KR102438245B1 - 렌즈 구동 장치, 광출력 모듈 및 라이다 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 렌즈 구동 장치, 발광 모듈, 라이다에 관한 것이다. 일 측면에 따른 렌즈 구동 장치는, 하나 이상의 렌즈부가 상, 하 방향으로 배치되는 렌즈 유닛; 상기 렌즈 유닛을 이동시키는 액츄에이터;를 포함하며, 상기 액츄에이터는, 베이스; 상기 베이스의 상측에 이동 가능하게 결합되며, 양단에 제1마그넷이 배치되는 제1하우징; 상기 제1하우징의 상측에 이동 가능하게 결합되며, 상기 제1마그넷의 배치방향과 교차되는 방향으로 양단에 제2마그넷이 배치되는 제2하우징; 상기 제1마그넷과 마주하게 배치되며, 단일의 코어에 권선되는 제1하우징 코일; 및 상기 제2마그넷과 마주하게 배치되며, 단일의 코어에 권선되는 제2하우징 코일을 포함한다.

Description

렌즈 구동 장치, 광출력 모듈 및 라이다{Lens driving unit, light emitting module, and LiDAR}
본 실시예는 렌즈 구동 장치, 광출력 모듈 및 라이다에 관한 것이다.
라이다(LiDAR, Light Detection And Ranging)는 광을 목표물을 향하여 조사하고 사물까지의 거리, 방향, 속도, 온도, 물질 분포 및 농도 특성 등을 감지할 수 있다.
라이다는 기상 관측이나 거리 측정 등의 용도를 위해 활용되다가, 최근에는 자율 주행 및 무인 발렛 파킹을 위하여 연구되고 있다.
라이다는, 광을 물체에 조사하는 광출력 모듈과, 물체로부터 반사되어 입사되는 광을 감지하는 광수신 모듈을 포함한다. 그런데, 종래의 광출력 모듈에서는 렌즈의 형상에 따라 화각이 고정되는 문제가 있다. 또한, 광출력 모듈에 오토 포커스(AF, Auto Focus) 기능을 갖는 카메라 모듈 또는 손떨림 보정(OIS, Optical Image Stabilization) 기능을 갖는 카메라 모듈을 적용하는 경우 화각의 변위량은 소량에 그쳐 문제가 된다. 또한, 이 경우 충격에도 약하여 문제가 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 제안된 것으로서, 렌즈 크기는 축소하면서 넓은 화각(FOV, field of view)의 구현이 가능한 라이다를 제공하는 것에 있다.
본 실시예에 따른 렌즈 구동 장치는, 하나 이상의 렌즈부가 상, 하 방향으로 배치되는 렌즈 유닛; 상기 렌즈 유닛을 이동시키는 액츄에이터;를 포함하며, 상기 액츄에이터는, 베이스; 상기 베이스의 상측에 이동 가능하게 결합되며, 양단에 제1마그넷이 배치되는 제1하우징; 상기 제1하우징의 상측에 이동 가능하게 결합되며, 상기 제1마그넷의 배치방향과 교차되는 방향으로 양단에 제2마그넷이 배치되는 제2하우징; 상기 제1마그넷과 마주하게 배치되며, 단일의 코어에 권선되는 제1하우징코일; 및 상기 제2마그넷과 마주하게 배치되며, 단일의 코어에 권선되는 제2하우징코일을 포함한다.
본 실시예에 따른 광출력 모듈은, 하나 이상의 렌즈부가 상, 하 방향으로 배치되는 렌즈 유닛; 상기 렌즈 유닛의 하측에 배치되는 광원; 상기 광원이 결합되는 기판; 및 상기 렌즈 유닛을 이동시키는 액츄에이터;를 포함하며, 상기 액츄에이터는, 베이스; 상기 베이스의 상측에 이동 가능하게 결합되며, 양단에 제1마그넷이 배치되는 제1하우징; 상기 제1하우징의 상측에 이동 가능하게 결합되며, 상기 제1마그넷의 배치방향과 교차되는 방향으로 양단에 제2마그넷이 배치되는 제2하우징; 상기 제1마그넷과 마주하게 배치되며, 단일의 코어에 권선되는 제1하우징코일; 및 상기 제2마그넷과 마주하게 배치되며, 단일의 코어에 권선되는 제2하우징코일을 포함한다.
본 실시예에 따른 라이다는, 피조사 영역에 광을 조사하는 광출력 모듈과, 상기 광출력 모듈로부터 조사되어 상기 피조사 영역에서 반사되는 광을 감지하는 광수신 모듈을 포함하며, 하나 이상의 렌즈부가 상, 하 방향으로 배치되는 렌즈 유닛; 상기 렌즈 유닛의 하측에 배치되는 광원; 상기 광원이 결합되는 기판; 및 상기 렌즈 유닛을 이동시키는 액츄에이터;를 포함하며, 상기 액츄에이터는, 베이스; 상기 베이스의 상측에 이동 가능하게 결합되며, 양단에 제1마그넷이 배치되는 제1하우징; 상기 제1하우징의 상측에 이동 가능하게 결합되며, 상기 제1마그넷의 배치방향과 교차되는 방향으로 양단에 제2마그넷이 배치되는 제2하우징; 상기 제1마그넷과 마주하게 배치되며, 단일의 코어에 권선되는 제1하우징코일; 및 상기 제2마그넷과 마주하게 배치되며, 단일의 코어에 권선되는 제2하우징코일을 포함한다.
본 실시예를 통해 광원의 스캐닝(Scanning)이 구현될 수 있는 장점이 있다.
또한, 렌즈 크기 축소에 따라 렌즈 구동 장치의 전장이 축소될 수 있으며, 넓은 화각이 구현 가능하며, X축/Y축의 화각 조절이 가능한 장점이 있다.
또한, 제1홀더부와 제2홀더부는 별도의 구동 유닛을 통해 개별적으로 이동할 수 있으므로, 안정성 측면에서 우수한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 라이다의 사시도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 라이다의 내부 구성을 보인 단면도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 라이다의 분해 사시도.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 액츄에이터의 사시도.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 액츄에이터의 분해 사시도.
도 6은 도 4의 X1 - X2에서 바라본 단면도.
도 7는 도 4의 Y1 - Y2에서 바라본 단면도.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 광출력 모듈의 작동을 설명하기 위해 도시한 참고도.
이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 기재함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표시한다.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 '연결', '결합' 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속될 수 있지만, 그 구성 요소와 그 다른 구성요소 사이에 또 다른 구성 요소가 '연결', '결합' 또는 '접속'될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
이하에서는, 제1마그넷, 제1코일, 제2마그넷, 제2코일 중 어느 하나를 '제1구동부'라 칭하고 다른 하나를 '제2구동부'라 칭하고 또 다른 하나를 '제3구동부'라 칭하고 나머지 하나를 '제4구동부'라 칭할 수 있다. 한편, 제1마그넷이 제2하우징에 위치하며, 제1코일이 제1하우징에 위치할 수 있다. 또한, 제2마그넷이 제4하우징에 위치하며, 제2코일이 제3하우징에 위치할 수 있다.
이하에서는 본 실시예에 따른 라이다의 구성을 설명한다.
본 실시예에 따른 라이다(LiDAR, Light Detection And Ranging)는, 광을 목표물을 향하여 조사하고 사물까지의 거리, 방향, 속도, 온도, 물질 분포 및 농도 특성 등을 감지할 수 있다.
라이다는 기상 관측이나 거리 측정 등의 용도를 위해 활용될 수 있다. 또한, 라이다는 자율 주행 및 무인 발렛 파킹을 위해 사용될 수 있다.
본 실시예에 따른 라이다는, 광출력 모듈과 광수신 모듈을 포함할 수 있다. 라이다는, 피조사 영역에 광을 조사하는 광출력 모듈을 포함할 수 있다. 라이다는, 광출력 모듈로부터 조사되어 피조사 영역에서 반사되는 광을 감지하는 광수신 모듈을 포함할 수 있다.
광수신 모듈은, 광출력 모듈로부터 조사되어 피조사 영역에서 반사되는 광을 감지할 수 있다. 광수신 모듈은, 기판, 수광 센서, 방열부재, 및 렌즈 구동 장치를 포함할 수 있다. 광수신 모듈은, 광출력 모듈에서 광원을 수광 센서로 대체하여 제조될 수 있다. 또한, 광수신 모듈에서, 방열부재는 생략될 수 있다. 광수신 모듈의 기판, 방열부재 및 렌즈 구동 장치에 대한 설명은, 이하에서 설명되는 광출력 모듈의 기판, 방열부재 및 렌즈 구동 장치에 대한 설명이 유추 적용될 수 있다. 수광 센서는, 광출력 모듈로부터 조사되어 피조사 영역에서 반사되는 광을 감지할 수 있다. 수광 센서는, 일례로서 적외선 광을 감지할 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않는다.
광출력 모듈은, 피조사 영역에 광을 조사할 수 있다. 광출력 모듈은, 레이저 다이오드(Laser Diode)를 포함할 수 있다. 광출력 모듈은, 일례로서 적외선 광을 조사할 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않는다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 광출력 모듈이 포함된 라이다의 구성을 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 라이다의 사시도 이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 라이다의 내부 구성을 보인 단면도이며, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 라이다의 분해 사시도 이다.
도 1 내지 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 라이다(100)는 케이스(10)에 의해 외형이 형성된다. 상기 케이스(10)는 대략 직육면체 형상으로 형성되어, 내부에 상기 라이다(100)의 구동을 전자부품들을 수용하는 공간이 형성된다.
상기 케이스(10)는 케이스 본체(10a)와, 상기 케이스 본체(10a)의 상, 하측에 각각 결합되는 상부 커버(70) 및 하부 커버(19)를 포함할 수 있다. 따라서, 상기 커버(19, 70)와 상기 케이스 본체(10a)의 결합에 의해, 상기 케이스(20)의 내부공간이 차폐될 수 있다. 이와 달리, 상기 케이스(20)와 상기 커버(19, 70)는 일체로 형성되어, 내부에 공간을 형성할 수 있음은 물론이다.
상기 케이스(10)의 내부 공간에는 피조사 영역에 광을 조사하는 광출력 모듈(20)과, 상기 피조사 영역에서 반사되는 광을 감지하는 광수신 모듈(30)이 배치된다. 상기 광출력 모듈(20)과 상기 광수신 모듈(30)은 상기 상부 커버(70)에 형성되는 글래스(21, 31)를 통해 광을 상기 케이스(10)의 내, 외부로 조사 또는 수신할 수 있다.
상세히, 상기 광출력 모듈(20)과 상기 광수신 모듈(30)은 상기 케이스(10)의 내부에서 상호 인접하게 배치된다. 상기 광출력 모듈(20)과 상기 광수신 모듈(30) 사이에는 별도의 구획부(11a)가 배치될 수 있다. 상기 광출력 모듈(20)과 상기 광수신 모듈(30)은 상기 상부 커버(70)의 글래스(21, 31)에 의해 커버될 수 있다. 상기 글래스(21, 31)는 투명 재질로 형성되어 광이 통과할 수 있다. 보다 상세히, 상기 글래스(21, 31)는, 상기 광출력 모듈(20)의 광 출사방향에 배치되어 상기 광출력 모듈(20)로부터 조사되는 광이 외부로 통과하기 위한 광출력 글래스(31)와, 상기 광수신 모듈(20)의 광 수신 영역과 마주하게 배치되어 상기 피조사 영역에서 반사되는 광이 내부로 통과하기 위한 광수신 글래스(21)를 포함할 수 있다. 상기 광수신 글래스(21)로부터 입사된 광은 후술할 광수신 렌즈(32, 33)로 입사될 수 있다.
상기 글래스(21, 31)의 재질은 가시광선을 차단하기 위한 투명 플라스틱(Plastic)일 수 있다.
한편, 상기 상부 커버(70)는 곡면 형상을 가질 수 있다. 상기 라이다(100)를 측면에서 바라보았을 때, 상기 상부 커버(70)는 중앙부가 돌출되는 곡면 형상으로 형성될 수 있다. 그리고, 상기 상부 커버(70)에 결합되는 상기 글래스(21, 31)도 곡면 형상으로 형성되어, 상기 상부 커버(70)의 타 영역과 일체감을 형성할 수 있다.
도 2 및 3을 참조하면, 상기 라이다(10)는 상기 광출력 모듈(20)과 상기 광수신 모듈(30)을 포함한다.
상기 광수신 모듈(30)은 광수신 렌즈(32, 33)를 포함할 수 있다. 상기 광수신 렌즈(32, 35)는 제1 광수신 렌즈(32)와, 상기 제1 광수신 렌즈(32)의 하측에 위치하는 제2 광수신 렌즈(33)를 포함할 수 있다.
상기 광수신 렌즈(32, 33)는, 상기 케이스(10)의 내부 공간 중 상기 광수신 글래스(31)의 하측에 배치된다. 상기 케이스 본체(10a)의 상면에는 상기 광수신 렌즈(32, 33)가 수용되기 위한 렌즈 수용홈(30a)이 형성된다. 상기 렌즈 수용홈(30a)은 상기 케이스 본체(10a)의 상면으로부터 하방으로 함몰 형성되어 상기 광수신 렌즈(32, 33)를 수용한다. 상기 렌즈 수용홈(30a)의 단면적은 상기 광수신 렌즈(32, 33)의 단면적에 대응되도록 형성될 수 있다.
상기 광수신 렌즈(32, 33)는 광수신 기판(35)의 상측에 배치될 수 있다. 상기 광수신 렌즈(32, 33) 중 상대적으로 하측에 배치되는 제2 광수신 렌즈(33)는 상기 광수신 기판(35)과 전기적으로 연결되어, 상기 광수신 렌즈(32, 33)로부터 입사된 광을 통한 신호가 상기 광수신 기판(35)에 입력될 수 있다.
상기 광수신 렌즈(32, 33) 중 상대적으로 상측에 배치되는 제1 광수신 렌즈(52)는 중심부가 상방으로 돌출되는 곡면 형상일 수 있다. 따라서, 피조사 영역에서 반사된 광이 상기 제1 광수신 렌즈(32)로 용이하게 입사될 수 있다. 그리고, 상기 제2 광수신 렌즈(33)는 집광 렌즈일 수 있다. 또한, 상기 광수신 렌즈(32, 33)의 상면은 후술할 제3렌즈부(130)의 상면에 비하여 상대적으로 하측에 배치될 수 있다. 즉, 외부로 노출되는 상기 광수신 렌즈(32, 33) 영역은 상하 방향길이가 상기 제3렌즈부(130) 보다 낮게 형성된다. 이로 인해, 상기 피조사 영역에서부터 반사된 광은 상기 광출력 모듈(20)이 아닌 상기 광수신 모듈(30)로 용이하게 입사될 수 있다.
상기 광수신 기판(35) 및 상기 광출력 모듈(20)의 하측에는 별도의 기판(16, 18)이 추가적으로 배치될 수 있다. 상기 광수신 기판(35)과 상기 별도의 기판(16, 18)은 상호 마주하는 양측에 배치되는 고정나사를 통해 결합될 수 있다. 그리고, 상기 광수신 기판(35)과 상기 별도의 기판(16, 18)은 상기 고정나사와 이격된 양측에 별도의 연결기판(17)이 배치되어 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 별도의 기판(16, 18)은, 상기 광출력 모듈(20)과 상기 광수신 모듈(30)의 제어 명령을 입력하기 위한 제어기판(18)과, 상기 제어기판(18)의 상측에 배치되어 상기 광출력 모듈(20)과 상기 광수신 모듈(30)로 전원을 제공하기 위한 전원기판(16)을 포함할 수 있다. 따라서, 상기 별도의 기판(16, 18)들은 상기 라이다(10)의 구동에 필요한 제어명령을 전달하거나, 상기 각 모듈(20, 30)로 전원을 제공할 수 있다.
이하에서는 상기 광출력 모듈(20)의 구성에 대해 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 액츄에이터의 사시도 이고, 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 액츄에이터의 분해 사시도 이며, 도 6은 도 4의 X1 - X2에서 바라본 단면도이고, 도 7는 도 4의 Y1 - Y2에서 바라본 단면도이다.
도 2 내지 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 광출력 모듈(20)은, 기판(50), 광원(52) 및 렌즈 구동 장치를 포함할 수 있다. 다만, 본 실시예에 따른 광출력 모듈에서는, 기판(50), 광원(52) 및 렌즈 구동 장치 중 어느 하나 이상이 생략 또는 변경될 수 있다.
상기 기판(50)은, 상기 광원(52)과 결합될 수 있다. 상기 기판(50)은, 상기 광원(52)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이 경우, 상기 기판(50)은, 상기 광원(52)의 구동을 위해 필요한 전류를 공급할 수 있다. 상기 기판(50)의 상면에는 상기 광원(52) 이 결합될 수 있다. 상기 기판(50)의 상, 하면에는 방열핀(미도시)이 결합수 있다. 상기 기판(50)은, 일례로서 인쇄회로기판(PCB, Printed Circuit Board)일 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않는다. 또한, 상기 기판(50)은 하측에 배치되는 상기 전원기판(16) 또는 제어기판(18)과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 광원(52)은, 렌즈 유닛(101)의 하측에 위치할 수 있다. 상기 광원(52)은, 제1렌즈부(110)의 하측에 위치할 수 있다. 상기 광원(52)은, 상기 기판(50)에 결합될 수 있다. 상기 광원(52)은, 상기 기판(50)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이 경우, 상기 광원(52)은, 상기 기판(50)으로부터 전원을 공급받을 수 있다. 상기 광원(52)은, 레이저 다이오드(Laser Diode)일 수 있다. 상기 광원(52)은, 일례로서 적외선 광을 조사할 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않는다.
렌즈 구동 장치는, 렌즈 유닛(101) 및 액츄에이터(200)를 포함할 수 있다. 다만, 본 실시예에 따른 렌즈 구동 장치에서는, 상기 렌즈 유닛(101) 및 상기 액츄에이터(200) 중 어느 하나 이상이 생략 또는 변경될 수 있다.
상기 렌즈 유닛(101)은, 상기 기판(50)에 실장된 상기 광원(52)과 오버랩되도록 배치될 수 있다. 이와 같은 구조를 통해, 상기 광원(52)에서 출사된 광은 상기 렌즈 유닛(101)을 통과해 외부로 출사될 수 있다. 상기 렌즈 유닛(101)은, 상기 광원(52)으로부터 출사되는 광의 적어도 일부의 경로를 변경시킬 수 있다. 상기 렌즈 유닛(101)은, 복수의 렌즈 및 복수의 렌즈를 고정하는 배럴을 포함할 수 있다. 상기 렌즈 유닛(101)은, 총 6매의 렌즈로 구성될 수 있다. 상기 렌즈 유닛(101)은, 제1 내지 제6렌즈(111, 112, 121, 122, 131, 132)를 포함할 수 있다. 이때, 상기 제1 내지 제6렌즈(111, 112, 121, 122, 131, 132) 중 어느 하나 이상은 비구면 렌즈일 수 있다. 또는, 상기 제1 내지 제6렌즈(111, 112, 121, 122, 131, 132) 모두 비구면 렌즈일 수 있다.
상기 렌즈 유닛(101)의 화각(FOV, field of view)은, 135도 내지 145도 일수 있다. 상기 렌즈 유닛(101)의 화각은, 상기 액츄에이터(200)에 의해 형성될 수 있다. 즉, 상기 렌즈 유닛(101)의 화각은, 상기 액츄에이터(200)가 상기 렌즈 유닛(101)의 적어도 일부를 이동시킴에 따라 확보될 수 있다.
상기 렌즈 유닛(101)은, 제1렌즈부(110), 제2렌즈부(120) 및 제3렌즈부(130)를 포함할 수 있다. 다만, 상기 렌즈 유닛(101)에서, 상기 제3렌즈부(130), 상기 제2렌즈부(120) 및 상기 제1렌즈부(110) 중 어느 하나 이상이 생략 또는 변경될 수 있다.
상기 렌즈 유닛(101)은, 상기 제3렌즈부(130)를 포함할 수 있다. 상기 제3렌즈부(130)는, 적어도 일부가 상측으로 노출될 수 있다. 상기 렌즈 유닛(101)은, 상기 제3렌즈부(130)의 하측에 위치하는 제2렌즈부(120)를 포함할 수 있다. 렌즈 유닛(101)은, 상기 제2렌즈부(120)의 하측에 위치하는 제1렌즈부(110)를 포함할 수 있다.
상기 제3렌즈부(130), 상기 제2렌즈부(120) 및 상기 제1렌즈부(110)는, 상측에서 하측으로 순차적으로 배치될 수 있다. 이때, 상기 제1렌즈부(110)의 하측에는 광원(420)이 위치할 수 있다. 다만, 상기 제3렌즈부(130), 상기 제2렌즈부(120) 및 상기 제1렌즈부(110)는 순서를 바꾸어 배치될 수 있다.
상기 제3렌즈부(130)는, 적어도 일부가 상기 홀더 유닛(500)에 수용될 수 있다. 상기 제3렌즈부(130)의 중심부는 외부로 노출될 수 있다. 상기 제3렌즈부(130)의 중심부는 상측으로 노출될 수 있다. 상기 제3렌즈부(130)의 주변부는 상기 홀더 유닛(500)에 의해 수용될 수 있다.
상기 제3렌즈부(130)는, 제5렌즈(131), 제6렌즈(132) 및 제3렌즈배럴(133)을 포함할 수 있다. 다만, 상기 제3렌즈부(130)에서, 상기 제5렌즈(131), 상기 제6렌즈(132) 및 상기 제3렌즈배럴(133) 중 어느 하나 이상이 생략 또는 변경될 수 있다.
상기 제3렌즈부(130)는, 최상측에 위치하는 상기 제6렌즈(132)를 포함할 수 있다. 상기 제3렌즈부(130)는, 상기 제6렌즈(132)의 하측에 위치하는 상기 제5렌즈(131)를 포함할 수 있다.
상기 제6렌즈(132)의 적어도 일부가 상기 홀더 유닛(500)에 수용될 수 있다. 상기 제6렌즈(132)는 상기 광출력 글래스(31)의 하측에 배치될 수 있다.
상기 제6렌즈(132)의 중심부는 상측으로 노출될 수 있다. 상기 제6렌즈(132)의 주변부는 상기 홀더 유닛(500)에 의해 수용될 수 있다. 상기 제6렌즈(132)는, 상기 제1 내지 제5렌즈(111, 112, 121, 122, 131)와 비교하여 가장 큰 직경을 가질 수 있다.
한편, 상기 광수신 모듈(30) 중 상기 케이스의 상방으로 돌출되는 렌즈의 돌출 높이는, 상기 광출력 모듈(20) 중 외부로 돌출되는 렌즈의 돌출 높이 보다 낮게 형성될 수 있다. 일 예로, 상기 제1 광수신 렌즈(32)의 돌출 높이는 상기 제6렌즈(132)의 돌출 높이 보다 낮게 형성될 수 있다. 따라서, 상기 광출력 모듈(20)로부터 조사되는 광이 상기 광수신 모듈(30)에 직접적으로 수신되는 것을 방지할 수 있다.
상기 광출력 모듈(20)의 돌출 높이를 높게 형성하기 위해, 상기 케이스(10)의 상면(10a)에는 상기 광출력 모듈(20)의 상측 일부를 수용하기 위한 단차부(25)가 형성된다. 상기 단차부(25)는 상기 케이스(10)의 상면(10a)으로부터 단차지게 돌출 형성되어, 상기 광출력 모듈(20)의 상측 일부 영역을 수용한다. 그리고, 상기 단차부(25)의 상면에는 상기 제6렌즈(132)를 노출시키기 위한 홀이 형성된다.
상기 제5렌즈(131)는, 상기 제6렌즈(132)의 하측에 위치할 수 있다. 상기 제5렌즈(131)는, 상기 제4렌즈(122)의 상측에 위치할 수 있다. 상기 제5렌즈(131)의 직경은, 상기 제6렌즈(132)의 직경 보다 작고 상기 제4렌즈(122)의 직경 보다 클 수 있다. 상기 제5렌즈(131)는, 상기 제6렌즈(132)와 광축이 일치하도록 배치될 수 있다.
상기 제3렌즈배럴(133)은, 상기 제6렌즈(132)의 적어도 일부를 수용할 수 있다. 상기 제3렌즈배럴(133)은, 상기 제6렌즈(132)의 적어도 일부를 수용할 수 있다. 상기 제3렌즈배럴(133)은, 상기 제6렌즈(132)의 외주면을 지지할 수 있다. 상기 제3렌즈배럴(133)은, 상기 제6렌즈(132)의 외주면을 지지할 수 있다. 상기 제3렌즈배럴(133)은, 상기 홀더 유닛(500)의 내부에 수용될 수 있다.
상기 제2렌즈부(120)는 상기 액츄에이터(200)에 결합될 수 있다. 상기 제2렌즈부(120)는, 상기 액츄에이터(200)에 의해 이동될 수 있다. 상기 제2렌즈부(120)는, 상기 렌즈 유닛(101)의 광축과 수직한 방향으로 이동할 수 있다. 이때, 상기 제2렌즈부(120)는, 상기 렌즈 유닛(101)의 광축 방향으로의 이동은 제한될 수 있다. 상기 제2렌즈부(120)의 상단은, 상기 제3렌즈부(130)에 직접 접촉할 수 있다. 상기 제2렌즈부(120)의 상단은, 상기 제3렌즈부(130)의 하단을 지지할 수 있다. 상기 제2렌즈부(120)의 하단은, 상기 제1렌즈부(110)에 직접 접촉할 수 있다. 상기 제2렌즈부(120)의 하단은, 상기 제1렌즈부(110)에 의해 지지될 수 있다.
상기 제2렌즈부(120)는, 상기 렌즈 유닛(101)의 광축과 수직한 제1축 방향으로 이동할 수 있다. 상기 제2렌즈부(120)는, 상기 렌즈 유닛(101)의 광축과 수직하고 제1축 방향과 상이한 제2축 방향으로 이동할 수 있다. 이때, 제1축 방향과 제2축 방향은 직교할 수 있다. 이 경우, 제1축 방향은 'X축 방향'이라 칭하고, 상기 제2축 방향은 'Y축 방향'이라 칭할 수 있다. 상기 제2렌즈부(120)는, 제1축 방향으로 2.8mm 내지 3.2mm 만큼 이동 가능할 수 있다. 상기 제2렌즈부(120)는, 제2축 방향으로 88㎛ 내지 92㎛ 만큼 이동 가능할 수 있다. 이 경우, 상기 렌즈 유닛(101)의 화각은 135도 내지 145도로 확보될 수 있다.
한편, 상기 케이스(20)의 측면에는 상기 제2렌즈부(120)를 수평 방향으로 노출시키기 위한 조절홀(11, 도 1참조)이 형성된다. 상기 조절홀(11)은, 상기 케이스(10)의 측면 중 상기 제2렌즈부(120)와 수평방향으로 오버랩되는 영역에 형성되어, 상기 제2렌즈부(120)를 외부에 노출시킨다. 따라서, 작업자는 상기 조절홀(11)에 별도의 도구를 삽입하여, 상기 제2렌즈부(120)의 위치를 조절할 수 있다.
상기 제2렌즈부(120)는, 제3렌즈(121), 제4렌즈(122) 및 제2렌즈배럴(123)을 포함할 수 있다. 다만, 상기 제2렌즈부(120)에서, 상기 제3렌즈(121), 상기 제4렌즈(122) 및 제2렌즈배럴(123) 중 어느 하나 이상이 생략 또는 변경될 수 있다.
상기 제2렌즈부(120)는, 상기 제5렌즈(131) 하측에 위치하는 상기 제4렌즈(122)를 포함할 수 있다. 상기 제2렌즈부(120)는, 상기 제4렌즈(122)의 하측에 위치하는 상기 제3렌즈(121)를 포함할 수 있다. 이때, 상기 제3렌즈(121) 및 상기 제4렌즈(122)는, '구동 렌즈'로 호칭될 수 있다.
상기 제4렌즈(122)는, 상기 제5렌즈(131) 하측에 위치할 수 있다. 상기 제4렌즈(122)는, 상기 제3렌즈(121)의 상측에 위치할 수 있다. 상기 제4렌즈(122)는, 상기 제2렌즈배럴(123)에 고정될 수 있다. 상기 제4렌즈(122)는, 상기 액츄에이터(200)에 결합될 수 있다. 상기 제4렌즈(122)는, 상기 액츄에이터(200)에 의해 이동할 수 있다. 상기 제4렌즈(122)는, 상기 제3렌즈(121)와 광축이 일치하도록 배치될 수 있다. 상기 제4렌즈(122)의 직경은, 상기 제3렌즈(121)의 직경과 대응할 수 있다.
상기 제3렌즈(121)는, 상기 제4렌즈(122)의 하측에 위치할 수 있다. 상기 제3렌즈(121)는 제2렌즈배럴(123)에 고정될 수 있다. 상기 제3렌즈(121)는, 상기 액츄에이터(200)에 결합될 수 있다. 상기 제3렌즈(121)는, 상기 액츄에이터(200)에 의해 이동할 수 있다.
상기 제2렌즈배럴(123)은, 상기 제3렌즈(121)의 적어도 일부를 수용할 수 있다. 상기 제2렌즈배럴(123)은, 상기 제4렌즈(122)의 적어도 일부를 수용할 수 있다. 상기 제2렌즈배럴(123)은, 상기 제3렌즈(121)의 외주면을 지지할 수 있다. 상기 제2렌즈배럴(123)은, 상기 제4렌즈(122)의 외주면을 지지할 수 있다. 상기 제2렌즈배럴(123)은, 상기 홀더 유닛(500)의 내부에 수용될 수 있다. 상기 제2렌즈배럴(123)은, 상기 액츄에이터(200)에 결합될 수 있다. 상기 제2렌즈배럴(123)은, 상기 액츄에이터(200)에 의해 이동할 수 있다. 상기 제2렌즈배럴(123)의 하면의 적어도 일부는, 상기 제1렌즈배럴(113)에 의해 지지될 수 있다. 상세히, 상기 제2렌즈배럴(123)은 상기 액츄에이터(200)의 제1홀더부(1130)에 지지될 수 있다.
상기 제1렌즈부(110)는, 상기 제1렌즈(111), 상기 제2렌즈(112) 및 상기 제1렌즈배럴(113)을 포함할 수 있다. 다만, 상기 제1렌즈부(110)에서, 상기 제1렌즈(111), 상기 제2렌즈(112) 및 상기 제1렌즈배럴(113) 중 어느 하나 이상이 생략 또는 변경될 수 있다.
상기 제1렌즈부(110)는, 상기 제3렌즈(121) 하측에 위치하는 상기 제2렌즈(112)를 포함할 수 있다. 상기 제1렌즈부(110)는, 상기 제2렌즈(112) 하측에 위치하는 제1렌즈(111)를 포함할 수 있다. 상기 제1렌즈부(110)는, 상기 제1렌즈(111) 및 상기 제2렌즈(112)를 수용하는 상기 제1렌즈 배럴(113)을 포함할 수 있다.
상기 제2렌즈(112)는, 상기 제3렌즈(121) 하측에 위치할 수 있다. 상기 제2렌즈(112)는, 상기 제1렌즈(111) 상측에 위치할 수 있다. 상기 제2렌즈(112)는, 상기 제1렌즈배럴(113)에 지지될 수 있다. 상기 제2렌즈(112)는 상기 제1렌즈(111) 및 상기 제6렌즈(132)와 광축이 일치되도록 배치될 수 있다. 상기 제2렌즈(112)는, 포커싱(focusing)을 위한 렌즈일 수 있다. 이 경우, 상기 제2렌즈(112)는, '포커싱 렌즈'로 호칭될 수 있다.
상기 제1렌즈(111)는, 상기 제2렌즈(112) 하측에 위치할 수 있다. 상기 제1렌즈(111)는, 상기 광원(52)의 상측에 위치할 수 있다. 상기 제1렌즈(121)는, 상기 제1렌즈배럴(113)에 의해 지지될 수 있다. 상기 제1렌즈(111)는, 상기 제2렌즈(112)와 광축이 일치되도록 배치될 수 있다. 상기 제1렌즈(111)는, 상기 컬리메이팅(collimating)을 위한 렌즈일 수 있다. 즉, 상기 제1렌즈(112)는, 상기 광원(52)에서 조사되는 광을 통해 평행광을 생성할 수 있다. 이 경우, 상기 제1렌즈(111)는, '컬리메이팅 렌즈'로 호칭될 수 있다.
상기 제1렌즈배럴(113)은, 상기 제1렌즈(111)를 수용할 수 있다. 상기 제1렌즈배럴(113)은, 상기 제2렌즈(112)를 수용할 수 있다. 상기 제1렌즈배럴(113)은, 상기 제1렌즈(111)의 외주면을 지지할 수 있다. 상기 제1렌즈배럴(113)은, 상기 제2렌즈(112)의 외주면을 지지할 수 있다.
상기 홀더 유닛(500)은, 상기 렌즈 유닛(101)의 적어도 일부를 수용할 수 있다. 상기 홀더 유닛(500)은, 상기 제3렌즈부(130)를 고정할 수 있다. 상기 홀더 유닛(500)은, 내부에 상기 제2렌즈부(120) 를 이동가능하게 수용할 수 있다. 즉, 상기 홀더 유닛(500)은, 상기 제3렌즈부(130)와 상기 제1렌즈부(110)는 고정하고 상기 제2렌즈부(120)를 이동가능하게 수용할 수 있다. 상기 홀더 유닛(500)은, 상기 제2렌즈부(120)를 이동시키는 액츄에이터(200)를 내부에 수용할 수 있다.
상기 액츄에이터(200)는, 상기 '보이스 코일 모터(VCM, Voice Coil Motor)'로 호칭될 수 있다. 상기 액츄에이터(200)는, 전자기적 상호작용을 통해 상기 액츄에이터(200)에 결합된 상기 렌즈 유닛(101)을 이동시킬 수 있다.
상기 액츄에이터(200)는 커버(202)와 베이스(208)의 결합에 외형이 형성된다. 상기 커버(202)와 상기 베이스(208)의 사이에 형성되는 공간에는 제1하우징(230)과 제2하우징(240)이 이동 가능하게 배치될 수 있다.
상기 액츄에이터(200)는, 제2렌즈부(120)를 이동시킬 수 있다. 액츄에이터(200)는, 제2렌즈부(120)를 렌즈 유닛(100)의 광축에 수직인 방향으로 이동시킬 수 있다. 이때, 제2렌즈부(120)의 광축 방향으로의 이동은 제한될 수 있다. 여기서, '광축'은 '상하 방향', '수직 방향' 및 'Z축 방향'으로 호칭될 수 있다. 또한, '광축에 수직인 방향'은, '전후좌우 방향', '수평 방향' 및 'X축/Y축 방향'으로 호칭될 수 있다. 액츄에이터(200)는, 제2렌즈부(120)를 제1축 방향 및 제2축 방향으로 이동시킬 수 있다. 이때, 제1축 방향 및 제2축 방향은 경사를 이루도록 만날 수 있다. 또한, 제1축 방향 및 제2축 방향은 직교할 수 있다. 이때, 제1축은 'X축'으로 호칭되고, 제2축은 'Y축'으로 호칭될 수 있다. 즉, 액츄에이터(200)는, 제2렌즈부(120)를 X축 방향 및 Y축 방향 중 어느 하나 이상의 방향으로 이동시킬 수 있다.
액츄에이터(200)는, 제1축 구동 유닛, 제2축 구동 유닛 및 구동기판(1500)을 포함할 수 있다. 다만, 액츄에이터(200)에서, 제1축 구동 유닛, 제2축 구동 유닛 및 구동기판(1500) 중 어느 하나 이상이 생략 또는 변형될 수 있다.
액츄에이터(200)는, 제2렌즈부(120)를 제1축 방향으로 이동시키는 제1축 구동 유닛을 포함할 수 있다. 액츄에이터(200)는, 제2렌즈부(120) 및 제1축 구동 유닛의 적어도 일부를 함께 제1축 방향과 상이한 제2축 방향으로 이동시키는 제2축 구동 유닛을 포함할 수 있다.
제1축 구동 유닛은, 제2렌즈부(120)를 제1축 방향으로 이동시킬 수 있다. 제1축 구동 유닛은, 제2렌즈부(120)를 X축 방향으로 이동시킬 수 있다. 이 경우, 제1축 구동 유닛은, 'X축 구동 유닛'으로 호칭될 수 있다.
제1축 구동 유닛은, 제1하우징(230), 베이스(208), 제1마그넷(250), 제1하우징 코일(220), 제1가이드부(272)를 포함할 수 있다. 다만, 제1축 구동 유닛에서, 제1하우징(230), 베이스(208), 제1마그넷(250), 제1하우징 코일(220), 제1가이드부(272) 중 어느 하나 이상이 생략 또는 변경될 수 있다.
제1축 구동 유닛은 제2렌즈부(120)가 결합되는 제1하우징(230)을 포함할 수 있다. 제1축 구동 유닛은, 제1하우징(230)과 이격되는 베이스(208)을 포함할 수 있다. 제1하우징(230)은 베이스(208)의 상측에 배치되어, X축 방향으로 이동될 수 있다.
제1하우징(230)은 중앙에 상기 제2렌즈부(120)가 결합되는 렌즈부 결합홀(231)이 형성되는 몸체(232)와, 상기 몸체(232)의 양측으로 연장되는 제1마그넷 결합부(233)를 포함한다. 그리고, 렌즈부 결합홀(231)이 형성되는 몸체(232)로부터 서로 대향하여 연장되는 제1마그넷 결합부(233)에는 제1마그넷(250)이 배치된다. 그리고, 베이스(208) 중 제1마그넷(250)과 마주하는 영역에는 제1마그넷(250)과 전자기적 상호작용을 수행하는 제1하우징 코일(220)이 구비된다.
상세히, 상기 제1마그넷 결합부(233)는 상기 몸체(232)를 중심으로 상호 대향하도록 복수로 구비된다. 그리고, 상기 제1마그넷 결합부(233)에는 상기 제1마그넷(250)을 수용하도록 제1마그넷 수용홈(237)이 타 영역보다 함몰되어 구비될 수 있다. 이 때, 상기 제1마그넷 결합부(233)의 배치 방향은 상기 제1하우징(230)의 이동 방향과 교차할 수 있다. 이는 상기 제1하우징(230)이 X축 방향으로 이동한다 할 때, 복수의 상기 제1마그넷 결합부(233)의 배치 방향은 Y축 방향을 형성하는 것으로 이해될 수 있다.
상기 제1마그넷 결합부(233)에는 상기 제1마그넷(250)이 수용될 수 있다. 상기 제1마그넷(250)은 복수의 상기 제1마그넷 결합부(233) 각각에 구비될 수 있다. 이 때, 하나의 제1마그넷 결합부(233)에 수용되는 제1마그넷(250)의 개수는 복수일 수 있다. 일 예로, 상기 제1하우징(230)에는 쌍을 이루는 제1마그넷(250)이 각각 제1마그넷 결합부(233)에 복수로 배치될 수 있다. 상기 쌍을 이루는 제1마그넷(250)은 서로 다른 극성을 가질 수 있다.
제1하우징 코일(220)은, 상기 제1마그넷(250)과 마주하는 영역에 각각 구비될 수 있다. 이때, 즉, 복수의 상기 제1마그넷(250) 중 어느 일 마그넷과 마주하는 영역에 제1코일(222)이 배치되고, 상기 일 마그넷과 대향하는 타 마그넷과 마주하는 영역에 제2코일(224)이 배치될 수 있다. 제1하우징 코일(220)은, 상기 구동기판(1500)과 전기적으로 연결될 수 있다.
베이스(208)의 상측에는 제2하우징(240)과 제1하우징(230)이 배치된다. 따라서, 결합되는 순서를 나열하면, 제1하우징(230)의 상측에 제2하우징(240)이 배치되고, 제1하우징(230)의 하측에 베이스(208)가 결합되는 것으로 이해될 수 있다. 경우에 따라서, 상기 제2하우징(240)에 상기 제1하우징(230)이 수용되고, 상기 제2하우징(240)의 하면도 상기 베이스(208)의 상면에 결합될 수 있다.
그리고 제1하우징(230)은 제2하우징(240)에 대하여 슬라이드 이동가능하도록 결합되고, 제2하우징(240)은 베이스(208)에 대하여 슬라이드 이동 가능하도록 결합된다. 이와 달리, 상기 제1하우징(230)은 상기 베이스(208)에 대하여 슬라이드 이동 할 수 있다. 그리고, 상기 제2하우징(240)은 상기 제1하우징(230)에 대하여 슬라이드 이동할 수 있다.
제1가이드부(272)는 제1하우징(230)의 하면에 결합된다. 상기 제1가이드부(272)는 몸체(232)를 기준으로 하면 양측에 각각 배치되는 가이드볼일 수 있다. 그리고, 베이스(208)의 상면 중 제1가이드부(272)와 마주하는 영역에는 제1가이드부(272)를 회전가능하게 수용하는 제1가이드 레일(미도시)이 형성된다. 제1가이드 레일은 베이스(208)의 상면에서 소정거리 함몰된 홈 형상을 가질 수 있다. 따라서, 제1하우징(230)의 이동 시 제1가이드부(272)가 제1가이드 레일을 따라 슬라이드 이동될 수 있다. 다시 말하면, 제1하우징(230)의 이동은 제1가이드부(272)에 의해 가이드되는 것으로 이해될 수 있다.
상기 액츄에이터(200)의 내측에는 상기 제1하우징(230)의 이동을 감지하기 위한 제1센서와 제1센싱 마그넷이 배치될 수 있다. 도면에는 미 도시 하였으나, 상기 제1하우징(230)의 외면에 제1센싱 마그넷을 배치하고, 상기 액츄에이터(200)의 내면 중 상기 제1센싱 마그넷과 대면하는 영역에 제1센서를 배치하여, 상기 제1하우징(230)의 이동 방향 및 거리를 감지할 수 있다.
제2축 구동 유닛은, 제2하우징(240), 베이스(208), 제2마그넷(260), 제2하우징 코일(225), 제2가이드부(274)를 포함할 수 있다. 다만, 제2축 구동 유닛에서, 제2하우징(240), 베이스(208), 제2마그넷(260), 제2하우징 코일(225), 제2가이드부(274) 중 어느 하나 이상이 생략 또는 변경될 수 있다.
제2축 구동 유닛은 제1하우징(230)이 슬라이드 이동 가능하게 결합되는 제2하우징(240)을 포함할 수 있다. 제2축 구동 유닛은, 제2하우징(240)이 슬라이드 이동 가능하게 결합되는 베이스(208)를 포함할 수 있다. 제2하우징(240)은 베이스(208) 및 상기 제1하우징(230)의 상측에 배치되어, Y축 방향으로 이동될 수 있다.
상기 제2하우징(240)은 내주면 및 외주면을 갖도록, 대략 단면이 사각형인 형상을 가진다. 상기 제2하우징(240)은 상기 제2렌즈부(120)가 상방으로 노출되도록 노출홀(241)이 형성되는 제2하우징 몸체(242)와, 상기 제2하우징 몸체(242)의 양측에서부터 하방으로 연장되는 제2마그넷 결합부(244)를 포함할 수 있다. 복수의 상기 제2마그넷 결합부(244)는 상기 제2하우징 몸체(242)의 중심을 기준으로 서로 대향되게 배치된다. 상기 제2마그넷 결합부(244)의 외면에는 제2마그넷(260)이 배치될 수 있다. 상기 제2마그넷 결합부(244)에는 상기 제2마그넷(260)을 수용하도록 타 영역보다 단차지게 형성되는 수용홈이 구비될 수 있다.
상기 제2마그넷(260)은 복수로 구비되어, 각각 상기 제2마그넷 결합부(244)의 외면에 배치된다. 상기 제2마그넷(260)의 배치 방향은 상기 제2하우징(240)의 이동 방향과 교차할 수 있다. 이는, 상기 제2하우징(240)이 Y축 방향으로 이동한다 할 때, 복수의 제2마그넷(260)의 배치 방향은 X축 방향을 형성하는 것으로 이해될 수 있다.
그리고, 상기 제2하우징(240)의 측면 중 상기 제2마그넷 결합부(244)의 형성 영역 이외의 영역에는 상기 제1하우징(230)의 제1마그넷 결합부(233)가 배치되는 홈(246)이 형성될 수 있다. 따라서, 상기 제1하우징(230)과 상기 제2하우징(240)의 결합 시, 상기 제1마그넷 결합부(233)가 상기 홈(246)에 배치되어, 상기 제2하우징(240)은 상기 제1하우징(230)에 대하여 상대 이동 할 수 있다.
제2하우징 코일(225)은, 상기 제2마그넷(260)과 마주하는 영역에 각각 구비될 수 있다. 이 때, 복수의 상기 제2마그넷(260) 중 어느 일 마그넷과 마주하는 영역에 제3코일(226)이 배치되고, 상기 일 마그넷과 대향하는 타 마그넷과 마주하는 영역에 제4코일(228)이 배치될 수 있다. 상기 제2하우징 코일(225)은, 상기 구동기판(1500)과 전기적으로 연결될 수 있다.
제2가이드부(274)는 제2하우징(240)의 하면에 배치된다. 제2가이드부(274)는 상기 제2하우징 몸체(242)의 하면에 배치되는 가이드볼일 수 있다. 그리고, 상기 제1하우징(230)의 상면 중 가이드볼과 마주하는 영역에는, 상기 가이드볼이 슬라이드 이동할 하도록 가이드 레일(237)이 형성될 수 있다. 제2가이드 레일(237)은 상기 제1하우징(230) 중 상기 제1마그넷 결합부(233)의 상면에서 소정거리 함몰된 홈 형상을 가질 수 있다. 따라서, 상기 제2하우징(240)의 이동 시 상기 제2가이드부(274)가 상기 제2가이드 레일(237)을 따라 슬라이드 이동될 수 있다. 다시 말하면, 제2하우징(240)의 이동은 제2가이드부(274)에 의해 가이드되는 것으로 이해될 수 있다.
상기 액츄에이터(200)의 내측에는 상기 제2하우징(240)의 이동을 감지하기 위한 제2센서와 제2센싱 마그넷이 배치될 수 있다. 도면에는 미 도시 하였으나, 상기 제2하우징(240)의 외면에 제2센싱 마그넷을 배치하고, 상기 액츄에이터(200)의 내면 중 상기 제2센싱 마그넷과 대면하는 영역에 제2센서를 배치하여, 상기 제2하우징(240)의 이동 방향 및 거리를 감지할 수 있다.
상기 액츄에이터(200)의 동작을 설명하면, 제1마그넷(250)과 제1하우징 코일(220)의 전자기적 상호작용에 의해 제1하우징(230)은 X축 방향으로 이동될 수 있다. 그리고, 제2마그넷(260)과 제2하우징 코일(225)의 전자기적 상호작용에 의해 제2하우징(240)은 Y축 방향으로 이동될 수 있다. 이 때, 제1하우징(230)은 베이스(208)에 대해 슬라이드 이동되므로 제1하우징(230)의 이동 시 제2하우징(240)은 함께 이동된다. 그러나, 제2하우징(240)은 상기 제1하우징(230)에 대해 슬라이드 이동되므로, 제2하우징(240)의 이동 시 제1하우징(230)은 이동하지 않게 된다.
한편, 전술한 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 제1하우징 코일(220)은, 복수의 상기 제1마그넷(250)과 각각 마주하도록 제1코일(222) 및 제2코일(224)을 포함할 수 있다. 이 때, 상기 제1코일(222)과 상기 제2코일(224)은, 각각 상, 하면의 단면적 보다 상대적으로 측면의 단면적이 더 넓게 형성된다. 보다 상세히, 단일의 코어(222a)에 권선되는 상기 제1코일(222)을 기준으로 설명하면, 상기 제1마그넷(250)과 마주하는 면과, 상기 액츄에이터(200)의 외부로 노출되는 면의 단면적이 각각 상기 커버(202)와 마주하는 상면과, 상기 베이스(208)와 마주하는 하면의 단면적 보다 넓게 형성될 수 있다.
그리고, 상기 커버(202)의 측면 중 상기 제1하우징 코일(220)과 마주하는 영역에는 상기 제1하우징 코일(220)이 배치되는 제1홈(202b)이 구비될 수 있다. 이로 인해, 상기 제1하우징 코일(220)의 측면은 상기 액츄에이터(200)의 외부로 노출될 수 있다. 이는, 상기 제1코일(222)이 코일 권취 영역 중 상대적으로 단면적이 넓은 영역을 각각 상기 액츄에이터(200)의 측면을 기준으로 내면 및 외면이 되게 배치하여, 상기 액츄에이터(200) 내부에서 부품 배치에 있어 보다 넓은 공간을 확보할 수 있다.
제2하우징 코일(225)은, 복수의 상기 제2마그넷(260)과 각각 마주하도록 제3코일(226) 및 제4코일(228)을 포함할 수 있다. 이 때, 상기 제3코일(226)과 상기 제2코일(228)은, 각각 상, 하면의 단면적 보다 상대적으로 측면의 단면적이 더 넓게 형성된다. 보다 상세히, 단일의 코어에 권선되는 상기 제3코일(226)을 기준으로 설명하면, 상기 제2마그넷(260)과 마주하는 면과, 상기 액츄에이터(200)의 외부로 노출되는 면의 단면적이 각각 상기 커버(202)와 마주하는 상면과, 상기 베이스(208)와 마주하는 하면의 단면적 보다 넓게 형성될 수 있다.
그리고, 상기 커버(202)의 측면 중 상기 제2하우징 코일(225)과 마주하는 영역에는 상기 제2하우징 코일(225)이 배치되는 제2홈(202a)이 구비될 수 있다. 이로 인해, 상기 제2하우징 코일(225)의 측면은 상기 액츄에이터(200)의 외부로 노출될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 실시 예에 따른 광출력 모듈의 작동을 도면을 참조하여 설명한다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 광출력 모듈의 작동을 설명하기 위해 도시한 참고도이다.
본 실시예에서, 상기 제1렌즈부(110), 상기 제3렌즈부(130) 및 상기 광원(52)은 상기 기판(50)에 대하여 고정된다. 다만, 상기 제2렌즈부(120)는, 상기 기판(50)에 대하여 X축 방향 및 Y축 방향으로 이동할 수 있다. 여기서, 상기 제2렌즈부(120)의 이동을 X축/Y축으로 한정하여 설명하지만, 실시예에 따라 상기 제2렌즈부(120)는 3축 이상의 방향으로 이동할 수도 있다.
본 실시예에 따른 광출력 모듈은, 도 9의 start로 표시된 지점에 광을 조사할 수 있다. 이후, 상기 제1축 구동 유닛은, 상기 제2렌즈부(120)를 X축과 평행한 제1방향으로 제2거리(L2) 만큼 이동시킨다(도 9의 A 참조). 보다 상세히, 상기 제1하우징 코일(220)에 전원이 공급되면, 상기 제1하우징(230)에 위치하는 상기 제1마그넷(250)이 상기 제1하우징 코일(220)과 전자기적 상호작용을 하여 상기 제2렌즈부(120), 상기 제1하우징(230) 및 상기 제1마그넷(250)이 제1방향으로 일체로 이동하게 된다. 이때, 상기 제2하우징(240)은 고정된 상태로 유지된다.
이후, 상기 제2축 구동 유닛은, 상기 제2렌즈부(120)를 Y축 방향과 평행한 제2방향으로 제1거리(L1) 만큼 이동시킨다(B). 보다 상세히, 상기 제2하우징 코일(225)에 전원이 공급되면, 상기 제2하우징(240)에 위치하는 상기 제2마그넷(260)이 상기 제2하우징 코일(225)과 전자기적 상호작용을 하여 상기 제2렌즈부(120), 상기 제1하우징(230), 상기 제2하우징(240) 및 상기 제2마그넷(260)이 제2방향으로 일체로 이동하게 된다.
이후, 상기 제1축 구동 유닛은, 상기 제2렌즈부(120)를 제1방향과 반대인 제3방향으로 제2거리(L2) 만큼 이동시킨다(C). 이 경우에도, 상기 제1하우징 코일(220)에 전원이 공급되면, 상기 제2하우징(240)은 고정된 상태에서 상기 제2렌즈부(120), 상기 제1하우징(230) 및 상기 제1마그넷(250)이 일체로 이동한다.
이후, 상기 제2축 구동 유닛은, 상기 제2렌즈부(120)를 제2방향으로 제1거리(L1) 만큼 이동시킨다(D). 이 경우에도, 상기 제2하우징 코일(225)에 전원이 공급되면, 상기 제2렌즈부(120), 상기 제1하우징(230), 상기 제2하우징(240) 및 상기 제2마그넷(260)이 제2방향으로 일체로 이동한다.
이후, 앞에서 설명한 바와 같이 상기 제1축 구동 유닛과 상기 제2축 구동 유닛이 교대로 작동하여 상기 제2렌즈부(120)를 이동시킨다(도 9의 E, F, G 참조).
이후, 상기 제2축 구동 유닛이 제2방향과 반대인 제4방향으로 제1거리(L1)의 3배만큼 이동시킨다(H). 이로써, 상기 제2렌즈부(120)는, End/Start로 표시된 지점에 도착하게 되고 1회 사이클(cycle)을 완료하게 된다. 이때, 상기 제2렌즈부(120)의 구동 사이클은 20Hz 주기로 수행될 수 있다. 한편, 도 9에 도시되는 제1거리(L1)는, 30um일 수 있다. 즉, 본 실시예에 따른 광출력 모듈의 Y축 변위량은 90um일 수 있다. 또한, 상기 제2거리(L2)는, 3mm 일 수 있다. 즉, 본 실시예에 따른 광출력 모듈의 X축 이동 변위량은 3mm일 수 있다.
이상에서, 본 발명의 실시 예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 '포함하다', '구성하다' 또는 '가지다' 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 하나 이상의 렌즈부가 상, 하 방향으로 배치되는 렌즈 유닛;
    상기 렌즈 유닛을 이동시키는 액츄에이터;를 포함하며,
    상기 액츄에이터는,
    베이스;
    상기 베이스의 상측에 이동 가능하게 결합되며, 양단에 제1마그넷이 배치되는 제1하우징;
    상기 제1하우징의 상측에 이동 가능하게 결합되며, 상기 제1마그넷의 배치방향과 교차되는 방향으로 양단에 제2마그넷이 배치되는 제2하우징;
    상기 제1마그넷과 마주하게 배치되며, 단일의 코어에 권선되는 제1하우징 코일; 및
    상기 제2마그넷과 마주하게 배치되며, 단일의 코어에 권선되는 제2하우징 코일을 포함하고,
    상기 제1하우징의 측면에는 상기 제1마그넷을 수용하는 제1마그넷 수용홈이 배치되고,
    상기 제2하우징의 측면에는 상기 제2마그넷을 수용하는 제2마그넷 수용홈이 배치되고,
    상기 제1마그넷 수용홈에는 극성이 서로 상이한 복수의 상기 제1마그넷이 배치되고,
    상기 제2마그넷 수용홈에는 극성이 서로 상이한 복수의 상기 제2마그넷이 배치되고,
    상기 제1마그넷의 외면은 상기 제1하우징의 외면 보다 외측으로 돌출되고,
    상기 제2마그넷의 외면은 상기 제2하우징의 외면 보다 외측으로 돌출되는 렌즈 구동 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2하우징의 상측에 배치되어, 상기 베이스와 결합되는 커버를 더 포함하며,
    상기 커버의 측면 중 상기 제1하우징 코일과 마주하는 영역에는 상기 제1하우징 코일을 수용하는 제1홈이 형성되고,
    상기 커버의 측면 중 상기 제2하우징 코일과 마주하는 영역에는 상기 제2하우징 코일을 수용하는 제2홈이 형성되는 렌즈 구동 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1하우징 코일은, 상, 하면의 단면적 보다 상대적으로 측면의 단면적이 넓게 형성되는 렌즈 구동 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2하우징 코일은, 상, 하면의 단면적 보다 상대적으로 측면의 단면적이 넓게 형성되는 렌즈 구동 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1하우징 코일의 배치 방향은 상기 제2하우징 코일의 배치방향과 교차하는 렌즈 구동 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1하우징은 제1방향으로 구동하고,
    상기 제2하우징은 상기 제1하우징과 함께 상기 제1방향과 교차되는 제2방향으로 구동하는 렌즈 구동 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1하우징은 상기 베이스에 대하여 슬라이드 이동 가능하게 결합되고,
    상기 제2하우징은 상기 제1하우징에 대하여 슬라이드 이동 가능하게 결합되는 렌즈 구동 장치.
  8. 하나 이상의 렌즈부가 상, 하 방향으로 배치되는 렌즈 유닛;
    상기 렌즈 유닛의 하측에 배치되는 광원;
    상기 광원이 결합되는 기판; 및
    상기 렌즈 유닛을 이동시키는 액츄에이터;를 포함하며,
    상기 액츄에이터는,
    베이스;
    상기 베이스의 상측에 이동 가능하게 결합되며, 양단에 제1마그넷이 배치되는 제1하우징;
    상기 제1하우징의 상측에 이동 가능하게 결합되며, 상기 제1마그넷의 배치방향과 교차되는 방향으로 양단에 제2마그넷이 배치되는 제2하우징;
    상기 제1마그넷과 마주하게 배치되며, 단일의 코어에 권선되는 제1하우징코일; 및
    상기 제2마그넷과 마주하게 배치되며, 단일의 코어에 권선되는 제2하우징코일을 포함하고,
    상기 제1하우징의 측면에는 상기 제1마그넷을 수용하는 제1마그넷 수용홈이 배치되고,
    상기 제2하우징의 측면에는 상기 제2마그넷을 수용하는 제2마그넷 수용홈이 배치되고,
    상기 제1마그넷 수용홈에는 극성이 서로 상이한 복수의 상기 제1마그넷이 배치되고,
    상기 제2마그넷 수용홈에는 극성이 서로 상이한 복수의 상기 제2마그넷이 배치되고,
    상기 제1마그넷의 외면은 상기 제1하우징의 외면 보다 외측으로 돌출되고,
    상기 제2마그넷의 외면은 상기 제2하우징의 외면 보다 외측으로 돌출되는 광출력 모듈.
  9. 피조사 영역에 광을 조사하는 광출력 모듈과, 상기 광출력 모듈로부터 조사되어 상기 피조사 영역에서 반사되는 광을 감지하는 광수신 모듈을 포함하며,
    하나 이상의 렌즈부가 상, 하 방향으로 배치되는 렌즈 유닛;
    상기 렌즈 유닛의 하측에 배치되는 광원;
    상기 광원이 결합되는 기판; 및
    상기 렌즈 유닛을 이동시키는 액츄에이터;를 포함하며,
    상기 액츄에이터는,
    베이스;
    상기 베이스의 상측에 이동 가능하게 결합되며, 양단에 제1마그넷이 배치되는 제1하우징;
    상기 제1하우징의 상측에 이동 가능하게 결합되며, 상기 제1마그넷의 배치방향과 교차되는 방향으로 양단에 제2마그넷이 배치되는 제2하우징;
    상기 제1마그넷과 마주하게 배치되며, 단일의 코어에 권선되는 제1하우징코일; 및
    상기 제2마그넷과 마주하게 배치되며, 단일의 코어에 권선되는 제2하우징코일을 포함하고,
    상기 제1하우징의 측면에는 상기 제1마그넷을 수용하는 제1마그넷 수용홈이 배치되고,
    상기 제2하우징의 측면에는 상기 제2마그넷을 수용하는 제2마그넷 수용홈이 배치되고,
    상기 제1마그넷 수용홈에는 극성이 서로 상이한 복수의 상기 제1마그넷이 배치되고,
    상기 제2마그넷 수용홈에는 극성이 서로 상이한 복수의 상기 제2마그넷이 배치되고,
    상기 제1마그넷의 외면은 상기 제1하우징의 외면 보다 외측으로 돌출되고,
    상기 제2마그넷의 외면은 상기 제2하우징의 외면 보다 외측으로 돌출되는 라이다.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제2하우징은 외면에 상기 제2마그넷이 결합되는 제2마그넷 결합부를 포함하고,
    상기 제2마그넷 결합부는 복수로 구비되어 상기 제2하우징의 이동 방향에 수직인 방향으로 상호 대향하게 배치되고,
    상기 제2하우징의 측면 중 상기 제2마그넷 결합부의 형성 영역과 이웃한 면에는 상기 제1하우징이 이동하도록 개구가 형성되는 렌즈 구동 장치.
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