KR100919116B1 - 구동력이 향상된 모바일 기기용 자동 초점 렌즈 조립체 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 구동 코일과 마그네트에 의하여 형성되는 구동력을 크게 향상시킬 수 있도록 VCM 방식을 채택하면서도 마그네트와 이 마그네트에 의한 자력을 제어하는 요크 사이의 간극(gap)이 형성되어 있는 모바일 통신기기용 자동-초점 렌즈 조립체를 제안한다. 본 발명에 따르면 구동원의 적절한 배치를 통하여 전체 렌즈 조립체의 크기를 줄이는 한편, 구동원에 의한 구동력을 크게 개선하였다.
Description
본 발명은 모바일 기기에 장착될 수 있는 자동 초점 렌즈 조립체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 마그네트-요크-코일 사이에 형성된 전자기력에 의하여 구동력이 크게 향상된 모바일 기기용 자동 초점 렌즈 조립체에 관한 것이다.
카메라(camera)란 일반적으로 렌즈를 통하여 피사체를 촬영할 수 있는 기계 장치를 의미한다. 통상적으로 카메라는 초점 조절 및/또는 줌 기능을 위하여 다수의 렌즈를 구비하고 있는데, 다수의 렌즈 사이의 상대적인 거리를 조절하여 초점을 조절하도록 구성되어 있다.
종래 카메라의 초점을 자동으로 조절하기 위하여 기어 등을 통하여 모터의 회전 운동을 직선 운동으로 변화시키는 기계식 장치가 널리 사용되었다. 그러나 이와 같은 기계식 장치의 경우, 기어와 모터 사이의 마찰력 등으로 인하여 초점을 미세하게 조절하기 곤란할 뿐 아니라 각 기계 장치가 차지하는 공간 문제 등으로 인 하여 소형화가 곤란하여, 모바일 통신기기 등에 장착하기에는 많은 문제점과 한계를 가지고 있었다.
특히, 최근에는 휴대폰, PDA 등의 모바일 통신기기 등에 카메라 모듈이 설치되어 정지화상 등을 촬영할 수 있도록 구성되어 있다. 그런데, 모바일 통신기기 등에서 요구되는 소형화, 경량화, 다기능화 등을 만족시킬 수 있도록 영구자석 및 코일의 유도자기력을 이용하여 정밀하게 초점을 맞추는 카메라의 자동 초점 조절 장치와 같은 카메라 모듈이 개발되고 있다. 도 1은 종래 모바일 통신기기 등에 적용된 렌즈 조립체를 수용하고 있는 자동 초점 조절 장치의 개략적인 단면도이다.
도 1에 도시된 것과 같이, 종래 모바일 통신기기에 적용된 자동 초점 조절 장치(1)에서, 일반적으로 다수의 초점 조절용 렌즈로 이루어진 렌즈 유닛(10)이 나사 체결방식을 통하여 렌즈 배럴(12)의 내부로 수용되어 있다. 한편, 렌즈 유닛(10)이 내부에 삽입된 렌즈 배럴(12)의 외주변으로 구동원을 이루는 마그네트(20), 요크(22) 및 구동 코일(24)이 배열되고, 렌즈 배럴(12)의 상단과 하단에 각각 판스프링(32, 34)이 구비되어, 광축을 따라 상하 왕복운동을 반복하는 렌즈 배럴(12)과 고정되어 있는 마그네트(20)-요크(24)-구동 코일(24) 사이를 체결하도록 구성되는데, 판스프링(32, 34)은 구동 코일(24)의 양 끝단에 전류를 공급해주는 역할을 수행한다.
또한, 상기 렌즈 배럴(12) 및 이를 구동시키기 위한 마그네트(20) 등의 구동원은 예를 들어 나사 결합 등을 통하여 하우징(40)의 내부에 수용되며, 하우징(40) 의 상단 내측으로는 커버 플레이트(14)가 형성된다. 아울러, 모바일 통신기기 등에 사용되는 카메라 모듈의 자동 초점 조절 장치에서는 CCD, CMOS와 같은 고해상도 이미지 센서(미도시)가 렌즈 배럴(12)의 하단에 구비되어 있다.
그런데 점차적으로 소형화되는 카메라 모듈의 광학계에서 피사체를 선명하게 보기 위해서는 다수의 렌즈와 이미지 센서 사이의 거리를 조정하거나 렌즈의 곡률을 변화시켜 피사체를 이미지 센서에 선명하게 결상시키는 포커싱(focusing) 기능이 구비되어야 한다. 이와 같은 포커싱 기능을 위해서 통상적으로 렌즈 유닛(10)은 1개 이상, 통상적으로 다수의 렌즈로 구성되는데, 렌즈 유닛(10)을 수용하고 있는 렌즈 배럴(12)을 광축을 따라 상하 이동시켜, 렌즈 배럴(12) 하부에 형성되는 이미지 센서와의 상대적인 거리를 조절하는 방법으로 포커싱을 구현한다. 따라서 카메라 모듈이 포커싱 기능을 제공하기 위해서는 하나 이상의 렌즈가 광축을 중심으로 이동할 수 있어야 한다.
즉, 포커싱 기능을 구현하기 위해서는 피사체의 위치에 따라 이미지 센서에 결상되는 피사체의 상의 위치가 변경되는데, 달리 말하면 피사체와 렌즈와의 거리에 따라 상이 형성되는 위치가 변경됨에 따라 포커싱이 이루어진다. 그런데, 이미지 센서에 선명한 상을 구현하기 위해서는 1개 이상의 렌즈가 서로 상대적으로 이동하는 구조를 갖는다. 이와 같이 구성된 렌즈에 있어서 포커싱 기능을 실현하기 위해서는 별도의 구동원으로서 예를 들어 매뉴얼, 스텝 모터, 압전 소자, 음성 코일 모터(Voice Coil Motor, VCM) 등이 요청되고 있는데, 특히 VCM이 널리 이용되고 있다. VCM 방식을 이용한 자동 초점 조절 장치의 경우에는 일반적으로 자력을 발생시키는 마그네트(20)와 전류가 공급되는 코일(24)을 대향 배치하여 전류와 자기장의 수직방향으로 발생하는 로렌츠 힘을 이용하여 렌즈의 위치를 이동시킬 수 있도록 렌즈 배럴(12)을 구동시킨다.
그런데, 모바일 통신기기 등에 적용되는 카메라 모듈에서는 CCD, CMOS와 같은 고해상도 이미지 센서가 제품화되고 있으며, 이에 대응하는 렌즈의 초소형화 및 고정밀화 경향에 따라 카메라 모듈의 렌즈 조립체 또한 소형화가 요구되고 있는 실정이다. 그런데 이와 같은 소형화, 경량화, 저가격 요건을 충족시키기 위하여 카메라 모듈을 제작하고자 하는 경우, 일반적으로 렌즈 유닛과 케이스의 결합이 단일 핀 등으로 체결되기 때문에 포커싱 및/또는 줌 기능을 수행하기 위한 렌즈 유닛의 구동이 안정적이지 않을 뿐 아니라, 구성 부품들의 취약성으로 인하여 충격에 의하여 손쉽게 파손되는 문제점을 안고 있다.
특히, 종래 제안되거나 개발되었던 카메라 모듈 내에 구성되는 자동 초점 조절 장치에 있어서, 렌즈를 구동시키도록 구성되는 마그네트, 코일, 요크 등과 같은 구동원의 부품이 렌즈 배럴의 외주변을 따라 배치된다. 따라서, 그와 같은 자동 초점 조절 장치의 경우에는 일정한 크기를 가지는 렌즈 배럴의 직경에 구동원의 직경이 더해진 만큼의 크기를 가지게 되어 소형화에 장애가 되고 있을 뿐 아니라 소비전력 면에 있어서도 효율성에 한계가 있다.
아울러, 도 1에서 도시되어 있는 것처럼 구동원을 이루는 마그네트(20)와 마 그네트로부터 발생되는 자력을 제어하기 위한 요크(22)가 밀착, 배치되어 있어, 실제 렌즈 배럴(12)을 상하로 이동시키는 과정에서 만족할 만한 구동력을 발휘하지 못하였다. 이에 따라, 특정 피사체에 대하여 선명한 상을 얻기 위해서 기대했던 것보다 높은 전류를 구동 코일로 제공하여야 하기 때문에 에너지 효율에 있어서 문제점을 내포하였다. 뿐만 아니라 원하는 구동력을 위해서 마그네트와 구동 코일의 폭을 줄일 수 없기 때문에 구동원의 크기 감소 및 전체 자동 초점 렌즈 조립체의 크기 감소에 한계가 노출되었으며, 이에 따라 점차 소형화되고 있는 모바일 통신기기의 추세에 부응하지 못하고 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결할 수 있도록 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 광축을 따라 이동하는 렌즈 배럴을 구동시키기 위해서 마그네트와 구동 코일의 작동에 의하여 야기되는 구동력을 개선함으로써, 종래와 비교할 때 적은 전원의 공급만으로도 렌즈 배럴을 용이하게 구동시킬 수 있는 모바일 통신기기에 장착되는 카메라 모듈을 이루는 자동 초점 렌즈 조립체를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 구동원의 크기를 작게 하더라도 효율적으로 구동력이 야기되도록 함으로써 구동원의 크기 및 이러한 구동원을 포함하고 있는 전체 자동 초점 렌즈 조립체의 크기, 무게 및 부피가 크게 감소되어 있는 모바일 통신기기용 자동 초점 렌즈 조립체를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 구동원을 이루는 마그네트에 의하여 발생되는 자력을 제어할 수 있는 요크가 렌즈 배럴을 감쌀 수 있도록 배치, 형성함으로써, 구성이 간단하고 전체 크기가 소형화할 수 있을 뿐만 아니라 안정적인 포커싱이 가능한 모바일 통신기기용 자동 초점 렌즈 조립체를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 다른 이점 및 목적은 후술하는 발명의 상세한 설명 및 첨부하는 도면을 통해서 더욱 분명해질 것이다.
상기와 같은 목적을 갖는 본 발명에 따르면, 이미지 센서를 통하여 피사체를 촬상할 수 있도록 렌즈 유닛을 수용하는 렌즈 배럴과; 마그네트 및 구동 코일의 상호 작용을 통한 구동력에 의하여 광축 방향을 따라 상기 렌즈 배럴을 이동시키는 구동원으로서, 상기 마그네트 또는 구동 코일 중 적어도 하나의 내경은 상기 렌즈 배럴의 최대 외경보다 작도록 구성되어 있으며, 상기 마그네트와 상기 마그네트의 자력을 제어하기 위하여 상기 마그네트의 외측에 배치되어 있는 요크 사이가 이격되어 있는 구동원을 포함하는 모바일 기기용 자동 초점 렌즈 조립체를 제공한다.
본 발명에 따른 자동 초점 렌즈 조립체를 이루는 상기 렌즈 배럴은 서로 다른 직경을 갖는 다수의 직경부를 포함하도록 구성되며, 상기 마그네트와 상기 구동 코일은 최대 직경을 갖지 않는 직경부의 외주변을 따라 배치되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 렌즈 배럴은 제 1 직경부와 상기 제 1 직경부에 비하여 직경이 큰 제 2 직경부를 가지며, 상기 마그네트는 상기 제 1 직경부의 외주변에 인접하여 배치되고, 상기 구동 코일은 상기 제 2 직경부의 외주변을 따라 배치될 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 렌즈 배럴은 순차적으로 직경이 크도록 형성되는 제 1 직경부, 제 2 직경부 및 제 3 직경부를 가지며, 상기 제 1 직경부의 외주변에 인접하여 마그네트가 형성되어 있으며, 상기 제 2 직경부의 외주변에 인접하여 상기 구동 코일이 권선되어 있는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는 상기 요크는 상기 마그네트의 상단에 배치되는 상단 요크와, 상기 마그네트의 외주변과 이격되어 있는 측면 요크를 포함한다.
특히, 본 발명의 실시예에서는 상기 상단 요크의 상부에 형성되는 제 1 탄성 수단과, 상기 렌즈 배럴 및 상기 측면 요크의 하단에 밀착되어 있는 제 2 탄성수단을 더욱 포함하는데, 상기 상단 요크의 상단과 상기 제 1 탄성수단의 하단 사이로 절연 물질이 개재될 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면 자기 투과율을 향상시킬 수 있도록 상기 측면 요크는 상기 상단 요크의 하단과 접촉하도록 배치될 수 있다.
아울러, 본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 측면 요크는 상기 상단 요크의 저면과 접촉하는 제 1 측면 요크와, 상기 제 1 측면 요크로부터 하향 연장되는 제 2 측면 요크를 포함하는데, 이때, 제 1 측면 요크의 저면과 상기 제 2 측면 요크의 상면 사이로 절연 물질이 개재되도록 구성될 수 있다.
특히, 본 발명에 따라 렌즈 배럴의 외주변에 배치되는 구동원을 구성하고 있는 요크 중에서 상기 측면 요크의 외주변으로 나사산이 형성되어, 상기 렌즈 배럴을 수용하는 하우징의 내주변으로 상기 측면 요크가 결합될 수 있도록 구성된다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면 상기 구동 코일의 외측 상단이 상향 연장되는 형태로 돌출되도록 구성할 수 있다.
본 발명에서는 이른바 VCM 방식의 자동 초점 렌즈 조립체의 구동원을 이루는 마그네트와 마그네트로부터 발생하는 자력을 제어하는 요크를 완전히 밀착시키지 않고 일정한 간극을 두고 배치함으로써, 구동력을 배가시킬 수 있다.
즉, 마그네트의 외주변과 측면 요크의 내주면을 간극을 두고 배치하고, 외부 로 구동 코일로 전원이 공급되어 렌즈 배럴이 광축을 따라 이동함에 따라 렌즈 배럴의 외주변을 따라 배치되어 있는 구동 코일이 마그네트와 요크 사이의 간극으로 개재되기 때문에 마그네트에 의하여 발생되는 자속 및 자계의 크기를 효율적으로 이용할 수 있다.
또한, 본 발명에서는 마그네트의 자력을 제어하기 위한 요크가 렌즈 배럴의 외주변을 따라 배치되고, 별도의 결합 부재 없이 바로 요크의 외주변으로 하우징이 결합됨에 따라 부품의 수를 감소할 수 있으므로, 조립의 편의성 내지는 공정에서의 경제성 등을 도모할 수 있다.
특히, 본 발명에 따르면 렌즈 배럴을 독특하게 구성하고, 구동원을 이루는 마그네트 및 구동 코일을 렌즈 배럴의 남는 공간에 배치함으로써, 렌즈 조립체의 크기 및 부피를 감소시킬 수 있으며, 구동력이 극대화됨으로써 적은 량의 전류로도 렌즈 배럴을 효율적으로 구동시킬 수 있다.
본 발명자는 특히 모바일 통신기기에 채택되는 VCM(Voice-coil Motor) 또는 VCA(Voice-coil Actuator) 방식의 자동 초점 렌즈 조립체의 구동원에 의하여 야기되는 구동력 향상은 물론이고 점차 소형화되고 있는 모바일 통신기기의 추세에 부응하기 위하여 카메라 모듈을 이루는 자동 초점 렌즈 조립체의 크기를 줄이기 위한 방안을 모색하던 중에 렌즈 배럴의 형태와 이 렌즈 배럴의 외주변에 배치되는 구동원의 적절한 배치를 통하여 본 발명을 완성하게 되었다. 이하에서는 첨부하는 도면 을 참조하여 본 발명의 구체적인 태양 및 메커니즘에 대해서 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 모바일 통신기기에 장착되는 자동 초점 렌즈 조립체의 외관을 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 초점 렌즈 조립체를 이루는 구성 부품 사이의 결합 관계를 도시하고 있는 개략적인 분해 사시도이며, 도 4는 도 2의 Ⅳ-Ⅳ 라인을 따라 절단한 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 초점 렌즈 조립체를 개략적으로 도시한 단면도로서 도 2 내지 도 4를 동시에 참조하면서 본 발명의 일 실시예에 대해서 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 일 실시예에 따른 자동 초점 렌즈 조립체(100)는 예를 들어 모바일 통신기기에 채택되는 카메라 모듈을 구성하는 부분으로서, 크게 내부에 직경이 다른 하나 이상의 렌즈로 구성되어 있는 렌즈 유닛(120)을 수용하는 렌즈 배럴(110)과, 상기 렌즈 배럴(110)의 하단 외주변을 에워싸는 하우징(190)을 포함하며, 촬상되는 피사체에 대한 초점 조절을 위하여 렌즈 배럴(110)을 광축 방향으로 구동시킬 수 있는 구동원(130)이 렌즈 배럴(110)의 외주변을 따라 배치되어 있다.
본 실시예에 따라 자동 초점 렌즈 조립체(100)의 중앙을 이루는 렌즈 배럴(110)에는 적어도 하나 이상의 렌즈로 구성되어 있는 렌즈 유닛(120)이 내부에 수용되어 있다. 바람직한 태양에 따르면 렌즈 유닛(120)에는 4개의 렌즈(L1, L2, L3, L4)를 가질 수 있으나, 이는 어디까지나 예시에 불과한 것이고, 렌즈 유 닛(120)을 구성하는 렌즈의 수는 필요에 따라 임의로 조정될 수 있는데, 일례로 2~6개의 렌즈로 이루어질 수 있다. 본 실시예에 따라 렌즈 유닛(120)을 구성하는 다수의 렌즈는 각 렌즈의 광축이 일치하도록 렌즈 배럴(110)에 수용, 조립된다.
특히, 종래 모바일 통신기기용 자동 초점 렌즈 조립체를 구성하는 렌즈 배럴의 경우 전체적으로 상단과 하단의 직경이 실질적으로 동일하도록 원통 형상을 가지고 있는데 비하여, 본 실시예에 따른 렌즈 배럴(110)은 단순한 원통 형태가 아니라, 실질적으로 2개의 서로 다른 직경을 갖는 부분으로 구성되어 있다. 즉, 도 4의 단면도에서 알 수 있는 것과 같이, 본 실시예에 따른 렌즈 배럴(110)의 외주변은 하단에 비하여 그 직경(d1)이 작은 상단의 제 1 직경부(112)와, 상기 제 1 직경부와 비교할 때 직경(d2)이 큰 하단의 제 2 직경부(114)로 구성되어 있다 (d1 < d2).
이때, 렌즈 유닛(110)을 이루는 렌즈 중에서 제 1 직경부(112)의 내주변으로는 제 1 렌즈(L1) 및 제 2 렌즈(L2)가, 제 2 직경부(114)의 내주변으로는 제 3 렌즈(L3) 및 제 4 렌즈(L4)가 각각 수용될 수 있다. 이때, 렌즈 유닛(120)을 이루는 다수의 렌즈(L1, L2, L3, L4)는 곡률 등에 있어서 차이가 있을 수 있으나, 바람직하게는 상기 제 1 렌즈(L1) 및 제 2 렌즈(L2)의 직경이 실질적으로 동일하도록 구성하고, 상기 제 3 렌즈(L3) 및 제 4 렌즈(L4)의 직경이 실질적으로 동일하도록 구성될 수 있다. 한편, 렌즈 배럴(110)의 하단을 이루는 제 2 직경부(114)의 일영역은 외측을 향하여 돌출되는 걸림턱(115)이 구비될 수 있는데, 이 걸림턱(115)의 상면으로 구동원을 이루는 구동 코일(140)이 안착, 배치될 수 있다. 이와 같이, 바 람직하게는 다수의 렌즈(L1 ~ L4)로 구성되는 렌즈 유닛(120)이 내부에 조립되며, 상단과 하단이 상이한 크기를 갖는 렌즈 배럴(110)은 금속 재질 또는 플라스틱 재질로 제조될 수 있다. 예를 들어 렌즈 배럴(110)은 프레스 성형 방법 등을 이용하여 일체로 제작될 수 있다.
한편, 렌즈 유닛(110)의 주변부에는 투과된 빛을 차폐함과 동시에 각각의 렌즈를 렌즈 배럴(110)에 안정적으로 조립, 배열시키고, 각각의 렌즈 사이의 간격을 조절하기 위한 수단이 구비될 수 있다. 예를 들어, 제 1 렌즈(L1)의 하단 주변부와 제 2 렌즈(L2)의 상단 주변부 사이로 제 1 스페이서(202)가 제 1 직경부(112)의 대략 중간 내주면으로 체결되어 있고, 제 2 렌즈(L2)의 하단 주변부와 제 3 렌즈(L3)의 상단 주변부 사이로 제 2 스페이서(204)가 제 1 직경부(112)의 하단 내주면으로 체결되어 있다. 또한, 제 2 렌즈(L2)의 하단 주변부와 제 3 렌즈(L3)의 상단 주변부 사이에는 제 2 직경부(114)의 상단 내주면에 연결된 제 3 스페이서(206)가 각각 개재되어 있으며, 상기 제 2 직경부(112)의 내주면 하단과 제 4 렌즈(L4)의 하단 주변부 사이에는 제 4 스페이서(208)가 각각 개재되어, 각각의 렌즈가 렌즈 배럴(110) 내에 안정적으로 조립, 배열될 수 있도록 구성된다. 또한, 도시하지는 않았으나 상기 렌즈 배럴(110)의 상단 내주면으로는 제 1 렌즈(L1) 주변부 상단을 덮을 수 있는 형상의 차광판이 형성되어 렌즈 유닛(220)의 광선 투과 영역과 비-투과 영역을 구분할 수 있도록 구성될 수 있다.
한편, 본 실시예에 따르면, 피사체에 대한 초점 조절을 위하여 광축을 따라 렌즈 배럴(110) 이동시킬 수 있도록, 상단과 하단의 직경이 상이하도록 구성되어 있는 렌즈 배럴(110)의 외주변을 따라 구동원(130)을 이루는 마그네트(132), 요크(134, 136) 및 구동 코일(140)이 배치된다. 즉, 도 4에 도시된 것과 같이 렌즈 배럴(110) 상단의 제 1 직경부(112)의 외주변으로 마그네트(132)가 배치되고, 마그네트(132)로부터 발생하는 자력의 흐름을 제어하기 위하여 마그네트(132)의 상단과 외측으로 요크(134, 136)가 배치되어 있으며, 렌즈 배럴(110)의 제 2 직경부(114)의 외주변으로 구동 코일(140)이 권선(捲線)된 형태로 측설되어 있다.
바람직하게는 마그네트(132)의 상단에 S극이 위치하고 하단에 N극이 위치하도록 배치하면 후술하는 것과 같이 구동력을 크게 향상시킬 수 있으므로 바람직하다. 특히, 도시된 것과 같이 마그네트(132)의 내주면은 제 1 렌즈(L1) 및 제 2 렌즈(L2)가 내부에 수용, 조립되는 렌즈 배럴(110) 상단의 제 1 직경부(112)의 상단 외주변에 밀착 형성되는 반면에, 마그네트(132)의 외주면과 마그네트(132)로부터 발생되는 자력을 제어하기 위하여 마그네트의 외측에 형성되는 측면 요크(132)의 내주면 사이에는 일정한 간극(G)이 형성되도록 배치된다. 본 실시예에 따라 구동원(130)을 이루면서 렌즈 배럴(110)의 제 1 직경부(112)의 외주변을 따라 배치, 형성되는 마그네트(132)는 예컨대 VCM 방식에서 사용되는 영구자석 등을 사용할 수 있으며, 도면에 도시된 것과 같이 상단이 S극, 하단이 N극의 극성을 가지도록 배치될 수 있고 그 역방향도 가능하게 된다. 본 발명에 따른 상기 마그네트(132)는 바람직하게는 일정한 중공을 갖는 원판 형태의 오-링 형상을 가질 수 있다.
이처럼 렌즈 배럴(110)의 상단과 하단의 직경을 달리하고, 그 중 최대 직경을 갖는 제 2 직경부(114)가 아니라 최소 직경을 갖는 제 1 직경부(112)의 외주변에 밀착하여 구동원(130)을 이루는 마그네트(132)를 배치함으로써, 마그네트(132)의 내경은 제 2 직경부(114)의 외경과 비교하여 작도록 구성되어 있다. 다시 말하면, 마그네트(132)의 외경은 제 2 직경부(114)의 외경보다 커질 수 있으나, 마그네트(132)의 내경이 제 2 직경부(114)의 외경보다 작도록 배치되어 있다. 따라서 종래 모바일 통신기기에 채택되는 카메라 모듈을 이루는 자동 초점 렌즈 조립체의 경우, 최소한 렌즈 배럴의 직경에 마그네트의 내외경의 폭이 더해지는 크기를 가질 수밖에 없는 것과 비교할 때, 본 실시예에 따른 자동 초점 렌즈 조립체(100)의 전체적인 크기를 크게 줄일 수 있다.
한편, 마그네트(132)로부터 발생되는 자력을 효율적으로 제어할 수 있도록 바람직하게는 마그네트(232)의 상단 및 외측으로 각각 상단 요크(134) 및 측면 요크(136)를 배치하여 마그네트(132)의 각 극성으로부터 형성되는 자속을 효율적으로 제어할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 자동 초점 렌즈 조립체(110)의 상단 최-외측에 측설되는 측면 요크(136)는 상단 요크(134)의 외측 저면에서 시작하여 대략 렌즈 배럴(110)의 하단까지 수직 방향으로 연장되어 있다. 바람직하게는 상단 요크(134)의 하단(저면)과 측면 요크(136)의 상단(상면)이 직접 접촉하도록 배치함으로써, 마그네트(132)로부터 발생되는 자기 투과율을 향상, 개선할 수 있다.
특히, 바람직한 실시예에 따르면 상기 측면 요크(136)의 내주면이 마그네 트(132)의 외주면과 일정 간격 이격되도록 배치되며, 마그네트(132)의 상단으로 그 내경이 마그네트(132)의 내경과 실질적으로 동일한 상단 요크(134)가 배치, 형성되어 있다. 본 실시예에 따른 상기 요크(134, 136)는 바람직하게는 중공된 오-링 형상을 갖는다.
도면에서는 마그네트(132)의 외주변과 일전 간격 이격되어 있는 측면 요크(136)와 마그네트의 상단에 배치되어 있는 상단 요크(134)를 별도로 구성하였으나, 측면 요크(136)와 상단 요크(134)를 일체로 구성하는 것 또한 가능하다는 점에 유의하여야 할 것이다.
한편, 측면 요크(136)의 하단 외주변으로는 나사산(138)이 형성되어 있다. 이에 따라, 구동원(130)이 외주변을 따라 배치되어 있는 렌즈 배럴(110)을 하우징(190)에 수용하는 과정에서 하우징(190)의 내주변을 따라 대응, 형성되어 있는 나사산(192)과 측면 요크(136)의 외주변에 형성된 나사산(138)이 결합, 체결될 수 있도록 구성될 수 있다. 이에 따라 본 발명에 따라 렌즈 조립체(100)를 조립하는 과정에서 별도의 체결 수단을 채택할 필요가 없기 때문에 렌즈 조립체(100)의 제조 공정의 효율성 내지는 경제성을 향상시킬 수 있다.
아울러, 피사체에 대한 초점을 조절하기 위하여 소정의 전압을 제공할 수 있도록 바람직하게는 상기 상단 요크(134)의 상면으로 제 1 탄성수단(172)이 배치되어 있으며, 상기 렌즈 배럴(110)의 하단 및 측면 요크(136)의 하단으로 제 2 탄성수단(174)이 고정되도록 형성되어 있다. 제 2 탄성수단(174)을 고정, 지지하기 위 하여 별도의 하단 커버(166)가 렌즈 배럴(110) 및 측면 요크(136)의 하단에 연결될 수 있다.
상술한 제 1 탄성수단(172) 및 제 2 탄성수단(174)은 각각 구동코일(140)로 소정의 외부 전압을 인가할 수 있도록 구성된다. 그런데, 구동원을 이루는 마그네트(132), 요크(134, 136) 등은 모두 자성체로 구성되어 있기 때문에 측면 요크(136)의 상단과 하단에 각각 체결되는 제 1 탄성수단(172) 및 제 2 탄성수단(174)에 전압을 인가하는 경우에 전기적 쇼트가 발생할 수 있다. 따라서 이와 같은 전기적 쇼트를 방지할 수 있도록, 상단 요크(134)의 상단과 제 1 탄성수단(172)의 저면 사이로 절연물질(150)이 도포되는 등의 방법으로 형성될 수 있다. 이와 같이 제 1 탄성수단(172)과 상단 요크(134) 사이로 절연 물질(150)이 개재되어 있으므로, 후술하는 것과 같이 제 1 탄성수단(172)이 구동되는 과정에서 상단 요크(134)와 충돌하더라도 개재되는 절연 물질(150)로 인하여 충격량을 줄일 수 있다.
한편, 본 실시예에 따르면 광축을 따라 렌즈 배럴(110)을 구동시킬 수 있도록 외부의 전원공급수단과 전기적으로 연결되어 있는 구동 코일(140)이 렌즈 배럴(110)의 제 2 직경부(114)의 외주변을 따라 권선되는 형태로 배치되어 있다. 특히, 본 실시예에 따르면 렌즈 배럴(110)에 대한 구동 코일(140)의 위치를 고정할 수 있도록 렌즈 배럴(110)의 하단을 이루는 제 2 직경부(114)의 대략 중간 부분이 외측으로 돌출하는 걸림턱(115)이 형성된다. 이 걸림턱(115)의 상면으로 구동 코일(140)이 안착되는바, 걸림턱(115)은 일종의 구동 코일(140) 지지 수단으로 기능 할 수 있게 된다.
제 2 직경부(114)의 외주변을 따라 배치되는 구동 코일(140) 역시 전체적으로는 원판 형태의 오-링 형상을 가지고 있으나, 종래 VCM 방식의 구동 코일과 비교할 때 광축 방향으로 길게 연장된 형태를 가지고 있다. 이에 따라 후술하는 것과 같이, 렌즈 배럴(110)이 광축 방향으로 구동됨에 따라 렌즈 배럴(110)의 제 2 직경부(114)의 외주변에 밀착되는 구동 코일(140)이 마그네트(132)의 외주면과 측면 요크(136) 상단 내주면 사이의 간극(G)으로 이동할 수 있기 때문에 구동력을 크게 향상시킬 수 있다.
아울러, 본 발명에 따라 예를 들어 모바일 통신 기기에 장착될 수 있는 자동 초점 렌즈 조립체(100)의 외관을 형성하는 미들 커버(162)와 상단 커버(164)가 각각 렌즈 배럴(110)의 상단과 제 1 탄성수단(172)의 주변부 상단 및 요크(134, 136)의 상단 외주변을 덮을 수 있도록 배치되어 있다.
상술한 것과 같은 배치를 갖는 구동원(130)을 이루는 마그네트(132) 및 구동 코일(140)에 따른 유도자기력에 의하여 렌즈 배럴(110) 및 그 내부에 수용, 조립되는 렌즈 유닛(120) 역시 광축 방향으로 직선 운동을 하게 된다. 즉, 본 실시예에 따라 렌즈 배럴(110)의 외주면에 접하여 권선되어 있는 구동 코일(140)로 전류가 인가되면, 구동 코일(140)과 대향적으로 형성된 마그네트(132)에 의하여 형성된 자기장에서 구동 코일(140)의 유도자기력이 로렌츠 힘으로 작용하여 렌즈 배럴(110) 의 광축 방향으로 직선 운동을 유발한다. 이에 따라 본 실시예에 따른 구동 코일(140)은 마그네트(132)로부터 형성되는 자력선의 흐름 방향을 변경하는 역할을 수행할 수 있게 된다.
한편, 본 발명에 따르면 구동 코일(140)로 소정의 전압을 인가할 수 있도록 렌즈 배럴(110)의 상단과 하단에 각각 제 1 탄성수단(172) 및 제 2 탄성수단(174)이 밀착, 형성된다. 즉, 상단 요크(134)의 상단에 도포 등의 방법으로 형성되는 절연 물질(150)의 상면으로 제 1 탄성수단(172)이 개재되어 렌즈 배럴(110)의 제 1 직경부(112)의 상단 외측을 향하여 연장되어 있으며, 렌즈 배럴(110) 및 측면 요크(136)의 하단으로 제 2 탄성수단(174)이 밀착 개재되어 있다. 상기 탄성수단(172, 174)은 다수의 렌즈가 내부에 수용되어 있는 렌즈 배럴(110)과 접촉하여 이를 탄성적으로 가압하기 위한 것으로서, 상술한 구동원(130)의 작용에 따른 직선 운동에 의하여 렌즈 배럴(110)이 이동할 경우에 원래의 위치로 돌아올 수 있도록 적당한 탄성 계수를 갖는 것이라면 특별한 종류로 한정되지는 않지만 당 업계에서 통상적으로 사용되는 판스프링을 사용하는 것이 바람직하다.
이때, 예를 들어 제 1 탄성수단(172)을 통하여 제 1 탄성수단(172)과 전기적으로 연결될 수 있는 구동 코일(140)로 (-) 전압이 인가될 수 있다. 따라서 구동 코일(140)로 전압이 인가됨에 따라 렌즈 배럴(110)이 직선 운동을 하는 경우에, 제 1 탄성수단(172)의 외측 부분은 상단 커버(164)에 의하여 압착되어 특정 위치로 고정되어 있는 반면, 제 1 탄성수단(172)의 내측 부분은 렌즈 배럴(110)의 이동에 대응하여 탄성력에 따라 그 위치가 변할 수 있다. 한편, 제 2 탄성수단(174)을 통하여 예를 들어 (+) 전압이 제 2 탄성수단(174)과 전기적으로 연결되어 있는 구동 코일(140)로 인가될 수 있도록 구성되어 있다. 이때, 제 2 탄성수단(174)의 외측 부분은 측면 요크(136)의 하단에 의하여 압착되어 있는 반면에 내측 부분은 특정한 결합수단으로 고정되어 있지 않다. 이에 따라, 렌즈 배럴(110)이 직선 운동을 하는 경우에 제 2 탄성 수단(174)의 외측 부분은 그 위치가 고정되어 있으나, 내측 부분은 렌즈 배럴(110)의 움직임에 대응하여 그 위치가 탄성적으로 가변될 수 있도록 구성되어 있다.
결국, 마그네트(132)에서 발생하는 자력과 전원이 공급된 구동 코일(140)에 의한 전자기력에 의하여 렌즈 배럴(110)이 위쪽으로 이동함에 따라, 제 2 직경부(114)의 외주변을 따라 광축 방향으로 길게 연장된 단면 형상을 갖는 구동 코일(140)은 마그네트(132)의 외주면과 측면 요크(136)의 내주면 사이로 삽입되는 형태로 이동하게 되어 마그네트(132) 및 구동 코일(140)의 상호 작동에 의한 렌즈 배럴(110)에 대한 구동력을 향상시킬 수 있게 된다.
예를 들어 도 5a 내지 도 5c는 각각 본 발명의 일 실시예에 따라 마그네트(132)와 측면 요크(136) 사이에 일정한 간극을 형성하고 그 간극으로 구동 코일(140)이 개재될 수 있도록 배치되어 있는 VCM 방식을 채택한 자동 초점 렌즈 조립체에 대한 최대 에너지 발생 영역(A), 최대 자속 흐름 영역(B) 및 최대 자장이 형성되는 영역(C)을 개략적으로 표시한 것이고, 도 9a 내지 도 9c는 각각 마그네트 와 요크 사이에 간극을 두지 않고 구동원이 배치되어 있는 자동 초점 렌즈 조립체에 대한 최대 에너지 발생 영역, 최대 자속 흐름 영역 및 최대 자장이 형성되는 영역을 개략적으로 표시한 것이다.
도면에서 알 수 있는 것처럼 일반적으로 마그네트(136)의 극과 극 사이가 자속 및 자계의 영향이 가장 크게 되는데, 본 발명에서와 같이 마그네트(132)의 외주면과 마그네트(132)로부터 발생되는 자력을 제어하는 요크(136) 사이에 일정한 간극(G)을 형성하고, 이 간극(G)으로 구동 코일(140)이 개재될 수 있도록 배치하게 되면 마그네트(132)에 의한 자속 및 자계의 영향을 크게 향상시킬 수 있고, 이에 따라 렌즈 배럴(110)에 대한 전체 구동 에너지 내지는 구동력 역시 크게 향상될 수 있다.
본 발명자들이 확인한 바에 따르면, 2극 마그네트(MAGNET_NdFe35)와 순철 계열의 요크를 사용하고, 구리 재질의 구동 코일에 대한 기자력을 12.604AT로 조정한 상태에서 도 8a 내지 도 8c에 도시된 것과 같이 마그네트(132)와 측면 요크(136)를 밀착시키게 되면 구동력은 대략 0.0279302N(2.848g)으로 측정되었다. 이에 반하여 본 실시예에 따라 도 5a 내지 도 5c에 도시된 것과 같이 마그네트(132)와 측면 요크에 소정의 간극(G)을 두고 이격되도록 배치한 경우, 구리 재질의 구동 코일에 대한 기자력을 13.368AT로 높일 수 있으며, 구동력 또한 0.0341369N(3.48g)으로 측정되었다.
결국, 본 발명에 따라 마그네트(132)와 측면 요크(136)를 이격한 상태에서는 구동 코일에 대한 기자력을 향상시킬 수 있음은 물론이고 보다 큰 구동력을 얻을 수 있게 된다. 이러한 구동력의 향상을 얻기 위해서 마그네트(132)와 측면 요크(136) 사이의 간극, 즉 마그네트(132)의 외주면과 측면 요크(132)의 내주면 사이의 이격 거리(G)는 마그네트(132)의 측면 길이 방향의 폭(W)을 기준으로 1/5 ~ 1/2, 바람직하게는 1/4 ~ 1/3 정도로 조정할 수 있다.
아울러, 본 실시예에 따르면 렌즈 배럴(110)의 상단과 하단의 크기를 달리하고 그 중에서 크기가 작은 제 1 직경부(112)의 외주변으로 마그네트(132)를 배치하고, 최-외곽을 이루는 측면 요크(136)의 하단 외주변에 형성된 나사산과 같은 체결 수단을 통하여 하우징(190) 내부로 바로 렌즈 배럴(110)이 수용될 수 있도록 구성함으로써, 전체 자동 초점 렌즈 조립체(100)의 크기를 감소할 수 있다.
계속해서, 본 발명에 따라 모바일 통신기기에 채택되는 카메라 모듈을 이룰 수 있는 본 발명의 자동 초점 렌즈 조립체(100)의 작동에 대해서 상술한 도 4 및 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 초점 렌즈 조립체의 사용 상태를 도시한 단면도인 도 6을 참조하여 설명한다.
상술한 것과 같이, 본 발명에 따른 자동 초점 렌즈 조립체(100)의 외곽을 이루는 상단 요크(134)와 상단 커버(164) 사이로 제 1 탄성수단(172)이 밀착, 개재되어 있고, 렌즈 배럴(110) 및 측면 요크(136)의 하단으로 제 2 탄성수단(174)이 체결되어 렌즈 배럴(110)을 광축 방향에서 가압하도록 구성된다. 한편, 구동원이 배치되어 있는 렌즈 배럴(110)을 수용하고 있는 하우징(190)의 하단 내측으로는 IR 필터 등이 부착될 수 있는 커버 글라스(220) 및 CMOS와 같은 이미지 센서(230)가 결합되어 있다. 이에 따라, 본 발명에 따라 중공부를 갖는 자동 초점 렌즈 조립 체(110)를 통과한 피사체의 영상이 커버 글라스(220)를 경유하여 이미지 센서(230)로 전달되어 전기적인 신호로 변환되고, 카메라 모듈 본체에 구비된 제어부로 전송되어 포커싱이 수행되고, 이 과정에서 렌즈 배럴(110)이 광축을 따라 전후 방향으로 움직일 수 있게 된다.
즉, 본 발명에 따른 자동 초점 조절 장치가 채택된 기기, 예컨대 모바일 통신기기의 사용자가 촬영 버튼을 누르면 이미지 센서(230)가 작동되어, 렌즈 조립체의 전방에 위치한 피사체의 상은 중공되어 있는 렌즈 조립체 및 커버 글라스(220)를 통과하여 이미지 센서(230)에서 전기적인 신호로 변환되어 카메라 모듈 내의 제어부(미도시)로 전송된다. 제어부에서 이미지 센서(230)로 전달된 피사체의 영상 신호가 흐릿하면, 렌즈 조립체의 포커싱 에러가 있는 것으로 판단하여, 렌즈 배럴(110)을 광축 방향으로 이동시키기 위한 전류가 탄성수단(172, 174)을 경유하여 구동 코일(140)로 인가된다.
구동 코일(140)로 소정의 전류가 인가되면 구동 코일(140)에 자기장이 발생하여 마그네트(132)로부터 전달된 자속과의 척력이나 인력에 의하여 로렌츠의 힘이 발생한다. 이에 따라 도 6에 도시된 것과 같이, 이러한 구동력에 의하여 렌즈 배럴(110), 그 내부에 수용된 렌즈 유닛(120) 및 렌즈 배럴(110)에 지지된 채로 배치되어 있는 구동 코일(140)이 광축 방향으로 이동하게 된다. 이와 같은 구동력에 의하여 렌즈 배럴(110)은 제 1 탄성수단(172) 및 하단에 체결된 제 2 탄성수단(174)의 탄성력을 극복하여 광축 방향으로 왕복 운동할 수 있게 되는데, 제어부는 전류의 방향을 변환시키는 방법으로, 렌즈 배럴(110)을 광축선상에서 상하 이동시켜 이 미지 센서(230)에 촬상되는 피사체의 영상을 선명하게 하는 포커싱을 실현할 수 있다.
한편, 위에서 설명한 것과 다른 형태를 가지면서 구동력을 더욱 향상시킬 수 있는 자동 초점 렌즈 조립체를 이루는 구동원의 형태 및 배치가 가능한데, 도 7a는 본 발명의 다른 실시예에 따라 모바일 통신기기에 채택될 수 있는 자동 초점 렌즈 조립체의 단면도이고, 도 7b는 구동원에 의하여 렌즈 배럴이 광축 방향을 따라 상향 이동된 상태의 단면도이다. 본 실시예에 따르면, 렌즈 배럴(110)의 제 2 직경부(112)의 외주변에 밀착되어 있는 구동 코일(140)의 외측 상단(142)이 내측 상단과 비교해서 상향 연장되는 형태로 돌출되어 있다. 따라서 구동 코일(140)로 소정의 전류가 인가됨에 따라 렌즈 배럴(110)이 광축 방향을 따라 상향 이동하는 경우에 렌즈 배럴(110)에 밀착, 권선되어 있는 구동 코일(140)의 상향 돌출된 외측 상단(142)은 마그네트(132)의 외주면과 측면 요크(136)의 내주면 사이의 간극으로 삽입, 개재될 수 있다. 따라서, 상술한 것과 같이 마그네트(132)의 극 주변에 최대로 형성되는 자계를 효율적으로 이용함으로써 전체적인 구동력을 크게 향상시킬 수 있고, 구동 코일(140) 자체의 크기를 줄일 필요가 없기 때문에 구동 코일(140)에 대한 기자력 또한 배가될 수 있게 된다.
아울러, 위에서 상술한 것과 비교하여 다른 배치를 갖는 모바일 통신기기용 자동 초점 렌즈 조립체의 구성이 가능한데, 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자동 초점 렌즈 조립체를 개략적으로 도시한 단면도이다. 도 8에 도시된 구성 중에서 위에서 설명한 부분과 중복되는 부분에 대한 상세한 설명은 생략한다. 도 8에 도시된 것과 같이, 본 실시예에 따른 자동 초점 렌즈 조립체를 이루는 렌즈 배럴(110)의 직경 또는 크기가 크게 3개의 부분으로 구분되어 있음을 알 수 있다. 즉, 본 실시예에 따르면 다수의 렌즈(L1, L2, L3, L4)로 이루어진 렌즈 유닛을 내부에 수용하는 렌즈 배럴(110)은 가장 작은 직경을 갖는 상단의 제 1 직경부(112)와 제 1 직경부(112)에 비하여 직경이 큰 대략 중간의 제 2 직경부(114)와, 제 2 직경부(114)보다 직경이 큰 하단의 제 3 직경부(116)로 구분된다. 이때, 제 1 직경부(112)의 내부에는 제 1 렌즈(L1) 및 제 2 렌즈(L2)가 수용되고, 제 2 직경부(114)의 내부에 제 3 렌즈(L3) 및 제 4 렌즈(L4)가 수용되어 있다. 본 실시예에 있어서도 제 1 렌즈(L1) 및 제 2 렌즈(L2)는 곡률과 폭 등에 있어서 차이가 있을 수 있으나 그 직경이 실질적으로 동일할 수 있으며, 제 3 렌즈(L3) 및 제 4 렌즈(L4) 역시 곡률과 폭 등에 있어서 차이가 있을 수 있지만 그 직경이 실질적으로 동일하도록 구성될 수 있다.
특히, 본 실시예에 따르면 렌즈 배럴(110) 중 가장 작은 직경을 갖는 제 1 직경부(112)의 외주변으로 마그네트(132)가 밀착 배치되고, 제 2 직경부(114)의 외주변으로는 광축 방향으로 길게 연장된 구동 코일(140)이 권선된 상태로 배치되어 있다. 아울러, 마그네트(132)의 외주면과 일정 간격 이격되어 있는 측면 요크(136)가 형성된다. 이때, 본 실시예에서 마그네트(132)로부터 발생되는 자력을 제어하기 위한 측면 요크를 마그네트(132)의 외주면과 이격되어 있는 제 1 측면 요크(136a) 와, 상기 제 1 측면 요크(136a)의 저면에서 하향 연장되어 있으며 그 외주변에 나사산이 형성되는 제 2 측면 요크(136b)로 구성할 수 있다. 아울러, 본 실시예에 따르면 구동 코일(140)로 소정의 전압을 인가하는 탄성수단(172, 174)에 의하여 전기적 쇼트가 발생하는 것을 방지할 수 있도록 상단 요크(134)와 제 1 탄성수단(172)의 저면 사이로 절연물질(150)이 개재될 수 있다. 한편, 전기적 쇼트를 방지하기 위해서, 상술한 절연물질(150)을 상단 요크(134)와 제 1 탄성수단(172)의 저면 사이로 형성하는 것과 별도로 또는 이와 병행해서 제 1 측면 요크(136a)의 저면과 제 2 측면 요크(136b)의 상면 사이로 별도의 절연 물질이 개재되도록 구성될 수 있다.
한편, 본 실시예에서는 렌즈 배럴(110) 중 가장 작은 직경을 갖는 제 1 직경부(112)의 외주변으로 마그네트(132)를 배치하고, 중간 직경을 갖는 제 2 직경부(114)의 외주변으로 구동 코일(140)이 권선된 상태로 형성되어 있다. 즉, 본 실시예에 따르면 마그네트(132) 및 구동 코일(140)의 내경은 렌즈 배럴(110) 중 최대 직경을 갖는 제 3 직경부(116)의 외경보다 작도록 구성되어 있기 때문에, 전체 자동 초점 렌즈 조립체의 크기를 크게 줄일 수 있다. 아울러, 최대 자력이 형성되는 마그네트(132)와 측면 요크 사이로 구동 코일(140)이 개재될 수 있기 때문에 종래와 비교해서 구동 코일(140)로 공급되는 전압의 크기가 작다고 하더라도 렌즈 배럴(110)을 구동시킬 수 있는 에너지 효율이 크게 향상된다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 기술하였으나, 이는 어디까지나 당업자의 이해를 돕기 위하여 제시된 것일 뿐, 본 발명이 에에 한정되는 것은 결코 아니다. 오히려 본 발명이 속하는 분야의 당업자라면 상술한 실시예 및 첨부한 도면으로부터 다양한 변형과 변경을 용이하게 추고할 수 있다는 점이 자명하다 할 것이다. 그러나 그와 같은 변형과 변경은 본 발명의 기본 정신을 훼손하지 아니하는 범위 내에서 본 발명의 권리범위에 속한다는 점은 후술하는 청구의 범위를 통하여 보다 분명해질 것이다.
도 1은 종래 모바일 통신기기에 장착되었던 카메라 모듈을 구성하는 자동 초점 렌즈 조립체를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따라 모바일 통신기기에 장착되는 자동 초점 렌즈 조립체의 외관을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 자동 초점 렌즈 조립체를 이루는 구성 부품 사이의 결합 관계를 도시하고 있는 개략적인 분해 사시도이다.
도 4는 도 2의 Ⅳ-Ⅳ 라인을 따라 절단한 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 초점 렌즈 조립체를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 5a 내지 도 5c는 각각 본 발명의 제 1 실시예에 따라 구동원을 배치하였을 경우에 최대 에너지 발생 영역, 최대 자속 흐름 영역 및 최대 자장이 형성되는 영역을 개략적으로 표시한 것이다.
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 자동 초점 렌즈 조립체가 구동되어 있는 상태를 도시한 단면도이다.
도 7a 내지 도 7b는 각각 본 발명의 제 2 실시예에 따른 자동 초점 렌즈 조립체를 개략적으로 도시한 단면도 및 렌즈 조립체가 구동된 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 자동 초점 렌즈 조립체를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 9a 내지 도 9c는 각각 종래 방법에 따라 마그네트와 요크가 밀착된 상태로 구동원을 배치하였을 경우에 최대 에너지 발생 영역, 최대 자속 흐름 영역 및 최대 자장이 형성되는 영역을 개략적으로 표시한 것이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 자동 초점 렌즈 조립체 110 : 렌즈 배럴
120 : 렌즈 유닛 130 : 구동원
132 : 마그네트 134, 136 : 요크
140 : 구동 코일 172, 174 : 탄성수단
190 : 하우징 220 : 커버 글라스
230 : 이미지 센서
Claims (12)
- 이미지 센서를 통하여 피사체를 촬상할 수 있도록 렌즈 유닛을 수용하는 렌즈 배럴과;마그네트 및 구동 코일의 상호 작용을 통한 구동력에 의하여 광축 방향을 따라 상기 렌즈 배럴을 이동시키는 구동원으로서, 상기 마그네트 또는 구동 코일 중 적어도 하나의 내경은 상기 렌즈 배럴의 최대 외경보다 작도록 구성되어 있고, 상기 마그네트와 상기 마그네트의 자력을 제어하기 위하여 상기 마그네트의 외측에 배치되어 있는 요크 사이가 이격되어 있으며, 상기 구동 코일의 외측 상단이 상향 연장되는 형태로 돌출되어 있는 구동원을 포함하는 모바일 기기용 자동 초점 렌즈 조립체.
- 제 1항에 있어서,상기 렌즈 배럴은 서로 다른 직경을 갖는 다수의 직경부를 포함하도록 구성되며, 상기 마그네트 및 상기 구동 코일 중 적어도 하나는 렌즈 배럴 중 최대 직경을 갖지 않는 직경부의 외주변을 따라 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 자동 초점 렌즈 조립체.
- 제 1항에 있어서,상기 렌즈 배럴은 제 1 직경부와 상기 제 1 직경부에 비하여 직경이 큰 제 2 직경부를 가지며, 상기 마그네트는 상기 제 1 직경부의 외주변에 인접하여 배치되고, 상기 구동 코일은 상기 제 2 직경부의 외주변을 따라 배치되어 있는 자동 초점 렌즈 조립체.
- 제 1항에 있어서,상기 렌즈 배럴은 순차적으로 직경이 크도록 형성되는 제 1 직경부, 제 2 직경부 및 제 3 직경부를 가지며, 상기 제 1 직경부의 외주변에 인접하여 마그네트가 형성되어 있으며, 상기 제 2 직경부의 외주변에 인접하여 상기 구동 코일이 권선되어 있는 것을 특징으로 하는 자동 초점 렌즈 조립체.
- 제 1항에 있어서,상기 요크는 상기 마그네트의 상단에 배치되는 상단 요크와, 상기 마그네트의 외주변과 이격되어 있는 측면 요크를 포함하는 자동 초점 렌즈 조립체.
- 제 5항에 있어서,상기 상단 요크의 상부에 형성되는 제 1 탄성 수단과, 상기 렌즈 배럴 및 상 기 측면 요크의 하단에 밀착되어 있는 제 2 탄성수단을 더욱 포함하는 자동 초점 렌즈 조립체.
- 제 6항에 있어서,상기 상단 요크의 상단과 상기 제 1 탄성수단의 하단 사이로 절연 물질이 개재되어 있는 것을 특징으로 하는 자동 초점 렌즈 조립체.
- 제 5항 또는 제 6항에 있어서,상기 측면 요크는 상기 상단 요크의 하단과 접촉하는 것을 특징으로 하는 자동 초점 렌즈 조립체.
- 제 8항에 있어서,상기 측면 요크는 상기 상단 요크의 저면과 접촉하는 제 1 측면 요크와, 상기 제 1 측면 요크로부터 하향 연장되는 제 2 측면 요크를 포함하는 자동 초점 렌즈 조립체.
- 제 9항에 있어서,상기 제 1 측면 요크의 저면과 상기 제 2 측면 요크의 상면 사이로 절연 물질이 개재되어 있는 것을 특징으로 하는 자동 초점 렌즈 조립체.
- 제 5항에 있어서,상기 측면 요크의 외주변으로 나사산이 형성되어, 상기 렌즈 배럴을 수용하는 하우징의 내주변으로 상기 측면 요크가 결합되는 것을 특징으로 하는 자동 초점 렌즈 조립체.
- 삭제
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