KR20220019491A - 카메라 액추에이터의 중간 가동부재 및 이를 포함하는 카메라 액추에이터 - Google Patents

Abstract

카메라 모듈의 슬림화를 위한 카메라 액추에이터의 중간 가동부재 및 이를 포함하는 카메라 액추에이터가 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 액추에이터의 중간 가동부재는, 적어도 둘 이상의 볼레일부를 포함하는 카메라 액추에이터의 중간 가동부재에 있어서, 볼레일부 각각은, 금속재질의 레일면이 중간 가동부재의 상부로 노출되도록 형성되는 제1 방향 볼레일과, 금속재질의 레일면이 중간 가동부재의 하부로 노출되도록 형성되는 제2 방향 볼레일을 포함하되, 상기 제1 방향 볼레일과 제2 방향 볼레일은 서로 인접하면서도 광축 방향에서 바라보았을 때 서로 겹치거나 포개지지 않도록 이격되며, 제1 방향에서 바라보았을 때 적어도 일부가 중첩되는 것을 요지로 하며, 이와 같은 본 발명은 광학 유니트를 광축과 직교하는 2축 방향에 대하여 평면운동을 할 수 있도록 카메라 액추에이터를 구성함에 있어 중간 가동부재에 형성되는 볼레일부의 높이를 크게 낮춤으로써 카메라 액추에이터의 소형화는 물론 슬림화를 달성할 수 있다.

Description

카메라 액추에이터의 중간 가동부재 및 이를 포함하는 카메라 액추에이터{Middle guide of camera actuator and Camera actuator containing the same}

본 발명은 카메라 액추에이터의 중간 가동부재에 관한 것으로, 떨림 보정 기능을 갖는 카메라 모듈의 카메라 액추에이터에 탑재되는 카메라 액추에이터의 중간 가동부재 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 자동 초점(Auto Focus) 기능과 광학 줌(Optical zoom) 기능 등과 같이 다양한 부가 기능을 갖춘 구조로 변화되고 있다. 특히 떨림 보정(Optical Image Stabilizer) 기술을 모바일 크기에 구현하려는 시도가 최근 다각도로 진행되고 있다.

떨림 보정 기술은 카메라 모듈을 구성하는 렌즈 조립체의 초점을 떨림에 대항하는 방향으로 움직이도록 자동 제어하여 촬상 이미지의 해상도를 최적으로 유지시키는 기술이다. 이러한 떨림 보정기술을 구현하기 위해 모바일, 캠코더 등에 적용되는 카메라 모듈에는 떨림 보정용 액추에이터가 탑재된다.

떨림 보정 엑츄에이터로서 자기장과 전기장의 상호작용을 이용하는 VCM(Voice Coil Motor) 타입이 잘 알려져 있다. VCM 타입은 일반적으로, 대면 배치되는 코일과 마그네트로 자기회로를 구성하고, 자기회로가 발생시키는 전자기력으로 렌즈를 실장한 광학 유니트를 광축과 수직인 평면 상에서 2축 방향으로 이동시켜 떨림에 대응하도록 구성된다.

떨림 보정 기능의 기본적인 원리는, 렌즈를 탑재한 광학 유니트를 떨림에 의해 발생된 구동 변위의 상대적인 방향으로 이동시켜 광축과 이미지센서에 수신되는 광의 입사 경로를 일치시키는 것이다. 이를 위해서는 렌즈를 실장한 광학 유니트가 광축과 수직한 평면 상에서 2축 방향으로 평면운동을 할 수 있도록 가이드하는 구성이 필요하다.

종래의 카메라 모듈에서 광학 유니트를 광축과 수직한 평면 상에서 평면운동을 할 수 있도록 가이드하는 구성 중 하나가 미들 가이드(Middle guide)이다. 미들 가이드는 일반적으로 광학 유니트가 상기 하우징에 대해 2축 방향으로 평면운동을 할 수 있도록 상기 광학 유니트와 이를 수용하는 하우징 사이에 볼을 매개로 개재된다.

도 1은 미들 가이드가 적용된 종래 카메라 액추에이터의 분리 사시도이며, 도 2는 도 1에 도시된 카메라 액추에이터의 결합 단면을 개략 도시한 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 종래 카메라 액추에이터에 적용되는 미들 가이드(70)는 하우징(60)에 대해 광축과 직교하는 제1 방향을 따라 직선운동을 할 수 있도록 하우징(60)의 바닥부 위에 탑재되며, 미들 가이드(70) 위에는 광학계를 구성하는 광학 유니트(80)가 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향을 따라 직선운동을 할 수 있도록 구성된다.

하우징(60)에 대하여 미들 가이드(70)가 제1 방향을 따라 직선운동을 할 수 있도록 하우징(60)과 미들 가이드(70)에는 대응되어 쌍을 이루도록 복수의 제1 방향 볼레일(74)이 형성되며, 미들 가이드(70)에 대하여 광학 유니트(80)가 제2 방향을 따라 직선운동을 할 수 있도록 미들 가이드(70)와 광학 유니트(80)에는 서로 대응되어 쌍을 이루도록 복수의 제2 방향 볼레일(72)이 형성된다.

하우징(60) 및 미들 가이드(70)의 하부면에 서로 쌍을 이루도록 구비되는 복수의 제1 방향 볼레일(74)에는 볼 홈(부호 생략)이 형성되며, 미들 가이드(70)와 광학 유니트(80)에 서로 쌍을 이루도록 구비되는 복수의 제2 방향 볼레일(72)에도 볼 홈(부호 생략)이 형성된다. 그리고 제1 방향 볼레일들(74)과 제2 방향 볼레일들(72) 사이에 볼(B)이 하나씩 개재된다.

볼(B)은 하우징(60)에 대한 미들 가이드(70)의 제1 방향 벙진운동 또는 미들 가이드(70)에 대한 광학 유니트(80)의 제2 방향 병진운동 시 해당 볼레일(72 또는 74)의 볼 홈을 따라 구름운동을 하면서 안정적인 선형적 거동이 일어나도록 유도하며, 해당 볼레일(72 또는 74) 사이에서 하우징(60)에 대한 광학 유니트(80)의 수평방향 회전을 억제하는 역할도 한다.

이와 같은 구성의 종래 카메라 액추에이터는, 제1 방향 자기회로(미도시)가 발생시키는 제1 방향 구동력과 제2 방향 자기회로(미도시)가 발생시키는 제2 방향 구동력 중 적어도 하나의 구동력에 의하여, 광학 유니트(80)가 하우징(60) 내에서 제1 방향 또는 제2 방향으로 변위되거나, 제1 방향 및 제2 방향으로 변위됨으로써 떨림에 대응한다.

그러나 미들 가이드(70)에 형성된 제1 방향 볼레일(74)과 제2 방향 볼레일(72)의 광축 방향 위치가 서로 겹치는 도 1 및 도 2와 같은 종래의 구성은, 해당 제1 방향 볼레일(74)과 제2 방향 볼레일(72) 사이에 개재되는 볼(B)이 광축 방향으로 동축 정렬될 수 밖에 없는 구조이기 때문에, 전체적으로 카메라 모듈의 높이를 축소시키는데 한계가 있다.

즉 도 1 및 도 2와 같은 종래의 구성은 구조적으로 슬림하고 콤팩트한 크기로 제품을 구현해내기 어렵다는 단점이 있으며, 볼레일에 직접적인 충격을 가하는 낙하 시험 또는 실제 낙하 시 세라믹(Ceramic) 재질의 볼(B)이 합성수지(Resin)의 볼레일(72, 74)에 충격을 주어 볼레일에 미세 패임(볼 찍힘)이 쉽게 발생하는 등 신뢰성 및 내구성 측면에서도 문제가 지적되고 있다.

또한, 볼레일(72, 74)이 동축 정렬됨에 따라 전체 구성에서 떨림 보정 관련 부품이 차지하는 비중이 큰 만큼 제한된 공간에서 자기회로를 구성하는 마그네트의 크기가 작아 질 수 밖에 없는 구조이므로, 점점 더 성능 높은 카메라를 원하는 시장의 요구에 따라 광학유닛의 중량이 증가되는 최근의 추세에서 충분한 구동력을 확보하기 어렵다는 문제가 있다.

한국공개특허 제10-2018-0116965호(공개일 2018.10.26)

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 중간 가동부재(Middle guide)의 구조 개선을 통해 전체적인 높이를 낮출 수 있고, 이에 따라 슬림하고 콤팩트한 제품(카메라 모듈) 구현이 가능한 카메라 액추에이터의 중간 가동부재 및 이를 포함하는 카메라 액추에이터를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 볼레일 미세 패임(볼 찍힘) 문제를 근본적으로 해결할 수 있고, 이에 따라 제품의 내구성과 신뢰성을 일층 향상시킬 수 있는 카메라 액추에이터의 중간 가동부재 및 이를 포함하는 카메라 액추에이터를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 점점 더 성능 높은 카메라를 원하는 시장의 요구에 따라 광학 부품의 중량이 증가되는 최근의 추세에서, 제품의 소형화와 슬림화를 달성하면서도 충분한 구동력을 확보할 수 있는 카메라 액추에이터의 중간 가동부재 및 이를 포함하는 카메라 액추에이터를 제공하고자 하는 것이다.

과제의 해결 수단으로서 본 발명의 일 측면에 따르면,

적어도 하나 이상의 볼레일부를 포함하는 카메라 액추에이터의 중간 가동부재에 있어서,

상기 볼레일부 각각은,

금속재질의 레일면이 상기 중간 가동부재의 상부로 노출되도록 형성되는 제1 방향 볼레일과,

금속재질의 레일면이 상기 중간 가동부재의 하부로 노출되도록 형성되는 제2 방향 볼레일을 포함하되,

상기 제1 방향 볼레일과 제2 방향 볼레일은 서로 인접하면서도 광축 방향에서 바라보았을 때 서로 겹치거나 포개지지 않도록 이격되며, 제1 방향에서 바라보았을 때 적어도 일부가 중첩되는 카메라 액추에이터의 중간 가동부재를 제공한다.

여기서 상기 중간 가동부재는, 상기 중간 가동부재의 외형을 이루는 합성수지 재질의 사출기재와, 상기 사출기재에 인서트되는 금속재질의 인서트기재로 구성될 수 있다.

또한 상기 제1 방향 볼레일은, 상기 사출기재에 형성되는 제1 볼레일 성형부 및 상기 인서트기재에 형성되며 인서트 성형 후 제1 볼레일 성형부의 상부로 노출되는 상기 레일면을 갖는 제1 레일편으로 구성되고, 상기 제2 방향 볼레일은, 상기 제1 볼레일 성형부와 일체형으로 구성되는 제2 볼레일 성형부 및 상기 인서트기재에 형성되며 인서트 성형 후 상기 제1 레일편과 어긋난 위치에서 제2 볼레일 성형부의 하부로 노출되는 상기 레일면을 갖는 제2 레일편으로 구성될 수 있다.

또한, 상기 제1 볼레일 성형부의 하면에 상기 제1 레일편을 부분적으로 노출시키는 제1 틸트 보정홀이 형성되고, 상기 제2 볼레일 성형부의 상면에 상기 제2 레일편을 부분적으로 노출시키는 제2 틸트 보정홀이 형성될 수 있다.

바람직하게, 상기 인서트기재는 비자성체일 수 있다.

과제의 해결 수단으로서 본 발명의 다른 측면에 따르면,

전술한 일 측면에 따른 중간 가동부재;

상기 중간 가동부재에 대해 제1 방향으로 병진운동 가능하도록 상기 중간 가동부재 상에 안착되는 상부 가동부재; 및

상기 상부 가동부재를 탑재한 중간 가동부재가 제2 방향으로 병진운동 가능하도록 상기 중간 가동부재를 지지하는 하부 가동부재;를 포함하여 구성되는 카메라 액추에이터를 제공한다.

상기 카메라 액추에이터는 바람직하게, 상기 상부 가동부재와 중간 가동부재, 그리고 하부 가동부재를 수용하는 베이스;를 더 포함하되, 상기 하부 가동부재는 상부 가동부재와 중간 가동부재를 탑재한 상태로 광축 방향으로 병진운동 가능하게 베이스에 수용될 수 있다.

이때, 상기 베이스의 서로 이웃하는 제1 측면 및 제2 측면에 제1 광축 구동코일과 제2 광축 구동코일이 배치되고, 상기 하부 가동부재에는 상기 제1 광축 구동코일과 제2 광축 구동코일 각각에 대응하여 제1 광축 구동마그네트와 제2 광축 구동마그네트가 실장될 수 있다.

또한, 상기 제1 측면 및 제2 측면 각각에 대향되는 베이스의 제3 측면과 제4 측면에 제1 평면 구동코일과 제2 평면 구동코일이 각각 배치되고, 상기 상부 가동부재에는 상기 제1 평면 구동코일과 제2 평면 구동코일 각각에 대응하여 제1 평면 구동마그네트와 제2 평면 구동마그네트가 실장될 수 있다.

또한, 상기 상부 가동부재에는 상기 중간 가동부재의 제1 방향 볼레일 각각에 하나씩 매칭되도록 대응되는 제1 방향 상부 볼레일이 형성되고, 상기 하부 가동부재에는 상기 중간 가동부재의 제2 방향 볼레일 각각에 하나씩 매칭되도록 대응되는 제2 방향 하부 볼레일이 형성되며, 서로 대응되는 제1 방향 볼레일과 제1 방향 상부 볼레일 사이, 제2 방향 볼레일과 제2 방향 하부 볼레일 사이에 볼이 하나씩 개재될 수 있다.

바람직하게 상기 상부 가동부재는, 상기 상부 가동부재의 외형을 이루는 합성수지 재질의 상부 사출기재와, 상기 상부 사출기재에 인서트되는 다수로 분할된 금속재질의 상부 인서트기재들로 구성될 수 있다.

또한, 상기 제1 방향 상부 볼레일은, 상기 상부 사출기재에 형성되는 상부 볼레일 성형부와, 상기 상부 인서트기재들 중 서로 대향 형성되는 제1 상부 인서트기재와 제2 상부 인서트기재 각각의 양단에 형성되며 인서트 성형 후 상기 상부 볼레일 성형부 하부로 노출되는 레일면을 갖는 상부 레일편으로 구성될 수 있다.

여기서, 상기 제1 상부 인서트기재와 제2 상부 인서트기재 중 하나에 상기 제1 평면 구동마그네트와 인력(引力)을 발생시키는 제1 평면 구동백요크가 형성될 수 있으며, 상기 제1 상부 인서트기재 및 제2 상부 인서트기재와 이웃하는 제3 상부 인서트기재가 상기 제2 평면 구동마그네트와 인력(引力)을 발생시키는 제2 평면 구동백요크가 될 수 있다.

또한, 상기 상부 볼레일 성형부의 상면에 상기 상부 레일편을 부분적으로 노출시키는 상부 틸트 보정홀이 형성될 수 있다.

또한, 상기 상부 인서트기재들 중 일부 또는 전부가 자성체일 수 있다.

또한, 상기 하부 가동부재는 바람직하게, 상기 하부 가동부재의 외형을 이루는 합성수지 재질의 하부 사출기재와, 상기 하부 사출기재에 인서트되는 금속재질의 하부 인서트기재로 구성될 수 있다.

여기서 상기 제2 방향 하부 볼레일은, 상기 하부 사출기재에 형성되는 하부 볼레일 성형부와, 상기 하부 인서트기재에 형성되며 인서트 성형 후 상기 하부 볼레일 성형부 상부로 노출되는 레일면을 갖는 하부 레일편으로 구성될 수 있다.

이때 상기 제2 방향 하부 볼레일 중 한 쌍은 V 레일이며 다른 한 쌍은 U 레일 형태로 구성될 수 있다.

또한, 상기 하부 볼레일 성형부의 하면에 상기 하부 레일편을 부분적으로 노출시키는 하부 틸트 보정홀이 형성될 수 있다.

그리고, 상기 하부 인서트기재의 일측 가장자리에 상기 제1 광축 구동마그네트와 인력(引力)을 발생시키는 제1 광축 구동백요크가 형성되며, 상기 하부 인서트기재의 다른 일측 가장자리에 상기 제2 광축 구동마그네트와 인력(引力)을 발생시키는 제2 광축 구동백요크가 형성될 수 있다.

이때 상기 하부 인서트기재의 일부 또는 전부가 자성체일 수 있다.

본 발명에 따른 카메라 액추에이터의 중간 가동부재 및 이를 포함하는 카메라 액추에이터에 의하면, 특유의 구조(평면(Z축 방향)에서 봤을 때 두 볼(제1, 제2 볼레일 각각에 접촉하는 볼)은 서로 겹치거나 포개지지 않으면서 제1 방향(X축 방향)에서 봤을 때 두 볼의 일부가 서로 겹쳐 보이는 구조)를 갖는 중간 가동레일의 적용으로 전체적으로 제품을 보다 슬림하고 콤팩트하게 구현할 수 있다.

또한, 사출기재에 금속재질의 인서트기재를 인서트시킨 구조의 가동부재의 적용으로 전체적인 제품의 강성이 증대되어 제품의 내구성 측면에서도 유리함이 있고, 금속재질의 인서트기재의 일부가 볼과 접촉하는 레일편을 구성함으로써, 낙하 시험 또는 실제 낙하 시 종래 미세 패임(볼 찍힘) 문제를 명확하게 해소할 수 있다는 장점이 있다.

더욱이, 중간 가동부재 특유의 구조로 인하여 전체적인 가동부재의 높이가 줄어든 만큼 제한된 공간에서 떨림 보정 관련 부품이 차지하는 비중이 줄어 마그네트의 크기를 상대적으로 키울 수 있기 때문에, 점점 더 성능 높은 카메라를 원하는 시장의 요구에 따라 광학 부품의 중량이 증가되는 최근의 추세에서 제품의 사이즈 증대 없이도 충분한 구동력 확보가 가능하다.

도 1은 미들 가이드가 적용된 종래 카메라 액추에이터의 분리 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 카메라 액추에이터의 결합 단면도.
도 3은 본 발명의 일 측면에 따른 카메라 액추에이터의 중간 가동부재(Middle guide)의 사시도.
도 4는 도 3에 도시된 중간 가동부재에 내재되는 인서트기재의 사시도.
도 5는 도 3에 도시된 중간 가동부재를 저면에서 바라본 사시도.
도 6은 도 3에 도시된 중간 가동부재를 제1 방향에서 바라본 투시도.
도 7은 도 3에 도시된 중간 가동부재를 제2 방향에서 바라본 투시도.
도 8은 볼레일의 인서트 성형 과정을 도시한 참고도.
도 9는 본 발명의 다른 측면에 따른 카메라 액추에이터를 분해 도시한 분해 사시도.
도 10은 도 9에 도시된 상부 가동부재의 내부 투시도.
도 11은 도 9에 도시된 상부 가동부재를 저면에서 바라본 사시도.
도 12은 도 9에 도시된 하부 가동부재의 사시도.
도 13은 도 12의 하부 가동부재에 인서트되는 하부 인서트기재의 사시도.
도 14는 도 12에 도시된 하부 가동부재를 저면에서 바라본 사시도.

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.

이후 설명될 실시 예는 "휴대 가능한 사용자 기기"의 "카메라"에 적용되는 것으로, 휴대 단말기는 휴대 가능한 사용자 기기를 지칭한다. 그러나 이는 단지 일반적인 용어이며, 본 실시 예는 이동 전화기, 손바닥 크기(palm sized) 개인용 컴퓨터(PC), 개인용 통신 시스템(PCS: Personal Communication System), 개인용 디지털 어시스턴트(PDA: Personal Digital Assistant), 휴대용 PC(HPC: Hand-held PC), 스마트 폰(smart phone), 무선 LAN(Local Area Network) 단말기, 랩탑 컴퓨터, 넷북(netbook), 태블릿 피씨(tablet personal computer), 모바일 외 게임기, VR 기기(Virtual Reality), 차량 등 중 다양한 기기 또는 분야에 적용 가능함을 밝혀 둔다.

따라서 "휴대 가능한 사용자 기기"라는 용어를 이용하는 것은 본 실시 예의 적용을 특정 유형의 장치로 한정하는데 이용되어서는 안 된다.

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.

이하 본 발명을 설명함에 있어서는 설명의 편의를 위해 3축 방향 좌표계를 사용하여 설명하기로 한다. 도면에서 Z축은 카메라 액추에이터의 높이 방향으로서 외부에서 유입된 광이 통과하는 방향, 즉 광축 방향을 가리키며, X축(제1 방향)은 광축 방향인 상기 Z축과 수직인 방향을 가리킨다. 그리고 Y축(제2 방향)은 Z축에 수직한 평면 상에서 상기 X축과 직교하는 방향을 가리킨다.

또한, 이하 본 발명의 일 측면에 따른 중간 가동부재를 설명함에 있어서는, 네 개의 모서리 영역에 볼 레일부가 하나씩 배치된 구성의 중간 가동부재를 예를 들어 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 일 측면에 따른 카메라 액추에이터의 중간 가동부재(Middle guide)의 사시도이며, 도 4는 도 3에 도시된 중간 가동부재에 내재되는 인서트기재의 사시도이다. 그리고 도 5는 도 3에 도시된 중간 가동부재를 저면에서 바라본 사시도이며, 도 6은 도 3에 도시된 중간 가동부재를 제1 방향에서 바라본 투시도이며, 도 7은 도 3에 도시된 중간 가동부재를 제2 방향에서 바라본 투시도이다.

도 3 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 측면에 따른 카메라 액추에이터(1)의 중간 가동부재(3)는, 광축(도면의 Z축)과 수직한 평면에 대해 광학렌즈를 포함하는 광학부품, 예컨대 렌즈배럴(도시 생략)이 2차원 평면(도면의 X-Y 평면) 운동을 할 수 있도록 지지해주는 부품으로서, 네 개의 모서리 영역에 하나씩 배치되는 볼레일부(33)를 포함한다.

본 실시 예에서 상기 볼레일부(33) 각각은, 제1 방향 볼레일(34)과 제2 방향 볼레일(35)로 구성된다. 제1 방향 볼레일(34)은 금속재질의 레일면(f)을 갖고, 상기 금속재질의 레일면(f)이 상기 중간 가동부재(3)의 상부로 노출되도록 형성된다. 그리고 제2 방향 볼레일(35) 역시 금속재질의 레일면(f)을 갖고, 상기 금속재질의 레일면(f)이 상기 중간 가동부재(3)의 하부로 노출되도록 형성된다.

본 실시 예에서 하나의 볼레일부(33)를 구성하는 상기 제1 방향 볼레일(34)과 제2 방향 볼레일(35)은, 도면의 예시와 같이 서로 인접하면서도 광축 방향(Z축 방향)에서 보았을 때 서로 겹치거나 포개지지 않도록 이격되어 있으며, 제1 방향에서 바라보았을 때 적어도 일부가 중첩되는 구조로 형성된다. 이에 따라 해당 볼레일(34, 35)과 접촉하는 볼(B1, B2) 역시도 광축 방향에서 보았을 때 서로 겹치지 않는다.

제1 방향 볼레일과 제2 방향 볼레일의 광축 방향 위치가 서로 겹치는 종래의 구성(도 1 및 도 2 참조)에서는, 제1 방향 볼레일과 제2 방향 볼레일을 따라 구름운동을 하도록 배치되는 볼 역시 광축 방향에서 바라보았을 때 동축 정렬될 수 밖에 없는 구조이어서, 전체적으로 카메라 모듈의 높이를 축소시키는데 한계가 있다.

반면 본 발명의 실시 예는, 제1 방향 볼레일(34)과 제2 방향 볼레일(35)이 서로 인접하면서도 광축 방향(Z축 방향)에서 바라보았을 때 서로 겹치거나 포개지지 않도록 이격되어 있기 때문에, 해당 볼레일 각각에 접촉되는 볼(B1, B2) 역시 광축 방향에서 바라보았을 때 그 위치가 서로 겹치지 않고, 제1 방향에서 봤을 때(도 6 참조)만 두 볼레일(34, 35)의 적어도 일부가 중첩된다.

즉 평면(Z축 방향)에서 바라보았을 때 두 볼(제1, 제2 방향 볼레일(34, 35) 각각에 접촉하는 볼(B1, B2))은 서로 겹치거나 포개지지 않지만, 제1 방향(X축 방향)에서 보면 두 볼(B1, B2)의 일부가 중첩되는 구조(아래 쪽에 위치하는 볼(B2)의 최상단부가 위쪽에 위치하는 볼(B1)의 최하단부보다 높게 위치되는 구조)로 제1 방향 볼레일(34)과 제2 방향 볼레일(35)이 형성되는 것이며, 제1 방향에서 봤을 때 두 볼(B1, B2)의 적어도 일부가 중첩되는 만큼 전체적인 높이가 줄게 되므로, 보다 슬림하고 콤팩트한 제품 구현이 가능해지는 것이다.

중간 가동부재(3)는 바람직하게, 부품의 외형을 이루는 합성수지 재질의 사출기재(30)와, 인서트 성형을 통해 상기 사출기재(30)에 인서트되는 인서트기재(32)로 구성될 수 있으며, 이때 인서트기재(32)는 비자성 금속재질일 수 있다. 인서트기재(32)를 자성체로 구성하면, 떨림 보정 시 후술할 평면 구동마그네트(M1, M2)와의 인력으로 부하가 추가적으로 발생될 수 있기 때문이다.

사출기재(30)에 금속재질의 인서트기재(32)를 인서트시킨 구조로 중간 가동부재(3)가 구성되면, 금속재질의 상기 인서트기재(32)가 사출기재(30)에 인서트 된 만큼 중간 가동부재(3)의 전체적인 강성이 증대되므로 제품의 내구성이 향상되며, 금속재질의 인서트기재(32)의 일부를 볼이 접촉하는 레일면(f)으로 구성할 수 있기 때문에 종래 미세 패임(볼 찍힘) 문제도 해결이 가능하다.

본 발명의 바람직한 실시 예에서 상기 제1 방향 볼레일(34)은, 사출기재(30)의 네 모서리 영역에 형성되는 제1 볼레일 성형부(301) 및 인서트기재(32)에 형성되고 상기 제1 볼레일 성형부(301)에 인서트되는 제1 레일편(321)으로 구성될 수 있다. 이때 제1 레일편(321)은 인서트 성형 후 상기 제1 볼레일 성형부(301)의 상부로 노출되는 레일면(f)을 갖는다(도 4의 부분 확대도 참조).

그리고 제2 방향 볼레일(35)은, 상기 제1 볼레일 성형부(301)와 일체형으로 구성되는 제2 볼레일 성형부(302) 및 상기 인서트기재(32)에 형성되고 상기 제2 볼레일 성형부(302)에 인서트되는 제2 레일편(322)으로 구성될 수 있다. 이때 제2 레일편(322) 역시 인서트 성형 후 상기 제1 레일편(321)과 어긋난 위치에서 제2 볼레일 성형부(302)의 하부로 노출되는 레일면(f')을 갖는다(도 4의 부분 확대도 참조).

인서트 성형 후 상기 제1 볼레일 성형부(301)의 상부로 노출되는 레일면(f)을 갖는 상기 제1 레일편(321)은, 아래로 볼록하게 만곡진 활 모양으로 구성될 수 있으며, 인서트 성형 후 상기 제2 볼레일 성형부(302)의 하부로 노출되는 레일면(f)을 갖는 상기 제2 레일편(322)은 제1 레일편(321)과는 반대로 위로 볼록하게 만곡진 활 모양으로 구성일 수 있다(도 4의 부분 확대도 참조).

도 3과 도 5 각각의 부분 확대도와 같이, 제1 볼레일 성형부(301)의 하면에는 상기 제1 레일편(321)을 부분적으로 노출(제1 레일편(321)의 하면부를 부분적으로 노출)시키는 제1 틸트 보정홀(308)이 형성되고, 상기 제2 볼레일 성형부(302)의 상면에는 상기 제2 레일편(322)을 부분적으로 노출(제2 레일편(322)의 상면부를 부분적으로 노출)시키는 제2 틸트 보정홀(309)이 형성될 수 있다.

제1 틸트 보정홀(308)과 제2 틸트 보정홀(309)은 인서트 성형 시, 성형공간에 채워지는 고온 수지에 의한 제1 레일편(321)과 제2 레일편(322)의 열 변형이나 성형 후 냉각 시 수지물의 수축 편차로 인한 변형을 방지하면서, 제1 레일편(321)과 제2 레일편(322)이 설계 당시 계획된 적정 수준의 틸팅 각을 유지할 수 있도록, 도 8과 같이 제품 성형 과정에서 가느다랗고 긴 틸트 보정용 도구(T)가 인입되는 공간을 제공한다.

이와 같은 본 발명의 일 측면에 따른 카메라 액추에이터(1)의 중간 가동부재(3)는, 평면(Z축 방향)에서 봤을 때 두 볼(제1, 제2 방향 볼레일(34, 35) 각각에 접촉하는 볼(B1, B2))은 서로 겹치거나 포개지지 않으면서 제1 방향(X축 방향)에서 봤을 때 두 볼(B1, B2)의 일부가 서로 겹쳐 보이는 구조로 제1 방향 볼레일(34)과 제2 방향 볼레일(35)이 형성됨으로써, 제품(카메라 모듈)을 보다 슬림하고 콤팩트하게 구현함에 있어 유리하다.

즉 평면(Z축 방향)에서 봤을 때 두 볼(제1, 제2 방향 볼레일(35) 각각에 접촉하는 볼(B1, B2))은 서로 겹치거나 포개지지 않지만, 제1 방향(X축 방향)에서 보면 두 볼(B1, B2)의 일부가 서로 겹쳐 보이는 구조로 제1 방향 볼레일(34)과 제2 방향 볼레일(35)이 형성되는 것이며, 제1 방향에서 봤을 때 두 볼(B1, B2)의 일부가 서로 겹치는 만큼 기존에 비해 전체적인 높이가 줄게 되므로, 보다 슬림하고 콤팩트한 제품 구현이 가능해지는 것이다.

또한, 사출기재(30)에 금속재질의 인서트기재(32)를 인서트시킨 구조로 구성됨에 따라, 금속재질의 상기 인서트기재(32)가 사출기재(30)에 인서트 된 만큼 중간 가동부재(3)의 전체적인 강성이 증대되어 제품의 내구성 증대에도 유리한 측면이 있고, 금속재질의 인서트기재(32)의 일부가 볼과 접촉하는 레일편(321, 322)을 구성함으로써, 낙하 시험 또는 실제 낙하 시 종래 미세 패임(볼 찍힘) 문제를 명확하게 해소할 수 있다.

이상에서는 바람직한 실시 예로서, 네 개의 모서리 영역에 볼 레일부가 하나씩 배치된 구성의 중간 가동부재를 예로 들어 도시하고 설명하였으나, 볼 레일부의 위치나 개수가 도면에 예시된 위치나 개수로 한정되는 것은 아니다. 다시 말해 카메라 모듈의 사양이나 구조에 따라 볼 레일부의 위치나 개수는 얼마든 달라질 수 있으므로 그러한 변형까지도 본 발명의 범주에 포함될 수 있음을 밝혀둔다.

이하, 전술한 본 발명의 일 측면에 따른 중간 가동부재를 포함하여 구성되는 카메라 액추에이터의 바람직한 실시 예에 대해 살펴보기로 하되, 전술한 바와 같이 네 개의 모서리 영역에 볼 레일부가 하나씩 배치된 구성의 중간 가동부재를 적용한 경우를 예로 들어 설명하기로 한다.

물론, 앞서 언급한 바와 같이 중간 가동부재에 형성되는 볼 레일부의 개수나 위치가 특별히 한정되는 것은 아니므로, 상기 볼 레일부에 대응되도록 형성되는 후술하게 될 상부 볼 레일 및 하부 볼 레일의 위치나 개수 역시 도면에 예시된 위치나 개수로 한정되는 것은 아님을 밝혀둔다.

도 9는 본 발명의 다른 측면에 따른 카메라 액추에이터를 분해 도시한 분해 사시도이다.

도 9를 참조하면, 본 발명의 다른 측면에 따른 카메라 액추에이터(1)는, 중간 가동부재(3)와 중간 가동부재(3)의 상부에 배치되는 상부 가동부재(2)를 포함한다. 또한 상기 상부 가동부재(2)를 탑재한 중간 가동부재(3)를 하부에서 지지하는 하부 가동부재(4) 및 상기 가동부재들(상부 가동부재(2), 중간 가동부재(3), 하부 가동부재(4))을 수용하는 베이스(5)를 구비한다.

여기서, 상기 중간 가동부재(3)는 전술한 일 측면에 따른 중간 가동부재(3)와 동일하므로, 설명의 편의를 위해 동일 구성에 대한 중복된 설명은 이하 생략하기로 하며, 중간 가동부재(3)를 제외한 나머지 구성을 중심으로 살펴보기로 한다.

상부 가동부재(2)는 제1 방향으로 병진운동 가능하도록 상기 중간 가동부재(3) 상에 안착된다. 그리고 하부 가동부재(4)는 상기 상부 가동부재(2)를 탑재한 중간 가동부재(3)가 제2 방향으로 병진운동 가능하도록 상기 중간 가동부재(3)를 하부에서 지지하며, 상부 가동부재(2)와 중간 가동부재(3)가 하부 가동부재(4) 상에 탑재된 상태로 광축 방향으로 병진운동 가능하게 베이스(5)에 수용된다.

베이스(5)의 서로 이웃하는 제1 측면 및 제2 측면에는 제1 광축 구동코일(C3)과 제2 광축 구동코일(C4)이 각각 배치되며, 상기 하부 가동부재(4)의 일 측면 및 타 측면에는 상기 베이스(5)의 측면에 배치된 상기 제1 광축 구동코일(C3)과 제2 광축 구동코일(C4) 각각에 대응하여 제1 광축 구동마그네트(M3)와 제2 광축 구동마그네트(M4)가 실장된다.

서로 대응되는 제1 광축 구동코일(C3)과 제1 광축 구동마그네트(M3), 제2 광축 구동코일(C4)과 제2 광축 구동마그네트(M4)로 구성된 자기회로는, 전류 인가 시 베이스(5)에 대해 상기 하부 가동부재(4)를 광축 방향으로 이동시키는 구동력을 발생시키며, 이러한 구동력으로 하부 가동부재(4) 및 그 위에 탑재된 가동부재들(3, 2)이 동시에 광축 방향으로 움직임으로써 줌 또는 자동초점조절이 구현된다.

베이스(5)의 상기 제1 측면 및 제2 측면 각각에 대향되는 베이스(5)의 제3 측면과 제4 측면에는 제1 평면 구동코일(C1)과 제2 평면 구동코일(C2)이 각각 배치된다. 그리고 상부 가동부재(2)의 일 측면이 타 측면에는 상기 제1 평면 구동코일(C1)과 제2 평면 구동코일(C2) 각각에 대응하여 제1 평면 구동마그네트(M1)와 제2 평면 구동마그네트(M2)가 실장될 수 있다.

서로 대응되는 제1 평면 구동코일(C1)과 제1 평면 구동마그네트(M1), 제2 평면 구동코일(C2)과 제2 평면 구동마그네트(M2)로 이루어진 자기회로는, 전류 인가 시 하부 가동부재(4)를 기준으로 그 위에 배치되는 중간 가동부재(3)와 상부 가동부재(2)를 광축과 수직한 평면(X-Y 평면)에 대하여 베이스(5) 내에서 2차원 평면동력을 발생시키며, 이러한 구동력에 의해 떨림 보정이 구현된다.

상부 가동부재(2)에는 상기 제1 방향 볼레일(34) 각각에 하나씩 매칭되도록 대응되는 제1 방향 상부 볼레일(24)이 형성되며, 하부 가동부재(4)에는 상기 제2 방향 볼레일(35) 각각에 하나씩 매칭되도록 대응되는 제2 방향 하부 볼레일(45)이 형성된다. 그리고 서로 대응되는 제1 방향 볼레일(34)과 제1 방향 상부 볼레일(24), 제2 방향 볼레일(35)과 제2 방향 하부 볼레일(45) 사이에 볼(B1, B2)이 하나씩 개재된다.

이에 따라, 전술한 떨림 보정을 위한 구동력 중 제1 방향 어느 한쪽으로 작용하는 구동력에 의해 상기 상부 가동부재(2)가 제1 방향 어느 한쪽으로 힘을 받으면, 해당 볼레일(제1 방향 볼레일(34)과 제1 방향 상부 볼레일(24)) 사이에서 볼(B1)이 구름운동을 함으로써 중간 가동부재(3)에 대한 상기 상부 가동부재(2)의 제1 방향 병진운동이 부드럽게 구현될 수 있다.

제2 방향 역시 같은 원리로, 전술한 떨림 보정을 위한 구동력 중 제2 방향 어느 한쪽으로 작용하는 구동력에 의해 상기 상부 가동부재(2)가 제2 방향 어느 한쪽으로 힘을 받으면, 해당 볼레일(제2 방향 볼레일(35)과 제2 방향 하부 볼레일(45)) 사이에서 볼(B2)이 구름운동을 함으로써 하부 가동부재(4)에 대한 중간 가동부재(3)의 제2 방향 병진운동이 부드럽게 구현될 수 있다.

도 9에서 도면부호 HS들은 떨림 보정 및 줌 또는 자동초점조절 시 해당 구동코일에 대한 구동마그네트의 거리 변화를 센싱하고, 센싱된 정보를 구동 IC에 전달하는 홀 센서를 가리킨다. 이때 구동 IC는 홀 센서(HS)의 센싱정보로부터 가동부재의 위치를 실시간으로 인식하며, 초기 위치 대비 인식된 위치 값에 기초하여 가동부재 위치를 피드백 제어한다.

도 10은 도 9에 도시된 상부 가동부재의 내부 투시도이며, 도 11은 도 9에 도시된 상부 가동부재를 저면에서 바라본 사시도이다.

도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 측면에 따른 카메라 액추에이터(1)에 적용되는 상기 상부 가동부재(2)는, 상부 가동부재(2)의 외형을 이루는 합성수지 재질의 상부 사출기재(20) 및 상기 상부 사출기재(20)에 인서트되며 다수로 분할된 금속재질의 상부 인서트기재(22)들로 구성될 수 있다. 이때 상부 인서트기재(22)들 중 적어도 일부(후술할 백요크 부분)는 자성체일 수 있다.

상부 가동부재(2)에는 전술한 바와 같이, 제1 방향 볼레일(34)에 하나씩 매칭되도록 제1 방향 상부 볼레일(24)이 구비된다. 이때 제1 방향 상부 볼레일(24) 각각은, 상부 사출기재(20)의 네 모서리 영역에 형성되는 상부 볼레일 성형부(202)와, 상기 상부 인서트기재(22)들 중 서로 대향 형성되는 제1 상부 인서트기재(22a)와 제2 상부 인서트기재(22b) 각각의 양단에 형성되는 상부 레일편(222)으로 구성될 수 있다.

상부 레일편(222)에는 인서트 성형 후 상기 상부 볼레일 성형부(202)의 하부로 노출되는 레일면(f)이 형성되며, 상기 제1 상부 인서트기재(22a)와 제2 상부 인서트기재(22b) 중 전술한 제1 평면 구동마그네트(M1)와 대응되는 측의 상부 인서트기재(22)에는 소정의 면적, 바람직하게는 전술한 제1 평면 구동마그네트(M1)에 대응되는 면적으로 제1 평면 구동백요크(Y1)가 형성될 수 있다.

제1 평면 구동백요크(Y1)는 전술한 제1 평면 구동코일(C1)에 인가된 전류로 상기 제1 평면 구동코일(C1)이 자화된 때 발생된 자기장을 상기 제1 평면 구동마그네트(M1) 측으로 집속시킴으로써 구동력을 증대시키는 동시에, 제1 평면 구동마그네트(M1)와 사이에 인력(引力)을 발생시켜 상기 제1 평면 구동마그네트(M1)가 상부 가동부재(2)의 정해진 실장 위치로부터 탈락되지 않도록 방지하는 역할을 겸한다.

제1 상부 인서트기재(22a)와 제2 상부 인서트기재(22b)는 서로 대향되는 구조로 상부 사출기재(20)의 일 측면부와 대향부 타 측면부에 인서트되며, 제1 상부 인서트기재(22a) 및 제2 상부 인서트기재(22b)와 이웃하도록 사출기재(30)의 다른 측면부에는 제3 상부 인서트기재(22c)가 인서트되되, 이때 제3 상부 인서트기재(22c)는 전술한 제2 평면 구동마그네트(M2)에 대응되는 제2 평면 구동백요크(Y2)를 구성한다.

제2 평면 구동백요크(Y2)는 전술한 제2 평면 구동코일(C2)에 인가된 전류로 상기 제2 평면 구동코일(C2)이 자화된 때 발생된 자기장을 상기 제2 평면 구동마그네트(M2) 측으로 집속시킴으로써 구동력을 증대시키는 동시에, 제2 평면 구동마그네트(M2)와 사이에 인력(引力)을 발생시켜 상기 제2 평면 구동마그네트(M2)가 상부 가동부재(2)의 정해진 실장 위치로부터 탈락되지 않도록 방지하는 역할을 겸한다.

제조 공차에 따른 중간 가동부재(3)와의 조립성과 제1 방향 구동성을 고려한다면, 4개의 제1 방향 상부 볼레일(24) 중 한 쌍은 V 레일 형태로 구성하고 다른 한 쌍은 U 레일 형태로 구성하는 것이 바람직하며, 상기 상부 볼레일 성형부(202)의 상면에는 상기 상부 레일편(222)을 부분적으로 노출시키는 상부 틸트 보정홀(208)이 형성될 수 있다.

참고로, 상부 틸트 보정홀(208)은 전술한 제1 틸트 보정홀(308)이나 제2 틸트 보정홀(309)과 마찬가지로, 인서트 성형 시 성형공간에 채워지는 고온 수지에 의한 상기 상부 레일편(222)의 열 변형 또는 성형 후 냉각 시 수지물의 수축 편차로 인한 변형을 방지하면서, 상부 레일편(222)이 설계 당시 계획된 적정 수준의 틸팅 각을 유지하도록 제품 성형 시 가느다랗고 긴 틸트 보정용 도구(T)가 인입되는 공간을 제공한다.

도 12은 도 9에 도시된 하부 가동부재의 내부 투시도이며, 도 13은 도 12의 하부 가동부재에 인서트되는 하부 인서트기재의 사시도이다. 그리고 도 14는 도 12에 도시된 하부 가동부재를 저면에서 바라본 사시도이다.

도 12 내지 도 14에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 측면에 따른 카메라 액추에이터(1)에 적용되는 상기 하부 가동부재(4)는, 하부 가동부재(4)의 외형을 이루는 합성수지 재질의 하부 사출기재(40) 및 하부 사출기재(40)에 인서트되는 금속재질의 하부 인서트기재(42)로 구성될 수 있다. 이때 하부 인서트기재(42) 중 적어도 일부, 바람직하게는 도 13의 빗금 친 부분은 자성체로 구성될 수 있다.

하부 가동부재(4)에는 전술한 바와 같이, 제2 방향 볼레일(35)에 하나씩 매칭되도록 제2 방향 하부 볼레일(45)이 구비된다. 제2 방향 하부 볼레일(45) 각각은, 상기 하부 사출기재(40)의 네 모서리 영역에 형성되는 하부 볼레일 성형부(402)와, 상기 하부 인서트기재(42)에 형성되며 레일면(f)이 상기 하부 볼레일 성형부(402) 상부로 노출되도록 인서트 성형되는 하부 레일편(422)으로 구성될 수 있다.

하부 인서트기재(42)의 일측 가장자리(전술한 제1 광축 구동마그네트(M3)가 실장되는 측의 가장자리)에는 상기 제1 광축 구동마그네트(M3)에 대응하여 제1 광축 구동백요크(Y3)가 형성되며, 다른 일측 가장자리(전술한 제2 광축 구동마그네트(M4)가 실장되는 측의 가장자리)에는 상기 제2 광축 구동마그네트(M4)에 대응하여 제2 광축 구동백요크(Y4)가 형성될 수 있다.

제1 광축 구동백요크(Y3)는 전술한 제1 광축 구동코일(C3)에 인가된 전류로 상기 제1 광축 구동코일(C3)이 자화된 때 발생된 자기장을 상기 제1 광축 구동마그네트(M3) 측으로 집속시킴으로써 구동력을 증대시키는 동시에, 제1 광축 구동마그네트(M3)와 사이에 인력(引力)을 발생시켜 상기 제1 광축 구동마그네트(M3)가 하부 가동부재(4)의 정해진 실장 위치로부터 탈락되지 않도록 방지하는 역할을 겸한다.

그리고 제2 광축 구동백요크(Y4)는 전술한 제2 광축 구동코일(C4)에 인가된 전류로 상기 제2 광축 구동코일(C4)이 자화된 때 발생된 자기장을 상기 제2 광축 구동마그네트(M4) 측으로 집속시킴으로써 구동력을 증대시키는 동시에, 제2 광축 구동마그네트(M4)와 사이에 인력(引力)을 발생시켜 상기 제2 광축 구동마그네트(M4)가 하부 가동부재(4)의 정해진 실장 위치로부터 탈락되지 않도록 방지하는 역할을 겸한다.

마찬가지로, 제조 공차에 따른 중간 가동부재(3)와의 조립성과 제2 방향 구동성을 고려한다면, 4개의 제2 방향 하부 볼레일(45) 중 한 쌍은 V 레일 형태로 구성하고 다른 한 쌍은 U 레일 형태로 구성하는 것이 바람직하며, 상기 하부 볼레일 성형부(402)의 하면에는 상기 하부 레일편(422)을 부분적으로 노출시키는 하부 틸트 보정홀(408)이 형성될 수 있다.

여기서, 하부 틸트 보정홀(408) 역시 인서트 성형과정에서 성형공간에 채워지는 고온 수지에 의한 상기 하부 레일편(422)의 열 변형이나 성형 후 냉각 시 수지물의 수축 편차로 인한 변형을 방지하면서, 하부 레일편(422)이 설계 당시 계획된 적정 수준의 틸팅 각을 유지하도록 제품 성형 시 가느다랗고 긴 틸트 보정용 도구(T)가 인입되는 공간을 제공한다.

한편, 앞서도 언급한 바와 같이 하부 인서트기재(42) 중 일부, 좀 더 구체적으로는 도 12에서 빗금으로 표현된 부분만큼은 적어도 자성체로 구성된다. 빗금으로 표현된 부분 중 전술한 제1, 제2 방향 광축 구동백요크(Y3, Y4) 부분은 기능상 당연히 자성체 재질이어야 하며, 나머지 빗금친 부분 역시 기능상 자성체로 구성함이 바람직하다.

이처럼, 광축 구동백요크(Y3, Y4) 부분 및 나머지 빗금친 부분을 자성체로 구성하면, 대응되는 제1, 제2 광축 구동마그네트(M3, M4)와의 인력에 의해 중간 가동부재(3)를 사이에 두고 상기 상부 가동부재(2)가 하부 가동부재(4)의 방향으로 밀착되므로, 떨림 보정 시 들뜨거나 흔들림 없는 안정적인 2차원 평면 운동이 구현될 수 있기 때문이다.

이상에서와 같은 본 발명의 다른 측면에 따른 카메라 액추에이터에 의하면, 전술한 특유의 구조(평면(Z축 방향)에서 봤을 때 두 볼(제1, 제2 볼레일 각각에 접촉하는 볼)은 서로 겹치거나 포개지지 않으면서 제1 방향(X축 방향)에서 봤을 때 두 볼의 일부가 서로 겹쳐 보이는 구조)를 갖는 중간 가동레일의 적용으로 전체적으로 제품을 보다 슬림하고 콤팩트하게 구현할 수 있다.

또한, 사출기재에 금속재질의 인서트기재를 인서트시킨 구조의 가동부재의 적용으로 전체적인 제품의 강성이 증대되어 제품의 내구성 측면에서도 유리함이 있고, 금속재질의 인서트기재의 일부가 볼과 접촉하는 레일편을 구성함으로써, 낙하 시험 또는 실제 낙하 시 종래 미세 패임(볼 찍힘) 문제를 명확하게 해소할 수 있다는 장점이 있다.

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 : 카메라 액추에이터 2 : 상부 가동부재
3 : 중간 가동부재 4 : 하부 가동부재
5 : 베이스 20 : 상부 사출기재
22 : 상부 인서트기재 24 : 제1 방향 상부 볼레일
30 : 중간 가동부재의 사출기재 32 : 중간 가동부재의 인서트기재
33 : 중간 가동부재의 볼레일부 34 : 제1 방향 볼레일
35 : 제2 방향 볼레일 40 : 하부 사출기재
42 : 하부 인서트기재 45 : 제2 방향 하부 볼레일
202 : 상부 볼레일 성형부 208 : 상부 틸트 보정홀
222 : 상부 레일편
301 : 중간 가동부재의 제1 볼레일 성형부
302 : 중간 가동부재의 제2 볼레일 성형부
321 : 중간 가동부재의 제1 레일편
322 : 중간 가동부재의 제2 레일편
308 : 제1 틸트 보정홀 309 : 제2 틸트 보정홀
402 : 하부 볼레일 성형부 408 : 하부 틸트 보정홀
422 : 하부 레일편 B1, B2 : 볼(Ball)
C1, C2, C3, C4 : 구동코일 f : 금속재질의 레일면
M1, M2, M3, M4 : 구동마그네트 Y1, Y2, Y3, Y4 : 구동백요크
HS : 홀 센서

Claims (20)

1. 적어도 둘 이상의 볼레일부를 포함하는 카메라 액추에이터의 중간 가동부재에 있어서,
   상기 볼레일부 각각은,
   금속재질의 레일면이 상기 중간 가동부재의 상부로 노출되도록 형성되는 제1 방향 볼레일과,
   금속재질의 레일면이 상기 중간 가동부재의 하부로 노출되도록 형성되는 제2 방향 볼레일을 포함하되,
   상기 제1 방향 볼레일과 제2 방향 볼레일은 서로 인접하면서도 광축 방향에서 바라보았을 때 서로 겹치거나 포개지지 않도록 이격되며, 제1 방향에서 바라보았을 때 적어도 일부가 중첩되는 카메라 액추에이터의 중간 가동부재.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 중간 가동부재는,
   상기 중간 가동부재의 외형을 이루는 합성수지 재질의 사출기재와,
   상기 사출기재에 인서트되는 금속재질의 인서트기재로 구성되는 카메라 액추에이터의 중간 가동부재.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 제1 방향 볼레일은, 상기 사출기재에 형성되는 제1 볼레일 성형부 및 상기 인서트기재에 형성되며 인서트 성형 후 상기 제1 볼레일 성형부의 상부로 노출되는 상기 레일면을 갖는 제1 레일편으로 구성되고,
   상기 제2 방향 볼레일은, 상기 제1 볼레일 성형부와 일체형으로 구성되는 제2 볼레일 성형부 및 상기 인서트기재에 형성되며 인서트 성형 후 상기 제1 레일편과 어긋난 위치에서 상기 제2 볼레일 성형부의 하부로 노출되는 상기 레일면을 갖는 제2 레일편으로 구성되는 카메라 액추에이터의 중간 가동부재.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 제1 볼레일 성형부의 하면에 상기 제1 레일편을 부분적으로 노출시키는 제1 틸트 보정홀이 형성되고,
   상기 제2 볼레일 성형부의 상면에 상기 제2 레일편을 부분적으로 노출시키는 제2 틸트 보정홀이 형성된 카메라 액추에이터의 중간 가동부재.
   
5. 제 2 항에 있어서,
   상기 인서트기재는 비자성체인 카메라 액추에이터의 중간 가동부재.
   
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 하나의 항에 기재된 중간 가동부재;
   상기 중간 가동부재에 대해 제1 방향으로 병진운동 가능하도록 상기 중간 가동부재 상에 안착되는 상부 가동부재; 및
   상기 상부 가동부재를 탑재한 중간 가동부재가 제2 방향으로 병진운동 가능하도록 상기 중간 가동부재를 하부에서 지지하는 하부 가동부재;를 포함하여 구성되는 카메라 액추에이터.
   
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 상부 가동부재와 중간 가동부재, 그리고 하부 가동부재를 수용하는 베이스;를 더 포함하되,
   상기 하부 가동부재는 상부 가동부재와 중간 가동부재를 탑재한 상태로 광축 방향으로 병진운동 가능하게 베이스에 수용되는 카메라 액추에이터.
   
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 베이스의 서로 이웃하는 제1 측면 및 제2 측면에 제1 광축 구동코일과 제2 광축 구동코일이 배치되고,
   상기 하부 가동부재에는 상기 제1 광축 구동코일과 제2 광축 구동코일 각각에 대응하여 제1 광축 구동마그네트와 제2 광축 구동마그네트가 실장되는 카메라 액추에이터.
   
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 제1 측면 및 제2 측면 각각에 대향되는 베이스의 제3 측면과 제4 측면에 제1 평면 구동코일과 제2 평면 구동코일이 각각 배치되고,
   상기 상부 가동부재에는 상기 제1 평면 구동코일과 제2 평면 구동코일 각각에 대응하여 제1 평면 구동마그네트와 제2 평면 구동마그네트가 실장되는 카메라 액추에이터.
   
10. 제 6 항에 있어서,
    상기 상부 가동부재에는 상기 중간 가동부재의 제1 방향 볼레일 각각에 하나씩 매칭되도록 대응되는 제1 방향 상부 볼레일이 형성되고,
    상기 하부 가동부재에는 상기 중간 가동부재의 제2 방향 볼레일 각각에 하나씩 매칭되도록 대응되는 제2 방향 하부 볼레일이 형성되며,
    서로 대응되는 제1 방향 볼레일과 제1 방향 상부 볼레일 사이, 제2 방향 볼레일과 제2 방향 하부 볼레일 사이에 볼이 하나씩 개재되는 카메라 액추에이터.
    
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 상부 가동부재는,
    상기 상부 가동부재의 외형을 이루는 합성수지 재질의 상부 사출기재와,
    상기 상부 사출기재에 인서트되는 다수로 분할된 금속재질의 상부 인서트기재들로 구성되는 카메라 액추에이터.
    
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제1 방향 상부 볼레일은,
    상기 상부 사출기재에 형성되는 상부 볼레일 성형부와,
    상기 상부 인서트기재들 중 서로 대향 형성되는 제1 상부 인서트기재와 제2 상부 인서트기재 각각의 양단에 형성되며 인서트 성형 후 상기 상부 볼레일 성형부 하부로 노출되는 레일면을 갖는 상부 레일편으로 구성되는 카메라 액추에이터.
    
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제1 상부 인서트기재와 제2 상부 인서트기재 중 하나에 상기 제1 평면 구동마그네트와 인력(引力)을 발생시키는 제1 평면 구동백요크가 형성되며,
    상기 제1 상부 인서트기재 및 제2 상부 인서트기재와 이웃하는 제3 상부 인서트기재가 상기 제2 평면 구동마그네트와 인력(引力)을 발생시키는 제2 평면 구동백요크가 되는 카메라 액추에이터.
    
14. 제 12 항에 있어서,
    상기 상부 볼레일 성형부의 상면에 상기 상부 레일편을 부분적으로 노출시키는 상부 틸트 보정홀이 형성된 카메라 액추에이터.
    
15. 제 11 항에 있어서,
    상기 상부 인서트기재들 중 일부 또는 전부가 자성체인 카메라 액추에이터.
    
16. 제 10 항에 있어서,
    상기 하부 가동부재는
    상기 하부 가동부재의 외형을 이루는 합성수지 재질의 하부 사출기재와
    상기 하부 사출기재에 인서트되는 금속재질의 하부 인서트기재로 구성되는 카메라 액추에이터.
    
17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제2 방향 하부 볼레일은,
    상기 하부 사출기재에 형성되는 하부 볼레일 성형부와,
    상기 하부 인서트기재에 형성되며 인서트 성형 후 상기 하부 볼레일 성형부 상부로 노출되는 레일면을 갖는 하부 레일편으로 구성되는 카메라 액추에이터.
    
18. 제 17 항에 있어서,
    상기 하부 볼레일 성형부의 하면에 상기 하부 레일편을 부분적으로 노출시키는 하부 틸트 보정홀이 형성된 카메라 액추에이터.
    
19. 제 16 항에 있어서,
    상기 하부 인서트기재의 일측 가장자리에 상기 제1 광축 구동마그네트와 인력(引力)을 발생시키는 제1 광축 구동백요크가 형성되며,
    상기 하부 인서트기재의 다른 일측 가장자리에 상기 제2 광축 구동마그네트와 인력(引力)을 발생시키는 제2 광축 구동백요크가 형성되는 카메라 액추에이터.
    
20. 제 16 항에 있어서,
    상기 하부 인서트기재의 일부 또는 전부가 자성체인 카메라 액추에이터.

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