WO2021225230A1 - 렌즈 조립체 - Google Patents

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WO2021225230A1
WO2021225230A1 PCT/KR2020/012593 KR2020012593W WO2021225230A1 WO 2021225230 A1 WO2021225230 A1 WO 2021225230A1 KR 2020012593 W KR2020012593 W KR 2020012593W WO 2021225230 A1 WO2021225230 A1 WO 2021225230A1
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lens module
support
base
lens
lens assembly
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PCT/KR2020/012593
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English (en)
French (fr)
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임대순
윤학구
최명원
이동성
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마이크로엑츄에이터(주)
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Publication date
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    • G03B2205/0053—Driving means for the movement of one or more optical element
    • G03B2205/0061—Driving means for the movement of one or more optical element using piezoelectric actuators

Definitions

  • the present invention relates to a lens assembly, and more particularly, to a miniature lens assembly having an auto focus function and an image stabilization function.
  • Lens assemblies applied to small mobile devices, such as smartphones, are becoming smaller with technological advancement, and are equipped with Auto Focus and Optical Image Stabilization (OIS) functions to obtain high-quality captured images.
  • OIS Auto Focus and Optical Image Stabilization
  • the auto focus function is a function of automatically focusing on a specific subject by moving the lens module provided in the lens assembly forward or backward.
  • the hand shake correction function detects the shake of a mobile device (eg, a smart phone, a tablet PC, etc.) with a gyro sensor and finely moves the lens module in the opposite direction to the moving direction of the mobile device to correct the focus.
  • the movement of the lens module during image stabilization is perpendicular to the direction of movement of the lens during autofocus.
  • the lens assembly supports the lens module with a plurality of elastic metal wires so that the lens module moves smoothly during image stabilization.
  • the diameter of the conventionally applied lens is approximately 9.1 ⁇ or less, whereas the lens used with a high-definition image sensor has a diameter of 15 ⁇ or more. As such, as the size of the lens increases, the weight of the lens also increases.
  • the thin metal wire cannot overcome the weight of the lens module and the central portion of the metal wire is bent, so the lens module is tilted and the lens focus cannot be accurately maintained. Furthermore, there is a problem in that the camera function of the small mobile device cannot be performed due to a problem that is vulnerable to shock, such as a metal wire is easily broken when an external shock is applied to the small mobile device or is dropped on the floor.
  • the metal wire is formed thicker than before to solve this problem, the movement width of the lens module becomes smaller than when using the existing thin wire during camera shake correction. More power must be applied. This causes a problem of accelerating power consumption of a rechargeable battery of a small mobile device.
  • Another object of the present invention is to provide a lens assembly capable of minimizing power consumed by a driving unit for automatic focus adjustment and hand shake correction.
  • the present invention provides a base; a lens module disposed inside the base; first and second image stabilization driving units for moving the lens module in a direction perpendicular to the optical axis direction; and a plurality of hinge members movably supporting the lens module and arranged in parallel to each other, wherein the plurality of hinge members gradually convexly protrude toward the center of the pillar portion and are injection-molded with a synthetic resin material, characterized in that A lens assembly is provided.
  • a support movably inserted in the base in an optical axis direction; and a driving unit for automatic focus adjustment for moving the support in the optical axis direction, wherein one end of each of the plurality of hinge members is fixed to the four corners of the support, and the other end may be fixed to the lens module.
  • An adhesive may be applied to a portion where one end of the plurality of hinge members and the support are interconnected, and an adhesive may be applied to a portion where the other ends of the plurality of hinge members and the lens module are coupled to each other.
  • Each of the plurality of hinge members has a first connection portion formed between the one end and the pillar portion, and a second connection portion formed between the other end and the pillar portion, and the first and second connection portions are each pillar. It may be formed to a thickness thinner than the negative thickness.
  • the autofocus driving unit is a piezo actuator
  • the piezo actuator may include a piezoelectric element fixed to the base; and a telescoping rod having one end connected to one side of the piezoelectric element and connected to the support body.
  • the support may further include a guide rod that is slidably connected to a corner diagonally opposite to the corner to which the telescopic rod is connected to guide the movement of the support in the optical axis direction.
  • Each of the plurality of hinge members may have one end fixed to the four corners of the base and the other end fixed to the lens module.
  • An adhesive may be applied to a portion where one end of the plurality of hinge members and the base are interconnected, and an adhesive may be applied to a portion where the other ends of the plurality of hinge members and the lens module are coupled to each other.
  • a movable member for moving the image sensor disposed at the rear of the lens module in an optical axis direction; and a driving unit for automatic focus adjustment for moving the movable member in the optical axis direction.
  • the movable member may include a first portion to which the image sensor is coupled; and a second portion extending from the first portion and disposed between the sidewall of the base and the lens module.
  • the image sensor may be mounted on a portion of the FPCB, and the other portion of the FPCB may be disposed in a folded state with respect to a portion of the FPCB.
  • the auto-focus driving unit may include: a magnet disposed on the second part; and a coil disposed on a sidewall of the base to face the magnet.
  • FIG. 1 is an assembly view showing a lens assembly according to an embodiment of the present invention.
  • FIGS. 2 and 3 are exploded perspective views illustrating a lens assembly according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a perspective view illustrating a base of a lens assembly according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a perspective view illustrating a support body of a lens assembly according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a plan view illustrating a state in which a support body of a lens assembly and a lens module are combined according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line A-A shown in FIG. 6 .
  • FIG. 8 is an enlarged perspective view illustrating a first coupling groove of the lens module to which one end of the hinge member is connected.
  • FIG. 9 is an enlarged perspective view showing a second coupling groove of the support to which the other end of the hinge member is connected.
  • FIG. 10 is a plan view illustrating a state in which an inner cover and an outer cover of the lens assembly are omitted according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view taken along line B-B shown in FIG. 10 .
  • FIG. 12 is a view comparing open loop hysteresis curves according to the presence or absence of first and second centering alignment protrusions.
  • FIG. 13 is a schematic diagram illustrating a lens assembly according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 and 15 are exploded perspective views showing a lens assembly according to another embodiment of the present invention.
  • the lens assembly according to an embodiment of the present invention is manufactured in a miniature size and may be installed in a small mobile device such as a smart phone to take an image.
  • FIG. 1 is an assembly view showing a lens assembly according to an embodiment of the present invention
  • FIGS. 2 and 3 are exploded perspective views showing a lens assembly according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is an embodiment of the present invention
  • Figure 5 is a perspective view showing the support of the lens assembly according to an embodiment of the present invention.
  • the lens assembly 1 includes a base 10 and a lens module 50 for autofocus in the Z-axis direction (the Z-axis direction in the present invention is a support body 30 for moving in the optical axis direction), a lens module 50 having a lens unit 51 disposed inside the support body 30 and consisting of a plurality of lenses, and a lens module ( A plurality of hinge members 40 connecting the support 30 and the lens module 50 so that the lens module 50 can flow along the XY plane with respect to the support 30 and the lens module 50 are It may include an inner cover 60 for preventing separation from the support 30 , and an outer cover 70 covering one side of the base 10 .
  • the base 10 is installed in a portion of a small mobile device (not shown), and an image sensor is disposed on the lower side of the base 10 (the opposite side to the side covered by the outer cover 70 ).
  • a printed circuit board (not shown) on which (not shown) is mounted may be disposed.
  • the base 10 may be formed of a substantially rectangular parallelepiped.
  • the shape of the base 10 may be appropriately changed according to the size and shape of a small mobile device in which the lens assembly 10 is installed in addition to a rectangular parallelepiped.
  • the base 10 is provided with a predetermined space in which the support 30 disposed on the inside moves along the Z-axis direction, and a first light passage hole 11 is formed in the bottom part 12 .
  • the light passing through the lens module 50 is irradiated to the image sensor located below the base 10 through the first light passage hole 11 formed in the base 10 .
  • the base 10 may have a seat portion 12a protruding from one of the four corners of the bottom portion 12 .
  • a piezo actuator 17 to be described later may be fixed to the seat portion 12a. Specifically, one surface of the piezoelectric element 17a of the piezo actuator 17 is fixed.
  • the piezo actuator 17 moves the support 30 forward or backward in the Z-axis direction.
  • Current may be applied to the piezo actuator 17 through the first printed circuit board 13 disposed on the base 10 .
  • the piezo actuator 17 may include a piezoelectric element 17a whose length is variable in one direction by an electric field as current is applied, and a telescopic rod 17b having one end coupled to one side of the piezoelectric element 17a. .
  • the telescoping rod 17b expands and contracts in the longitudinal direction according to the variable length of the piezoelectric element 17a and has a thrust for moving the support 30 forward or backward in the Z-axis direction.
  • a coupling portion 32a through which the telescopic rod 17b is inserted is formed at one corner of the support 30 on which the piezo actuator 17 is disposed.
  • the support 30 may be guided by the guide rod 19 when moving forward or backward along the Z-axis direction by driving the piezo actuator 17 .
  • the guide rod 19 may be disposed at another corner diagonally opposite to one corner of the support 30 on which the piezo actuator 17 is disposed. In this case, the guide rod 19 may be slidably coupled to the coupling protrusion 32b formed on the support 30 .
  • the support 30 may be guided through a plurality of balls (not shown) instead of the guide rod 19 .
  • the plurality of balls may be disposed between the inner corner of the base 10 and the corresponding outer corner of the support 30 in a state in which they are in contact with the base 10 and the support 30, respectively.
  • Piezo actuator ( 17) In order to smoothly drive the support 30 by driving, a constant preload is always applied to the support 30 to enable the inertial movement of the support 30 by the expansion and contraction operation of the telescopic rod 17b. have.
  • a preload magnet 21 coupled to one surface of the support 30, and a magnetic body 22 disposed on the base 10 so as to face the preload magnet 21 and the preload magnet 21 at regular intervals.
  • the length of the piezoelectric element 17a is changed in a direction parallel to the Z-axis direction by an electric field, and thus the telescopic rod 17b expands and contracts.
  • the support 30 preloaded by the force provided by the preload unit moves inertially and moves along the Z-axis direction to adjust the focal length of the lens.
  • the advancing and reversing of the support 30 may be made by the following operation.
  • a forward current is repeatedly applied to the piezoelectric element 17a
  • the piezoelectric element 17a repeats the stretching operation and the rapid restoration operation by the electric field of the forward current so that the telescopic rod 17b is extended, so the support 30 moves forward.
  • a reverse current is repeatedly applied to the piezoelectric element 17a
  • the piezoelectric element 17b repeats an expansion and contraction operation and a rapid restoration operation by the electric field of the reverse current, so that the expansion and contraction rod 17b contracts. do.
  • the support 30 may be formed in a substantially rectangular parallelepiped shape with a size smaller than that of the base 10 .
  • the support body 30 is disposed so as to move forward and backward along the Z-axis direction inside the base 10 (see FIG. 10 ).
  • a driving unit for correcting hand shake will be described with reference to FIGS. 2 and 3 .
  • a lens assembly includes a first hand-shake correction driving unit for moving the lens module 50 in the X-axis direction, and a second hand-shake correction driving unit for moving the lens module 50 in the Y-axis direction.
  • the first driving unit for image stabilization includes a first coil 25 disposed on one side among the four sides of the base 10, and a first magnet 55 disposed on one side of the center of the four sides of the lens module 50 .
  • the first magnet 55 faces the first coil 25 at regular intervals when the lens module 50 is disposed in the inner space of the base 10 together with the support 30 .
  • the first driving unit for image stabilization moves the lens module 50 in the +X-axis direction or the -X-axis direction through interaction with the first magnet 55 according to the direction of the current applied to the first coil 25 .
  • the first coil 25 may be electrically connected to the second printed circuit board 14 installed on the base 10 .
  • the first magnet 55 is disposed on one side of the lens module 50 .
  • a flat first shielding member 55a coupled to the lens module 50 is disposed between the first magnet 55 and the lens unit 51 .
  • the first driving unit for image stabilization may not be affected by the electromagnetic field generated by the second driving unit for image stabilization by the first shielding member 55a.
  • the second printed circuit board 14 is formed with a plurality of terminals 14a for receiving power and control signals from the outside.
  • a first Hall sensor (not shown) may be mounted on the second printed circuit board 14 .
  • the first Hall sensor is located inside the first coil 25 having a closed curve shape, detects the movement of the first magnet 55, and transmits the sensed signal to the control unit of the small mobile device.
  • the control unit controls the X-axis direction of the lens module 50 through the first Hall sensor of the second printed circuit board 14 and the first driving unit for image stabilization.
  • the second driving unit for image stabilization includes a second coil 27 disposed on a side adjacent to the surface on which the first coil 25 is disposed among the four sides of the base 10 , and a first magnet in the middle of the four sides of the lens module 50 . and a second magnet 57 disposed on a side surface adjacent to the surface on which 55 is disposed.
  • the second magnet 57 faces the second coil 27 at regular intervals when the lens module 50 is disposed in the inner space of the base 10 together with the support 30 .
  • the second driving unit for image stabilization moves the lens module 50 in the +Y-axis direction or the -Y-axis direction through interaction with the second magnet 57 according to the direction of the current applied to the second coil 27 .
  • the second coil 27 may be electrically connected to the third printed circuit board 15 installed on the base 10 .
  • the second magnet 57 is disposed on one side of the lens module 50 . In this case, between the second magnet 57 and the lens unit 51 , a second shielding member 57a having a flat plate shape coupled to the lens module 50 is disposed.
  • the second driving unit for image stabilization may not be affected by the electromagnetic field generated by the first driving unit for image stabilization by the second shielding member 57a.
  • the third printed circuit board 15 is formed with a plurality of terminals 15a for receiving power and control signals from the outside.
  • a second Hall sensor (not shown) may be mounted on the third printed circuit board 15 .
  • the second Hall sensor is located inside the second coil 27 having a closed curve shape to detect the movement of the second magnet 57 , and transmits the sensed signal to the controller of the small mobile device.
  • the control unit controls the Y-axis direction of the lens module 50 through the second Hall sensor of the third printed circuit board 15 and the second driving unit for image stabilization.
  • the first and second driving units for correcting hand-shake may correct the position of the lens unit 51 due to hand-shake by moving the lens module 50 in the X-axis and Y-axis directions.
  • the lens module 50 is moved in the X-axis direction by the first driving unit for image stabilization, and moves in the Y-axis direction by the second driving unit for image stabilization. Therefore, the lens module 50 is movably connected to the support 30 through a plurality of hinge members 40 to be described later. Accordingly, the lens module 50 may move to any one position on the X-Y plane while being supported by the support 30 .
  • the support 30 is formed with a second light passage hole 31 .
  • the second light passage hole 31 corresponds to the first light passage hole 11 of the base 10 .
  • the light passing through the lens unit 51 sequentially passes through the second light passage hole 31 and the first light passage hole 11 to reach an image sensor (not shown).
  • the plurality of hinge members 40 may all have the same shape and four may be provided.
  • FIG. 6 is a plan view of a state in which a support body of a lens assembly and a lens module are combined according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line AA shown in FIG. 6, and
  • FIG. 8 is one end of the hinge member is connected It is an enlarged perspective view showing the first coupling groove of the lens module
  • FIG. 9 is an enlarged perspective view showing the second coupling groove of the support to which the other end of the hinge member is connected.
  • Each of the plurality of hinge members 40 has one end inserted and fixed into the plurality of first coupling grooves 33 formed at the inner four corners of the supporter 30 , and the other end is formed at the outer four corners of the lens module 50 . It is inserted and fixed in the second coupling groove 53 of the.
  • the plurality of hinge members 40 are moved to any one point on the XY plane by the first and second driving units for image stabilization and are made of a material having elastic force so that the first and second driving units for image stabilization can be restored to their original positions when non-operational. can be done
  • the plurality of hinge members 40 are preferably formed of a synthetic resin material (eg, a thermoplastic elastomer (TPE)) that is non-conductive and has excellent durability.
  • a synthetic resin material eg, a thermoplastic elastomer (TPE)
  • TPE thermoplastic elastomer
  • the plurality of hinge members 40 may be made of a synthetic resin material, they may be manufactured by injection molding.
  • the conventional lens assembly having a wire having a very thin thickness made of a conventional metal material has a problem in that the wire is easily broken when an external impact is applied. It is not broken even by impact, so it can improve durability as well as product reliability.
  • the plurality of hinge members 40 may all have the same shape. Accordingly, description will be made based on one hinge member.
  • the hinge member 40 includes a pillar portion 43d having a predetermined length and thickness, a lower end portion 43a disposed at the lower end of the pillar portion 43d, and an upper end portion 43f disposed at an upper end of the pillar portion 43d, and , a first connection portion 43c formed between the pillar portion 43d and the lower end portion 43a, and a second connection portion 43e formed between the pillar portion 43d and the upper end portion 43f.
  • the lower end portion 43a of the hinge member 40 may form a first step portion 43b positioned between the hinge member 40 and the first connection portion 43c.
  • the first stepped portion 43b may be formed to have a narrower width than the lower portion 43a.
  • the lower end 43a of the hinge member 40 is coupled to the first coupling portion 33a of the first coupling groove 33 , and the first stepped portion 43b is the second coupling portion of the first coupling groove 33 . (33b).
  • the lower end 43a of the hinge member 40 is not separated from the first coupling groove 33 by the pair of first engaging protrusions 33c provided in the first coupling groove 33 and is in a coupled state before the adhesive is applied. can keep
  • the first adhesive 45a is applied to the connection portion between the support 30 and the hinge member 40 so that the hinge member 40 can be firmly fixed to the support 30 . Accordingly, when an external impact is applied to the lens assembly 1 , it is possible to fundamentally prevent the hinge member 40 from being separated from the support body 30 .
  • the upper end portion 43f of the hinge member 40 may form a second step portion 43g positioned between the hinge member 40 and the second connection portion 43e.
  • the second step portion 43g may be formed to have a narrower width than the upper end portion 43e.
  • the upper end portion 43f of the hinge member 40 is coupled to the first coupling portion 53a of the second coupling groove 53
  • the second stepped portion 43g is the second coupling portion of the second coupling groove 53 . (53b).
  • the upper end portion 43f of the hinge member 40 is not separated from the second coupling groove 53 by a pair of second locking projections 53c provided in the second coupling groove 53 and is in a coupled state before the adhesive is applied. can keep
  • the second and third adhesives 45c and 45d are applied to the connection portion between the lens module 50 and the hinge member 40 so that the hinge member 40 can be firmly fixed to the lens module 50 . Accordingly, when an external impact is applied to the lens assembly 1, it is possible to fundamentally prevent the hinge member 40 from being separated from the support 30.
  • the first adhesive 45a is first coupled to the lower end 43a. Between the first coupling portion 33a of the groove and between the first stepped portion 43b and the second coupling portion 33b of the first coupling groove sequentially permeate and harden between the support 30 and the hinge member 40 Fix the connection part firmly.
  • the second adhesive 45c sequentially seeps between the upper end 53a and the first coupling portion 53a of the second coupling groove and between the second step 43g and the second coupling portion 33b of the first coupling groove. After being cured, the connection portion between the support 30 and the hinge member 40 is firmly fixed.
  • the second adhesive 45c may have the same viscosity as the first adhesive 45a.
  • the third adhesive 45d is applied to the lower portion of the second coupling groove 53 to surround the second connection portion 43e.
  • the third adhesive 45d may be a damping bond, and is approximately maintained in a gel state even after curing is completed after application.
  • the first adhesive 45a serves to fix the support 30 and the hinge member 40
  • the second adhesive 45b serves to fix the lens module 50 and the hinge member 40
  • the third adhesive 45d is applied to surround the second connection portion 43e
  • the second connection portion 43e may be elastically bent at a predetermined angle to allow the lens module 50 to flow on the X-Y plane. Accordingly, the third adhesive 45d serves as a damper for absorbing an external shock applied to the lens assembly or a shock generated during a control process.
  • the hinge member 40 may be adhesively fixed to the lens module 50 first and then adhesively fixed to the support 30 .
  • the second and third adhesives 45b and 45d are applied to the hinge member 40 and the lens module 50 is connected. Apply to each part.
  • the first adhesive 45a is applied to the connection portion between the hinge member 40 and the support body 30 while the lower end 43a of the hinge member 40 is inserted into the first coupling groove 33 .
  • the hinge member 40 is first adhesively fixed to the support 30 and then fixed to the lens module 50, the lower end 43a of the hinge member 40 is inserted into the first coupling groove 33 in the state of being inserted.
  • the first and third adhesives 45a and 45d are respectively applied to the connecting portions of the hinge member 40 and the support body 50 .
  • the third adhesive 45d is applied to surround the first connection portion 43c, so that the first connection portion 43c does not interfere with bending and acts as a damper capable of absorbing an external shock applied to the lens assembly 1 can be done
  • the second adhesive 45b may be applied to the connection portion between the hinge member 40 and the lens module 50 in a state where the upper end 43f of the hinge member 40 is inserted into the second coupling groove 53 .
  • both ends of the hinge member 40 are respectively fixed to the support 30 and the lens module 50 by an adhesive as an example.
  • the first and second connecting portions 43c and 43e are formed thinner than the pillar portion 43d. Accordingly, between the lower end portion 43a and the pillar portion 43d, and between the upper end portion 43f and the pillar portion 43d may be bent at a predetermined angle. As described above, when the first and second handshake correction driving units operate, the lens module 50 may smoothly move in the X and Y axes as the first and second connecting portions 43c and 43e are bent. In addition, the first and second connecting portions 43c and 43e are restored to a circular shape by an elastic force when power is cut off to the first and second driving units for hand-shake correction.
  • the pillar portion 43d may have a shape in which the thickness gradually increases from the upper end and the lower end of the pillar portion toward the center, respectively, so that the central portion may be formed in a convex shape as a whole.
  • the longitudinal cross-section of the pillar portion 43d may be approximately elliptical, and the cross-section may be approximately circular.
  • the size of a lens applied to a small mobile device is increasing for high-resolution shooting.
  • the weight of the lens also increases.
  • the rigidity of the hinge member 40 can be greatly improved, and even if the weight of the lens module 50 increases, the hinge member 40 ) is not bent.
  • the inner cover 60 may prevent the lens module 50 inserted into the support 30 from being separated from the support 30 .
  • the inner cover 60 is formed with a third light passage hole 61 through which the upper portion of the lens unit 51 can be exposed.
  • the inner cover 60 is detachably coupled to the support 30 so as to cover a portion of the opening of the support 30 for inserting the lens module 50 into the support 30 .
  • the inner cover 60 is formed with a plurality of coupling portions 63 that are snap-coupled to the plurality of coupling protrusions 36 formed on the outer surface of the support body 30 .
  • the inner cover 60 As the inner cover 60 is seated around the opening of the support 30 , it is spaced a predetermined distance from the upper surface of the lens module 50 , so that the lens module 50 does not come into contact when moving in the X-axis and Y-axis directions.
  • the inner cover 60 includes first and second centering alignment protrusions 65 and 67 that are spaced apart from each other to form a right angle direction.
  • the first and second centering alignment protrusions 65 and 67 may serve to align the lens module 50 to the center position when the first and second driving units for image stabilization are not in operation.
  • the first centering alignment protrusion 65 may be embossed to protrude toward the first magnet 55 .
  • the first centering alignment protrusion 65 is disposed at a position corresponding to the first magnet 55 along the arrangement direction of the first magnet 55 , and has a length equal to or shorter than the length of the first magnet 55 . can be formed with
  • the second centering alignment protrusion 67 may be disposed in a substantially perpendicular direction with respect to the first centering alignment protrusion 67 and may be embossed to protrude toward the second magnet 57 .
  • the second centering alignment protrusion 67 is disposed at a position corresponding to the second magnet 57 along the arrangement direction of the second magnet 57 , and has a length equal to or shorter than the length of the second magnet 57 .
  • the first centering alignment protrusion 65 is formed to protrude closer to the first magnet 55 than the interval between one surface (the surface facing the lens module 50) of the inner cover 60 and the first magnet 55 .
  • the second centering alignment protrusion 67 is larger than the interval between one surface of the inner cover 60 (the surface facing the lens module 50) and the second magnet 57. 2 It is formed to protrude closer to the magnet (57).
  • the first and second magnets 55 and 57 fixed to the lens module 50 when the first and second driving units for image stabilization are not driven have corresponding first and second centering alignment protrusions 65 and 67, respectively. ), the lens module 50 may naturally be aligned to the centering position.
  • the distance value L1 corresponding to a constant current value is absent from the first and second centering alignment projections 65 and 67 (a) ) is significantly smaller than the distance value (L2). Accordingly, in the present embodiment in which the first and second centering alignment protrusions 65 and 67 are formed on the inner cover 60, it can be seen that the centering of the lens module 50 is easy.
  • the lens assembly 1 does not need to have a complicated separate centering structure for centering the lens module 50, and the first and second simple shapes of the inner cover 60 are embossed through simple embossing. 2 centering alignment protrusions 65 and 67 may be formed. Therefore, precise control of the lens module 50 of the product is easy, and reliability of the product can be improved.
  • the outer cover 70 is coupled to the base 10 and covers the inner cover 60 .
  • the outer cover 70 is also formed with a fourth light passage hole 71 through which the upper portion of the lens unit 51 can be exposed.
  • the outer cover 70 may be made of a metal material capable of shielding electromagnetic waves.
  • FIG. 13 is a schematic diagram illustrating a lens assembly according to another embodiment of the present invention.
  • the lens assembly 100 includes a base 110 , a movable member 130 , a lens module 150 having a lens unit 151 , and a lens module 150 including a base ( It may include a plurality of hinge members 140 to support the flow along the XY plane with respect to 110).
  • the plurality of hinge members 140 have the same structure as the plurality of hinge members 40 provided in the lens assembly 1 according to an embodiment of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.
  • Each of the plurality of hinge members 140 has one end fixed to the four corners 113 inside the base 110 , and the other end fixed to the outer four corners 153 of the lens module 150 .
  • both ends of the plurality of hinge members 140 may be firmly fixed to the base 110 and the lens module 150 through adhesives, respectively.
  • the lens module 150 does not move forward or backward in the Z-axis direction (optical axis direction) for automatic alignment adjustment.
  • Automatic matchmaking may be controlled by an operation in which the image sensor 160 advances adjacent to the lens module 150 or moves backward away from the lens module 150 along the Z-axis direction.
  • the image sensor 160 When the image sensor 160 implements automatic focus adjustment in a forward or backward manner, the image sensor 160, which is lighter in weight than the lens, is moved and thus the amount of power consumed can be reduced.
  • the image sensor 160 is disposed below the lens module 150 , is coupled to the first portion 135 of the movable member 130 , and moves forward or backward in the Z-axis direction by the movable member 130 .
  • the image sensor 160 may be fitted into a coupling hole formed in the first part 135 .
  • a rear surface of the image sensor 160 may be mounted on a portion 163 of a flexible printed circuit borad (FPCB).
  • the other portion 161 of the FPCB may be drawn out to the outside of the base 110 in a state folded 180 degrees with respect to the one portion 163 .
  • the connector 165 is disposed at the end of the other portion 161 of the FPCB.
  • the connector 165 may be connected to a separate connector (not shown) connected to an end of an external power wire or a signal wire.
  • the movable member 130 is formed extending from the first part 135 and disposed between the sidewall 117 of the base 110 and one side of the lens module 150 to move forward or backward in the Z-axis direction, the second part 137 . ) is included.
  • a plurality of balls 132 may be disposed between the second portion 137 and the sidewall 117 of the base 110 .
  • the plurality of balls 132 serve as guides so that the movable member 130 can move forward or backward in the Z-axis direction with respect to the base 110 .
  • a V-shaped groove (not shown) through which the plurality of balls 132 are guided may be formed in the second portion 137 and the sidewall 117 of the base 110 .
  • the driving unit for automatic focus adjustment for moving the movable member 130 includes a magnet 120 coupled to the second part 137 and a coil disposed on the side wall 117 of the base 110 to face the magnet 120 ( 121).
  • the coil 121 may be mounted on a printed circuit board (not shown) installed on the base 110 .
  • the driving unit for auto-focus adjustment moves the movable member 130 in the +Z-axis direction or the -Z-axis direction through interaction with the magnet 120 according to the direction (one direction and the reverse direction) of the current applied to the coil 121 . .
  • a plurality of terminals for receiving power and control signals from the outside are formed on the printed circuit board on which the coil 121 is disposed, and a hall sensor 123 for detecting and controlling the position of the movable member 130 may be mounted. have.
  • the hall sensor 123 is disposed to be surrounded by the coil 121 formed of a closed curve, detects the movement of the magnet 120, and transmits the sensed signal to a controller (not shown) of the small electronic device.
  • the control unit controls the Z-axis direction of the support body through the hall sensor 123 and a driving unit for automatic focus adjustment.
  • the lens assembly 100 includes a first driving unit (not shown) for image stabilization that moves the lens module 150 in the X-axis direction and the lens module 150 in the Y-axis direction to compensate for camera shake. It includes a second driving unit (not shown) for image stabilization to move.
  • the first and second driving units for image stabilization provided in the lens assembly 100 according to another embodiment of the present invention are for the first and second image stabilization provided in the lens assembly 1 according to the embodiment of the present invention described above. It may have the same structure as the driving unit.
  • the coils of the first and second driving units for image stabilization are disposed on two adjacent sides of the base 110, respectively, and the magnets of the first and second driving units for image stabilization correspond to the respective coils of the lens module 150.
  • Each of the two sides may be disposed.
  • FIG. 14 and 15 are exploded perspective views illustrating a lens assembly according to another embodiment of the present invention.
  • the lens assembly 200 has most of the same configuration as the above-described lens assembly 10, and some configurations are different. Accordingly, in describing the configuration of the lens assembly 200, a configuration different from the aforementioned lens assembly 10 will be mainly described.
  • the lens assembly 200 moves the base 210 and the lens module 250 in the Z-axis direction (in the present invention, the Z-axis direction refers to the optical axis direction) for autofocus.
  • a lens module 250 having a support 230 to make a camera, a lens unit 251 disposed inside the support 230 and made of a plurality of lenses, and a lens module 250 to the support 230 for handshake correction.
  • a plurality of hinge members 240 connecting the support 230 and the lens module 250 to allow the lens module 250 to flow along the XY plane, and the lens module 250 to separate from the support 230 It may include an inner cover 260 for preventing and an outer cover 270 covering one side of the base 210 .
  • Each hinge member 240 has one end coupled to the first coupling groove 233 of the support 230 , and the other end coupled to the second coupling recess 253 of the lens module 250 .
  • one end of each hinge member 240 and the first coupling groove 233 are adhesively fixed by an adhesive
  • the other end of the hinge member 240 and the second coupling groove 253 are adhesively fixed by an adhesive.
  • a damper bond may be used for the connection portion of the hinge member.
  • the lens assembly 200 may include a driving unit for automatic focus adjustment including a coil 215 and a magnet 235 instead of a piezo actuator for automatic focus adjustment.
  • the coil 215 may be disposed on an inner surface of the base 210
  • the magnet 235 may be disposed on an outer surface of the support 230 to correspond to the coil 215 at a predetermined interval.
  • the support 230 may move forward or backward in the Z-axis direction by the driving unit for automatic focus adjustment.
  • the support 230 may be guided by a plurality of first balls 221 and a plurality of second balls 223 .
  • the plurality of first balls 221 are disposed in contact between the first corner portion 210a of the inner side of the base 210 and the first guide surface 230a of the support 230 corresponding thereto, respectively.
  • the plurality of second balls 223 may be disposed in a diagonal direction with respect to the plurality of first balls 221 .
  • the plurality of second balls 223 are disposed in contact between the second corner portion 210b of the inner side of the base 210 and the second guide surface 230b of the support 230 corresponding thereto. do.
  • the first driving unit for image stabilization includes a first coil 225 disposed on one side among the four sides of the base 210 and a first magnet 255 disposed on one side among the four sides of the lens module 250 .
  • the second driving unit for image stabilization includes a second coil 227 disposed on a side adjacent to a surface on which the first coil 225 is disposed among four sides of the base 210 , and a first magnet among the four sides of the lens module 250 . and a second magnet 257 disposed on a side surface adjacent to the surface on which 255 is disposed.
  • Two printed circuit boards 211 and 213 may be disposed opposite to each other on the base 210 .
  • One printed circuit board 211 has a plurality of first terminals 211a
  • the other printed circuit board 213 has a plurality of second terminals 213a.
  • the soldering operation may be conveniently performed.
  • the present invention relates to a miniature lens assembly having an auto focus function and an image stabilization function.

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Abstract

소형 모바일 기기에 적용되는 렌즈 조립체가 개시된다. 상기 렌즈 조립체는 베이스와, 상기 베이스 내측에 배치된 렌즈 모듈과, 상기 렌즈 모듈을 광축 방향의 직각 방향으로 이동하는 제1 및 제2 손떨림 보정용 구동부와, 상기 렌즈 모듈을 유동 가능하게 지지하며 서로 평행하게 배치된 다수의 힌지 부재를 포함하며, 상기 다수의 힌지 부재는 기둥부가 중앙으로 갈수록 점차 볼록하게 돌출되고 합성수지재로 사출 성형된다.

Description

렌즈 조립체
본 발명은 렌즈 조립체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자동 초점 기능 및 손떨림 보정 기능을 가지는 초소형 렌즈 조립체에 관한 것이다.
스마트폰과 같은 소형 모바일 기기에 적용되는 렌즈 조립체는 기술 발전에 따라 소형화되고 있으며, 양질의 촬영 이미지를 얻기 위해 자동 초점(Auto Focus) 기능 및 손떨림 보정(OIS: Optical Image Stabilization) 기능을 갖추고 이다.
자동 초점 기능은 렌즈 조립체 내에 구비된 렌즈 모듈을 전진 또는 후진하여 특정 피사체에 초점을 자동으로 맞추는 기능이다.
손떨림 보정 기능은 모바일 기기(예를 들면, 스마트폰, 태블릿 PC 등)의 흔들림을 자이로 센서로 감지하여 모바일 기기가 움직이는 방향의 반대 방향으로 렌즈 모듈을 미세하게 이동시켜 초점을 보정하는 기능이다. 손떨림 보정 시 렌즈 모듈의 움직임은 자동 초점 시 렌즈의 움직이는 방향에 직각 방향으로 이루어진다. 렌즈 조립체는 손떨림 보정 시 렌즈 모듈이 원활하게 이동하도록 탄성이 있는 다수의 금속 와이어로 렌즈 모듈을 지지하고 있다.
최근 들어 소형 모바일 기기에는 고품질의 영상을 구현하기 위해 1억 8백만 화소의 이미지 센서를 적용되고 있으며, 이에 따라 적용하는 렌즈의 사이즈도 증가하였다. 예를 들면, 기존의 적용하던 렌즈는 지름이 대략 9.1φ 이하인데 반해 고화질의 이미지 센서와 함께 사용하는 렌즈는 지름이 15φ 이상이다. 이와 같이 렌즈의 사이즈가 증가함에 따라 렌즈의 무게도 증가하게 된다.
따라서, 소형 모바일 기기는 고화질의 이미지 센서를 채용함에 따라 더 무거워진 렌즈 모듈을 구동하기 위해 소모되는 전력량이 증가하는 문제가 있었다. 이로 인해 카메라 기능을 많이 사용할 수록 소형 모바일 기기에 내장된 배터리를 더 자주 충전해야 하는 번거로운 문제가 있다.
또한, 렌즈의 무게가 증가함에 따라, 가는 굵기의 금속 와이어는　렌즈 모듈의 무게를 이기지 못하고 금속 와이어의 중앙 부분이 휘어지므로 렌즈 모듈이 기울어져 렌즈 초점이 정확하게 유지되지 못하는 문제가 있다. 더욱이, 소형 모바일 기기에 외부 충격이 가해지거나 바닥에 떨어뜨리면 금속 와이어가 쉽게 끊어지는 등 충격에 취약한 문제로 인해 소형 모바일 기기의 카메라 기능을 수행하지 못하는 문제가 있다.
그런데 이러한 문제를 해소하기 위해 금속 와이어를 기존보다 더 굵게 형성하게 되면 손떨림 보정 시 렌즈 모듈의 이동 폭이 기존의 가는 굵기의 와이어를 사용하는 경우에 비해 작아지게 되므로, 정상적인 동작을 위해 손떨림 보정용 구동부에 더 큰 전력을 인가해야 한다. 이는 소형 모바일 기기의 충전 배터리의 전력 소모를 가속화하는 문제를 초래하게 된다.
본 발명의 목적은 손떨림 방지를 위해 렌즈 모듈을 유동 가능하게 지지하는 다수의 힌지 부재가 외부 충격에 강하고 렌즈의 무게에 의해 휘어지지 않도록 형성한 렌즈 조립체를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 자동 초점 조절 및 손떨림 보정을 위한 구동부에 의해 소모되는 전력을 최소화할 수 있는 렌즈 조립체를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 베이스; 상기 베이스 내측에 배치된 렌즈 모듈; 상기 렌즈 모듈을 광축 방향의 직각 방향으로 이동하는 제1 및 제2 손떨림 보정용 구동부; 및 상기 렌즈 모듈을 유동 가능하게 지지하며 서로 평행하게 배치된 다수의 힌지 부재;를 포함하며, 상기 다수의 힌지 부재는 기둥부가 중앙으로 갈수록 점차 볼록하게 돌출되고 합성수지재로 사출 성형된 것을 특징으로 하는 렌즈 조립체를 제공한다.
상기 베이스 내에 광축 방향으로 이동 가능하게 삽입된 지지체; 및 상기 지지체를 광축 방향으로 이동시키는 자동 초점 조절용 구동부;를 더 포함하며, 상기 다수의 힌지 부재는 각각, 일단부가 상기 지지체의 4 코너에 고정되고, 타단부가 상기 렌즈 모듈에 고정될 수 있다.
상기 다수의 힌지 부재의 일단부와 상기 지지체가 상호 연결되는 부분에 접착제가 도포되고, 상기 다수의 힌지 부재의 타단부와 상기 렌즈 모듈이 상호 결합되는 부분에 접착제가 도포될 수 있다.
상기 다수의 힌지 부재는 각각, 상기 일단부와 상기 기둥부 사이에 제1 연결부가 형성되고, 상기 타단부와 상기 기둥부 사이에 제2 연결부가 형성되며, 상기 제1 및 제2 연결부는 각각 기둥부의 두께 보다 얇은 두께로 형성될 수 있다.
상기 자동 초점 조절용 구동부는 피에조 엑츄에이터이며, 상기 피에조 엑츄에이터는, 상기 베이스에 고정된 압전 소자; 및 상기 압전 소자의 일측에 일단이 연결되고 상기 지지체에 연결된 신축봉;을 포함할 수 있다.
상기 지지체는 상기 신축봉이 연결된 코너에 대각선 방향으로 마주하는 코너에 슬라이딩 가능하게 연결되어 상기 지지체의 광축 방향 이동을 가이드하는 가이드봉을 더 포함할 수 있다.
상기 다수의 힌지 부재는 각각, 일단부가 상기 베이스의 4 코너에 고정되고, 타단부가 상기 렌즈 모듈에 고정될 수 있다.
상기 다수의 힌지 부재의 일단부와 상기 베이스가 상호 연결되는 부분에 접착제가 도포되고, 상기 다수의 힌지 부재의 타단부와 상기 렌즈 모듈이 상호 결합되는 부분에 접착제가 도포될 수 있다.
상기 렌즈 모듈의 후방에 배치된 이미지 센서를 광축 방향으로 이동하는 가동 부재; 및 상기 가동 부재를 광축 방향으로 이동하기 위한 자동 초점 조절용 구동부;를 더 포함할 수 있다.
상기 가동 부재는, 상기 이미지 센서가 결합된 제1 부분; 및 상기 제1 부분에 연장되어 상기 베이스의 측벽과 상기 렌즈 모듈 사이에 배치된 제2 부분;을 포함할 수 있다.
상기 이미지 센서는 FPCB의 일 부분에 실장되며, 상기 FPCB의 다른 부분은 상기 FPCB의 일 부분에 대하여 접힌 상태로 배치될 수 있다.
상기 자동 초점 조절용 구동부는, 상기 제2 부분에 배치된 마그네트; 및 상기 베이스의 측벽에 상기 마그네트를 마주하도록 배치된 코일;을 포함할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 조립체를 나타낸 조립도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 조립체를 나타낸 분해 사시도들이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 조립체의 베이스를 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 조립체의 지지체를 나타낸 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 조립체의 지지체와 렌즈 모듈이 결합한 상태의 평면도이다.
도 7은 도 6에 표시된 A-A선을 따라 나타낸 단면도이다.
도 8은 힌지 부재의 일단이 연결되는 렌즈 모듈의 제1 결합홈을 나타낸 확대 사시도이다.
도 9는 힌지 부재의 타단이 연결되는 지지체의 제2 결합홈을 나타낸 확대 사시도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 조립체의 내부 커버 및 외부 커버를 생략한 상태를 나타낸 평면도이다.
도 11은 도 10에 표시된 B-B선을 따라 나타낸 단면도이다.
도 12는 제1 및 제2 센터링 정렬돌기의 유무에 따른 오픈 루프 히스테리시스 곡선을 비교한 도면이다.
도 13은 본 발명의 따른 실시예에 따른 렌즈 조립체를 나타낸 개략도이다.
도 14 및 도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 다른 렌즈 조립체를 나타낸 분해사시도들이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 다양한 실시 예를 보다 상세하게 설명한다. 본 명세서에 기재된 실시 예는 다양하게 변형될 수 있다. 특정한 실시 예가 도면에서 묘사되고 상세한 설명에서 자세하게 설명될 수 있다. 그러나, 첨부된 도면에 개시된 특정한 실시 예는 다양한 실시 예를 쉽게 이해하도록 하기 위한 것일 뿐이다. 따라서, 첨부된 도면에 개시된 특정 실시 예에 의해 기술적 사상이 제한되는 것은 아니며, 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 균등물 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이러한 구성요소들은 상술한 용어에 의해 한정되지는 않는다. 상술한 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
그 밖에, 본 개시를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그에 대한 상세한 설명은 축약하거나 생략한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 조립체는 초소형 사이즈로 제작되며 스마트폰과 같은 소형 모바일 기기에 설치하여 영상을 촬영하는 데 사용될 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 조립체를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 조립체를 나타낸 조립도이고, 도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 조립체를 나타낸 분해 사시도들이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 조립체의 베이스를 나타낸 사시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 조립체의 지지체를 나타낸 사시도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 조립체(1)는 베이스(10)와, 자동 초점을 위해 렌즈 모듈(50)을 Z축 방향(본 발명에서 Z축 방향은 광축 방향을 의미한다)으로 이동시키는 지지체(30)와, 지지체(30) 내측에 배치되며 복수의 렌즈로 이루어진 렌즈부(51)를 구비한 렌즈 모듈(50)과, 손떨림 보정을 위해 렌즈 모듈(50)이 지지체(30)에 대하여 렌즈 모듈(50)을 X-Y 평면을 따라 유동 가능하도록 지지체(30)와 렌즈 모듈(50)을 연결하는 다수의 힌지 부재(40)와, 렌즈 모듈(50)이 지지체(30)로부터 이탈하는 것을 방지하기 위한 내부 커버(60)와, 베이스(10)의 일측을 덮는 외부 커버(70)를 포함할 수 있다.
도 4를 참조하면, 베이스(10)는 소형 모바일 기기(미도시)의 일 부분에 설치되며, 베이스(10)의 하측(외부 커버(70)에 의해 덮이는 측의 반대 측)에는 이미지 센서(미도시)가 실장된 인쇄회로기판(미도시)이 배치될 수 있다.　
베이스(10)는 대략 직육면체로 이루어질 수 있다. 베이스(10)의 형상은 직육면체 외에 렌즈 조립체(10)가 설치되는 소형 모바일 기기의 크기 및 형상에 따라 적절히 변경될 수 있다.
베이스(10)는 내측에 배치되는 지지체(30)가 Z축 방향을 따라 이동하는 소정의 공간이 마련되며, 바닥부(12)에는 제1 광통과구멍(11)이 형성된다. 렌즈 모듈(50)을 통과한 빛은 베이스(10)에 형성된 제1 광통과구멍(11)을 통해 베이스(10)의 하측에 위치한 이미지 센서로 조사된다.
베이스(10)는 바닥부(12)의 네 코너 가운데 하나의 코너에 시트부(12a)가 돌출 형성될 수 있다. 시트부(12a)에는 후술하는 피에조 엑츄에이터(17)가 고정될 수 있다. 구체적으로는 피에조 엑츄에이터(17)의 압전 소자(17a)의 일면이 고정된다.
피에조 엑츄에이터(17)는 지지체(30)를 Z축 방향으로 전진 또는 후진시킨다. 피에조 엑츄에이터(17)는 베이스(10)에 배치된 제1 인쇄회로기판(13)을 통해 전류가 인가될 수 있다. 피에조 엑츄에이터(17)는 전류가 인가됨에 따라 전계의 의해 일 방향으로 길이가 가변되는 압전소자(17a)와, 일단이 압전소자(17a)의 일측에 결합된 신축봉(17b)을 포함할 수 있다. 신축봉(17b)은 압전소자(17a)의 길이 가변에 따라 길이방향으로 신축하여 지지체(30)를 Z축 방향으로 전진 또는 후진시키는 추력을 갖는다.
지지체(30)는 피에조 엑츄에이터(17)가 배치된 지지체(30)의 한 코너에 신축봉(17b)이 관통 삽입되는 결합부(32a)가 형성된다.　
지지체(30)는 피에조 엑츄에이터(17)의 구동에 의해 Z축 방향을 따라 전진 또는 후진 시 가이드봉(19)에 의해 가이드될 수 있다. 가이드봉(19)은 피에조 엑츄에이터(17)가 배치된 지지체(30)의 한 코너에 대하여 대각선으로 맞은 편에 있는 다른 코너에 배치될 수 있다. 이 경우, 가이드봉(19)은 지지체(30)에 형성된 결합돌기(32b)에 슬라이딩 가능하게 결합될 수 있다.
지지체(30)는 가이드봉(19) 대신에 다수의 볼(미도시)을 통해 가이드될 수 있다. 구체적으로, 다수의 볼은 베이스(10)의 내측 코너와 이에 대응하는 지지체(30)의 외측 코너 사이에서 베이스(10)와 지지체(30)에 각각 접촉한 상태로 배치될 수 있다.피에조 엑츄에이터(17)의 구동에 의해 지지체(30)가 원활하게 구동하기 위해서는 지지체(30)에 항상 일정한 예압이 작용토록하여 신축봉(17b)의 신축 동작에 의해 지지체(30)의 관성 이동을 가능하게 할 수 있다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 는 지지체(30)의 일면에 결합된 예압 마그네트(21)와, 예압 마그네트(21)와 일정한 간격을 두고 마주하도록 베이스(10)에 배치되는 자성체(22)를 포함할 수 있다. 예압 마그네트(21)와 자성체(22)의 상호 작용하는 자력은 지지체(30)를 일정한 힘으로 베이스(10) 측으로 당김으로써 지지체(30)를 지지하는 힘으로 작용된다. 이에 따라, 예압부는 피에조 엑츄에이터(17)의 구동 시 지지체(30)의 관성 이동 및 정지 동작을 정밀하게 구현하는 것을 돕는 것은 물론, 지지체(30)가 틸팅되는 현상을 없앨 수 있다.
피에조 엑츄에이터(17)에 전류가 인가되면, 압전 소자(17a)가 전계에 의해 Z축 방향에 평행한 방향으로 길이가 가변되고 이에 따라 신축봉(17b)이 신축한다. 이 경우 예압부에서 제공되는 힘에 의해 예압된 지지체(30)는 관성 이동하여 Z축 방향을 따라 이동하여 렌즈의 초점 거리를 조절할 수 있다.
구체적으로, 지지체(30)의 전진 및 후진은 다음과 같은 동작에 의해 이루어질 수 있다. 압전 소자(17a)에 정방향 전류가 반복적으로 인가되면 정방향 전류의 전계에 의해 압전 소자(17a)가 신장 동작과 급속 복원동작을 반복함으로써 신축봉(17b)이 신장하게 되므로 지지체(30)는 전진한다. 반대로 압전 소자(17a)에 역방향 전류가 반복적으로 인가되면 역방향 전류의 전계에 의해 압전 소자(17b)가 신축 동작과 급속 복원동작을 반복함으로써 신축봉(17b)이 수축하게 되므로 지지체(30)는 후진한다.
지지체(30)는 베이스(10) 보다 작은 크기로 대략 직육면체 형상으로 이루어질 수 있다. 지지체(30)는 베이스(10) 내측에서 Z축 방향을 따라 전진 및 후진 가능하도록 배치된다(도 10 참조).
도 2 및 도 3을 참조하여 손떨림 보정을 위한 구동부를 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 조립체는 렌즈 모듈(50)을 X축 방향으로 이동하기 위한 제1 손떨림 보정용 구동부와, 렌즈 모듈(50)을 Y축 방향으로 이동하기 위한 제2 손떨림 보정용 구동부를 포함한다.
제1 손떨림 보정용 구동부는 베이스(10)의 4측면 가운데 한 측면에 배치되는 제1 코일(25)과, 렌즈 모듈(50)의 4측면 가운데　한 측면에 배치되는 제1 마그네트(55)를 포함한다.
제1 마그네트(55)는 렌즈 모듈(50)이 지지체(30)와 함께 베이스(10)의 내측 공간에 배치되는 경우 제1 코일(25)과 일정한 간격을 두고 마주하게 된다.
제1 손떨림 보정용 구동부는 제1 코일(25)에 인가되는 전류의 방향에 따라 제1 마그네트(55)와의 상호 작용을 통해 렌즈 모듈(50)을 +X축 방향 또는 -X축 방향으로 이동시킨다.
제1 코일(25)은 베이스(10)에 설치된 제2 인쇄회로기판(14)에 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 마그네트(55)는 렌즈 모듈(50)의 일측면에 배치된다. 이 경우, 제1 마그네트(55)와 렌즈부(51) 사이에는 렌즈 모듈(50)에 결합된 평판 형상의 제1 차폐부재(55a)가 배치된다. 제1 손떨림 보정용 구동부는 제1 차폐부재(55a)에 의해 제2 손떨림 보정용 구동부에서 발생하는 전자기장에 영향을 받지 않을 수 있다.
제2 인쇄회로기판(14)은 외부로부터 전원 및 제어신호를 수신하기 위한 다수의 단자(14a)가 형성된다. 제2 인쇄회로기판(14)은 제1 홀센서(미도시)가 실장될 수 있다. 제1 홀센서는 폐곡선 형상의 제1 코일(25) 내측에 위치하여 제1 마그네트(55)의 이동을 감지하고, 감지한 신호를 소형 모바일 기기의 제어부로 전송한다. 제어부는 제2 인쇄회로기판(14)의 제1 홀센서와 제1 손떨림 보정용 구동부를 통해 렌즈 모듈(50)의 X축 방향 제어를 수행한다.
제2 손떨림 보정용 구동부는 베이스(10)의 4측면 가운데 제1 코일(25)이 배치된 면에 인접한 측면에 배치되는 제2 코일(27)과, 렌즈 모듈(50)의 4측면 가운데　제1 마그네트(55)가 배치된 면에 인접한 측면에 배치되는 제2 마그네트(57)를 포함한다.
제2 마그네트(57)는 렌즈 모듈(50)이 지지체(30)와 함께 베이스(10)의 내측 공간에 배치되는 경우 제2 코일(27)과 일정한 간격을 두고 마주하게 된다.
제2 손떨림 보정용 구동부는 제2 코일(27)에 인가되는 전류의 방향에 따라 제2 마그네트(57)와의 상호 작용을 통해 렌즈 모듈(50)을 +Y축 방향 또는 -Y축 방향으로 이동시킨다.
제2 코일(27)은 베이스(10)에 설치된 제3 인쇄회로기판(15)에 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 마그네트(57)는 렌즈 모듈(50)의 일측면에 배치된다. 이 경우, 제2 마그네트(57)와 렌즈부(51) 사이에는 렌즈 모듈(50)에 결합된 평판 형상의 제2 차폐부재(57a)가 배치된다. 제2 손떨림 보정용 구동부는 제2 차폐부재(57a)에 의해 제1 손떨림 보정용 구동부에서 발생하는 전자기장에 영향을 받지 않을 수 있다.
제3 인쇄회로기판(15)은 외부로부터 전원 및 제어신호를 수신하기 위한 다수의 단자(15a)가 형성된다. 제3 인쇄회로기판(15)은 제2 홀센서(미도시)가 실장될 수 있다. 제2 홀센서는 폐곡선 형상의 제2 코일(27) 내측에 위치하여 제2 마그네트(57)의 이동을 감지하고, 감지한 신호를 소형 모바일 기기의 제어부로 전송한다. 제어부는 제3 인쇄회로기판(15)의 제2 홀센서와 제2 손떨림 보정용 구동부를 통해 렌즈 모듈(50)의 Y축 방향 제어를 수행한다.
제1 및 제2 손떨림 보정용 구동부는 렌즈 모듈(50)을 X축 및 Y축 방향으로 이동시켜 손떨림으로 인한 렌즈부(51)의 위치를 보정할 수 있다. 렌즈 모듈(50)은 제1 손떨림 보정용 구동부에 의해 X축 방향으로 이동하고, 제2 손떨림 보정용 구동부에 의해 Y축 방향으로 이동한다. 따라서 렌즈 모듈(50)은 후술하는 다수의 힌지 부재(40)를 통해 지지체(30)에 유동 가능하게 연결된다. 이에 따라 렌즈 모듈(50)은 지지체(30)에 지지된 상태로 X-Y 평면 상의 어느 한 위치로 이동할 수 있다.
지지체(30)는 제2 광통과구멍(31)이 형성된다. 지지체(30)가 베이스(10)의 내측 공간에 삽입되는 경우 제2 광통과구멍(31)은 베이스(10)의 제1 광통과구멍(11)에 대응하게 된다. 렌즈부(51)를 통과한 빛은 제2 광통과구멍(31) 및 제1 광통과구멍(11)을 순차적으로 통과하여 이미지 센서(미도시)에 도달한다.
이하, 지지체(30)에 대하여 렌즈 모듈(50)을 X축 및 Y축 방향으로 유동가능하게 지지하는 다수의 힌지 부재(40)를 설명한다. 다수의 힌지 부재(40)는 모두 동일한 형상으로 이루어지며 4개가 구비될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 조립체의 지지체와 렌즈 모듈이 결합한 상태의 평면도이고, 도 7은 도 6에 표시된 A-A선을 따라 나타낸 단면도이고, 도 8은 힌지 부재의 일단이 연결되는 렌즈 모듈의 제1 결합홈을 나타낸 확대 사시도이고, 도 9는 힌지 부재의 타단이 연결되는 지지체의 제2 결합홈을 나타낸 확대 사시도이다.
다수의 힌지 부재(40)는 각각 일단부가 지지체(30)의 내측 4 코너에 형성된 다수의 제1 결합홈(33)에 삽입 고정되고, 타단부가 렌즈 모듈(50)의 외측 4 코너에 형성된 다수의 제2 결합홈(53)에 삽입 고정된다.
다수의 힌지 부재(40)는 제1 및 제2 손떨림 보정용 구동부에 의해 X-Y 평면 상의 어느 한 지점으로 이동 후 제1 및 제2 손떨림 보정용 구동부가 비동작 시 원위치로 복원될 수 있도록 탄성력을 가지는 재질로 이루어질 수 있다.　
구체적으로 다수의 힌지 부재(40)는 부도체이면서 내구력이 뛰어난 합성수지재(예를 들면, 열가소성 엘라스토머(TPE: Thermoplastic Elastomer))로 형성되는 것이 바람직하다.
다수의 힌지 부재(40)는 합성수지재로 이루어질 수 있으므로 사출 성형에 의해 제작될 수 있다. 종래의 금속재로 이루어진 매우 얇은 두게를 가지는 와이어를 구비한 종래의 렌즈 조립체는 외부 충격이 가해지면 와이어가 잘 끊어지는 문제가 있었으나, 본 실시예에 따른 힌지 부재는 렌즈 조립체(1)에 가해지는 외부 충격에도 끊어지지 않아 내구성이 좋은 것은 물론 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
이하, 도 7 내지 도 9를 참조하여, 힌지 부재(40)가 지지체(30)와 렌즈 모듈(50)을 상호 연결하는 구조를 구체적으로 설명한다.
다수의 힌지 부재(40)는 형상이 모두 동일하게 이루어질 수 있다. 이에 따라 하나의 힌지 부재를 기준으로 설명한다.
힌지 부재(40)는 소정 길이와 두께를 가지는 기둥부(43d)와, 기둥부(43d)의 하단에 배치된 하단부(43a)와, 기둥부(43d)의 상단에 배치된 상단부(43f)와, 기둥부(43d) 및 하단부(43a) 사이에 형성된 제1 연결부(43c)와, 기둥부(43d) 및 상단부(43f) 사이에 형성된 제2 연결부(43e)를 포함할 수 있다.
힌지 부재(40)의 하단부(43a)는 제1 연결부(43c)와의 사이에 위치하는 제1 단차부(43b)를 형성할 수 있다. 제1 단차부(43b)는 하단부(43a)보다 좁은 폭을 갖도록 형성될 수 있다. 힌지 부재(40)의 하단부(43a)는 제1 결합홈(33)의 제1 결합부(33a)에 결합되고, 제1 단차부(43b)는 제1 결합홈(33)의 제2 결합부(33b)에 결합된다.
힌지 부재(40)의 하단부(43a)는 제1 결합홈(33)에 구비된 한 쌍의 제1 걸림턱(33c)에 의해 제1 결합홈(33)으로부터 이탈되지 않고 접착제 도포하기 전에 결합상태를 유지할 수 있다.
지지체(30)와 힌지 부재(40) 간의 연결 부분에 제1 접착제(45a)를 도포하여 힌지 부재(40)가 지지체(30)에 견고하게 고정될 수 있도록 한다. 이에 따라, 렌즈 조립체(1)에 외부 충격이 가해지는 경우 힌지 부재(40)가 지지체(30)로부터 분리되는 것을 원천적으로 차단할 수 있다.
힌지 부재(40)의 상단부(43f)는 제2 연결부(43e)와의 사이에 위치하는 제2 단차부(43g)를 형성할 수 있다. 제2 단차부(43g)는 상단부(43e)보다 좁은 폭을 갖도록 형성될 수 있다. 힌지 부재(40)의 상단부(43f)는 제2 결합홈(53)의 제1 결합부(53a)에 결합되고, 제2 단차부(43g)는 제2 결합홈(53)의 제2 결합부(53b)에 결합된다.
힌지 부재(40)의 상단부(43f)는 제2 결합홈(53)에 구비된 한 쌍의 제2 걸림턱(53c)에 의해 제2 결합홈(53)으로부터 이탈되지 않고 접착제 도포하기 전에 결합상태를 유지할 수 있다.
렌즈 모듈(50)과 힌지 부재(40) 간의 연결 부분에 제2 및 제3 접착제(45c,45d)를 도포하여 힌지 부재(40)가 렌즈 모듈(50)에 견고하게 고정될 수 있도록 한다. 이에 따라, 렌즈 조립체(1)에 외부 충격이 가해지는 경우 힌지 부재(40)가 지지체(30)로부터 분리되는 것을 원천적으로 차단할 수 있다.제1 접착제(45a)는 하단부(43a)와 제1 결합홈의 제1 결합부(33a) 사이와 제1 단차부(43b)와 제1 결합홈의 제2 결합부(33b) 사이로 순차적으로 스며들어 경화된 후 지지체(30)와 힌지 부재(40) 간의 연결 부분을 견고하게 고정한다.
제2 접착제(45c)는 상단부(53a)와 제2 결합홈의 제1 결합부(53a) 사이와 제2 단차부(43g)와 제1 결합홈의 제2 결합부(33b) 사이로 순차적으로 스며들어 경화된 후 지지체(30)와 힌지 부재(40) 간의 연결 부분을 견고하게 고정한다. 제2 접착제(45c)는 제1 접착제(45a)와 동일한 점도를 가질 수 있다.
제3 접착제(45d)는 제2 결합홈(53)의 하부에 제2연결부(43e)를 감싸도록 도포된다. 제3 접착제(45d)는 댐핑 본드일 수 있으며, 도포 후 경화가 완료되어도 대략 겔(Gel) 상태로 유지된다.
제1 접착제(45a)는 지지체(30)와 힌지 부재(40)를 고정하고, 제2 접착제(45b)는 렌즈 모듈(50)과 힌지 부재(40)를 고정해 주는 역할을 한다. 제3 접착제(45d)는 제2연결부(43e)를 감싸도록 도포됨에 따라, 렌즈 모듈(50)의 X-Y 평면 상 유동이 가능하도록 제2연결부(43e)가 소정 각도로 탄력적으로 꺾일 수 있다. 이에 따라 제3 접착제(45d)는 렌즈 조립체에 가해지는 외부충격 또는 제어 과정에서 발생하는 충격을 흡수하는 댐퍼 역할을 한다.
힌지 부재(40)는 렌즈 모듈(50)에 먼저 접착 고정한 후 지지체(30)에 접착 고정할 수 있다. 이 경우, 힌지 부재(40)의 상단부(43f)를 제2 결합홈(53)에 끼운 상태에서 제2 및 제3 접착제(45b, 45d)를 힌지 부재(40)와 렌즈 모듈(50)의 연결 부분에 각각 도포한다. 이어서, 힌지 부재(40)의 하단부(43a)를 제1 결합홈(33)에 끼운 상태에서 제1 접착제(45a)를 힌지 부재(40)와 지지체(30)의 연결 부분에 도포한다.
이와 반대로, 힌지 부재(40)를 지지체(30)에 먼저 접착 고정한 후 렌즈 모듈(50)에 고정하는 경우, 힌지 부재(40)의 하단부(43a)를 제1 결합홈(33)에 끼운 상태에서 제1 및 제3 접착제(45a, 45d)를 힌지 부재(40)와 지지체(50)의 연결 부분에 각각 도포한다. 이때, 제3 접착제(45d)는 제1 연결부(43c)를 감싸도록 도포하여 제1 연결부(43c)가 꺾이는 데 간섭하지 않고 렌즈 조립체(1)에 가해지는 외부 충격을 흡수할 수 있는 댐퍼 역할을 수행할 수 있다. 이어서, 힌지 부재(40)의 상단부(43f)를 제2 결합홈(53)에 끼운 상태에서 제2 접착제(45b)를 힌지 부재(40)와 렌즈 모듈(50)의 연결 부분에 도포할 수 있다.
본 실시예에서는 힌지 부재(40)의 양단이 각각 지지체(30)와 렌즈 모듈(50)에 접착제에 의해 고정하는 것을 예로 들어 설명하지만, 접착제 없이 압박 상태로 결합되는 것도 물론 가능하다.
제1 및 제2 연결부(43c,43e)는 기둥부(43d)보다 얇게 형성된다. 이에 따라 하단부(43a)와 기둥부(43d) 사이, 상단부(43f)와 기둥부(43d) 사이가 소정 각도로 꺾일 수 있다. 이와 같이 제1 및 제2 손떨림용 보정 구동부가 동작할 때 제1 및 제2 연결부(43c,43e)가 꺾임에 따라 렌즈 모듈(50)은 X축 및 Y축으로 원활하게 이동할 수 있다. 또한, 제1 및 제2 연결부(43c,43e)는 제1 및 제2 손떨림 보정용 구동부에 전원이 차단되는 경우 탄성력에 의해 원형으로 복원된다.
기둥부(43d)는 기둥부의 상단과 하단으로부터 각각 중앙으로 갈수록 점차 두께가 증가하는 형상을 가짐에 따라 전체적으로 가운데 부분이 볼록한 형상으로 이루어질 수 있다. 이 경우, 기둥부(43d)의 종단면은 대략 타원형상일 수 있고, 횡단면은 대략 원형일 수 있다.
한편, 소형 모바일 기기에 적용되는 렌즈는 고해상도의 촬영을 위해 렌즈의 크기가 증가하고 있는 추세이다. 이와 같이 렌즈의 크기가 증가하게 되면 렌즈의 무게도 증가하게 된다. 종래의 사용하는 금속재의 와이어 힌지는 렌즈 모듈(50)의 무게가 무거울 경우 자체 연성으로 인해 휘어져 렌즈 모듈(50)의 위치를 제어하는 것이 어려웠다. 하지만 본 실시예의 경우 기둥부(43d)가 볼록한 형상으로 된 힌지 부재(40)를 사용하므로 힌지 부재(40)의 강성이 크게 향상될 수 있으며 렌즈 모듈(50)의 무게가 증가하더라도 힌지 부재(40)가 휘어지지 않는다.
이하, 도 10 및 도 11을 참조하여 내부 커버(60)의 구조를 상세히 설명한다.
내부 커버(60)는 지지체(30)에 삽입된 렌즈 모듈(50)이 지지체(30)로부터 이탈하는 것을 방지할 수 있다. 내부커버(60)는 렌즈부(51)의 상부가 노출될 수 있는 제3 광통과구멍(61)이 형성된다.
내부 커버(60)는 렌즈 모듈(50)을 지지체(30) 내부로 삽입하기 위한 지지체(30)의 개구 일부를 커버하도록 지지체(30)에 분리 가능하게 결합된다. 이 경우, 내부 커버(60)는 지지체(30)의 외측면에 형성된 다수의 결합돌기(36)에 스냅 결합되는 다수의 결합부(63)가 형성된다.
내부 커버(60)는 지지체(30)의 개구 주변에 안착됨에 따라, 렌즈 모듈(50)의 상면과 소정의 간격을 두고 있어 렌즈 모듈(50)이 X축 및 Y축 방향으로 이동시 접촉하지 않는다.
내부 커버(60)는 서로 직각 방향을 이루도록 이격 배치되는 제1 및 제2 센터링 정렬돌기(65,67)를 포함한다. 제1 및 제2 센터링 정렬돌기(65,67)는 제1 및 제2 손떨림 보정용 구동부가 비작동 시 렌즈 모듈(50)을 센터 위치로 정렬시키는 역할을 수행할 수 있다.
제1 센터링 정렬돌기(65)는 제1 마그네트(55) 측으로 돌출되도록 엠보싱 형성될 수 있다. 이 경우, 제1 센터링 정렬돌기(65)는 제1 마그네트(55)의 배치 방향을 따라 제1 마그네트(55)에 대응하는 위치에 배치되며, 제1 마그네트(55)의 길이와 같거나 짧은 길이로 형성될 수 있다.
제2 센터링 정렬돌기(67)는 제1 센터링 정렬돌기(67)에 대하여 대략 직각 방향으로 배치되며, 제2 마그네트(57) 측으로 돌출되도록 엠보싱 형성될 수 있다. 이 경우, 제2 센터링 정렬돌기(67)는 제2 마그네트(57)의 배치 방향을 따라 제2 마그네트(57)에 대응하는 위치에 배치되며, 제2 마그네트(57)의 길이와 같거나 짧은 길이로 형성될 수 있다.
한편, 내부 커버(60)가 자성체로 이루어짐에 따라, 내부 커버(60)와 제1 및 제2 마그네트(55,57) 사이에는 항상 인력이 작용한다. 제1 센터링 정렬돌기(65)는 내부 커버(60)의 일면(렌즈 모듈(50)과 마주하는 면)과 제1 마그네트(55) 사이의 간격보다 제1 마그네트(55)에 더 가깝게 돌출 형성된다. 제1 센터링 정렬돌기(65)와 마찬가지로, 제2 센터링 정렬돌기(67)는 내부 커버(60)의 일면(렌즈 모듈(50)과 마주하는 면)과 제2 마그네트(57) 사이의 간격보다 제2 마그네트(57)에 더 가깝게 돌출 형성된다.
이에 따라, 제1 및 제2 손떨림 보정용 구동부가 비구동 시 렌즈 모듈(50)에 고정된 제1 및 제2 마그네트(55,57)는 각각 대응하는 제1 및 제2 센터링 정렬돌기(65,67)에 대응하는 위치로 이동함에 따라, 렌즈 모듈(50)은 자연스럽게 센터링 위치로 정렬될 수 있다.
이는 도 12에 도시된 개방 루프 히스테리시스(Open loop hysteresis) 곡선을 통해 확인할 수 있다. 제1 및 제2 센터링 정렬돌기(65,67)가 있는 경우(a)는 일정한 전류 값에 대응하는 거리 값(L1)이 제1 및 제2 센터링 정렬돌기(65,67)가 없는 경우(a)의 거리 값(L2)보다 현저히 작게 나타난다. 이에 따라, 내부 커버(60)에 제1 및 제2 센터링 정렬돌기(65,67)가 형성된 본 실시예의 경우 렌즈 모듈(50)의 센터링이 용이한 것을 알 수 있다.
이와 같이 본 실시예에에 따른 렌즈 조립체(1)는 렌즈 모듈(50)의 센터링위해 복잡한 별도의 센터링 구조를 구비할 필요 없이 내부 커버(60)에 간단한 엠보싱 가공을 통하여 심플한 형상의 제1 및 제2 센터링 정렬돌기(65,67)를 형성할 수 있다. 따라서, 제품의 렌즈 모듈(50)의 정밀 제어가 용이한 것은 물론, 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
외부 커버(70)는 베이스(10)에 결합되며, 내부 커버(60)를 덮는다. 외부 커버(70) 역시 렌즈부(51)의 상부가 노출될 수 있는 제4 광통과구멍(71)이 형성된다. 외부 커버(70)는 전자파 차폐가 가능한 금속재로 이루어질 수 있다.
이하, 도 13을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 렌즈 조립체를 설명한다. 도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 렌즈 조립체를 나타내는 개략도이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 렌즈 조립체(100)는 베이스(110)와, 가동 부재(130)와, 렌즈부(151)를 구비한 렌즈 모듈(150)과, 렌즈 모듈(150)을 베이스(110)에 대하여 X-Y 평면을 따라 유동 가능하도록 지지하는 다수의 힌지 부재(140)를 포함할 수 있다.
다수의 힌지 부재(140)는 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 조립체(1)에 구비된 다수의 힌지 부재(40)와 동일한 구조를 가지므로 구체적인 설명은 생략한다.
다수의 힌지 부재(140)는 각각 일단부가 베이스(110) 내측의 4 코너(113)에 고정되고, 타단부가 렌즈 모듈(150)의 외측 4 코너(153)에 고정된다. 이 경우, 다수의 힌지 부재(140)는 양단부가 각각 접착제를 통해 베이스(110)와 렌즈 모듈(150)에 견고하게 고정될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 렌즈 조립체(100)는 자동 조첨 조절을 위해 렌즈 모듈(150)이 Z축 방향(광축 방향)을 따라 전진 또는 후진하지 않는다. 자동 조첨은 이미지 센서(160)가 Z축 방향을 따라 렌즈 모듈(150)에 인접하게 전진하거나 렌즈 모듈(150)로부터 멀어지게 후진하는 동작에 의해 조절될 수 있다.
이미지 센서(160)가 전진 또는 후진하는 방식으로 자동 초점 조절을 구현하는 경우, 렌즈 보다 무게가 가벼운 이미지 센서(160)를 이동시키므로 이에 소모되는 전력량을 줄일 수 있다.
이미지 센서(160)는 렌즈 모듈(150)의 하측에 배치되며 가동 부재(130)의 제1 부분(135)에 결합되어 가동 부재(130)에 의해 Z축 방향으로 전진 또는 후진한다. 이미지 센서(160)는 제1 부분(135)에 형성된 결합구멍에 끼워질 수 있다.
이미지 센서(160)의 후면은 FPCB(Flexible printed circuit borad)의 일 부분(163)에 실장될 수 있다. FPCB의 다른 부분(161)은 일 부분(163)에 대하여 180도 접힌 상태로 단부가 베이스(110) 외측으로 인출될 수 있다. 이 경우, FPCB의 다른 부분(161)의 단부에는 커넥터(165)가 배치된다. 커넥터(165)는 외부 전원 배선 또는 신호 배선의 끝단에 연결된 별도의 커넥터(미도시)와 접속될 수 있다.
따라서, 이미지 센서(160)가 결합된 가동 부재(130)가 Z축 방향으로 이동 시 FPCB가 쉽게 변형되므로 가동 부재(130)의 이동에 간섭되지 않는다.
가동 부재(130)는 제1 부분(135)에 연장 형성되어 베이스(110)의 측벽(117)과 렌즈 모듈(150)의 일측 사이에 배치되어 Z축 방향으로 전진 또는 후진하는 제2 부분(137)을 포함한다.
제2 부분(137)과 베이스(110)의 측벽(117) 사이에는 다수의 볼(132)이 배치될 수 있다. 다수의 볼(132)은 가동 부재(130)가 베이스(110)에 대하여 Z축 방향을 따라 전진 또는 후진할 수 있도록 가이드 역할을 한다. 제2 부분(137)과 베이스(110)의 측벽(117)에는 다수의 볼(132)이 가이드되는 V자형 홈(미도시)이 형성될 수 있다.
가동 부재(130)를 이동하기 위한 자동 초점 조절용 구동부는 제2 부분(137)에 결합된 마그네트(120)와, 마그네트(120)와 마주하도록 베이스(110)의 측벽(117)에 배치된 코일(121)을 포함한다. 코일(121)은 베이스(110)에 설치된 인쇄회로기판(미도시)에 실장될 수 있다.
자동 초점 조절용 구동부는 코일(121)에 인가되는 전류의 방향(일방향 및 그 역방향)에 따라 마그네트(120)와의 상호 작용을 통해 가동 부재(130)를 +Z축 방향 또는 -Z축 방향으로 이동시킨다.
코일(121)이 배치되는 인쇄회로기판에는 외부로부터 전원 및 제어신호를 수신하기 위한 다수의 단자가 형성되고, 가동 부재(130)의 위치를 검출 및 제어하기 위한 홀센서(123)가 실장될 수 있다.
홀센서(123)는 폐곡선으로 이루어진 코일(121)에 둘러싸이도록 배치되어 마그네트(120)의 이동을 감지하고, 감지한 신호를 소형 전자기기의 제어부(미도시)로 전송한다. 제어부는 홀센서(123)와 자동 초점 조절용 구동부를 통해 지지체의 Z축 방향 제어를 수행한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 렌즈 조립체(100)는 손떨림 보정을 위해 렌즈 모듈(150)을 X축 방향으로 이동시키는 제1 손떨림 보정용 구동부(미도시)와 렌즈 모듈(150)을 Y축 방향으로 이동시키는 제2 손떨림 보정용 구동부(미도시)를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 렌즈 조립체(100)에 구비된 제1 및 제2 손떨림 보정용 구동부는 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 조립체(1)에 구비된 제1 및 제2 손떨림 보정용 구동부와 동일한 구조로 이루어질 수 있다.
예를 들면, 제1 및 제2 손떨림 보정용 구동부의 코일은 베이스(110)의 인접한 2측면에 각각 배치되고, 제1 및 제2 손떨림 보정용 구동부의 마그네트는 각 코일에 대응하도록 렌즈 모듈(150)의 2측면에 각각 배치될 수 있다.
도 14 및 도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 렌즈 조립체를 나타낸 분해사시도들이다.
렌즈 조립체(200)는 전술한 렌즈 조립체(10)와 대부분의 구성이 동일하며 일부 구성이 상이하다. 따라서, 렌즈 조립체(200)의 구성을 설명함에 있어 전술한 렌즈 조립체(10)와 상이한 구성을 중심으로 설명한다.
도 14 및 도 15를 참조하면, 렌즈 조립체(200)는 베이스(210)와, 자동 초점을 위해 렌즈 모듈(250)을 Z축 방향(본 발명에서 Z축 방향은 광축 방향을 의미한다)으로 이동시키는 지지체(230)와, 지지체(230) 내측에 배치되며 복수의 렌즈로 이루어진 렌즈부(251)를 구비한 렌즈 모듈(250)과, 손떨림 보정을 위해 렌즈 모듈(250)이 지지체(230)에 대하여 렌즈 모듈(250)을 X-Y 평면을 따라 유동 가능하도록 지지체(230)와 렌즈 모듈(250)을 연결하는 다수의 힌지 부재(240)와, 렌즈 모듈(250)이 지지체(230)로부터 이탈하는 것을 방지하기 위한 내부 커버(260)와, 베이스(210)의 일측을 덮는 외부 커버(270)를 포함할 수 있다.
각 힌지 부재(240)는 일단부가 지지체(230)의 제1 결합홈(233)에 결합되고, 타단부가 렌즈 모듈(250)의 제2 결합홈(253)에 결합된다. 이 경우, 각 힌지 부재(240)의 일단부와 제1 결합홈(233)은 접착제에 의해 접착 고정되고, 힌지 부재(240)의 타단부와 제2 결합홈(253)은 접착제에 의해 접착 고정될 수 있다. 특히, 힌지 부재의 연결부에는 댐퍼 본드를 사용할 수 있다.
렌즈 조립체(200)는 자동 초점 조절을 위해 피에조 엑츄에이터 대신 코일(215)과 마그네트(235)로 이루어지는 자동 초점 조절용 구동부를 포함할 수 있다. 코일(215)은 베이스(210)의 내측 일면에 배치될 수 있고, 마그네트(235)는 코일(215)에 일정한 간격을 두고 대응하도록 지지체(230)의 외측 일면에 배치될 수 있다.
자동 초점 조절용 구동부에 의해 지지체(230)는 Z축 방향을 따라 전진 또는 후진할 수 있다. 이때, 지지체(230)는 다수의 제1 볼(221)과 다수의 제2 볼(223)에 의해 가이드될 수 있다.
다수의 제1 볼(221)은 베이스(210)의 내측의 제1 코너부(210a)와 이에 대응하는 지지체(230)의 제1 가이드면(230a) 사이에 각각 접촉된 상태로 배치된다.
다수의 제2 볼(223)은 다수의 제1 볼(221)에 대하여 대각선 방향에 배치될 수 있다. 이 경우, 다수의 제2 볼(223)은 베이스(210)의 내측의 제2 코너부(210b)와 이에 대응하는 지지체(230)의 제2 가이드면(230b) 사이에 각각 접촉된 상태로 배치된다.
제1 손떨림 보정용 구동부는 베이스(210)의 4측면 가운데 한 측면에 배치되는 제1 코일(225)과, 렌즈 모듈(250)의 4측면 가운데 한 측면에 배치되는 제1 마그네트(255)를 포함한다.
제2 손떨림 보정용 구동부는 베이스(210)의 4측면 가운데 제1 코일(225)이 배치된 면에 인접한 측면에 배치되는 제2 코일(227)과, 렌즈 모듈(250)의 4측면 가운데 제1 마그네트(255)가 배치된 면에 인접한 측면에 배치되는 제2 마그네트(257)를 포함한다.
베이스(210)에는 2개의 인쇄회로기판(211, 213)이 서로 반대편에 배치될 수 있다. 하나의 인쇄회로기판(211)은 다수의 제1 단자(211a)를 가지며, 나머지 인쇄회로기판(213)은 다수의 제2 단자(213a)를 가진다. 렌즈 조립체(200)의 크기가 초소형으로 제작됨에 따라, 다수의 제1 단자(211a)와 다수의 제2 단자(213a)가 서로 반대편에 위치할 경우, 솔더링 작업이 편리하게 수행될 수 있다.
이상에서는 본 개시의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 개시는 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 개시의 요지를 벗어남이 없이 본 개시에 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 개시의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되서는 안될 것이다.
본 발명은 자동 초점 기능 및 손떨림 보정 기능을 가지는 초소형 렌즈 조립체에 관한 것이다.

Claims (12)

  1. 베이스;
    상기 베이스 내측에 배치된 렌즈 모듈;
    상기 렌즈 모듈을 광축 방향의 직각 방향으로 이동하는 제1 및 제2 손떨림 보정용 구동부; 및
    상기 렌즈 모듈을 유동 가능하게 지지하며 서로 평행하게 배치된 다수의 힌지 부재;를 포함하며,
    상기 다수의 힌지 부재는 기둥부가 중앙으로 갈수록 점차 볼록하게 돌출되고 합성수지재로 사출 성형된 것을 특징으로 하는 렌즈 조립체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 베이스 내에 광축 방향으로 이동 가능하게 삽입된 지지체; 및
    상기 지지체를 광축 방향으로 이동시키는 자동 초점 조절용 구동부;를 더 포함하며,
    상기 다수의 힌지 부재는 각각,　
    일단부가 상기 지지체의 4 코너에 고정되고, 타단부가 상기 렌즈 모듈에 고정된 것을 특징으로 하는 렌즈 조립체.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 다수의 힌지 부재의 일단부와 상기 지지체가 상호 연결되는 부분에 접착제가 도포되고, 상기 다수의 힌지 부재의 타단부와 상기 렌즈 모듈이 상호 결합되는 부분에 접착제가 도포되는 것을 특징으로 하는 렌즈 조립체.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 다수의 힌지 부재는 각각,
    상기 일단부와 상기 기둥부 사이에 제1 연결부가 형성되고, 상기 타단부와 상기 기둥부 사이에 제2 연결부가 형성되며,
    상기 제1 및 제2 연결부는 각각 기둥부의 두께 보다 얇은 두께로 형성된 것을 특징으로 하는 렌즈 조립체.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 자동 초점 조절용 구동부는 피에조 엑츄에이터이며,
    상기 피에조 엑츄에이터는,
    상기 베이스에 고정된 압전 소자; 및
    상기 압전 소자의 일측에 일단이 연결되고 상기 지지체에 연결된 신축봉;을 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈 조립체.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 지지체는 상기 신축봉이 연결된 코너에 대각선 방향으로 마주하는 코너에 슬라이딩 가능하게 연결되어 상기 지지체의 광축 방향 이동을 가이드하는 가이드봉을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈 조립체.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 힌지 부재는 각각,　
    일단부가 상기 베이스의 4 코너에 고정되고, 타단부가 상기 렌즈 모듈에 고정된 것을 특징으로 하는 렌즈 조립체.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 다수의 힌지 부재의 일단부와 상기 베이스가 상호 연결되는 부분에 접착제가 도포되고, 상기 다수의 힌지 부재의 타단부와 상기 렌즈 모듈이 상호 결합되는 부분에 접착제가 도포되는 것을 특징으로 하는 렌즈 조립체.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 렌즈 모듈의 후방에 배치된 이미지 센서를 광축 방향으로 이동하는 가동 부재; 및
    상기 가동 부재를 광축 방향으로 이동하기 위한 자동 초점 조절용 구동부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈 조립체.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 가동 부재는,
    상기 이미지 센서가 결합된 제1 부분; 및
    상기 제1 부분에 연장되어 상기 베이스의 측벽과 상기 렌즈 모듈 사이에 배치된 제2 부분;을 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈 조립체.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 이미지 센서는 FPCB의 일 부분에 실장되며,
    상기 FPCB의 다른 부분은 상기 FPCB의 일 부분에 대하여 접힌 상태로 배치된 것을 특징으로 하는 렌즈 조립체.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 자동 초점 조절용 구동부는,
    상기 제2 부분에 배치된 마그네트; 및
    상기 베이스의 측벽에 상기 마그네트를 마주하도록 배치된 코일;을 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈 조립체.
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