KR102480961B1 - 렌즈 구동장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈 - Google Patents
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Abstract
렌즈 구동장치의 일 실시예는, 제1마그네트를 지지하는 하우징; 상기 하우징의 내측에 구비되고, 상기 하우징의 내부에서 제1방향으로 이동하도록 구비되는 보빈; 상기 보빈의 외주면에 상기 제1마그네트와 대향되도록 배치되는 제1코일; 상기 보빈의 상측에 구비되고, 상기 보빈의 제1방향으로 이동 동작을 탄력적으로 지지하는 상측 탄성부재; 상기 보빈의 하측에 구비되고, 상기 보빈의 제1방향으로 이동 동작을 탄력적으로 지지하는 하측 탄성부재; 상기 제1마그네트의 하측에 배치되는 제2코일; 및 상기 하우징의 외측에 구비되는 제3코일을 포함할 수 있다.
Description
실시예는, 렌즈 구동장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
피사체를 촬상하여 이미지 또는 동영상으로 저장하는 기능을 수행하는 카메라 모듈이 장착된 휴대폰 또는 스마트폰이 개발되고 있다. 일반적으로 카메라 모듈은 렌즈, 이미지 센서 모듈, 및 렌즈와 이미지 센서 모듈의 간격을 조절하는 보이스 코일 모터(Voice Coil Motor, VCM)를 포함할 수 있다.
휴대폰, 스마트폰, 태블릿PC, 노트북 등의 IT 제품에는 초소형 카메라 모듈이 내장된다. 보이스 코일 모터는 이미지 센서와 렌즈 사이의 간격을 조절하여 렌즈의 초점 거리를 정렬하는 오토 포커싱을 수행할 수 있다.
또한 피사체를 촬영하는 동안 사용자의 손떨림 등에 따라 미세하게 카메라 모듈이 흔들릴 수 있는데, 사용자의 손떨림에 기인한 이미지 또는 동영상의 왜곡을 보정하기 위하여 손떨림 보정(Optical Image Stabilizer, OIS) 기능을 부가한 보이스 코일 모터가 개발되고 있다.
렌즈 구동장치에서, 오토 포커싱의 경우, 렌즈가 설치되는 보빈을 광축방향인 제1방향으로 이동하는 변위를 감지하여 이를 기초로 보빈의 제1방향 이동위치를 제어한다.
보빈의 제1방향 변위를 감지하기 위해 별도의 위치감지센서를 사용할 경우, 위치감지센서의 안착을 위한 별도의 PCB가 필요하고, 상기 PCB를 하우징 및 보빈에 고정하기 위한 구조가 필요하다. 이러한 복잡한 구조로 인해 렌즈 구동장치의 생산단가가 상승하고, 별도의 부품이 차지하는 공간으로 인해 렌즈의 대구경 구현이 어렵다.
또한, 별도의 위치감지센서는 제1마그네트와의 위치관계에 의해 그 출력이 선형(linear)적인 구간이 극히 제한된다. 따라서, 개선이 요구된다.
따라서, 실시예는, 간소한 구조를 가진 보빈의 제1방향 위치를 감지할 수 있는 렌즈 구동장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈에 관한 것이다.
실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
렌즈 구동장치의 일 실시예는, 제1마그네트를 지지하는 하우징; 상기 하우징의 내측에 구비되고, 상기 하우징의 내부에서 제1방향으로 이동하도록 구비되는 보빈; 상기 보빈의 외주면에 상기 제1마그네트와 대향되도록 배치되는 제1코일; 상기 보빈의 상측에 구비되고, 상기 보빈의 제1방향으로 이동 동작을 탄력적으로 지지하는 상측 탄성부재; 상기 보빈의 하측에 구비되고, 상기 보빈의 제1방향으로 이동 동작을 탄력적으로 지지하는 하측 탄성부재; 상기 제1마그네트의 하측에 배치되는 제2코일; 및 상기 하우징의 외측에 구비되는 제3코일을 포함할 수 있다.
상기 제3코일은, 상기 보빈이 제1방향으로 이동함에 따라 상기 제1코일과의 상호유도작용에 의한 기전력이 발생하는 것일 수 있다.
상기 제3코일에 발생하는 상기 기전력의 전압변화를 측정하여 상기 보빈의 제1방향 변위를 감지하는 것일 수 있다.
상기 제2코일은, 상기 제1마그네트의 하측에 일정거리 이격되고, 상기 제1마그네트와 대향되도록 배치되는 것일 수 있다.
상기 제3코일은, 상기 하우징의 상부에 배치되고, 상기 제2코일로부터 제1방향으로 이격되도록 배치되는 것일 수 있다.
상기 하우징은 제1방향으로 보아 다각형의 형상으로 구비되고, 상기 제3코일은 상기 하우징의 외측면을 둘러싸도록 구비되는 것일 수 있다.
상기 하우징의 외측면에는 상기 제3코일이 안착하는 제1안착부가 형성되는 것일 수 있다.
상기 제1안착부는 상기 하우징의 외측면이 함몰되어 형성되는 것일 수 있다.
상기 하우징은 제1방향으로 보아 다각형의 형상으로 구비되고, 상기 제3코일은 상기 하우징의 외측면 중 적어도 하나의 면에 배치되는 것일 수 있다.
상기 하우징의 외측면에는 상기 제3코일이 안착하는 제2안착부가 형성되는
상기 제2안착부는, 상기 하우징의 외측면에 함몰형성되는 함몰홈; 및 상기 안착홈으로부터 돌출형성되는 돌출지지부를 포함하는 것일 수 있다.
상기 제3코일은, 직선부 및 곡선부를 포함하는 폐곡선 형상으로 구비되는 것일 수 있다.
렌즈 구동장치의 일 실시예는, 상기 하우징의 측면에 상기 하우징과 이격되어 배치되고, 상기 보빈 및 상기 하우징이 제1방향과 수직한 제2방향 또는 제3방향으로 이동가능하도록 지지하는 지지부재를 더 포함하는 것일 수 있다.
렌즈 구동장치의 일 실시예는, 상기 제2코일의 하부에 배치되는 인쇄회로기판을 더 포함하는 것일 수 있다.
상기 제3코일은, 상기 상측 탄성부재와 전기적으로 연결되고, 상기 상측 탄성부재는 상기 지지부재와 전기적으로 연결되며, 상기 지지부재는 상기 인쇄회로기판과 전기적으로 연결되는 것일 수 있다.
상기 제1코일 및 상기 제2코일에는 구동신호가 인가되는 것일 수 있다.
상기 구동신호는 DC(Direct Current)신호 또는 PWM(Pulse Width Modulation)신호를 포함하는 것일 수 있다.
렌즈 구동장치의 다른 실시예는, 제1마그네트를 지지하는 하우징; 상기 하우징의 내측에 구비되고, 상기 하우징의 내부에서 제1방향으로 이동하도록 구비되는 보빈; 상기 보빈의 외주면에 상기 제1마그네트와 대향되도록 배치되는 제1코일; 상기 보빈의 상측에 구비되고, 상기 보빈의 제1방향으로 이동 동작을 탄력적으로 지지하는 상측 탄성부재; 상기 보빈의 하측에 구비되고, 상기 보빈의 제1방향으로 이동 동작을 탄력적으로 지지하는 하측 탄성부재; 상기 제1마그네트의 하측에 일정거리 이격되고, 상기 제1마그네트와 대향되도록 배치되는 제2코일; 및 상기 하우징의 외측에 구비되고, 상기 보빈이 제1방향으로 이동함에 따라 상기 제1코일과의 상호유도작용에 의한 기전력이 발생하는 제3코일을 포함할 수 있다.
상기 제1코일과 상기 제2코일은 각각의 자기 공진주파수가 서로 다른 것일 수 있다.
상기 제1코일과 상기 제2코일은 각각의 자기 공진주파수가 20kHz 내지 3MHz 범위의 차이를 가지는 것일 수 있다.
상기 제2코일과 상기 제3코일은 각각의 자기 공진주파수가 서로 다른 것일 수 있다.
상기 제2코일과 상기 제3코일은 각각의 자기 공진주파수가 20kHz 내지 3MHz 범위의 차이를 가지는 것일 수 있다.
상기 제2코일의 주파수는 0.5MHz 내지 7MHz인 것일 수 있다.
카메라 모듈의 일 실시예는, 이미지 센서; 및 상기에 기재된 렌즈 구동장치를 포함할 수 있다.
실시에서는 별도의 위치감지센서를 사용하지 않고, 상호유도에 의해 기전력이 발생하는 제3코일을 사용하여 보빈의 변위을 감지함으로써 렌즈 구동장치의 구조를 간소화하고, 생산단가를 줄일 수 있다.
또한, 별도의 위치감지센서를 사용할 경우, 위치감지센서의 안착을 위한 별도의 PCB가 필요하고, 상기 PCB를 하우징 및 보빈에 고정하기 위한 구조가 필요하지만, 제3코일을 사용하는 경우, 상기 PCB 및 이를 고정하기 위한 구조가 불필요하다.
또한, 별도의 위치감지센서는 제1마그네트와의 위치관계에 의해 그 출력이 선형(linear)적인 구간이 극히 제한될 수 있으나, 상호유도에 의한 제3코일을 사용하는 경우 상호유도에 의한 제3코일의 선형적인 전압변화구간을 넓힐 수 있으므로, 넓은 범위에서 정확한 보빈의 위치감지가 가능하다.
도 1은 일 실시예에 따른 렌즈 구동장치를 나타낸 사시도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 렌즈 구동장치를 나타낸 분해 사시도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 베이스, 인쇄회로기판, 제2코일을 나타낸 분해 사시도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 렌즈 구동장치에서 커버부재를 제거한 상태를 나타낸 사시도이다.
도 5는 도 4의 평면도이다.
도 6은 도 4의 단면도이다.
도 7은 도 4에서 보빈을 제거한 상태를 나타낸 사시도이다.
도 8은 도 7에서 제3코일을 제거한 상태를 나타낸 사시도이다.
도 9는 다른 실시예에 따른 렌즈 구동장치에서 커버부재를 제거한 상태를 나타낸 사시도이다.
도 10은 도 9의 평면도이다.
도 11은 도 9의 단면도이다.
도 12는 도 9에서 보빈을 제거한 상태를 나타낸 사시도이다.
도 13은 도 12에서 제3코일을 제거한 상태를 나타낸 사시도이다.
도 14는 도 13의 A부분을 나타낸 확대도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 렌즈 구동장치를 나타낸 분해 사시도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 베이스, 인쇄회로기판, 제2코일을 나타낸 분해 사시도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 렌즈 구동장치에서 커버부재를 제거한 상태를 나타낸 사시도이다.
도 5는 도 4의 평면도이다.
도 6은 도 4의 단면도이다.
도 7은 도 4에서 보빈을 제거한 상태를 나타낸 사시도이다.
도 8은 도 7에서 제3코일을 제거한 상태를 나타낸 사시도이다.
도 9는 다른 실시예에 따른 렌즈 구동장치에서 커버부재를 제거한 상태를 나타낸 사시도이다.
도 10은 도 9의 평면도이다.
도 11은 도 9의 단면도이다.
도 12는 도 9에서 보빈을 제거한 상태를 나타낸 사시도이다.
도 13은 도 12에서 제3코일을 제거한 상태를 나타낸 사시도이다.
도 14는 도 13의 A부분을 나타낸 확대도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 실시예를 상세히 설명한다. 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 실시예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 실시예의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다.
"제1", "제2" 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 또한, 실시예의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐이고, 실시예의 범위를 한정하는 것이 아니다.
실시예의 설명에 있어서, 각 element의 "상(위)" 또는 "하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두개의 element가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 element가 상기 두 element사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 “상(위)" 또는 "하(아래)(on or under)”로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
또한, 이하에서 이용되는 "상/상부/위" 및 "하/하부/아래" 등과 같은 관계적 용어들은, 그런 실체 또는 요소들 간의 어떠한 물리적 또는 논리적 관계 또는 순서를 반드시 요구하거나 내포하지는 않으면서, 어느 한 실체 또는 요소를 다른 실체 또는 요소와 구별하기 위해서만 이용될 수도 있다.
또한, 도면에서는 직교 좌표계(x, y, z)를 사용할 수 있다. 도면에서 x축과 y축은 광축에 대하여 수직한 평면을 의미하는 것으로 편의상 광축 방향(z축 방향)은 제1방향, x축 방향은 제2방향, y축 방향은 제3방향이라고 지칭할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 렌즈 구동장치를 나타낸 사시도이다. 도 2는 일 실시예에 따른 렌즈 구동장치를 나타낸 분해 사시도이다.
스마트폰 또는 태블릿 PC 등과 같은 모바일 디바이스의 소형 카메라 모듈에 적용되는 손떨림 보정장치란 정지화상의 촬영 시 사용자의 손떨림에 의해 기인한 진동으로 인해 촬영된 이미지가 선명하게 형성되지 못하는 것을 방지할 수 있도록 구성된 장치를 의미한다.
또한, 오토 포커싱 장치는 피사체의 화상의 초점을 자동으로 이미지 센서(미도시) 면에 결상 시키는 장치이다. 이와 같은 손떨림 보정장치와 오토 포커싱 장치는 다양하게 구성할 수 있는데, 실시예의 경우 복수의 렌즈들로 구성된 광학모듈을 제1방향으로 이동하거나, 제1방향에 대해 수직인 방향으로 이동하여 이와 같은 손떨림 보정 동작 및/또는 오토 포커싱 동작을 수행할 수 있다.
도 1, 도 2에 도시된 바와 같이, 실시예에 따른 렌즈 구동장치는 가동부를 포함할 수 있다. 이때, 가동부는 렌즈의 오토 포커싱 및 손떨림 보정의 기능을 수행할 수 있다. 가동부는 보빈(110), 제1코일(120), 제1마그네트(130), 하우징(140), 상측 탄성부재(150) 및 하측 탄성부재(160)를 포함할 수 있다.
보빈(110)은 하우징(140) 내측에 구비되고, 외주면에는 상기 제1마그네트(130)의 내측에 상기 제1마그네트(130)와 대향되도록 배치되는 제1코일(120)이 구비될 수 있다.
상기 제1마그네트(130)와 상기 제1코일(120) 간의 전자기적 상호작용에 의해 상기 하우징(140)의 내부 공간에 제1방향으로 왕복 이동 가능하게 설치될 수 있다. 즉, 제1코일(120)에 전류가 인가되지 않을 때의 위치인 초기위치를 기준으로 상측 및 하측으로 이동 가능하다. 보빈(110)의 외주면에는 제1코일(120)이 설치되어 상기 제1마그네트(130)와 전자기적 상호 작용이 가능하도록 할 수 있다.
또한, 상기 보빈(110)은 상측 및 하측 탄성부재(150)(160)에 의해 탄력 지지되어, 제1방향으로 이동하여 오토 포커싱 기능을 수행할 수 있다.
상기 보빈(110)은 내부에 적어도 하나의 렌즈가 설치되는 렌즈배럴(미도시)을 포함할 수 있다. 상기 렌즈배럴을 보빈(110)의 내측에 다양한 방식으로 결합 가능하다.
예컨대, 상기 보빈(110)의 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. 오토 포커싱 기능은 전류의 방향에 따라 제어되며, 보빈(110)을 제1방향으로 이동하는 동작을 통해 오토 포커싱 기능이 구현될 수도 있다.
예를 들면, 정방향 전류가 인가되면 초기위치로부터 보빈(110)이 상측으로 이동할 수 있으며, 역방향 전류가 인가되면 초기위치로부터 보빈(110)이 하측으로 이동할 수 있다. 또는 한방향 전류의 양을 조절하여 초기위치로부터 한 방향으로의 이동거리를 증가 또는 감소시킬 수도 있다.
보빈(110)의 상부면과 하부면에는 복수 개의 상측 지지돌기와 하측 지지돌기가 돌출 형성될 수 있다. 상측 지지돌기는 원통형상, 또는 각기둥 형상으로 마련될 수 있으며, 상측 탄성부재(150)를 결합 및 고정할 수 있다. 하측 지지돌기는 상기한 상측 지지돌기와 같이 원통형상 또는 각기둥형상으로 마련될 수 있으며, 하측 탄성부재(160)를 결합 및 고정할 수 있다.
한편, 실시예의 렌즈 구동장치에는 보빈(110)이 제1방향으로 이동하는 동안 상기 보빈(110)의 변위를 감지할 수 있는 제1센서가 구비될 수 있다. 실시예에서 렌즈 구동장치에 구비되는 제3코일(260)(260)이 상기 제1센서의 역할을 할 수 있는데, 이에 대해서는 하기에 구체적으로 설명한다.
상측 탄성부재(150)는 보빈(110)의 상측에 구비되고, 하측 탄성부재(160)는 보빈(110)의 하측에 구비될 수 있다. 이때, 상측 탄성부재(150)에는 상기 상측 지지돌기에 대응하는 통공이 형성되고, 하측 탄성부재(160)에는 상기 하측 지지돌기에 대응하는 통공이 형성될 수 있다. 상기 각 지지돌기들과 통공들은 열 융착 또는 에폭시 등과 같은 접착부재에 의해 고정적으로 결합할 수 있다.
하우징(140)은 제1마그네트(130)를 지지하는 중공기둥 형상을 가지고, 대략 사각형상으로 형성될 수 있다. 하우징(140)의 측면부에는 제1마그네트(130)와 지지부재(220)가 각각 결합하여 배치될 수 있다. 또한, 상기한 바와 같이 하우징(140)의 내부에는 탄성부재(150)(160)에 가이드되어 제1방향으로 이동하는 보빈(110)이 배치될 수 있다.
상측 탄성부재(150) 및 하측 탄성부재(160)는 상기 하우징(140) 및 보빈(110)과 결합되고, 상측 탄성부재(150) 및 하측 탄성부재(160)는 상기 보빈(110)의 제1방향으로 상승 및/또는 하강 동작을 탄력적으로 지지할 수 있다. 상측 탄성부재(150)와 하측 탄성부재(160)는 판 스프링으로 구비될 수 있다.
상기 상측 탄성부재(150)는 도 2에 도시된 바와 같이, 서로 분리된 복수로 구비될 수 있다. 이러한 다분할 구조를 통해 상측 탄성부재(150)의 분할된 각 부분은 서로 다른 극성의 전류 또는 서로 다른 전원을 인가받을 수 있다. 또한, 상기 하측 탄성부재(160)도 다분할 구조로 구성되어 상기 상측 탄성부재(150)와 전기적으로 연결될 수 있다.
한편, 상측 탄성부재(150), 하측 탄성부재(160), 보빈(110) 및 하우징(140)은 열 융착 및/또는 접착제 등을 이용한 본딩 작업 등을 통해 조립될 수 있다.
베이스(210)는 상기 보빈(110)의 하부에 배치되고, 대략 사각 형상으로 마련될 수 있으며, 인쇄회로기판(250)이 배치 또는 안착될 수 있다.
베이스(210)의 상기 인쇄회로기판(250)의 단자면(253)이 형성된 부분과 마주보는 면에는 대응되는 크기의 지지홈이 형성될 수 있다. 이 지지홈은 베이스(210)의 외주면으로부터 일정 깊이 안쪽으로 오목하게 형성되어, 상기 단자면(253)이 형성된 부분이 외측으로 돌출되지 않도록 하거나 돌출되는 양을 조절할 수 있다.
지지부재(220)는 상기 하우징(140)의 측면에 하우징(140)과 이격되어 배치되고 상측이 상측 탄성부재(150)에 결합하며 하측이 상기 베이스(210), 인쇄회로기판(250) 또는 회로부재(231)에 결합하고, 상기 보빈(110) 및 상기 하우징(140)이 상기 제1방향과 수직한 제2방향 및 제3방향으로 이동가능하도록 지지할 수 있으며, 또한 상기 제1코일(120)과 전기적으로 연결될 수 있다.
실시예에 따른 지지부재(220)는 하우징(140)의 모서리의 외측면에 각각 배치되므로, 총 4개가 상호 대칭으로 설치될 수 있다. 또한, 상기 지지부재(220)는 상측 탄성부재(150)와 전기적으로 연결될 수 있다. 즉, 예를 들어 상기 지지부재(220)는 상측 탄성부재(150)의 관통공이 형성되는 부위와 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 지지부재(220)는 상측 탄성부재(150)와 별도부재로 형성되므로, 지지부재(220)와 상측 탄성부재(150)가 도전성 접착제, 솔더링(soldering) 등을 통해 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서, 상측 탄성부재(150)는 전기적으로 연결된 지지부재(220)를 통해 제1코일(120)에 전류를 인가할 수 있다.
지지부재(220)는 회로부재(231) 및 인쇄회로기판(250)에 형성되는 통공을 통해 인쇄회로기판(250)에 연결될 수 있다. 또는 회로부재(231) 및/또는 인쇄회로기판(250)에 통공이 형성되지 않고, 회로부재(231)의 대응되는 부분에 상기 지지부재(220)가 전기적으로 솔더링될 수도 있다.
한편, 도 2에서는 일 실시예로 선형 지지부재(220)가 도시되었으나 이에 한정되지 않는다. 즉, 지지부재(220)는 판형부재 등의 형태로 구비될 수도 있다.
제2코일(230)은 제1마그네트(130)와의 전자기적 상호작용을 통해, 상기한 제2 및/또는 제3방향으로 하우징(140)을 이동하여, 손떨림 보정을 수행할 수 있다.
여기서, 제2, 제3방향은 x축(또는 제1방향), y축(또는 제2방향) 방향뿐만 아니라 x축, y축방향에 실질적으로 가까운 방향을 포함할 수 있다.
즉, 실시예의 구동측면에서 본다면, 하우징(140)은 x축, y축에 평행하게 이동할 수도 있지만, 또한, 지지부재(220)에 의해 지지된 채로 이동할 경우 x축, y축에 약간 경사지게 이동할 수도 있다. 따라서, 상기 제2코일(230)과 대응되는 위치에 제1마그네트(130)가 설치될 필요가 있다.
제2코일(230)은 상기 하우징(140)에 고정되는 제1마그네트(130)와 대향하도록 배치될 수 있다. 일 실시예로, 상기 제2코일(230)은 제1마그네트(130)의 하측에 일정거리 이격되어 설치될 수 있다. 또는, 상기 제2코일(230)은 상기 제1마그네트(130)의 외측에 배치될 수 있다.
실시예에 따르면, 상기 제2코일(230)은 회로부재(231)의 4개의 변 부분에 총 4개 설치될 수 있으나, 이를 한정하는 것은 아니며, 제2방향용 1개, 제3방향용 1개 등 2개만이 설치되는 것도 가능하고, 4개 이상 설치될 수도 있다.
또는 제2방향용 제1변에 1개, 제2방향용 제2변에 2개, 제3방향용 제3변에 1개, 제3방향용 제4변에 2개가 배치되어 총 6개가 배치될 수도 있다. 또는, 이 경우에 제1변과 제4변이 서로 이웃하고, 제2변과 제3변이 서로 이웃할 수 있다.
실시예의 경우 회로부재(231)에 제2코일(230) 형상으로 회로 패턴이 형성되거나, 또는 별도의 제2코일이 상기 회로부재(231) 상부에 배치될 수도 있으나, 이에 한정되지 않으며, 상기 회로부재(231) 상부에 직접 제2코일(230) 형상으로 회로패턴을 형성할 수도 있다.
또는, 도넛 형상으로 와이어를 권선하여 제2코일(230)을 구성하거나 또는 FP코일형태로 제2코일(230)을 형성하여 인쇄회로기판(250)에 전기적으로 연결하여 구성하는 것도 가능하다.
제2코일(230)을 포함한 회로부재(231)는 베이스(210)의 상측에 배치되는 인쇄회로기판(250)의 상부면에 설치 또는 배치될 수 있다. 그러나 이를 한정하는 것은 아니며, 상기 제2코일(230)은 베이스(210)와 밀착 배치될 수도 있고, 일정거리 이격 배치될 수도 있으며, 별도 기판에 형성되어 이 기판을 상기 인쇄회로기판(250)에 적층 연결할 수도 있다.
인쇄회로기판(250)은 상기 상측 탄성부재(150) 및 하측 탄성부재(160) 중 적어도 하나와 전기적으로 연결되고, 상기 제2코일(230)의 하부에 배치되며, 상기 베이스(210)의 상부면에 결합되고, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 지지부재(220)의 단부에 대응되는 위치에 상기 지지부재(220)가 삽입되는 통공이 형성될 수 있다. 또는, 통공이 형성되지 않고 상기 지지부재와 전기적으로 연결되거나 및/또는 본딩 결합될 수 있다.
인쇄회로기판(250)에는 단자(251)가 배치 또는 형성될 수 있으며, 또한, 상기 단자(251)는 절곡된 단자면(253)에 배치될 수 있다. 상기 단자면(253)에는 복수의 단자(251)들이 배치되어, 외부 전원을 인가받아 상기 제1코일(120) 및/또는 제2코일(230)에 전류를 공급할 수 있다.
상기 단자면(253)에 형성된 단자들의 개수는 제어가 필요한 구성요소들의 종류에 따라 증감될 수 있다. 또한, 상기 인쇄회로기판(250)은 상기 단자면(253)이 1개 또는 2개 이상으로 구비될 수도 있다.
커버부재(300)는 대략 상자 형태로 마련될 수 있으며, 상기한 가동부, 제2코일(230), 인쇄회로기판(250)의 일부 등을 수용하고, 베이스(210)와 결합할 수 있다.
커버부재(300)는 그 내부에 수용되는 상기 가동부, 제2코일(230), 인쇄회로기판(250) 등이 손상되지 않도록 보호할 수 있고, 또한, 추가적으로 그 내부에 수용되는 상기 가동부의 이동법위를 제한할 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 베이스(210), 인쇄회로기판(250), 제2코일(230)을 나타낸 분해 사시도이다. 렌즈 구동장치는 제2센서((240)을 더 포함할 수 있다.
제2센서(240)는 상기 제2코일(230)의 중심부에 배치되어, 상기 하우징(140)의 움직임을 감지할 수 있다. 이때, 제2센서(240)는 하우징(140)의 제2 및 제3방향 움직임을 감지할 수 있다.
제2센서(240)는 홀 센서 등으로 마련될 수 있으며, 기타 자기력 변화를 감지할 수 있는 센서라면 어떠한 것이든 사용 가능하다. 제2센서(240)는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 인쇄회로기판(250)의 하측에 배치되는 베이스(210)의 모서리 부분에 총 2개가 설치될 수 있으며, 실장된 제2센서(240)는 베이스(210)에 형성된 제2센서 안착홈(215)에 삽입 배치될 수 있다. 상기 인쇄회로기판(240)의 하면은 상기 제2코일(230)이 배치된 면의 반대면 일 수 있다.
한편, 상기 제2센서(240)는 상기 인쇄회로기판(250)을 사이에 두고 상기 제2코일(230)의 하측에 일정거리 이격되어 배치될 수 있다. 즉, 제2센서(240)는 제2코일(230)과 직접 연결되는 것이 아니며, 상기 인쇄회로기판(250)을 기준으로 상부면에는 제2코일(230)이, 하부면에는 제2센서(240)가 설치될 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 렌즈 구동장치에서 커버부재(300)를 제거한 상태를 나타낸 사시도이다. 도 5는 도 4의 평면도이다. 도 6은 도 4의 단면도이다.
실시예의 렌즈 구동장치는 제3코일(260)을 포함할 수 있다. 상기 제3코일(260)은 보빈(110)이 오토 포커싱을 위해 제1방향으로 상하이동하는 경우, 상기 보빈(110)의 변위를 감지하는 역할을 할 수 있다.
상기 제3코일(260)은 상기 하우징(140)의 외측에 구비될 수 있다. 이때, 상기 제3코일(260)은 상기 보빈(110)이 제1방향으로 이동함에 따라 상기 제1코일(120)과의 상호유도작용에 의한 기전력이 발생할 수 있다.
따라서, 실시예의 렌즈구동장치는 상기 제3코일(260)에 발생하는 상기 기전력의 전압변화를 측정하여 상기 보빈(110)의 제1방향 변위를 감지할 수 있다.
상기 제1코일(120)에는 제1마그네트(130)와 전자기적 상호작용을 일으켜 보빈(110)이 제1방향으로 이동할 수 있도록, 구동신호 즉, 전력 및 전류가 인가될 수 있다. 상기 구동신호는 교류신호일 수 있다.
상기 교류신호는 정현파신호 또는 펄스신호일 수 있다. 특히 펄스신호의 경우, 예를 들어, DC(Direct Current, 직류 전류)신호 또는 PWM(Pulse Width Modulation)신호일 수 있다. 이때, 상기 제1코일(120)에 교류신호를 인가하는 것은 상호유도작용에 의해 상기 제3코일(260)에 기전력을 유도하기 위함이다.
구동신호가 인가되면 상기 제1코일(120)에는 전류가 흐를 수 있다. 제1코일(120)에 흐르는 전류와 제1마그네트(130)는 서로 전자기적 상호작용을 하고, 이에 따른 전자기력에 의해 제1코일(120)은 보빈(110)과 함께 제1방향으로 상하이동할 수 있다.
상기 제1코일(120)이 제1방향으로 이동함에 따라, 제1코일(120)과 제3코일(260) 사이의 제1방향 이격거리는 변화하며, 이격거리가 변화함에 따라 제3코일(260)에는 상호유도작용에 의해 기전력, 전류 및 전압이 유도될 수 있다.
구체적으로, 상기 제1방향 이격거리가 감소할수록 제3코일(260)에 유도되는 기전력, 전류 및 전압은 증가할 수 있다. 반대로, 상기 제1방향 이격거리가 증가할수록 제2코일(230)에 유도되는 기전력, 전류 및 전압은 감소할 수 있다.
따라서, 실시예에서는, 예를 들어, 상기 제3코일(260)에 유도되는 전압의 세기의 변화에 기초하여, 상기 제1코일(120)의 변위를 감지할 수 있다. 감지되는 제1코일(120)의 변위에 기초하여 상기 보빈(110)의 제1방향 변위를 감지할 수 있다.
이에 따라, 렌즈 구동장치는 제1코일(120) 인가되는 구동신호 즉, 전류의 세기를 제어함으로써, 상기 보빈(110)의 제1방향에서의 위치를 제어하여 오토 포커싱 기능을 수행할 수 있다.
도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 하우징(140)은 제1방향으로 보아 다각형의 형상으로 구비되고, 상기 제3코일(260)은 상기 하우징(140)의 외측면을 둘러싸도록 구비될 수 있다.
실시예에서, 상기 하우징(140)은 제1방향으로 보아 4각형의 형상으로 구비되었으나, 5각형 이상의 다각형의 형상으로 구비될 수도 있다. 한편, 다른 실시예로, 상기 제3코일(260)은 커버부재(300)의 내측면에 구비될 수도 있다.
일 실시예로, 상기 제3코일(260)은 상기 하우징(140)의 상부에 배치되고, 상기 제2코일(230)로부터 제1방향으로 이격되도록 배치될 수 있다. 즉, 상기 제3코일(260)과 제2코일(230)은 제1방향으로 보아 되도록 서로 멀리 이격되도록 배치되는 것이 적절할 수 있다.
상기 제2코일(230)은 상기 제1마그네트(130)의 하측에 일정거리 이격되고, 상기 제1마그네트(130)와 대향되도록 배치될 수 있다. 따라서, 상기 제2코일(230)과 상기 제3코일(260)은 서로 전자기적인 영향을 줄 수 있는 위치에 배치될 수 있다.
손떨림 보정기능 수행을 위하여, 상기 제2코일(230)에 구동신호가 인가될 수 있다. 상기 구동신호는 교류신호일 수 있다. 상기 교류신호는 정현파신호 또는 펄스신호일 수 있다. 특히 펄스신호의 경우, 예를 들어, PWM(Pulse Width Modulation)신호일 수 있다.
상기 제2코일(230)에 구동신호가 인가되면 상기 제2코일(230)로부터 전자기파 또는 전자기장이 발생할 수 있다. 이러한 전자기파 또는 전자기장은 상기 제3코일(260)에 상호유도작용에 의한 기전력, 전류 및 전압을 발생시킬 수 있다.
상기 제2코일(230)에 의해 유도되는 상기 제3코일(260)의 기전력 등은 의도된 것이 아니고, 이러한 기전력 등은 상기 제3코일(260)이 보빈(110)의 위치를 감지하는 과정에 간섭하여 제3코일(260)이 보빈(110)의 정확한 위치를 감지하는 것을 방해할 수 있다.
따라서, 제3코일(260)에 제2코일(230)로부터 유도되는 기전력 발생을 되도록 억제하기 위해, 상기 제3코일(260)을 상기 하우징(140)의 상부에 배치하여, 상기 제3코일(260)과 제2코일(230)이 서로 제1방향으로 되도록 멀리 이격되도록 하는 것이 적절하다.
도 7은 도 4에서 보빈(110)을 제거한 상태를 나타낸 사시도이다. 도 8은 도 7에서 제3코일(260)을 제거한 상태를 나타낸 사시도이다. 실시예에서, 하우징(140)은 제1안착부(141)를 포함할 수 있다.
상기 제1안착부(141)는 상기 하우징(140)의 외측면에 형성되고, 상기 제3코일(260)이 안착되는 부위이다. 구체적으로, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 제1안착부(141)는 상기 하우징(140)의 외측면이 함몰되어 형성될 수 있다.
또한, 실시예에서 상기 제3코일(260)이 하우징(140)의 상부에 배치되므로, 제3코일(260)의 배치위치에 대응하여, 상기 제1안착부(141)도 하우징(140)의 상부에 형성될 수 있다.
또한, 상기 제3코일(260)은 상기 하우징(140)의 상부를 둘러싸도록 제1방향으로 보아 전체적으로 폐곡선 형태로 구비될 수 있다. 따라서, 상기 제1안착부(141)도 제3코일(260)의 형상에 대응하여 제1방향으로 보아 상기 하우징(140)의 상부를 둘러싸도록 형성될 수 있다. 다른 실시예로, 상기 하우징(140)에 안착홈이 형성되고, 제3코일(260)은 상기 안착홈을 이용하여 직접 권선될 수도 있다.
상기 제3코일(260)은 상기 제1안착부(141)에 안착되어 접착제 등으로 상기 하우징(140)의 표면에 고정 또는 결합할 수 있다. 이때, 상기 접착제는 예를 들어, 에폭시, 열경화성 접착제, 광경화성 접착제 등을 사용할 수 있다.
또한, 제1코일(120)과 제3코일(260) 사이의 상호유도현상을 효과적으로 이용하기 위해, 제1코일(120)의 권선방향과 제3코일(260)의 권선방향이 평행하도록, 제1코일(120)과 제3코일(260)을 배치하는 것이 적절하다.
즉, 예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이, 제1코일(120)과 제3코일(260)이 모두 제1방향과 수직한 제2방향과 제3방향으로 형성되는 x-y평면과 평행한 방향으로 권선될 수 있다.
한편, 상기한 바와 같이, 렌즈 구동장치는 상기 하우징(140)의 측면에 상기 하우징(140)과 이격되어 배치되고, 상기 보빈(110) 및 상기 하우징(140)이 제1방향과 수직한 제2방향 또는 제3방향으로 이동가능하도록 지지하는 지지부재(220)를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 제2코일(230)의 하부에 배치되는 인쇄회로기판(250)을 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 제3코일(260)은 그 양단이 상기 상측 탄성부재(150)와 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 상기 상측 탄성부재(150)는 상기 지지부재(220)와 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 상기 지지부재(220)는 상기 인쇄회로기판(250)과 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 상기 인쇄회로기판(250)은 외부장치 예를 들어, 카메라모듈의 메인기판(미도시)과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제3코일(260)은 상호유도에 의해 발생하는 전압의 변화만을 상기 인쇄회로기판(250) 및 메인기판에 전송하는 것으로 충분하고, 별도의 보빈(110)의 위치에 관한 신호를 전송할 필요는 없다.
따라서, 실시예에서 상기 선형 지지부재(220)는 최소 4개가 필요하다. 즉, 상기 지지부재(220)들 중 2개는 상기 제1코일(120)의 양단과 연결되어 상기 제1코일(120)에 전류가 인가되도록 하고, 나머지 2개는 상기 제3코일(260)의 양단과 연결되어 상호유도작용에 의한 전압의 변화값이 상기 인쇄회로기판(250)으로 전송되도록 할 수 있다.
만약, 실시예와 달리 보빈(110)의 변위 감지를 위한 별도의 위치감지센서, 예를 들어 홀센서, 자기저항센서 등을 사용하는 경우, 상기 위치감지센서는 전류를 인가하기 위한 2개의 단자와 센싱된 신호를 전송하기 위한 2개의 단자가 필요하다.
이에 따라, 상기 단자와 연결되는 지지부재(220)는 4개가 필요하고, 이에 더하여 제1코일(120)의 양단과 연결되는 지지부재(220)가 2개가 더 필요하다.
따라서, 별도의 위치감지센서를 사용하여 보빈(110)의 변위를 감지하는 구조를 가진 렌즈 구동장치에서는 최소 6개의 선형 지지부재(220)가 필요하다. 실시예에서, 별도의 위치감지센서를 사용하지 않고, 제3코일(260)을 사용할 경우, 선형 지지부재(220)는 최소개수는 6개에서 4개로 줄일 수 있다.
따라서, 실시에서는 별도의 위치감지센서를 사용하지 않고, 상호유도에 의해 기전력이 발생하는 제3코일(260)을 사용하여 보빈(110)의 변위을 감지함으로써 렌즈 구동장치의 구조를 간소화하고, 생산단가를 줄일 수 있다.
또한, 별도의 위치감지센서를 사용할 경우, 위치감지센서의 안착을 위한 별도의 PCB가 필요하고, 상기 PCB를 하우징(140) 및 보빈(110)에 고정하기 위한 구조가 필요하지만, 제3코일(260)을 사용하는 경우, 상기 PCB 및 이를 고정하기 위한 구조가 불필요하다.
또한, 별도의 위치감지센서는 제1마그네트(130)와의 위치관계에 의해 그 출력이 선형(linear)적인 구간이 극히 제한될 수 있으나, 상호유도에 의한 제3코일(260)을 사용하는 경우 상호유도에 의한 제3코일(260)의 선형적인 전압변화구간을 넓힐 수 있으므로, 넓은 범위에서 정확한 보빈(110)의 위치감지가 가능하다.
도 9는 다른 실시예에 따른 렌즈 구동장치에서 커버부재(300)를 제거한 상태를 나타낸 사시도이다. 도 10은 도 9의 평면도이다. 도 11은 도 9의 단면도이다.
실시예에서, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 제3코일(260)은 상기 하우징(140)의 외측면 중 적어도 하나의 면에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 제3코일(260)은 직선부(261) 및 곡선부(262)를 포함하는 폐곡선 형상으로 구비될 수 있다.
이때, 상기 제3코일(260)은 상기 보빈(110)이 제1방향으로 이동함에 따라 상기 제1코일(120)과의 상호유도작용에 의한 기전력이 발생할 수 있다. 따라서, 실시예의 렌즈구동장치는 상기 제3코일(260)에 발생하는 상기 기전력의 전압변화를 측정하여 상기 보빈(110)의 제1방향 변위를 감지할 수 있다.
상기 하우징(140)은 제1방향으로 보아 다각형의 형상으로 구비될 수 있다. 실시예에서, 상기 하우징(140)은 제1방향으로 보아 4각형의 형상으로 구비되었으나, 5각형 이상의 다각형의 형상으로 구비될 수도 있다.
도 9 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 제3코일(260)에 제2코일(230)로부터 유도되는 기전력 발생을 되도록 억제하기 위해, 상기 제3코일(260)을 상기 하우징(140)의 상부에 배치하여, 상기 제3코일(260)과 제2코일(230)이 서로 제1방향으로 되도록 멀리 이격되도록 하는 것이 적절하다.
도 12는 도 9에서 보빈(110)을 제거한 상태를 나타낸 사시도이다. 도 13은 도 12에서 제3코일(260)을 제거한 상태를 나타낸 사시도이다. 도 14는 도 13의 A부분을 나타낸 확대도이다. 실시예에서, 하우징(140)은 제2안착부(142)를 포함할 수 있다.
상기 제2안착부(142)는 상기 하우징(140)의 외측면에 형성되고, 상기 제3코일(260)이 안착되는 부위이다. 구체적으로, 도 13에 도시된 바와 같이, 상기 제2안착부(142)는 함몰홈(142a), 돌출지지부(142b)를 포함할 수 있다.
상기 함몰홈(142a)은 상기 하우징(140)의 외측면에 함몰형성될 수 있다. 상기 돌출지지부(142b)는 상기 안착홈으로부터 돌출형성될 수 있다. 실시예에서, 상기 돌출지지부(142b)는 중앙부보다 양단부가 더 돌출된 형상으로 도시되었으나, 이에 한정되지 않는다.
즉, 다른 실시예로 중앙부와 양단부의 동일한 크기로 돌출되거나, 양단부보다 중앙부가 더 돌출된 형상으로 형성될 수도 있다.
상기 제3코일(260)은 폐곡선의 내주면이 상기 돌출부에 의해 지지되어 상기 안착홈에 안착될 수 있다. 상기 제3코일(260)은 상기 제2안착부(142)에 안착되어 접착제 등으로 상기 하우징(140)의 표면에 고정 또는 결합할 수 있다.
또한, 제1코일(120)과 제3코일(260) 사이의 상호유도현상을 효과적으로 이용하기 위해, 제1코일(120)의 권선방향과 제3코일(260)의 권선방향이 평행하도록, 제1코일(120)과 제3코일(260)을 배치하는 것이 적절하다.
즉, 예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 제3코일(260)은, 곡선부(262)보다 직선부(261)가 더 길게 형성하고, 상기 직선부(261)의 길이방향으로 권선되도록 할 수 있다. 또한, 제1코일(120)과 제3코일(260)의 직선부(261) 모두 제1방향과 수직한 제2방향과 제3방향으로 형성되는 x-y평면과 평행한 방향으로 권선될 수 있다.
본 실시예에서는, 도 4 내지 도 7과 관련하여 설명한 바와 마찬가지로, 상기 제3코일(260)은 그 양단이 상기 상측 탄성부재(150)와 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 상기 상측 탄성부재(150)는 상기 지지부재(220)와 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 상기 지지부재(220)는 상기 인쇄회로기판(250)과 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 상기 인쇄회로기판(250)은 상기 메인기판과 연결될 수 있다.
상기 제3코일(260)은 상호유도에 의해 발생하는 전압의 변화만을 상기 인쇄회로기판(250) 및 메인기판에 전송하는 것으로 충분하고, 별도의 보빈(110)의 위치에 관한 신호를 전송할 필요는 없다. 따라서, 상기한 바와 마찬가지로, 실시예에서 상기 지지부재(220)는 최소 4개가 필요하다.
일반적으로, 코일의 등가회로도는 저항성분, 인덕턴스 성분, 캐패시턴스 성분으로 이루어져 있고 이로 인해 고유의 전기적 공진주파수가 있다. 이를 자기 공진주파수(Self-resonance frequency)라 한다. 코일은 자기 공진주파수에서 공진현상을 일으키고, 이때 코일에 흐르는 전류 및 전압은 최대가 된다.
따라서, 회로는 자기 공진주파수에서 전류 및 전압이 최대가 되므로, 큰 전자기파 및 전자기장을 형성할 수 있다. 전류 및 전압의 세기와 전자기파 및 전자기장의 세기는 비례하기 때문이다.
따라서, 상기 제1코일(120)과 상기 제2코일(230) 각각의 자기 공진주파수가 동일한 경우, 상기 제1코일(120)을 포함하는 회로와 상기 제2코일(230)을 포함하는 회로는 각각 큰 전자기파 및 전기장을 형성할 수 있고, 이로 인해 상기 제1코일(120)과 상기 제2코일(230)은 서로 큰 전자기적 간섭을 일으킬 수 있다.
이러한 제1코일(120)과 제2코일(230) 사이의 전자기적 간섭은 제1코일(120)과 제2코일(230)의 동작에 장애를 유발할 수 있고, 따라서, 렌즈 구동장치의 오토 포커싱 기능과 손떨림 보정 기능은 저하될 수 있다.
따라서, 렌즈 구동장치의 오토 포커싱 기능과 손떨림 보정 기능은 저하를 방지하기 위해, 제1코일(120)과 제2코일(230) 각각의 자기 공진주파수는 서로 다르게 설계되는 것이 적절하다.
이때, 상기 제1코일(120)과 제2코일(230) 각각의 자기 공진주파수는 20kHz 이상 차이가 나도록 설계되는 것이 적절하다. 더욱 적절하게는 상기 제1코일(120)과 제2코일(230) 각각의 자기 공진주파수는 20kHz 내지 3MHz 범위의 차이를 가질 수 있다.
상기한 바와 동일한 이유로, 상기 제2코일(230)과 상기 제3코일(260)의 동작장애 발생을 줄이기 위해, 상기 제2코일(230)과 상기 제3코일(260)도 각각의 자기 공진주파수가 서로 다르게 구비되는 것이 적절하다.
이때, 상기 제2코일(230)과 제3코일(260) 각각의 자기 공진주파수는 20kHz 이상 차이가 나도록 설계되는 것이 적절하다. 더욱 적절하게는 상기 제2코일(230)과 제3코일(260) 각각의 자기 공진주파수는 20kHz 내지 3MHz 범위의 차이를 가질 수 있다.
한편, 제2코일(230)에 인가되는 구동신호가 예를 들어 PWM신호인 경우, 상기 제2코일(230)의 PWM신호에 의해 상기 제2코일(230)의 하측에 구비되는 이미지 센서(미도시)에 노이즈가 전달되어, 상기 이미지 센서에 장애가 발생할 수 있다.
상기 노이즈는 이미지 센서의 작동에 장애를 줄 수 있고, 이로 인하여 이미지에 결상되는 이미지의 왜곡, 화질저하를 발생시킬 수 있다. 따라서, 상기 제2코일(230)은 자기 공진주파수가 0.5MHz 이상, 더욱 적절하게는 자기 공진주파수가 0.5MHz 내지 7MHz가 되도록 설계될 필요가 있다.
또한, 제2코일(230)에서 발생하는 고주파 노이즈가 제1코일(120)로 전달되는 현상을 최소화하기 위하여 상기 제1코일(120) 및 제2코일(230)의 자기 공진주파수의 차이는 20kHz 이상, 더욱 적절하게는 20kHz 내지 3MHz의 차이를 가질 필요가 있다.
마찬가지로, 제2코일(230)에서 발생하는 고주파 노이즈가 제3코일(260)로 전달되는 현상을 최소화하기 위하여 상기 제2코일(230) 및 제3코일(260)의 자기 공진주파수의 차이는 20kHz 이상, 더욱 적절하게는 20kHz 내지 3MHz의 차이를 가질 필요가 있다.
또한, 제2코일(230)의 자기 공진주파수는 상기 제1코일(120)의 자기 공진주파수보다 높게 설계되는 것이 바람직하다. 또한, 제2코일(230)의 자기 공진주파수는 상기 제3코일(260)의 자기 공진주파수보다 높게 설계되는 것이 바람직하다.
한편, 다른 실시예로, 제2코일(230)에 의해 발생하는 노이즈가 상기 이미지 센서로 전달되는 것을 억제하기 위해, 상기 제2코일(230)과 상기기 제2코일(230) 사이에 전자기파 또는 전자기장을 차폐할 수 있는 차폐부재(미도시)를 설치할 수도 있다.
물론, 상기 이미지 센서 및 제3코일에 노이즈가 전달되는 것을 더욱 효과적으로 억제하기 위해, 제2코일(230)의 주파수가 0.5MHz 내지 7MHz가 되도록 설계함과 동시에 상기한 차폐부재를 설치할 수도 있다.
한편, 전술한 실시예에 의한 렌즈 구동장치는 다양한 분야 예를 들어 카메라 모듈에 이용될 수 있다. 예를 들어, 카메라 모듈은 휴대폰 등 모바일 기기 등에 적용 가능하다.
실시예에 의한 카메라 모듈은 보빈(110)과 결합되는 렌즈배럴, 이미지 센서(미도시)를 포함할 수 있다. 이때, 렌즈배럴은 이미지 센서에 화상을 전달하는 적어도 한 장의 렌즈를 포함할 수 있다.
또한, 카메라 모듈은 적외선 차단 필터(미도시)를 더 포함할 수 있다. 적외선 차단 필터는 이미지 센서에 적외선 영역의 빛이 입사됨을 차단하는 역할을 한다.
이 경우, 도 2에 예시된 베이스(210)에서, 이미지 센서와 대응되는 위치에 적외선 차단 필터가 설치될 수 있으며, 홀더 부재(미도시)와 결합될 수 있다. 또한, 홀더 부재는 베이스(210)의 하측을 지지할 수 있다.
베이스(210)에는 인쇄회로기판(250)과의 통전을 위해 별도의 터미널 부재가 설치될 수도 있고, 표면 전극 등을 이용하여 터미널을 일체로 형성하는 것도 가능하다.
한편, 베이스(210)는 이미지 센서를 보호하는 센서 홀더 기능을 할 수 있으며, 이 경우, 베이스(210)의 측면을 따라 하측 방향으로 돌출부가 형성될 수도 있다. 그러나 이는 필수적인 구성은 아니며, 도시하지는 않았지만, 별도의 센서 홀더가 베이스(210)의 하부에 배치되어 그 역할을 수행하도록 구성할 수도 있다.
실시예와 관련하여 전술한 바와 같이 몇 가지만을 기술하였지만, 이외에도 다양한 형태의 실시가 가능하다. 앞서 설명한 실시예들의 기술적 내용들은 서로 양립할 수 없는 기술이 아닌 이상은 다양한 형태로 조합될 수 있으며, 이를 통해 새로운 실시형태로 구현될 수도 있다.
110: 보빈
120: 제1코일
130: 제1마그네트
140: 하우징
141: 제1안착부
142: 제2안착부
142a: 함몰홈
142b: 돌출지지부
150: 상측 탄성부재
160: 하측 탄성부재
220: 지지부재
230: 제2코일
250: 인쇄회로기판
260: 제3코일
261: 직선부
262: 곡선부
120: 제1코일
130: 제1마그네트
140: 하우징
141: 제1안착부
142: 제2안착부
142a: 함몰홈
142b: 돌출지지부
150: 상측 탄성부재
160: 하측 탄성부재
220: 지지부재
230: 제2코일
250: 인쇄회로기판
260: 제3코일
261: 직선부
262: 곡선부
Claims (24)
- 하우징;
상기 하우징 내에 배치되고 광축 방향으로 이동하는 보빈;
상기 보빈에 배치되는 제1 코일;
상기 제1 코일에 대향하고 상기 하우징에 배치되는 마그네트;
상기 보빈의 상부와 결합하는 상측 탄성 부재;
상기 마그네트와 이격되어 배치되는 제2 코일; 및
상기 하우징에 배치되는 제3 코일을 포함하고,
상기 보빈이 상기 광축 방향으로 이동함에 따라 상기 제1 코일과의 상호유도작용에 의한 유도 전압이 제3 코일에 발생되는 렌즈 구동장치. - 제1항에 있어서,
상기 제3 코일은 상기 하우징의 외측면을 감싸는 폐곡선 형태로 배치되는 렌즈 구동장치. - 제1항에 있어서,
상기 제3 코일에 발생하는 상기 유도 전압의 변화를 측정하여 상기 보빈의 상기 광축 방향의 변위가 감지되는 렌즈 구동장치. - 제1항에 있어서,
상기 보빈의 하부와 결합하는 하측 탄성 부재를 포함하는 렌즈 구동장치. - 제1항에 있어서,
상기 제3 코일은 상기 하우징의 상부에 배치되고, 상기 제2 코일로부터 상기 광축 방향으로 이격되도록 배치되는 렌즈 구동장치. - 제1항에 있어서,
상기 제2 코일은 상기 마그네트 아래에 배치되고, 상기 제3 코일은 상기 마그네트 상측에 배치되는 렌즈 구동장치. - 제1항에 있어서,
상기 하우징은 외측면으로부터 함몰되고 상기 제3 코일이 안착하기 위한 안착부를 포함하는 렌즈 구동장치. - 제1항에 있어서,
상기 제3 코일의 양단은 상기 상측 탄성 부재와 전기적으로 연결되는 렌즈 구동장치. - 제1항에 있어서,
상기 제3 코일은 상기 하우징의 외측면 중 적어도 하나의 면에 배치되는 렌즈 구동장치. - 제1항에 있어서,
상기 하우징 아래에 배치되는 인쇄회로기판; 및
상기 상측 탄성 부재와 결합되고, 상기 상측 탄성 부재와 상기 인쇄회로기판을 전기적으로 연결하는 지지 부재를 포함하는 렌즈 구동장치. - 제10항에 있어서,
상기 제3 코일의 상기 유도 전압은 상기 인쇄회로기판으로 전송되는 렌즈 구동장치. - 제10항에 있어서,
상기 지지 부재는 제1 내지 제4 지지 부재들을 포함하고,
상기 제1 코일은 상기 제1 및 제2 지지 부재들과 전기적으로 연결되고,
상기 제3 코일은 상기 제3 및 제4 지지 부재들과 전기적으로 연결되는 렌즈 구동장치. - 제1항에 있어서,
상기 제1 코일과 상기 마그네트 간의 상호작용에 의하여 상기 보빈은 상기 광축 방향으로 이동하고,
상기 제2 코일과 상기 마그네트 간의 상호작용에 의하여 상기 하우징은 상기 광축 방향과 수직한 방향으로 이동하는 렌즈 구동장치. - 제2항에 있어서,
상기 하우징 아래에 배치되는 인쇄회로기판; 및
상기 상측 탄성 부재와 결합되고, 상기 상측 탄성 부재와 상기 인쇄회로기판을 전기적으로 연결하는 지지 부재를 포함하고
상기 지지 부재는 상기 하우징의 코너에 배치되고,
위에서 바라볼 때, 상기 지지 부재는 상기 제3 코일의 안쪽에 배치되는 렌즈 구동장치. - 제10항에 있어서,
상기 인쇄회로기판 아래에 배치되는 베이스; 및
상기 베이스에 배치되고, 상기 하우징의 움직임을 감지하는 센서를 포함하는 렌즈 구동장치. - 제1항에 있어서,
상기 제1 코일에는 제1 구동 신호가 인가되고, 상기 제2 코일에는 제2 구동 신호가 인가되는 렌즈 구동장치. - 제10항에 있어서,
상기 제2 코일은 상기 인쇄회로기판 상에 배치되는 회로 부재, 및 상기 회로 부재에 형성되는 코일들을 포함하는 렌즈 구동장치. - 제1항에 있어서,
상기 제1 코일의 자기 공진주파수와 상기 제2 코일의 자기 공진주파수는 서로 다른 렌즈 구동장치. - 제18항에 있어서,
상기 제1 코일의 상기 자기 공진 주파수와 상기 제2 코일의 상기 자기 공진주파수는 20kHz 내지 3MHz 범위의 차이를 가지는 렌즈 구동장치. - 제1항에 있어서,
상기 제2 코일의 자기 공진주파수와 상기 제3 코일의 자기 공진주파수가 서로 다른 렌즈 구동장치. - 제20항에 있어서,
상기 제2 코일의 자기 공진주파수와 상기 제3 코일의 자기 공진주파수는 20kHz 내지 3MHz 범위의 차이를 가지는 렌즈 구동장치. - 제1항에 있어서,
상기 제2 코일의 자기 공진주파수는 0.5MHz 내지 7MHz인 렌즈 구동장치. - 하우징;
상기 하우징 내에 배치되고 광축 방향으로 이동하는 보빈;
상기 보빈에 배치되는 제1 코일;
상기 제1 코일에 대향하고 상기 하우징에 배치되는 마그네트;
상기 보빈의 상부와 결합하는 상측 탄성 부재;
상기 마그네트와 이격되어 배치되는 제2 코일;
상기 하우징에 배치되는 제3 코일;
상기 하우징 아래에 배치되는 인쇄회로기판; 및
상기 상측 탄성 부재와 결합되고 상기 상측 탄성 부재와 상기 인쇄회로기판을 전기적으로 연결하는 지지 부재를 포함하고,
상기 제3 코일은 상기 보빈이 상기 광축 방향으로 이동함에 따라 상기 제1 코일과의 상호유도작용에 의한 유도 전압을 발생하고, 상기 인쇄회로기판은 상기 유도 전압을 수신하는 렌즈 구동장치. - 이미지 센서; 및
제1항 내지 제23항 중 어느 한 항에 기재된 렌즈 구동장치를 포함하는 카메라 모듈.
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