KR20060034884A

KR20060034884A - 카메라 렌즈 어셈블리의 손떨림 보정 장치

Info

Publication number: KR20060034884A
Application number: KR1020040083900A
Authority: KR
Inventors: 구준모
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2004-10-20
Filing date: 2004-10-20
Publication date: 2006-04-26
Also published as: JP2006119579A; US20060082659A1; KR100678268B1

Abstract

본 발명은 카메라 렌즈 어셈블리의 손떨림 보정 장치에 있어서, 일면에 이미지 센서가 설치된 보드; 상기 보드의 일측에 설치되어, 일평면상에서 제1 방향 및 상기 제1 방향에 수직하는 제2 방향으로 상기 보드를 유동시키는 더블 액츄에이터(double actuator); 및 상기 보드가 제1 방향 또는 제2 방향으로 유동하는 것을 안내하면서, 상기 카메라 렌즈 어셈블리의 광축에 대하여 상기 보드가 회전하는 것을 방지하는 가이드 수단을 포함하는 카메라 렌즈 어셈블리의 손떨림 보정 장치를 개시한다. 상기와 같이 구성된 카메라 렌즈 어셈블리의 손떨림 보정 장치는 보드를 두 방향으로 유동시키는 액츄에이터를 보드의 일측에 모두 구성함으로써 카메라 렌즈 어셈블리의 소형화에 기여하게 되었다. 더욱이, 보드의 유동은 제1 방향과 제2 방향을 따르는 직선운동만 가능하게 하는 가이드 수단에 의해 이루어지기 때문에, 광축에 대하여 이미지 센서가 회전하는 것을 방지하여 제품의 신뢰성이 향상된다.

카메라, 손떨림, 보정, 보이스 코일 모터, 가이드 수단

Description

카메라 렌즈 어셈블리의 손떨림 보정 장치{OPTICAL IMAGE STABILIZER FOR CAMERA LENS ASSEMBLY}

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 손떨림 보정 장치를 구비하는 카메라 렌즈 어셈블리의 구성을 나타내는 도면,

도 2a와 도 2b는 각각 도 1에 도시된 카메라 렌즈 어셈블리의 손떨림 보정 장치를 나타내는 분리 사시도,

도 3은 도 2에 도시된 손떨림 보정 장치가 조립된 모습을 나타내는 측면도,

도 4는 도 2에 도시된 손떨림 보정 장치의 가이드 수단을 나타내는 분리 사시도.

<도면의 주요 부분의 부호에 대한 설명>

100 : 카메라 렌즈 어셈블리 101 : 센서 조립체

113 : 보드 111 : 이미지 센서

102 : 더블 액츄에이터 123 : 코일

125 : 자성체 103 : 가이드 수단

109 : 렌즈 조립체

본 발명은 카메라 장치에 관한 것으로서, 특히 카메라 렌즈 어셈블리의 손떨림 보정 장치에 관한 것이다.

CCD(Charge Coupled Device) 센서와 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 센서는 동영상 및 정지영상을 촬영하는 2차원 센서의 일종이며 전자식 카메라를 구성하는데 핵심적인 역할을 하고 있다. 특히 CCD센서는 화질면에서 CMOS 센서 보다 우수한 특성을 내나, 소모 전력 및 복잡한 구성의 단점 때문에 CMOS 영상센서가 그 시장의 점유율을 높여 가고 있으며 최근에 와서는 CMOS 센서도 화질면에서도 개선이 따르고 있다. 이러한 이미지 센서들이 발달하면서 디지털 캠코더와 디지털 카메라의 사용이 일반화되고, 셀룰러 폰(cellular phone)과 같은 휴대용 단말기에도 카메라 장치가 설치되기에 이르렀다.

상기한 이미지 센서들을 이용한 일반적인 동영상 촬영을 비롯한 정지영상 촬영 카메라에 있어서 카메라의 외부적인 요소에 의한 떨림, 즉 손떨림 혹은 차량 탑재등에 의한 진동에 의하여 불안정하게 떨리는 영상이 촬영되는 경우가 많다. 이러한 불안정한 영상을 해소하기 위하여 그 움직임을 보상하는 장치 등이 제안되었다. 이러한 움직임 안정화 장치는 움직임 검출부와 움직임 보정 부분으로 나누어진다.

움직임 검출부는 자이로 센서(Gyro Sensor) 등에 의한 기구의 움직임을 예측하는 방법과 영상 신호처리에 의하여 영상의 움직임 부분을 매 프레임 검출하는 방 법이 제안되고 사용된다. 또한, 검출된 움직임 정보를 굴절 가능한 렌즈(액티브 프리즘)를 사용하여 입사광을 임의로 굴절시키거나 이미지 센서의 입력 위치를 제어함으로써 불안정한 영상을 해소하고 선명한 영상을 얻게 된다.

이러한 카메라의 움직임에 따른 불안정한 영상 해소를 위하여 보이스 코일 모터(voice coil motor)를 이용하여 렌즈를 구동시키는 기술이 미국 등록특허 제5,398,132호(1995. 3. 14)에 개시되고 있다. 개시된 영상 안정화 장치는 보정 렌즈의 일측에 피치 코일(pitch coil)과 피치 요크(pitch yoke)를 설치하여 제1 방향으로 보정 렌즈를 구동시키고, 타측에 요 코일(yaw coil)과 요 요크(yaw yoke)를 설치하여 제1 방향에 수직하는 제2 방향으로 보정 렌즈를 구동시키는 구성이다. 즉, 카메라의 움직임에 따라 보정 렌즈를 구동시켜 광축을 원래의 위치로 복귀시킴으로써 영상을 안정화시키는 것이다. 이러한 형태의 보정 장치는 렌즈 대신 이미지 센서를 구동시킬 경우에도 동일한 효과를 얻을 수 있다.

그러나, 최근에는 랩탑(lap-top) 컴퓨터, 휴대 전화 등 휴대용 단말기들에 카메라 장치가 장착되어 휴대용 단말기의 기능 확장에 기여하고 있으나, 사용자의 손떨림 등에 의한 영상을 보정하기 위한 종래의 보상 장치들은 휴대용 단말기의 소형, 경량화에 장애가 되고 있다.

상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여, 본 발명의 목적은 소형, 경량화가 용이한 카메라 렌즈 어셈블리의 손떨림 보정 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 렌즈 또는 이미지 센서 구동시 구동 저항이 작고, 렌즈 또는 이미지 센서가 원하지 않는 회전을 하는 것을 방지할 수 있는 카메라 렌즈 어셈블리의 손떨림 보정 장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명은 카메라 렌즈 어셈블리의 손떨림 보정 장치에 있어서,

일면에 이미지 센서가 설치된 보드;

상기 보드의 일측에 설치되어, 일평면상에서 제1 방향 및 상기 제1 방향에 수직하는 제2 방향으로 상기 보드를 유동시키는 더블 액츄에이터(double actuator); 및

상기 보드가 제1 방향 또는 제2 방향으로 유동하는 것을 안내하면서, 상기 카메라 렌즈 어셈블리의 광축에 대하여 상기 보드가 회전하는 것을 방지하는 가이드 수단을 포함하는 카메라 렌즈 어셈블리의 손떨림 보정 장치를 개시한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 손떨림 보정 장치는 보드(113), 더블 액츄에이터(double actuator)(102), 가이드 수 단(103)을 구비하고, 모듈 하우징(111) 내에 설치되어 하나의 센서 조립체(101)를 구성하게 된다.

상기 센서 조립체(101)는 적어도 하나의 렌즈(193)가 설치되는 경통 구조물(191)로 구성되는 렌즈 조립체(109)와 함께 카메라 렌즈 어셈블리(100)를 구성하게 된다.

상기 보드(113)는 그의 일면에 이미지 센서(115)가 설치되며, 상기 더블 액츄에이터(102)의 구동력과 상기 가이드 수단(103)의 안내를 받아 상기 모듈 하우징(111) 내에서 유동하게 된다. 즉, 상기 더블 액츄에이터(102)는 자이로 센서(미도시) 등에 의해 상기 카메라 렌즈 어셈블리(100)의 움직임이 검출되면 그에 따라 상기 보드(113)를 구동시키게 되는 것이다.

상기 더블 액츄에이터(102)는 제1 및 제2 지지판(121a, 121b), 제1 및 제2 코일(123a, 123b), 제1 및 제2 자성체(125a, 125b)로 구성된다. 상기 제1 및 제2 지지판(121a, 121b)은 상기 보드(113)의 일측면으로부터 각각 서로 마주보게 연장되어 이미지 센서(115)의 광축에 수직인 평면을 제공한다. 즉, 상기 제1 및 제2 지지판(121a, 121b)의 적어도 일면은 상기 이미지 센서(115)와 동일한 방향을 향하게 되는 것이다. 상기 제1 지지판(121a)은 상기 보드(113)의 일측면 상단으로부터 연장되고, 그의 일면에는 상기 제1 코일(123a)이 설치된다. 따라서, 상기 제1 코일(123a)은 상기 이미지 센서(113)와 나란하게 위치될 수 있다. 상기 제2 지지판(121b)은 상기 보드(113)의 일측면 하단으로부터 연장되고, 그의 일면에는 상기 제2 코일(123b)이 설치된다. 즉, 상기 제1 및 제2 코일(123a, 123b)은 서로 대향되는 면에 설치되는 것이다. 이때, 상기 제1 코일(123a)과 제2 코일(123b)은 각각 그들의 동선이 권선된 방향이 직교하는 상태로 각각 제1 지지판(121a)과 제2 지지판(121b) 상에 설치된다. 한편, 도 2b에 도시된 바와 같이, 상기 제1 및 제2 코일(123c; 제1 코일만 도시됨)은 상기 제1 및 제2 지지판(121a, 121b) 각각에 나선 형태로 인쇄된 회로패턴으로 구성될 수 있다.

상기 제1 및 제2 자성체(125a, 125b)는 각각 상기 제1 코일(123a)과 제2 코일(123b)에 대면한 상태로 이격된 위치에 설치된다. 상기 제1 및 제2 코일(123a, 123b)과 제1 및 제2 자성체(125a, 125b)가 각각 서로 대면하게 설치됨으로써, 상기 제1 및 제2 코일(123a, 123b)에 전류가 인가되면 자기장이 발생되어 상기 제1 및 제2 자성체(125a, 125b)의 자기장과 상호 작용하여 상기 보드(113)를 구동시키는 보이스 코일 모터(voice coil motor)가 구성된다.

상기 제1 및 제2 자성체(125a, 125b)를 설치하기 위하여, 상기 더블 액츄에이터(102)는 적어도 한 쌍의 요크들(129)을 구비하며, 구성에 따라서 상기 제1, 제2 지지판(121a, 121b) 사이에 개재되는 요크를 더 구비할 수 있다. 상기 요크들(129)은 각각 상기 제1 또는 제2 지지판(121a, 121b)과 대면하게 설치되고 그의 내측면에 상기 제1 및 제2 자성체(125a, 125b)가 각각 설치됨으로써, 상기 제1 및 제2 자성체(125a, 125b)는 각각 상기 제1 및 제2 코일(123a, 123b)에 대면하게 되는 것이다.

상기 더블 액츄에이터(102)의 제1 코일(123a)에 전류가 인가되어 발생된 구동력은 상기 보드(113)를 제1 방향(X)으로 유동시키고, 상기 제2 코일(123b)에 전 류가 인가되어 발생된 구동력은 상기 보드(113)를 상기 제1 방향(X)에 수직하게 구성되는 제2 방향(Y)으로 유동시키게 된다. 또한, 상기 제1 코일(123a)과 제2 코일(123b)에 동시에 전류가 인가되면 그 구동력에 따라 제1 방향(X) 또는 제2 방향(Y)에 대하여 경사진 대각선 방향으로 상기 보드(113)를 유동시키게 된다.

상기 가이드 수단(103)은 상기 보드(113)의 타면에 설치되어 상기 모듈 하우징(111) 내에서 상기 보드(113)의 위치를 안정시키면서, 상기 더블 액츄에이터(102)가 작동함에 따라 상기 보드(113)가 유동하는 것을 안내하게 된다.

상기 가이드 수단(103)은 제1 슬라이더(131), 제1 가이드 축(132), 한 쌍의 제2 슬라이더들(133) 및 한 쌍의 제2 가이드 축들(134)로 구성된다.

상기 제1 슬라이더(131)는 상기 보드(113)의 타면에 고정되고 상기 제1 방향(X)으로 연장되는 관통홀(131a)을 구비한다. 도시된 상기 제1 슬라이더(131)는 일반적인 육면체 형상이지만, 상기 보드(113)에 견고하게 부착되기 위해서 그의 상면을 더 넓게 형성하여 사각뿔대 형상으로 구성하거나 지지편 등을 형성할 수 있다.

상기 제1 가이드 축(132)은 상기 제1 방향(X)으로 연장되어 상기 제1 슬라이더(131)의 관통홀(131a)에 슬라이딩 이동 가능하게 결합된다. 결과적으로 상기 제1 슬라이더(131)는 상기 제1 가이드 축(132) 상에서 상기 제1 방향(X)으로 슬라이딩 이동하면서, 상기 더블 액츄에이터(102)가 동작함에 따라 상기 보드(113)가 상기 제1 방향(X)으로 유동하는 것을 안내하게 되는 것이다.

상기 제2 슬라이더들(133)은 상기 제1 가이드 축(132)의 양단에 각각 고정되고, 상기 제2 방향(Y)으로 연장되는 관통홀(133b)이 각각 형성된다.

상기 제2 가이드 축들(134)은 상기 제2 방향(Y)으로 연장되어 상기 제2 슬라이더(133)의 관통홀(133a)에 슬라이딩 이동 가능하게 결합된다. 결과적으로 상기 제2 슬라이더들(133)은 상기 제2 가이드 축(134) 상에서 상기 제2 방향(Y)으로 슬라이딩 이동하면서, 상기 더블 액츄에이터(102)가 동작함에 따라 상기 보드(113)가 상기 제2 방향(Y)으로 유동하는 것을 안내하게 되는 것이다. 한편, 도시되지는 않지만, 상기 제2 가이드 축들(134)의 양단은 각각 상기 모듈 하우징(111)의 내측면에 고정된다.

상기와 같이 구성된 가이드 수단(103)은 상기 더블 액츄에이터(102)가 구동함에 따라 상기 보드(113)가 상기 제1 또는 제2 방향(X, Y)으로 유동하는 것을 안내한다. 이때, 상기 제1 슬라이더(131)는 제1 방향(X)으로만 슬라이딩 이동 가능하고, 상기 제2 슬라이더들(133)은 상기 제2 방향(Y)으로만 슬라이딩 이동 가능하다. 또한, 상기 보드(113)는 상기 더블 액츄에이터(102)의 구동에 따라 상기 제1 및 제2 슬라이더들(131, 133)의 안내를 받아 유동하게 되므로, 상기 보드(113)는 직선운동만 가능하게 된다. 즉, 상기 보드(113)는 상기 렌즈(193)와 이미지 센서(115) 상에 구성되는 광축에 대한 회전하는 것이 불가능한 것이다.

결과적으로, 상기 가이드 수단(103)은 상기 보드(113)가 제1, 제2 방향(X, Y)으로 유동하는 것을 원활하게 하면서, 동시에 상기 이미지 센서(115)가 광축에 대하여 회전하는 것을 방지함으로써 상기 카메라 렌즈 어셈블리(100)는 안정된 영상을 촬영할 수 있게 된다.

이상, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해서 설명하였으 나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 카메라 렌즈 어셈블리의 손떨림 보정 장치는 이미지 센서가 설치된 보드의 일측에 더블 액츄에이터를 구성하여 제1 방향과 상기 제1 방향에 수직하는 제2 방향으로 보드를 유동시키는 구성으로서, 보드를 두 방향으로 유동시키는 액츄에이터를 보드의 일측에 모두 구성함으로써 카메라 렌즈 어셈블리의 소형화에 기여하게 되었다. 더욱이, 보드의 유동은 가이드 수단에 의해 제1 방향과 제2 방향을 따르는 직선운동만 가능하게 하는 가이드 수단에 의해 이루어지기 때문에, 보드의 유동이 원활하면서 광축에 대하여 이미지 센서가 회전하는 것을 방지하여 제품의 신뢰성이 향상된다.

Claims

카메라 렌즈 어셈블리의 손떨림 보정 장치에 있어서,

일면에 이미지 센서가 설치된 보드;

상기 보드의 일측에 설치되어, 일평면상에서 제1 방향 및 상기 제1 방향에 수직하는 제2 방향으로 상기 보드를 유동시키는 더블 액츄에이터(double actuator); 및

상기 보드가 제1 방향 또는 제2 방향으로 유동하는 것을 안내하면서, 상기 카메라 렌즈 어셈블리의 광축에 대하여 상기 보드가 회전하는 것을 방지하는 가이드 수단을 포함함을 특징으로 하는 카메라 렌즈 어셈블리의 손떨림 보정 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 더블 액츄에이터는,

상기 보드의 일측면으로부터 각각 서로 마주보게 연장되어 상기 광축에 수직인 평면을 제공하는 제1 및 제2 지지판;

상기 지지판들의 대향하는 면에 각각 설치되는 제1 및 제2 코일;

상기 제1 및 제2 코일에 이격된 상태로 대면하게 설치되는 제1 및 제2 자성체를 구비하고,

상기 제1 및 제2 코일에 전류가 인가됨에 따라 상기 보드를 유동시키는 구동력을 발생시킴을 특징으로 하는 카메라 렌즈 어셈블리의 손떨림 보정 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 제1 코일에 전류가 인가됨에 따라 상기 보드는 상기 제1 방향으로 유동하고, 상기 제2 코일에 전류가 인가됨에 따라 상기 보드는 상기 제2 방향으로 유동함을 특징으로 하는 카메라 렌즈 어셈블리의 손떨림 보정 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 제1 및 제2 자성체가 각각 부착되는 한 쌍의 요크(yoke)를 더 구비함을 특징으로 하는 카메라 렌즈 어셈블리의 손떨림 보정 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 제1 및 제2 지지판 사이에 개재되는 요크를 더 구비함을 특징으로 하는 카메라 렌즈 어셈블리의 손떨림 보정 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 가이드 수단은,

상기 보드의 타면에 고정되고 상기 제1 방향으로 연장되는 관통홀이 형성된 제1 슬라이더;

상기 제1 방향으로 연장되고, 상기 제1 슬라이더의 관통홀에 슬라이딩 이동 가능하게 결합되는 제1 가이드 축;

상기 제1 가이드 축의 양단에 각각 고정되고, 상기 제2 방향으로 연장되는 관통홀이 각각 형성된 한 쌍의 제2 슬라이더들; 및

상기 제2 방향으로 연장되고, 상기 제2 슬라이더의 관통홀에 각각 슬라이딩 이동 가능하게 결합되는 한 쌍의 제2 가이드 축들을 포함함을 특징으로 하는 카메라 렌즈 어셈블리의 손떨림 보정 장치.