KR20140083942A

KR20140083942A - 초소형 카메라모듈용 자동 초점 조절장치

Info

Publication number: KR20140083942A
Application number: KR1020140062561A
Authority: KR
Inventors: 임대순; 윤학구; 최명원; 정혜정; 이동성
Original assignee: 마이크로엑츄에이터(주)
Priority date: 2014-05-23
Filing date: 2014-05-23
Publication date: 2014-07-04
Also published as: KR101634552B1

Abstract

본 발명에 의한 초소형 카메라모듈용 자동 초점 조절장치는, 적어도 한 개의 렌즈가 설치되는 렌즈 홀더; 상기 렌즈 홀더가 고정되는 베이스; 상기 렌즈 홀더의 상측에 설치되며 대물 렌즈가 고정되는 렌즈 캐리어; 상기 베이스의 일측에 설치되며, 상기 렌즈 캐리어가 상기 렌즈 홀더에 대해 상하로 직선 이동할 수 있도록 안내하는 직선이동 안내유닛; 상기 베이스의 상측에 상기 렌즈 캐리어에 힘을 가할 수 있도록 설치되는 작동부재; 상기 작동부재를 작동시키는 전자석;을 포함하며, 상기 전자석에 전류가 인가되면, 상기 작동부재에 의해 상기 렌즈 캐리어가 상기 렌즈 홀더에서 멀어지고, 상기 전자석에 전류가 인가되지 않으면, 상기 렌즈 캐리어는 원위치로 복귀하도록 구성된다.

Description

초소형 카메라모듈용 자동 초점 조절장치{AUTO FOCUSING APPARATUS FOR MICRO CAMERA MODULE}

본 발명은 자동 초점 조절장치에 관한 것으로, 특히 휴대용 기기에 구비되는 초소형 카메라모듈의 초점을 자동으로 조절하기 위해 사용되는 초소형 카메라모듈용 자동 초점 조절장치에 관한 것이다.

일반적으로 스마트폰, 태블릿 컴퓨터와 같은 휴대용 기기는 사진 및 동화상 촬영을 위해 카메라모듈을 구비하고 있다. 이러한 카메라모듈은 휴대용 기기의 특성상 휴대성을 향상시키기 위해 휴대용 기기의 크기가 커지지 않도록 초소형으로 제작되고 있는 추세이다.

또한, 이러한 초소형 카메라모듈은 깨끗하고 선명한 이미지의 촬영이 가능하도록 자동 초점 조절기능을 구비하고 있다. 이와 같은 자동 초점 조절기능을 구비한 카메라모듈은 자동으로 초점을 조절하기 위해 보이스 코일(voice coil) 액츄에이터를 사용한 자동 초점 조절장치를 구비하고 있다.

이러한 보이스 코일 액츄에이터는 영구자석에 의해 형성되는 정적인 자기장 내에서 코일의 유도자기력이 생성하는 로렌츠 힘을 렌즈의 직선 운동을 위한 구동력으로 이용하는 액츄에이터로서, 비교적 짧은 거리 내에서 렌즈를 정밀하게 직선 이동시키는 데에 적합하다.

그러나, 이와 같은 보이스 코일 액츄에이터를 적용하고 있는 자동 초점 조절장치는 자동 초점 조절을 위해 복수 개의 렌즈가 수용된 경통을 일체로 전진 또는 후진시키게 된다. 또한, 렌즈와 피사체 사이의 적절한 촬영거리를 조절한 후에 렌즈가 수용된 경통을 설정 위치에 유지시키기 위하여 코일에 지속적으로 전류를 인가해야 한다. 즉, 종래의 보이스 코일 액추에이터를 적용한 자동 초점 조절장치는 복수 개의 렌즈가 수용된 렌즈 경통 전체를 이동시키고 일정 위치에 유지시켜야 하므로 전체 크기를 줄이는 데 한계가 있으며, 전력 소모가 크다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 창안한 것으로서, 대물 렌즈만을 이동시켜 자동으로 초점을 조절할 수 있도록 구성되어 소형화에 유리하며, 전력 소모를 줄일 수 있는 자동 초점 조절장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 종래 기술과 달리 영구자석을 사용하지 않고 자동 초점조절을 구현할 수 있는 자동 초점 조절장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 본 발명의 목적은, 적어도 한 개의 렌즈가 설치되는 렌즈 홀더; 상기 렌즈 홀더가 고정되는 베이스; 상기 렌즈 홀더의 상측에 설치되며 대물 렌즈가 고정되는 렌즈 캐리어; 상기 베이스의 일측에 설치되며, 상기 렌즈 캐리어가 상기 렌즈 홀더에 대해 상하로 직선 이동할 수 있도록 안내하는 직선이동 안내유닛; 상기 베이스의 상측에 상기 렌즈 캐리어에 힘을 가할 수 있도록 설치되는 작동부재; 상기 작동부재를 작동시키는 전자석;을 포함하며, 상기 전자석에 전류가 인가되면, 상기 작동부재에 의해 상기 렌즈 캐리어가 상기 렌즈 홀더에서 멀어지고, 상기 전자석에 전류가 인가되지 않으면, 상기 렌즈 캐리어는 원위치로 복귀하도록 구성된 초소형 카메라모듈용 자동 초점 조절장치를 제공함으로써 달성될 수 있다.

이때, 상기 작동부재는 상기 렌즈 캐리어에 힘을 인가할 수 있도록 설치되는 작동판; 및 상기 작동판의 하부에 설치되며 상기 작동판을 탄성지지하여 상기 렌즈 캐리어가 상기 원위치로 복귀하도록 하는 탄성부재;를 포함하며, 상기 전자석에 전류가 인가되면, 상기 작동부재는 상기 탄성부재를 기준으로 선회하도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 탄성부재는 판스프링으로 2번 절곡되며, 양단부가 서로 평행하게 형성될 수 있다.

또한, 상기 작동부재의 일단에는 작동돌기가 형성되며, 상기 렌즈 캐리어에는 상기 작동돌기가 수용되는 작동홈이 형성될 수 있다.

또한, 상기 작동돌기는 반원형의 단면으로 형성되며, 상기 작동홈은 V자 단면으로 형성될 수 있다.

또한, 상기 작동판은 상기 렌즈 모듈을 감싸는 ㄷ자 형상으로 형성되며, 상기 탄성부재는 상기 작동판의 ㄷ자 형상의 양팔을 지지하도록 설치될 수 있다.

또한, 상기 렌즈 캐리어에는 영구자석이 설치되며, 상기 베이스에는 상기 영구자석의 자력을 검출할 수 있도록 자기센서가 설치될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 초소형 카메라모듈용 자동 초점 조절장치를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 자동 초점 조절장치의 분해 사시도이다.
도 3은 도 1의 자동 초점 조절장치에서 커버를 분리한 상태를 나타내는 사시도이다.
도 4는 도 3의 자동 초점 조절장치에서 구동유닛을 분리한 상태를 나타내는 사시도이다.
도 5는 도 1의 자동 초점 조절장치의 구동유닛을 나타내는 사시도이다.
도 6은 도 1의 자동 초점 조절장치의 베이스와 렌즈 홀더를 나타내는 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 초소형 카메라모듈용 자동 초점 조절장치가 원위치에 있을 경우를 나타내는 측면도이다.
도 8은 도 7의 자동 초점 조절장치에서 전원이 인가되었을 경우를 나타내는 측면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 초소형 카메라모듈용 자동 초점 조절장치의 실시 예들에 대하여 상세하게 설명한다. 이하에서 설명되는 실시 예는 발명의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 나타낸 것이며, 본 발명은 여기서 설명되는 실시 예들과 다르게 다양하게 변형되어 실시될 수 있음이 이해되어야 할 것이다. 다만, 이하에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성요소에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명 및 구체적인 도시를 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 발명의 이해를 돕기 위하여 실제 축척대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 치수가 과장되게 도시될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 초소형 카메라모듈용 자동 초점 조절장치를 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1의 자동 초점 조절장치의 분해 사시도이다. 도 3은 도 1의 자동 초점 조절장치에서 커버를 분리한 상태를 나타내는 사시도이고, 도 4는 도 3의 자동 초점 조절장치에서 구동유닛을 분리한 상태를 나타내는 사시도이다. 도 5는 도 1의 자동 초점 조절장치의 구동유닛을 나타내는 사시도이며, 도 6은 도 1의 자동 초점 조절장치의 베이스와 렌즈 홀더를 나타내는 사시도이다.

도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 초소형 카메라모듈용 자동 초점 조절장치(1)는 렌즈 홀더(10), 베이스(20), 렌즈 캐리어(30), 구동 유닛(40), 커버(80)를 포함한다.

렌즈 홀더(10)는 중앙에 광통과공(11)이 형성되며, 광통과공(11)의 내부에는 적어도 한 개의 렌즈가 설치된다. 렌즈 홀더(10)는 대략 직육면체 형상의 하부 홀더(13)와 원통 형상의 상부 홀더(15)로 구성된다. 광통과공(11)은 상부 홀더(15)와 하부 홀더(13)를 관통하도록 형성된다. 렌즈 홀더(10)의 렌즈를 통과한 광은 초소형 카메라 모듈의 이미지 센서(101)에 상을 형성한다.

베이스(20)는 렌즈 홀더(10)의 상측에 설치되며, 구동 유닛(40)을 지지한다. 베이스(20)의 중앙에는 렌즈 홀더(10)의 상부 홀더(15)가 수용될 수 있는 관통공((21)이 형성된다. 따라서, 베이스(20)를 렌즈 홀더(10)의 하부 홀더(13)에 고정하면, 렌즈 홀더(10)의 상부 홀더(15)가 베이스(20)의 관통공(21)을 통해 상측으로 돌출된다. 본 실시예의 경우에는 베이스(20)가 렌즈 홀더(10)와 별개로 형성된 경우를 예로 들어 설명하였으나, 베이스(20)와 렌즈 홀더(10)는 한 개의 몸체로 형성될 수 있다. 즉, 렌즈 홀더(10)의 하부 홀더(13)가 베이스(20)의 역할을 하도록 구성할 수도 있다.

렌즈 캐리어(30)는 한 개의 렌즈(31)를 고정하며, 렌즈 홀더(20)의 상측에 설치된다. 렌즈 캐리어(30)는 렌즈 홀더(20)의 상단에 대해 수직 방향으로 직선 이동할 수 있도록 설치되므로 렌즈 캐리어(30)에 고정된 한 개의 렌즈(31)와 렌즈 홀더(20)에 설치된 렌즈 사이의 거리가 변경된다. 렌즈 캐리어(30)에 고정되는 한 개의 렌즈(31)는 렌즈 홀더(20)에 설치되는 적어도 한 개의 렌즈와 렌즈 조립체를 형성한다. 예를 들어, 초소형 카메라모듈의 이미지 센서(101)에 상을 형성하는 렌즈 조립체가 4개의 렌즈로 구성되는 경우, 3개의 렌즈는 렌즈 홀더(20)에 고정되고, 렌즈 캐리어(30)는 피사체를 향하는 1번 렌즈(31)만을 고정하며, 이 1번 렌즈(31)를 렌즈 홀더(20)에 대해 수직방향으로 상승 또는 하강시킬 수 있도록 형성된다. 이하에서는 1번 렌즈(31)가 피사체를 향하는 렌즈이므로 대물 렌즈라 한다. 이상에서는 렌즈 조립체가 4개의 렌즈로 구성된 경우를 예로 들었으나, 렌즈 조립체를 구성하는 렌즈의 개수는 4개로 한정되는 것은 아니며, 렌즈 조립체는 2개 이상의 렌즈로 구성될 수 있다. 즉, 렌즈 캐리어(30)가 한 개의 렌즈(31)를 이동시키고, 렌즈 홀더(20)가 적어도 한 개의 렌즈를 고정하도록 구성할 수 있다.

렌즈 캐리어(30)는 직사각형의 판 형상으로 형성되고, 중앙에는 대물 렌즈(31)가 설치되는 렌즈 구멍(30a)이 형성되며, 일단에는 렌즈 캐리어(30)에 대해 수직하게 렌즈 캐리어(30)의 폭보다 넓게 연장되는 고정부(33)가 마련된다. 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 고정부(33)는 렌즈 캐리어(30)의 폭보다 긴 길이를 갖는 직사각형의 판 형상으로 형성되며 렌즈 캐리어(30)에 수직하게 연결된 형태로 구성된다. 고정부(33)는 렌즈 캐리어(30)를 직선이동 안내유닛(23)에 견고하게 고정할 수 있는 크기와 강도를 갖도록 형성된다. 즉, 고정부(33)에 의해 직선이동 안내유닛(23)에 고정되는 렌즈 캐리어(30)는 구동유닛(40)에 의해 구동될 때 변형되지 않도록 형성된다.

렌즈 구멍(30a)과 고정부(33) 사이의 렌즈 캐리어(30)의 상면에는 오목부(30b)가 마련된다. 렌즈 캐리어(30)의 오목부(30b)에 대응하는 고정부(33)의 부분(33a)은 필요에 따라 제거될 수 있다. 렌즈 캐리어(30)의 좌우측의 고정부(33)에는 렌즈 캐리어(30)에 평행한 방향으로 작동홈(35)이 형성된다. 작동홈(35)은 대략 V자 형상으로 형성될 수 있다.

렌즈 캐리어(30)에는 렌즈 캐리어(30)의 이동량을 검출할 수 있도록 영구자석(93)이 설치된다. 본 실시예의 경우에는 고정부(33)의 반대쪽에 영구자석(93)을 설치하였다. 영구자석(93)의 일측에는 자기센서(91)가 설치된다. 자기센서(91)는 자력의 변화를 검출할 수 있는 홀 센서가 사용될 수 있다. 따라서, 렌즈 캐리어(30)가 이동할 때, 영구자석(93)이 함께 이동하므로, 자기센서(91)는 영구자석(93)의 자력변화를 검출하여 렌즈 캐리어(30)의 위치를 검출할 수 있다. 자기센서(91)는 베이스(20)의 일측에 설치되는 플렉시블 회로기판(90)에 설치될 수 있다.

직선이동 안내유닛(23)은 렌즈 캐리어(30)가 렌즈 홀더(10)에 대해 상하로 직선 이동할 수 있도록 안내하는 것으로서, 베이스(20)의 상면의 일단에 설치된다. 즉, 직선이동 안내유닛(23)은 베이스(20)의 상면에 베이스(20)에 대해 수직하게 설치된다. 직선이동 안내유닛(23)은 고정부재(24)와 이동부재(25)로 형성되며, 이동부재(25)는 고정부재(24)에 대해 슬라이드 이동할 수 있도록 구성된다. 직선이동 안내유닛(23)의 이동부재(25)에는 렌즈 캐리어(30)의 고정부(33)가 고정된다. 따라서, 렌즈 캐리어(30)의 상하 이동은 직선이동 안내유닛(23)에 의해 안내된다. 이와 같은 직선이동 안내유닛(23)은 LM 가이드와 같이 고정부재(24)에 대한 이동부재(25)의 직선이동을 정밀하게 안내할 수 있는 것이라면 공지된 직선이동 안내유닛을 어떠한 것이라도 사용할 수 있으므로 상세한 설명은 생략한다.

구동유닛(40)은 렌즈 캐리어(30)가 상하로 이동할 수 있도록 렌즈 캐리어(30)에 선택적으로 힘을 인가하는 것으로서, 렌즈 캐리어(30)에 힘을 인가할 수 있도록 설치된 작동부재(60)와 작동부재(60)를 선택적으로 동작시키는 전자석(50)을 포함한다.

작동부재(60)는 렌즈 캐리어(30)에 힘을 인가할 수 있도록 설치되는 작동판(61)과 작동판(61)의 하부에 설치되며 작동판(61)을 탄성지지하는 탄성부재(70)를 포함한다.

작동판(61)은 렌즈 캐리어(30)를 감쌀 수 있도록 ㄷ자 형상으로 형성된다. 따라서, 작동판(61)은 연결부(62)와 연결부(62)에서 평행하게 일정 거리 이격되어 연장되는 2개의 팔(63)로 구성된다. 작동판(61)의 연결부(62)는 렌즈 캐리어(30)의 오목부(30b)에 삽입되며, 작동판(61)의 양팔(63)은 탄성부재(70)에 의해 지지된다. 2개의 팔(63)이 연장된 연결부(62)의 측면과 반대 측면에는 2개의 팔(63)과 대응하는 위치에 2개의 작동돌기(65)가 형성된다. 작동돌기(65)는 렌즈 캐리어(30)의 작동홈(35)에 삽입될 수 있도록 형성된다. 본 실시예의 경우에는 도 6에 도시된 바와 같이 작동돌기(65)는 반원기둥 형상으로 형성된다. 따라서, 작동판(61)의 일단, 즉, 작동판(61)의 2개의 팔(63)의 선단에 힘(화살표 B, 도 7 참조)이 인가되면, 작동판(61)은 탄성부재(70)에 의해 지지되는 지점을 중심으로 일정 각도 선회하게 된다. 작동판(61)이 선회하면, 작동판(61)의 작동돌기(65)에 의해 렌즈 캐리어(30)의 작동홈(35)에 수직방향의 힘(화살표 C, 도 7 참조)이 가해지고, 이 작동홈(35)에 힘이 인가되면, 직선이동 안내유닛(24)에 의해 지지되는 렌즈 캐리어(30)는 상측으로 이동할 수 있다. 이상에서는 작동판(61)이 렌즈 캐리어(30)에 힘을 가하는 부분에 작동돌기(65)와 작동홈(35) 구조를 사용하였으나, 다른 예로서 힌지 구조(미도시)를 사용할 수도 있다. 즉, 작동판(61)과 렌즈 캐리어(30)의 고정부(33) 사이에 힌지를 설치할 수 있다.

작동판(61)은 자성체로 형성할 수 있다. 또는 작동판(61)은 강성이 있는 비자성체로 형성하고, 전자석(50)의 자력이 작용하는 부분에만 자성체를 부착하거나 설치할 수 있다. 예를 들면, 작동판(61)은 강성이 있는 수지로 형성하고, 전자석(80)에 대응하는 부분에만 자성체를 삽입하여 형성할 수 있다.

상기 탄성부재(70)는 작동판(61)의 2개의 팔(63)의 하측에 설치되어 2개의 팔(63)을 탄성지지하도록 설치된다. 이러한 탄성부재(70)는 얇은 띠 형상의 판 스프링으로 2번 절곡되어 형성되므로, 2곳의 절곡점(74,75)을 갖는다. 구체적으로 탄성부재(70)는 제1탄성부(71), 제2탄성부(72), 및 제3탄성부(73)를 포함하며, 제1탄성부(71)와 제2탄성부(72) 사이에는 제1절곡점(74)이 형성되고, 제2탄성부(72)와 제3탄성부(73) 사이에는 제2절곡점(75)이 형성된다. 제1탄성부(71)와 제3탄성부(73)는 서로 평행하도록 절곡된다. 이때, 제1절곡점(74)의 굽힘 각도(θ1)는 둔각으로 형성되고, 제2절곡점(75)의 굽힘 각도(θ2)는 예각으로 형성될 수 있다. 제1탄성부(71)는 베이스(20)의 상면에 고정되고, 제3탄성부(73)는 작동판(61)의 하면에 고정된다.

탄성부재(70)는 렌즈 캐리어(30)에 예압을 주어 렌즈 캐리어(30)의 초기 위치를 결정한다. 구체적으로, 탄성부재(70)는 작동판(61)을 지지하며, 작동판(61)에 베이스(20)에 평행하게 직선이동 안내유닛 방향(화살표 A, 도 7 참조)으로 일정한 힘을 가할 수 있도록 형성된다. 탄성부재(70)에 의해 작동판(61)에 힘이 인가되면, 이와 동일한 힘이 렌즈 캐리어(30)의 고정부(33)에 가해지므로 렌즈 캐리어(30)가 직선이동 안내유닛(23)에 의해 상하로 이동하지 않고 일정한 위치에 고정된 상태가 된다. 또한, 탄성부재(70)는 작동판(61)의 일단에 힘이 인가되었을 때, 작동판(61)이 탄성부재(70)의 제2절곡점(75)을 중심으로 선회하고, 힘이 제거되면 원위치로 복귀할 수 있도록 형성된다.

전자석(50)은 작동부재(61)를 선택적으로 작동시키는 것으로서, 작동판(61)의 2개의 팔(63) 각각의 선단 아래에 베이스(20)의 상면에 설치된다. 전자석(50)은 요크(51)와 요크(51)에 감긴 코일(53)로 형성된다. 전자석(50)은 코일(53)에 전류가 인가되면, 작동판(61)에 자기력을 작용하여 작동판(61)의 선단을 전자석(50) 쪽으로 끌어당긴다. 전자석(50)의 코일(53)에 전류가 인가되지 않으면, 작동판(61)의 선단은 탄성부재(70)에 의해 원위치로 복귀한다. 전자석(50)의 코일(53)은 자기센서(91)가 설치된 플렉시블 회로기판(90)을 통해 전원을 공급받도록 형성된다.

커버(80)는 렌즈 홀더(10) 위에 설치되는 베이스(20), 구동유닛(40), 렌즈 캐리어(30), 직선이동 안내유닛(23)을 수용할 수 있도록 형성된다. 커버(80)는 렌즈 홀더(10)의 하부 홀더(13)에 대응하는 직육면체의 용기 형상으로 형성되며, 상면에는 렌즈 캐리어(30)의 대물렌즈(31)가 외부로 노출되도록 하는 관통구멍(81)이 마련된다.

이와 같은 자동 초점 조절장치(1)의 하면에는 인쇄회로기판(100)이 설치된다. 인쇄회로기판(100)에는 렌즈 조립체를 통과한 광에 의해 영상이 맺히는 이미지 센서(101)가 마련된다. 또한, 이 인쇄회로기판(100)은 플렉시블 회로기판(90)과 연결되어 있어, 플렉시블 회로기판(90)으로 전자석(50)의 구동에 필요한 전류를 공급하고, 자기센서(91)의 신호를 수신하여 외부의 제어부(미도시)로 전송한다. 이와 같이 자동 초점 조절장치(1)의 하면에 인쇄회로기판(100)을 설치하면, 초소형 카메라모듈이 완성된다.

이하, 첨부된 도 3, 도 7, 및 도 8을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 초소형 카메라모듈용 자동 초점 조절장치(1)의 동작에 대해 상세하게 설명한다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 초소형 카메라모듈용 자동 초점 조절장치가 원위치에 있을 경우를 나타내는 측면도이고, 도 8은 도 7의 자동 초점 조절장치에 전원이 인가되었을 경우를 나타내는 측면도이다.

전자석(50)의 코일(51)에 전류가 인가되지 않은 경우에는, 도 7과 같이 탄성부재(70)의 제3탄성부(73)는 제1탄성부(71)와 평행한 상태를 유지한다. 이때, 렌즈 캐리어(30)의 대물렌즈(31)와 렌즈 홀더(10)의 상단 사이의 거리는 최소 거리가 되며, 이때의 위치가 원위치가 된다.

그 후, 인쇄회로기판(100)과 플렉시블 회로기판(90)을 통해 전자석(50)의 코일(51)에 전류가 인가되면, 전자석(50)에 의해 자기력이 발생한다. 전자석(50)의 자기력이 발생하면, 전자석(50)의 상측에 위치한 작동판(61)의 선단이 전자석(50) 쪽으로 하강한다. 작동판(61)의 선단이 하강하면, 작동판(61)은 탄성부재(70)를 기준으로 선회하게 된다. 구체적으로, 작동판(61)의 선단이 전자석(50)의 자기력에 의해 아래 방향의 힘(화살표 B)을 받으면, 작동판(61)은 탄성부재(70)의 제2절곡점(75)을 기준으로 하여 선회하게 된다. 따라서, 작동판(61)의 선단이 하강하면, 작동판(61)의 작동돌기(65)는 윗 방향으로 힘(화살표 C)을 가하게 된다. 작동돌기(65)에 윗 방향의 힘이 가해지면, 작동돌기(65)가 삽입된 작동홈(35)에 상측 방향의 힘이 가해지게 되므로 작동홈(35)이 형성된 렌즈 캐리어(30)가 직선운동 안내유닛(23)에 의해 윗 방향으로 이동하게 된다. 다시 말해, 탄성부재(70)에 의해 지지되는 작동판(61)이 지렛대 원리에 의해 렌즈 캐리어(30)를 상승시키게 된다. 또한, 본 발명의 경우에는 지렛대의 지점의 역할을 하는 제2절곡점(75)이 렌즈 캐리어(30)의 고정부(33)에 가깝게 설치되어 있으므로, 작동판(61)을 작동시키 위한 전자석(50)의 자기력을 작게 할 수 있다.

렌즈 캐리어(30)가 상측으로 이동하면, 대물렌즈(31)와 렌즈 홀더(10)의 상단 사이의 거리가 증가하므로 이미지 센서(101)에 결상되는 상의 초점이 변화하게 된다. 대물 렌즈(31)와 렌즈 홀더(10)의 상단 사이의 거리는 전자석(50)에 인가되는 전류의 크기를 조절하여 변경시킬 수 있다. 예를 들어, 대물 렌즈(31)와 렌즈 홀더(10)의 상단 사이의 거리를 크게 하기 위해서는 큰 전류를 흘리고, 대물 렌즈(31)와 렌즈 홀더(10)의 상단 사이의 거리를 작게 하기 위해서는 작은 전류를 흘리면 된다.

전자석(50)의 코일에 전류를 흘려 대물 렌즈(31)와 렌즈 홀더(10)의 상단 사이의 거리를 조절한 후, 전류를 차단하면, 탄성부재(70)에 의해 작동판(61)의 선단에 상측 방향의 힘(화살표 D)이 작용하여 작동판(61)의 상단이 상측으로 이동하게 되고, 이에 의해 작동판(61)의 작동돌기(65)에 아래 방향의 힘(화살표 E)이 인가된다. 작동판(61)의 작동돌기(65)에 아래 방향의 힘이 가해지면, 작동돌기(65)가 삽입된 작동홈(35)에도 아래 방향의 힘이 작용하므로, 작동홈(35)이 설치된 렌즈 캐리어(30)가 아래 방향으로 이동하여 도 7과 같은 원위치로 복귀한다.

이와 같이 본 발명에 의한 초소형 카메라모듈용 자동 초점 조절장치(1)에 의하면, 렌즈 조립체의 대물렌즈(31)만을 이동시켜 초점을 자동을 조절하므로, 이미지 센서(101)에 대해 렌즈 조립체 전체를 이동시키는 종래의 자동 초점 조절장치에 비해 크기를 작게 할 수 있다는 이점이 있다.

또한, 본 발명에 의한 자동 초점 조절장치(1)에 의하면, 대물렌즈(31)만을 이동시키므로 렌즈 조립체 전체를 이동시키는 종래 기술에 의한 자동 초점 조절장치에 비해 자동으로 초점을 조절하기 위해 필요한 전류의 소모가 적다는 이점이 있다.

이상에서는 렌즈 조립체에서 대물렌즈(31)만을 이동하는데 본 발명을 적용하는 경우에 대해 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 렌즈 캐리어(30)가 렌즈 조립체 전체 또는 렌즈 조립체를 구성하는 적어도 2개의 렌즈를 이동시킬 수 있도록 상술한 본 발명의 개념을 적용할 수도 있다. 즉, 상술한 전자석(50), 자성체로 형성된 작동판(61), 및 탄성부재(70)를 이용하여 렌즈 조립체를 직선 이동시키도록 구현할 수 있다.

상기에서 본 발명은 예시적인 방법으로 설명되었다. 여기서 사용된 용어들은 설명을 위한 것이며, 한정의 의미로 이해되어서는 안 될 것이다. 상기 내용에 따라 본 발명의 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서 따로 부가 언급하지 않는 한 본 발명은 청구범위의 범주 내에서 자유로이 실시될 수 있을 것이다.

1; 초소형 카메라모듈용 자동 초점 조절장치
10; 렌즈 홀더 11; 광통과공
13; 하부 홀더 15; 상부 홀더
20; 베이스 23; 직선이동 안내유닛
24; 고정부재 25; 이동부재
30; 렌즈 캐리어 31; 대물렌즈
33; 고정부 35; 작동홈
40; 구동유닛 50; 전자석
60; 작동부재 61; 작동판
62; 연결부 63; 팔
65; 작동돌기 70; 탄성부재
80; 커버 90; 플렉시블 회로기판
91; 자기센서 93; 영구자석
100; 인쇄회로기판 101; 이미지 센서

Claims

적어도 한 개의 렌즈가 설치되는 렌즈 홀더;
상기 렌즈 홀더가 고정되는 베이스;
상기 렌즈 홀더의 상측에 설치되며 대물 렌즈가 고정되는 렌즈 캐리어;
상기 베이스의 일측에 설치되며, 상기 렌즈 캐리어가 상기 렌즈 홀더에 대해 상하로 직선 이동할 수 있도록 안내하는 직선이동 안내유닛;
상기 베이스의 상측에 상기 렌즈 캐리어에 힘을 가할 수 있도록 설치되는 작동부재;
상기 작동부재를 작동시키는 전자석;을 포함하며,
상기 전자석에 전류가 인가되면, 상기 작동부재에 의해 상기 렌즈 캐리어가 상기 렌즈 홀더에서 멀어지고, 상기 전자석에 전류가 인가되지 않으면, 상기 렌즈 캐리어는 원위치로 복귀하는 것을 특징으로 하는 초소형 카메라모듈용 자동 초점 조절장치.
제 1 항에 있어서,
상기 작동부재는 상기 렌즈 캐리어에 힘을 인가할 수 있도록 설치되는 작동판; 및
상기 작동판의 하부에 설치되며 상기 작동판을 탄성지지하여 상기 렌즈 캐리어가 상기 원위치로 복귀하도록 하는 탄성부재;를 포함하며,
상기 전자석에 전류가 인가되면, 상기 작동부재는 상기 탄성부재를 기준으로 선회하는 것을 특징으로 하는 초소형 카메라모듈용 자동 초점 조절장치.
제 2 항에 있어서,
상기 탄성부재는 판스프링으로 2번 절곡되며, 양단부가 서로 평행하게 형성되는 것을 특징으로 하는 초소형 카메라모듈용 자동 초점 조절장치.
제 2 항에 있어서,
상기 작동부재의 일단에는 작동돌기가 형성되며,
상기 렌즈 캐리어에는 상기 작동돌기가 수용되는 작동홈이 형성된 것을 특징으로 하는 초소형 카메라모듈용 자동 초점 조절장치.
제 4 항에 있어서,
상기 작동돌기는 반원형의 단면으로 형성되며,
상기 작동홈은 V자 단면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 초소형 카메라모듈용 자동 초점 조절장치.
제 2 항에 있어서,
상기 작동판은 상기 렌즈 모듈을 감싸는 ㄷ자 형상으로 형성되며,
상기 탄성부재는 상기 작동판의 ㄷ자 형상의 양팔을 지지하도록 설치된 것을 특징으로 하는 초소형 카메라모듈용 자동 초점 조절장치.
제 1 항에 있어서,
상기 렌즈 캐리어에는 영구자석이 설치되며,
상기 베이스에는 상기 영구자석의 자력을 검출할 수 있도록 자기센서가 설치된 것을 특징으로 하는 초소형 카메라모듈용 자동 초점 조절장치.