KR102663228B1 - 렌즈 구동장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈 - Google Patents
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Abstract
실시 예는 회로 기판, 회로 기판과 이격되도록 회로 기판 상에 배치되는 하우징, 하우징 내에 배치되고 상면으로부터 돌출되는 지지 돌기를 포함하는 보빈, 하우징에 배치되는 제1 마그네트, 보빈에 배치되는 제1 코일, 보빈에 배치되는 위치 감지 센서, 보빈의 지지 돌기와 결합하는 상측 탄성 부재, 보빈의 외주면에 배치되고 위치 감지 센서와 상측 탄성 부재를 전기적으로 연결하는 전도 패턴, 광축 방향으로 제1 마그네트와 대향하도록 제1 마그네트 아래에 배치되는 제2 코일, 및 상측 탄성 부재와 회로 기판을 전기적으로 연결하는 지지 부재를 포함하고, 위치 감지 센서의 상면은 보빈의 지지 돌기보다 아래에 위치한다.
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.
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 오토 포커싱을 수행하는 렌즈 구동장치가 내장되어 있다.
오토 포커싱은 렌즈 구동장치에 구비되는 광축방향 변위감지 수단에 의해 광축방향 즉, 제1방향 변위값을 측정하고, 측정된 변위값에 기하여 제어수단에 의해 이미지 센서와 렌즈 사이의 간격을 조절함으로써 수행될 수 있다.
한편, 오토 포커싱을 위한 수단이 렌즈 구동장치에 구비되는 경우, 이러한 수단에 의해 렌즈 구동장치가 복잡해 지거나, 렌즈 구동장치에 구비되는 다른 부품들과 간섭을 일으킬 수 있다.
따라서, 실시예는, 간결하고 다른 부품과 간섭을 현저히 줄일 수 있는 구조의 오토 포커싱을 위한 수단이 구비되는 렌즈 구동장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈을 제공할 수 있다.
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.
실시 예에 따른 렌즈 구동 장치는 회로 기판; 상기 회로 기판과 이격되도록 상기 회로 기판 상에 배치되는 하우징; 상기 하우징 내에 배치되고 상면으로부터 돌출되는 지지 돌기를 포함하는 보빈; 상기 하우징에 배치되는 제1 마그네트; 상기 보빈에 배치되는 제1 코일; 상기 보빈에 배치되는 위치 감지 센서; 상기 보빈의 상기 지지 돌기와 결합하는 상측 탄성 부재; 상기 보빈의 외주면에 배치되고 상기 위치 감지 센서와 상기 상측 탄성 부재를 전기적으로 연결하는 전도 패턴; 광축 방향으로 상기 제1 마그네트와 대향하도록 상기 제1 마그네트 아래에 배치되는 제2 코일; 및 상기 상측 탄성 부재와 상기 회로 기판을 전기적으로 연결하는 지지 부재를 포함하고, 상기 위치 감지 센서의 상면은 상기 보빈의 상기 지지 돌기보다 아래에 위치한다.
상기 위치 감지 센서는 솔더에 의하여 상기 전도 패턴의 일단에 결합될 수 있다.
상기 전도 패턴의 다른 일단은 상기 상측 탄성 부재와 연결되고, 상기 위치 감지 센서의 상기 상면은 상기 전도 패턴의 상기 다른 일단보다 아래에 위치할 수 있다.
상기 전도 패턴은 복수의 패턴들을 포함하고, 상기 복수의 패턴들 각각의 일단은 상기 위치 감지 센서와 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 상측 탄성 부재는 상기 복수의 패턴들과 연결되는 복수의 탄성 부재들을 포함할 수 있다. 상기 지지 부재는 상기 복수의 탄성 부재들과 연결되는 복수의 지지 부재들을 포함하고, 상기 위치 감지 센서의 상기 상면은 상기 복수의 지지 부재들과 상기 복수의 복수의 탄성 부재들이 연결되는 부분들보다 아래에 위치할 수 있다.
상기 위치 감지 센서는 상기 광축 방향으로 상기 제1 코일로부터 이격되어 배치될 수 있다. 상기 위치 감지 센서의 하면은 상기 제1 코일보다 높게 위치할 수 있다.
상기 렌즈 구동 장치는 상기 위치 감지 센서와 대향하도록 상기 하우징에 배치되는 센싱용 마그네트를 포함할 수 있다. 상기 위치 감지 센서는 홀 센서와 드라이버 집적 회로가 일체로 형성된 형태일 수 있다.
상기 제2 코일은 상기 회로 기판 상에 배치되는 회로 부재 및 상기 회로 부재에 형성되는 코일들을 포함할 수 있다.
상기 렌즈 구동 장치는 상기 보빈의 하부 및 상기 하우징의 하부와 결합되는 하측 탄성 부재를 포함할 수 있다. 상기 지지 부재의 일단은 솔더에 의하여 상기 상측 탄성 부재와 결합될 수 있다.
상기 위치 감지 센서의 상기 상면은 상기 지지 부재의 상기 일단보다 아래에 위치할 수 있다.
상기 보빈은 상기 위치 감지 센서가 배치되기 위한 안착홈을 포함하고, 상기 전도 패턴의 일단은 상기 안착홈 내에 배치되고 상기 위치 감지 센서와 연결될 수 있다.
다른 실시 예에 따른 렌즈 구동 장치는 회로 기판; 상기 회로 기판과 이격되도록 상기 회로 기판 상에 배치되는 하우징; 상기 하우징 내에 배치되고 상면으로부터 돌출되는 지지 돌기를 포함하는 보빈; 상기 하우징에 배치되는 제1 마그네트; 상기 보빈에 배치되는 제1 코일; 상기 보빈에 배치되는 위치 감지 센서; 상기 보빈의 상기 지지 돌기와 결합하는 상측 탄성 부재; 상기 보빈의 외주면에 배치되고 상기 위치 감지 센서와 상기 상측 탄성 부재를 전기적으로 연결하는 전도 패턴; 및 상기 상측 탄성 부재와 결합하는 일단 및 상기 회로 기판과 전기적으로 연결되는 타단을 포함하는 지지 부재를 포함하고, 상기 위치 감지 센서의 상면은 상기 지지 부재의 상기 일단보다 아래에 위치한다.
상기 전도 패턴의 일단은 솔더에 의하여 상기 위치 감지 센서와 결합하고, 상기 전도 패턴의 타단은 솔더에 의하여 상기 상측 탄성 부재와 결합할 수 있다.
상기 상측 탄성 부재는 서로 이격되는 복수의 탄성 부재들을 포함하고, 상기 전도 패턴은 상기 복수의 탄성 부재들과 대응하는 복수의 패턴들을 포함하고, 상기 복수의 패턴들 각각은 상기 복수의 탄성 부재들 중 대응하는 어느 하나에 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 위치 감지 센서는 상기 제1 코일로부터 이격되도록 배치되고 상기 위치 감지 센서의 하면은 상기 제1 코일보다 높게 위치할 수 있다.
실시예에서, 보빈의 표면에 형성되는 전도패턴을 사용하여 보빈에 구비되는 위치감지센서와 상측 탄성부재를 전기적으로 연결함으로써, 렌즈 구동장치의 구조를 간소화할 수 있다.
또한, 보빈의 표면에 형성되는 전도패턴을 사용함으로써, 전기적 연결을 위한 별도의 구조, 통전부재를 사용하는 경우에 비해 렌즈 구동장치를 구성하는 각 부품 사이의 간섭을 현저히 줄일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 렌즈 구동장치를 나타낸 사시도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 렌즈 구동장치를 나타낸 분해 사시도이다.
도 3a는 일 실시예에 따른 보빈을 나타낸 측면도이다.
도 3b는 도 3a에서 제1마그네트가 배치된 상태를 나타낸 측면도이다.
도 4는 도 3a에서 일 실시예에 따른 위치감지센서를 제거한 상태를 나타낸 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 렌즈 구동장치의 일부구성을 나타낸 사시도이다.
도 6a는 도 5의 평면도이다.
도 6b는 도6a에서 일부 구성요소를 제거한 평면도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 제1마그네트와 위치감지센서의 배치를 나타낸 도면이다.
도 8은 다른 실시예에 따른 제1마그네트와 위치감지센서의 배치를 나타낸 도면이다.
도 9는 제1마그네트의 자속과 보빈의 제1방향 이동거리의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 10은 일 실시예에 따른 렌즈 구동장치의 구동특성 실험결과를 나타낸 그래프이다.
도 2는 일 실시예에 따른 렌즈 구동장치를 나타낸 분해 사시도이다.
도 3a는 일 실시예에 따른 보빈을 나타낸 측면도이다.
도 3b는 도 3a에서 제1마그네트가 배치된 상태를 나타낸 측면도이다.
도 4는 도 3a에서 일 실시예에 따른 위치감지센서를 제거한 상태를 나타낸 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 렌즈 구동장치의 일부구성을 나타낸 사시도이다.
도 6a는 도 5의 평면도이다.
도 6b는 도6a에서 일부 구성요소를 제거한 평면도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 제1마그네트와 위치감지센서의 배치를 나타낸 도면이다.
도 8은 다른 실시예에 따른 제1마그네트와 위치감지센서의 배치를 나타낸 도면이다.
도 9는 제1마그네트의 자속과 보빈의 제1방향 이동거리의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 10은 일 실시예에 따른 렌즈 구동장치의 구동특성 실험결과를 나타낸 그래프이다.
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 축을 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 이미지의 외곽선이 또렷하게 형성되지 못하는 것을 방지할 수 있도록 구성된 장치를 의미한다.
또한, 오토 포커싱 장치는 피사체의 화상의 초점을 자동으로 이미지 센서 면에 결상 시키는 장치이다. 이와 같은 손떨림 보정장치와 오토 포커싱 장치는 다양하게 구성할 수 있는데, 실시예의 경우 복수의 렌즈들로 구성된 광학모듈을 제1방향으로 움직이거나, 제1방향에 대해 수직인 면에 대하여 움직여 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), 하측 탄성부재(160), 위치감지센서(170)를 포함할 수 있다.
보빈(110)은 하우징(300) 내측에 구비되고, 외주면에는 상기 제1마그네트(130)의 내측에 배치되는 제1코일(120)이 구비되며, 상기 제1마그네트(130)와 상기 제1코일(120) 간의 전자기적 상호작용에 의해 상기 하우징(140)의 내부 공간에 제1방향으로 왕복 이동 가능하게 설치될 수 있다.
보빈(110)의 외주면에는 제1코일(120)이 설치되어 상기 제1마그네트(130)와 전자기적 상호 작용이 가능하도록 할 수 있다. 이때, 상기 제1마그네트(130)는 전자기적 상호작용을 하기 위해 상기 제1코일(120) 및 후술하는 위치감지센서(170)와 대향되도록 구비될 수 있다.
또한, 상기 보빈(110)은 상측 및 하측 탄성부재(150)(160)에 의해 탄력 지지되어, 제1방향으로 움직여 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. 다만, 실시예에서는 렌즈배럴이 별도로 구비되는 렌즈 구동장치에 대해 설명한다.
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 움직이는 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.
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 내주면에는 하우징(140)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.
위치감지센서(170)는 보빈(110)에 결합되어, 보빈(110)과 함께 이동할 수 있다. 위치감지센서(170)는 제1방향에서의 보빈(110)의 상하 이동변위를 감지하고, 감지된 결과를 궤환신호 즉, 전기적 신호로 출력할 수 있다.
궤환신호를 이용하여 보빈(110)의 제1방향의 상하 이동변위를 감지한 결과를 이용하여, 보빈(110)의 제1방향에서의 상하 이동변위가 조정될 수 있다.
상기 위치감지센서(170)는 제1마그네트(130)에서 방출되는 자기력 변화를 감지하는 센서일 수 있다. 또한, 상기 위치감지센서(170)는 홀센서(Hall sensor)일 수 있다.
그러나, 이는 예시적인 것으로서 본 실시예는 상기 위치감지센서(170)는 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.
위치감지센서(170)는 다양한 형태로 보빈(110)이나 하우징(140)에 결합될 수 있으며, 위치감지센서(170)가 결합되는 형태에 따라 위치감지센서(170)는 다양한 방법으로 전류를 인가받을 수 있다. 실시예에서는 상기 위치감지센서(170)가 보빈(110)에 결합한 상태를 도시하였으며, 이하 이러한 실시예에 기초하여 실시예의 렌즈 구동장치의 구체적인 구조를 설명한다.
한편, 위치감지센서(170)에 대향하는 별도의 센싱용 마그네트(미도시)가 렌즈 구동장치에 구비될 수도 있고, 상기 구동용 제1마그네트(130)를 사용할 수도 있다. 이때, 보빈(110)이 제1방향으로 상하이동하면서 상기 위치감지센서(170)는 상기 센싱용 마그네트 또는 상기 제1마그네트(130)의 자기력의 변화를 감지하여 보빈(110)의 제1방향의 상하 이동변위를 감지할 수 있다.
실시예에서는 위치감지센서(170)가 상기 제1마그네트(130)의 자기력의 변화를 감지하는 구조로 구비되었다. 이하 이러한 실시예에 기초하여 실시예의 렌즈 구동장치의 구체적인 구조를 설명한다.
베이스(210)는 상기 보빈(110)의 하부에 배치되고, 대략 사각 형상으로 마련될 수 있으며, 인쇄회로기판(250)이 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 배치되고 상측이 상기 하우징(140)에 결합하며 하측이 상기 베이스(210)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 별도 부재로 형성되므로, 지지부재(220)와 상측 탄성부재(150)가 도전성 접착제, 납땜 등을 통해 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서, 상측 탄성부재(150)는 전기적으로 연결된 지지부재(220)를 통해 제1코일(120)에 전류를 인가할 수 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 움직여, 손떨림 보정을 수행할 수 있다.
여기서, 제2, 제3방향은 x축, y축 방향뿐만 아니라 x축, y축방향에 실질적으로 가까운 방향을 포함할 수 있다. 즉, 실시예의 구동측면에서 본다면, 하우징(140)은 x축, y축에 평행하게 움직일 수도 있지만, 또한, 지지부재(220)에 의해 지지된 채로 움직일 경우 x축, y축에 약간 경사지게 움직일 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 대향 하도록 배치될 수 있다. 일 실시예로, 상기 제2코일(230)은 상기 제1마그네트(130)의 외측에 배치될 수 있다. 또는, 상기 제2코일(230)은 제1마그네트(130)의 하측에 일정거리 이격되어 설치될 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.
실시예의 경우 회로부재(231)에 제2코일(230) 형상으로 회로 패턴을 형성하고, 추가적으로 별도의 제2코일이 상기 회로부재(231) 상부에 배치될 수도 있으나, 이에 한정되지 않으며, 상기 회로부재(231)에 제2코일(230) 형상으로 회로패턴을 형성하지 않고 상기 회로부재(231) 상부에 별도의 제2코일(230)만이 배치될 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 설치될 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, 베이스(210)의 상부면에 결합되며, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 지지부재(220)의 단부에 대응되는 위치에 상기 지지부재(220)가 삽입되는 통공이 형성될 수 있다.
인쇄회로기판(250)에는 단자(251)가 설치되는 절곡형성되는 단자면(253)이 형성될 수 있다. 상기 단자면(253)에는 복수의 단자(251)들이 배치되어, 외부 전원을 인가받아 상기 제1코일(120) 및 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 3개 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 보호하고, 특히, 그 내부에 수용되는 제1마그네트(130), 제1코일(120), 제2코일(230) 등에 의해 발생하는 전자기장이 외부로 누설되는 것을 제한하여 전자기장이 집속되도록 할 수 있다.
도 3a는 일 실시예에 따른 보빈(110)을 나타낸 측면도이다. 도 3b는 도 3a에서 제1마그네트(130)가 배치된 상태를 나타낸 측면도이다. 도 4는 도 3a에서 일 실시예에 따른 위치감지센서(170)를 제거한 상태를 나타낸 도면이다.
위치감지센서(170)는 상기 보빈(110)에 결합하여 구비될 수 있다. 예를 들어, 상기 보빈(110)에는 상기 위치감지센서(170)가 안착하는 안착홈(111)이 형성되고, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 안착홈(111)에는 상기 위치감지센서(170)와 전기적으로 연결되는 상기 전도패턴(conductive pattern, 400) 또는 표면전극 또는 표면회로 또는 표면회로패턴 또는 도금선의 일단(410)이 형성될 수 있다.
상기 안착홈(111)은 도 5를 참조하면, 예를 들어 상기 보빈(110)에 상기 위치감지센서(170)가 결합하는 위치에 상기 보빈(110)의 일부가 함몰되어 형성될 수 있다. 상기 안착홈(111)이 상기 보빈(110)에 함몰된 형태로 형성되므로 상기 안착홈(111)에 안착되어 상기 보빈(110)에 결합하는 위치감지센서(170)는 보빈(110)이 제1방향으로 상하이동 하더라도 상기 렌즈 구동장치의 다른 부품과의 간섭을 회피할 수 있다.
상기 위치감지센서(170)는 상기 전도패턴(400) 또는 표면전극 또는 표면회로 또는 표면회로패턴 또는 도금선의 일단(410)과 솔더링(soldering)됨으로써 상기 보빈(110)과 결합할 수 있다. 또는, 상기 위치감지센서(170)는 에폭시 등의 접착제에 의해 상기 보빈(110)과 결합할 수 있다. 또는 상기 위치감지센서(170)는 상기 전도패턴(400) 또는 표면전극 또는 표면회로 또는 표면회로패턴 또는 도금선의 일단(410)과 솔더링되고, 동시에 에폭시 등의 접착제에 의해 상기 안착홈(111)에 접착되어 상기 보빈(110)과 견고하게 결합할 수도 있다.
한편, 상기 위치감지센서(170)는, 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 보빈(110)에서 제1방향으로 상기 제1코일(120)과 이격되어 구비될 수 있다. 전류를 인가받은 상기 제1코일(120)에는 전기장 또는 자기장이 형성될 수 있으므로, 상기 제1코일(120)에 형성되는 전기장 또는 자기장에 의해 상기 위치감지센서(170)가 상기 제1마그네트(130)의 자기장의 변화를 오감지할 수 있다.
따라서, 이러한 위치감지센서(170)의 오감지를 방지하기 위해, 상기 제1코일(120)과 상기 위치감지센서(170)가 제1방향으로 서로 일정거리 이격되도록 보빈(110)에 구비되는 것이 적절하다.
실시예에서, 도 3a, 도 3b 및 도 4에 도시된 바와 같이, 보빈(110)에는 전도패턴(400) 또는 표면전극 또는 표면회로 또는 표면회로패턴 또는 도금선이 구비될 수 있다. 상기 전도패턴(400) 또는 표면전극 또는 표면회로 또는 표면회로패턴 또는 도금선은 상기 보빈(110)의 표면에 도금되어 형성되고, 상기 위치감지센서(170)와 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 전도패턴(400) 또는 표면전극 또는 표면회로 또는 표면회로패턴 또는 도금선은 예를 들어, 상기 보빈(110)의 표면에 LDS(Laser Direct Structuring) 방식에 의해 형성될 수 있다. LDS란 레이저를 이용하여 대상체 표면에 회로패턴, 도선 등을 형성하는 레이저 가공방식을 말한다. LDS공정은 예를 들어 다음과 같이 진행될 수 있다.
먼저, 보빈(110)에 레이저를 조사하여 전도패턴(400) 또는 표면전극 또는 표면회로 또는 표면회로패턴 또는 도금선의 패턴을 형성할 수 있다. 이때, 전도패턴(400) 또는 표면전극 또는 표면회로 또는 표면회로패턴 또는 도금선이 형성되는 보빈(110)은 열가소성 수지 재질로 형성될 수 있고, 예를 들어, LCP(Liquid Crystal Polymer) 재질로 형성될 수 있다. 상기 보빈(110)에서 레이저가 조사되는 부위는 부분적으로 용융될 수 있다. 레이저에 의해 용융된 부분은 도금이 가능할 정도의 표면조도(surface roughness) 가질 수 있다.
다음으로, 레이저에 의해 형성된 패턴에 1차 금속을 사용한 1차 도금작업을 진행할 수 있다. 이때, 1차 도금작업에 사용되는 1차 금속은 예를 들어 전기전도성이 좋은 니켈, 구리 등을 사용할 수 있다.
다음으로, 1차 금속이 도금된 상기 패턴에서 상기 1차 금속의 상면에 2차 금속을 사용한 2차 도금작업을 진행할 수 있다. 이때, 2차 도금작업에 사용되는 2차 금속은 예를 들어 전기전도성이 좋으며, 내식성, 내화학성이 강한 금 등을 사용할 수 있다.
한편, 도금작업에 사용되는 상기 1차 또는 2차 금속은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 전기전도성이 있고 도금에 적합한 재질이라면 어떠한 재질의 것도 사용할 수 있다.
한편, 상기 안착홈(111)에는 상기 위치감지센서(170)와 전기적으로 연결되는 상기 전도패턴(400) 또는 표면전극 또는 표면회로 또는 표면회로패턴 또는 도금선의 일단(410)이 형성될 수 있고, 상기 전도패턴(400) 또는 표면전극 또는 표면회로 또는 표면회로패턴 또는 도금선의 타단은 상기 상측 탄성부재(150)와 전기적으로 연결될 수 있다. 전도패턴(400) 또는 표면전극 또는 표면회로 또는 표면회로패턴 또는 도금선과 상측 탄성부재(150)의 전기적 연결구조의 일 실시예는 도 5, 도 6a 및 도 6b를 참조하여 하기에 구체적으로 설명한다.
한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 실시예에서 상기 전도패턴(400) 또는 표면전극 또는 표면회로 또는 표면회로패턴 또는 도금선은 복수로 구비되고, 각각의 전도패턴(400) 또는 표면전극 또는 표면회로 또는 표면회로패턴 또는 도금선들은 상기 위치감지센서(170)와 각각 전기적으로 연결될 수 있다.
실시예에서는 4개의 전도패턴(400) 또는 표면전극 또는 표면회로 또는 표면회로패턴 또는 도금선들이 상기 보빈(110)에 형성되고 각 전도패턴(400) 또는 표면전극 또는 표면회로 또는 표면회로패턴 또는 도금선들은 상기 위치감지센서(170)에 전기적으로 연결될 수 있다.
이는 상기 위치감지센서(170)가 2개의 입력단자와 2개의 출력단자를 구비한 구조를 가지기 때문이다. 따라서, 위치감지센서(170)가 구비하는 입력단자와 출력단자의 개수에 따라 상기 전도패턴(400) 또는 표면전극 또는 표면회로 또는 표면회로패턴 또는 도금선들의 개수는 조절될 수 있고, 이 경우 상기 전도패턴(400) 또는 표면전극 또는 표면회로 또는 표면회로패턴 또는 도금선들의 개수는 상기 위치감지센서(170)의 입력단자와 출력단자를 합한 개수와 동일한 개수로 구비될 수 있다.
위치감지센서(170)는 예를 들어, 홀센서, MR센서를 사용할 수 있다. 상기 위치감지센서(170)의 안착위치는 보빈(110)에 안착되는 것이 적절하고, 보빈(110)상에 수평 내지 수직방향으로 안착될 수 있다.
상기 위치감지센서(170)는 센싱 및 구동 공용의 제1마그네트(130)의 전자기력 값을 측정할 수 있는 보빈상의 위치에 안착되는 것이 적절하고, 제1마그네트(130)와 일부 오버랩(overlap) 되도록 위치시킬 수 있다.
상기 위치감지센서(170)의 위치는 제1마그네트(130)의 중앙부에 대향되도록 위치시키거나, 상기 제1마그네트의 중앙부(130)에서 한쪽으로 치우치는 위치에서 대향되도록 위치시켜 보빈의 설계공간 확보가 가능하도록 하여 보빈(110)이 적절한 두께를 가지도록 할 수 있다. 이러한 위치감지센서(170)의 배치로 인해, 보빈(110), 위치감지센서(170) 등의 신뢰성을 확보할 수 있고, 보빈(110)의 사출성형을 용이하게 할 수 있다.
한편, 제1코일(120)은, 위치감지센서(170)의 고주파에 의한 센싱특성 불량을 억제하기 위해 보빈(110)의 상측 또는 하측으로 치우치도록 배치하거나, 상기 위치감지센서(170)의 솔더링 부위를 보호하기 위해 상기 위치감지센서(170)의 상면에 배치할 수 있다.
만약, 위치감지센서(170)와 그 구동 드라이버가 일체로 형성되는 경우, 상기 전도패턴(400)은 상기 구동 드라이버의 집적회로(IC)와 직접 전기적으로 연결될 수도 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 렌즈 구동장치의 일부구성을 나타낸 사시도이다. 도 6a는 도 5의 평면도이다. 도 6b는 도6a에서 일부 구성요소를 제거한 평면도이다.
상기 전도패턴(400) 또는 표면전극 또는 표면회로 또는 표면회로패턴 또는 도금선은 복수로 구비될 수 있고, 이에 따라 상기 상측 탄성부재(150)는 상기 전도패턴(400) 또는 표면전극 또는 표면회로 또는 표면회로패턴 또는 도금선의 개수와 적어도 동일한 개수로 분할되어 구비될 수 있다.
실시예에서, 도 5, 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 상기 전도패턴(400) 또는 표면전극 또는 표면회로 또는 표면회로패턴 또는 도금선은 4개로 구비되고, 상기 상측 탄성부재(150)는 6개로 분할되며, 상기 4개의 전도패턴(400) 또는 표면전극 또는 표면회로 또는 표면회로패턴 또는 도금선은 상기 상측 탄성부재의 분할된 6개 부위 중 4개 부위와 전기적으로 연결될 수 있다.
상기한 바와 같이, 상기 위치감지센서(170)가 2개의 입력단자와 2개의 출력단자를 구비한 구조를 가지기 때문에, 상기 전도패턴(400) 또는 표면전극 또는 표면회로 또는 표면회로패턴 또는 도금선은 총 4개로 구비될 수 있다.
상기 상측 탄성부재(150)는 상기 전도패턴(400) 또는 표면전극 또는 표면회로 또는 표면회로패턴 또는 도금선과 전기적으로 연결되고 또한 상기 지지부재(220)와 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 상기 지지부재(220)는 인쇄회로기판(250)과 전기적으로 연결될 수 있다.
이러한 구조로 인해 상기 위치감지센서(170)는 전도패턴(400) 또는 표면전극 또는 표면회로 또는 표면회로패턴 또는 도금선, 상측 탄성부재(150) 및 지지부재(220)를 통해 인쇄회로기판(250)과 연결될 수 있다. 이때, 상기 위치감지센서(170)의 입력단자와 출력단자들은 각각 독립적으로 상기 인쇄회로기판(250)과 연결되고, 위치감지센서(170)는 인쇄회로기판(250)으로부터 전류를 인가받거나 감지값을 인쇄회로기판(250)으로 보낼 수 있다.
한편, 실시예에서 상측 탄성부재(150)는 6개로 분할되고, 그 중 4개는 상기 전도패턴(400) 또는 표면전극 또는 표면회로 또는 표면회로패턴 또는 도금선 및 지지부재(220)와 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 나머지 2개는 하측 탄성부재(160) 및 지지부재(220)와 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 분할된 상측 탄성부재(150) 중 상기 나머지 2개는 하측 탄성부재(160)와 전기적으로 연결되는 제1코일(120)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이때, 제1코일(120)의 양단이 상기 인쇄회로기판(250)과 각각 독립적으로 전기적으로 연결될 필요가 있으므로 상기 하측 탄성부재(160)는 2개로 분할될 수 있다.
따라서, 제1코일(120)의 양단은 각각 하측 탄성부재(160), 분할된 상측 탄성부재(150) 중 2개, 지지부재(220)를 통해 인쇄회로기판(250)과 전기적으로 연결될 수 있고, 상기 인쇄회로기판(250)으로부터 필요한 전류를 인가받을 수 있다.
이때, 상기 2분할된 하측 탄성부재(160)와 6분할된 상측 탄성부재(150) 중 2개는 서로 전기적으로 연결될 필요가 있는데, 이는 다양한 구조를 사용하여 구현할 수 있다. 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이 별도의 통전부재를 사용하여 하측 탄성부재(160)와 상측 탄성부재(150)를 연결할 수 있다.
다른 실시예로 도시되지는 않았지만, 하측 탄성부재(160) 또는 상측 탄성부재(150)의 일부를 제1방향으로 절곡시켜 연장하고, 이를 전기적 연결부재로 사용할 수도 있다.
도 5, 도 6a 및 도 6b를 참조하여 전도패턴(400) 또는 표면전극 또는 표면회로 또는 표면회로패턴 또는 도금선과 상측 탄성부재(150)의 전기적 연결관계의 일 실시예를 설명하면 다음과 같다. 실시예에서 상측 탄성부재(150)는 6개로 분할될 수 있다.
즉, 상측 탄성부재(150)는 제1 상측 탄성부재(150-1), 제2 상측 탄성부재(150-2), 제3 상측 탄성부재(150-3), 제4 상측 탄성부재(150-4), 제5 상측 탄성부재(150-5), 제6 상측 탄성부재(150-6)로 분할될 수 있다.
이때, 제1 상측 탄성부재(150-1), 제2 상측 탄성부재(150-2), 제4 상측 탄성부재(150-4), 제5 상측 탄성부재(150-5)는 4개의 전도패턴(400) 또는 표면전극 또는 표면회로 또는 표면회로패턴 또는 도금선과 각각 전기적으로 연결되어 위치감지센서(170)와 인쇄회로기판(250)을 서로 전기적으로 연결시키는 역할을 할 수 있다.
상기 전도패턴(400) 또는 표면전극 또는 표면회로 또는 표면회로패턴 또는 도금선은 보빈(110)의 표면에 LDS 방식에 의해 형성되므로, 레이저를 상기 보빈(110)의 표면에 조사하여 원하는 모양, 위치를 가진 패턴을 형성할 수 있다. 따라서, 상기 패턴에 일치하여 형성되는 전도패턴(400) 또는 표면전극 또는 표면회로 또는 표면회로패턴 또는 도금선도 보빈(110)의 표면에 원하는 모양으로 원하는 위치에 형성될 수 있다.
한편, 상기 전도패턴(400) 또는 표면전극 또는 표면회로 또는 표면회로패턴 또는 도금선과 상기 상측 탄성부재(150)는 솔더링에 의해 서로 결합하고 또한 전기적으로 연결될 수 있다. 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 실시예에서 상기 4개의 입력 또는 출력단자를 구비하는 위치감지센서(170)와 연결되는 4개의 전도패턴(400) 또는 표면전극 또는 표면회로 또는 표면회로패턴 또는 도금선은 서로 전기적으로 쇼트(short)되지 않도록 상기 보빈(110)의 표면에 형성될 수 있다.
또한, 실시예에서 상기 4개의 전도패턴(400) 또는 표면전극 또는 표면회로 또는 표면회로패턴 또는 도금선은 제1 상측 탄성부재(150-1), 제2 상측 탄성부재(150-2), 제4 상측 탄성부재(150-4), 제5 상측 탄성부재(150-5)와 각각 솔더링되어 결합하고 전기적으로 연결될 수 있다.
한편, 제3 상측 탄성부재(150-3), 제6 상측 탄성부재(150-6)는 2분할된 하측 탄성부재(160)와 각각 전기적으로 연결되어 제1코일(120)과 인쇄회로기판(250)을 서로 전기적으로 연결시키는 역할을 할 수 있다.
이상에서 제1코일(120)의 양단과 4개의 입력 또는 출력단자를 구비하는 위치감지센서(170)를 각각 인쇄회로기판(250)과 전기적으로 연결하기 위해 6분할된 상측 탄성부재(150)와 2분할된 하측 탄성부재(160)를 설명하였으나, 이에 한정되지 않는다.
따라서, 인쇄회로기판(250)과 전기적 연길이 필요한 부품의 단자의 개수에 따라 상기 상측 탄성부재(150) 또는 하측 탄성부재(160)는 다양한 개수와 방식으로 분할되어 구비될 수 있다.
한편, 상기 보빈(110)에는 상기 전도패턴(400) 또는 표면전극 또는 표면회로 또는 표면회로패턴 또는 도금선이 형성되는 부위의 적어도 일부에 상기 보빈(110)의 표면 및 전도패턴(400) 또는 표면전극 또는 표면회로 또는 표면회로패턴 또는 도금선 상면에 접착제(미도시)가 도포될 수 있다. 보빈(110)의 표면에 형성되는 전도패턴(400) 또는 표면전극 또는 표면회로 또는 표면회로패턴 또는 도금선은 그 형성작업 중 또는 렌즈 구동장치의 사용 중 보빈(110)의 표면에서 벗겨질 수 있다.
전도패턴(400) 또는 표면전극 또는 표면회로 또는 표면회로패턴 또는 도금선이 보빈(110)의 표면에서 벗겨지는 경우, 각 전도패턴(400) 또는 표면전극 또는 표면회로 또는 표면회로패턴 또는 도금선 간 서로 접촉하여 전기적 쇼트가 발생할 수 있고, 전도패턴(400) 또는 표면전극 또는 표면회로 또는 표면회로패턴 또는 도금선 자체가 끊어지거나 파손되어 렌즈 구동장치 전체의 작동불량을 유발할 수 있다.
따라서, 전도패턴(400) 또는 표면전극 또는 표면회로 또는 표면회로패턴 또는 도금선이 보빈(110) 표면에서 벗겨지는 것을 방지하기 위해, 보빈(110)표면의 전도패턴(400) 또는 표면전극 또는 표면회로 또는 표면회로패턴 또는 도금선이 형성되는 부위에 에폭시 등의 접착제를 도포하여 전도패턴(400) 또는 표면전극 또는 표면회로 또는 표면회로패턴 또는 도금선이 보빈(110)표면에 강하게 결합된 상태를 유지시킬 수 있다.
도 7은 일 실시예에 따른 제1마그네트(130)와 위치감지센서(170)의 배치를 나타낸 도면이다. 도 8은 다른 실시예에 따른 제1마그네트(130)와 위치감지센서(170)의 배치를 나타낸 도면이다.
제1마그네트(130)의 일 실시예는, 도 7에 도시된 바와 같이, 하나로 구비될 수 있고, 상기 제1마그네트(130)는 N극과 S극이 제1방향과 수직한 제2방향 또는 제3방향으로 배치될 수 있다.
제1마그네트(130)의 다른 실시예는, 도 8에 도시된 바와 같이, 제1방향으로 복수로 구비되고, 각각의 상기 제1마그네트(130)는 N극과 S극이 제1방향과 수직한 제2방향 또는 제3방향으로 배치될 수 있다.
이때, 상기 복수의 제1마그네트(130)는 제1방향으로 서로 다른 극성을 가지도록 배치될 수 있다. 제1마그네트(130)가 복수로 구비되는 경우, 하나인 경우에 비해 제1마그네트(130)의 자기력이 증가할 수 있다. 따라서, 렌즈 구동장치의 오토 포커싱 기능이 효율적으로 제어될 수 있다.
한편, 복수의 제1마그네트(130)가 구비되는 경우, 하나인 경우에 비해 제1마그네트(130)의 자속과 보빈(110)의 제1방향 상하 이동변위 즉, 이동거리 사이의 관계는 선형성(linearity)이 증가하여 위치감지센서(170)가 더욱 정확한 보빈(110)의 제1방향 이동거리를 감지할 수 있다. 이에 대해서는 도 8을 참조하여 하기에 구체적으로 설명한다.
또한, 상기 제1마그네트(130)와 상기 위치감지센서(170)는 서로 대향하는 면에서 서로 이격되어 구비될 수 있다. 위치감지센서(170)는 보빈(110)의 제1방향 이동에 따른 제1마그네트(130)의 자기력 변화를 감지하여 보빈(110)의 제1방향 이동 변위값을 측정할 수 있다.
따라서, 위치감지센서(170)가 제1마그네트(130)의 자기력 변화를 정확하고 효과적으로 감지하기 위해, 상기 제1마그네트(130)와 상기 위치감지센서(170)는 제2방향 또는 제3방향으로 일정한 이격거리(w1)를 가지고 구비될 수 있다.
이때, 상기 제1마그네트(130)와 상기 위치감지센서(170)의 이격거리(w1)는 0.01mm 내지 0.5mm로 구비될 수 있다. 더욱 적절하게는, 상기 이격거리(w1)는 0.05mm 내지 0.3mm로 구비될 수 있다.
상기 위치감지센서(170)의 중심은 상기 제1마그네트(130)의 상단 또는 하단으로부터 제1방향으로 일정거리 이내에 존재하는 것이 적절하다. 위치감지센서(170)는 그 중심부위에서 제1마그네트(130)의 자기력의 변화를 감지할 수 있다.
따라서, 위치감지센서(170)의 중심은 상기 제1마그네트(130)와 제1방향으로 일정거리 이내에 존재해야, 위치감지센서(170)가 제1마그네트(130)의 자기력의 변화를 정확하고 효과적으로 감지할 수 있다.
이때, 상기 위치감지센서(170)의 중심에서 상기 제1마그네트(130)의 상단 또는 하단까지 측정되는 제2거리(w2)는 1mm를 벗어나지 않도록 구비될 수 있다. 더욱 적절하게는, 상기 제2거리(w2)는 0.5mm를 벗어나지 않도록 구비되는 것이 적절하다.
도 7, 도 8에서는 위치감지센서(170)의 중심이 제1마그네트(130)의 상측에 존재하는 경우를 도시하였고, 이에 따라 상기 제2거리(w2)를 상기 위치감지센서(170)의 중심에서 상기 제1마그네트(130)의 상단까지 측정되는 것으로 도시하였다.
그러나, 위치감지센서(170)의 중심이 제1마그네트(130)의 하측에 존재하는 경우, 상기 제2거리(w2)는 상기 위치감지센서(170)의 중심에서 상기 제1마그네트(130)의 하단까지 측정되는 것이다.
도 9는 마그네트의 자속과 보빈(110)의 제1방향 이동거리의 관계를 나타낸 그래프이다. 이때, 제1방향 이동거리는 상기 위치감지센서(170)에 의해 측정될 수 있다.
그래프에서 S1 곡선은 렌즈 구동장치에서 제1마그네트(130)가 2개로 구비되는 경우를 나타내고, S2곡선은 제1마그네트(130)가 1개로 구비되는 경우를 나타낸다.
도 9에서 알 수 있듯이, 제1마그네트(130)가 2개로 구비되는 경우, 제1마그네트(130)가 1개로 구비되는 경우에 비해 상기 곡선이 더욱 선형적인 변화를 보인다. 상기 곡선의 선형성이 증가할수록 위치감지센서(170)는 더욱 정확하게 보빈(110)의 제1방향 이동거리를 측정할 수 있다.
따라서, 위치감지센서(170)의 보빈(110)의 제1방향 이동거리 측정의 정확성 측면에서는 상기 제1마그네트(130)를 복수로 구비하는 것이 적절할 수 있다.
다만, 렌즈 구동장치에서 제1마그네트(130)를 하나로 구비할지, 2개 이상의 복수로 구비할지는 렌즈 구동장치 전체의 구조, 제작비용 기타 설계상 고려사항들을 검토하여 적절히 선택할 수 있다.
도 10은 일 실시예에 따른 렌즈 구동장치의 구동특성 실험결과를 나타낸 그래프이다. 그래프에서 이득(GAIN)은 위치감지센서(170)의 센싱값으로 적당한 변환을 통해 위치감지센서(170)의 제1방향 변위값으로 환산할 수 있다.
그래프에서, 상기 위치감지센서(170)가 상기 보빈(110)에서 제1방향으로 상기 제1코일(120)과 이격되어 구비되는 실시예의 렌즈 구동장치의 이득은 L1으로 표시된다.
그래프에서 상기 위치감지센서(170)가 상기 보빈(110)에서 상기 제1방향으로 상기 제1코일(120)과 이격되지 않는 구조 즉, 제2방향 또는 제3방향으로 보아 상기 위치감지센서(170)와 상기 제1코일(120)이 전부 또는 일부 겹치는 구조의 렌즈 구동장치의 이득은 L2로 표시된다.
그래프에서 위상(PHASE)은 제1코일(120)의 전류 입력값으로 적당한 변환을 통해 보빈(110)의 제1방향 변위값을 환산할 수 있다. 그래프에서 위상은 L3으로 표시된다.
위치감지센서(170)의 제1방향 변위값과 보빈(110)의 제1방향 변위값은 일치하므로, L1 또는 L2는 L3와 되도록 일치할수록 위치감지센서(170)의 센싱값 오류는 감소할 수 있다.
그래프에서 A구간을 고려하면, L3 그래프는 진동수(FREQUENCY)가 높을수록 지속적으로 감소하는 것을 알 수 있다. 그러나, A구간에서 L1 또는 L2 그래프는 증가하는 구간을 가짐을 알 수 있다.
다시, A구간에서 L1과 L2 그래프를 비교한다. 진동수가 높아질수록, L1은 L3에 비해 이득이 큰 폭으로 증가하게 되고, 그 증가 폭은 대체로 일정한 추이를 보여준다.
진동수가 높아질수록, L2는 L3에 비해 이득이 증가하지만, 그 증가폭은 L1에 비해 현저히 낮으며, 증가 후 진동수가 더 높아지면 이득은 감소하는 추이를 보여준다.
L1과 L2 그래프를 비교하면, L1보다 L2가 L3에 더 가까운 추이를 보여준다. 이는 결과적으로, 상기 위치감지센서(170)가 상기 보빈(110)에서 제1방향으로 상기 제1코일(120)과 이격되어 구비되는 실시예의 렌즈 구동장치가 상기한 그렇지 않은 렌즈 구동장치에 비해 제1코일(120)에 흐르는 전류에 의한 위치감지센서(170)의 센싱 오류값이 작다는 것을 보여준다.
실시예에서, 보빈(110)의 표면에 형성되는 전도패턴(400) 또는 표면전극 또는 표면회로 또는 표면회로패턴 또는 도금선을 사용하여 보빈(110)에 구비되는 위치감지센서(170)와 상측 탄성부재(150)를 전기적으로 연결함으로써, 렌즈 구동장치의 구조를 간소화 할 수 있다.
또한, 보빈(110)의 표면에 형성되는 전도패턴(400) 또는 표면전극 또는 표면회로 또는 표면회로패턴 또는 도금선을 사용함으로써, 전기적 연결을 위한 별도의 구조, 통전부재를 사용하는 경우에 비해 렌즈 구동장치를 구성하는 각 부품 사이의 간섭을 현저히 줄일 수 있는 효과가 있다.
한편, 전술한 실시예에 의한 렌즈 구동 장치는 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), 인쇄회로기판(250) 및 광학계를 포함할 수 있다.
렌즈배럴은 전술한 바와 같고, 인쇄회로기판(250)은 이미지 센서가 실장되는 부분으로부터 카메라 모듈의 바닥면을 형성할 수 있다.
또한, 광학계는 이미지 센서에 화상을 전달하는 적어도 한 장의 렌즈를 포함할 수 있다. 이때, 광학계에는 오토 포커싱 기능과 손떨림 보정 기능을 수행할 수 있는 액츄에이터 모듈이 설치될 수 있다. 오토 포커싱 기능을 수행하는 액츄에이터 모듈은 다양하게 구성될 수 있으며, 보이스 코일 유닛 모터를 일반적으로 많이 사용한다. 전술한 실시예에 의한 렌즈 구동 장치는 오토 포커싱 기능과 손떨림 보정 기능을 모두 수행하는 액츄에이터 모듈의 역할을 수행할 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, 베이스(210)는 홀더 부재의 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
111: 안착홈
120: 제1코일
130: 제1마그네트
140: 하우징
150: 상측 탄성부재
160: 하측 탄성부재
170: 위치감지센서
220: 지지부재
250: 인쇄회로기판
400: 전도패턴
410: 전도패턴의 일단
w1: 이격거리
w2: 제2거리
111: 안착홈
120: 제1코일
130: 제1마그네트
140: 하우징
150: 상측 탄성부재
160: 하측 탄성부재
170: 위치감지센서
220: 지지부재
250: 인쇄회로기판
400: 전도패턴
410: 전도패턴의 일단
w1: 이격거리
w2: 제2거리
Claims (20)
- 회로 기판;
상기 회로 기판과 이격되도록 상기 회로 기판 상에 배치되는 하우징;
상기 하우징 내에 배치되고 상면으로부터 돌출되는 지지 돌기를 포함하는 보빈;
상기 하우징에 배치되는 제1 마그네트;
상기 보빈에 배치되는 제1 코일;
상기 보빈에 배치되는 위치 감지 센서;
상기 보빈의 상기 지지 돌기와 결합하는 상측 탄성 부재;
상기 보빈의 외주면에 배치되고 상기 위치 감지 센서와 상기 상측 탄성 부재를 전기적으로 연결하는 전도 패턴;
광축 방향으로 상기 제1 마그네트와 대향하도록 상기 제1 마그네트 아래에 배치되는 제2 코일; 및
상기 상측 탄성 부재와 상기 회로 기판을 전기적으로 연결하는 지지 부재를 포함하고,
상기 위치 감지 센서의 상면은 상기 보빈의 상기 지지 돌기보다 아래에 위치하는 렌즈 구동 장치. - 제1항에 있어서,
상기 위치 감지 센서는 솔더에 의하여 상기 전도 패턴의 일단에 결합되는 렌즈 구동 장치. - 제2항에 있어서,
상기 전도 패턴의 다른 일단은 상기 상측 탄성 부재와 연결되고,
상기 위치 감지 센서의 상기 상면은 상기 전도 패턴의 상기 다른 일단보다 아래에 위치하는 렌즈 구동 장치. - 제1항에 있어서,
상기 전도 패턴은 복수의 패턴들을 포함하고,
상기 복수의 패턴들 각각의 일단은 상기 위치 감지 센서와 전기적으로 연결되는 렌즈 구동 장치. - 제4항에 있어서,
상기 상측 탄성 부재는 상기 복수의 패턴들과 연결되는 복수의 탄성 부재들을 포함하는 렌즈 구동 장치. - 제5항에 있어서,
상기 지지 부재는 상기 복수의 탄성 부재들과 연결되는 복수의 지지 부재들을 포함하고,
상기 위치 감지 센서의 상기 상면은 상기 복수의 지지 부재들과 상기 복수의 복수의 탄성 부재들이 연결되는 부분들보다 아래에 위치하는 렌즈 구동 장치. - 제1항에 있어서,
상기 위치 감지 센서는 상기 광축 방향으로 상기 제1 코일로부터 이격되어 배치되는 렌즈 구동 장치. - 제1항에 있어서,
상기 위치 감지 센서의 하면은 상기 제1 코일보다 높게 위치하는 렌즈 구동 장치. - 제1항에 있어서,
상기 위치 감지 센서와 대향하도록 상기 하우징에 배치되는 센싱용 마그네트를 포함하는 렌즈 구동 장치. - 제1항에 있어서,
상기 위치 감지 센서는 홀 센서와 드라이버 집적 회로가 일체로 형성된 형태인 렌즈 구동 장치. - 제1항에 있어서,
상기 제2 코일은 상기 회로 기판 상에 배치되는 회로 부재 및 상기 회로 부재에 형성되는 코일들을 포함하는 렌즈 구동 장치. - 제1항에 있어서,
상기 보빈의 하부 및 상기 하우징의 하부와 결합되는 하측 탄성 부재를 포함하는 렌즈 구동 장치. - 제1항에 있어서,
상기 지지 부재의 일단은 솔더에 의하여 상기 상측 탄성 부재와 결합되는 렌즈 구동 장치. - 제13항에 있어서,
상기 위치 감지 센서의 상기 상면은 상기 지지 부재의 상기 일단보다 아래에 위치하는 렌즈 구동 장치. - 제1항에 있어서,
상기 보빈은 상기 위치 감지 센서가 배치되기 위한 안착홈을 포함하고,
상기 전도 패턴의 일단은 상기 안착홈 내에 배치되고 상기 위치 감지 센서와 연결되는 렌즈 구동 장치. - 회로 기판;
상기 회로 기판과 이격되도록 상기 회로 기판 상에 배치되는 하우징;
상기 하우징 내에 배치되고 상면으로부터 돌출되는 지지 돌기를 포함하는 보빈;
상기 하우징에 배치되는 제1 마그네트;
상기 보빈에 배치되는 제1 코일;
상기 보빈에 배치되는 위치 감지 센서;
상기 보빈의 상기 지지 돌기와 결합하는 상측 탄성 부재;
상기 보빈의 외주면에 배치되고 상기 위치 감지 센서와 상기 상측 탄성 부재를 전기적으로 연결하는 전도 패턴;
상기 상측 탄성 부재와 결합하는 일단 및 상기 회로 기판과 전기적으로 연결되는 타단을 포함하는 지지 부재를 포함하고,
상기 위치 감지 센서의 상면은 상기 지지 부재의 상기 일단보다 아래에 위치하는 렌즈 구동 장치. - 제16항에 있어서,
상기 전도 패턴의 일단은 솔더에 의하여 상기 위치 감지 센서와 결합하고,
상기 전도 패턴의 타단은 솔더에 의하여 상기 상측 탄성 부재와 결합하는 렌즈 구동 장치. - 제16항에 있어서,
상기 상측 탄성 부재는 서로 이격되는 복수의 탄성 부재들을 포함하고,
상기 전도 패턴은 상기 복수의 탄성 부재들과 대응하는 복수의 패턴들을 포함하고,
상기 복수의 패턴들 각각은 상기 복수의 탄성 부재들 중 대응하는 어느 하나에 전기적으로 연결되는 렌즈 구동 장치. - 제16항에 있어서,
상기 위치 감지 센서는 상기 제1 코일로부터 이격되도록 배치되고 상기 위치 감지 센서의 하면은 상기 제1 코일보다 높게 위치하는 렌즈 구동 장치. - 렌즈;
제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 기재된 렌즈 구동 장치; 및
이미지 센서를 포함하는 카메라 모듈.
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