KR20200043056A - 다극 마그네트 구조가 장착된 액추에이터 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 다극 마그네트 구조가 장착된 액추에이터는 렌즈가 탑재되며 광축 방향으로 선형 이동하는 캐리어; 상기 캐리어를 수용하는 하우징; 상기 하우징에 구비되며 상기 광축 방향을 기준으로 상하로 배치되는 n(n은 2이상의 자연수)개의 코일로 이루어지는 코일부; 및 상기 캐리어에 장착되며 상기 코일부와 대면하되, 상기 코일부와 대면하는 방향의 자극이 n+1개의 자극으로 이루어지는 마그네트를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

다극 마그네트 구조가 장착된 액추에이터{ACTUATOR MOUNTED WITH STRUCTURE OF MULTI MAGNETIC POLE MAGNET}
본 발명은 렌즈를 구동시키는 액추에이터에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 렌즈가 구비된 캐리어에 다극 마그네트 구조가 장착된 액추에이터에 관한 것이다.
하드웨어 기술의 발전, 사용자 환경 등의 변화에 따라 휴대 단말기(모바일 단말기) 등에는 통신을 위한 기본적인 기능 이외에 다양하고 복합적인 기능이 통합적으로 구현되고 있다.
그 대표적인 예로 오토포커스(AF, Auto Focus), 손떨림 보정(OIS, Optical Image Stabilization) 등의 기능이 구현된 카메라 모듈을 들 수 있으며, 근래에는 인증이나 보안 등을 위한 음성 인식, 지문 인식, 홍채 인식 기능 등도 휴대 단말기에 탑재되고 있다.
또한 최근에는 줌인(Zoom-in) 및 줌아웃(Zoom-out) 기능 등을 통하여 초점 거리를 다양하게 조정하여 피사체의 크기 등을 다양하게 가변시킬 수 있는 줌렌즈의 장착도 시도되고 있다.
줌렌즈를 통과한 피사체의 광(Light)은 다른 렌즈와 같이 CCD(Charged-coupled Device), CMOS(Complementary Metal-oxide Semiconductor)와 같은 촬상소자로 유입된 후 후속 프로세싱을 통하여 이미지 데이터로 생성된다.
줌렌즈의 경우, 통상적으로 광이 유입되는 방향인 광축 방향으로 복수 개 렌즈 또는 렌즈군들이 동축에 배열되는 구조를 가지고 있으므로 일반 렌즈보다 광축 방향으로 그 길이가 연장되는 특성을 가지며 또한, 초점 거리의 다양한 조정을 위하여 광축 방향을 기준으로 이동하는 이동 변위가 상대적으로 크다는 특성을 가진다.
줌렌즈의 경우 렌즈 자체의 중량과 부피가 크고 이동하는 변위(스트로크(STROKE)라고도 지칭된다)가 크므로 도 1 (A)와 같이 구동 효율성을 높이기 위하여 이동체인 캐리어(30)(렌즈 탑재)에 복수 개의 마그네트(20)를 장착하고, 캐리어(30)에 상응하는 고정체인 하우징 등에 복수 개의 마그네트(20-1, 20-2)와 각각 대면하는 복수 개의 코일(10)을 장착한 후, 이들 사이에 발생된 자기력에 의하여 캐리어(30)가 이동하도록 구성될 수 있으며, 이 경우 구동력이 상하 방향에서 분산되고 구동력이 커진다는 장점을 가진다고 할 수 있다.
한편, 도 1(a)와 같이 코일(10)과 마그네트(20)의 위치 관계에서 볼 때, 코일(10)의 영역 중, 광축 방향(Z)과 나란한 방향의 영역(S)에서는 마그네트(20)의 자기력과 직교(orthogonal)되는 자기력이 발생하므로 캐리어(30)를 이동시키는 구동력이 발생되지 않고 광축 방향(Z)과 수직을 이루는 영역(P)에서 구동력이 발생한다.
종래와 같이 복수 개의 마그네트(20)가 구비되는 실시형태의 경우, 도 1(b)에 도시된 바와 같이 캐리어(30)의 이동 변위가 크지 않을 때에는 코일(10)의 P영역이 마그네트(20)의 해당 자극에 대면하므로 구동력이 작용할 수 있다. 그러나 도 1(c)와 같이 캐리어(30)의 이동 변위가 커지는 경우 코일(10)의 P영역이 마그네트(20)의 해당 자극 범위를 벗어가게 되므로 이동 변위(stroke)가 큰 줌 구동에는 적합하지 못하다는 문제가 발생하게 된다.
이러한 문제를 해소하기 위하여 부득이 코일(10) 사이의 간격(D1)과 마그네트 사이의 간격(D2)을 충분히 이격시키고 나아가 상당히 큰 사이즈의 마그네트(20)를 캐리어(30)에 장착해야 한다.
그러므로 이와 같은 종래기술에 의하는 경우, 마그네트(20)와 코일(10)의 공간 확보가 그만큼 커져야 하므로 액추에이터 자체의 부피가 커지게 되고 캐리어의 중량이 커짐에 따라 구동 효율성이 저하되며, 나아가 복수 개의 마그네트를 적절한 이격 거리를 두고 배치하여야 하므로 조립 공정의 효율성 또한, 낮다고 할 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 배경에서 상술된 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 마그네트의 자극 구조를 개선시킴으로써, 캐리어의 이동 거리가 커지더라도 코일과 마그네트의 상호 대면이 유지될 수 있도록 하여 캐리어의 구동 효율성을 더욱 향상시킬 수 있는 액추에이터를 구현하는데 그 목적이 있다
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 아래의 설명에 의하여 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의하여 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타난 구성과 그 구성의 조합에 의하여 실현될 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다극 마그네트 구조가 장착된 액추에이터는 렌즈가 탑재되며 광축 방향으로 선형 이동하는 캐리어; 상기 캐리어를 수용하는 하우징; 상기 하우징에 구비되며 상기 광축 방향을 기준으로 상하로 배치되는 n(n은 2이상의 자연수)개의 코일로 구성되는 코일부; 및 상기 캐리어에 장착되며 상기 코일부와 대면하되, 상기 코일부과 대면하는 방향의 자극이 n+1개의 자극으로 이루어지는 마그네트를 포함하는 구성될 수 있다.
바람직하게, 본 발명의 상기 n개의 코일은 상위 코일 및 하위 코일 2개로 이루어질 수 있으며, 이 경우 본 발명의 상기 마그네트는 3극으로 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명의 상기 마그네트는 가운데 부분에 위치하며 N극 또는 S극 중 하나로 이루어지는 공통자극; 및 상기 공통자극과 반대 자극을 가지며 상기 광축 방향을 기준으로 상기 공통 자극의 상부 및 하부에 각각 위치하는 상부자극 및 하부자극을 포함하여 구성될 수 있다.
나아가 본 발명의 상기 마그네트의 공통자극은 상기 상위 코일의 하부 파트 및 하위 코일의 상부 파트와 함께 대면하고, 상기 마그네트의 상부자극은 상기 상위 코일의 상부 파트와 대면하며, 상기 마그네트의 하부자극은 상기 하위 코일의 하부 파트와 대면하도록 구성되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 상기 공통자극의 상기 광축 방향을 기준으로 한 길이는 상기 상부자극 및 하부자극의 상기 광축 방향을 기준으로 한 길이보다 더 길도록 구성될 수 있다.
바람직하게, 본 발명의 상기 상위 코일과 하위 코일은 인가되는 전원의 방향이 서로 반대 방향이 되도록 구성될 수 있으며 본 발명의 상기 마그네트는 6극 착자로 이루어질 수 있다.
나아가 본 발명은 외부로부터 입사되는 피사체의 빛을 상기 광축 방향으로 반사시키는 광학계 모듈을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 상기 n개의 코일은 상기 광축 방향과 수직한 방향의 상부 파트 및 하부 파트를 포함하는 트랙 형상으로 이루어지며, 이 경우 상기 n개의 코일에서 인접한 2개의 코일 중 상기 광축 방향을 기준으로 상위에 위치하는 상위 코일의 하부 파트와 상기 상위 코일보다 하위에 위치하는 하위 코일의 상부 파트는 상기 마그네트의 n+1개의 자극 중 동일한 자극과 대면하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 의할 때, 마그네트와 코일 사이의 구동력을 증진시킬 수 있고 이와 동시에 캐리어에 장착되는 마그네트를 단일 개수로 구현할 수 있어 공정 효율성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 의하는 경우, 복수 개 코일과 대면하는 마그네트의 자극을 3극 구조로 개선시키고 가운데 공통 전극의 광축 방향 길이를 다른 전극보다 상대적으로 길게 구성함으로써, 줌 구동과 같이 캐리어의 이동이 커지는 구동에도 최적화될 수 있다.
또한, 코일과 마그네트의 상응 구조를 더욱 간단히 구현할 수 있어 액추에이터의 설계 및 공간 배치 활용도 등을 더욱 높일 수 있음은 물론, 종래와 같은 복수 개 마그네트 사이의 확장된 이격 공간을 필요로 하지 않으므로 마그네트의 크기를 전체적으로 다운 사이징할 수 있어 액추에이터 자체의 소형화를 더욱 효과적으로 구현할 수 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술 사상을 더욱 효과적으로 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 이러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 종래 복수 개 마그네트에 의한 줌 구동을 위한 설명하는 도면,
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 액추에이터의 전체적인 구성을 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 액추에이터의 상세 구성을 도시한 분해 결합도,
도 4는 도 3에 도시된 본 발명의 코일과 마그네트의 배치를 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 코일과 마그네트 사이의 관계를 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 마그네트의 구성을 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 다극 마그네트 구조가 장착된 액추에이터(100)(이하 ‘액추에이터’라 지칭한다)의 전체적인 구성을 도시한 도면이다.
본 발명의 액추에이터(100)는 자체로서 단일의 장치로 구현될 수 있음은 물론이며, 도 2에 도시된 바와 같이 광학계 모듈(200)과 결합된 형태인 통합 액추에이터(1000)로도 구현될 수 있다.
본 발명의 액추에이터(100)는 렌즈(50)가 탑재되는 캐리어(110, 도 3 등 참조)를 광축 방향으로 선형 이동시켜 자동초점(AF, Auto Focus)이나 줌(Zoom)을 구현할 수 있다.
본 발명은 줌 구동과 같이 스트로크가 큰 경우에 주로 적용되므로 이하 설명에서는 줌 구동을 기본적인 실시예로 설명하기는 하나 실시형태에 따라서 AF 등을 포함한 다른 실시예에도 적용될 수 있음은 물론이다.
광학계 모듈(200)은 피사체의 빛(LIGHT) 경로(Z1)를 렌즈 방향의 경로(Z)로 반사 내지 굴절시키는 기능을 수행한다. 이와 같이 광축 방향(Z)으로 반사 내지 굴절된 빛은 캐리어에 구비된 렌즈(50)를 거쳐 CMOS, CCD 등과 같은 촬상소자(미도시)로 유입된다.
빛의 경로를 변경시키는 광학계 모듈(200)은 미러(mirror) 또는 프리즘(prism) 중 선택된 하나 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있는 광학계(210)를 포함한다. 이 광학계(210)는 외계에서 유입되는 빛을 광축 방향으로 변경시킬 수 있는 다양한 부재에 의하여 구현될 수 있으나, 광학적 성능을 향상시키기 위하여 유리(glass) 재질로 구현하는 것이 바람직하다.
광학계 모듈(200)이 함께 포함되는 본 발명의 통합 액추에이터(1000)는 빛의 경로를 굴절시켜 빛이 렌즈(50) 방향으로 유입되도록 구성되므로 렌즈 자체를 휴대 단말의 두께 방향으로 설치하지 않고 길이 방향으로 설치할 수 있어 휴대 단말의 두께를 증가시키지 않아 휴대 단말의 소형화 내지 슬림화 등에 최적화될 수 있다.
실시형태에 따라서, 광학계(210)는 마그네트 및 코일과 같은 자기력을 발생시키는 구동수단 등에 의하여 회전 이동되도록 구성될 수도 있다. 이와 같이 광학계(210)가 YZ 평면을 기준으로 시계 방향 또는 반시계 방향으로 이동 또는 회전 이동하면, 광학계(210)를 통하여 반사(굴절)되는 피사체의 빛이 +Y 방향 또는 -Y 방향으로 이동하여 촬상소자 또는 렌즈로 입사하게 되므로 이러한 메커니즘 구동을 통하여 손떨림에 대한 Y축 방향 보정이 구현될 수 있다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 액추에이터(100)의 상세 구성을 도시한 분해 결합도이다. 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 액추에이터(100)는 케이스(101), 렌즈(50), 캐리어(110) 및 하우징(120)을 포함하여 구성된다.
본 발명의 캐리어(110)는 광축(Z) 방향으로 선형 이동하는 구성으로서 캐리어(110)에는 렌즈(50)가 탑재되므로 캐리어(110)의 이러한 선형 이동에 의하여 탑재된 렌즈(50) 또한, 그 이동을 같이하여 광축 방향으로 선형 이동하게 된다.
하우징(120)은 캐리어(110)를 수용하는 공간을 제공하는데, 캐리어(110)가 이동하는 객체라면 이에 상응하는 측면에서 상기 하우징(120)은 고정체에 해당한다. 잘 알려진 바와 같이 이동 객체인 캐리어(110)에는 마그네트(130)가 구비되며, 고정체에 해당하는 하우징(120) 또는 그에 준하는 고정체에는 상기 마그네트(130)와 대면하도록 코일부(140)가 구비된다.
본 발명의 캐리어(110)는 마그네트(130)와 코일부(140) 사이의 자기력에 의하여 이동하는 객체이며, 마그네트(130)와 코일부(140) 사이의 자기력은 상호적인 관계를 이루므로 실시형태에 따라서 이동 객체인 캐리어(110)에 코일부(140)가 구비되고 고정체인 하우징(120) 등에 마그네트(130)가 구비될 수도 있음은 물론이다.
그러나 구조 설계, 배선 라인 등의 효율성을 높이기 위하여 이동 객체인 캐리어(110)에 마그네트(130)가 구비되도록 하고 코일부(140)는 회로기판(150)에 실장되는 형태로 고정체인 하우징(120)에 구비되도록 구성하는 것이 바람직하다.
본 발명의 캐리어(110)와 하우징(120) 사이에는 복수 개의 볼(170)이 구비될 수 있는데, 이와 같이 복수 개의 볼(170)이 캐리어(110)와 하우징(120) 사이에 배치됨으로써, 캐리어(110)는 볼의 이동(moving), 구름(rolling) 및 점접촉(point-contact) 등에 의한 최소화된 마찰력으로 하우징(120)을 기준으로 이동하게 되므로 소음의 감소는 물론, 구동력을 최소화시키고 구동 정밀성이 향상될 수 있다.
하우징(120)과 캐리어(110) 사이의 이격을 적절한 거리만큼 유지시키고 캐리어(110)의 선형 이동이 더욱 효과적으로 가이딩되도록 하기 위하여 도 3에 도시된 바와 같이 볼(170)은 캐리어(110) 또는 하우징(120) 중 하나 이상에 형성되는 가이드레일(111, 121)에 일정 부분이 수용되는 형태로 구비되는 것이 바람직하다.
도면에는 가이드레일(111, 121)이 Z축 방향(광축 방향)으로 홈부가 연장된 형태로 도시되어 있으나 이는 하나의 실시예일 뿐, 볼(170)의 이탈을 방지하거나 볼(170)의 이동을 가이딩하기 위한 다양한 형상으로 구현될 수 있음은 물론이다.
또한, 구동력과 선형 이동의 효율성을 높이기 위하여 캐리어(110)에 구비된 가이드레일인 제1가이드레일(111) 중 일부와 하우징(120)에 구비된 가이드레일인 제2가이드레일(121) 중 일부는 그 단면이 V자 형태의 레일로 구성되고 다른 가이드레일은 그 단면이 U자 형태의 레일로 구성될 수 있다.
본 발명의 요크(160)는 볼(170)을 사이에 두고 상기 마그네트(130)와 대면하도록 배치되는 구성으로서, 캐리어(110)에 구비된 마그네트(130)에 인력을 발생시켜 마그네트(130)가 구비된 캐리어(110)가 하우징(120)으로부터 이탈되지 않도록 하고 캐리어(110)와 볼(170)과의 점접촉 등은 물론, 하우징(120)과 볼(170)와의 점접촉 등이 효과적으로 유지될 수 있도록 한다.
캐리어(110)의 광축 방향 이동이 더욱 정밀하게 구현될 수 있도록 캐리어(110)의 위치, 구체적으로 캐리어(110)에 구비된 마그네트(130) 또는 센싱용 마그네트(미도시) 위치를 홀효과(hall effect)를 이용하여 감지하는 홀센서 또는 홀센서가 내장된 구동 드라이버(102)가 더 구비될 수 있다.
구동 드라이버(102)는 홀센서가 출력하는 신호와 코일부(140)에 인가되는 전원의 특성(크기 및 방향)을 함께 피드백 제어로 활용하여 더욱 정밀하게 캐리어(110) 즉, 캐리어(110)에 탑재된 렌즈(50)의 위치를 제어할 수 있다.
본 발명에 의한 코일부(140)는 도 3에 도시된 바와 같이 광축 방향을 기준으로 상하로 배치되는 n(n은 2 이상의 자연수)의 코일(140-1, 140-2)로 이루어진다.
이와 상응하는 관점에서 본 발명에 의한 마그네트(130)는 이하 도면에서 설명되는 바와 같이 코일부(140)와 대면하는 방향의 자극이 n+1개의 자극으로 이루어지도록 구성된다.
이하에서는 도 4 등을 참조하여 n개로 이루어지는 코일부(140)와 n+1개의 자극으로 이루어지는 마그네트(130) 사이의 관계에 대해서 상세히 설명하도록 한다.
도 4는 도 3에 도시된 본 발명의 코일부(140)와 마그네트(130)의 배치를 도시한 도면이며, 도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 코일부(140)와 마그네트(130) 사이의 관계를 도시한 도면이다.
도 4 등에는 코일부(140)가 2(n=2)개의 코일로 이루어지고, 코일부(140)와 대면하는 마그네트(130)의 자극이 3(2+1)개로 이루어지는 실시예가 도시되어 있다.
코일부(140)을 구성하는 코일(140-1, 140-2)은 권선되는 형태로 이루어지므로 그 형상이 소위 트랙 형상을 이루는데, 앞서 기술된 바와 같이 마그네트(130)와의 관계에서 광축 방향과 수직한 방향을 가지는 영역에서 구동력이 발생한다.
이하 설명에서 코일(140-1, 140-2)의 트랙 형상 중 광축 방향과 수직한 방향을 이루는 두 영역 중 상부(광축 방향 기준) 영역을 상부 파트(U, 도 5참조)라고 지칭하며, 하부 영역을 하부 파트(B, 도 5참조)라 지칭한다.
또한, 코일부(140) 중 도 4를 기준으로 상위에 위치한 코일을 상위코일(140-1)로, 하위에 위치한 코일을 하위코일(140-2)로 지칭한다.
본 발명의 마그네트(130)는 코일부(140), 구체적으로 상위코일(140-1) 및 하위코일(140-2) 전체와 대면하도록 배치되며 도 4에 도시된 바와 같이 코일부(140)와 대면하는 면부에 3개의 자극을 가지도록 구성된다.
구체적으로 본 발명의 마그네트(130)는, 가운데 부분에 위치하며 N극 또는 S극 중 하나로 이루어지는 공통자극(130-1), 광축 방향을 기준으로 공통자극(130-1)의 상부에 위치하는 상부자극(130-2) 및 공통자극(130-1)의 하부에 위치하는 하부자극(130-3)으로 이루어진다.
본 발명의 상부자극(130-2)과 하부자극(130-3)은 동일한 자극을 가지며 공통자극(130-1)의 자극과 반대되는 자극을 가진다.
도 5에 도시된 바와 같이 상위코일(140-1)의 하부 파트(B) 및 하위코일(140-2)의 상부 파트(U)는 마그네트(130)의 공통자극(130-1)에 함께 대면하도록 구성되며, 상위코일(140-1)의 상부 파트(U)는 상부자극(130-2)과 대면하며, 하위코일(140-2)의 하부 파트(B)는 하부자극(130-3)과 대면하도록 배치된다.
즉, n개의 코일에서 인접한 2개의 코일 중 광축 방향을 기준으로 상위에 위치하는 상위 코일의 하부 파트와 상기 상위 코일보다 하위에 위치하는 하위 코일의 상부 파트는 상기 마그네트의 n+1개의 자극 중 동일한 자극과 동시에 대면하도록 배치된다.
코일의 개수 및 마그네트의 자극 수가 증가하는 경우 위에서 기술된 내용에 의하여 코일과 마그네트의 자극이 광축 방향을 기준으로 상하로 나열되는 형상을 가진다.
예를 들어, 코일의 개수가 3(n=3)개인 경우, 마그네트(130)의 자극 수는 4개가 되며, 최상위 코일(광축 기준 첫 번째 코일)의 상부 파트는 마그네트(130)의 최상위 자극(예를 들어, N극)과 대면하며, 최상위 코일의 하부 파트는 가운데 코일(두 번째 코일)의 상부 파트와 함께 마그네트(130)의 2번째 공통자극(예를 들어, S극)에 대면하도록 배치된다.
이러한 배치 순서에 따라, 가운데 코일(두 번째 코일)의 하부 파트는 최하위 코일(세 번째 코일)의 상부 파트와 함께 마그네트(130)의 3번째 공통자극(예를 들어, N극)에 대면하며, 마지막으로 최하위 코일(세 번째 코일)의 하부 파트는 마그네트(130)의 4번째 자극(예를 들어, S극)에 대면하도록 배치된다.
n개의 코일에서 인접한 2개의 코일 중 광축 방향을 기준으로 상위에 위치하는 상위 코일(140-1)과 상기 상위 코일의 하위에 위치하는 하위 코일(140-2)은 그 인가되는 전원의 방향이 서로 반대 방향, 즉, 하나의 코일에 인가되는 전원의 방향이 시계 방향이라면, 나머지 다른 코일에 인가되는 전원의 방향은 반시계 방향이 되도록 구성된다.
앞서 기술된 바와 같이 코일(140)과 마그네트(130)를 구성하는 경우 마그네트(130)를 단일 객체로 구현할 수 있어 액추에이터의 조립 및 제작 공정 등을 더욱 단순화시킬 수 있음은 물론, 도 5에 도시된 바와 같이 캐리어(110)의 이동이 커지더라도 각 마그네트(130)의 자극과 해당하는 코일부(140)의 대면 영역이 지속적으로 유지될 수 있어 구동력이 와해되는 종래의 문제를 효과적으로 극복할 수 있다.
또한, 마그네트(130)를 도 5와 같이 구성하는 경우 액추에이터(100) 자체의 크기와 공간에 따라 적응적으로 그 크기와 배치 등을 설계 변경할 수 있어 액추에이터(100)의 공간 배치 활용 등을 더욱 효과적으로 구현할 수 있음은 물론, 마그네트(130)와 코일(140) 사이에 자기력이 작용하는 영역을 확장할 수 있어 캐리어(110) 이동에 대한 구동력을 증진할 수 있다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 마그네트(130)의 구성을 도시한 도면이다.
도 6(a)에 도시된 바와 같이 마그네트(130)의 공통자극(130-1)는 상위코일(140-1)의 하부 파트(B)와 하위코일(140-2)의 상부 파트(U)와 동시에 대면한다. 그러므로 캐리어(110)가 광축 방향으로 이동하더라도 그 대면하는 영역이 지속될 수 있도록 마그네트(130)의 공통자극(130-1)의 길이(D2)는 마그네트(130)의 상부자극(130-2) 및 하부자극(130-3)의 길이(D1, D3)(광축 방향 기준)보다 길도록 구성하는 것이 바람직하다.
또한, 실시형태에 따라서 서로 다른 크기의 상위코일(140-1) 및 하위코일(140-2)이 적용된다고 하더라도 앞서 기술된 본 발명의 기술 사상이 유지되는 범위 내에서 마그네트(130)의 공통자극(130-1), 상부자극(130-2) 및 하부자극(130-3)의 영역 크기를 가변시킬 수 있다.
앞서 기술된 바와 같이 본 발명에 의하는 경우 종래와 같이 복수 개의 개별 마그네트를 사용할 필요가 없고 개별 마그네트가 상호 충분히 떨어지도록 이격시킬 필요가 없으므로 동일 공간을 기준으로 할 때, 더 큰 자기력을 가지는 마그네트를 적용할 수 있어 구동 효율성을 향상시킬 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이 코일(140)과 대면하는 자극이 3극으로 이루어질 수 있다면 본 발명의 마그네트(130)는 3극 착자로 이루어질 수 있음은 물론, 착자의 효율성을 위하여 6극 착자로 이루어질 수 있음은 물론이다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
상술된 본 발명의 설명에 있어 제1 및 제2, 상부, 하부, 상위, 하위 등과 같은 수식어는 상호 간의 구성요소를 상대적으로 구분하기 위하여 사용되는 도구적 개념의 용어일 뿐이므로, 특정의 순서, 우선순위 등을 나타내기 위하여 사용되는 용어가 아니라고 해석되어야 한다.
본 발명의 설명과 그에 대한 실시예의 도시를 위하여 첨부된 도면 등은 본 발명에 의한 기술 내용을 강조 내지 부각하기 위하여 다소 과장된 형태로 도시될 수 있으나, 앞서 기술된 내용과 도면에 도시된 사항 등을 고려하여 본 기술분야의 통상의 기술자 수준에서 다양한 형태의 변형 적용 예가 가능할 수 있음은 자명하다고 해석되어야 한다.
100 : 액추에이터
101 : 케이스 110 : 캐리어
111 : 제1가이드레일 120 : 하우징
121 : 제2가이드레일 130 : 마그네트
130-1 : 공통자극 130-2 : 상부자극
130-3 : 하부자극 140 : 코일부
140-1 : 상위코일 140-2 : 하위코일
150 : 회로기판 160 : 요크

Claims (9)

  1. 렌즈가 탑재되며 광축 방향으로 선형 이동하는 캐리어;
    상기 캐리어를 수용하는 하우징;
    상기 하우징에 구비되며 상기 광축 방향을 기준으로 상하로 배치되는 n(n은 2이상의 자연수)개의 코일로 구성되는 코일부; 및
    상기 캐리어에 장착되며 상기 코일부와 대면하되, 상기 코일부과 대면하는 방향의 자극이 n+1개의 자극으로 이루어지는 마그네트를 포함하는 것을 특징으로 하는 다극 마그네트 구조가 장착된 액추에이터.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 n개의 코일은,
    상위 코일 및 하위 코일 2개로 이루어지며,
    상기 마그네트는 3극으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다극 마그네트 구조가 장착된 액추에이터.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 마그네트는,
    가운데 부분에 위치하며 N극 또는 S극 중 하나로 이루어지는 공통자극; 및
    상기 공통자극과 반대 자극을 가지며 상기 광축 방향을 기준으로 상기 공통 자극의 상부 및 하부에 각각 위치하는 상부자극 및 하부자극을 포함하는 것을 특징으로 하는 다극 마그네트 구조가 장착된 액추에이터.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 마그네트의 공통자극은,
    상기 상위 코일의 하부 파트 및 하위 코일의 상부 파트와 함께 대면하고,
    상기 마그네트의 상부자극은 상기 상위 코일의 상부 파트와 대면하며, 상기 마그네트의 하부자극은 상기 하위 코일의 하부 파트와 대면하는 것을 특징으로 하는 다극 마그네트 구조가 장착된 액추에이터.
  5. 제 3항에 있어서, 상기 공통자극의 상기 광축 방향을 기준으로 한 길이는,
    상기 상부자극 및 하부자극의 상기 광축 방향을 기준으로 한 길이보다 더 긴 것을 특징으로 하는 다극 마그네트 구조가 장착된 액추에이터.
  6. 제 2항에 있어서, 상기 상위 코일과 하위 코일은,
    인가되는 전원의 방향이 서로 반대 방향인 것을 특징으로 하는 다극 마그네트 구조가 장착된 액추에이터.
  7. 제 2항에 있어서, 상기 마그네트는,
    6극 착자로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다극 마그네트 구조가 장착된 액추에이터.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 n개의 코일은,
    상기 광축 방향과 수직한 방향의 상부 파트 및 하부 파트를 포함하는 트랙 형상으로 이루어지며,
    상기 n개의 코일에서 인접한 2개의 코일 중 상기 광축 방향을 기준으로 상위에 위치하는 상위 코일의 하부 파트와 상기 상위 코일보다 하위에 위치하는 하위 코일의 상부 파트는 상기 마그네트의 n+1개의 자극 중 동일한 자극과 대면하는 것을 특징으로 하는 다극 마그네트 구조가 장착된 액추에이터.
  9. 제 1항에 있어서,
    외부로부터 입사되는 피사체의 빛을 상기 광축 방향으로 반사시키는 광학계 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다극 마그네트 구조가 장착된 액추에이터.
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