KR20230161057A - 카메라용 액추에이터 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시예에 의한 카메라용 액추에이터는 광축 방향을 기준으로 상부가 개방된 형상을 가지는 마운터가 측면에 형성되며, 광축 방향 또는 광축과 수직한 방향으로 이동하는 캐리어; 내부 공간을 제공하는 베이스; 상기 베이스에 구비되는 구동코일; 및 외측면이 상기 구동코일과 대면하도록 상기 마운터에 탑재되는 구동마그네트를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

카메라용 액추에이터{ACTUATOR FOR CAMERA}

본 발명은 카메라용 액추에이터에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 내부 구조의 적응적 개선을 통하여 공간 활용성을 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.

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.

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, 베이스 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.

이러한 구동방법은 코일과 마그네트 사이의 자기력 또는 전자기력을 이용하므로 상호 대면하는 코일 또는/및 마그네트의 크기가 커지거나 대면적이 확장될수록 큰 구동력을 구현할 수 있다.

그러나 OIS 기능 등이 구현된 카메라 액추에이터의 경우, 슬림화, 경량화 등의 경향성을 본질적 요소로 가지는 모바일 단말(스마트폰 등)에 장착되므로 두께, 부피 등의 물리적 제약을 받게 된다. 그러므로 구동력 증가 등을 위하여 마그네트 등의 크기를 제한없이 확장시킬 수는 없다고 할 수 있다.

나아가 고사양 카메라 모듈에 대한 수요자 니즈가 높아짐에 따라 탑재되는 렌즈의 중량과 부피가 커지고 있다는 점을 고려할 때, 더욱 증가된 구동력이 요구됨은 물론, 전체적인 볼륨을 유지하면서 고사양 렌즈가 장착될 수 있는 확장적 공간이 요구되므로 카메라 액추에이터의 공간적 효용성은 더욱 중요한 이슈가 될 수 있다.

카메라 액추에이터의 경우 통상적으로 내구성 향상을 위한 구조물 또는 내부 구성품 등의 외부 이탈을 방지하기 위한 구조물 등이 적용된다.

종래, 이러한 구조물 등은 특별한 문제의식 없이 액추에이터의 구동에 필수적인 구성으로 간주되었으므로 이러한 구조물 등이 구동력에 상당한 영향을 미치는 마그네트의 높이(광축 방향 기준)를 확장하는데 제약요인이 될 수 있다는 점을 인식하지 못하였고, 이로 인하여 이러한 구조물 등의 구조적 개선을 통하여 액추에이터의 공간 활용성 등을 향상시키려는 기술개발 또한, 이루어지지 않고 있다.

본 발명은 상기와 같은 배경에서 상술된 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 카메라용 액추에이터의 공간적 활용이 더욱 효과적으로 구현될 수 있음은 물론, 상대적 사이즈를 기준으로 증강된 구동력을 제공할 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 광축 방향을 기준으로 상부가 개방된 형상을 가지는 마운터가 측면에 형성되며, 광축 방향 또는 광축과 수직한 방향으로 이동하는 캐리어; 내부 공간을 제공하는 베이스; 상기 베이스에 구비되는 구동코일; 및 외측면이 상기 구동코일과 대면하도록 상기 마운터에 탑재되는 구동마그네트를 포함하여 구성될 수 있다.

바람직하게, 본 발명의 상기 마운터는 외측 방향으로 돌출된 가이딩부재가 포함될 수 있다.

이 경우 본 발명의 상기 구동마그네트는 수평 길이 방향을 기준으로 가운데 부분에서 외측으로 편향된 영역에 형성되며 상기 가이딩부재에 의해 가이딩되는 가이딩공간을 포함할 수 있으며, 더욱 바람직하게 상기 가이딩공간은 상기 구동마그네트의 상부 외측 부분에 형성될 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 카메라용 액추에이터는, 상기 마운터에 설치되며 상기 구동마그네트의 내측면과 결합되는 백요크를 더 포함할 수 있으며, 이 경우 본 발명의 상기 가이딩부재는 상기 백요크에서 외측 방향으로 돌출되도록 구성된다.

나아가 본 발명의 상기 베이스는 광축 방향을 기준으로 상부가 개방된 형상을 가지며, 상기 구동코일을 상기 구동마그네트 방향으로 노출시키는 개방부를 포함할 수 있다.

실시형태에 따라서, 본 발명의 상기 캐리어는 광축과 수직한 방향으로 이동하는 OIS캐리어일 수 있다.

이 경우 본 발명에 의한 카메라용 액추에이터는 제1보강부재와, 상기 제1보강부재의 일부분인 제1파트가 외부로 노출되도록 상기 제1보강부재가 인서트되어 성형되는 몸체부를 포함하며, 광축 방향을 기준으로 상기 OIS캐리어 하부에 위치하는 미들가이드; 및 상기 미들가이드와 OIS캐리어 사이에 배치되는 제1볼을 더 포함할 수 있다. 여기에서 상기 제1파트는 상기 제1보강부재 중 상기 구동마그네트의 위치와 대응되는 부분일 수 있다.

실시형태에 따라서 본 발명의 카메라용 액추에이터는, 광축 방향을 기준으로 상하로 배치되는 상기 OIS캐리어와 상기 미들가이드를 수용하며 상기 베이스를 기준으로 광축 방향으로 이동하는 AF캐리어; 상기 미들가이드의 하면과 상기 AF캐리어 사이에 배치되는 제2볼; 및 상기 AF캐리어의 외측면과 상기 베이스의 내측면 사이에 배치되는 제3볼을 더 포함할 수 있다.

이 경우 상기 제1보강부재, 상기 AF캐리어에 인서트되는 제2보강부재 또는 상기 베이스에 인서트되는 제3보강부재 중 하나 이상은 외측 단부가 라운드 또는 벤딩된 형상을 가지도록 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 의할 때, 구동마그네트 및/또는 구동마그네트가 장착되는 캐리어 등의 구조적 개선을 통하여 동일 사이즈의 액추에이터를 기준으로 구동마그네트의 대면적을 상대적으로 확장시킬 수 있어 더욱 증강된 구동력을 제공할 수 있다.

본 발명에 의하는 경우, 구동마그네트의 확장된 대면적에 상응하는 만큼 구동마그네트의 두께를 감소시킬 수 있고 그 두께가 감소된 만큼 렌즈가 장착되는 공간을 추가적으로 확장시킬 수 있으므로 상대적으로 더 큰 크기의 렌즈 즉, 광학적 성능이 더 향상된 렌즈를 장착할 수 있고 이를 기반으로 더욱 높은 구동 성능을 가지는 카메라 액추에이터를 제공할 수 있다.

스마트폰 등과 같은 휴대단말에 장착되는 카메라 액추에이터는 극소형으로 이루어지며, 고해상도 광학계가 탑재되는 정밀한 공학적 설계에 의하여 제작된다. 그러므로 이 발명과 같이 대면적이 확장되거나 또는 두께가 슬림해진 구동마그네트가 적용되는 경우 그 변화된 정량적 수치가 미세하더라도 이를 통하여 구현되는 구동력 증가 및 렌즈 사이즈의 증가 등은 액추에이터의 구동 성능을 더욱 효과적으로 향상시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의할 때, 이동체인 캐리어에 견고하게 고정되는 부재인 백요크의 구조적 변화와 적응적 구조개선을 구동마그네트와의 고정 결합력을 더욱 증진시킴과 동시에 조립 공정의 효율성 또한, 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 의할 때, 보강부재(인서트 플레이트)의 간단한 구조적 개선만을 통하여 보강부재와 사출물 사이의 결합력을 증진시키고 보강부재의 이탈 또는 탈리 등이 더욱 효과적으로 억제될 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 액추에이터의 전체적인 구성을 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 카메라용 액추에이터의 상세 구성을 도시한 분해 결합도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 캐리어(OIS캐리어) 및 이와 관련된 구성을 도시한 도면,
도 4는 광축 방향을 기준으로 그 크기가 확장되는 본 발명의 구동마그네트를 설명하는 도면,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 미들가이드 및 이와 관련된 구성을 도시한 도면,
도 6은 캐리어(OIS캐리어)와 미들가이드가 결합된 모습을 도시한 도면,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 AF캐리어 및 이와 관련된 구성을 도시한 도면,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 베이스 및 이와 관련된 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 1 및 도 2는 본 발명에 의한 카메라용 액추에이터(이하 '액추에이터'라 지칭한다)(1000)의 전체적인 구성 및 상세 구성을 도시한 도면이다.

도 1 및 이하 첨부된 도면들에 도시된 본 발명의 액추에이터(1000)는 AF와 OIS가 함께 구현된 실시예이나, 본 발명의 액추에이터(1000)는 실시형태에 따라서 OIS만을 위한 액추에이터 또는 AF만을 위한 액추에이터로 구현될 수 있음은 물론이다.

또한, 본 발명의 액추에이터(1000)는 단독의 장치로 실시될 수 있음은 물론이며, 렌즈(50) 및 이미지센서(미도시) 등을 포함하는 카메라 모듈의 형태로도 구현될 수 있다.

본 발명의 액추에이터(1000)는 도 1에 도시된 바와 같이 액추에이터(1000)의 기본 프레임에 해당하며 내부 공간을 제공하는 베이스(400)와 이 베이스(400)의 상부 방향에서 결합되며 쉴드 캔(shield can)으로 기능하는 케이스(600)가 포함될 수 있다.

본 발명의 캐리어(100)는 광축 방향으로 이동하는 AF용 캐리어 또는 광축과 수직한 방향으로 이동하는 OIS용 캐리어일 수 있다. 이하 설명에서는 상기 캐리어(100)가 광축과 수직한 방향으로 이동하는 OIS캐리어인 실시예를 기준으로 설명하나, 본 발명의 기술사상이 적용되는 범위 내에서 상기 캐리어(100)는 AF를 구현하는 캐리어일 수 있음은 물론이다.

이하 본 발명의 설명에 있어, 렌즈 또는 렌즈 조립체(이하 '렌즈'라 지칭한다)(50)로 빛이 유입되는 경로에 대응되는 방향축 즉, 렌즈(50)의 수직 길이 방향에 대응하는 방향축을 광축(Z축)으로 정의하며, 이 광축(Z축)과 수직한 평면상의 두 축을 X축 및 Y축으로 정의한다.

도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 액추에이터(1000)는 OIS캐리어(100), 미들가이드(200), AF캐리어(300) 등을 포함하여 구성될 수 있다.

OIS캐리어(100)는 일측면 또는 서로 직교하는 두측면에 구동마그네트(M1, M2)가 설치되며, 베이스(400)에는 이 OIS캐리어(100)에 설치되는 구동마그네트(M1, M2) 각각과 대면하는 구동코일(C1, C2)이 배치된다.

이하 OIS캐리어(100)의 일측(X축 방향)에 설치되는 구동마그네트를 제1마그네트(M1)로 지칭하며, 제1마그네트(M1)와 직교하는 방향에 설치되는 구동마그네트를 제2마그네트(M2)로 지칭한다. 아울러, 이와 대응되도록 제1마그네트(M1)와 대면하는 구동코일을 제1코일(C1)로, 제2마그네트(M2)와 대면하는 구동코일을 제2코일(C2)로 지칭한다.

광축 방향을 기준으로 OIS캐리어(100)의 하부에는 미들가이드(200)가 배치되며, OIS캐리어(100)와 미들가이드(200) 사이에는 제1볼(B1)이 배치된다. 아울러, OIS캐리어(100)가 안착된 미들가이드(200)는 AF캐리어(300)에 수용되며, 미들가이드(200)와 AF캐리어(300) 사이에는 제2볼(B2)이 배치된다.

구동드라이버(D1)의 제어에 의하여 적절한 크기와 방향의 전원이 구동코일(C1, C2)에 인가되면 구동코일(C1, C2)과 대면하는 구동마그네트(M1, M2) 사이에 전자기력(자기력)이 발생하고 이 발생된 전자기력에 의하여 렌즈(50)가 탑재되는 OIS캐리어(100)가 광축과 수직한 X축 방향 및 Y축 방향의 조합된 방향으로 이동함으로써 손떨림에 의한 흔들림을 보정하게 된다.

미들가이드(200)는 X축 및 Y축 방향의 선형 이동에 대한 정밀성을 더욱 향상시키기 위한 구성으로서, 구동코일(C1, C2)에 의하여 Y축 방향의 전자기력이 발생하는 경우, 렌즈(50)가 장착된 OIS캐리어(100)는 미들가이드(200)를 상대적 고정체로 Y축 방향으로 이동한다.

또한, 구동코일(C1, C2)에 의하여 X축 방향의 전자기력이 발생하면, 제1볼(B1)을 가이딩하는 레일의 방향성(Y축 방향) 및 물리적 결합 구조에 의하여 OIS캐리어(100)는 미들가이드(200)와 함께 X축 방향으로 이동한다.

미들가이드(200)와 OIS캐리어(100) 사이 그리고 미들가이드(200)와 AF캐리어(300) 사이 각각에 제1볼(B1)과 제2볼(B2)이 배치되어 있으므로 각 방향별 이동은 이들 볼(B1, B2)에 의하여 지지되면서 이루어진다.

이와 같이 볼이 개재되는 경우, 볼의 구름(rolling), 이동(moving), 회전(rotation), 대면 객체와의 점접촉(point-contact) 등에 의한 최소화된 마찰력으로 이동체가 더욱 유연하게 선형 이동할 수 있고 소음 감소 및 구동력 최소화는 물론, 구동 정밀성 등이 향상되는 장점을 가질 수 있다.

선형 이동의 효과적인 가이딩이 구현되도록 제1볼(B1)은 OIS캐리어(100)에 형성된 제1가이드레일(115, 도 3 참조) 또는/및 미들가이드(200)에 형성되는 제1홈부레일(215, 도 5 참조) 중 하나 이상에 그 일부가 수용되도록 구성되는 것이 바람직하다.

대응되는 관점에서, 제2볼(B2)은 미들가이드(200)에 형성되는 제2가이드레일(217) 또는/및 AF캐리어(300)에 형성되는 제2홈부레일(317, 도 7 참조) 중 하나 이상에 그 일부가 수용되도록 구성될 수 있다.

실시형태에 따라서, 홀 효과(hall effect)를 이용하여 감지 영역 내에 존재하는 마그네트의 자기장 크기 및 방향의 변화를 감지하고 그에 따른 전기적 신호를 구동드라이버(D1)로 출력하는 홀센서(hall sensor)(H1)가 더 포함될 수 있다.

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 있으며, 실시형태에 따라서 제1코일(C1) 및 제2코일(C2) 각각을 제어하는 복수 개로 구현될 수도 있음은 물론이다.

본 발명의 AF캐리어(300)는 광축 방향을 기준으로 상하 배치되는 OIS캐리어(100) 및 미들가이드(200)를 수용하며 베이스(400)를 기준으로 광축 방향으로 선형 이동하는 이동체에 해당한다.

이 경우에도 앞서 기술된 바와 같이 제3홀센서(H3)가 AF를 위한 구동마그네트인 AF마그네트(M3)의 위치를 감지하고 이에 대한 신호를 제3구동드라버(D3)로 출력하면 제3구동드라이버(D3)가 적절한 크기와 방향의 전원이 AF를 위한 구동코일인 AF코일(C3)로 인가되도록 제어함으로써 AF캐리어(300)가 광축 방향으로 선형 이동하게 된다.

AF캐리어(300)의 외측면에 형성된 제3가이드레일(315, 도 8 참조)과 베이스(400)의 내측면에 형성된 제3홈부레일(415, 도 8 참조) 사이에는 AF캐리어(300)의 광축방향 선형 이동을 가이딩하는 제3볼(B3)이 배치된다.

OIS가 구동되는 경우, OIS캐리어(100) 또는/및 미들가이드(200)가 Z축 방향으로 유격되거나 들뜨는 등의 편차 현상이 억제될 수 있도록 본 발명은 실시형태에 따라서 OIS캐리어(100) 등의 Z축 방향의 이동을 제한하며 X축 방향 또는/및 제Y방향 이동을 가이딩하는 스토퍼(700)를 포함할 수 있다.

상술된 제1코일(C1), 제2코일(C2) 및 AF코일(C3) 등은 베이스(400)의 외측면에 구비되는 회로기판(400)에 실장되는 형태로 구비될 수 있다.

또한, 본 발명의 액추에이터(1000)는 베이스(400)의 외측에 구비되며, AF마그네트(M3)와 인력을 발생시키는 요크플레이트(420)가 포함될 수 있다.

요크플레이트(420)와 AF마그네트(M3) 사이의 인력에 의하여 제3볼(B3)이 매개된 AF캐리어(300)가 베이스(400) 방향(도면 기준 Y축 방향)으로 당겨지게 되므로 제3볼(B3)과 AF캐리어(300) 사이 및 제3볼(B3)과 베이스(400) 사이의 점접촉(point-contact)이 지속적으로 유지될 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 OIS캐리어(100) 및 이와 관련된 구성을 도시한 도면이며, 도 4는 광축 방향을 기준으로 그 크기가 확장되는 본 발명의 구동마그네트(M1, M2)를 설명하는 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 의한 OIS캐리어(100)는 가운데 부분에 렌즈(50)가 장착되는 장착공간(105)이 형성된 몸체(110) 및 마운터(120)를 포함한다.

상기 마운터(120)는 구동마그네트(M1, M2)가 장착되는 공간으로서, 몸체(110)의 측면에 형성되며 광축 방향(Z축 방향)을 기준으로 상방향이 개방된 형상을 가지도록 구성된다.

구동마그네트(M1, M2)의 결합력을 높이고 조립 공정의 효율성 등을 높이기 위하여 도면에 도시된 바와 같이 마운터(120)는 그 측면(X축 방향 기준)이 일종의 가이딩벽부가 되도록 OIS캐리어(100)의 내부로 유입되는 구조가 되도록 구성되는 것이 바람직하다.

종래 액추에이터의 경우, 구동마그네트의 결합력 등을 위하여 이 발명의 마운터(120)와 대응되는 구성인 자석장착공간의 상부가 사출물 등에 의하여 폐쇄되는 구조로 이루어졌다.

종래와 같이 자석장착공간의 상부가 차단되는 구조로 구현되는 경우, 상부를 차단하는 부재의 두께에 상응하는 만큼 구동마그네트의 높이(Z축 방향)를 제한하게 되고 이로 인하여 구동력 손실을 발생시키게 된다.

본 발명은 이러한 문제점을 해소하기 위하여 도면에 예시된 바와 같이 구동마그네트(M1, M2)가 장착되는 마운터(120)의 상부가 개방되는 구조가 되도록 구성된다.

이와 같이 상부가 개방되는 경우, 도 4에 도시된 바와 같이 구동마그네트(M1, M2)의 높이(광축 방향 기준)를 △h만큼(h2-h1) 상승시킬 수 있으므로 그 만큼 구동코일(C1, C2)과의 대면적을 증가시켜 구동력을 증강시킬 수 있게 된다.

또한, 이와 같이 높이 방향 증가를 통하여 구동마그네트(M1, M2)와 구동코일(C1, C2) 사이의 구동력이 증가되면, 상대적으로 얇은 두께(W)를 가지는 구동마그네트(M1, M2)가 적용되더라도 동등 수준 이상의 구동력이 유지될 수 있으므로 렌즈(50)가 장착되는 장착공간(105)의 크기(R)를 상대적으로 확장시킬 수 있는 이점을 제공할 수 있다.

마운터(120)는 외측 방향으로 돌출되는 형상을 가지는 가이딩부재(510)를 포함할 수 있다.

이 경우 본 발명의 구동마그네트(M1, M2)는 수평 길이 방향(M1의 경우 Y축 방향, M2의 경우 X축 방향)을 기준으로 가운데 부분에서 외측으로 편향된 영역에 형성되며, 상기 가이딩부재(510)에 의해 가이딩되는 가이딩공간(MS)을 포함할 수 있다.

이와 같이 구동마그네트(M1, M2)의 가이딩공간(MS)이 가이딩부재(510)에 의하여 가이딩되도록 구성되는 경우, 구동마그네트(M1, M2)의 수직방향(Z축 방향) 위치를 설정하는 등의 공정이 더욱 효과적으로 수행되도록 유도할 수 있음은 물론, OIS캐리어(100)와 구동마그네트(M1, M2) 사이의 고정 결합력 또한, 높일 수 있다.

나아가 도면에 예시된 바와 같이 가이딩공간(MS)은 전자기력 또는 자기력이 주도적으로 발생되는 구동마그네트(M1, M2)의 가운데 부분에서 편향된 위치에 형성되므로 위치설정, 결합고정력 등의 효과를 제공하면서도 구동력 손실을 거의 발생시키지 않는다.

고정 결합력 및 위치 설정 등의 효율성 등을 더욱 높이기 위하여 상기 가이딩공간(MS)은 구동마그네트(M1, M2)의 상부 외측 부분에 형성되는 것이 바람직하다. 실시형태에 따라서 가이딩공간(MS)은 구동마그네트(M1, M2)에 형성되는 홀(hole)(미도시)로 구현되고 가이딩부재(510)는 이 홀에 끼움 결합되는 구조로 구현될 수 있다.

액추에이터(1000)는 자기 누설 방지 및 자기력 집중 등을 위한 구성으로서, 상기 마운터(120)에 설치되며 구동마그네트(M1, M2)의 내측면과 결합되는 백요크(back yoke)(500)를 포함할 수 있다.

상기 백요크(500)는 마운터(120)에 고정 결합될 수 있으며, 실시형태에 따라서 사출 성형 등을 통하여 OIS캐리어(100)의 몸체(110)에 일부 또는 전부가 매립될 수 있다.

백요크(500)가 구비되는 실시예의 경우, 상술된 가이딩부재(510)는 백요크(500)에서 외측 방향으로 돌출되는 형태가 되도록 구성될 수 있다. 이와 같이 백요크(500)의 일부가 절곡되는 방식 등으로 가이딩부재(510)가 구현되는 경우, 추가구성 없이 간단한 구조적 변경만으로 상술된 본 발명의 기술사상을 구현할 수 있다.

가이딩부재(510)가 백요크(500)의 일부로 구현되는 경우, 도면에 도시된 바와 같이 가이딩부재(510)는 백요크(500)의 외주 부분에 형성되는 것이 바람직하다.

상술된 본 발명의 기술사상은 구동마그네트(M1, M2)가 탑재되는 이동체 및 해당 구동마그네트의 구조적 변경을 통하여 구동마그네트(M1, M2)의 광축 방향 높이를 확장하는 것에 해당한다.

그러므로 OIS캐리어(100)를 기준으로 앞서 설명된 내용은 AF마그네트(M3)가 장착되어 광축 방향으로 이동하는 AF캐리어(300) 등에도 적용될 수 있음은 물론이다. 이 경우 구동마그네트는 AF마그네트(M3)가 되며, 구동코일은 AF코일(C3)이 된다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 미들가이드(200) 및 이와 관련된 구성을 도시한 도면이며, 도 6은 OIS캐리어(100)와 미들가이드가 결합된 모습을 도시한 도면이다.

도 5에 도시된 바와 같이, X축 방향 및 Y축 방향의 선형 이동이 효과적으로 가이딩되도록 미들가이드(200)의 상부에는, 제1볼(B1)이 배치되는 제1홈부레일(215)가 구비되며, 미들가이드(200)의 하부에는, 제2볼(B2)이 배치되는 제2가이드레일(217)이 형성된다.

OIS캐리어(100)의 각 방향에 따른 선형 이동을 위하여 제1홈부레일(215)와 제2가이드레일(217)의 방향성은 서로 직교하도록 구성되는 것이 바람직하다. 도 5에는 X축 성분의 방향성을 가지는 제1홈부레일(215)과 Y축 성분의 방향성을 가지는 제2가이드레일(217)이 예시되어 있다.

도 5에 예시된 바와 같이, 본 발명의 미들가이드(200)는 몸체부(210)와 제1보강부재(220)를 포함한다. 제1보강부재(220)는 미들가이드(200)의 성형 공정에서 인서트되는 객체로서, 미들가이드(200)의 내구성 증진 등을 위하여 금속 재질과 같이 강성이 높은 재질로 이루어진다.

미들가이드(200)의 몸체부(210)는 도면에 도시된 바와 같이 제1보강부재(220)의 일부분인 제1파트(220a)가 외부로 노출되도록 제1보강부재(220)가 인서트되어 성형된다.

외부로 노출되는 제1보강부재(220)의 영역인 제1파트(220a)는 제1보강부재(220) 중 OIS캐리어(100)에서 구동마그네트(M1, M2)가 탑재되는 위치와 대응되는 부분에 해당한다.

구동마그네트(M1, M2)의 위치에 해당하는 제1보강부재(220)가 외부로 노출되는 경우, 플라스틱 재질 등의 사출물이 제거되므로 제거된 사출물의 두께에 상응하는 공간이 확보될 수 있다.

이와 같이 하방(광축방향 기준)으로 공간이 확보되면 그에 상응하는 만큼 하방으로 크기가 증가된 구동마그네트(M1, M2)가 탑재될 수 있어 대면적 확장을 통한 구동력 증가를 구현할 수 있다.

미들가이드가 적용되는 종래 액추에이터의 경우, 렌즈가 장착되는 캐리어의 하방에 미들가이드가 배치되며, 캐리어에 탑재된 구동마그네트의 직하방은 미들가이드를 이루는 사출물과 대면하므로 구동마그네트의 하방 길이(광축방향 기준)는 미들가이드의 몸체를 구성하는 사출물에 의하여 물리적으로 제한된다.

이에 반해, 본 발명에 의하는 경우, 미들가이드(200)의 제1보강부재(220) 중 구동마그네트(M1, M2)의 직하방에 해당하는 위치의 제1파트(220a)가 외부로 노출되므로 종래 사출물의 높이에 해당하는 만큼 구동마그네트(M1, M2)의 하방 확장성이 향상될 수 있다.

또한, 통상적으로 적용되는 인서트 플레이트(제1보강부재(220))의 두께보다는 두꺼우나, 제거되는 사출물의 높이보다 두껍지 않은 인서트 플레이트가 적용되는 경우 하방 확장성을 확보함과 동시에 내구성 내지 강성 또한, 종래 수준 이상으로 높일 수 있어 공간 확보의 실효성이 구현될 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 AF캐리어(300) 및 이와 관련된 구성을 도시한 도면이며, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 베이스(400) 및 이와 관련된 구성을 도시한 도면이다.

OIS캐리어(100)가 미들가이드(200) 상부에 안착되면, 도 7에 도시된 바와 같이 미들가이드(200)와 미들가이드(200)에 안착된 OIS캐리어(100)는 AF캐리어(300)에 탑재된다.

앞서 기술된 바와 같이 구동마그네트(M1, M2)와 구동코일(C1, C2) 사이에 전자기력이 발생되면 OIS캐리어(100)는 단독으로 또는 미들가이드(200)와 함께 광축과 수직한 방향(X축 및 Y축의 조합된 방향)으로 이동한다.

도면에 예시된 실시예를 기준으로 할 때, X축 방향 OIS가 구동되는 경우 OIS캐리어(100)는 미들가이드(200)를 기준으로 X축 방향으로 이동하며, Y축 방향 OIS가 구동되는 경우 OIS캐리어(100)는 미들가이드(200)와 함께 Y축 방향으로 이동한다.

앞서 기술된 바와 같이 AF코일(C3)에 적절한 크기와 방향의 전원이 인가되면 AF코일(C3)과 AF마그네트(M3) 사이의 전자기력에 의하여 AF캐리어(300)가 광축 방향으로 이동한다.

AF캐리어(300)가 광축 방향으로 이동하면, AF캐리어(300)에 수용된 OIS캐리어(100) 또한, 광축 방향으로 이동하므로 OIS캐리어(100)에 탑재된 렌즈(50)의 광축 방향 거리(이미지센서와의 상대적 거리)가 조절되어 AF가 구현된다.

AF캐리어(300)의 내구성 및 강성 증가를 위하여 AF캐리어(300)는 금속 재질과 같은 강성이 높은 재질로 이루어지는 제2보강부재(320)가 인서트되는 방식으로 성형될 수 있다.

이 때, 도 7에 도시된 바와 같이, 제2보강부재(320)의 외측 단부(320a)는 라운드 또는 벤딩된 형상이 되도록 구성되는 것이 바람직하다.

이와 같이 제2보강부재(320)의 외측 단부(320a)가 절곡, 폴딩, 구부림 등과 같은 방식으로 라운드 형상을 가지거나 벤딩된 형상 등을 가지는 경우, AF캐리어(300)의 외측 부분의 강성을 더욱 보강할 수 있어 객체의 외측에 상대적으로 크게 작용하는 외부 충격 등에 더욱 강인하게 대처할 수 있다.

나아가 이와 같이 제2보강부재(320)의 외측 단부(320a)가 라운드 형상 등으로 이루어지는 경우, 사출물과의 대접 면적이 넓어짐은 물론, 3차원 공간에서 상호 대접하게 되므로 상호 결합력이 더욱 증진될 수 있다.

도 8에 도시된 바와 같이, 베이스(400)에 인서트되는 제3보강부재(430)의 단부(430a) 또한, 동일하게 적용될 수 있으며, 앞서 설명된 제1보강부재(220) 또한, 이와 같이 구성될 수 있다.

본 발명의 베이스(400)는 구동코일(C1, C2)이 구동마그네트(M1, M2) 방향으로 노출되도록 공간을 제공하는 개방부(405)를 포함한다.

이 경우, 도 8에 도시된 바와 같이 개방부(405)의 상부가 개방된 형상을 가지는 경우, 그 만큼의 추가 공간이 확보되므로 구동코일(C1, C2)의 크기를 확장시킬 수 있고 이를 통하여 구동코일(C1, C2)과 구동마그네트(M1, M2) 사이의 구동력을 증가시킬 수 있다.

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 50 : 렌즈
100 : OIS캐리어(캐리어) 105 : 장착공간
110 : 몸체 115 : 제1가이드레일
120 : 마운터
200 : 미들가이드 210 : 몸체부
215 : 제1홈부레일 217 : 제2가이드레일
220 : 제1보강부재 220a : 제1파트
300 : AF캐리어 315 : 제3가이드레일
317 : 제2홈부레일 320 : 제2보강부재
400 : 베이스 405 : 개방부
410 : 회로기판 415 : 제3홈부레일
420 : 요크플레이트 430 : 제3보강부재
500 : 백요크 510 : 가이딩부재
600 : 케이스 700 : 스토퍼
M1 : 제1마그네트 M2 : 제2마그네트
M3 : AF마그네트 MS : 가이딩공간
C1 : 제1코일 C2 : 제2코일
C3 : AF코일 D1 : 구동드라이버
H1 : 홀센서 D3 : 제3구동드라이버
H3 : 제3홀센서

Claims (7)

1. 광축 방향을 기준으로 상부가 개방된 형상을 가지는 마운터가 측면에 형성되며, 광축 방향 또는 광축과 수직한 방향으로 이동하는 캐리어;
   내부 공간을 제공하는 베이스;
   상기 베이스에 구비되는 구동코일; 및
   외측면이 상기 구동코일과 대면하도록 상기 마운터에 탑재되는 구동마그네트를 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라용 액추에이터.
2. 제1항에 있어서, 상기 마운터는,
   외측 방향으로 돌출된 가이딩부재가 포함되고,
   상기 구동마그네트는,
   수평 길이 방향을 기준으로 가운데 부분에서 외측으로 편향된 영역에 형성되며 상기 가이딩부재에 의해 가이딩되는 가이딩공간을 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라용 액추에이터.
3. 제2항에 있어서, 상기 가이딩공간은,
   상기 구동마그네트의 상부 외측 부분에 형성되는 것을 특징으로 하는 카메라용 액추에이터.
4. 제2항에 있어서,
   상기 마운터에 설치되며, 상기 구동마그네트의 내측면과 결합되는 백요크를 더 포함하고,
   상기 가이딩부재는 상기 백요크에서 외측 방향으로 돌출되는 것을 특징으로 하는 카메라용 액추에이터.
5. 제1항에 있어서, 상기 베이스는,
   광축 방향을 기준으로 상부가 개방된 형상을 가지며, 상기 구동코일을 상기 구동마그네트 방향으로 노출시키는 개방부를 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라용 액추에이터.
6. 제1항에 있어서, 상기 캐리어는,
   광축과 수직한 방향으로 이동하는 OIS캐리어이며,
   제1보강부재와, 상기 제1보강부재의 일부분인 제1파트가 외부로 노출되도록 상기 제1보강부재가 인서트되어 성형되는 몸체부를 포함하며, 광축 방향을 기준으로 상기 OIS캐리어 하부에 위치하는 미들가이드; 및
   상기 미들가이드와 OIS캐리어 사이에 배치되는 제1볼을 더 포함하고,
   상기 제1파트는,
   상기 제1보강부재 중 상기 구동마그네트의 위치와 대응되는 부분인 것을 특징으로 하는 카메라용 액추에이터.
7. 제6항에 있어서,
   광축 방향을 기준으로 상하로 배치되는 상기 OIS캐리어와 상기 미들가이드를 수용하며 상기 베이스를 기준으로 광축 방향으로 이동하는 AF캐리어;
   상기 미들가이드의 하면과 상기 AF캐리어 사이에 배치되는 제2볼; 및
   상기 AF캐리어의 외측면과 상기 베이스의 내측면 사이에 배치되는 제3볼을 더 포함하고,
   상기 제1보강부재, 상기 AF캐리어에 인서트되는 제2보강부재 또는 상기 베이스에 인서트되는 제3보강부재 중 하나 이상은 외측 단부가 라운드 또는 벤딩된 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 카메라용 액추에이터.

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