KR101771439B1 - 자동 초점 조절장치 - Google Patents

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윤학구
최명원
이동성
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Abstract

자동 초점 조절장치가 개시된다. 개시된 자동 초점 조절장치는, 광통과공이 형성된 베이스, 베이스에 삽입되고 하나 이상의 렌즈로 구성된 렌즈 배럴을 수용하는 캐리어, 캐리어의 일면에 설치되는 마그네트, 마그네트에 대향하도록 베이스에 설치되는 코일 및 캐리어와 베이스 사이에 위치하여 캐리어가 렌즈의 광축 방향을 따라 이동하도록 지지하는 적어도 하나 이상의 볼을 포함한다.

Description

자동 초점 조절장치{Auto Focusing Apparatus}
본 발명은 초점 거리를 신뢰성 있게 조정하여 선명한 화면을 촬영할 수 있는 자동 초점 조절장치에 관한 것이다.
요즘 이동통신 단말기와 같은 소형 모바일 기기에 구비된 카메라 렌즈 조립체는 통상의 디지털 카메라와 같이 1300만 화소를 표현할 수 있어 고해상도를 구현할 수 있다. 이와 같이, 이동통신 단말기에 장착되는 카메라 렌즈 조립체가 고성능화됨에 따라 광학 줌 기능은 물론 자동초점 조절기능이나 손떨림 보정기능 등 여러 가지 다양한 기능이 적용되고 있다.
이러한 기능들 중 자동초점 조절기능을 통해 카메라와 피사체 간의 거리에 따라 이미지를 깨끗하고 선명하게 촬영할 수 있다.
그런데 자동 초점 조절 기능을 가지는 종래의 카메라 렌즈 조립체는 자동 초점 조절을 위해 렌즈 캐리어가 광축 방향으로 전/후진 이동 시 카메라 렌즈 조립체의 각 부품들이 가지는 제조 공차로 인해 이동 경로를 벗어나는 등 정확하게 이동하지 못하는 문제가 발생할 수 있다.
상기 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 초점 거리를 신뢰성 있게 조정하여 선명한 화면을 촬영할 수 있는 자동 초점 조절장치를 제공할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동 초점 조절장치는, 광통과공이 형성된 베이스; 상기 베이스에 삽입되고, 하나 이상의 렌즈로 구성된 렌즈 배럴을 수용하는 캐리어; 상기 캐리어의 일면에 설치되는 마그네트; 상기 마그네트에 대향하도록 상기 베이스에 설치되는 코일; 및 상기 캐리어와 상기 베이스 사이에 위치하여 상기 캐리어가 상기 렌즈의 광축 방향을 따라 이동하도록 지지하는 적어도 하나 이상의 볼을 포함한다.
상기 베이스는 상기 캐리어를 수용하는 수용홈과 상기 광축 방향을 따라 상기 수용홈에 연결되어 상기 볼이 삽입되는 가이드홈이 형성될 수 있다.
상기 가이드홈은, 상기 마그네트의 일측에 위치하는 메인 가이드홈; 및 상기 마그네트의 타측에 위치하는 보조 가이드홈을 포함할 수 있다.
상기 볼은 상기 메인 가이드홈 및 상기 보조 가이드홈에 서로 다른 개수로 적층 삽입될 수 있다.
상기 메인 가이드홈에 삽입된 볼은 상기 캐리어를 X-Y 방향으로 지지하고, 상기 보조 가이드홈에 삽입된 볼은 상기 캐리어를 Y 방향으로 지지할 수 있다.
상기 메인 가이드홈에 삽입된 볼은 상기 캐리어와 상기 베이스 사이에서 3점 접촉되고, 상기 보조 가이드홈에 삽입된 볼은 상기 캐리어와 상기 베이스 사이에서 2점 접촉될 수 있다.
상기 캐리어는 상기 메인 가이드홈에 적어도 일단이 삽입되도록 돌출되는 가이드 돌기를 포함할 수 있다.
상기 메인 가이드홈은 상기 가이드 돌기에 의해 각각 제1 메인 가이드홈 및 제2 메인 가이드홈으로 각각 구획되고, 상기 볼은 상기 제1 메인 가이드홈 및 상기 제2 메인 가이드홈에 각각 적층될 수 있다.
상기 가이드 돌기는 상기 제1 및 제2 메인 가이드홈에 위치하는 볼에 각각 접촉하도록 경사면을 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2 메인 가이드홈에 위치하는 볼은 상기 경사면과 상기 제1 및 제2 메인 가이드홈 사이에서 3점 접촉될 수 있다.
상기 마그네트는 복수 개의 극성이 교차 형성될 수 있다.
상기와 같이 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 자동 초점 조절장치는, 캐리어가 광축의 직각 방향으로 흔들리는 것을 방지할 수 있다. 또한, 캐리어에 설치되는 마그네트의 사이즈를 증가시켜 캐리어의 구동력을 증폭시킬 수 있다. 아울러, 자동 초점 조절장치의 조립 과정 또는 제조 과정에서의 공차에 의하여 렌즈의 광축이 이미지 센서의 결상면에 대하여 수직하게 위치시켜 정확도 및 해상도에 미치는 악영향 요소를 미연에 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동 초점 조절장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동 초점 조절장치를 도시한 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동 초점 조절장치의 커버를 생략한 상태의 평면도이다.
도 4는 도 3에 도시한 A를 확대한 도면이다.
도 5는 도 3에 도시한 B-B를 따라 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 자동 초점 조절장치의 커버를 생략한 상태의 평면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 자동 초점 조절장치의 커버를 생략한 상태의 평면도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 자동 초점 조절장치를 도시한 분해 사시도이다.
본 발명에 대하여 구체적으로 설명하기에 앞서, 본 명세서 및 도면의 기재 방법에 대하여 설명한다.
먼저, 본 명세서 및 청구범위에서 사용되는 용어는 본 발명의 다양한 실시 예들에서의 기능을 고려하여 일반적인 용어들을 선택하였다 하지만, 이러한 용어들은 당 분야에 종사하는 기술자의 의도나 법률적 또는 기술적 해석 및 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 일부 용어는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있다. 이러한 용어에 대해서는 본 명세서에서 정의된 의미로 해석될 수 있으며, 구체적인 용어 정의가 없으면 본 명세서의 전반적인 내용 및 당해 기술분야의 통상적인 기술 상식을 토대로 해석될 수도 있다.
또한, 본 명세서에 첨부된 각 도면에 기재된 동일한 참조번호 또는 부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부품 또는 구성요소를 나타낸다. 설명 및 이해의 편의를 위해서 서로 다른 실시 예들에서도 동일한 참조번호 또는 부호를 사용하여 설명한다. 즉, 복수의 도면에서 동일한 참조 번호를 가지는 구성요소를 모두 도시되어 있다고 하더라도, 복수의 도면들이 하나의 실시 예를 의미하는 것은 아니다.
또한, 본 명세서 및 청구범위에서는 구성요소들 간의 구별을 위하여 "제1", "제2" 등과 같이 서수를 포함하는 용어가 사용될 수 있다. 이러한 서수는 동일 또는 유사한 구성요소들을 서로 구별하기 위하여 사용하는 것이며 이러한 서수 사용으로 인하여 용어의 의미가 한정 해석되어서는 안 된다. 일 예로, 이러한 서수와 결합된 구성요소는 그 숫자에 의해 사용 순서나 배치 순서 등이 제한되어서는 안 된다. 필요에 따라서는, 각 서수들은 서로 교체되어 사용될 수도 있다.
본 명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "구성되다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 발명의 실시 예에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적인 연결뿐 아니라, 다른 매체를 통한 간접적인 연결의 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 포함한다는 의미는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 첨부된 도면을 이용하여 본 발명에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동 초점 조절장치를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동 초점 조절장치를 도시한 분해 사시도이다. 그리고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동 초점 조절장치의 커버를 생략한 상태의 평면도이고, 도 4는 도 3에 도시한 A를 확대한 도면이다. 또한, 도 5는 도 3에 도시한 B-B를 따라 도시한 단면도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동 초점 조절장치(100)는 중앙부에 광통과공(115)이 형성된 베이스(110), 베이스(100)에 삽입 설치되는 캐리어(120), 캐리어(120)를 광축 방향을 따라 이동시키는 구동부(130) 및 베이스(110)와 캐리어(120) 사이에 위치하는 적어도 하나 이상의 볼(140)을 포함한다. 구동부(130)는 캐리어(120)의 일면에 설치되는 마그네트(133) 및 마그네트(133)에 대향하도록 베이스(110)에 설치되는 코일(135)을 포함할 수 있다.
베이스(110)는 캐리어(120)를 수용하는 수용홈(112)과 볼(140)이 삽입되는 가이드 홈(113, 114)이 형성될 수 있다. 수용홈(112)은 캐리어(120)의 외면과 대응되는 형상을 가질 수 있으며, 가이드홈(113, 114)은 볼(140)이 삽입될 수 있도록 수용홈(112)에 연결되어 베이스(110)의 내면으로부터 오목한 형상을 가질 수 있다. 가이드홈(113, 114)의 하단은 수용홈(112)의 하단과 단차지도록 위치할 수 있다.
가이드 홈(113, 114)은 코일(135)(또는 마그네트(133))을 기준으로 일측에 위치하는 메인 가이드홈(113)과 메인 가이드홈(113)의 반대측에 위치하는 보조 가이드홈(114)을 포함할 수 있다. 즉, 볼(140)은 메인 가이드홈(113) 및 보조 가이드홈(114)에 각각 삽입되어 캐리어(120)의 동일면 상에 각각 위치함에 따라, 캐리어(120)는 구름 운동을 통해 광축 방향으로 용이하게 슬라이딩할 수 있다.
좀 더 상세히 설명하면, 메인 가이드홈(113)은 캐리어(120)가 X-Y 방향으로 흔들리지 않고 지지될 수 있도록 복수 개의 볼들이 적층 삽입될 수 있다.
캐리어(120)의 일측이 메인 가이드홈(1130)에 삽입된 복수 개의 볼들(140)에 의해 지지되고, 보조 가이드홈(114)은 캐리어(120)의 반대측에서 2점 접촉만으로도 캐리어(120)를 효율적/안정적으로 지지할 수 있다.
또한, 베이스(110)는 일측면에 개구(118)가 형성되어 캐리어(120)의 일면에 설치되는 마그네트(133)를 외부로 노출시킬 수 있다. 개구(118)가 형성된 베이스(110)의 외측면에는 코일(135)이 설치되고, 코일(135)의 일측은 마그네트(133)과 대향되도록 위치할 수 있다. 일례로, 코일(135)은 도넛 형상을 가질 수 있다.
기판(160)의 일면은 코일(135)의 타측에 위치하고, 코일(135)에 전원을 인가하는 단자부(도시안함)가 형성될 수 있다. 이를 통해, 코일(135)은 기판(160)으로부터 전원을 인가받아 마그네트(133)과 상호 작용에 의한 구동력을 발생시킬 수 있다. 일례로 기판(160)은 연성기판(FPCB)일 수 있으며, 코일(135)은 기판(160)에 전기적으로 연결됨과 동시에 고정 설치될 수 있다.
요크(165)는 코일(135)의 타면에 배치되고, 베이스(110)의 외면에 고정될 수 있다. 요크(165)는 코일(135)의 폭보다 넓은 폭을 갖도록 형성될 수 있으며, 이를 통해 코일(135)과 마그네트(133) 사이에서 형성되는 자계의 세기를 증가시킴과 동시에 자계를 확장시킬 수도 있다.
한편, 기판(160)에는 홀센서(도시안함)가 실장될 수 있다. 홀센서는 마그네트(133)의 외주면에 인접하게 이격 배치되며 기판(160)에 전기적으로 접속될 수 있다. 홀센서는 캐리어(120)의 위치(또는 렌즈의 위치)를 센싱할 수 있으며, 홀센서를 통해 센싱된 렌즈의 위치정보에 기초하여 자동 초점 조절 동작에서 캐리어(120)를 이동시켜야 하는 방향과 이동거리를 산출할 수 있다.
다만, 홀센서는 캐리어(120) 측에 배치되는 마그네트(133)와 평행하게 배치되어 서로 마주보게 되는 위치라면 코일(135)의 상부, 코일(135)의 측부, 하부 등 다양한 위치로 그 위치가 변경될 수도 있다.
캐리어(120)는 베이스(110)에 형성된 광통과공(115)과 대응되도록 중공 형상을 가질 수 있으며, 외면은 베이스(110)에 형성된 수용홈(112)과 대응되는 형상을 가질 수 있다. 캐리어(120)는 가이드 돌기(125)를 포함할 수 있으며, 가이드 돌기(125)는 메인 가이드홈(113)에 대응되는 위치에 돌출되어 적어도 일단이 메인 가이드홈(113)에 삽입될 수 있다.
도 4를 참조하면, 가이드 돌기(125)는 캐리어(120)의 일면 중앙부로부터 일측으로 편심되도록 위치할 수 있다. 가이드 돌기(125)는 메인 가이드홈(113)에 위치하는 볼(140)에 각각 접촉하도록 양측에 각각 경사면(126a, 126b)을 가질 수 있으며, 메인 가이드홈(113)에 삽입된 가이드 돌기(125)에 의해 메인 가이드홈(113)은 제1 메인 가이드홈(113a)과 제2 메인 가이드홈(113b)으로 각각 구획될 수 있다. 이를 통해, 제1 및 제2 메인 가이드홈(113a, 113b)에 위치하는 볼(140)은 경사면(126a, 126b)에 3점으로 접촉될 수 있다.
즉, 볼(140)은 제1 메인 가이드홈(113a)과 제2 메인 가이드홈(113b) 및 보조 가이드홈(114)에 각각 삽입될 수 있으며, 각각의 가이드홈(113a, 113b, 114)에 3개의 볼들(140)이 삽입되어 적층될 수 있다. 이를 통해 베이스(110)의 내면과 캐리어(120)의 외면은 적어도 3점에서 접촉될 수 있다.
또한, 캐리어(120)에 형성된 가이드 돌기(125)를 통해 캐리어(120)와 베이스부(110)의 결합 위치를 설정할 수 있다. 한편, 메인 가이드홈(113) 및 보조 가이드홈(114)에 삽입되는 볼(140)은 서로 다른 개수로 적층될 수 있다.
메인 가이드홈(113)에 삽입된 볼(140)이 경사면(126a, 126b)과 접촉하여 캐리어(120)의 일측을 X-Y 방향으로 지지하면, 캐리어(120)의 타측은 마그네트(133)의 영향으로 Y 방향으로 기울어질 수 있다. 이때, 보조 가이드홈(114)에 삽입된 볼(140)은 2점 접촉만으로 타측의 Y 방향을 지지함으로써, 마찰력을 최소화하여 효율적으로 캐리어(120)를 지지할 수 있다.
캐리어(120)의 일면에는 마그네트(133)가 설치되는 결합부재(128)를 구비할 수 있다. 일례로, 결합부재(128)는 가이드 돌기(125)와 동일면 상에 위치하여 캐리어(120)의 일면으로부터 돌출된 형상을 가질 수 있다. 결합부재(128)는 마그네트(133)가 실장되는 설치홈(129)이 형성될 수 있다.
마그네트(133)는 극성이 교차되도록 복수로 마련될 수 있다. 즉, 마그네트(133)는 서로 다른 극을 가지도록 중첩하도록 배치될 수 있다. 일례로, 마그네트(133)는 일측과 타측의 내/외주면에 각각 N극과 S극이 착자될 수 있다. 즉, 마그네트(133)는 코일(135)을 마주하고 있는 면에는 일측에 N극, 타측에 S극이 각각 착자될 수 있으며, 그 반대측 면에는 일측에 S극, 타측에 N극이 각각 착자될 수 있다.
이와 같이, 마그네트(133)의 양측의 내/외주면에 각각 N극 및 S극을 4극으로 착자함으로써, 홀센서에 의해 감지되는 자력의 세기가 균일하게 증감되는 자계 구간을 형성할 수 있다.
중공이 형성된 캐리어(120)의 내주면에는 렌즈 배럴(150)이 결합될 수 있다. 일례로, 캐리어(120)의 내주면과 렌즈 배럴(150)의 외주면은 서로 대응하는 나사산(123, 153)이 각각 형성되어 렌즈 배럴(150)은 캐리어(120)에 나사 체결될 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동 초점 조절장치(100)는 캐리어(120)를 베이스(110)에 슬라이딩시켜 베이스(110)에 결합할 수 있다. 이를 통해, 렌즈 배럴(150)을 캐리어(120)에 결합시킨 뒤에도 렌즈 배럴(150)을 캐리어(120)로부터 분리하는 것이 가능하다.
따라서, 렌즈 배럴(150)이 불량으로 인한 교체가 필요할 경우, 렌즈 배럴(150)만을 따로 분리하여 수리할 수 있고, 렌즈 배럴(150)에 구비된 렌즈가 불량일 경우, 자동 초점 조절장치(100)를 폐기하여야 하는 문제를 해결할 수 있다.
한편, 렌즈 배럴(150)과 캐리어(120)의 결합은 나사체결에 제한하는 것은 아니며, 압입 결합, 본딩 결합 또는 이들의 조합 등으로 착탈 가능한 방식일 수도 있다.
즉, 상술한 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동 초점 조절장치(100)는, 가이드 돌기(125)가 메인 가이드홈(113)에 삽입되어 복수의 볼들(140)에 의해 지지되는 구조에 의해, 렌즈 캐리어(120)가 광축 방향을 따라 흔들림 없이 미리 설정된 경로를 따라 구동될 수 있다. 이에 따라, 각 부품이 가지는 제조 공차가 발생할 경우에도 렌즈 캐리어(120)는 전진 및 후진 방향의 구동을 정확하고 안정적으로 수행할 수 있다.
또한, 커버(170)는 베이스(110)의 측면 및 상면을 커버하도록 베이스(110)와 결합할 수 있다. 커버(170)는 외부와의 전자기적 영향을 차폐할 수 있으며, 일례로, 전자파를 차폐하기 유리한 철재 등의 재질이 사용될 수 있다. 커버(170)는 베이스(110)의 형상 및 크기에 대응될 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동 초점 조절 장치의 구동과정을 설명하기로 한다. 이하에서 설명하는, 캐리어의 '전진 방향'은 베이스의 일면과 이에 대향하는 캐리어의 일면의 간격이 증가하는 방향으로 캐리어가 이동하는 방향으로 정의하며, 캐리어의 '후진 방향'은 베이스의 일면과 이에 대향하는 캐리어의 일면의 간격이 감소하는 방향으로 캐리어가 이동하는 방향으로 정의한다.
일례로, 코일(135)에 전류가 일 방향으로 인가되면 마그네트(133)와 코일(135) 사이에 전자기력이 발생되면서 마그네트(133)가 전진 방향으로 밀려난다. 이에 따라, 캐리어(120)는 광축 방향으로 전진 구동한다. 캐리어(120)가 전진 구동하여 베이스(100)의 바닥면과 이에 대향하는 캐리어의 하면의 간격이 증가한다.
이때, 복수의 볼들(140)은 캐리어(120)를 슬라이딩 가능하게 지지하여 캐리어(120)를 안정적으로 전진 구동을 할 수 있도록 가이드 한다. 볼들(140)은 메인 가이드홈(113) 및 보조 가이드홈(114)에 각각 적층되어 위치할 수 있다. 홀센서는 마그네트(133)의 위치가 변경됨에 따라 변화하는 마그네트(133)의 자력 세기를 감지하고, 이 감지신호를 자동 초점 조절장치(100)가 설치된 휴대용 기기(도시안함)의 제어부(도시안함)로 전송한다.
제어부는 홀센서의 감지신호를 통해 캐리어(120)의 전진 거리를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부는 캐리어(120)를 이동거리가 설정되면, 구동부(130)의 코일(135)의 전류를 제어하여 전진 또는 후진 거리를 제어할 수 있다.
캐리어(120)의 후진 동작은 코일(135)에 인가되는 전류가 캐리어(120)의 전진 동작 시 인가되는 방향에 역방향으로 인가됨에 따라, 코일(135)과 마그네트(133) 사이에 캐리어(120)의 전진 시의 반대 방향의 전자기력이 발생하여 캐리어(120)의 전진 동작과 반대로 마그네트(133)가 후진 방향으로 밀려난다. 이에 따라 캐리어(120)는 후진 구동한다.
캐리어(120)가 후진 구동하여 베이스(110)의 바닥면과 이에 대향하는 캐리어(120)의 하면의 간격이 감소한다. 이 경우에도 복수의 볼들(140)에 의해 슬라이딩 가능하게 지지됨에 따라 안정적인 후진 구동을 할 수 있다.
전술한 바와 같이, 캐리어(120)의 근거리, 원거리 초점을 위한 구동 시, 캐리어(120)는 복수의 볼들(140)에 의해 베이스부(110)에 대해 슬라이딩 가능하게 가이드된다. 이와 같이, 복수의 볼들(140)은 베이스부(110)와 캐리어(120)를 복수로 점접촉하여 지지함으로써, 외부 충격이나 각종 진동에 의한 흔들림을 방지할 수 있다. 또한, 제조 과정의 공차를 관리하는 관리 포인트가 줄어 치수 관리가 용이한 이점이 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 자동 초점 조절장치의 커버를 생략한 상태의 평면도이고, 도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 자동 초점 조절장치의 커버를 생략한 상태의 평면도이다.
이하에서는, 설명의 편의상 도 1 내지 도 5를 통해 설명한 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 자동 초점 조절장치와의 차이점을 중심으로 설명하기로 하며, 생략된 구성의 설명은 전술한 내용으로 대체될 수 있다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 자동 초점 조절장치는 베이스(210), 베이스에 삽입 설치되는 캐리어(220), 캐리어(220)를 광축 방향을 따라 이동시키는 구동부(도시안함) 및 베이스(210)와 캐리어(220) 사이에 위치하는 적어도 하나 이상의 볼(240)을 포함한다.
베이스(210)는 캐리어(220)를 수용하는 수용홈(212)과 볼(140)이 삽입되는 가이드 홈(213, 214)이 형성될 수 있다. 수용홈(212)은 캐리어(220)의 외면과 대응되는 형상을 가질 수 있으며, 가이드홈(214)은 볼(240)이 삽입될 수 있도록 수용홈(212)에 연결되어 베이스(210)의 내면으로부터 오목한 형상을 가질 수 있다.
베이스(210)의 일면은 마그네트(233)를 외부로 노출시키는 개구(218)가 형성되고, 개구(218)를 통해 마그네트(233)와 코일(도시안함)이 서로 마주보도록 설치될 수 있다. 가이드홈(213, 214)은 마그네트(233)의 일측에 위치하는 메인 가이드홈(213)과 마그네트(233)의 타측에 위치하는 보조 가이드홈(214)을 포함할 수 있다. 볼(240)은 메인 가이드홈(213) 및 보조 가이드홈(214)에 각각 적층되어 위치할 수 있다.
이때, 메인 가이드홈(213)은 마그네트(233)과 나란하게 위치하고, 메인 가이드홈(213)에 삽입된 복수의 볼들(240)은 캐리어(220)의 일면을 지지할 수 있다. 한편, 보조 가이드홈(214)은 메인 가이드홈(213)으로부터 광축 방향을 가로질러 위치하고, 보조 가이드홈(214)에 삽입된 복수의 볼들(240)은 캐리어(220)의 타면을 지지할 수 있다. 즉, 보조 가이드홈(214)은 마그네트(233)가 위치한 베이스(210)의 일면과 다른 어느 한면에 형성될 수 있다.
도 7을 참조하면, 캐리어(320)는 보조 가이드홈(314)에 적어도 일부가 삽입되도록 돌출되는 꼬리부(328)를 가질 수 있다. 보조 가이드홈(314)에 삽입된 복수의 볼들(340)은 꼬리부(328)에 맞닿아 캐리어(320)가 베이스(310)를 따라 슬라이딩 가능하도록 지지할 수 있다.
도 6 및 도 7에 개시된 본 발명의 자동 초점 조절장치(200, 300)의 보조 가이드홈(214, 314)는 메인 가이드홈(213, 313)에 사선 방향에 형성될 수 있다. 메인 가이드홈(213, 313) 및 보조 가이드홈(214, 314)에 삽입된 복수의 볼들(340)은 캐리어(220, 320)의 일면과 타면을 각각 광축 방향을 따라 슬라이딩 가능하도록 지지할 수 있다.
특히, 보조 가이드홈(214, 314)이 메인 가이드홈(213, 313)과 서로 다른 면에 형성됨에 따라, 캐리어(220, 320)를 구동하는 마그네트(233, 333)의 크기 및 위치를 다양하게 변형시킬 수 있다는 장점이 있다. 캐리어(220, 320)에 설치되는 마그네트(233, 333)의 사이즈를 증가시켜 캐리어(220, 320)의 구동력을 증폭시킬 수 있는 장점이 있다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 자동 초점 조절장치를 도시한 분해 사시도이다. 이하에서는, 설명의 편의상 도 1 내지 도 7을 통해 설명한 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 자동 초점 조절장치와의 차이점을 중심으로 설명하기로 하며, 생략된 구성의 설명은 전술한 내용으로 대체될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 자동 초점 조절장치(400)는 베이스(410)에 삽입 설치되는 캐리어(420), 캐리어(420)를 광축 방향을 따라 이동시키는 구동부(430) 및 베이스(410)와 캐리어(420) 사이에 위치하는 적어도 하나 이상의 볼(440)을 포함한다. 구동부(430)는 캐리어(420)의 일면에 설치되는 마그네트(433) 및 마그네트(433)에 대향하도록 베이스(410)에 설치되는 코일(435)을 포함할 수 있다.
베이스(410)는 캐리어(420)를 수용하는 수용홈(412)과 볼(440)이 삽입되는 가이드 홈(413, 414)이 형성될 수 있다. 수용홈(412)은 캐리어(420)의 외면과 대응되는 형상을 가질 수 있으며, 가이드홈(413, 414)은 볼(440)이 삽입될 수 있도록 수용홈(412)에 연결되어 베이스(410)의 내면으로부터 오목한 형상을 가질 수 있다.
베이스(410)의 일면은 마그네트(433)를 외부로 노출시키는 개구(418)가 형성되고, 코일(435)는 개구(418)를 통해 마그네트(433)와 마주보도록 설치될 수 있다. 가이드홈(413, 414)은 마그네트(433)의 일측에 위치하는 메인 가이드홈(413)과 마그네트(433)의 타측에 위치하는 보조 가이드홈(414)을 포함할 수 있다. 볼(430)은 메인 가이드홈(413) 및 보조 가이드홈(414)에 각각 적층되어 위치할 수 있다. 한편, 도 6 및 도 7을 통해 설명한 바와 같이, 보조 가이드홈(414)의 위치는 다양하게 변형될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 자동 초점 조절장치(400)는, 렌즈 배럴(450)과 캐리어(420)는 일체로 형성될 수 있다. 렌즈 배럴(450)과 캐리어(420)를 결합할 경우, 자동 초점의 정확도 및 해상도를 향상시키기 위해서는 렌즈의 광축이 이미지 센서의 결상면에 대하여 수직하게 배치되어야 한다. 렌즈의 광축과 이미지 센서의 결상면이 수직하게 배치되지 않을 경우에는 렌즈의 해상력에 악영향을 미치기 때문이다.
즉, 자동 초점 조절장치(400)의 조립 과정 또는 제조 과정에서의 공차에 의하여 렌즈의 광축이 이미지 센서의 결상면에 대하여 수직하게 배치되지 않을 경우에는 렌즈의 정확도 및 해상도에 악영향을 미치게 된다. 따라서, 렌즈의 광축이 이미지 센서의 결상면에 대하여 수직하게 위치하는지의 여부는 자동 초점 조절장치의 매우 중요한 요소에 해당된다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 자동 초점 조절장치(400)는, 렌즈 배럴(450)과 캐리어(420)를 일체로 제작하여 자동 초점 조절장치(400)의 평가 기준을 만족시킬 수 있다. 또한, 초점이 맞도록 렌즈 배럴(450)을 캐리어(420)에 체결시키는 경우, 렌즈 배럴(450)과 캐리어(420) 사이의 결합에 의한 마찰에 의해 이물질이 발생하는 문제점을 미연에 방지할 수 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해 되어져서는 안될 것이다.
100 : 자동 초점 조절장치 110 : 베이스
112 : 수용홈 113 : 메인 가이드홈
114 : 보조 가이드홈 115 : 광통과공
118 : 개구 120 : 캐리어
125 : 가이드 돌기 130 : 구동부
133 : 마그네트 135 : 코일
140 : 볼 150 : 렌즈 배럴
160 : 기판 165 : 요크
170 : 커버

Claims (11)

  1. 광통과공이 형성된 베이스;
    상기 베이스에 삽입되고, 하나 이상의 렌즈로 구성된 렌즈 배럴을 수용하는 캐리어;
    상기 캐리어의 일면에 설치되는 마그네트;
    상기 마그네트에 대향하도록 상기 베이스에 설치되는 코일; 및
    상기 캐리어와 상기 베이스 사이에 위치하여 상기 캐리어가 상기 렌즈의 광축 방향을 따라 이동하도록 지지하는 적어도 하나 이상의 볼;을 포함하고,
    상기 베이스는 상기 볼이 삽입되는 가이드홈을 포함하고,
    상기 가이드홈은,
    상기 마그네트의 일측에 위치하고, 상기 캐리어로부터 돌출되는 가이드 돌기의 적어도 일단이 삽입되는 메인 가이드홈;과,
    상기 마그네트의 타측에 위치하는 보조 가이드홈;을 포함하고,
    상기 메인 가이드홈에 삽입된 볼은 상기 가이드 돌기 양측에 배치되어 상기 캐리어를 X-Y 방향으로 지지하고,
    상기 보조 가이드홈에 삽입된 볼은 2점 접촉되어 상기 캐리어를 Y 방향으로 지지하는, 자동 초점 조절장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 베이스는 상기 캐리어를 수용하는 수용홈이 형성되고, 상기 베이스에 형성된 상기 가이드홈은 상기 광축 방향을 따라 상기 수용홈에 연결되는, 자동 초점 조절장치.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 볼은 상기 메인 가이드홈 및 상기 보조 가이드홈에 서로 다른 개수로 적층 삽입되는, 자동 초점 조절장치.
  5. 삭제
  6. 제4항에 있어서,
    상기 메인 가이드홈에 삽입된 볼은 상기 캐리어와 상기 베이스 사이에서 3점 접촉되고,
    상기 보조 가이드홈에 삽입된 볼은 상기 캐리어와 상기 베이스 사이에서 2점 접촉되는, 자동 초점 조절장치.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 메인 가이드홈은 상기 가이드 돌기에 의해 각각 제1 메인 가이드홈 및 제2 메인 가이드홈으로 각각 구획되고,
    상기 볼은 상기 제1 메인 가이드홈 및 상기 제2 메인 가이드홈에 각각 적층되는, 자동 초점 조절장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 가이드 돌기는 상기 제1 및 제2 메인 가이드홈에 위치하는 볼에 각각 접촉하도록 경사면을 포함하는, 자동 초점 조절장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 메인 가이드홈에 위치하는 볼은 상기 경사면과 상기 제1 및 제2 메인 가이드홈 사이에서 3점 접촉되는, 자동 초점 조절장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 마그네트는 복수 개의 극성이 교차 형성되는, 자동 초점 조절장치.
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