WO2023282650A1 - 렌즈 조립체 - Google Patents

렌즈 조립체 Download PDF

Info

Publication number
WO2023282650A1
WO2023282650A1 PCT/KR2022/009810 KR2022009810W WO2023282650A1 WO 2023282650 A1 WO2023282650 A1 WO 2023282650A1 KR 2022009810 W KR2022009810 W KR 2022009810W WO 2023282650 A1 WO2023282650 A1 WO 2023282650A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
support member
base
lens assembly
axis direction
lens
Prior art date
Application number
PCT/KR2022/009810
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
임대순
윤학구
김홍기
최명원
강대원
이민종
Original Assignee
임대순
마이크로엑츄에이터(주)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from KR1020220048499A external-priority patent/KR20230009284A/ko
Application filed by 임대순, 마이크로엑츄에이터(주) filed Critical 임대순
Publication of WO2023282650A1 publication Critical patent/WO2023282650A1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/64—Imaging systems using optical elements for stabilisation of the lateral and angular position of the image
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G02B7/04—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification
    • G02B7/09—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification adapted for automatic focusing or varying magnification
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B17/00—Details of cameras or camera bodies; Accessories therefor
    • G03B17/02—Bodies
    • G03B17/12—Bodies with means for supporting objectives, supplementary lenses, filters, masks, or turrets

Definitions

  • the present invention relates to a subminiature lens assembly applied to a small device such as a mobile device, and more particularly, to a subminiature lens assembly having an auto focus function and an image stabilization function.
  • Lens assemblies applied to small mobile devices such as smartphones are being miniaturized with technological development, and are equipped with an auto focus function and an optical image stabilizer (OIS) function to obtain high-quality captured images.
  • OIS optical image stabilizer
  • the auto focus function is a function of automatically focusing on a specific subject by moving a lens module provided in a lens assembly forward or backward.
  • the image stabilization function is a function of detecting shaking of a mobile device (eg, a smartphone, tablet PC, etc.) with a gyro sensor and finely moving a lens module in the opposite direction to the direction in which the mobile device moves to correct the focus.
  • the movement of the lens module during image stabilization is performed in a direction perpendicular to the direction in which the lens moves during auto focus.
  • the lens assembly supports the lens module with a plurality of elastic metal wires so that the lens module moves smoothly during hand shake correction.
  • a conventionally applied lens has a diameter of approximately 9.1 ⁇ or less, whereas a lens used with a high-definition image sensor has a diameter of 15 ⁇ or more. In this way, as the size of the lens increases, the weight of the lens also increases.
  • small mobile devices have a problem in that the amount of power consumed to drive a heavier lens module increases as a high-quality image sensor is employed. As a result, the more the camera function is used, the more often the battery built into the small mobile device has to be charged.
  • the thin metal wire cannot overcome the weight of the lens module, and since the central portion of the metal wire is bent, the lens module tilts and the lens focus cannot be accurately maintained. Furthermore, there is a problem in that the camera function of the small mobile device is not performed due to a problem in which the small mobile device is vulnerable to impact, such as the metal wire being easily broken when an external impact is applied to the small mobile device or when it is dropped on the floor.
  • the metal wire is formed thicker than before, the movement width of the lens module during image stabilization becomes smaller compared to the case of using a conventional thin wire. You need to apply more power. This causes a problem of accelerating power consumption of a rechargeable battery of a small mobile device.
  • An object of the present invention is to provide a lens assembly that precisely controls AF and/or OIS driving by providing a structure for forming a preload in a plurality of ball bearings disposed between a lens carrier and a housing.
  • Another object of the present invention is to provide a lens assembly in which a plurality of hinge members that movably support a lens module are resistant to external impact and are not bent by the weight of the lens to prevent hand shake.
  • the present invention base; a support member movably disposed on the base along an optical axis direction; a lens carrier movably connected to the support member by a plurality of hinge members along a plane perpendicular to the optical axis direction; an auto focus (AF) driver for moving the lens carrier along an optical axis; an OIS (optical image stabilizer) driving unit that moves the lens carrier along a plane perpendicular to the optical axis direction; a plurality of ball bearings disposed between the base and the support member to guide the support member in the optical axis direction; and a holding portion for forming a preload on the plurality of ball bearings by pulling the support member in one direction of the base.
  • AF auto focus
  • OIS optical image stabilizer
  • the holding part may include a magnetic material fixed to one side of the base and inserted into a guide hole formed in the support member; and a magnet that is coupled to the guide hole and has an attractive force with the magnetic body.
  • the base has a first guide groove parallel to the optical axis direction formed on the other side
  • the support member has a second guide groove facing the first guide groove
  • the plurality of ball bearings are formed between the magnetic body and the magnet. It may be pressed in a rolling state between the first guide groove and the second guide groove moving in a direction closer to each other by a gravitational force acting on.
  • Each of the first guide groove and the second guide groove may have a V-shaped cross section.
  • the magnetic material may be disposed parallel to the optical axis direction and may have a pin shape.
  • the lens assembly may further include an outer cover coupled to the base, and one end of the magnetic body may be fixed to a bottom of the base and the other end may be fixed to a portion of the outer cover.
  • the AF driving unit may be located between the plurality of ball bearings and the holding unit.
  • the plurality of hinge members may be made of a synthetic resin material having elasticity.
  • Each of the plurality of hinge members includes: a first end coupled to a first coupling groove formed at a corner portion of the support member; a second end coupled to a second coupling groove formed at a corner of the lens carrier; A pillar portion gradually convex toward the center; a first bending part positioned between the first end and the pillar part; and a second bending part positioned between the second end and the pillar part, and each of the first bending part and the second bending part may have a thickness smaller than that of the pillar part.
  • First ends of the plurality of hinge members may be fitted into the first coupling grooves in a pressurized state, and second ends of the plurality of hinge members may be fitted into the second coupling grooves in a pressurized state.
  • First ends of the plurality of hinge members are fixed to the support member by an adhesive applied to the first coupling groove, and second ends of the plurality of hinge members are fixed to the support member by an adhesive applied to the second coupling groove. It can be fixed to the lens carrier.
  • FIG. 1 is an assembled perspective view showing a lens assembly according to an embodiment of the present invention.
  • FIGS. 2 and 3 are exploded perspective views of a lens assembly viewed from different directions according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 4 is a plan view showing the lens assembly in a state in which the inner cover and the outer cover of the lens assembly according to an embodiment of the present invention are omitted.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line A-A′ shown in FIG. 4 .
  • FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line BB' indicated in FIG. 4 .
  • the lens assembly according to an embodiment of the present invention is manufactured in a subminiature size and can be installed in a small mobile device such as a smartphone to be used to take an image.
  • a lens assembly according to an embodiment of the present invention is installed in a mobile device (eg, a smartphone, etc.) and used to photograph a subject, and the lens assembly may implement zoom and auto focus (AF) functions. .
  • a mobile device eg, a smartphone, etc.
  • the lens assembly may implement zoom and auto focus (AF) functions. .
  • FIGS. 2 and 3 are exploded perspective views of the lens assembly according to an embodiment of the present invention viewed from different directions.
  • the lens assembly 1 includes a base 100 and a Z-axis direction for auto-focus control (in the present invention, the Z-axis direction means the optical axis direction).
  • a support member 200 movably disposed on the base 100
  • a plurality of hinge members 300 for supporting the lens carrier 200 so as to be movable along the X-Y plane for hand shake correction, and a lens
  • the lens carrier 400 to which the unit 450 is coupled, the inner cover 500 for preventing the lens carrier 400 from being separated from the support member 200, and the outer cover covering the top of the base 100 ( 600) may be included.
  • the lens assembly 1 includes a plurality of ball bearings 170 disposed between the base 100 and the support member 200, and the support member 200 of the base 100. It may include a holding part 150 (see FIG. 4) that forms a preload on the plurality of ball bearings 170 by pulling them in one direction.
  • the base 100 may be installed on a portion of a small mobile device (not shown).
  • a printed circuit board (not shown) on which an image sensor (not shown) is mounted may be disposed on a lower side of the base 100 (a side opposite to the side covered by the outer cover 600).
  • the base 100 may be formed of, for example, a rectangular parallelepiped, but is not limited thereto, and 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 the rectangular parallelepiped.
  • the base 100 is provided with a predetermined space in which the support member 200 can move along the Z-axis direction, and a first light passage hole 101 is formed in the bottom portion 103 .
  • the light passing through the lens carrier 400 is irradiated to the image sensor located on the lower side of the base 100 through the first light passage hole 101 of the base 100 .
  • the base 100 may have an AF coil 711, a first OIS coil 811, and a second OIS coil 831 disposed on three of the four sides.
  • the first OIS coil 811 and the second OIS coil 831 may be respectively disposed on two adjacent side surfaces of the base 100 .
  • a printed circuit board 130 may be disposed along an outer surface of the base 100, and an AF coil 711, a first OIS coil 811, and a second OIS coil 831 may be electrically connected.
  • the base 100 may have first guide grooves 105 formed at predetermined intervals in the Y-axis direction from the point where the magnetic material 151 is disposed.
  • the first guide groove 105 faces the opposite side of the magnetic body 151 and may be formed with a predetermined length along the Z-axis direction.
  • the first guide groove 105 of the base 100 is disposed to face the second guide groove 205 of the support member 200, and together with the second guide groove 205 of the support member 200, a plurality of A ball bearing 170 may be accommodated.
  • the first guide groove 105 of the base 100 and the second guide groove 205 of the support member 200 may have a V-shaped cross section.
  • the support member 200 has a second light passage hole 201 corresponding to the first light passage hole 101 of the base 100, and an AF coil 711 and an AF magnet 713 corresponding to one side thereof. can be placed.
  • the AF coil 711 and the AF magnet 713 may be spaced apart from each other at a predetermined interval.
  • the support member 200 may move along the Z-axis direction inside the base 100 by the AF driving unit.
  • a second guide groove 205 is formed on one side of the AF magnet 713 on one side of the support member 200 on which the AF magnet 713 is disposed, and a holding part 150 on the other side of the AF magnet 713 (FIG. 4). reference) may be placed.
  • the holding unit 150 may form a preload acting on the plurality of ball bearings 170 .
  • the structure of the holding unit 150 will be described with reference to FIGS. 4 and 5 .
  • FIG. 4 is a plan view showing a lens assembly in a state in which an inner cover and an outer cover of the lens assembly according to an embodiment of the present invention are omitted
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line A-A′ shown in FIG. 4 .
  • the holding unit 150 may include a magnetic body 151 fixed to the base 100 and a magnet 153 having an attractive force applied to the magnetic body 151 .
  • the magnetic material 151 may be disposed along the Z-axis direction and formed in a pin shape having a predetermined length.
  • the magnetic material 151 may be slidably inserted into the guide hole 211 formed in one side portion 210 of the support member 200 .
  • One end of the magnetic material 151 is inserted into the fixing part 140 formed on the bottom part 103 of the base 100 and may be disposed in the Z-axis direction.
  • the magnetic material 151 may be integrally formed with the base 100 through insert injection molding.
  • the other end of the magnetic material 151 may be detachably inserted into a groove (not shown) formed inside the outer cover 600 .
  • the magnetic body 151 causes vibrations generated when the support member 200 moves forward and backward along the Z-axis direction during AF operation.
  • it may be fixed to the base 200 without shaking due to mechanical tolerances.
  • the magnet 153 may be coupled to the support member 200 and move together with the support member 200 . As the magnet 153 is inserted and fixed into the guide hole 211 , it may be located within a range in which an attractive force acts with respect to the magnetic body 220 .
  • the base 100 and the magnetic body 151 are fixed components, and the support member 200 and the magnet 153 are relatively movable components.
  • the support member 200 is formed on one side of the base 100 (for example, the base 100 on which the magnetic body 151 is disposed) within the base 100 by the attractive force generated between the magnetic body 151 and the magnet 153. one side of) can be pulled. Accordingly, the second guide groove 205 of the support member 200 may move in a direction closer to the first guide groove 103 of the base 100 .
  • the plurality of ball bearings 170 are connected to the first guide groove 105 of the base 100 and the second guide groove 205 of the support member 200 in a state in which a preload is applied by the holding part 150. They can be placed without gaps in between.
  • the lens assembly 1 forms a preload acting on the plurality of ball bearings 170 by the holding unit 150, thereby preventing the inertial movement and stop operation of the support member 200 during AF driving.
  • it is possible to eliminate a phenomenon in which the support member 200 is tilted.
  • the AF driver may include an AF coil 711 disposed on the base 100 and an AF magnet 713 coupled to the support member 200 .
  • the AF driver may move the support member 200 forward or backward in the Z-axis direction. For example, when a current is applied to the AF coil 711 in a forward or reverse direction, the support member 200 moves in the +Z-axis direction or -Z-axis direction through interaction between the AF coil 711 and the AF magnet 713. can be moved
  • a first hall sensor 715 may be disposed inside the AF coil 41 having a closed curve shape.
  • the first hall sensor 715 is electrically connected to the printed circuit board 130 .
  • the first hall sensor 715 may detect movement of the AF magnet 713 and transmit the detected signal to a controller (not shown) of the small mobile device.
  • the controller may control the Z-axis direction of the support member 200 through the first Hall sensor 715 and the AF driver.
  • a driving IC including a Hall sensor may be used instead of the first Hall sensor 715 .
  • the plurality of hinge members 300 may interconnect the support member 200 and the lens carrier 400 in the optical axis direction.
  • the plurality of hinge members 300 have one end fitted into the first coupling grooves 230 formed at the four corners of the support member 200, and the second coupling grooves 230 formed at the four corners of the lens carrier 400.
  • Coupling groove 430 may be fitted.
  • the plurality of hinge members 300 are all made of the same shape and may be provided with 4 pieces.
  • Each of the plurality of hinge members 300 has one end fitted into a plurality of first coupling grooves 230 formed at four corners of the support member 200 and the other ends formed at four corners of the lens carrier 400. It may be fitted into a plurality of second coupling grooves 430 .
  • a portion of the plurality of hinge members 300 may be bent so that the lens carrier 400 is moved to a position on the X-Y plane when the first and second OIS drivers are operated.
  • the plurality of hinge members 300 may have elasticity to restore the lens carrier 400 to its original position when the first and second OIS drivers do not operate.
  • the plurality of hinge members 300 may be formed of a synthetic resin material (eg, thermoplastic elastomer (TPE)) that is non-conductive and has excellent durability.
  • TPE thermoplastic elastomer
  • the plurality of hinge members 300 made of a synthetic resin material may be manufactured by injection molding.
  • the conventional lens assembly having a thin metal wire has a problem that the wire is easily broken when an external impact is applied, but the hinge member 300 according to the present embodiment absorbs the external impact applied to the lens assembly 1 can be made so that it is not easily broken and the reliability of the product can be improved.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line BB′ of FIG. 4 and shows a connection structure between the hinge member 300, the support member 200, and the lens carrier 400.
  • the hinge member 300 includes a pillar part 330 having a predetermined length and thickness, a first end 310 located on one side of the pillar part 330, and a second end located on the other side of the pillar part 330. 350, a first bending portion 320 positioned between the pillar portion 330 and the first end portion 310, and a first portion formed between the pillar portion 330 and the second end portion 350. 2 may include a bending portion 340 .
  • the first end 310 of the hinge member 300 may be fitted into the first coupling groove 230 of the support member 200 in a pressurized state.
  • the first adhesive (G1) is applied to the first coupling groove 230 of the support member 200, and the first end 310 of the hinge member 300 is first coupled to the support member 200. It can be more firmly fixed to the groove 230.
  • the second end 350 of the hinge member 300 may be fitted into the second coupling groove 430 of the lens carrier 400 in a pressing state.
  • the second adhesive G2 is applied to the second coupling groove 430 of the lens carrier 400 so that the second end 350 of the hinge member 300 is coupled to the second coupling groove 400 of the lens carrier 400. It can be more firmly fixed to the groove 430.
  • the first and second ends 310 and 350 of the hinge member 300 are connected to the first coupling groove 230 of the support member 200 and the lens carrier ( 400) can be fundamentally prevented from being separated from the second coupling groove 430.
  • the first adhesive G1 applied to the first coupling groove 230 of the support member 200 and the second adhesive G2 applied to the second coupling groove 430 of the lens carrier 400 are applied for a predetermined time After this time, it can harden.
  • the third adhesive G3 may be applied to the groove portion 231 of the support member 200 where the pillar portion 330 of the hinge member 300 is disposed.
  • the third adhesive G3 may be a damping bond, and is maintained in a substantially gel state without hardening after application.
  • the third adhesive G3 may cover a portion of the pillar portion 320 of the hinge member 300 and the first bending portion 320 together. Accordingly, the first bending portion 320 may be elastically bent so that the lens carrier 400 may move on the X-Y plane. In this case, the third adhesive G3 may serve as a damper for absorbing external impact applied to the lens assembly 1 or vibration generated during a control process.
  • first end 310 and the second end 350 of the hinge member 300 are attached to the support member 200 and the lens carrier 400 by first and second adhesives G1 and G2, respectively. It can be firmly fixed.
  • the first end 310 and the second end 350 of the hinge member 300 are formed by the first coupling groove 230 of the support member 200 and the second coupling groove 430 of the lens carrier 400 even if the adhesive is omitted. ), as it is coupled in a state of pressure, it is possible to firmly maintain the bonding force.
  • the first bending part 320 and the second bending part 340 of the hinge member 300 may be formed thinner than the pillar part 330 . Accordingly, when the OIS is driven, the pillar portion 330 does not bend, and the first bending portion 320 and the second bending portion 340 may be bent at a predetermined angle. Accordingly, the lens carrier 400 can smoothly move in the X-axis and Y-axis.
  • first and second bending parts 320 and 340 of the hinge member 300 may be restored to their original shape by elastic force when power applied to the first and second OIS driving parts is cut off.
  • the pillar part 330 of the hinge member 300 may be formed in a shape in which the thickness gradually increases from the upper end and the lower end of the pillar part 330 toward the center, that is, the central portion is convex as a whole.
  • the vertical cross section of the pillar portion 330 may be substantially elliptical, and the cross section may be approximately circular.
  • a lens applied to a small mobile device tends to increase in size for high-resolution shooting.
  • the weight of the lens also increases.
  • the thin metal wire hinge used in the related art is easily bent by the weight of the lens carrier 400 when the lens carrier 400 is heavy as the size of the lens increases, making it difficult to control the position of the lens carrier 400 .
  • the rigidity of the hinge member 300 may be increased, so that the weight of the lens carrier 400 The bending of the hinge member 300 may be prevented.
  • the lens carrier 400 may be rockably supported on the X-Y plane by the plurality of hinge members 300 when the OIS is driven.
  • a lens unit 450 in which a plurality of lenses are stacked in an optical axis direction may be coupled to the lens carrier 400 .
  • the inner cover 500 may prevent the lens carrier 400 connected to the support member 200 by the plurality of hinge members 300 from being separated from the support member 200 .
  • the inner cover 500 may have a third light passage hole 501 through which the lens unit 450 is exposed.
  • the inner cover 500 is formed with a hole 510 through which the other end of the magnetic material 151 protrudes from the guide hole 211 passes.
  • the other end of the magnetic body 151 may be inserted into a groove (not shown) formed inside the outer cover 600 .
  • the inner cover 500 may be formed with a plurality of ribs 530 covering side portions of the plurality of grooves 231 (see FIG. 6 ) of the support member into which portions of the plurality of hinge members 300 are inserted.
  • a plurality of grooves 231 of the support member 200 may be partially inserted into spaces connected to the plurality of first coupling grooves 230 of the support member 300 , respectively.
  • the plurality of ribs 530 of the inner cover 500 cover the side surfaces of the plurality of grooves 231 so that the third adhesive (G3, see FIG. 6) filled in each groove 231 flows out of each groove 231. that can be prevented
  • the outer cover 600 is coupled to the base 100 and covers the inner cover 500 .
  • the outer cover 600 also has a fourth light passage hole 601 through which an upper portion of the lens unit 450 can be exposed.
  • the outer cover 600 may be made of a metal material capable of shielding electromagnetic waves.
  • the lens assembly 1 may include an OIS driver.
  • the OIS driver may include a first OIS driver for moving the lens carrier 400 in the X-axis direction and a second OIS driver for moving the lens carrier 400 in the Y-axis direction.
  • the first OIS driver includes a first OIS coil 811 disposed on a side adjacent to the AF coil 711 among four sides of the base 100 and a first OIS disposed on one side among the four sides of the lens carrier 400.
  • a magnet 813 may be included.
  • the first OIS coil 811 may be electrically connected to the printed circuit board 130 installed on the base 100 .
  • the first OIS magnet 813 faces the first OIS coil 811 at regular intervals.
  • the first OIS driver moves the lens carrier 400 in the +X-axis direction or -X-axis direction through interaction with the first OIS magnet 813 according to the direction of the current applied to the first OIS coil 811. .
  • a second Hall sensor 815 may be disposed inside the first OIS coil 811 having a closed curve shape.
  • the second hall sensor 815 is electrically connected to the printed circuit board 130 .
  • the second hall sensor 815 may detect the movement of the first OIS magnet 813 and transmit the detected signal to the control unit of the small mobile device.
  • the controller may control the X-axis direction of the support member 200 through the second Hall sensor 815 and the first OIS driver.
  • a driving IC including a Hall sensor may be used instead of the second Hall sensor 815 .
  • the second OIS driver includes a second OIS coil 831 disposed on a side adjacent to the first OIS coil 811 among four sides of the base 100, and a first OIS magnet 813 among the four sides of the lens carrier 400. ) It may include a second OIS magnet 833 disposed on the side adjacent to.
  • the second OIS coil 831 may be electrically connected to the printed circuit board 130 installed on the base 100 .
  • the second OIS magnet 833 faces the second OIS coil 831 at regular intervals when the lens carrier 400 and the support member 300 are disposed in the inner space of the base 100 .
  • the second OIS driver moves the lens carrier 400 in the +Y-axis direction or -Y-axis direction through interaction with the second OIS magnet 833 according to the direction of the current applied to the second OIS coil 831. .
  • a third Hall sensor 835 may be disposed inside the second OIS coil 831 having a closed curve shape.
  • the third hall sensor 835 is electrically connected to the printed circuit board 130 .
  • the third hall sensor 835 may detect the movement of the second OIS magnet 833 and transmit the detected signal to the control unit of the small mobile device.
  • the controller may control the Y-axis direction of the support member 200 through the third hall sensor 835 and the second OIS driver.
  • a driving IC including a Hall sensor may be used instead of the third Hall sensor 835 .

Abstract

AF(auto focus) 및 OIS(optical image stabilizer) 기능을 가지는 렌즈 조립체가 개시된다. 개시된 렌즈 조립체는 베이스와, 베이스에 광축 방향을 따라 이동 가능하게 배치되는 지지 부재와, 다수의 힌지 부재에 의해 지지 부재에 광축 방향의 직각인 평면을 따라 이동 가능하게 연결되는 렌즈 캐리어와, 렌즈 캐리어를 광축 방향을 따라 이동시키는 AF 구동부와, 렌즈 캐리어를 광축 방향의 직각인 평면을 따라 이동시키는 OIS 구동부와, 베이스와 지지 부재 사이에 배치되어 지지 부재를 광축 방향으로 가이드 하는 다수의 볼 베어링과, 지지 부재를 상기 베이스의 일측 방향으로 당겨 다수의 볼 베어링에 예압을 형성하는 홀딩부를 포함할 수 있다.

Description

렌즈 조립체
본 발명은 모바일 기기와 같이 소형 디바이스에 적용되는 초소형 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 stabilizer) 기능을 갖추고 있다.
자동 초점 기능은 렌즈 조립체 내에 구비된 렌즈 모듈을 전진 또는 후진하여 특정 피사체에 초점을 자동으로 맞추는 기능이다.
종래의 렌즈 조립체는 AF 구동 시 이동하는 구성 요소(예를 들면, 렌즈 캐리어)가 관성이나 기구적인 공차로 인해 정밀한 이동 및 정지 제어가 어려운 문제가 있고, OIS 구동 시에도 동일한 문제가 있다.
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 렌즈 캐리어와 하우징 사이에 배치된 다수의 볼 베어링에 예압을 형성하기 위한 구조를 제공함으로써 AF 및/또는 OIS 구동을 정밀하게 제어하는 렌즈 조립체를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 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.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 베이스; 상기 베이스에 광축 방향을 따라 이동 가능하게 배치되는 지지 부재; 다수의 힌지 부재에 의해 상기 지지 부재에 상기 광축 방향의 직각인 평면을 따라 이동 가능하게 연결되는 렌즈 캐리어; 상기 렌즈 캐리어를 광축 방향을 따라 이동시키는 AF(auto focus) 구동부; 상기 렌즈 캐리어를 상기 광축 방향의 직각인 평면을 따라 이동시키는 OIS(optical image stabilizer) 구동부; 상기 베이스와 상기 지지 부재 사이에 배치되어 상기 지지 부재를 상기 광축 방향으로 가이드 하는 다수의 볼 베어링; 및 상기 지지 부재를 상기 베이스의 일측 방향으로 당겨 상기 다수의 볼 베어링에 예압을 형성하는 홀딩부를 포함하는 렌즈 조립체를 제공한다.
상기 홀딩부는, 상기 베이스의 일측에 고정되고, 상기 지지 부재에 형성된 가이드 구멍에 삽입된 자성체; 및 상기 가이드 구멍에 결합되어 상기 자성체와 인력이 작용하는 마그네트를 포함할 수 있다.
상기 베이스는 타측에 광축 방향에 평행한 제1 가이드 홈이 형성되고, 상기 지지 부재는 상기 제1 가이드 홈과 마주하는 제2 가이드 홈이 형성되며, 상기 다수의 볼 베어링은 상기 자성체와 상기 마그네트 사이에 작용하는 인력에 의해 서로 가까워지는 방향으로 이동하는 상기 제1 가이드 홈과 상기 제2 가이드 홈 사이에서 구름 가능한 상태로 가압될 수 있다.
상기 제1 가이드 홈과 상기 제2 가이드 홈은 각각 단면이 V자 형상일 수 있다.
상기 자성체는 상기 광축 방향에 평행하게 배치되고 핀 형상을 가질 수 있다.
상기 렌즈 조립체는, 상기 베이스에 결합되는 외부 커버를 더 포함하고, 상기 자성체는 일단이 상기 베이스의 바닥에 고정되고 타단이 상기 외부 커버의 일부에 고정될 수 있다.
상기 AF 구동부는 상기 다수의 볼 베어링과 상기 홀딩부 사이에 위치할 수 있다.
상기 다수의 힌지 부재는 탄성력을 가지는 합성수지재로 이루질 수 있다.
상기 다수의 힌지 부재는 각각,　상기 지지 부재의 모서리 부분에 형성된 제1 결합홈에 결합되는 제1 단부; 상기 렌즈 캐리어의 모서리 부분에 형성된 제2 결합홈에 결합되는 제2 단부; 중앙으로 갈수록 점차 볼록하게 형성되는 기둥부; 상기 제1 단부와 상기 기둥부 사이에 위치하는 제1 벤딩부; 및 상기 제2 단부와 상기 기둥부 사이에 위치하는 제2 벤딩부;를 포함하고, 상기 제1 벤딩부 및 상기 제2 벤딩부는 각각 상기 기둥부의 두께 보다 얇은 두께를 가질 수 있다.
상기 다수의 힌지 부재의 제1 단부는 상기 제1 결합홈에 압박 상태로 끼움 결합되고, 상기 다수의 힌지 부재의 제2 단부는 상기 제2 결합홈에 압박 상태로 끼움 결합될 수 있다.
상기 다수의 힌지 부재의 제1 단부는 상기 제1 결합홈에 도포되는 접착제에 의해 상기 지지 부재에 고정되고, 상기 다수의 힌지 부재의 제2 단부는 상기 제2 결합홈에 도포되는 접착제에 의해 상기 렌즈 캐리어에 고정될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 렌즈 조립체를 나타낸 조립사시도이다.
도 2 및 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 렌즈 조립체를 서로 다른 방향에서 바라본 분해사시도들이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 렌즈 조립체의 내부 커버와 외부 커버를 생략한 상태에서 렌즈 조립체를 나타낸 평면도이다.
도 5는 도 4에 표시된 A-A'선을 따라 나타낸 단면도이다.
도 6은 도 4에 표시된 B-B'선을 따라 나타낸 단면도이다.
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.
본 발명의 일 실시 예에 따른 렌즈 조립체는 모바일 기기(예를 들면, 스마트폰 등)에 설치하여 피사체를 촬영하는데 사용되며, 렌즈 조립체는 줌(zoom) 및 AF(auto focus) 기능을 구현할 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 조립체를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 렌즈 조립체를 나타낸 조립사시도이고, 도 2 및 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 렌즈 조립체를 서로 다른 방향에서 바라본 분해사시도들이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 렌즈 조립체(1)는 베이스(100)와, 자동 초점 조절을 위해 Z축 방향(본 발명에서 Z축 방향은 광축 방향을 의미할 수 있다)으로 이동 가능하게 베이스(100)에 배치되는 지지 부재(200)와, 손떨림 보정을 위해 렌즈 캐리어(200)를 X-Y 평면을 따라 유동 가능하도록 지지하는 다수의 힌지 부재(300)와, 렌즈부(450)가 결합된 렌즈 캐리어(400)와, 렌즈 캐리어(400)가 지지 부재(200)로부터 이탈하는 것을 방지하기 위한 내부 커버(500)와, 베이스(100)의 상부를 덮는 외부 커버(600)를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 렌즈 조립체(1)는 베이스(100)와 지지 부재(200) 사이에 배치되는 다수의 볼 베어링(170)과, 지지 부재(200)를 베이스(100)의 일측 방향으로 당겨 다수의 볼 베어링(170)에 예압을 형성하는 홀딩부(150, 도 4 참조)를 포함할 수 있다.
베이스(100)는 소형 모바일 기기(미도시)의 일 부분에 설치될 수 있다. 베이스(100)의 하측(외부 커버(600)에 의해 덮이는 측의 반대 측)에는 이미지 센서(미도시)가 실장된 인쇄회로기판(미도시)이 배치될 수 있다.
베이스(100)는 예를 들어, 직육면체로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 직육면체 외에 렌즈 조립체(10)가 설치되는 소형 모바일 기기의 크기 및 형상에 따라 적절히 변경될 수 있다.
베이스(100)는 내측에 지지 부재(200)가 Z축 방향을 따라 이동할 수 있는 소정의 공간이 마련되며, 바닥부(103)에는 제1 광통과구멍(101)이 형성된다. 렌즈 캐리어(400)을 통과한 빛은 베이스(100)의 제1 광통과구멍(101)을 통해 베이스(100)의 하측에 위치한 이미지 센서로 조사된다.
베이스(100)는 4개의 측면 중 3개의 측면에 AF 코일(711), 제1 OIS 코일(811), 제2 OIS 코일(831)이 배치될 수 있다. 제1 OIS 코일(811)과 제2 OIS 코일(831)은 베이스(100)의 인접한 2개의 측면에 각각 배치될 수 있다.
베이스(100)는 외측면을 따라 인쇄회로기판(130)이 배치될 수 있으며, AF 코일(711), 제1 OIS 코일(811), 제2 OIS 코일(831)이 전기적으로 연결될 수 있다.
베이스(100)는 자성체(151)가 배치된 지점으로부터 Y축 방향으로 소정 간격을 두고 제1 가이드 홈(105)이 형성될 수 있다.
제1 가이드 홈(105)은 자성체(151)의 반대 측을 향하며 Z축 방향을 따라 소정 길이로 형성될 수 있다. 베이스(100)의 제1 가이드 홈(105)은 지지 부재(200)의 제2 가이드 홈(205)과 서로 마주하도록 배치되며, 지지 부재(200)의 제2 가이드 홈(205)과 함께 다수의 볼 베어링(170)을 수용할 수 있다. 베이스(100)의 제1 가이드 홈(105)과 지지 부재(200)의 제2 가이드 홈(205)은 V자 형상의 단면을 가질 수 있다.
지지 부재(200)는 베이스(100)의 제1 광통과구멍(101)에 대응하는 제2 광통과구멍(201)이 형성되고, 일측면에 AF 코일(711)과 대응하는 AF 마그네트(713)가 배치될 수 있다. 지지 부재(200)가 베이스(100) 내측에 배치되는 경우, AF 코일(711)과 AF 마그네트(713)는 소정 간격으로 이격될 수 있다.
지지 부재(200)는 AF 구동부에 의해 베이스(100) 내측에서 Z축 방향을 따라 이동할 수 있다.
AF 마그네트(713)가 배치된 지지 부재(200)의 일측면에는 AF 마그네트(713)의 일측에 제2 가이드 홈(205)이 형성되고 AF 마그네트(713)의 타측에 홀딩부(150, 도 4 참조)가 배치될 수 있다.
홀딩부(150)는 다수의 볼 베어링(170)에 작용하는 예압을 형성할 수 있다. 이하, 도 4 및 5를 참조하여 홀딩부(150)의 구조를 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 렌즈 조립체의 내부 커버와 외부 커버를 생략한 상태에서 렌즈 조립체를 나타낸 평면도이고, 도 5는 도 4에 표시된 A-A'선을 따라 나타낸 단면도이다.
도 4 및 5를 참조하면, 홀딩부(150)는 베이스(100)에 고정된 자성체(151)와, 자성체(151)에 대하여 인력이 작용하는 마그네트(153)를 포함할 수 있다.
자성체(151)는 Z축 방향을 따라 배치되며 소정 길이를 가지는 핀 형상으로 이루어질 수 있다. 자성체(151)는 지지 부재(200)의 일측부(210) 형성된 가이드 구멍(211)에 슬라이딩 가능하게 삽입될 수 있다.
자성체(151)는 베이스(100)의 바닥부(103)에 형성된 고정부(140)에 일단이 삽입되며 Z축 방향으로 배치될 수 있다. 자성체(151)는 인서트 사출을 통해 베이스(100)와 일체로 형성될 수 있다. 또한, 자성체(151)의 타단은 외부 커버(600)의 내측에 형성된 요홈(미도시)에 분리 가능하게 삽입될 수 있다.
자성체(151)의 양단이 베이스(100)와 외부 커버(600)에 각각 고정됨에 따라, 자성체(151)는 AF 구동 시 지지 부재(200)가 Z축 방향을 따라 전진 및 후진할 때 발생하는 진동 또는 기구적인 공차에 의해 흔들리지 않고 베이스(200)에 고정될 수 있다.
마그네트(153)는 지지 부재(200)에 결합되어 지지 부재(200)와 함께 이동할 수 있다. 마그네트(153)는 가이드 구멍(211)에 삽입 고정됨에 따라 자성체(220)에 대하여 인력이 작용하는 범위 내에 위치할 수 있다.
베이스(100)와 자성체(151)는 고정되는 구성 요소이고 상대적으로 지지 부재(200)와 마그네트(153)는 이동하는 구성 요소이다.
지지 부재(200)는 자성체(151)와 마그네트(153) 사이에 발생하는 인력에 의해 베이스(100) 내에서 베이스(100)의 일측(예를 들면, 자성체(151)가 배치된 베이스(100)의 일측)으로 당겨질 수 있다. 이에 따라, 지지 부재(200)의 제2 가이드 홈(205)은 베이스(100)의 제1 가이드 홈(103)에 가까워지는 방향으로 이동할 수 있다.
이 경우, 다수의 볼 베어링(170)은 홀딩부(150)에 의해 예압이 작용하는 상태로 베이스(100)의 제1 가이드 홈(105)과 지지 부재(200)의 제2 가이드 홈(205) 사이에 유격 없이 배치될 수 있다.
따라서, 본 실시 예에 따른 렌즈 조립체(1)는 홀딩부(150)에 의해 다수의 볼 베어링(170)에 작용하는 예압을 형성함으로써, AF 구동 시 지지 부재(200)의 관성 이동 및 정지 동작을 정밀하게 구현하는 것을 돕는 것은 물론 지지 부재(200)가 틸팅되는 현상을 없앨 수 있다.
도 2 및 3을 참조하면, AF 구동부는 베이스(100)에 배치된 AF 코일(711)과, 지지 부재(200)에 결합된 AF 마그네트(713)를 포함할 수 있다.
AF 구동부는 지지 부재(200)를 Z축 방향으로 전진 또는 후진 시킬 수 있다. 예를 들어, 지지 부재(200)는 AF 코일(711)에 전류를 정방향 또는 역방향으로 인가하면 AF 코일(711)과 AF 마그네트(713)와의 상호 작용을 통해 +Z축 방향 또는 -Z축 방향으로 이동될 수 있다.
폐곡선 형상의 AF 코일(41) 내측에는 제1 홀 센서(hall sensor)(715)가 배치될 수 있다. 제1 홀센서(715)는 인쇄회로기판(130)에 전기적으로 연결된다. 제1 홀 센서(715)는 AF 마그네트(713)의 이동을 감지하고, 감지한 신호를 소형 모바일 기기의 제어부(미도시)로 전송할 수 있다.
제어부는 제1 홀 센서(715)와 AF 구동부를 통해 지지 부재(200)의 Z축 방향 제어를 수행할 수 있다. 본 실시 예에서는 제1 홀 센서(715) 대신 홀 센서를 포함한 구동 IC를 사용할 수도 있다.
다수의 힌지 부재(300)는 지지 부재(200)와 렌즈 캐리어(400)를 광축 방향으로 상호 연결할 수 있다. 이 경우, 다수의 힌지 부재(300)는 일단이 각각 지지 부재(200)의 네 모서리 부분에 형성된 제1 결합홈(230)에 끼움 결합되고, 렌즈 캐리어(400)의 네 모서리 부분에 형성된 제2 결합홈(430)이 끼움 결합될 수 있다.
다수의 힌지 부재(300)는 모두 동일한 형상으로 이루어지며 4개가 구비될 수 있다.
다수의 힌지 부재(300)는 각각 일단부가 지지 부재(200)의 네 모서리 부분에 형성된 다수의 제1 결합홈(230)에 끼움 결합되고, 타단부가 렌즈 캐리어(400)의 네 모서리 부분에 형성된 다수의 제2 결합홈(430)에 끼움 결합될 수 있다.
다수의 힌지 부재(300)는 제1 및 제2 OIS 구동부 작동 시 렌즈 캐리어(400)가 X-Y 평면 상의 어느 한 지점으로 위치 이동되도록 일 부분이 휘어질 수 있다. 또한, 다수의 힌지 부재(300)는 제1 및 제2 OIS 구동부가 동작하지 않을 경우 렌즈 캐리어(400)를 원위치로 복원하도록 탄성력을 가질 수 있다.
다수의 힌지 부재(300)는 부도체이면서 내구력이 뛰어난 합성수지재(예를 들면, 열가소성 엘라스토머(TPE: Thermoplastic Elastomer))로 형성될 수 있다.
이와 같이 합성수지재로 이루어지는 다수의 힌지 부재(300)는 사출 성형에 의해 제작될 수 있다.
한편, 얇은 금속 와이어를 구비한 종래의 렌즈 조립체는 외부 충격이 가해지면 와이어가 쉽게 끊어지는 문제가 있었으나, 본 실시 예에 따른 힌지 부재(300)는 렌즈 조립체(1)에 가해지는 외부 충격을 흡수할 수 있으므로 쉽게 끊어지지 않아 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 6은 도 4에 표시된 B-B'선을 따라 나타낸 단면도로서, 힌지 부재(300), 지지 부재(200) 및 렌즈 캐리어(400) 간의 연결 구조를 나타낸 도면이다.
이하, 도 6을 참조하여 다수의 힌지 부재(300)의 양단이 각각 지지 부재(200)와 렌즈 캐리어(400)에 연결된 구조를 설명한다. 다수의 힌지 부재(300)는 실질적으로 동일한 형상으로 이루어지므로 하나의 힌지 부재에 대해서만 설명한다.
힌지 부재(300)는 소정 길이와 두께를 가지는 기둥부(330)와, 기둥부(330)의 일측에 위치하는 제1 단부(310)와, 기둥부(330)의 타측에 위치하는 제2 단부(350)와, 기둥부(330) 및 제1 단부(310) 사이에 위치하는 제1 벤딩부(bending portion)(320)와, 기둥부(330) 및 제2 단부(350) 사이에 형성된 제2 벤딩부(340)를 포함할 수 있다.
힌지 부재(300)의 제1 단부(310)는 지지 부재(200)의 제1 결합홈(230)에 압박 상태로 끼움 결합될 수 있다. 이 상태에서, 지지 부재(200)의 제1 결합홈(230)에 제1 접착제(G1)를 도포하여, 힌지 부재(300)의 제1 단부(310)를 지지 부재(200)의 제1 결합홈(230)에 더욱 견고하게 고정시킬 수 있다.
힌지 부재(300)의 제2 단부(350)는 렌즈 캐리어(400)의 제2 결합홈(430)에 압박 상태로 끼움 결합될 수 있다. 이 상태에서, 렌즈 캐리어(400)의 제2 결합홈(430)에 제2 접착제(G2)를 도포하여, 힌지 부재(300)의 제2 단부(350)를 렌즈 캐리어(400)의 제2 결합홈(430)에 더욱 견고하게 고정시킬 수 있다.
따라서, 렌즈 조립체(1)에 외부 충격이 가해지는 경우, 힌지 부재(300)의 제1 및 제2 단부(310, 350)가 지지 부재(200)의 제1 결합홈(230)과 렌즈 캐리어(400)의 제2 결합홈(430)으로부터 분리되는 것을 원천적으로 차단할 수 있다.
지지 부재(200)의 제1 결합홈(230)에 도포되는 제1 접착제(G1)와 렌즈 캐리어(400)의 제2 결합홈(430)에 도포되는 제2 접착제(G2)는 도포 후 소정 시간이 지나면 경화될 수 있다.
한편, 힌지 부재(300)의 기둥부(330)가 배치되는 지지 부재(200)의 홈부(231)에는 제3 접착제(G3)가 도포될 수 있다.
제3 접착제(G3)는 댐핑 본드일 수 있으며, 도포 후 경화되지 않고 대략 겔(gel) 상태로 유지된다.
제3 접착제(G3)는 힌지 부재(300)의 기둥부(320)의 일부와 제1 벤딩부(320)를 함께 감쌀 수 있다. 이에 따라, 렌즈 캐리어(400)의 X-Y 평면 상 유동이 가능하도록 제1 벤딩부(320)가 탄력적으로 휘어질 수 있다. 이 경우, 제3 접착제(G3)는 렌즈 조립체(1)에 가해지는 외부 충격이나 제어 과정에서 발생하는 진동 등을 흡수하는 댐퍼 역할을 할 수 있다.
본 실시예에서는 힌지 부재(300)의 제1 단부(310) 및 제2 단부(350)가 각각 제1 및 제2 접착제(G1, G2)에 의해 지지 부재(200)와 렌즈 캐리어(400)에 견고하게 고정될 수 있다.
힌지 부재(300)의 제1 단부(310) 및 제2 단부(350)는 접착제를 생략하더라도 지지 부재(200)의 제1 결합홈(230)과 렌즈 캐리어(400)의 제2 결합홈(430)에 압박 상태로 결합됨에 따라 견고하게 결합력을 유지할 수 있다.
힌지 부재(300)의 제1 벤딩부(320)와 제2 벤딩부(340)는 기둥부(330)보다 얇게 형성될 수 있다. 이에 따라, OIS 구동 시 기둥부(330)는 휘어지지 않고 제1 벤딩부(320)와 제2 벤딩부(340)가 소정 각도로 꺾일 수 있다. 따라서, 렌즈 캐리어(400)는 X축 및 Y축으로 원활하게 위치 이동할 수 있다.
또한, 힌지 부재(300)의 제1 및 제2 벤딩부(320, 340)는 제1 및 제2 OIS 구동부로 인가된 전원이 차단되는 경우 탄성력에 의해 원형으로 복원될 수 있다.
힌지 부재(300)의 기둥부(330)는 기둥부(330)의 상단과 하단으로부터 각각 중앙으로 갈수록 점차 두께가 증가하는 형상 즉, 전체적으로 가운데 부분이 볼록한 형상으로 이루어질 수 있다. 이 경우, 기둥부(330)의 종단면은 대략 타원 형상일 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 얇은 금속 와이어 힌지는 렌즈 크기가 증가함에 따라 렌즈 캐리어(400)가 무거울 경우 렌즈 캐리어(400)의 자중에 의해 쉽게 휘어짐에 따라, 렌즈 캐리어(400)의 위치를 제어하기 어려웠다.
하지만 본 실시 예에 따른 렌즈 조립체(1)는 힌지 부재(300)의 기둥부(330)가 볼록하게 형성됨에 따라 힌지 부재(300)의 강성이 증가될 수 있어 렌즈 캐리어(400)의 자중에 의해 힌지 부재(300)가 휘어지는 것을 방지할 수 있다.
렌즈 캐리어(400)는 OIS 구동 시 다수의 힌지 부재(300)에 의해 X-Y 평면 상으로 요동 가능하게 지지될 수 있다.
렌즈 캐리어(400)는 다수의 렌즈가 광축 방향으로 적층되는 렌즈부(450)가 결합될 수 있다.
내부 커버(500)는 다수의 힌지 부재(300)에 의해 지지 부재(200)에 연결된 렌즈 캐리어(400)가 지지 부재(200)로부터 분리되는 것을 방지할 수 있다. 내부 커버(500)는 렌즈부(450)를 노출시킬 수 있는 제3 광통과구멍(501)이 형성될 수 있다.
내부 커버(500)는 가이드 구멍(211)으로부터 돌출된 자성체(151)의 타단이 관통하는 구멍(510)이 형성된다. 자성체(151)의 타단은 외부 커버(600)의 내측에 형성되는 요홈(미도시)에 삽입될 수 있다.
내부 커버(500)는 다수의 힌지 부재(300)의 일부가 삽입되는 지지 부재의 다수의 홈부(231, 도 6 참조)의 측부를 덮는 다수의 리브(530)가 형성될 수 있다. 지지 부재(200)의 다수의 홈부(231)는 지지 부재(300)의 다수의 제1 결합홈(230)과 각각 연결된 공간으로 각 힌지 부재(300)의 일부가 삽입될 수 있다.
내부 커버(500)의 다수의 리브(530)는 다수의 홈부(231)의 측면을 덮어 각 홈부(231)에 충진된 제3 접착제(G3, 도 6 참조)가 각 홈부(231)로부터 흘러 나오는 것을 방지할 수 있다.
외부 커버(600)는 베이스(100)에 결합되며, 내부 커버(500)를 덮는다. 외부 커버(600) 역시 렌즈부(450)의 상부가 노출될 수 있는 제4 광통과구멍(601)이 형성된다. 외부 커버(600)는 전자파 차폐가 가능한 금속재로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 렌즈 조립체(1)는 OIS 구동부를 포함할 수 있다. OIS 구동부는 렌즈 캐리어(400)를 X축 방향으로 이동하기 위한 제1 OIS 구동부와, 렌즈 캐리어(400)를 Y축 방향으로 이동하기 위한 제2 OIS 구동부를 포함할 수 있다.
제1 OIS 구동부는 베이스(100)의 네 측면 가운데 AF 코일(711)에 인접한 측면에 배치되는 제1 OIS 코일(811)과, 렌즈 캐리어(400)의 네 측면 가운데 한 측면에 배치되는 제1 OIS 마그네트(813)를 포함할 수 있다.
제1 OIS 코일(811)은 베이스(100)에 설치된 인쇄회로기판(130)에 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 OIS 마그네트(813)는 렌즈 캐리어(400)가 지지 부재(300)와 함께 베이스(100)의 내측 공간에 배치되는 경우 제1 OIS 코일(811)과 일정한 간격을 두고 마주하게 된다.
제1 OIS 구동부는 제1 OIS 코일(811)에 인가되는 전류의 방향에 따라 제1 OIS 마그네트(813)와의 상호 작용을 통해 렌즈 캐리어(400)를 +X축 방향 또는 -X축 방향으로 이동시킨다.
폐곡선 형상의 제1 OIS 코일(811) 내측에는 제2 홀 센서(815)가 배치될 수 있다. 제2 홀센서(815)는 인쇄회로기판(130)에 전기적으로 연결된다. 제2 홀 센서(815)는 제1 OIS 마그네트(813)의 이동을 감지하고, 감지한 신호를 소형 모바일 기기의 제어부로 전송할 수 있다.
제어부는 제2 홀 센서(815)와 제1 OIS 구동부를 통해 지지 부재(200)의 X축 방향 제어를 수행할 수 있다. 본 실시 예에서는 제2 홀 센서(815) 대신 홀 센서를 포함한 구동 IC를 사용할 수도 있다.
제2 OIS 구동부는 베이스(100)의 네 측면 가운데 제1 OIS 코일(811)에 인접한 측면에 배치되는 제2 OIS 코일(831)과, 렌즈 캐리어(400)의 네 측면 가운데 제1 OIS 마그네트(813)에 인접한 측면에 배치되는 제2 OIS 마그네트(833)를 포함할 수 있다.
제2 OIS 코일(831)은 베이스(100)에 설치된 인쇄회로기판(130)에 전기적으로 연결될 수 있다.
제2 OIS 마그네트(833)는 렌즈 캐리어(400)가 지지 부재(300)와 함께 베이스(100)의 내측 공간에 배치되는 경우 제2 OIS 코일(831)과 일정한 간격을 두고 마주하게 된다.
제2 OIS 구동부는 제2 OIS 코일(831)에 인가되는 전류의 방향에 따라 제2 OIS 마그네트(833)와의 상호 작용을 통해 렌즈 캐리어(400)를 +Y축 방향 또는 -Y축 방향으로 이동시킨다.
폐곡선 형상의 제2 OIS 코일(831) 내측에는 제3 홀 센서(835)가 배치될 수 있다. 제3 홀센서(835)는 인쇄회로기판(130)에 전기적으로 연결된다. 제3 홀 센서(835)는 제2 OIS 마그네트(833)의 이동을 감지하고, 감지한 신호를 소형 모바일 기기의 제어부로 전송할 수 있다.
제어부는 제3 홀 센서(835)와 제2 OIS 구동부를 통해 지지 부재(200)의 Y축 방향 제어를 수행할 수 있다. 본 실시 예에서는 제3 홀 센서(835) 대신 홀 센서를 포함한 구동 IC를 사용할 수도 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명에 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해돼서는 안될 것이다.

Claims (11)

  1. 베이스;
    상기 베이스에 광축 방향을 따라 이동 가능하게 배치되는 지지 부재;
    다수의 힌지 부재에 의해 상기 지지 부재에 상기 광축 방향의 직각인 평면을 따라 이동 가능하게 연결되는 렌즈 캐리어;
    상기 렌즈 캐리어를 광축 방향을 따라 이동시키는 AF(auto focus) 구동부;
    상기 렌즈 캐리어를 상기 광축 방향의 직각인 평면을 따라 이동시키는 OIS(optical image stabilizer) 구동부;
    상기 베이스와 상기 지지 부재 사이에 배치되어 상기 지지 부재를 상기 광축 방향으로 가이드 하는 다수의 볼 베어링; 및
    상기 지지 부재를 상기 베이스의 일측 방향으로 당겨 상기 다수의 볼 베어링에 예압을 형성하는 홀딩부;를 포함하는, 렌즈 조립체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 홀딩부는,
    상기 베이스의 일측에 고정되고, 상기 지지 부재에 형성된 가이드 구멍에 삽입된 자성체; 및
    상기 가이드 구멍에 결합되어 상기 자성체와 인력이 작용하는 마그네트;를 포함하는, 렌즈 조립체.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 베이스는 타측에 광축 방향에 평행한 제1 가이드 홈이 형성되고,
    상기 지지 부재는 상기 제1 가이드 홈과 마주하는 제2 가이드 홈이 형성되며,
    상기 다수의 볼 베어링은 상기 자성체와 상기 마그네트 사이에 작용하는 인력에 의해 서로 가까워지는 방향으로 이동하는 상기 제1 가이드 홈과 상기 제2 가이드 홈 사이에서 구름 가능한 상태로 가압되는, 렌즈 조립체.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1 가이드 홈과 상기 제2 가이드 홈은 각각 단면이 V자 형상인, 렌즈 조립체.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 자성체는 상기 광축 방향에 평행하게 배치되고, 핀 형상을 가지는, 렌즈 조립체.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 베이스에 결합되는 외부 커버를 더 포함하고,
    상기 자성체는 일단이 상기 베이스의 바닥에 고정되고 타단이 상기 외부 커버의 일부에 고정되는, 렌즈 조립체.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 AF 구동부는 상기 다수의 볼 베어링과 상기 홀딩부 사이에 위치하는, 렌즈 조립체.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 힌지 부재는 탄성력을 가지는 합성수지재로 이루어진, 렌즈 조립체.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 다수의 힌지 부재는 각각,　
    상기 지지 부재의 모서리 부분에 형성된 제1 결합홈에 결합되는 제1 단부;
    상기 렌즈 캐리어의 모서리 부분에 형성된 제2 결합홈에 결합되는 제2 단부;
    중앙으로 갈수록 점차 볼록하게 형성되는 기둥부;
    상기 제1 단부와 상기 기둥부 사이에 위치하는 제1 벤딩부; 및
    상기 제2 단부와 상기 기둥부 사이에 위치하는 제2 벤딩부;를 포함하고,
    상기 제1 벤딩부 및 상기 제2 벤딩부는 각각 상기 기둥부의 두께 보다 얇은 두께를 가지는, 렌즈 조립체.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 단부는 상기 제1 결합홈에 압박 상태로 끼움 결합되고,
    상기 제2 단부는 상기 제2 결합홈에 압박 상태로 끼움 결합되는, 렌즈 조립체.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 제1 단부는 상기 제1 결합홈에 도포되는 접착제에 의해 상기 지지 부재에 고정되고,
    상기 제2 단부는 상기 제2 결합홈에 도포되는 접착제에 의해 상기 렌즈 캐리어에 고정되는, 렌즈 조립체.
PCT/KR2022/009810 2021-07-08 2022-07-07 렌즈 조립체 WO2023282650A1 (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2021-0089482 2021-07-08
KR20210089482 2021-07-08
KR1020220048499A KR20230009284A (ko) 2021-07-08 2022-04-19 렌즈 조립체
KR10-2022-0048499 2022-04-19

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023282650A1 true WO2023282650A1 (ko) 2023-01-12

Family

ID=84800762

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2022/009810 WO2023282650A1 (ko) 2021-07-08 2022-07-07 렌즈 조립체

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2023282650A1 (ko)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012073648A (ja) * 2011-12-27 2012-04-12 Mitsumi Electric Co Ltd レンズホルダ駆動装置
KR20160006146A (ko) * 2015-12-28 2016-01-18 자화전자(주) 카메라 렌즈 모듈
KR101792441B1 (ko) * 2016-12-06 2017-10-31 삼성전기주식회사 카메라 모듈
KR20200092817A (ko) * 2019-01-25 2020-08-04 마이크로엑츄에이터(주) 렌즈 조립체
CN213581561U (zh) * 2020-12-25 2021-06-29 新思考电机有限公司 驱动装置、照相装置以及电子设备

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012073648A (ja) * 2011-12-27 2012-04-12 Mitsumi Electric Co Ltd レンズホルダ駆動装置
KR20160006146A (ko) * 2015-12-28 2016-01-18 자화전자(주) 카메라 렌즈 모듈
KR101792441B1 (ko) * 2016-12-06 2017-10-31 삼성전기주식회사 카메라 모듈
KR20200092817A (ko) * 2019-01-25 2020-08-04 마이크로엑츄에이터(주) 렌즈 조립체
CN213581561U (zh) * 2020-12-25 2021-06-29 新思考电机有限公司 驱动装置、照相装置以及电子设备

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2016013708A1 (ko) 카메라 모듈
WO2015133725A1 (ko) 카메라 렌즈 모듈
WO2014092363A1 (ko) 렌즈구동 액추에이터
WO2014142622A1 (ko) 렌즈 액츄에이터
WO2015130051A1 (ko) 렌즈구동모터
WO2016133288A1 (ko) 카메라 모듈
WO2015060637A1 (ko) 카메라 렌즈 모듈
WO2019177206A1 (en) Image acquisition device
WO2014092271A1 (en) Optical adjusting apparatus
WO2015046761A1 (ko) 자동 초점 조절 및 손떨림 보정 기능을 갖는 휴대단말기용 카메라 액추에이터
WO2014157998A1 (en) Camera lens module
WO2019004643A1 (ko) 카메라 모듈
WO2014003492A1 (en) Camera module
WO2019031817A1 (ko) 렌즈 구동 장치, 카메라 모듈 및 광학 기기
WO2014003280A1 (en) Camera module
WO2018117414A1 (ko) 비대칭 지지 구조의 자동초점 조절장치
WO2016137083A1 (ko) 손 떨림 보정 장치
WO2019151700A1 (ko) 카메라 모듈
WO2020013465A1 (ko) 자동 초점 조절장치
CN217385944U (zh) 一种透镜驱动装置、摄像装置及移动终端
WO2015147603A1 (ko) 흔들림 보정 기능을 갖는 카메라모듈
WO2014084576A1 (ko) 카메라 모듈
WO2021225230A1 (ko) 렌즈 조립체
WO2017164432A1 (ko) 렌즈 구동 장치
WO2014109475A1 (ko) 소형 카메라 모듈

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22838002

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE