KR102279337B1 - 반사계 액추에이터 및 이를 포함하는 카메라 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 반사계 액추에이터는 광을 렌즈로 반사사키는 반사계 및 마그네트가 구비되는 이동프레임; 상기 이동프레임의 이동 공간을 제공하는 베이스프레임; 상기 이동프레임이 상기 베이스프레임을 기준으로 회전 이동하도록 상기 마그네트에 자기력을 발생시키는 구동코일; 상기 이동프레임 및 베이스프레임 중 어느 하나에 형성되며 라운드진 형상을 가지는 가이드레일; 상기 이동프레임 및 베이스프레임 중 상기 가이드레일이 구비되지 않은 하나에 구비되되, 상기 가이드레일과 대면하는 방향에 구비되며 홈부 형상을 가지는 홀더; 및 상기 가이드레일 및 홀더 사이에 배치되는 볼을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

반사계 액추에이터 및 이를 포함하는 카메라 모듈{ACTUATOR FOR REFLECTOR AND CAMERA MODULE INCLUDING IT}
본 발명은 반사계 액추에이터 및 이를 포함하는 카메라 모듈에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 볼을 물리적으로 지지하는 가이딩 구조의 개선을 통하여 OIS 등을 구현하는 반사계 액추에이터 등에 대한 관한 것이다.
영상 처리에 대한 하드웨어 기술이 발전하고 영상 촬영 등에 대한 사용자 니즈가 높아짐에 따라, 독립된 카메라 장치는 물론, 휴대폰, 스마트폰, 등과 같은 모바일 단말에 장착된 카메라 모듈 등에 오토포커스(AF, Auto Focus), 손떨림 보정(OIS, Optical Image Stabilization) 등의 기능이 구현되고 있다.
오토포커스(자동초점조절) 기능은 렌즈 등이 탑재된 캐리어를 광축 방향으로 선형 이동하여 피사체와의 초점 거리를 조정함으로써 렌즈 후단에 구비된 이미지센서(CMOS, CCD 등)에 선명한 이미지가 생성되도록 하는 기능을 의미한다.
또한, 손떨림 보정 기능은 손떨림에 의하여 렌즈의 흔들림이 발생하는 경우 그 흔들림을 보상하는 방향으로 렌즈가 탑재된 캐리어(프레임)를 적응적으로 이동시킴으로써 영상의 선명도를 개선하는 기능을 의미한다.
오토포커스 또는 OIS 기능을 구현하는 대표적인 방법 중 하나는 이동체(캐리어)에 마그네트(코일)를 설치하고 고정체(하우징, 또는 다른 형태의 캐리어 등)에 코일(마그네트)을 설치한 후, 코일과 마그네트 사이에 전자기력을 발생시킴으로써 이동체를 광축 방향 또는 광축과 수직한 방향으로 이동시키는 방법이다.
한편, 최근 모바일 단말에는 더욱 높아진 사용자 니즈(needs)를 충족하고 사용자 편의성 등을 더욱 다양하게 구현하기 위하여 초점 거리를 다양하게 가변적으로 조절할 수 있거나 또는 원거리의 영상을 촬영할 수 있는 등의 스펙을 가지는 줌렌즈가 장착되고 있다.
이러한 줌렌즈는 복수 개 렌즈 또는 렌즈군 등이 나란히 배열되는 구조를 가지거나 또는 광축 방향을 기준으로 한 렌즈 자체의 길이가 긴 특성을 가지므로 모바일 단말에서 더욱 커진 탑재공간이 마련되어야 한다.
최근에는 이러한 줌렌즈의 물리적 특성을 휴대 단말의 형상적 특징에 유기적으로 접목시키기 위하여 렌즈 전단에 배치된 반사계를 이용하여 피사체의 광이 굴절되도록 하는 물리적 구조를 가진 액추에이터 또는 카메라 모듈 등이 개시되고 있다.
반사계를 채용하는 이러한 액추에이터 등은 손떨림에 따라 렌즈를 보정 이동시키는 것이 아니라, 피사체의 빛을 렌즈 방향으로 반사시키는 반사계를 한 축 또는 두 축으로 이동시킴으로써 손떨림에 대한 OIS를 구현한다.
통상적으로 이러한 액추에이터에는 이동체(반사계가 구비된 물리적 객체)와 고정체 각각에 가이드 레일이 형성되고 그 사이에 복수 개의 볼이 배치되도록 하여 이동체가 볼의 지지를 받으면서 가이드 레일을 따라 회전 이동하는 구조가 적용된다.
그러나 이러한 종래 구조에는 가이드 레일 사이에 배치되는 볼들이 자유롭게 이동하여 볼들의 위치가 고정 내지 특정되어 있지 않아 볼들에 의하여 지지되는 물리적 포인트(Point)가 지속적으로 변하게 된다.
이와 같이 볼들에 의하여 지지되는 물리적 포인트가 변하게 되면 볼들 사이의 간격 변화는 물론, 볼들이 한쪽 방향으로 치우쳐지는 쏠림 현상이 반복적으로 발생할 수 있고 나아가 치우쳐지는 방향 내지 위치 또한 시시각각 변화하게 되므로 반사계가 탑재된 이동체의 평형 지지가 와해되어 반사계가 틸트(tilt)되는 문제가 발생될 수 있다.
특히, 줌 렌즈와 같이 고배율 렌즈의 경우, 미세한 크기의 틸트가 발생하여도 이미지센서 측에 상당한 영향을 미치게 되므로 적지 않은 영상 열화현상이 발생할 수 있다.
또한, 3개 이상의 볼들을 가이드레일들 사이에 배치하여 이동체가 틸트되는 문제가 저하되도록 하는 실시형태도 존재하나 이 경우에도 볼들이 지속적으로 이동(moving)하게 되므로 틸트문제가 원천적으로 해소되기 어렵다.
나아가 이러한 실시형태의 경우 상대적으로 작은 크기의 볼들을 배치해야 하는데, 볼의 크기가 작을수록 구름(rolling/rotating)과 이동(moving)에 따른 볼의 물리적 거동 특성이 저하되어 OIS의 정밀성에 악영향을 미칠 수 있다.
또한, 볼의 크기가 작을수록 금속이나 세라믹 재질 등과 같이 플라스틱보다 강성이 높은 재질로 구현되는 볼들이 플라스틱 재질 등으로 이루어지는 가이드레일에 가하는 물리적 가압 내지 충격 등이 커지게 되므로 가이드레일의 물리적 손상 등이 발생할 가능성이 높아져 이 또한 OIS의 정밀성을 저하시키는 원인으로 작용할 수 있다.
한국공개특허공보 10-2018-0037877호(2018.04.13) 한국공개특허공보 10-2018-0135392호(2018.12.20) 일본공개특허공보 2018-205683호(2018.12.27)
본 발명은 상기와 같은 배경에서 상술된 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 볼의 물리적 지지 구조 등을 효과적으로 개선함으로써 반사계가 탑재된 이동체의 회전 이동에 따른 정밀성을 더욱 비약적으로 향상시킬 수 있는 반사계 액추에이터 등을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 아래의 설명에 의하여 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의하여 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타난 구성과 그 구성의 조합에 의하여 실현될 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반사계 액추에이터는 광을 렌즈로 반사사키는 반사계 및 마그네트가 구비되는 이동프레임; 상기 이동프레임의 이동 공간을 제공하는 베이스프레임; 상기 이동프레임이 상기 베이스프레임을 기준으로 회전 이동하도록 상기 마그네트에 자기력을 발생시키는 구동코일; 상기 이동프레임 및 베이스프레임 중 어느 하나에 형성되며 라운드진 형상을 가지는 가이드레일; 상기 이동프레임 및 베이스프레임 중 상기 가이드레일이 구비되지 않은 하나에 구비되되, 상기 가이드레일과 대면하는 방향에 구비되며 홈부 형상을 가지는 홀더; 및 상기 가이드레일 및 홀더 사이에 배치되는 볼을 포함하여 구성될 수 있다.
여기에서, 본 발명의 상기 홀더는 상기 가이드레일의 길이 방향에 대응되도록 나란히 배치되는 복수 개 홀더로 이루어질 수 있으며 이 경우 상기 볼은 상기 복수 개 홀더 각각에 배치될 수 있다.
또한, 본 발명의 상기 복수 개 홀더는 상기 가이드레일과 대면하는 방향을 기준으로 상기 가이드레일과 이격된 각각의 거리가 동일하게 구성되는 것이 바람직하다.
나아가 본 발명에 의한 상기 홀더의 내측면은 상기 볼과 점접촉(point contact)하는 하나 이상의 평면을 포함하도록 구성될 수 있으며, 이 경우 상기 홀더의 내측면을 이루는 평면은 내측으로 갈수록 좁아지는 형상을 가지도록 구성되는 것이 바람직하다.
실시형태에 따라서 본 발명은 상기 베이스프레임에 구비되며 상기 마그네트에 인력을 발생시키는 요크를 더 포함할 수 있으며 이 경우 상기 요크 중 상기 마그네트와 대면하는 부분의 중심은 이 상기 마그네트의 중심과 일치되도록 구성될 수 있다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 의할 때, 이동체와 고정체 사이에 배치되어 이동체의 회전 이동을 가이딩하는 볼의 위치가 OIS 구동과 상관없이 정위치에 특정되므로 이동체의 회전 이동에 따른 물리적 지지가 더욱 균형적으로 이루어져 이동체가 틸트되는 현상을 원천적으로 방지할 수 있다.
본 발명의 바람직한 다른 실시예에 의할 때, 복수 개 볼들을 배치하되, 볼들 사이의 간격(pitch)이 이동체의 회전 이동에 최적화되도록 설계될 수 있어 더욱 안정적인 물리적 지지와 그를 통한 OIS의 정밀성을 더욱 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 의하는 경우, 동일한 크기의 액추에이터에서 상대적으로 큰 크기의 볼들을 배치할 수 있어 볼의 거동 특성을 향상시킬 수 있음은 물론, 볼과 가이드레일 사이에 발생되는 물리적 악영향을 더욱 억제할 수 있어 구동 성능을 향상시킬 수 있음은 물론, 내구성 또한, 더욱 높일 수 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술 사상을 더욱 효과적으로 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 이러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 액추에이터 및 카메라 모듈의 전체적인 구성을 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 액추에이터의 상세 구성을 도시한 분해 결합도,
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 이동프레임 및 관련 구성을 상세히 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 베이스프레임 및 관련 구성을 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 홀더 및 가이드레일에 대한 구조를 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 내부 구조를 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 반사계 액추에이터(100)(이하 '액추에이터'라 지칭한다) 및 이를 포함하는 카메라 모듈(1000)의 전체적인 구성을 설명하는 도면이다.
본 발명의 액추에이터(100)는 단독의 장치로 실시될 수 있음은 물론이며, 도 1에 도시된 바와 같이 렌즈어셈블리(210), 렌즈어셈블리(210)의 자동초점 등을 구현하는 렌즈구동모듈(200) 및 이미지센서(미도시) 등을 포함하는 카메라 모듈(1000)의 형태로 구현될 수도 있다.
본 발명에 의하는 경우, 피사체의 광(light)은 렌즈어셈블리(210)로 바로 유입되지 않고 본 발명의 액추에이터(100)에 구비되는 반사계(110)를 통하여 빛의 경로가 변경(굴절, 반사 등)된 후 렌즈어셈블리(210)로 유입되도록 구성된다.
도 1에 예시된 바와 같이, 외계에서 들어오는 광의 경로가 Z1이며, 외계에서 유입된 광이 반사계(110)에 의하여 굴절 내지 반사되어 렌즈어셈블리(210)로 유입되는 빛의 경로가 Z이다. 이하 설명에서 이와 같이 렌즈어셈블리(210)로 광이 유입되는 방향인 Z축 방향을 광축 내지 광축 방향이라고 지칭한다.
렌즈어셈블리(210))는 단일의 렌즈는 물론, 복수 개의 렌즈 내지 렌즈군 또는 프리즘, 미러 등과 같은 광학 부재가 내부에 포함될 수 있는 줌렌즈일 수 있으며, 렌즈어셈블리(210)가 줌렌즈 또는 줌렌즈 배럴로 이루어지는 경우 수직 길이 방향(Z축 방향)으로 연장된 형상을 이룰 수 있다.
도면에는 도시하지 않았으나 광축 방향을 기준으로 렌즈어셈블리(210) 후단에는 빛 신호를 전기 신호로 변환시키는 CCD, CMOS 등과 같은 이미지센서가 구비될 수 있으며, 특정 대역의 빛 신호를 차단하거나 투과시키는 필터가 함께 구비될 수도 있음은 물론이다.
후술되어 상세히 설명되는 바와 같이 본 발명의 액추에이터(100)는 광축과 수직한 제1방향(Y축 방향)을 기준으로 손떨림 등에 의한 흔들림이 발생하는 경우 그 움직임을 보상하는 방향으로 반사계(110)를 회전 이동시킴으로써 제1방향에 대한 OIS를 구현하는 장치에 해당한다.
또한, 본 발명의 액추에이터(100) 또는 카메라 모듈(1000)은 도면에는 도시되지 않았으나, 각 방향으로 이동하도록 프레임 구조를 다원화하고 다원화된 프레임 구조의 상대적 이동을 통하여 광축 및 제1방향 모두와 수직한 제2방향(X축 방향)으로도 반사계(110)가 이동(회전 이동 포함)하도록 구성함으로써 제1방향 및 제2방향에 대한 OIS를 통합적으로 구현할 수 있다.
실시형태에 따라서, 제1방향 또는 제2방향 중 어느 하나의 방향에 대한 OIS는 반사계(110)의 회전 이동을 통하여 구현하고 나머지 방향의 OIS는 렌즈어셈블리(210)가 제2방향(X축 방향)으로 선형 이동하도록 구동하는 방법을 통하여 구현될 수도 있다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 액추에이터(100)의 상세 구성을 도시한 분해 결합도이다.
도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 액추에이터(100)는 개구부(105)가 구비며 쉴드캔(shield can)으로 기능하는 케이스(103), 반사계(110), 이동프레임(120), 베이스프레임(130), 마그네트(140), 구동코일(150) 및 볼(160)을 포함하여 구성될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이 Z1 경로의 광(light)이 케이스(103)의 개구부(105)를 통하여 본 발명의 액추에이터(100)로 유입되면 본 발명의 반사계(110)는 유입된 광의 경로를 광축 방향(Z)으로 변경(굴절 내지 반사 등)시켜 광(light)을 렌즈어셈블리(210) 측으로 유입시킨다.
상기 반사계(120)는 미러(mirror) 또는 프리즘(prism) 중 선택된 하나 또는 이들의 조합일 수 있으며 나아가 외계에서 유입된 빛을 광축 방향으로 변경시킬 수 있는 다양한 부재로도 구현될 수 있음은 물론이다.
이와 같이 본 발명은 반사계(110)에 의하여 빛의 경로가 굴절된 후 렌즈어셈블리(210) 측으로 빛이 유입되도록 구성됨으로써, 렌즈어셈블리(210) 자체를 휴대 단말의 두께 방향으로 설치하지 않아도 되므로 줌렌즈 등과 같이 광축 방향으로 긴 물리적 특성을 가지는 렌즈를 휴대 단말에 장착하더라도 휴대 단말의 두께를 증가시키지 않아 휴대 단말의 소형화 등에 최적화될 수 있다.
잘 알려진 바와 같이 OIS구동은 손떨림에 의한 흔들림을 보정하는 방향으로 렌즈 등을 이동시키는 방식으로 구현되는데, 본 발명이 적용되는 실시예에서는 렌즈 등을 이동시키는 방식과는 달리 반사계(110)를 이동시키는 방식으로 OIS가 구동된다.
이동프레임(120)에 설치되는 마그네트(340)는 OIS구동을 위한 마그네트(magnet)로서 도 2에 도시된 바와 같이 구조적 효율성을 높이고 빛 경로가 방해되지 않도록 반사계(110)가 설치되지 않는 방향에 설치되는 것이 바람직하다.
이 마그네트(340)는 구동코일(150)로부터 전자기력에 의한 구동력을 전달받게 되며 이 구동력에 의하며 마그네트(140)가 설치된 본 발명의 이동프레임(120)이 베이스프레임(130)을 기준으로 회전 이동하게 된다.
이러한 점에서 이동프레임(120)의 이동 공간을 제공하는 베이스프레임(130)은 이동프레임(120)을 기준으로 한 상대적 관점에서 고정체에 해당한다.
이와 같이 반사계(110)가 설치된 이동프레임(120)이 베이스프레임(130)을 기준으로 회전 이동(YZ평면)하면 반사계(110)는 이동프레임(120)과 그 물리적 이동을 함께 하여 회전 이동하게 되고 이러한 반사계(110)의 회전 이동에 의하여 피사체의 광이 이미지센서(미도시) 측으로 유입되는 위치가 변이(shift)됨으로써 제1방향에 대한 OIS가 구현된다.
본 발명의 이동프레임(120)과 베이스프레임(130) 사이에는 볼(160)이 위치할 수 있는데 이 경우 본 발명의 이동프레임(120)은 볼(160)과 대접한 상태로 회전 이동한다.
도면에 예시된 바와 같이 이동프레임(120)의 회전 이동이 안정적으로 지지되고 구동 정밀성이 향상될 수 있도록 마그네트(140)는 이동프레임(120)의 가운데 부분에 설치되며 상기 볼(160)은 이 마그네트(140)를 기준으로 양측에 대칭되도록 위치되는 것이 바람직하다.
금속 등의 자성체 재질로 이루어지는 요크(170)는 구동코일(150)의 전자기력을 집중시키며 이동프레임(120)에 구비된 마그네트(140)에 인력을 발생시키는 기능을 수행한다.
이와 같이 발생된 인력에 의하여 마그네트(140)가 설치된 이동프레임(120)은 요크(170)가 구비된 방향(음의 Y축 방향) 즉, 베이스프레임(130) 방향으로 당겨지게 되므로 이동프레임(120)과 볼(160)사이 및 볼(160)과 베이스프레임(130) 사이가 상호 밀착되게 된다.
또한, 요크(170)는 구동코일(150)에 전원 인가가 중단되면 이동프레임(120)이 원래의 기준 위치로 복원되도록 하는 기능도 수행할 수 있다. 기준 위치로의 복원은 물론, 이동프레임(120)의 회전 이동에 대한 함수적 제어의 효율성을 향상시키기 위하여 상기 요크(170) 중 마그네트(140)와 대면하는 부분의 물리적 중심은 상기 마그네트(140)의 중심과 일치되도록 구성하는 것이 바람직하다.
마그네트(140)에 전자기력을 발생시키는 구동코일(150)은 회로기판(FPCB)(153)에 탑재되는 형태로 구현되며 이 회로기판(153)은 도면에 도시된 바와 같이 홀효과(hall effect)를 이용하여 마그네트(140)의 위치(구체적으로, 마그네트(140)가 구비된 이동프레임(120)에 설치된 반사계(110)의 위치)를 감지하는 홀센서(155)가 구비될 수 있다.
상기 홀센서(155)는 홀센서(155)의 출력값을 피드백제어에 활용하여 구동코일(150)에 인가되는 전원의 크기와 방향을 제어하는 구동드라이버와 함께 단일의 칩(chip) 형태로 구현될 수 있다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 이동프레임(120) 및 관련 구성을 상세히 도시한 도면이며, 도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 베이스프레임(130) 및 관련 구성을 도시한 도면이다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 이동프레임(120) 및 베이스프레임(130) 중 어느 하나에는 이동프레임(120)이 YZ 평면을 기준으로 회전 이동하는 것을 물리적으로 가이딩하며 라운드진 형상을 가지는 가이드레일(180)이 형성된다.
이와 상응하는 관점에서 이동프레임(120) 및 베이스프레임(130) 중 가이드레일(180)이 형성되지 않는 다른 하나에는 상기 가이드레일(180)과 대면하는 방향에 구비되며 홈부 형상을 가지는 홀더(190)가 구비된다.
도 3 등에는 가이드레일(180)이 베이스프레임(130)에 구비되고, 홀더(190)가 이동프레임(120)에 구비되는 실시예가 도시되어 있으나 이는 하나의 예일 뿐, 가이드레일(180)과 홀더(190)는 서로 상응하는 관계에 있으므로 도면에 예시된 실시예와는 달리 가이드레일(180)이 이동프레임(120)에, 홀더(190)가 베이스프레임(130)에 구비될 수도 있음은 물론이다.
볼(160)은 그 일부가 홀더(190)에 수용되는 형태로 홀더(190)에 위치하므로 이동프레임(120)의 회전 이동이 이루어지더라도 홀더(190)에 수용된 위치를 그대로 유지하게 된다.
구체적으로 본 발명의 홀더(190)는 가이드레일(180)의 길이 방향에 대응되도록 나란히 배치되는 복수 개로 구성될 수 있으며, 도면에 예시된 바와 같이 마그네트(140)의 물리적 위치를 기준으로 양 측에 각각 쌍(pair)으로 구비될 수 있다. 이 경우 볼(160)은 홀더(190) 각각에 구비될 수 있음은 물론이다.
또한, 도 3에 도시된 바와 같이 홀더(190) 사이는 적정한 간격으로 이격(도 3의 P)되어 있고 홀더(190) 각각에 볼(160)이 배치되므로 볼(160)들 사이의 거리 또한, 상기 이격거리(P)를 유지하게 된다.
이와 같은 구조를 통하여, 본 발명에 의한 볼(160)은 홀더(190)에 수용된 상태에서 구름(rolling or rotating)운동을 수행할 수는 있으나, 이동프레임(120)과의 상대적 관점에서 이동(moving)하지 않으며 나아가 볼들(160) 사이의 거리가 일정하게 유지되므로 볼의 자유 이동에 의하여 발생되는 지지 불안정, 이동체의 틸트, 구동 정밀성 저하 등과 같은 종래 장치의 문제점을 본질적으로 해소할 수 있게 된다.
나아가 본 발명의 경우, 볼(160)들 사이를 적절한 거리로 이격시킬 수 있어 그 만큼의 추가 공간 확보가 가능하므로 상대적으로 더 큰 사이즈의 볼이 적용될 수 있다.
그러므로 본 발명은 볼(160)과 물리적으로 대접하는 가이드레일(180)과 같은 다른 구성에 미치는 물리적 데미지(damage) 등을 저감시켜 내구성을 증진시키고 구동 정밀성을 더욱 향상시킬 수 있다.
더욱 바람직한 실시형태의 구현을 위하여, 본 발명의 홀더(190)는 그 내측면(191)이 하나 이상의 평면을 포함하도록 구성될 수 있다.
이와 같이 구성하는 경우 홀더(190)와 볼(160)이 상호 점접촉(point contact)하도록 유도할 수 있어 볼(160)의 회전/구름이 더욱 최소화된 마찰력으로 이루어져 이동프레임(120)의 회전 이동에 따른 구동 효율성을 더욱 높일 수 있다.
또한, 볼(160)과의 점접촉 및 볼(160)에 의한 물리적 지지 등이 더욱 효과적으로 구현되도록 홀더(190)의 내측면(191)은 도 3 등에 도시된 바와 같이 안쪽으로 갈수록 좁아지는 형상적 구조를 가지도록 구성하는 것이 바람직하다.
즉, 본 발명의 홀더(190)는 그 내측 홈부 형상이 사각뿔(quadrangular pyramid) 등과 같은 다각뿔 형상이 되거나 또는 상측 꼭짓점 부분이 절단된 다각뿔 형상 등으로 구현될 수 있다.
상술된 바와 같이 본 발명의 이동프레임(120)과 베이스프레임(130)은 상호 대면하는 부분이 하나는 곡면으로 그리고 다른 하나는 평면이 되도록 구성되며, 대면하는 부분이 평면인 프레임에 홀더(190)가 구비되도록 구성될 수 있다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 홀더(190) 및 가이드레일(180) 대한 구조를 도시한 도면이며, 도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 내부 구조를 도시한 도면이다. 도 5 및 도 6은 본 발명의 홀더(190), 볼(160) 및 가이드레일(180)의 구조를 더욱 명확하게 설명하기 위하여 특정 부분의 단면이 표현된 사시도를 포함하고 있다.
홀센서(155)의 출력값에 기반한 피드백 제어에 의하여 적절한 크기와 방향의 전원이 구동코일(150)로 인가되면 그에 상응하는 전자기력이 마그네트(140)에 발생하고 이 발생된 전자기력을 구동력으로 본 발명의 이동프레임(120)이 회전 이동하게 된다.
본 발명의 이동프레임(120)은 적절하게 설계된 곡률반경을 가지는 라운드진 형상의 가이드레일(180)에 상응하는 경로를 따라 회전 이동하며, 이 회전 이동은 앞서 기술된 바와 같이 볼(160)에 의하여 물리적으로 지지되면서 이루어진다.
이동프레임(120)이 베이스프레임(130)을 기준으로 이동하는 경우 볼(160) 또한, 그 일부가 이동프레임(120)에 수용되어 있으므로 자체 구름(rolling/rotating)운동을 하면서 이동프레임(120)과 함께 이동한다.
이러한 볼(160)의 이동은 절대적 기준에서의 이동을 의미할 뿐, 앞서 설명된 바와 같이 볼(160)은 이동프레임(120)과의 상대적 관점에서 이동하지 않음은 물론이다.
이동프레임(120) 및 볼(160)의 이동은 베이스프레임(130)에 형성된 가이드레일(180)을 따라 이루어지므로 자연스럽게 본 발명의 이동프레임(120) 즉, 이동프레임(120)에 설치된 반사계(110)가 가이드레일(180)에 대응되는 경로 회전 이동하게 되어 제1방향 OIS가 구현된다.
이동프레임(120)의 회전 이동이 더욱 유연하고 안정적으로 이루어지도록 하고 나아가 틸트 등의 현상이 더욱 억제될 수 있도록 도 5에 도시된 바와 같이 복수 개 홀더(190)는 가이드레일(180)과 대면하는 방향을 기준으로 상기 가이드레일(180)과 이격된 각각의 거리(D1 및 D2)가 동일하게 구성되는 것이 바람직하다.
앞서 설명되었으며 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 홀더(190)는 이동프레임(120)에 구비되는 마그네트(140)를 기준(X축 방향)으로 양측에 각각 대칭되는 위치(C1 및 C2)에 구비됨으로써 이동프레임(120)의 회전 이동이 더욱 안정적으로 지지된다.
마그네트(140)를 구동코일(150)로 더욱 근접시킴으로써 구동코일(150)에 의한 구동 효율이 더 향상되도록 이동프레임(120) 중 마그네트(140)가 구비되는 부분은 도 6에 도시된 바와 같이 홀더(190)의 위치보다 Y축 방향을 기준으로 하방으로 더 내려오도록 구성하는 것이 바람직하다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
상술된 본 발명의 설명에 있어 제1 및 제2 등과 같은 수식어는 상호 간의 구성요소를 상대적으로 구분하기 위하여 사용되는 도구적 개념의 용어일 뿐이므로, 특정의 순서, 우선순위 등을 나타내기 위하여 사용되는 용어가 아니라고 해석되어야 한다.
본 발명의 설명과 그에 대한 실시예의 도시를 위하여 첨부된 도면 등은 본 발명에 의한 기술 내용을 강조 내지 부각하기 위하여 다소 과장된 형태로 도시될 수 있으나, 앞서 기술된 내용과 도면에 도시된 사항 등을 고려하여 본 기술분야의 통상의 기술자 수준에서 다양한 형태의 변형 적용 예가 가능할 수 있음은 자명하다고 해석되어야 한다.
1000 : 본 발명의 카메라 모듈
100 : 액추에이터 110 : 반사계
120 : 이동프레임 130 : 베이스프레임
140 : 마그네트 150 : 구동코일
160 : 볼 170 : 요크
180 : 가이드레일 190 : 홀더
191 : 홀더의 내측면 200 : 렌즈구동모듈
210 : 렌즈어셈블리

Claims (7)

  1. 광을 렌즈로 반사사키는 반사계 및 마그네트가 구비되는 이동프레임;
    상기 이동프레임의 이동 공간을 제공하는 베이스프레임;
    상기 이동프레임이 상기 베이스프레임을 기준으로 회전 이동하도록 상기 마그네트에 자기력을 발생시키는 구동코일;
    상기 이동프레임 및 베이스프레임 중 어느 하나에 형성되며 라운드진 형상을 가지는 가이드레일;
    상기 이동프레임 및 베이스프레임 중 상기 가이드레일이 구비되지 않은 하나에 구비되되, 상기 가이드레일과 대면하는 방향에 구비되고 상기 가이드레일의 길이 방향에 대응되도록 나란히 배치되며 홈부 형상을 가지는 복수 개 홀더; 및
    상기 복수 개 홀더 각각과 상기 가이드레일 사이에 배치되되, 상기 복수 개 홀더 각각에 수용되는 볼을 포함하고,
    상기 복수 개 홀더는,
    상기 가이드레일과 대면하는 방향을 기준으로 상기 가이드레일과 이격된 각각의 거리가 동일한 것을 특징으로 하는 반사계 액추에이터.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서, 상기 홀더의 내측면은,
    상기 볼과 점접촉(point contact)하는 하나 이상의 평면을 포함하는 것을 특징으로 하는 반사계 액추에이터.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 평면은,
    내측으로 갈수록 좁아지는 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 반사계 액추에이터.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 베이스프레임에 구비되며 상기 마그네트에 인력을 발생시키는 요크를 더 포함하고,
    상기 요크 중 상기 마그네트와 대면하는 부분의 중심은 이 상기 마그네트의 중심과 일치되는 것을 특징으로 하는 반사계 액추에이터.
  7. 제 1항 또는 제 4항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 기재된 반사계 액추에이터를 포함하는 카메라 모듈.
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