KR20230030167A - 카메라용 액추에이터 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시예에 의한 카메라용 액추에이터는 렌즈가 탑재되며 광축방향으로 이동하는 캐리어; 상기 캐리어를 수용하는 하우징; k(k는 1이상의 자연수)개 자극을 가지며 상기 캐리어에 구비되는 마그네트; 상기 마그네트와 대면하며 광축방향을 기준으로 상하로 배열되는 복수 개 코일; 광축방향을 기준으로 상호 제1간격을 가지며 배열되는 m개(m은 3이상의 자연수) 홀센서부; 및 상기 m개 홀센서부의 신호에 따라 상기 복수 개 코일에 인가되는 전류를 제어하는 구동드라이버를 포함하며 이 경우 상기 자극의 길이는 상기 제1간격 이상이며 상기 제1간격의 2배 이하인 것을 특징으로 한다.

Description

카메라용 액추에이터{ACTUATOR FOR CAMERA}

본 발명은 카메라용 액추에이터에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 구동 성능과 공간 효율성을 더욱 향상시킬 수 있는 카메라용 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 렌즈의 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.

이와 관련하여 종래 액추에이터 또는 장치의 경우, 구동력을 증강하기 위한 방법으로, 대면하는 너비가 넓어진 마그네트와 권선수가 증가된 코일을 적용하거나 또는 복수 개의 코일을 광축 방향으로 배열하는 방법 등이 적용되고 있다.

위지 감지와 관련된 방법으로는 이동거리가 확장 내지 연장된 만큼 그 개수가 상대적으로 많아지는 정도의 변화만 있을 뿐, 카메라용 액추에이터에 일반적으로 적용되는 홀센서가 그대로 적용되고 있다.

그러나 종래 액추에이터의 경우, 렌즈의 위치를 감지하기 위해서는 설치된 복수 개 홀센서 대부분과 대면하는 정도의 너비를 가지는 마그네트가 적용되어야 하므로 마그네트가 장착되는 캐리어 자체의 부피와 중량이 비대해지는 문제가 발생된다.

마그네트가 충분한 너비와 크기를 가지는 경우, 홀센서들의 신호값 및 이들 신호값의 연산을 통하여 마그네트가 장착된 캐리어(렌즈 탑재)의 이동에 따른 각각의 위치를 어느 정도 정확하게 감지할 수는 있으나 이동체의 중량과 부피 등이 커지게 되므로 장치 소형화를 지향하는 모바일 단말의 본질적 특성에 부합하기 어려움은 물론, 전력 효율성에 치명적인 단점이 될 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 배경에서 상술된 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 마그네트 또는 코일의 배치 및 이와 관련된 구조를 개선함으로써 상대적으로 크지 않은 마그네트를 적용할 수 있어 액추에이터의 공간적 활용은 물론, 전력 효율성 등을 더욱 효과적으로 구현될 수 있는 카메라용 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 카메라용 액추에이터는 렌즈가 탑재되며 광축방향으로 이동하는 캐리어; 상기 캐리어를 수용하는 하우징; k(k는 1이상의 자연수)개 자극을 가지며 상기 캐리어에 구비되는 마그네트; 상기 마그네트와 대면하며 광축방향을 기준으로 상하로 배열되는 복수 개 코일; 광축방향을 기준으로 상호 제1간격을 가지며 배열되는 m개(m은 3이상의 자연수) 홀센서부; 및 상기 m개 홀센서부의 신호에 따라 상기 복수 개 코일에 인가되는 전류를 제어하는 구동드라이버를 포함하며, 이 경우 상기 마그네트 자극의 길이는 상기 제1간격 이상이며 상기 제1간격의 2배 이하로 구성된다.

또한, 본 발명의 상기 마그네트는 상기 캐리어의 일측에 구비되는 제1마그네트; 및 상기 캐리어에 구비되되, 상기 제1마그네트와 대칭되는 위치에 구비되는 제2마그네트를 포함하도록 구성될 수 있다.

나아가 본 발명의 상기 복수 개 코일은 상기 하우징의 일측에 구비되며 상기 제1마그네트와 대면하는 하나 이상의 제1코일; 및 상기 하우징에 구비되되, 상기 제1코일과 대칭되는 위치에 구비되며 상기 제2마그네트와 대면하는 하나 이상의 제2코일을 포함하도록 구성될 수 있다.

이 경우, 본 발명의 상기 제1 및 제2코일은 광축방향을 기준으로 서로 교번하며 배치되도록 구성되는 것이 바람직하며, 나아가 상기 제1코일(제2코일)은 광축방향을 기준으로 자신보다 상부 또는 하부에 위치한 상기 제2코일(제1코일)과 일부 영역이 서로 중첩되는 위치에 배치되도록 구성되는 것이 더욱 바람직하다.

또한, 본 발명의 상기 m개 홀센서부는 상기 제1코일이 실장되는 제1회로기판에 구비되는 제1홀센서부; 및 상기 제2코일이 실장되는 제2회로기판에 구비되는 제2홀센서부를 포함할 수 있으며, 이 경우 상기 제1 및 제2홀센서부는 광축방향을 기준으로 서로 교번하며 배치될 수 있다.

실시형태에 따라서 상기 제1 또는 제2홀센서부는 복수 개 개별 홀센서로 이루어질 수 있다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 의할 때, 상대적으로 작은 크기와 경량화된 마그네트만으로도 확장 내지 연장된 스트로크 전체 영역의 위치를 정확히 감지할 수 있어 줌이나 AF 등의 구동에 대한 전력 효율성을 더욱 향상시킬 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 의할 때, 마그네트를 이원화하고 마그네트에 대면하는 복수 개 코일을, 하우징의 양측에 배치하되, 서로 교번하는 방식 그리고 일부 영역이 중첩되는 비대칭 방식으로 배치함으로써 구동 효율성을 증강시킬 수 있음은 물론, 공간 효율성을 동시적으로 높일 수 있다.

본 발명에 의하는 경우, 광축방향을 기준으로 상하 방향으로 복수 개의 코일과 홀센서가 배열되므로 개별 코일의 독립적인 제어가 가능해지며 나아가 이를 기반으로 복수 개 코일의 시계열적이며 연속적인 피드백 제어를 더욱 간소하게 처리할 수 있어 구동 정밀성 및 시간 응답 특성 또한, 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 카메라용 액추에이터 및 카메라 모듈의 전체적인 구성을 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 카메라용 액추에이터의 구성을 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 의한 카메라용 액추에이터의 전체적인 구성을 도시한 도면,
도 4는 도 3에 도시된 카메라 액추에이터의 상세 구성을 도시한 도면,
도 5는 도 3에 도시된 본 발명의 일 실시예에 의한 코일과 마그네트 등의 배치 구조를 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 의한 코일과 마그네트 등의 배치 구조를 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 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 줌(Zoom)을 구현하는 액추에이터에 해당한다.

본 발명에 의한 액추에이터(100)의 상부(광축방향 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 이미지센서로 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 방향으로 설치하지 않고 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.

반사계 모듈(200)을 통하여 반사된 피사체의 빛은 액추에이터(100) 내부에 구비되는 제1렌즈(60) 및 제2렌즈(70) 등으로 입사되며, 본 발명의 액추에이터(100)에 의하여 제1렌즈(60)와 제2렌즈(70)의 광축 방향을 기준으로 한 각각의 위치가 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)의 상부(광축방향 기준) 방향에 고정렌즈(50)가 구비될 수도 있음은 물론이다.

이하 본 발명의 설명에 있어, 제1렌즈(60) 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(60)가 탑재되는 제1캐리어(120) 및 제2렌즈(70)가 탑재되는 제2캐리어(130)는 각각 광축 방향(Z축 방향)으로 선형 이동하는 이동체에 해당하며, 이에 상응하는 상대적 관점에서 하우징(110)은 고정체에 해당한다.

도 2 등에 예시된 실시예에서는 제2캐리어(130)가 광축 방향을 기준으로 제1캐리어(120)의 하부에 위치하며 그 상태에서 광축 방향으로 선형 이동한다.

후술되는 바와 같이 제1캐리어(120)에는 마그네트(미도시)가 구비되며 하우징(110) 측에는 상기 마그네트와 대면하며 마그네트에 구동력을 제공하는 제1코일부(57)가 구비된다.

구동드라이버에 의하여 적절한 크기와 방향의 전원이 제1코일부(57)로 인가되면 제1코일부(57)와 마그네트 사이에 전자기력이 발생하고 이 발생된 전자기력에 의하여 제1캐리어(120)가 광축 방향으로 진퇴 이동하게 된다.

유사한 관점에서, 구동드라이버가, 적절한 크기와 방향의 전원이 제2코일부(55)로 인가되도록 제어하면 제2캐리어(130)에 구비된 마그네트(미도시와 제2코일부(55) 사이에 발생된 전자기력에 의하여 제2캐리어(130)가 광축 방향으로 선형 이동하게 된다.

도면에는 제1렌즈(60)가 탑재된 제1캐리어(120) 및 제2렌즈(70)가 탑재된 제2캐리어(130)를 도시하고 있으나, 이는 하나의 실시예로서 실시형태에 따라서 더 많은 개수의 렌즈와 캐리어가 구비될 수 있으며, 단일 개수의 렌즈와 캐리어로 액추에이터가 구현될 수도 있음은 물론이다.

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 상대적인 위치 관계에 의하여 AF 또는 줌 기능이 구현된다.

한편, 제1캐리어(120) 또는/및 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.

이와 같이 볼이 배치되는 경우, 도 2에 도시된 바와 같이 하우징(110)의 물리적 내구성을 증강시키고 제1캐리어(120) 또는/및 제2캐리어(130)에 구비되는 마그네트와 인력을 발생시켜 볼과의 대접 효율성을 향상시키는 요크플레이트(180)가 구비될 수 있다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 의한 액추에이터(100)의 전체적인 구성을 도시한 도면이며, 도 4는 도 3에 도시된 액추에이터(100)의 상세 구성을 도시한 도면이다.

도 3은 도 1 및 도 2를 참조하여 설명된 액추에이터(100)의 다른 실시예로서 도면에 도시된 바와 같이 광축 방향으로 선형 이동하는 이동체가 하나(single)인 실시예이다.

이하 도 3 등을 참조하여 설명되는 본 발명의 기술사상은 이동체를 광축 방향으로 이동하는 구체적인 기술 내용에 대한 것이며, 이동체의 개수를 특정하는 기술 내용이 아니므로 앞서 도 1 및 도 2를 참조하여 설명된 바와 같이 이동체가 복수 개인 실시예에도 필요한 설계 변경 등을 통하여 적용될 수 있음은 물론이다.

도 3에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 의한 카메라 모듈(1000) 또한, 광축을 기준으로 상부에 위치하는 반사계 모듈(200) 및 이 반사계 모듈(200)의 하부에 위치하는 액추에이터(100)를 포함할 수 있음은 물론이다.

앞서 기술된 바와 같이, 도 3 등을 참조하여 설명되는 본 발명의 액추에이터(100)는 단일 장치로 구현될 수 있음은 물론, 도 3에 예시된 바와 같이 카메라 모듈(1000)의 일 구성으로 구현될 수 있다.

이하에서는 광축 방향으로 이동하는 이동체가 하나인 실시예를 기준으로 본 발명의 기술사상이 설명되므로 도 1 및 도 2를 참조하여 설명된 제1캐리어(120)를 캐리어(120)로 지칭하며, 제1렌즈조립체(60)를 렌즈(60)로 지칭한다.

본 발명의 액추에이터(100)는 렌즈(60)가 탑재되며 광축방향으로 이동하는 캐리어(120) 및 이 캐리어(120)를 수용하는 하우징(110)을 포함하며, 실시형태에 따라서 고정렌즈조립체(50)가 추가적으로 구비될 수 있다.

상기 캐리어(120)의 양측에는 캐리어(120)의 구동력을 발생시키기 위한 제1마그네트(M-a)와 제2마그네트(M-b)가 각각 구비될 수 있으며, 하우징(110) 측에는 이들 마그네트(M-a, M-b) 각각과 대면하는 제1코일(C-a) 및 제2코일(C-b)이 구비될 수 있다.

이와 같이 마그네트(M-a, M-b)가 양측으로 그리고/또는 서로 대칭되도록 배치되는 경우, 광축방향을 기준으로 길이가 긴 마그네트를 장착하지 않고도 충분한 수준의 구동력을 발생시킬 수 있다.

그리고 코일과의 사이에서 발생되는 구동력이 분산 적용될 수 있으며 무게 중심이 편향되지 않도록 설계될 수 있어 구동과 관련된 전반적인 거동 특성 또한, 향상될 수 있다.

제1마그네트(M-a)와 제2마그네트(M-b)는 자신과 대면하는 코일 방향으로 노출되는 k(k는 1이상의 자연수)개의 자극(N극, S극)을 가지며, 복수 개의 코일(C-a, C-b)은 광축방향을 기준으로 그 위치가 서로 다르도록 배치된다.

복수 개의 코일이 하우징(110)의 양측에 분산 배치되는 경우, 도 4 등에 도시된 바와 같이 복수 개의 코일(C-a, C-b) 중 일부는 하우징(110)의 일측에, 다른 일부는 하우징(110)의 타측에 구비되며 서로 그 위치가 엇갈리도록 즉, 지그재그(zigzag)와 같은 비대칭 방식으로 배치되는 것이 바람직하다.

이에 대한 일 예로서 도 4에는 제1마그네트(M-a)와 대면하는 제1코일(C-a)이 2개의 개별 코일로, 제2마그네트(M-b)와 대면하는 제2코일(C-b)이 단일 개수의 개별 코일로 이루어진 실시예가 도시되어 있다. 그러나 이는 하나의 일 예일 뿐, 이와 다른 개수의 제1코일(C-a)과 제2코일(C-b)이 본 발명의 액추에이터(100)에 구비될 수 있음은 물론이다.

이와 같이 본 발명의 제1코일(C-a)과 제2코일(C-b)이 광축방향을 기준으로 서로 교번하며 배치되는 경우, 일측에 모두 배치하는 경우와 대비하여 액추에이터(100) 자체의 공간 효율성을 높일 수 있다.

이 경우, 제1코일(C-a)은 광축방향을 기준으로 자신보다 상부 또는 하부에 위치하는 제2코일(C-b)이 존재하는 경우 이 제2코일(C-b)과 일부 영역이 서로 중첩되는 위치에 배치되는 것이 바람직하다.

상응하는 관점에서 제2코일(C-b)은 광축 방향을 기준으로 자신보다 상부 또는 하부에 위치하는 제1코일(C-a)이 존재하는 경우, 이 제1코일(C-a)과 일부 영역이 서로 중첩되는 위치에 배치될 수 있다.

이와 같이 구성되는 경우, 공간적 활용을 더욱 높일 수 있음은 물론, 홀센서를 이용한 위치 감지 및 선형 이동을 위한 구동 제어의 효율성을 더욱 높일 수 있다.

본 발명의 홀센서부(H-a, H-b)는 광축방향을 기준으로 m(m은 3이상의 자연수)개가 구비되되, 상호 제1간격을 가지며 배열된다. 더욱 효과적으로 위치 감지 등을 위하여 홀센서부(H-a, H-b)는 도 4 등에 도시된 바와 같이, 하우징(110)의 양측에 분산 배치되어 제1마그네트(M-a)와 제2마그네트(M-b)가 교번되면서 감지되도록 구성하는 것이 바람직하나, 실시형태에 따라서 일측에 배치될 수도 있다.

도면에 예시된 실시예를 기준으로 본 발명의 홀센서부는 제1코일(C-a)과 대응되는 위치에 구비되는 제1홀센서부(H-a) 및 제2코일(C-b)과 대응되는 위치에 구비되는 제2홀센서부(H-b)를 포함하며, 이들 홀센서부(H-a, H-b)는 앞서 설명된 코일과 같이 광축방향을 기준으로 서로 교번하며 배치되는 것이 바람직하다.

본 발명의 구동드라이버는 m개 홀센서부가 출력하는 신호에 따라 상기 복수 개 코일에 인가되는 전류를 제어한다.

구동드라이버는 독립된 전자 부품, 소자 등으로 구현될 수도 있음은 물론이나 SOC(System On Chip) 등을 통하여 홀센서와 통합된 단일 전자부품(chip)의 형태로 구현될 수 있고 경우에 따라 외장형으로 구현될 수도 있으므로 도면에는 따로 도시하지 않았다.

제1코일(C-a), 제1홀센서부(H-a) 등은 외부 모듈, 전원부, 외부 장치 등과 전기적으로 인터페이싱(interfacing)되는 제1회로기판(170-1)에 탑재되며, 제2코일(C-b), 제2홀센서부(H-b) 등은 제2회로기판(170-2)에 실장될 수 있다.

실시형태에 따라서 제1회로기판(170-1)과 제2회로기판(170-2)은 절곡, 폴딩 등의 구조적 적용을 통하여 단일의 회로기판으로 구현될 수 있음은 물론이다.

상기 회로기판(170-1, 170-2)은 외부 모듈, 전원부, 외부 장치 등과의 인터페이싱(interfacing)을 위하여 그 일부가 외부로 노출되는 형태가 되도록 구성되는 것이 바람직하다.

도 5는 도 3에 도시된 본 발명의 일 실시예에 의한 코일과 마그네트 등의 배치 구조를 도시한 도면이며, 도 6은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 의한 코일과 마그네트 등의 배치 구조를 도시한 도면이다.

도 5 및 도 6은 광축을 기준으로 코일, 홀센서 및 마그네트가 배치되는 구조적 관계를 도시한 도면으로서, 설명의 효율성을 높이기 위하여 광축방향을 기준으로 상부에서 하부를 향하는 방향의 순서에 상응하도록 코일, 홀센서 및 마그네트의 참조부호를 병기한다.

예를 들어, 코일의 경우, 광축을 기준으로 상부에서 하부의 순으로 C1, C2 및 C3로 표기되며, 홀센서부의 경우 H1이 상대적으로 가장 상부에 위치하는 홀센서부이며, H2는 그 다음, H3은 상대적으로 가장 하부에 위치한 홀센서가 된다.

도 5 등에 도시된 바와 같이 C1과 C3은 제1코일(C-a) 즉, 제1마그네트(M-a)와 대면하는 코일이며, C2는 제2마그네트(M-b)와 대면하는 제2코일(C-b)이다.

도 6에 예시된 실시예의 경우, 구비되는 코일의 수만 다를 뿐, 도 5의 실시예와 상응하는 구조적 배치가 포함되는 실시예에 해당한다.

도 6에 도시된 바와 같이 캐리어(120)에 탑재되는 마그네트, 예를 들어, 제1마그네트(M-a)와 제2마그네트(M-b)의 자극 길이(광축 방향 기준)(D1)는 광축방향을 기준으로 순차적으로 배열되는 홀센서부(H1, H2, H3, H4) 사이의 이격된 거리(D2)(이하 '제1간격'이라 지칭한다)보다는 크거나 같고, 이와 동시에 제1간격의 2배에 해당하는 거리보다는 작거나 같도록 구성된다.

마그네트의 자극 길이가 이와 같이 구성되는 경우, 마그네트(제1마그네트(M-a) 또는 제2마그네트(M-b))의 광축 방향을 기준으로 한 해당 위치마다 마그네트와 특정 홀센서부(H1, H2, H3, H4)가 대면하도록 유도할 수 있어, 연속적인 위치 감지가 가능해진다.

이와 같이 연속적인 위치 감지가 가능해지므로 해당 위치를 감지하는 홀센서부의 감지 신호를 이용하면 코일(C1, C2, C3, C4) 중 전류 인가를 위한 제어의 대상이 되는 코일을 정확하게 특정할 수 있으므로 구동 제어를 위한 프로세싱의 효율성 또한, 향상시킬 수 있다.

또한, 마그네트의 자극 길이가 제1간격의 2배보다 작거나 같더라도 상술된 위치 감지 및 제어 프로세싱을 유효하게 구현할 수 있으므로 그만큼 경량화되거나 작은 부피를 가지는 마그네트를 적용할 수 있고 이를 기반으로 액추에이터(100)의 전력 사용 등에 대한 효율성을 더욱 향상시킬 수 있다.

연속 위치감지 및 연속 구동제어를 더욱 효과적으로 구현하기 위하여 두 번째(광축의 상부 기준) 코일(C2)은 첫 번째 코일(C1)보다 광축방향을 기준으로 하부(아래 방향)에 위치하되, C2의 일부 영역(상부 영역)이 C1의 일부 영역(하부 영역)과 중첩되는 지점에 위치하도록 구성되는 것이 바람직하다.

상응하는 관점에서 도 6에서 마지막 위치에 설치된 코일(C4)은 코일(C4)의 일부 영역(상부 영역)이 세 번째 코일(C3)의 일부 영역(하부 영역)과 중첩되는 위치에 설치된다.

이와 같이 본 발명에 의한 액추에이터(100)의 경우, 캐리어(120)가 스트로크 영역 그 어디에 있더라도 정확하게 그 위치가 감지될 수 있음은 물론, 전류 인가의 대상이 되는 코일이 정확하게 특정되므로 줌 구동이나 AF 등의 구동 정밀성을 동시적으로 향상시킬 수 있게 된다.

제1홀센서부(H-a) 또는 제2홀센서부(H-b)는 도 6에 도시된 바와 같이 복수 개 개별 홀센서(H2-1, H2-2)로 구성될 수 있다. 이와 같이 구성하는 경우, 특정 위치에 대한 복수 개 신호체계의 연산 등을 수행할 수 있어 더욱 정밀한 위치 감지가 가능해진다.

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
50 : 고정렌즈조립체(고정렌즈) 55 : 제1코일부
57 : 제2코일부 60 : 제1렌즈조립체(제1렌즈)
70 : 제2렌즈조립체(제2렌즈)
100 : 액추에이터 110 : 하우징
120 : 제1캐리어(캐리어) 130 : 제2캐리어
170-1 : 제1회로기판 170-2 : 제2회로기판
180 : 요크플레이트
C-a : 제1코일 C-b : 제2코일
M-a : 제1마그네트 M-b : 제2마그네트
H-a : 제1홀센서부 H-b : 제2홀센서부
200 : 반사계모듈 210 : 반사계

Claims (7)

1. 렌즈가 탑재되며 광축방향으로 이동하는 캐리어;
   상기 캐리어를 수용하는 하우징;
   k(k는 1이상의 자연수)개 자극을 가지며 상기 캐리어에 구비되는 마그네트;
   상기 마그네트와 대면하며 광축방향을 기준으로 상하로 배열되는 복수 개 코일;
   광축방향을 기준으로 상호 제1간격을 가지며 배열되는 m개(m은 3이상의 자연수) 홀센서부; 및
   상기 m개 홀센서부의 신호에 따라 상기 복수 개 코일에 인가되는 전류를 제어하는 구동드라이버를 포함하고,
   상기 자극의 길이는 상기 제1간격 이상이며 상기 제1간격의 2배 이하인 것을 특징으로 하는 카메라용 액추에이터.
2. 제1항에 있어서, 상기 마그네트는,
   상기 캐리어의 일측에 구비되는 제1마그네트; 및
   상기 캐리어에 구비되되, 상기 제1마그네트와 대칭되는 위치에 구비되는 제2마그네트를 포함하고,
   상기 복수 개 코일은,
   상기 하우징의 일측에 구비되며 상기 제1마그네트와 대면하는 하나 이상의 제1코일; 및
   상기 하우징에 구비되되, 상기 제1코일과 대칭되는 위치에 구비되며 상기 제2마그네트와 대면하는 하나 이상의 제2코일을 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라용 액추에이터.
3. 제2항에 있어서, 상기 제1 및 제2코일은,
   광축방향을 기준으로 서로 교번하며 배치되는 것을 특징으로 하는 카메라용 액추에이터.
4. 제3항에 있어서, 상기 제1코일은,
   광축방향을 기준으로 자신보다 상부 또는 하부에 위치한 상기 제2코일과 일부 영역이 서로 중첩되는 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 카메라용 액추에이터.
5. 제2항에 있어서, 상기 m개 홀센서부는,
   상기 제1코일이 실장되는 제1회로기판에 구비되는 제1홀센서부; 및
   상기 제2코일이 실장되는 제2회로기판에 구비되는 제2홀센서부를 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라용 액추에이터.
6. 제5항에 있어서, 상기 제1 및 제2홀센서부는,
   광축방향을 기준으로 서로 교번하며 배치되는 것을 특징으로 하는 카메라용 액추에이터.
7. 제5항에 있어서, 상기 제1 또는 제2홀센서부는,
   복수 개 홀센서로 이루어지는 것을 특징으로 하는 카메라용 액추에이터.

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