KR20220129732A

KR20220129732A - 미들가이드 프리 액추에이터

Info

Publication number: KR20220129732A
Application number: KR1020210034367A
Authority: KR
Inventors: 고재용; 김덕현
Original assignee: 자화전자(주)
Priority date: 2021-03-17
Filing date: 2021-03-17
Publication date: 2022-09-26
Also published as: KR102492278B1

Abstract

본 발명의 일 실시예에 의한 미들가이드 프리 액추에이터는 홈부레일이 형성된 제1캐리어; 가이드레일이 형성되며, 상기 제1캐리어를 기준으로 광축과 수직한 제1방향 또는 광축 및 제1방향 모두와 수직한 제2방향으로 이동하는 제2캐리어; 상기 제2캐리어에 구비되되, 서로 직교하는 방향에 구비되는 제1 및 제2마그네트; 상기 제1 및 제2마그네트 각각에 대면하는 제1 및 제2코일; 및 상기 홈부레일과 가이드레일 사이에 배치되는 제1볼을 포함하며, 이 경우 상기 가이드레일과 홈부레일은 레일의 연장 방향이 서로 직교하는 형태로 상호 대면하는 것을 특징으로 한다.

Description

미들가이드 프리 액추에이터{MIDDLE GUIDE-FREE ACTUATOR}

본 발명은 카메라용 액추에이터에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 미들가이드의 적용 없이 OIS의 각 방향별 독립적 선형 이동을 구현하는 액추에이터에 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) 기능은 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.

또한, 손떨림 보정 기능은 손떨림에 의하여 렌즈의 흔들림이 발생하는 경우 그 흔들림을 보상하는 방향으로 렌즈가 탑재된 캐리어를 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.

OIS 기능은 광축과 수직을 이루는 평면상의 2축인 제1방향 또는/및 제2방향으로 렌즈 또는 이미지센서가 탑재된 이동체를 상대적 고정체를 기준으로 역 이동시킴으로써 흔들림을 보정한다.

종래 장치 내지 액추에이터의 경우 제1방향 및 제2방향의 독립된 이동이 구현되도록 이동체와 고정체 사이에 미들 가이드를 적용하고, 이동체와 미들 가이드 사이 그리고 미들 가이드와 고정체 사이에 각각 볼을 배치하는 구조가 주로 적용된다.

이러한 종래 액추에이터의 경우, 이동체, 미들 가이드 및 고정체가 적층되는 구조를 가지며 이들 사이에 각각의 볼들이 배치되므로 광축 방향을 기준으로 그 높이가 증가하게 된다.

카메라용 액추에이터는 스마트폰 등과 같은 휴대 단말의 메인 기판에 입설(立設)되는 형태로 설치되므로 액추에이터의 높이 증가는 곧 휴대 단말의 두께 증가를 의미하므로 종래 장치 내지 액추에이터의 경우 휴대 단말의 슬림화 경향에 부합되지 못하며 공간 활용성이 낮아진다는 문제점이 있다.

또한, 종래 액추에이터의 경우 이동체(캐리어), 미들 가이드, 고정체(하우징 내지 베이스)를 상호 적층시키고 이들 사이에 각각 볼들을 배치하여야 하므로 장치가 더욱 복잡해지며 부품 수 증가, 비용 증가 등이 발생함은 물론, 조립 공정의 효율성도 저하된다.

본 발명은 상기와 같은 배경에서 상술된 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 미들 가이드의 적용 없이 OIS를 위한 각 방향별 독립된 이동을 구현함으로써 OIS의 구동 정밀성은 물론, 공간 활용성과 크기 효율성을 더욱 효과적으로 향상시킬 수 있는 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 미들가이드 프리 액추에이터는 홈부레일이 형성된 제1캐리어; 가이드레일이 형성되며, 상기 제1캐리어를 기준으로 광축과 수직한 제1방향 또는 광축 및 제1방향 모두와 수직한 제2방향으로 이동하는 제2캐리어; 상기 제2캐리어에 구비되되, 서로 직교하는 방향에 구비되는 제1 및 제2마그네트; 상기 제1 및 제2마그네트 각각에 대면하는 제1 및 제2코일; 및 상기 홈부레일과 가이드레일 사이에 배치되는 제1볼을 포함하며, 상기 가이드레일과 홈부레일은 레일의 연장 방향이 서로 직교하는 형태로 상호 대면하도록 구성될 수 있다.

여기에서 본 발명의 상기 홈부레일은 상기 제1방향 또는 제2방향으로 연장된 형상을 가지며, 상기 가이드레일은 상기 제1방향 또는 제2방향 중 상기 홈부레일과 반대되는 방향으로 연장된 형상을 가지도록 구성될 수 있다.

또한, 본 발명의 상기 홈부레일은 m개(m은 2이상의 자연수)로 이루어질 수 있으며 본 발명의 상기 가이드레일은 n개(n은 2이상의 자연수)로 이루어질 수 있다. 이 경우 상기 m개의 홈부레일 중 2개 이상은 상기 n개의 가이드레일 중 2개 이상과 각각 대면하도록 구성될 수 있다.

바람직하게, 본 발명의 상기 m개의 홈부레일과 상기 n개의 가이드레일 중 상호 대면하는 홈부레일과 가이드레일은 V자 형상의 레일일 수 있다.

나아가, 본 발명은 상기 제1캐리어를 수용하는 베이스; 상기 베이스의 내측면에 형성된 제2홈부레일과 상기 제1캐리어의 외측면에 형성된 제2가이드레일 사이에 배치되는 제2볼; 상기 제1캐리어에 구비되는 AF마그네트; 및 상기 AF마그네트와 대면하며 상기 제1캐리어가 광축 방향으로 선형 이동하도록 구동력을 제공하는 AF코일을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 의할 때, 미들 가이드 또는 이에 준하는 다른 추가 구성의 부가없이 OIS가 구현되므로 액추에이터 전체의 구조와 형상을 더욱 공간 집약된 형태로 구성할 수 있어 전체적인 공간을 최소화할 수 있으며 모바일 단말의 소형화 등에 더욱 최적화될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의할 때, 볼을 사이에 두고 서로 대면하는 가이드레일 및 홈부레일의 구조를 교차 및 직교하는 방식으로 구현함으로써, 미들 가이드의 부가없이도 제1방향 및 제2방향 각각의 선형성을 완벽하게 구현할 수 있어 OIS의 구동 정밀성을 효과적으로 구현할 수 있다.

나아가 본 발명에 의하는 경우, 제1방향 및 제2방향의 독립된 이동을 위한 미들가이드 등의 부재를 생략할 수 있으므로 부품 수 감소 및 그에 따른 가격 경쟁력 확보는 물론, 조립 공정의 효율성을 더욱 향상시킬 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 액추에이터의 전체적인 구성을 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 제2캐리어의 상세 구성을 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 제1캐리어의 상세 구성을 도시한 도면,
도 4 및 도 5는 제1볼, 홈부레일 및 가이드레일의 구조를 도시한 도면,
도 6은 제1캐리어를 기준으로 제2캐리어가 각 방향별로 이동하는 물리적 구조를 설명하는 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.

첨부된 도면에는 본 발명의 일 실시예에 의한 액추에이터(1000)로서, AF 및 OIS 기능이 함께 통합된 실시예가 도시되어 있으나, 이는 하나의 일 실시예일 뿐, 본 발명의 액추에이터(1000)는 실시형태에 따라서 OIS기능만을 위한 액추에이터로 구현될 수 있음은 물론이다.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 미들가이드 프리 액추에이터(이하 '액추에이터'라 지칭한다)(1000)는 제1캐리어(100), 제2캐리어(200), 베이스(300), 회로기판(400), AF요크(500) 및 케이스(600)를 포함하여 구성될 수 있다.

도 1 등에 도시된 Z축 방향은 렌즈 또는 렌즈조립체(미도시)로 빛이 유입되는 방향인 광축 방향으로서 AF가 구동되는 경우 제1캐리어(100)가 진퇴 이동하는 방향에 해당하며, 광축과 수직을 이루는 X축 및 Y축은 OIS가 구동되는 경우 제2캐리어(200)가 이동하는 방향에 해당한다.

이하 본 발명의 실시예에 대한 설명에서 광축과 수직을 이루는 두 방향 중 하나를 제1방향(X축 방향)으로, 나머지 하나를 제2방향(Y축 방향)으로 지칭하나, 이는 상대적 관점에 따른 하나의 예시일 뿐, X축 방향과 Y축 방향 중 어느 하나의 방향이 제1방향이며, 나머지 하나의 방향이 제2방향이 될 수 있음은 물론이다.

본 발명의 베이스(300)는 본 발명에 의한 액추에이터(1000)의 내부 구성품을 수용하는 기본 프레임 구조에 해당하며, 실시형태에 따라서 쉴드 캔(shield can)으로 기능하는 케이스(600)가 결합될 수 있다.

제2캐리어(200)는 제1캐리어(100)를 기준으로 제1방향 또는 제2방향의 조합된 방향으로 이동하는 이동체이며, 제2캐리어(200)에 렌즈 또는 이미지센서가 장착되는 경우 제2캐리어(200)의 이동에 따라 렌즈 또는 이미지센서가 이동함으로써 손떨림 등의 외적 교란 현상을 해소하는 OIS가 구현된다.

이러한 점에서 제2캐리어(200)는 제1캐리어(100)를 기준으로 상대적으로 이동하는 이동체에 해당하며, 이에 상응하는 관점에서 제1캐리어(100)는 상대적 고정체에 해당한다.

실시형태에 따라서, 제1캐리어(100)와 제2캐리어(200) 사이에는 도면에 도시된 바와 같이 제1볼(B1)이 배치될 수 있다. 선형성에 대한 효과적인 가이딩이 구현되도록 상기 제1볼(B1)은 제1캐리어(100)에 형성된 홈부레일(110) 및 제2캐리어(200)에 형성된 가이드레일(210) 중 하나 이상에 그 일부가 수용되는 형태가 되도록 구성하는 것이 바람직하다.

이와 같이 제1볼(B1)이 구비되는 경우, 제2캐리어(200)는 제1볼(B1)을 통하여 제1캐리어(100)와 적절한 간격을 유지하며 제1볼(B1)의 이동(moving), 구름(rolling) 등에 의한 최소화된 마찰력으로 더욱 유연하게 선형 이동할 수 있어 소음 감소, 구동력 최소화, 구동 정밀성 등이 더욱 향상될 수 있다.

이동체인 제2캐리어(200)에는 제1코일(C1) 및 제2코일(C2) 각각과 대면하는 제1마그네트(M1)와 제2마그네트(M2)가 설치된다. 이들 제1마그네트(M1)와 제2마그네트(M2)는 도 1 및 도 2 등에 도시된 바와 같이 상기 제2캐리어(200)리어에 구비되되, 서로 직교하는 방향에 구비된다.

제1코일(C1)에 적절한 크기와 방향의 전원이 인가되면 제2캐리어(200)에 설치된 제1마그네트(M1)에 전자기력이 발생하고 이 발생된 전자기력을 구동력으로 제2캐리어(200)는 제1캐리어(100)를 기준으로 제1방향(X축 방향)으로 이동한다.

실시형태에 따라서 제1홀센서(H1)와 같은 감지 센서가 더 포함될 수 있다. 이 경우 제1홀센서(H1)가 홀효과(hall effect) 등을 이용하여 제2캐리어(200)의 제1마그네트(M1)의 위치를 감지하고 그에 해당하는 신호를 구동 드라이버로 전달하면 구동 드라이버는 이에 대응되는 크기와 방향의 전원이 제1코일(C1)에 순환적으로 인가되도록 제어한다.

구동드라이버는 SOC 등을 통하여 제1홀센서(H1)와 함께 단일 칩의 형태로 구현될 수 있음은 물론이다.

이와 대응되는 관점에서 제2코일(C2)에 적절한 크기와 방향의 전원이 인가되면 제2캐리어(200)의 제2마그네트(M2)에 전자기력이 발생하고 이 발생된 전자기력을 구동력으로 제2캐리어(200)는 제1캐리어(100)를 기준으로 제2방향(Y축 방향)으로 이동한다. 제2홀센서(H2) 등의 내용은 앞서 설명된 제1홀센서(H1)의 내용과 대응되므로 생략한다.

제1코일(C1), 제1홀센서(H1), 제2코일(C2) 및 제2홀센서(H2) 등은 회로기판(400)에 실장되는 형태로 베이스(300)에 구비될 수 있다. 후술되는 AF코일(C3) 및 제3홀센서(H3) 또한, 이와 같다.

한편, 제1캐리어(100)의 일측면에서는, 베이스(300)에 구비되는 AF코일(C3)과 대면하는 AF마그네트(M3)가 구비되며, 베이스(300)의 내측면에 형성된 제2홈부레일(310)과 제1캐리어(100)의 외측면에 형성된 제2가이드레일(120) 사이에는 제2볼(B2)이 배치된다.

앞서 기술된 바와 같이, AF코일(C3)에 적절한 크기와 방향의 전원이 인가되면 AF코일(C3)과 AF마그네트(M3) 사이에 전자기력이 발생하게 되며 이 발생된 전자기력에 의하여 제1캐리어(100)는 베이스(300)를 기준으로 광축 방향(Z축 방향)으로 선형 이동한다. 그러므로 AF의 구동과 관련하여 제1캐리어(100)는 상대적 이동체가 되며, 이에 상응하는 관점에서 베이스(300)는 상대적 고정체가 된다.

제1캐리어(100)가 광축 방향으로 이동하면 제1캐리어(100)에 수용된 제2캐리어(200) 또한, 제1캐리어(100)와 함께 광축으로 이동함으로써 제2캐리어(200)에 탑재된 렌즈(미도시)가 광축 방향으로 선형 이동하게 된다.

이와 같이 제1캐리어(100)가 광축방향으로 이동하면 액추에이터(1000) 후단에 구비된 CCD(Charged-coupled Device), CMOS(Complementary Metal-oxide Semiconductor)와 같은 이미지센서(미도시)와 렌즈 사이의 초점 거리가 조정됨으로써 자동 초점 기능이 구현된다.

이러한 AF 기능의 구현에서도 앞서 설명된 바와 같이 제3홀센서(H3) 등을 이용한 피드백 순환 제어가 적용될 수 있음은 물론이다.

상술된 바와 같이 본 발명의 제1캐리어(100)는 AF의 구동에서는 상대적 이동체로 기능하며, OIS의 구동에서는 상대적 고정체로서 기능하게 된다.

실시형태에 따라서 본 발명의 베이스(300)에는 AF마그네트(M3)와 인력을 발생시키는 AF요크(500)가 구비될 수 있다.

AF요크(500)와 AF마그네트(M3) 사이의 인력에 의하여, 제2볼(B2)이 매개된 제1캐리어(100)가 베이스(300) 방향으로 당겨지게 되므로 제2볼(B2)과 제1캐리어(100) 사이 및 제2볼(B2)과 베이스(300) 사이의 접촉이 지속적으로 유지될 수 있게 된다.

도 2 및 도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 제2캐리어(200) 및 제1캐리어(100)의 상세 구성을 도시한 도면, 도 4 및 도 5는 제1볼(B1), 홈부레일(110) 및 가이드레일(210)의 구조를 도시한 도면이며, 도 6은 제1캐리어(100)를 기준으로 제2캐리어(200)가 각 방향별로 이동하는 물리적 구조를 설명하는 도면이다.

본 발명의 제2캐리어(200)에서는 가이드레일(210)이 형성되며 이 가이드레일(210)에 제1볼(B1)의 일부가 수용되는 형태로 제1볼(B1)이 배치된다.

도 2에 도시된 바와 같이 가이드레일(210)은 홈부가 길이 방향으로 연장된 형상을 가지는데, 도 2에는 이에 대한 일 실시예로 X축 방향(제1방향)으로 연장된 형상의 레일 구조를 가지는 가이드레일(210)이 도시되어 있다.

그러므로 가이드레일(210)에 수용된 제1볼(B1)은 특정 방향으로는 자유 이동이 가능하나, 자유 이동이 가능한 방향과 직교하는 방향으로는 그 이동이 억제된다.

이를 제2캐리어(200)의 상대적 관점에서 볼 때, 제2캐리어(200)는 제1볼(B1)을 매개로 제1방향(X축 방향)으로는 자유 이동이 가능하나, 제2방향(Y축 방향)으로는 그 이동이 억제된다.

환언하면, 제2캐리어(200)가 제1방향으로 이동하는 경우, 제2캐리어(200)는 제1볼(B1)의 접촉을 유지한 상태에서 제1볼(B1)과는 독립적으로 이동함에 반해, 제2캐리어(200)가 제2방향으로 이동하는 경우, 제1볼(B1)과의 사이에서 자유 이동이 억제되므로 제2캐리어(200)는 제1볼(B1)과 함께 이동하게 된다.

이러한 거동 특성이 더욱 명확하게 구현될 수 있도록 상기 가이드레일(210)의 홈부 형상은 그 수직 단면이 V자 형상이 되도록 구성하는 것이 바람직하다.

이와 같이 V자 형상의 레일로 구성되는 경우, 사선 방향의 면부에서 제1볼(B1)과의 접촉이 이루어지므로 제2방향(Y축 방향)으로의 이동은 더욱 효과적으로 억제되며, 제1방향으로의 자유 이동에 대한 선형성(직진성)은 더욱 높아질 수 있다.

한편, 제1캐리어(100)에 형성된 홈부레일(110) 또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 홈부가 길이 방향으로 연장된 형상을 가지나 가이드레일(210)의 연장 방향과 직교하는 방향으로 연장된 형상을 가진다. 도 3에는 이에 대한 일 실시예로 Y축 방향(제2방향)으로 연장된 형상의 레일 구조를 가지는 홈부레일(110)이 도시되어 있다.

제1볼(B1)은 홈부레일(110)을 기준으로 할 때, 앞서 설명된 가이드레일(210)과는 반대로 Y축 방향(제2방향)으로는 자유 이동이 가능하나 제1방향(X축 방향)으로는 그 이동이 억제된다.

그러므로 가이드레일(210)과 홈부레일(110) 사이에 위치하는 제1볼(B1)을 기준으로 할 때, 가이드레일(210)과 홈부레일(110)은 상부 및 하부에서 각각의 레일 연장 방향이 서로 수직을 이루면서 교차(cross)하는 형태가 된다.

즉, 도 4에 도시된 바와 같이, YZ평면을 기준으로 할 때, 단면이 V자(구체적으로 상하 반전된 V자) 형상인 가이드레일(210)이 제1볼(B1)의 상부에서 제1볼(B1)과 대접하게 되며, 제1볼(B1)의 하부에는 길이 방향으로 연장된 공간을 가지는 홈부레일(110)이 위치하게 된다.

또한, 도 5에 도시된 바와 같이 XZ평면을 기준으로 할 때, 단면이 V자 형상인 홈부레일(110)이 제1볼(B1)의 하부에서 제1볼(B1)과 대접하게 되며, 제1볼(B1)의 상부에는 길이 방향으로 연장된 공간을 가지는 가이드레일(210)이 위치하게 된다.

이와 같은 구조에서, 제1마그네트(M1)와 제1코일(C1) 사이의 전자기력에 의하여 제1방향(X축 방향) 성분의 구동력이 발생되면, 제1볼(B1)은 그 하부에 위치한 홈부레일(110)에 의하여 그 이동이 억제되며, 그 상태에서 제2캐리어(200)는 제1방향으로 연장된 형상의 가이드레일(210)과 제1볼(B1)의 가이딩에 의하여 제1방향으로 이동하게 된다. 앞서 설명된 바와 같이 이 경우 제1볼(B1)은 제1캐리어(100)와 함께 이동하지 않는다.

이와 상응하는 관점에서, 제2마그네트(M2)와 제2코일(C2) 사이의 제2방향(Y축 방향) 성분의 구동력이 발생하면, 제2캐리어(200)는 가이드레일(210)에 의하여 그 이동이 억제된 제1볼(B1)과 함께 제2방향으로 연장된 형상의 홈부레일(110)을 따라 이동하게 된다.

이와 같이 서로 대면하는 가이드레일(210)과 홈부레일(110)이 서로 직교하면서 교차하도록 구성하는 경우, 서로 수직한 제1방향 및 제2방향의 독립된 이동이 이루어질 수 있음은 물론, 각 방향별 이동의 직진성 내지 선형성 또한, 효과적으로 구현될 수 있다.

도면에 예시된 실시예에서는 가이드레일(210) 모두가 제1방향(X축 방향)으로 연장된 형상의 레일로, 홈부레일(110) 모두가 제2방향(Y축 방향)으로 연장된 형상의 레일로 도시되어 있으나, 이는 하나의 실시예일 뿐, 서로 대면하는 가이드레일(210)과 홈부레일(110)의 연장된 형상이 서로 직교하면서 교차할 수 있다면, 가이드레일(210)의 일부는 제1방향으로, 다른 일부는 제2방향으로 연장된 형상의 레일로 구현될 수 있음은 물론이다.

또한, 도면에 예시된 실시예에서는 서로 대면하는 가이드레일(210) 및 홈부레일(110) 4쌍을 도시하고 있으나 이는 하나의 실시예일 뿐, 그 위치에 상관없이 상호 대면하는 가이드레일(210) 및 홈부레일(110)이 2쌍 이상만 구비되어도 각 방향별 독립된 이동이 구현될 수 있다.

그러므로 제1캐리어(100)에 형성되는 홈부레일(110)은 m(m은 2이상의 자연수)개로 이루어질 수 있고, 제2캐리어(200)에 형성되는 가이드레일(210)은 n(n은 2이상의 자연수)개로 이루어질 수 있으며 상기 m개의 홈부레일(110) 중 2개 이상은 상기 n개의 가이드레일 중 2개 이상과 각각 대면(직교 및 교차)하도록 구성될 수 있다.

n과 m은 동수(同數)인 것이 바람직할 수 있으나, 동수가 아니라도 앞서 기술된 바와 같이 서로 대면(직교 및 교차)하는 홈부레일(110)과 가이드레일(210)이 2쌍 이상만 구비되면 본 발명의 기술사상을 구현할 수 있다.

아울러, 동수가 아닌 경우 홈부레일(110)과 가이드레일(210) 중 잉여가 되는 구성과 대면하는 측은 제1볼(B1)의 자유 이동이 가능하도록 평면 형상으로 이루어질 수 있다.

실시형태에 따라서 상기 잉여가 되는 구성과 대면하는 측은 일정 영역에서는 제1볼(B1)의 자유 이동이 가능하나 해당 영역의 외부로 이탈되는 것이 방지되도록 포켓 형상으로 이루어질 수도 있다.

서로 대면(직교 및 교차)하는 홈부레일(110)과 가이드레일(210)은 양자 모두 V자 형상의 레일로 구현되는 것이 더욱 바람직하다. 이와 같이 구성하는 경우 제1볼(B1)이 이탈하거나 의도하지 않은 방향으로 이동하는 것을 효과적으로 억제할 수 있음은 물론, 의도된 특정 방향으로 정확히 선형 이동하도록 유도할 수 있다.

제2캐리어(200)가 제1캐리어(100)에서 이탈되지 않도록 하고, 제2캐리어(200)와 제1볼(B1) 사이 그리고 제1볼(B1)과 제1캐리어(100) 사이의 접촉이 효과적으로 유지될 수 있도록 제2캐리어(200)에 구비된 제1마그네트(M1) 및 제2마그네트(M2)와 인력을 발생시켜 요크가 제1캐리어(100)에 구비되는 것이 바람직하다.

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 액추에이터
100 : 제1캐리어 110 : 홈부레일
120 : 제2가이드레일 200 : 제2캐리어
210 : 가이드레일 300 : 베이스
310 : 제2홈부레일 400 : 회로기판
500 : AF요크 600 : 케이스
M1 : 제1마그네트 M2 : 제2마그네트
M3 : AF마그네트 H1 : 제1홀센서
H2 : 제2홀센서 H3 : 제3홀센서
C1 : 제1코일 C2 : 제2코일
C3 : AF코일 B1 : 제1볼
B2 : 제2볼 D : 구동드라이버

Claims

홈부레일이 형성된 제1캐리어;
가이드레일이 형성되며, 상기 제1캐리어를 기준으로 광축과 수직한 제1방향 또는 광축 및 제1방향 모두와 수직한 제2방향으로 이동하는 제2캐리어;
상기 제2캐리어에 구비되되, 서로 직교하는 방향에 구비되는 제1 및 제2마그네트;
상기 제1 및 제2마그네트 각각에 대면하는 제1 및 제2코일; 및
상기 홈부레일과 가이드레일 사이에 배치되는 제1볼을 포함하며,
상기 가이드레일과 홈부레일은 레일의 연장 방향이 서로 직교하는 형태로 상호 대면하는 것을 특징으로 하는 미들가이드 프리 액추에이터.
제1항에 있어서, 상기 홈부레일은,
상기 제1방향 또는 제2방향으로 연장된 형상을 가지며,
상기 가이드레일은 상기 제1방향 또는 제2방향 중 상기 홈부레일과 반대되는 방향으로 연장된 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 미들가이드 프리 액추에이터.
제1항에 있어서, 상기 홈부레일은,
m개(m은 2이상의 자연수)로 이루어지며,
상기 가이드레일은 n개(n은 2이상의 자연수)로 이루어지며,
상기 m개의 홈부레일 중 2개 이상은 상기 n개의 가이드레일 중 2개 이상과 각각 대면하는 것을 특징으로 하는 미들가이드 프리 액추에이터.
제3항에 있어서, 상기 m개의 홈부레일과 상기 n개의 가이드레일 중 상호 대면하는 홈부레일과 가이드레일은 V자 형상의 레일인 것을 특징으로 하는 미들가이드 프리 액추에이터.
제1항에 있어서,
상기 제1캐리어를 수용하는 베이스;
상기 베이스의 내측면에 형성된 제2홈부레일과 상기 제1캐리어의 외측면에 형성된 제2가이드레일 사이에 배치되는 제2볼;
상기 제1캐리어에 구비되는 AF마그네트; 및
상기 AF마그네트와 대면하며 상기 제1캐리어가 광축 방향으로 선형 이동하도록 구동력을 제공하는 AF코일을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미들가이드 프리 액추에이터.