KR20220106014A - 반사계 액추에이터 - Google Patents

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KR20220106014A
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박철순
연제승
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조현익
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자화전자(주)
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Abstract

본 발명의 반사계 액추에이터는 반사계가 전방에 설치되며 제1홈부레일이 후방에 형성되는 캐리어; 광축 방향을 기준으로 상기 캐리어의 상부에 구비되는 제1마그네트; 상기 홈부레일과 대면하는 제1가이드레일이 전방에 형성되며, 트랙 형상의 제2홈부레일이 후방에 형성되는 미들가이드; 상기 제1홈부레일과 상기 제1가이드레일 사이에 배치되는 제1볼; 상기 미들가이드의 후방에 구비되는 제2마그네트; 상기 제2홈부레일과 대면하는 제2가이드레일이 형성되며 상기 미들가이드와 대면하는 베이스; 상기 제2홈부레일과 제2가이드레일 사이에 배치되는 제2볼; 상기 제1마그네트와 대면하는 제1코일과 상기 제2마그네트와 대면하는 제2코일이 탑재되는 회로기판; 상기 미들가이드의 전방에 구비되는 풀링요크; 및 상기 풀링요크와 대면하도록 상기 캐리어의 후방에 구비되며 상기 풀링요크에 인력을 발생시키는 풀링마그네트를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

반사계 액추에이터{ACTUATOR FOR REFLECTOR}
본 발명은 반사계 액추에이터에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 빛의 경로를 변경시키는 반사계를 서로 수직한 방향으로 구동시켜 OIS를 구현하는 반사계 액추에이터에 대한 관한 것이다.
영상 처리에 대한 하드웨어 기술이 발전하고 영상 촬영 등에 대한 사용자 니즈가 높아짐에 따라, 독립된 카메라 장치는 물론, 휴대폰, 스마트폰 등과 같은 모바일 단말에 장착된 카메라 모듈 등에 오토포커스(AF, Auto Focus), 손떨림 보정(OIS, Optical Image Stabilization) 등의 기능이 구현되고 있다.
오토포커스(자동초점조절)는 렌즈 등이 탑재된 캐리어를 광축 방향으로 선형 이동하여 피사체와의 초점 거리를 조정함으로써 렌즈 후단에 구비된 이미지센서(CMOS, CCD 등)에 선명한 이미지가 생성되도록 하는 기능을 의미한다.
손떨림 보정 기능은 손떨림에 의하여 흔들림이 발생하는 경우 그 흔들림을 보상하는 방향으로 렌즈가 탑재된 캐리어(프레임)를 적응적으로 이동시킴으로써 영상의 선명도를 개선하는 기능을 의미한다.
오토포커스 또는 OIS 기능을 구현하는 대표적인 방법 중 하나는 이동체(캐리어)에 마그네트(코일)를 설치하고 고정체(하우징, 또는 다른 형태의 캐리어 등)에 코일(마그네트)을 설치한 후, 코일과 마그네트 사이에 전자기력을 발생시킴으로써 이동체를 광축 방향 또는 광축과 수직한 방향으로 이동시키는 방법이다.
한편, 최근 모바일 단말에는 더욱 높아진 사용자 니즈(needs)를 충족하고 사용자 편의성 등을 더욱 다양하게 구현하기 위하여 초점 거리를 다양하게 가변적으로 조절할 수 있거나 또는 원거리의 영상을 촬영할 수 있는 등의 스펙을 가지는 줌렌즈가 장착되고 있다.
이러한 줌렌즈는 복수 개 렌즈 또는 렌즈군 등이 나란히 배열되는 구조를 가지거나 렌즈 자체의 광축 방향 길이가 긴 특성을 가지므로 모바일 단말에서 더욱 커진 탑재공간이 마련되어야 한다.
최근에는 이러한 줌렌즈의 물리적 특성을 휴대 단말의 형상적 특징에 유기적으로 접목시키기 위하여 렌즈 전단에 배치된 반사계를 이용하여 피사체의 광이 굴절되도록 하는 물리적 구조를 가진 액추에이터 또는 카메라 모듈 등이 개시되고 있다.
반사계를 채용하는 이러한 액추에이터 등은 흔들림이 발생하는 경우 렌즈를 보정 이동시키는 것이 아니라, 피사체의 빛을 렌즈 방향으로 반사시키는 반사계를 한 축 또는 두 축으로 이동시킴으로써 OIS를 구현한다.
통상적으로 이러한 액추에이터에는 이동체와 고정체에 가이드 레일이 형성되고 그 사이에 복수 개의 볼이 배치되도록 하여 이동체가 볼의 지지를 받으면서 가이드 레일을 따라 회전 이동하는 구조가 적용된다.
그러나 이러한 종래 장치의 경우, 반사계의 이동이 광축(Z축)과 수직한 두 방향(X축 및 Y축)을 기준으로 각각 독립적으로 구현되어야 하므로 그 구조가 상당히 복잡해짐은 물론, 구동 정밀성을 유지하기 어려운 문제점이 있다.
또한, 이동체가 볼에 의하여 물리적으로 지지되고 가이딩되는 경우, 볼과 대접하는 객체가 볼에 밀착되도록 요크 구조가 부가되는 것이 일반적인데, 종래 장치의 경우 각 방향(X축 및/또는 Y축)별 이동이 복잡한 물리적 구조에 의하여 이루어지므로 요크 구조를 구현하는 것 자체가 어려움은 물론, 별도의 구성 등을 추가하는 방식으로 구현되는 것이 일반적이다.
그러므로 조립 공정 등의 효율성이 낮아짐은 물론, 정밀하게 구현되어야 하는 각 방향별 독립된 이동이 서로 간섭되기 쉽고, 이를 회피하기 위하여 또 다른 물리적 구성이나 구조가 추가 설치되어야 하므로 공간 활용도가 극히 낮아지는 문제점이 발생될 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 배경에서 상술된 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 각 방향별 이동을 구현하는 물리적 구조 및 볼을 사이에 둔 이동체와 고정체 사이를 밀착시키는 구조를 개선함으로써 반사계가 탑재된 캐리어의 회전 이동에 따른 정밀성을 더욱 향상시킬 수 있는 반사계 액추에이터를 제공하는데 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 반사계 액추에이터는 반사계가 전방에 설치되며 제1홈부레일이 후방에 형성되는 캐리어; 광축 방향을 기준으로 상기 캐리어의 상부에 구비되는 제1마그네트; 상기 홈부레일과 대면하는 제1가이드레일이 전방에 형성되며, 트랙 형상의 제2홈부레일이 후방에 형성되는 미들가이드; 상기 제1홈부레일과 상기 제1가이드레일 사이에 배치되는 제1볼; 상기 미들가이드의 후방에 구비되는 제2마그네트; 상기 제2홈부레일과 대면하는 제2가이드레일이 형성되며 상기 미들가이드와 대면하는 베이스; 상기 제2홈부레일과 제2가이드레일 사이에 배치되는 제2볼; 상기 제1마그네트와 대면하는 제1코일과 상기 제2마그네트와 대면하는 제2코일이 탑재되는 회로기판; 상기 미들가이드의 전방에 구비되는 풀링요크; 및 상기 풀링요크와 대면하도록 상기 캐리어의 후방에 구비되며 상기 풀링요크에 인력을 발생시키는 풀링마그네트를 포함하여 구성될 수 있다.
이 경우, 본 발명의 상기 제2마그네트는 상기 제1마그네트와 수직한 방향에 구비되도록 구성되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 상기 미들가이드는 상기 베이스와 면대면으로 대면한 상태에서 상기 베이스를 기준으로 회전 이동하도록 구성될 수 있다.
바람직하게, 본 발명의 상기 제1홈부레일은 상기 캐리어의 양측에 각각 형성될 수 있으며 이 경우 상기 풀링마그네트는 상기 제1홈부레일의 가운데에 구비될 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 제1마그네트와 상기 캐리어 사이에 배치되며, 상기 제2마그네트에 인접한 부분에 벽부가 형성되는 제1백요크 또는 상기 제2마그네트와 상기 미들가이드 사이에 배치되며, 상기 제1마그네트에 인접한 부분에 벽부가 형성되는 제2백요크를 더 포함할 수 있다.
실시형태에 따라서 본 발명은 상기 캐리어의 후방 또는 상기 미들가이드의 전방 중 어느 하나에 구비되는 돌출가이더; 및 상기 캐리어의 후방 또는 상기 미들가이드의 전방 중 상기 돌출가이더가 구비되는 않은 어느 하나에 구비되며, 상기 돌출가이더를 수용하는 가이더홈부를 더 포함하도록 구성되는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 의할 때, 각 방향별 이동을 구현하는 물리적 구조를 서로 유기적으로 결합시킴으로써, 반사계를 각 방향별로 이동시키는 동작 관계를 더욱 간단한 구조로 구현할 수 있어 액추에이터의 공간 활용도를 더욱 높일 수 있음은 물론, 각 방향별 구동 정밀성을 더욱 향상시킬 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의할 때, 캐리어와 미들 가이드를 상호 밀착시키는 구성을 다른 물리적 부재나 구조물 없이 더욱 간단한 구조로 구현할 수 있어 각 방향별 이동에 따른 간섭 현상을 원천적으로 방지할 수 있음은 물론, 미들 가이드를 기준으로 한 캐리어의 기준 위치 복원을 더욱 효과적으로 구현할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의할 때, 각 방향별 이동을 구현하는 전자계가 상호 직교하도록 배치되고 나아가 자기력 집중을 위한 백요크의 물리적 구조를 개선함으로써, 각 방향별 이동의 독립성을 더욱 효과적으로 구현할 수 있음은 인접한 마그네트 사이의 자기적 영향이 더욱 효과적으로 차단될 수 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 효과적으로 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 이러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 액추에이터 및 카메라 모듈의 전체적인 구성을 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 액추에이터의 상세 구성을 도시한 분해 결합도,
도 3 및 도 4는 본 발명의 캐리어 및 미들가이드의 상세 구성을 도시한 도면,
도 5 내지 도 7은 본 발명의 미들가이드와 베이스의 상세 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 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 반사계 액추에이터(100)(이하 '액추에이터'라 지칭한다) 및 이를 포함하는 카메라 모듈(1000)의 전체적인 구성을 설명하는 도면이다.
본 발명의 액추에이터(100)는 단독의 장치로 실시될 수 있음은 물론이며, 도 1에 도시된 바와 같이 하나 이상의 렌즈(50, 60, 70)가 탑재되며 줌 또는 자동초점 등을 구현하는 렌즈구동모듈(200) 및 이미지센서(30) 등을 포함하는 카메라 모듈(1000)의 형태로 구현될 수도 있다.
본 발명에 의하는 경우, 피사체의 광(light)은 렌즈(50 등) 방향으로 바로 유입되지 않고 본 발명의 액추에이터(100)에 구비되는 반사계(110)를 통하여 빛의 경로가 변경(굴절, 반사 등)된 후 유입되도록 구성된다.
도 1에 예시된 바와 같이, 외계에서 들어오는 광의 경로가 Z1이며, 외계에서 유입된 광이 반사계(110)에 의하여 굴절 내지 반사되어 렌즈(50)로 유입되는 빛의 경로가 Z이다.
이하 설명에서 렌즈(50)로 광이 유입되는 방향과 대응되는 Z축 방향을 광축 내지 광축 방향이라고 지칭하며, 이와 수직을 이루는 두 방향을 X축 및 Y축이라 지칭한다. 또한, 도 1에 도시된 본 발명의 액추에이터(100)의 위치 및 방향을 기준으로 양의 Y축 방향을 전방 또는 전면으로, 음의 Y축 방향을 후방 또는 후면으로 지칭한다.
광축 방향을 기준으로 렌즈구동모듈(200) 후단에는 빛 신호를 전기 신호로 변환시키는 CCD, CMOS 등과 같은 이미지센서(30)가 구비될 수 있으며, 특정 대역의 빛 신호를 차단하거나 투과시키는 필터가 함께 구비될 수도 있음은 물론이다.
후술되어 상세히 설명되는 바와 같이 본 발명의 액추에이터(100)는 광축과 수직한 X축 방향 또는/및 Y축 방향을 기준으로 손떨림 등에 의한 흔들림이 발생하는 경우 그 움직임을 보상하는 방향으로 반사계(110)를 회전 이동시킴으로써 X축 방향 또는/및 Y축 방향에 대한 OIS를 구현하는 장치에 해당한다.
도면 등에는 X축 방향 및 Y축 방향 각각의 손떨림 보정을 통합적으로 구현하는 실시예가 도시되어 있으나 이는 하나의 예일 뿐, 실시형태에 따라서 X축 방향 또는 Y축 방향 중 어느 한 방향의 손떨림 보정을 위한 구조만 적용되고 다른 일 방향의 손떨림 보정은 렌즈(60, 70)가 탑재된 캐리어를 선형 이동시키는 방법 등을 통하여 구현될 수 있다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 액추에이터(100)의 상세 구성을 도시한 분해 결합도이다.
도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 액추에이터(100)는 쉴드캔(shield can)으로 기능하는 케이스(190), 반사계(110), 캐리어(120), 미들가이드(130) 및 베이스(140)를 포함하여 구성될 수 있다.
우선, 도 2를 참조하여 액추에이터(100)에 대한 전반적인 구성을 먼저 설명하고 각 방향별 OIS 구동을 위한 액추에이터(100)의 상세 구성 및 구동 관계 등은 후술하도록 한다.
도 2에 도시된 바와 같이 Z1 경로의 광(light)이 케이스(190)의 개방부(193)를 통하여 본 발명의 액추에이터(100)로 유입되면 본 발명의 반사계(110)는 유입된 광의 경로를 광축 방향(Z)으로 변경(굴절 내지 반사 등)시켜 광(light)을 렌즈구동모듈(200) 방향으로 유입시킨다.
상기 반사계(110)는 미러(mirror) 또는 프리즘(prism) 중 선택된 하나 또는 이들의 조합일 수 있으며 나아가 외계에서 유입된 빛을 광축 방향으로 변경시킬 수 있는 다양한 부재로도 구현될 수 있음은 물론이다.
이와 같이 본 발명은 반사계(110)에 의하여 빛의 경로가 굴절된 후 렌즈구동모듈(200) 측으로 빛이 유입되도록 구성됨으로써, 렌즈구동모듈(200) 자체를 휴대 단말의 두께 방향으로 설치하지 않아도 되므로 줌렌즈 등과 같이 광축 방향으로 긴 물리적 특성을 가지는 광학 부재 등을 휴대 단말에 장착하더라도 휴대 단말의 두께를 증가시키지 않아 휴대 단말의 소형화 등에 최적화될 수 있다.
잘 알려진 바와 같이 OIS구동은 손떨림에 의한 흔들림을 보정하는 방향으로 렌즈 등을 이동시키는 방식으로 구현되는데, 본 발명이 적용되는 실시예에서는 렌즈 등을 역-이동시키는 방식과는 달리 반사계(110)를 이동시키는 방식으로 OIS가 구동된다.
본 발명의 반사계(110)는 도 2에 도시된 예를 기준으로 액추에이터(100)에서 빛이 유입되는 케이스(190)의 개방부(193) 방향 즉, Y축 방향 전면을 향하는 방향에 설치된다.
반사계(110)는 도 2 등에 도시된 바와 같이 캐리어(120)의 전방에 설치되며, 이 캐리어(120)는 미들가이드(130)에 의하여 물리적으로 지지되어 미들가이드(130)를 기준으로 회전 이동한다.
후술되는 바와 같이 본 발명의 캐리어(120)가 미들가이드(130)를 기준으로 회전이동(YZ 평면 기준)하면 캐리어(120)에 설치된 반사계(110) 또한, 동일한 방향으로 회전이동하게 되고 이러한 반사계(110)의 회전 이동에 의하여 이미지센서 측으로 유입되는 빛의 경로가 Y축 방향으로 편이(shift)되면서 Y축 방향 성분의 손떨림이 보정된다.
이하 설명에서는 Y축 방향 손떨림 보정과 관련하여 YZ평면을 기준으로 회전 이동하는 방향을 제1방향이라 지칭하며, 후술되는 바와 같이 X축 방향 손떨림 보정과 관련하여 XZ평면을 기준으로 면대면 회전 이동하는 방향을 제2방향이라 지칭한다.
본 발명의 캐리어(120)는 제1방향 이동과 관련하여 이동체에 해당하며, 본 발명의 미들가이드(130)는 이에 상응하는 관점에서 고정체에 해당한다.
광축 방향을 기준으로 상기 캐리어(120)의 상부에 제1마그네트(M1)가 구비되며, 제1마그네트(M1)와 대면하는 방향에 제1코일(C1)이 배치된다. 적절한 크기와 방향의 전원이 제1코일(C1)에 인가되면, 제1코일(C1)과 제1마그네트(M1) 사이에 전자기력이 발생하고 이 발생된 전자기력에 의하여 캐리어(120)가 회전 이동하게 된다.
상기 제1코일(C1)은 회로기판(170)에 탑재되는 형태로 구현되며 이 회로기판(170)에는 도면에 도시된 바와 같이 홀효과(hall effect)를 이용하여 반사계(110)의 Y축 위치, 구체적으로 제1마그네트(M1) 등의 위치를 감지하는 제1홀센서(H1)가 구비될 수 있다.
상기 제1홀센서(H1)의 전기적 신호가 입력되면 구동드라이버(D)는 입력된 제1홀센서(H1)의 신호에 대응되는 크기와 방향의 전원이 제1코일(C1)로 인가되도록 제어한다.
후술되는 바와 같이 본 발명의 캐리어(120) 후방에는, 미들가이드(130)에 형성되는 제1가이드레일(133)과 대면하는 제1홈부레일(121)이 형성되며 제1홈부레일(121)과 제2가이드레일(141) 사이에는 제1볼(B1)이 배치된다.
한편, 미들가이드(130)는 베이스(140)를 기준으로 회전 이동(XZ 평면 기준)하도록 베이스(140)에 의하여 물리적으로 지지된다.
앞서 기술된 바와 같이 미들가이드(130)에는 반사계(110)가 설치된 캐리어(120)가 제1볼(B1)을 매개하여 탑재되므로 미들가이드(130)가 XZ 평면을 기준으로 즉, Y축 방향을 축 방향(RA, 도 7참조)으로 회전 이동하는 경우 반사계(110) 또한, 그 물리적 이동을 함께 하여 동일한 방향으로 회전 이동한다.
이와 같이 반사계(110)가 제2방향으로 회전 이동하면 이미지센서 측으로 유입되는 빛의 경로가 X축 방향으로 편이(shift)되면서 X축 방향 성분의 손떨림이 보정된다.
이러한 점에서 X축 방향 손떨림 보정을 위한 회전 이동(제2방향 회전 이동)을 기준으로 할 때, 본 발명의 미들가이드(130)는 이동체에 해당하며, 이에 상응하는 관점에서 베이스(140)는 고정체로서 기능한다. 그러므로 본 발명의 미들가이드(130)는 X축 방향 OIS에서는 이동체에 해당하나 Y축 방향 OIS와 관련하여서는 고정체에 해당한다.
미들가이드(130)의 후방에는 제2마그네트(M2)가 탑재되고(도 3 참조), 이에 대면하는 방향에 제2코일(C2)이 배치되며, 제2마그네트(M2)의 자기력 방향과 크기에 대응되는 제2홀센서(H2)의 전기적 신호가 구동드라이버(D)로 입력되면 구동드라이버(D)는 적절한 크기와 방향의 전원이 제2코일(C2)에 인가되도록 제어된다.
제2코일(C2)에 전원이 인가되면 제2마그네트(M2)에 자기력을 발생시키고 이 발생된 자기력에 의하여 미들가이드(130)가 XZ평면을 기준으로 회전이동하게 된다.
도 2에 도시된 바와 같이 제1코일(C1)과 제1마그네트(M1) 사이의 자기력이 증진될 수 있도록 제1마그네트(M1)는 베이스(140) 상부(Z축 기준)에 형성된 개구부(147)를 통하여 제1코일(C1)에 노출되도록 구성될 수 있다.
또한, 각 방향별 구동을 위한 자기력이 직교(orthogonal)하도록 구성함으로써 각 방향별 자기력이 타 방향의 자기력에 미치는 영향이 최소화될 수 있도록 캐리어(120)의 상부에 설치되는 제1마그네트(M1)와 미들가이드(130)의 후방에 설치되는 제2마그네트(M2)는 상호 수직하게 배치되는 것이 바람직하다. 또한, 이러한 구조에 상응하도록 제1코일(C1)과 제2코일(C2)은 연성회로기판 등으로 구현되는 회로기판(170) 상에 서로 수직하도록 실장된다.
실시형태에 따라서 도 2에 예시된 바와 같이 외부 충격 등을 흡수하기 위한 댐퍼(195)가 베이스(140)에 구비될 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 캐리어(120)가 미들가이드(130)를 기준으로 제1방향으로 회전 이동함으로써 Y축 방향의 OIS를 구현하는 본 발명의 구체적인 구성을 상세히 설명하도록 한다.
반사계(110)가 전방에 설치되는 캐리어(120)의 상부에는 제1코일(C1)과 대면하는 제1마그네트(M1)가 설치된다. 실시형태에 따라서, 제1코일(C1)과 제1마그네트(M1) 사이의 전자기력이 강화될 수 있도록 제1마그네트(M1)와 캐리어(120) 사이 즉, 제1마그네트(M1)가 제1코일(C1)과 대면하는 반대 방향에 제1백요크(180-1)가 구비되는 것이 바람직하다.
이 경우, 도 3의 상부 확대도에 도시된 바와 같이 제1백요크(180-1) 중 제2마그네트(M2)에 인접한 부분은 절곡 등의 형상을 가지는 제1벽부(181-1)가 형성되는 것이 바람직하다.
이와 같이 구성하는 경우, 제1마그네트(M1)와 제2마그네트(M2)가 상호 직교를 이루는 위치 구성에 더하여 상호 간의 자기력 영향이 더욱 효과적으로 차단될 수 있다.
제2마그네트(M2)와 미들가이드(130) 사이에 배치되는 제2백요크(180-2) 또한, 이와 대응되는 관점에서 제1마그네트(M1)에 인접한 부분에 제2벽부(181-2)가 형성되는 것이 바람직하다.
도 3에 도시된 바와 같이 캐리어(120)의 후방에 형성되는 제1홈부레일(121)은 라운드진 형상을 가지며 이와 대응되는 형상의 제1가이드레일(133)은 미들가이드(130)의 전방에 형성된다.
제1홈부레일(121)과 제1가이드레일(133) 사이에는 도 3에 도시된 바와 같이 제1볼(B1)이 배치될 수 있는데, 회전 이동에 대한 효과적인 가이딩이 구현되도록 제1볼(B1)은 제1홈부레일(121) 또는/및 제1가이드레일(133) 중 하나 이상에 그 일부가 수용되는 형태로 구비될 수 있다.
이 경우, 캐리어(120)는 제1볼(B1)을 통하여 미들가이드(130)와 적절한 간격을 유지하며 제1볼(B1)의 이동(moving), 구름(rolling) 등에 의한 최소화된 마찰력으로 더욱 유연하게 선형 이동할 수 있어 소음의 감소는 물론, 캐리어(120)의 이동을 위한 구동력을 최소화시킬 수 있다.
제1방향 이동을 더욱 안정적으로 구현하기 위하여 제1홈부레일(121)은 캐리어(120)의 양측에 서로 대칭되도록 각각 형성되는 것이 바람직하다.
이와 같이 구성하는 경우, 도 4에 도시된 바와 같이 반사계(110)가 탑재된 캐리어(120)는 제1볼(B1), 제1홈부레일(121) 및 제1가이드레일(133)의 물리적 가이딩을 통하여 미들가이드(130)를 기준으로 제1방향(YZ 평면 기준)으로 회전 이동하게 된다.
한편, 도 3에 도시된 바와 같이 캐리어(120)의 후방에는 풀링마그네트(pulling magnet)(150)가 구비되며, 미들가이드(130) 전방에는 이 풀링마그네트(150)와 대면하며 풀링마그네트(150)와 인력을 발생시키는 금속재질의 풀링요크(160)가 구비된다.
풀링요크(160)와 풀링마그네트(150) 사이에 발생되는 이 인력에 의하여 캐리어(120)가 미들가이드(130) 방향으로 당겨지게 되므로 캐리어(120)와 제1볼(B1) 사이 그리고 제1볼(B1)과 미들가이드(130) 사이의 점접촉(point-contact) 등이 지속적으로 유지될 수 있다.
상기 풀링마그네트(150)는 캐리어(120)의 양측에 각각 형성되는 제1홈부레일(121)의 가운데 부분에 구비되는 것이 바람직하다.
이와 같이 구성하는 경우 풀링마그네트(150)와 풀링요크(160) 사이의 인력이 균형적으로 고르게 작용하게 되므로 복수 개 제1볼(B1)에 미치는 인력이 특정 제1볼(B1)에 편중되지 않도록 유도할 수 있어 구동 정밀성을 향상시킬 수 있고, 제1코일(C1)에 인가되는 전원이 종료되는 경우 캐리어(120)가 기본 위치로 복귀하는 것을 더욱 효과적으로 구현할 수 있다.
실시형태에 따라서, 캐리어(120)의 후방 또는 미들가이드(130)의 전방 중 어느 하나에 돌출가이더(137)가 구비되도록 구성하고, 캐리어(120)의 후방 또는 미들가이드(130)의 전방 중 상기 돌출가이더(137)가 구비되지 않는 어느 하나에 상기 돌출가이더(137)를 수용하는 가이드홈부(127)가 구비되도록 구성할 수 있다.
이와 같이 구성하는 경우, 캐리어(120)의 회전 이동에 대한 물리적 가이딩을 더욱 효과적으로 구현할 수 있음은 물론, 캐리어(120)의 회전 이동을 효과적으로 특정 범위로 제한할 수 있다.
상술된 본 발명의 돌출가이더(137), 가이드홈부(127)는 물론, 풀링마그네트(150) 및 풀링요크(160)가 캐리어(120)와 미들가이드(130)의 상호 대면하는 부분에 구비되므로 부피 증가를 효과적으로 억제할 수 있으며 공간 활용도를 더욱 향상시킬 수 있다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 미들가이드(130)와 베이스(140)의 상세 구성을 도시한 도면이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 미들가이드(130)가 베이스(140)를 기준으로 제2방향으로 회전 이동함으로써 X축 방향의 OIS를 구현하는 본 발명의 구체적인 구성을 상세히 설명하도록 한다.
도면에 도시된 바와 같이 미들가이드(130)의 후방에는 전체적으로 트랙 형상을 가지는 제2홈부레일(131)이 형성되며, 베이스(140)의 전방에는 제2홈부레일(131)과 대응되는 형상의 제2가이드레일(141)이 형성된다.
미들가이드(130)와 베이스(140)의 사이에 배치되는 제2볼(B2)은 그 일부가 제2홈부레일(131) 또는/및 제2가이드레일(141)에 수용되는 형태로 배치된다.
제2홈부레일(131)과 제2가이드레일(141)은 도면에 도시된 바와 같이 XZ평면을 기준으로 곡률반경(R)을 가지는 라운드진 트랙 형상으로 이루어진다.
도면에는 가이드레일(131) 및 홈부레일(141) 각각이 분리된 4개로 도시되어 있으나, 이는 하나의 예일 뿐, 이와는 다른 개수로 구비될 수도 있음은 물론이다.
이와 같이 미들가이드(130)의 후방 그리고 베이스(140)의 전방에 XZ평면을 기준으로 트랙 형상을 이루는 제2홈부레일(131)과 제2가이드레일(141)이 형성되므로 본 발명의 미들가이드(130)는 상기 베이스(140)와 면대면(plane vs. plane)으로 대면한 상태에서 베이스(140)를 기준으로 회전 이동하게 된다.
앞서 기술된 바와 같이 캐리어(120)에 형성되는 제1홈부레일(121)과 미들가이드(130)의 전방에 형성되는 제1가이드레일(133)은 상술된 제2홈부레일(131) 등과는 다른 방향으로 레일 구조가 형성된다.
그러므로 미들가이드(130)가 제2방향으로 회전 이동하는 경우, 그 물리적 구동력이 그대로 캐리어(120)에 전달되므로 미들가이드(130)가 베이스(140)를 기준으로 면대면 회전이동하는 경우 반사계(110) 또한, 도 7에 도시된 바와 같이 Y축을 회전축(RA)으로 회전 이동함으로써, X축 방향 성분의 손떨림 보정이 구현된다.
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 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.
1000 : 본 발명의 카메라 모듈
100 : 본 발명의 액추에이터
110 : 반사계 120 : 캐리어
121 : 제1홈부레일 127 : 가이드홈부
130 : 미들가이드 131 : 제2홈부레일
133 : 제1가이드레일 137 : 돌출가이더
140 : 베이스 141 : 제2가이드레일
147 : 개구부 150 : 풀링마그네트
160 : 풀링요크 170 : 회로기판
180-1 : 제1백요크 180-2 : 제2백요크
181-1 : 제1벽부 181-2 : 제2벽부
190 : 케이스 193 : 개방부
195 : 댐퍼
M1 : 제1마그네트 M2 : 제2마그네트
C1 : 제1코일 C2 : 제2코일
H1 : 제1홀센서 H2 : 제2홀센서
D : 구동드라이버

Claims (5)

  1. 피사체로부터 입사되는 광을 반사시켜 이미지센서로 유입시키는 반사계;
    상기 반사계가 구비되는 캐리어;
    상기 캐리어를 수용하는 베이스;
    상기 캐리어와 베이스 사이에 위치하는 미들가이드;
    상기 캐리어와 상기 미들가이드 사이에 배치되는 제1볼; 및
    상기 미들가이드와 상기 베이스 사이에 배치되는 제2볼을 포함하고,
    상기 제1볼 및 제2볼은 상기 미들가이드를 기준으로 상기 미들가이드의 앞쪽 및 뒤쪽 각각에 위치하는 것을 특징으로 하는 반사계 액추에이터.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1볼은,
    상기 캐리어 또는 상기 미들가이드 중 하나 이상에 구비되는 라운드진 형상의 레일구조에 그 일부가 수용되는 형태로 배치되며,
    상기 제2볼은 상기 미들가이드 또는 상기 베이스 중 하나 이상에 구비되는 라운드진 형상의 레일구조에 그 일부가 수용되는 형태로 배치되는 것을 특징으로 하는 반사계 액추에이터.
  3. 제1항에 있어서,
    광축과 수직한 제1방향 또는 제2방향으로 상기 반사계를 구동시키기 위한 제1 및 제2마그네트; 및
    상기 제1 및 제2마그네트 각각과 대면하는 위치에 구비되되, 상기 베이스에서 서로 수직을 이루는 면부에 각각 위치하는 제1 및 제2코일을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반사계 액추에이터.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제1코일 및 제2코일은,
    서로 다른 개수의 코일로 이루어지는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
  5. 제1항에 있어서,
    상호 인력을 발생시키는 풀링요크 또는 풀링마그네트 중 하나는 상기 캐리어에 구비되며, 나머지 하나는 상기 미들가이드 또는 상기 베이스에 구비되는 것을 특징으로 하는 반사계 액추에이터.
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