카메라 엑츄에이터 기준면 형상 최적화 설계

Abstract

최근 10년간 모바일 카메라 모듈은 고정초점방식(FF : Fixed Focus), 자동초점방식(AF : Auto Focus), 광학식 손떨림보정(OIS : Optical Image Stabilizer), 듀얼 카메라 (Dual Camera), 트리플 카메라(Triple Camera)에 이르기까지 급속하게 발전해왔으며 휴대전화 슬림화 추세를 반영하여 소형화, 고성능화 되고 있다. 하지만 소형화, 고성능화를 만족시키기 위하여 카메라 엑츄에이터의 내부 부품의 두께는 얇아지며 강성저하가 발생, 외부 하중 및 충격에 의하여 기구적 변화가 발생하여 구동특성 변화 발생 가능성이 커지게 되었다. 이에 본 연구에서는 모든 설계 요구 조건을 만족하면서 기구적 변화가 억제되는 최적 설계 안을 도출할 수 있는 최적 설계 기술을 볼타입 카메라 엑츄에이터 설계에 적용하여 기준면 형상을 결정하고자 한다. 이를 위해 카메라 엑츄에이터의 기준면의 형상을 결정하는 파라미터를 선정하여 설계 변수로 취하였고, 구동특성을 결정짓는 가장 큰 파라미터인 볼구름면의 Normal 변형량을 목적함수로 선정하였다. 본 연구에서는 상용 유한요소해석 프로그램인 ANSYS 17.2와 상용 PIDO(Process Integration and Design Optimization) 프로그램인 PIAnO(Process Integration, Automation and Optimization)을 사용하여 근사모델 생성과 최적화와 관련한 일련의 작업을 수행하였다. 최적화 수행을 통해 도출한 최적해는 구동특성에 민감한 영향을 끼치는 주구름면의 변화량을 50%이상 감소시키는 것을 확인 할 수 있었다.