KR102368882B1 - 렌즈 구동장치 - Google Patents

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KR102368882B1
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Abstract

본 실시예는 제1 마그네트를 지지하는 하우징; 외주면에는 상기 제1 마그네트의 내측에 배치되는 코일이 구비되며, 상기 제1 마그네트와 상기 코일 간의 전자기적 상호작용에 의해 상기 하우징의 내부에서 광축에 평행한 제1 방향으로 이동하는 보빈; 및 상기 보빈 및 상기 하우징에 구비되고, 상기 보빈에 결합되는 내측 프레임과 상기 하우징에 결합되는 외측 프레임을 포함하는 상측 탄성부재 및 하측 탄성부재를 포함하고, 상기 상측 탄성부재와 상기 하측 탄성부재 중 적어도 하나는 인쇄회로기판으로 이루어지는 렌즈 구동 장치를 제공한다.

Description

렌즈 구동장치{LENS MOVING APPARATUS}
본 실시예는 렌즈 구동장치에 관한 것이다.
최근 들어, 초소형 디지털 카메라가 내장된 휴대폰, 스마트폰, 태블릿PC, 노트북 등의 IT 제품의 개발이 활발히 진행되고 있다.
종래의 초소형 디지털 카메라가 내장되는 IT제품의 경우, 외부광을 디지털 이미지 또는 디지털 영상으로 변환하는 이미지 센서와 렌즈 사이의 간격을 조절하여 렌즈의 초점거리를 정렬하는 렌즈 구동장치가 내장되어 있다.
렌즈 구동 장치에는 상측 탄성부재와 하측 탄성부재가 구비되는데, 상측 탄성부재 및 하측 탄성부재는 보빈과 결합되는 내측 프레임과 하우징과 결합되는 외측 프레임 및 내측 프레임과 외측 프레임을 연결하는 연결부를 포함할 수 있다.
이때, 연결부는 적어도 한 번 이상 절곡 형성되어 일정 형상의 패턴을 형성할 수 있고, 연결부의 위치 변화 및 미세 변형을 통해 보빈은 광축방향의 제 1 방향으로의 상승 및/또는 하강 동작이 탄력적으로 지지될 수 있다.
그러나, 종래의 렌즈 구동 장치는 다음과 같은 문제점이 있다.
상술한 바와 같이 연결부에 복수 개의 일정한 패턴으로 형성될 때, 연결부의 진동시에 일정한 주파수로 상술한 패턴들이 진동할 수 있고, 따라서 소음 발생이나 발진 현상이 일어날 수 있다.
실시예는 렌즈 구동 장치에서 구동시에 모터의 구동시에 소음을 감소하고 발진 현상을 제거하고자 한다.
본 실시예는 제1 마그네트를 지지하는 하우징; 외주면에는 상기 제1 마그네트의 내측에 배치되는 코일이 구비되며, 상기 제1 마그네트와 상기 코일 간의 전자기적 상호작용에 의해 상기 하우징의 내부에서 광축에 평행한 제1 방향으로 이동하는 보빈; 및 상기 보빈 및 상기 하우징에 구비되고, 상기 보빈에 결합되는 내측 프레임과 상기 하우징에 결합되는 외측 프레임을 포함하는 상측 탄성부재 및 하측 탄성부재를 포함하고, 상기 상측 탄성부재와 상기 하측 탄성부재 중 적어도 하나는 인쇄회로기판으로 이루어지는 렌즈 구동 장치를 제공한다.
인쇄회로기판은 상기 하우징의 내측면으로 연장되어 배치되며, 상기 하우징의 내측면에 연장된 영역의 상기 인쇄회로기판에는 위치감지센서가 설치될 수 있다.
상측 탄성부재와 상기 하측 탄성부재 중 적어도 하나는 폴리이미드(polyimide) 또는 폴리아미드(polyamide)로 이루어질 수 있다.
인쇄회로기판은 상기 폴리이미드 또는 상기 폴리아미드 내에 도전층이 배치될 수 있다.
인쇄 회로기판은 상기 상측 탄성부재와 일체형일 수 있다.
상측 탄성부재 및 하측 탄성부재의 상기 내측 프레임과 상기 외측 프레임은 각각 연결부로 연결되고, 상기 상측 탄성부재 및 하측 탄성부재 내의 연결부 중 적어도 하나의 연결부는 폭이 불규칙할 수 있다.
상측 탄성부재 및 하측 탄성부재 내의 연결부 중 적어도 하나의 연결부는, 서로 다른 폭을 가지는 제1 영역과 제2 영역을 포함할 수 있다.
상측 탄성부재 및 하측 탄성부재 내의 연결부 중 적어도 하나의 연결부는, 적어도 한 번 이상 절곡 형성되어 일정 형상의 패턴을 이룰 수 있다.
렌즈 구동 장치는 하우징과 상기 연결부를 고정하는 댐퍼를 더 포함할 수 있다.
댐퍼는 실리콘을 포함할 수 있다.
상측 탄성부재 및 하측 탄성부재 내의 연결부 중 적어도 하나의 연결부는, 적어도 한 번 이상 절곡 형성되어 일정 형상의 패턴을 이루고, 상기 댐퍼는 상기 연결부 내의 패턴 중 적어도 일부 상에 배치될 수 있다.
실시예에 따른 렌즈 구동 장치는, 상측 탄성부재나 하측 탄성부재를 FPCB와 동일한 재료 또는 일체형으로 제조하거나 댐퍼와 상측 탄성부재 또는 하측 탄성부재 내의 연결부 내의 기생 영역이 구비되어, 진동 모터 등의 구동시에 소음이 억제되고 발진 현상을 방지할 수 있다.
도 1은 본 실시예의 일 실시예에 따른 렌즈 구동장치의 개략적인 사시도이고,
도 2는 본 실시예의 일 실시예에 따른 렌즈 구동장치의 개략적인 분해 사시도이고,
도 3은 도 1에서 커버부재를 제거한 렌즈 구동장치의 개략적인 사시도이고,
도 4는 도 3의 개략적인 평면도이고,
도 5는 본 실시예의 일 실시예에 따른 하우징의 개략적인 사시도이고,
도 6은 도 5와는 다른 각도에서 바라본 하우징의 개략적인 사시도이고,
도 7은 본 실시예의 일 실시예에 따른 하우징의 개략적인 저면 사시도이고,
도 8은 본 실시예의 일 실시예에 따른 하우징의 개략적인 분해 사시도이고,
도 9a 내지 도 9c는 본 실시예의 일 실시예들에 따른 상측 탄성부재의 개략적인 평면도이고,
도 10a 및 도 10b는 본 실시예의 일 실시예들에 따른 하측 탄성부재의 개략적인 평면도이고,
도 11a 내지 도 11c는 본 실시예의 일 실시예들에 따른 댐퍼의 배치를 개략적으로 나타낸 도면이고,
도 12는 본 실시예의 일실시예들에 따른 보빈의 개략적인 사시도이고,
도 13은 본 실시예의 일 실시예에 따른 보빈의 개략적인 저면 사시도이고,
도 14는 본 실시예의 일 실시예에 따른 보빈의 개략적인 분해 사시도이고,
도 15는 도 14의 부분 확대 사시도이고,
도 16은 도 14의 부분 확대 저면도이고,
도 17은 본 실시예의 일 실시예에 따른 수용홈의 개략적인 부분 확대 사시도이고,
도 18은 본 실시예의 일 실시예에 따른 보빈의 개략적인 종단면도이고,
도 19는 실시예에 따른 렌즈 구동 장치에서 게인(Gain)과 위상(phase)의 관계를 나타낸 도면이고,
도 20a 내지 도 20c는 렌즈 구동 장치에서 게인을 점차 높일 때 발생하는 발진 현상을 나타낸 도면이고,
도 21에서는 실시예에 따른 렌즈 구동 장치에서 주파수 특성이 달라져서 발진 현상이 방지됨을 나타낸 도면이다.
이하, 본 실시예의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명하기로 할 수 있다. 첨부된 도면들에서 구성에 표기된 도면번호는 다른 도면에서도 동일한 구성을 표기할 때에 가능한 한 동일한 도면번호를 사용하고 있음에 유의해야 할 수 있다. 또한, 본 실시예을 설명함에 있어 관련된 공지의 기능 또는 공지의 구성에 대한 구체적인 설명이 본 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 할 수 있다.
그리고 도면에 제시된 어떤 특징들은 설명의 용이함을 위해 확대 또는 축소 또는 단순화된 것이고, 도면 및 그 구성요소들이 반드시 적절한 비율로 도시되어 있지는 않다. 그러나 당업자라면 이러한 상세 사항들을 쉽게 이해할 것이다.
참고로, 도 1 내지 도 26에서는 직교 좌표계(x, y, z)를 사용할 수 있다. 도면에서 x축과 y축은 광축에 대하여 수직한 평면을 의미하는 것으로 편의상 광축 방향(z축 방향)은 제1 방향, x축 방향은 제2 방향, y축 방향은 제3 방향이라고 지칭할 수 있다.
그리고, 이하에서, 내측 또는 내측 방향 또는 내측부분이란 렌즈 구동장치의 평면도를 기준으로 상대적으로 렌즈 구동장치의 중심을 향하는 방향 또는 부분을 의미하고, 외측 또는 외측 방향 또는 외측부분이란 렌즈 구동장치의 평면도를 기준으로 상대적으로 렌즈 구동장치의 중심으로부터 멀어지는 방향 또는 부분을 의미할 수 있다.
도 1은 본 실시예의 일 실시예에 따른 렌즈 구동장치의 개략적인 사시도이고, 도 2는 본 실시예의 일 실시예에 따른 렌즈 구동장치의 개략적인 분해 사시도이고, 도 3은 도 1에서 커버부재를 제거한 렌즈 구동장치의 개략적인 사시도이고, 도 4는 도 3의 개략적인 평면도이고, 도 5는 본 실시예의 일 실시예에 따른 하우징의 개략적인 사시도이고, 도 6은 도 5와는 다른 각도에서 바라본 하우징의 개략적인 사시도이고, 도 7은 본 실시예의 일 실시예에 따른 하우징의 개략적인 저면 사시도이고, 도 8은 본 실시예의 일 실시예에 따른 하우징의 개략적인 분해 사시도이고, 도 9a 내지 도 9c는 본 실시예의 일 실시예들에 따른 상측 탄성부재의 개략적인 평면도이고, 도 10a 및 도 10b는 본 실시예의 일 실시예들에 따른 하측 탄성부재의 개략적인 평면도이고, 도 11a 내지 도 11c는 본 실시예의 일 실시예들에 따른 댐퍼의 배치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
본 실시예에 따른 렌즈 구동장치는 카메라 모듈에서 렌즈와 이미지 센서 사이의 거리를 조절하여 이미지 센서가 상기 렌즈의 초점 거리에 위치되도록 하는 장치이다. 즉, 상기 렌즈 구동장치는 오토 포커싱 기능을 수행하는 장치이다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 렌즈 구동장치(1000)는, 커버부재(300), 상측 탄성부재(150), 보빈(110), 상기 보빈(110)에 구비되는 코일(120), 하우징(140), 상기 하우징(140)에 구비되는 구동용 마그네트(130) 및 인쇄회로기판(170), 하측 탄성부재(160), 베이스(210) 및 상기 보빈(110)의 광축 방향(즉, 제1 방향)의 변위량을 판단하는 변위 감지부와, 감쇠기(減衰器) 역할을 하는 댐핑부(410)를 포함할 수 있다.
커버부재(300)는 전체적으로 상자 형태를 구비하고, 상기 베이스(210)의 상부에 결합되도록 구성될 수 있다. 상기 커버부재(300)는 상기 베이스(210)와 함께 형성된 수용공간 내에 상측 탄성부재(150), 보빈(110), 상기 보빈(110)에 구비되는 코일(120), 하우징(140), 상기 하우징(140)에 구비되는 구동용 마그네트(130) 및 인쇄회로기판(170)을 수용할 수 있다.
상술한 구동용 마그네트(130)를 제1 마그네트라 할 수 있고, 후술하는 센싱용 마그네트(190)를 제2 마그네트라고 할 수 있다.
상기 커버부재(300)는, 상부면에 보빈(110)에 결합되는 렌즈가 외부광에 노출될 수 있도록 하는 개구부를 구비할 수 있다. 또한, 추가적으로, 상기 개구부에는 광투과성 물질로 구성된 윈도우가 구비될 수 있고, 이로 인해 카메라 모듈의 내부에 먼지나 수분 등의 이물질이 침투하는 것을 방지할 수 있다.
상기 커버부재(300)는 하부에서 제1 홈부(310)를 포함할 수 있다. 이때, 후술하겠지만, 상기 베이스(210)는 상기 커버부재(300)와 상기 베이스가 결합될 때 상기 제1 홈부(310)와 맞닿는 부분(즉, 제1 홈부(310)와 대응되는 위치)에서 제2 홈부(211)를 구비할 수 있다. 상기 커버부재(300)와 상기 베이스가 결합시 제1 홈부(310)와 제2 홈부(211)의 결합을 통해 일정 면적의 요홈부가 형성될 수 있다. 이 요홈부에는 점도를 갖는 접착부재가 도포될 수 있다. 즉, 상기 요홈부에 도포된 접착부재는 상기 요홈부를 통해 커버부재(300)와 베이스(210)의 서로 마주보는 면들 사이의 갭(gap)을 메우어, 커버부재(300)가 베이스(210)와 결합되면서 상기 커버부재(300)와 상기 베이스(210)의 사이를 밀봉할 수 있으며, 또한, 상기 커버부재와 상기 베이스가 결합되면서 측면이 밀폐될 수 있다.
또한, 커버부재(300)에서 상기 인쇄회로기판(170)의 단자면과 대응되는 면에는 상기 단자면에 형성된 복수 개의 단자들과 간섭되지 않도록 제3 홈부(320)가 형성될 수 있다. 제3 홈부(320)는 상기 단자면과 마주보는 면 전체에 오목하게 형성될 수 있으며, 이 제 3 홈부 안쪽으로 상기 접착부재를 도포하여 커버부재(300)와 베이스(210) 및 인쇄회로기판(170)을 밀봉할 수 있으며, 또한, 상기 커버부재와 상기 베이스가 결합되면서 측면이 밀폐될 수 있다.
한편, 상기 제1 홈부(310) 내지 상기 제3 홈부(320)는 베이스(210)와 커버부재(300)에 각각 형성되었으나, 이를 한정하는 것은 아니며, 이와 유사한 형상으로 베이스(210)에만 형성되거나, 커버부재(300)에만 형성되도록 구성될 수도 있다.
상기 베이스(210)는 전체적으로 사각 형상으로 마련될 수 있으며, 상기 커버부재(300)와 결합하여 보빈(110) 및 하우징(140)의 수용공간을 형성할 수 있다.
상기 베이스(210)의 하부 테두리를 둘러싸도록 외측방향으로 소정 두께 돌출된 단턱부가 구비될 수 있다. 상기 단턱부의 상기 소정 두께는 상기 커버부재(300)의 측면 두께와 동일하며, 상기 커버부재(300)가 상기 베이스(210)에 결합될 때, 상기 커버부재(300)의 측면은 상기 단턱부의 상부 또는 측면에 안착 또는 접촉 또는 배치 또는 결합될 수 있다. 이로 인해, 상기 단턱부의 상측에 결합되는 커버부재(300)를 가이드할 수 있으며, 또한, 상기 커버부재(300)의 단부가 면 접촉하도록 결합될 수 있으며, 상기 커버부재의 단부는 밑면 또는 측면을 포함할 수 있다. 이때, 상기 단턱부와 커버부재(300)의 단부는 접착제 등에 의해 접착 고정 및 밀봉될 수 있다.
상기 단턱부에는, 상기 커버부재(300)의 제1 홈부(310)와 대응되는 위치에 제2 홈부(211)가 형성될 수 있다. 전술한 바와 같이, 상기 제2 홈부(211)는 상기 커버부재(300)의 제1 홈부(310)와 결합하여 요홈부를 형성하며, 접착부재가 충진되는 공간을 형성할 수 있다.
상기 베이스(210)는 중앙부근에서 개구부를 구비할 수 있다. 상기 개구부는 상기 카메라모듈에 배치된 이미지 센서의 위치에 대응되는 위치에 형성될 수 있다.
또한, 상기 베이스(210)는 네 개의 모서리 부분에서 상부 방향으로 소정 높이 직각으로 돌출된 네 개의 가이드부재(216)를 포함할 수 있다. 상기 가이드 부재는 다각기둥 형상을 구비할 수 있다. 상기 가이드부재(216)는 후술할 하우징(140)의 하부 가이드홈(148)에 삽입 또는 체결 또는 결합될 수 있다. 이렇게, 상기 가이드부재(216)와 상기 하부 가이드홈(148)로 인해, 상기 베이스(210)부의 상부에 하우징(140)이 안착 또는 배치될 때, 상기 베이스(210) 상의 하우징(140)의 결합 위치를 가이드할 수 있고, 동시에 하우징(140)이 렌즈 구동장치(100)의 작동과정 중 진동 등으로 인해 또는 결합과정 중 작업자의 실수로 인해 장착되어야 할 기준위치에서 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
도 4 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 하우징(140)은 전체적으로 중공기둥 형상(예를 들어, 도면에 도시된 바와 같이, 중공 사각기둥 형상)을 구비할 수 있다. 상기 하우징(140)은 적어도 2개 이상의 구동용 마그네트(130)와 인쇄회로기판(170)을 지지하도록 구성되고, 내부에 보빈(110)이 상기 하우징(140)에 대해 제1 방향으로 이동가능하도록 상기 보빈(110)을 수용할 수 있다.
도 2에서 이해의 편의를 위하여 상측 탄성부재(150)와 인쇄회로기판(170)을 분리하여 도시하고 있으나, 도 4 및 도 8에 도시된 바와 같이 상측 탄성부재(150)는 인쇄회로기판(150)과 일체형으로 형성될 수 있다.
상기 하우징(140)은 네 개의 평평한 측면을 구비할 수 있다. 상기 하우징(140)의 측면은 구동용 마그네트(130)와 대응되는 면적 또는 그보다 크게 형성될 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 상기 하우징(140)의 네 개의 측면(141) 중에서 마주하는 양측면 각각에는 구동용 마그네트(130)가 안착 또는 배치 또는 고정되는 마그네트용 관통공(141a) 또는 홈이 구비될 수 있다. 상기 마그네트용 관통공(141a) 또는 홈은 상기 구동용 마그네트(130)에 대응되는 크기 및 형상을 가질 수 있으며, 또한 가이드를 할 수 있는 형상을 갖는 것도 가능하다. 상기 마그네트용 관통공(141a) 각각에는 제1 구동용 마그네트(131) 및 제2 구동용 마그네트(132), 즉 총 2개의 구동용 마그네트(130)가 장착될 수 있다.
그리고, 상기 하우징(140)의 네 개의 측면(141) 중에서 상기 양측면에 직각인 일측면 또는 상기 양측면 이외의 면에는 후술할 위치 감지센서(180)가 삽입 또는 배치 또는 고정 또는 안착되는 센서용 관통공(141b)이 구비될 수 있으며, 후술하는 실시예에서 인쇄회로기판(170)이 하우징의 내측면으로 연장되어 배치될 경우 연장된 부분에 위치 감지센서(180)가 배치될 수 있다. 상기 센서용 관통공(141b)은 후술할 위치 감지센서(180)에 대응되는 크기 및 형상을 가지는 것이 바람직하다. 또한, 상기 일측면에서는, 인쇄회로기판(170)이 장착 또는 배치 또는 가고정 또는 고정될 수 있도록 하는 적어도 하나 이상의 장착용 돌출부(149)가 구비될 수 있다. 상기 장착용 돌출부(149)는 후술하는 인쇄회로기판(170)에 형성된 장착용 관통구(173)에 삽입되며, 이때 상기 장착용 관통구(173)와 상기 장착용 돌출부(149)는 형상끼워맞춤 방식 또는 억지끼워맞춤 방식으로 결합되는 것이 바람직하다 할 수 있으나, 단순 가이드 기능만을 할 수도 있다.
여기서, 상기 하우징(140)의 네 개의 측면(141) 중에서 상기 일측면에 대향하는 타측면은 평평한 평면으로 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
하우징(140)의 추가 실시예로서, 상기 하우징(140)의 네 개의 측면(141) 중에서 마주하는 양측면 각각에는 구동용 마그네트(130)가 안착 또는 배치 또는 고정되는 제1 및 제2 마그네트용 관통공(141a, 141a')이 구비될 수 있다. 그리고, 상기 하우징(140)의 네 개의 측면(141) 중에서 상기 양측면에 직각인 일측면 또는 상기 양측면 이외의 면에는 제3 마그네트용 관통공과 상기 제3 마그네트용 관통공과 소정거리 이격되어 형성되는 센서용 관통공(141b)이 구비될 수 있다. 게다가, 상기 하우징(140)의 네 개의 측면(141) 중에서 상기 일측면에 마주하는 타측면에는 제4 마그네트용 관통공이 구비될 수 있다.
즉, 상기 하우징(140)의 네 개의 측면(141)에는 네 개의 마그네트용 관통공과 하나의 센서용 관통공(141b)이 구비될 수 있다.
이때, 상기 제1 마그네트용 관통공(141a) 및 상기 제2 마그네트용 관통공(141a')은 동일한 크기 및 동일한 형상을 구비하고, 하우징(140)의 측면의 측방향 길이 전체에 (거의) 동일한 측방향 길이를 가진다. 반면, 상기 제3 마그네트용 관통공 및 상기 제4 마그네트용 관통공은 동일한 크기 및 동일한 형상을 구비하고, 상기 제1 마그네트용 관통공(141a) 및 상기 제2 마그네트용 관통공(141a')보다 측방향 길이가 작게 형성될 수 있다. 이는, 상기 제3 마그네트용 관통공이 형성되는 일측면에는 센서용 관통공(141b)이 형성되어야 하므로, 센서용 관통공(141b)을 위한 공간을 확보하기 위함이다.
당연하겠지만, 상기 제1 마그네트용 관통공 내지 상기 제4 마그네트용 관통공 각각에는 제1 구동용 마그네트(131) 내지 제4 구동용 마그네트 각각이 안착 또는 배치 또는 고정될 수 있다. 이때, 마찬가지로, 상기 제1 구동용 마그네트(131) 및 상기 제2 구동용 마그네트(132)는 서로 동일한 크기 및 형상을 구비하고, 하우징(140)의 측면의 측방향 길이 전체에 거의 동일한 측방향 길이를 가진다. 그리고, 상기 제3 구동용 마그네트 및 상기 제4 구동용 마그네트는 동일한 크기 및 동일한 형상을 구비하고, 상기 제1 구동용 마그네트(131) 및 상기 제2 구동용 마그네트(132)보다 측방향 길이가 작게 형성될 수 있다.
여기서, 바람직하게는, 상기 제3 마그네트 관통공과 상기 제4 마그네트 관통공은 상기 하우징(140)의 중심을 기준으로 서로 일직선 상에 대칭되게 배치될 수 있다. 즉, 상기 제3 구동용 마그네트(130)와 상기 제4 구동용 마그네트(130)는 상기 하우징(140)의 중심을 기준으로 서로 일직선 상에 대칭되게 배치될 수 있다. 만약, 제3 구동용 마그네트(130)와 제4 구동용 마그네트(130)가 상기 하우징(140)의 중심과 무관하게 일측에 편향된 채로 서로 대향되게 배치되는 경우 상기 보빈(110)의 코일(120)에 전자기력이 상기 일측에 편향되게 작용하므로 보빈(110)이 틸트될 가능성이 존재하기 때문이다. 다시 말하면, 상기 제3 구동용 마그네트(130)와 상기 제4 구동용 마그네트(130)는 상기 하우징(140)의 중심을 기준으로 서로 일직선 상에 대칭되게 배치함으로써, 보빈(110) 및 코일(120)에 편향되지 않은 전자기력을 가할 수 있어, 보빈(110)의 제1 방향 이동을 용이하고 정확하게 할 수 있도록 가이드할 수 있다.
또한, 도 3 내지 도 6 및 도 8에 도시된 바와 같이, 하우징(140)의 상부면에는 복수 개의 제1 스토퍼(143)가 돌출 형성될 수 있다. 제1 스토퍼(143)는 상기 커버부재(300)와 하우징(140) 몸체의 충돌을 방지하기 위한 것으로, 외부 충격 발생 시 하우징(140)의 상부면이 커버부재(300)의 상부 내측면에 직접 충돌하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기 제1 스토퍼(143)는 상측 탄성부재(150)의 설치 위치를 가이드하는 역할도 수행할 수 있는데, 이를 위해, 도 9a 등에 도시된 바와 같이, 상기 상측 탄성부재(150)의 제1 스토퍼(143)와 대응되는 위치에는 대응되는 형상의 가이드 홈(155)이 형성될 수 있다.
또한, 하우징(140)의 상측에는 상측 탄성부재(150)의 외측 프레임(152)이 결합되는 복수 개의 상측 프레임 지지돌기(144)가 돌출 형성될 수 있다. 한편, 후술하겠지만, 상기 상측 프레임 지지돌기(144)와 대응되는 상측 탄성부재(150)의 외측 프레임(152)에는 대응되는 형상의 제1 통공(152a) 또는 홈이 형성될 수 있으며, 이 곳에서 접착제 또는 융착으로 고정될 수 있으며, 융착은 열융착 또는 초음파 융착 등을 포함할 수 있다.
또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 하우징(140)의 하측에는 하측 탄성부재(160)의 외측 프레임(162)이 결합되는 복수 개의 하측 프레임 지지돌기(147)가 돌출 형성될 수 있다. 한편, 상기 하측 프레임 지지돌기(147)와 대응되는 하측 탄성부재(160)의 외측 프레임(162)에는 대응되는 형상의 삽입홈(162a) 또는 홀이 형성될 수 있으며, 이 곳에서 접착제 또는 융착으로 고정될 수 있으며, 융착은 열융착 또는 초음파 융착 등을 포함할 수 있다.
상기 구동용 마그네트(130)는 마그네트용 관통공(141a)에 접착제로 고정될 수 있으나 이를 한정하는 것은 아니며, 양면 테이프와 같은 접착부재 등이 사용될 수도 있다. 또는, 변형 실시예로서, 상기 마그네트용 관통공(141a) 대신 하우징(140)의 내측면에는 요홈 형상의 마그네트 안착부가 형성될 수 있고, 상기 마그네트 안착부는 구동용 마그네트(130)의 크기 및 형상과 대응되는 크기 및 형상을 구비할 수 있다.
상기 구동용 마그네트(130)는 보빈(110)에 구비되는 코일(120)과 대응되는 위치에 설치될 수 있다. 또한, 상기 구동용 마그네트(130)는 한 몸으로 구성될 수 있으며, 본 실시예의 경우 보빈(110)의 코일(120)을 마주보는 면을 N극, 바깥쪽 면은 S극이 되도록 배치할 수 있다. 그러나 이를 한정하는 것은 아니며, 반대로 구성하는 것도 가능하다. 또한, 상기 구동용 마그네트(130)는 광축에 수직한 평면으로 2분할되어 구성될 수도 있다.
상기 구동용 마그네트(130)는 일정 폭을 가지는 직육면체 형상으로 구성되어, 상기 마그네트용 관통공(141a) 또는 홈에 안착되어 상기 구동용 마그네트(130)의 넓은 면이 하우징(140)의 측면 중 일부를 형성할 수 있다. 이때, 서로 마주보는 구동용 마그네트(130)들은 서로 평행하게 설치될 수 있다. 또한, 상기 구동용 마그네트(130)는 상기 보빈(110)의 코일(120)과 마주보게 배치될 수 있다. 이때, 상기 구동용 마그네트(130)와 상기 보빈(110)의 코일(120)의 서로 마주보는 면은 서로 평행이 되도록 평면 배치될 수 있다. 그러나 이를 한정하는 것은 아니며, 설계에 따라 구동용 마그네트(130)과 보빈(110)의 코일(120) 중 어느 하나만이 평면이고, 다른 한 쪽은 곡면으로 구성될 수도 있다. 또는 보빈(110)의 코일(120)과 구동용 마그네트(130)의 마주보는 면은 모두가 곡면일 수도 있으며, 이때, 보빈(110)의 코일(120)과 구동용 마그네트(130)의 마주보는 면의 곡률은 같게 형성될 수 있다.
전술한 바와 같이, 상기 하우징(140)의 일측면에는 센서용 관통공(141b) 또는 홈이 구비되고, 상기 센서용 관통공(141b)에는 위치 감지센서(180)가 삽입 또는 배치 또는 안착되며, 상기 위치 감지센서(180)는 솔더링 또는 납땜 방식으로 인쇄회로기판(170)의 일면에 전기적으로 결합되어 있다. 바꿔 말하면, 상기 인쇄회로기판(170)은 하우징의 네 개의 측면(141) 중에서 상기 센서용 관통공(141b) 또는 홈이 구비되는 일측면의 외측면에 고정 또는 지지 또는 배치될 수 있다.
상기 위치 감지센서(180)는 후술할 보빈(110)의 센싱용 마그네트(190)와 함께 상기 보빈(110)의 상기 제1 방향으로의 제1 변위값을 판단하는 변위 감지부가 될 수 있다. 이를 위하여, 상기 위치 감지센서(180) 및 상기 센서용 관통공(141b) 또는 홈은 상기 센싱용 마그네트(190)의 위치에 대응되는 위치에 배치될 수 있다.
상기 위치 감지센서(180)는 보빈(110)의 센싱용 마그네트(190)에서 방출되는 자기력 변화를 감지하는 센서일 수 있다. 또한, 상기 위치 감지센서(180)는 홀센서(Hall sensor)일 수 있다. 그러나, 이는 예시적인 것으로서 본 실시예는 홀센서에 제한되지 않으며 자기력 변화를 감지할 수 있는 센서라면 어떠한 것이든 사용 가능하며, 자기력 이외에 위치를 감지할 수 있는 센서라면 어느 것이든 가능하며, 예를 들어, 포토리플렉터 등을 이용한 방식도 가능하다.
상기 인쇄회로기판(170)은 하우징(140)의 일측면에 결합 또는 배치되며, 상기한 바와 같이 장착용 관통구(173) 또는 홈을 구비할 수 있다. 이로 인해, 상기 인쇄회로기판(170)은 하우징(140)의 일측면에 구비된 장착용 돌출부(149)에 의해 설치 위치가 가이드될 수 있다.
그리고, 상기 인쇄회로기판(170)은 복수 개의 단자(171)들이 배치되어, 외부 전원을 인가 받아 상기 보빈(110)의 코일(120) 및 위치 감지센서(180)에 전류를 공급할 수 있다. 상기 인쇄회로기판(170)에 형성된 단자(171)들의 개수는 제어가 필요한 구성요소들의 종류에 따라 증감될 수 있다. 한편, 본 실시예에 따르면, 상기 인쇄회로기판(170)은 FPCB로 마련될 수 있다.
상술한 단자(171)들 중에는 테스트 핀과 연결되는 단자(171)가 포함될 수 있으며, 단자(171)은 4개 또는 6개 등이 배치될 수 있다.
상기 인쇄회로기판(170)은 상기 변위 감지부에서 감지된 상기 제1 변위값에 기초하여 상기 코일(120)의 인가전류량을 재조절하는 제어부를 포함할 수 있으며,즉, 제어부는 상기 인쇄회로기판(170) 상에 실장되어 있다. 또한, 다른 실시예는 상기 제어부가 상기 인쇄회로기판(170)에 실장되지 않고 별도의 다른 기판에 실장될 수 있으며, 이는 카메라모듈의 이미지센서가 실장되는 기판일 수 있으며 또는 별도 다른 기판일 수도 있다.
상기 홀센서에 의해 탐지된 마그넷플럭스(즉, 자속밀도) 변화에 대한 홀전압차에 기초하여 액츄에이터 구동거리를 캘리브레이션을 추가로 할 수 있다.
보빈(110)은 제1 축 방향으로 고정된 하우징(140)에 대해 제1 축 방향으로 왕복이동 가능하도록 구성될 수 있다. 상기 보빈(110)의 제1 축 방향 이동으로 인해 오토 포커싱 기능이 실행될 수 있다.
보빈(110)에 대해서는, 이하에서 도면을 참고하여 보다 구체적으로 기술하기로 할 수 있다.
한편, 상측 탄성부재(150) 및 하측 탄성부재(160)는 상기 보빈(110)의 광축 방향으로 상승 및/또는 하강 동작을 탄력적으로 지지할 수 있다. 상측 탄성부재(150)와 하측 탄성부재(160)는 판 스프링으로 마련될 수 있다.
도 2 내지 도 4, 도 9a 내지 도 11c에 도시된 바와 같이, 상측 탄성부재(150) 및 하측 탄성부재(160)는 보빈(110)과 결합되는 내측 프레임(151, 161)과 하우징(140)과 결합되는 외측 프레임(152, 162) 및 내측 프레임(151, 161)과 외측 프레임(152, 162)을 연결하는 연결부(153, 163)를 포함할 수 있다.
상기 연결부(153, 163)는 적어도 한 번 이상 절곡 형성되어 일정 형상의 패턴을 형성할 수 있다. 상기 연결부(153, 163)의 위치 변화 및 미세 변형을 통해 보빈(110)은 광축방향의 제 1 방향으로의 상승 및/또는 하강 동작이 탄력적으로(또는 탄성적으로) 지지될 수 있다.
본 실시예에 따른 렌즈 구동 장치에서, 인쇄회로기판(170)은 상측 탄성부재(150) 및 하측 탄성부재(160) 중 적어도 하나와 동일한 재료로 이루어지거나, 특히 도 4와 도 8 등에 도시된 바와 같이 상측 탄성부재(150)와 일체형으로 형성될 수 있으며, 도 9a 내지 도 11c에서는 이해의 편의를 위하여 상측 탄성부재(150) 또는 하측 탄성부재(160)만을 도시하고 있다.
이때, 인쇄회로기판은 FPCB(Flexible printed circuit board)일 수 있고, 폴리이미드(polyimide) 또는 폴리아미드(polyamide)로 이루어지는 절연층 내에 구리(Cu) 등의 도전층이 포함될 수 있으며, 상측 탄성부재(150)와 상기 하측 탄성부재(160) 중 적어도 하나는 상술한 폴리이미드 또는 폴리아미드를 포함하며, 후술하는 패턴 내에 도전성 물질을 포함할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 도 9a에 도시된 바와 같이, 상측 탄성부재(150)는 외측 프레임(152)에서 복수 개의 제1 통공(152a)을 구비하고, 내측 프레임(151)에서 복수 개의 제2 통공(151a)을 구비할 수 있다.
상기 제1 통공(152a)은 상기 하우징(140)의 상부면에 구비되는 상측 프레임 지지돌기(144)와 결합하고, 상기 제2 통공(151a) 또는 홈은 후술할 보빈(110)의 상부면에 구비되는 상측 지지돌기와 결합할 수 있다. 즉, 상기 외측 프레임(152)은 제1 통공(152a)을 통하여 하우징(140)에 고정 및 결합되고, 상기 내측 프레임(151)은 제2 통공(151a) 또는 홈을 통하여 보빈(110)에 고정 및 결합될 수 있다.
상기 연결부(153)는 상기 내측 프레임(151)이 상기 외측 프레임(152)에 대해 제1 방향으로 소정 범위 탄성적으로 변형가능하도록 상기 내측 프레임(151)과 상기 외측 프레임(152)을 연결할 수 있다. 즉, 상기 연결부(153)는 상기 보빈(110)의 상부면에 고정 또는 결합되는 상기 내측 프레임(151)과 상기 하우징(140)의 상부면에 고정 또는 결합되는 상기 외측 프레임(152)을 탄성적으로 연결하고, 이로 인해 별개의 부품으로 분리되어 있는 보빈(110)과 하우징(140)은 상부에서 상기 상측 탄성부재(150)에 의해 탄성적으로 연결될 수 있다.
상기 상측 탄성부재(150)의 내측 프레임(151) 및 외측 프레임(152) 중 적어도 하나 이상에는 보빈(110)의 코일(120) 및 인쇄회로기판(170) 중 적어도 하나 이상과 전기적으로 연결되는 단자부를 적어도 하나 이상 구비할 수 있다.
연결부(153)는 폭이 일정하지 않고 불규칙할 수 있는데, 도 9a에서 연결부(153)는 폭이 다른 영역보다 넓게 형성된 제2 영역(153a)을 포함할 수 있다. 연결부(153)에서 제2 영역(153a)을 제외한 나머지 영역을 제1 영역이라 할 수 있으며, 상술한 제2 영역(153a)와 후술하는 제2 영역(163a)를 기생(parasitic) 영역이라 할 수 있다.
도 9a에서 연결부(153)의 제1 영역의 폭(W1)은 30 마이크로 미터 내지 60 마이크로 미터일 수 있는데, 제2 영역(153a)의 폭(W2)은 제1 영역의 폭(W1)의 1.2 배 이상일 수 있되 2배보다는 적을 수 있다.
연결부(153)는 복수 개가 구비될 수 있는데,도 9a에서 내측 프레임(151)과 외측 프레임(152)을 연결하는 연결부(153)는 4개가 구비되는데, 4개의 연결부(153)의 모양은 동일하여 내측 프레임(151) 또는 외측 프레임(152)의 중심에 대하여 대칭을 이룰 수 있다.
도시된 실시예들에서 연결부(153)는 3회 절곡된 패턴이 각각 형성되는데, 도 9a에서는 하나의 패턴이 제2 영역(153a)을 이루어 다른 영역보다 폭이 더 넓고, 도 9b에서는 두 개의 패턴이 제2 영역(153a)을 이루어 다른 영역보다 폭이 더 넓고, 도 9c에서는 세 개의 패턴이 제2 영역(153a)을 이루고 있다.
도 10a 등에 도시된 바와 같이, 상기 하측 탄성부재(160)는 외측 프레임(162)에서 복수 개의 삽입홈(162a) 또는 홀을 구비하고, 내측 프레임(161)에서 복수 개의 제3 통공(161a) 또는 홈을 구비할 수 있다.
상기 삽입홈(162a) 또는 홀은 상기 하우징(140)의 하부면에 구비되는 하측 프레임 지지돌기(147)와 결합하고, 상기 제3 통공(161a) 또는 홈은 후술할 보빈(110)의 하부면에 구비되는 하측 지지돌기(114)와 결합할 수 있다. 즉, 상기 외측 프레임(162)은 삽입홈(162a) 또는 홀을 통하여 하우징(140)에 고정 및 결합되고, 상기 내측 프레임(161)은 제3 통공(161a) 또는 홈을 통하여 보빈(110)에 고정 및 결합될 수 있다.
상기 연결부(163)는 상기 내측 프레임(161)이 상기 외측 프레임(162)에 대해 제1 방향으로 소정 범위 탄성적으로 변형가능하도록 상기 내측 프레임(161)과 상기 외측 프레임(162)을 연결할 수 있다. 즉, 상기 연결부(163)는 상기 보빈(110)의 하부면에 고정 또는 결합되는 상기 내측 프레임(161)과 상기 하우징(140)의 하부면에 고정 또는 결합되는 상기 외측 프레임(162)을 탄성적으로 연결하고, 이로 인해 별개의 부품으로 분리되어 있는 보빈(110)과 하우징(140)은 하부에서 상기 하측 탄성부재(160)에 의해 탄성적으로 연결될 수 있다.
상기 하측 탄성부재(160)는 도 10a 등에 도시된 바와 같이 서로 분리된 제1 하측 탄성부재(160a)와 제2 하측 탄성부재(160b)를 포함할 수 있다. 이러한 2분할 구조를 통해 하측 탄성부재(160)는 제1 하측 탄성부재(160a)와 제2 하측 탄성부재(160b)는 서로 다른 극성의 전원 또는 서로 다른 전원을 인가 받을 수 있다. 즉, 상기 내측 프레임(161)과 외측 프레임(162)이 각각 보빈(110)과 하우징(140)에 결합된 후, 보빈(110)에 배치된 코일(120)의 양 끝선과 대응되는 상기 내측 프레임의 위치에 솔더부를 마련하여, 상기 솔더부에서 납땜 등과 같은 통전성 연결을 수행하여 서로 다른 극성의 전원 또는 서로 다른 전원을 인가 받을 수 있다. 또한, 제1 하측 탄성부재가 상기 코일의 양끝선 중 하나와 전기적으로 연결되고, 상기 코일의 양끝선 중 다른 하나와 제2 하측 탄성부재가 전기적으로 연결되어, 외부로부터 전류 및/또는 전압을 인가받을 수 있다.
한편, 상측 탄성부재(150) 및 하측 탄성부재(160)와 보빈(110) 및 하우징(140)은 열 융착 및/또는 접착제 등을 이용한 본딩 작업 등을 통해 조립될 수 있다. 이때, 조립 순서에 따라 열 융착 고정 후 접착제를 이용한 본딩으로 고정 작업을 마무리 할 수 있다.
변형 실시예로서, 상기 상측 탄성부재(150)가 2분할 구조로 구성되고, 상기 하측 탄성부재(160)가 일체형 구조로 구성될 수 있다.
상기 하측 탄성부재(160)의 내측 프레임(161) 및 외측 프레임(162) 중 적어도 하나 이상에는 보빈(110)의 코일(120) 및 인쇄회로기판(170) 중 적어도 하나 이상과 전기적으로 연결되는 단자부가 적어도 하나 이상 구비될 수 있다.
상기 댐핑부(410)는 렌즈 구동장치(100)의 렌즈구동시 또는 오토 포커싱 작동시 발생하는 광축 방향의 진동을 흡수하는 감쇠기 역할을 할 수 있다. 상기 댐핑부(410)는 렌즈 구동장치(100)의 오토 포커싱 작동시 이동하지 않고 원래 위치에 고정되어 있는 고정체 및/또는 렌즈 구동장치(100)의 오토 포커싱 작동시 광축 방향으로 이동하는 이동체 사이에 구비될 수 있다. 상기 고정체는 예를 들어 커버부재(300), 또는 하우징(140), 또는 베이스(210), 또는 상측 탄성부재(150) 및/또는 하측 탄성부재(160)의 외측 프레임 등일 수 있고, 상기 이동체는 보빈(110), 또는 렌즈, 또는 코일, 또는 상측 탄성부재(150) 및/또는 하측 탄성부재(160)의 내측 프레임 등일 수 있다.
도 10a에서 연결부(163)의 제1 영역의 폭(d1)은 30 마이크로 미터 내지 60 마이크로 미터일 수 있는데, 제2 영역(163a)의 폭(d2)은 제1 영역의 폭(d1)의 1.2 배 이상일 수 있되 2배보다는 적을 수 있다.
연결부(163)는 복수 개가 구비될 수 있는데,도 10a에서 내측 프레임(161)과 외측 프레임(162)을 연결하는 연결부(163)는 4개가 구비되는데, 4개의 연결부(163)의 모양은 동일하여 내측 프레임(161) 또는 외측 프레임(162)의 중심에 대하여 대칭을 이룰 수 있다.
도시된 실시예들에서 연결부(163)는 2회 절곡된 패턴이 각각 형성되는데, 도 10a에서는 하나의 패턴이 제2 영역(163a)을 이루어 다른 영역보다 폭이 더 넓고, 도 10b에서는 두 개의 패턴이 제2 영역(163a)을 이루고 있다.
도 11a 내지 도 11c는 본 실시예의 일 실시예들에 따른 댐퍼의 배치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 11a와 도 11b에서 하우징과 연결부(153)를 연결하며 댐퍼(158)가 배치되는데, 댐퍼(158)는 실리콘 재질로 이루어지고 연결부(153)를 이루는 하나의 패턴에 접촉하며 배치되거나, 도 11c와 같이 연결부(153)를 이루는 세 개의 패턴 모두에 접촉하며 배치될 수도 있다.
그리고, 도 11a 내지 도 11c에서 댐퍼(158)는 각각의 연결부(153)에 모두 배치되며, 내측 프레임(151) 또는 외측 프레임(152)의 중심에 대하여 대칭을 이루며 배치될 수도 있다.
도 12는 본 실시예의 일 실시예에 따른 보빈의 개략적인 사시도이고, 도 13은 본 실시예의 일 실시예에 따른 보빈의 개략적인 저면 사시도이고, 도 14는 본 실시예의 일 실시예에 따른 보빈의 개략적인 분해 사시도이고, 도 15는 도 14의 부분 확대 사시도이고, 도 16은 도 14의 부분 확대 저면도이고, 도 17은 본 실시예의 일 실시예에 따른 수용홈의 개략적인 부분 확대 사시도이고, 도 18은 본 실시예의 일 실시예에 따른 보빈의 개략적인 종단면도이다.
도 12 내지 도 18에 도시된 바와 같이, 상기 보빈(110)은 상기 하우징(140)의 내부 공간에 광축 방향으로 왕복 이동가능하게 설치될 수 있다. 보빈(110)의 외주면에는 후술할 코일(120)이 설치되어 상기 하우징(140)의 구동용 마그네트(130)와 전자기적 상호 작용이 가능하여, 코일(120)과 구동용 마그네트(130)의 전자기적 상호 작용으로 인해 보빈(110)을 제1 방향으로 왕복이동시킬 수 있다. 또한, 상기 보빈(110)은 상측 탄성부재(150) 및 하측 탄성부재(160)에 의해 탄력적으로(또는 탄성적으로) 지지되어, 광축 방향인 제1 방향으로 움직여 오토 포커싱 기능을 수행할 수 있다.
상기 보빈(110)은 도시하지는 않았으나, 내부에 적어도 하나 이상의 렌즈가 설치되는 렌즈배럴(미도시)을 포함할 수 있으나, 상기 렌즈배럴은 후술할 카메라모듈의 구성부품으로 상기 렌즈 구동장치의 필수구성요소가 아닐 수 있다. 상기 렌즈배럴을 보빈(110)의 내측에 다양한 방식으로 결합 가능하다. 예컨대, 상기 보빈(110) 내주면에 암 나사산을 형성하고, 상기 렌즈배럴의 외주면에는 상기 나사산에 대응되는 수 나사산을 형성하여 이들의 나사 결합으로 렌즈배럴을 보빈(110)에 결합할 수 있다. 그러나 이를 한정하는 것은 아니며, 상기 보빈(110)의 내주면에 나사산을 형성하지 않고, 상기 렌즈배럴을 상기 보빈(110)의 안쪽에 나사결합 이외의 방법으로 직접 고정할 수도 있다. 또는, 렌즈배럴 없이 상기 한 장 이상의 렌즈가 보빈(110)과 일체로 형성되는 것도 가능하다. 상기 렌즈배럴에 결합되는 렌즈는 한 장으로 구성될 수도 있고, 2개 또는 그 이상의 렌즈들이 광학계를 형성하도록 구성할 수도 있다.
또한, 보빈(110)의 상부면과 하부면에는 복수 개의 상측 지지돌기(113)와 복수 개의 하측 지지돌기(114)가 돌출 형성될 수 있다.
상측 지지돌기는 도 12에 도시된 바와 같이, 원통형상 또는 각기둥 형상으로 마련될 수 있으며, 상측 탄성부재(150)의 내측 프레임(151)과 보빈(110)을 결합 및 고정할 수 있다. 본 실시예에 따르면, 상기 상측 탄성부재(150)의 내측 프레임(151)의 상기 상측 지지돌기와 대응되는 위치에는 제2 통공(151a) 또는 홈이 형성될 수 있다. 이때, 상측 지지돌기와 제2 통공(151a) 또는 홈은 열 융착으로 고정될 수도 있고, 에폭시 등과 같은 접착부재로 고정되는 것도 가능하다. 또한, 상측 지지돌기는 복수 개가 마련될 수 있다. 이때, 각각의 상측 지지돌기들 사이의 거리는 주변 부품과의 간섭을 피할 수 있는 범위 내에서 적절히 배치될 수 있다. 즉, 보빈(110)의 중심에 대해 대칭으로 각각의 상측 지지돌기들이 일정한 간격으로 배치될 수도 있고, 이들의 간격이 일정하지는 않으나, 보빈(110)의 중심을 지나는 특정 가상선에 대하여 대칭이 되도록 형성될 수도 있다.
하측 지지돌기(114)는 도 13에 도시된 바와 같이, 상기한 상측 지지돌기와 같이 원통형상 또는 각기둥형상으로 마련될 수 있으며, 하측 탄성부재(160)의 내측 프레임(161)과 보빈(110)을 결합 및 고정할 수 있다. 본 실시예에 따르면, 하측 탄성부재(160)의 상기 내측 프레임(161)의 상기 하측 지지돌기(114)와 대응되는 위치에는 제3 통공(161a) 또는 홈이 형성될 수 있다. 이때, 하측 지지돌기(114)와 제3 통공(161a) 또는 홈은 열 융착으로 고정될 수도 있고, 에폭시 등과 같은 접착부재로 고정되는 것도 가능하다. 또한, 하측 지지돌기(114)는 도 13에 도시된 바와 복수 개가 마련될 수 있다. 이때, 각각의 하측 지지돌기(114)들 사이의 거리는 주변 부품과의 간섭을 피할 수 있는 범위 내에서 적절히 배치될 수 있다. 즉, 보빈(110)의 중심에 대해 대칭으로 각각의 하측 지지돌기(114)들이 일정한 간격으로 배치될 수도 있다.
그리고, 상기 보빈(110)의 상부면과 하부면에는, 상측 탄성부재(150)의 연결부(153) 및 하측 탄성부재(160)의 연결부(163)에 대응되는 위치에 상측 도피홈(112) 및 하측 도피홈(118)이 형성되어 있다.
상기 상측 도피홈(112)과 상기 하측 도피홈(118)이 구비됨으로써, 보빈(110)이 하우징(140)에 대해 제1 방향으로 이동할 때 연결부(153, 163)와 보빈(110)과의 공간적 간섭을 제거하여 연결부(153, 163)의 탄성변형을 보다 용이하게 할 수 있다. 또한, 상기 상측 도피홈의 위치는 실시예처럼 하우징의 모서리에 배치될 수도 있으나, 탄성부재의 연결부 형상 및/또는 위치에 따라 측면에 배치될 수도 있다.
또한, 상기 보빈(110)의 외주면에는, 코일(120)이 설치되는 코일용 안착홈(116)이 구비될 수 있으나, 안착부만이 구비될 수도 있다.
상기 코일(120)은 상기 보빈(110)의 외주면 또는 상기 코일용 안착홈(116) 또는 안착부에 삽입 결합되는 링 형상의 코일블록으로 마련될 수 있으나, 이를 한정하는 것은 아니며 코일(120)을 직접 보빈(110)의 외주면 또는 상기 코일용 안착홈(116) 또는 안착부에 권선할 수도 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 코일(120)은 도 14에 도시된 바와 같이 대략 8각 형상으로 형성될 수 있다. 이는 상기 보빈(110)의 외주면의 형상에 대응되는 것으로, 보빈(110) 또한 8각 형상으로 구비될 수 있다. 또한, 상기 코일(120)은 적어도 4면은 직선으로 마련될 수 있고, 이들 면을 연결하는 모서리 부분은 라운드 또는 직선으로 구성될 수 있다. 이때, 직선으로 형성된 부분은 상기 구동용 마그네트(130)와 대응되는 면이 되도록 형성될 수 있다. 또한, 상기 코일(120)과 대응되는 구동용 마그네트(130)의 면은 상기 코일(120)의 곡률과 같은 곡률을 가질 수 있다. 즉, 상기 코일(120)이 직선이면, 대응되는 구동용 마그네트(130)의 면은 직선일 수 있으며, 상기 코일(120)이 곡선이면, 대응되는 구동용 마그네트(130)의 면은 곡선일 수 있으며, 또한, 같은 곡률을 가질 수도 있다. 또한, 상기 코일(120)이 곡선이더라도 대응되는 구동용 마그네트(130)의 면은 직선일 수 있으며, 그 반대일 수도 있다.
상기 코일(120)은 보빈(110)을 광축 방향으로 움직여 오토 포커스 기능을 수행하도록 하기 위한 것으로, 전류가 공급되면 구동용 마그네트(130)와 전자기적 상호 작용을 통해 전자기력을 형성할 수 있으며, 형성된 전자기력이 보빈(110)을 움직일 수 있다.
한편, 상기 코일(120)은 구동용 마그네트(130)와 대응되게 구성될 수 있는데, 도시된 바와 같이 구동용 마그네트(130)가 단일 몸체로 구성되어 코일(120)과 마주보는 면 전체가 동일한 극성을 가지도록 마련되면, 상기 코일(120) 또한 구동용 마그네트(130)와 대응되는 면이 동일한 극성을 가지도록 구성될 수 있다. 한편, 도시하지는 않았으나, 만일 구동용 마그네트(130)가 광축에 수직한 면으로 2분할 되어 코일(120)과 마주보는 면이 2개 또는 그 이상으로 구분될 경우, 상기 코일(120) 역시 분할된 구동용 마그네트(130)와 대응되는 개수로 분할 구성되는 것도 가능하다.
그리고, 상기 보빈(110)은 전술한 하우징(140)의 위치 감지센서(180)와 함께 변위 감지부에 포함되는 센싱용 마그네트(190)를 구비할 수 있다. 상기 센싱용 마그네트(190)는 상기 보빈(110)에 고정 또는 배치 또는 결합될 수 있다. 이로 인해, 상기 센싱용 마그네트(190)는 상기 보빈(110)의 제1 방향 이동시에 상기 보빈(110)과 동일한 변위량만큼 상기 제1 방향으로 이동할 수 있다. 또한, 상기 센싱용 마그네트(190)는 한 몸으로 구성될 수 있으며, 보빈(110)의 상부 방향이 N극, 보빈(110)의 하부 방향이 S극이 되도록 배치할 수 있다. 그러나 이를 한정하는 것은 아니며, 반대로 구성하는 것도 가능하다. 또한, 상기 센싱용 마그네트(190)는 광축에 수직한 평면으로 2분할되어 구성될 수도 있다.
여기서, 도 14 내지 도 18에 도시된 바와 같이, 상기 보빈(110)은 상기 보빈(110)의 외주면에서 상기 센싱용 마그네트(190)를 수용하기 위한 수용홈(117)을 구비할 수 있다.
상기 수용홈(117)은 보빈(110)의 외부면에서부터 소정 깊이 보빈(110)의 내측 방향으로 형성될 수 있다.
구체적으로, 상기 수용홈(117)은 상기 수용홈(117)의 적어도 일부 이상이 상기 코일(120)의 내측에 위치되도록 상기 보빈(110)의 일측면에 형성될 수 있다. 또한, 상기 수용홈(117)은 적어도 일부 이상이 코일용 안착홈(116)보다 더 보빈(110)의 내측 방향으로 소정 깊이 오목하게 형성될 수 있다. 이렇게, 수용홈(117)을 보빈(110)의 내측 방향으로 형성함으로써, 센싱용 마그네트(190)를 보빈(110)의 내부에 수용할 수 있고, 이로 인해 센싱용 마그네트(190)를 위한 별도의 설치공간을 확보할 필요가 없으므로 보빈(110)의 공간효율성을 향상시킬 수 있다.
특히, 상기 수용홈(117)은 상기 하우징(140)의 위치 감지센서(180)의 위치에 대응되는 위치(또는 상기 위치 감지센서(180)와 대향하는 위치)에 배치될 수 있다. 이로 인해, 센싱용 마그네트(190)와 위치 감지센서(180) 사이의 거리가 코일(120)의 두께와 코일(120)과 위치 감지센서(180) 사이의 이격거리 또는 여기에 코일과 위치 감지센서 사이의 거리를 더 포함하여 그 거리로 최소화할 수 있으므로, 위치 감지센서(180)의 자력 감지 정확도를 향상시킬 수 있다.
상기 수용홈(117)은 상기 보빈(110)의 하부면 및 상부면 중 하나의 면에서 상기 수용홈(117)에 연통되는 개구(119)를 구비할 수 있다. 예를 들어, 도 18에 도시된 바와 같이, 상기 수용홈(117)은 보빈(110)의 하부면 중 일부가 개방되어 개구(119)를 형성하고 상기 개구(119)는 상기 수용홈(117)의 입구를 형성할 수 있다. 상기 개구(119)를 통하여 센싱용 마그네트(190)가 삽입 또는 배치 또는 고정될 수 있으며, 이를 통하여 분리될 수 있다.
보다 구체적으로, 도 16 내지 도 18에 도시된 바와 같이, 상기 수용홈(117)은, 상기 센싱용 마그네트(190)의 일면이 지지되는 내측면과, 접착제가 주입될 수 있도록 상기 내측면보다 소정 깊이 더 내측으로 오목하게 형성된 접착용 홈(117b)을 포함할 수 있다.
상기 내측면은 상기 보빈(110)의 중심을 향하는 내측 방향으로 위치하는 일면으로서, 상기 센싱용 마그네트(190)가 직육면체 형상을 가지는 경우 상기 센싱용 마그네트(190)의 넓은 면이 접촉 또는 안착되는 면이다.
상기 접착용 홈(117b)은 상기 내측면 중 일부분을 상기 보빈(110)의 중심을 향하는 내측 방향으로 더 깊게 오목하게 형성된 홈일 수 있다. 상기 접착용 홈(117b)은 바람직하게는 상기 개구(119)에서부터 상기 센싱용 마그네트(190)의 일면이 접촉 또는 안착 또는 배치되는 보빈(110)의 내부 일면까지 형성될 수 있다.
도 18에 도시된 바와 같이, 상기 접착용 홈(117b)은 상기 보빈(110)의 상하 두께방향으로 상기 센싱용 마그네트(190)의 길이보다 길게 형성되는 제1 추가홈(117c)을 더 포함할 수 있다. 즉, 상기 제1 추가홈(117c)은 상기 센싱용 마그네트(190)의 이면이 접촉 또는 안착 또는 배치되는 보빈(110)의 내부 일면보다 더 깊이 오목하게 형성되는 접착용 홈(117b)의 연장부이다. 상기 제1 추가홈(117c)을 구비함으로써, 접착제가 개구(119)를 통하여 접착용 홈(117b)에 주입될 때 제1 추가홈(117c)에서부터 접착제가 충진되어 접착용 홈(117b) 내부를 충진하므로, 접착제가 접착용 홈(117b)에서 오버 플로우되어 센싱용 마그네트(190)와 수용홈(117) 사이의 틈새를 따라 코일(120)에까지 유동하는 것을 방지할 수 있으므로, 센싱용 마그네트(190)의 결합과정 중 렌즈 구동장치(100)의 불량 발생률을 감소시킬 수 있다.
상기 접착용 홈(117b)은 상기 개구(119)로부터 상기 보빈(110)의 중심을 향하는 내측방향으로 소정 깊이 형성된 제2 추가홈(117a)을 더 포함할 수 있다. 즉, 상기 제2 추가홈(117a)은 상기 개구(119)의 부근에서 상기 내측면보다 상기 보빈(110)의 중심을 향하는 내측방향으로 더 깊게 형성될 수 있다. 상기 제2 추가홈(117a)은 상기 접착용 홈(117b)과 연통되어 있다. 다시 말해서, 상기 제2 추가홈(117a)은 상기 접착용 홈(117b)의 연장부이다. 이렇게, 상기 제2 추가홈(117a)을 구비함으로써, 접착제가 제2 추가홈(117a)를 통하여 접착용 홈(117b)에 주입될 수 있으므로 상기 개구(119) 근처에서 접착제가 오버 플로우되어 코일(120) 등 보빈(110)의 다른 구성에 점착되는 것을 방지할 수 있으므로, 센싱용 마그네트(190)의 결합과정 중 렌즈 구동장치(100)의 불량 발생률을 감소시킬 수 있다.
변형 실시예로서, 상기 제2 추가홈(117a)은 접착용 홈(117b) 없이 단독으로 상기 보빈(110)에 구비될 수 있다. 이 경우, 접착제를 제2 추가홈(117a)에 주입하여 보빈(110)과 센싱용 마그네트(190)를 결합 및 고정할 수 있다.
그리고, 상기 접착용 홈(117b)은 상기 제1 추가홈(117c) 및 상기 제2 추가홈(117a) 중 적어도 하나 이상 포함할 수 있다. 즉, 상기 접착용 홈(117b)은 상기 제1 추가홈(117c)만 구비하거나, 또는 상기 제2 추가홈(117a)만 구비할 수 있다.
변형 실시예로서, 상기 수용홈은, 상기 센싱용 마그네트의 일면(즉, 넓은 면)이 지지되는 내측면과 상기 코일이 구비되는 상기 외주면(즉, 코일용 안착홈 표면) 사이의 깊이가 상기 센싱용 마그네트의 두께 이하일 수 있다. 이로 인해, 상기 센싱용 마그네트는 코일의 권취로 인한 코일의 내측 가압력으로 수용홈 내에 고정될 수 있다. 이 경우, 접착제를 사용할 필요가 없다.
추가 실시예로서, 도면에 도시되지 않았지만, 상기 보빈(110)은, 상기 수용홈(117)이 형성된 외주면과 마주하는 외주면에서 상기 보빈(110)의 중심을 기준으로 상기 수용홈(117)과 대칭된 위치에 상기 보빈(110)의 외주면에 형성되는 추가 수용홈(117)과, 상기 추가 수용홈(117)에 수용되는 중량균형부재를 더 포함할 수 있다.
즉, 상기 추가 수용홈(117)은 상기 수용홈(117)이 형성된 외주면과 마주하는 외주면에서 상기 보빈(110)의 중심을 기준으로 상기 수용홈(117)과 일직선으로 대칭된 위치에서 소정 깊이 보빈(110)의 내측방향으로 형성될 수 있다. 그리고, 상기 중량균형부재는 상기 추가 수용홈(117) 내에 고정 및 결합되며, 상기 자력 센싱부재와 동일한 중량을 가진다.
이렇게, 상기 추가 수용홈(117)과 상기 중량균형부재를 구비함으로써, 수용홈(117)과 센싱용 마그네트(190)의 구비로 인한 보빈(110)의 수평방향 무게 불균형을 중량균형부재의 장착으로 보상할 수 있다.
그리고, 상기 추가 수용홈(117)은 상기 접착용 홈(117b), 상기 제1 추가홈(117c) 및 상기 제2 추가홈(117a) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
도 19는 실시예에 따른 렌즈 구동 장치에서 게인(Gain)과 위상(phase)의 관계를 나타낸 도면이고, 실시예에서 상측 탄성부재를 폴리이미드 등의 재료로 구비하여 인쇄회로기판과 일체형일 때 'B'로 도시된 그래프와 같이 peak value이 낮아지고 주파수 변경이 발생할 수 있으며, 또한 댐퍼와 상측 탄성부재 또는 하측 탄성부재 내의 연결부 내의 기생 영역이 구비될 때, 'A'와 'C'로 도시된 영역에서 peak value를 낮추고 주파수 변경이 발생할 수 있어서, 진동 모터 등의 구동시에 소음이 억제되고 발진 현상을 방지할 수 있다.
도 20a 내지 도 20c는 렌즈 구동 장치에서 게인을 점차 높일 때 발생하는 발진 현상을 나타내고 있고, 도 21에서는 상술한 실시예와 같이 상측 탄성부재나 하측 탄성부재를 FPCB와 동일한 재료로 제조하거나 댐퍼와 상측 탄성부재 또는 하측 탄성부재 내의 연결부 내의 기생 영역이 구비되어, 주파수 특성이 달라져서 발진 현상이 방지됨을 도시하고 있다.
또한, 상기한 바와 같이 구성되는 렌즈 구동장치, 보빈에 결합되는 렌즈배럴, 이미지 센서, 인쇄회로기판을 포함할 수 있다. 이때, 인쇄회로기판은 이미지 센서가 실장 되며, 카메라 모듈의 바닥면을 형성할 수 있다.
상기 보빈은 내부에 적어도 하나의 렌즈가 설치되는 렌즈 배럴을 포함할 수 있는데, 상기 렌즈배럴은 상기 보빈의 내부에 나사 결합 가능하도록 형성될 수도 있다. 그러나 이를 한정하는 것은 아니며, 도시하지는 않았으나 상기 렌즈배럴이 상기 보빈의 안쪽에 나사결합 이외의 방법으로 직접 고정되거나, 렌즈배럴 없이 상기 한 장 이상의 렌즈가 보빈과 일체로 형성되는 것도 가능하다.
상기 렌즈는 한 장으로 구성될 수도 있고, 2개 또는 그 이상의 렌즈들이 광학계를 형성하도록 구성할 수도 있다. 베이스는 상기 이미지 센서와 대응되는 위치에 적외선 차단 필터가 추가로 설치될 수 있으며, 상기 하우징과 결합될 수 있다.
또한, 상기 하우징의 하측을 지지할 수 있다. 상기 베이스에는 상기 인쇄회로기판과의 통전을 위해 별도의 터미널 부재가 설치될 수도 있고, 표면 전극 등을 이용하여 터미널을 일체로 형성하는 것도 가능하다.
한편, 상기 베이스는 상기 이미지 센서를 보호하는 센서홀더 기능을 할 수 있으며, 이 경우, 상기 베이스의 측면을 따라 하측 방향으로 돌출부가 형성될 수도 있다. 그러나 이는 필수적인 구성은 아니며, 도시하지는 않았지만, 별도의 센서 홀더가 베이스의 하부에 배치되어 그 역할을 수행하도록 구성할 수도 있다.
이상에서 본 실시예의 기술적 사상을 예시하기 위해 구체적인 실시 예로 도시하고 설명하였으나, 본 실시예는 상기와 같이 구체적인 실시 예와 동일한 구성 및 작용에만 국한되지 않고, 여러가지 변형이 본 실시예의 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 실시될 수 있다. 따라서, 그와 같은 변형도 본 실시예의 범위에 속하는 것으로 간주해야 하며, 본 실시예의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의해 결정되어야 할 수 있다.
100 : 렌즈 구동장치 110 : 보빈
120: 코일 130: 구동용 마그네트
140: 하우징 150: 상측 탄성부재
153, 163: 연결부 160: 하측 탄성부재
170: 인쇄회로기판 180: 위치 감지센서
190: 센싱용 마그네트 210: 베이스
300: 커버부재 410 : 댐핑부

Claims (11)

  1. 하우징;
    상기 하우징 내에 배치되는 보빈;
    상기 하우징에 배치되는 제1 마그네트;
    상기 보빈에 배치되는 코일;
    상기 보빈과 상기 하우징에 결합되고, 상기 보빈에 결합되는 내측 프레임, 상기 하우징에 결합되는 외측 프레임, 및 상기 내측 프레임과 상기 외측 프레임을 연결하는 연결부를 포함하는 탄성 부재; 및
    상기 하우징과 상기 연결부 사이에 배치되고, 상기 하우징과 상기 연결부를 연결하는 댐퍼를 포함하고,
    상기 연결부는 상기 외측 프레임에 결합되는 제1 단부, 상기 내측 프레임에 연결되는 제2 단부, 및 상기 제1 단부와 상기 제2 단부 사이에 형성되는 절곡부를 포함하고,
    상기 절곡부는 상기 연결부의 상기 제1 및 제2 단부들 각각으로부터 이격되고,
    상기 연결부는 제1 영역 및 상기 제1 영역의 폭보다 큰 폭을 갖는 제2 영역을 포함하고, 상기 제2 영역은 상기 연결부의 상기 제1 단부와 상기 제2 단부로부터 이격되어 위치하고,
    상기 절곡부는 상기 제2 영역에 해당하고,
    상기 댐퍼는 상기 절곡부에 배치되어 상기 절곡부와 접촉하고,
    상기 절곡부에 배치되는 상기 댐퍼는 상기 연결부의 상기 제1 단부 및 상기 제2 단부 각각으로부터 이격되는 렌즈 구동 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 영역과 상기 제2 영역은 상기 연결부의 상기 제1 단부와 상기 제2 단부 사이에 위치하는 렌즈 구동 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2 영역은 상기 연결부의 상기 제2 단부보다 상기 연결부의 상기 제1 단부에 더 가깝게 위치하는 렌즈 구동 장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제2항에 있어서,
    상기 제1 영역은 상기 제2 영역과 상기 연결부의 상기 제1 단부 사이에 위치하는 렌즈 구동 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제2 영역의 폭은 상기 제1 영역의 폭의 1.2 배이상인 렌즈 구동 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 보빈에 배치되는 제2 마그네트; 및
    상기 제2 마그네트를 마주보도록 상기 하우징에 배치되는 위치 센서를 포함하는 렌즈 구동 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 영역의 폭은 30 마이크로 미터 내지 50 마이크로 미터인 렌즈 구동 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 내측 프레임은 제1 통공을 포함하고, 상기 보빈은 상기 제1 통공과 결합되는 상측 프레임 지지 돌기를 포함하고,
    상기 외측 프레임은 제2 통공을 포함하고, 상기 하우징은 상기 제2 통공과 결합되는 하측 프레임 지지 돌기를 포함하는 렌즈 구동 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 연결부는 복수의 연결부들을 포함하고,
    상기 복수의 연결부들 각각은 상기 제1 영역과 상기 제2 영역을 포함하고,
    상기 댐퍼는 상기 복수의 연결부들 각각의 상기 제2 영역에 배치되는 렌즈 구동 장치.
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