KR100621682B1

KR100621682B1 - 카메라 모듈용 렌즈 구동장치

Info

Publication number: KR100621682B1
Application number: KR1020050026115A
Authority: KR
Inventors: 석종민
Original assignee: 방주광학 주식회사
Priority date: 2005-03-29
Filing date: 2005-03-29
Publication date: 2006-09-14

Abstract

본 발명은 카메라 모듈에 구비되어 렌즈를 전, 후진 구동하는 장치에 관한 것으로서, 카메라 모듈에 마련되는 베이스 몸체; 적어도 하나 이상의 렌즈가 장착되고, 상기 베이스 몸체에 대하여 전,후진 가능하게 설치되는 렌즈홀더; 상기 렌즈홀더에 고정되는 제1마그네트; 상기 제1마그네트와 반대극성이 대향하도록 상기 베이스 몸체에 고정되는 제2마그네트; 및 상기 제1마그네트와 제2마그네트 사이에 개재되도록 상기 베이스 몸체에 고정되고, 상기 제1마그네트와 제2마그네트 사이에 형성되는 자기장과의 상호작용으로 실질적으로 렌즈홀더를 전, 후진시킬 수 있는 전류가 인가되는 코일부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈용 렌즈 구동장치가 개시된다.

카메라폰, 마그네트, 플레밍의 왼손법칙, 자동촛점

Description

카메라 모듈용 렌즈 구동장치{LENS ACTUATOR FOR CAMERA MODULE}

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 카메라 모듈용 렌즈 구동장치의 구성을 도시하는 사시도.

도 2는 도 1의 정면도.

도 3은 도 1에서 제1마그네트와 제2마그네트 간의 자기장 분포를 도시하는 측면도.

도 4는 도 1에서 자기장 및 전류의 분포와 그에 따라 제1마그네트에 가해지는 힘 관계를 보여주는 평면도.

<도면의 주요 참조부호에 대한 설명>

100...베이스 몸체 101...렌즈홀더

102...제1마그네트 103...제2마그네트

104...코일부재 105...슬라이드

본 발명은 카메라 모듈용 렌즈 구동장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 카메라 모듈에 설치되어 렌즈가 전,후진되도록 구동력을 제공하는 카메라 모듈용 렌즈 구동장치에 관한 것이다.

일반적으로 카메라에는 자동촛점(Auto Focusing; AF) 기능을 지원하도록 렌즈를 전,후진시키는 구동장치가 구비된다. 특히, 최근에는 디지털 카메라나 카메라폰과 같이 경박단소형의 카메라가 널리 사용되는 바, 그에 걸맞도록 초소형으로 제작될 수 있는 렌즈 구동장치의 개발이 요구되고 있다.

종래의 렌즈 구동장치는 렌즈가 장착된 렌즈홀더에 코일이 고정되고, 렌즈홀더와 독립적으로 마그네트(Magnet)가 배치되어 코일과 마그네트의 상호작용으로 렌즈홀더의 전,후진 구동이 이루어졌다.

그런데, 이러한 종래의 렌즈 구동장치는 병진운동하는 렌즈홀더에 코일이 장착되는 구조상 렌즈홀더의 모멘트가 지나치게 커져서 가동시 부하가 많이 걸리는 문제가 있고, 렌즈홀더상에서의 코일 권선의 점유면적이 커서 장치의 부피를 줄이는 데 한계가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 창안된 것으로서, 장치의 소형화가 가능한 코일/마그네트 배치구조를 가진 카메라 모듈용 렌즈 구동장치를 제공하는 데 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 마그네트와의 상호작용 효율을 개선할 수 있는 코일 권선구조를 구비한 카메라 모듈용 렌즈 구동장치를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 카메라 모듈용 렌즈 구동장치는, 카메라 모듈에 마련되는 베이스 몸체; 적어도 하나 이상의 렌즈가 장착되고, 상기 베이스 몸체에 대하여 전,후진 가능하게 설치되는 렌즈홀더; 상기 렌즈홀더에 고정되는 제1마그네트; 상기 제1마그네트와 반대극성이 대향하도록 상기 베이스 몸체에 고정되는 제2마그네트; 및 상기 제1마그네트와 제2마그네트 사이에 개재되도록 상기 베이스 몸체에 고정되고, 상기 제1마그네트와 제2마그네트 사이에 형성되는 자기장과의 상호작용으로 실질적으로 렌즈홀더를 전, 후진시킬 수 있는 전류가 인가되는 코일부재;를 포함한다.

상기 코일부재는, 상기 제1마그네트와 평행을 이루도록 나란히 배열된 한 쌍의 코일 권선체를 구비하고, 상기 한 쌍의 코일 권선체는, 상호 인접하는 권선구간의 전류방향이 동일한 방향을 향하도록 코일이 권선되는 구조를 갖는 것이 바람직하다.

상기 한 쌍의 코일 권선체는, 일측 코일 권선체의 일단에서 인출된 코일이 타측 코일 권선체의 반대단으로 인입되어 연속적으로 코일이 권선되는 구조를 갖는 것이 바람직하다.

상기 제1마그네트, 제2마그네트 및 코일부재는 상기 렌즈홀더의 중심을 지나는 광축을 중심으로 대칭적으로 한 쌍이 구비되는 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 카메라 모듈용 렌즈 구동장치의 구성을 도시하는 사시도이며, 도 2는 도 1의 개략적인 정면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명은 카메라 모듈에 마련되는 베이스 몸체(100)와, 베이스 몸체(100)에 대하여 전,후진 가능하게 설치되는 렌즈홀더(101)와, 렌즈홀더(101)에 고정되는 제1마그네트(102)와, 베이스 몸체(100)에 고정되는 제2마그네트(103) 및 코일부재(104)를 포함한다.

카메라 모듈은 디지털 카메라와 같은 통상의 카메라 자체가 해당될 수 있으며, 보다 바람직하게는 초소형의 렌즈 구동장치가 요구되는 통상의 카메라폰에 내장되는 카메라가 해당될 수 있다.

베이스 몸체(100)는 카메라 모듈의 일측에 고정되는 소정의 지지물로서, 제2마그네트(103)와 코일부재(104)를 고정할 수 있는 장착면을 제공한다. 여기서, 베 이스 몸체(100)의 형태가 도면에 도시된 것에 한정되지 않고 다양하게 변형 가능함은 물론이다. 또한, 제2마그네트(103)와 코일부재(104)는 실질적으로 베이스 몸체(100)에 고정되는 한 직접으로 고정되는 것은 물론 소정의 구조체를 매개로 간접적으로 고정될 수도 있음은 물론이다.

렌즈홀더(101)에는 자동촛점 조절을 위한 적어도 하나 이상의 렌즈(미도시), 혹은 렌즈가 부착된 경통이 장착된다. 이러한 렌즈홀더(101)는 그 양측의 슬라이드(105) 부분을 잡아주는 소정의 가이드 수단(미도시)을 따라 슬라이딩 하면서 베이스 몸체(100)에 대하여 전,후진 가능하게 설치된다.

렌즈홀더(101)에는 제1마그네트(102)가 그 일면이 외부에 노출되도록 고정된다. 또한, 베이스 몸체(100)에는 제1마그네트(102)의 노출면과 반대극성을 갖는 면이 대향하도록 제2마그네트(103)가 고정된다. 여기서, 제1마그네트(102)와 제2마그네트(103)는 판상의 마그네트를 채용하여 도 3에 도시된 바와 같이 상호 평행하게 배치함으로써 예컨대, 제1마그네트(102)로부터 제2마그네트(103)로 향하는 자기장을 형성하는 것이 바람직하다.

제1마그네트(102)와 제2마그네트(103) 사이에는 플레밍의 왼손법칙(Fleming's left hand rule), 즉 전류와 자기장 사이의 힘 관계를 따르는 구동력을 발생시키도록 전류가 인가되는 코일부재(104)가 개재된다.

코일부재(104)는 마그네트(102,103)와의 충분한 상호 작용을 위해, 한 쌍의 코일 권선체가 제1마그네트(102)와 평행을 이루도록 나란히 배열된 구조를 갖는 것이 바람직하다.

여기서, 한 쌍의 코일 권선체는 상호 인접하는 권선구간의 전류방향이 동일한 방향을 향하도록 코일이 권선된다. 이를 위해, 코일 권선체는 예컨대, 도 4에 도시된 바와 같이 일측 코일 권선체의 한쪽 끝단에서 인출된 코일(106)이 타측 코일 권선체의 반대단으로 인입되어 연속적으로 코일이 권선되는 구조를 갖는 것이 바람직하다. 예를 들어, 코일 권선체가 실질적인 사각링 구조로 이루어질 경우, 일측 코일 권선체의 어느 한 단변에서 인출된 코일(106)은 타측 코일 권선체의 반대편 단변으로 인입된다.

도 4에는 제1마그네트(102)로부터 제2마그네트(103)로 향하는 자기장(지면에서 나오는 자기장 표시 참조)과, 코일부재(104)에 흐르는 전류(점선화살표 참조)와, 제1마그네트(102)에 가해지는 힘 벡터(F)의 관계가 도시되어 있다. 도면에 도시된 한 쌍의 코일 권선체에 있어, 상기 힘 관계에 실질적으로 관여하는 코일 권선구간은 렌즈홀더(101)의 가동 방향에 수직인 동시에 상호 인접하는 구간이라는 것을 당업자라면 잘 알 수 있을 것이다.

도 4에 도시된 바와 같은 자기장과 전류 방향에 의하면, 플레밍의 왼손법칙에 따라 코일부재(104)는 -F의 힘을 받게 되는데, 이때 코일부재(104)를 이루는 한 쌍의 코일 권선체와 제2마그네트(103)는 베이스 몸체(100)에 고정되어 있으므로 상대적으로 베이스 몸체(100)에 대하여 제1마그네트(102)에 F의 힘이 가해지게 되고, 결국 제1마그네트(102)와 일체로 렌즈홀더(101)가 이동하게 된다.

그러면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 렌즈 구동장치의 작동을 설명하기로 한다.

본 발명의 렌즈 구동장치에 있어, 렌즈가 장착되는 렌즈홀더(101)는 베이스 몸체(100)에 대하여 전,후진 가능하게 설치되고, 렌즈홀더(101)에는 제1마그네트(102)가 고정되며, 베이스 몸체(100)에는 제1마그네트(102)에 대응되는 제2마그네트(103)와, 상기 제1마그네트(102)와 제2마그네트(103) 사이에 개재되는 코일부재(104)가 고정된다.

제1마그네트(102)와 제2마그네트(103)는, 예컨대 제1마그네트(102)의 N극과 제2마그네트(103)의 S극이 서로 마주보도록 반대극성으로 배치되어 자기장을 형성한다.

따라서, 자기장 속에 위치하는 코일부재(104)에 전류를 인가하게 되면, 렌즈홀더(101)의 가동방향에 수직하는 방향으로 흐르는 전류와 자기장이 상호작용을 하여 플레밍의 왼손법칙을 따르는 방향으로 제1마그네트(102)가 F의 힘을 받게 되고, 이때 제1마그네트(102)는 렌즈홀더(101)에 고정되어 있으므로 결과적으로 베이스 몸체(100)로부터 이격되는 방향으로 렌즈홀더(101)가 전진하게 된다.

반대로, 코일부재(104)에 흐르는 전류방향을 역방향으로 전환하게 되면 플레밍의 왼손법칙에 따라 제1마그네트(102)가 -F의 힘을 받게 되어 렌즈홀더(101)가 베이스 몸체(100) 방향으로 후진하게 된다.

이상과 같은 렌즈홀더(101)의 전,후진 작동모드는 카메라 렌즈의 자동촛점 기능을 위해 유용하게 사용될 수 있다.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

본 발명에 따르면 렌즈홀더에 마그네트가 고정되므로 렌즈홀더의 전체 부피나 모멘트를 줄일 수 있는 장점이 있다.

또한, 유효 권선구간의 전류방향이 최적화 되도록 연속적으로 코일이 권선된 코일 권선체 구조가 제공되므로 마그네트와 코일의 상호작용 효율을 개선할 수 있다.

이러한 본 발명은 특히, 초소형의 카메라 모듈이 요구되는 카메라폰에 적용되어 작은 점유면적을 갖는 자동촛점 조절용 액츄에이터로 유용하게 사용될 수 있다.

Claims

카메라 모듈에 구비되어 렌즈를 전, 후진 구동하는 장치에 있어서,

상기 카메라 모듈에 마련되는 베이스 몸체;

적어도 하나 이상의 렌즈가 장착되고, 상기 베이스 몸체에 대하여 전,후진 가능하게 설치되는 렌즈홀더;

상기 렌즈홀더에 고정되는 제1마그네트;

상기 제1마그네트와 반대극성이 대향하도록 상기 베이스 몸체에 고정되는 제2마그네트; 및

상기 제1마그네트와 제2마그네트 사이에 개재되도록 상기 베이스 몸체에 고정되고, 상기 제1마그네트와 제2마그네트 사이에 형성되는 자기장과의 상호작용으로 실질적으로 렌즈홀더를 전, 후진시킬 수 있는 전류가 인가되는 코일부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈용 렌즈 구동장치.
제1항에 있어서,

상기 코일부재는, 상기 제1마그네트와 평행을 이루도록 나란히 배열된 한 쌍의 코일 권선체를 구비하고,

상기 한 쌍의 코일 권선체는, 상호 인접하는 권선구간의 전류방향이 동일한 방향을 향하도록 코일이 권선되어 있는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈용 렌즈 구동장치.
제2항에 있어서,

상기 한 쌍의 코일 권선체는, 일측 코일 권선체의 일단에서 인출된 코일이 타측 코일 권선체의 반대단으로 인입되어 연속적으로 코일이 권선되는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈용 렌즈 구동장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제1마그네트, 제2마그네트 및 코일부재는 상기 렌즈홀더의 중심을 지나는 광축을 중심으로 대칭적으로 한 쌍이 구비되는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈용 렌즈 구동장치.