KR102481506B1 - 렌즈 구동 장치, 광출력 모듈 및 라이다 - Google Patents

Abstract

본 발명은 렌즈 구동 장치, 발광 모듈, 라이다에 관한 것이다. 일 측면에 따른 렌즈 구동 장치는, 제1렌즈부 및 상기 제1렌즈부의 상측에 배치되는 제2렌즈부를 포함하는 렌즈 유닛; 상기 제2렌즈부를 이동시키는 액츄에이터;를 포함하며, 상기 액츄에이터는, 상, 하 방향으로 각각 쌍을 이루는 제1코일 및 제2코일이 배치되는 베이스; 상기 베이스의 상면에 이동 가능하게 결합되며, 상기 쌍을 이루는 제2코일의 사이에 배치되는 제2마그넷을 구비하는 제2하우징; 및 상기 제2하우징의 상면에 이동 가능하게 결합되며, 상기 쌍을 이루는 제1코일의 사이에 배치되는 제1마그넷을 구비하는 제1하우징을 포함하며, 상기 제1마그넷은 상측에 배치되는 제1코일과의 이격거리(A)와 하측에 배치되는 제1코일과의 이격거리(B)는 서로 다르게 배치되고, 상기 제2마그넷은 상측에 배치되는 제2코일과의 이격거리(C)와 하측에 배치되는 제2코일과의 이격거리(D)가 서로 다르게 배치된다.

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 렌즈 구동 장치, 광출력 모듈 및 라이다를 제공하는 것에 있다.

본 실시예에 따른 렌즈 구동 장치는, 제1렌즈부 및 상기 제1렌즈부의 상측에 배치되는 제2렌즈부를 포함하는 렌즈 유닛; 상기 제2렌즈부를 이동시키는 액츄에이터;를 포함하며, 상기 액츄에이터는, 상, 하 방향으로 각각 쌍을 이루는 제1코일 및 제2코일이 배치되는 베이스; 상기 베이스의 상면에 이동 가능하게 결합되며, 상기 쌍을 이루는 제2코일의 사이에 배치되는 제2마그넷을 구비하는 제2하우징; 및 상기 제2하우징의 상면에 이동 가능하게 결합되며, 상기 쌍을 이루는 제1코일의 사이에 배치되는 제1마그넷을 구비하는 제1하우징을 포함하며, 상기 제1마그넷은 상측에 배치되는 제1코일과의 이격거리(A)와 하측에 배치되는 제1코일과의 이격거리(B)는 서로 다르게 배치되고, 상기 제2마그넷은 상측에 배치되는 제2코일과의 이격거리(C)와 하측에 배치되는 제2코일과의 이격거리(D)가 서로 다르게 배치된다.

본 실시 예에 따른 광출력 모듈은, 제1렌즈부 및 상기 제1렌즈부의 상측에 배치되는 제2렌즈부를 포함하는 렌즈 유닛; 상기 제1렌즈부의 하측에 배치되는 광원; 상기 광원이 결합되는 기판; 및 상기 제2렌즈부를 이동시키는 액츄에이터를 포함하며, 상기 액츄에이터는, 상, 하 방향으로 각각 쌍을 이루는 제1코일 및 제2코일이 배치되는 베이스; 상기 베이스의 상면에 이동 가능하게 결합되며, 상기 쌍을 이루는 제2코일의 사이에 배치되는 제2마그넷을 구비하는 제2하우징; 및 상기 제2하우징의 상면에 이동 가능하게 결합되며, 상기 쌍을 이루는 제1코일의 사이에 배치되는 제1마그넷을 구비하는 제1하우징을 포함하며, 상기 제1마그넷은 상측에 배치되는 제1코일과의 이격거리(A)와 하측에 배치되는 제1코일과의 이격거리(B)는 서로 다르게 배치되고, 상기 제2마그넷은 상측에 배치되는 제2코일과의 이격거리(C)와 하측에 배치되는 제2코일과의 이격거리(D)가 서로 다르게 배치된다.

본 실시 예에 따른 라이다는 피조사 영역에 광을 조사하는 광출력 모듈과, 상기 광출력 모듈로부터 조사되어 상기 피조사 영역에서 반사되는 광을 감지하는 광수신 모듈을 포함하며, 상기 광출력 모듈은, 제1렌즈부 및 상기 제1렌즈부의 상측에 배치되는 제2렌즈부를 포함하는 렌즈 유닛; 상기 제1렌즈부의 하측에 배치되는 광원; 상기 광원이 결합되는 기판; 및 상기 제2렌즈부를 이동시키는 액츄에이터를 포함하며, 상기 액츄에이터는, 상, 하 방향으로 각각 쌍을 이루는 제1코일 및 제2코일이 배치되는 베이스; 상기 베이스의 상면에 이동 가능하게 결합되며, 상기 쌍을 이루는 제2코일의 사이에 배치되는 제2마그넷을 구비하는 제2하우징; 및 상기 제2하우징의 상면에 이동 가능하게 결합되며, 상기 쌍을 이루는 제1코일의 사이에 배치되는 제1마그넷을 구비하는 제1하우징을 포함하며, 상기 제1마그넷은 상측에 배치되는 제1코일과의 이격거리(A)와 하측에 배치되는 제1코일과의 이격거리(B)는 서로 다르게 배치되고, 상기 제2마그넷은 상측에 배치되는 제2코일과의 이격거리(C)와 하측에 배치되는 제2코일과의 이격거리(D)가 서로 다르게 배치된다.

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.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 라이다의 사시도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 라이다의 각 모듈을 분해한 분해 사시도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 라이다의 내부 구성을 보인 단면도.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 라이다의 분해 사시도.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 액츄에이터의 단면도.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 액츄에이터의 분해 사시도.
도 7은 본 발명의 실시 에에 따른 액츄에이터의 사시도.
도 8은 도 5의 X1-X2에서 바라본 단면도.
도 9는 도 5의 Y1 - Y2에서 바라본 단면도.
도 10은 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 각 모듈을 분해한 분해 사시도이며, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 라이다의 내부 구성을 보인 단면도 이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 라이다의 분해 사시도 이다.

도 1 내지 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 라이다(100)는 케이스(10)와, 상기 케이스(10)에 결합되는 광수신 모듈(20) 및 광출력 모듈(30)을 포함한다.

상기 케이스(10)는 대략 직육면체 형상으로 형성되어, 내부에 상기 라이다(100)의 구동에 필요한 전자부품들을 수용하는 공간이 형성된다. 그리고, 상기 케이스(10)의 외면에는 상기 광출력 모듈(30)과 상기 광수신 모듈(20)이 결합되기 위한 결합홀(12, 14)들이 형성된다. 상기 결합홀(12, 14)은 상기 케이스(10)의 외면에 관통 형성되어, 상기 결합홀(12, 14)에는 상기 광출력 모듈(30) 및 상기 광수신 모듈(20)에 형성되는 결합리브(26, 32)가 삽입된다.

상기 케이스(10)의 내부 공간에는 상기 라이다(100)를 구동시키기 위한 전자부품들이 배치된다. 예를 들어, 상기 케이스(10)의 내부공간에는, 상기 광출력 모듈(30)과 상기 광수신 모듈(20)로 전원을 제공하기 위한 전원기판(17), 상기 광출력 모듈(30)과 상기 광수신 모듈(20)에 제어 명령을 입력하기 위한 제어기판(18)이 배치될 수 있다. 각각의 기판들은 별도의 연성기판(16)을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.

상기 광수신 모듈(20)은 상기 케이스(10)에 착탈 가능하게 결합된다. 상기 광수신 모듈(20)의 하면에는 하면으로부터 돌출되는 제1결합리브(26)가 하나 이상 형성된다. 그리고, 상기 케이스(10)의 외면 중 상기 광수신 모듈(20)이 결합되는 영역에도, 상기 제1결합리브(26)의 단면 형상에 대응되는 제1결합홀(14)이 형성된다. 따라서, 상기 광수신 모듈(20)이 상기 케이스(10)에 결합 시 상기 제1결합리브(26)가 상기 제1결합홀(14)에 삽입된다.

상기 광수신 모듈(20)은 광수신 모듈 케이스(21)로 외형이 형성될 수 있다. 그리고, 상기 광수신 모듈(20)의 내부에는 광수신 렌즈(22), 수광센서(29) 및 광수신 기판(28)이 배치될 수 있다.

상기 광수신 렌즈(22)는 상기 광수신 모듈 케이스(21)에 형성된 홀을 통해 일부가 외부로 노출될 수 있다. 상기 노출되는 영역은 상기 광출력 모듈(30)에서 조사되는 빛이 피조사 영역에서 반사되어 입사되기 위한 렌즈일 수 있다. 따라서, 상기 광수신 렌즈(22)는 표면이 상기 광수신 모듈 케이스(21)의 외면으로부터 돌출된 형상을 가질 수 있다.

그리고, 상기 광수신 모듈 케이스(21)의 외면 중 상기 광수신 렌즈(22)가 노출되는 영역에는, 상기 광수신 렌즈(22)에 인접하여 광 가이드(24)가 돌출 형성된다. 상세히, 상기 광수신 모듈 케이스(21)에는 상기 광수신 렌즈(22)를 외부로 노출시키기 위한 홀이 형성될 수 있다. 그리고, 상기 광 가이드(24)는 상기 홀의 외주측에 인접하여 배치되어, 상기 광수신 렌즈(22) 주변에 배치된다. 예를 들어, 상기 광수신 렌즈(22)가 상기 광수신 모듈 케이스(21)의 상면으로부터 돌출된다할 때, 상기 광 가이드(60)는 상기 광수신 모듈 케이스 케이스(21)의 상면으로부터 상방으로 돌출되도록 배치될 수 있다. 이때, 광수신 모듈 케이스(21) 상면은 상기 광수신 렌즈(22)가 배치되는 면을 의미한다.

상기 광 가이드(24)는 상호 대향하는 복수의 가이드일 수 있다. 이 때, 상기 광 가이드(24)의 상호 마주하는 면은 상기 광 가이드(24)의 내면으로 정의할 수 있다. 그리고, 상기 광 가이드(24)의 내면에는, 상기 광수신 모듈 케이스(21)의 상면으로부터 수직하게 형성되는 수직면(미도시)과, 상기 수직면(미도시)의 단부에서 외측으로 경사지게 형성되는 경사면(미도시)이 형성될 수 있다. 상기 경사면으로 인해, 상기 광출력 모듈(30)로부터 출력된 광이 피조사 영역으로부터 반사되어 상기 광수신 렌즈(22)로 용이하게 가이드될 수 있다.

한편, 광 가이드(24)는 광수신 렌즈(22)의 두 면에 접하도록 배치하였으나, 이에 한정되지 않고 광수신 렌즈(22)를 모두 둘러싸도록 배치될 수도 있다. 단, 광출력 모듈(30)로부터 조사된 광이 피조사 영역에서 반사되어 돌아온 광을 차단하지 않는 범위 내에서 광 가이드(24)가 배치될 수 있다.

또한, 상기 광 가이드(22)는 상기 광수신 모듈(20)과 상기 광출력 모듈(30)의 사이에 배치되어, 상기 광출력 모듈(30)에서 조사되는 광이 상기 광수신 모듈(20)에 직접적으로 수신되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 광 가이드(60)는 광수신 렌즈(22)의 길이방향보다 길게 형성될 수 있으며, 광수신 렌즈(22)의 높이보다 높게 형성될 수 있다.

상기 광수신 렌즈(22)는 광수신 기판(28)의 상측에 배치될 수 있다. 상기 광수신 렌즈(22)와 상기 광수신 기판(28)의 사이에는 별도의 렌즈가 추가로 배치될 수 있다. 상기 광수신 렌즈(22)는 수광센서(29)와 공간을 두고 배치되며, 상기 광수신 기판(28)의 홀(미도시)에 결합될 수 있다.

피조사 영역에서 반사되어 광수신 렌즈(22)을 통해 입사된 광은 수광센서(29)로 입사되어, 수광센서(29)에 의해 신호가 광수신 기판(28)으로 입력될 수 있다.

상기 광수신 렌즈(22)는 중심부가 상방으로 돌출되는 곡면 형상일 수 있다. 따라서, 피조사 영역에서 반사된 광이 상기 광수신 렌즈(22)로 용이하게 입사될 수 있다. 그리고, 상기 광수신 렌즈(22)와 상기 광수신 기판(28) 사이에 배치되는 별도의 렌즈는 집광 렌즈일 수 있다. 또한, 상기 광수신 렌즈(22)는 후술할 제3렌즈부(130)에 비하여 상대적으로 하측에 위치할 수 있다. 즉, 상기 제3렌즈부(130)가 상기 광수신 렌즈(22)에 비하여 상측으로 더 돌출될 수 있다. 이는 외부로 노출되는 상기 광수신 렌즈(22) 영역은 상하 방향길이가 상기 제3렌즈부(130) 보다 낮게 형성되는 것으로 이해될 수 있다.

이하에서는 상기 광출력 모듈(30)의 구성에 대해 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 액츄에이터의 단면도 이고, 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 액츄에이터의 분해 사시도 이며, 도 7은 본 발명의 실시 에에 따른 액츄에이터의 사시도 이고, 도 8은 도 5의 X1-X2에서 바라본 단면도이고, 도 9는 도 5의 Y1 - Y2에서 바라본 단면도이다.

도 3 내지 9를 참조하면, 본 실시 예에 따른 광출력 모듈(30)은 광출력 케이스(31)에 의해 외형이 형성된다. 상기 광출력 모듈 케이스(31)의 내부에는 기판(38), 광원(37) 및 렌즈 구동 장치를 포함할 수 있다. 다만, 본 실시예에 따른 광출력 모듈에서는, 기판(38), 광원(37) 및 렌즈 구동 장치 중 어느 하나 이상이 생략 또는 변경될 수 있다.

상기 광출력 모듈 케이스(31)의 하면에는 하면으로부터 돌출되는 제2결합리브(32)가 형성된다. 그리고, 상기 케이스(11)의 외면 중 상기 광출력 모듈(30)이 결합되는 영역에는 상기 제2결합리브(32)가 결합되기 위한 제2결합홀(12)이 형성된다. 따라서, 상기 광출력 모듈(30)이 상기 케이스(11)에 결합 시, 상기 제2결합리브(32)가 상기 제2결합홀(12)에 삽입된다.

상기 광출력 모듈 케이스(31)의 상면에는 제3렌즈부(130)를 외부로 노출시키기 위한 노출홀(31a)이 형성된다. 따라서, 상기 제3렌즈부(130) 중 제6렌즈부(132)는 상기 노출홀(31a)을 통해 외부로 돌출된 형상을 가질 수 있다.

상기 기판(38)은, 상기 광원(37)과 결합될 수 있다. 상기 기판(38)은, 상기 광원(37)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이 경우, 상기 기판(38)은, 상기 광원(37)의 구동을 위해 필요한 전류를 공급할 수 있다. 상기 기판(38)의 상면에는 상기 광원(37) 이 결합될 수 있다. 상기 기판(38)의 상, 하면에는 방열핀(미도시)이 결합수 있다. 상기 기판(38)은, 일례로서 인쇄회로기판(PCB, Printed Circuit Board)일 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않는다. 또한, 상기 기판(38)은 하측에 배치되는 상기 전원기판(16) 또는 제어기판(18)과 전기적으로 연결될 수 있다.

상기 광원(37)은, 렌즈 유닛(101)의 하측에 위치할 수 있다. 상기 광원(37)은, 제1렌즈부(110)의 하측에 위치할 수 있다. 상기 광원(37)은, 상기 기판(38)에 결합될 수 있다. 상기 광원(37)은, 상기 기판(38)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이 경우, 상기 광원(37)은, 상기 기판(38)으로부터 전원을 공급받을 수 있다. 상기 광원(37)은, 레이저 다이오드(Laser Diode)일 수 있다. 상기 광원(37)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(38)에 실장된 상기 광원(37)과 오버랩되도록 배치될 수 있다. 이와 같은 구조를 통해, 상기 광원(37)에서 출사된 광은 상기 렌즈 유닛(101)을 통과해 외부로 출사될 수 있다. 상기 렌즈 유닛(101)은, 상기 광원(37)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.

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.

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(200)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(37)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(37)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(200)은, 상기 렌즈 유닛(101)의 적어도 일부를 수용할 수 있다. 상기 홀더 유닛(200)은, 상기 제3렌즈부(130)를 고정할 수 있다. 상기 홀더 유닛(200)은, 내부에 상기 제2렌즈부(120) 를 이동가능하게 수용할 수 있다. 즉, 상기 홀더 유닛(200)은, 상기 제3렌즈부(130)와 상기 제1렌즈부(110)는 고정하고 상기 제2렌즈부(120)를 이동가능하게 수용할 수 있다. 상기 홀더 유닛(200)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, 베이스(1300)의 상면에 결합되는 커버(1301)를 포함한다. 상기 베이스(13000)와 상기 커버(1301)의 사이에는, 제1하우징(1130) 및 제2하우징(1230)이 배치될 수 있다. 따라서, 상기 커버(1301)의 하면은 상기 제1하우징(1130)의 상면과 마주할 수 있다.

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(1100), 제2축 구동 유닛(1200) 및 구동기판(1500)을 포함할 수 있다. 다만, 액츄에이터(200)에서, 제1축 구동 유닛(1100), 제2축 구동 유닛(1200) 및 구동기판(1500) 중 어느 하나 이상이 생략 또는 변형될 수 있다.

액츄에이터(200)는, 제2렌즈부(120)를 제1축 방향으로 이동시키는 제1축 구동 유닛(1100)을 포함할 수 있다. 액츄에이터(200)는, 제2렌즈부(120) 및 제1축 구동 유닛(1100)의 적어도 일부를 함께 제1축 방향과 상이한 제2축 방향으로 이동시키는 제2축 구동 유닛(1200)을 포함할 수 있다.

제1축 구동 유닛(1100)은, 제2렌즈부(120)를 제1축 방향으로 이동시킬 수 있다. 제1축 구동 유닛(1100)은, 제2렌즈부(120)를 X축 방향으로 이동시킬 수 있다. 이 경우, 제1축 구동 유닛(1100)은, 'X축 구동 유닛'으로 호칭될 수 있다.

제1축 구동 유닛(1100)은, 제1하우징(1130), 베이스(1300), 제1마그넷(1800), 제1코일(1110), 제1가이드부(1150), 제1센서(1170) 및 제1센싱 마그넷(미도시)을 포함할 수 있다. 다만, 제1축 구동 유닛(1100)에서, 제1하우징(1230), 베이스(1300), 제1마그넷(1800), 제1코일(1110), 제1가이드부(1250), 제1센서(1170) 및 제1센싱 마그넷 중 어느 하나 이상이 생략 또는 변경될 수 있다.

제1축 구동 유닛(1100)은 제2렌즈부(120)가 결합되는 제1하우징(1130)을 포함할 수 있다. 제1축 구동 유닛(1100)은, 제1하우징(1130)과 이격되는 베이스(1300)를 포함할 수 있다. 제1하우징(1130)은 베이스(1300)의 상측에 배치되어, X축 방향으로 이동될 수 있다.

제1하우징(1130)은 중심에 상기 제2렌즈부(120)가 결합되는 렌즈부 결합홀(1121)이 형성되는 몸체(1122)와, 상기 몸체(1122)의 양측으로 연장되는 마그넷 결합부(1124)를 포함한다. 그리고, 렌즈부 결합홀(1121)이 형성되는 몸체(1122)로부터 서로 대향하여 연장되는 마그넷 결합부(1124)에는 제1마그넷(1800)이 배치된다. 그리고, 베이스(1300) 중 제1마그넷(1800)과 마주하는 영역에는 제1마그넷(1800)과 전자기적 상호작용을 수행하는 제1코일(1110)이 구비된다.

상기 제1마그넷(1800)은, 상기 마그넷 결합부(1124)의 상면에 결합되는 상부 마그넷(1120)과, 상기 마그넷 결합부(1124)의 하면에 결합되는 하부 마그넷(1140)을 포함할 수 있다. 상기 마그넷 결합부(1124)의 상, 하면에는 상기 상부 마그넷(1120)과 상기 하부 마그넷(1140)이 안착되기 위한 안착홈이 형성될 수 있다.

제1코일(1110)은, 2개의 코일이 쌍을 이루어 2쌍이 구비될 수 있다. 이때, 쌍을 이루는 2개의 코일 사이에는 상부 마그넷(1120)과 하부 마그넷(1140)을 포함하는 제1마그넷(1800)이 위치할 수 있다. 상기 제1코일(1110)도 상기 상부 마그넷(1120)과 마주하는 상부 코일과, 상기 하부 마그넷(1140)과 마주하는 하부 코일을 포함할 수 있다. 도 8을 참조하면, 상기 상부 코일은 상부 요크(1112)에 권선되는 코일로서 이해된다. 그리고, 상기 하부 코일은 하부 요크(1113)에 권선되는 코일로서 이해된다. 상기 상부 요크(1112)와 상기 하부 요크(1113)는 제1요크가 정의될 수 있다.

따라서, 제1마그넷(1800)은, 상부 마그넷(1120)과 하부 마그넷(1140)으로 2개가 구비되어 2쌍의 코일 각각에 대응되도록 배치될 수 있다. 여기서 2쌍의 코일이라 함은 일측에 배치되는 상부 코일과 하부 코일, 그리고 상기 일측과 대향하는 타측에 배치되는 상부 코일과 하부 코일의 그룹으로 정의될 수 있다.

제1코일(1110)은, 제1구동기판(1501)과 전기적으로 연결될 수 있다.

베이스(1300)의 상측에는 제2하우징(1230)과 제1하우징(1130)이 배치된다. 따라서, 결합되는 순서를 나열하면, 제1하우징(1130)의 하측에 제2하우징(1230)이 배치되고, 제2하우징(1230)의 하측에 베이스(1300)가 결합되는 것으로 이해될 수 있다. 그리고 제1하우징(1130)은 제2하우징(1230)에 대하여 슬라이드 이동가능하도록 결합되고, 제2하우징(1230)은 베이스(1300)에 대하여 슬라이드 이동 가능하도록 결합된다.

제1가이드부(1150)는 제1하우징(1130)의 하면에 결합된다. 상기 제1가이드부(1150)는 몸체(1122)를 기준으로 양측에 각각 배치되는 가이드볼일 수 있다. 그리고, 제2하우징(1230)의 상면 중 제1가이드부(1150)와 마주하는 영역에는 제1가이드부(1150)를 회전가능하게 수용하는 제1가이드 레일(1271)이 형성된다. 제1가이드 레일(1271)은 베이스(1300) 중 제1가이드부 결합부(1270)의 상면에서 소정거리 함몰된 홈 형상을 가질 수 있다. 따라서, 제1하우징(1130)의 이동 시 제1가이드부(1150)가 제1가이드 레일(1271)을 따라 슬라이드 이동될 수 있다. 다시 말하면, 제1하우징(1130)의 이동은 제1가이드부(1150)에 의해 가이드되는 것으로 이해될 수 있다.

제1센서(1170)는, 제1센싱 마그넷을 감지할 수 있다. 제1센서(1170)는, 일례로서 홀 센서일 수 있다. 제1센서(1170)는, 제1센싱 마그넷의 자기력을 감지할 수 있다. 제1센서(1170)는, 제1센싱 마그넷을 감지함으로써 제1센싱 마그넷이 고정된 제1하우징(1130)의 위치 및/또는 이동을 감지할 수 있다. 제1센서(1270)는, 베이스(1300) 중 제1하우징(1130)의 양단과 마주하는 영역에 구비될 수 있다. 제1센서(1170)는, 제1센싱 마그넷과 대향하도록 배치될 수 있다. 제1센서(1270)는, 센서기판(331)과 전기적으로 연결될 수 있다.

제1센싱 마그넷은, 제1하우징(1230)에 위치할 수 있다. 제1센싱 마그넷은, 제1하우징(1130)의 외면에 고정될 수 있다. 제1센싱 마그넷은, 제1하우징(1130) 중 제1마그넷(1800)에 인접하여 구비될 수 있다. 제1마그넷(1800)이 제1하우징(1140)의 양단에 복수로 배치되므로, 제1센싱 마그넷도 복수로 배치될 수 있다. 따라서, 어느 일 제1센싱 마그넷이 대향하는 제1센서(1170)와 멀어질수록, 다른 제1센싱 마그넷은 대향하는 제1센서(1170)와 가까워지므로, 제1하우징(1130)의 이동에 따라 위치를 계속적으로 감지할 수 있는 장점이 있다.

제1센싱 마그넷은 상기 상부 마그넷(1120)과 상기 하부 마그넷(1140)으로 대체될 수 있다. 따라서, 제1센서(1170)가 상부 마그넷(1120) 또는 하부 마그넷(1140)의 자계를 감지하여, 제1하우징(1130)의 위치를 감지할 수 있다.

제1센싱 마그넷은, 제1하우징(1130)의 외면에 형성된 센싱 마그넷 수용홈에 수용될 수 있다. 제1센싱 마그넷은, 제1센서(1170)와 대향할 수 있다. 제1센싱 마그넷은, 제1마그넷(1800), 제1코일(1110) 사이의 전자기적 상호작용에 영향을 미치지 않도록 배치될 수 있다. 제1센싱 마그넷은, 제2마그넷(1900), 제2코일(1210) 사이의 전자기적 상호작용에 영향을 미치지 않도록 배치될 수 있다.

제2축 구동 유닛(1200)은, 제2하우징(1230), 베이스(1300), 제2마그넷(1900), 제2코일(1210), 제2가이드부(1250), 제2센서(1280) 및 제2센싱 마그넷을 포함할 수 있다. 다만, 제1축 구동 유닛(1200)에서, 제2하우징(1230), 베이스(1300), 제2마그넷(1900), 제2코일(1210), 제2가이드부(1250), 제2센서(1280) 및 제2센싱 마그넷 중 어느 하나 이상이 생략 또는 변경될 수 있다.

제2축 구동 유닛(1200)은 제1하우징(1130)이 슬라이드 이동 가능하게 결합되는 제2하우징(1230)을 포함할 수 있다. 제2축 구동 유닛(1100)은, 제2하우징(1130)이 슬라이드 이동 가능하게 결합되는 베이스(1300)를 포함할 수 있다. 제2하우징(1230)은 베이스(1300)의 상측에 배치되어, Y축 방향으로 이동될 수 있다.

상기 제2하우징(1230)은 내주면 및 외주면을 갖도록, 대략 단면이 사각형인 형상을 가진다. 따라서, 상기 제2하우징(1230)은 상호 대향하는 2쌍의 영역을 가질 수 있다. 상기 2쌍의 영역 중 상면에 제1하우징(1130)이 안착되는 영역을 제1하우징 결합부(1232)로 정의할 수 있다. 그리고, 제1하우징 결합부(1232)를 제외한 영역을 마그넷 결합부(1234)로 정의할 수 있다. 상기 마그넷 결합부(1234)의 외주면에는 제2마그넷(1900)과, 제2마그넷(1900)에 인접하여 제2센싱 마그넷이 배치될 수 있다.

상기 제1마그넷(1800)은 상기 제1하우징(1130)의 양측에 제1방향으로 배치되고, 상기 제2마그넷(1900)은 상기 제2하우징(1230)의 양측에서 상기 제1방향과 교차되는 방향으로 배치된다.

제2마그넷(1900)은 마그넷 결합부(1234)의 상면에 결합되는 상부 마그넷(1220)과, 마그넷 결합부(1234)의 하부면에 결합되는 하부 마그넷(1240)을 포함할 수 있다. 마그넷 결합부(1234)의 상, 하면에는 상부 마그넷(1220)과 하부 마그넷(1240)을 안착시키기 위한 안착홈이 형성될 수 있다.

제2코일(1210)은, 2개의 코일이 쌍을 이루어 2쌍이 구비될 수 있다. 이때, 쌍을 이루는 2개의 코일 사이에는 상부 마그넷(1220)과 하부 마그넷(1240)을 포함하는 제2마그넷(1900)이 위치할 수 있다. 제2코일(1210)도 상부 마그넷(1220)과 마주하는 상부 코일과, 하부 마그넷(1240)과 마주하는 하부 코일을 포함할 수 있다. 도 9를 참조하면, 상부 코일은 상부 요크(1211)에 권선되는 코일로서 이해된다. 그리고, 하부 코일은 하부 요크(1212)에 권선되는 코일로서 이해된다. 상기 상부 요크(1211)와 상기 하부 요크(1212)는 제2요크(1211, 1212)로서 정의될 수 있다.

따라서, 제2마그넷(1900)은 상부 마그넷(1220)과 하부 마그넷(1240)으로 2개가 구비되어 2쌍의 코일 각각에 하나씩 위치할 수 있다. 여기서 2쌍의 코일이라 함은 일측에 배치되는 상부 코일과 하부 코일, 그리고 상기 일측과 대향하는 타측에 배치되는 상부 코일과 하부 코일의 그룹으로 정의될 수 있다.

제2코일(1210)은, 제2구동기판(1502)과 전기적으로 연결될 수 있다.

전술한 제1 가이드 레일(1271)은 제1하우징 결합부(1232)의 상면에 형성될 수 있다.

제2가이드부(1250)는 제2하우징(1130)의 하면에 결합된다. 제2가이드부(1250)는 마그넷 결합부(1234)의 하면에 각각 배치되는 가이드볼일 수 있다. 그리고, 베이스(1300)의 상면 중 제2가이드부(1250)와 마주하는 영역에는 제2가이드부(1250)를 회전가능하게 수용하는 제2가이드 레일(1331)이 형성된다. 제2가이드 레일(1331)은 베이스(1300) 중 제2가이드부 결합부(1330)의 상면에서 소정거리 함몰된 홈 형상을 가질 수 있다. 따라서, 제2하우징(1230)의 이동 시 제2가이드부(1250)가 제2가이드 레일(1331)을 따라 슬라이드 이동될 수 있다. 다시 말하면, 제2하우징(1230)의 이동은 제2가이드부(1250)에 의해 가이드되는 것으로 이해될 수 있다.

제2센서(1280)는, 제2센싱 마그넷을 감지할 수 있다. 제2센서(1280)는, 일례로서 홀 센서일 수 있다. 제2센서(1280)는, 제2센싱 마그넷의 자기력을 감지할 수 있다. 제2센서(1280)는, 제2센싱 마그넷을 감지함으로써 제2센싱 마그넷이 고정된 제2하우징(1230)의 위치 및/또는 이동을 감지할 수 있다. 제2센서(1280)는, 베이스(1300) 중 제2하우징(1230)의 제2센싱 마그넷과 마주하는 영역에 구비될 수 있다. 제2센서(1280)는, 제2센싱 마그넷과 대향하도록 배치될 수 있다. 제2센서(1280)는, 센서기판(331)과 전기적으로 연결될 수 있다.

제2센싱 마그넷은, 제2하우징(1230)에 위치할 수 있다. 제2센싱 마그넷은, 제2하우징(1230)의 외면에 고정될 수 있다. 제2센싱 마그넷은, 제2하우징(1230) 중 제2마그넷(1900)에 인접하여 구비될 수 있다. 제2마그넷(1900)이 제2하우징(1240)에 복수로 배치되므로, 제2센싱 마그넷도 복수로 배치될 수 있다. 따라서, 어느 일 제2센싱 마그넷이 대향하는 제2센서(1280)와 멀어질수록, 다른 제2센싱 마그넷은 대향하는 제2센서(1280)와 가까워지므로, 제2하우징(1240)의 이동에 따라 위치를 계속적으로 감지할 수 있는 장점이 있다.

제2센싱 마그넷은 상기 상부 마그넷(1220)과 상기 하부 마그넷(1240)으로 대체될 수 있다. 따라서, 제2센서(1280)가 상부 마그넷(1220) 또는 하부 마그넷(1240)의 자계를 감지하여, 제2하우징(1230)의 위치를 감지할 수 있다.

제2센싱 마그넷은, 제2하우징(1230)의 외면에 형성된 센싱 마그넷 수용홈에 수용될 수 있다. 제2센싱 마그넷은, 제2센서(1280)와 대향할 수 있다. 제2센싱 마그넷은, 제1마그넷(1800), 제1코일(1110) 사이의 전자기적 상호작용에 영향을 미치지 않도록 배치될 수 있다. 제2센싱 마그넷은, 제2마그넷(1900), 제2코일(1210) 사이의 전자기적 상호작용에 영향을 미치지 않도록 배치될 수 있다.

상기 액츄에이터(200)의 동작을 설명하면, 제1마그넷(1800)과 제1코일(1110)의 전자기적 상호작용에 의해 제1하우징(1130)은 X축 방향으로 이동될 수 있다. 그리고, 제2마그넷(1900)과 제2코일(1210)의 전자기적 상호작용에 의해 제2하우징(1230)은 Y축 방향으로 이동될 수 있다. 이 때, 제1하우징(1130)은 제2하우징(1230)에 대해 슬라이드 이동되므로 제1하우징(1130)의 이동 시 제2하우징(1230)은 이동하지 않게 된다. 그러나, 제2하우징(1230)은 베이스(1300)에 대해 슬라이드 이동되므로, 제2하우징(1230)의 이동 시 제1하우징(1130)도 함께 이동된다.

이하에서는 본 발명의 실시 예에 따른 광출력 모듈의 작동을 도면을 참조하여 설명한다.

도 10은 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 유닛(1100)은, 상기 제2렌즈부(120)를 X축과 평행한 제1방향으로 제2거리(L2) 만큼 이동시킨다(도 9의 A 참조). 보다 상세히, 상기 제1코일(1110)에 전원이 공급되면, 상기 제1하우징(1130)에 위치하는 상기 제1마그넷(1800)이 상기 제1코일(1110)과 전자기적 상호작용을 하여 상기 제2렌즈부(120), 상기 제1하우징(1130) 및 상기 제1마그넷(1800)이 제1방향으로 일체로 이동하게 된다. 이때, 상기 제2하우징(1230)은 고정된 상태로 유지된다.

이후, 상기 제2축 구동 유닛(1200)은, 상기 제2렌즈부(120)를 Y축 방향과 평행한 제2방향으로 제1거리(L1) 만큼 이동시킨다(B). 보다 상세히, 상기 제2코일(1210)에 전원이 공급되면, 상기 제2하우징(1230)에 위치하는 상기 제2마그넷(1900)이 상기 제2코일(1210)과 전자기적 상호작용을 하여 상기 제2렌즈부(120), 상기 제1하우징(1130), 상기 제2하우징(1230) 및 상기 제2마그넷(1900)이 제2방향으로 일체로 이동하게 된다.

이후, 상기 제1축 구동 유닛(1100)은, 상기 제2렌즈부(120)를 제1방향과 반대인 제3방향으로 제2거리(L2) 만큼 이동시킨다(C). 이 경우에도, 상기 제1코일(1110)에 전원이 공급되면, 상기 제2하우징(1230)은 고정된 상태에서 상기 제2렌즈부(120), 상기 제1하우징(1130) 및 상기 제1마그넷(1800)이 일체로 이동한다.

이후, 상기 제2축 구동 유닛(1200)은, 상기 제2렌즈부(120)를 제2방향으로 제1거리(L1) 만큼 이동시킨다(D). 이 경우에도, 상기 제2코일(1210)에 전원이 공급되면, 상기 제2렌즈부(120), 상기 제1하우징(1130), 상기 제2하우징(1230) 및 상기 제2마그넷(1900)이 제2방향으로 일체로 이동한다.

이후, 앞에서 설명한 바와 같이 상기 제1축 구동 유닛(1100)과 상기 제2축 구동 유닛(1200)이 교대로 작동하여 상기 제2렌즈부(120)를 이동시킨다(도 9의 E, F, G 참조).

이후, 상기 제2축 구동 유닛(1200)이 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, 30um 일 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.

한편, 상기 제1하우징(1130)의 양단에는 상기 제1마그넷(1800)이 복수로 각각 배치될 수 있음은 앞서 살펴본 바이다. 상기 제1마그넷(1800)은 복수의 상기 제1코일(1110)의 사이에서 상기 제1코일(1110)과 대략 0.2 내지 0.4mm의 간격을 형성할 수 있다.

이 때, 상기 제1코일(1110)과 상기 제1마그넷(1800)의 전자기력이 상기 제1하우징(1130)의 양단에 각각 균일하게 형성될 경우는 별론, 상기 제1하우징(1130)의 양단에 발생되는 전자기력이 상호 불균일할 수 있다. 이로 인해, 상기 제1마그넷(1800)과 상기 제1코일(1110)은 상호 접촉될 수 있는 문제점이 있다. 상기 제1마그넷(1800)과 상기 제1코일(1110)의 접촉 된 상태에서 상기 제1하우징(1130)의 이동 시, 소음 및 하우징의 마모가 발생될 수 있다. 상기 제2코일(1210)과 상기 제2마그넷(1900)도 마찬가지이다.

이하에서는 상기 제1마그넷(1800)과 상기 제1코일(1110), 상기 제2마그넷(1900)과 상기 제2코일(1210) 간에 이격 거리를 유지할 수 있는 구조에 대해 설명하기로 한다.

도 8을 참조하면, 제1마그넷(1800)은 상부 요크(1112)에 권선되는 상부 코일과의 거리(A)가 하부 요크(1113)에 권선되는 하부 코일과의 거리(B) 보다 길게 형성된다. 상세히, 상부 마그넷(1120)의 상면과 상부 코일의 하면 간의 이격 거리(A)는, 하부 마그넷(1140)의 하면과 하부 코일의 상면 간의 이격 거리(B) 보다 길게 형성된다. 여기서, A는, 1.1*B ≤ A ≤ 1.3*B의 범위를 만족할 수 있다.

따라서, 제1마그넷(1800)은 상대적으로 하부 코일과의 전자기력이 상부 코일과의 전자기력 보다 세게 형성될 수 있으므로, 제1하우징(1130)이 제1코일(1110)과의 관계에서 안정적으로 배치될 수 있다. 다시 말하면, 중력 방향인 하부측에서 상대적으로 제1하우징(1130)에 강한 자기력을 형성함으로써, 제1하우징(1130)의 이동 시, 상부 코일과 하부 코일 사이에 배치되는 제1마그넷(1800)의 이격 거리를 일정하게 유지할 수 있는 장점이 있다.

또한, 상부 코일이 권선되는 상부 요크(1112)의 재질은 하부 코일이 권선되는 하부 요크(1113)의 재질 보다 상대적으로 자성이 작은 재질일 수 있다. 이로 인해, 상부 요크(1112)와 하부 요크(1113)의 사이에서 제1마그넷(1800)은 상대적으로 하측으로 형성되는 자력이 상측으로 형성되는 자력보다 강하므로, 제1하우징(1130)이 보다 안정적으로 이동될 수 있다. 즉 제1하우징(1130)이 이동되더라도 제1마그넷(1800)과 상기 코일(1110)과의 이격거리는 항상 일정하게 유지될 수 있다.

도 9를 참조하면, 제2마그넷(1900)은 상부 요크(1211)에 권선되는 상부 코일과의 거리(C)가 하부 요크(1212)에 권선되는 하부 코일과의 거리(D) 보다 길게 형성된다. 상세히, 상부 마그넷(1220)의 상면과 상부 코일의 하면 간의 이격 거리(C)는, 하부 마그넷(1240)의 하면과 하부 코일의 상면 간의 이격 거리(D) 보다 길게 형성된다. 여기서, C는, 1.1*D ≤ C ≤ 1.3*D의 범위를 만족할 수 있다.

따라서, 제2마그넷(1900)은 상대적으로 하부 코일과의 전자기력이 상부 코일과의 전자기력 보다 세게 형성될 수 있으므로, 제2하우징(1230)이 제2코일(1210)과의 관계에서 안정적으로 배치될 수 있다. 다시 말하면, 중력 방향인 하부측에서 상대적으로 제2하우징(1230)에 강한 자기력을 형성함으로써, 제2하우징(1230)의 이동 시, 상부 코일과 하부 코일 사이에 배치되는 제2마그넷(1900)의 이격 거리를 일정하게 유지할 수 있는 장점이 있다.

또한, 상부 코일이 권선되는 상부 요크(1211)의 재질은 하부 코일이 권선되는 하부 요크(1212)의 재질 보다 상대적으로 자성이 작은 재질일 수 있다. 이로 인해, 상부 요크(1211)와 하부 요크(1212)의 사이에서 제2마그넷(1900)은 상대적으로 하측으로 형성되는 자력이 상측으로 형성되는 자력보다 강하므로, 제2하우징(1230)이 보다 안정적으로 이동될 수 있다. 즉 제1하우징(1230)이 이동되더라도 제2마그넷(1900)과 상기 제2코일(1210)과의 이격거리는 항상 일정하게 유지될 수 있다.

즉 본 실시 예에 따르면, 제1마그넷(1800)과 제2마그넷(1900)은 중력 방향인 하측으로 하부 코일과 강한 전자기력을 형성하게 되므로, 제1하우징(1130)과 제2하우징(1230)의 이동에 따라 제1 및 2코일(1110, 1210)과 일정한 거리를 유지할 수 있는 장점이 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 (9)

1. 제1렌즈부 및 상기 제1렌즈부의 상측에 배치되는 제2렌즈부를 포함하는 렌즈 유닛;
   상기 제2렌즈부를 이동시키는 액츄에이터;를 포함하며,
   상기 액츄에이터는,
   쌍을 이루어 상, 하 방향으로 이격되는 복수의 제1코일과, 쌍을 이루어 상, 하 방향으로 이격되는 복수의 제2코일이 배치되는 베이스;
   상기 베이스의 상면에 이동 가능하게 결합되며, 상기 복수의 제2코일 사이에 배치되는 제2마그넷을 구비하는 제2하우징; 및
   상기 제2하우징의 상면에 이동 가능하게 결합되며, 상기 복수의 제1코일 사이에 배치되는 제1마그넷을 구비하는 제1하우징을 포함하며,
   상기 복수의 제1코일은 제1상부 코일과, 상기 제1상부 코일의 하부에 배치되는 제1하부 코일을 포함하고,
   상기 복수의 제2코일은 제2상부 코일과, 상기 제2상부 코일의 하부에 배치되는 제2하부 코일을 포함하고,
   상기 제1마그넷과 상기 제1상부 코일과의 이격거리(A)는, 상기 제1마그넷과 상기 제1하부 코일과의 이격거리(B) 보다 길게 형성되고,
   상기 제2마그넷과 상기 제2상부 코일과의 이격거리(C)는, 상기 제2마그넷과 상기 제2하부 코일과의 이격거리(D) 보다 길게 형성되고,
   상기 제1마그넷은 복수로 구비되어, 상기 제1하우징의 양단에서 제1방향으로 상호 이격되게 배치되고,
   상기 제2마그넷은 복수로 구비되어, 상기 제2하우징의 양단에서 상기 제1방향에 수직인 제2방향으로 상호 이격되게 배치되고,
   상기 제1하우징은 상기 제2방향으로 이동하고,
   상기 제2하우징은 상기 제1하우징과 함께 상기 제1방향으로 이동하는 렌즈구동장치.
   
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 A는, 1.1*B ≤ A ≤ 1.3*B를 만족하고,
   상기 C는, 1.1*D ≤ C ≤ 1.3*D를 만족하는 렌즈 구동 장치.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 베이스에는 상기 제1코일이 권선되는 제1요크 및 상기 제2코일이 권선되는 제2요크를 포함하는 렌즈 구동 장치.
   
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 제1요크 중 상기 제1마그넷의 상측에 배치되는 제1요크의 재질은 상기 제1마그넷의 하측에 배치되는 제1요크의 재질 보다 상대적으로 자성이 작게 형성되고,
   상기 제2요크 중 상기 제2마그넷의 상측에 배치되는 제2요크의 재질은 상기 제2마그넷의 하측에 배치되는 제2요크의 재질 보다 상대적으로 자성이 작게 형성되는 렌즈 구동 장치.
   
6. 삭제
7. 삭제
8. 제1렌즈부 및 상기 제1렌즈부의 상측에 배치되는 제2렌즈부를 포함하는 렌즈 유닛;
   상기 제1렌즈부의 하측에 배치되는 광원;
   상기 광원이 결합되는 기판; 및
   상기 제2렌즈부를 이동시키는 액츄에이터를 포함하며,
   상기 액츄에이터는,
   쌍을 이루어 상, 하 방향으로 이격되는 복수의 제1코일과, 쌍을 이루어 상, 하 방향으로 이격되는 복수의 제2코일이 배치되는 베이스;
   상기 베이스의 상면에 이동 가능하게 결합되며, 상기 복수의 제2코일 사이에 배치되는 제2마그넷을 구비하는 제2하우징; 및
   상기 제2하우징의 상면에 이동 가능하게 결합되며, 상기 복수의 제1코일 사이에 배치되는 제1마그넷을 구비하는 제1하우징을 포함하며,
   상기 복수의 제1코일은 제1상부 코일과, 상기 제1상부 코일의 하부에 배치되는 제1하부 코일을 포함하고,
   상기 복수의 제2코일은 제2상부 코일과, 상기 제2상부 코일의 하부에 배치되는 제2하부 코일을 포함하고,
   상기 제1마그넷과 상기 제1상부 코일과의 이격거리(A)는, 상기 제1마그넷과 상기 제1하부 코일과의 이격거리(B) 보다 길게 형성되고,
   상기 제2마그넷과 상기 제2상부 코일과의 이격거리(C)는, 상기 제2마그넷과 상기 제2하부 코일과의 이격거리(D) 보다 길게 형성되고,
   상기 제1마그넷은 복수로 구비되어, 상기 제1하우징의 양단에서 제1방향으로 상호 이격되게 배치되고,
   상기 제2마그넷은 복수로 구비되어, 상기 제2하우징의 양단에서 상기 제1방향에 수직인 제2방향으로 상호 이격되게 배치되고,
   상기 제1하우징은 상기 제2방향으로 이동하고,
   상기 제2하우징은 상기 제1하우징과 함께 상기 제1방향으로 이동하는 광출력 모듈.
   
9. 피조사 영역에 광을 조사하는 광출력 모듈과, 상기 광출력 모듈로부터 조사되어 상기 피조사 영역에서 반사되는 광을 감지하는 광수신 모듈을 포함하며,
   상기 광출력 모듈은,
   제1렌즈부 및 상기 제1렌즈부의 상측에 배치되는 제2렌즈부를 포함하는 렌즈 유닛;
   상기 제1렌즈부의 하측에 배치되는 광원;
   상기 광원이 결합되는 기판; 및
   상기 제2렌즈부를 이동시키는 액츄에이터를 포함하며,
   상기 액츄에이터는,
   쌍을 이루어 상, 하 방향으로 이격되는 복수의 제1코일과, 쌍을 이루어 상, 하 방향으로 이격되는 복수의 제2코일이 배치되는 베이스;
   상기 베이스의 상면에 이동 가능하게 결합되며, 상기 복수의 제2코일 사이에 배치되는 제2마그넷을 구비하는 제2하우징; 및
   상기 제2하우징의 상면에 이동 가능하게 결합되며, 상기 복수의 제1코일 사이에 배치되는 제1마그넷을 구비하는 제1하우징을 포함하며,
   상기 복수의 제1코일은 제1상부 코일과, 상기 제1상부 코일의 하부에 배치되는 제1하부 코일을 포함하고,
   상기 복수의 제2코일은 제2상부 코일과, 상기 제2상부 코일의 하부에 배치되는 제2하부 코일을 포함하고,
   상기 제1마그넷과 상기 제1상부 코일과의 이격거리(A)는, 상기 제1마그넷과 상기 제1하부 코일과의 이격거리(B) 보다 길게 형성되고,
   상기 제2마그넷과 상기 제2상부 코일과의 이격거리(C)는, 상기 제2마그넷과 상기 제2하부 코일과의 이격거리(D) 보다 길게 형성되고,
   상기 제1마그넷은 복수로 구비되어, 상기 제1하우징의 양단에서 제1방향으로 상호 이격되게 배치되고,
   상기 제2마그넷은 복수로 구비되어, 상기 제2하우징의 양단에서 상기 제1방향에 수직인 제2방향으로 상호 이격되게 배치되고,
   상기 제1하우징은 상기 제2방향으로 이동하고,
   상기 제2하우징은 상기 제1하우징과 함께 상기 제1방향으로 이동하는 라이다.
   

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