KR20150069964A

KR20150069964A - 개량된 가이드 구조를 갖는 소음 저감형 카메라 모듈용 엑츄에이터

Info

Publication number: KR20150069964A
Application number: KR1020130156749A
Authority: KR
Inventors: 김경욱
Original assignee: (주) 엠디펄스
Priority date: 2013-12-16
Filing date: 2013-12-16
Publication date: 2015-06-24

Abstract

본 발명은 개량된 가이드 구조를 갖는 소음 저감형 카메라 모듈용 엑츄에이터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 렌즈를 탑재한 하나 이상의 이동자를 광축을 따라 변위 이동하고 변위 이동된 이동자를 위치 고정시켜, 피사체의 위치에 따른 렌즈와 이미지 센서 사이의 초점거리를 조절하는 자동 초점(Auto Focus, AF) 기능, 또는 렌즈와 렌즈 사이의 간격을 조절하여 줌 배율을 조절하는 광학 줌(Optical Zoom) 기능을 구현하도록 한 개량된 가이드 구조를 갖는 소음 저감형 카메라 모듈용 엑츄에이터에 관한 것이다.

Description

개량된 가이드 구조를 갖는 소음 저감형 카메라 모듈용 엑츄에이터{Actuator having sound suppression structure for camera module}

주지하는 바와 같이 광학장치(디지털 카메라, 광학 보안 감시장치, 휴대폰, 스마트폰, 노트패드 등을 포함)에 적용되어 동영상 녹화, 사진촬영, 이미지 인식 등 피사체의 입사광을 이미지 데이터로 변환하거나, 변환된 이미지 데이터를 화상장치에서 재생할 수 있도록 규격화된 화상 이미지 데이터로 변환을 포함하는 동작을 수행하는 카메라 모듈은, 렌즈와 엑츄에이터와 이미지센서부로 구성된다.

상기 렌즈는 피사체의 입사광을 초점광으로 전환하고, 엑츄에이터는 제어부의 제어신호에 따라 렌즈를 탑재한 이동자를 변위 이동과 위치 유지하여 피사체의 거리에 따른 최적의 초점광이 이미지센서에 도달하도록 하는 기능을 수행한다.

상기 엑츄에이터는, 본체의 수용공간 내에 이동자가 배치된 형태로 이루어지며, 이들 본체의 내벽과 이동자 사이에는 영구자석과 코일로 이루어진 엑츄에이터부가 형성되어서, 코일에서 생성된 전자기력과 영구자석에서 발산되는 영구자력 사이의 자기 결합력에 의해 이동자의 이동을 구현하게 된다.

그리고, 상기 카메라 모듈용 엑츄에이터는 동작전원의 공급과 차단하는 방식인 펄스 폭 변조(Pulse Width Modullation, PWM )방식, 펄스 밀도 변조 방식(Pulse Number Modulation, PNM) 등의 펄스 변조 방식으로 코일에 동작전원을 공급시켜, 렌즈가 설치된 이동자가 단계적으로 변위 이동하여 자동 초점(Auto Focus, AF) 기능, 또는 광학 줌(Optical Zoom) 기능을 구현하게 된다.

한편, 본 발명자는 대한민국 특허 등록공고 제 10-1173111호와 특허 등록공고 제 10-1173110호 등을 통해 펄스 폭 변조 방식을 통해 코일에 동작전원을 단계적으로 공급하여, 자동 초점(Auto Focus, AF) 기능, 또는 광학 줌(Optical Zoom) 기능을 구현하도록 한 카메라 모듈용 엑츄에이터를 제안한 바 있다.

그런데, 본 발명자가 실제 제품을 제작하여 펄스 폭 변조방식을 통해 자동 초점(Auto Focus, AF) 기능, 또는 광학 줌(Optical Zoom) 기능을 시험한 결과, 렌즈가 탑재된 이동자의 반복적인 변위 이동 동작과정에 미세한 소음이 반복적으로 발생되는 것으로 확인되었다.

그리고, 본 발명자가 이러한 소음 발생원인을 분석한 결과, 엑츄에이터부는 이동자의 변위 이동과정에 단계적으로 전자기력의 생성과 소멸을 반복하게 된다.

그런데, 엑츄에이터부를 구성하는 코일, 또는 영구자석은 본체의 내벽에 직접 고착된 관계로, 코일과 영구자석 사이에 단계적으로 반복 생성 및 소멸되는 전자기력에 의해 코일, 또는 영구자석을 통해서 본체에 미세한 순간 작용력이 직접 전달되고, 이러한 순간 작용력에 의해 본체의 소음이 유발되는 것을 확인할 수 있었다.

즉, 본체의 내벽에 고정된 코일, 또는 영구자석은 전자기력을 단계적으로 반복 생성하는 과정에 인력이나 척력을 포함하는 순간 작용력이 반복하여 발생되고, 이러한 순간 작용력이 본체의 내벽에 직접 전달되어 본체의 소음을 유발하게 되는 것이다.

상기 영구자석이나 코일을 통해 본체에 전달된 순간 작용력은, 이동자의 이동동작에 따른 기능 구현에서는 별다른 문제가 되지 아니하지만, 이동자의 이동과정에 본체의 미세 소음을 반복적으로 유발시키게 되므로 사용자의 감성을 충분히 충족하기는 어려울 것으로 예상된다.

이와 더불어, 상기 구동 회로부가 이동자의 변위 이동을 구현하기 위해 펄스 폭 변조(Pulse Width Modullation, PWM )방식, 펄스 밀도 변조 방식(Pulse Number Modulation, PNM) 등의 펄스 변조 방식으로 코일에 소정 펄스 폭을 갖는 동작전원을 순간적으로 공급 및 차단하는 과정을 반복하면, 이동자는 순간적으로 생성 및 소멸되는 전자기력의 생성 유무에 따라 일측, 또는 타측으로 순간적으로 틸팅하는 과정을 반복한다.

그리고, 상기 반복되는 이동자의 순간적인 틸팅작용과, 순간 틸팅에 따른 이동자의 이동 가이드와 본체에 형성된 지지 가이드 사이의 순간 충돌이 반복적으로 발생되어서, 미세한 소음과 진동이 불가피하게 발생된다.

물론, 상기 충돌음 또한 이동자의 이동동작에 따른 기능 구현에서는 별다른 문제가 되지 아니하지만, 이동자의 이동과정에 본체의 미세 소음을 반복적으로 유발시키게 되므로, 사용자의 감성을 충분히 충족하기는 어려울 것으로 예상된다.

상기한 문제점을 해소하기 위해 안출된 본 발명의 목적은, 엑츄에이터부에 의해 생성된 전자기력에 의해 이동자가 본체의 내벽에 형성된 지지 가이드에 이동 가이드를 지지시켜 광축을 따라 단계적으로 이동하도록 구성함에 있어, 전자기력의 반복 생성 과정에 이동자의 이동 가이드와 본체에 형성된 지지 가이드의 반복적인 충돌을 예방하여 소음이 저감되도록 한 개량된 가이드 구조를 갖는 소음 저감형 카메라 모듈용 엑츄에이터를 제공함에 있다.

상기한 목적은, 본 발명에서 제공되는 하기 구성에 의해 달성된다.

본 발명에 따른 개량된 가이드 구조를 갖는 소음 저감형 카메라 모듈용 엑츄에이터는,

수용공간이 형성된 본체와; 상기 본체에 형성된 수용공간 내에 수용되며 렌즈가 탑재된 하나 이상의 이동자; 및 상기 본체의 내벽과 이와 마주하는 이동자의 외벽 사이에 배치되어 전자기력을 통해 이동자를 광축을 따라 변위 이동시키는 엑츄에이터부를 포함하여 구성된 카메라 모듈용 엑츄에이터에 있어서,

상기 본체의 내벽에는 광축과 평행하는 지지 가이드가 형성되고, 이와 마주하는 이동자의 외벽에는 광축과 평행하며 지지 가이드에 지지되는 이동 가이드가 형성되는 한편, 상기 지지 가이드는 일단은 본체의 내벽에는 타단은 본체의 내벽에서 이격되어 자유단부를 형성한 판상 지지 스프링형으로 구성되어,

상기 전자기력의 생성 유무에 따라 이동자의 외벽과 본체의 내벽 사이의 간격 변화시, 상기 지지 가이드는 자유단부의 탄성 변형을 통해 이동자의 외벽에 형성된 이동 가이드를 탄력적으로 지지하여 작동 소음이 저감되도록 구성한 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 지지 가이드의 자유단부와 본체의 내벽 사이에는 지지 가이드의 형상 변형공간이 간극부가 형성되고 상기 간극부에는 탄성 충진물이 충진되어서, 상기 자유단부의 탄지력이 탄성 충진물에 의해 보강되도록 구성한다.

보다 바람직하게는, 상기 지지 가이드의 자유단부에 탄력적으로 밀착된 이동 가이드에는 그리이스가 충진되는 그리이스 충진홈이 형성되어, 상기 이동자의 변위 이동에 의해 이동 가이드의 충진홈에 주입된 그리이스는 지지 가이드의 자유단부에 도포되어서, 이동 가이드와 지지 가이드 사이의 안정된 윤활이 도모되도록 구성한다.

그리고, 상기 본체의 내벽에는 완충 패드가 형성되고 상기 완충 패드에 엑츄에이터부를 구성하는 영구자석, 또는 코일을 설치하여, 영구자석과 코일 사이에 반복적으로 생성된 순간 작용력이 본체에 전달되지 아니하고 완충패드에 의해 완화 내지 소진되도록 구성한다.

전술한 바와 같이, 본 발명에서는 본체에 수용되어 이동자의 지지를 도모하는 가이드 구조를 마주하는 본체의 내벽과 이동자의 외벽 사이에 형성하여 이동자의 국부적인 지지를 도모함에 있어, 상기 본체의 내벽에 타단이 자유단부를 형성한 판상 지지 스프링형의 지지 가이드를 형성하여 판상 지지 스프링으로 이루어진 지지 가이드의 탄력적인 형상 변화에 의해서, 전자기력의 생성 유무에 따라 이동자의 외벽과 본체의 내벽 사이의 간격이 변화되더라도 이동자의 이동 가이드와 본체의 지지 가이드는 항시 탄력적인 밀착 지지되도록 하고 있다.

이러한 가이드 구조를 채택하면, 종래 지지 가이드에서 이격된 이동 가이드가 전자기력의 생성에 의해 지지 가이드에 밀착되면서 충돌하는 현상이 예방되므로, 소음 발생이 방지된다.

특히. 상기 판상 지지 스프링형의 지지 가이드는 자성 브라켓과 단일 몸체로 이루어져 조립에 따른 편리성과 구조의 간소화가 이룩되고, 또 상기 지지 가이드와 항시 밀착상태를 형성하는 이동 가이드에 그리이스 충진홈이 형성된 관계로, 그리이스 충진홈에 충진된 그리이스는 외부 누설없이 지지 가이드의 표면에 안정되게 도포되어 이동 가이드와의 안정된 윤활성이 확보될 수 있다.

그리고, 본 발명에서는 엑츄에이터부를 형성하는 영구자석, 또는 코일을 본체의 내벽에 직접 고정하지 아니하고, 본체의 내벽에 신축성 재질로 이루어진 완충 댐퍼층을 형성하고, 상기 엑츄에이터부를 구성하는 영구자석, 또는 코일이 완충 댐퍼층을 개재하여 본체의 내벽에 고정하고 있다.

따라서, 본체의 내벽에 고정된 코일, 또는 영구자석은 전자기력을 단계적으로 반복 생성하는 과정에 순간 작동력이 반복하여 발생시키더라도, 상기 순간 작용력은 본체에 직접 전달되지 아니하고 완화 내지 소진된다.

그리하여, 본 발명은 엑츄에이터부에서 생성된 순간 작용력이 본체에 직접 전달되지 아니하고 본체와 엑츄에이터부 사이에 개재된 완충 댐퍼층에 의해 완화 내지 소진되므로, 엑츄에이터부에 생성된 순간 작용력에 의한 소음 발생이 예방된다.

도 1 내지 도 4는 본 발명에서 바람직한 실시형태로 제안하고 있는 코일 이동형의 엑츄에이터부를 구비한 카메라 모듈용 엑츄에이터의 전체 구성 및 이동자의 이동 및 정지동작을 보여주는 것이고,
도 5 내지 도 8은 본 발명에서 바람직한 실시형태로 제안하고 있는 영구자석 이동형의 엑츄에이터부를 구비한 카메라 모듈용 엑츄에이터의 전체 구성과 이동자의 이동 및 정지동작을 보여주는 것이며,
도 9는 상기 도 1과 도 5의 'A'부분을 확대하여 보여주는 것이고,
도 10은 본 발명에 따른 카메라 모듈용 엑츄에이터에 있어, 자성 브라켓에 일체로 형성된 지지 가이드와 이동 가이드가 형성된 이동자의 결합 상태를 보여주는 것이며,
도 11 내지 도 13은 본 발명에 따른 카메라 모듈용 엑츄에이터에 있어, 지지 가이드와 이동 가이드를 통한 이동자의 탄지상태를 보여주는 것이고,
도 14는 상기 도 11에서 'C'부분을 확대하여 보여주는 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 개량된 가이드 구조를 갖는 소음 저감형 카메라 모듈용 엑츄에이터를 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 카메라 모듈용 엑츄에이터(1, 1')는, 도 1 내지 도 8에서 보는 바와 같이 수용공간(11)이 형성된 본체(10)와; 상기 본체(10)의 수용공간(11)에 수용되며 렌즈(L)를 탑재한 이동자(20); 및 상기 본체(10)와 이동자(20) 사이에 배치되어 렌즈(L)를 탑재한 이동자(20)의 변위 이동을 위한 이동력과, 변위 이동된 이동자를 정지시키는 정지력을 제공하는 엑츄에이터부(30)를 포함한다.

상기 본체(10)와 이동자(20)는 통상 우수한 경량성과 생산성을 갖는 플라스틱 사출품으로 제작된다.

그리고, 상기 이동자(20)와 엑츄에이터부(30)를 수용한 본체(10)의 수용공간(11)은 입사공(12a)이 형성된 커버(12)에 의해 폐쇄되어, 입사공(12a)을 제외한 나머지 부위를 통해 수용공간(11) 내로 빛이 유입되는 것을 차단한다.

또한, 상기 본체(10)에 형성된 수용공간(11)의 내벽과 이동자(20)의 외벽 사이에 배치되는 엑츄에이터부(30)는, 동작전원의 공급에 의해 전자계를 생성하는 코일(32)과, 영구자계를 발생시켜 코일(32)에서 발생된 전자계를 통해 전자기력을 형성하는 영구자석(31)을 포함하여 구성되어, 상기 영구자계와 전자계에 의해 생성되는 전자기력에 의해 이동자(20)는 광축(CL)을 따라 이동하도록 구성된다.

도면을 보면, 마주하는 본체(10)의 일측 내벽과 이와 마주하는 이동자(20)의 일측 외벽 사이에는 엑츄에이터부(30)를 구성하는 영구자석(31)과 코일(32)이 대응되게 배치된다.

그리고, 상기 영구자석(31)과 마주하여 배치되는 코일(32)에는 자성체 재질로 제작된 자성 스토퍼(33)가 배치되어, 영구자석(31)에서 발생되는 영구자계와 자성 스토퍼(33) 사이에 형성되는 자기 결합력에 의해 광축(CL)을 따라 이동된 이동자(20)의 정지동작을 구현한다.

또한, 상기 영구자석(31)은 일면에 N극성부와 S극성부가 자극 분리선에 의해 구획되게 형성된 형태로, 한 쌍의 자석편을 붙여 일면에 N극성부와 S극성부가 형성되도록 구성하는 것도 가능하다.

다만, 본 실시예에서는 일면 2극 착자 방식을 통해 일면에 N극성부와 S극성부가 자극 분리선에 의해 구획되게 형성된 단일몸체의 영구자석(31)을 채택하고 있다.

그리고, 상기 코일(32)은 통상 에나멜 피복의 동선으로 제작되는데, 멤스(MEMS)공법을 적용한 멤서코일을 채택하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 자성 스토퍼(33)는 자성체 재질의 금속판으로 구성하는 것이 바람직하지만, 소형화를 위해 코일이나 이동자에 자성체 분말을 도포하여 형성하거나, 코일을 자성체 재질로 제작하여 코일이 자성체의 기능을 갖도록 하는 것도 가능하다.

바람직한 실시형태를 보여주는 도 1 내지 도 4에서는, 본체(10)의 수용공간(11) 내벽에 영구자석(31)을 배치하고 이와 마주하는 이동자(20)의 외벽에 코일(32)과 자성 스토퍼(33)를 배치하여, 영구자석(31)과 코일(32) 사이에 형성되는 전자기력에 의해 코일(32)이 배치된 이동자(20)가 변위 이동하고, 영구자석(31)과 자성 스토퍼(32) 사이에 형성되는 자기력에 의해 이동자(20)가 정지하는 코일 이동형의 엑츄에이터부를 배치하고 있다.

그리고, 또 다른 실시형태를 보여주는 도 5 내지 도 8에서는 본체(10)에 형성된 수용공간(11)의 내벽에 코일(32)과 자성 스토퍼(33)를 배치하고 이와 마주하는 이동자(20)의 외벽에 영구자석(31)을 배치하여서, 영구자석(31)과 코일(32) 사이에 형성되는 전자기력에 의해 영구자석(31)이 배치된 이동자(20)가 변위 이동하고, 영구자석(31)과 자성 스토퍼(33) 사이에 형성되는 자기력에 의해 이동자(20)가 정지하는 영구자석 이동형의 엑츄에이터부를 배치하고 있다.

이때, 상기 자성 브라켓(13)의 내벽에 코일(32)을 배치하여 영구자석(31)이 배치된 이동자(20)가 변위 이동하는 영구자석 이동형의 엑츄에이터부를 배치할 경우, 후술되는 본체(10)의 내벽에 형성된 자성 브라켓(13)을 자성 스토퍼로 활용하는 것이 바람직하다.

따라서, 본 발명에 따른 카메라 모듈용 엑츄에이터(1)는 제어부(미도시)에 의해 코일(32)에 동작전원이 공급되면, 코일(32)에 발생하는 전자계와 N극성부와 S극성부로 구획된 영구자석(31)의 영구자계 사이에 작용되는 전자력(같은 극성이면 척력작용, 다른 극성이면 인력작용)에 의해 방향전환을 포함하는 이동자(20)의 변위 이동이 구현된다.

이를 상술하자면, 도 2과 도 6과 같이 코일(32)에 순 방향(시계방향)의 동작전원이 공급되면 영구자석(31)과 마주하는 코일(32)에는 N극성의 전자계가 발생되므로, 코일(32)에서 생성된 N극성의 전자계와 영구자석(31)에서 발생된 영구자계의 상호 작용에 의해 생성되는 전자기력에 의해서 렌즈(L)가 탑재된 이동자(20)는 상승한다.

이와 반대로, 도 4와 도 7과 같이 코일(32)에 역 방향(반시계 방향)의 동작전원이 공급되면 영구자석(31)과 마주하는 코일(32)에 S극성의 전자계가 발생되므로, 코일(32)에서 생성된 S극성의 전자계와 영구자석(31)에서 발생된 영구자계의 상호 작용에 의해 생성된 전자기력에 의해 렌즈(L)가 탑재된 이동자(20)는 하강한다.

그리고, 도 5와 도 8과 같이 코일(32)의 동작전원 공급이 차단되면 코일(32)과 함께 배치된 자성 스토퍼(33)와 영구자석(31)의 영구자계 사이에 생성된 자기력(영구자석과 자성체 사이의 인력)에 의해 이동자(20)는 현 위치에 고정되는 정지동작이 이루어진다.

이때, 상기 코일(32)의 전자계와 영구자석(31)의 영구자계에 의해 생성되어 이동자(20)의 이동동작을 구현하는 전자기력은, 영구자석(31)의 영구자계와 자성 스토퍼(33) 사이에서 생성되어 이동자(20)의 동지동작을 구현하는 자기력보다 크다.

따라서, 제어부는 구동 회로부(미도시)를 통해 엑츄에이터부(30)를 구성하는 코일(32)에 단계적으로 동작전원의 공급과 차단하는 방식인 펄스 폭 변조(Pulse Width Modullation, PWM )방식, 펄스 밀도 변조 방식(Pulse Number Modulation, PNM) 등의 펄스 변조 방식에 따라, 렌즈(L)가 설치된 이동자(20)를 계단형 변위(Stepping) 형태로 이동 동작을 구현하여 초점이나 줌을 설정하고, 코일(32)의 동작전원 공급을 차단하여 영구자석(31)의 영구자계와 자성 스토퍼(33) 사이에 형성되는 자기력을 통해 정지동작을 구현하여서, 동작전원의 불필요한 소모없이 설정된 초점이나 줌을 유지하는 것이 가능하다.

그리고, 상기 본체(10)와 이동자(20) 사이에는 가이드 구조가 형성되어, 상기 가이드 구조에 의해 이동자(20)는 본체(10)의 수용공간(11) 내에 전체적으로 밀착되지 아니하고 국부적인 지지상태를 형성한다.

상기 본체(10)에 수용된 이동자(20)의 국부적인 지지를 도모하는 가이드 구조는, 도 1과 도 5 및 도 9 내지 도 13에서와 같이 본체(10)의 내벽 양단에 형성되며 금속 재질로 제작된 지지 가이드(13a)와, 이와 마주하는 이동자(20)의 외벽에 형성된 이동 가이드(21)를 포함하여 구성되어, 상기 본체(10)의 수용공간(11)에 수용된 이동자(20)는 지지 가이드(13a)와 이동 가이드(21)로 이루어진 가이드 구조를 통해 수용공간(11)의 일측 내벽에 국부적으로 밀착된 상태로 지지하여 수용된다.

즉, 본체(10)의 수용공간(11)에 수용된 이동자(20)는 양측 모서리부에 형성된 이동 가이드(21)를 통해 본체(10)의 내벽 양측 모서리부에 형성된 지지 가이드(13a)와 접촉(선, 또는 면 접촉)된 상태로 지지시켜, 이동 가이드(21)를 제외한 부위는 본체(10)의 내벽에서 이격되어 비 마찰되도록 한다.

따라서, 상기 지지 가이드(13a)와 이동 가이드(21)로 이루어진 가이드 구조에 의해 본체(10)의 수용공간(11) 내에 국부적으로 접촉 지지된 이동자(20)는, 변위 이동동작이나 정지동작 과정에 본체(10)의 수용공간(11) 내벽과 과도한 마찰 발생이 방지된다.

또한, 본 실시예에서는 상기 본체의 내벽에, 본체(10) 내에 외부 자계가 유입되는 현상을 차단하고, 또 외부로 누설되는 영구자석(31)의 영구자계를 코일(32)에 지향시켜서, 전자력을 생성하는 코일(32)이나 자성 스토퍼(33)에 보다 강력한 세기의 영구자계가 도달하는 기능을 수행하는 자성 브라켓(13)을 배치하고 있다.

상기 자성 브라켓(13)에 의해 영구자석(31)에서 발생된 영구자계가 외부로 누설되지 아니하고 마주하는 코일(32)이나 자성 스토퍼(33)에 지향하도록 구성하면, 소형의 영구자석(31)을 적용하여 이동자(20)의 안정된 변위 이동동작과 정지동작을 구현할 수 있고, 또 코일(32)에 공급되는 동작 전원량을 절감할 수 있다.

그리고, 본 실시예에서는 양단부에 각각 광축(CL)과 평행하는 지지 가이드(13a)를 일체로 형성한 자성 브라켓(13)을, 본체(10)에 인서트 사출을 통해 형성하고 있다.

즉, 본 발명에서는 자성 브라켓(13)과 지지 가이드(13a)를 분리 제작하여 본체(10)에 개별적으로 조립하여 설치하지 아니하고, 자성체로 이루어진 자성 브라켓(13)의 양단부를 절곡시켜 자성 브라켓(13)의 양단에 지지 가이드(13a)가 각각 일체로 형성함으로써, 조립에 따른 편리성과 구조의 간소화가 이룩되도록 한다.

물론, 상기 자성 브라켓(13)과 지지 가이드(13a)를 분리 제작하여 본체(10)에 조립하는 것도 가능하다. 그리고, 상기 지지 가이드(13a)는 전술한 바와 같이 본체(10)에 별도 조립을 통해 형성될 수도 있지만, 사출 성형되는 본체의 성형시 본체에 일체로 성형되는 것도 가능하며, 이들 모두를 본 발명의 권리범위로 예정하고 있다.

또한, 상기 본체(10)의 일측 내벽에 자성체로 이루어진 외부 브라켓(14)을 배치하고, 상기 외부 브라켓(14)의 내벽에 양단에 지지 가이드(13a)가 각각 형성된 자성 브라켓(13)을 적층되게 배치하면, 외부 브라켓(14)과 자성 브라켓(13)을 통한 영구자계의 안정된 차폐가 가능하고, 또 보다 얇은 두께의 지지 가이드(13a)를 갖는 자성 브라켓(13)을 일체로 형성할 수 있다.

한편, 전술한 바와 같이 상기 코일(32)에 단계적으로 동작전원을 공급 및 차단시키는 과정을 반복하면, 코일(32)과 영구자석(31) 사이에는 반복적으로 생성 및 소멸되는 전자기력에 의해 미세한 소음이 발생된다.

이러한 현상의 발생 원인은, 상기 코일(32)에 단계적으로 동작전원을 공급 및 차단시켜 전자기력의 단계적인 생성 및 소실하는 과정에, 이동자(20)의 이동 가이드(21)와 본체(10)에 형성된 지지 가이드(13a)의 반복적인 충돌에 의해 발생된다.

즉, 상기 코일(32)에 동작전원이 공급되지 아니하여 생성된 전자기력이 소실되면 본체(10)의 내벽과 이동자(20)의 외벽 사이의 간격이 넓어져 본체(10)의 지지 가이드(13a)와 이동자(20)의 이동 가이드(21)는 상호 이격(비 밀착)된다.

그리고, 상기 코일(32)에 동작전원이 공급되어 전자기력이 생성되면 본체(10)의 내벽과 이동자(20)의 외벽 사이의 간격이 좁혀져 이격된 본체(10)의 지지 가이드(13a)와 이동자(20)의 이동 가이드(21)는 상호 급속하게 밀착 지지되는데, 이러한 과정에 이동자(20)의 이동 가이드(21)와 본체(10)에 형성된 지지 가이드(13a)의 물리적인 충돌이 발생되어서 작동 소음이 유발되는 것이다.

이를 해소하고자, 본 발명에서는 상기 가이드 구조를 개량하여 이동자(20)의 이동 가이드(21)는 본체(10)의 지지 가이드(13a)에 항시 탄력적인 지지 상태를 유지하도록 구성함으로써, 상기 단계적인 전자기력의 생성 유무에 따른 이동자(20)의 외벽과 본체(10)의 내벽 사이의 간격 변화시 발생되는 이동 가이드(21)와 지지 가이드(13a) 사이의 물리적 충돌 발생이 예방되도록 한다.

이를 상술하자면, 본 실시예에서는 도 9 내지 도 13에서 보는 바와 같이 상기 지지 가이드(13a)를 일단은 본체(10)의 내벽에 고정되어 고정단부(13a-a)를 형성하고 타단은 본체(10)의 내벽에서 이격되어 자유단부(13a-b)를 형성한 판상 지지 스프링형으로 구성한다.

즉, 상기 지지 가이드의 자유단부(13a-b)는 본체(10)의 내벽에서 이격되어 자유 변형이 가능한 자유단을 형성하도록 한다.

이때, 상기 지지 가이드(13a)의 자유단부(13a-a)는 본체(10)의 내벽과 이격된 상태를 형성하므로 외부 간섭에 의한 탄성 변형이 가능하고, 또 지지 가이드(13a)의 자유단부(13a-b)와 본체(10)의 내벽 사이에는 자유단부(13a-b)의 탄성 변형공간인 공간부(13b)가 형성된다.

그리고, 상기 공간부(13b)에는 도 11 내지 도 13과 같이 실리콘이나 고무, 젤 등의 탄성 충진물(13c)을 충진시켜, 상기 지지 가이드(13a)의 탄지력이 탄성 충진물(13c)에 의해 보강 지지되도록 구성한다.

또한, 상기 지지 가이드(13a)에 형성된 자유단부(13a-b)의 지지폭 및 높이는 광축을 따라 이동하는 이동 가이드(21)의 이동 범위보다 크도록 구성되어, 광축(CL)과 평행하여 이동하는 이동 가이드(21)는 지지 가이드(13a)의 자유단부(13a-b)에 전체 면적이 항시 지지되도록 한다.

따라서, 상기 판상 지지 스프링형의 지지 가이드(13a)는 자유단부(13a-b)를 통해 이동자(20)의 외벽에 형성된 이동 가이드(21)를 탄력적으로 지지하므로, 지지 가이드(13a)의 탄력적인 형상 변형에 의해 도 12와 같이 전자기력에 의해 본체의 내벽과 이동자의 외벽 사이의 간격이 좁혀지거나, 도 13과 같이 본체(10)와 이동자(20) 사이의 간격이 넓어지더라도 이동 가이드(20)는 지지 가이드(13a)의 자유단부(13a-b)에 항시 안정된 밀착 상태를 형성하게 된다.

그리하여, 본 발명은 판상 지지 스프링형의 지지 가이드(13a)를 포함하는 가이드 구조에 의해 이동자(20)의 이동 가이드(21)와 지지 가이드(13a) 사이에 발생되는 충돌이 예방되고, 결과적으로 이들의 충돌에 따른 작동 소음의 발생이 예방된다.

그리고, 본 발명에 따른 가이드 구조는 그 특성상 지지 가이드(13a)의 자유단부(13a-b)와 이동 가이드(21)가 항시 밀착된 상태를 형성하므로, 지지 가이드(13a)에 의한 이동 가이드(21)의 안정된 밀착 및 밀폐가 가능하다.

이를 이용하여, 본 발명에서는 상기 가이드 구조에 간소화된 윤활 구조를 부가하여, 이동 가이드(21)와 지지 가이드(13a) 사이의 마찰 발생을 최소화시킴으로써, 이동자(20)의 안정된 이동이 가능하도록 한다.

이를 상술하자면, 본 실시예에서는 도 10에서 보는 바와 같이 상기 지지 가이드(13a)의 자유단부(13a-b)에 탄력적으로 밀착되는 이동 가이드(21)에 그리이스 충진홈(21a)을 형성하고, 상기 그리이스 충진홈(21a)에 그리이스를 충진한다.

이때, 상기 그리이스 충진홈(21a)은 지지 가이드(13a)의 자유단부(13a-b) 표면에 항시 밀착된 상태를 형성하는 관계로, 상기 이동자(20)의 변위 이동에 의해 이동 가이드(21)의 그리이스 충진홈(21a)에 주입된 그리이스는 외부 누설없이 지지 가이드(13a)의 자유단부(13a-b)에만 균일하게 도포되어서, 이동 가이드(21)와 지지 가이드(13a) 사이의 안정된 윤활을 도모한다.

그리하여, 상기 윤활구조에 의해 이동 가이드(21)와 지지 가이드(13a) 사이의 마찰 발생을 최소화되어, 이동자(20)의 보다 부드러운 이동동작이 구현될 수 있다.

이와 더불어, 소음 발생의 또 다른 원인으로 반복적으로 생성 및 소실되는 전자기력에 의해서 코일, 또는 영구자석을 고정한 본체의 내벽에는 순간 작용력이 발생되고, 이러한 순간 작용력이 본체(10)에 직접적으로 전달되어 본체(10)의 진동에 의한 소음을 발생시키게 된다.

그리고, 본 발명에서는 상기 엑츄에이터부(30)에서 반복적으로 생성되는 순간 작용력이 본체(10)로 전달되는 것을 간편하게 억제함으로써, 엑츄에이터부(30)에 전달된 순간 작용력에 의한 본체(10)가 진동하여 순간 소음을 발생하는 것을 예방하고 있다.

즉, 본 발명에서는 본체(10)의 수용공간(11) 내벽에 이동자(20)의 이동동작 과정에 엑츄에이터부(30)의 영구자석(31)이나 코일(32)을 통해 본체(10)에 전달되는 순간 작용력을 완충 내지 소진하는 전용의 구조를 형성하여, 단계적인 이동자(20)의 변위 이동 및 정지동작 과정에 엑츄에이터부(30)에서 생성 및 전달되는 순간 작용력에 의한 본체(10)의 소음 발생이 예방되도록 한다.

이를 상술하자면, 본 실시예에서는 도 1 내지 8 및 도 11과 14에서 보는 바와 같이 상기 본체(10)의 수용공간(11) 내벽에 완충 댐퍼층(40)을 형성하고, 상기 완충 댐퍼층(40)에 엑츄에이터부(30)를 구성하는 영구자석(31)이나 코일(32)을 고정한다.

상기 본체(10)와 엑츄에이터부(30) 사이에 개재되어 이들 사이의 완충을 도모하는 완충 댐퍼층(40)은, 고무, 우레탄, 부직포, 실리콘 등의 자체적인 신축을 통해 순간 작용력을 완화 내지 소진하는 신축성 재질로 구성되며, 본체(10)의 수용공간 내벽에 코팅을 통해 형성될 수도 있고 접착을 통해 형성될 수도 있다.

그리고, 본 실시예에서는 표면에 접착제(42a, 42b)가 도포된 고무재질의 완충 패드(41)를 본체(10)의 수용공간(11) 내벽에 접착시켜, 본체(10)의 내벽에 완충 패드(41)로 이루어진 완충 댐퍼층(40)을 형성하고 있다.

상기 완충 패드(41)는, 도 14와 같이 양면에 각각 접착제(41a, 41b)가 각각 도포된 형태로 이루어져, 완충 패드(41)는 일면에 도포된 접착제(41a)를 통해 본체(10)의 수용공간(11) 내벽에 접착되고, 이면에 도포된 접착제(41b)를 통해 본체(10)의 수용공간(11) 내벽에 고정되는 엑츄에이터부(30)의 영구자석(31)이나 코일(32)을 접착시켜 고정하게 된다.

이와 같이 본체(10)의 수용공간(11) 내벽과 엑츄에이터부(30) 사이에 개재되는 완충 댐퍼층(40)이 접착을 통해 형성하면, 복잡한 처리과정이나 기존 금형이나 설계 변경 없이 기존 제품에 적용이 가능하다.

이와 같이 엑츄에이터부(30)를 구성하는 영구자석(31)이나 코일(32)을 본체(10)의 수용공간(11) 내벽에 직접 고정되지 아니하고, 본체(10)의 수용공간(11) 내벽과 엑츄에이터부(30)를 구성하는 영구자석(31)이나 코일(32) 사이에 완충 댐퍼층(40)을 개재시켜 고정하면, 신축성 재질로 이루어진 완충 댐퍼층(40)에 의해 영구자석(31)이나 코일(32)은 탄력적인 고정상태를 형성한다.

따라서, 도 3과 도 5와 같이 펄스 폭 변조(Pulse Width Modullation, PWM )방식, 펄스 밀도 변조 방식(Pulse Number Modulation, PNM) 등의 펄스 변조 방식 등에 의해 코일(32)에 동작전원이 반복적으로 공급 및 차단되어 엑츄에이터부(30)에 순간 작용력이 반복적으로 발생되더라도, 상기 순간 작용력은 본체(10)에 전달되지 아니하고 완충 댐퍼층(40)에 의해 완화 및 소진되므로 엑츄에이터부(30)에서 생성된 순간 작용력에 의한 본체(10)의 소음발생이 억제될 수 있다.

한편, 이상 도면과 명세서상의 기재 내용을 통해 본 발명의 사상과 내용을 상세히 설명하였고 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허 청구범위에 기재된 본 발명을 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다.

따라서, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이고, 또한 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상이나 필수적 특징에 의해 정해져야 할 것이다.

1, 1'. 카메라 모듈용 엑츄에이터
10. 본체 11. 수용공간
12. 커버 12a. 입사공
13. 자성 브라켓 13a. 지지 가이드
13a-a. 고정단부 13a-b. 자유단부
13b. 공간부 13c. 탄성 충진물
14. 외벽 브라켓
20. 이동자 21. 이동 가이드
21a. 그리이스 충진홈
30. 엑츄에이터 31. 영구자석
32. 코일 33. 자성 스토퍼
40. 완충 댐퍼층 41. 완충 패드
42a. 접착제 42b. 접착제

Claims

수용공간이 형성된 본체와; 상기 본체에 형성된 수용공간 내에 수용되며 렌즈가 탑재된 하나 이상의 이동자; 및 상기 본체의 내벽과 이와 마주하는 이동자의 외벽 사이에 배치되어 전자기력을 통해 이동자를 광축을 따라 변위 이동시키는 엑츄에이터부를 포함하여 구성된 카메라 모듈용 엑츄에이터에 있어서,
상기 본체의 내벽에는 광축과 평행하는 지지 가이드가 형성되고, 이와 마주하는 이동자의 외벽에는 광축과 평행하며 지지 가이드에 지지되는 이동 가이드가 형성되는 한편, 상기 지지 가이드는 일단은 본체의 내벽에 고정되어 고정단부를 형성하고 타단은 본체의 내벽에서 이격되어 자유단부를 형성한 판상 지지 스프링형으로 구성되어,
상기 전자기력의 생성 유무에 따라 이동자의 외벽과 본체의 내벽 사이의 간격 변화시, 상기 지지 가이드는 자유단을 형성한 자유단부의 탄성 변형을 통해 이동자의 외벽에 형성된 이동 가이드를 탄력적으로 지지하여, 이동자의 이동 가이드와 지지 가이드 사이의 충돌발생을 예방하여서 작동 소음이 저감되도록 구성한 것을 특징으로 하는 개량된 가이드 구조를 갖는 소음 저감형 카메라 모듈용 엑츄에이터.
제 1항에 있어서, 상기 판상 지지 스프링형의 지지 가이드는 본체의 내벽 양측 모서리부에 각각 형성되고, 상기 지지 가이드에 탄지되는 이동 가이드는 이동자의 외벽 양측 모서리부에 각각 형성되어,
상기 지지 가이드와 이동 가이드의 탄력적인 지지를 통해 이동자의 양측 외벽 모서리부는 본체의 내벽 양측 모서리부에 각각 탄력적으로 지지되도록 구성한 것을 특징으로 하는 개량된 가이드 구조를 갖는 소음 저감형 카메라 모듈용 엑츄에이터.
제 1항에 있어서, 상기 지지 가이드의 자유단부에 탄력적으로 밀착된 이동 가이드에는 그리이스가 충진되는 그리이스 충진홈이 형성되어, 상기 이동자의 변위 이동에 의해 그리이스 충진홈에 충진된 그리이스는 지지 가이드의 자유단부 표면에 도포되어서,
상기 탄력적으로 지지된 이동 가이드와 지지 가이드 사이의 안정된 윤활이 도모되도록 구성한 것을 특징으로 하는 개량된 가이드 구조를 갖는 소음 저감형 카메라 모듈용 엑츄에이터.
제 1항에 있어서, 상기 지지 가이드의 자유단부와 본체의 내벽 사이에는 지지 가이드의 형상 변형공간이 간극부가 형성되고 상기 간극부에는 탄성 충진물이 충진되어서,
상기 지지 가이드의 탄지력이 탄성 충진물에 의해 보강되도록 구성한 것을 특징으로 하는 개량된 가이드 구조를 갖는 소음 저감형 카메라 모듈용 엑츄에이터.
제 1항에 있어서, 상기 본체의 내벽에는 본체 내에 외부 자계가 유입되는 현상을 차단하고, 또 외부로 누설되는 영구자석의 영구자계를 코일에 지향시켜서, 전자력을 생성하는 코일이나 자성 스토퍼에 보다 강력한 세기의 영구자계가 도달하는 기능을 수행하는 자성 브라켓이 배치되고,
상기 자성 브라켓의 양단부에는 판상 지지 스프링형의 지지 가이드가 형성되어, 본체의 내벽 양측 모서리부에 지지 가이드를 각각 형성하도록 구성한 것을 특징으로 하는 개량된 가이드 구조를 갖는 소음 저감형 카메라 모듈용 엑츄에이터.
제 1항에 있어서, 상기 본체의 내벽에는 완충 패드가 형성되고 상기 완충 패드에 엑츄에이터부를 구성하는 영구자석, 또는 코일이 설치되어,
상기 영구자석과 코일 사이에 반복적으로 생성된 순간 작용력이 본체에 전달되지 아니하고 완충패드에 의해 완화 내지 소진되도록 구성한 것을 특징으로 하는 개량된 가이드 구조를 갖는 소음 저감형 카메라 모듈용 엑츄에이터.
제 1항에 있어서, 상기 엑츄에이터부는 동작전원의 공급에 따라 전자계를 발생하는 코일과, 코일에서 발생된 전자계와 전자기력을 생성하는 영구자계를 발생하는 영구자석을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 개량된 가이드 구조를 갖는 소음 저감형 카메라 모듈용 엑츄에이터.
제 1항에 있어서, 상기 완층 댐퍼층은 고무, 우레탄 등의 신축성 재질로 제작된 완충 패드를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 개량된 가이드 구조를 갖는 소음 저감형 카메라 모듈용 엑츄에이터.