세에 부응하여 화상 데이터 전송이나 화상 채팅 등을 할 수 있기 위해서 최근에 휴대 통신단말기에 카메라 모듈이 기본적으로 설치되고 있다.

그리고 휴대 통신단말기에 구비되는 카메라 모듈에는 렌즈를 광축 방향으로 이송시킴으로서 배율조정(zooming)이나 초점조절(focusing)을 수행하는 렌즈 이송장치가 구비된다.

이러한 렌즈 이송장치는 구동력을 발생하는 관점에서 크게 회전모터방식, PZT(Piezo Actuators) 방식 및 VCM(Voice Coil Motor) 방식 등 세 가지 형태로 나눌 수 있다.

상기 회전 모터 방식은 회전운동을 직선 운동으로 바꾸어 주어야 하므로 구조적인 메카니즘이 복잡하고, 상기 PZT 방식은 크기를 작게하고 무게를 가볍게 제조할 수 있는 장점이 있는 반면에 고전압의 동력원이 필요하다는 단점이 있다.

상기 VCM 방식은 전류가 흐르는 코일과 마그네트의 자속간에 발생하는 전자기력을 이용하여 코일이나 마그네트가 부착된 렌즈 홀더를 직접 광축 방향으로 구동시키는 것으로 구조가 간단하고 저전압으로 동작되는 장점이 있다.

종래의 VCM 방식의 렌즈 액추에이터는 외부 전원을 코일에 인가하기 위해서 스프링과 코일을 납땜 또는 도전성 본드를 사용하여 접합시키는 것이 일반적이었다.

그러나 남땜은 생산성이 나쁘고 고비용이 소요되며 남땜시 발생하는 flux가 납땜 주변을 오염시키고 상기 오염이 카메라 화상을 열화시키는 문제가 있었다.

또한, 도전성 본드는 생산성이 좋고 flux가 발생하지 않으나, 도전성 접합의 신뢰성이 좋지 않고 고온 고습의 환경에서 전기접합성이 열화하는 문제가 있었다.

상기의 문제가 없는 방법으로 Spot 용접 등이 있으나, Spot 용접시에는 강한 압력과 높은 온도를 필요로 하여 종래의 구조에서는 렌즈 홀더가 열이나 압력으로 변형이 일어나거나 구조가 커져서 휴대 통신단말기 등에 탑재되는 렌즈 액추에이터의 소형화를 실현하기가 어려운 문제점이 있었다.

따라서, 스프링과 코일을 접합할 때, 열이나 압력에 의해 렌즈 홀더가 변형되지 않도록 하고, 공간을 줄여 렌즈 액추에이터를 소형화시키는 연구가 시급한 실정이다.

본 발명의 목적은 외부 전원을 코일에 인가하기 위해서 코일과 스프링을 접합할 때 열이나 압력에 의해 렌즈 홀더가 변형되지 않도록 하고, 공간을 줄여 휴대 통신단말기 등에 이용되는 렌즈 액추에이터의 소형화요구를 만족하는 렌즈 액추에이터를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 액추에이터의 상기 렌즈 홀더에는 광축 방향으로 절곡되는 상기 돌출부를 수용할 수 있도록 오목부가 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 액추에이터의 상기 코일의 단부와 상기 돌출부는 전기적 접합에 의해 결합될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 액추에이터의 상기 코일의 단부와 상기 돌출부를 결합시키는 전기적 접합은 용접에 의해 이루어질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 액추에이터의 상기 돌출부가 연장형성되는 상기 탄성체의 양측단과 이웃하는 다른 측단에는 전원이 공급되도록 전원공급 커넥터가 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 액추에이터의 상기 탄성체에는 상기 탄성체가 고정되도록 위치고정 홀이 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 렌즈 액추에이터에 의하면, 렌즈 홀더의 외주면에 권선되는 코일의 단부와 상기 렌즈 홀더를 탄성적으로 지지하는 탄성체의 양측단에 연장형성되는 돌출부를 전기적 접합하고, 상기 돌출부가 상기 렌즈 홀더에 형성되는 오목부에 수용되도록 광축 방향으로 절곡되도록 하여, 상기 코일의 단부와 상기 돌출부를 전기적 접합할 때 열이나 압력에 의해 렌즈 홀더가 변형되지 않도록 하고 공간을 줄여 액추에이터의 소형화를 실현할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 액추에이터의 분해 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 코일이 권선되는 렌즈 홀더 및 탄성체의 결합 사시도.
도 3은 도 2의 A 부분을 도시한 확대 사시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 코일이 권선되는 렌즈 홀더, 탄성체 및 지그의 확대 사시도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 탄성체의 양측단에 연장형성되는 돌출부가 절곡되는 형태를 도시한 사시도.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다.

또한 각, 실시예의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 액추에이터의 분해 사시도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 액추에이터는 렌즈 유닛이 내부에 수용되는 렌즈 홀더(100), 상기 렌즈 홀더(100)의 주위에 구비되는 코일(200) 및 마그네트(500), 상기 렌즈 홀더(100)를 탄성적으로 지지하는 탄성체(300), 상기 렌즈 홀더(100)의 하부를 지지하는 하우징(600) 및 상기 렌즈 홀더(100)를 내부에 수용할 수 있고 상기 하우징(600)과 결합되는 케이스(700)를 포함할 수 있다.

우선, 방향에 대한 용어를 정의하면, 광축 방향은 도 1에 도시된 O를 기준으로 상하 방향을 의미하며, 반경 방향 외측 방향은 도 1에 도시된 O를 기준으로 렌즈 홀더(100)의 외측단 방향을 의미할 수 있다.

상기 렌즈 홀더(100)는 피사체를 촬상하는 다수의 렌즈가 조립된 렌즈 유닛이 내부에 수용될 수 있도록 중공의 원통 형상일 수 있으며, 상기 렌즈 유닛과의 견고한 결합을 위해서 상기 렌즈 홀더(100)의 내주면과 상기 렌즈 유닛의 외주면에는 각각 나사산이 형성될 수 있다.

상기 렌즈 홀더(100)의 외주면에는 코일(200)이 권선될 수 있으며, 상기 렌즈 홀더(100)는 광축 방향을 따라 이동할 수 있다.

한편, 상기 렌즈 홀더(100)에는 후술하는 바와 같이 상기 탄성체(300)의 양측단에서 연장형성되고 광축 방향으로 절곡되는 돌출부(330)가 수용될 수 있도록 오목부(120)가 형성될 수 있다.

상기 렌즈 홀더(100)를 광축 방향으로 이동시키기 위한 구동부로서 상기 코일(200) 및 마그네트(500)가 상기 렌즈 홀더(100)의 외주면을 따라 구비될 수 있다.

상기 코일(200)은 인접하는 마그네트(500)와의 인력 및 척력에 의하여 상기 렌즈 홀더(100)를 광축 방향으로 이동시킬 수 있으며, 후술하는 바와 같이 상기 렌즈 홀더(100)를 탄성적으로 지지하는 탄성체(300)의 양측단에 형성되는 코일 관통부(320)를 통해 상기 코일의 단부(210)가 외측으로 연장될 수 있다.

여기서, 상기 코일 관통부(320)를 통해 외측으로 연장되는 상기 코일의 단부(210)는 상기 탄성체(300)의 양측단에 연장형성되는 돌출부(330)와 전기적 접합될 수 있으며, 이에 의하여 외부로부터 전원이 인가될 수 있다. 이에 대하여는 후술하기로 한다.

상기 마그네트(500)는 일정한 자기장을 형성하며 상기 코일(200)에 전원이 인가되면, 상기 마그네트(500)와 상기 코일(200) 사이의 전자기적 영향력에 의한 구동력이 발생하고 상기 구동력에 의해 상기 렌즈 홀더(100)를 광축 방향으로 이동시킬 수 있다.

구체적으로, 상기 마그네트(500)에 의해 발생하는 자기력 내에서 상기 코일(200)의 유도자기력의 상호작용에 의하여 전류와 자기장의 수직방향으로 발생하는 로렌츠 힘에 의해 상기 렌즈 홀더(100)를 광축 방향으로 이동시킬 수 있다.

상기한 바와 같은 동작에 의해 상기 렌즈 홀더(100)를 이동시킴으로써 자동초점조절 또는 줌 기능을 수행할 수 있게 된다.

여기서, 상기 마그네트(500)는 독립된 4개의 다면체 형상으로 이루어질 수 있으나, 반드시 이에 한정되지 않으며, 상기 코일(200)과 전기적 상호 작용에 의하여 상기 렌즈 홀더(100)를 광축 방향으로 이동시킬 수 있는 형상이면 다 적용할 수 있다.

상기 탄성체(300)는 상기 렌즈 홀더(100)를 탄성적으로 지지하기 위한 것으로서, 상기 렌즈 홀더(100)에 탄성력을 제공할 수 있는 금속 재질이면 다 적용할 수 있다.

상기 하우징(600)은 상기 코일(200)이 권선되는 상기 렌즈 홀더(100) 및 상기 마그네트(500)를 지지하기 위한 것으로서 각 모서리부에는 광축 방향으로 연장되는 벽부가 형성될 수 있고 상기 벽부의 형상은 다각형 기둥, 원 기둥 또는 사각 기둥 형상 등으로 이루어질 수 있으며, 그 형상에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니다.

한편, 상기 하우징(600)의 하단에는 기판이 구비될 수 있으며, 상기 기판에는 이미지 센서가 본딩되어 상기 기판과 전기적으로 연결될 수 있다.

또한 상기 렌즈 홀더(100)와 상기 이미지 센서 사이에는 IR필터가 구비될 수 있다.

상기 케이스(700)는 광축 방향으로 이동하는 상기 렌즈 홀더(100) 및 상기 마그네트(500)를 내부에 수용할 수 있도록 상기 렌즈 홀더(100) 및 상기 마그네트(500)를 에워싸는 형상으로 이루어질 수 있으며, 상기 하우징(600)과 결합된다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 코일이 권선되는 렌즈 홀더 및 탄성체의 결합 사시도이고, 도 3은 도 2의 A 부분을 도시한 확대 사시도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 코일이 권선되는 렌즈 홀더, 탄성체 및 지그의 확대 사시도이다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 상기 렌즈 홀더(100)에는 상기 렌즈 홀더(100)를 탄성적으로 지지하는 탄성체(300)의 위치를 고정하기 위한 다수의 돌기(110)가 형성되어 상기 탄성체(300)의 양측단에 형성되는 위치고정홀(310)과 결합함으로써 상기 탄성체(300)의 위치가 고정될 수 있다.

상기 탄성체(300)의 양측단에 형성되는 위치고정홀(310)의 사이에는 상기 코일의 단부(210)가 통과하여 외측으로 연장될 수 있도록 코일 관통부(320)가 형성될 수 있으며, 상기 코일 관통부(320)로부터 반경 방향 외측으로 연장되는 돌출부(330)가 형성될 수 있다.

상기 코일의 단부(210)는 상기 코일 관통부(320)를 통과하여 외측으로 연장되며, 상기 코일의 단부(210)가 상기 돌출부(330)에 접촉하도록 위치시킬 수 있다.

이때, 상기 돌출부(330)를 지그(900)에 의하여 지지하면서 서로 접촉하고 있는 상기 코일의 단부(210)와 상기 돌출부(330)를 전기적 접합할 수 있다.

여기서, 상기 코일의 단부(210)와 상기 돌출부(330)의 전기적 접합은 용접에 의해 이루어질 수 있다.

상기 탄성체(300)의 측단에 형성되는 전원공급 커넥터(340)에 의해 외부로부터 전원이 인가되고 상기 전원공급 커넥터(340)가 형성되는 측단과 이웃하는 다른 양측단에 연장형성되는 돌출부(330)와 상기 코일의 단부(210)가 전기적 접합됨으로써 상기 코일(200)에 전원이 인가될 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 탄성체의 양측단에 연장형성되는 돌출부가 절곡되는 형태를 도시한 사시도이다.

도 5를 참조하면, 상기 코일의 단부(210)와 상기 돌출부(330)를 전기적 접합한 뒤에 상기 돌출부(330)를 지지하는 상기 지그(900)를 제거하고, 상기 코일의 단부(210)와 전기적 접합하고 있는 상기 돌출부(330)를 광축 방향으로 절곡하여 상기 렌즈 홀더(100)에 구비되는 오목부(120)에 수용되도록 할 수 있다.

상기 돌출부(330)를 상기 오목부(120)에 수용되도록 함으로써 공간을 줄일 수 있고 렌즈 액추에이터를 소형화할 수 있다.

도 1을 다시 참조하면, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 렌즈 액추에이터는 탄성체(400) 및 스페이서(800)를 제외하고는 도 1 내지 도 5를 참조로 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 액추에이터와 동일하므로, 상기 탄성체(400) 및 스페이서(800) 이외의 설명은 생략하기로 한다.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 렌즈 엑추에이터의 탄성체는 상기 렌즈 홀더(100)의 하부를 지지하는 탄성체(300) 및 상기 렌즈 홀더(100)의 상부를 지지하는 탄성체(400)로 이루어질 수 있다.

탄성체(300, 400)는 각각 상기 렌즈 홀더(100)의 상부 및 하부를 가압하여 상기 렌즈 홀더(100)를 탄성적으로 지지할 수 있다.

여기서, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 렌즈 액추에이터는 상기 렌즈 홀더(100)의 상부를 지지하는 탄성체(400)를 고정하기 위한 스페이서(800)를 더 포함할 수 있다.

상기 스페이서(800)는 상기 렌즈 홀더(100)의 상부를 지지하는 탄성체(400)를 가압함으로써 상기 탄성체(400)의 위치를 고정시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 액추에이터에 의하면, 상기 탄성체(300)의 양측단으로부터 반경 방향 외측으로 연장되어 형성되는 상기 돌출부(330)에 상기 코일의 단부(210)를 접촉시켜 전기적 접합함으로써 열이나 압력에 의해 상기 렌즈 홀더(100)가 변형되는 것을 방지할 수 있으며, 상기 돌출부(330)를 상기 지그(900)로 지지하면서 상기 코일의 단부(210)와 상기 돌출부(330)를 전기적 접합한 뒤에 상기 지그(900)를 제거하고 상기 돌출부(330)를 광축 방향으로 절곡하여 상기 렌즈 홀더(100)에 형성되는 오목부(120)에 수용되도록 함으로써 공간을 줄일 수 있고 렌즈 액추에이터의 소형화를 실현시킬 수 있다.

상기에서는 본 발명에 따른 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속함을 밝혀둔다.

100: 렌즈 홀더 110: 돌기
120: 오목부 200: 코일
210: 코일의 단부 300: 탄성체
310: 위치고정홀 320: 코일 관통부
330: 돌출부 400: 탄성체
500: 마그네트 600: 하우징
700: 케이스 800: 스페이서
900: 지그

Claims

렌즈 홀더가 광축 방향으로 이동할 수 있도록 상기 렌즈 홀더를 수용하는 케이스;
상기 케이스에 결합되는 하우징;
상기 렌즈 홀더를 탄성 지지하는 탄성체; 및
상기 탄성체의 양측단에서 연장형성되고 상기 코일의 단부와 접촉하여 광축 방향으로 절곡되는 돌출부;를 포함하는 렌즈 액추에이터.
제1항에 있어서,
상기 렌즈 홀더에는 광축 방향으로 절곡되는 상기 돌출부를 수용할 수 있도록 오목부가 형성되는 렌즈 액추에이터.
제1항에 있어서,
상기 코일의 단부와 상기 돌출부는 전기적 접합에 의해 결합되는 렌즈 액추에이터.
제3항에 있어서,
상기 코일의 단부와 상기 돌출부를 결합시키는 전기적 접합은 용접에 의해 이루어지는 렌즈 액추에이터.
제1항에 있어서,
상기 돌출부가 연장형성되는 상기 탄성체의 양측단과 이웃하는 다른 측단에는 전원이 공급되도록 전원공급 커넥터가 형성되는 렌즈 액추에이터.
제1항에 있어서,
상기 탄성체에는 상기 탄성체가 고정되도록 위치고정홀이 형성되는 렌즈 액추에이터.