KR101853346B1 - Auto focusing apparatus for micro camera module - Google Patents

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Abstract

초소형 카메라모듈에 설치되는 자동초점조절장치가 개시된다. 개시된 자동초점조절장치는 광투과구멍을 가지는 베이스; 상기 베이스에 회전 가능하게 설치되는 원통형상의 캠부재; 내측에 렌즈가 구비되고, 상기 캠부재 내측에 배치되어 상기 캠부재의 회전 방향에 따라 전진 또는 후진하는 렌즈캐리어; 상기 캠부재를 감싸면서 상기 베이스 전방에 장착되는 지지체; 상기 지지체와 캠부재 사이에 배치되어 상기 캠부재를 일방향 또는 그 역방향으로 선택적으로 회전시키기 위한 전자석유닛; 상기 지지체의 전방에 배치되어 상기 렌즈캐리어를 후진방향으로 가압하는 예압스프링; 상기 예압스프링을 상기 지지체에 고정하기 위한 전방커버; 및 상기 전방커버를 덮은 상태로 후단이 베이스에 분리 가능하게 결합되고 중앙에 상기 광투과구멍에 대응하는 광투광구멍을 가지는 록킹커버를 포함하는 것을 특징으로 한다.An automatic focusing device installed in a micro camera module is disclosed. The disclosed auto-focusing device includes a base having a light-transmitting aperture; A cylindrical cam member rotatably installed on the base; A lens carrier provided inside the cam member, the lens carrier being disposed inside the cam member and moving forward or backward along the rotation direction of the cam member; A supporting member mounted on the front of the base while covering the cam member; An electromagnet unit disposed between the support member and the cam member for selectively rotating the cam member in one direction or in the opposite direction; A preload spring disposed in front of the support and pressing the lens carrier in a backward direction; A front cover for fixing the preload spring to the support; And a locking cover which has a rear end detachably coupled to the base in a state in which the front cover is covered and has a light transmitting hole corresponding to the light transmitting hole at the center thereof.

Figure R1020110077790
Figure R1020110077790

Description

초소형 카메라모듈의 자동초점조절장치{AUTO FOCUSING APPARATUS FOR MICRO CAMERA MODULE}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an auto focus adjusting device for an ultra-

본 발명은 자동초점조절장치에 관한 것으로, 특히 휴대용 기기에 구비되는 초소형 카메라모듈의 자동 초점 조절동작을 위해 적용되는 초소형 카메라모듈의 자동초점조절장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an automatic focusing device, and more particularly, to an automatic focusing device for an ultra-small camera module applied for an automatic focusing operation of an ultra-small camera module provided in a portable device.

일반적으로 휴대용 전자기기 예를 들어 스마트폰과 같은 휴대전화는 사진 및 동화상 촬영을 위해 카메라모듈을 구비하고 있다. 이러한 카메라모듈은 휴대전화의 특성 상 휴대성을 향상시키기 위해 휴대전화의 사이즈가 커지지 않도록 초소형으로 제작되고 있는 추세이다.Generally, a portable electronic device, for example, a mobile phone such as a smart phone, is provided with a camera module for taking pictures and moving pictures. In order to improve the portability of the mobile phone due to the characteristics of the mobile phone, the camera module is manufactured in a very small size so as not to increase the size of the mobile phone.

아울러 이러한 초소형 카메라모듈은 피사체의 거리에 따라 깨끗하고 선명한 이미지의 촬영이 가능하도록 자동초점기능을 구비하고 있다. 이와 같은 자동초점조절 기능을 구비한 카메라모듈은 자동초점조절을 위해 기계식 액츄에이터의 사용을 지양하고 보이스코일(voice coil) 액츄에이터를 적용하고 있다. 그 이유로 기계식 액츄에이터는 모터와 기어의 작동에 수반되는 마찰, 기계적 변형, 백래시(backlash) 등으로 인한 정적-동적 오차를 피할 수 없었기 때문에 현실적으로 미세한 제어가 불가능하여 정밀한 초점조절이 어려웠고, 또한 모터와 기어의 점유 공간 때문에 초소형 카메라모듈의 부피를 증가시키는 요인이 크기를 소형화에 적합하지 않기 때문이다.In addition, these ultra-small camera modules are equipped with an auto focus function to enable clear and sharp images to be taken according to the distance of the subject. Such a camera module having an auto-focusing function avoids the use of a mechanical actuator for automatic focus adjustment and applies a voice coil actuator. For this reason, the mechanical actuator can not avoid the static-dynamic error due to friction, mechanical deformation, backlash, and the like caused by the operation of the motor and the gear, This is because the size of the micro camera module is not suitable for miniaturization because of the occupied space of the camera module.

상기 보이스코일 액츄에이터는 영구자석에 의해 형성되는 정적인 자기장 내에서 코일의 유도자기력이 생성하는 로렌츠 힘을 직선의 운동으로 이용하는 액츄에이터로서, 비교적 짧은 거리를 정밀하게 직선 이동시키는 데에 적합하다.The voice coil actuator is an actuator using a Lorentz force generated by induction magnetic force of a coil in a static magnetic field formed by a permanent magnet as a linear motion, and is suitable for precisely linearly moving a relatively short distance.

그런데 이와 같은 보이스코일 액츄에이터를 적용하고 있는 초소형 카메라모듈은 자동초점조절 시 렌즈캐리어(경통)를 전진 또는 후진시킨 후 피사체와의 적합한 촬영거리에 대응하는 렌즈캐리어의 설정 위치에 정지시키기 위하여 코일에 지속적으로 전류를 인가해야 한다. 이로 인해 휴대용 전자기기에 장착된 일회용 배터리 또는 충전배터리의 많은 전력 소모를 유발하여, 결국 카메라모듈을 통해 촬영을 자주하게 되면 휴대용 전자기기의 사용 시간이 줄어드는 문제가 있었다.However, the micro camera module to which such a voice coil actuator is applied has a problem in that the lens carrier (lens barrel) is moved forward or backward during the automatic focus adjustment, and then the lens is stopped continuously at the set position of the lens carrier corresponding to the proper photographing distance Current should be applied. This causes a large amount of power consumption of the disposable battery or the rechargeable battery mounted in the portable electronic device, and eventually, when the camera is frequently photographed through the camera module, the use time of the portable electronic device is reduced.

상기 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 자동초점조절 시 코일로 인가되는 전류를 차단시킨 상태에서 렌즈캐리어가 소정 위치에 정지될 수 있도록 하여 자동초점조절 동작을 위해 소모되는 전력을 현저히 낮출 수 있는 초소형 카메라모듈의 자동초점조절장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.In order to solve the above problems, the present invention provides an ultra-small camera capable of significantly lowering the power consumed for the automatic focus adjustment operation by allowing the lens carrier to stop at a predetermined position in a state in which the current applied to the coil is blocked during the auto- And an object of the present invention is to provide an automatic focusing device for a module.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 초소형 카메라모듈에 설치되는 자동초점조절장치에 있어서, 광투과구멍을 가지는 베이스; 상기 베이스에 회전 가능하게 설치되는 원통형상의 캠부재; 내측에 렌즈가 구비되고, 상기 캠부재 내측에 배치되어 상기 캠부재의 회전 방향에 따라 전진 또는 후진하는 렌즈캐리어; 상기 캠부재를 감싸면서 상기 베이스 전방에 장착되는 지지체; 상기 지지체와 캠부재 사이에 배치되어 상기 캠부재를 일방향 또는 그 역방향으로 선택적으로 회전시키기 위한 전자석유닛; 상기 지지체의 전방에 배치되어 상기 렌즈캐리어를 후진방향으로 가압하는 예압스프링; 상기 예압스프링을 상기 지지체에 고정하기 위한 전방커버; 및 상기 전방커버를 덮은 상태로 후단이 베이스에 분리 가능하게 결합되고 중앙에 상기 광투과구멍에 대응하는 광투광구멍을 가지는 록킹커버를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동초점조절장치를 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an automatic focusing device installed in a micro camera module, comprising: a base having a light transmission hole; A cylindrical cam member rotatably installed on the base; A lens carrier provided inside the cam member, the lens carrier being disposed inside the cam member and moving forward or backward along the rotation direction of the cam member; A supporting member mounted on the front of the base while covering the cam member; An electromagnet unit disposed between the support member and the cam member for selectively rotating the cam member in one direction or in the opposite direction; A preload spring disposed in front of the support and pressing the lens carrier in a backward direction; A front cover for fixing the preload spring to the support; And a locking cover having a rear end detachably coupled to the base in a state of covering the front cover and having a light transmitting hole corresponding to the light transmitting hole at the center thereof.

상기 캠부재는 외주를 따라 간격을 두고 다수의 캠가이드구멍이 형성되고, 상기 렌즈캐리어는 상기 다수의 캠가이드구멍에 각각 슬라이딩 가능하게 삽입되는 다수의 캠팔로워가 형성되며, 상기 다수의 캠가이드구멍은 동일방향 및 동일각도로 경사 형성되는 것이 바람직하다.Wherein the cam member is formed with a plurality of cam guide holes spaced apart along an outer periphery thereof and the lens carrier is formed with a plurality of cam followers slidably inserted into the plurality of cam guide holes, It is preferable that they are inclined in the same direction and at the same angle.

상기 캠부재는 외주에 간격을 두고 형성되며 다수의 베어링하우징이 돌출 형성되고, 상기 베이스 및 상기 지지체는 상기 베어링하우징에 대응하는 다수의 제1 및 제2 베어링홈을 형성하며, 상기 다수의 베어링하우징, 다수의 제1 및 제2 베어링홈이 이루는 베어링 설치공간에는 각각 볼베어링이 슬라이딩 가능하게 삽입될 수 있다.Wherein the cam member is spaced apart from the outer circumference and has a plurality of bearing housings protruded thereon, the base and the support forming a plurality of first and second bearing grooves corresponding to the bearing housing, , And a ball bearing can be slidably inserted into the bearing installation space formed by the plurality of first and second bearing grooves, respectively.

상기 볼베어링은 상기 베어링 설치공간에 삽입될 때 유격을 갖는 크기로 형성되는 것이 바람직하다.The ball bearing is preferably formed to have a clearance when the ball bearing is inserted into the bearing installation space.

상기 렌즈캐리어는 선단 및 후단이 각각 상기 전방커버 및 상기 베이스에 직선 이동 가능하도록 슬라이딩 가능하게 가이드되는 것이 바람직하다.The lens carrier is preferably slidably guided such that the front end and the rear end of the lens carrier are linearly movable with respect to the front cover and the base, respectively.

상기 예압스프링은, 상기 지지체와 상기 전방커버 사이에 고정되는 한 쌍의 고정부; 상기 렌즈캐리어의 선단에 대응하는 형상으로 이루어지며 상기 렌즈캐리어의 선단부를 렌즈캐리어의 후진방향으로 가압하는 내측 탄성부; 및 상기 내측 탄성부와 한 쌍의 고정부를 상호 연결하되, 상기 내측 탄성부가 상기 렌즈캐리어의 선단부를 균일한 압력으로 가압하도록 상기 내측 탄성부의 중심에 서로 대칭되는 위치에서 상기 내측 탄성부와 연결되는 것을 특징으로 하는 연결부를 포함할 수 있다.The preload spring includes a pair of fixing portions fixed between the support and the front cover; An inner elastic part having a shape corresponding to a tip end of the lens carrier and pressing the tip end of the lens carrier in a backward direction of the lens carrier; And an inner elastic part connected to the inner elastic part at a position symmetrical to the center of the inner elastic part so as to press the distal end of the lens carrier at a uniform pressure so as to interconnect the inner elastic part and the pair of fixed parts And a connecting portion which is characterized in that

상기한 바와 같이 본 발명에 있어서는, 자동초점조절 시 렌즈캐리어를 소정 위치에 정지시키기 위해 코일로 인가되는 전류를 차단하면 예압스프링에 의해 렌즈캐리어에 걸리는 예압과 다수의 볼베어링이 베어링 설치공간에 발생하는 마찰력에 의해 소정 위치를 그대로 유지한 채로 정지할 수 있다. 이에 따라 종래와 같이 자동초점조절 시 렌즈캐리어를 정지시키기 위해 코일에 지속적으로 전류를 인가할 필요가 없으므로 배터리의 전력 소모를 크게 줄일 수 있어 상대적으로 휴대용 기기의 사용시간을 늘릴 수 있는 이점이 있다.As described above, in the present invention, when the current applied to the coils is blocked to stop the lens carrier at a predetermined position during the automatic focus adjustment, a preload applied to the lens carrier by the preload spring and a plurality of ball bearings are generated in the bearing installation space It is possible to stop while maintaining the predetermined position by the frictional force. As a result, there is no need to continuously apply a current to the coil to stop the lens carrier during the auto focus adjustment as in the prior art, so that the power consumption of the battery can be greatly reduced and the use time of the portable device can be relatively increased.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 초소형 카메라모듈의 자동초점조절장치를 나타내는 조립사시도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 초소형 카메라모듈의 자동초점조절장치를 나타내는 분해사시도,
도 3은 도 2에 도시된 베이스의 전면부를 나타내는 도면,
도 4는 도 2에 도시된 지지체의 후면부를 나타내는 도면,
도 5는 도 2에 도시된 캠부재와 렌즈캐리어가 상호 결합된 상태를 나타내는 측면도,
도 6은 도 1에 표시된 Ⅵ-Ⅵ선을 따라 나타내는 단면도,
도 7은 4극 착자된 마그네트에 형성되는 자계와 홀센서를 나타내는 개략도이다.1 is an assembled perspective view illustrating an automatic focusing device of an ultra-small camera module according to an embodiment of the present invention;
FIG. 2 is an exploded perspective view showing an automatic focusing device of an ultra-small camera module according to an embodiment of the present invention,
Fig. 3 is a front view of the base shown in Fig. 2,
Fig. 4 is a view showing a rear part of the support shown in Fig. 2,
5 is a side view showing a state in which the cam member and the lens carrier shown in Fig. 2 are coupled to each other, Fig.
6 is a cross-sectional view taken along the line VI-VI shown in Fig. 1,
7 is a schematic view showing a magnetic field and a Hall sensor formed on a magnet having four poles magnetized.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 초소형 카메라모듈의 자동초점조절장치의 구성을 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a configuration of an automatic focusing device of an ultra-small camera module according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 초소형 카메라모듈의 자동초점조절장치(1)는 베이스(10), 지지체(20), 캠부재(30), 렌즈캐리어(40), 전자석유닛(50), 예압스프링(60), 전방커버(70) 및 록킹커버(90)를 포함한다.1 and 2, an automatic focusing device 1 of an ultra-small camera module according to an embodiment of the present invention includes a base 10, a support 20, a cam member 30, a lens carrier 40, An electromagnet unit 50, a preload spring 60, a front cover 70, and a locking cover 90. [

베이스(10)는 중앙에 캠부재(30)가 회전 가능하게 장착되는 수용홈(11)이 형성되고, 수용홈(11) 중앙에는 빛이 통과하는 광통과구멍(12)이 형성된다. 이 경우 수용홈(11)에는 광통과구멍(12) 주변을 따라 렌즈캐리어(40)가 전진 및 후진 가능하도록 가이드 하는 다수의 제1 가이드돌기(13)가 소정 간격을 돌출 형성된다(도 3 참고). 상기 다수의 제1 가이드돌기(13)는 후술하는 전방커버(70)의 다수의 제1 가이드홈(71)과 함께 상기 렌즈캐리어(40)의 회전을 방지하고 동시에 직선 이동하도록 가이드한다.The base 10 is formed at its center with a receiving groove 11 to which the cam member 30 is rotatably mounted and a light passing hole 12 through which light passes is formed at the center of the receiving groove 11. In this case, a plurality of first guide projections 13 for guiding the lens carrier 40 to move forward and backward along the periphery of the light passing hole 12 are formed at predetermined intervals in the receiving groove 11 ). The plurality of first guide protrusions 13 together with a plurality of first guide grooves 71 of the front cover 70 to be described later prevent the lens carrier 40 from rotating and simultaneously guide the guide members to move linearly.

또한 베이스(10)는 지지체(20)가 전방에 분리 가능하게 장착되도록 베이스(10)의 전면 주변을 따라 다수의 장착돌기(15)가 돌출 형성된다. 이 경우 다수의 장착돌기(15)는 지지체(20) 후단면에 형성된 결합구멍(27)에 분리 가능하게 삽입된다. 더욱이 베이스(10)는 록킹커버(90)의 결함구멍(91)이 스냅 결합되도록 베이스(10) 외주의 4면에 각각 결합돌기(17)가 형성된다.A plurality of mounting protrusions 15 protrude from the base 10 along the periphery of the front surface of the base 10 so that the supporting body 20 is removably mounted forward. In this case, the plurality of mounting projections 15 are detachably inserted into the engaging holes 27 formed in the rear end surface of the support 20. [ The base 10 is formed with engaging projections 17 on four sides of the outer periphery of the base 10 so that the defect holes 91 of the locking cover 90 are snap engaged.

더욱이 베이스(10)는 내주면을 따라 간격을 두고 소정 길이의 다수의 제1 베어링홈(19)이 형성된다(도 3 참고). 상기 다수의 제1 베어링홈(19)은 지지체(20)에 형성된 다수의 제2 베어링홈(23)과 함께 다수의 볼베어링(39)의 일부를 슬라이딩 가능하게 지지한다.Further, the base 10 is formed with a plurality of first bearing grooves 19 of a predetermined length at intervals along the inner circumferential surface thereof (see FIG. 3). The plurality of first bearing grooves 19 slidably support a part of the plurality of ball bearings 39 together with a plurality of second bearing grooves 23 formed in the support 20.

지지체(20)는 베이스(10) 전방에 장착되며 캠부재(30)를 둘러싸도록 대략 폐루프를 이루는 프레임(여기서는 사각형상의 프레임)으로 이루어진다. 상기 지지체(20)는 내측의 한 코너에 요크(55)가 장착되는 요크장착홈(21)이 형성되고, 나머지 3 코너에 후술하는 다수의 볼베어링(39)을 가이드 하는 다수의 제2 베어링홈(23)이 형성된다(도 4 참고). 이 경우 다수의 제2 베어링홈(23)은 베이스(10)의 제1 베어링홈(19)에 각각 대응하는 위치 및 길이로 이루어지는 것이 바람직하다.The support 20 is mounted on the front of the base 10 and is made up of a substantially closed loop frame (here, a square frame) so as to surround the cam member 30. The supporting body 20 has a yoke mounting groove 21 in which a yoke 55 is mounted at one corner on the inner side and a plurality of second bearing grooves 21 for guiding a plurality of ball bearings 39 23 are formed (see FIG. 4). In this case, the plurality of second bearing grooves 23 preferably have positions and lengths corresponding to the first bearing grooves 19 of the base 10, respectively.

캠부재(30)는 대략 원통형상으로 이루어지며 베이스(10)의 수용홈(11)에 회전 가능하게 설치된다. 상기 캠부재(30)는 내측에 삽입되는 렌즈캐리어(40)를 소정 거리 전/후진 이동시키는 역할을 한다.The cam member 30 has a substantially cylindrical shape and is rotatably installed in the receiving groove 11 of the base 10. The cam member 30 serves to move the lens carrier 40 inserted inward by a predetermined distance.

상기 캠부재(30)는 외주를 따라 전자석유닛(50)의 마그네트(51)가 삽입되는 마그네트 장착구멍(31)과 3개의 캠가이드구멍(33)이 형성된다. 이 경우 3개의 캠가이드구멍(33)은 동일 방향 및 동일 각도로 완만하게 경사 형성되며 렌즈캐리어(40)의 다수의 캠팔로워(41)가 각각 슬라이딩 가능하게 삽입된다(도 5 참고). 또한 캠부재(30)는 전방에 다수의 캠팔로워(41)가 캠가이드구멍(33)으로 삽입될 수 있도록 다수의 삽입가이드홈(35)이 형성되며, 이때 다수의 삽입가이드홈(35)은 각 캠가이드구멍(33)과 연결된다.The cam member 30 is formed with a magnet mounting hole 31 and three cam guide holes 33 through which the magnet 51 of the electromagnet unit 50 is inserted along the outer periphery. In this case, the three cam guide holes 33 are formed to be gently inclined in the same direction and at the same angle, and a plurality of cam followers 41 of the lens carrier 40 are slidably inserted (see Fig. 5). A plurality of insertion guide grooves 35 are formed in the cam member 30 so that a plurality of cam followers 41 can be inserted into the cam guide holes 33. At this time, And is connected to each of the cam guide holes 33.

더욱이 캠부재(30)는 외주에 간격을 두고 다수의 베어링하우징(37)이 돌출 형성되고, 다수의 베어링하우징(37)에는 각각 볼베어링(39)의 일부가 삽입된다. 상기 다수의 볼베어링(39)은, 도 6을 참고하면, 상술한 바와 같이 베어링하우징(37)에 일측이 슬라이딩 가능하게 지지되고, 타측이 베이스(10)의 다수의 제1 베어링홈(19)과 지지체(20)의 다수의 제2 베어링홈(23)에 각각 슬라이딩 가능하게 지지된다. 이에 따라 캠부재(30)는 상기 다수의 볼베어링(39)에 의해 베이스(10)의 수용홈(11) 및 지지체(20) 내측에서 일방향 및 그 역방향으로 원활하게 회전할 수 있다.A plurality of bearing housings 37 are formed on the outer circumference of the cam member 30 at intervals and a plurality of ball bearings 39 are respectively inserted into the plurality of bearing housings 37. 6, one end of the ball bearing 39 is slidably supported by the bearing housing 37 and the other end of the ball bearing 39 is supported by a plurality of first bearing grooves 19 of the base 10 Are respectively slidably supported by the plurality of second bearing grooves (23) of the support (20). The cam member 30 can be smoothly rotated in one direction and the opposite direction from the inside of the receiving groove 11 and the support 20 of the base 10 by the plurality of ball bearings 39. [

한편, 상기 볼베어링(39)은 베어링하우징(37), 제1 베어링홈(19), 제2 베어링홈(23)이 함께 이루는 베어링 설치공간에 설치될 때 소정의 유격을 가질 수 있는 크기로 형성되는 것이 바람직하다. 이와 같은 유격으로 인해, 예압스프링(50)을 통해 렌즈캐리어(40)에 예압이 작용하는 상태에서 자동초점조절장치(1)의 자동초점조절 설정 중 전자석유닛(50)으로 인가되는 전류가 차단되는 시점에서 렌즈캐리어(40)가 전진 또는 후진하지 않고 그 자리에 정지할 수 있는 수단으로 사용될 수 있다. 이는 후술하는 예압스프링(60)의 작용과 함께 구체적으로 설명한다.The ball bearing 39 is formed to have a predetermined clearance when installed in a bearing installation space formed by the bearing housing 37, the first bearing groove 19, and the second bearing groove 23 . Due to this clearance, the electric current applied to the electromagnet unit 50 during the automatic focus adjustment setting of the auto-focus adjusting device 1 is cut off in a state in which the preload is applied to the lens carrier 40 through the pre- Can be used as a means by which the lens carrier 40 can stop in place without advancing or retracting. This will be concretely explained together with the action of the preload spring 60 to be described later.

렌즈캐리어(40)는 원통형상으로 이루어지며 캠부재(30) 내측에 회전 가능하게 삽입된다. 상기 렌즈캐리어(40)는 외주에 캠부재(30)의 다수의 캠가이드구멍(33)에 각각 슬라이딩 가능하게 삽입되는 다수의 캠팔로워(41)가 각각 돌출 형성된다. 또한 렌즈캐리어(40)는 후방 단부에 다수의 제2 가이드홈(43)과 전방 단부에 다수의 제2 가이드돌기(45)가 형성된다. 이 경우 다수의 제2 가이드홈(43)은 베이스(10)의 제1 가이드돌기(13)에 각각 슬라이딩 가능하게 삽입되고, 다수의 제2 가이드돌기(45)는 전방커버(70)의 제1 가이드홈(71)에 슬라이딩 가능하게 삽입된다. 이러한 결합구조에 의해 렌즈캐리어(40)는 캠부재(30)가 일방향 및 그 역방향으로 회전 시 직선방향으로 전진 또는 후진한다.The lens carrier 40 has a cylindrical shape and is rotatably inserted into the cam member 30. The lens carrier 40 is formed with a plurality of cam followers 41 each of which is slidably inserted into the plurality of cam guide holes 33 of the cam member 30 on the outer circumference. In addition, the lens carrier 40 has a plurality of second guide grooves 43 at the rear end and a plurality of second guide protrusions 45 at the front end. The plurality of second guide grooves 43 are slidably inserted into the first guide protrusions 13 of the base 10 and the plurality of second guide protrusions 45 are inserted into the first guide protrusions 13 of the front cover 70 And is slidably inserted into the guide groove 71. With this coupling structure, the lens carrier 40 advances or retreats in a linear direction when the cam member 30 rotates in one direction and vice versa.

전자석유닛(50)은 지지체(20)와 캠부재(30) 사이에 배치되며, 전자기력을 통해 캠부재(30)를 일방향 및 그 역방향으로 소정 각도 회전시킨다. 상기 전자석유닛(50)은 마그네트(51), 코일(53) 및 요크(55)를 포함한다.The electromagnet unit 50 is disposed between the support member 20 and the cam member 30 and rotates the cam member 30 by a predetermined angle in one direction and the opposite direction through the electromagnetic force. The electromagnet unit 50 includes a magnet 51, a coil 53, and a yoke 55.

마그네트(51)는 캠부재(30)의 마그네트 장착구멍(31)에 장착되며 캠부재(30)의 외주 곡률에 대응하는 곡률로 이루어진다. 이 경우 마그네트(51)는 소정 길이를 가지며 일측과 타측의 내/외주면에 각각 N극과 S극이 착자된다. 즉, 마그네트(51)는 코일을 마주하고 있는 면에는 일측에 N극, 타측에 S극이 각각 착자되며, 그 반대측 면에는 일측에 S극, 타측에 N극이 각각 착자된다. 이와 같이 마그네트(51)의 양측의 내/외주면에 각각 N극 및 S극을 4극으로 착자하는 이유는, 도 7과 같이, 후술하는 홀센서(H)에 의해 감지되는 자력의 세기가 대략 균일하게 증감되는 자계(F) 구간을 형성하기 위함이다.The magnet 51 is mounted on the magnet mounting hole 31 of the cam member 30 and has a curvature corresponding to the outer curvature of the cam member 30. In this case, the magnet 51 has a predetermined length, and N poles and S poles are magnetized on the inner and outer peripheral surfaces of one side and the other side, respectively. That is, the surface of the magnet 51 facing the coil is magnetized with N pole on one side and S pole on the other side, and the S pole on one side and the N pole on the other side are magnetized on the opposite side. The reason why the N poles and the S poles are magnetized at four poles on the inner and outer circumferential surfaces of the magnet 51 on both sides of the magnet 51 is that the strength of the magnetic force sensed by the hall sensor H, (F) of the magnetic field.

코일(53)은 마그네트(51)의 일측에 소정 간격을 두고 배치되며, 지지체(20)의 소정의 구조물(미도시)을 통해 고정되거나 또는 요크(55) 내측으로 배치되는 FPCB(Flexible PCB)(미도시)에 전기적으로 연결됨과 동시에 고정 설치된다.The coil 53 is fixed on one side of the magnet 51 at a predetermined interval and is fixed through a predetermined structure (not shown) of the supporter 20 or an FPCB (Flexible PCB) Not shown) and is fixedly installed.

요크(55)는 지지체(20)의 요크장착홈(21)에 고정되며, 코일(53)의 폭보다 다소 넓은 폭을 갖도록 형성된다. 이에 따라 코일(53)과 마그네트(51) 사이에서 형성되는 자계의 세기를 증가시킴과 동시에 자계를 확장시킬 수 있다.The yoke 55 is fixed to the yoke mounting groove 21 of the support body 20 and is formed to have a width slightly larger than the width of the coil 53. [ Accordingly, the strength of the magnetic field formed between the coil 53 and the magnet 51 can be increased and the magnetic field can be expanded.

한편, 상기 홀센서(H)는 상기 FPCB에 전기적으로 접속되며 마그네트(51)의 외주면에 인접하게 이격 배치된다. 이 경우 홀센서(H)는 코일(53)의 내측 공간부(53a)에 배치함으로써 내부공간을 효과적으로 활용할 수 있다.Meanwhile, the Hall sensor H is electrically connected to the FPCB and is disposed adjacent to and spaced from the outer circumferential surface of the magnet 51. In this case, the Hall sensor H is disposed in the inner space portion 53a of the coil 53, thereby effectively utilizing the inner space.

예압스프링(60)은 지지체(20) 전방에 설치되어 렌즈캐리어(40)의 후진 방향으로 렌즈캐리어(40)를 소정 압력으로 가압하는 판스프링 역할을 한다. 상기 예압스프링(60)은 고정부(61), 내측 탄성부(63) 및 연결부(65)를 포함한다.The preload spring 60 is provided in front of the support 20 and serves as a leaf spring for pressing the lens carrier 40 to a predetermined pressure in the backward direction of the lens carrier 40. The preload spring 60 includes a fixing portion 61, an inner elastic portion 63, and a connecting portion 65. [

상기 한 쌍의 고정부(61)는 소정의 연결구멍(62)을 통해 지지체(20)의 전방 주변에 형성된 한 쌍의 연결돌기(25)에 각각 고정된다. 내측 탄성부(63)는 대략 원형으로 이루어지며 렌즈캐리어(40)의 선단부에 대응하는 지름으로 이루어지며, 렌즈캐리어(40)의 다수의 제2 가이드돌기(45)가 각각 슬라이딩 가능하게 관통되는 다수의 가이드홈(64)이 연장 형성된다. 연결부(65)는 내측 탄성부(63)와 한 쌍의 고정부(61)를 상호 연결하되, 내측 탄성부(63)가 렌즈캐리어(40)를 가압할 때 렌즈캐리어(40)의 선단부 전체에 대략 균일한 가압력이 작용하도록 내측 탄성부(63)의 중심에 서로 대칭되는 위치에서 내측 탄성부(63)와 연결된다.The pair of fixing portions 61 are respectively fixed to a pair of connection projections 25 formed around the front of the support body 20 through a predetermined connection hole 62. The inner elastic part 63 is formed in a substantially circular shape and has a diameter corresponding to the front end of the lens carrier 40 and has a plurality of second guide projections 45 of the lens carrier 40 The guide groove 64 is formed to extend. The connecting portion 65 interconnects the inner elastic portion 63 and the pair of fixing portions 61 so that the inner elastic portion 63 presses the lens carrier 40 against the entire front end of the lens carrier 40 And is connected to the inner elastic part 63 at positions symmetrical to each other at the center of the inner elastic part 63 so that a substantially uniform pressing force acts.

이와 같은 예압스프링(60)은 렌즈캐리어(40)를 렌즈캐리어(40)의 후진방향으로 가압한다. 이에 따라 자동초점조절장치(1)의 자동초점조절 작동 중 전자석유닛(50)의 코일(53)에 전류가 차단될 때, 렌즈캐리어(40)는 예압스프링(60)에 의해 렌즈캐리어(40)의 후진방향으로 가압되는데 이때 하기에 설명하는 몇 가지 작용들에 의해 렌즈캐리어(40)의 이동(전진 또는 후진)이 자연스럽게 정지된다.Such a preload spring 60 presses the lens carrier 40 in the backward direction of the lens carrier 40. When the current is cut off to the coil 53 of the electromagnet unit 50 during the autofocus operation of the autofocus device 1, the lens carrier 40 is brought into contact with the lens carrier 40 by the pre- (Forward or backward) of the lens carrier 40 is naturally stopped by some actions described below.

즉, 캠부재(30)의 다수의 캠가이드구멍(33)의 내주면 일부와 렌즈캐리어(40)의 다수의 캠팔로워(41) 사이에 발생하는 마찰력과, 다수의 볼베어링(39)과 상기 볼베어링 설치공간에서의 유격에 의해 다수의 볼베어링(39)이 상술한 베어링 설치공간을 이루는 내주면의 일부 사이에 발생하는 마찰력에 의해 렌즈캐리어(40)는 자연스럽게 정지하여 해당 위치를 유지할 수 있다. 이에 따라 렌즈캐리어(40)를 정지시키기 위해 종래와 같이 지속적으로 전자석유닛(50)에 전류를 공급할 필요가 없기 때문에 자동초점조절 시 배터리의 전력 소모를 크게 낮출 수 있어 휴대용 기기의 사용시간을 연장할 수 있다.That is, the frictional force generated between a part of the inner circumferential surface of the plurality of cam guide holes 33 of the cam member 30 and the plurality of cam followers 41 of the lens carrier 40, and the frictional force generated between the plurality of ball bearings 39 and the ball bearing installation The lens carrier 40 can naturally stop and maintain the position by the frictional force generated between a part of the inner circumferential surface of the bearing mounting space by the ball bearings 39 due to the clearance in the space. As a result, there is no need to supply current to the electromagnet unit 50 continuously to stop the lens carrier 40, so that the power consumption of the battery can be greatly reduced during the automatic focus adjustment, thereby extending the use time of the portable device .

전방커버(70)는 예압스프링(60)이 지지체(20)의 전방에 설치된 상태에서 예압스프링(60)을 지지체(20)에 고정할 수 있도록 지지체(20)의 전방에 설치된다. 이 경우 전방커버(70)는 지지체(20)의 한 쌍의 연결돌기(25)에 결합되는 한 쌍의 결합구멍(73)이 형성된다.The front cover 70 is installed in front of the support body 20 so that the preload spring 60 can be fixed to the support body 20 in a state where the preload spring 60 is installed in front of the support body 20. In this case, the front cover 70 is formed with a pair of engaging holes 73 which are engaged with the pair of engaging projections 25 of the support 20.

또한 전방커버(70)는 중앙에 관통구멍(75)이 형성되고 관통구멍(75)의 내주에는 렌즈캐리어(40)의 다수의 제2 가이드돌기(45)가 슬라이딩 가능하게 삽입되는 다수의 제1 가이드홈(71)이 형성된다.A through hole 75 is formed at the center of the front cover 70 and a plurality of first guide protrusions 45 of the lens carrier 40 are slidably inserted in the inner periphery of the through hole 75 A guide groove 71 is formed.

록킹커버(90)는 전방커버(70)를 덮을 수 있도록 자동초점조절장치(1)의 최전방에 설치되며, 다수의 결합구멍(91)이 베이스(10)의 다수의 결합돌기(17)에 각각 스냅 결합된다. 이에 따라 록킹커버(90)는 베이스(10)와 록킹커버(90) 사이에 설치되는 구성들이 베이스(10)로부터 분리되지 않도록 고정한다. 또한 록킹커버(90)는 중앙에 베이스(10)의 광통과구멍(12)을 포함하도록 보다 더 큰 지름으로 이루어진 광통과구멍(92)이 형성된다.The locking cover 90 is provided at the forefront of the automatic focusing device 1 so as to cover the front cover 70 and a plurality of engagement holes 91 are formed in the plurality of engagement projections 17 of the base 10 Snap-coupled. Thus, the locking cover 90 fixes the structures provided between the base 10 and the locking cover 90 so as not to be detached from the base 10. The locking cover 90 is formed with a light passing hole 92 having a larger diameter so as to include the light passing hole 12 of the base 10 in the center.

상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 자동초점조절장치의 작동을 설명한다.The operation of the automatic focusing device according to one embodiment of the present invention will be described.

먼저 자동초점조절장치(1)를 통해 이루어지는 줌인(zoom in) 동작의 경우, 전자석유닛(50)의 코일(53)에 전류가 일방향으로 인가되면 마그네트(51)와 코일(53) 사이에 힘이 발생되면서 마그네트(51)가 일방향으로 밀려난다. 캠부재(30)는 마그네트(51)가 이동하는 방향으로 회전하게 되고 캠부재(30)의 캠가이드구멍(33)에 삽입된 렌즈캐리어(40)의 캠팔로워(41)에 의해 렌즈캐리어(40)는 전진 이동한다. 이때 홀센서(H)는 마그네트(51)의 위치가 변경됨에 따라 변화하는 마그네트(51)의 자력 세기를 감지하여 감지신호를 카메라모듈을 제어하기 위한 휴대용 기기의 제어부(미도시)로 전송한다.First, when a current is applied to the coil 53 of the electromagnet unit 50 in one direction, a force is applied between the magnet 51 and the coil 53 in the zoom in operation through the automatic focusing device 1 The magnet 51 is pushed in one direction. The cam member 30 is rotated by the cam carrier 30 of the lens carrier 40 by the cam follower 41 of the lens carrier 40 which is rotated in the direction in which the magnet 51 moves and inserted into the cam guide hole 33 of the cam member 30 ) Moves forward. At this time, the hall sensor H senses the magnetic force of the magnet 51 that changes as the position of the magnet 51 changes, and transmits the sensing signal to a controller (not shown) of the portable device for controlling the camera module.

상기 제어부는 상기 홀센서(H)의 감지신호를 통해 렌즈캐리어(40)의 전진거리를 제어할 수 있다. 예를 들어 렌즈캐리어(40)의 전진 이동거리가 설정되면, 전자석유닛(50)의 코일(53)에는 전류가 차단된다. 이때, 렌즈캐리어(40)는 예압스프링(60)의 예압이 선단부에 작용하는 상태에서, 캠가이드구멍(33)과 캠팔로워(41) 사이에 발생하는 마찰력과 볼베어링(39)과 베어링 설치공간 사이에 발생하는 마찰력으로 인해 제자리에 정지하게 되고 전진 혹은 후진이동이 이루어지지 않는다.The control unit may control an advance distance of the lens carrier 40 through a sensing signal of the Hall sensor H. [ For example, when the forward movement distance of the lens carrier 40 is set, the current is cut off to the coil 53 of the electromagnet unit 50. The lens carrier 40 is provided between the cam guide hole 33 and the cam follower 41 and between the ball bearing 39 and the bearing installation space in a state in which the preload of the pre- Due to the frictional force generated in the forward movement or the backward movement is not performed.

한편 상기 자동초점조절장치(1)의 줌아웃(zoom out) 동작은 코일(53)에 인가되는 전류가 상기 줌인 동작 시 인가되는 방향에 역방향으로 인가됨에 따라, 코일(53)과 마그네트 사이에 상기 줌인 시의 반대 방향의 힘이 발생하여 상기 줌인 동작과 반대로 캠부재(30)가 역방향으로 회전하고 이에 따라 렌즈캐리어(40)는 후진하게 된다. 상기 렌즈캐리어(40)의 후진 시에도 코일(53)에 전류가 차단되면 렌즈캐리어(40)는 상술한 예압력과 마찰력으로 인해 제자리에 멈출 수 있다.On the other hand, the zoom-out operation of the auto-focus adjusting device 1 is performed in the opposite direction to the direction in which the current applied to the coil 53 is applied in the zooming operation, The cam member 30 rotates in the opposite direction to move back the lens carrier 40 as opposed to the zooming operation. The lens carrier 40 can stop in place due to the above-described preliminary pressure and frictional force when the current is interrupted in the coil 53 even when the lens carrier 40 moves backward.

상기한 바와 같이 본 발명에 있어서는, 자동초점조절 시 렌즈캐리어(40)를 소정 위치에 정지시키기 위해 코일(53)로 인가되는 전류를 차단하면 예압스프링(60)에 의해 렌즈캐리어(40)에 걸리는 예압과 다수의 볼베어링(39)이 베어링 설치공간에 발생하는 마찰력에 의해 소정 위치를 그대로 유지한 채로 정지할 수 있다. 이에 따라 종래와 같이 자동초점조절 시 렌즈캐리어(40)를 정지시키기 위해 코일(53)에 지속적으로 전류를 인가할 필요가 없으므로 배터리의 전력 소모를 크게 줄일 수 있어 상대적으로 휴대용 기기의 사용시간을 늘릴 수 있다.As described above, in the present invention, when the current applied to the coil 53 is blocked to stop the lens carrier 40 at a predetermined position during the automatic focus adjustment, the current is applied to the lens carrier 40 by the pre- The preload and the plurality of ball bearings 39 can be stopped while maintaining the predetermined position by the frictional force generated in the bearing installation space. Accordingly, since it is not necessary to continuously apply the current to the coil 53 to stop the lens carrier 40 during the automatic focus adjustment as in the conventional art, the power consumption of the battery can be greatly reduced and the use time of the portable device can be relatively increased .

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limited to the embodiments set forth herein. Various changes and modifications may be made by those skilled in the art.

10: 베이스 11: 수용홈
13: 제1 가이드돌기 15: 장착돌기
17: 결합돌기 19: 제1 베어링홈
20: 지지체 21: 요크장착홈
23: 제2 베어링홈 30: 캠부재
31: 마그네트 장착구멍 33: 캠가이드구멍
35: 삽입가이드홈 37: 베어링하우징
39: 볼베어링 40: 렌즈캐리어
41: 캠팔로워 43: 제2 가이드홈
45: 제2 가이드돌기 50: 전자석 유닛
51: 마그네트 53: 코일
55: 요크 60: 예압스프링
61: 고정부 63: 내측 탄성부
65: 연결부 70: 전방커버
71: 제1 가이드홈 73, 91: 결합구멍
75: 관통구멍 90: 록킹커버10: base 11: receiving groove
13: first guide projection 15: mounting projection
17: engaging projection 19: first bearing groove
20: Support body 21: yoke mounting groove
23: second bearing groove 30: cam member
31: Magnet mounting hole 33: Cam guide hole
35: insertion guide groove 37: bearing housing
39: Ball bearing 40: Lens carrier
41: cam follower 43: second guide groove
45: second guide projection 50: electromagnet unit
51: Magnet 53: Coil
55: yoke 60: preload spring
61: fixing part 63: inner elastic part
65: connection part 70: front cover
71: first guide groove 73, 91: engaging hole
75: Through hole 90: Locking cover

Claims (6)

초소형 카메라모듈에 설치되는 자동초점조절장치에 있어서,
광투과구멍이 형성되고, 상기 광투과구멍의 둘레에 상기 광투과구멍의 중심축 방향으로 복수개의 가이드돌기가 돌출 형성되는 베이스;
상기 베이스에 회전 가능하게 설치되는 원통형상의 캠부재;
내측에 렌즈가 구비되고, 상기 캠부재 내측에 배치되어 상기 캠부재의 회전 방향에 따라 전진 또는 후진하는 렌즈캐리어;
상기 캠부재를 감싸면서 상기 베이스 전방에 장착되는 지지체;
상기 지지체와 캠부재 사이에 배치되어 상기 캠부재를 일방향 또는 그 역방향으로 선택적으로 회전시키기 위한 전자석유닛;
상기 지지체의 전방에 배치되어 상기 렌즈캐리어를 후진방향으로 가압하는 예압스프링;
상기 광투과구멍과 동축위치에 배치되는 관통구멍이 형성되고, 상기 관통구멍의 둘레에 복수개의 가이드홈이 형성되며, 상기 지지체에 결합되어 상기 예압스프링을 상기 지지체에 고정시키는 전방커버; 및
상기 전방커버를 덮은 상태로 후단이 베이스에 분리 가능하게 결합되고 중앙에 상기 광투과구멍에 대응하는 광투광구멍을 가지는 록킹커버;를 포함하고,
상기 렌즈캐리어는
전방에 상기 전방커버에 형성된 복수개의 가이드홈에 슬라이딩 가능하게 삽입되는 복수개의 가이드돌기가 형성되고,
후방에 상기 베이스에 형성된 복수개의 가이드돌기에 슬라이딩 가능하게 삽입되는 복수개의 가이드홈이 형성되어,
선단 및 후단이 각각 상기 전방커버 및 상기 베이스에 직선 이동 가능하도록 가이드되는 것을 특징으로 하는 자동초점조절장치.An automatic focusing device installed in an ultra-small camera module,
A base on which a light transmission hole is formed and a plurality of guide protrusions protruding from the light transmission hole in the central axis direction of the light transmission hole;
A cylindrical cam member rotatably installed on the base;
A lens carrier provided inside the cam member, the lens carrier being disposed inside the cam member and moving forward or backward along the rotation direction of the cam member;
A supporting member mounted on the front of the base while covering the cam member;
An electromagnet unit disposed between the support member and the cam member for selectively rotating the cam member in one direction or in the opposite direction;
A preload spring disposed in front of the support and pressing the lens carrier in a backward direction;
A plurality of guide grooves formed around the through holes, a front cover coupled to the support and fixing the preload spring to the support, And
And a locking cover having a rear end detachably coupled to the base in a state in which the front cover is covered and having a light transmitting hole corresponding to the light transmitting hole in the center,
The lens carrier
A plurality of guide protrusions slidably inserted into a plurality of guide grooves formed in the front cover at the front,
A plurality of guide grooves slidably inserted into a plurality of guide protrusions formed on the base at the rear,
Wherein the front end and the rear end are guided to be linearly movable to the front cover and the base, respectively. 제1항에 있어서,
상기 캠부재는 외주를 따라 간격을 두고 다수의 캠가이드구멍이 형성되고, 상기 렌즈캐리어는 상기 다수의 캠가이드구멍에 각각 슬라이딩 가능하게 삽입되는 다수의 캠팔로워가 형성되며,
상기 다수의 캠가이드구멍은 동일방향 및 동일각도로 경사 형성되는 것을 특징으로 하는 자동초점조절장치.The method according to claim 1,
Wherein the cam member is formed with a plurality of cam guide holes spaced apart along an outer periphery thereof and the lens carrier is formed with a plurality of cam followers slidably inserted into the plurality of cam guide holes,
Wherein the plurality of cam guide holes are inclined in the same direction and at the same angle. 제2항에 있어서,
상기 캠부재는 외주에 간격을 두고 형성되며 다수의 베어링하우징이 돌출 형성되고, 상기 베이스 및 상기 지지체는 상기 베어링하우징에 대응하는 다수의 제1 및 제2 베어링홈을 형성하며,
상기 다수의 베어링하우징, 다수의 제1 및 제2 베어링홈이 이루는 베어링 설치공간에는 각각 볼베어링이 슬라이딩 가능하게 삽입되는 것을 특징으로 하는 자동초점조절장치.3. The method of claim 2,
Wherein the cam member is spaced apart from the outer periphery and has a plurality of bearing housings protruding therefrom, the base and the support forming a plurality of first and second bearing grooves corresponding to the bearing housing,
Wherein a ball bearing is slidably inserted into the bearing installation space formed by the plurality of bearing housings and the plurality of first and second bearing grooves, respectively. 제3항에 있어서,
상기 볼베어링은 상기 베어링 설치공간에 삽입될 때 유격을 갖는 크기로 형성되는 것을 특징으로 하는 자동초점조절장치.The method of claim 3,
Wherein the ball bearing is formed to have a clearance when inserted into the bearing installation space. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 예압스프링은,
상기 지지체와 상기 전방커버 사이에 고정되는 한 쌍의 고정부;
상기 렌즈캐리어의 선단에 대응하는 형상으로 이루어지며 상기 렌즈캐리어의 선단부를 렌즈캐리어의 후진방향으로 가압하는 내측 탄성부; 및
상기 내측 탄성부와 한 쌍의 고정부를 상호 연결하되, 상기 내측 탄성부가 상기 렌즈캐리어의 선단부를 균일한 압력으로 가압하도록 상기 내측 탄성부의 중심에 서로 대칭되는 위치에서 상기 내측 탄성부와 연결되는 것을 특징으로 하는 연결부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동초점조절장치.The method according to claim 1,
The pre-
A pair of fixing parts fixed between the support and the front cover;
An inner elastic part having a shape corresponding to a tip end of the lens carrier and pressing the tip end of the lens carrier in a backward direction of the lens carrier; And
Wherein the inner elastic portion is connected to the inner elastic portion at a position symmetrical to the center of the inner elastic portion so as to press the distal end portion of the lens carrier at a uniform pressure so as to connect the inner elastic portion and the pair of fixed portions to each other And a connecting portion which is characterized in that the connecting portion is provided.
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