KR20230026717A - 연속줌 액추에이터 - Google Patents

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KR20230026717A
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박철순
연제승
강인수
조현익
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자화전자(주)
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Abstract

본 발명의 실시예에 의한 연속줌 액추에이터는 제1렌즈가 탑재되며 광축 방향으로 이동하는 제1캐리어; 상기 제1캐리어를 수용하는 하우징; 상기 제1캐리어에 구비되는 제1마그네트; 상기 제1마그네트와 대면하며 트랙 형상을 가지는 제1코일; 상기 제1코일의 트랙 형상 외측에 구비되며, 상기 제1마그네트의 위치를 감지하는 복수 개 제1홀센서; 및 상기 복수 개 제1홀센서로부터 입력된 신호를 이용하여 상기 제1코일에 인가되는 전원을 제어하는 구동드라이버를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

연속줌 액추에이터{ACTUATOR FOR CONTINUOUS ZOOM}
본 발명은 카메라용 액추에이터에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 홀센서의 개선된 배치 구조를 통하여 구동 정밀성을 향상시킬 수 있는 연속줌 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.
또한 최근에는 줌인(Zoom-in) 및 줌아웃(Zoom-out) 기능 등을 통하여 초점 거리를 조정함으로써 피사체의 크기 등을 다양하게 가변시킬 수 있는 줌렌즈용 액추에이터도 개시되고 있으며, 실시형태에 따라서 복수 개 렌즈(렌즈조립체)의 상호 위치 관계를 조합적으로 적용함으로써 AF 또는/및 줌 기능을 더욱 다양하게 구현하는 액추에이터도 개시되고 있다.
이러한 줌렌즈용 액추에이터의 경우 광축 방향으로 이동하는 줌렌즈의 이동거리(스트로크(stroke)라고도 지칭된다)가 일반 렌즈보다 연장 내지 확장되므로 그 만큼 구동력이 확보되도록 설계되어야 하며 나아가 전체 스트로크 구간에서 줌렌즈의 해당 위치가 정확하게 감지 및 피드백 제어 되도록 설계되어야 한다.
종래 액추에이터 또는 장치의 경우, 구동력을 증강하기 위하여 대면하는 너비가 넓어진 마그네트와 권선수가 증가된 코일이 적용되거나 복수 개의 코일을 광축 방향으로 배열하는 방법 등이 적용되고 있다.
또한, 종래 액추에이터에는 렌즈가 탑재된 캐리어(마그네트가 장착됨)의 위치를 감지하는 홀센서(hall sensor)도 적용되고 있는데, 이 홀센서는 특별한 문제의식 없이 단순히 공간적 효율성 정도만을 고려하여 코일의 내측 공간에 위치하도록 설계되는 것이 일반적이다.
트랙 형상을 가지는 코일의 전체 영역에서 발생된 자기장은 코일의 내측 공간으로 모두 향하게 되므로 종래 액추에이터와 같이 홀센서가 코일의 내측 공간에 위치하는 경우, 코일발 자기장(magnetic field from coil)이 홀센서가 감지하는 마그네트의 자기장과 중첩될 수 있다.
이러한 현상은 마그네트의 자기장만을 정밀하게 감지하도록 설계되는 홀센서에 노이즈 성분으로 작용하게 되므로 홀센서의 감지 성능에 대한 정밀성을 저하시킬 수 있다.
OIS나 AF 등과 같이 캐리어의 이동 범위가 작은 경우에는 코일의 자기장에 의한 영향이 미미할 수 있으나, 줌 구동과 같이 코일에 의한 자기장에 의한 영향이 상대적으로 큰 경우에는 이와 같은 현상은 홀센서의 정밀 감지에 상당한 영향을 미칠 수 있다.
또한, 증가된 스트로크를 커버링하게 위하여 복수 개의 홀센서가 배치되는 경우에도 각 홀센서의 정밀 감지가 상대적으로 더욱 중요한 만큼 홀센서가 감지하는 자기장에 코일발 자기장이 혼입되면 홀센서의 정밀한 위치 감지가 어려워진다.
이와 같이 홀센서가 감지하는 자기장에, 코일에서 발생된 자기장이 혼입되고 나아가 그 혼입된 자기장(노이즈) 성분이 커지게 되면, 위치 감지 자체의 정밀성이 저하됨은 물론, 구동드라이브를 통한 순환적 피드백 제어를 거치는 과정에서 코일에 인가되는 전류 제어에도 오류가 유발되고 이 전류 오류는 다시 홀센서 감지 오류를 순환적으로 촉발시키게 되므로 위치 제어의 악순환이 증폭되는 문제가 발생될 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 배경에서 상술된 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 코일 자기장에 의한 영향이 최소화되는 위치에 홀센서를 배치함으로써, 홀센서의 정밀 감지는 물론, 이와 연동하여 이루어지는 피드백 제어 프로세싱의 구동 정밀성을 더욱 향상시킬 수 있는 연속줌 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 일 실시예에 의한 연속줌 액추에이터는 제1렌즈가 탑재되며 광축 방향으로 이동하는 제1캐리어; 상기 제1캐리어를 수용하는 하우징; 상기 제1캐리어에 구비되는 제1마그네트; 상기 제1마그네트와 대면하며 트랙 형상을 가지는 제1코일; 상기 제1코일의 트랙 형상 외측에 구비되며, 상기 제1마그네트의 위치를 감지하는 복수 개 제1홀센서; 및 상기 복수 개 제1홀센서로부터 입력된 신호를 이용하여 상기 제1코일에 인가되는 전원을 제어하는 구동드라이버를 포함하여 구성될 수 있다.
여기에서 본 발명의 상기 제1코일은 광축과 나란한 방향으로 연장된 형상을 가지는 제1파트; 및 광축과 수직한 방향으로 연장된 형상을 가지는 제2파트를 포함할 수 있으며 이 경우 상기 복수 개 제1홀센서는 상기 제1파트의 외측에 구비되도록 구성되는 것이 바람직하며, 상기 제1파트의 외측과 대응되는 방향을 따라 배열되는 것이 더욱 바람직하다.
실시형태에 따라서 본 발명의 상기 제1코일은 광축 방향과 대응되는 방향을 따라 배열되는 n(n은 3이상의 자연수)개 제1개별코일로 이루어질 수 있으며, 이 경우 상기 복수 개 제1홀센서는 상기 n개 제1개별코일 중 가운데 부분에 위치한 제1개별코일인 제1대상코일의 제1파트 외측에 구비될 수 있다.
또한, 상기 제1대상코일의 제2파트는 상기 n개 제1개별코일 중 자신과 인접한 제1개별코일의 제2파트보다 짧은 길이를 가지도록 구성되는 것이 바람직하다.
바람직하게, 본 발명은 제2렌즈가 탑재되며 광축 방향을 기준으로 상기 제1캐리어의 상부 또는 하부에서 광축 방향으로 이동하는 제2캐리어; 상기 제2캐리어에 구비되는 제2마그네트; 상기 제2마그네트와 대면하며 트랙 형상을 가지는 제2코일; 및 상기 제2코일의 트랙 형상 외측에 구비되며, 상기 제2마그네트의 위치를 감지하는 복수 개 제2홀센서를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 의할 때, 코일에서 발생되는 자기장의 영향이 최소화되는 영역에 홀센서를 배치함으로써, 홀센서가 감지하는 자기장에, 코일발 자기장이 혼입될 가능성을 낮출 수 있어 홀센서의 감지 성능에 대한 정밀성을 더욱 향상시킬 수 있다.
특히, 본 발명에 의하는 경우, 트랙 형상을 가지는 코일의 영역 중 마그네트와의 관계에서 구동력이 발생되는 메인 영역과 직교(orthogonal)하는 방향에 홀센서를 배치함으로써 코일의 자기장에 의한 간섭이나 노이즈가 발생될 가능성을 더욱 낮출 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의할 때, 복수 개 홀센서가 복수 개 코일 중 가운데에 위치하는 코일의 외측에 구비되되, 광축 방향을 따라 나란하게 배치됨으로써, 코일에 의한 영향을 최소화함과 동시에 확장된 스트로크에 따른 정밀한 위치 제어를 적응적으로 구현할 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 연속줌 액추에이터 및 카메라 모듈의 전체적인 구성을 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 연속줌 액추에이터의 전체적인 구성을 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 제1캐리어를 광축방향으로 이동시키는 상세 구성을 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 제2캐리어를 광축방향으로 이동시키는 상세 구성을 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 복수 개 코일 및 복수 개 홀센서의 위치 관계를 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.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 연속줌 카메라용 액추에이터(이하 '액추에이터'라 지칭한다)(100) 및 카메라 모듈(1000)의 전제적인 구성을 도시한 도면이다.
본 발명의 액추에이터(100)는 자체로서 단일의 장치로 구현될 수 있음은 물론이며 도 1에 도시된 바와 같이 반사계 모듈(200) 등이 포함되는 카메라 모듈(1000)로도 구현될 수 있다.
본 발명의 액추에이터(100)는 후술되는 바와 같이 렌즈(렌즈조립체)가 탑재된 단일 캐리어 또는 복수 개 캐리어 각각을 광축 방향으로 선형 이동시켜 자동초점(AF, Auto Focus) 또는/및 줌(Zoom)을 구현하는 액추에이터에 해당한다.
본 발명에 의한 액추에이터(100)의 앞쪽(광축 방향 기준)에 구비될 수 있는 반사계 모듈(200)은 피사체의 빛(light) 경로(Z1)를 렌즈 방향의 경로(Z)로 반사 내지 굴절시키는 기능을 수행한다. 이와 같이 광축 방향으로 반사 내지 굴절된 빛은 캐리어에 구비되는 렌즈(렌즈조립체)를 거쳐 CMOS, CCD 등과 같은 이미지센서(30)로 유입된다.
빛의 경로를 변경시키는 반사계 모듈(200)은 미러(mirror) 또는 프리즘(prism) 중 선택된 하나 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있는 반사계(210)를 포함할 수 있다. 이 반사계(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.
반사계 모듈(200) 등이 함께 포함되는 본 발명의 카메라 모듈(1000)은 빛의 경로를 굴절시켜 빛이 렌즈 방향으로 유입되도록 구성되므로 장치 자체를 휴대 단말의 두께 방향이 아닌, 길이 방향으로 설치할 수 있어 휴대 단말의 두께를 증가시키지 않아 휴대 단말의 소형화 내지 슬림화 등에 최적화될 수 있다.
실시형태에 따라서, 반사계(210)는 마그네트 및 코일과 같은 자기력을 발생시키는 구동수단 등에 의하여 회전 이동되도록 구성될 수도 있다. 이와 같이 반사계(210)가 이동 또는 회전 이동하면, 반사계(210)를 통하여 반사(굴절)되는 피사체의 빛이 ±Y 방향 및/또는 ±X 방향으로 이동하여 렌즈 및 이미지센서(30)로 입사하게 되므로 손떨림에 의한 X축 및/또는 Y축 방향 보정이 구현될 수 있다.
이와 같이 반사계 모듈(200)을 통하여 반사된 피사체의 빛은 액추에이터(100) 내부에 구비되는 제2렌즈(60) 및 제1렌즈(70) 등으로 입사되며, 본 발명의 액추에이터(100)에 의하여 제2렌즈(60)와 제1렌즈(70) 각각의 위치(광축방향 기준)가 조합적으로 조정됨으로써 줌 또는 AF 등의 기능이 구현된다.
실시형태에 따라서 액추에이터(100)의 줌 배율 등과 같은 광학적 성능을 향상시키기 위하여 도 1에 예시된 바와 같이 액추에이터(100)에는 고정렌즈(50)가 구비될 수도 있음은 물론이다.
이하 본 발명의 설명에 있어, 제1렌즈(70) 등으로 빛이 유입되는 경로에 대응되는 방향축을 광축(Z축)으로 정의하며, 이 광축(Z축)과 수직한 평면상의 두 축을 X축 및 Y축으로 정의한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 액추에이터(100)의 전체적인 구성을 도시한 도면이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 액추에이터(100)는 액추에이터(100)의 기본적인 프레임 구조에 해당하며 내부 구성을 수용하는 하우징(110), 이 하우징(110)에 결합되며 쉴드캔으로 기능할 수 있는 케이스(190), 제1캐리어(120) 및 제2캐리어(130)를 포함한다.
제1렌즈(70)가 탑재되는 제1캐리어(120) 및 제2렌즈(60)가 탑재되는 제2캐리어(130) 각각은 광축 방향(Z축 방향)으로 선형 이동하는 이동체에 해당하며, 이에 상응하는 상대적 관점에서 하우징(110)은 고정체에 해당한다.
상기 제1렌즈(70), 제2렌즈(60) 등은 단일의 렌즈는 물론, 복수 개의 렌즈 등으로 이루어지는 렌즈조립체 등으로 이루어질 수 있음은 물론이다.
제2캐리어(130)는 광축 방향을 기준으로 제1캐리어(120)의 상부 또는 하부에 위치할 수 있는데, 도 2 등에 예시된 실시예에서는 제2캐리어(130)가 광축 방향을 기준으로 제1캐리어(120)의 상부에 위치한 예를 도시하고 있다.
제1캐리어(120)에는 제1마그네트(M1)가 구비되며 하우징(110) 측에는 상기 제1마그네트(M1)와 대면하며 제1마그네트(M1)에 구동력을 제공하는 제1코일(C1)이 구비된다.
제1구동드라이버(150-1)에 의하여 적절한 크기와 방향의 전원이 제1코일(C1)로 인가되면 제1코일(C1)과 제1마그네트(M1) 사이에 자기력이 발생하고 이 발생된 자기력에 의하여 제1캐리어(120)가 광축 방향으로 진퇴(forward and backward) 이동하게 된다.
유사한 관점에서 제2구동드라이버(150-2)가, 적절한 크기와 방향의 전원이 제2코일(C2)로 인가되도록 제어하면 제2캐리어(130)에 구비된 제2마그네트(M2)와 제2코일(C2) 사이에 발생된 자기력에 의하여 제2캐리어(130)가 광축 방향으로 선형 이동하게 된다.
도면에는 제1렌즈(70)가 탑재된 제1캐리어(120) 및 제2렌즈(60)가 탑재된 제2캐리어(130)를 도시하고 있으나, 이는 하나의 실시예일 뿐, 실시형태에 따라서 더 많은 개수의 렌즈와 캐리어가 구비될 수 있으며, 단일 개수의 렌즈와 캐리어로 액추에이터가 구현될 수도 있음은 물론이다.
이하 설명에서는 설명의 효율성을 위하여 액추에이터(100)에 구비되는 캐리어의 개수는 2개로 예시하며, 나아가 도 2의 광축 방향(Z축)을 기준으로 하부에 위치한 캐리어를 제1캐리어(120)로, 상부에 위치한 캐리어를 제2캐리어(130)로 지칭한다.
이와 같이 제1캐리어(120) 및 제2캐리어(130)가 각각 광축 방향으로 선형 이동하면, 각 캐리어에 탑재된 렌즈 또한, 광축 방향으로 선형 이동하게 되며 이들 렌즈들의 이동 및 렌즈들 사이의 상대적인 위치 관계에 의하여 AF 또는 줌 기능이 구현된다. 앞서 설명된 바와 같이 액추에이터(100)의 광학적 성능이나 스펙 등에 부합되도록 실시형태에 따라서 제2렌즈(60) 앞쪽(Z축 기준)에 고정렌즈(50)가 구비될 수도 있다.
한편, 제1캐리어(120)와 제2캐리어(130)가 최소화된 마찰력으로 더욱 유연하게 선형 이동할 수 있도록 제1캐리어(120)와 하우징(110) 사이 그리고 제2캐리어(130)와 하우징(110) 사이에는 볼(미도시)이 배치되는 것이 바람직하다.
도 3은 본 발명의 제1캐리어(120)를 광축방향으로 이동시키는 상세 구성을 도시한 도면이다.
앞서 기술된 바와 같이 본 발명의 제1렌즈(70)가 탑재되는 제1캐리어(120)는 광축 방향으로 선형 이동하는 이동체로서, 제1렌즈(70)가 탑재되는 제1마운터(121), 제1마그네트(M1)가 탑재되는 제1메인지지부(123) 및 제1서브지지부(124)를 포함한다.
제1마운터(121)는 도면에 예시된 바와 같이 제1렌즈(70)가 탑재되도록 제1렌즈(70)의 형상에 대응되는 공간이 마련된다. 실시형태에 따라서 제1렌즈(70)가 X축 방향 등으로 이탈되는 것을 방지하기 위한 커버케이스가 제1마운터(121) 상부에 구비될 수 있다.
제1마그네트(M1)가 탑재되는 제1메인지지부(123)는 제1마운터(121)의 좌측 또는 우측 중 일측에 구비되며, 도면에 도시된 바와 같이 광축 방향을 기준으로 제1마운터(121)보다 연장된 형상을 가진다.
제1메인지지부(123)는 후술되는 제2캐리어(130)의 제2메인지지부(133)와 상호 대칭되는 물리적 구조를 구현하기 위하여 광축 방향(Z축 방향) 중 어느 한 방향으로 연장된 형상을 가지도록 구성되는 것이 바람직하다.
이와 같이 본 발명의 제1메인지지부(123)가 광축 방향으로 연장된 형상을 가지도록 구성되므로 그 확장된 영역에 대응되는 크기의 제1마그네트(M1)가 탑재될 수 있어 제1캐리어(120)의 구동력을 더욱 증강시킬 수 있다.
하우징(110) 측에 구비되며 제1마그네트(M1)의 외측면과 대면하는 제1코일(C1)은 구동력 증강을 위하여 광축 방향을 기준으로 상하로 배열되는 n개의 제1개별코일로 이루어지는 것이 바람직하다. 여기에서 n은 2이상의 자연수이며, 도 3에는 이에 대한 하나의 실시예로 3개의 제1개별코일로 이루어지는 제1코일(C1)이 도시되어 있다.
도 3에 도시된 제1홀센서(H1)는 제1코일(C1) 및 제1구동드라이버(150-1)와 함께 제1회로기판(170-1)에 실장되는 구성으로서, 홀효과(hall effect)를 이용하여 대면하는 방향에 위치한 제1마그네트(M1)에서 발생되는 자기장의 크기와 방향을 감지하고 이에 대응되는 신호를 출력한다.
제1홀센서(H1)는 신호값의 상호 간 차이를 효과적으로 연산하는 등 위치 감지의 정밀성이 향상되도록 도면에 도시된 바와 같이 복수 개로 구비되는 것이 바람직하다.
제1구동드라이버(150-1)는 제1홀센서(H1)로부터 입력된 신호를 처리하고 그에 따른 크기와 방향의 전원이 제1코일(C1)로 인가되도록 제어한다. 실시형태에 따라서 제1회로기판(170-1) 외측으로는 자기력 집중 및 차폐 등을 위한 요크(195)가 추가될 수 있다.
제1홀센서(H1)의 감지 및 제1구동드라이버(150-1)의 제어 프로세싱은, 시계열적이며 연속적인 제어를 통하여 구동 정밀성이 더욱 향상될 수 있도록 피드백 제어를 통하여 순환적으로 적용되도록 구성되는 것이 바람직하다.
제1구동드라이버(150-1)는 독립된 전자 부품, 소자 등으로 구현될 수도 있음은 물론이나 SOC(System On Chip) 등을 통하여 제1홀센서(H1) 등과 통합된 단일 전자부품(chip)의 형태로 구현될 수도 있음은 물론이다.
도 4는 본 발명의 제2캐리어(130)를 광축방향으로 이동시키는 상세 구성을 도시한 도면이다.
본 발명의 제2캐리어(130)는 상술된 제1캐리어(120)와 상응하는 물리적 구조를 가지되, 도면에 도시된 바와 같이 상반되는 방향에서 제1캐리어(120)와 상호 대칭되는 구조로 이루어지는 것이 바람직하다.
구체적으로 제2캐리어(130)는 제2렌즈(60)가 탑재되는 제2마운터(131), 제2마그네트(M2)가 탑재되는 제2메인지지부(133) 및 제2서브지지부(134)를 포함할 수 있다.
제2캐리어(130)의 제2메인지지부(133)는 제2마운터(131)의 좌측 또는 우측 중 일측에 구비되되, 앞서 기술된 제1캐리어(120)의 제1메인지지부(123)가 구비된 방향과 반대되는 일측에 구비된다.
또한, 제2메인지지부(133)는 광축 방향으로 상기 제2마운터(131)보다 연장된 형상을 가지되, 제1캐리어(120)의 제1메인지지부(123)가 연장된 방향과 반대되는 방향으로 연장된 형상을 가진다.
이와 같이 제1캐리어(120)와 제2캐리어(130)는 전체적으로 유사한 물리적 구조를 가지되, 가운데 부분에서 제1렌즈(70)가 탑재되는 제1마운터(121)와 제2렌즈(60)가 탑재되는 제2마운터(131)가 위치하도록 함으로써 제1 및 제2렌즈(70, 60)의 충분한 이동거리가 확보될 수 있다.
이와 동시에, 제1캐리어(120)의 구동을 위한 제1마그네트(M1) 및 제2캐리어(130)의 구동을 위한 제2마그네트(M2)는 제1메인지지부(123))와 제2메인지지부(133)를 통하여 상대적으로 더 큰 크기로 설치 가능하므로 구동력 증강을 효과적으로 구현할 수 있다.
도 4에 도시된 제2홀센서(H2)는 제2코일(C2) 및 제2구동드라이버(150-2)와 함께 제2회로기판(170-2)에 실장되는 구성으로서, 홀효과(hall effect)를 이용하여 대면하는 방향에 위치한 제2마그네트(M2)에서 발생되는 자기장의 크기와 방향을 감지하고 이에 대응되는 신호를 출력하는 구성에 해당한다.
제2구동드라이버(150-2)는 제2홀센서(H2)로부터 입력된 신호를 처리하고 그에 대응하는 크기와 방향의 전원이 제2코일(C2)로 인가되도록 제어한다. 앞서 기술된 바와 같이 제2홀센서(H2) 또한, 복수 개로 구비될 수 있음은 물론이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 복수 개 코일(C1) 및 복수 개 홀센서(H1)의 위치 관계를 설명하는 도면이다.
잘 알려진 바와 같이 대면하는 제1마그네트(M1) 구동력을 제공하는 제1코일(C1)은 권선된 형태를 가지므로 일종의 트랙 형상으로 이루어진다. 본 발명의 제1홀센서(H1)는 종래와는 달리 제1코일(C1)의 내부공간에 배치되지 않고 트랙 형상을 이루는 제1코일(C1)의 외측에 구비된다.
도 5에 도시된 바와 같이 제1코일(C1)은 광축(Z축)과 나란한 방향으로 연장된 형상을 가지는 제1파트(E)와 광축과 수직한 방향으로 연장된 형상을 가지는 제2파트(V)를 포함한다.
대면하는 제1마그네트(M1)와의 상대적 관계에서 볼 때, 제1코일(C1)의 제1파트(E)와 제2파트(V) 중 제1마그네트(M1) 즉, 제1마그네트(M1)가 장착된 제1캐리어(120)를 선형 이동시키는 주된 구동력으로 작용하는 영역은 제2파트(V)가 된다.
그러므로 복수 개 제1홀센서(H1)는 제1코일(C1)의 외측에 구비되되, 제1코일(C1) 중 제2파트(V)의 외측이 아닌, 제1파트(E)의 외측에 구비되는 것이 바람직하다.
즉, 이와 같이 구성하는 경우, 제1홀센서(H1)가 제1마그네트(M1)의 이동에 직접적인 영향을 발생시키는 제2파트(V)의 자기장 영역에서 더욱 이격될 수 있고 나아가 제1홀센서(H1)가 향하는 방향이 제2파트(V)에서 발생되는 자기장과 직교(orthogonal)되는 방향성을 가지게 되므로 제2파트(V)에서 발생되는 자기장의 영향이 더욱 최소화될 수 있다.
나아가 광축 방향을 따라 이동하는 제1마그네트(M1)의 위치를 더욱 정밀하게 감지하기 위하여 도면에 예시된 바와 같이 본 발명에 의한 복수 개 제1홀센서(H1)는 제1코일(C1)의 제1파트(E)의 외측과 대응되는 방향(광축 방향)을 따라 배열되는 것이 바람직하다.
제1코일(C1)이 3개 이상으로 이루어지는 경우, 본 발명의 제1홀센서(H1)는 복수 개로 구비되되, 제1마그네트(M1)의 크기, 제1마그네트(M1)의 이동 범위, 제1마그네트(M1)의 자극 경계 등을 고려하여 도면에 예시된 바와 같이 n개 개별코일 중 가운데 부분에 위치한 제1개별코일인 제1대상코일(C1a)의 제1파트(E) 외측에 구비되는 것이 바람직하다.
또한, 제1대상코일(C1a)의 제2파트(V) 길이(L1)는 상기 n개 제1개별코일(C1) 중 자신과 인접한 제1개별코일(C1)의 제2파트(V)의 길이(L2)보다 짧도록 구성하고 그만큼 확보된 영역에 복수 개 제1홀센서(H1)가 위치하도록 구성하는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성하는 경우 제1캐리어(120)의 전체 스트로크에 대한 위치감지의 효율성을 높일 수 있음은 물론, 공간적 활용성 또한, 향상시킬 수 있다.
제2코일(C2) 및 제2홀센서(H2) 또한, 그 개수는 서로 다를 수 있으나, 앞서 기술된 제1코일(C1) 및 제2홀센서(H2)와 상응하는 방법으로 구성될 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 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 : 카메라 모듈
100 : 액추에이터 110 : 하우징
120 : 제1캐리어 121 : 제1마운터
123 : 제1메인지지부 124 : 제1서브지지부
130 : 제2캐리어 131 : 제2마운터
133 : 제2메인지지부 134 : 제2서브지지부
150-1 : 제1구동드라이버 150-2 : 제2구동드라이버
C1 : 제1코일 C2 : 제2코일
M1 : 제1마그네트 M2 : 제2마그네트
H1 : 제1홀센서 H2 : 제2홀센서
200 : 반사계모듈 210 : 반사계

Claims (6)

  1. 제1렌즈가 탑재되며 광축 방향으로 이동하는 제1캐리어;
    상기 제1캐리어를 수용하는 하우징;
    상기 제1캐리어에 구비되는 제1마그네트;
    상기 제1마그네트와 대면하며 트랙 형상을 가지는 제1코일;
    상기 제1코일의 트랙 형상 외측에 구비되며, 상기 제1마그네트의 위치를 감지하는 복수 개 제1홀센서; 및
    상기 복수 개 제1홀센서로부터 입력된 신호를 이용하여 상기 제1코일에 인가되는 전원을 제어하는 구동드라이버를 포함하는 것을 특징으로 하는 연속줌 액추에이터.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1코일은,
    광축과 나란한 방향으로 연장된 형상을 가지는 제1파트; 및
    광축과 수직한 방향으로 연장된 형상을 가지는 제2파트를 포함하고,
    상기 복수 개 제1홀센서는 상기 제1파트의 외측에 구비되는 것을 특징으로 하는 연속줌 액추에이터.
  3. 제2항에 있어서, 상기 복수 개 제1홀센서는,
    상기 제1파트의 외측과 대응되는 방향을 따라 배열되는 것을 특징으로 하는 연속줌 액추에이터.
  4. 제2항에 있어서, 상기 제1코일은,
    광축 방향과 대응되는 방향을 따라 배열되는 n(n은 3이상의 자연수)개 제1개별코일로 이루어지며,
    상기 복수 개 제1홀센서는,
    상기 n개 제1개별코일 중 가운데 부분에 위치한 제1개별코일인 제1대상코일의 제1파트 외측에 구비되는 것을 특징으로 하는 연속줌 액추에이터.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제1대상코일의 제2파트는,
    상기 n개 제1개별코일 중 자신과 인접한 제1개별코일의 제2파트보다 짧은 길이를 가지는 것을 특징으로 하는 연속줌 액추에이터.
  6. 제1항에 있어서,
    제2렌즈가 탑재되며 광축 방향을 기준으로 상기 제1캐리어의 상부 또는 하부에서 광축 방향으로 이동하는 제2캐리어;
    상기 제2캐리어에 구비되는 제2마그네트;
    상기 제2마그네트와 대면하며 트랙 형상을 가지는 제2코일; 및
    상기 제2코일의 트랙 형상 외측에 구비되며, 상기 제2마그네트의 위치를 감지하는 복수 개 제2홀센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연속줌 액추에이터.
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KR102309464B1 (ko) * 2017-06-16 2021-10-06 삼성전기주식회사 카메라 모듈
KR102423363B1 (ko) * 2018-05-08 2022-07-21 자화전자(주) 줌 카메라용 액추에이터
KR102357533B1 (ko) * 2019-04-30 2022-02-04 삼성전기주식회사 카메라 모듈
KR102331696B1 (ko) * 2019-09-10 2021-11-26 자화전자(주) 카메라 액추에이터 및 이를 포함하는 소형 카메라

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