KR100818495B1 - Device for lens transfer - Google Patents

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KR100818495B1
KR100818495B1 KR1020060130487A KR20060130487A KR100818495B1 KR 100818495 B1 KR100818495 B1 KR 100818495B1 KR 1020060130487 A KR1020060130487 A KR 1020060130487A KR 20060130487 A KR20060130487 A KR 20060130487A KR 100818495 B1 KR100818495 B1 KR 100818495B1
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KR
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lens
lens holder
drive shaft
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actuator
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KR1020060130487A
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고현필
강병훈
황정욱
콕 부르하네틴
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삼성전기주식회사
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Abstract

A lens transfer device is provided to obtain a high transfer resolution by obtaining great displacement with low input power and to minimize the loss of power for driving. In a lens transfer device(100), a lens holder(110) has at least one lens(113). An actuator(120) has a driving shaft(122) contacted with the lens holder and disposed at the upper end of a body unit(121) arranged in parallel to the direction of an optical axis. The actuator is elastically deformed in the direction of an optical axis in applying the power and supplies external force for transferring the lens holder. A preload member(130) holds a contact state between the driving shaft and the lens holder by pressing the driving shaft to the lens holder. The lens holder is composed of a lens receiving part(111) in which at least one lens is disposed and an extended part(112) extended toward the actuator in a predetermined length and friction-contacted with the driving shaft of the actuator. The extended part has at least one arranging groove(114) formed on one surface facing the driving shaft, wherein the driving shaft is disposed in the arranging groove. The driving shaft comprises at least one first contact unit disposed in the arranging groove to contact to the arranging groove and a second contact unit of which the upper end contacts to the lower surface of the extended part.

Description

렌즈 이송장치{Device for Lens Transfer}Device Transfer Lens

도 1은 종래 압전리니어 엑츄에이터를 도시한 구성도이다. 1 is a block diagram showing a conventional piezoelectric linear actuator.

도 2(a)(b)는 종래 렌즈 이송장치를 도시한 구성도이다.Figure 2 (a) (b) is a block diagram showing a conventional lens transfer device.

도 3는 본 발명에 따른 렌즈 이송장치를 도시한 전체 사시도이다. 3 is an overall perspective view of the lens transport apparatus according to the present invention.

도 4는 본 발명에 따른 렌즈 이송장치를 도시한 분해 사시도이다.Figure 4 is an exploded perspective view showing a lens transport apparatus according to the present invention.

도 5는 본 발명에 따른 렌즈 이송장치에 채용되는 엑츄에이터를 도시한 사시도이다. 5 is a perspective view showing an actuator employed in the lens transfer apparatus according to the present invention.

도 6은 본 발명에 따른 렌즈 이송장치에 채용되는 엑츄에이터의 동작상태를 도시한 것으로서, 6 is a view showing the operating state of the actuator employed in the lens transfer apparatus according to the present invention,

a)는 전원 무공급시a) when no power is supplied

b)는 몸체부의 신장상태b) is the elongated state of the body

c)는 몸체부의 수축상태이다.c) is the contracted state of the body.

도 7은 본 발명에 따른 렌즈 이송장치에 채용되는 엑츄에이터의 구동펄스를 도시한 그래프이다. 7 is a graph showing the driving pulse of the actuator employed in the lens transfer apparatus according to the present invention.

도 8은 본 발명에 따른 렌즈 이송장치에 채용되는 카메라 모듈을 도시한 사시도이다. 8 is a perspective view showing a camera module employed in the lens transfer apparatus according to the present invention.

도 9는 본 발명에 따른 렌즈 이송장치에 채용되는 다른 형태의 카메라 모듈을 도시한 사시도이다. 9 is a perspective view showing another type of camera module employed in the lens transfer apparatus according to the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

110 : 렌즈홀더 111 : 렌즈수용부110: lens holder 111: lens receiving portion

112 : 연장부 113 : 렌즈112: extension 113: lens

114 : 배치홈 115 : 고정홈114: placement groove 115: fixed groove

120 : 엑츄에이터 121 : 몸체부120: actuator 121: body

122 : 구동축 122a : 제1 접촉부122: drive shaft 122a: first contact portion

122b : 제2 접촉부 130 : 예압부재 122b: second contact portion 130: preload member

본 발명은 광학기구에 채용되는 렌즈를 이송하는 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 구동메카니즘의 구조를 단순화하여 소형화 설계를 도모하고, 렌즈구동에 소비되는 동력손실을 최소화하고, 렌즈의 위치제어를 보다 용이하게 수행할 수 있으며, 높은 구동효율을 얻을 수 있는 렌즈 이송장치에 관한 것이다. The present invention relates to an apparatus for transferring a lens employed in an optical apparatus, and more particularly, to simplify the structure of the driving mechanism to achieve a compact design, to minimize the power loss consumed by lens driving, and to control the position of the lens. It can be carried out more easily, and relates to a lens transfer apparatus that can obtain a high driving efficiency.

일반적으로 광학기구는 캠이나 스크류 또는 압전소자 등을 이용하여 렌즈를 이송시키는 렌즈이송장치를 포함하고 있다. 이때, 상기 렌즈이송장치는 동력을 발생시키는 수단으로 모터나 압전소자들을 사용하고 동력을 전달하는 수단으로 캠이 나 스크류 등을 사용한다.In general, the optical apparatus includes a lens transfer device for transferring a lens using a cam, a screw, or a piezoelectric element. In this case, the lens transfer apparatus uses a motor or piezoelectric elements as a means for generating power, and uses a cam or screw as a means for transmitting power.

따라서, 렌즈이송장치는 구동력에 의해 렌즈를 이송시켜 렌즈의 상대거리를 변화시킴으로써 줌(zooming)기능이나 초점조절(focusing)기능을 구현하도록 구성된다.Therefore, the lens transfer apparatus is configured to implement a zooming function or a focusing function by changing the relative distance of the lens by transferring the lens by the driving force.

도 1에는 압전리니어 엑츄에이터를 이용하여 렌즈를 이송시키는 일본공개특허 2004-15864호(2004.1.15. 공개)의 엑츄에이터가 도시되어 있다.FIG. 1 shows an actuator of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-15864 (published Jan. 5, 2004) for transferring a lens using a piezoelectric linear actuator.

이는 그 축방향에 왕복운동 또는 신축운동을 하는 구동축(3)과, 상기 구동축에 따라 이동가능하게 구동축에 마찰결합하는 슬라이더(4)와, 상기 슬라이더가 임의 이동방향으로 이동하도록 상기 구동축의 운동을 제어하는 구동제어수단을 구비하여 상기 구동제어수단이 슬라이더(4)의 전진(N2)과 후태(N1)를 교대로 수행하게 하고, 그 전진량과 후퇴량에 차이를 두는 것에 의해서 전체적으로 어느쪽의 방향으로 슬라이더(4)를 이동시키도록 구동축(3)을 제어하는 것입니다. This includes a drive shaft 3 reciprocating or stretching in the axial direction, a slider 4 frictionally coupled to the drive shaft so as to be movable along the drive shaft, and movement of the drive shaft so that the slider moves in an arbitrary movement direction. Which drive control means is provided so that the said drive control means performs the forward N2 and the backward N1 of the slider 4 alternately, and the difference of the forward amount and the retracted amount of which is altogether, Is to control the drive shaft (3) to move the slider (4) in the direction.

이러한 리니어 엑츄에이터는 구동축(3)이 압전 진동자 본체(2)에 탑재된 구조로 열경화 에폭시에 의해서 상기 압전 진동자 본체(2)의 일측에 구동축(3)의 일단이 고정되는 구조이며, 상기 구동축(3)은 장시간 사용시 수반되는 퇴적된 부착물을 제거하고 동작불량을 일으키지 않도록 하는 것이지만, 상기 구동축(3)과 압전리니어 본체(2)간의 고정이 열경화 에폭시에 의존하고, 이때 발생되는 접착력은 외부충격을 충분히 견딜수 있는 충분한 접착력을 발생시키지 못하는 단점이 있다. The linear actuator has a structure in which the drive shaft 3 is mounted on the piezoelectric vibrator body 2, and one end of the drive shaft 3 is fixed to one side of the piezoelectric vibrator body 2 by thermosetting epoxy, and the drive shaft ( 3) is to remove the deposits attached to the long-term use and not to cause a malfunction, but the fixing between the drive shaft 3 and the piezoelectric linear body (2) is dependent on the thermosetting epoxy, the adhesive force generated at this time is an external impact There is a disadvantage that does not generate sufficient adhesion to withstand sufficiently.

또한, 상기 구동축(3)이 접착면적에 비해 3배이상의 큰 부피를 갖기 때문에 외부충격에 쉽게 노출되어 구동축(3)이 압전 진동자 본체(2)로부터 이탈되는 현상 이 빈번하게 발생하는 구조적 문제점이 있었다. In addition, since the drive shaft 3 has a volume larger than three times the adhesive area, the drive shaft 3 is easily exposed to external shock, and thus the drive shaft 3 is frequently detached from the piezoelectric vibrator body 2. .

도 2(a)(b)에는 압전소자를 이용하여 렌즈를 이송시키는 미국특허 6,215,605호의 구동장치(30)가 도시되어 있다.2 (a) and 2 (b) show a driving device 30 of US Pat. No. 6,215,605 for transferring a lens using a piezoelectric element.

즉, 압전소자(32)를 베이스 블록(34)에 고정시키고 구동환봉(36)에 변위를 전달하여 슬라이드부(38a)에서 발생하는 예압과 렌즈 프레임(38)의 관성력, 가속도 효과로서 렌즈(L1,L2,L3,L4)를 이송시킨다. 또한, 입력전압의 파형에 따라 상기 렌즈 프레임(38)이 구동환봉(36)과 함께 이송하거나 또는 미끄러지는 상대운동을 함으로써 양방향 이송이 가능하다. In other words, the piezoelectric element 32 is fixed to the base block 34 and the displacement is transferred to the driving round bar 36 so that the preload generated in the slide part 38a and the inertia force and acceleration effect of the lens frame 38 are the lens L1. , L2, L3, L4). In addition, according to the waveform of the input voltage, the lens frame 38 is moved together with the driving round bar 36, or by the relative movement that is sliding, it is possible to transfer in both directions.

한편, 상기 구동장치(30)는 전자기 방식의 모터를 사용하지 않으므로 그 구조적으로 전자기파가 발생하지 않고, 동력전달 수단으로서 종감속 기어등을 사용하지 않으므로 그 구조의 단순화를 꾀할 수 있다.On the other hand, since the drive device 30 does not use an electromagnetic type of motor, its electromagnetic wave does not occur structurally, and since it does not use a longitudinal reduction gear or the like as a power transmission means, its structure can be simplified.

그러나, 상기 구동환봉(36)이 고정되어 있어 경통 길이의 가변이 불가능하므로 소형화에 제한이 있고 구동신호가 정현파 신호가 아닌 비대칭형 파형을 쓰기 때문에 구동회로가 복잡해진다는 문제점이 있다.However, since the driving rod 36 is fixed and the barrel length cannot be changed, there is a limitation in miniaturization and the driving circuit is complicated because the driving signal writes an asymmetric waveform rather than a sinusoidal signal.

이에 따라, 작은 체적 내에 장착이 가능하고, 이송의 분해능이 높아 정밀한 제어가 가능하며, 작은 구동력으로 작동되면서도 충분한 이송변위를 얻기 위해서, 렌즈를 갖는 렌즈홀더와, 이를 안내하는 안내핀을 구비하는 하우징 및 상기 하우징에 일단이 고정되고 상기 렌즈홀더에 타단이 접하여 전원인가시 압전변형에 의해서 상기 렌즈홀더를 외력을 발생시키는 구동수단을 포함하는 렌즈이송장치가 대한민국 특허공개 2005-109647호(2005.11.24 공개)에 개시되어 있다. Accordingly, the housing is provided with a lens holder having a lens and a guide pin for guiding the same in order to be mounted in a small volume, to have high resolution, and to control precisely, and to obtain sufficient displacement while operating with a small driving force. And a driving means for generating an external force on the lens holder by piezoelectric deformation when one end is fixed to the housing and the other end is in contact with the lens holder and the power is applied. Korean Patent Publication No. 2005-109647 (Nov. 24, 2005) Publication).

그러나, 이러한 종래의 렌즈이송장치는 조립구조상 렌즈홀더가 조립되는 안내핀과 압전구동력을 제공하는 구동수단이 하우징에 구비되기 때문에, 하우징의 하부면에 부착되는 이미지 센서와 안내핀간의 간섭을 고려하여 설계해야만 하고, 이로 인하여 장치의 크기를 소형화하는데 한계가 있었다. However, such a conventional lens transfer apparatus has a guide pin for assembling the lens holder and a driving means for providing piezoelectric driving force in the housing, so that the interference between the image sensor and the guide pin attached to the lower surface of the housing is considered. Design has to be done, which limits the size of the device.

또한, 상기 하우징의 상부면에 안내핀, 렌즈홀더 및 구동수단을 조립하고, 상기 하우징의 하부면에 이미지 센서를 조립완료한 상태에서 상기 이미지 센서의 화상검사시 이물이 발생되는 경우, 상기 하우징에 조립되는 모든 부품을 모두 폐기 처분해야만 하고, 이로 인하여 제조원가를 상승시키는 주요 원인으로 작용하였다. In addition, when a guide pin, a lens holder and a driving means are assembled on the upper surface of the housing, and foreign matter is generated during the image inspection of the image sensor while the image sensor is assembled on the lower surface of the housing, All the parts to be assembled must be discarded, which contributed to the increase of manufacturing cost.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 그 목적은 종래의 전자기 방식의 구동메카니즘에 비하여 구조를 단순화하여 초소형화를 도모할 수 있는 렌즈 이송장치를 제공하고자 한다. The present invention is to solve the above-mentioned conventional problems, the object is to provide a lens transfer apparatus that can be miniaturized by simplifying the structure as compared to the conventional electromagnetic drive mechanism.

본 발명의 다른 목적은 종래에 비해 낮은 입력전력으로도 큰 변위를 얻을 수 있어 이송의 분해능이 우수하고, 구동에 걸리는 동력의 손실을 최소화할 수 있는 렌즈 이송장치를 제공하고자 한다. Another object of the present invention is to provide a lens transfer device that can obtain a large displacement even with a low input power compared to the prior art has excellent resolution of the transfer, and can minimize the loss of power required to drive.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적 수단으로써 본 발명은, 적어도 하나의 렌즈를 갖는 렌즈홀더 ; 상기 렌즈홀더와 접촉되는 구동축을 광축방향과 나란하게 배치되는 몸체부 상단에 구비하고 전원인가시 광축방향으로 신축변형되어 상기 렌즈홀더를 이송시키는 외력을 제공하는 엑츄에이터; 및 상기 구동축을 상기 렌즈홀더측으로 가압하여 상기 구동축과 렌즈홀더간의 접촉상태를 유지하는 예압부재 ; 를 포함하고, 상기 렌즈홀더는 적어도 하나의 렌즈가 배치되는 렌즈 수용부와, 상기 렌즈 수용부의 외부면으로부터 상기 엑츄에이터측으로 일정길이 연장되어 상기 엑츄에이터의 구동축과 마찰접촉되는 연장부를 포함하며,상기 연장부는 상기 구동축과 마주하는 일측면에 상기 구동축이 배치되는 적어도 하나의 배치홈을 구비하며, 상기 구동축은 상기 배치홈에 배치되어 이에 접촉되는 적어도 하나의 제1접촉부와, 상기 연장부의 하부면에 상단이 접하는 제2 접촉부를 포함함을 특징으로 하는 렌즈이송장치를 제공한다.The present invention as a technical means for achieving the above object, the lens holder having at least one lens; An actuator having a driving shaft in contact with the lens holder at an upper end of the body portion arranged in parallel with the optical axis direction and providing an external force for transferring the lens holder by being elastically deformed in the optical axis direction when the power is applied; And a preload member pressing the drive shaft toward the lens holder to maintain a contact state between the drive shaft and the lens holder. The lens holder may include a lens accommodating part in which at least one lens is disposed, and an extension part extending from the outer surface of the lens accommodating part to the actuator in a predetermined length so as to be in friction contact with the driving shaft of the actuator. At least one arrangement groove in which the driving shaft is disposed on one side facing the driving shaft, wherein the driving shaft includes at least one first contact portion disposed in and in contact with the arrangement groove, and an upper end thereof on a lower surface of the extension portion. It provides a lens transfer apparatus comprising a second contact portion in contact with.

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더욱 바람직하게, 상기 구동축과 접촉되는 상기 배치홈의 내부면에는 상기 구동축과의 마찰력을 증대시킬 수 있도록 마찰부재를 추가하여 구비한다.More preferably, the inner surface of the placement groove in contact with the drive shaft is provided by adding a friction member to increase the friction force with the drive shaft.

더욱 바람직하게, 상기 구동축의 외부면에는 상기 배치홈과의 마찰력을 증대시킬 수 있도록 마찰부재를 추가하여 구비한다. More preferably, the outer surface of the drive shaft is provided with an additional friction member so as to increase the friction with the placement groove.

더욱 바람직하게, 상기 렌즈 수용부와 연장부간 경계영역에는 상기 예압부재의 일단부가 고정되는 고정홈을 구비한다. More preferably, a fixing groove in which one end of the preload member is fixed is provided at the boundary region between the lens accommodating portion and the extension portion.

삭제delete

바람직하게, 상기 예압부재는 상기 렌즈홀더에 일단이 고정되는 고정단과, 상기 고정단으로부터 절곡되어 연장되고 상기 구동축과 일측면이 접촉되는 탄성판및 상기 탄성판으로부터 절곡되어 연장되는 자유단을 포함하여 구성된다. Preferably, the preload member includes a fixed end having one end fixed to the lens holder, an elastic plate that is bent from the fixed end, and one side is in contact with the driving shaft, and a free end bent from the elastic plate. It is composed.

더욱 바람직하게, 상기 자유단은 상기 연장부측으로 절곡된다. More preferably, the free end is bent toward the extension side.

이하, 본 발명의 실시예에 대하여 첨부된 도면에 따라서 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3는 본 발명에 따른 렌즈 이송장치를 도시한 전체 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 렌즈 이송장치를 도시한 분해 사시도이다. 3 is an overall perspective view showing a lens transfer apparatus according to the present invention, Figure 4 is an exploded perspective view showing a lens transfer apparatus according to the present invention.

본 발명에 따른 렌즈 이송장치(100)는 도 3과 4에 도시한 바와 같이, 구성부품의 배치를 보다 최적화하여 전체크기를 줄일 수 있고, 안정적인 구동특성을 확보할 수 있는것으로, 이는 렌즈홀더(110), 엑츄에이터(120) 및 예압부재(130)를 포함하여 구성된다. 3 and 4, the lens transport apparatus 100 according to the present invention can further reduce the overall size by optimizing the arrangement of the component parts and ensure stable driving characteristics. 110), the actuator 120 and the preload member 130 is configured.

상기 렌즈홀더(110)은 렌즈 수용부(111)와 연장부(112)로 이루어지는 사출 성형물이고, 상기 렌즈 수용부(111)에는 적어도 하나의 렌즈(113)가 배치되는 중공원통형 수용체이다. The lens holder 110 is an injection molded product including a lens accommodating part 111 and an extension part 112, and at least one lens 113 is disposed in the lens accommodating part 111.

여기서, 상기 렌즈수용부(111)에는 하나의 렌즈(113)가 배치되는 것으로 예시하였지만 이에 한정되는 것은 아니며 복수개의 렌즈(113)가 광축방향으로 일정간격을 두고 배열될 수도 있다. Here, although one lens 113 is illustrated as being disposed in the lens accommodating part 111, the present invention is not limited thereto, and the plurality of lenses 113 may be arranged at a predetermined interval in the optical axis direction.

상기 연장부(112)는 상기 렌즈 수용부(111)의 외부면으로부터 상기 엑츄에이터(120)측으로 일정길이 연장되어 상기 엑츄에이터(120)의 구동축(122)과 마찰접촉되는 구조물이다. The extension part 112 extends a predetermined length from the outer surface of the lens accommodating part 111 toward the actuator 120 to be in friction contact with the drive shaft 122 of the actuator 120.

상기 연장부(112)에는 상기 엑츄에이터(120)의 구동축(122)이 배치되는 적어 도 하나의 배치홈(114)을 구비하며, 상기 구동축(122)과 접촉되는 상기 배치홈(114)의 내부면에는 상기 구동축과의 마찰력을 증대시킬 수 있도록 마찰부재를 추가하여 구비한다.The extension part 112 includes at least one arrangement groove 114 in which the drive shaft 122 of the actuator 120 is disposed, and an inner surface of the placement groove 114 in contact with the drive shaft 122. In addition, the friction member is provided to increase the frictional force with the drive shaft.

여기서, 상기 배치홈(114)과 접촉되는 상기 구동축의 외부면에도 상기 배치홈(114)과의 마찰력을 증대시킬 수 있도록 마찰부재를 추가하여 구비할 수도 있다. Here, a friction member may be further provided on the outer surface of the drive shaft in contact with the placement groove 114 to increase the friction force with the placement groove 114.

이러한 마찰부재는 경도가 우수하며, 특히 긁히는 마모와 같은 기계적 손상에 강한 고속도강(High Speed Steel)로써 엑츄에이터에 부착되어 전원인가시 발생하는 기계적 진동이 마찰부재를 통해 렌즈 수용부 구동시 마찰에 의해 발생하는 마모분 최소화, 일정한 동작특성 확보 등을 제공한다 This friction member is excellent in hardness, and is a high speed steel that is particularly resistant to mechanical damage such as scratching and abrasion.It is attached to the actuator, and mechanical vibration generated when the power is applied is generated by friction when driving the lens receiver through the friction member. Minimize wear and ensure consistent operating characteristics

또한, 마찰부재를 경도가 우수한 고속도강으로 사용하면 장시간 구동시 안정한 특성을 확보할 수 있으며, 특히 마모분 (Dust)에 의한 화상불량의 가능성을 최소화 시킬 수 있다.In addition, when the friction member is used as a high speed steel having excellent hardness, stable characteristics can be ensured during long driving, and in particular, it is possible to minimize the possibility of image defects caused by wear.

본 발명에서는 경도가 우수한 것으로 알려진 4가지 재질, Al2O3, SiC, 고속도강, 초경합금(WC) 중 어느 하나를 선택하여 사용하는 것이 바람직하다. In the present invention, it is preferable to use any one of four materials known to be excellent in hardness, Al 2 O 3 , SiC, high speed steel, cemented carbide (WC).

또한, 상기 렌즈 수용부(111)와 연장부(112)간 경계영역에는 상기 예압부재(130)의 일단부(131)가 고정되는 고정홈(115)을 구비한다. 이에 따라, 상기 예압부재(130)의 일단부(131)는 상기 고정홈(115)에 삽입되어 위치고정되고, 고정력을 보다 확보하기 위해서 접착제를 매개로 접착고정될 수도 있다.  In addition, the boundary region between the lens accommodating part 111 and the extension part 112 is provided with a fixing groove 115 to which one end 131 of the preload member 130 is fixed. Accordingly, one end portion 131 of the preload member 130 is inserted into the fixing groove 115 is fixed, and may be adhesively fixed through the adhesive in order to secure a fixing force.

상기 렌즈홀더(110)의 연장부(112)는 상기 렌즈 수용부(111)의 사출성형시 이와 일체로 구비될 수도 있지만 이에 한정되는 것은 아니며, 사출성형성되는 중공원통형상의 렌즈 수용부(111)와 조립되어 결합되는 구조를 갖도록 별도로 사출성형될 수도 있다. The extension part 112 of the lens holder 110 may be provided integrally with the lens receiving part 111 during injection molding, but is not limited thereto. The hollow accommodation cylindrical lens receiving part 111 may be injection molded. It may be separately injection molded to have a structure that is assembled and coupled with.

상기 엑츄에이터(120)는 도 3 내지 5에 도시한 바와 같이, 광축방향과 나란하게 배치되는 몸체부(121)와, 상기 렌즈홀더(110)의 연장부(112)와 접촉되어 마찰력을 발생시키도록 상기 몸체부(121)의 상단에 구비되는 구동축(122)을 포함하여 구성되는 직육면체상의 압전 초음파 모터(piezoelectric ultrasonic motor)이다.3 to 5, the actuator 120 is in contact with the body portion 121 and parallel to the optical axis direction and the extension portion 112 of the lens holder 110 to generate a friction force It is a piezoelectric ultrasonic motor (piezoelectric ultrasonic motor) comprising a drive shaft 122 provided on the upper end of the body portion 121.

상기 몸체부(121)는 복수개의 압전세라믹이 다층으로 적층되어 전원인가시 길이방향으로 신장되거나 수축되는 진동특성이 우수하도록 제조되는 적층형 압전소자이다. The body portion 121 is a multilayer piezoelectric device manufactured to have a plurality of piezoceramic layers stacked in a multi-layered manner so as to have excellent vibration characteristics of being stretched or shrunk in the longitudinal direction when power is applied.

여기서, 압전체로 이루어지는 몸체부(121)의 진동은 압전체가 길이방향으로 분극된 상태에서 역시 길이방향으로 외부에서 전기신호가 입력되면 그에 따라 압전체가 길이방향으로만 진동하는 것이다. Here, the vibration of the body portion 121 made of a piezoelectric body is that the piezoelectric body vibrates only in the longitudinal direction accordingly when an electric signal is input from the outside in the longitudinal direction while the piezoelectric body is polarized in the longitudinal direction.

이러한 몸체부(121)에는 외부면에 구비된 복수개의 전극단자가 전원케이블을 매개로 외부전원과 전기적으로 연결되고, 상기 전극단자를 통해 인가되는 전원에 의해서 길이방향의 신축변형모드를 수행하게 된다. The body portion 121 has a plurality of electrode terminals provided on the outer surface electrically connected to an external power source via a power cable, and performs a longitudinal deformation mode by the power applied through the electrode terminal. .

상기 구동축(122)은 상기 몸체부(121)의 상단에 열경화성 에폭시를 매개로 하여 부착되며, 내마모성이 우수하고 마찰계수가 비교적 큰 세라믹 또는 금속소재로 이루어지는 것이 바람직하다. The drive shaft 122 is attached to the upper end of the body portion 121 via a thermosetting epoxy, it is preferably made of a ceramic or metal material having excellent wear resistance and a relatively high coefficient of friction.

이러한 구동축(122)은 상기 배치홈(114)에 배치되어 이에 접촉되는 적어도 하나의 제1접촉부(122a)와, 상기 연장부(112)의 하부면에 상단이 접하는 제2 접촉부(122b)를 포함하여 구성된다. The drive shaft 122 includes at least one first contact portion 122a disposed in the contacting groove 114 and contacting the drive shaft 122, and a second contact portion 122b having an upper end contacting the lower surface of the extension part 112. It is configured by.

여기서, 상기 제1 접촉부(122a)는 상기 배치홈(114)의 형성길이보다 길게 구비되며, 상기 제2 접촉부(122b)는 상기 제1 접촉부(122a)의 형성길이보다 짧게 구비되는 것이 바람직하다.  Here, the first contact portion 122a is provided longer than the formation length of the placement groove 114, the second contact portion 122b is preferably provided shorter than the formation length of the first contact portion (122a).

상기 예압부재(130)는 도 3과 4에 도시한 바와 같이, 상기 엑츄에이터(120)의 구동축(122)을 상기 연장부(112)측으로 가압하여 상기 구동축(122)과 연장부(112)간의 접촉상태를 유지하는 탄성력을 제공하는 판스프링형태의 탄성부재이다. As shown in FIGS. 3 and 4, the preload member 130 presses the drive shaft 122 of the actuator 120 toward the extension part 112 to contact the drive shaft 122 and the extension part 112. It is an elastic member in the form of a leaf spring that provides an elastic force to maintain the state.

이러한 예압부재(130)는 상기 렌즈홀더(110)에 일단이 고정되는 고정단(131)과, 상기 고정단(1341)으로부터 절곡되어 연장되고 상기 구동축(122)의 일측면이 접촉되는 탄성판(132)및 상기 탄성판(132)으로부터 절곡되어 연장되는 자유단(133)을 포함하여 구성된다.  The preload member 130 has a fixed end 131, one end of which is fixed to the lens holder 110, an elastic plate that is bent and extended from the fixed end 1341, and one side of the drive shaft 122 is in contact with ( 132 and the free end 133 is bent and extended from the elastic plate 132.

여기서, 판스프링형태로 구비되는 예압부재(130)의 고정단(131)과 자유단(133)과 상기 탄성판(132)의 단부로부터 상기 연장부(112)측으로 이에 접하지 않을 정도로 절곡되는 것이 바람직하며, 이에 따라, 상기 연장부(112)측으로 절곡된 고정단(131)과 탄성판(133)간의 경계선과 상기 자유단(133)과 탄성판(132)간의 경계선사이에서 상기 탄성판(132)의 일측면에 접하는 구동축(122)이 엑츄에이터의 신축작동중에 분리이탈되는 것을 방지함과 동시에 상기 탄성판(132)은 상기 구동축(122)을 연장부(112)측으로 가압하는 탄성력을 발생시킬 수 있는 것이다. Here, it is bent so as not to contact the extension end 112 side from the end of the fixed end 131 and the free end 133 and the elastic plate 132 of the preload member 130 provided in the form of a leaf spring. Preferably, the elastic plate 132 is disposed between the boundary between the fixed end 131 and the elastic plate 133 and the boundary between the free end 133 and the elastic plate 132. At the same time as the drive shaft 122 in contact with one side of the) is prevented from being separated during the expansion and contraction operation of the actuator, the elastic plate 132 can generate an elastic force for pressing the drive shaft 122 to the extension portion 112 side. It is.

본 발명의 렌즈 이송장치(100)에서 적어도 하나의 렌즈(113)를 갖는 렌즈홀더(110)를 광축방향으로 왕복 이송시키는 동작은, 상기 엑츄에이터(120)의 몸체부(132)에 형성된 전극과 전기적으로 연결된 전원케이블을 통하여 외부전원을 공급함으로서 압전체가 적층된 엑츄에이터(120)의 몸체부(121)의 길이변형에 의해서 상기 렌즈홀더(110)를 이송시키는 구동력을 발생시킨다. In the lens transfer apparatus 100 of the present invention, the operation of reciprocating the lens holder 110 having the at least one lens 113 in the optical axis direction may be performed by electrically connecting the electrode formed on the body portion 132 of the actuator 120. By supplying external power through a power cable connected to the controller, the driving force for transferring the lens holder 110 is generated by the length deformation of the body portion 121 of the actuator 120 in which the piezoelectric body is stacked.

즉, 상기 엑츄에이터(120)에 전원이 공급되지 않은 상태에서는 도 6(a)에 도시한 바와 같이, 상기 몸체부(121)가 직육면체상으로 초기상태를 그대로 유지하게 되지만, 상기 엑츄에이터(120)에 상승부와 하강부를 갖는 삼각파형의 구동펄스가 인가되면 상기 몸체부는 길이방향으로 신장되거나 수축되는 것이다. That is, in a state in which power is not supplied to the actuator 120, as shown in FIG. 6 (a), the body portion 121 maintains an initial state on a rectangular parallelepiped, but the actuator 120 remains in an initial state. When a triangular waveform driving pulse having a rising portion and a falling portion is applied, the body portion extends or contracts in the longitudinal direction.

삼각파형의 구동펄스중 상승부가 몸체부(121)에 인가되면, 삼각파형의 경사부분에서의 타임 딜레이(time delay)에 의해서 상기 몸체부(121)는 도 6(b)에 도시한 바와 같이, 길이방향으로 신장되어 그 상단에 구비된 구동축(122)을 직상부로 상승시키게 된다. When the rising portion of the triangular waveform driving pulse is applied to the body portion 121, the body portion 121 is timed by a time delay in the inclined portion of the triangular waveform, as shown in FIG. It extends in the longitudinal direction to raise the drive shaft 122 provided at its upper end to the upper portion.

이러한 경우, 상기 렌즈홀더(110)의 연장부(112)와 상기 엑츄에이터(120)의 구동축(122)사이에서 발생되는 마찰력이 상기 렌즈홀더(110)를 상승시키는데 요구되는 힘보다 크면, 상기 렌즈홀더(110)는 렌즈(113)와 더불어 상승시키게 된다. In this case, if the friction force generated between the extension 112 of the lens holder 110 and the drive shaft 122 of the actuator 120 is greater than the force required to raise the lens holder 110, the lens holder 110 is raised together with the lens 113.

또한, 삼각파형의 구동펄스중 하강부가 몸체부(121)에 인가되면, 상기 몸체부(121)는 도 6(c)에 도시한 바와 같이, 길이방향으로 수축되어 그 상단에 구비된 구동축(122)을 직하부로 하강시키게 된다. In addition, when the lower portion of the triangular waveform driving pulse is applied to the body portion 121, the body portion 121 is contracted in the longitudinal direction, as shown in Figure 6 (c), the drive shaft 122 provided on the upper end ) Down below.

이러한 경우, 상기 렌즈홀더(110)의 연장부(112)와 상기 엑츄에이터(120)의 구동축(122)사이에서 발생되는 마찰력이 상기 렌즈홀더(110)를 하강시키는데 요구되는 힘보다 크면, 상기 렌즈홀더(110)는 렌즈(113)와 더불어 하강된다. In this case, if the friction force generated between the extension 112 of the lens holder 110 and the drive shaft 122 of the actuator 120 is greater than the force required to lower the lens holder 110, the lens holder 110 is lowered together with the lens 113.

도 7은 본 발명에 따른 렌즈 이송장치에 채용되는 엑츄에이터의 구동펄스를 도시한 그래프로서 이는 상기 액츄에이터(120)를 구성하는 몸체부의 신장 및 수축 작용이 발생되도록 인가되는 펄스 파형의 도시한 것으로 반복되는 톱니펄스(saw tooth pulse)를 구동 펄스로 사용하게 된다.7 is a graph showing the driving pulse of the actuator employed in the lens transfer apparatus according to the present invention, which is repeated as shown in the pulse waveform applied to cause the stretching and contracting action of the body portion constituting the actuator 120 is generated. A saw tooth pulse is used as a driving pulse.

따라서, 상기 렌즈홀더(110)에 구비된 렌즈(113)를 하부측에 위치고정된 이미지센서로부터 광축방향으로 상승시키거나 하강시켜 렌즈와 이미지센서간의 포커싱을 조정하게 되는 것이다. Accordingly, the focusing between the lens and the image sensor is adjusted by raising or lowering the lens 113 provided in the lens holder 110 in the optical axis direction from the image sensor fixed at the lower side.

상기한 구성을 갖는 렌즈 이송장치(100)를 채용한 카메라 모듈(200)은 도 8에 도시한 바와 같이, 엑츄에이터(120)의 구동력에 의해서 상하이동되는 렌즈홀더(110)가 하우징(210)의 내부공간에 배치되고, 상기 렌즈홀더(110)의 외부면이 하우징(210)의 내부면과 접하고, 상기 하우징(210)의 하부단에 이미지 센서(230)를 갖는 기판(220)이 배치되는 구조로 이루어질 수 있다. In the camera module 200 employing the lens transfer apparatus 100 having the above-described configuration, as shown in FIG. 8, the lens holder 110 is moved by the driving force of the actuator 120. Disposed in an inner space, the outer surface of the lens holder 110 is in contact with the inner surface of the housing 210, the substrate 220 having an image sensor 230 is disposed on the lower end of the housing 210 It may be made of.

이러한 경우, 상기 렌즈홀더(110)는 하우징(210)의 내부면을 상하안내되면서 상기 렌즈홀더(110)에 구비되는 렌즈와 이미지 센서간의 초점거리를 가변시키게 된다. In this case, the lens holder 110 guides the inner surface of the housing 210 up and down to vary the focal length between the lens provided in the lens holder 110 and the image sensor.

또한, 상기 렌즈 이송장치(100)를 채용하는 다른 형태의 카메라 모듈(200a)은 도 9에 도시한 바와 같이, 엑츄에이터(120)의 구동력에 의해서 상하이동되는 렌즈홀더(110)가 적어도 하나의 수직안내봉(240)에 이동가능하게 조립되고, 상기 수 직안내봉(240)은 하우징(210) 또는 기판(220)에 고정되며, 상기 하우징(210)의 하부단에 이미지 센서(230)를 갖는 기판(220)이 배치되는 구조로 이루어질 수있다. In addition, in another embodiment of the camera module 200a employing the lens transfer apparatus 100, as shown in FIG. 9, at least one vertical lens holder 110 is moved by the driving force of the actuator 120. It is movably assembled to the guide rod 240, the vertical guide rod 240 is fixed to the housing 210 or the substrate 220, and has an image sensor 230 at the lower end of the housing 210 It may have a structure in which the substrate 220 is disposed.

이러한 경우, 상기 렌즈홀더(110)는 수직안내봉(240)을 따라 상하안내되면서 상기 렌즈홀더(110)에 구비되는 렌즈와 이미지 센서간의 초점거리를 가변시키게 된다. In this case, the lens holder 110 is vertically guided along the vertical guide rod 240 to vary the focal length between the lens provided in the lens holder 110 and the image sensor.

본 발명은 특정한 실시예에 관하여 도시하고 설명하였지만, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 밝혀두고자 한다.While the invention has been shown and described with respect to particular embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims below. I want to make it clear.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 렌즈홀더로부터 연장되는 연장부에 접촉되는 구동축을 상단에 구비하는 엑츄에이터를 갖추고, 연장부와 구동축간의 접촉상태를 유지하도록 탄성력을 제공하는 예압부재를 갖춤으로서 엑츄에이터의 구동력을 렌즈홀더측으로 전달하는 선형 구동메카니즘을 구비함과 동시에 렌즈홀더과 인접하는 위치에서 엑츄에이터를 광축방향으로 수직하게 배치할 수 있기 때문에, 종래의 캠, 전자기방식의 구동메카니즘에 비해 구조를 보다 단순화하여 광학기기를 보다 소형화할 수 있고, 기기의 제조원가를 절감할 수 있다. According to the present invention as described above, the actuator having a drive shaft on the upper end in contact with the extension portion extending from the lens holder, and the preload member for providing an elastic force to maintain the contact state between the extension portion and the drive shaft, the driving force of the actuator In addition to the linear driving mechanism for transmitting the lens to the lens holder side, the actuator can be arranged vertically in the optical axis direction at the position adjacent to the lens holder, thereby simplifying the structure by simplifying the structure compared to the conventional cam and electromagnetic driving mechanism. The device can be further miniaturized and the manufacturing cost of the device can be reduced.

또한, 이러한 압전 선형 구동 메커니즘은 이송대상물인 렌즈홀더로 전달되는 구동력의 손실을 최소화하면서 이송시 마찰력에 의한 손실을 최소화할 수 있기 때 문에 종래의 기술에 비해 낮은 입력전력으로도 큰 변위를 얻을 수 있고 구동 효율성을 높일 수 있는 효과가 얻어진다. In addition, since the piezoelectric linear driving mechanism minimizes the loss of the driving force transmitted to the lens holder, which is the object to be transported, the loss due to frictional force during transport can be minimized, so that a large displacement can be obtained even at a low input power compared to the prior art. And the effect of increasing the driving efficiency is obtained.

Claims (9)

적어도 하나의 렌즈를 갖는 렌즈홀더 ; A lens holder having at least one lens; 상기 렌즈홀더와 접촉되는 구동축을 광축방향과 나란하게 배치되는 몸체부 상단에 구비하고 전원인가시 광축방향으로 신축변형되어 상기 렌즈홀더를 이송시키는 외력을 제공하는 엑츄에이터; 및 An actuator having a driving shaft in contact with the lens holder at an upper end of the body portion arranged in parallel with the optical axis direction and providing an external force for transferring the lens holder by being elastically deformed in the optical axis direction when the power is applied; And 상기 구동축을 상기 렌즈홀더측으로 가압하여 상기 구동축과 렌즈홀더간의 접촉상태를 유지하는 예압부재 ; 를 포함하고, A preload member which presses the drive shaft toward the lens holder to maintain a contact state between the drive shaft and the lens holder; Including, 상기 렌즈홀더는 적어도 하나의 렌즈가 배치되는 렌즈 수용부와, 상기 렌즈 수용부의 외부면으로부터 상기 엑츄에이터측으로 일정길이 연장되어 상기 엑츄에이터의 구동축과 마찰접촉되는 연장부를 포함하며,The lens holder includes a lens accommodating portion in which at least one lens is disposed, and an extension part extending in a predetermined length from an outer surface of the lens accommodating portion to the actuator and in friction contact with a drive shaft of the actuator. 상기 연장부는 상기 구동축과 마주하는 일측면에 상기 구동축이 배치되는 적어도 하나의 배치홈을 구비하며, The extension part has at least one arrangement groove in which the drive shaft is disposed on one side facing the drive shaft, 상기 구동축은 상기 배치홈에 배치되어 이에 접촉되는 적어도 하나의 제1접촉부와, 상기 연장부의 하부면에 상단이 접하는 제2 접촉부를 포함함을 특징으로 하는 렌즈이송장치. And the driving shaft includes at least one first contact portion disposed in and in contact with the placement groove, and a second contact portion having an upper end contacting a lower surface of the extension portion. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 구동축과 접촉되는 상기 배치홈의 내부면에는 상기 구동축과의 마찰력을 증대시킬 수 있도록 마찰부재를 추가하여 구비함을 특징으로 하는 렌즈이송장치. And a friction member on the inner surface of the placement groove in contact with the drive shaft to add a friction member to increase the friction force with the drive shaft. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 구동축의 외부면에는 상기 배치홈과의 마찰력을 증대시킬 수 있도록 마찰부재를 추가하여 구비함을 특징으로 하는 렌즈이송장치. And a friction member is added to an outer surface of the drive shaft so as to increase friction with the placement groove. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 렌즈 수용부와 연장부간 경계영역에는 상기 예압부재의 일단부가 고정되는 고정홈을 구비함을 특징으로 하는 렌즈이송장치. And a fixing groove in which one end of the preload member is fixed in the boundary region between the lens receiving portion and the extension portion. 삭제delete 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 예압부재는 상기 렌즈홀더에 일단이 고정되는 고정단과, 상기 고정단으로부터 절곡되어 연장되고 상기 구동축과 일측면이 접촉되는 탄성판및 상기 탄성판으로부터 절곡되어 연장되는 자유단을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 렌즈이송장치. The preload member includes a fixed end fixed at one end to the lens holder, an elastic plate that is bent from the fixed end, and one side is in contact with the driving shaft, and a free end bent from the elastic plate. Lens transfer device. 제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 고정단과 자유단은 상기 연장부측으로 절곡됨을 특징으로 하는 렌즈이송장치. And the fixed end and the free end are bent toward the extension part.
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