KR20170141523A - 일체형 요크가 구비된 ois 액추에이터 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일체형 요크가 구비된 OIS 액추에이터는 베이스 프레임; 상기 베이스 프레임 상에 배치되며 렌즈 배럴이 결합되는 OIS캐리어; 상호 직교하는 제1방향 및 제2방향으로 상기 OIS캐리어에 각각 구비되는 제1 및 제2마그네트; 상기 제1 및 제2마그네트 각각과 대향하는 방향에 구비되어 상기 제1 및 제2마그네트 각각에 전자기력을 발생시키는 제1 및 제2코일; 상기 베이스 프레임과 상기 OIS캐리어 사이에 개재되는 볼; 및 상기 베이스 프레임에 구비되되, 상기 제1 및 제2마그네트에 대응되는 위치에 구비되어 상기 제1 및 제2마그네트에 인력을 발생시키는 일체형으로 형성된 요크를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

일체형 요크가 구비된 OIS 액추에이터{ACTUATOR FOR OIS WITH INTEGRAL YOKE}
본 발명은 OIS 액추에이터에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 OIS마그네트에 인력을 발생시키는 요크의 구조를 개선시킨 일체형 요크가 구비된 OIS액추에이터에 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.
어두운 공간이나 밤 시간 등과 같이 피사체 및 주변이 충분히 밝지 않는 환경에서는 충분한 광량을 이미지 센서에 전달하기 위해 상대적으로 장시간의 노출이 필요하다고 할 수 있다.
이와 같이 장시간 노출이 이루어지는 경우 렌즈의 흔들림이 영상에 반영될 시간이 늘어나게 되므로 그만큼 이미지의 선예도(선명도)에 영향을 미쳐 이미지가 흐트러지거나 흐려지는 현상이 발생하게 된다.
또한, 스마트폰 등의 모바일 단말 등에 장착되는 카메라 모듈의 경우 단말 자체의 유동성이 크고, 인체에서 발생되는 손, 팔의 떨림 현상이 쉽게 카메라 모듈로 전달될 수 있으며 보행, 차량 탑승 등과 같이 이동 중에 촬영되는 경우가 많으므로 이와 같은 영상 흐려짐 현상은 더욱 빈번해지며, 나아가, 근래에는 사용자가 자신을 피사체로 하여 영상을 촬영하는 경우 셀카봉을 사용하는 경우가 더욱 많아지고 있는데 물리적으로 모바일 단말을 지지하는 사용자의 팔 길이에 셀카봉의 길이가 연장되게 되므로 떨림이나 진동에 의한 영상 흐려짐 현상은 더욱 커진다고 할 수 있다.
손떨림 보정(stabilization)기술은 이러한 현상을 극복하기 위한 기술로서 대표적으로 촬상된 영상을 대상으로 소프트웨어 등을 통한 프로세싱을 통하여 개선하는 전자식 손떨림 개선 기술(Digital Image Stabilization(DIS), Electronic Image Stabilization(EIS))과 손떨림 등에 의하여 발생되는 렌즈 또는 이미지 소자의 위치를 물리적으로 보정함으로써 이미지 센서에 생성되는 피사체의 영상에 흐트러짐 현상이 발생되지 않도록 하는 광학식 영상 보정(Optical Image Stabilization, OIS)기술이 있다.
이러한 손떨림 보정기능을 수행하는 OIS액추에이터는 손떨림 보정기능만을 수행하는 단일의 구동장치로는 물론, 자동초점조절(Auto Focus, AF)기능과 함께 통합된 형태의 구동장치로도 구현되고 있다. 이러한 통합 형태의 구동장치는 실시형태에 따라서 AF기능을 수행하는 AF캐리어 내측 또는 상측에서 OIS 기능이 이루어지는 구조로 구현되거나 이와는 반대로 OIS 기능을 수행하는 OIS 캐리어 내측 내지 상측에서 AF기능이 이루어지는 구조로 구현된다.
근래 OIS액추에이터는 볼과의 점접촉(point contact)을 통하여 마찰력을 최소화키시고 볼의 구름(rolling) 운동을 통하여 OIS캐리어가 더욱 유연하게 이동하도록 유도하기 위하여 광축방향과 수직한 방향으로 이동하는 OIS캐리어(이동체)와 하우징(이동체) 사이에 볼을 구비시키는 구조를 포함하기도 한다.
이러한 종래 OIS액추에이터에는 OIS캐리어가 이탈되지 않고 OIS캐리어와 볼 사이의 점접촉이 지속될 수 있도록 OIS캐리어에 구비된 OIS용 마그네트와 인력을 발생시키는 요크 수단(york)이 하우징(고정체)에 구비될 수 있다.
종래 이 요크 수단은 OIS용 마그네트 각각에 대응되는 개수만큼 복수 개로 설치되는데, 이와 같이 개별화 복수 개의 요크 수단이 하우징 등에 설치되는 경우 조립 공정이 어려워지며 개별화된 요크 각각이 설치되는 공간 등의 확보를 액추에이터 설계에 반드시 반영하여야 하므로 액추에이터 설계가 복잡해지고 개별화된 요크와 대응되는 자석의 정렬을 모두 일치시켜야 하므로 정렬 공정 또한, 복잡해지게 된다.
또한, 종래와 같이 개별화된 복수 개의 요크 수단을 사용하는 경우 OIS 캐리어에 구비된 마그네트와의 인력을 크게 발생시키지 못하여, 작은 충격이나 진동 등에 의해서도 OIS캐리어가 볼을 이탈하는 현상이 발생하여 OIS 구동의 정밀성을 저하시키는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 배경에서 상술된 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, OIS마그네트와의 충분한 인력을 발생시켜 충격, 진동 등의 외적 환경은 물론, OIS 구동에 의하여 OIS캐리어가 이동하더라도 OIS캐리어가 볼을 이탈하지 않고 볼과의 점접촉을 효과적으로 유지할 수 있으며 OIS액추에이터의 조립 공정 등을 더욱 효과적으로 개선시킬 수 있는 OIS 액추에이터를 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 일체형 요크가 구비된 OIS 액추에이터는 베이스 프레임; 상기 베이스 프레임 상에 배치되며 렌즈 배럴이 결합되는 OIS캐리어; 상호 직교하는 제1방향 및 제2방향으로 상기 OIS캐리어에 각각 구비되는 제1 및 제2마그네트; 상기 제1 및 제2마그네트 각각과 대향하는 방향에 구비되어 상기 제1 및 제2마그네트 각각에 전자기력을 발생시키는 제1 및 제2코일; 상기 베이스 프레임과 상기 OIS캐리어 사이에 개재되는 볼; 및 상기 베이스 프레임에 구비되되, 상기 제1 및 제2마그네트에 대응되는 위치에 구비되어 상기 제1 및 제2마그네트에 인력을 발생시키는 일체형으로 형성된 요크를 포함하여 구성될 수 있다.
여기에서 본 발명의 상기 요크는 상기 제1마그네트와 대응되는 위치영역에 해당하는 제1파트; 상기 제2마그네트와 대응되는 위치영역에 해당하는 제2파트; 및 상기 제1파트와 상기 제2파트를 연결하는 연결파트로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 상기 요크의 제1파트 및 제2파트는 상기 제1 및 제2마그네트의 대향 면과 각각 대응되는 형상으로 이루어질 수 있으며, 본 발명의 상기 요크의 제1 및 제2파트는 상기 연결파트와 차등적인 형상이 되도록 구성하는 것이 바람직하다.
나아가, 본 발명의 상기 OIS캐리어는 가운데 부분에서 일측으로 편향된 위치에 상기 렌즈 배럴이 결합되는 결합 홀이 구비되며, 이 경우 본 발명의 상기 제1 및 제2마그네트는 상기 결합 홀이 구비된 위치의 반대편 방향에 구비되도록 구성할 수 있다.
이 경우 본 발명의 상기 제1마그네트는 상기 제1방향을 기준으로 상호 대칭되도록 2개로 구비되며 여기에서, 본 발명의 상기 제2마그네트는 상기 제1마그네트 사이에 구비되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 요크의 제1파트 및 제2파트는 서로 높이가 다른 단차진 형상으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의할 때, 요크를 일체형으로 구현하여 충분한 인력을 발생시킬 수 있고 OIS 구동에 의하여 마그네트가 이동하는 영역 전반에 걸쳐 인력을 효과적으로 발생시킬 수 있어 OIS 구동 시는 물론, 외부 충격이나 진동 등의 환경에서도 OIS캐리어가 볼을 이탈하지 않고 볼과의 점접촉을 효과적으로 유지할 수 있으며 이를 통하여 OIS 구동 성능을 더욱 개선시킬 수 있는 장점을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 OIS마그네트와 인력을 발생시키는 요크를 개별화시키지 않고 일체형으로 구현하여 베이스 프레임(고정체 등)에 설치하므로 복수 개의 개별 요크 각각을 설치하는 종래 공정과 대비하여 요크를 베이스 프레임에 설치하는 공정의 효율성을 높일 수 있음은 물론, 마그네트와의 위치 정렬을 더욱 정확하고 용이하게 구현할 수 있는 효과를 창출할 수 있다.
본 발명의 다른 바람직한 일 실시예에 의할 때, 요크를 일체형으로 구현하되, 광축의 수직 방향과 대응되는 각 부분이 상호 단차지도록 구현하여 OIS 구동의 신뢰성을 유지함과 동시에 장치 확장성을 더욱 높일 수 있는 효과를 제공할 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 OIS액추에이터의 외부 모습을 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 OIS액추에이터의 상세 구성 및 결합관계를 도시한 분해 결합도,
도 3은 도 2에 도시된 본 발명의 요크에 대한 상세 구성을 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 요크를 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예를 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.
본 발명의 일체형 요크가 구비된 OIS액추에이터(이하 ‘액추에이터’라 지칭한다)(100)는 손떨림 보정을 위한 액추에이터 내지 구동장치로서 도 1 및 2에 도시된 바와 같이 베이스 프레임(110), OIS캐리어(120), 마그네트(130), 코일(140), 홀센서(150), 볼(160) 및 요크(170)를 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명에 의한 액추에이터(100)의 외관을 도시하고 있는 도 1과 같이 본 발명의 액추에이터(100)는 후술되는 본 발명의 구성이 구비되도록 내부 공간이 형성된 베이스 프레임(110)과 상기 베이스 프레임(100) 상부에서 결합되어 상부 케이스 및 외부와의 절연 등을 기능을 수행하는 쉴드캔(115)을 포함할 수 있다.
후술되는 바와 같이, 본 발명의 액추에이터(100)는 위치 피드백 제어를 위한 구동 드라이브 칩(미도시) 또는 본 발명의 액추에이터(100)가 장착되는 장치(스마트폰 등)의 다른 구성과 신호 내지 데이터 입출력 등이 이루어지고 외부로부터 구동 전원이 인가되므로 전원, 신호, 데이터 등의 효과적인 인터페이싱을 위하여 (연성)회로기판(180)의 단자(181)는 베이스 프레임(110) 외부로 노출되는 형태로 구현하는 것이 바람직하다.
도면에 도시된 바와 같이 Z 축은 광축을 지칭하는 축방향으로서 초점 조절 등을 위하여 렌즈(렌즈 배럴, 렌즈 조립체)가 선형 이동하는 방향을 의미하며, X축 및 Y축은 이 광축과 수직을 이르는 평면의 양 축 방향을 의미한다. 이하 설명에서 제1방향 및 제2방향은 이와 같이 광축에 수직하는 X-Y 평면상의 양 축 방향으로서 서로 직교하는 방향을 의미한다.
본 발명의 베이스 프레임(110)은 광축과 수직한 제1 또는/및 제2방향으로 OIS캐리어(120)가 이동하는 공간을 제공하며, OIS캐리어(120)가 광축과 수직한 방향으로 이동하는 이동체에 해당한다는 관점에서 볼 때, 베이스 프레임(110)은 OIS캐리어(120)와의 상대적인 관점에서 고정체에 해당한다.
그러므로 OIS 기능만이 구현된 구동장치 내지 액추에이터의 경우 도 1 및 2에 도시된 바와 같이 상기 베이스 프레임(110)은 하우징 등과 같이 액추에이터의 케이스에 해당하는 프레임이 될 수 있다. 또한, AF와 OIS 기능이 통합적으로 구현된 구동장치로서 광축 방향으로 이동하는 AF 캐리어의 내부 또는 상측에 OIS캐리어(120)가 위치하는 구동장치의 경우 AF캐리어가 본 발명의 베이스 프레임(110)에 해당할 수 있다.
즉, 광축방향과 수직한 방향으로 이동하는 OIS 캐리어(120)와의 상대적 관점에서 그 이동을 지지하며 그 이동 공간을 제공하는 객체에 해당한다면 그 지칭되는 명칭에 무관히 본 발명의 베이스 프레임(110)에 해당한다고 해석되어야 한다.
도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 OIS캐리어(120)는 가운데 부분에 결합홀 내지 결합공간(121)이 구비되는데, 이 결합홀(121)을 통하여 렌즈 배럴(미도시)가 결합될 수 있다. 이와 같은 결합에 의하여 본 발명의 OIS캐리어(120)는 렌즈 배럴과 그 물리적 이동을 함께 하게 된다.
본 발명의 마그네트(130)는 OIS캐리어(120)에 설치되는 구성으로서 위치 보정에 대응되는 피드백 제어에 의하여 적절한 크기와 방향의 전원이 코일(140)에 인가되면 코일(140)에 전자기력이 발생하게 되고 이 전자기력이 마그네트(130)에 전달됨으로써 OIS캐리어(120)가 이동하게 된다.
앞서 설명된 바와 같이 OIS캐리어(120)의 이동은 제1방향, 제2방향의 조합으로 이루어질 수 있으므로 이러한 이동 방향에 대응되도록 마그네트(130)는 제1방향에 대응되는 위치에 구비되는 제1마그네트(130-1)와 제2방향에 대응되는 위치에 구비되는 제2마그네트(130-2)로 이루어진다.
제1 및 제2방향으로 OIS캐리어(120)를 이동시킬 수 있다면 마그네트(130)는 제1방향 및 제2방향을 기준으로 하나씩 구비될 수도 있으며, 도 1에 도시된 예와 같이 제1방향 및 제2방향을 기준으로 두 개씩 구비될 수도 있고 실시형태에 따라 특정 방향으로는 하나, 다른 특정 방향으로는 두 개로 구비될 수도 있다.
상기 마그네트(130)는 도면에 도시된 바와 같이 OIS캐리어(120)의 네 측면에 구비될 수 있으며, 실시형태에 따라 OIS캐리어(120)의 저면 외부 부분에 구비될 수도 있다. 한편, 자기력의 외부 누설 방지 및 집중을 위하여 마그네트(130) 후면 즉, 코일의 반대 방향에 백요크(131)가 더 구비될 수 있다.
본 발명의 코일(140)은 마그네트(130)에 전자기력을 발생시키는 구성으로서 제1마그네트(130-1)와 제2마그네트(130-2) 각각과 대향하는 방향에 위치하는 제1코일(140-1)과 제2코일(140-2)로 이루어질 수 있으며, 본 발명의 베이스 프레임(110)에 구비된다.
상기 코일(140)은 가운데 부분에 공간이 이루어지도록 권선된 형태로 이루어질 수 있으며, 실시형태에 따라서 제1코일(140-1) 및/또는 제2코일(140-2)은 2개로 이원화된 형태로 구현될 수 있다.
본 발명의 제1홀센서(150-1), 제2홀센서(150-3)는 홀 효과(hall effect)를 이용하여 제1 및 제2방향을 기준으로 OIS캐리어(120)의 각 위치(구체적으로 OIS캐리어에 구비된 제1마그네트(130-1), 제2마그네트(130-2)의 각 위치)를 센싱하고 그 센싱값을 출력하는 기능을 수행한다.
외부에 구비될 수 있는 구동 드라이브 칩 내지 모듈(미도시)은 상기 각 홀센서(150-1, 150-3)의 센싱값에 따라 제1방향 및 제2방향에 구비된 제1코일(140-1) 및 제2코일(140-2) 각각에 인가되는 전원의 크기 또는 방향 등을 제어하는 기능을 수행한다.
공간 활용도를 더욱 높이기 위하여 홀 센서(150-1, 150-3)는 코일(140)이 권선된 형태의 코일로 구현되는 경우 상기 코일(140)의 가운데 공간 부분에 구비될 수 있다.
이와 같이 홀센서(150-1, 150-3)가 출력하는 값에 의하여 제1방향 및 제1방향 각각에 구비된 제1코일(140-1) 및 제2코일(140-2)에 인가되는 전원의 크기 및 방향 등이 결정되어 이에 대응되는 전자기력이 발생되게 되므로 이에 함수적으로 영향을 받아 OIS캐리어(120)가 제1방향 및 제2방향 각각 또는 조합된 방향으로 이동하게 된다. 이와 같이 홀센서(150-1, 150-3)의 각 방향 위치 감지, 감지된 결과에 따른 인가 전원 제어와 전자기력 발생 및 이에 따른 OIS캐리어(120)의 위치 이동은 순환적인 프로세싱을 통하여 이루어질 수 있으므로 상기 캐리어(120)의 위치가 정확하게 피드백 제어된다.
본 발명에 의한 액추에이터(100)는 도면에 도시된 바와 같이 OIS캐리어(120)와 베이스 프레임(110) 사이에 개재되는 볼(160)을 포함한다.
본 발명의 OIS캐리어(120)는 상기 볼(160)의 최상부 지점에서 점접촉(point contact)하면서 상기 볼(160)의 상부에 놓이고 이 볼(160) 위에서 XY평면 방향 즉, 제1방향 및/또는 제1방향으로 이동한다. 그러므로 OIS캐리어(120)는 볼에 의한 점접촉과 볼의 구름 운동에 의하여 마찰력이 등이 최소화된 상태에서 유연하게 이동할 수 있게 된다.
더욱 바람직한 실시형태의 구현을 위하여, 도 2에 도시된 바와 같이 하부 저면이 상기 볼과 대접하는 지지플레이트(123)가 OIS캐리어(120)의 모서리 부분에 구비될 수 있다. OIS캐리어(120)와 베이스 프레임(110) 하면 사이의 이격 거리 및 이에 따른 마그네트(130)와 요크(170) 사이의 인력 등을 고려하여, 상기 지지플레이트(123)는 수직 높이를 기준으로 OIS캐리어(120)의 최하단보다 높은 위치에 구비되는 것이 바람직하다.
또한, 베이스 프레임(110)의 하부에는 상기 지지플레이트(123)와 대응되는 위치에 상기 볼(160)의 일부가 수용되어 볼(160) 자체의 이탈을 방지하는 수용홈부(111)가 구비될 수 있다.
OIS구동에 의한 OIS캐리어(120)의 위치 제어를 더욱 정밀하게 구현하기 위해서는 OIS캐리어(120)가 상기 볼(160)과의 점접촉을 지속적으로 유지하고 볼(160)에서 이탈되지 않도록 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 요크(170)는 이를 위한 구성으로서 도면에 도시된 바와 같이 베이스 프레임(110)에 구비되며, 마그네트(130)가 구비된 위치와 대응되는 곳에 구비된다. 상기 요크(170)는 금속 등과 같은 자성체로서 볼(160)에 의하여 이격되어 있는 OIS캐리어(120)에 구비된 마그네트(130)와 인력을 발생시키므로 이 인력에 의하여 OIS캐리어(120)가 볼(160)로부터 이탈되지 않고 지속적으로 볼(160)과 점접촉하게 된다.
이와 관련하여 종래에는 이 요크(170)를 마그네트와 대응되는 위치에 구비시키되, 구비된 마그네트의 개수에 대응되는 만큼의 개별화된 복수 개의 요크를 각각 고정체에 설치하는 방법이 이용되었다.
그러나 이러한 방법에 의하는 경우 각각의 요크를 개별적으로 모두 정확한 위치에 설치하여 하므로 공정효율이 낮으며 또한, 마그네트와의 관계에서 전체적으로 발생된 자력이 크지 않아 마그네트(130)가 구비된 OIS캐리어(120)가 작은 충격이나 흔들림에 의해서도 볼과 이탈되고 이러한 현상에 의하여 OIS구동이 정밀하게 이루어지 않는 문제점이 있었다.
또한, 손떨림에 의하여 OIS캐리어(120)가 이동하거나 또는 손떨림을 보상하기 위하여 역이동하는 경우, OIS캐리어(120)에 구비된 마그네트(130)의 위치 또한, 변동하게 되는데 이러한 변동에 의하여 마그네트(130)와 요크(170)의 정렬이 와해되고 이에 따라 마그네트(130)와 요크(170) 사이의 인력이 약화되면서 OIS캐리어(120)가 볼(160)에서 이탈하거나 의도된 만큼 OIS캐리어(120)가 이동하지 않는 구동 성능의 저하 현상이 발생하게 된다.
이러한 문제점을 효과적으로 극복하기 위하여 본 발명의 요크(170)는 OIS구동 등에 의하여 제1 및 제2마그네트(130-1, 130-2)가 이동하는 영역 전반에 걸친 인력이 효과적으로 작용할 수 있도록 도 7에 도시된 바와 같이 제1 및 제2마그네트(130-1, 130-2)에 대응되는 위치를 포함하며 제1 및 제2마그네트(130-1, 130-2)가 OIS 구동에 의하여 이동하는 이동 영역에 대응되는 위치에 구비되며, 또한 일체형으로 이루어진다.
이와 같이 요크(170)가 일체형 요크(170)로 구현됨으로써, 요크(170)를 베이스 프레임(110)에 설치하는 공정은 물론, 마그네트(130)와의 위치 정렬을 더욱 정확하고 용이하게 구현할 수 있음은 물론, OIS구동에 의하여 마그네트(130)가 이동하더라도 마그네트(130)에 인력을 발생시키는 영역을 확장시킬 수 있어 OIS캐리어(120)가 볼(160)에서 이탈되는 현상을 더욱 효과적으로 방지할 수 있게 된다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예들에 의한 요크(170)의 상세 구성을 도시한 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 요크(170)는 제1파트(171), 제2파트(172) 및 연결파트(173)으로 이루어질 수 있는데, 제1파트(171)는 제1마그네트(130-1)의 기본 설치 위치와 제1마그네트(130-1)의 OIS구동에 의한 이동 영역을 포함하는 영역에 대응되는 너비 내지 크기를 가지는 요크(170)의 일부분이며, 제2파트(172)는 제2마그네트(130-2)의 기본 설치 위치와 제2마그네트(130-2)의 OIS구동에 의한 이동 영역에 대응되는 너비 내지 크기를 가지는 요크(170)의 일부분을 의미한다.
또한, 연결파트(173)는 제1파트(171)과 제2파트(172)를 연결하는 요크(170)의 부위를 의미한다. 상기 연결파트(173)는 OIS 구동에 의하여 제1마그네트(130-1)와 제2마그네트(130-2)가 이동하더라도 전체적으로 균일한 크기 인력이 발생되도록 하고 인력이 발생되는 영역 또한, 동일할 수 있도록 상호 대응되는 형상으로 이루어지는 것이 바람직하다.
OIS캐리어(120)에 제1마그네트(130-1)가 두 개, 제2마그네트(130-2)가 한 개가 구비되거나 또는 OIS캐리어(120)에 제1 및 제2마그네트(130-1, 130-2) 모두 하나씩 구비되는 실시형태에서는 구비된 마그네트의 개수와 위치에 대응될 수 있도록 본 발명의 요크(170)는 도 4에 도시된 바와 같이 전체적으로 두 군데 또는 한 군데에서 절곡되거나 구부러진 형상을 취할 수 있다.
이 때, 요크(170)의 제1파트(171)와 제2파트(172)는 각각 제1마그네트(130-1) 및 제2마그네트(130-2)의 대향하는 면과 대응되는 형상으로 구현하는 것이 바람직하다. 이와 같이 제1파트(171)와 제2파트(172)가 마그네트(130)의 대향 면과 대응되는 형상으로 이루어지는 경우 자력에 의한 인력을 정확하게 제공할 수 있음은 물론, 회전 반향으로 OIS캐리어(120)가 이동하더라도 정위치 정렬 내지 복원을 더욱 효과적으로 구현할 수 있게 된다.
요크(170)는 앞서 기술된 바와 같이 OIS캐리어(120)에 인력을 발생시켜 OIS캐리어(120)가 볼(160)에서 이탈하지 않도록 하는 기능을 수행함과 동시에 손떨림 보정에 의한 구동이 종료되면 기준 위치로 OIS캐리어(120)를 복원시키는 기능도 수행한다.
본 발명의 일 실시예와 같이 요크(170)를 일체형으로 구성하는 경우 마그네트(130)의 이동 경로 내지 이동 영역 전반에 인력을 발생시킬 수 있어 OIS캐리어(120)의 볼 이탈 현상을 효과적으로 방지할 수 있음은 앞서 설명한 바와 같다.
이 경우 제1파트(171) 즉, 제1마그네트(130-1)와 대응되는 요크(170) 부분과, 제2파트(172) 즉, 제2마그네트(130-2)와 대응되는 요크(170) 부분은 연결파트(173)과 다른 형상으로 즉, 더 넓은 영역을 차지하도록 폭이나 너비 등을 연결파트(173)보다 상대적으로 크게 구현하는 경우 제1마그네트(130-1)와 제1파트(171) 사이의 인력과 제2마그네트(130-2)와 제2파트(172) 사이의 인력을 더욱 집중시킬 수 있어 기준 위치로의 복원력을 증강시킬 수 있다.
위치에 대한 복원력은 상대적 힘의 관계에서 기준 위치로 인력발생 방향을 유도하는 것에 의하여 발생된다고 볼 수 있으므로 상술된 예와는 반대로 제1파트(171)와 제2파트(172)를 연결파트(173)보다 좁게 구현하는 경우에도 OIS캐리어(120)의 기준 위치로의 위치 복원력을 높일 수 있다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예를 도시한 도면이다. 도 5에 도시된 실시예는 AF 구동과 OIS 구동이 통합된 형태의 구동 장치에 해당한다.
도 5에 도시된 구동장치는 하우징(195) 내에 광축 방향으로 진퇴 이동하는 AF캐리어(190)가 구비되며, 광축 방향과 수직을 이루는 제1방향 또는/및 제2방향으로 이동하는 OIS캐리어(120)가 이 AF캐리어(190) 상에 구비된다.
이 실시예의 경우 OIS캐리어(120)는 AF캐리어(190)를 OIS구동을 위한 상대적 고정체로 하여 이동하게 되므로 이 실시예의 경우 앞서 설명된 베이스 프레임(110)은 AF캐리어(190)가 되며, 볼(160)은 OIS캐리어(120)와 AF캐리어(190) 사이에 개재된다.
상기 AF캐리어(190)는 하우징(195) 일측에 구비된 AF코일(191)이 발생시키는 전자기력에 의하여 광축 방향(Z축 방향)으로 진퇴 이동하며, OIS캐리어(120)는 제1코일(140-1)과 제2코일(140-2) 각각이 발생시키는 전자기력의 크기와 방향에 따라 광축방향과 수직한 방향(제1방향 또는/및 제2방향)으로 이동하게 된다.
본 발명의 액추에이터(100)는 액추에이터(100)가 탑재되는 장치의 내부 구조, 공간 등을 더욱 적응적으로 반영할 수 있도록 도 5에 도시된 바와 같이 렌즈 배럴이 결합되는 결합홀(121)이 가운데 부분에서 일측 방향으로 편향된 위치에 구비되도록 구성할 수 있다.
이 경우 결합홀(121) 부분 즉, 렌즈 배럴(렌즈, 렌즈 조립체)이 결합되는 결합홀(121) 부분의 하중이 상대적으로 크게 작용하게 되므로 OIS캐리어(120)의 수평성이 유지될 수 있도록 OIS캐리어(120)와 요크(170) 사이의 인력이 더욱 강하게 작용할 수 있는 구조적 개선의 필요성이 크다고 할 수 있다.
이를 위하여 본 발명의 제1마그네트(130-1)와 제2마그네트(130-2)는 OIS캐리어(120)에 구비되되, 상기 결합홀(121)이 구비된 위치의 반대편 방향에 구비되도록 구성하고 이 제1 및 제2마그네트(130-1, 130-2)에 강한 인력이 작용할 수 있도록 앞서 기술된 바와 같은 일체형 요크(170)가 AF캐리어(190)에 구비되도록 구성한다.
이와 같이 구성하는 마그네트(130-1, 130-2)의 하중과 렌즈 측의 하중의 평형성을 향상시킬 수 있음은 물론, 일체형 요크(170)에 의한 강한 인력에 의하여 OIS캐리어(120)의 수평성이 효과적으로 유지될 수 있게 된다.
도 5에 도시된 바와 같이 제1마그네트(130-1)는 제1방향과 나란한 방향으로 상호 대칭되도록 2개로 구비될 수 있는데 이 경우 마그네트(130)와 요크(170) 사이의 인력 및 OIS캐리어(120) 자체의 하중에 의한 영향 등을 고려하여 OIS캐리어(120)의 수평성이 더욱 효과적으로 유지될 수 있도록 제2마그네트(130-2)는 제2방향과 대응되는 방향으로 배치되되, 도 5에 도시된 바와 같이 제1마그네트(130-1)와 제1마그네트(130-1) 사이에 배치되도록 구성하는 것이 바람직하다.
나아가 무게 하중에 의한 불균형을 더욱 최소화시키기 위하여 상기 제2마그네트(130-2)는 렌즈 배럴이 결합되는 결합홀(121)에 근접한 위치에 구비되도록 하는 것이 바람직하다.
앞서 설명된 바와 같이 상기 제1마그네트(130-1)와 제2마그네트(130-2)는 OIS캐리어(120)에 구비되며, 요크(170)는 이 실시예에서 베이스 프레임(110)에 해당하는 AF캐리어(190)에 구비된다.
AF캐리어(190)가 광축 방향을 기준으로 상하 이동하며, OIS캐리어(120)가 AF캐리어(190) 상에서 광축 방향과 수직하는 제1방향 또는/및 제2방향으로 이동하게 되므로 각 캐리어의 독립된 이동이 더욱 효과적으로 이루어지도록 유도하고, 다른 구성과의 설치관계의 효율성을 높이기 위하여 상기 제1파트(171)과 제2파트(172)는 도 5에 도시된 바와 같이 서로 높이가 다른 단차진 형상으로 이루어지는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 액추에이터(100)에는 렌즈를 통해 입력된 빛 신호를 전기적 신호로 변환시키는 씨모스(CMOS), 씨씨디(CCD) 등의 이미지 센서 및 이미지 프로세서가 구비될 수 있으며, 렌즈와 이미지 센서(프로세서) 사이에는 빛신호의 필터링을 위한 필터(185)가 더 포함될 수 있다.
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.
100 : OIS 액추에이터
110 : 베이스 프레임 120 : OIS캐리어
130 : 마그네트 130-1 : 제1마그네트
130-2 : 제2마그네트 140 : 코일
140-1 : 제1코일 140-2 : 제2코일
160 : 볼 170 : 요크
171 : 제1파트 172 : 제2요크
173 : 연결파트 180 : FPCB
190 : AF캐리어 191 : AF코일
195 : 하우징

Claims (7)

  1. 베이스 프레임;
    상기 베이스 프레임 상에 배치되며 렌즈 배럴이 결합되는 OIS캐리어;
    상호 직교하는 제1방향 및 제2방향으로 상기 OIS캐리어에 각각 구비되는 제1 및 제2마그네트;
    상기 제1 및 제2마그네트 각각과 대향하는 방향에 구비되어 상기 제1 및 제2마그네트 각각에 전자기력을 발생시키는 제1 및 제2코일;
    상기 베이스 프레임과 상기 OIS캐리어 사이에 개재되는 볼; 및
    상기 베이스 프레임에 구비되되, 상기 제1 및 제2마그네트에 대응되는 위치에 구비되어 상기 제1 및 제2마그네트에 인력을 발생시키는 일체형으로 형성된 요크를 포함하는 것을 특징으로 하는 일체형 요크가 구비된 OIS 액추에이터.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 요크는,
    상기 제1마그네트와 대응되는 위치영역에 해당하는 제1파트;
    상기 제2마그네트와 대응되는 위치영역에 해당하는 제2파트; 및
    상기 제1파트와 상기 제2파트를 연결하는 연결파트로 이루어지는 것을 특징으로 하는 일체형 요크가 구비된 OIS 액추에이터.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 요크의 제1파트 및 제2파트는,
    상기 제1 및 제2마그네트의 대향 면과 각각 대응되는 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 일체형 요크가 구비된 OIS 액추에이터.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 요크의 제1파트 및 제2파트는,
    상기 연결파트와 차등적인 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 일체형 요크가 구비된 OIS 액추에이터.
  5. 제 2항에 있어서, 상기 OIS캐리어는,
    가운데 부분에서 일측으로 편향된 위치에 상기 렌즈 배럴이 결합되는 결합홀이 구비되며,
    상기 제1 및 제2마그네트는 상기 결합 홀이 구비된 위치의 반대편 방향에 구비되는 것을 특징으로 하는 일체형 요크가 구비된 OIS 액추에이터.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 제1마그네트는,
    상기 제1방향을 기준으로 상호 대칭되도록 2개로 구비되며,
    상기 제2마그네트는,
    상기 제1마그네트 사이에 구비되는 것을 특징으로 하는 일체형 요크가 구비된 OIS 액추에이터.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 요크의 상기 제1파트 및 제2파트는,
    서로 높이가 다른 단차진 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 일체형 요크가 구비된 OIS 액추에이터.
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