KR100703513B1 - Optical image stabilizer for camera lens assembly - Google Patents
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Abstract
본 발명은 카메라 렌즈 어셈블리의 손떨림 보정 장치에 있어서, 메인 회로기판을 포함하는 메인 프레임; 상기 메인 프레임 상에서 적어도 일방향으로 유동 가능하게 설치된 구동 프레임; 서브 회로 기판을 포함하고, 상기 구동 프레임 상에 장착되는 카메라 소자; 및 상기 메인 회로기판과 서브 회로기판을 전기적으로 연결하는 회로 결선을 포함하고, 상기 회로 결선은 각각의 양단이 상기 메인 회로기판과 서브 회로기판에 접속되고 상기 메인 회로기판 및 서브 회로기판에 대하여 개별적으로 유동 가능하게 배선된 다수의 도선들로 구성되는 카메라 렌즈 어셈블리의 손떨림 보정 장치를 개시한다.The present invention provides a camera shake assembly, comprising: a main frame including a main circuit board; A drive frame installed to be movable in at least one direction on the main frame; A camera element including a sub circuit board and mounted on the driving frame; And a circuit connection electrically connecting the main circuit board and the sub circuit board, wherein the circuit connection is connected at both ends to the main circuit board and the sub circuit board, respectively, and is independent of the main circuit board and the sub circuit board. An apparatus for compensating for a camera lens assembly including a plurality of conducting wires that are fluidly wired to the camera is disclosed.
카메라, 손떨림, 보정, 프레임, 회로 결선 Camera, Image Stabilization, Correction, Frame, Circuit Connection
Description
도 1은 종래 기술의 일 실시 예에 따른 카메라 렌즈 어셈블리의 카메라 소자를 나타내는 사시도.1 is a perspective view showing a camera device of the camera lens assembly according to an embodiment of the prior art.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 카메라 렌즈 어셈블리의 손떨림 보정 장치를 나타내는 분리 사시도,2 is an exploded perspective view illustrating an image stabilizer of a camera lens assembly according to an exemplary embodiment of the present invention;
도 3은 도 2에 도시된 손떨림 보정 장치를 나타내는 조립 사시도,3 is an assembled perspective view of the image stabilizer shown in FIG. 2;
도 4는 도 2에 도시된 손떨림 보정 장치의 메인 프레임을 나타내는 사시도,4 is a perspective view illustrating a main frame of the image stabilizer shown in FIG. 2;
도 5는 도 2에 도시된 손떨림 보정 장치의 제1 프레임을 각각 나타내는 사시도,5 is a perspective view illustrating each of the first frames of the image stabilizer shown in FIG. 2;
도 6은 도 2에 도시된 손떨림 보정 장치의 제2 프레임을 각각 나타내는 사시도,6 is a perspective view illustrating each of the second frames of the image stabilizer shown in FIG. 2;
도 7 내지 도 10은 도 2에 도시된 카메라 렌즈 어셈블리의 메인 회로기판과 서브 회로기판의 회로 결선을 구성하는 과정을 순차적으로 나타내는 도면,7 to 10 are views sequentially illustrating a process of configuring circuit connections between a main circuit board and a sub circuit board of the camera lens assembly shown in FIG. 2;
도 11은 도 2에 도시된 카메라 렌즈 어셈블리의 메인 회로기판과 서브 회로기판의 회로 결선을 나타내는 측면도,FIG. 11 is a side view illustrating a circuit connection between a main circuit board and a sub circuit board of the camera lens assembly shown in FIG. 2;
도 12는 도 2에 도시된 카메라 렌즈 어셈블리의 메인 회로기판과 서브 회로 기판의 회로 결선을 나타내는 사시도.12 is a perspective view illustrating a circuit connection between a main circuit board and a sub circuit board of the camera lens assembly shown in FIG. 2.
본 발명은 카메라 렌즈 어셈블리에 관한 것으로서, 특히, 피사체를 촬영하는 중에 손떨림에 의해 흐트러지는 영상을 보정하는 손떨림 보정 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a camera lens assembly and, more particularly, to a camera shake correction apparatus for correcting an image disturbed by camera shake while shooting a subject.
최근 디지털 카메라의 소형, 경량화 기술의 발달로 이동통신 단말기에도 카메라 소자를 장착할 수 있게 되면서, 광학 렌즈 및 카메라 소자가 장착된 이동통신 단말기가 보편화되고 있는 추세이다. Recently, with the development of compact and lightweight digital cameras, camera devices can be mounted in mobile communication terminals, and mobile communication terminals equipped with optical lenses and camera devices are becoming more common.
이동통신 단말기에 장착되는 카메라 렌즈 어셈블리는 그 유동성이 더욱 증가됨에 따라 미세한 진동이나 인체에서 발생되는 손떨림 등에 의한 영상 흐트러짐이 심화됨과 아울러, 이동 중에 촬영이 많아지면서 선명한 영상을 촬영하기 위해서는 손떨림 등의 진동을 보정해야 할 필요성이 증대되고 있다.As the camera lens assembly mounted on the mobile communication terminal further increases its fluidity, image disturbance is increased due to fine vibration or hand shaking generated by the human body. The need to correct this is increasing.
또한, 광학기술의 발전으로 고해상도 카메라가 출현하고 있으나 떨림 진동에 의한 영상 흐트러짐으로 인하여 고해상도 카메라를 장착하는 효과가 반감되고 있어 손떨림 보정 장치의 필요성이 가중되고 있는 것이다. In addition, high-resolution cameras have emerged due to the development of optical technology, but the effect of mounting a high-resolution camera has been halved due to the image disturbance caused by the vibration of vibration.
현재 손떨림을 보정하는 기술은 크게 두 가지로 분류된다. 손떨림 보정 기술 중 하나는 전자식 손떨림 보정 기술인 DIS(Digital Image Stabilization), EIS(Electronic Image Stabilization) 방식으로서 촬영한 영상의 결과물로부터 손 떨림을 검출해서 카메라 소자 내지 메모리에 저장된 데이터를 보정하는 것으로, 흐트러진 영상을 그대로 카메라 소자가 받아들여, 그것을 전자식 방법 또는 프로그램으로 위치와 색 등을 조정해서 흐트러짐이 없는 영상을 만들어내는 방식이다.Currently, there are two techniques for compensating for camera shake. One of the image stabilization techniques is digital image stabilization (DIS) or electronic image stabilization (EIS), which is an electronic image stabilization technique that detects hand shake from the result of captured images and corrects data stored in the camera element or memory. The camera device accepts the image as it is, and adjusts the position and color using an electronic method or a program to produce an image free of distortion.
이러한 전자식 손떨림 보정 기술은 별도의 기계적, 물리적 구성이 불필요하여 가격이 저렴하고 구조적 제약이 적어 채용이 용이한 장점이 있으나, 소프트웨어를 통해 보정하기 때문에 별도의 Memory 또는 고성능 카메라 소자가 요구되는 단점이 있다. 또한, 이미 흐트러진 영상을 보정하는데 소요되는 시간이 길어지기 때문에 촬영속도가 느려질 수 있고, 소프트웨어를 통해 잔상을 제거하는데 한계가 있기 때문에 보정률이 떨어지는 단점이 있다.Such electronic image stabilization technology has the advantage that it is easy to adopt due to the low cost and less structural constraints because there is no need for a separate mechanical and physical configuration, but it requires a separate memory or a high performance camera element because it is corrected through software. . In addition, since the time required for correcting the already disturbed image is longer, the shooting speed may be slower, and the correction rate may be lowered because there is a limitation in removing afterimages through software.
다른 형태의 손떨림 보정 기술로서, 광학식 손떨림 보정 장치(OIS; Optical Image Stabilization)가 있다. 광학식 손떨림 보정 장치는 사용자의 손떨림을 검출하여 광학 렌즈 또는 카메라 소자의 위치를 변경함으로써, 촬영 기기의 떨림이 있더라도 카메라 소자 상에 형성되는 피사체의 영상은 흔들림이 없도록 보정하는 방법이다. Another type of image stabilization technique is optical image stabilization (OIS). The optical image stabilizer is a method of correcting an image of a subject formed on a camera element without shaking by detecting a user's hand shake and changing a position of an optical lens or a camera element.
이러한 광학식 손떨림 보정 장치는 별도의 구동 장치가 설치되어 제조 비용이 증가하고 설치 공간을 마련해야 하는 어려움은 있으나, 카메라 소자 상에 흐트러짐이 없는 영상을 착상시켜 잔상을 제거할 수 있으므로 보정률을 90%이상 유지할 수 있고 동일한 성능의 카메라 소자를 사용하는 조건이라면 전자식 손떨림 보정 장치를 사용하는 기기에 비해 상대적으로 선명한 영상을 촬영할 수 있는 장점이 있다. 따라서, 고해상도를 요하는 촬영 기기에는 전자식 손떨림 보정 장치보다 광학 식 손떨림 보정 장치가 더 많이 사용되고 있다. Such an optical image stabilization device has an additional driving device, which increases manufacturing costs and has difficulty in providing an installation space. However, since an afterimage can be removed by distorting an image without disturbance on a camera element, a correction rate is 90% or more. If the conditions are maintained and use the same performance camera element, there is an advantage that can shoot relatively clear image compared to the device using the electronic image stabilization device. Therefore, the optical image stabilization device is used more than the electronic image stabilization device in the imaging device requiring a high resolution.
한편, 광학 렌즈를 이동시켜 보정하는 기술은 광학 렌즈를 구동시키기 위한 구동부를 내장할 만큼 충분한 공간을 갖는 디지털 카메라에는 채용이 가능하나 공간상 제약이 많은 소형 디지털 카메라 또는 이동통신 단말기 등에 채용하는데 한계가 있기 때문에 카메라 소자를 이동시켜 손떨림 등을 보정하는 기술에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. On the other hand, a technique for moving and correcting an optical lens may be adopted in a digital camera having a sufficient space to include a driving unit for driving the optical lens, but there are limitations in employing a small digital camera or a mobile communication terminal with a limited space. Therefore, researches on techniques for compensating for hand shake by moving camera elements have been actively conducted.
한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 카메라 소자(10)은 일정 프레임(11) 내에 장착된 이미지 센서(21)가 가요성 인쇄회로(41)를 통해 메인 회로기판(미도시)과 통신을 수행하면서 촬영된 화상 정보를 송신하는 구성이다. 이러한 가요성 인쇄회로(41)의 구성을 보면, 기판 형상의 유지를 위한 가요성 베이스(flexible base)(43) 상에 구리 도금선(44) 패턴을 형성하고, 커버 층(45)을 형성하여 구리 도금선(44)의 단선을 방지하고 절연을 실시하게 된다. Meanwhile, as shown in FIG. 1, in the
그러나, 카메라 렌즈 어셈블리의 손떨림 보정 장치를 구성함에 있어서, 카메라 소자와 연결된 가요성 인쇄회로는 손떨림 보정율을 저하시키는 요인이 되고 있다. 즉, 손떨림 보정 장치에 의한 카메라 소자는 수십 Hz 이내의 진동수와 미세한 진폭으로 움직이게 되는데 가요성 인쇄회로에 의한 부하로 인하여 더 많은 구동력이 요구되고, 가요성 인쇄회로에 의한 부하는 항상 일정하게 작용하는 것이 아니기 때문에 보정율을 저하시키게 되는 것이다. 이러한 보정율의 저하는 카메라 소자의 유동이 가요성 인쇄회로의 길이방향에 대하여 수직 방향으로 진행시켜 이미지 보정을 실시하고자 할 때에 더욱 심각하게 드러나고 있다. 또한, 손떨림 등의 보정에 요구되는 구동력의 증가는 전력 소모를 증가시켜, 디지털 카메라 또는 카메라 렌즈 어셈블리가 장착된 휴대용 단말기와 같은 촬영기기의 축전지의 사용시간을 감소시키는 요인이 되고 있다. 더욱이 화소수가 높은 고성능 카메라 소자를 사용하는 경우 더 많은 수의 도금선이 요구되어 가요성 인쇄회로의 폭이 증가하기 때문에 이러한 가요성 인쇄회로의 부하로 인하여 보정율의 저하가 더 심각해지는 문제점이 있다. However, in constructing the camera shake correction apparatus of the camera lens assembly, the flexible printed circuit connected to the camera element is a factor to reduce the camera shake correction rate. That is, the camera element by the image stabilization device moves at a frequency of several tens of Hz and a minute amplitude. More driving force is required due to the load by the flexible printed circuit, and the load by the flexible printed circuit is always constant. It does not mean that the correction rate is lowered. This decrease in the correction rate is more serious when the flow of the camera element proceeds in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the flexible printed circuit to perform image correction. In addition, an increase in driving force required for correction of camera shake or the like increases power consumption, which causes a reduction in the use time of a storage battery of an imaging device such as a digital camera or a portable terminal equipped with a camera lens assembly. In addition, when using a high-performance camera device having a high pixel count, a larger number of plating lines are required and the width of the flexible printed circuit increases, which causes a problem in that the correction rate decreases more seriously due to the load of the flexible printed circuit. .
상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여, 본 발명의 목적은 카메라 소자와 메인 회로기판 간 통신을 위한 회로 결선의 부하를 줄여 보정율을 향상시킬 수 있는 카메라 렌즈 어셈블리의 손떨림 보정 장치를 제공함에 있다.In order to solve the above problems, it is an object of the present invention to provide an image stabilization device of a camera lens assembly that can improve the correction rate by reducing the load of the circuit connection for communication between the camera element and the main circuit board.
본 발명의 다른 목적은 카메라 소자와 메인 회로기판 간 통신을 위한 회로 결선의 부하를 줄여 이미지 보정에 요구되는 구동력을 절감함으로써 전력 소모들 줄일 수 있는 카메라 렌즈 어셈블리의 손떨림 보정 장치를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a camera shake correction apparatus of a camera lens assembly which can reduce power consumption by reducing a load of a circuit connection for communication between a camera element and a main circuit board, thereby reducing driving force required for image correction.
상기와 같은 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명은 카메라 렌즈 어셈블리의 손떨림 보정 장치에 있어서,In order to achieve the above objects, the present invention in the camera shake correction apparatus,
메인 회로기판을 포함하는 메인 프레임; A main frame including a main circuit board;
상기 메인 프레임 상에서 적어도 일방향으로 유동 가능하게 설치된 구동 프레임; A drive frame installed to be movable in at least one direction on the main frame;
서브 회로 기판을 포함하고, 상기 구동 프레임 상에 장착되는 카메라 소자; 및A camera element including a sub circuit board and mounted on the driving frame; And
상기 메인 회로기판과 서브 회로기판을 전기적으로 연결하는 회로 결선을 포함하고,A circuit connection electrically connecting the main circuit board and the sub circuit board,
상기 회로 결선은 각각의 양단이 상기 메인 회로기판과 서브 회로기판에 접속되고 상기 메인 회로기판 및 서브 회로기판에 대하여 개별적으로 유동 가능하게 배선된 다수의 도선들로 구성된 카메라 렌즈 어셈블리의 손떨림 보정 장치를 개시한다.The circuit connection is a camera shake assembly of the camera lens assembly is composed of a plurality of conductors each of which is connected to the main circuit board and the sub-circuit board, each of which is connected to the main circuit board and the sub-circuit board separately. It starts.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, if it is determined that the detailed description of the related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
도 2 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 카메라 렌즈 어셈블리의 손떨림 보정 장치(100)는 메인 프레임(101), 구동 프레임(102), 코일(143) 및 영구 자석(125)을 포함하여 구성되며, 상기 코일(143)과 영구 자석(125)의 상호 작용에 의해 상기 구동 프레임(102)이 상기 메인 프레임(101) 상에서 유동하여 카메라 소자(103)의 위치를 변경시킴으로써 사용자의 손떨림으로 인한 촬영 영상의 흐트러짐을 보정하는 구성이다.As shown in FIGS. 2 to 6, the
도 2와 도 4를 참조하면, 상기 메인 프레임(101)은 피사체 영상이 카메라 소 자(103)로 입사되도록 상면의 적어도 일부분이 개방된 형상이며, 하부면에는 피사체의 영상이 입사되는 방향(Z)을 향해 개방된 제1 슬라이딩 홈(111a)이 형성되어 있다. 상기 제1 슬라이딩 홈(111a)은 제1 방향(X)을 따라 연장된다. 상기 슬라이딩 홈(111a) 형성을 위해 상기 메인 프레임(101)의 하단 내측면에는 리브들을 형성할 수 있다.2 and 4, the
상기 메인 프레임(101)의 하면은 코일부(104)에 의해 폐쇄된다. 상기 코일부(104)는 일단에 커넥터(149)가 형성된 인쇄회로기판(141)과, 상기 인쇄회로기판(141) 상에 장착되는 한 쌍의 코일들(143)과 상기 구동 프레임(102)의 유동 여부 및 그 양을 검출하는 위치검출용 센서들(145)이 장착된다. 상기 코일들(143)은 일반적으로 권선기로 권선된 권선코일을 사용할 수 있으며, 또한 MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 기법을 이용하여 제작된 적층코일을 사용할 수 있다. 상기 인쇄회로기판(141)의 하부면에는 요크(147)가 장착된다. The lower surface of the
상기 구동 프레임(102)은 피사체가 입사되는 방향을 따라 적층된 제1 프레임(102a)과 제2 프레임(102b)이 상기 메인 프레임(101)에 의해 감싸지는 형태로 구성된다.The
도 2와 도 5를 참조하면, 상기 제1 프레임(102a)은 하부면에 상기 제1 방향(X)를 따라 연장되는 제2 슬라이딩 홈(111b)을 구비하고, 상기 제2 슬라이딩 홈(111b)은 상기 제1 슬라이딩 홈(111a)과 대면하게 위치된다. 상기 메인 프레임(101)과 제1 프레임(102a) 사이, 구체적으로 상기 제1 슬라이딩 홈(111a)과 제2 슬라이딩 홈(111b) 사이에는 볼(ball)(113)이 개재된다. 상기 볼(113)의 일부분은 상 기 제1 슬라이딩 홈(111a)에 수용되고 다른 일부분은 상기 제2 슬라이딩 홈(111b)에 수용되어, 상기 메인 프레임(101)과 제1 프레임(102a) 사이를 이격시키게 된다. 상기 제1, 제2 슬라이딩 홈들(111a, 111b)은 각각 상기 제1 방향(X)을 따라 연장되므로, 상기 제1 프레임(102a)은 상기 메인 프레임(101)과의 마찰없이 상기 제1 방향(X)을 따라 원활하게 유동할 수 있다. 즉, 상기 제1, 제2 슬라이딩 홈들(111a, 111b)과 상기 볼(113)이 서로 조합되어 상기 제1 프레임(102a)의 유동을 원활하게 하는 볼 베어링으로서의 역할을 수행하게 되는 것이다. 이때, 상기 제1, 제2 슬라이딩 홈들(111a, 111b)은 다양한 홈 형태로 구성될 수 있으나 그 단면이 알파벳 'V'자 형으로 구성되는 것이 바람직하다. 2 and 5, the
상기 제2 프레임(102b)은 상기 제1 프레임(102a)에 의해 적어도 양측면이 감싸지고, 상기 제1 프레임(102a) 상에서 제2 방향(Y)으로 유동하게 된다. 상기 제2 방향(Y)은 상기 제1 방향(X)의 수직방향으로 설정된다. 상기 제2 프레임(102b)이 상기 제1 프레임(102a) 상에 설치됨으로써, 상기 제2 프레임(102b)은 상기 제1 프레임(102a)과 함께 상기 메인 프레임(101)에 대하여 상기 제1 방향(X)으로 유동하는 것이 가능하다. 또한, 상기 제1 프레임(102a) 상에서 제2 방향(Y)으로 유동 가능하게 구성되어 있으므로, 결국 상기 제2 프레임(102b)은 상기 메인 프레임(101)에 대하여 제1, 제2 방향(X, Y)으로 유동 가능하게 구성되는 것이다.At least both sides of the
도 2와 도 6을 참조하면, 상기 제2 프레임(102b)에는 상기 한 쌍의 코일들(143)과 각각 대면하는 한 쌍의 구동용 영구 자석들(125)과, 상기 위치검출용 센서들(145)에 각각 대면하는 센서용 영구 자석들(127)이 설치된다. 또한, 상기 구동용 영구 자석들(125), 센서용 영구 자석들(127) 각각의 상면에는 각각 자로를 형성하는 요크(126)가 부착되어 상기 영구 자석들(125, 127)의 자기력을 효과적으로 활용할 수 있게 구성된다. 2 and 6, the
상기 구동용 영구 자석들(125)의 자기력은 상기 코일들(143)에 의해 발생되는 전자기력과의 상호작용에 의해 상기 제2 프레임(102b)을 상기 제1, 제2 방향(X, Y)으로 유동시키는 구동력을 발생시키며, 상기 위치검출용 센서(145)는 상기 센서용 영구 자석들(127)의 위치 변화를 검출함으로써, 상기 제2 프레임(102b)이 유동한 위치를 감시하게 된다. The magnetic force of the driving
상기 제2 프레임(102b)이 상기 제2 방향(Y) 방향을 따라 원활한 유동을 할 수 있도록, 상기 제1 프레임(102a)의 상부면에는 상기 제2 방향(Y)을 따라 연장된 적어도 하나의 제3 슬라이딩 홈(121a)이 형성되고, 상기 제2 프레임(102b)의 하부면에는 제4 슬라이딩 홈(121b)이 형성되어 상기 제3 슬라이딩 홈(121a)에 대면하게 위치된다. At least one extending along the second direction (Y) on the upper surface of the first frame (102a) so that the second frame (102b) can smoothly flow along the second direction (Y) direction A third sliding
상기 제1 프레임(102a)과 제2 프레임(102b) 사이, 구체적으로 상기 제3, 제4 슬라이딩 홈들(121a, 121b) 사이에는 볼(123)이 개재되어 상기 제2 프레임(102b)의 제2 방향(Y)을 따르는 유동을 원활하게 한다. 이러한 제3, 제4 슬라이딩 홈들(121a, 121b)과 볼(123)의 조합에 의해 볼 베어링 형태가 구성된다. 상기 제1, 제2 프레임(102a, 102b) 사이의 볼 베어링 조합은 상기 메인 프레임(101)과 제1 프레임(102a) 사이의 볼 베어링 조합을 통해 용이하게 이해할 수 있을 것이다. A
이때, 상기 제1, 제2, 제3, 제4 슬라이딩 홈들(111a, 111b, 121a, 121b)은 각각 적어도 세 개 이상 형성됨이 바람직하다. 이는 상기 제1, 제2 프레임(102a, 102b)의 유동을 일 평면 상에 유지시키기 위함이다.In this case, at least three first, second, third, and fourth sliding
상기 제2 프레임(102b) 상에는 상기 카메라 소자(103)가 장착된다. 상기 카메라 소자(103)는 피사체의 영상을 입력받는 이미지 센서(131)와 상기 이미지 센서(131) 장착 및 전기적 연결을 위한 서브 회로기판(135)을 포함한다. 또한, 상기 메인 프레임(101) 상에는 메인 회로기판(133c)이 장착되며, 상기 서브 회로기판(135)은 소정의 회로결선(133)을 통해 상기 메인 회로기판(133c)에 접속된다.The
상기 제2 프레임(102b) 상에 장착됨에 따라 상기 카메라 소자(103)는 상기 제2 프레임(102b)과 함께 상기 메인 프레임(101)에 대하여 제1, 제2 방향(X, Y)으로 유동할 수 있게 구성된다. As mounted on the
상기 메인 프레임(101)은 디지털 카메라 또는 이동통신 단말기와 같은 촬영 기기에 장착, 고정되고, 촬영 시 사용자의 손떨림 정도에 따라 상기 코일들(143)에 전류가 인가되어 발생된 전자기력과 상기 구동용 영구 자석들(125)에 의해 형성된 자기력의 상호작용에 의해 상기 제2 프레임(102b), 구체적으로 상기 카메라 소자(103)의 위치를 변경하게 된다.The
이때, 상기 코일들(143) 중 어느 하나는 그에 대면하는 구동용 영구 자석(125)과 함께 상기 제1 방향(X)으로 설치되고, 다른 하나는 그에 대면하는 구동용 영구 자석(125)과 함께 상기 제2 방향(Y)으로 설치된다. 상기 코일들(143)에 인가되는 전류에 따라 발생되는 전자기력은 상기 구동용 영구 자석들(125)의 자기력과 상호 작용하여, 상기 제2 프레임(102b)을 제1 또는 제2 방향(X, Y)으로 유동시키게 된다.At this time, any one of the
상기 코일들(143)에 전류가 인가되지 않는 상태에서, 상기 구동용 영구 자석들(125)은 상기 코일부(104)의 요크(147)와의 사이에서 인력이 작용하여 상기 제2 프레임(102b)을 최초 조립시 설정된 초기 위치로 돌아가게 된다.In a state in which no current is applied to the
또한, 상기 구동용 영구 자석들(125)과 코일부(104)의 요크(147)는 서로 간의 인력에 의해 상기 제2 프레임(102b)이 제3의 방향, 즉 피사체 상이 입사되는 방향(Z)으로 유동하는 것을 제한한다. 따라서, 상기 카메라 소자(103)가 피사체 상이 입사되는 방향(Z)으로 유동하여 그의 전방에 장착되는 렌즈계(미도시)의 초점 거리에서 이탈되는 것을 제한하게 된다.In addition, the driving
상기 구동용 영구 자석들(125)과 상기 코일부(104)의 요크(147) 사이에서 발생되는 인력이 약해 제3 방향(Z)의 유동을 방지하기 어려운 경우, 스프링과 같은 별도의 탄성부재(미도시)를 설치하여 이를 보완할 수 있다. 상기 탄성부재는 상기 메인 프레임(101)과 구동 프레임(102) 사이에 설치되어 상기 제2 프레임(102b)의 제3 방향(Z)을 따르는 유동을 제한할 수 있다.When the attraction force generated between the driving
한편, 상기 구동용 영구 자석들(125)의 상면에 부착되는 요크(126)와 상기 코일부(104)의 요크(147)는 상기 구동용 영구 자석(125)의 자기력이 효과적으로 작용하도록 그 자기장을 유도하면서, 외부로 유출되는 것을 제한하는 자계차폐 구조를 형성함으로써 상기 구동용 영구 자석(125)의 자기력이 주변의 회로 장치 등에 영향을 미치는 것을 제한하게 된다.Meanwhile, the
상기 위치검출용 센서(145)는 상기 제2 프레임(102b)의 이동 위치를 추적하 기 위한 것이며, 상기 코일들(143)에서 발생되는 전자기력의 영향을 받지 않도록 상기 코일들(143)로부터 일정 거리만큼 이격시키는 것이 바람직하다. 상기와 같은 위치검출용 센서(145)로는 광 센서, 홀 센서 등을 사용할 수 있다. 광 센서는 고정밀도의 위치검출이 가능한 장점이 있으나 고가이기 때문에 제조 비용의 상승을 유발할 수 있다. 홀 센서는 광센서에 비해 검출감도는 낮지만, 비용이 저렴하면서 손떨림에 보정에 요구되는 정도의 감도를 갖출 수 있는 장점이 있다. 본 실시 예에서는 한 쌍의 홀 센서를 사용하여 상기 위치검출용 센서(145)를 구성하고, 상기 제2 프레임(102b)에 센서용 영구 자석들(127)을 장착하여 상기 제2 프레임(102b)의 위치 변동을 감지할 수 있게 구성되어 있다. The
한편, 상기와 같은 손떨림 보정 장치(100)를 구비하는 촬영 기기는 대부분 충전식 전지를 사용하기 때문에, 상기 손떨림 보정 장치(100)에서 소모되는 전력을 절감하기 위해 상기 구동용 영구 자석(143)의 세기가 큰 ND계열의 영구 자석을 사용하게 된다. 이때, 자력의 세기가 큰 영구 자석을 사용하는 경우 상기 코일부(104)의 요크(147)와 상기 제2 프레임(102b) 상의 영구 자석들(125) 간의 과도한 인력으로 인해 상기 구동 프레임(102)의 반응 속도 또는 보정 속도가 저하될 우려가 있으므로 자력에 의한 인력, 구동 프레임의 무게, 손떨림 보정을 위한 유동 시 마찰력 등을 고려하여 영구 자석의 세기를 설정하는 것이 바람직하다.On the other hand, since the imaging device having the
또한, 상기 메인 프레임(101)의 일측에 투자율을 갖는 요크 또는 별도의 영구 자석을 배치하여 상기 제2 프레임(102b)의 영구 자석들(125)과의 인력 또는 반력을 이용하여 상기 카메라 소자(103)의 최초 정지 위치를 더 정밀하게 유지할 수 있게 된다. 따라서 상기 제2 프레임(102b)의 위치 제어 알고리즘의 구현이 용이하고 보정 속도를 향상시킬 수 있다.In addition, by placing a yoke or a separate permanent magnet having a permeability on one side of the
상기 영구 자석들(125, 127)의 상면에 부착되어 자극의 자로를 형성하는 요크(126)는 상기 영구 자석들(125, 127)에서 발생하는 자속의 자기저항을 감소시키면서 상기 코일들(143)에 공급하는 자력의 세기를 증가시키는 역할을 수행하고 있는 것으로 투자율이 높은 금속재질을 사용하는 것이 바람직하며 상기 영구 자석들(125, 127)의 위치에 맞추어 분리, 적층시키는 것도 가능하고 일체형으로 제작하는 것도 가능하다.The
상기 이미지 센서(131)는 촬영 대상인 피사체상을 입사 받아 피사체상의 색상 및 밝기 등 영상정보를 디지털 처리하는 것이 가능한 광전 변환 소자로서 CCD 센서, CMOS 센서 등을 사용할 수 있다. 상기 이미지 센서(131)는 상기 제2 프레임(102b)의 상단에 노출된 상태로 탑재되어 제2 방향(Y)의 흐트러짐은 제2 프레임(102b)의 유동으로 보정하고 제1 방향(X)의 흐트러짐은 상기 제1 프레임(102a)의 유동으로 보정하여 선명한 영상을 촬영할 수 있다.The
이하에서는 도 7 내지 도 12를 참조하여 상기 회로 결선(133)이 제작되는 과정과 그 구성을 살펴보기로 한다. 상기 회로 결선(133)은 앞서 언급한 바와 같이, 상기 서브 회로기판(135)을 상기 메인 회로기판(133c)에 전기적으로 접속시켜 상기 이미지 센서(131)와 메인 회로기판(133c)의 통신 경로를 제공하게 된다.Hereinafter, a process of fabricating the
상기 메인 회로기판(133c)과 서브 회로기판(135)의 일측 가장자리에는 각각 다수의 납땜용 베이스(165; 도 8에 도시됨)들의 배열로 구성된 접속 부분(161)이 구성되어 있다. 또한, 상기 서브 회로기판(135) 상에는 이미지 센서(131) 장착을 위한 또 다른 납땜용 베이스(163)들이 구성되어 있다.At one edge of the
상기 접속 부분(161)에 각각 구성된 납땜용 베이스(165)들을 일직선 상에 위치되도록 상기 메인 회로기판(133c)과 서브 회로기판(135)을 정렬시키고, 다수의 도선(133a)들을 배치하여 각 납땜용 베이스(165)들을 1:1로 연결시킨 후 납땜(167)을 실시하게 된다. 상기 도선(133a)들과 납땜용 베이스(165)들을 각각 접합하는 방법으로는 납땜 이외에도 초음파 본딩(bonding) 방법으로도 가능하다, 초음파 본딩이란 상기 납땜용 베이스(165) 상에 도선(133a)들의 단부를 배치한 후 초음파를 가해 융착시키는 방식이다. The
납땜(167)을 실시한 이후, 불필요한 도선들은 제거하고 각 접속 부위(161)에 보강 부재(133b; 도 10에 도시됨)를 도포하게 된다. 상기 보강 부재(133b)는 상기 서브 회로기판(135)이 상기 메인 회로기판(133c)에 대하여 유동하더라도 상기 도선(133a)들의 납땜 부위가 단선, 손상되는 것을 방지하기 위함이다. 이때, 상기 보강 부재(133b)는 경화 에폭시와 연성 에폭시를 함께 활용할 수 있다. 즉, 상기 도선(133a)들의 접속 부위(161)에 경도가 높은 경화 에폭시를 도포한 후, 도포된 에폭시가 완전히 경화되면 경화 에폭시의 표면과 도선들(133a)들이 접하는 부위에 경도가 낮은 연성 에폭시를 한번 더 도포할 수 있다. 이로써, 상기 제2 프레임(102b)이 유동하더라도 경화 에폭시의 표면과 도선들(133a)들이 접하는 부위에 응력이 집중되는 것을 방지하게 된다. 이로써 상기 회로 결선(133)이 완성된다. 상기 도선(133a)들은 각각 절연을 위한 코팅이 실시되며, 개별적으로 유동 가능하게 구성된 다.After the
한편, 상기 메인 회로기판(133c)은 상기 메인 프레임(101) 상에 장착되고, 상기 서브 회로기판(135)은 상기 제2 프레임(102b) 상에 장착되어 상기 메인 프레임(101)에 대하여 유동하게 된다. 이때, 상기 서브 회로기판(135)이 유동하더라도 상기 회로 결선(133), 구체적으로 도선(133a)들에 인장력 등 외력이 가해지지 않도록 상기 도선(133a)들의 적어도 일부분은 완만한 곡선 형상의 만곡부를 구성하는 것이 바람직하다. 상기 도선(133a)들은 개별적으로 유동 가능하며 적어도 일부분이 만곡부로 구성되어 있으므로, 상기 메인 회로기판(133c)에 대하여 상기 서브 회로기판(135)이 유동하더라도 상기 회로 결선(133)에 의한 부하가 상기 서브 회로기판(135)에 가해지는 것을 방지할 수 있다. 상기 서브 회로기판(135)에 부하가 가해지는 것을 방지함으로써, 상기 제2 프레임(102b)의 유동을 제어하는 것이 용이하고, 이로써 소모 전력을 절감하게 된다. Meanwhile, the
또한, 종래의 가요성 인쇄회로의 수직방향으로 유동하는 손떨림 보정 동작에서 가요성 인쇄회로에 의한 부하는 더욱 심각하였으나, 상기 회로 결선(133)의 도선(133a)들은 각각 개별적으로 유동 가능한 구성이므로 카메라 소자(103)의 유동 방향에 관계없이 양호한 보정율을 확보할 수 있다. In addition, the load caused by the flexible printed circuit in the image stabilization operation flowing in the vertical direction of the conventional flexible printed circuit was more severe, but the
상기와 같은 회로 결선(133)을 구성함에 있어서, 0.005mm 이상 0.08 mm 이하의 직경을 갖는 도선(133a)들을 사용하였을 때 상기 메인 회로기판(133c)과 이미지 센서(131) 사이에서 안정적으로 신호가 전송되면서, 상기 서브 회로기판(135)의 유동에 부하가 가해지지 않는 것으로 나타났다. 0.005 mm 미만의 직경을 갖는 도선들 을 사용하는 경우 상기 서브 회로기판(135)에 가해지는 부하는 감소하지만, 신호 전송의 안정성이나 도선들의 배치 및 납땜 공정에서의 효율이 저하된다. 반면, 0.08 mm를 초과하는 직경을 갖는 도선을 사용하는 경우 신호 전송의 안정성이나 회로 결선을 구성하는 공정의 효율이 향상되지만, 상기 서브 회로기판(135)에 가해지는 부하로 인하여 보정율이 저하된다. 0.005mm 이상 0.08 mm 이하의 직경을 갖는 도선(133a)들을 사용하면서도 그 재질을 적절하게 선택함으로써 신호 전송의 안정성을 더욱 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 금으로 앞서 언급한 직경 범위의 미세한 도선을 제작한 경우 상기 메인 회로기판(133c)와 이미지 센서(131) 사이에서 충분한 안정성을 확보할 수 있었다. 이러한 도선의 재질로는 금 이외에도 구리, 은을 사용할 수 있으며, 은을 사용한 경우 그 외주면에 금을 코팅하여 사용하기도 한다.In configuring the
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 손떨림 보정 장치(100)는 서로 수직하는 두 개의 방향(X, Y)으로 카메라 소자의 위치를 변경시킬 수 있게 구성된다. 카메라 소자(103)의 위치를 변경시키는 구동력은 전류가 인가됨에 따라 전자기력을 발생시키는 코일과 영구 자석의 자기력이 상호작용함에 따라 형성된다. 이때, 상기 카메라 소자의 유동 범위는 수십 ~ 수백 ㎛ 범위로 제한된다. 카메라 소자의 유동 범위가 클수록 더 큰 손떨림 등에 의한 촬영 영상의 흐트러짐을 보정하는데 유리할 것은 자명한 사실이다. 그러나 일반적으로 촬영 시 손떨림에 의한 촬영 영상의 흐트러짐은 수십 ~ 수백 ㎛ 범위에서 카메라 소자를 유동시켜 보정하는 것이 가능하다. 또한, 카메라 소자를 유동시켜 촬영 영상의 흐트러짐을 보정하는 것은 카메라 렌즈 어셈블리를 초소형 디지털 카메라 또는 이동통신 단말기 등에 장착하기 위한 것임 을 고려할 때, 카메라 소자의 유동 범위를 확장하는 것은 바람직하지 못하다. 카메라 소자의 유동 범위는 제품과, 해당 제품의 용도에 따라 당업자가 적절하게 설정할 수 있을 것이다.The
이상, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다. In the foregoing detailed description of the present invention, specific embodiments have been described. However, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
예를 들어, 제2 프레임의 유동과 수평 상태를 원활하게 유지시킬 수 있다면 볼 베어링 조합의 수는 다양하게 변경될 수 있는 것이다.For example, the number of ball bearing combinations can be varied if the flow and level of the second frame can be maintained smoothly.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 손떨림 보정 장치는 카메라 소자를 유동시켜 사용자의 손떨림 등에 의한 촬영 화상의 흐트러짐을 보정하는 구성으로서, 카메라 렌즈 어셈블리 상에서 유동하는 이미지 센서를 메인 회로기판과 접속시키는 회로 결선을 구성함에 있어서 개별적으로 유동 가능한 다수의 도선들을 이용함으로써, 이미지 센서가 부착된 회로기판에 가해지는 부하를 방지하게 되었다. 이로써, 손떨림 보정을 위한 카메라 소자의 유동에 요구되는 구동력을 줄일 수 있으므로, 소모 전력을 절감할 수 있게 되었다. 또한, 회로 결선의 구성에 의한 부하가 방지되므로, 카메라 소자의 위치를 제어하여 손떨림 등의 요인에 의한 촬영 화상의 흐트러짐을 보정하는 것이 용이하며 이로써 보정율이 향상되는 장점이 있다.As described above, the image stabilization apparatus according to the present invention is a configuration for compensating for a disturbance of a captured image caused by a user's hand shake by moving a camera element, and a circuit connection for connecting an image sensor flowing on the camera lens assembly with a main circuit board. By using a plurality of individually movable conductors in the configuration, the load on the circuit board to which the image sensor is attached is prevented. As a result, since the driving force required for the flow of the camera element for camera shake correction can be reduced, power consumption can be reduced. In addition, since the load due to the configuration of the circuit connection is prevented, it is easy to correct the disturbance of the photographed image due to factors such as camera shake by controlling the position of the camera element, thereby improving the correction rate.
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