KR20220083546A - 카메라용 액추에이터 및 이를 포함하는 카메라 모듈 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 카메라용 액추에이터는 내부 공간을 갖는 하우징; 상기 하우징 내에 광축 방향으로 적층 배치되는 가이드부재, 베이스 및 캐리어; 상기 광축 방향에 수직한 제1 축 방향, 및 상기 광축 방향과 상기 제1 축 방향에 모두 수직한 제2 축 방향으로 구동력을 발생시키며, 복수의 마그네트와 복수의 코일을 포함하는 제1 구동부; 및 상기 광축 방향으로 구동력을 발생시키며, 마그네트와 코일을 포함하는 제2 구동부;를 포함하며, 상기 캐리어, 상기 베이스 및 상기 가이드부재는 상기 제1 축 방향으로 함께 이동 가능하게 구성되고, 상기 캐리어 및 상기 베이스는 상기 제2 축 방향으로 함께 이동 가능하게 구성되며, 상기 캐리어는 상기 베이스에 대해 상대적으로 상기 광축 방향으로 이동 가능하게 구성되고, 상기 제1 구동부의 상기 복수의 마그네트와 상기 복수의 코일은 상기 광축 방향으로 마주보게 배치되며, 상기 제2 구동부의 상기 마그네트와 상기 코일은 상기 광축 방향으로 마주보게 배치될 수 있다.
Description
본 발명은 카메라용 액추에이터 및 이를 포함하는 카메라 모듈에 관한 것이다.
최근에는 스마트 폰을 비롯하여 태블릿 PC, 노트북 등의 이동통신 단말기에 카메라 모듈이 채용되고 있다.
또한, 카메라 모듈에는 고해상도의 이미지를 생성하기 위하여 초점 조정 기능 및 흔들림 보정 기능을 갖는 액추에이터가 구비되고 있다.
예컨대, 렌즈 모듈을 광축(Z축) 방향으로 이동시켜 초점을 조정하거나, 렌즈 모듈을 광축(Z축)에 수직한 방향으로 이동시켜 흔들림을 보정할 수 있다.
종래의 액추에이터의 경우, 캐리어 내에 렌즈 모듈을 배치하고, 캐리어와 렌즈 모듈을 함께 광축(Z축) 방향으로 이동시켜 초점을 조정한다. 그리고, 캐리어 내에서 렌즈 모듈을 광축(Z축)에 수직한 방향으로 이동시켜 흔들림을 보정한다. 여기서, 렌즈 모듈에는 흔들림 보정용 마그네트가 장착된다.
이러한 종래의 액추에이터는 초점 조정 시에 렌즈 모듈이 광축(Z축) 방향으로 이동되기 때문에 흔들림 보정용 마그네트와 흔들림 보정용 코일의 상대적인 위치(광축(Z축) 방향으로의 위치)가 변하게 된다.
흔들림 보정용 마그네트와 흔들림 보정용 코일의 상대적인 위치(광축(Z축) 방향으로의 위치)가 변화할 경우, 흔들림 보정용 마그네트와 흔들림 보정용 코일에 의한 구동력(광축(Z축)에 수직한 방향으로의 구동력)을 정밀하게 제어하기 어려운 문제가 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 목적은, 흔들림 보정 성능을 향상시킬 수 있는 카메라용 액추에이터 및 이를 포함하는 카메라 모듈을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 카메라용 액추에이터는 내부 공간을 갖는 하우징; 상기 하우징 내에 광축 방향으로 적층 배치되는 가이드부재, 베이스 및 캐리어; 상기 광축 방향에 수직한 제1 축 방향, 및 상기 광축 방향과 상기 제1 축 방향에 모두 수직한 제2 축 방향으로 구동력을 발생시키며, 복수의 마그네트와 복수의 코일을 포함하는 제1 구동부; 및 상기 광축 방향으로 구동력을 발생시키며, 마그네트와 코일을 포함하는 제2 구동부;를 포함하며, 상기 캐리어, 상기 베이스 및 상기 가이드부재는 상기 제1 축 방향으로 함께 이동 가능하게 구성되고, 상기 캐리어 및 상기 베이스는 상기 제2 축 방향으로 함께 이동 가능하게 구성되며, 상기 캐리어는 상기 베이스에 대해 상대적으로 상기 광축 방향으로 이동 가능하게 구성되고, 상기 제1 구동부의 상기 복수의 마그네트와 상기 복수의 코일은 상기 광축 방향으로 마주보게 배치되며, 상기 제2 구동부의 상기 마그네트와 상기 코일은 상기 광축 방향으로 마주보게 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 카메라용 액추에이터 및 이를 포함하는 카메라 모듈은, 흔들림 보정 성능을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 전자기기의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 개략적인 분해 사시도이다.
도 4는 캐리어 및 베이스의 분해 사시도이다.
도 5는 캐리어 및 베이스가 조립된 상태에서 I-I'의 단면도이다.
도 6은 캐리어 및 베이스가 조립된 상태에서 II-II'의 단면도이다.
도 7은 베이스, 가이드 부재 및 하우징의 분해 사시도이다.
도 8은 베이스의 저면 사시도 및 가이드 부재의 사시도이다.
도 9는 가이드 부재의 저면 사시도 및 하우징의 사시도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 카메라용 액추에이터의 개략적인 분해 사시도이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 카메라 모듈의 개략적인 단면도이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 휴대용 전자기기의 사시도이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 카메라 모듈의 사시도이다.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 카메라 모듈의 개략적인 분해 사시도이다.
도 15는 렌즈 및 렌즈배럴의 사시도이다.
도 16은 렌즈배럴의 변형예이다.
도 17은 렌즈모듈, 제1 기판, 하우징, 가이드부재 및 베이스의 분해 사시도이다.
도 18은 제1 기판, 하우징 및 가이드부재의 분해 사시도이다.
도 19는 가이드부재 및 베이스의 분해 사시도이다.
도 20은 가이드부재 및 베이스의 변형예이다.
도 21은 도 17의 III-III' 단면도이다.
도 22는 도 6의 IV-IV'의 단면도이다.
도 23은 캐리어 및 베이스의 분해 사시도이다.
도 24a 및 도 24b는 베이스의 저면 사시도이다.
도 25는 도 24b의 V-V'의 단면도이다.
도 26은 캐리어의 저면 사시도이다.
도 27은 도 23의 VI-VI'의 단면도이다.
도 28은 도 23의 VII-VII'의 단면도이다.
도 29는 도 23의 VIII-VIII'의 단면도이다.
도 30은 제3 마그네트의 위치의 변형예이다.
도 31은 렌즈배럴과 이미지센서의 위치의 변형예이다.
도 32는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 카메라 모듈의 개략적인 분해 사시도이다.
도 33은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 카메라 모듈의 하우징 및 베이스의 분해 사시도이다.
도 34는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 카메라 모듈의 개략적인 분해 사시도이다.
도 35는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 카메라 모듈의 제1 구동부의 평면도이다.
도 36 및 도 37은 도 35의 변형예이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 개략적인 분해 사시도이다.
도 4는 캐리어 및 베이스의 분해 사시도이다.
도 5는 캐리어 및 베이스가 조립된 상태에서 I-I'의 단면도이다.
도 6은 캐리어 및 베이스가 조립된 상태에서 II-II'의 단면도이다.
도 7은 베이스, 가이드 부재 및 하우징의 분해 사시도이다.
도 8은 베이스의 저면 사시도 및 가이드 부재의 사시도이다.
도 9는 가이드 부재의 저면 사시도 및 하우징의 사시도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 카메라용 액추에이터의 개략적인 분해 사시도이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 카메라 모듈의 개략적인 단면도이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 휴대용 전자기기의 사시도이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 카메라 모듈의 사시도이다.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 카메라 모듈의 개략적인 분해 사시도이다.
도 15는 렌즈 및 렌즈배럴의 사시도이다.
도 16은 렌즈배럴의 변형예이다.
도 17은 렌즈모듈, 제1 기판, 하우징, 가이드부재 및 베이스의 분해 사시도이다.
도 18은 제1 기판, 하우징 및 가이드부재의 분해 사시도이다.
도 19는 가이드부재 및 베이스의 분해 사시도이다.
도 20은 가이드부재 및 베이스의 변형예이다.
도 21은 도 17의 III-III' 단면도이다.
도 22는 도 6의 IV-IV'의 단면도이다.
도 23은 캐리어 및 베이스의 분해 사시도이다.
도 24a 및 도 24b는 베이스의 저면 사시도이다.
도 25는 도 24b의 V-V'의 단면도이다.
도 26은 캐리어의 저면 사시도이다.
도 27은 도 23의 VI-VI'의 단면도이다.
도 28은 도 23의 VII-VII'의 단면도이다.
도 29는 도 23의 VIII-VIII'의 단면도이다.
도 30은 제3 마그네트의 위치의 변형예이다.
도 31은 렌즈배럴과 이미지센서의 위치의 변형예이다.
도 32는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 카메라 모듈의 개략적인 분해 사시도이다.
도 33은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 카메라 모듈의 하우징 및 베이스의 분해 사시도이다.
도 34는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 카메라 모듈의 개략적인 분해 사시도이다.
도 35는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 카메라 모듈의 제1 구동부의 평면도이다.
도 36 및 도 37은 도 35의 변형예이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니한다.
예를 들어, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 구성요소의 추가, 변경 또는 삭제 등을 통하여 본 발명의 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상의 범위 내에 포함된다고 할 것이다.
또한, 본 명세서에서 사용한 "제1", "제2" 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않으며, 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.
또한, 본 명세서에서 상부면, 하부면 등의 표현은 도면에 도시된 방향을 기준으로 표현한 것이고, 해당 대상의 방향이 변경되면 다르게 표현될 수 있음을 미리 밝혀둔다.
그리고, 본 명세서에서 일 실시예가 포함하는 구성은 특별히 배치되지 않는 한 다른 실시예에도 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 전자기기의 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 카메라용 액추에이터 및 이를 포함하는 카메라 모듈(10, 20, 30, 40, 50)은 휴대용 전자기기(P)에 장착될 수 있다. 휴대용 전자기기(P)는 이동 통신 단말기, 스마트 폰, 태블릿 PC 등의 휴대 가능한 전자기기일 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 개략적인 분해 사시도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈(10)은 렌즈모듈(1000) 및 카메라용 액추에이터(1, 이하, '액추에이터'라 함)를 포함한다.
렌즈모듈(1000)은 적어도 하나의 렌즈(L) 및 렌즈배럴(1100)을 포함한다. 적어도 하나의 렌즈(L)는 렌즈배럴(1100)의 내부에 배치된다. 복수의 렌즈(L)가 구비되는 경우 복수의 렌즈(L)는 광축(Z축)을 따라 렌즈배럴(1100)의 내부에 장착된다.
렌즈모듈(1000)은 렌즈배럴(1100)과 결합되는 렌즈홀더(1300)를 더 포함할 수 있다.
렌즈홀더(1300)에는 렌즈홀더(1300)를 광축(Z축) 방향으로 관통하는 결합홀(1310)이 구비된다. 렌즈배럴(1100)은 결합홀(1310)에 삽입되어 렌즈홀더(1300)에 고정 배치된다. 렌즈홀더(1300)는 렌즈배럴(1100)을 하우징(400)에 대해 고정시키는 역할을 할 수 있다. 다른 실시예로, 렌즈배럴(1100)이 직접 하우징(400)에 결합되어 고정되는 것도 가능하다.
본 발명의 일 실시예에서, 렌즈모듈(1000)은 하우징(400)에 고정되는 고정부재이다. 예컨대, 렌즈모듈(1000)은 자동 초점 조정(AF) 및 흔들림 보정(OIS) 시에 움직이지 않는 고정부재이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈(10)은, 렌즈모듈(1000)이 아닌 이미지센서(S)를 이동시켜 자동 초점 조정(AF) 및 흔들림 보정(OIS)을 수행할 수 있다. 상대적으로 가벼운 이미지센서(S)를 이동시키므로, 보다 작은 구동력으로 이미지센서(S)를 이동시킬 수 있다. 따라서, 액추에이터(1)를 구성하는 부품을 소형화시킬 수 있다.
액추에이터(1)는 캐리어(100), 베이스(200), 가이드 부재(300) 및 하우징(400)을 포함한다.
캐리어(100)는 광축(Z축) 방향 및 광축(Z축)에 수직한 방향으로 이동될 수 있다. 도 3을 참조하면, 캐리어(100)에는 이미지 센서(S)가 배치된다.
따라서, 이미지 센서(S)가 캐리어(100)와 함께 광축(Z축) 방향으로 이동되어 초점을 조정할 수 있고, 이미지 센서(S)가 캐리어(100)와 함께 광축(Z축)에 수직한 방향으로 이동되어 촬영 시의 흔들림을 보정할 수 있다.
도 3을 참조하면, 액추에이터(1)에 렌즈모듈(1000)이 결합될 경우, 렌즈모듈(1000)은 도 3을 기준으로 아래쪽에 배치될 수 있다. 광은 도 2 및 도 3을 기준으로 아래쪽에서 위쪽으로 입사된다.
한편, 다른 실시예로, 캐리어(100)에 이미지 센서(S)가 아닌 렌즈모듈(1000)을 배치하는 것도 가능하며, 이미지 센서(S)는 하우징(400)에 배치될 수 있다. 이 경우, 이미지 센서(S) 대신 렌즈모듈(1000)을 이동시켜 초점 조정 및 흔들림 보정을 수행할 수 있다.
캐리어(100)는 베이스(200)에 배치된다. 예컨대, 캐리어(100)는 베이스(200) 위에 적층 배치될 수 있다. 초점 조정 시에 베이스(200)는 광축(Z축) 방향으로 이동되지 않는 고정부재이고, 캐리어(100)는 광축(Z축) 방향으로 이동되는 이동부재이다.
캐리어(100)와 베이스(200) 사이에는 제1 볼 부재(B1)가 배치된다. 제1 볼 부재(B1)는 캐리어(100) 및 베이스(200)와 각각 접촉하도록 배치된다.
제1 볼 부재(B1)는 캐리어(100)가 베이스(200)에 대해 상대적으로 광축(Z축) 방향으로 이동될 때, 광축(Z축) 방향으로 구름운동하여 캐리어(100)의 이동을 지지한다.
베이스(200)는 광축(Z축)에 수직한 방향으로 이동될 수 있다. 즉, 베이스(200)는 초점 조정 시에 광축(Z축) 방향으로 이동되지 않는 고정부재이나, 흔들림 보정 시에는 광축(Z축)에 수직한 방향으로 이동되는 이동부재이다.
베이스(200)에는 캐리어(100)가 배치되므로, 베이스(200)와 캐리어(100)가 함께 광축(Z축)에 수직한 방향으로 이동되어 흔들림을 보정할 수 있다.
베이스(200)는 하우징(400) 내에 배치된다. 베이스(200)와 하우징(400) 사이에는 가이드 부재(300)가 배치된다. 예컨대, 가이드 부재(300)와 베이스(200)는 하우징(400) 내에 광축(Z축) 방향으로 순차로 배치된다.
가이드 부재(300)는 제1 축(X축) 방향으로 이동 가능하게 구성되고, 베이스(200)는 제1 축(X축) 방향 및 제2 축(Y축) 방향으로 이동 가능하게 구성될 수 있다.
예컨대, 가이드 부재(300)와 베이스(200)는 제1 축(X축) 방향으로 함께 이동될 수 있다. 그리고, 베이스(200)는 가이드 부재(300)에 대해 상대적으로 제2 축(Y축) 방향으로 이동될 수 있다.
제1 축(X축) 방향은 광축(Z축)에 수직한 방향을 의미할 수 있고, 제2 축(Y축) 방향은 광축(Z축) 방향 및 제1 축(X축) 방향에 모두 수직한 방향을 의미할 수 있다.
가이드 부재(300)와 하우징(400) 사이에는 제2 볼 부재(B2)가 배치되고, 가이드 부재(300)와 베이스(200) 사이에는 제3 볼 부재(B3)가 배치된다.
제2 볼 부재(B2)는 가이드 부재(300) 및 하우징(400)과 각각 접촉하도록 배치되고, 제3 볼 부재(B3)는 가이드 부재(300) 및 베이스(200)와 각각 접촉하도록 배치된다.
도 4는 캐리어 및 베이스의 분해 사시도이고, 도 5는 캐리어 및 베이스가 조립된 상태에서 I-I'의 단면도이고, 도 6은 캐리어 및 베이스가 조립된 상태에서 II-II'의 단면도이다.
도 4 내지 도 6을 참조하여, 캐리어(100)의 광축(Z축) 방향으로의 이동에 대해 설명한다.
캐리어(100)는 바디부(110) 및 가이드부(130)를 포함한다. 바디부(110)는 사각 프레임 형상일 수 있다. 가이드부(130)는 바디부(110)의 일측에 배치된다. 예컨대, 가이드부(130)는 바디부(110)의 일측에서 광축(Z축) 방향으로 연장된다.
베이스(200)는 안착부(210) 및 수용부(230)를 포함한다. 안착부(210)는 사각 프레임 형상일 수 있다. 수용부(230)는 안착부(210)의 일측에 배치된다. 예컨대, 수용부(230)는 안착부(210)의 일측에서 광축(Z축) 방향으로 연장된다.
캐리어(100)의 바디부(110)는 베이스(200)의 안착부(210)에 배치된다. 베이스(200)의 안착부(210)는 캐리어(100)가 광축(Z축) 방향 하측으로 이동될 때 캐리어(100)의 이동 범위를 제한하는 스토퍼의 역할을 할 수 있다.
캐리어(100)의 바디부(110)와 베이스(200)의 안착부(210)가 서로 마주보는 면 중 적어도 하나에는 탄성을 갖는 완충부재가 배치될 수 있다. 따라서, 캐리어(100)와 베이스(200)가 충돌할 경우 충격 및 소음을 감소시킬 수 있다.
캐리어(100)의 가이드부(130)는 베이스(200)의 수용부(230)에 수용된다. 이를 위하여, 베이스(200)의 수용부(230)에는 캐리어(100)의 가이드부(130)가 배치되기 위한 수용공간이 구비된다.
캐리어(100)의 가이드부(130)와 베이스(200)의 수용부(230)에는 각각 제1 가이드홈(g1)이 구비되며, 제1 볼 부재(B1)는 제1 가이드홈(g1)에 배치된다. 제1 가이드홈(g1)은 광축(Z축) 방향으로 길이를 갖는 형상이다.
제1 볼 부재(B1)는 광축(Z축) 방향을 따라 배치된 복수의 볼을 포함한다. 복수의 볼은 캐리어(100)가 광축(Z축) 방향으로 이동될 때 광축(Z축) 방향으로 구름운동될 수 있다.
캐리어(100)의 가이드부(130)에는 제1 자성체(150)가 배치되고, 베이스(200)의 수용부(230)에는 제2 자성체(250)가 배치된다. 캐리어(100)의 가이드부(130)가 베이스(200)의 수용부(230)에 배치되면, 제1 자성체(150)와 제2 자성체(250)는 서로 마주본다.
제1 자성체(150)와 제2 자성체(250)는 서로 간에 인력을 발생시킬 수 있다. 예컨대, 제1 자성체(150)와 제2 자성체(250) 사이에는 광축(Z축)에 수직한 방향으로 인력이 작용한다.
제1 자성체(150)와 제2 자성체(250) 중 어느 하나는 마그네트이고, 다른 하나는 요크일 수 있다. 다른 실시예로, 제1 자성체(150)와 제2 자성체(250)가 모두 마그네트로 제공될 수 있다.
제1 자성체(150)와 제2 자성체(250)의 인력에 의해 제1 볼 부재(B1)는 캐리어(100) 및 베이스(200)와 각각 접촉될 수 있다.
제1 볼 부재(B1)는 제1 볼 그룹(BG1) 및 제2 볼 그룹(BG2)을 포함하며, 제1 볼 그룹(BG1)과 제2 볼 그룹(BG2)은 각각 광축(Z축) 방향을 따라 배치된 복수의 볼을 포함한다.
제1 볼 그룹(BG1)와 제2 볼 그룹(BG2)은 광축(Z축)에 수직한 방향(예컨대, Y축 방향)으로 이격 배치된다. 제1 볼 그룹(BG1)의 볼의 개수와 제2 볼 그룹(BG2)의 볼의 개수는 서로 다르다(도 4 참조).
예컨대, 제1 볼 그룹(BG1)은 광축(Z축) 방향을 따라 배치된 3개 이상의 볼을 포함하고, 제2 볼 그룹(BG2)은 광축(Z축) 방향을 따라 배치된 2개 이하의 볼을 포함한다.
제1 볼 그룹(BG1)에서, 광축(Z축) 방향으로 최외곽에 배치된 2개의 볼은 서로 직경이 동일하며, 그 사이에 배치된 볼은 최외곽에 배치된 볼보다 직경이 작다.
그리고, 제2 볼 그룹(BG2)의 2개의 이하의 볼은, 제1 볼 그룹(BG1)에서 광축(Z축) 방향으로 최외곽에 배치된 2개의 볼과 직경이 동일하다.
여기서, 직경이 동일하다는 것은 물리적으로 동일한 경우는 물론이고, 제조 상의 오차를 포함하는 의미일 수 있다.
따라서, 제1 볼 부재(B1)는 캐리어(100) 및 베이스(200)와 적어도 3점 접촉될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라용 액추에이터(1)는 제1 구동부(500)를 포함한다. 제1 구동부(500)는 광축(Z축) 방향으로 구동력을 발생시켜 캐리어(100)를 광축(Z축) 방향으로 이동시킬 수 있다.
제1 구동부(500)는 제1 마그네트(510) 및 제1 코일(530)을 포함한다. 제1 마그네트(510)와 제1 코일(530)은 광축(Z축) 방향으로 마주보게 배치될 수 있다.
제1 마그네트(510)는 캐리어(100)에 배치된다. 예컨대, 제1 마그네트(510)는 캐리어(100)의 상부면에 배치될 수 있다. 제1 마그네트(510)는 캐리어(100)의 가이드부(130)의 상부면에 배치될 수 있다. 캐리어(100)의 상부면은 후술하는 커버(800)와 마주보는 면을 의미할 수 있다.
제1 마그네트(510)는 N극과 S극이 광축(Z축) 방향으로 착자된 단극 마그네트일 수 있다. 예컨대, 제1 마그네트(510)는 제1 코일(530)과 마주보는 면이 S극을 가질 수 있고, 반대 면이 N극을 가질 수 있다. N극과 S극이 서로 반대로 착자될 수 있음은 물론이다. N극과 S극 사이에는 중립영역이 형성된다.
제1 코일(530)은 제1 마그네트(510)와 마주보도록 배치된다. 예컨대, 제1 코일(530)은 광축(Z축) 방향으로 제1 마그네트(510)와 마주보도록 배치될 수 있다.
제1 코일(530)은 제1 기판(550)에 구비된다. 제1 기판(550)은 제1 마그네트(510)와 제1 코일(530)이 광축(Z축) 방향으로 마주보도록 후술하는 커버(800)에 장착된다.
제1 마그네트(510)는 캐리어(100)에 장착되어 캐리어(100)와 함께 광축(Z축) 방향으로 이동하는 이동부재이고, 제1 코일(530)은 제1 기판(550, 커버(800))에 고정된 고정부재이다.
제1 코일(530)에 전원이 인가되면, 제1 마그네트(510)와 제1 코일(530) 사이의 전자기적 영향력에 의하여 캐리어(100)를 광축(Z축) 방향으로 이동시킬 수 있다.
캐리어(100)에는 이미지 센서(S)가 배치되므로, 캐리어(100)의 이동에 의해 이미지 센서(S)도 광축(Z축) 방향으로 이동된다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라용 액추에이터(1)는 캐리어(100)의 광축(Z축) 방향으로의 위치를 감지할 수 있다.
이를 위하여 제1 위치센싱부(570)가 제공된다. 제1 위치센싱부(570)는 센싱마그네트(571) 및 제1 위치센서(573)를 포함한다. 센싱마그네트(571)는 캐리어(100)의 상부면에 배치되고, 제1 위치센서(573)는 센싱마그네트(571)와 마주보도록 제1 기판(550)에 배치된다. 제1 위치센서(573)는 홀 센서일 수 있다.
도 4에 도시된 실시예에서는 제1 위치센싱부(570)가 센싱마그네트(571)와 제1 위치센서(573)를 포함하나, 별도의 센싱마그네트(571)를 배치하지 않고 제1 위치센서(573)를 제1 마그네트(510)와 마주보도록 배치하는 것도 가능하다.
도 7은 커버, 베이스, 가이드 부재 및 하우징의 분해 사시도이고, 도 8은 베이스의 저면 사시도 및 가이드 부재의 사시도이며, 도 9는 가이드 부재의 저면 사시도 및 하우징의 사시도이다.
도 7 내지 도 9를 참조하여, 베이스(200) 및 가이드 부재(300)의 광축(Z축)에 수직한 방향으로의 이동에 대해 설명한다.
가이드 부재(300)와 베이스(200)는 하우징(400) 내에 배치된다. 예컨대, 가이드 부재(300)와 베이스(200)는 하우징(400) 내에 광축(Z축) 방향으로 순차로 배치된다. 따라서, 가이드 부재(300)는 베이스(200)의 하부면과 하우징(400)의 바닥면 사이에 배치된다.
가이드 부재(300)는 광축(Z축) 방향에서 바라볼 때, 사각형의 두 변이 제거된 형상일 수 있다. 예컨대, 가이드 부재(300)는 광축(Z축) 방향에서 바라볼 때 'ㄱ' 또는 'ㄴ' 형상일 수 있다.
가이드 부재(300)는 베이스(200)와 하우징(400) 사이에 배치되므로, 액추에이터(1)의 광축(Z축) 방향으로의 높이를 줄이기 위해서는 가이드 부재(300)의 두께를 줄일 필요가 있다.
그러나, 가이드 부재(300)의 두께를 줄일 경우 가이드 부재(300)의 강성이 약화되어 외부 충격 등에 대한 신뢰성이 저하될 우려가 있다.
따라서, 가이드 부재(300)의 강성 보강을 위하여 가이드 부재(300)에는 보강판이 구비될 수 있다.
일 예로, 보강판은 인서트 사출에 의해 가이드 부재(300)에 일체로 결합될 수 있다. 이 경우, 금형 내에 보강판을 고정한 상태로 금형 내에 수지재를 주입함으로써 보강판이 가이드 부재(300)에 일체화되도록 제조할 수 있다.
보강판은 가이드 부재(300)의 내부에 배치되며, 보강판의 일부는 가이드 부재(300)의 외부로 노출된다. 이와 같이, 보강판을 가이드 부재(300)의 내부에 일체로 형성하면서도, 보강판의 일부를 가이드 부재(300)의 외부로 노출시킴으로써, 보강판)과 가이드 부재(300)의 결합력을 향상시킬 수 있고, 보강판이 프레임으로부터 분리되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 보강판이 후술하는 제2 구동부(600)의 제2 마그네트(611) 및 제3 마그네트(631)의 자기장에 영향을 미치지 않도록, 보강판은 비자성 금속일 수 있다.
가이드 부재(300)는 제1 축(X축) 방향으로 이동 가능하게 구성되고, 베이스(200)는 제1 축(X축) 방향 및 제2 축(Y축) 방향으로 이동 가능하게 구성될 수 있다.
예컨대, 가이드 부재(300)와 베이스(200)는 제1 축(X축) 방향으로 함께 이동될 수 있다. 그리고, 베이스(200)는 가이드 부재(300)에 대해 상대적으로 제2 축(Y축) 방향으로 이동될 수 있다.
베이스(200)에는 캐리어(100)가 배치되고, 캐리어(100)에는 이미지 센서(S)가 배치되므로, 결국 베이스(200)가 제1 축(X축) 방향 및 제2 축(Y축) 방향으로 이동됨에 따라 캐리어(100)와 이미지 센서(S)도 제1 축(X축) 방향 및 제2 축(Y축) 방향으로 이동될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액추에이터(1)는 제2 구동부(600)를 포함한다. 제2 구동부(600)는 광축(Z축)에 수직한 방향으로 구동력을 발생시켜 베이스(200)를 광축(Z축)에 수직한 방향으로 이동시킬 수 있다.
제2 구동부(600)는 제1 서브 구동부(610) 및 제2 서브 구동부(630)를 포함한다. 제1 서브 구동부(610)는 제1 축(X축) 방향으로 구동력을 발생시킬 수 있고, 제2 서브 구동부(630)는 제2 축(Y축) 방향으로 구동력을 발생시킬 수 있다.
제1 서브 구동부(610)는 제2 마그네트(611) 및 제2 코일(613)을 포함한다. 제2 마그네트(611)와 제2 코일(613)은 광축(Z축) 방향으로 마주보게 배치될 수 있다.
제2 마그네트(611)는 가이드 부재(300)에 배치된다. 예컨대, 제2 마그네트(611)는 가이드 부재(300)의 하부면에 배치될 수 있다. 가이드 부재(300)의 하부면은 하우징(400)의 바닥면과 마주보는 면을 의미할 수 있다.
제2 마그네트(611)는 제2 코일(613)과 마주보는 면이 N극과 S극을 모두 가질 수 있다. 예컨대, 제2 코일(613)과 마주보는 제2 마그네트(611)의 면은 제1 축(X축) 방향을 따라 순차로 N극, 중립영역 및 S극이 구비될 수 있다. 제2 마그네트(611)는 제2 축(Y축) 방향으로 길이를 갖는 형상이다.
제2 코일(613)은 제2 마그네트(611)와 마주보도록 배치된다. 예컨대, 제2 코일(613)은 광축(Z축) 방향으로 제2 마그네트(611)와 마주보도록 배치될 수 있다. 제2 코일(613)도 제2 축(Y축) 방향으로 길이를 갖는 형상이다.
제2 코일(613)은 제2 기판(670)에 구비된다. 제2 기판(670)은 제2 마그네트(611)와 제2 코일(613)이 광축(Z축) 방향으로 마주보도록 하우징(400)의 바닥면에 장착된다.
제2 마그네트(611)는 가이드 부재(300)에 장착되어 가이드 부재(300)와 함께 이동하는 이동부재이고, 제2 코일(613)은 제2 기판(670, 하우징(400))에 고정된 고정부재이다.
제2 코일(613)에 전원이 인가되면, 제2 마그네트(611)와 제2 코일(613) 사이의 전자기적 영향력에 의하여 가이드 부재(300)를 제1 축(X축) 방향으로 이동시킬 수 있다.
제2 서브 구동부(630)는 제3 마그네트(631) 및 제3 코일(633)을 포함한다. 제3 마그네트(631)와 제3 코일(633)은 광축(Z축) 방향으로 마주보게 배치될 수 있다.
제3 마그네트(631)는 베이스(200)에 배치된다. 예컨대, 제3 마그네트(631)는 베이스(200)의 하부면에 배치될 수 있다. 베이스(200)의 하부면은 하우징(400)의 바닥면과 마주보는 면을 의미할 수 있다.
가이드 부재(300)에는 제3 마그네트(631)와 제2 코일(613)이 직접 마주볼 수 있도록 도피홈(310)이 마련된다. 가이드 부재(300)와 베이스(200)는 하우징(400) 내에 광축(Z축) 방향으로 순차로 배치되는데, 가이드 부재(300)에 구비된 도피홈(310)에 의해 제3 마그네트(631)가 베이스(200)에 배치되더라도 액추에이터(1)의 전체 높이가 증가하지 않도록 할 수 있다.
제3 마그네트(631)는 제3 코일(633)과 마주보는 면이 N극과 S극을 모두 가질 수 있다. 예컨대, 제3 코일(633)과 마주보는 제3 마그네트(631)의 면은 제2 축(Y축) 방향을 따라 순차로 N극, 중립영역 및 S극이 구비될 수 있다. 제3 마그네트(631)는 제1 축(X축) 방향으로 길이를 갖는 형상이다.
제3 코일(633)은 제3 마그네트(631)와 마주보도록 배치된다. 예컨대, 제3 코일(633)은 광축(Z축) 방향으로 제3 마그네트(631)와 마주보도록 배치될 수 있다. 제3 코일(633)도 제1 축(X축) 방향으로 길이를 갖는 형상이다.
제3 코일(633)은 제2 기판(670)에 구비된다. 제2 기판(670)은 제3 마그네트(631)와 제3 코일(633)이 광축(Z축) 방향으로 마주보도록 하우징(400)의 바닥면에 장착된다.
제3 마그네트(631)는 베이스(200)에 장착되어 베이스(200)와 함께 이동하는 이동부재이고, 제3 코일(633)은 제2 기판(670)(하우징(400))에 고정된 고정부재이다.
제3 코일(633)에 전원이 인가되면, 제3 마그네트(631)와 제3 코일(633) 사이의 전자기적 영향력에 의하여 베이스(200)를 제2 축(Y축) 방향으로 이동시킬 수 있다.
본 실시예에서는, 제2 마그네트(611)가 가이드 부재(300)에 장착되고, 제3 마그네트(631)가 베이스(200)에 장착되어 있으나, 다른 실시예로, 제2 마그네트(611)와 제3 마그네트(631)가 모두 베이스(200)에 장착되는 것도 가능하다.
한편, 도 7에 도시된 바와 같이, 제2 코일(613)과 제3 코일(633)은 권선 코일로 제공되어 제2 기판(670)에 장착될 수 있다. 다른 실시예로, 제2 코일(613)과 제3 코일(633)은 제2 기판(670)에 적층 매립된 동박패턴일 수 있다.
제2 마그네트(611)와 제3 마그네트(631)는 광축(Z축)에 수직한 평면에서 서로 수직하게 배치되고, 제2 코일(613)과 제3 코일(633)도 광축(Z축)에 수직한 평면에서 서로 수직하게 배치된다.
가이드 부재(300)와 하우징(400) 사이에는 제2 볼 부재(B2)가 배치되고, 가이드 부재(300)와 베이스(200) 사이에는 제3 볼 부재(B3)가 배치된다.
제2 볼 부재(B2)는 가이드 부재(300) 및 하우징(400)과 각각 접촉하도록 배치되고, 제3 볼 부재(B3)는 가이드 부재(300) 및 베이스(200)와 각각 접촉하도록 배치된다.
제2 볼 부재(B2)와 제3 볼 부재(B3)는 흔들림 보정 과정에서 가이드 부재(300) 및 베이스(200)의 이동을 가이드하는 기능을 한다. 또한, 베이스(200), 가이드 부재(300) 및 하우징(400) 간의 간격을 유지시키는 기능도 한다.
제2 볼 부재(B2)는 가이드 부재(300)의 제1 축(X축) 방향으로의 이동을 가이드하고, 제3 볼 부재(B3)는 베이스(200)의 제2 축(Y축) 방향으로의 이동을 가이드한다.
일 예로, 제2 볼 부재(B2)는 제1 축(X축) 방향으로의 구동력이 발생한 경우에 제1 축(X축) 방향으로 구름운동한다. 이에 따라, 제2 볼 부재(B2)는 가이드 부재(300)의 제1 축(X축) 방향으로의 이동을 가이드한다.
또한, 제3 볼 부재(B3)는 제2 축(Y축) 방향으로의 구동력이 발생한 경우에 제2 축(Y축) 방향으로 구름운동한다. 이에 따라, 제3 볼 부재(B3)는 베이스(200)의 제2 축(Y축) 방향으로의 이동을 가이드한다.
제2 볼 부재(B2)는 가이드 부재(300)와 하우징(400) 사이에 배치되는 복수의 볼을 포함하고, 제3 볼 부재(B3)는 베이스(200)와 가이드 부재(300) 사이에 배치되는 복수의 볼을 포함한다.
가이드 부재(300)와 하우징(400)이 서로 광축(Z축) 방향으로 마주보는 면 중 적어도 하나에는 제2 볼 부재(B2)가 배치되는 제2 가이드홈(g2)이 형성된다. 제2 가이드홈(g2)은 제2 볼 부재(B2)의 복수의 볼에 대응되도록 복수개가 구비된다.
제2 볼 부재(B2)는 제2 가이드홈(g2)에 배치되어 가이드 부재(300)와 하우징(400) 사이에 끼워진다.
제2 볼 부재(B2)는 제2 가이드홈(g2)에 수용된 상태에서, 광축(Z축) 및 제2 축(Y축) 방향으로의 이동이 제한되고, 제1 축(X축) 방향으로만 이동될 수 있다. 일 예로, 제2 볼 부재(B2)는 제1 축(X축) 방향으로만 구름운동 가능하다.
이를 위하여, 제1 가이드홈(g1)의 평면 형상은 제1 축(X축) 방향으로 길이를 갖는 직사각형일 수 있다.
베이스(200)와 가이드 부재(300)가 서로 광축(Z축) 방향으로 마주보는 면 중 적어도 하나에는 제3 볼 부재(B3)가 배치되는 제3 가이드홈(g3)이 형성된다. 제3 가이드홈(g3)은 제3 볼 부재(B3)의 복수의 볼에 대응되도록 복수개가 구비된다.
제3 볼 부재(B3)는 제3 가이드홈(g3)에 수용되어 베이스(200)와 가이드 부재(300) 사이에 끼워진다.
제3 볼 부재(B3)는 제3 가이드홈(g3)에 수용된 상태에서, 광축(Z축) 및 제1 축(X축) 방향으로의 이동이 제한되고, 제2 축(Y축) 방향으로만 이동될 수 있다. 일 예로, 제3 볼 부재(B3)는 제2 축(Y축) 방향으로만 구름운동 가능하다.
이를 위하여, 제3 가이드홈(g3)의 평면 형상은 제2 축(Y축) 방향으로 길이를 갖는 직사각형일 수 있다.
제1 축(X축) 방향으로 구동력이 발생하면, 가이드 부재(300)와 베이스(200)가 함께 제1 축(X축) 방향으로 이동된다.
이때, 가이드 부재(300)와 하우징(400) 사이에 배치된 제2 볼 부재(B2)는 제1 축(X축)을 따라 구름 운동한다.
가이드 부재(300)와 베이스(200) 사이에는 제3 볼 부재(B3)가 배치되는데, 제3 볼 부재(B3)는 제1 축(X축) 방향으로의 이동이 제한되므로, 결국 가이드 부재(300)가 제1 축(X축) 방향으로 이동됨에 따라 베이스(200)도 제1 축(X축) 방향으로 이동된다.
또한, 제2 축(Y축) 방향으로 구동력이 발생하면, 베이스(200)가 제2 축(Y축) 방향으로 움직인다.
이때, 베이스(200)와 가이드 부재(300) 사이에 배치된 제3 볼 부재(B3)는 제2 축(Y축)을 따라 구름 운동한다.
가이드 부재(300)는 제1 축(X축) 방향으로 이동될 수 있고, 베이스(200)는 제1 축(X축) 방향 및 제2 축(Y축) 방향으로 모두 이동될 수 있다.
베이스(200)에는 캐리어(100)가 배치되고, 캐리어(100)에는 이미지 센서(S)가 배치되므로, 결국, 베이스(200)가 이동됨에 따라 캐리어(100) 및 이미지 센서(S)도 제1 축(X축) 방향 및 제2 축(Y축) 방향으로 이동된다.
한편, 캐리어(100)는 베이스(200)에 대해 상대적으로 광축(Z축) 방향으로 이동될 수 있음은 앞에서 설명한 바와 같다.
이미지 센서(S)는 제1 기판(550) 또는 제2 기판(670)과 전기적으로 연결된다. 예컨대, 이미지 센서(S)는 연결부에 의해 제1 기판(550) 또는 제2 기판(670)과 전기적으로 연결될 수 있다.
이미지 센서(S)가 3개의 축 방향으로 이동 가능하므로, 이미지 센서(S)와 제1 기판(550) 또는 제2 기판(670)을 연결하는 연결부는 플렉서블하게 구성될 수 있다.
예컨대, 연결부는 도체가 패터닝된 플렉서블한 필름 형태 또는 복수의 케이블 형태일 수 있다. 따라서, 이미지 센서(S)가 이동되는 경우 연결부가 휘어질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액추에이터(1)는 베이스(200)의 광축(Z축)에 수직한 방향으로의 위치를 감지할 수 있다.
이를 위하여 제2 위치센싱부(650)가 제공된다. 제2 위치센싱부(650)는 제2 위치센서(651) 및 제3 위치센서(653)를 포함한다. 제2 위치센서(651)는 제2 마그네트(611)와 마주보도록 제2 기판(670)에 배치되고, 제3 위치센서(653)는 제3 마그네트(631)와 마주보도록 제2 기판(670)에 배치된다. 제2 위치센서(651) 및 제3 위치센서(653)는 홀 센서일 수 있다.
도 7에 도시된 실시예에서는 별도의 센싱마그네트를 배치하지 않고 제2 위치센서(651)가 제2 마그네트(611)와 마주보게 배치되고, 제3 위치센서(653)가 제3 마그네트(631)와 마주보게 배치되어 있다. 그러나, 제1 위치센싱부(570)와 마찬가지로, 제2 위치센싱부(650)가 센싱마그네트를 더 포함하도록 구성되는 것도 가능하다.
한편, 본 발명의 일 실시예에는 베이스(200), 가이드 부재(300) 및 하우징(400)이, 제2 볼 부재(B2) 및 제3 볼 부재(B3)와 접촉 상태를 유지할 수 있도록 요크부(700)가 제공된다.
요크부(700)는 제1 요크(710) 및 제2 요크(730)를 포함하며, 제1 요크(710)와 제2 요크(730)는 하우징(400)에 고정된다. 예컨대, 제1 요크(710)와 제2 요크(730)는 제2 기판(670)에 배치되고, 제2 기판(670)이 하우징(400)에 고정될 수 있다.
제1 요크(710)는 제2 마그네트(611)와 광축(Z축) 방향으로 마주보도록 배치되고, 제2 요크(730)는 제3 마그네트(631)와 광축(Z축) 방향으로 마주보도록 배치된다.
따라서, 제1 요크(710)와 제2 마그네트(611) 사이, 제2 요크(730)와 제3 마그네트(631) 사이에는 각각 광축(Z축) 방향으로 인력이 작용한다.
따라서, 베이스(200) 및 가이드 부재(300)가 요크부(700)를 향하는 방향으로 가압되므로, 베이스(200), 가이드 부재(300) 및 하우징(400)은 제2 볼 부재(B2) 및 제3 볼 부재(B3)와 접촉 상태를 유지할 수 있다.
제1 요크(710) 및 제2 요크(730)는, 제2 마그네트(611) 및 제3 마그네트(631)와의 사이에서 인력을 발생시킬 수 있는 재질이다. 일 예로, 제1 요크(710) 및 제2 요크(730)는 자성체로 제공된다.
요크부(700)와 제2 마그네트(611) 및 제3 마그네트(631) 사이에 인력이 작용하더라도, 외부 충격 등에 의해 각 구성 간의 접촉 상태가 해제될 수 있다. 따라서, 본 발명은 외부 충격 등에 대한 신뢰성을 향상시키기 위해 커버(800)를 구비한다.
커버(800)는 캐리어(100)의 상부면 중 적어도 일부를 커버(800)하도록 하우징(400)에 결합된다. 커버(800)는 하우징(400)과 후크 결합될 수 있다.
따라서, 커버(800)는 캐리어(100)가 외부로 이탈되는 것을 방지하는 스토퍼의 역할을 할 수 있다. 커버(800)와 캐리어(100)가 서로 마주보는 면 중 적어도 하나에는 탄성을 갖는 완충부재가 배치될 수 있다. 따라서, 커버(800)와 캐리어(100)가 충돌할 경우 충격 및 소음을 감소시킬 수 있다.
또한, 커버(800)는 제1 볼 부재(B1)가 이탈되는 것을 방지하도록 캐리어(100)의 가이드부(130)의 상부면을 커버(800)할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액추에이터(1)는, 제1 구동부(500)의 제1 코일(530)과, 제2 구동부(600)의 제2 코일(613) 및 제3 코일(633)이 모두 고정부재이다.
초점 조정 및/또는 흔들림 보정 시에 일부의 코일이라도 이동될 경우 해당 코일과 기판의 연결이 복잡해지는 문제가 있다.
그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 액추에이터(1)의 경우, 초점 조정 및 흔들림 보정 시에 제1 코일(530), 제2 코일(613) 및 제3 코일(633)이 모두 이동하지 않으므로, 각 코일과 기판의 연결을 간소하게 할 수 있다.
또한, 초점 조정 시에 캐리어(100)가 광축(Z축) 방향으로 이동되더라도 제2 마그네트(611)와 제2 코일(613)의 상대적인 위치 및 제3 마그네트(631)와 제3 코일(633)의 상대적인 위치가 변하지 않으므로, 흔들림 보정을 위한 구동력을 정밀하게 제어할 수 있다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 카메라용 액추에이터의 개략적인 분해 사시도이다.
도 10에 도시된 실시예는, 제1 마그네트(510) 및 제1 코일(530)의 위치에 있어서 도 3에 도시된 실시예와 차이가 있다.
도 10을 참조하면, 제1 마그네트(510)는 캐리어(100)에 배치된다. 예컨대, 제1 마그네트(510)는 캐리어(100)의 상부면에 배치될 수 있다. 도 3에 도시된 실시예와는 달리, 제1 마그네트(510)는 캐리어(100)의 상부면 중에서 가이드부(130)를 제외한 나머지 면에 배치될 수 있다.
즉, 제1 마그네트(510)의 위치는 캐리어(100)의 상부면 어디라도 가능하다.
제1 마그네트(510)는 캐리어(100)의 상부면 어디라도 배치될 수 있으므로, 제1 마그네트(510)의 위치에 따라, 제1 마그네트(510)의 적어도 일부가 제2 마그네트(611) 또는 제3 마그네트(631)와 광축(Z축) 방향으로 중첩되게 배치될 수 있다.
도 10에 도시된 실시예에서는 제1 마그네트(510)가 제3 마그네트(631)와 광축(Z축) 방향으로 중첩되는 위치에 배치되어 있다.
이 경우, 제1 마그네트(510)의 자기장이 제3 코일(633)에 영향을 미치거나, 제3 마그네트(631)의 자기장이 제1 코일(530)에 영향을 미칠 수 있으므로, 제1 마그네트(510)와 제3 마그네트(631) 사이에는 요크가 배치될 수 있다. 요크는 캐리어(100)의 하부면 또는 베이스(200)의 상부면에 배치될 수 있다. 요크는 자성을 갖는 금속 재질일 수 있다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 카메라 모듈의 개략적인 단면도이고, 도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 휴대용 전자기기(P)의 사시도이다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 카메라 모듈(20)은 케이스(23), 반사부재(R), 렌즈모듈(21) 및 액추에이터(1)를 포함한다.
본 실시예에서, 렌즈모듈(21)의 광축(Z축)은 휴대용 전자기기(P)의 두께 방향(X축 방향, 휴대용 전자기기(P)의 전면(Front Surface)에서 후면(Rear Surface)을 향하는 방향 또는 그 반대 방향)에 수직한 방향을 향할 수 있다.
일 예로, 렌즈모듈(21)의 광축(Z축)은 휴대용 전자기기(P)의 폭 방향 또는 길이 방향으로 형성될 수 있다.
카메라 모듈을 구성하는 부품이 휴대용 전자기기(P)의 두께 방향을 따라 적층 배치될 경우, 휴대용 전자기기(P)의 두께가 증가하는 문제가 있다.
그러나, 본 실시예의 카메라 모듈(20)은 렌즈모듈(21)의 광축(Z축)이 휴대용 전자기기(P)의 폭 방향 또는 길이 방향으로 형성되므로, 휴대용 전자기기(P)의 두께를 줄일 수 있다.
케이스(23)의 내부에는 반사부재(R) 및 렌즈모듈(21)이 배치된다. 케이스(23)는 반사부재(R) 및 렌즈모듈(21)을 수용할 수 있도록 내부공간을 구비한다. 다만, 반사부재(R)와 렌즈모듈(21)을 각각 별개의 케이스(23)에 배치하고, 각 케이스(23)를 서로 결합하는 구조도 가능하다.
반사부재(R)는 광의 진행 방향을 변경하도록 구성된다. 일 예로, 케이스(23)의 내부로 입사된 광은 반사부재(R)를 통해 렌즈모듈(21)을 향하도록 진행 방향이 바뀔 수 있다. 반사부재(R)는 광을 반사시키는 미러(Mirror) 또는 프리즘(Prism)일 수 있다.
액추에이터(1)는 케이스(23)에 결합된다. 액추에이터(1)는 도 2 내지 도 10을 참조로 설명한 액추에이터(1)일 수 있다.
액추에이터(1)에는 이미지 센서(S)가 장착되며, 이미지 센서(S)는 제1 구동부(500) 및 제2 구동부(600)에 의해 광축(Z축) 방향, 제1 축(X축) 방향 및 제2 축(Y축) 방향으로 이동될 수 있다.
액추에이터(1)에 장착된 이미지 센서(S)가 광축(Z축) 방향, 제1 축(X축) 방향 및 제2 축(Y축) 방향으로 이동될 수 있으므로, 이미지 센서(S)의 이동에 의해 초점 조정 및 흔들림 보정 기능이 수행될 수 있다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 카메라 모듈의 사시도이고, 도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 카메라 모듈의 개략적인 분해 사시도이다.
또한, 도 15는 렌즈 및 렌즈배럴의 사시도이고, 도 16은 렌즈배럴의 변형예이다.
도 13 및 도 14를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 카메라 모듈(30)은 렌즈모듈(1000) 및 액추에이터(2)를 포함한다.
렌즈모듈(1000)은 적어도 하나의 렌즈(L) 및 렌즈배럴(1100)을 포함한다. 적어도 하나의 렌즈(L)는 렌즈배럴(1100)의 내부에 배치된다. 복수의 렌즈(L)가 구비되는 경우 복수의 렌즈(L)는 광축(Z축)을 따라 렌즈배럴(1100)의 내부에 장착된다.
렌즈모듈(1000)은 렌즈배럴(1100)과 결합되는 렌즈홀더(1300)를 더 포함할 수 있다.
렌즈홀더(1300)에는 렌즈홀더(1300)를 광축(Z축) 방향으로 관통하는 결합홀(1310)이 구비된다. 렌즈배럴(1100)은 결합홀(1310)에 삽입되어 렌즈홀더(1300)에 고정 배치된다. 렌즈홀더(1300)는 렌즈배럴(1100)을 하우징(5000)에 대해 고정시키는 역할을 할 수 있다. 다른 실시예로, 렌즈배럴(1100)이 직접 하우징(5000)에 결합되어 고정되는 것도 가능하다.
본 실시예에서, 렌즈모듈(1000)은 하우징(5000)에 고정되는 고정부재이다. 예컨대, 렌즈모듈(1000)은 자동 초점 조정(AF) 및 흔들림 보정(OIS) 시에 움직이지 않는 고정부재이다.
카메라 모듈(30)은, 렌즈모듈(1000)이 아닌 이미지센서(S)를 이동시켜 자동 초점 조정(AF) 및 흔들림 보정(OIS)을 수행할 수 있다. 상대적으로 가벼운 이미지센서(S)를 이동시키므로, 보다 작은 구동력으로 이미지센서(S)를 이동시킬 수 있다. 따라서, 액추에이터(2)를 구성하는 부품을 소형화시킬 수 있다.
광은 도 13 및 도 14를 기준으로 위쪽에서 아래쪽을 향해 입사된다. 예컨대, 도 13 및 도 14에 도시된 도면은 도 2 및 도 3과 비교할 때 위쪽과 아래쪽이 반전되어 있다.
액추에이터(2)는 캐리어(2000), 베이스(3000), 가이드부재(4000) 및 하우징(5000)을 포함한다.
캐리어(2000)는 광축(Z축) 방향 및 광축(Z축)에 수직한 방향으로 이동될 수 있다. 도 14를 참조하면, 캐리어(2000)에는 이미지센서(S)가 배치된다.
따라서, 이미지센서(S)가 캐리어(2000)와 함께 광축(Z축) 방향으로 이동되어 초점을 조정할 수 있고, 이미지센서(S)가 캐리어(2000)와 함께 광축(Z축)에 수직한 방향으로 이동되어 촬영 시의 흔들림을 보정할 수 있다.
베이스(3000)는 광축(Z축)에 수직한 방향으로 이동될 수 있다. 즉, 베이스(3000)는 초점 조정 시에 광축(Z축) 방향으로 이동되지 않는 고정부재이나, 흔들림 보정 시에는 광축(Z축)에 수직한 방향으로 이동되는 이동부재이다.
베이스(3000)에는 캐리어(2000)가 배치되므로, 베이스(3000)와 캐리어(2000)가 함께 광축(Z축)에 수직한 방향으로 이동되어 흔들림을 보정할 수 있다. 초점 조정시에는 캐리어(2000)가 베이스(3000)에 대해 상대 이동된다.
베이스(3000)는 하우징(5000) 내에 배치된다. 베이스(3000)와 하우징(5000) 사이에는 가이드부재(4000)가 배치된다. 예컨대, 가이드부재(4000)와 베이스(3000)는 하우징(5000) 내에 광축(Z축) 방향으로 순차로 배치된다.
가이드부재(4000)는 제1 축(X축) 방향으로 이동 가능하게 구성되고, 베이스(3000)는 제1 축(X축) 방향 및 제2 축(Y축) 방향으로 이동 가능하게 구성될 수 있다.
예컨대, 가이드부재(4000)와 베이스(3000)는 제1 축(X축) 방향으로 함께 이동될 수 있다. 그리고, 베이스(3000)는 가이드부재(4000)에 대해 상대적으로 제2 축(Y축) 방향으로 이동될 수 있다.
제1 축(X축) 방향은 광축(Z축)에 수직한 방향을 의미할 수 있고, 제2 축(Y축) 방향은 광축(Z축) 방향 및 제1 축(X축) 방향에 모두 수직한 방향을 의미할 수 있다.
가이드부재(4000)와 하우징(5000) 사이에는 제1 볼 부재(B4)가 배치되고, 가이드부재(4000)와 베이스(3000) 사이에는 제2 볼 부재(B5)가 배치된다.
제1 볼 부재(B4)는 가이드부재(4000) 및 하우징(5000)과 각각 접촉하도록 배치되고, 제2 볼 부재(B5)는 가이드부재(4000) 및 베이스(3000)와 각각 접촉하도록 배치된다.
캐리어(2000)는 베이스(3000)에 배치된다. 예컨대, 캐리어(2000)와 베이스(3000)는 광축(Z축) 방향으로 적층 배치될 수 있다. 초점 조정 시에 베이스(3000)는 광축(Z축) 방향으로 이동되지 않는 고정부재이고, 캐리어(2000)는 광축(Z축) 방향으로 이동되는 이동부재이다.
캐리어(2000)와 베이스(3000) 사이에는 제3 볼 부재(B6)가 배치된다. 제3 볼 부재(B6)는 캐리어(2000) 및 베이스(3000)와 각각 접촉하도록 배치된다.
제3 볼 부재(B6)는 캐리어(2000)가 베이스(3000)에 대해 상대적으로 광축(Z축) 방향으로 이동될 때, 광축(Z축) 방향으로 구름운동하여 캐리어(2000)의 이동을 지지한다.
도 15 및 도 16을 참조하면, 렌즈배럴(1100)은 일부가 원통 형상을 갖도록 구성되거나, 전체적으로 원통 형상을 갖도록 구성될 수 있다.
도 15를 참조하면, 렌즈배럴(1100)은 제1 배럴(1110) 및 제2 배럴(1130)을 포함할 수 있다. 제1 배럴(1110)과 제2 배럴(1130)은 하나의 렌즈배럴(1100)의 상부와 하부를 각각 지칭하는 의미로 사용될 수 있다. 다른 실시예로, 제1 배럴(1110)과 제2 배럴(1130)은 별개의 구성으로 제공되어 서로 결합되는 형태일 수 있다.
제1 배럴(1110)은 내부공간을 갖는 원통 형상일 수 있고, 제2 배럴(1130)은 내부공간을 갖는 사각 박스 형상일 수 있다. 제1 배럴(1110)의 상부면과 제2 배럴(1130)의 하부면에는 각각 빛이 통과하는 통과홀이 구비된다.
제1 배럴(1110)의 내부에는 원형의 평면 형상을 갖는 렌즈(L1, 이하 '제1 렌즈'라 함)가 배치되고, 제2 배럴(1130)의 내부에는 비원형의 평면 형상을 갖는 렌즈(L2, 이하 '제2 렌즈'라 함)가 배치된다.
예컨대, 제2 렌즈(L2)는 광축(Z축) 방향에서 바라볼 때 비원형이다.
광축(Z축)에 수직한 평면에서, 제2 렌즈(L2)는 광축(Z축)에 수직한 제1 축(X축) 방향으로의 길이(T1)가 광축(Z축) 및 제1 축(X축) 방향에 모두 수직한 제2 축(Y축) 방향으로의 길이(T2)보다 더 길다.
예를 들어, 제2 렌즈(L2)는 장축(Major axis)과 단축(Minor axis)을 갖는다. 광축(Z축)을 지나면서 제1 축(X축) 방향으로 제2 렌즈(L2)의 양 측면을 연결하는 선분이 장축이고, 광축(Z축)을 지나면서 제2 축(Y축) 방향으로 제2 렌즈(L2)의 양 측면을 연결하는 선분이 단축이다. 장축과 단축은 서로 수직하며, 장축의 길이는 단축의 길이보다 길다.
제2 렌즈(L2)는 제2 렌즈(L2)의 둘레를 따라 4개의 측면을 갖는다. 광축 방향에서 바라볼 때, 4개의 측면 중 2개의 측면은 원호(arc) 형상을 갖고, 나머지 2개의 측면은 대체로 직선 형상을 갖는다.
일반적으로, 카메라 모듈(30)의 이미지센서(S)는 직사각형이므로, 원형의 렌즈에 의해 굴절된 모든 빛이 이미지센서(S)에 결상되는 것은 아니다.
본 실시예에서는 제2 렌즈(L2)가 비원형의 평면 형상을 갖도록 함으로써 이미지 결상에 영향을 미치지 않으면서도 렌즈(L) 및 렌즈배럴(1100)을 소형화할 수 있고, 이에 따라 카메라 모듈(C1)의 크기를 줄일 수 있다.
한편, 제2 렌즈(L2)는 장축과 단축을 가지므로, 최대직경과 최소직경을 갖는다. 여기서, 제2 렌즈(L2)의 최대직경은 제1 렌즈(L1)의 직경보다 크다.
즉, 상대적으로 큰 직경을 갖는 제2 렌즈(L2)가 비원형의 평면 형상을 가질 수 있다.
도 17은 렌즈모듈, 제1 기판, 하우징, 가이드부재 및 베이스의 분해 사시도이고, 도 18은 제1 기판, 하우징 및 가이드부재의 분해 사시도이며, 도 19는 가이드부재 및 베이스의 분해 사시도이고, 도 20은 가이드부재 및 베이스의 변형예이다.
또한, 도 21은 도 17의 III-III' 단면도이고, 도 22는 도 17의 IV-IV'의 단면도이다.
도 17 내지 도 22를 참조하여, 베이스(3000) 및 가이드부재(4000)의 광축(Z축)에 수직한 방향으로의 이동에 대해 설명한다.
가이드부재(4000)와 베이스(3000)는 하우징(5000) 내에 배치된다. 예컨대, 가이드부재(4000)와 베이스(3000)는 하우징(5000) 내에 광축(Z축) 방향으로 순차로 배치된다. 따라서, 가이드부재(4000)는 하우징(5000)과 베이스(3000) 사이에 배치된다.
가이드부재(4000)는 광축(Z축) 방향에서 바라볼 때, 사각형의 두 변이 제거된 형상일 수 있다. 예컨대, 가이드부재(4000)는 광축(Z축) 방향에서 바라볼 때 'ㄱ' 또는 'ㄴ' 형상일 수 있다.
가이드부재(4000)는 하우징(5000)과 베이스(3000) 사이에 배치되므로, 액추에이터(1)의 광축(Z축) 방향으로의 높이를 줄이기 위해서는 가이드부재(4000)의 두께를 줄일 필요가 있다.
그러나, 가이드부재(4000)의 두께를 줄일 경우 가이드부재(4000)의 강성이 약화되어 외부 충격 등에 대한 신뢰성이 저하될 우려가 있다.
따라서, 가이드부재(4000)의 강성 보강을 위하여 가이드부재(4000)에는 보강판이 구비될 수 있다.
일 예로, 보강판은 인서트 사출에 의해 가이드부재(4000)에 일체로 결합될 수 있다. 이 경우, 금형 내에 보강판을 고정한 상태로 금형 내에 수지재를 주입함으로써 보강판이 가이드부재(4000)에 일체화되도록 제조할 수 있다.
보강판은 가이드부재(4000)의 내부에 배치될 수 있다. 또한, 보강판은 일부가 가이드부재(4000)의 외부로 노출되도록 배치될 수 있다. 이와 같이, 보강판을 가이드부재(4000)의 내부에 일체로 형성하면서도, 보강판의 일부를 가이드부재(4000)의 외부로 노출시킴으로써, 보강판과 가이드부재(4000)의 결합력을 향상시킬 수 있고, 보강판이 가이드부재(4000)로부터 분리되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 보강판이 후술하는 제1 구동부(6000)의 제1 마그네트(6110) 및 제2 마그네트(6130)의 자기장에 영향을 미치지 않도록, 보강판은 비자성 금속일 수 있다.
가이드부재(4000)는 제1 축(X축) 방향으로 이동 가능하게 구성되고, 베이스(3000)는 제1 축(X축) 방향 및 제2 축(Y축) 방향으로 이동 가능하게 구성될 수 있다.
예컨대, 가이드부재(4000)와 베이스(3000)는 제1 축(X축) 방향으로 함께 이동될 수 있다. 그리고, 베이스(3000)는 가이드부재(4000)에 대해 상대적으로 제2 축(Y축) 방향으로 이동될 수 있다.
베이스(3000)에는 캐리어(2000)가 배치되고, 캐리어(2000)에는 이미지센서(S)가 배치된다. 따라서, 베이스(3000)가 제1 축(X축) 방향 및 제2 축(Y축) 방향으로 이동됨에 따라 캐리어(2000)와 이미지센서(S)도 제1 축(X축) 방향 및 제2 축(Y축) 방향으로 이동될 수 있다.
본 실시예에 따른 액추에이터(2)는 제1 구동부(6000)를 포함한다. 제1 구동부(6000)는 광축(Z축)에 수직한 방향으로 구동력을 발생시켜 베이스(3000)를 광축(Z축)에 수직한 방향으로 이동시킬 수 있다.
제1 구동부(6000)는 제1 서브 구동부(6100) 및 제2 서브 구동부(6300)를 포함한다. 제1 서브 구동부(6100)는 제1 축(X축) 방향으로 구동력을 발생시킬 수 있고, 제2 서브 구동부(6300)는 제2 축(Y축) 방향으로 구동력을 발생시킬 수 있다.
제1 서브 구동부(6100)는 제1 마그네트(6110) 및 제1 코일(6130)을 포함한다. 제1 마그네트(6110)와 제1 코일(6130)은 광축(Z축) 방향으로 마주보게 배치될 수 있다.
제1 마그네트(6110)는 가이드부재(4000)에 배치된다. 예컨대, 'ㄱ' 또는 'ㄴ' 형상을 갖는 가이드부재(4000)의 일측에 제1 마그네트(6110)가 배치될 수 있다. 가이드부재(4000)의 일측에는 제1 마그네트(6110)가 배치되는 장착홈(4100)이 구비될 수 있다. 제1 마그네트(6110)를 장착홈(4100)에 삽입 배치함으로써 제1 마그네트(6110)의 두께로 인해 액추에이터(1) 및 카메라 모듈(C1)의 전체 높이가 증가하는 것을 방지할 수 있다.
가이드부재(4000)와 제1 마그네트(6110) 사이에는 제1 백요크(6150)가 배치될 수 있다. 제1 백요크(6150)는 제1 마그네트(6110)의 자속이 누설되는 것을 방지함으로써 구동력을 향상시킬 수 있다.
제1 마그네트(6110)는 일면(예컨대, 제1 코일(6130)과 마주보는 면)이 N극과 S극을 모두 갖도록 착자될 수 있다. 일 예로, 제1 코일(6130)과 마주보는 제1 마그네트(6110)의 일면에는 제1 축(X축) 방향을 따라 순차로 N극, 중립영역 및 S극이 구비될 수 있다. 제1 마그네트(6110)는 제2 축(Y축) 방향으로 길이를 갖는 형상이다.
제1 마그네트(6110)의 타면(예컨대, 일면의 반대면)은 S극과 N극을 모두 갖도록 착자될 수 있다. 일 예로, 제1 마그네트(6110)의 타면에는 제1 축(X축) 방향을 따라 순차로 S극, 중립영역 및 N극이 구비될 수 있다.
제1 코일(6130)은 제1 마그네트(6110)와 마주보도록 배치된다. 예컨대, 제1 코일(6130)은 광축(Z축) 방향으로 제1 마그네트(6110)와 마주보도록 배치될 수 있다. 제1 코일(6130)은 중공을 갖는 도넛 형상이며, 제2 축(Y축) 방향으로 길이를 갖는 형상이다.
제1 코일(6130)은 제1 기판(8100)에 배치된다. 제1 기판(8100)은 제1 마그네트(6110)와 제1 코일(6130)이 광축(Z축) 방향으로 마주보도록 하우징(5000)에 장착된다.
하우징(5000)에는 관통홀(5100)이 구비된다. 예컨대, 관통홀(5100)은 하우징(5000)의 상부면을 광축(Z축) 방향으로 관통하는 구성일 수 있다. 제1 코일(6130)은 하우징(5000)의 관통홀(5100)에 배치된다. 제1 코일(6130)을 하우징(5000)의 관통홀(5100)에 배치함으로써 제1 코일(6130)의 두께로 인해 액추에이터(2) 및 카메라 모듈(30)의 전체 높이가 증가하는 것을 방지할 수 있다.
제1 마그네트(6110)는 가이드부재(4000)에 장착되어 가이드부재(4000)와 함께 이동하는 이동부재이고, 제1 코일(6130)은 제1 기판(8100) 및 하우징(5000)에 고정된 고정부재이다.
제1 코일(6130)에 전원이 인가되면, 제1 마그네트(6110)와 제1 코일(6130) 사이의 전자기력에 의하여 가이드부재(4000)를 제1 축(X축) 방향으로 이동시킬 수 있다.
제2 서브 구동부(6300)는 제2 마그네트(6310) 및 제2 코일(6330)을 포함한다. 제2 마그네트(6310)와 제2 코일(6330)은 광축(Z축) 방향으로 마주보게 배치될 수 있다.
제2 마그네트(6310)는 베이스(3000)에 배치된다. 베이스(3000)와 제2 마그네트(6310) 사이에는 제2 백요크(6350)가 배치될 수 있다. 제2 백요크(6350)는 제2 마그네트(6310)의 자속이 누설되는 것을 방지함으로써 구동력을 향상시킬 수 있다.
가이드부재(4000)에는 제2 마그네트(6310)와 제2 코일(6330)이 직접 마주볼 수 있도록 도피홀(4300)이 구비된다. 예컨대, 'ㄱ' 또는 'ㄴ' 형상을 갖는 가이드부재(4000)의 타측(제1 마그네트(6110)가 배치되지 않은 측)에 도피홀(4300)이 구비될 수 있다. 도피홀(4300)은 가이드부재(4000)의 타측을 광축(Z축) 방향으로 관통할 수 있다.
제2 마그네트(6310)는 베이스(3000)에 장착된 상태에서 가이드부재(4000)의 도피홀(4300) 내에 배치된다. 따라서, 제2 마그네트(6310)는 도피홀(4300)을 통해 제2 코일(6330)과 직접 마주볼 수 있다.
가이드부재(4000)와 베이스(3000)는 하우징(5000) 내에 광축(Z축) 방향으로 순차로 배치되는데, 제2 마그네트(6310)가 베이스(3000)에 배치되더라도 가이드부재(4000)에 구비된 도피홀(4300)에 의해 액추에이터(2) 및 카메라 모듈(30)의 전체 높이가 증가하지 않도록 할 수 있다.
제2 마그네트(6310)는 일면(예컨대, 제2 코일(6330)과 마주보는 면)이 S극과 N극을 모두 갖도록 착자될 수 있다. 예컨대, 제2 코일(6330)과 마주보는 제2 마그네트(6310)의 일면에는 제2 축(Y축) 방향을 따라 순차로 S극, 중립영역 및 N극이 구비될 수 있다. 제2 마그네트(6310)는 제1 축(X축) 방향으로 길이를 갖는 형상이다.
제2 마그네트(6310)의 타면(예컨대, 일면의 반대면)은 N극과 S극을 모두 갖도록 착자될 수 있다. 일 예로, 제2 마그네트(6310)의 타면에는 제2 축(Y축) 방향을 따라 순차로 N극, 중립영역 및 S극이 구비될 수 있다.
제2 코일(6330)은 제2 마그네트(6310)와 마주보도록 배치된다. 예컨대, 제2 코일(6330)은 광축(Z축) 방향으로 제2 마그네트(6310)와 마주보도록 배치될 수 있다. 제2 코일(6330)은 중공을 갖는 도넛 형상이며, 제1 축(X축) 방향으로 길이를 갖는 형상이다.
제2 코일(6330)은 제1 기판(8100)에 배치된다. 제1 기판(8100)은 제2 마그네트(6310)와 제2 코일(6330)이 광축(Z축) 방향으로 마주보도록 하우징(5000)에 장착된다.
하우징(5000)에는 관통홀(5100)이 구비된다. 예컨대, 관통홀(5100)은 하우징(5000)의 상부면을 광축 방향으로 관통하는 구성일 수 있다. 제2 코일(6330)은 하우징(5000)의 관통홀(5100)에 배치된다. 제2 코일(6330)을 하우징(5000)의 관통홀(5100)에 배치함으로써 제2 코일(6330)의 두께로 인해 액추에이터(2) 및 카메라 모듈(30)의 전체 높이가 증가하는 것을 방지할 수 있다.
제2 마그네트(6310)는 베이스(3000)에 장착되어 베이스(3000)와 함께 이동하는 이동부재이고, 제2 코일(6330)은 제1 기판(8100) 및 하우징(5000)에 고정된 고정부재이다.
제2 코일(6330)에 전원이 인가되면, 제2 마그네트(6310)와 제2 코일(6330) 사이의 전자기력에 의하여 베이스(3000)를 제2 축(Y축) 방향으로 이동시킬 수 있다.
본 실시예에서는, 제1 마그네트(6110)가 가이드부재(4000)에 장착되고, 제2 마그네트(6310)가 베이스(3000)에 장착된다. 다른 실시예로, 도 20을 참조하면, 제1 마그네트(6110)와 제2 마그네트(6310)가 모두 베이스(3000)에 장착되는 것도 가능하다. 이 경우, 가이드부재(4000)의 일측에도 도피홀(4300)이 구비될 수 있다.
한편, 도 17에 도시된 바와 같이, 제1 코일(6130)과 제2 코일(6330)은 권선 코일로 제공되어 제1 기판(8100)에 장착될 수 있다. 다른 실시예로, 제1 코일(6130)과 제2 코일(6330)은 제1 기판(8100)에 적층 매립된 동박패턴일 수 있다.
제1 마그네트(6110)와 제2 마그네트(6310)는 광축(Z축)에 수직한 평면에서 서로 수직하게 배치되고, 제1 코일(6130)과 제2 코일(6330)도 광축(Z축)에 수직한 평면에서 서로 수직하게 배치된다.
가이드부재(4000)와 하우징(5000) 사이에는 제1 볼 부재(B4)가 배치되고, 가이드부재(4000)와 베이스(3000) 사이에는 제2 볼 부재(B5)가 배치된다.
제1 볼 부재(B4)는 가이드부재(4000) 및 하우징(5000)과 각각 접촉하도록 배치되고, 제2 볼 부재(B5)는 가이드부재(4000) 및 베이스(3000)와 각각 접촉하도록 배치된다.
제1 볼 부재(B4)와 제2 볼 부재(B5)는 흔들림 보정 과정에서 가이드부재(4000) 및 베이스(3000)의 이동을 가이드하는 기능을 한다. 또한, 베이스(3000), 가이드부재(4000) 및 하우징(5000) 간의 간격을 유지시키는 기능도 한다.
제1 볼 부재(B4)는 가이드부재(4000)의 제1 축(X축) 방향으로의 이동을 가이드하고, 제2 볼 부재(B5)는 베이스(3000)의 제2 축(Y축) 방향으로의 이동을 가이드한다.
일 예로, 제1 볼 부재(B4)는 제1 축(X축) 방향으로의 구동력이 발생한 경우에 제1 축(X축) 방향으로 구름운동한다. 이에 따라, 제1 볼 부재(B4)는 가이드부재(4000)의 제1 축(X축) 방향으로의 이동을 가이드한다.
또한, 제2 볼 부재(B2)는 제2 축(Y축) 방향으로의 구동력이 발생한 경우에 제2 축(Y축) 방향으로 구름운동한다. 이에 따라, 제2 볼 부재(B2)는 베이스(3000)의 제2 축(Y축) 방향으로의 이동을 가이드한다.
제1 볼 부재(B4)는 가이드부재(4000)와 하우징(5000) 사이에 배치되는 복수의 볼을 포함하고, 제2 볼 부재(B5)는 베이스(3000)와 가이드부재(4000) 사이에 배치되는 복수의 볼을 포함한다.
도 18을 참조하면, 가이드부재(4000)와 하우징(5000)이 서로 광축(Z축) 방향으로 마주보는 면 중 적어도 하나에는 제1 볼 부재(B4)가 배치되는 제1 가이드홈(g4)이 구비된다. 제1 가이드홈(g4)은 제1 볼 부재(B4)의 복수의 볼에 대응되도록 복수개가 구비된다.
제1 볼 부재(B4)는 제1 가이드홈(g4)에 배치되어 가이드부재(4000)와 하우징(5000) 사이에 끼워진다.
제1 볼 부재(B4)는 제1 가이드홈(g4)에 수용된 상태에서, 광축(Z축) 및 제2 축(Y축) 방향으로의 이동이 제한되고, 제1 축(X축) 방향으로만 이동될 수 있다. 일 예로, 제1 볼 부재(B4)는 제1 축(X축) 방향으로만 구름운동 가능하다.
이를 위하여, 제1 가이드홈(g4)은 제1 축(X축) 방향으로 길이를 갖는 형상일 수 있다.
도 19를 참조하면, 베이스(3000)와 가이드부재(4000)가 광축(Z축) 방향으로 서로 마주보는 면 중 적어도 하나에는 제2 볼 부재(B5)가 배치되는 제2 가이드홈(g5)이 구비된다. 제2 가이드홈(g5)은 제2 볼 부재(B5)의 복수의 볼에 대응되도록 복수개가 구비된다.
제2 볼 부재(B5)는 제2 가이드홈(g5)에 수용되어 베이스(3000)와 가이드부재(4000) 사이에 끼워진다.
제2 볼 부재(B5)는 제2 가이드홈(g5)에 수용된 상태에서, 광축(Z축) 및 제1 축(X축) 방향으로의 이동이 제한되고, 제2 축(Y축) 방향으로만 이동될 수 있다. 일 예로, 제2 볼 부재(B5)는 제2 축(Y축) 방향으로만 구름운동 가능하다.
이를 위하여, 제2 가이드홈(g5)은 제2 축(Y축) 방향으로 길이를 갖는 형상일 수 있다.
도 21에 도시된 바와 같이, 제1 축(X축) 방향으로 구동력이 발생하면, 가이드부재(4000)와 베이스(3000)가 함께 제1 축(X축) 방향으로 이동된다.
이때, 가이드부재(4000)와 하우징(5000) 사이에 배치된 제1 볼 부재(B4)는 제1 축(X축)을 따라 구름 운동한다.
가이드부재(4000)와 베이스(3000) 사이에는 제2 볼 부재(B5)가 배치되는데, 제2 볼 부재(B5)는 제1 축(X축) 방향으로의 이동이 제한되므로, 결국 가이드부재(4000)가 제1 축(X축) 방향으로 이동됨에 따라 베이스(3000)도 제1 축(X축) 방향으로 이동된다.
도 22에 도시된 바와 같이, 제2 축(Y축) 방향으로 구동력이 발생하면, 베이스(3000)가 제2 축(Y축) 방향으로 이동된다.
이때, 베이스(3000)와 가이드부재(4000) 사이에 배치된 제2 볼 부재(B5)는 제2 축(Y축)을 따라 구름 운동한다.
가이드부재(4000)는 제1 축(X축) 방향으로 이동될 수 있고, 베이스(3000)는 제1 축(X축) 방향 및 제2 축(Y축) 방향으로 모두 이동될 수 있다.
베이스(3000)에는 캐리어(2000)가 배치되고, 캐리어(2000)에는 이미지센서(S)가 배치되므로, 결국, 베이스(3000)가 이동됨에 따라 캐리어(2000) 및 이미지센서(S)도 제1 축(X축) 방향 및 제2 축(Y축) 방향으로 이동된다.
한편, 베이스(3000)와 하우징(5000)이 광축(Z축)에 수직한 방향으로 서로 마주보는 면 중 적어도 하나에는 탄성을 갖는 제1 완충부재(d1)가 배치될 수 있다. 예컨대, 도 21 및 도 22를 참조하면, 제1 완충부재(d1)는 베이스(3000)의 측면에 배치될 수 있다. 베이스(3000)는 4개의 측면을 가지며, 제1 완충부재(d1)는 베이스(3000)의 각 측면마다 적어도 2군데 이격되어 배치될 수 있다. 제1 완충부재(d1)는 탄성력을 갖는 재질일 수 있다. 일 예로, 제1 완충부재(d1)는 고무재질일 수 있다.
따라서, 제1 축(X축) 방향 및 제2 축(Y축) 방향으로 모두 이동되는 베이스(3000)가 하우징(5000)과 충돌할 경우 제1 완충부재(d1)에 의해 충격 및 소음을 감소시킬 수 있다.
본 실시예에 따른 액추에이터(2)는 베이스(3000)의 광축(Z축)에 수직한 방향으로의 위치를 감지할 수 있다.
이를 위하여 제1 위치센싱부(6500)가 제공된다(도 17 참조). 제1 위치센싱부(6500)는 제1 위치센서(6510) 및 제2 위치센서(6530)를 포함한다. 제1 위치센서(6510)는 제1 마그네트(6110)와 마주보도록 제1 기판(8100)에 배치되고, 제2 위치센서(6530)는 제2 마그네트(6310)와 마주보도록 제1 기판(8100)에 배치된다. 제1 위치센서(6510) 및 제2 위치센서(6530)는 홀 센서일 수 있다.
한편, 다른 실시예로, 별도의 위치 센서가 제공되지 않을 수 있다. 이 경우 제1 코일(6130) 및 제2 코일(6330)이 제1 위치센싱부(6500)로 기능할 수 있다.
예컨대, 제1 코일(6130) 및 제2 코일(6330)의 인덕턴스 변화를 통해 베이스(3000)의 위치를 감지할 수 있다.
예를 들어, 베이스(3000)가 이동됨에 따라 제1 마그네트(6110)와 제2 마그네트(6310)도 이동되고, 이에 따라 제1 코일(6130) 및 제2 코일(6330)의 인덕턴스가 변화하게 된다. 따라서, 제1 코일(6130) 및 제2 코일(6330)의 인덕턴스 변화를 통해 베이스(3000)의 위치를 감지할 수 있다.
한편, 도 17 및 18을 참조하면, 본 실시예에 따른 액추에이터(2)는 요크부(9000)를 포함한다. 요크부(9000)는 베이스(3000), 가이드부재(4000) 및 하우징(5000)이, 제1 볼 부재(B4) 및 제2 볼 부재(B5)와 접촉 상태를 유지할 수 있도록 가압력을 제공한다.
요크부(9000)는 제1 요크(9100) 및 제2 요크(9300)를 포함하며, 제1 요크(9100)와 제2 요크(9300)는 하우징(5000)에 고정된다. 예컨대, 제1 요크(9100)와 제2 요크(9300)는 제1 기판(8100)에 배치되고, 제1 기판(8100)이 하우징(5000)에 고정될 수 있다.
제1 기판(8100)의 일면에는 제1 코일(6130) 및 제2 코일(6330)이 배치되며, 제1 기판(8100)의 타면에는 제1 요크(9100) 및 제2 요크(9300)가 배치된다.
제1 요크(9100)는 제1 마그네트(6110)와 광축(Z축) 방향으로 마주보도록 배치되고, 제2 요크(9300)는 제2 마그네트(6310)와 광축(Z축) 방향으로 마주보도록 배치된다.
따라서, 제1 요크(9100)와 제1 마그네트(6110) 사이, 제2 요크(9300)와 제2 마그네트(6310) 사이에는 각각 광축(Z축) 방향으로 인력이 작용한다.
따라서, 베이스(3000) 및 가이드부재(4000)가 요크부(9000)를 향하는 방향으로 가압되므로, 베이스(3000), 가이드부재(4000) 및 하우징(5000)은 제1 볼 부재(B4) 및 제2 볼 부재(B5)와 접촉 상태를 유지할 수 있다.
제1 요크(9100) 및 제2 요크(9300)는, 제1 마그네트(6110) 및 제2 마그네트(6310)와의 사이에서 인력을 발생시킬 수 있는 재질이다. 일 예로, 제1 요크(9100) 및 제2 요크(9300)는 자성체로 제공된다.
본 실시예에서, 제1 마그네트(6110)는 가이드부재(4000)에 장착되고, 제2 마그네트(6310)는 베이스(3000)에 장착된다. 따라서, 제1 요크(9100)와 제1 마그네트(6110) 사이의 인력에 의해 가이드부재(4000)가 제1 요크(9100)를 향해 당겨지고, 제2 요크(9300)와 제2 마그네트(6310) 사이의 인력에 의해 베이스(3000)가 제2 요크(9300)를 향해 당겨진다.
여기서, 도 17 및 도 22를 참조하면, 가이드부재(4000)와 베이스(3000)가 서로 가압되도록 베이스(3000)에는 제3 요크(9500)가 구비될 수 있다. 제3 요크(9500)는 제1 마그네트(6110)와 광축(Z축) 방향으로 마주보는 위치에 배치되도록 베이스(3000)에 구비될 수 있다.
따라서, 제3 요크(9500)와 제1 마그네트(6110) 사이에도 광축(Z축) 방향으로 인력이 작용하며, 이에 따라 가이드부재(4000)와 베이스(3000)도 서로 가압될 수 있다.
요크부(9000)와 제1 마그네트(6110) 및 제2 마그네트(6310) 사이에 인력이 작용하더라도, 외부 충격 등에 의해 각 구성 간의 접촉 상태가 해제될 수 있다. 따라서, 본 실시예는 외부 충격 등에 대한 신뢰성을 향상시키기 위해 커버(5300)를 구비한다.
커버(5300)는 하우징(5000)과 후크 결합될 수 있다.
본 실시예에 따른 액추에이터(2)는, 초점 조정 시에 캐리어(2000)가 광축(Z축) 방향으로 이동되더라도 제1 마그네트(6110)와 제1 코일(6130)의 상대적인 위치 및 제2 마그네트(6310)와 제2 코일(6330)의 상대적인 위치가 변하지 않으므로, 흔들림 보정을 위한 구동력을 정밀하게 제어할 수 있다.
도 23은 캐리어 및 베이스의 분해 사시도이고, 도 24a 및 도 24b는 베이스의 저면 사시도이며, 도 25는 도 24b의 V-V'의 단면도이다. 도 26은 캐리어의 저면 사시도이다.
또한, 도 27은 도 23의 VI-VI'의 단면도이고, 도 28은 도 23의 VII-VII'의 단면도이며, 도 29는 도 23의 VIII-VIII'의 단면도이다.
또한, 도 30은 제3 마그네트의 위치의 변형예이다.
도 23 내지 도 30을 참조하여, 캐리어(2000)의 광축(Z축) 방향으로의 이동에 대해 설명한다.
캐리어(2000)는 바디부(2100) 및 가이드부(2300)를 포함한다. 바디부(2100)는 사각 프레임 형상일 수 있다. 가이드부(2300)는 바디부(2100)의 일측에 배치된다. 예컨대, 가이드부(2300)는 바디부(2100)의 일측에서 광축(Z축) 방향으로 연장된다.
베이스(3000)는 안착부(3100) 및 수용부(3300)를 포함한다. 안착부(3100)는 사각 프레임 형상일 수 있다. 수용부(3300)는 안착부(3100)의 일측에 배치된다. 예컨대, 수용부(3300)는 안착부(3100)의 일측에서 광축(Z축) 방향으로 연장된다.
캐리어(2000)의 바디부(2100)는 베이스(3000)의 안착부(3100)에 배치된다. 예컨대, 도 23을 기준으로 캐리어(2000)는 바디부(2100)의 상부면이 베이스(3000)의 안착부(3100)의 하부면과 마주보도록 배치된다.
베이스(3000)의 안착부(3100)는 캐리어(2000)가 광축(Z축) 방향 위쪽으로 이동될 때 캐리어(2000)의 이동 범위를 제한하는 스토퍼의 역할을 할 수 있다.
캐리어(2000)의 바디부(2100)와 베이스(3000)의 안착부(3100)가 서로 광축(Z축) 방향으로 마주보는 면 중 적어도 하나에는 탄성을 갖는 제2 완충부재(d2)가 배치될 수 있다. 예컨대, 도 23을 참조하면, 제2 완충부재(d2)는 캐리어(2000)의 바디부(2100)의 상부면에 배치될 수 있다. 제2 완충부재(d2)는 캐리어(2000)의 바디부(2100)의 상부면 중 적어도 3군데 이격되어 배치될 수 있다. 제2 완충부재(d2)는 탄성력을 갖는 재질일 수 있다. 일 예로, 제2 완충부재(d2)는 고무재질일 수 있다.
따라서, 캐리어(2000)와 베이스(3000)가 충돌할 경우 제2 완충부재(d2)에 의해 충격 및 소음을 감소시킬 수 있다.
캐리어(2000)의 가이드부(2300)의 적어도 일부는 베이스(3000)의 수용부(3300)에 수용된다. 이를 위하여, 베이스(3000)의 수용부(3300)에는 캐리어(2000)의 가이드부(2300)가 배치되기 위한 수용공간이 구비된다.
캐리어(2000)의 가이드부(2300)와 베이스(3000)의 수용부(3300)에는 각각 제3 가이드홈(g6)이 구비되며, 제3 볼 부재(B6)는 제3 가이드홈(g6)에 배치된다. 제3 가이드홈(g6)은 광축(Z축) 방향으로 길이를 갖는 형상이다.
제3 볼 부재(B6)는 광축(Z축) 방향을 따라 배치된 복수의 볼을 포함한다. 복수의 볼은 캐리어(2000)가 광축(Z축) 방향으로 이동될 때 광축(Z축) 방향으로 구름운동될 수 있다.
제3 가이드홈(g6)은 제1 홈(g61), 제2 홈(g62), 제3 홈(g63) 및 제4 홈(g64)을 포함한다. 캐리어(2000)의 가이드부(2300)에는 제1 홈(g61) 및 제2 홈(g62)이 구비되고, 베이스(3000)의 수용부(3300)에는 제3 홈(g63) 및 제4 홈(g64)이 구비된다. 각각의 홈은 광축(Z축) 방향으로 길이를 갖도록 연장 형성된다.
제1 홈(g61)과 제3 홈(g63)은 광축(Z축) 방향에 수직한 방향으로 마주보게 배치되고, 제1 홈(g61)과 제3 홈(g63) 사이의 공간에 제3 볼 부재(B6)의 복수의 볼 중 일부(예컨대, 후술하는 제1 볼 그룹(BG1))가 배치된다.
또한, 제2 홈(g62)과 제4 홈(g64)은 광축(Z축) 방향에 수직한 방향으로 마주보게 배치되고, 제2 홈(g62)과 제4 홈(g64) 사이의 공간에 제3 볼 부재(B6)의 복수의 볼 중 나머지(예컨대, 후술하는 제2 볼 그룹(BG2))가 배치된다.
따라서, 제3 볼 부재(B6)의 제1 볼 그룹(BG1)은 제1 홈(g61)과 2점 접촉할 수 있고, 제3 홈(g63)과 2점 접촉할 수 있다. 또한, 제3 볼 부재(B6)의 제2 볼 그룹(BG2)은 제2 홈(g62))과 1점 접촉할 수 있고, 제4 홈(g64)과 2점 접촉할 수 있다.
즉, 제3 볼 부재(B6)의 제1 볼 그룹(BG1)은 상대물에 대하여 4점 접촉되며, 제3 볼 부재(B6)의 제2 볼 그룹(BG2)은 상대물에 대하여 3점 접촉될 수 있다.
캐리어(2000)의 광축(Z축) 방향 이동 시에, 제3 볼 부재(B6)의 제1 볼 그룹(BG1), 제1 홈(g61) 및 제3 홈(g63)은 주 가이드로서 기능할 수 있다. 그리고, 제3 볼 부재(B6)의 제2 볼 그룹(BG2), 제2 홈(g62) 및 제4 홈(g64)은 보조 가이드로서 기능할 수 있다.
캐리어(2000)의 가이드부(2300)에는 제1 자성체(2500)가 배치되고, 베이스(3000)의 수용부(3300)에는 제2 자성체(3500)가 배치된다. 캐리어(2000)의 가이드부(2300)가 베이스(3000)의 수용부(3300)에 배치되면, 제1 자성체(2500)와 제2 자성체(3500)는 서로 마주본다.
제1 자성체(2500)와 제2 자성체(3500)는 서로 간에 인력을 발생시킬 수 있다. 예컨대, 제1 자성체(2500)와 제2 자성체(3500) 사이에는 광축(Z축)에 수직한 방향으로 인력이 작용한다.
제1 자성체(2500)와 제2 자성체(3500) 중 어느 하나는 마그네트이고, 다른 하나는 요크일 수 있다. 다른 실시예로, 제1 자성체(2500)와 제2 자성체(3500)가 모두 마그네트로 제공될 수 있다.
제1 자성체(2500)와 제2 자성체(3500)의 인력에 의해 제3 볼 부재(B3)는 캐리어(2000) 및 베이스(3000)와 각각 접촉될 수 있다.
제3 볼 부재(B6)는 제1 볼 그룹(BG1) 및 제2 볼 그룹(BG2)을 포함하며, 제1 볼 그룹(BG1)과 제2 볼 그룹(BG2)은 각각 광축(Z축) 방향을 따라 배치된 복수의 볼을 포함한다.
제1 볼 그룹(BG1)와 제2 볼 그룹(BG2)은 광축(Z축)에 수직한 방향(예컨대, Y축 방향)으로 이격 배치된다. 제1 볼 그룹(BG1)의 볼의 개수와 제2 볼 그룹(BG2)의 볼의 개수는 서로 다를 수 있다(도 23 참조).
예컨대, 제1 볼 그룹(BG1)은 광축(Z축) 방향을 따라 배치된 4개 이상의 볼을 포함하고, 제2 볼 그룹(BG2)은 광축(Z축) 방향을 따라 배치된 3개 이하의 볼을 포함한다.
그러나, 각 볼 그룹에 속한 볼의 개수에 본 발명의 사상이 제한되는 것은 아니며, 제1 볼 그룹(BG1)에 속한 볼의 개수와 제2 볼 그룹(BG2)에 속한 볼의 개수가 다르다는 전제하에 각 볼 그룹에 속한 볼의 개수는 변경될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 제1 볼 그룹(BG1)이 4개의 볼을 포함하고, 제2 볼 그룹(BG2)이 3개의 볼을 포함하는 실시예를 바탕으로 설명한다.
도 29를 참조하면, 제1 볼 그룹(BG1)에서, 광축(Z축) 방향으로 최외곽에 배치된 2개의 볼은 서로 직경이 동일하고, 그 사이에 배치된 볼은 최외곽에 배치된 볼보다 직경이 작을 수 있다. 예컨대, 제1 볼 그룹(BG1)에서, 광축(Z축) 방향으로 최외곽에 배치된 2개의 볼은 제1 직경을 갖고, 그 사이에 배치된 2개의 볼은 제2 직경을 가지며, 제1 직경은 제2 직경보다 크다.
그리고, 제2 볼 그룹(BG2)의 3개의 볼 중 2개의 볼은 나머지 1개의 볼보다 직경이 크다. 예컨대, 제2 볼 그룹(BG2)에서 2개의 볼은 제3 직경을 갖고, 1개의 볼은 제4 직경을 가지며, 제3 직경은 제4 직경보다 크다. 그리고, 제1 직경과 제3 직경은 같을 수 있다.
도 29를 참조하면, 제2 볼 그룹(BG2)의 3개의 볼 중 광축(Z축) 방향 위쪽에 배치된 2개의 볼이 제3 직경을 갖고, 광축(Z축) 방향으로 가장 아래쪽에 배치된 1개의 볼은 제4 직경을 갖는다. 다른 실시예로, 광축(Z축) 방향으로 가장 위쪽에 배치된 1개의 볼이 제4 직경을 갖고, 나머지 2개의 볼이 제3 직경을 갖는 것도 가능하다. 또한, 제2 볼 그룹(BG2)의 3개의 볼 중 광축(Z축) 방향으로 최외곽에 배치된 2개의 볼이 제3 직경을 갖고, 그 사이에 배치된 1개의 볼이 제4 직경을 갖는 것도 가능하다.
여기서, 직경이 동일하다는 것은 물리적으로 동일한 경우는 물론이고, 제조 상의 오차를 포함하는 의미일 수 있다.
따라서, 제3 볼 부재(B3)는 캐리어(2000) 및 베이스(3000)와 적어도 3점 접촉될 수 있다.
한편, 제1 볼 그룹(BG1)의 복수의 볼 중에서 제1 직경을 갖는 2개의 볼의 중심 사이의 거리와, 제2 볼 그룹(BG2)의 복수의 볼 중에서 제3 직경을 갖는 2개의 볼의 중심 사이의 거리는 다르다. 예컨대, 제1 직경을 갖는 2개의 볼의 중심 사이의 거리가, 제3 직경을 갖는 2개의 볼의 중심 사이의 거리보다 멀다.
캐리어(2000)가 광축(Z축) 방향으로 이동될 때 광축(Z축) 방향에 평행하게 이동되도록(즉, 틸트(Tilt)가 발생하는 것을 방지) 하기 위해서는, 제1 자성체(2500)와 제2 자성체(3500) 사이에 작용하는 인력의 작용 중심점(CP)이, 제3 볼 부재(B3)와 캐리어(2000, 또는 베이스(3000))의 접촉점들을 연결한 지지영역(A) 내에 위치하도록 해야 한다.
인력의 작용 중심점(CP)이 지지영역(A)을 벗어나게 되면, 캐리어(2000)의 이동 과정에서 캐리어(2000)의 위치가 틀어지게 되어 틸트(Tilt)가 발생될 우려가 있다. 따라서, 지지영역(A)이 가능한 넓게 형성되도록 할 필요가 있다.
본 실시예는 의도적으로 제3 볼 부재(B6)의 복수의 볼 중 일부의 크기(일 예로, 직경)를 나머지 볼의 크기(일 예로, 직경)보다 크게 형성한다. 이와 같은 경우, 복수의 볼 중 크기가 큰 볼들을 의도적으로 캐리어(2000, 또는 베이스(3000))와 접촉시킬 수 있다.
도 29를 참조하면, 제1 볼 그룹(BG1)의 복수의 볼 중에서 광축(Z축) 방향으로 최외곽에 배치된 2개의 볼의 직경이 나머지 볼의 직경보다 크므로, 제1 볼 그룹(BG1)은 캐리어(2000, 또는 베이스(3000))와 2점 접촉한다. 그리고, 제2 볼 그룹(BG2)의 복수의 볼 중에서 2개의 볼의 직경이 나머지 볼의 직경보다 크므로, 제2 볼 그룹(BG2)은 캐리어(2000, 또는 베이스(3000))와 2점 접촉한다.
따라서, 제1 볼 그룹(BG1)과 제2 볼 그룹(BG2)을 포함하는 제3 볼 부재(B6)는 캐리어(2000, 또는 베이스(3000))와 4점 접촉한다. 그리고, 접촉점들을 서로 연결한 지지영역(A)은 사각형 형태(예컨대, 사다리꼴)일 수 있다.
따라서, 지지영역(A)을 상대적으로 넓게 형성할 수 있고, 이에 따라, 제1 자성체(2500)와 제2 자성체(3500) 사이에 작용하는 인력의 작용 중심점(CP)을 안정적으로 지지영역(A) 내에 위치시킬 수 있다. 따라서, 초점 조정 시의 구동 안정성을 확보할 수 있다.
한편, 일부 볼들의 직경을 서로 동일하게 제조하더라도, 제조상의 오차에 의해 볼들의 실제 크기는 다를 수 있다. 즉, 제1 볼 그룹(BG1) 및 제2 볼 그룹(BG2) 중 어느 하나는 캐리어(2000, 또는 베이스(3000))와 2점 접촉하고, 다른 하나는 캐리어(2000, 또는 베이스(3000))와 1점 접촉할 수 있다. 이 경우, 접촉점들을 연결한 지지영역(A)은 도 29와는 달리 삼각형 형태일 수 있다.
제1 자성체(2500)와 제2 자성체(3500)는 각각 보조 가이드(예컨대, 제2 홈(g62) 및 제4 홈(g64))보다 주 가이드(예컨대, 제1 홈(g61) 및 제3 홈(g63))에 더 가깝게 배치될 수 있다. 예컨대, 제1 축(X축) 방향에서 바라볼 때, 제1 자성체(2500)와 제2 자성체(3500) 사이에 발생하는 인력의 작용 중심점(CP)은 보조 가이드보다 주 가이드에 가깝게 배치된다.
지지영역(A)은 주 가이드에 가까울 수록 광축(Z축) 방향으로의 길이가 길게 형성되므로, 제1 자성체(2500)와 제2 자성체(3500)를 주 가이드에 가깝게 배치시킴으로써 더욱 안정적으로 인력의 작용 중심점(CP)을 지지영역(A) 내에 위치시킬 수 있다.
한편, 초점 조정 시에, 제1 볼 그룹(BG1)의 복수의 볼과 제2 볼 그룹(BG2)의 복수의 볼은 광축(Z축) 방향으로 구름운동한다. 따라서, 각 볼 그룹에 속한 볼의 이동에 따라 지지영역(A)의 크기가 변경될 수 있다. 이러한 경우 구동 중에 예기치 않게 인력의 작용 중심점(CP)이 지지영역(A)을 벗어날 우려가 있다.
본 실시예에서는, 베이스(3000)의 수용부(3300)에 제3 볼 부재(B6)를 향해 돌출되는 제1 돌출부(3310) 및 제2 돌출부(3330)가 배치될 수 있다. 예컨대, 제1 돌출부(3310)는 주 가이드인 제3 홈(g63)에 배치되고, 제2 돌출부(3330)는 보조 가이드인 제4 홈(g64)에 배치된다.
여기서, 제1 돌출부(3310)와 제2 돌출부(3330)는 광축(Z축) 방향으로의 길이가 다르다. 일 예로, 제1 돌출부(3310)의 광축(Z축) 방향으로의 길이보다 제2 돌출부(3330)의 광축(Z축) 방향으로의 길이가 더 길다.
그리고, 주 가이드인 제3 홈(g63)의 광축(Z축) 방향으로의 길이와 보조 가이드인 제4 홈(g64)의 광축(Z축) 방향으로의 길이는 다르다. 일 예로, 제3 홈(g63)의 광축(Z축) 방향으로의 길이가 제4 홈(g64)의 광축(Z축) 방향으로의 길이보다 더 길다.
따라서, 본 실시예는, 제1 볼 그룹(BG1)에 속하는 복수의 볼의 개수와 제2 볼 그룹(BG2)에 속하는 복수의 볼의 개수를 다르게 구성하는 한편, 각 볼 그룹이 수용되는 공간의 광축(Z축) 방향으로의 길이를 다르게 형성함으로써, 지지영역(A)의 크기가 변경되는 것을 방지하거나, 혹은 지지영역(A)의 크기가 변경되더라도 인력의 작용 중심점(CP)이 지지영역(A)을 벗어나지 않도록 할 수 있다.
도 23을 참조하면, 본 실시예에 따른 액추에이터(2)는 제2 구동부(7000)를 포함한다. 제2 구동부(7000)는 광축(Z축) 방향으로 구동력을 발생시켜 캐리어(2000)를 광축(Z축) 방향으로 이동시킬 수 있다.
제2 구동부(7000)는 제3 마그네트(7100) 및 제3 코일(7300)을 포함한다. 제3 마그네트(7100)와 제3 코일(7300)은 광축(Z축) 방향으로 마주보게 배치될 수 있다.
제3 마그네트(7100)는 캐리어(2000)에 배치된다. 예컨대, 제3 마그네트(7100)는 캐리어(2000)의 상부면과 하부면 중 적어도 하나에 배치될 수 있다. 제3 마그네트(7100)는 캐리어(2000)의 가이드부(2300)의 상부면과 하부면 중 적어도 하나에 배치될 수 있다. 캐리어(2000)의 상부면은 하우징(5000)의 상부면을 향하는 면일 수 있고, 캐리어(2000)의 하부면은 커버(5300)와 마주보는 면을 의미할 수 있다.
캐리어(2000)와 제3 마그네트(7100) 사이에는 제3 백요크(7500)가 배치될 수 있다. 제3 백요크(7500)는 제3 마그네트(7100)의 자속이 누설되는 것을 방지함으로써 구동력을 향상시킬 수 있다.
도 23을 참조하면, 제3 마그네트(7100)는 2개의 마그네트를 포함하고, 캐리어(2000)의 상부면과 하부면에 각각 1개의 마그네트가 배치될 수 있다. 그리고, 제3 코일(7300)은 2개의 마그네트와 광축(Z축) 방향으로 마주보도록 2개의 코일을 포함한다.
제3 마그네트(7100)와 제3 코일(7300)이 광축(Z축) 방향으로 마주보므로, 제3 마그네트(7100)가 광축(Z축) 방향으로 이동됨에 따라 제3 마그네트(7100)와 제3 코일(7300) 사이의 광축(Z축) 방향으로의 이격 거리가 바뀔 수 있다.
본 실시예에서는, 캐리어(2000)의 상부면 쪽에 배치된 제3 마그네트(7100)와 제3 코일(7300) 사이의 이격 거리가 줄어들 경우, 캐리어(2000)의 하부면 쪽에 배치된 제3 마그네트(7100)와 제3 코일(7300) 사이의 이격 거리는 증가한다.
따라서, 제3 마그네트(7100)와 제3 코일(7300) 사이의 이격 거리를 보상할 수 있으므로, 캐리어(2000)의 이동에 따라 제3 구동부(7000)의 구동력의 크기가 변경되는 것을 방지할 수 있다
다만, 초점 조정을 위해 필요한 캐리어(2000)의 이동 거리에 따라 제3 마그네트(7100)를 캐리어(2000)의 상부면과 하부면 중 어느 하나에 배치하는 것도 가능하다.
제3 마그네트(7100)는 N극과 S극이 광축(Z축) 방향을 따라 배치되도록 착자된 단극 마그네트일 수 있다. 예컨대, 제3 마그네트(7100)는 제3 코일(7300)과 마주보는 면이 S극을 가질 수 있고, 반대 면이 N극을 가질 수 있다. N극과 S극이 서로 반대로 착자될 수 있음은 물론이다. N극과 S극 사이에는 중립영역이 형성된다.
제3 코일(7300)은 제3 마그네트(7100)와 마주보도록 배치된다. 예컨대, 제3 코일(7300)은 광축(Z축) 방향으로 제3 마그네트(7100)와 마주보도록 배치될 수 있다.
제3 코일(7300)이 2개의 코일을 포함하는 경우, 1개의 코일은 제1 기판(8100)에 배치되고, 1개의 코일은 제2 기판(8300)에 배치된다. 제2 기판(8300)은 제3 마그네트(7100)와 제3 코일(7300)이 광축(Z축) 방향으로 마주보도록 커버(5300)에 장착된다.
제3 마그네트(7100)는 캐리어(2000)에 장착되어 캐리어(2000)와 함께 광축(Z축) 방향으로 이동하는 이동부재이고, 제3 코일(7300)은 제1 기판(8100) 및/또는 제2 기판(8300)에 고정된 고정부재이다.
제3 코일(7300)에 전원이 인가되면, 제3 마그네트(7100)와 제3 코일(7300) 사이의 전자기력에 의하여 캐리어(2000)를 광축(Z축) 방향으로 이동시킬 수 있다.
캐리어(2000)에는 이미지센서(S)가 배치되므로, 캐리어(2000)의 이동에 의해 이미지센서(S)도 광축(Z축) 방향으로 이동된다.
도 30은 제3 마그네트(7100)의 위치의 변형예이다. 도 30에 도시된 실시예는, 제3 마그네트(7100) 및 제3 코일(7300)의 위치에 있어서 도 23에 도시된 실시예와 차이가 있다.
도 30을 참조하면, 제3 마그네트(7100)에 포함된 2개의 마그네트 중 어느 하나는 캐리어(2000)의 하부면 중에서 가이드부(2300)가 배치된 부분을 제외한 나머지 면에 배치될 수 있다.
도 23과 도 30을 참조하면, 제3 마그네트(7100)는 캐리어(2000)의 하부면 어디라도 배치될 수 있다.
제3 마그네트(7100)는 캐리어(2000)의 하부면 어디라도 배치될 수 있으므로, 제3 마그네트(7100)의 위치에 따라, 제3 마그네트(7100)의 적어도 일부가 제1 마그네트(6110) 또는 제2 마그네트(6310)와 광축(Z축) 방향으로 중첩되게 배치될 수 있다.
도 30에 도시된 실시예에서는 제1 마그네트(6110)가 제3 마그네트(7100)와 광축(Z축) 방향으로 중첩되는 위치에 배치되어 있다.
이 경우, 제1 마그네트(6110)의 자기장이 제3 코일(7300)에 영향을 미치거나, 제3 마그네트(7100)의 자기장이 제1 코일(6130)에 영향을 미칠 수 있으므로, 제1 마그네트(6110)와 제3 마그네트(7100) 사이에는 요크가 배치될 수 있다. 요크는 캐리어(2000)의 상부면, 캐리어(2000)의 하부면 및 베이스(3000)의 하부면 중 적어도 하나에 배치될 수 있다. 요크는 자성을 갖는 금속 재질일 수 있다.
한편, 본 실시예에 따른 액추에이터(2)는 캐리어(2000)의 광축(Z축) 방향으로의 위치를 감지할 수 있다.
이를 위하여 제2 위치센싱부(7700)가 제공된다(도 23 및 도 28 참조). 제2 위치센싱부(7700)는 센싱마그네트(7710) 및 제3 위치센서(7730)를 포함한다. 센싱마그네트(7710)는 캐리어(2000)의 하부면에 배치되고, 제3 위치센서(7730)는 센싱마그네트(7710)와 마주보도록 제2 기판(8300)에 배치된다. 제3 위치센서(7730)는 홀 센서일 수 있다.
도 23에 도시된 실시예에서는 제2 위치센싱부(7700)가 센싱마그네트(7710)와 제3 위치센서(7730)를 포함하나, 별도의 센싱마그네트(7710)를 배치하지 않고 제3 위치센서(7730)를 제3 마그네트(7100)와 마주보게 배치하는 것도 가능하다.
또는, 제2 위치센싱부(7700)는 센싱마그네트(7710)와 센싱코일을 포함할 수 있다. 예컨대, 센싱코일은 센싱마그네트(7710)와 마주보도록 제2 기판(8300)에 배치될 수 있다. 센싱마그네트(7710)와 센싱코일 사이의 광축(Z축) 방향 거리 변화에 따라 센싱코일의 인덕턴스가 변화하며, 이를 통해 캐리어(2000)의 위치를 감지할 수 있다.
또는, 별도의 센싱마그네트와 센싱코일을 배치하는 대신에, 제3 코일(7300)이 제2 위치센싱부(7700)로 기능할 수 있다.
예컨대, 제3 코일(7300)의 인덕턴스 변화를 통해 캐리어(2000)의 위치를 감지할 수 있다.
예를 들어, 캐리어(2000)가 이동됨에 따라 제3 마그네트(7100)도 이동되고, 이에 따라 제3 코일(7300)의 인덕턴스가 변화하게 된다. 따라서, 제3 코일(7300)의 인덕턴스 변화를 통해 캐리어(2000)의 위치를 감지할 수 있다.
커버(5300)는 캐리어(2000)의 하부면 중 적어도 일부를 커버하도록 하우징(5000)에 결합된다.
따라서, 커버(5300)는 캐리어(2000)가 외부로 이탈되는 것을 방지하는 스토퍼의 역할을 할 수 있다.
또한, 커버(5300)는 제3 볼 부재(B6)가 이탈되는 것을 방지하도록 캐리어(2000)의 가이드부(2300)의 하부면을 커버할 수 있다.
캐리어(2000)의 바디부(2100)와 커버(5300, 또는 제2 기판(8300))가 서로 광축(Z축) 방향으로 마주보는 면 중 적어도 하나에는 탄성을 갖는 제3 완충부재(d3)가 배치될 수 있다. 예컨대, 도 26을 참조하면, 제3 완충부재(d3)는 캐리어(2000)의 바디부(2100)의 하부면에 배치될 수 있다. 제3 완충부재(d3)는 캐리어(2000)의 바디부(2100)의 하부면 중 적어도 3군데 이격되어 배치될 수 있다. 제3 완충부재(d3)는 탄성력을 갖는 재질일 수 있다. 일 예로, 제3 완충부재(d3)는 고무재질일 수 있다.
따라서, 캐리어(2000)와 커버(5300, 또는 제2 기판(8300))가 충돌할 경우 제3 완충부재(d3)에 의해 충격 및 소음을 감소시킬 수 있다.
캐리어(2000)는 베이스(3000)에 대해 상대적으로 광축(Z축) 방향으로 이동될 수 있다. 또한, 캐리어(2000)는 베이스(3000)와 함께 광축(Z축)에 수직한 방향으로 이동될 수 있다.
이미지센서(S)는 제1 기판(8100) 및/또는 제2 기판(8300)과 전기적으로 연결된다. 예컨대, 이미지센서(S)는 연결부에 의해 제1 기판(8100) 및/또는 제2 기판(8300)과 전기적으로 연결될 수 있다.
이미지센서(S)가 3개의 축 방향으로 이동 가능하므로, 이미지센서(S)와 제1 기판(8100) 및/또는 제2 기판(8300)을 연결하는 연결부는 플렉서블하게 구성될 수 있다.
예컨대, 연결부는 도체가 패터닝된 플렉서블한 필름 형태 또는 복수의 케이블 형태일 수 있다. 따라서, 이미지센서(S)가 이동되는 경우 연결부가 휘어질 수 있다.
다른 실시예로, 이미지센서(S)와 연결되는 제3 기판이 제공될 수 있다. 제3 기판은 플렉서블한 연결부를 구비하며, 연결부를 통해 이미지센서(S)와 제3 기판이 연결될 수 있다. 연결부는 도체가 패터닝된 플렉서블한 필름 형태 또는 복수의 케이블 형태일 수 있다.
도 14 내지 도 30을 참조하면, 카메라 모듈(30)은, 렌즈모듈(1000)이 아닌 이미지센서(S)를 이동시켜 자동 초점 조정(AF) 및 흔들림 보정(OIS)을 수행할 수 있다. 즉, 이미지센서(S)는 캐리어(2000)와 함께 광축(Z축) 방향으로 이동되어 초점을 조정할 수 있다. 또한, 이미지센서(S)는 캐리어(2000)와 함께 광축(Z축)에 수직한 방향으로 이동되어 촬영 시의 흔들림을 보정할 수 있다.
다른 실시예로, 도 31을 참조하면, 렌즈배럴(1100)은 캐리어(2000)에 결합될 수 있다. 따라서, 렌즈배럴(1100)은 캐리어(2000)와 함께 광축(Z축) 방향으로 이동되어 초점을 조정할 수 있다. 또한, 렌즈배럴(1100)은 캐리어(2000)와 함께 광축(Z축)에 수직한 방향으로 이동되어 촬영 시의 흔들림을 보정할 수 있다.
이미지센서(S)는 제2 기판(8300)에 배치되며, 제2 기판(8300)은 커버(5300)에 장착된다. 그리고, 커버(5300)는 하우징(5000)에 결합된다. 이 경우, 이미지센서(S)는 자동 초점 조정(AF) 및 흔들림 보정(OIS) 시에 움직이지 않는 고정부재이다.
커버(5300)에는 광축(Z축) 방향으로 돌출된 돌기부(5310)가 구비되며, 돌기부(5310)는 제3 볼 부재(B3)와 광축(Z축) 방향으로 마주보는 위치에 배치될 수 있다. 따라서, 돌기부(5310)에 의해 제3 볼 부재(B3)가 이탈되는 것을 방지할 수 있다. 참고로, 제2 기판(8300)에는 돌기부(5310)가 관통하는 홀이 배치될 수 있다.
도 32는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 카메라 모듈의 개략적인 분해 사시도이고, 도 33은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 카메라 모듈의 하우징 및 베이스의 분해 사시도이다.
도 32 및 도 33에 도시된 액추에이터(3) 및 카메라 모듈(40)은 도 14 내지 도 30에 도시된 실시예와 대비할 때 베이스(3000)의 이동을 가이드하는 구성에 있어서 차이가 있다.
도 32 및 도 33을 참조하면, 하우징(5000) 내에 베이스(3000)가 배치된다. 도 17 내지 도 30에 도시된 실시예와는 달리, 하우징(5000)과 베이스(3000) 사이에 가이드부재(4000)가 구비되지 않는다. 또한, 가이드부재(4000)가 구비되지 않음에 따라 가이드부재(4000)와 하우징(5000) 사이에 배치되는 볼 부재(도 17 내지 도 30에 도시된 실시예의 제1 볼 부재)도 구비되지 않는다.
베이스(3000)는 하우징(5000) 내에서 제1 축(X축) 방향 및 제2 축(Y축) 방향으로 이동 가능하게 구성될 수 있다.
하우징(5000)과 베이스(3000) 사이에는 제1 볼 부재(B4)가 배치된다. 제1 볼 부재(B4)는 하우징(5000) 및 베이스(3000)와 각각 접촉하도록 배치된다.
제1 볼 부재(B4)는 흔들림 보정 과정에서 베이스(3000)가 2개의 축 방향으로 이동할 수 있도록 가이드하는 기능을 한다. 또한, 하우징(5000)과 베이스(3000) 간의 간격을 유지시키는 기능도 한다.
제1 볼 부재(B4)는 베이스(3000)의 제1 축(X축) 방향으로의 이동 및 제2 축(Y축) 방향으로의 이동을 모두 가이드할 수 있다.
일 예로, 제1 볼 부재(B4)는 제1 축(X축) 방향으로의 구동력이 발생한 경우에 제1 축(X축) 방향으로 구름운동한다. 이에 따라, 제1 볼 부재(B4)는 베이스(3000)의 제1 축(X축) 방향으로의 이동을 가이드한다.
또한, 제1 볼 부재(B4)는 제2 축(Y축) 방향으로의 구동력이 발생한 경우에 제2 축(Y축) 방향으로 구름운동한다. 이에 따라, 제1 볼 부재(B4)는 베이스(3000)의 제2 축(Y축) 방향으로의 이동을 가이드한다.
제1 볼 부재(B4)는 하우징(5000)과 베이스(3000) 사이에 배치되는 복수의 볼을 포함한다.
하우징(5000)과 베이스(3000)가 광축(Z축) 방향으로 서로 마주보는 면 중 적어도 하나에는 제1 볼 부재(B4)가 배치되는 제1 가이드홈(g4')이 구비된다. 제1 가이드홈(g4')은 제1 볼 부재(B4)의 복수의 볼에 대응되도록 복수개가 구비된다.
제1 볼 부재(B4)는 제1 가이드홈(g4')에 배치되어 하우징(5000)과 베이스(3000) 사이에 끼워진다. 제1 볼 부재(B4)는 제1 가이드홈(g4')에 수용된 상태에서, 광축(Z축) 방향으로의 이동이 제한되며 제1 축(X축) 방향 및 제2 축(Y축) 방향으로 이동될 수 있다. 일 예로, 제1 볼 부재(B1)는 제1 축(X축) 방향 및 제2 축(Y축) 방향으로 구름운동 가능하다.
제1 가이드홈(g4')은 광축(Z축) 방향에 수직한 평면으로 자른 단면의 형상이 원형을 갖도록 구성될 수 있다.
한편, 제1 구동부(6000)의 제1 마그네트(6110) 및 제2 마그네트(6310)는 베이스(3000)에 장착된다.
도 32 및 도 33에 도시된 실시예는, 도 17 내지 도 30에 도시된 실시예와는 달리 하우징(5000)과 베이스(3000) 사이에 가이드부재(4000)가 배치되지 않으므로, 액추에이터(3) 및 카메라 모듈(40)의 높이를 더욱 줄일 수 있다.
도 34는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 카메라 모듈의 개략적인 분해 사시도이고, 도 35는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 카메라 모듈의 제1 구동부의 평면도이며, 도 36 및 도 37은 도 35의 변형예이다.
도 34 내지 도 36에 도시된 액추에이터(4) 및 카메라 모듈(50)은 도 32 및 도 33에 도시된 실시예와 대비할 때 제1 구동부(6000')의 구성에 있어서 차이가 있다.
도 32 및 도 33에 도시된 실시예를 먼저 살펴보면, 제1 구동부(6000)는 제1 서브 구동부(6100)와 제2 서브 구동부(6300)를 포함한다. 제1 서브 구동부(6100)는 제1 마그네트(6110)와 제1 코일(6130)을 포함하고, 제2 서브 구동부(6300)는 제2 마그네트(6310)와 제2 코일(6330)을 포함한다.
그리고, 제1 볼 부재(B4)가 배치된 제1 가이드홈(g4')은 광축(Z축) 방향에 수직한 평면으로 자른 단면의 형상이 원형을 갖도록 구성된다. 제1 볼 부재(B4)는 제1 가이드홈(g4') 내에서 광축(Z축) 방향에 수직한 방향으로 구름운동할 수 있다.
따라서, 제1 축(X축) 방향 또는 제2 축(Y축) 방향으로 구동력을 발생시키는 과정에서 의도치 않게 구동력에 편차가 발생하는 경우 베이스(3000)에 광축(Z축)을 회전축으로 하는 회전력이 작용할 우려가 있다.
도 32 및 도 33에 도시된 실시예의 경우 이러한 회전력의 발생을 방지하거나 회전력을 상쇄할 수 있는 구동력을 발생시키기 어려울 수 있다.
그러나, 도 34 내지 도 36에 도시된 실시예의 경우, 제1 구동부(6000')가 회전력을 상쇄시키는 구동력을 추가로 발생시킬 수 있도록 구성된다.
도 34 내지 도 36을 참조하면, 제1 구동부(6000')는 제1 서브 구동부(6100')와 제2 서브 구동부(6300')를 포함한다. 제1 서브 구동부(6100')는 제1 마그네트(6110) 및 제1 코일부(6130')를 포함하고, 제2 서브 구동부(6300')는 제2 마그네트(6310) 및 제2 코일부(6330')를 포함한다.
제1 코일부(6130')와 제2 코일부(6330') 중 적어도 하나는 2개의 코일을 포함할 수 있다.
예컨대, 제1 코일부(6130')는 제1 서브 코일(6131) 및 제2 서브 코일(6133)을 포함할 수 있고, 제2 코일부(6330')는 제3 서브 코일(6331) 및 제4 서브 코일(6333)을 포함할 수 있다.
제1 서브 코일(6131) 및 제2 서브 코일(6133)은 각각 제1 마그네트(6110)와 광축(Z축) 방향으로 마주보게 배치된다. 그리고, 제1 서브 코일(6131) 및 제2 서브 코일(6133)은 제1 마그네트(6110)의 길이 방향을 따라 이격 배치된다.
제3 서브 코일(6331) 및 제4 서브 코일(6333)은 각각 제2 마그네트(6310)와 광축(Z축) 방향으로 마주보게 배치된다. 그리고, 제3 서브 코일(6331) 및 제4 서브 코일(6333)은 제2 마그네트(6310)의 길이 방향을 따라 이격 배치된다.
도 34 및 도 35에는 제1 코일부(6130')와 제2 코일부(6330')가 각각 2개의 코일을 포함하는 실시예가 도시되어 있으나, 도 36에 도시된 바와 같이, 제1 코일부(6130')와 제2 코일부(6330') 중 어느 하나는 2개의 코일을 포함하고 나머지 하나는 1개의 코일을 포함하는 것도 가능하다.
제1 위치센싱부(6500')는 적어도 3개의 위치센서를 포함한다. 위치센서가 3개 구비되는 경우, 1개의 위치센서는 제1 마그네트(6110)와 제2 마그네트(6310) 중 어느 하나와 마주보게 배치되고, 나머지 2개의 위치센서는 제1 마그네트(6110)와 제2 마그네트(6310) 중 나머지 하나와 마주보게 배치된다.
예컨대, 도 35를 참조하면, 제1 위치센싱부(6500')는 제1 위치센서(6510), 제2 위치센서(6530) 및 제3 위치센서(6550)를 포함한다.
제1 위치센서(6510)는 제1 마그네트(6110)와 광축(Z축) 방향으로 마주보도록 배치되고, 제2 위치센서(6530)와 제3 위치센서(6550)는 각각 제2 마그네트(6310)와 광축(Z축) 방향으로 마주보도록 배치된다. 제2 위치센서(6530)와 제3 위치센서(6550)는 제2 마그네트(6310)의 길이 방향을 따라 이격 배치될 수 있다.
광축(Z축)을 회전축으로 하는 회전력이 작용하여 베이스(3000)가 회전되는 경우, 베이스(3000)에 배치된 제2 마그네트(6310)도 베이스(3000)와 함께 회전된다. 제2 마그네트(6310)는 서로 이격 배치된 제2 위치센서(6530) 및 제3 위치센서(6550)와 마주보므로, 제2 위치센서(6530)와 제3 위치센서(6550)를 통해 베이스(3000)가 회전되는지 여부를 판단할 수 있다. 또한, 회전된 베이스(3000)의 위치를 감지할 수 있다.
도 35를 참조하면, 제1 서브 구동부(6100')가 2개의 코일을 포함하고, 제2 서브 구동부(6300')가 2개의 코일을 포함한다. 따라서, 제1 서브 구동부(6100')의 2개의 코일과 제1 마그네트(6110), 및 제2 서브 구동부(6300')의 2개의 코일과 제2 마그네트(6310)가 상호작용하여 회전력을 상쇄시키는 구동력을 발생시킬 수 있다.
도 37을 참조하면, 제1 서브 구동부(6100')가 2개의 코일을 포함하고, 제2 서브 구동부(6300')가 2개의 코일을 포함하며, 제1 위치센싱부(6500')는 4개의 위치센서를 포함할 수 있다.
예컨대, 제1 위치센싱부(6500')는 제1 위치센서(6510), 제2 위치센서(6530), 제3 위치센서(6550) 및 제4 위치센서(6570)를 포함한다.
제1 위치센서(6510)와 제2 위치센서(6530)는 제1 마그네트(6110)와 광축(Z축) 방향으로 마주보도록 배치되고, 제3 위치센서(6550)와 제4 위치센서(6570)는 각각 제2 마그네트(6310)와 광축(Z축) 방향으로 마주보도록 배치된다. 제1 위치센서(6510)와 제2 위치센서(6530)는 제1 마그네트(6110)의 길이 방향을 따라 이격 배치될 수 있고, 제3 위치센서(6550)와 제4 위치센서(6570)는 제2 마그네트(6310)의 길이 방향을 따라 이격 배치될 수 있다.
4개의 위치센서를 통해 베이스(3000)의 회전 여부 및 회전된 베이스(3000)의 위치를 감지할 수 있으며, 제1 서브 구동부(6100') 및 제2 서브 구동부(6300')를 통해 베이스(3000)에 작용하는 회전력을 상쇄시킬 수 있다.
상기에서는 본 발명에 따른 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속함을 밝혀둔다.
P: 휴대용 전자기기
10, 20, 30, 40, 50: 카메라 모듈
1, 2, 3, 4: 액추에이터
1000: 렌즈모듈
2000: 캐리어
3000: 베이스
4000: 가이드부재
5000: 하우징
6000: 제1 구동부
7000: 제2 구동부
8100: 제1 기판
8300: 제2 기판
9000: 요크부
10, 20, 30, 40, 50: 카메라 모듈
1, 2, 3, 4: 액추에이터
1000: 렌즈모듈
2000: 캐리어
3000: 베이스
4000: 가이드부재
5000: 하우징
6000: 제1 구동부
7000: 제2 구동부
8100: 제1 기판
8300: 제2 기판
9000: 요크부
Claims (16)
- 내부 공간을 갖는 하우징;
상기 하우징 내에 광축 방향으로 적층 배치되는 가이드부재, 베이스 및 캐리어;
상기 광축 방향에 수직한 제1 축 방향, 및 상기 광축 방향과 상기 제1 축 방향에 모두 수직한 제2 축 방향으로 구동력을 발생시키며, 복수의 마그네트와 복수의 코일을 포함하는 제1 구동부; 및
상기 광축 방향으로 구동력을 발생시키며, 마그네트와 코일을 포함하는 제2 구동부;를 포함하며,
상기 캐리어, 상기 베이스 및 상기 가이드부재는 상기 제1 축 방향으로 함께 이동 가능하게 구성되고,
상기 캐리어 및 상기 베이스는 상기 제2 축 방향으로 함께 이동 가능하게 구성되며,
상기 캐리어는 상기 베이스에 대해 상대적으로 상기 광축 방향으로 이동 가능하게 구성되고,
상기 제1 구동부의 상기 복수의 마그네트와 상기 복수의 코일은 상기 광축 방향으로 마주보게 배치되며,
상기 제2 구동부의 상기 마그네트와 상기 코일은 상기 광축 방향으로 마주보게 배치되는 카메라용 액추에이터.
- 제1항에 있어서,
상기 제1 구동부는,
제1 마그네트, 및 상기 제1 마그네트와 상기 광축 방향으로 마주보는 제1 코일을 포함하는 제1 서브 구동부; 및
제2 마그네트, 및 상기 제2 마그네트와 상기 광축 방향으로 마주보는 제2 코일을 포함하는 제2 서브 구동부;를 포함하고,
상기 제1 마그네트는 상기 가이드부재에 장착되고, 상기 제2 마그네트는 상기 베이스에 장착되는 카메라용 액추에이터.
- 제2항에 있어서,
상기 가이드부재에는 상기 제1 마그네트가 배치되는 장착홈 및 상기 제2 마그네트를 수용하는 도피홀이 구비되는 카메라용 액추에이터.
- 제2항에 있어서,
상기 하우징에는 제1 기판이 장착되고,
상기 제1 기판의 일면에는 상기 제1 코일 및 상기 제2 코일이 배치되며,
상기 제1 기판의 타면에는 상기 제1 마그네트와 마주보는 위치에 제1 요크가 배치되고, 상기 제2 마그네트와 마주보는 위치에 제2 요크가 배치되는 카메라용 액추에이터.
- 제1항에 있어서,
상기 가이드부재와 상기 하우징 사이에는 상기 제1 축 방향으로 구름운동 가능한 제1 볼 부재가 배치되고, 상기 가이드부재와 상기 베이스 사이에는 상기 제2 축 방향으로 구름운동 가능한 제2 볼 부재가 배치되는 카메라용 액추에이터.
- 제5항에 있어서,
상기 가이드부재와 상기 하우징이 상기 광축 방향으로 마주보는 면 중 적어도 하나에는 상기 제1 볼 부재가 배치되는 제1 가이드홈이 구비되고,
상기 가이드부재와 상기 베이스가 상기 광축 방향으로 마주보는 면 중 적어도 하나에는 상기 제2 볼 부재가 배치되는 제2 가이드홈이 구비되는 카메라용 액추에이터.
- 제1항에 있어서,
상기 제2 구동부의 상기 마그네트는 상기 캐리어에 장착되는 카메라용 액추에이터.
- 제7항에 있어서,
상기 하우징에는 제1 기판이 장착되고,
상기 제2 구동부의 상기 마그네트는 적어도 2개의 마그네트를 포함하고, 상기 제2 구동부의 상기 코일은 적어도 2개의 코일을 포함하며,
상기 2개의 마그네트는 각각 상기 캐리어의 상부면과 하부면에 배치되고,
상기 2개의 코일 중 어느 하나의 코일은 상기 제1 기판에 배치되며, 나머지 하나의 코일은 상기 제1 기판과 상기 광축 방향으로 이격된 위치에 놓이는 제2 기판에 배치되는 카메라용 액추에이터.
- 제1항에 있어서,
상기 캐리어는 바디부 및 상기 바디부의 일측에서 상기 광축 방향으로 연장된 가이드부를 포함하고,
상기 베이스는 상기 바디부와 상기 광축 방향으로 마주보는 안착부 및 상기 안착부의 일측에서 상기 광축 방향으로 연장된 수용부를 포함하며,
상기 가이드부의 적어도 일부는 상기 수용부 내의 수용공간에 수용되는 카메라용 액추에이터.
- 제9항에 있어서,
상기 가이드부와 상기 수용부 사이에는 제3 볼 부재가 배치되고,
상기 가이드부와 상기 수용부가 상기 광축 방향에 수직한 방향으로 마주보는 면에는 각각 상기 제3 볼 부재가 배치되는 제3 가이드홈이 구비되는 카메라용 액추에이터.
- 제10항에 있어서,
상기 제3 볼 부재는 상기 제3 가이드홈과 4점 접촉하는 제1 볼 그룹 및 상기 제3 가이드홈과 3점 접촉하는 제2 볼 그룹을 포함하는 카메라용 액추에이터.
- 제11항에 있어서,
상기 제1 볼 그룹에 속한 복수의 볼의 개수가 상기 제2 볼 그룹에 속한 복수의 볼의 개수보다 많은 카메라용 액추에이터.
- 제11항에 있어서,
상기 가이드부에는 제1 자성체가 배치되고, 상기 수용부에는 제2 자성체가 배치되며, 상기 제1 자성체와 상기 제2 자성체 사이에는 상기 광축 방향에 수직한 방향으로 인력이 발생하고,
상기 제1 자성체와 상기 제2 자성체는 상기 제2 볼 그룹보다 상기 제1 볼 그룹에 가깝게 배치되는 카메라용 액추에이터.
- 제1항에 있어서,
상기 캐리어에는 이미지센서가 배치되는 카메라용 액추에이터.
- 내부 공간을 갖는 하우징;
상기 내부 공간에 고정 배치되는 렌즈모듈;
상기 하우징 내에 광축 방향으로 적층 배치되는 베이스 및 캐리어;
상기 광축 방향에 수직한 제1 축 방향, 및 상기 광축 방향과 상기 제1 축 방향에 모두 수직한 제2 축 방향으로 구동력을 발생시키며, 복수의 마그네트와 복수의 코일을 포함하는 제1 구동부; 및
상기 광축 방향으로 구동력을 발생시키며, 마그네트와 코일을 포함하는 제2 구동부;를 포함하며,
상기 캐리어에는 이미지센서가 배치되고,
상기 캐리어 및 상기 베이스는 상기 제1 축 방향 및 상기 제2 축 방향으로 함께 이동 가능하게 구성되며,
상기 캐리어는 상기 베이스에 대해 상대적으로 상기 광축 방향으로 이동 가능하게 구성되고,
상기 제1 구동부의 상기 복수의 마그네트와 상기 복수의 코일은 상기 광축 방향으로 마주보게 배치되며,
상기 제2 구동부의 상기 마그네트와 상기 코일은 상기 광축 방향으로 마주보게 배치되는 카메라 모듈.
- 제15항에 있어서,
상기 제1 구동부는,
제1 마그네트, 및 상기 제1 마그네트와 상기 광축 방향으로 마주보는 제1 코일을 포함하는 제1 서브 구동부;
제2 마그네트, 및 상기 제2 마그네트와 상기 광축 방향으로 마주보는 제2 코일을 포함하는 제2 서브 구동부; 및
상기 제1 마그네트 및 상기 제2 마그네트와 마주보는 제1 위치센싱부;를 포함하고,
상기 제1 마그네트와 상기 제2 마그네트는 상기 베이스에 장착되고,
상기 제1 코일 및 상기 제2 코일 중 적어도 하나는 2개의 코일을 포함하며,
상기 제1 위치센싱부는 적어도 3개의 위치센서를 포함하는 카메라 모듈.
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CN202111516723.3A CN114690509A (zh) | 2020-12-11 | 2021-12-07 | 用于相机的致动器和包括该致动器的相机模块 |
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GRNT | Written decision to grant |