KR20200122101A - 카메라 액추에이터의 자동초점 캐리어 및 이를 포함하는 카메라 액추에이터 - Google Patents

Abstract

카메라 액추에이터의 자동초점 캐리어 및 이를 포함하는 카메라 엑츄에이터가 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따른 카메라 엑츄에이터는, 복수의 렌즈들로 구성된 렌즈군을 수용하는 원통 모양의 캐리어부와, 렌즈 배럴의 몸통 외면부 일측에 일체로 형성되는 결합돌부 및 일측에 상기 결합돌부에 대응하여 결합요부가 형성되고 반대편에 마그네트 실장면이 형성된 캐리어 구동부를 포함하며, 결합요부는 결합돌부의 일부 또는 전부를 수용할 수 있도록 구성되고, 결합돌부와 결합요부의 상호 결합으로 캐리어 구동부가 캐리어부 일측에 결합되는 것을 특징으로 한다.

Description

카메라 액추에이터의 자동초점 캐리어 및 이를 포함하는 카메라 액추에이터{Auto Focus carrier of Camera actuator and Camera actuator containing the same}

본 발명은 카메라 액추에이터의 자동초점 캐리어에 관한 것으로, 특히 휴대용 단말기 등에 장착되는 소형 카메라에서 자동초점 조절을 위해 광학계(렌즈 배럴)를 광축 방향으로 이동시키는 카메라 액추에이터의 자동초점 캐리어 및 이를 포함하는 카메라 액추에이터에 관한 것이다.

최근의 스마트 폰과 같은 휴대용 단말기(이하, '모바일' 이라 함)는 그 기술의 고도화에 발맞춰 기존의 단순 전화 기능에서 벗어나, 음악, 영화, TV, 게임 등 다양한 기능을 실행할 수 있는 멀티 컨버젼스로 진화하고 있으며, 멀티 컨버젼스로의 전개를 이끌어 가는 요소 중의 하나가 바로 카메라 렌즈 모듈(Camera Lens Module)이다.

모바일에 탑재되는 카메라 렌즈 모듈은, 사용자 요구에 의한 고화소 및 고기능 중심으로의 최근 트랜드에 부합하기 위해 줌(Zoom) 기능이나 자동초점조절(Auto Focusing) 기능과 같은 다양한 부가 기능을 갖춘 구조로 변화되고 있으며, 줌(Zoom) 기능이나 자동초점조절(Auto Focusing) 기능의 구현을 위해 카메라 렌즈 모듈에는 액추에이터가 탑재된다.

줌 이나 자동초점조절 기능의 구현을 위해 카메라 렌즈 모듈에 탑재되는 액추에이터는 크게, 자기장과 전기장의 상호 작용 원리를 이용한 VCM(Voice Coil Motor) 타입과, 센서가 인식한 위치 값에 기초한 피드백 제어를 통해 렌즈 조립체의 승강 위치를 자동으로 조절하는 엔코딩 타입으로 분류될 수 있다. 이때 VCM과 엔코딩 타입은 제어의 관점에서 명확하게 구분될 수 잇다.

VCM 타입은 엔코딩 타입에 비해 비용 측면에서 유리하지만 구동 정밀도가 상대적으로 떨어지는 단점이 있다. 반면, 엔코딩 타입은 센서와 같은 부품이 요구됨에 따라 제작단가가 상승하는 등 비용 측면에서 불리한 단점은 있으나 센서를 통해 확인된 위치 값에 기반하여 작동되는 메카니즘을 가짐에 따라 구동 정밀도가 매우 높다는 장점이 있다.

하지만 자기장과 전기장의 상호 작용에 따라 발생하는 힘(로렌츠의 힘)을 이용하여 줌이나 자동초점조절을 구현한다는 측면에서 VCM 타입이나 엔코딩 타입의 기본적인 작동 메커니즘은 동일하고 기본 구성도 큰 차이는 없다. 종래 VCM 타입이나 엔코딩 타입 액추에이터는 일반적으로 마그네트를 실장한 가동파트와 코일을 구성한 고정파트로 구성될 수 있다.

이러한 자동초점조절용 액추에이터는, 외부에서 인가된 전류로부터 코일이 발생시키는 전기장과 마그네트의 자기상 사이의 상호 작용에 의해 상기 구동파트에 대하여 가동파트가 광축 방향으로 상대운동을 하고, 구동파트에 대한 가동파트의 상대운동으로 이미지 센서에 대한 가동파트의 이격 거리가 조정됨으로써 줌 기능이나 자동초점조절 기능이 구현된다.

도 1은 카메라 렌즈 모듈에 탑재되는 종래 자동초점조절용 액추에이터의 가동파트를 도시한 사시도이다.

도 1을 참조하면, 가동파트(200)는 렌즈 배럴(210) 및 렌즈 배럴(210)이 탑재되며 일 측면에 마그네트 실장부(224)가 형성된 자동초점 캐리어(Auto Focusing carrier, 이하 'AF 캐리어'라 함, 220)를 포함한다. 렌즈 배럴(210)은 복수의 렌즈들로 구성된 렌즈 군을 수용하고, AF 캐리어(220)의 대략 중앙에는 상기 렌즈 배럴(210)을 수용할 수 있도록 광축 방향으로 뚫린 홀(222)이 형성된다.

렌즈 배럴(210)과 AF 캐리어(220)는 각기 별도의 생산라인에서 제작되고 조립공정에서 하나의 유닛으로 조립된다. 렌즈 배럴(210)과 AF 캐리어(220)는 일반적으로 합성수지(플라스틱)로써 사출성형을 통해 제작된다. 그 중 AF 캐리어(220)는 일반적으로 도면의 예시와 같은 육면체 구조로 제작되되, 대략 중앙부에 렌즈 배럴(210) 탑재를 위한 홀(222)이 형성되도록 제작된다.

홀(222)을 형성하려면 사출 금형 중간에 그 홀에 대응되는 크기로 코어부를 구성해야 한다. 그러나 코어부는 사출성형 과정에서 용융 수지의 유동성을 떨어뜨리는 요인이 된다. 좀 더 구체적으로는, 코어부로 인하여 금형의 성형면 구성이 복잡해 짐에 따라 금형의 캐비티(Cavity) 내 용융 수지의 흐름이 양호하지 못하며, 그로 인해 제품 성형 불량이 발생하는 문제가 있다.

연질의 합성수지를 사용하면 캐비티 내 수지의 양호하지 못한 흐름에 따른 위와 같은 성형 불량을 줄일 수 있다. 그러나 이 경우 재질 선택의 폭이 좁아진다는 문제가 있으며, 연질의 합성수지로 제품을 제작할 경우 전체적인 강성이 떨어지는 단점이 있다. 특히 작은 충격에도 볼 가이드 부분에 볼 찍힘이 쉽게 발생해 액추에이터의 성능이 저하되는 문제가 있다.

또한, 도 1과 같이 육면체 구조로 AF 캐리어를 구성하면, 부피도 크지만 구조적으로 구동부(마그네트가 실장되는 부분, 224)를 기준으로 가동파트(200)의 무게 중심이 상대적으로 멀게 위치함에 따라 그 만큼 큰 구동력(Drive force)이 요구되며, 이를 충족시키기 위해서는 마그네트 및 코일의 크기를 키워야 하기 때문에 제품을 작은 크기로 구현해내기 어렵다는 문제가 있다.

또한, 육면체 구조 AF 캐리어(220)의 경우 자체 부피가 크기 때문에, 한 벌의 금형에서 한 번의 성형으로 생산되는 제품(AF 캐리어)의 수가 많지 않다. 즉 육면체 구조의 AF 캐리어는 제품의 생산성 측면에서 대량 생산에 불리한 단점이 있는 구조이며, 생산성이 떨어지는 만큼 제품 단가가 상승하여 가격 경쟁력을 확보하기 어렵다는 문제가 있다.

한국공개특허 제10-2011-0086935호(공개일 2011.08. 02)

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 제품(카메라 모듈)의 경량화에 유리하고 소형화를 달성할 수 있는 카메라 액추에이터의 자동초점 캐리어 및 이를 포함하는 카메라 액추에이터를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 제품 성형과정에서 성형 불량을 최소화할 수 있고 재질 선택의 폭을 넓힐 수 있는 카메라 액추에이터의 자동초점 캐리어 및 이를 포함하는 카메라 액추에이터를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 생산성을 증대시킬 수 있으며, 이를 통해 제품의 생산 단가를 낮춰 시장에서의 가격 경쟁력을 확보할 수 있는 카메라 액추에이터의 자동초점 캐리어 및 이를 포함하는 카메라 액추에이터를 제공하고자 하는 것이다.

과제의 해결 수단으로서 본 발명의 일 측면에 따르면,

복수의 렌즈들로 구성된 렌즈군을 수용하는 원통 모양의 캐리어부;

상기 캐리어부의 몸통 외면부 일측에 일체로 형성되는 결합돌부; 및

일측에 상기 결합돌부에 대응하여 결합요부가 형성되고 반대편에 마그네트 실장면이 형성된 캐리어 구동부;를 포함하며,

상기 결합요부는 상기 결합돌부의 일부 또는 전부를 수용할 수 있도록 구성되고,

상기 결합돌부와 결합요부의 상호 결합으로 캐리어 구동부가 상기 캐리어부 일측에 고정되는 카메라 액추에이터의 자동초점 캐리어를 제공한다.

여기서, 상기 캐리어 구동부의 폭(D1)이 캐리어부의 상기 몸통 직경(D2)과 같거나 크고, 상기 캐리어 구동부의 높이(H1)가 상기 몸통 높이(H2)와 같거나 클 수 있다.

또한, 상기 마그네트 실장면 양 옆에 광축 방향으로 제1 볼홈이 형성된 한 쌍의 볼 가이드가 구비될 수 있다.

또한, 상기 캐리어 구동부는, 상기 결합돌부의 제1 측면을 에워싸는 제1 측판과, 상기 제1 측면 반대편에 위치한 결합돌부의 제2 측면을 에워싸는 제2 측판과, 상기 제1 측판과 제2 측판의 일단부를 상호 연결하며 상기 마그넷 실장면이 형성된 전방 패널과, 상기 제1 측판과 제2 측판의 하단부를 상호 연결하는 평판상의 하부 패널을 포함하고, 상기 제1 측판과 제2 측판, 그리고 전방 패널 및 하부 패널에 의해 상면과 일면이 개구된 상기 결합요부가 구획되는 구성일 수 있다.

또한, 상기 제1 측판 및 제2 측판의 서로 마주하는 면에 결합요부의 높이 방향을 따라 적어도 한 쌍 이상의 측면 에폭시 주입홈이 형성되고, 상기 측면 에폭시 주입홈과 연통되는 바닥 에폭시 주입홈이 상기 하부 패널에 적어도 하나 이상 형성될 수 있다.

또한, 상기 제1 측판 및 제2 측판의 서로 마주하는 면에 요홈이 형성되고, 상기 제1 측면 및 제2 측면에 상기 요홈에 맞물리게 결합 가능한 결합돌기가 구비될 수 있다.

반대로, 상기 제1 측판 및 제2 측판의 서로 마주하는 면에 결합돌기가 형성되고, 상기 제1 측면 및 제2 측면에 상기 결합돌기에 맞물리게 결합 가능한 요홈이 형성될 수도 있다.

과제의 해결 수단으로서 본 발명의 일 측면에 따른 다른 실시 예에 의하면,

복수의 렌즈들로 구성된 렌즈군을 수용하는 원통 모양의 캐리어부;

상기 캐리어부의 몸통 외면부에 임의 길이와 높이로 요입 형성되는 원호형의 요면부;

일측에 상기 요면부에 대응되는 길이와 높이로 원호형의 돌기부가 형성되고 반대편에 마그네트 실장면이 형성된 캐리어 구동부;를 포함하며,

상기 돌기부 하부의 캐리어 구동부 일측에 캐리어부의 일부를 수용할 수 있는 구조로 수용부가 형성되고,

상기 요면부와 돌기부의 상호 결합 및 캐리어부의 일부와 상기 수용부의 상호 결합으로 캐리어 구동부가 캐리어부 일측에 고정되는 카메라 액추에이터의 자동초점 캐리어를 제공한다.

여기서, 상기 캐리어 구동부의 폭(D1)이 캐리어부의 상기 몸통 직경(D2)과 같고, 상기 캐리어 구동부의 높이(H1)는 상기 몸통 높이(H2)와 같은 높이로 형성될 수 있다.

또한, 상기 마그네트 실장면 양 옆에 광축 방향으로 제1 볼홈이 형성된 한 쌍의 볼 가이드가 구비될 수 있다.

과제의 해결 수단으로서 본 발명의 다른 측면에 따르면,

캐리어부의 일측에 캐리어 구동부가 결합되어 구성된 전술한 일 측면에 따른 자동초점 캐리어;

내부 수용공간에 상기 자동초점 캐리어를 광축 방향으로 이동 가능하게 수용하는 하우징;

코일패턴이 형성된 일면이 상기 자동초점 캐리어의 캐리어 구동부와 대향되도록 개구를 갖는 상기 하우징의 제1 측벽에 설치되는 인쇄회로기판; 및

자동초점 캐리어를 수용하고 인쇄회로기판이 설치된 상기 하우징의 상부에서 결합되는 케이스;를 포함하는 카메라 액추에이터를 제공한다.

여기서, 상기 하우징의 제1 측벽 내측에 광축 방향으로 한 쌍의 제2 볼홈이 형성되고, 상기 제2 볼홈과 캐리어 구동부의 볼 가이드에 형성되는 제1 볼홈 사이에 적어도 하나 이상의 볼이 광축 방향으로 정렬되도록 개재될 수 있다.

또한, 상기 제1 측벽에 이웃하며 서로 평행한 제2 측벽 및 제3 측벽의 내측면에 상기 내부 수용공간을 캐리어부 공간과 캐리어 구동부 공간으로 구획하는 구획 돌기가 형성될 수 있다.

바람직하게는, 상기 캐리어부 공간의 평면상의 모양이 직사각형으로 구성될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 자동초점 캐리어 및 이를 포함하는 카메라 액추에이터에 의하면, 렌즈 배럴을 캐리어부에 일체로 구성하여 기존 렌즈 배럴을 삭제한 형태의 경량화 및 소형화에 유리한 구조로서, 최근 모바일 기기의 트랜드에 맞춰 시장의 경량화 및 소형화 요구를 충족시킬 수 있다.

또한, 구조적으로 제품 성형 과정에서 캐비티 내 수지의 유동성을 개선시킬 수 있는 단순한 구조이어서, 제품 성형과정에서 코어부에 의한 수지의 유동성 저하로 발생하는 종래 기술의 문제점(성형 불량 문제)을 개선 또는 최소화할 수 있으며, 캐비티 내 수지의 유동성 문제를 제거할 수 있는 구성인 만큼 재질 선택의 폭도 넓다는 장점이 있다.

또한, 렌즈 배럴을 캐리어부에 일체화하고 소형화시킨 구조로서, 종래 육면체 모양의 AF 캐리어 대비 한 벌의 금형에 더 많은 수의 캐비티(Cavity)를 확보할 수 있다. 이에 따라 한 벌의 금형에서 한 번의 성형으로 더 많은 제품의 생산이 가능하여 대량 생산 체제 구축에 유리하며, 대량 생산이 가능한 만큼 제품의 생산 단가를 낮출 수 있어 시장에서의 가격 경쟁력을 확보할 수 있다.

또한, 구조적으로는 캐리어부의 무게 중심이 종래 기술에 비해 캐리어 구동부(마그네트가 실장되는 부분) 측에 가깝게 위치하는 구조이기 때문에, 종래 기술에 비해 상대적으로 작은 구동력(Drive force)으로도 줌 기능 및 자동초점조절 기능이 원활하게 구현될 수 있으며, 요구 구동력이 작아진 만큼 마그네트 및 코일을 작게 할 수 있어서 소형화에 더욱 유리하다는 장점이 있다.

도 1은 카메라 렌즈 모듈에 탑재되는 종래 자동초점조절용 액추에이터의 가동파트를 도시한 사시도.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 자동초점 캐리어의 분해 사시도.
도 3은 도 2에 도시된 자동초점 캐리어의 결합 사시도.
도 4, 도 5는 각각 도 3에 도시된 자동초점 캐리어의 평면도와 측면도.
도 6은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 자동초점 캐리어의 바람직한 변형 예를 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 자동초점 캐리어의 분해 사시도.
도 8은 도 7의 자동초점 캐리어를 다른 각도에서 바라본 사시도.
도 9, 도 10은 각각 도 7에 도시된 자동초점 캐리어의 결합 평면도와 결합 측면도.
도 11은 본 발명의 다른 측면에 따른 카메라 액추에이터의 분해 사시도.
도 12는 도 11에 도시된 카메라 액추에이터의 결합 사시도.
도 13은 케이스 결합 전 카메라 액추에이터를 평면에서 본 도면.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 명세서에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

더하여, 명세서에 기재된 "…부", "…유닛", "…모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일한 구성 요소에 대해서는 동일도면 참조부호를 부여하기로 하며 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 자동초점 캐리어의 분해 사시도이며, 도 3은 도 2에 도시된 자동초점 캐리어의 결합 사시도이다. 그리고 도 4, 도 5는 각각 도 3에 도시된 자동초점 캐리어의 평면도와 측면도이다.

도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 자동초점 캐리어(10)는 캐리어부(12) 및 결합돌부(14)를 포함한다. 캐리어부(12)는 복수의 렌즈들로 구성된 렌즈군을 수용하도록 구성될 수 있으며, 결합돌부(14)는 상기 캐리어부(12)의 몸통(120) 외면부 일측에 상기 몸통(120)에서 반경 방향으로 돌출되는 구조로 일체형으로 형성될 수 있다.

캐리어부(12)는 피사체를 촬상하는 복수의 렌즈들로 구성된 상기 렌즈군을 수용하도록 도면의 예시와 같이 원통 모양으로 형성될 수 있다. 원통 모양의 캐리어부(12)에 수용되는 복수의 렌즈들은 광축 방향으로 정렬될 수 있다. 이때 복수의 렌즈는 카메라의 설계에 따라 필요한 수만큼 적층될 수 있으며, 각각은 동일하거나 상이한 초점 거리, 굴절률 등의 광학적 특성을 가질 수 있다.

결합돌부(14)는 후술하는 캐리어 구동부(16)와 캐리어부(12)를 연결하는 브리지로서, 상기 캐리어부(12)의 몸통(120) 외면부 상단 일측에 일체형으로 구비될 수 있다. 바람직하게, 결합돌부(14)는 캐리어부(12)의 상기 몸통(120) 두께의 대략 1/2 두께로 형성될 수 있으며, 결합돌부(14)의 폭(D3)은 적어도 캐리어부(12)의 상기 몸통(120) 직경(D2)보다 작게 형성될 수 있다.

본 발명의 제1 실시 예에 따른 자동초점 캐리어(10)는 또한, 마그네트 실장면(18)을 형성한 캐리어 구동부(16)를 포함한다. 캐리어 구동부(16)는 상기 결합돌부(14)에 대응하여 결합요부(17)를 일측에 구비하고 반대편에 상기 마그네트 실장면(18)을 구비한 구성일 수 있으며, 결합요부(17)는 상기 결합돌부(14)의 일부 또는 전부를 수용할 수 있도록 구성될 수 있다.

결합요부(17)와 결합돌부(14)의 상호 결합으로 상기 캐리어 구동부(16)가 캐리어부(12) 일측에 결합될 수 있다. 결합요부(17) 반대편의 상기 마그네트 실장면(18)에는 후술하게 될 인쇄회로기판(30)의 코일패턴(C)과 상호 작용하여 줌 및 자동초점 조절을 위한 구동력을 발생시키는 마그네트(M)가 실장될 수 있으며, 마그네트 실장면(18)의 양 옆에는 광축 방향으로 제1 볼홈(190)이 형성된 한 쌍의 볼 가이드(19)가 구비될 수 있다.

볼 가이드(19)는 상기 자동초점 캐리어(10)와 후술하는 하우징(20) 사이에 개재되는 볼(B)의 이탈을 방지한다. 또한 상기 구동력에 의해 자동초점 캐리어(10)가 하우징(20)에 대해 광축 방향으로 움직일 때 그 움직임에 대응하여 상기 볼(B)이 제1 볼홈(190)을 따라 구름운동을 하면서 자동초점 캐리어(10)의 광축 방향 움직임이 부드럽게 구현될 수 있도록 한다.

볼 가이드(19)를 구비한 상기 캐리어 구동부(16)의 폭(D1)은 캐리어부(12)의 상기 몸통(120) 직경(D2)과 동일하고, 캐리어 구동부(16)의 높이(H1)는 상기 몸통(120) 높이(H2)와 동일하게 형성될 수 있다. D1과 D2, H1과 H2를 동일하게 하면, 하우징(20)에 자동초점 캐리어(10)의 실장 시 최소한의 구동공간은 확보하면서도 불필요한 여유공간을 줄일 수 있어 소형화 요구를 만족시킬 수 있다.

캐리어 구동부(16)는 바람직하게, 결합돌부(14)의 제1 측면(140)을 에워싸는 제1 측판(160)과, 상기 제1 측면(140) 반대편에 위치한 결합돌부(14)의 제2 측면(142)을 에워싸는 제2 측판(162)과, 상기 제1 측판(160)과 제2 측판(162)의 일단부를 상호 연결하며 상기 마그네트 실장면(18)이 형성된 전방 패널(164)과, 상기 제1 측판(160)과 제2 측판(162)의 하단부를 상호 연결하는 평판상의 하부 패널(166)을 포함하는 구성일 수 있다.

제1 측판(160)과 제2 측판(162), 그리고 전방 패널(164) 및 하부 패널(166)에 의해 상면과 일면이 개구된 상기 결합요부(17)가 구획될 수 있으며, 제1 측판(160) 및 제2 측판(162)의 서로 마주하는 면에 결합요부(17)의 높이 방향을 따라 적어도 한 쌍 이상의 측면 에폭시 주입홈(161)이 형성되고, 상기 측면 에폭시 주입홈(161)과 연통되는 바닥 에폭시 주입홈(167)이 상기 하부 패널(166)에 적어도 하나 이상 형성될 수 있다.

캐리어부(12)와 캐리어 구동부(16)는 결합요부(17)에 결합돌부(14)를 결합시킨 상태에서 에폭시 주입홈(161, 167)을 통해 주입되는 에폭시 접착제를 통해 상호 견고하게 결합될 수 있다. 즉 결합요부(17)와 결합돌부(14)를 상호 결합한 상태에서 제1 측판(160)과 제2 측판(162) 상단으로 노출되는 상기 측면 에폭시 주입홈(161)을 통해 캐리어 구동부(16)와 결합돌부(14)의 사이로 주입되는 에폭시 접착제에 의해 상호 견고하게 결합될 수 있다.

도 6은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 자동초점 캐리어의 바람직한 변형 예로서, 결합요부와 결합돌부 간 정확한 결합을 유도하고 결속력을 증대시킬 수 있는 구조를 예시한 도면이다.

도 6의 예시와 같이, 제1 측판(160) 및 제2 측판(162)의 서로 마주하는 면에 요홈(163a)이 형성되고, 상기 제1 측면(140) 및 제2 측면(142)에 상기 요홈(163a)에 맞물리게 결합 가능한 결합돌기(163b)가 구비될 수 있다(도 6의 (a)). 반대로, 제1 측판(160) 및 제2 측판(162)의 서로 마주하는 면에 결합돌기(163b)가 형성되고, 상기 제1 측면(140) 및 제2 측면(142)에 상기 결합돌기(163b)에 맞물리게 결합 가능한 요홈(163a)이 형성될 수도 있다(도 6의 (b)).

이와 같은 변형 예에 의하면, 캐리어부(12)와 캐리어 구동부(16) 간 상호 결합 시 상호 대응되도록 구비되는 상기 결합돌기(163b)와 요홈(163a)에 의해 항상 정해진 위치에 균일한 조립 품질로 결합이 이루어지므로 품질의 균일성을 확보할 수 있으며, 캐리어 구동부(16)와 캐리어부(12) 간 결합력을 더욱 증대시킬 수 있어서 내구성 측면에서도 유리한 효과가 있다.

도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 자동초점 캐리어의 분해 사시도이며, 도 8은 도 7의 자동초점 캐리어를 다른 각도에서 바라본 사시도이다. 그리고 도 9, 도 10은 각각 도 7에 도시된 자동초점 캐리어의 결합 평면도와 결합 측면도이다.

이하 제2 실시 예를 설명함에 있어 전술한 제1 실시 예의 구성과 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하여 설명하기로 한다.

도 7 내지 도 10을 참조하면, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 자동초점 캐리어(10)는 캐리어부(12) 및 요면부(13)를 포함한다. 캐리어부(12)는 복수의 렌즈들로 구성된 렌즈군을 수용하도록 구성될 수 있으며, 요면부(13)는 상기 캐리어부(12)의 몸통(120) 일측의 외면부를 임의 길이와 높이에 걸쳐 삭제함으로써 요입 형성되는 원호형의 구성일 수 있다.

캐리어부(12)는 피사체를 촬상하는 복수의 렌즈들로 구성된 상기 렌즈군을 수용하도록 도면의 예시와 같이 원통 모양으로 형성될 수 있다. 원통 모양의 캐리어부(12)에 수용되는 복수의 렌즈들은 광축 방향으로 정렬될 수 있다. 이때 복수의 렌즈는 카메라의 설계에 따라 필요한 수만큼 적층될 수 있으며, 각각은 동일하거나 상이한 굴절률 등의 광학적 특성을 가질 수 있다.

본 발명의 제2 실시 예에 따른 자동초점 캐리어(10)는 또한, 마그네트 실장면(18)을 형성한 캐리어 구동부(16)를 포함한다. 캐리어 구동부(16)는 상기 요면부(13)에 대응하여 원호형의 돌기부(168)를 일측에 구비하며 반대편에 상기 마그네트 실장면(18)을 구비하는 구성일 수 있으며, 상기 돌기부(168) 하부의 캐리어 구동부(16) 일측에는 캐리어부(12)의 일부를 수용할 수 있는 구조로 수용부(169)가 형성될 수 있다.

요면부(13)와 돌기부(168) 및 캐리어부(12)의 일부와 수용부(169)의 상호 결합으로써 캐리어 구동부(16)가 캐리어부(12)의 일측에 결합될 수 있다. 돌기부(168) 반대편의 마그네트 실장면(18)에는 후술하는 코일패턴(C)과 상호 작용하여 줌 및 자동초점 조절을 위한 구동력을 발생시키는 마그네트(M)가 실장될 수 있으며, 마그네트 실장면(18)의 양 옆에는 광축 방향으로 제1 볼홈(190)이 형성된 한 쌍의 볼 가이드(19)가 구비될 수 있다.

볼 가이드(19)는 상기 자동초점 캐리어(10)와 후술하는 하우징(20) 사이에 개재되는 볼(B)의 이탈을 방지한다. 또한 상기 구동력에 의해 자동초점 캐리어(10)가 하우징(20)에 대해 광축 방향으로 움직일 때 그 움직임에 대응하여 상기 볼(B)이 제1 볼홈(190)을 따라 구름운동을 하면서 자동초점 캐리어(10)의 광축 방향 움직임이 부드럽게 구현될 수 있도록 한다.

볼 가이드(19)를 구비한 상기 캐리어 구동부(16)의 폭(D1)은 캐리어부(12)의 상기 몸통(120) 직경(D2)과 동일하고, 캐리어 구동부(16)의 높이(H1)는 상기 몸통(120) 높이(H2)와 동일하게 형성될 수 있다. D1과 D2, H1과 H2를 동일하게 하면, 후술하는 하우징(20)에 자동초점 캐리어(10) 실장 시 최소한의 구동공간은 확보하면서도 불필요한 여유공간을 줄일 수 있어 소형화 요구를 만족시킬 수 있다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명의 제1 실시 예 및 제2 실시 예에 따른 자동초점 캐리어의 작용, 효과에 대해 살펴보기로 한다.

육면체 구조이며 중앙부에 렌즈 배럴 탑재를 위한 홀을 구비한 종래의 AF 캐리어의 구성에서는, 상기 홀을 형성하기 위하여 홀에 대응되는 크기로 코어부를 구성해야만 했다. 이에 따라 종래에는 금형의 성형면이 복잡해지고 성형과정에서 캐비티(Cavity) 내 용융 수지의 흐름이 양호하지 못해 제품의 성형 불량이 발생하는 문제가 있다.

반면, 렌즈 배럴을 캐리어부에 일체화한 구성의 본 발명은, 제품 성형 과정에서 캐비티 내 수지의 유동성 문제를 개선할 수 있을 정도로 단순한 구조이어서, 제품 성형과정에서 코어부에 의한 수지의 유동성 저하로 발생하는 종래 기술의 성형 불량 문제를 개선 또는 최소화할 수 있으며, 캐비티 내 수지의 유동성을 개선할 수 있는 구성인 만큼 재질 선택의 폭도 넓다는 장점이 있다.

또한, AF 캐리어를 육면체 구조로 구성한 종래 기술은, AF 캐리어의 자체 부피도 크지만 구조적으로 구동부(마그네트가 실장되는 부분)를 기준으로 가동파트(캐리어부(12) 및 AF 캐리어)의 무게 중심이 상대적으로 멀게 위치함에 따라 그 만큼 큰 구동력(Drive force)이 요구되며, 이를 충족시키기 위해 마그네트 및 코일의 크기를 크게 할 수 밖에 없었다.

반면, 렌즈 배럴을 캐리어부(12)에 일체로 형성하고 원통 모양으로 변경하여 기존 캐리어부를 둘러싸는 AF 캐리어의 홀 둘레 부분을 삭제한 본 발명은, 캐리어부의 무게 중심이 종래 기술에 비해 캐리어 구동부(마그네트가 실장되는 부분) 측에 가깝게 위치하는 구조이므로, 상대적으로 작은 구동력(Drive force)에도 줌 기능 및 자동초점조절 기능이 원활하게 구현될 수 있다.

더욱이, 요구 구동력이 작아진 만큼 마그네트 및 코일을 작게 할 수 있어서 소형화 요구를 만족시킬 수 있다.

또한, 종래 육면체 구조 AF 캐리어의 경우 자체 부피가 크기 때문에, 한 벌의 금형에서 한 번의 성형으로 생산되는 제품(AF 캐리어)의 수가 많지 않다. 즉 육면체 구조의 AF 캐리어는 제품의 생산성 측면에서 대량 생산에 불리한 단점이 있는 구조이며, 생산성이 떨어지는 만큼 제품 단가가 상승하여 가격 경쟁력을 확보하기 어렵다는 문제가 있다.

이에 반해 본 발명은, 렌즈 배럴을 캐리어부(12)에 일체화하고 소형화시킨 구조이기 때문에, 종래 기술 대비 한 벌의 금형에 더 많은 수의 캐비티(Cavity)를 확보할 수 있다. 이에 따라 한 벌의 금형에서 한 번의 성형으로 더 많은 제품의 생산이 가능하여 대량 생산 체제 구축에 유리하며, 대량 생산이 가능한 만큼 제품의 생산 단가를 낮출 수 있어 가격 경쟁력을 확보할 수 있다.

더욱이 본 발명의 제1 실시 예 및 제2 실시 예에 따른 자동초점 캐리어는, 렌즈 배럴을 캐리어부(12)에 일체로 구성하고 원통 모양으로 변경하여 기존 캐리어부(12)를 둘러싸는 AF 캐리어의 홀 둘레 부분을 삭제한 경량화 및 소형화에 유리한 구조로서, 최근의 트랜드에 맞춰 시장의 경량화 및 소형화 요구를 충족시킬 수 있다는 장점이 있다.

다음 전술한 일 측면에 따른 자동초점 캐리어를 포함하여 구성되는 본 발명의 다른 측면에 따른 카메라 액추에이터에 대해 도면을 참조하여 간단히 살펴보기로 하되, 앞선 자동초점 캐리어와 관련한 두 가지 실시 예 중 제2 실시 예에 따른 자동초점 캐리어를 적용한 구성을 예로 들어 살펴보기로 한다.

도 11은 본 발명의 다른 측면에 따른 카메라 액추에이터의 분해 사시도이며, 도 12는 도 11에 도시된 카메라 액추에이터의 결합 사시도이다. 그리고 도 13은 케이스 결합 전 카메라 액추에이터를 평면에서 본 도면이다.

도 11 내지 도 13을 참조하면, 본 발명의 다른 측면에 따른 카메라 액추에이터는, 캐리어부(12)의 일측에 캐리어 구동부(16)가 결합되어 구성된 자동초점 캐리어(10)와, 내부 수용공간에 자동초점 캐리어(10)를 광축 방향으로 이동 가능하게 수용하는 하우징(20)을 포함한다. 여기서 자동초점 캐리어(10)는 전술한 일 측면에 따른 자동초점 캐리어(10)와 동일한 구성일 수 있으며, 따라서 이하 중복된 설명은 생략한다.

하우징(20)은 상기 자동초점 캐리어(10)의 캐리어 구동부(16)와 대향되는 방향에 개구(23)를 갖는 제1 측벽(22)을 포함한다. 제1 측벽(22)에는 인쇄회로기판(30)이 설치될 수 있다. 인쇄회로기판(30)은 일면에 코일패턴(C)을 구비할 수 있으며, 코일패턴(C)은 상기 제1 측벽(22)의 개구를 통해 자동초점 캐리어(10)을 향하도록 노출됨으로써 상기 코일패턴(C)과 자동초점 캐리어(10)의 캐리어 구동부(16)가 서로 대향될 수 있다.

인쇄회로기판(30)의 상기 코일패턴(C)과 마주하도록 캐리어 구동부(16)의 마그네트 실장면(18)에 실장되는 마그네트(M)의 자기장과 외부에서 인가된 전원으로 상기 코일패턴(C)이 발생시키는 전기장의 상호 작용에 의하여 하우징(20) 내에서 자동초점 캐리어(10)가 광축 방향으로 이동될 수 있다. 이에 따라 줌(Zoom) 또는 자동초점조절(Auto Focusing)이 구현될 수 있다.

하우징(20)의 제1 측벽(22) 내측에는 자동초점 캐리어(10)에 구비되는 좌우 한 쌍의 볼 가이드(19)의 제1 볼홈(190) 각각에 대응하여 광축 방향으로 한 쌍의 제2 볼홈(290)이 형성될 수 있다. 제2 볼홈(290)과 캐리어 구동부(16)의 볼 가이드(19)에 형성되는 제1 볼홈(190) 사이에 하나 이상의 볼(B)이 광축 방향으로 정렬되도록 개재됨으로써 자동초점 캐리어(10)의 광축 방향 이동이 부드럽게 구현될 수 있다.

하우징(20)의 제1 측벽(22)에 대해 직각으로 이웃하며 서로 평행한 하우징(20)의 제2 측벽(24) 및 제3 측벽(25)의 내측면에는 소정의 두께로 구획 돌기(27)가 형성될 수 있으며, 구획 돌기(27)에 의해 하우징(20) 내부의 상기 내부 수용공간이 캐리어부(12)를 수용하는 캐리어부(12) 공간과 자동초점 캐리어(10)의 캐리어 구동부(16)를 수용하는 캐리어 구동부(16) 공간으로 구획될 수 있다.

구획 돌기(27)는 상기 내부 수용공간을 분리 구획하는 역할과 함께 줌 또는 자동초점조절 기능 수행 시 자동초점 캐리어(10)의 상기 캐리어 구동부(16)가 제1 방향(도 13의 방향선 참조)으로 이동하지 못하도록 억제하는 스토퍼 역할도 겸한다. 이에 따라 하우징(20)에 대한 자동초점 캐리어(10)의 광축 방향 이동이 흔들림 없이 안정적으로 구현될 수 있다.

한편, 캐리어부(12) 공간의 평면상의 모양은 도 13의 예시와 같이 직사각형일 수 있다. 이때 제2 측벽(24)과 제3 측벽(25), 그리고 전술한 제1 측벽(22)과 대향되는 제4 측벽(26)이 자동초점 캐리어(10)의 캐리어부(12) 몸통(120)을 미소 간극을 두고 둘러싸도록 구성하면, 기존 하우징(20) 내측의 자동초럼 캐리어를 원주형으로 감싸는 부분을 생략할 수 있어 액추에이터의 소형화 요구를 충족시킬 수 있다.

도면부호 40은 자동초점 캐리어(10)를 수용하고 인쇄회로기판(30)이 설치된 상기 하우징(20)의 상부에서 결합되는 케이스를 가리키고, Y는 상기 마그네트 실장면(18)에 실장되는 마그네트(M)와의 사이에 인력(引力)을 발생시켜 상기 자동초점 캐리어(10)의 캐리어 구동부(16)가 제1 측벽(22)에 밀착된 상태로 흔들림 없이 안정적으로 광축 방향으로 직선 운동할 수 있도록 인쇄회로기판에 구비되는 요크(Yoke)를 가리킨다.

이상의 본 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시 예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

1 : 액추에이터 10 : 자동초점 캐리어
12 : 캐리어부 13 : 요면부
14 : 결합돌부 16 : 캐리어 구동부
17 : 결합요부 18 : 마그네트 실장면
19 : 볼 가이드 20 : 하우징
22 : 제1 측벽 23 : 개구
24 : 제2 측벽 25 : 제3 측벽
26 : 제4 측벽 27 : 구획 돌기
28 : 캐리어부 공간 29 : 캐리어 구동부 공간
168 : 돌기부 169 : 수용부
B : 볼 C : 코일
M : 마그네트 Y : 요크

Claims (14)

1. 복수의 렌즈들로 구성된 렌즈군을 수용하는 원통 모양의 캐리어부;
   상기 캐리어부의 몸통 외면부 일측에 일체로 형성되는 결합돌부; 및
   일측에 상기 결합돌부에 대응하여 결합요부가 형성되고 반대편에 마그네트 실장면이 형성된 캐리어 구동부;를 포함하며,
   상기 결합요부는 상기 결합돌부의 일부 또는 전부를 수용할 수 있도록 구성되고,
   상기 결합돌부와 결합요부의 상호 결합으로 캐리어 구동부가 상기 캐리어부 일측에 결합되는 카메라 액추에이터의 자동초점 캐리어.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 캐리어 구동부의 폭(D1)이 캐리어부의 상기 몸통 직경(D2)과 같고,
   상기 캐리어 구동부의 높이(H1)가 상기 몸통 높이(H2)와 같은 카메라 액추에이터의 자동초점 캐리어.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 마그네트 실장면 양 옆에 광축 방향으로 제1 볼홈이 형성된 한 쌍의 볼 가이드가 구비되는 카메라 액추에이터의 자동초점 캐리어.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 캐리어 구동부는,
   상기 결합돌부의 제1 측면을 에워싸는 제1 측판과,
   상기 제1 측면 반대편에 위치한 결합돌부의 제2 측면을 에워싸는 제2 측판과,
   상기 제1 측판과 제2 측판의 일단부를 상호 연결하며 상기 마그넷 실장면이 형성된 전방 패널과,
   상기 제1 측판과 제2 측판의 하단부를 상호 연결하는 평판상의 하부 패널을 포함하고,
   상기 제1 측판과 제2 측판, 그리고 전방 패널 및 하부 패널에 의해 상면과 일면이 개구된 상기 결합요부가 구획되는 카메라 액추에이터의 자동초점 캐리어.
   
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 제1 측판 및 제2 측판의 서로 마주하는 면에 결합요부의 높이 방향을 따라 적어도 한 쌍 이상의 측면 에폭시 주입홈이 형성되고,
   상기 측면 에폭시 주입홈과 연통되는 바닥 에폭시 주입홈이 상기 하부 패널에 적어도 하나 이상 형성된 카메라 액추에이터의 자동초점 캐리어.
   
6. 제 4 항에 있어서,
   상기 제1 측판 및 제2 측판의 서로 마주하는 면에 요홈이 형성되고,
   상기 제1 측판 및 제2 측판에 상기 요홈에 맞물리게 결합 가능한 결합돌기가 구비되는 카메라 액추에이터의 자동초점 캐리어.
   
7. 제 4 항에 있어서,
   상기 제1 측판 및 제2 측판의 서로 마주하는 면에 결합돌기가 형성되고,
   상기 제1 측판 및 제2 측판에 상기 결합돌기에 맞물리게 결합 가능한 요홈이 형성되는 카메라 액추에이터의 자동초점 캐리어.
   
8. 복수의 렌즈들로 구성된 렌즈군을 수용하는 원통 모양의 캐리어부;
   상기 캐리어부의 몸통 일측 외면부에 임의 길이와 높이로 요입 형성되는 원호형의 요면부;
   일측에 상기 요면부에 대응되는 길이와 높이로 원호형의 돌기부가 형성되고 반대편에 마그네트 실장면이 형성된 캐리어 구동부;를 포함하며,
   상기 돌기부 하부의 캐리어 구동부 일측에 캐리어부의 일부를 수용할 수 있는 구조로 수용부가 형성되고,
   상기 요면부와 돌기부의 상호 결합 및 캐리어부의 일부와 상기 수용부의 상호 결합으로 캐리어 구동부가 캐리어부 일측에 결합되는 카메라 액추에이터의 자동초점 캐리어.
   
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 캐리어 구동부의 폭(D1)이 캐리어부의 상기 몸통 직경(D2)과 같거나 크고,
   상기 캐리어 구동부의 높이(H1)가 상기 몸통 높이(H2)와 같거나 큰 카메라 액추에이터의 자동초점 캐리어.
   
10. 제 8 항에 있어서,
    상기 마그네트 실장면 양 옆에 광축 방향으로 제1 볼홈이 형성된 한 쌍의 볼 가이드가 구비되는 카메라 액추에이터의 자동초점 캐리어.
    
11. 캐리어부의 일측에 캐리어 구동부가 결합되어 구성된 제 1 항 또는 제 8 항의 자동초점 캐리어;
    내부 수용공간에 상기 자동초점 캐리어를 광축 방향으로 이동 가능하게 수용하는 하우징;
    코일패턴이 형성된 일면이 상기 자동초점 캐리어의 캐리어 구동부와 대향되도록 개구를 갖는 상기 하우징의 제1 측벽에 설치되는 인쇄회로기판; 및
    자동초점 캐리어를 수용하고 인쇄회로기판이 설치된 상기 하우징의 상부에서 결합되는 케이스;를 포함하는 카메라 액추에이터.
    
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 하우징의 제1 측벽 내측에 광축 방향으로 한 쌍의 제2 볼홈이 형성되고,
    상기 제2 볼홈과 캐리어 구동부의 볼 가이드에 형성되는 제1 볼홈 사이에 적어도 하나 이상의 볼이 광축 방향으로 정렬되도록 개재되는 카메라 액추에이터.
    
13. 제 11 항에 있어서,
    상기 제1 측벽에 이웃하며 서로 평행한 제2 측벽 및 제3 측벽의 내측면에 상기 내부 수용공간을 캐리어부 공간과 캐리어 구동부 공간으로 구획하는 구획 돌기가 형성된 카메라 액추에이터.
    
14. 제 13 항에 있어서,
    상기 캐리어부 공간의 평면상의 모양이 직사각형인 카메라 액추에이터.
    

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