KR20210056029A - Actuator for mobile terminal camera with dual msm elements and camera module for mobile terminal with same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 휴대단말기 카메라용 액추에이터에 관한 것으로, 특히 능동 소자의 수를 단지 두 개로 최소화한 간단한 구조만으로도 매우 신속한 자동 초점 및 광학식 손떨림 보정이 가능하며 전력소비가 적고 별도의 센서를 구비하지 않고서도 렌즈 경통의 위치와 틸팅각도를 실시간 모니터링 가능하도록 한 듀얼 MSM 소자를 구비한 휴대단말기 카메라용 액추에이터 및 이를 구비한 휴대단말기용 카메라모듈에 관한 것이다.The present invention relates to an actuator for a camera of a portable terminal, and in particular, a simple structure that minimizes the number of active elements to only two enables very quick autofocus and optical image stabilization, low power consumption, and a lens without a separate sensor. The present invention relates to an actuator for a camera of a portable terminal having a dual MSM element capable of monitoring the position and a tilting angle of a barrel in real time, and a camera module for a portable terminal having the same.
피사체의 촬영시 렌즈의 초점을 자동으로 조절하는 자동초점(AF: Auto focusing) 기능을 갖는 카메라모듈이 일반적인 디지털 카메라는 물론 스마트폰이나 태블릿 PC 등의 모바일 기기에 적용되고 있으며, 최근에는 자동초점(Auto Focusing: AF) 기능에 더해 손떨림 보정(Optical Image Stabilization: OIS) 기능이 채용된 카메라모듈도 속속 등장하고 있다. A camera module with an auto focusing (AF) function that automatically adjusts the focus of a lens when photographing a subject is applied to mobile devices such as smartphones and tablet PCs as well as general digital cameras. In addition to the Auto Focusing (AF) function, camera modules with the Optical Image Stabilization (OIS) function are also appearing one after another.
전통적으로 자동초점 및 손떨림 보정 기능은 기존 카메라모듈에서 별도의 액추에이터로 수행되기 때문에 카메라모듈 설계를 복잡하게 하고 크기와 가격을 증가시킨다. 가장 중요한 점으로 카메라모듈의 높이가 극히 얇은 스마트폰을 구현하는데 커다란 제약으로 작용하였다. Traditionally, autofocus and image stabilization functions are performed by separate actuators in the existing camera module, which complicates the camera module design and increases the size and cost. Most importantly, it was a huge limitation in implementing a smartphone with an extremely thin camera module.
종래에는 각 축을 따라 움직임을 제어하기 위해 특수한 액추에이터가 필요하였다. 예컨대, 보이스코일 모터(VCM) 기술을 사용하는 기존 OIS의 경우, 각 자유도 (DOF)에는 특수한 VCM이 필요하므로 두 개의 DOF OIS에 대해 두 개의 VCM이 필요하였다. 세 개의 DOF를 제어하기 위해서는 별도의 자동초점용 액추에이터가 사용되어 세 개의 DOF 제어를 위한 세 개의 액추에이터가 필요하였다. Conventionally, a special actuator was required to control the movement along each axis. For example, in the case of an existing OIS using voice coil motor (VCM) technology, a special VCM is required for each DOF, so two VCMs were required for two DOF OIS. In order to control the three DOFs, a separate actuator for auto focus was used, so three actuators for controlling three DOFs were required.
자동초점의 경우 VCM 또는 스테핑 모터(STM)와 같이 전자기 모터가 일반적으로 사용된다. 이들은 높은 에너지 소비를 특징으로 하며, 표유자계(stray magnetic field)를 생성하고 카메라모듈의 무게를 증가시키는 영구자석(PM)을 수용해야 하였다. 하지만 VCM에 의한 자동초점으로는 OIS 기능을 수행 할 수 없다는 문제점이 있었다. For autofocus, electromagnetic motors such as VCM or stepping motors (STM) are commonly used. They are characterized by high energy consumption and had to accommodate permanent magnets (PM) that create a stray magnetic field and increase the weight of the camera module. However, there was a problem that the OIS function could not be performed with auto focus by VCM.
VCM은 OIS을 위해 가장 일반적으로 사용되고 있는 액추에이터이다. VCM OIS에는 필요한 DOF를 제어하기 위해 여러 개의 VCM 모터를 수용해야하는 등의 단점이 있었다. 또한, VCM OIS는 영구자석으로 인한 표유자계를 증가시키고, 무게를 증가시키며, VCM의 현재 위치를 유지시키기 위한 스프링으로 인해 기계적 안정성이 감소되어 OIS의 기계적 공진 주파수를 낮추는 바람직하지 않은 특성이 나타난다. 또한 VCM OIS는 자동초점 기능을 수행할 수 없다는 문제점도 있다. VCM is the most commonly used actuator for OIS. VCM OIS has disadvantages such as having to accommodate multiple VCM motors to control the required DOF. In addition, the VCM OIS increases the stray magnetic field due to the permanent magnet, increases the weight, and decreases the mechanical stability due to the spring for maintaining the current position of the VCM, resulting in undesirable characteristics of lowering the mechanical resonance frequency of the OIS. . In addition, there is a problem that the VCM OIS cannot perform the auto focus function.
더욱이 VCM OIS는 경통의 위치를 모니터링하기 위해 VCM 당 두 개 이상의 홀 센서가 필요하였다. 이로 인해 카메라모듈의 가격, 크기 및 무게가 증가되는 문제점이 있었다. Moreover, the VCM OIS required more than two Hall sensors per VCM to monitor the position of the barrel. Due to this, there is a problem in that the price, size, and weight of the camera module are increased.
전술된 것처럼, 종래기술에 따르면 단일 액추에이터로 자동초점 및 손떨림 보정 기능을 모두 수행 할 수 없었으며, 일정한 위치를 유지하기 위해 많은 양의 에너지를 소비하는 문제점이 있었다. 또한, 각 DOF 마다 별도의 액추에이터가 필요하므로 자동초점을 위한 DOF와 손떨림 보정을 위한 두 개의 DOF를 위한 카메라모듈을 구현하기 위해서는 적어도 세 개의 액추에이터를 필요로 하였다. As described above, according to the prior art, both autofocus and camera shake correction functions cannot be performed with a single actuator, and there is a problem in that a large amount of energy is consumed to maintain a constant position. In addition, since a separate actuator is required for each DOF, at least three actuators were required to implement a camera module for a DOF for autofocus and two DOFs for camera shake correction.
또한, VCM과 같은 기존 액추에이터는 영구자석이 필요하여 액추에이터의 무게와 크기를 증가 시키면서 바람직하지 않은 표유자계를 생성시키는 문제점이 있었다. VCM의 경우 실시간 위치 추적을 위하여 VCM 당 최소 2 개의 홀 센서가 필요하므로 구성 및 무게가 증가하는 문제점이 있었다. In addition, conventional actuators such as VCM require permanent magnets, which increases the weight and size of the actuator and creates an undesirable stray magnetic field. In the case of the VCM, since at least two Hall sensors per VCM are required for real-time location tracking, there is a problem in that the configuration and weight are increased.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 능동 소자의 수를 단지 두 개로 최소화한 간단한 구조만으로도 매우 신속한 자동 초점 및 광학식 손떨림 보정이 가능하며 전력소비가 적고 별도의 센서를 구비하지 않고서도 렌즈 경통의 위치와 틸팅각도를 실시간 모니터링 가능하도록 한 듀얼 MSM 소자를 구비한 휴대단말기 카메라용 액추에이터 및 이를 구비한 휴대단말기용 카메라모듈을 제공하는 데 있다.Accordingly, the present invention has been proposed in order to solve the above problems, and the object of the present invention is a very quick autofocus and optical image stabilization with only a simple structure that minimizes the number of active elements to only two, and power consumption The objective is to provide an actuator for a camera for a portable terminal equipped with a dual MSM element that enables real-time monitoring of the position and tilting angle of a lens barrel without a separate sensor and a camera module for a portable terminal having the same.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 기술적 사상에 의한 휴대단말기 카메라용 액추에이터는, 휴대단말기 카메라용 액추에이터에 있어서, 휴대단말기에 고정되는 케이싱; 상기 케이싱 내부에 설치되어 렌즈 장착된 렌즈 경통을 지지하는 MSM(Magnetic Shape Memory: 자기 형상 기억) 소자; 및 상기 MSM 소자 인근에 설치되어 상기 MSM 소자에 자기장을 제공하면서 상기 MSM 소자의 길이를 신축 변형시켜주는 인덕터;를 포함하며, 상기 MSM 소자의 신축 변형에 의해 상기 렌즈 경통을 변위시키는 것을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다. In order to achieve the above object, there is provided an actuator for a portable terminal camera according to the technical idea of the present invention, comprising: a casing fixed to the portable terminal; A magnetic shape memory (MSM) element installed inside the casing and supporting a lens barrel on which a lens is mounted; And an inductor installed in the vicinity of the MSM element to provide a magnetic field to the MSM element and stretch and deform the length of the MSM element, including, and displacing the lens barrel by elastic deformation of the MSM element. It is characterized by the top.
여기서, 상기 MSM 소자는 상기 렌즈 경통에 대하여 서로 이격된 일지점과 타지점을 각각 지지하는 제1MSM 소자와 제2MSM 소자로 구비되고, 상기 제1MSM 소자와 상기 제2MSM 소자를 각각 담당하여 자기장을 제공하면서 신축 변형시켜주는 제1인덕터 및 제2인덕터로 구비되며, 초기상태에서 이루어지는 제1MSM 소자의 신축 변형량과 제2MSM 소자의 신축 변형량의 조합에 의해 상기 렌즈 경통의 전진 및 후퇴 동작, 상기 렌즈 경통의 일방향 틸팅 및 타방향 틸팅 동작이 이루어지고, 이를 통해 카메라의 자동초점 및 손떨림 보정 기능을 구현하는 것을 특징으로 할 수 있다. Here, the MSM element is provided with a first MSM element and a second MSM element respectively supporting a point and a second point spaced apart from each other with respect to the lens barrel, and provides a magnetic field by taking charge of the first MSM element and the second MSM element, respectively. It is provided with a first inductor and a second inductor that expands and contracts while performing, and advances and retracts the lens barrel by a combination of the expansion and contraction amount of the first MSM element and the expansion and contraction amount of the second MSM element made in the initial state. It may be characterized in that one-way tilting and other-direction tilting operations are performed, thereby implementing the camera's automatic focus and camera shake correction functions.
또한, 상기 제1MSM 소자와 제2MSM 소자는 상기 렌즈 경통을 중심으로 하여 일측과 타측으로 대칭된 위치에서 전후방향이 동일하게 설치된 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the first MSM element and the second MSM element may have the same front and rear directions at positions symmetrical to one side and the other side around the lens barrel.
또한, 상기 제1MSM 소자는 후단부가 상기 케이싱의 내측 후면벽에 고정되고 선단부는 전방을 향한 상태에서 상기 렌즈 경통의 일측 선단부에 틸팅 가능하도록 결합되며, 상기 제2MSM 소자는 후단부가 상기 케이싱의 내측 후면벽에 고정되고 선단부는 전방을 향한 상태에서 상기 렌즈 경통의 타측 선단부에 틸팅 가능하도록 결합된 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the first MSM element is coupled so that the rear end thereof is fixed to the inner rear wall of the casing and the front end faces forward, so that the rear end of the first MSM element is tiltable, and the rear end of the second MSM element is after the inner side of the casing. It may be fixed to the surface wall and coupled to the other end of the lens barrel so as to be tiltable while the front end faces forward.
또한, 제1MSM 소자와 제2MSM 소자에 의해 상기 렌즈 경통이 전방이나 후방으로 치우치거나 어느 한편으로 틸팅되지 않은 초기상태에서 제1MSM 소자와 제2MSM 소자의 신장 변형에 의해 렌즈 경통이 전진하도록 제어되고, 상기 초기상태에서 제1MSM 소자와 제2MSM 소자의 축소 변형에 의해 렌즈 경통이 후퇴하도록 제어되는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, by the first MSM element and the second MSM element, the lens barrel is controlled to advance by the elongation and deformation of the first MSM element and the second MSM element in an initial state in which the lens barrel is not tilted forward or backward or tilted by either side. In the initial state, it may be characterized in that the lens barrel is controlled to retreat by the reduction deformation of the first MSM element and the second MSM element.
또한, 제1MSM 소자와 제2MSM 소자에 의해 상기 렌즈 경통이 전방이나 후방으로 치우치거나 어느 한편으로 틸팅되지 않은 초기상태에서 제2MSM 소자의 신장 변형에 의해 렌즈 경통이 일측으로 틸팅하도록 제어되고, 상기 제1MSM의 신장 변형에 의해 렌즈 경통이 타측으로 틸팅하도록 제어되는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, by the first MSM element and the second MSM element, the lens barrel is controlled to tilt to one side by elongation deformation of the second MSM element in an initial state in which the lens barrel is not tilted forward or backward, or tilted by either side, and the It may be characterized in that the lens barrel is controlled to tilt to the other side by the elongation deformation of the first MSM.
또한, 상기 제1MSM 소자와 제2MSM 소자는 상기 렌즈 경통을 중심으로 하여 일측과 타측으로 대칭된 위치에서 전후방향이 반대로 설치된 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the first MSM element and the second MSM element may be installed in opposite directions at a position symmetrical to one side and the other side with respect to the lens barrel.
또한, 상기 제1MSM 소자는 후단부가 상기 케이싱의 내측 후면벽에 고정되고 선단부는 전방을 향한 상태에서 상기 렌즈 경통에 틸팅 가능하도록 결합되며, 상기 제2MSM 소자는 후단부가 상기 케이싱의 내측 전면벽에 고정되고 선단부는 후방을 향한 상태에서 상기 렌즈 경통에 틸팅 가능하도록 결합된 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the first MSM element is coupled to the lens barrel in a state where the rear end is fixed to the inner rear wall of the casing and the front end faces forward, and the second MSM element has the rear end fixed to the inner front wall of the casing. It may be characterized in that the front end is coupled to the lens barrel so as to be tiltable while facing the rear.
또한, 상기 렌즈 경통에 대한 상기 제1MSM 소자 및 제2MSM 소자의 결합을 위해, 상기 렌즈 경통을 지지하는 홀더, 상기 제1MSM 소자의 선단부에 결합된 상태로 상기 홀더의 일지점에 핀결합되는 제1이동체 및 상기 제2MSM 소자의 선단부에 결합된 상태로 상기 홀더의 타지점에 핀결합되는 제2이동체가 중간 매개체로 더 설치된 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, for the coupling of the first MSM element and the second MSM element to the lens barrel, a holder supporting the lens barrel, a first pin-coupled to a point of the holder while being coupled to the tip end of the first MSM element A moving body and a second moving body pin-coupled to another point of the holder while being coupled to the front end of the second MSM element may be further installed as an intermediate medium.
또한, 상기 제1MSM 소자 및 제2MSM 소자 각각의 자유단인 선단부에 접촉하여 상기 제1MSM 소자 및 제2MSM 소자가 축소 변형되는 방향으로 프리스트레스를 가하는 제1스프링 및 제2스프링이 더 설치된 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the first and second springs are further installed to apply prestress in a direction in which the first MSM element and the second MSM element are reduced and deformed by contacting the free end of each of the first and second MSM elements. I can.
또한, 상기 제1MSM 소자와 제2MSM 소자는 상기 렌즈 경통을 중심으로 하여 일측과 타측으로 대칭된 위치에 설치되되, 상기 제1MSM 소자는 전측부 제1MSM 소자와 후측부 제1MSM 소자가 전측과 후측에서 서로 마주하여 결합된 형태로 구비되고, 상기 제2MSM 소자는 전측부 제2MSM 소자와 후측부 제2MSM 소자가 전측과 후측에서 서로 마주하여 결합된 형태로 구비되며, 상기 제1인덕터는 전측부 제1MSM 소자를 담당하는 전측부 제1인덕터와, 후측부 제1MSM 소자를 담당하는 후측부 제1인덕터로 구분하여 구비되며, 상기 제2인덕터는 전측부 제2MSM 소자를 담당하는 전측부 제2인덕터와, 후측부 제2MSM 소자를 담당하는 후측부 제2인덕터로 구분하여 구비된 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the first MSM element and the second MSM element are installed at positions symmetrical to one side and the other side with the lens barrel as the center, and the first MSM element has a front first MSM element and a rear first MSM element at the front and rear sides. The second MSM device is provided in a form of facing each other, and the second MSM device is provided in a form in which the front second MSM device and the rear second MSM device face each other at the front side and the rear side, and the first inductor is a front side first MSM device. It is divided into a front first inductor in charge of an element and a rear first inductor in charge of a rear first MSM element, and the second inductor is a front second inductor in charge of a front second MSM element, and It may be characterized in that it is provided by dividing it into a rear second inductor in charge of the rear second MSM element.
또한, 상기 렌즈 경통에 대한 상기 제1MSM 소자 및 제2MSM 소자의 결합을 위해, 상기 렌즈 경통을 지지하는 홀더, 상기 전측부 제1MSM 소자와 상기 후측부 제1MSM 소자 사이에 결합된 상태로 상기 홀더의 일지점에 핀결합되는 제1이동체 및 상기 전측부 제2MSM 소자와 상기 후측부 제2MSM 소자 사이에 결합된 상태로 상기 홀더의 타지점에 핀결합되는 제2이동체가 중간 매개체로 더 설치된 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, for the coupling of the first MSM element and the second MSM element to the lens barrel, the holder for supporting the lens barrel, the first MSM element on the front side and the first MSM element on the rear side of the holder in a coupled state. A first moving body pin-coupled to one point and a second moving body pin-coupled to another point of the holder while being coupled between the front second MSM element and the rear second MSM element are further installed as an intermediate medium. can do.
또한, 상기 전측부 제1MSM 소자와 후측부 제1MSM 소자, 상기 전측부 제2MSM 소자와 상기 후측부 제2MSM 소자에 의해 상기 렌즈 경통이 전방이나 후방으로 치우치거나 어느 한편으로 틸팅되지 않은 초기상태에서, 상기 전측부 제1MSM 소자의 축소 변형 및 상기 후측부 제1MSM 소자의 신장 변형과, 상기 전측부 제2MSM 소자의 축소 변형 및 상기 후측부 제2MSM 소자의 신장 변형에 의해 렌즈 경통이 전진하도록 제어되고, 상기 초기상태에서 상기 전측부 제1MSM 소자의 신장 변형 및 상기 후측부 제1MSM 소자의 축소 변형과, 상기 전측부 제2MSM 소자의 신장 변형 및 상기 후측부 제2MSM 소자의 축소 변형에 의해 렌즈 경통이 후퇴하도록 제어되는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, in an initial state in which the lens barrel is not tilted forward or backward by the front first MSM element and the rear first MSM element, the front second MSM element and the rear second MSM element , The lens barrel is controlled to advance by the reduction deformation of the front first MSM element and the elongation deformation of the rear first MSM element, the reduction deformation of the front second MSM element and the elongation deformation of the rear second MSM element, and , In the initial state, the lens barrel is reduced by the elongation deformation of the front first MSM element and the reduction deformation of the rear first MSM element, the elongation deformation of the front second MSM element and the reduction of the rear second MSM element. It may be characterized in that it is controlled to retreat.
또한, 상기 전측부 제1MSM 소자와 후측부 제1MSM 소자, 상기 전측부 제2MSM 소자와 상기 후측부 제2MSM 소자에 의해 상기 렌즈 경통이 어느 한편으로 틸팅되지 않은 초기상태에서, 상기 전측부 제2MSM 소자의 축소 변형 및 상기 후측부 제2MSM 소자의 신장 변형에 의해 렌즈 경통이 일측으로 틸팅하도록 제어되고, 상기 전측부 제1MSM 소자의 축소 변형 및 상기 후측부 제1MSM 소자의 신장 변형에 의해 렌즈 경통이 타측으로 틸팅하도록 제어되는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, in an initial state in which the lens barrel is not tilted by either side by the front first MSM element and the rear first MSM element, the front second MSM element and the rear second MSM element, the front second MSM element The lens barrel is controlled to tilt to one side by the reduction deformation of and the elongation of the rear second MSM element, and the reduction deformation of the front first MSM element and the elongation deformation of the rear first MSM element cause the lens barrel to burn. It may be characterized in that it is controlled to tilt to the side.
또한, 상기 제1MSM 소자 및 상기 제2MSM 소자에 대한 저항값 측정에 의해 신축 변형된 길이정보를 취득하고, 이를 통해 별도의 센서 없이도 상기 렌즈 경통의 현재 위치 및 틸팅각을 산출하는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, it may be characterized in that the length information that is stretched and deformed by measuring the resistance values of the first MSM element and the second MSM element is obtained, and through this, the current position and the tilting angle of the lens barrel are calculated without a separate sensor. have.
또한, 상기 제1MSM 소자 및 제2MSM 소자의 소재는, 단결정 페라이트 Ni-Mn-Ga 합금이나 Ni-Mn-X 합금(X=In, Sn 및 Sb 중 어느 하나임)인 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the material of the first MSM device and the second MSM device may be a single crystal ferrite Ni-Mn-Ga alloy or a Ni-Mn-X alloy (any one of X=In, Sn, and Sb).
또한, 상기 제1MSM 소자 및 제2MSM 소자의 소재는 다공성 합금인 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the material of the first MSM device and the second MSM device may be characterized in that the porous alloy.
또한, 상기 인덕터는 페라이트 코어(Ferromagnetic Core)에 코일이 권선된 페라이트 코어 인덕터인 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the inductor may be a ferrite core inductor in which a coil is wound around a ferrite core.
한편, 본 발명에 의한 휴대단말기용 카메라모듈은, 전술된 액추에이터; 상기 케이싱 내부에서 상기 액추에이터에 의해 지지된 상태로 변위되는 렌즈 경통; 및 상기 렌즈 경통에 장착된 렌즈에 대응하여 상기 케이싱 내측 후면벽에 설치된 이미지 센서;를 더 포함하는 것을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다. On the other hand, the camera module for a portable terminal according to the present invention, the above-described actuator; A lens barrel displaced in a state supported by the actuator inside the casing; And an image sensor installed on the inner rear wall of the casing corresponding to the lens mounted on the lens barrel.
본 발명에 의한 휴대단말기 카메라용 액추에이터 및 이를 구비한 휴대단말기용 카메라모듈은 단지 제1MSM 소자와 제2MSM 소자만으로 자동 초점 및 광학식 손떨림 보정이 모두 가능하며 빠른 응답특성과 포지셔닝 정확도를 확보할 수 있다. The actuator for a portable terminal camera according to the present invention and the camera module for a portable terminal having the same can perform both automatic focusing and optical image stabilization only with only the first MSM element and the second MSM element, and can secure fast response characteristics and positioning accuracy.
또한, 본 발명은 제1MSM 소자와 제2MSM의 형상 기억 효과에 의한 유지력을 이용하여 자동초점과 손떨림 보정 영역의 에너지 소비를 50%까지 줄일 수 있으므로 전력소비를 최소화할 수 있다. In addition, according to the present invention, the energy consumption of the autofocus and image stabilization region can be reduced by 50% by using the holding force due to the shape memory effect of the first MSM element and the second MSM, thereby minimizing power consumption.
또한, 본 발명은 제1MSM소자와 제2MSM 소자의 스마트한 자체 감지 기능에 의해 자신의 변형된 상태를 감지하는 것이 가능하므로 별도의 센서를 구비하지 않고서도 렌즈 경통의 위치와 틸팅각도를 실시간 모니터링 가능하며, 이로써 카메라모듈의 무게를 줄이고 구성을 단순화할 수 있으며 위치제어를 단순화하여 효율적인 움직임이 가능해진다. In addition, the present invention enables real-time monitoring of the position and tilting angle of the lens barrel without having a separate sensor, since it is possible to detect its deformed state by the smart self-sensing function of the first MSM element and the second MSM element. In this way, the weight of the camera module can be reduced, the configuration can be simplified, and the position control can be simplified to enable efficient movement.
도록 한 듀얼 MSM 소자를 구비한 휴대단말기 카메라용 액추에이터 및 이를 구비한 휴대단말기용 카메라모듈에 관한 것이다.The present invention relates to an actuator for a portable terminal camera having a dual MSM element and a camera module for a portable terminal having the same.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 휴대단말기 카메라용 액추에이터와 이를 포함하는 휴대단말기용 카메라모듈의 단면도
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 휴대단말기 카메라용 액추에이터의 주요부에 대한 참고용 모델링
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 휴대단말기 카메라용 액추에이터를 포함하는 카메라 시스템의 구성도
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 실시예에 의한 카메라용 액추에이터의 작용 및 동작을 설명하기 위한 일련의 참조도
도 5는 본 발명의 제1변형실시예에 의한 휴대단말기 카메라용 액추에이터와 이를 포함하는 휴대단말기용 카메라모듈의 단면도
도 6은 본 발명의 제2변형실시예에 의한 휴대단말기 카메라용 액추에이터와 이를 포함하는 휴대단말기용 카메라모듈의 단면도
도 7은 본 발명의 제2변형실시예에 의한 휴대단말기 카메라용 액추에이터의 주요부에 대한 참고용 모델링1 is a cross-sectional view of an actuator for a portable terminal camera and a camera module for a portable terminal including the same according to an embodiment of the present invention.
2 is a reference modeling of the main part of an actuator for a camera of a portable terminal according to an embodiment of the present invention
3 is a configuration diagram of a camera system including an actuator for a camera of a portable terminal according to an embodiment of the present invention
4A to 4D are a series of reference views for explaining the action and operation of the actuator for a camera according to an embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view of an actuator for a mobile terminal camera and a camera module for a mobile terminal including the same according to a first modified embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional view of an actuator for a portable terminal camera and a camera module for a portable terminal including the same according to a second modified embodiment of the present invention.
7 is a reference model for the main part of an actuator for a camera of a portable terminal according to a second modified embodiment of the present invention.
첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실 시예들에 의한 휴대단말기 카메라용 액추에이터에 대하여 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실 시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하거나, 개략적인 구성을 이해하기 위하여 실제보다 축소하여 도시한 것이다.An actuator for a portable terminal camera according to exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Since the present invention can apply various changes and have various forms, specific examples are illustrated in the drawings and will be described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to a specific form of disclosure, and it should be understood to include all changes, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing each drawing, similar reference numerals have been used for similar elements. In the accompanying drawings, dimensions of structures are shown to be enlarged than actual for clarity of the present invention, or reduced than actual to understand a schematic configuration.
또한, 제1 및 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 한편, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.In addition, terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another component. For example, without departing from the scope of the present invention, a first element may be referred to as a second element, and similarly, a second element may be referred to as a first element. Meanwhile, unless otherwise defined, all terms used herein including technical or scientific terms have the same meaning as commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms as defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and should not be interpreted as an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present application. Does not.
<실시예><Example>
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 휴대단말기 카메라용 액추에이터와 이를 포함하는 휴대단말기용 카메라모듈의 단면도이며, 도 2는 본 발명의 실시예에 의한 휴대단말기 카메라용 액추에이터의 주요부에 대한 참고용 모델링이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 의한 휴대단말기 카메라용 액추에이터를 포함하는 카메라 시스템의 구성도이다. 1 is a cross-sectional view of an actuator for a mobile terminal camera according to an embodiment of the present invention and a camera module for a mobile terminal including the same, and FIG. 2 is a reference modeling of a main part of an actuator for a mobile terminal camera according to an embodiment of the present invention. 3 is a configuration diagram of a camera system including an actuator for a camera of a portable terminal according to an embodiment of the present invention.
도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 카메라용 액추에이터는 케이싱(110), 경통(120b)을 감싸 지지하는 홀더(130), 제1이동체(140a) 및 제2이동체(140b), 제1스프링(150a) 및 제2스프링(150b), 제1MSM 소자(160a) 및 제2MSM 소자(160b), 제1인덕터(170a) 및 제2인덕터(170b)를 포함하여 이루어진다. 이같은 본 발명의 경우 능동 소자로서 두 개의 MSM(Magnetic Shape Memory: 자기 형상 기억) 소자를 구비하는 간단한 구조만으로도 매우 신속하게 자동 초점 및 광학식 손떨림 보정 기능을 수행할 수 있고, 전력소비를 최소화하는 것은 물론, 추가적인 센서 없이도 렌즈(120a) 혹은 렌즈 경통(120b)의 위치 및 틸팅각도를 실시간으로 모니터링할 수 있게 된다. As shown, the actuator for a camera according to an embodiment of the present invention includes a
이하, 상기 각 구성요소들을 중심으로 본 발명의 실시예에 의한 카메라용 액추에이터에 대해 보다 자세히 설명하기로 한다. Hereinafter, an actuator for a camera according to an embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to each of the above components.
상기 케이싱(110)은 휴대단말기에 고정되며 내부에는 렌즈가 장착된 렌즈 경통(120b), 이미지 센서(120c), 제1MSM 소자(160a) 및 제2MSM 소자(160b), 제1이동체(140a) 및 제2이동체(140b), 제1스프링(150a) 및 제2스프링(150b), 제1인덕터(170a) 및 제2인덕터(170b)가 설치되는 공간을 제공한다. The
상기 제1MSM 소자(160a) 및 제2MSM 소자(160b)는 상기 경통(120b)을 지지하면서 진퇴 및 틸팅시켜주는 역할을 한다. 이를 위해 상기 제1MSM 소자(160a)와 제2MSM 소자(160b)는 도 1에 도시된 것처럼 상기 케이싱(110) 내부에서 렌즈 경통(120b)을 중심으로 하여 일측과 타측(도면에서는 좌편과 우편)으로 대칭된 위치에서 전후방향이 동일하게 설치된다. 상기 제1MSM 소자(160a)와 제2MSM 소자(160b) 모두 후단부가 케이싱(110)의 내측 후면벽에 고정되고 선단부는 자유단으로서 전방을 향한 상태에서 렌즈 경통(120b)의 일측과 타측에 각각 틸팅 가능하도록 결합된다. 상기 제1MSM 소자(160a) 및 제2MSM 소자(160b)는 능동 소자로서 5개의 층이나 7개의 층으로 이루어진 단결정 페라이트 Ni-Mn-Ga 합금으로 만들어질 수도 있고, Ni-Mn-X 합금(단, X=In, Sn, Sb 중 어느 하나)이나 Ni-Mn계 MSM 합금, 또는 다공성 MSM 합금이나 다결정질 MSM 합금으로도 구현될 수 있다. 이같은 소재로 이루어진 제1MSM 소자(160a) 및 제2MSM 소자(160b는 각각 저항값 측정에 의해 변형된 길이정보를 취득하는 것이 가능하며 이처럼 제1MSM 소자(160a)와 제2MSM 소자(160b) 각각의 길이를 산출하게 되면 이로부터 렌즈 경통(120b)의 현재 위치와 틸팅각도를 산출하는 것이 가능하다. 이처럼 제1MSM 소자(160a)와 제2MSM 소자(160b) 기반의 액추에이터의 경우 별도로 여러 개의 센서를 구비하지 않더라도 렌즈 경통(120b)의 변위 상태에 따른 위치와 틸팅각도를 실시간으로 파악하고 자동초점과 손떨림 보상을 위한 정밀한 제어가 가능해지는 것이다. The
상기 홀더(130)와 제1이동체(140a) 및 제2이동체(140b)의 경우 렌즈 경통(120b)에 대한 제1MSM 소자(160a) 및 제2MSM 소자(160b)의 결합을 위한 중간 매개체로 구비된다. 상기 홀더(130)는 렌즈 경통(120b)에 대응하여 전면을 제외한 나머지 외측 대부분을 감싸 지지하는 부재로 구비되며 도면과 같이 전면이 개방된 사각 박스나 원통형 용기 형상을 갖는 부재로 도시될 수 있다. 상기 제1이동체(140a)는 제1MSM 소자(160a)의 선단부에 결합된 상태로 상기 홀더(130)의 일측 선단부와 핀(141a) 결합되며, 제2이동체(140b)는 제2MSM 소자(160b)의 선단부에 결합된 상태로 홀더(130)의 타측 선단부와 핀(141b) 결합된다. The
상기 제1스프링(150a)과 제2스프링(150b)은 상기 제1MSM 소자(160a)가 축소 변형되는 방향으로 프리스트레스를 부여하기 위한 것으로 각각 케이싱(110)의 내측 전면벽에 지지된 상태에서 제1이동체(140a)와 제2이동체(140b)를 후방으로 탄성지지하는 한편, 제1MSM 소자(160a)와 제2MSM 소자(160b)가 축소되는 방향인 후방을 향하여 프리스트레스를 부여한다. 이같은 제1스프링(150a) 및 제2스프링(150b)이 구비되면 제1이동체(140a) 및 제2이동체(140b)가 제1MSM 소자(160a)와 제2MSM 소자(160b)의 선단부에 매우 안정적으로 결합된 상태를 유지하도록 돕는 것은 물론 상기 제1MSM 소자(160a)와 제2MSM 소자(160b)가 축소되는 방향으로 프리스트레스를 제공하여 신장 변형된 상태에서 보다 원활하게 원형을 복원하도록 돕게 된다. The
상기 제1인덕터(170a) 및 제2인덕터(170b)는 각각 제1MSM 소자(160a)와 제2MSM 소자(160b) 인근에 설치되어 자기장을 제공하면서 MSM 소자의 길이를 신축 변형시켜주는 역할을 한다. 여기서 상기 제1인덕터(170a)는 제1페라이트 코어(171)(Ferromagnetic Core)에 제1코일(172)이 권선된 페라이트 코어 인덕터로 구비되고, 제2인덕터(170b) 역시 제2페라이트 코어(173)(Ferromagnetic Core)에 제2코일(174)이 권선된 페라이트 코어 인덕터로 구비된다. The
위와 같은 구성에 따라 제1코일(172)과 제2코일(174)에 설정된 초기 전류를 흘려주면 제1MSM 소자(160a)와 제2MSM 소자(160b)가 전방과 후방으로 치우치거나 기울지 않고 초기상태를 유지하게 된다. 이같은 초기상태에서 제1코일(172)과 제2코일(174)에 전류량을 증가시켜 제1MSM 소자(160a)와 제2MSM 소자(160b)에 자기장을 추가적으로 인가하여 주면 상기 제1MSM 소자(160a)와 제2MSM 소자(160b) 신장되면서 도 4a와 같이 렌즈 경통(120b)이 틸팅 없이 직진 형태로 후퇴전진하게 된다. 반면, 초기상태에서 제1코일(172)에 전류량을 감소시켜 제1MSM 소자(160a)와 제2MSM 소자(160b)로부터는 자기장을 전부 또는 부분적으로 회수하면 제1MSM 소자(160a)와 제2MSM 소자(160b)는 축소되면서 도 4b와 같이 렌즈 경통(120b)이 틸팅 없이 직진 형태로 후퇴하게 된다. According to the above configuration, when the initial current set in the
또한, 초기상태에서 제2코일(174)에 대한 전류량을 증가시켜 제2MSM 소자(160b)에 자기장을 증가시켜 주면 제2MSM 소자(160b)가 신장되면서 도 4c와 같이 렌즈 경통(120b)이 일측으로(도면에서는 좌편) 틸팅하게 된다. 반대로, 초기상태에서 제1코일(172)에 대한 전류량을 증가시켜 제1MSM 소자(160a)에 자기장을 증가시켜 주면 제1MSM 소자(160a)가 신장하면서 도 4c와 같이 렌즈 경통(120b)이 일측으로(도면에서는 좌편) 틸팅하고, 제1코일(172)에 대한 전류량을 증가시켜 제1MSM 소자(160a)에 자기장을 증가시켜 주면 제1MSM 소자(160a)가 신장되면서 도 4d와 같이 렌즈 경통(120b)이 타측으로(도면에서는 좌편) 틸팅하게 된다.In addition, when the magnetic field is increased in the
여기서, 렌즈 경통(120b)의 틸팅동작을 위하여 제1MSM 소자(160a)와 제2MSM 소자(160b) 중 어느 하나만을 신장시키는 것이 아니라 반대편 소자는 축소시킴으로써 렌즈 경통(120b)의 틸팅동작 시 전체적인 밸런스를 유리하는 할 수 있다. Here, not only one of the
도 4a 도 4b와 같은 렌즈 경통(120b)의 진퇴동작은 이미지 센서(120c)와의 거리를 변화시키면서 자동초점 기능을 구현하게 해주면, 도 4c, 도 4d와 같은 렌즈 경통(120b)의 틸팅동작은 손떨림 보정 기능을 구현하게 해준다. 이같은 자동초점과 손떨림 보정의 경우 제어기(180)가 자동초점 레퍼런스와 손떨림 레퍼런스에 따라 제1코일(172)과 제2코일(174)에 흐르는 전류량을 적절히 조절하여 이루어진다. If the advancing and retreating motion of the
위와 같이, 구성된 본 발명의 실시예에 의한 휴대단말기 카메라용 액추에이터의 경우 도 1에 도시된 것처럼 렌즈가 장착된 렌즈 경통(120b)과, 상기 렌즈 경통(120b)에 장착된 렌즈에 대응하여 케이싱(110) 내측 후면벽에 설치된 이미지 센서(120c)를 포함하며 휴대단말기용 카메라모듈을 구성하며, 도 2에 도시된 것처럼 본 발명의 실시예에 의한 휴대단말기 카메라용 액추에이터(A)에 더해서 자동초점 레퍼런스와 손떨림 보정 레퍼런스를 제공하는 데이터베이스(미도시됨)와 이들 자동초점 레퍼런스와 손떨림 보정 레퍼런스에 따라 제1코일(172)과 제2코일(174)에 흐르는 전류량을 조절하여 제1MSM 소자(160a)와 제2MSM 소자(160b)의 신축량을 제어하는 제어기(180)가 포함되어 카메라 시스템을 구성하게 된다. 상기 제어기(180)와 데이터베이스의 경우 휴대단말기의 제어기(180)와 데이터베이스를 공유하는 것이 바람직하다. In the case of the actuator for a portable terminal camera according to the embodiment of the present invention configured as described above, as shown in FIG. 1, the casing ( 110) Includes an
한편, 본 발명의 휴대단말기용 카메라모듈은 MSM 소자의 배치를 달리함으로써 다양한 변형실시예가 가능하다. 아래에서는 이같은 변형실시예에 대해 설명하기로 한다. On the other hand, the camera module for a portable terminal of the present invention can be modified in various embodiments by varying the arrangement of MSM elements. Hereinafter, such a modified embodiment will be described.
<제1변형실시예> <First Modified Example>
도 5는 본 발명의 제1변형실시예에 의한 휴대단말기 카메라용 액추에이터와 이를 포함하는 휴대단말기용 카메라모듈의 단면도이다. 5 is a cross-sectional view of an actuator for a portable terminal camera and a camera module for a portable terminal including the same according to a first modified embodiment of the present invention.
도시된 바와 같이, 본 발명의 제1변형실시예에 의한 카메라용 액추에이터는 변형 전 실시예와 비교하여 제1MSM 소자(160a)와 제2MSM 소자(160b) 가 동일한 전후방향으로 설치되지 않고 서로 다른 전후방향으로 설치된 구성을 특징으로 한다. 즉, 제1MSM 소자(160a)와 제2MSM 소자(160b)는 도 5에 도시된 것처럼 케이싱(110) 내부에서 렌즈 경통(120b)을 중심으로 대칭된 위치에서 전후방향을 반대로 하여 설치된다. 상기 제1MSM 소자(160a)는 후단부가 케이싱(110)의 내측 후면벽에 고정되고 선단부는 자유단으로서 전방을 향한 상태에서 렌즈 경통(120b)의 일측 선단부에 틸팅 가능하도록 결합된다. 상기 제2MSM 소자(160b)는 후단부가 케이싱(110)의 내측 전면벽에 고정되고 선단부는 자유단으로서 후방을 향한 상태에서 렌즈 경통(120b)의 타측 후단부에 틸팅 가능하도록 결합된다. 그리고 상기 제1이동체(140a)는 제1MSM 소자(160a)의 선단부에 결합된 상태로 상기 홀더(130)의 일측 선단부와 핀(141a) 결합되며, 제2이동체(140b)는 제2MSM 소자(160b)의 선단부에 결합된 상태로 홀더(130)의 타측 후단부와 핀(141b) 결합된다. As shown, in the actuator for a camera according to the first modified embodiment of the present invention, compared to the previous embodiment, the
상기 제1스프링(150a)은 케이싱(110)의 내측 전면벽에 지지된 상태에서 제1제1MSM 소자(160a)가 축소되는 방향인 후방을 향하여 프리스트레스를 부여한다. 상기 제2스프링(150b)은 케이싱(110)의 내측 후면벽에 지지된 상태에서 제2MSM 소자(160b)가 축소되는 방향인 전방을 향하여 프리테스트를 부여한다. The
위와 같은 제1변형실시예의 구성에 따르면, 제1코일(172)과 제2코일(174)에 설정된 초기 전류를 흘려주면 제1MSM 소자(160a)와 제2MSM 소자(160b)가 어느 한편으로 치우치거나 기울지 않고 초기상태를 유지하게 된다. 이같은 초기상태에서 제1코일(172)에 전류량을 증가시켜 제1MSM 소자(160a)에는 자기장을 추가적으로 인가하고 상기 제2코일(174)에는 전류량을 감소시켜 제2MSM 소자(160b)로부터는 자기장을 회수하여 주면 상기 제1MSM 소자(160a)는 신장되는 반면 제2MSM 소자(160b)는 축소되면서 렌즈 경통(120b)이 틸팅 없이 직전 형태로 전진하게 된다. 반면, 초기상태에서 제1코일(172)에 전류량을 감소시켜 제1MSM 소자(160a)로부터는 자기장을 회수하고 상기 제2코일(174)에는 전류량을 증가시켜 제2MSM 소자(160b)에는 자기장을 추가적으로 인가해 주면 상기 제1MSM 소자(160a)는 축소되는 반면 제2MSM 소자(160b)는 신장되면서 렌즈 경통(120b)이 틸팅 없이 직전 형태로 후퇴하게 된다. According to the configuration of the first modified embodiment as described above, when the initial current set in the
또한, 상기와 같은 초기상태에서 제1코일(172)이나 제2코일(174) 중 어느 하나에 전류량을 감소시켜 제1MSM 소자(160a)와 제2MSM 소자(160b) 중 어느 하나로부터 자기장을 회수하면 제1MSM 소자(160a)나 제2MSM 소자(160b) 중 어느 하나가 축소되면서 렌즈 경통(120b)이 일측으로(도면에서는 좌편) 틸팅하게 된다. 반면, 초기상태에서 제1코일(172)이나 제2코일(174)에 대한 전류량을 증가시켜 제1MSM 소자(160a)와 제2MSM 소자(160b) 중 어느 하나에 자기장을 증가시켜 주면 제1MSM 소자(160a)와 제2MSM 소자(160b) 중 어느 하나가 신장되면서 렌즈 경통(120b)이 타측으로(도면에서는 우편) 틸팅하게 된다.In addition, when the magnetic field is recovered from any one of the
여기서, 제1코일(172)과 제2코일(174) 중 어느 하나에만 전류량을 감소시키거나 증가시키는 것이 아니라 제1코일(172)과 제2코일(174) 모두에 대하여 전류량을 감소시키거나 증가시킴으로써 제1MSM 소자(160a)와 제2MSM 소자(160b) 모두를 축소시켜 주거나 신장시켜주어도 상기 렌즈 경통(120b)의 틸팅이 이루어지며, 이 경우 틸팅동작 시 전체적인 밸런스를 유리하는 데에는 더 유리하다. Here, not only one of the
<제2변형실시예> <Second Modified Example>
도 6은 본 발명의 제2변형실시예에 의한 휴대단말기 카메라용 액추에이터와 이를 포함하는 휴대단말기용 카메라모듈의 단면도이며, 도 7은 본 발명의 제2변형실시예에 의한 휴대단말기 카메라용 액추에이터의 주요부에 대한 참고용 모델링이다. 6 is a cross-sectional view of an actuator for a portable terminal camera and a camera module for a portable terminal including the same according to a second modified embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a view of an actuator for a portable terminal camera according to a second modified embodiment of the present invention. This is a reference model for major parts.
도시된 바와 같이, 본 발명의 제2변형실시예에 의한 카메라용 액추에이터는 변형 전 실시예와 비교하여 능동 소자인 MSM 소자가 경통을 중심으로 일측과 타측에 두 개씩 네 개 배치되는 대신 MSM 소자에 대하여 프리스트레스를 부여하던 스프링을 제거한 것을 특징으로 한다. As shown, in the actuator for a camera according to the second modified embodiment of the present invention, compared to the previous embodiment, the MSM element, which is an active element, is disposed in the MSM element instead of two on one side and two on the other side around the barrel. It is characterized in that the spring that was applied to the pre-stress is removed.
즉, 상기 제1MSM 소자와 제2MSM 소자는 상기 렌즈 경통(120b)을 중심으로 하여 일측과 타측으로 대칭된 위치에 설치되되, 상기 제1MSM 소자는 전측부 제1MSM 소자(160a-1)와 후측부 제1MSM 소자(160a-2)가 전측과 후측에서 서로 마주하여 결합된 형태로 구비되고, 상기 제2MSM 소자는 전측부 제2MSM 소자(160b-1)와 후측부 제2MSM 소자(160b-2)가 전측과 후측에서 서로 마주하여 결합된 형태로 구비된다. 이에 따라 상기 제1인덕터는 전측부 제1MSM 소자(160a-1)를 담당하는 전측부 제1인덕터(171a,172a)와, 후측부 제1MSM 소자(160a-2)를 담당하는 후측부 제1인덕터(171b,172b)로 구분하여 구비되며, 상기 제2인덕터는 전측부 제2MSM 소자(160b-1)를 담당하는 전측부 제2인덕터(173a,174a)와, 후측부 제2MSM 소자(160b-2)를 담당하는 후측부 제2인덕터(173b,174b)로 구분하여 구비된다. That is, the first MSM element and the second MSM element are installed at positions symmetrical to one side and the other side with the
그리고, 상기 렌즈 경통(120b)에 대한 제1MSM 소자 및 제2MSM 소자의 결합을 위해 중간에 설치되었던 중간 매개체로서 홀더(130)의 구성에는 변함이 없으나, 제1이동체(141a)의 경우 전측부 제1MSM 소자(160a-1)와 후측부 제1MSM 소자(160a-2) 사이에 결합된 상태로 홀더(130)의 일지점에 핀결합되며, 제2이동체(141b)의 경우 전측부 제2MSM 소자(160b-1)와 후측부 제2MSM 소자(160b-2) 사이에 결합된 상태로 홀더(130)의 타지점에 핀결합된다. In addition, as an intermediate medium installed in the middle for the coupling of the first and second MSM elements to the
이같은 제2변형실시예에 따르면, 초기상태 기준으로 렌즈 경통(120b)이 전진하기 위해서는 렌즈 경통(120b)의 일측에서 전측부 제1MSM 소자(160a-1)의 축소 변형 및 후측부 제1MSM 소자(160a-2)의 신장 변형이 이루어지고, 동시에 전측부 제2MSM 소자(160b-1)의 축소 변형 및 후측부 제2MSM 소자(160b-2)의 신장 변형이 이루어지도록 제어된다. 렌즈 경통(120b)이 후퇴하기 위해서는 전측부 제1MSM 소자(160a-1)의 신장 변형 및 후측부 제1MSM 소자(160a-2)의 축소 변형이 이루어지고, 동시에 전측부 제2MSM 소자(160b-1)의 신장 변형 및 후측부 제2MSM 소자(160b-2)의 축소 변형이 이루어지도록 제어된다. According to this second modified embodiment, in order for the
한편, 초기상태 기준으로 렌즈 경통(120b)이 일측으로 틸팅되기 위해서는 전측부 제2MSM 소자(160b-1)의 축소 변형 및 후측부 제2MSM 소자(160b-2)의 신장 변형이 이루어지도록 제어되고(렌즈 경통(120b)의 반대편에 위치한 일측에서 전측부 제1MSM 소자(160a-1)의 신장 변형 및 후측부 제1MSM 소자(160a-2)의 축소 변형으로도 일측 틸팅이 가능), 렌즈 경통(120b)이 타측으로 틸팅되기 위해서는 전측부 제1MSM 소자(160a-1)의 축소 변형 및 후측부 제1MSM 소자(160a-2)의 신장 변형이 이루어지도록 제어된다(렌즈 경통(120b)의 반대편에 위치한 타측에서 전측부 제2MSM 소자(160b-1)의 신장 변형 및 후측부 제2MSM 소자(160b-2)의 축소 변형으로도 타측 틸팅이 가능). Meanwhile, in order for the
이같은 본 발명의 제2변형실시예에서 중요한 점으로 케이싱(110)의 공간 제약을 고려하여 제1MSM 소자나 제2MSM 소자의 전체 전후길이가 늘어나지 않으면서도 렌즈 경통(120b)의 진퇴동작과 틸팅동작이 이루어져야 한다. 이를 위해 일측과 타측에서 각각 전측부 MSM 소자와 후측부 MSM 소자 중 어느 한편이 신장되면 다른 한편은 동일한 양만큼 축소되도록 제어되는 것이다. As an important point in the second modified embodiment of the present invention, in consideration of the space constraints of the
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다. Although the preferred embodiment of the present invention has been described above, the present invention can use various changes, modifications, and equivalents. It is clear that the present invention can be applied in the same manner by appropriately modifying the above embodiments. Therefore, the above description does not limit the scope of the present invention determined by the limits of the following claims.
110 : 케이싱 120a : 렌즈
120b : 렌즈 경통 120c : 이미지 센서
130 : 홀더 140a : 제1이동체
140b : 제2이동체 150a : 제1스프링
150b : 제2스프링 160a : 제1MSM 소자
160b : 제2MSM 소자 170a : 제1인덕터
170b : 제2인덕터 171 : 제1페라이트 코어
172 : 제1코일 173 : 제2페라이트 코어
174 : 제2코일 180 : 제어기110:
120b:
130:
140b: second moving
150b:
160b:
170b: second inductor 171: first ferrite core
172: first coil 173: second ferrite core
174: second coil 180: controller
Claims (20)
휴대단말기에 고정되는 케이싱;
상기 케이싱 내부에 설치되어 렌즈 장착된 렌즈 경통을 지지하는 MSM(Magnetic Shape Memory: 자기 형상 기억) 소자; 및
상기 MSM 소자 인근에 설치되어 상기 MSM 소자에 자기장을 제공하면서 상기 MSM 소자의 길이를 신축 변형시켜주는 인덕터;를 포함하며,
상기 MSM 소자의 신축 변형에 의해 상기 렌즈 경통을 변위시키는 것을 특징으로 하는 휴대단말기 카메라용 액추에이터.In the portable terminal camera actuator,
A casing fixed to the portable terminal;
A magnetic shape memory (MSM) element installed inside the casing and supporting a lens barrel on which a lens is mounted; And
Including; an inductor installed near the MSM device to provide a magnetic field to the MSM device and stretch and deform the length of the MSM device; and
An actuator for a mobile terminal camera, characterized in that the lens barrel is displaced by the expansion and contraction of the MSM element.
상기 MSM 소자는 상기 렌즈 경통에 대하여 서로 이격된 일지점과 타지점을 각각 지지하는 제1MSM 소자와 제2MSM 소자로 구비되고, 상기 제1MSM 소자와 상기 제2MSM 소자를 각각 담당하여 자기장을 제공하면서 신축 변형시켜주는 제1인덕터 및 제2인덕터로 구비되며,
초기상태에서 이루어지는 제1MSM 소자의 신축 변형량과 제2MSM 소자의 신축 변형량의 조합에 의해 상기 렌즈 경통의 전진 및 후퇴 동작, 상기 렌즈 경통의 일방향 틸팅 및 타방향 틸팅 동작이 이루어지고, 이를 통해 카메라의 자동초점 및 손떨림 보정 기능을 구현하는 것을 특징으로 하는 휴대단말기 카메라용 액추에이터.The method of claim 1,
The MSM element is provided with a first MSM element and a second MSM element each supporting a point and a second point spaced apart from each other with respect to the lens barrel, and the first MSM element and the second MSM element respectively take charge of the magnetic field while providing a magnetic field. It is provided with a first inductor and a second inductor to transform,
By the combination of the amount of expansion and contraction of the first MSM element and the amount of expansion and contraction of the second MSM element made in the initial state, the lens barrel advances and retracts, and one-way tilting and other-direction tilting operations of the lens barrel are performed. An actuator for a mobile terminal camera, characterized in that implementing a focus and camera shake correction function.
상기 제1MSM 소자와 제2MSM 소자는 상기 렌즈 경통을 중심으로 하여 일측과 타측으로 대칭된 위치에서 전후방향이 동일하게 설치된 것을 특징으로 하는 휴대단말기 카메라용 액추에이터.The method of claim 2,
The actuator for a mobile terminal camera, wherein the first and second MSM elements have the same front and rear directions at positions symmetrical to one side and the other side with respect to the lens barrel.
상기 제1MSM 소자는 후단부가 상기 케이싱의 내측 후면벽에 고정되고 선단부는 전방을 향한 상태에서 상기 렌즈 경통의 일측 선단부에 틸팅 가능하도록 결합되며, 상기 제2MSM 소자는 후단부가 상기 케이싱의 내측 후면벽에 고정되고 선단부는 전방을 향한 상태에서 상기 렌즈 경통의 타측 선단부에 틸팅 가능하도록 결합된 것을 특징으로 하는 휴대단말기 카메라용 액추에이터. The method of claim 3,
The first MSM element is coupled to be tiltable at one front end of the lens barrel with a rear end fixed to the inner rear wall of the casing and a front end facing forward, and the second MSM element has a rear end attached to the inner rear wall of the casing. An actuator for a mobile terminal camera, characterized in that it is fixed and coupled to the other tip of the lens barrel so as to be tiltable while the tip is facing forward.
제1MSM 소자와 제2MSM 소자에 의해 상기 렌즈 경통이 전방이나 후방으로 치우치거나 어느 한편으로 틸팅되지 않은 초기상태에서 제1MSM 소자와 제2MSM 소자의 신장 변형에 의해 렌즈 경통이 전진하도록 제어되고, 상기 초기상태에서 제1MSM 소자와 제2MSM 소자의 축소 변형에 의해 렌즈 경통이 후퇴하도록 제어되는 것을 특징으로 하는 휴대단말기 카메라용 액추에이터. The method of claim 4,
In an initial state in which the lens barrel is not tilted forward or backward by the first MSM element and the second MSM element, the lens barrel is controlled to advance by the elongation deformation of the first MSM element and the second MSM element, and the An actuator for a camera of a portable terminal, characterized in that the lens barrel is controlled to retreat by the reduction and deformation of the first MSM element and the second MSM element in an initial state.
제1MSM 소자와 제2MSM 소자에 의해 상기 렌즈 경통이 전방이나 후방으로 치우치거나 어느 한편으로 틸팅되지 않은 초기상태에서 제2MSM 소자의 신장 변형에 의해 렌즈 경통이 일측으로 틸팅하도록 제어되고, 상기 제1MSM의 신장 변형에 의해 렌즈 경통이 타측으로 틸팅하도록 제어되는 것을 특징으로 하는 휴대단말기 카메라용 액추에이터.The method of claim 5,
The first MSM element and the second MSM element are controlled to tilt the lens barrel to one side due to elongation of the second MSM element in an initial state in which the lens barrel is biased forward or backward or is not tilted with either side, and the first MSM An actuator for a camera of a portable terminal, characterized in that the lens barrel is controlled to tilt to the other side by the elongation deformation of.
상기 제1MSM 소자와 제2MSM 소자는 상기 렌즈 경통을 중심으로 하여 일측과 타측으로 대칭된 위치에서 전후방향이 반대로 설치된 것을 특징으로 하는 휴대단말기 카메라용 액추에이터.The method of claim 2,
The actuator for a portable terminal camera, wherein the first and second MSM elements are installed in opposite directions at positions symmetrical to one side and the other side with respect to the lens barrel.
상기 제1MSM 소자는 후단부가 상기 케이싱의 내측 후면벽에 고정되고 선단부는 전방을 향한 상태에서 상기 렌즈 경통에 틸팅 가능하도록 결합되며, 상기 제2MSM 소자는 후단부가 상기 케이싱의 내측 전면벽에 고정되고 선단부는 후방을 향한 상태에서 상기 렌즈 경통에 틸팅 가능하도록 결합된 것을 특징으로 하는 휴대단말기 카메라용 액추에이터. The method of claim 7,
The first MSM element is coupled to the lens barrel so as to be tiltable with a rear end fixed to the inner rear wall of the casing and a front end facing forward, and the second MSM element has a rear end fixed to the inner front wall of the casing and a front end Is coupled to the lens barrel so as to be tiltable while facing the rear.
상기 렌즈 경통에 대한 상기 제1MSM 소자 및 제2MSM 소자의 결합을 위해, 상기 렌즈 경통을 지지하는 홀더, 상기 제1MSM 소자의 선단부에 결합된 상태로 상기 홀더의 일지점에 핀결합되는 제1이동체 및 상기 제2MSM 소자의 선단부에 결합된 상태로 상기 홀더의 타지점에 핀결합되는 제2이동체가 중간 매개체로 더 설치된 것을 특징으로 하는 휴대단말기 카메라용 액추에이터.The method of claim 2,
For coupling the first MSM element and the second MSM element to the lens barrel, a holder supporting the lens barrel, a first moving body pin-coupled to a point of the holder while being coupled to the tip of the first MSM element, and An actuator for a portable terminal camera, characterized in that a second moving body pin-coupled to another point of the holder while being coupled to the front end of the second MSM element is further installed as an intermediate medium.
상기 제1MSM 소자 및 제2MSM 소자 각각의 자유단인 선단부에 접촉하여 상기 제1MSM 소자 및 제2MSM 소자가 축소 변형되는 방향으로 프리스트레스를 가하는 제1스프링 및 제2스프링이 더 설치된 것을 특징으로 하는 휴대단말기 카메라용 액추에이터.The method of claim 9,
A portable terminal, characterized in that a first spring and a second spring are further installed to apply prestress in a direction in which the first MSM element and the second MSM element are reduced and deformed by contacting the free end of each of the first MSM element and the second MSM element. Actuators for cameras.
상기 제1MSM 소자와 제2MSM 소자는 상기 렌즈 경통을 중심으로 하여 일측과 타측으로 대칭된 위치에 설치되되,
상기 제1MSM 소자는 전측부 제1MSM 소자와 후측부 제1MSM 소자가 전측과 후측에서 서로 마주하여 결합된 형태로 구비되고, 상기 제2MSM 소자는 전측부 제2MSM 소자와 후측부 제2MSM 소자가 전측과 후측에서 서로 마주하여 결합된 형태로 구비되며,
상기 제1인덕터는 전측부 제1MSM 소자를 담당하는 전측부 제1인덕터와, 후측부 제1MSM 소자를 담당하는 후측부 제1인덕터로 구분하여 구비되며, 상기 제2인덕터는 전측부 제2MSM 소자를 담당하는 전측부 제2인덕터와, 후측부 제2MSM 소자를 담당하는 후측부 제2인덕터로 구분하여 구비된 것을 특징으로 하는 휴대단말기 카메라용 액추에이터.The method of claim 2,
The first MSM element and the second MSM element are installed at positions symmetrical to one side and the other side with the lens barrel as the center,
The first MSM element is provided in a form in which a front first MSM element and a rear first MSM element face each other at the front and rear sides, and the second MSM element has a front side 2 MSM element and a rear side 2 MSM element. It is provided in a combined form facing each other on the rear side,
The first inductor is divided into a front first inductor in charge of a front first MSM element and a rear first inductor in charge of a rear first MSM element, and the second inductor includes a front second MSM element. An actuator for a camera of a portable terminal, characterized in that it is provided by dividing into a second front inductor in charge of a second MSM element on the rear side and a second inductor on the rear side in charge of a second MSM element on the rear side.
상기 렌즈 경통에 대한 상기 제1MSM 소자 및 제2MSM 소자의 결합을 위해, 상기 렌즈 경통을 지지하는 홀더, 상기 전측부 제1MSM 소자와 상기 후측부 제1MSM 소자 사이에 결합된 상태로 상기 홀더의 일지점에 핀결합되는 제1이동체 및 상기 전측부 제2MSM 소자와 상기 후측부 제2MSM 소자 사이에 결합된 상태로 상기 홀더의 타지점에 핀결합되는 제2이동체가 중간 매개체로 더 설치된 것을 특징으로 하는 휴대단말기 카메라용 액추에이터.The method of claim 11,
For the coupling of the first MSM element and the second MSM element to the lens barrel, a holder supporting the lens barrel, a point of the holder in a state coupled between the front first MSM element and the rear first MSM element A mobile phone, characterized in that a first moving body pin-coupled to and a second moving body pin-coupled to another point of the holder in a state coupled between the front second MSM element and the rear second MSM element are further installed as an intermediate medium. Actuators for terminal cameras.
상기 전측부 제1MSM 소자와 후측부 제1MSM 소자, 상기 전측부 제2MSM 소자와 상기 후측부 제2MSM 소자에 의해 상기 렌즈 경통이 전방이나 후방으로 치우치거나 어느 한편으로 틸팅되지 않은 초기상태에서, 상기 전측부 제1MSM 소자의 축소 변형 및 상기 후측부 제1MSM 소자의 신장 변형과, 상기 전측부 제2MSM 소자의 축소 변형 및 상기 후측부 제2MSM 소자의 신장 변형에 의해 렌즈 경통이 전진하도록 제어되고, 상기 초기상태에서 상기 전측부 제1MSM 소자의 신장 변형 및 상기 후측부 제1MSM 소자의 축소 변형과, 상기 전측부 제2MSM 소자의 신장 변형 및 상기 후측부 제2MSM 소자의 축소 변형에 의해 렌즈 경통이 후퇴하도록 제어되는 것을 특징으로 하는 휴대단말기 카메라용 액추에이터. The method of claim 12,
In an initial state in which the lens barrel is not tilted forward or backward by the front first MSM element and the rear first MSM element, the front second MSM element and the rear second MSM element, the The lens barrel is controlled to advance by the reduction deformation of the front first MSM element and the elongation deformation of the rear first MSM element, the reduction deformation of the front second MSM element and the elongation of the rear second MSM element, and the In the initial state, the lens barrel is retracted by the elongation deformation of the front first MSM element and the reduction deformation of the rear first MSM element, the elongation deformation of the front second MSM element, and the reduction deformation of the rear second MSM element. An actuator for a mobile terminal camera, characterized in that it is controlled.
상기 전측부 제1MSM 소자와 후측부 제1MSM 소자, 상기 전측부 제2MSM 소자와 상기 후측부 제2MSM 소자에 의해 상기 렌즈 경통이 어느 한편으로 틸팅되지 않은 초기상태에서, 상기 전측부 제2MSM 소자의 축소 변형 및 상기 후측부 제2MSM 소자의 신장 변형에 의해 렌즈 경통이 일측으로 틸팅하도록 제어되고, 상기 전측부 제1MSM 소자의 축소 변형 및 상기 후측부 제1MSM 소자의 신장 변형에 의해 렌즈 경통이 타측으로 틸팅하도록 제어되는 것을 특징으로 하는 휴대단말기 카메라용 액추에이터. The method of claim 13,
In the initial state in which the lens barrel is not tilted by either side by the front first MSM element and the rear first MSM element, and the front second MSM element and the rear second MSM element, the reduction of the front second MSM element The lens barrel is controlled to tilt to one side by the deformation and the elongation of the rear second MSM element, and the lens barrel is tilted to the other side by the reduction deformation of the front first MSM element and the elongation of the rear first MSM element. An actuator for a mobile terminal camera, characterized in that it is controlled so as to.
상기 제1MSM 소자 및 상기 제2MSM 소자에 대한 저항값 측정에 의해 신축 변형된 길이정보를 취득하고, 이를 통해 별도의 센서 없이도 상기 렌즈 경통의 현재 위치 및 틸팅각을 산출하는 것을 특징으로 하는 휴대단말기 카메라용 액추에이터.The method of claim 2,
A portable terminal camera, characterized in that, by measuring resistance values of the first MSM element and the second MSM element, the length information that is stretched and deformed is obtained, and through this, the current position and the tilting angle of the lens barrel are calculated without a separate sensor. For actuators.
상기 제1MSM 소자 및 제2MSM 소자의 소재는, 단결정 페라이트 Ni-Mn-Ga 합금이나 Ni-Mn-X 합금(X=In, Sn 및 Sb 중 어느 하나임)인 것을 특징으로 하는 휴대단말기 카메라용 액추에이터.The method of claim 2,
The first MSM element and the second MSM element are made of a single crystal ferrite Ni-Mn-Ga alloy or a Ni-Mn-X alloy (X=In, Sn, and Sb).
상기 제1MSM 소자 및 제2MSM 소자의 소재는 다공성 합금인 것을 특징으로 하는 휴대단말기 카메라용 액추에이터.The method of claim 16,
The first MSM element and the second MSM element are made of a porous alloy.
상기 인덕터는 페라이트 코어(Ferromagnetic Core)에 코일이 권선된 페라이트 코어 인덕터인 것을 특징으로 하는 휴대단말기 카메라용 액추에이터.The method of claim 1,
The inductor is a ferrite core inductor in which a coil is wound around a ferrite core.
상기 케이싱 내부에서 상기 액추에이터에 의해 지지된 상태로 변위되는 렌즈 경통; 및
상기 렌즈 경통에 장착된 렌즈에 대응하여 상기 케이싱 내측 후면벽에 설치된 이미지 센서;를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대단말기용 카메라모듈.The actuator of any one of claims 1 to 18;
A lens barrel displaced in a state supported by the actuator inside the casing; And
And an image sensor installed on an inner rear wall of the casing corresponding to a lens mounted on the lens barrel.
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