KR20160045382A - 렌즈 구동장치 - Google Patents

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KR20160045382A
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박상옥
이성민
이준택
손병욱
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엘지이노텍 주식회사
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Abstract

렌즈 구동장치의 일 실시예는, 제1마그네트; 중공형의 하우징; 외주면에 코일이 권선되고, 상기 제1마그네트와 상기 코일 간의 전자기적 상호작용에 의해 상기 하우징의 내부에서 제1방향으로 이동하는 보빈; 상기 보빈 및 상기 하우징의 상부면에 구비되는 상측 탄성부재; 상기 보빈 및 상기 하우징의 하부면에 구비되는 하측 탄성부재; 및 상기 상측 탄성부재 또는 상기 하측 탄성부재와 상기 보빈 사이에 구비되는 댐핑부;를 포함할 수 있다.

Description

렌즈 구동장치{LENS MOVING APPARATUS}
실시예는, 렌즈 구동시 또는 오토 포커싱을 실행할 때 보빈의 제1방향 진동을 감쇠하여 보빈의 광축 방향 공진현상을 방지하는 렌즈 구동장치에 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 렌즈 구동장치가 내장되어 있다.
그러나, 종래의 초소형 디지털 카메라는 자동 초점 기능을 수행하기 위해서 렌즈와 이미지 센서 사이의 거리에 따라 이미지 센서에 형성된 디지털 이미지의 선명성을 기준으로 이미지 센서에 가장 선명한 이미지가 생성되는 지점을 찾는 제어과정을 실행하도록 구성되어 있다. 이러한 자동 초점 방식을 실행하는 경우 렌즈가 장착된 보빈이 광축 방향으로 이동하며, 이러한 보빈의 광축 방향 이동시 보빈에는 광축 방향의 진동이 발생할 수 있다. 이러한 보빈의 광축 방향의 진동의 진동수가 보빈 및 하우징의 고유 진동수에 가까워지거나 일치하는 경우 탄성부재로 서로 연결된 보빈과 하우징 사이에는 공진현상이 발행하게 되는 문제점이 존재하여 왔다.
따라서, 실시예는, 렌즈 구동시 또는 오토 포커싱을 실행할 때 보빈의 제1방향 진동을 감쇠하여 보빈의 광축 방향 공진현상을 방지하는 렌즈 구동장치를 제공하는 데 목적이 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.
렌즈 구동장치의 일 실시예는, 제1마그네트; 중공형의 하우징; 외주면에 코일이 권선되고, 상기 제1마그네트와 상기 코일 간의 전자기적 상호작용에 의해 상기 하우징의 내부에서 제1방향으로 이동하는 보빈; 상기 보빈 및 상기 하우징의 상부면에 구비되는 상측 탄성부재; 상기 보빈 및 상기 하우징의 하부면에 구비되는 하측 탄성부재; 및 상기 상측 탄성부재 또는 상기 하측 탄성부재와 상기 보빈 사이에 구비되는 댐핑부;를 포함할 수 있다.
상기 댐핑부는, 광경화성 수지로 형성되는 것일 수 있다.
상기 댐핑부는, 상기 보빈이 상기 하우징에 대해 제1방향으로 소정 범위로 유동가능하도록 상기 상측 탄성부재 및/또는 상기 하측 탄성부재와 상기 보빈에 결합하여 구비되는 것일 수 있다.
상기 댐핑부는, 상기 상측 탄성부재 및/또는 상기 하측 탄성부재와 상기 보빈 사이에 결합하여 반경화된 겔(gel) 상태로 구비되는 것일 수 있다.
상기 댐핑부는, 복수로 구비되고, 상기 복수의 댐핑부는 각각 상기 하우징의 각각의 모서리 부위와 인접하여 배치되는 것일 수 있다.
상기 보빈의 상부면 및/또는 하부면에는 보스가 형성되고, 상기 상측 탄성부재 및/또는 상기 하측부재의 일부는 상기 보스의 적어도 일부를 감싸도록 구비되며, 상기 댐핑부는 상기 상측 탄성부재 및/또는 상기 하측 탄성부재가 상기 보스의 적어도 일부를 감싸는 부위에서 상기 상측 탄성부재 및/또는 상기 하측 탄성부재와 상기 보스에 결합하여 구비되는 것일 수 있다.
상기 상측 탄성부재 및/또는 상기 하측 탄성부재는, 내측 프레임과 외측 프레임 및 상기 내측 프레임과 외측프레임을 서로 연결하는 연결부재를 포함하고, 상기 댐핑부는 상기 연결부재와 상기 보스에 결합하여 구비되는 것일 수 있다.
상기 보스 및 상기 연결부재는 동일 개수로 복수로 구비되고 각각 상기 하우징의 각각의 모서리 부위에 인접하여 배치되며, 상기 댐핑부는 상기 보스 및 상기 연결부재와 동일 개수로 복수로 구비되는 것일 수 있다.
상기 연결부재는, 상기 보스 및 상기 댐핑부를 수용하는 수용부가 형성되는 것일 수 있다.
상기 수용부는, 폐곡선으로 형성되고, 상기 폐곡선의 내부에는 상기 보스가 수용되고, 상기 댐핑부는 적어도 일부가 상기 보스와 상기 수용부 사이에 개재되어 상기 연결부재와 상기 보스에 결합하도록 구비되는 것일 수 있다.
상기 수용부는, 도피곡선으로 형성되고, 상기 도피곡선에는 상기 보스가 수용되고, 상기 댐핑부는 적어도 일부가 상기 보스와 상기 수용부 사이에 개재되어 상기 연결부재와 상기 보스에 결합하도록 구비되는 것일 수 있다.
상기 보스는, 한쌍으로 구비되어 서로 일정거리 이격되어 배치되고, 상기 연결부재는 상기 한쌍의 보스가 이격된 사이에 배치되며, 상기 댐핑부는 적어도 일부가 상기 보스와 상기 수용부 사이에 개재되어 상기 연결부재와 상기 보스에 결합하도록 구비되는 것일 수 있다.
상기 제1마그네트는, 상기 하우징의 서로 마주보는 양측면에 각각 구비되는 한쌍의 메인마그네트; 및 상기 하우징에서 상기 메인마그네트가 구비되는 면 이외의 서로 마주보는 양측면에 각각 구비되는 한쌍의 서브마그네트;를 포함하고, 상기 서브마그네트가 구비되는 하우징의 면 중 하나에 구비되어 상기 보빈의 제1방향 이동 변위값을 감지하는 위치감지센서;를 더 포함하는 것일 수 있다.
상기 메인마그네트의 표면적은 상기 서브마그네트의 표면적보다 큰 것일 수 있다.
상기 위치감지센서는 상기 하우징의 모서리 부위에 인접하여 배치되고, 상기 위치감지센서와 동일면에 배치되는 상기 서브마그네트는 상기 위치감지센서가 인접하는 모서리의 반대측 모서리에 인접하여 배치되어 상기 위치감지센서와 소정거리 이격되어 구비되는 것일 수 있다.
상기 위치감지센서가 인접하는 모서리를 공유하는 상기 하우징의 면에 배치되는 상기 메인마그네트는, 상기 위치감지센서가 인접하는 모서리의 반대측 모서리에 인접하여 배치되어 상기 위치감지센서와 소정거리 이격되어 구비되는 것일 수 있다.
상기 한쌍의 메인마그네트는 상기 하우징의 대각선을 중심으로 서로 대칭되도록 배치되는 것일 수 있다.
상기 한쌍의 서브마그네트는 상기 하우징의 대각선을 중심으로 서로 대칭되도록 구비되는 것일 수 있다.
렌즈 구동장치의 다른 실시예는, 제1마그네트; 중공형의 하우징; 외주면에 코일이 권선되고, 상기 제1마그네트와 상기 코일 간의 전자기적 상호작용에 의해 상기 하우징의 내부에서 제1방향으로 이동하는 보빈; 상기 보빈 및 상기 하우징의 상부면에 구비되는 상측 탄성부재; 상기 보빈 및 상기 하우징의 하부면에 구비되는 하측 탄성부재; 상기 상측 탄성부재 또는 상기 하측 탄성부재와 상기 보빈 사이에 구비되는 댐핑부; 및 상기 보빈이 상기 제1방향으로의 이동한 변위값을 판단하는 변위감지부;를 포함할 수 있다.
상기 변위감지부는, 상기 보빈에 결합하는 제2마그네트; 및 상기 하우징의 일면에 구비되고 상기 제2마그네트에 대응되는 위치에서 상기 제2마그네트와 일정한 이격거리를 가지고 구비되는 위치감지센서를 포함하는 것일 수 있다.
상기 제1마그네트는, 상기 하우징의 서로 마주보는 양측면에 각각 구비되는 한쌍의 메인마그네트; 및 상기 하우징에서 상기 메인마그네트가 구비되는 면 이외의 서로 마주보는 양측면에 각각 구비되는 한쌍의 서브마그네트;를 포함하고, 상기 위치감지센서는 상기 한쌍의 서브마그네트 중 하나와 동일면에 상기 서브마그네트와 일정한 이격거리를 가지고 배치되는 것일 수 있다.
상기 메인마그네트와 상기 서브마그네트는 상기 하우징의 어느 하나의 모서리 부위에 서로 인접하여 배치되고, 상기 한쌍의 메인마그네트와 상기 한쌍의 서브마그네트는 각각 상기 하우징의 대각선을 중심으로 서로 대칭되도록 구비되는 것일 수 있다.
렌즈 구동장치의 또 다른 실시예는, 제1마그네트; 외주면에 코일이 권선되고, 상기 제1마그네트와 상기 코일 간의 전자기적 상호작용에 의해 제1방향으로 이동하는 보빈; 상기 보빈을 감싸도록 배치되는 하우징; 상기 보빈 및 상기 하우징을 연결하는 탄성부재; 상기 보빈의 제1방향 이동 변위값을 감지하는 위치감지센서; 및 상기 탄성부재의 연결부와 상기 보빈 사이에 구비되는 댐핑부;를 포함할 수 있다.
실시예에 의하면, 댐핑부는 렌즈 구동장치에서 움직이지 않는 고정부, 예를 들어 커버부재, 하우징 등에 결합하지 않고, 가동부인 상측 및/또는 하측 탄성부재와 보빈에 결합하는 방식으로 배치된다. 따라서 고정부에 결합하는 경우에 비해 댐핑부 유동거리가 대략 절반 이하로 줄어들게 되므로 댐핑부의 과도한 유동에 의한 파손, 댐핑 성능저하를 현저히 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 댐핑부가 액상으로 도포되는 경우 보스와 연결부재에 작용하는 액상 댐핑부의 표면장력으로 인해 액상 댐핑부의 유동거리를 일반적인 틈새도포에 비해 현저히 줄일 수 있으므로, 액상 댐핑부의 과도한 유동에 의한 렌즈 구동장치의 오염, 작동불량을 현저히 줄일 수 있다.
또한, 상측 탄성부재 및 하측 탄성부재 중 적어도 하나 이상의 탄성부재와 보빈 사이에 댐핑부를 포함함으로써, 오토 포커싱 실행시 제1방향 구동에 의한 공진 및 제2방향 및/또는 제3방향 틸트 또는 시프트에 의한 공진을 제거하거나 그 극대치를 현저히 줄여 공진에 의한 상측 탄성부재, 하측 탄성부재의 파손, 작동불량을 현저히 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 제2마그네트가 형성하는 자기장(magnetic field)은 구동용 제1마그네트가 형성하는 자기장에 의해 방해받지 않고 고유의 특성값을 유지할 수 있으며, 결과적으로 위치감지센서 및 제2마그네트를 포함하는 위치감지부는 보다 정확한 보빈의 제1방향 변위값을 감지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 렌즈 구동장치의 개략적인 사시도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 렌즈 구동장치의 개략적인 분해 사시도이다.
도 3은 도 1에서 커버부재를 제거한 렌즈 구동장치의 개략적인 사시도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 하우징의 개략적인 사시도이다.
도 5는 도 4와는 다른 각도에서 바라본 하우징의 개략적인 사시도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 하우징의 개략적인 저면 사시도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 상측 탄성부재의 개략적인 평면도이다.
도 8은 일 실시예에 따른 하측 탄성부재의 개략적인 평면도이다.
도 9는 일 실시예에 따른 보스와 댐핑부를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 다른 실시예에 따른 보스와 댐핑부를 설명하기 위한 도면이다.
도 11a 내지 도 11d는 각 실시예에 따른 보스, 댐핑부 및 연결부재의 결합관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 댐핌부가 있는 경우와 댐핑부가 없는 경의의 렌즈 구동장치의 제1방향 진동을 비교한 그래프이다.
도 13은 일 실시예에 따른 위치감지센서가 부착된 부위를 나타낸 개략적인 정면도이다.
도 14는 일 실시예에 따른 렌즈 구동장치를 제1방향으로 본 개략적인 단면도이다.
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 구동장치(100)의 개략적인 사시도이다. 도 2는 일 실시예에 따른 렌즈 구동장치(100)의 개략적인 분해 사시도이다. 도 3은 도 1에서 커버부재(300)를 제거한 렌즈 구동장치(100)의 개략적인 사시도이다. 도 4는 일 실시예에 따른 하우징(140)의 개략적인 사시도이다. 도 5는 도 4와는 다른 각도에서 바라본 하우징(140)의 개략적인 사시도이다. 도 6은 일 실시예에 따른 하우징(140)의 개략적인 저면 사시도이다. 도 7은 일 실시예에 따른 상측 탄성부재(150)의 개략적인 평면도이다. 도 8은 일 실시예에 따른 하측 탄성부재(160)의 개략적인 평면도이다.
본 실시예에 따른 렌즈 구동장치(100)는 카메라 모듈에서 렌즈와 이미지 센서 사이의 거리를 조절하여 이미지 센서가 상기 렌즈의 초점 거리에 위치되도록 하는 장치이다. 즉, 상기 렌즈 구동장치(100)는 오토 포커싱 기능을 수행하는 장치이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 렌즈 구동장치(100)는, 커버부재(300), 상측 탄성부재(150), 보빈(110), 상기 보빈(110)에 구비되는 코일(120), 하우징(140), 상기 하우징(140)에 구비되는 구동용 제1마그네트(130) 및 인쇄회로기판(170), 하측 탄성부재(160), 베이스(210) 및 상기 보빈(110)의 광축 방향(즉, 제1방향)의 변위량을 판단하는 변위감지부와, 감쇠기(減衰器) 역할을 하는 댐핑부(410)를 포함할 수 있다.
커버부재(300)는 전체적으로 상자 형태를 구비하고, 상기 베이스(210)의 상부에 결합되도록 구성될 수 있다. 상기 커버부재(300)는 상기 베이스(210)와 함께 형성된 수용공간 내에 상측 탄성부재(150), 보빈(110), 상기 보빈(110)에 구비되는 코일(120), 하우징(140), 상기 하우징(140)에 구비되는 제1마그네트(130) 및 인쇄회로기판(170)을 수용할 수 있다.
상기 커버부재(300)는, 상부면에 보빈(110)에 결합되는 렌즈가 외부광에 노출될 수 있도록 하는 개구부를 구비할 수 있다. 또한, 추가적으로, 상기 개구부에는 광투과성 물질로 구성된 윈도우가 구비될 수 있고, 이로 인해 카메라 모듈의 내부에 먼지나 수분 등의 이물질이 침투하는 것을 방지할 수 있다.
상기 커버부재(300)는 하부에서 제1 홈부(310)를 포함할 수 있다. 이때, 후술하겠지만, 상기 베이스(210)는 상기 커버부재(300)와 상기 베이스(210)가 결합될 때 상기 제1 홈부(310)와 맞닿는 부분(즉, 제1 홈부(310)와 대응되는 위치)에서 제2 홈부(211)를 구비할 수 있다. 상기 커버부재(300)와 상기 베이스(210)가 결합시 제1 홈부(310)와 제2 홈부(211)의 결합을 통해 일정 면적의 요홈부가 형성될 수 있다. 이 요홈부에는 점도를 갖는 접착부재가 도포될 수 있다.
즉, 상기 요홈부에 도포된 접착부재는 상기 요홈부를 통해 커버부재(300)와 베이스(210)의 서로 마주보는 면들 사이의 갭(gap)을 메워, 커버부재(300)가 베이스(210)와 결합되면서 상기 커버부재(300)와 상기 베이스(210)의 사이를 밀봉할 수 있으며, 또한, 상기 커버부재(300)와 상기 베이스(210)가 결합되면서 측면이 밀폐될 수 있다.
또한, 커버부재(300)에서 상기 인쇄회로기판(170)의 단자면과 대응되는 면에는 상기 단자면에 형성된 복수 개의 단자들과 간섭되지 않도록 제3 홈부(320)가 형성될 수 있다. 제3 홈부(320)는 상기 단자면과 마주보는 면 전체에 오목하게 형성될 수 있으며, 이 제 3 홈부 안쪽으로 상기 접착부재를 도포하여 커버부재(300)와 베이스(210) 및 인쇄회로기판(170)을 밀봉할 수 있으며, 또한, 상기 커버부재(300)와 상기 베이스(210)가 결합되면서 측면이 밀폐될 수 있다.
한편, 상기 제1 홈부(310) 내지 상기 제3 홈부(320)는 베이스(210)와 커버부재(300)에 각각 형성되었으나, 이를 한정하는 것은 아니며, 이와 유사한 형상으로 베이스(210)에만 형성되거나, 커버부재(300)에만 형성되도록 구성될 수도 있다.
상기 베이스(210)는 전체적으로 사각 형상으로 마련될 수 있으며, 상기 커버부재(300)와 결합하여 보빈(110) 및 하우징(140)의 수용공간을 형성할 수 있다.
상기 베이스(210)의 하부 테두리를 둘러싸도록 외측방향으로 소정 두께 돌출된 단턱부가 구비될 수 있다. 상기 단턱부의 상기 소정 두께는 상기 커버부재(300)의 측면 두께와 동일하며, 상기 커버부재(300)가 상기 베이스(210)에 결합될 때, 상기 커버부재(300)의 측면은 상기 단턱부의 상부 또는 측면에 안착 또는 접촉 또는 배치 또는 결합될 수 있다.
이로 인해, 상기 단턱부의 상측에 결합되는 커버부재(300)를 가이드할 수 있으며, 또한, 상기 커버부재(300)의 단부가 면 접촉하도록 결합될 수 있으며, 상기 커버부재의 단부는 밑면 또는 측면을 포함할 수 있다. 이때, 상기 단턱부와 커버부재(300)의 단부는 접착제 등에 의해 접착 고정 및 밀봉될 수 있다.
상기 단턱부에는, 상기 커버부재(300)의 제1 홈부(310)와 대응되는 위치에 제2 홈부(211)가 형성될 수 있다. 전술한 바와 같이, 상기 제2 홈부(211)는 상기 커버부재(300)의 제1 홈부(310)와 결합하여 요홈부를 형성하며, 접착부재가 충진되는 공간을 형성할 수 있다.
상기 베이스(210)는 중앙부근에서 개구부를 구비할 수 있다. 상기 개구부는 상기 카메라모듈에 배치된 이미지 센서의 위치에 대응되는 위치에 형성될 수 있다.
또한, 상기 베이스(210)는 네 개의 모서리 부분에서 상부 방향으로 소정 높이 직각으로 돌출된 네 개의 가이드부재(216)를 포함할 수 있다. 상기 가이드 부재는 다각기둥 형상을 구비할 수 있다.
상기 가이드부재(216)는 후술할 하우징(140)의 하부 가이드홈(148)에 삽입 또는 체결 또는 결합될 수 있다. 이렇게, 상기 가이드부재(216)와 상기 하부 가이드홈(148)로 인해, 상기 베이스(210)부의 상부에 하우징(140)이 안착 또는 배치될 때, 상기 베이스(210) 상의 하우징(140)의 결합 위치를 가이드할 수 있고, 동시에 하우징(140)이 렌즈 구동장치(100)의 작동과정 중 진동 등으로 인해 또는 결합과정 중 작업자의 실수로 인해 장착되어야 할 기준위치에서 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 하우징(140)은 전체적으로 중공기둥 형상(예를 들어, 도면에 도시된 바와 같이, 중공 사각기둥 형상)을 구비할 수 있다. 상기 하우징(140)은 적어도 2개 이상의 제1마그네트(130)와 인쇄회로기판(170)을 지지하도록 구성되고, 내부에 보빈(110)이 상기 하우징(140)에 대해 제1 방향으로 이동가능하도록 상기 보빈(110)을 수용할 수 있다.
상기 하우징(140)은 네 개의 평평한 측면을 구비할 수 있다. 상기 하우징(140)의 측면은 제1마그네트(130)와 대응되는 면적 또는 그보다 크게 형성될 수 있다.
상기 하우징(140)의 네 개의 측면(141) 중에서 마주하는 양측면 각각에는 제1마그네트(130)가 안착 또는 배치 또는 고정되는 마그네트용 관통공 또는 홈이 구비될 수 있다. 상기 마그네트용 관통공 또는 홈은 상기 제1마그네트(130)에 대응되는 크기 및 형상을 가질 수 있으며, 또한 가이드를 할 수 있는 형상을 갖는 것도 가능하다.
상기 마그네트용 관통공 각각에는 메인마그네트(130a) 및 서브마그네트(130b) 각각 한쌍씩 즉 총 4개의 제1마그네트(130)가 장착될 수 있다. 이때, 상기 마그네트용 관통공은 메인마그네트(130a)와 서브마그네트(130b) 각각에 대응되는 크기 및 형상을 가질 수 있다.
그리고, 상기 하우징(140)의 네 개의 측면(141) 중에서 상기 서브 마그네트가 위치하는 하나의 면에는 후술할 위치감지센서(180)가 삽입 또는 배치 또는 고정 또는 안착되는 센서용 관통공이 구비될 수 있다. 상기 센서용 관통공은 후술할 위치감지센서(180)에 대응되는 크기 및 형상을 가지는 것이 바람직하다.
한편, 상기 제1마그네트(130)은 상기 하우징(140)에 고정되지 않는 방식으로 배치될 수도 있다. 예를 들어, 상기 제1마그네트(130)는 커버부재(300)의 내측에 고정될 수도 있고, 기타 보빈(110)에 구비되는 코일(120)과 대응되는 위치에 배치될 수 있다면 어떠한 구성부품에도 고정적으로 배치될 수 있고, 별도의 제1마그네트(130)용 고정부재가 상기 렌즈 구동장치에 추가적으로 구비될 수도 있다.
또한, 상기 일측면에서는, 인쇄회로기판(170)이 장착 또는 배치 또는 가고정 또는 고정될 수 있도록 하는 적어도 하나 이상의 장착용 돌출부(149)가 구비될 수 있다. 상기 장착용 돌출부(149)는 인쇄회로기판(170)에 형성된 장착용 관통구(173)에 삽입되며, 이때 상기 장착용 관통구(173)와 상기 장착용 돌출부(149)는 형상끼워맞춤 방식 또는 억지끼워맞춤 방식으로 결합되는 것이 바람직하다 할 수 있으나, 단순 가이드 기능만을 할 수도 있다.
또한, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 하우징(140)의 상부면에는 복수 개의 제1 스토퍼(143)가 돌출 형성될 수 있다. 또한, 상기 제1 스토퍼(143)는 상측 탄성부재(150)의 설치 위치를 가이드하는 역할도 수행할 수 있는데, 이를 위해, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 상측 탄성부재(150)의 제1 스토퍼(143)와 대응되는 위치에는 대응되는 형상의 가이드 홈(155)이 형성될 수 있다.
또한, 하우징(140)의 상측에는 상측 탄성부재(150)의 외측 프레임(152)이 결합되는 복수 개의 상측 프레임 지지돌기(144)가 돌출 형성될 수 있다. 한편, 후술하겠지만, 상기 상측 프레임 지지돌기(144)와 대응되는 상측 탄성부재(150)의 외측 프레임(152)에는 대응되는 형상의 제1 통공(152a) 또는 홈이 형성될 수 있으며, 이 곳에서 접착제 또는 융착으로 고정될 수 있으며, 융착은 열융착 또는 초음파 융착 등을 포함할 수 있다.
또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 하우징(140)의 하측에는 하측 탄성부재(160)의 외측 프레임(162)이 결합되는 복수 개의 하측 프레임 지지돌기(147)가 돌출 형성될 수 있다. 한편, 상기 하측 프레임 지지돌기(147)와 대응되는 하측 탄성부재(160)의 외측 프레임(162)에는 대응되는 형상의 삽입홈(162a) 또는 홀이 형성될 수 있으며, 이 곳에서 접착제 또는 융착으로 고정될 수 있으며, 융착은 열융착 또는 초음파 융착 등을 포함할 수 있다.
상기 제1마그네트(130)는 마그네트용 관통공에 접착제로 고정될 수 있으나 이를 한정하는 것은 아니며, 양면 테이프와 같은 접착부재 등이 사용될 수도 있다. 또는, 변형 실시예로서, 상기 마그네트용 관통공 대신 하우징(140)의 내측면에는 요홈 형상의 마그네트 안착부가 형성될 수 있고, 상기 마그네트 안착부는 제1마그네트(130)의 크기 및 형상과 대응되는 크기 및 형상을 구비할 수 있다.
상기 제1마그네트(130)는 보빈(110)에 구비되는 코일(120)과 대응되는 위치에 설치될 수 있다. 또한, 상기 제1마그네트(130)는 한 몸으로 구성될 수 있으며, 본 실시예의 경우 보빈(110)의 코일(120)을 마주보는 면을 N극, 바깥쪽 면은 S극이 되도록 배치할 수 있다. 그러나 이를 한정하는 것은 아니며, 반대로 구성하는 것도 가능하다. 또한, 상기 제1마그네트(130)는 제1방향에 수직한 평면으로 2분할되어 구성될 수도 있다.
상기 제1마그네트(130)는 일정 폭을 가지는 직육면체 형상으로 구성되어, 상기 마그네트용 관통공 또는 홈에 안착되어 상기 제1마그네트(130)의 넓은 면이 하우징(140)의 측면 중 일부를 형성할 수 있다. 이때, 서로 마주보는 제1마그네트(130)들은 서로 평행하게 설치될 수 있다.
또한, 상기 제1마그네트(130)는 상기 보빈(110)의 코일(120)과 마주보게 배치될 수 있다. 이때, 상기 제1마그네트(130)와 상기 보빈(110)의 코일(120)의 서로 마주보는 면은 서로 평행이 되도록 평면 배치될 수 있다.
그러나 이를 한정하는 것은 아니며, 설계에 따라 제1마그네트(130)과 보빈(110)의 코일(120) 중 어느 하나만이 평면이고, 다른 한 쪽은 곡면으로 구성될 수도 있다. 또는 보빈(110)의 코일(120)과 제1마그네트(130)의 마주보는 면은 모두가 곡면일 수도 있으며, 이때, 보빈(110)의 코일(120)과 제1마그네트(130)의 마주보는 면의 곡률은 같게 형성될 수 있다.
전술한 바와 같이, 상기 하우징(140)의 일측면에는 센서용 관통공 또는 홈이 구비되고, 상기 센서용 관통공에는 위치감지센서(180)가 삽입 또는 배치 또는 안착되며, 상기 위치감지센서(180)는 솔더링 또는 납땜 방식으로 인쇄회로기판(170)의 일면에 전기적으로 결합되어 있다. 바꿔 말하면, 상기 인쇄회로기판(170)은 하우징(140)의 네 개의 측면(141) 중에서 상기 센서용 관통공 또는 홈이 구비되는 일측면의 외측면에 고정 또는 지지 또는 배치될 수 있다.
상기 위치감지센서(180)는 후술할 보빈(110)의 센싱용 제2마그네트(190)와 함께 상기 보빈(110)의 상기 제1 방향으로의 제1 변위값을 판단하는 변위감지부가 될 수 있다. 이를 위하여, 상기 위치감지센서(180) 및 상기 센서용 관통공 또는 홈은 상기 제2마그네트(190)의 위치에 대응되는 위치에 상기 제2마그네트(190)와 일정거리 이격되어 배치될 수 있다.
상기 위치감지센서(180)는 보빈(110)의 제2마그네트(190)에서 방출되는 자기력 변화를 감지하는 센서일 수 있다. 또한, 상기 위치감지센서(180)는 홀센서(Hall sensor)일 수 있다. 그러나, 이는 예시적인 것으로서 본 실시예는 홀센서에 제한되지 않으며 자기력 변화를 감지할 수 있는 센서라면 어떠한 것이든 사용 가능하며, 자기력 이외에 위치를 감지할 수 있는 센서라면 어느 것이든 가능하며, 예를 들어, 포토리플렉터 등을 이용한 방식도 가능하다.
상기 인쇄회로기판(170)은 하우징(140)의 일측면에 결합 또는 배치되며, 상기한 바와 같이 장착용 관통구(173) 또는 홈을 구비할 수 있다. 이로 인해, 상기 인쇄회로기판(170)은 하우징(140)의 일측면에 구비된 장착용 돌출부(149)에 의해 설치 위치가 가이드될 수 있다.
그리고, 상기 인쇄회로기판(170)은 복수 개의 단자(171)들이 배치되어, 외부 전원을 인가 받아 상기 보빈(110)의 코일(120) 및 위치감지센서(180)에 전류를 공급할 수 있다. 상기 인쇄회로기판(170)에 형성된 단자(171)들의 개수는 제어가 필요한 구성요소들의 종류에 따라 증감될 수 있다. 한편, 본 실시예에 따르면, 상기 인쇄회로기판(170)은 FPCB로 마련될 수 있다.
상기 인쇄회로기판(170)은 상기 변위감지부에서 감지된 상기 제1 변위값에 기초하여 상기 코일(120)의 인가전류량을 재조절하는 제어부를 포함할 수 있으며, 즉, 제어부는 상기 인쇄회로기판(170) 상에 실장되어 있다. 또한, 다른 실시예는 상기 제어부가 상기 인쇄회로기판(170)에 실장되지 않고 별도의 다른 기판에 실장될 수 있으며, 이는 카메라모듈의 이미지센서가 실장되는 기판일 수 있으며 또는 별도 다른 기판일 수도 있다.
상기 홀센서에 의해 탐지된 마그넷플럭스(즉, 자속밀도) 변화에 대한 홀전압차에 기초하여 액츄에이터 구동거리를 캘리브레이션을 추가로 할 수 있다.
보빈(110)은 제1 축 방향으로 고정된 하우징(140)에 대해 제1 축 방향으로 왕복이동 가능하도록 구성될 수 있다. 상기 보빈(110)의 제1 축 방향 이동으로 인해 오토 포커싱 기능이 실행될 수 있다.
한편, 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 마련될 수 있다.
도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 상측 탄성부재(150) 및 하측 탄성부재(160)는 보빈(110)과 결합되는 내측 프레임(151)(161)과 하우징(140)과 결합되는 외측 프레임(152)(162) 및 내측 프레임(151)(161)과 외측 프레임(152)(162)을 연결하는 연결부재(153)(163)를 포함할 수 있다.
상기 연결부재(153)(163)는 적어도 한 번 이상 절곡 형성되어 일정 형상의 패턴을 형성할 수 있다. 상기 연결부재(153)(163)의 위치 변화 및 미세 변형을 통해 보빈(110)은 광축방향의 제 1 방향으로의 상승 및/또는 하강 동작이 탄력적으로(또는 탄성적으로) 지지될 수 있다.
본 실시예에 따르면, 도 7에 도시된 바와 같이, 상측 탄성부재(150)는 외측 프레임(152)에서 복수 개의 제1 통공(152a)을 구비하고, 내측 프레임(151)에서 복수 개의 제2 통공(151a)을 구비할 수 있다.
상기 제1 통공(152a)은 상기 하우징(140)의 상부면에 구비되는 상측 프레임 지지돌기(144)와 결합하고, 상기 제2 통공(151a) 또는 홈은 후술할 보빈(110)의 상부면에 구비되는 상측 지지돌기와 결합할 수 있다. 즉, 상기 외측 프레임(152)은 제1 통공(152a)을 통하여 하우징(140)에 고정 및 결합되고, 상기 내측 프레임(151)은 제2 통공(151a) 또는 홈을 통하여 보빈(110)에 고정 및 결합될 수 있다.
상기 연결부재(153)는 상기 내측 프레임(151)이 상기 외측 프레임(152)에 대해 제1 방향으로 소정 범위 탄성적으로 변형가능하도록 상기 내측 프레임(151)과 상기 외측 프레임(152)을 연결할 수 있다. 즉, 상기 연결부재(153)는 상기 보빈(110)의 상부면에 고정 또는 결합되는 상기 내측 프레임(151)과 상기 하우징(140)의 상부면에 고정 또는 결합되는 상기 외측 프레임(152)을 탄성적으로 연결하고, 이로 인해 별개의 부품으로 분리되어 있는 보빈(110)과 하우징(140)은 상부에서 상기 상측 탄성부재(150)에 의해 탄성적으로 연결될 수 있다.
상기 상측 탄성부재(150)의 내측 프레임(151) 및 외측 프레임(152) 중 적어도 하나 이상에는 보빈(110)의 코일(120) 및 인쇄회로기판(170) 중 적어도 하나 이상과 전기적으로 연결되는 단자부를 적어도 하나 이상 구비할 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 상기 하측 탄성부재(160)는 외측 프레임(162)에서 복수 개의 삽입홈(162a) 또는 홀을 구비하고, 내측 프레임(161)에서 복수 개의 제3 통공(161a) 또는 홈을 구비할 수 있다.
상기 삽입홈(162a) 또는 홀은 상기 하우징(140)의 하부면에 구비되는 하측 프레임 지지돌기(147)와 결합하고, 상기 제3 통공(161a) 또는 홈은 후술할 보빈(110)의 하부면에 구비되는 하측 지지돌기(114)와 결합할 수 있다. 즉, 상기 외측 프레임(162)은 삽입홈(162a) 또는 홀을 통하여 하우징(140)에 고정 및 결합되고, 상기 내측 프레임(161)은 제3 통공(161a) 또는 홈을 통하여 보빈(110)에 고정 및 결합될 수 있다.
상기 연결부재(163)는 상기 내측 프레임(161)이 상기 외측 프레임(162)에 대해 제1 방향으로 소정 범위 탄성적으로 변형가능하도록 상기 내측 프레임(161)과 상기 외측 프레임(162)을 연결할 수 있다. 즉, 상기 연결부재(163)는 상기 보빈(110)의 하부면에 고정 또는 결합되는 상기 내측 프레임(161)과 상기 하우징(140)의 하부면에 고정 또는 결합되는 상기 외측 프레임(162)을 탄성적으로 연결하고, 이로 인해 별개의 부품으로 분리되어 있는 보빈(110)과 하우징(140)은 하부에서 상기 하측 탄성부재(160)에 의해 탄성적으로 연결될 수 있다.
상기 하측 탄성부재(160)는 도 8에 도시된 바와 같이 서로 분리된 제1 하측 탄성부재(160a)와 제2 하측 탄성부재(160b)를 포함할 수 있다. 이러한 2분할 구조를 통해 하측 탄성부재(160)는 제1 하측 탄성부재(160a)와 제2 하측 탄성부재(160b)는 서로 다른 극성의 전원 또는 서로 다른 전원을 인가받을 수 있다.
즉, 상기 내측 프레임(161)과 외측 프레임(162)이 각각 보빈(110)과 하우징(140)에 결합된 후, 보빈(110)에 배치된 코일(120)의 양 끝선과 대응되는 상기 내측 프레임(161)의 위치에 솔더부를 마련하여, 상기 솔더부에서 납땜 등과 같은 통전성 연결을 수행하여 서로 다른 극성의 전원 또는 서로 다른 전원을 인가받을 수 있다.
또한, 제1 하측 탄성부재가 상기 코일(120)의 양끝선 중 하나와 전기적으로 연결되고, 상기 코일(120)의 양끝선 중 다른 하나와 제2 하측 탄성부재가 전기적으로 연결되어, 외부로부터 전류 및/또는 전압을 인가받을 수 있다.
한편, 상측 탄성부재(150) 및 하측 탄성부재(160)와 보빈(110) 및 하우징(140)은 열 융착 및/또는 접착제 등을 이용한 본딩 작업 등을 통해 조립될 수 있다. 이때, 조립 순서에 따라 열 융착 고정 후 접착제를 이용한 본딩으로 고정 작업을 마무리 할 수 있다.
변형 실시예로서, 상기 상측 탄성부재(150)가 2분할 구조로 구성되고, 상기 하측 탄성부재(160)가 일체형 구조로 구성될 수 있다.
상기 하측 탄성부재(160)의 내측 프레임(161) 및 외측 프레임(162) 중 적어도 하나 이상에는 보빈(110)의 코일(120) 및 인쇄회로기판(170) 중 적어도 하나 이상과 전기적으로 연결되는 단자부가 적어도 하나 이상 구비될 수 있다.
도 9는 일 실시예에 따른 보스(500)와 댐핑부(410)를 설명하기 위한 도면이다. 도 10은 다른 실시예에 따른 보스(500)와 댐핑부(410)를 설명하기 위한 도면이다.
상기 댐핑부(410)는 렌즈 구동장치(100)의 렌즈구동시 또는 오토 포커싱 작동시 발생하는 제1방향의 진동을 흡수하는 감쇠기 역할을 할 수 있다. 상기 댐핑부(410)는 렌즈 구동장치(100)의 오토 포커싱 작동시 제1방향으로 이동하는 이동체 사이에 구비될 수 있다.
일 실시예로 도 9에 도시된 바와 같이, 댐핑부(410)는 상기 보빈(110) 및 상기 하우징(140)의 상부면에 구비되는 상측 탄성부재(150)와 상기 보빈(110) 사이에 구비될 수 있다. 이때, 댐핑부(410)는 일부는 탄성부재에 다른 일부는 보빈(110)에 접착되어 상측 탄성부재(150)와 보빈(110)을 결합하는 방식으로 구비될 수 있다.
상기 댐핑부(410)는 상기 보빈(110)이 상기 하우징(140)에 대해 상기 제1방향으로 소정 범위로 유동가능하도록 상기 보빈(110)과 상기 상측 탄성부재(150)에 구비될 수 있다.
이를 위하여, 상기 댐핑부(410)는 광경화성 수지로 구성될 수 있다. 바람직하게는, 상기 댐핑부(410)는 UV경화성 수지로 구성될 수 있고, 더 바람직하게는 상기 댐핑부(410)는 UV경화성 실리콘 또는 댐핑 실리콘 또는 댐핑부재로 구성될 수 있다.
상기 보빈(110)이 상기 댐핑부(410)에 의해 상기 상측 탄성부재(150)에 완전히 고정되지 않고 소정 범위에서 광축 방향으로 유동가능하게 하기 위하여, 상기 댐핑부(410)는 반경화된 겔(gel) 상태로 구비될 수 있다. 여기서, 상기 댐핑부(410)의 반경화 과정은 상측 탄성부재(150)와 보빈(110)에 도포되는 댐핑부(410)를 빛(또는 UV) 또는 열에 일정 시간 노출시킴으로써 실행될 수 있다.
상기 댐핑부(410)의 일 실시예는 구체적으로, 상기 보빈(110)의 상부면에는 보스(500)가 형성되고, 상기 상측 탄성부재(150)의 일부는 상기 보스(500)의 적어도 일부를 감싸도록 구비되며, 상기 댐핑부(410)는 상기 상측 탄성부재(150)가 상기 보스(500)의 적어도 일부를 감싸는 부위에서 상기 상측 탄성부재(150)와 상기 보스(500)에 결합하여 구비될 수 있다.
상기 댐핑부(410)의 일 실시예는 더욱 구체적으로 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 상측 탄성부재(150)는 상기 내측 프레임(151)과 외측프레임을 서로 연결하는 연결부재(153)와 상기 보스(500)에 결합하여 구비될 수 있다.
이때 댐핑부(410)는 상기 보스(500)와 상측 탄성부재(150)의 연결부재(153)를 결합하는 방식으로 형성되므로 보스(500)와 연결부재(153) 사이 및/또는 보스(500)의 상단에 도포된 후 빛 또는 열에 의해 경화되어 형성될 수 있다.
따라서, 댐핑부(410)가 액상으로 도포되는 경우 보스(500)와 연결부재(153)에 작용하는 액상 댐핑부(410)의 표면장력으로 인해 액상 댐핑부(410)의 유동거리를 일반적인 틈새도포에 비해 현저히 줄일 수 있으므로, 액상 댐핑부(410)의 과도한 유동에 의한 렌즈 구동장치(100)의 오염, 작동불량을 현저히 줄일 수 있다.
또한 보스(500)의 높이를 상측 탄성부재(150)의 상면보다 높게 형성하여 보스(500)와 액상 댐핑부(410)의 접촉면적을 넓혀 액상 댐핑부(410)가 보스(500)에 대해 작용하는 표면장력을 높여 액상 댐핑부(410)의 유동거리를 더욱 줄일 수도 있다.
한편, 상기 댐핑부(410)는 복수로 구비되고, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 일 실시예로 상기 복수의 댐핑부(410)는 각각 상기 하우징(140)의 각각의 모서리 부위와 인접하여 배치될 수 있다. 따라서, 상기 댐핑부(410)는 상기 보스(500) 및 상기 연결부재(153)와 동일 개수로 복수로 구비될 수 있다. 다만, 도 9에서는 설명의 편의를 위해 하나의 댐핑부(410)만 예시적으로 도시하였다.
도 10은 도 9에 도시된 바와 다른 실시예에 따른 보스(500)와 댐핑부(410)를 설명하기 위한 도면이다. 도 9에서는 절곡된 부위가 다수로 구비되는 상측 탄성부재(150)의 형상에 맞추어 보스(500)를 적절한 위치에 형성한 실시예이다.
반면, 도 10에 도시된 실시예에서는 보스(500)를 하우징(140)의 모서리에 배치하되 하우징(140)의 대각선 상에 보스(500)가 위치하도록 보빈(110)에 보스(500)를 형성하고 이에 맞추어 상측 탄성부재(150)의 형상을 변경하였다.
특히, 도 10에 도시된 실시예와 같이, 보스(500)를 포함하는 보빈(110) 및 하우징(140)에 상측 탄성부재(150)가 용이하게 안착할 수 있도록 연결부재(153)의 절곡형상을 보스(500)가 인접하는 부위에서만 형성할 수 있다.
상기와 같이, 보빈(110)에 형성되는 보스(500), 상측 탄성부재(150), 댐핑부(410) 간의 결합에 관한 몇가지 실시예를 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 방법으로 댐핑부(410)를 형성할 수 있다.
예를 들어, 댐핑부(410)는 하우징(140)의 모서리 부위 이외에 하우징(140)의 면 부위에 인접하여 배치될 수도 있고, 하우징(140)의 모서리 부위와 면 부위 모두에 배치될 수도 있다. 또한, 예를 들어 댐핑부(410)는 상측 탄성부재(150)의 연결부재(153) 이외에 내측 프레임(151) 또는 외측 프레임(152)에 결합하는 방식으로 형성될 수도 있다.
실시예에 의하면, 댐핑부(410)는 렌즈 구동장치(100)에서 움직이지 않는 고정부, 예를 들어 커버부재(300), 하우징(140) 등에 결합하지 않고, 가동부인 상측 및/또는 하측 탄성부재(160)와 보빈(110)에 결합하는 방식으로 배치된다. 따라서 고정부에 결합하는 경우에 비해 댐핑부(410) 유동거리가 대략 절반 이하로 줄어들게 되므로 댐핑부(410)의 과도한 유동에 의한 파손, 댐핑 성능저하를 현저히 줄일 수 있는 효과가 있다.
한편, 상기 댐핑부(410)는 상측 탄성부재(150)와 마찬가지로 하측 탄성부재(160)와 보빈(110)을 결합하는 방식으로 배치될 수도 있다. 이때, 하측 탄성부재(160)와 보빈(110)에 결합하는 댐핑부(410)는 상측 탄성부재(150)와 보빈(110)에 결합하는 댐핑부(410)와 동일 또는 유사한 방식으로 결합될 수 있다. 이때, 하측 탄성부재(160)와 보빈(110)에 결합하는 방식의 댐핑부(410)를 배치하기 위해 보빈(110)의 하부에는 상기 보스(500)가 별도로 형성될 수 있다.
또한, 상기 댐핑부(410)는 상측 탄성부재(150) 및 하측 탄성부재(160)와 보빈(110)에 모두 결합하는 방식으로 구비될 수도 있다. 이하에서는 간명한 설명을 위해 상측탄성부재와 보빈(110)을 결합하는 방식으로 배치되는 댐핑부(410)를 설명한다.
실시예에 의하면, 댐핑부(410)는 렌즈 구동장치(100)에서 움직이지 않는 고정부, 예를 들어 커버부재(300), 하우징(140) 등에 결합하지 않고, 가동부인 상측 및/또는 하측 탄성부재(160)와 보빈(110)에 결합하는 방식으로 배치된다. 따라서 고정부에 결합하는 경우에 비해 댐핑부(410) 유동거리가 대략 절반 이하로 줄어들게 되므로 댐핑부(410)의 과도한 유동에 의한 파손, 댐핑 성능저하를 현저히 줄일 수 있는 효과가 있다.
도 11a 내지 도 11d는 각 실시예에 따른 보스(500), 댐핑부(410) 및 연결부재(153)의 결합관계를 설명하기 위한 도면이다. 각 실시예에서는 간명한 설명을 위해 보빈(110) 및 하우징(140)의 상부에 댐핑부(410)가 배치되는 경우만을 설명한다. 보빈(110) 및 하우징(140)의 하부에 댐핑부(410)가 배치되는 경우에도 하기에 설명하는 실시예와 동일, 유사한 구조를 가질 수 있음은 당연할 것이다.
상기 연결부재(153)에는 상기 보스(500) 및 상기 댐핑부(410)를 수용하는 수용부(520)가 형성될 수 있다. 이하에서는 수용부(520)의 각 형상과 이에 따른 보스(500), 댐핑부(410), 연결부재(153)의 결합구조를 도 11a, 11b를 참조하여 설명한다.
수용부(520)의 일 실시예는 도 11a에 도시된 바와 같이, 폐곡선(520a)으로 형성되고, 상기 폐곡선(520a)의 내부에는 상기 보스(500)가 수용되고, 상기 댐핑부(410)는 적어도 일부가 상기 보스(500)와 상기 수용부(520) 사이에 개재되어 상기 연결부재(153)와 상기 보스(500)에 결합하도록 구비될 수 있다.
이때, 댐핑부(410)는 예를 들어, 폐곡선(520a)을 형성하는 연결부재(153)의 상면의 일부를 덮고, 상기 보스(500)의 상면 전체를 덮을 수 있도록 도포되어, 댐핑부(410)의 체적을 늘여 댐핑효과를 높일 수 있다.
수용부(520)의 다른 실시예는 도 11b에 도시된 바와 같이, 도피곡선(520b)으로 형성되고, 상기 도피곡선(520b)에는 상기 보스(500)가 수용되고, 상기 댐핑부(410)는 적어도 일부가 상기 보스(500)와 상기 수용부(520) 사이에 개재되어 상기 연결부재(153)와 상기 보스(500)에 결합하도록 구비될 수 있다.
이때, 댐핑부(410)는 상기한 실시예와 마찬가지로, 도피곡선(520b)을 형성하는 연결부재(153)의 상면의 일부를 덮고, 상기 보스(500)의 상면 전체를 덮을 수 있도록 도포되어, 댐핑부(410)의 체적을 늘여 댐핑효과를 높일 수 있다.
댐핑부(410)의 배치구조에 대한 또 다른 실시예는 도 11c, 11d에 도시된 바와 같이, 상기 보스(500)는, 한쌍으로 구비되어 서로 일정거리 이격되어 배치되고, 상기 연결부재(153)는 상기 한쌍의 보스(500)가 이격된 사이에 배치되며, 상기 댐핑부(410)는 적어도 일부가 상기 보스(500)와 상기 수용부(520) 사이에 개재되어 상기 연결부재(153)와 상기 보스(500)에 결합하도록 구비될 수 있다.
구체적으로 도 11c에 도시된 바와 같이, 한쌍의 보스(500)가 서로 일정거리 이격되어 마주보도록 배치되고, 연결부재(153)는 상기 한쌍의 보스(500)가 이격된 공간에 배치되고, 댐핑부(410)는 상기 한쌍의 보스(500)와 연결부재(153)에 결합하도록 구비될 수 있다.
또한, 도 11d에 도시된 바와 같이, 한쌍의 보스(500)가 서로 일정거리 이격되되, 서로 마주보는 방향에서 각 보스(500)의 중심이 서로 이격되도록 구비되고, 연결부재(153)는 상기 한쌍의 보스(500)가 이격된 공간에 배치되는 절곡부를 가지는 형상으로 구비되고, 댐핑부(410)는 상기 한쌍의 보스(500)와 연결부재(153)에 결합하도록 구비될 수 있다.
이때, 댐핑부(410)는 상기 연결부재(153) 및 상기 보스(500)의 적어도 일부를 덮을 수 있도록 도포되어, 댐핑부(410)의 체적을 늘여 댐핑효과를 높일 수 있다.
도 12는 댐핌부가 있는 경우와 댐핑부(410)가 없는 경의의 렌즈 구동장치의 제1방향 진동을 비교한 그래프이다. 도 12에서 L1은 댐핑부(410)가 구비되지 않은 렌즈 구동장치(100)의 진동특성을 나타내고, L2는 댐핑부(410)가 구비되는 실시예에 따른 렌즈 구동장치(100)의 진동특성을 나타낸다.
종래기술과 같이 렌즈 구동장치(100)의 오토 포커싱 작동에 대한 댐핑부(410)가 구비되어 있지 않은 경우, L1 그래프에 나타난 바와 같이, 진폭이 극대화되는 공진점(또는 공진구간) P1과 T1가 발생한다. P1은 렌즈 구동장치(100)가 제1방향으로 이동함에 따라 발생하는 공진점이고, T2는 렌즈 구동장치(100)가 제1방향과 수직한 제2방향 및/또는 제3방향으로 틸트(tilt), 회전 또는 시프트(shift)가 일어남에 따라 발생하는 공진점이다.
이와는 달리, 본 실시예과 같이, 렌즈 구동장치(100)의 오토 포커싱 작동에 대한 댐핑부(410)를 구비하는 경우, L2 그래프에 나타난 바와 같이, 공진점 P1은 P2로 그 극대치가 현저히 낮아지고, 공진점 T1은 제거되는 것을 알 수 있다.
실시예에 의하면, 상측 탄성부재(150) 및 하측 탄성부재(160) 중 적어도 하나 이상의 탄성부재와 보빈(110) 사이에 댐핑부(410)를 포함함으로써, 오토 포커싱 실행시 제1방향 구동에 의한 공진 및 제2방향 및/또는 제3방향 틸트 또는 시프트에 의한 공진을 제거하거나 그 극대치를 현저히 줄여 공진에 의한 상측 탄성부재(150), 하측 탄성부재(160)의 파손, 작동불량을 현저히 줄일 수 있는 효과가 있다.
도 13은 일 실시예에 따른 위치감지센서(180)가 부착된 부위를 나타낸 개략적인 정면도이다. 도 14는 일 실시예에 따른 렌즈 구동장치(100)를 제1방향으로 본 개략적인 단면도이다.
실시예에서, 상기 제1마그네트(130)는 상기 하우징(140)의 서로 마주보는 양측면에 각각 구비되는 한쌍의 메인마그네트(130a), 상기 하우징(140)에서 상기 메인마그네트(130a)가 구비되는 면 이외의 서로 마주보는 양측면에 각각 구비되는 한쌍의 서브마그네트(130b)를 포함할 수 있다. 한편, 다른 실시예로 상기 메인마그네트(130a) 및 서브마그네트(130b)는 상기 하우징(140)의 제1방향 및/또는 상기 하우징(140)의 면방향으로 분할되어 복수로 구비될 수도 있다.
이때, 상기 메인마그네트(130a)의 표면적은 상기 서브마그네트(130b)의 표면적보다 큰 것으로 구비될 수 있다. 이는 서브마그네트(130b) 중 적어도 하나는 위치감지센서(180)와 동일면에 배치되므로 공간적 제약으로 인해 서브마그네트(130b)는 메인마그네트(130a)보다 크게 형성될 수 없고, 메인마그네트(130a)는 보빈(110)의 구동을 위한 충분한 자기력을 형성할 수 있어야 하므로 서브마그네트(130b)보다 표면적이 크게 형성되는 것이 적절하기 때문이다.
또한, 실시예에서 상기 보빈(110)이 상기 제1방향으로의 이동한 변위값을 판단하는 변위감지부를 포함할 수 있다. 이때, 위치감지부는 상기 보빈(110)에 결합하는 제2마그네트(190), 상기 하우징(140)의 일면에 구비되고 상기 제2마그네트(190)에 대응되는 위치에서 상기 제2마그네트(190)와 일정한 이격거리를 가지고 구비되는 위치감지센서(180)를 포함할 수 있다.
이때, 도 13, 도 14에 도시된 바와 같이, 위치감지센서(180)는 상기 하우징(140)의 모서리 부위에 인접하여 배치되고, 상기 위치감지센서(180)와 동일면에 배치되는 상기 서브마그네트(130b)는 상기 위치감지센서(180)가 인접하는 모서리의 반대측 모서리에 인접하여 배치되어 상기 위치감지센서(180)와 소정거리 이격되어 구비될 수 있다.
또한, 상기 위치감지센서(180)가 인접하는 모서리를 공유하는 상기 하우징(140)의 면에 배치되는 상기 메인마그네트(130a)는, 상기 위치감지센서(180)가 인접하는 모서리의 반대측 모서리에 인접하여 배치되어 상기 위치감지센서(180)와 소정거리 이격되어 구비될 수 있다.
이때, 상기 한쌍의 메인마그네트(130a)는 상기 하우징(140)의 대각선을 중심으로 서로 대칭되도록 배치될 수 있다. 또한, 상기 한쌍의 서브마그네트(130b)는 상기 하우징(140)의 대각선을 중심으로 서로 대칭되도록 구비될 수 있다.
이러한 구조로 인해 상기 메인마그네트(130a)와 서브마그네트(130b)를 포함하는 제1마그네트(130)는 위치감지센서(180) 및 제2마그네트(190)와 하우징(140) 내부에서 일정한 이격공간을 가지고 공간적으로 이격되어 배치된다.
따라서, 제2마그네트(190)가 형성하는 자기장(magnetic field)은 구동용 제1마그네트(130)가 형성하는 자기장에 의해 방해받지 않고 고유의 특성값을 유지할 수 있으며, 결과적으로 위치감지센서(180) 및 제2마그네트(190)를 포함하는 위치감지부는 보다 정확한 보빈(110)의 제1방향 변위값을 감지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 상기 위치감지센서(180) 및 제2마그네트(190)와 인접하는 메인마그네트(130a)와 서브마그네트(130b)는 상기 위치감지센서(180) 및 제2마그네트(190) 공간적으로 이격되므로 각각 하우징(140)의 모서리 부위로 편중되어 배치된다. 따라서, 이러한 자기장의 편중에 의한 제1마그네트(130)의 자기장 불균형을 해소하기 위해 도 14에 도시된 바와 같이, 메인마그네트(130a)와 서브마그네트(130b)는 각각 하우징(140)의 대각선은 중심으로 상호 대칭되도록 배치될 수 있다.
한편, 전술한 실시예에 의한 렌즈 구동장치(100)는 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), PCB(미도시) 및 광학계를 포함할 수 있다.
렌즈배럴은 전술한 바와 같고, 상기 PCB는 이미지 센서가 실장되는 부분으로부터 카메라 모듈의 바닥면을 형성할 수 있다.
또한, 광학계는 이미지 센서에 화상을 전달하는 적어도 한 장 이상의 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 구동장치(100)는 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 1에 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 상기 PCB와의 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.
100: 렌즈 구동장치
110: 보빈
120: 코일
130: 제1마그네트
130a: 메인마그네트
130b: 서브마그네트
140: 하우징
150: 상측 탄성부재
160: 하측 탄성부재
151, 161: 내측 프레임
152. 162: 외측 프레임
153, 163: 연결부재
180: 위치감지센서
190: 제2마그네트
410: 댐핑부
510: 보스
520: 수용부
520a: 폐곡선
520b: 도피곡선

Claims (24)

  1. 제1마그네트;
    중공형의 하우징;
    외주면에 코일이 권선되고, 상기 제1마그네트와 상기 코일 간의 전자기적 상호작용에 의해 상기 하우징의 내부에서 제1방향으로 이동하는 보빈;
    상기 보빈 및 상기 하우징의 상부면에 구비되는 상측 탄성부재;
    상기 보빈 및 상기 하우징의 하부면에 구비되는 하측 탄성부재; 및
    상기 상측 탄성부재 또는 상기 하측 탄성부재와 상기 보빈 사이에 구비되는 댐핑부;
    를 포함하는 렌즈 구동장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 댐핑부는,
    광경화성 수지로 형성되는 것을 특징으로 하는 렌즈 구동장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 댐핑부는,
    상기 보빈이 상기 하우징에 대해 제1방향으로 소정 범위로 유동가능하도록 상기 상측 탄성부재 또는 상기 하측 탄성부재와 상기 보빈에 결합하여 구비되는 것을 특징으로 하는 렌즈 구동장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 댐핑부는,
    상기 상측 탄성부재 또는 상기 하측 탄성부재와 상기 보빈 사이에 결합하여 반경화된 겔(gel) 상태로 구비되는 것을 특징으로 하는 렌즈 구동장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 댐핑부는,
    복수로 구비되고, 상기 복수의 댐핑부는 각각 상기 하우징의 각각의 모서리 부위와 인접하여 배치되는 것을 특징으로 하는 렌즈 구동장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 보빈의 상부면 또는 하부면에는 보스가 형성되고, 상기 상측 탄성부재 또는 상기 하측부재의 일부는 상기 보스의 적어도 일부를 감싸도록 구비되며, 상기 댐핑부는 상기 상측 탄성부재 또는 상기 하측 탄성부재가 상기 보스의 적어도 일부를 감싸는 부위에서 상기 상측 탄성부재 또는 상기 하측 탄성부재와 상기 보스에 결합하여 구비되는 것을 특징으로 하는 렌즈 구동장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 상측 탄성부재 또는 상기 하측 탄성부재는, 내측 프레임과 외측 프레임 및 상기 내측 프레임과 외측프레임을 서로 연결하는 연결부재를 포함하고,
    상기 댐핑부는 상기 연결부재와 상기 보스에 결합하여 구비되는 것을 특징으로 하는 렌즈 구동장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 보스 및 상기 연결부재는 동일 개수로 복수로 구비되고 각각 상기 하우징의 각각의 모서리 부위에 인접하여 배치되며, 상기 댐핑부는 상기 보스 및 상기 연결부재와 동일 개수로 복수로 구비되는 것을 특징으로 하는 렌즈 구동장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 연결부재는,
    상기 보스 및 상기 댐핑부를 수용하는 수용부가 형성되는 것을 특징으로 하는 렌즈 구동장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 수용부는,
    폐곡선으로 형성되고, 상기 폐곡선의 내부에는 상기 보스가 수용되고, 상기 댐핑부는 적어도 일부가 상기 보스와 상기 수용부 사이에 개재되어 상기 연결부재와 상기 보스에 결합하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 렌즈 구동장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 수용부는,
    도피곡선으로 형성되고, 상기 도피곡선에는 상기 보스가 수용되고, 상기 댐핑부는 적어도 일부가 상기 보스와 상기 수용부 사이에 개재되어 상기 연결부재와 상기 보스에 결합하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 렌즈 구동장치.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 보스는,
    한쌍으로 구비되어 서로 일정거리 이격되어 배치되고, 상기 연결부재는 상기 한쌍의 보스가 이격된 사이에 배치되며, 상기 댐핑부는 적어도 일부가 상기 보스와 상기 수용부 사이에 개재되어 상기 연결부재와 상기 보스에 결합하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 렌즈 구동장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제1마그네트는,
    상기 하우징의 서로 마주보는 양측면에 각각 구비되는 한쌍의 메인마그네트; 및
    상기 하우징에서 상기 메인마그네트가 구비되는 면 이외의 서로 마주보는 양측면에 각각 구비되는 한쌍의 서브마그네트;를 포함하고,
    상기 서브마그네트가 구비되는 하우징의 면 중 하나에 구비되어 상기 보빈의 제1방향 이동 변위값을 감지하는 위치감지센서;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈 구동장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 메인마그네트의 표면적은 상기 서브마그네트의 표면적보다 큰 것을 특징으로 하는 렌즈 구동장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 위치감지센서는 상기 하우징의 모서리 부위에 인접하여 배치되고, 상기 위치감지센서와 동일면에 배치되는 상기 서브마그네트는 상기 위치감지센서가 인접하는 모서리의 반대측 모서리에 인접하여 배치되어 상기 위치감지센서와 소정거리 이격되어 구비되는 것을 특징으로 하는 렌즈 구동장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 위치감지센서가 인접하는 모서리를 공유하는 상기 하우징의 면에 배치되는 상기 메인마그네트는, 상기 위치감지센서가 인접하는 모서리의 반대측 모서리에 인접하여 배치되어 상기 위치감지센서와 소정거리 이격되어 구비되는 것을 특징으로 하는 렌즈 구동장치.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 한쌍의 메인마그네트는 상기 하우징의 대각선을 중심으로 서로 대칭되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 렌즈 구동장치.
  18. 제13항에 있어서,
    상기 한쌍의 서브마그네트는 상기 하우징의 대각선을 중심으로 서로 대칭되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 렌즈 구동장치.
  19. 제1마그네트;
    중공형의 하우징;
    외주면에 코일이 권선되고, 상기 제1마그네트와 상기 코일 간의 전자기적 상호작용에 의해 상기 하우징의 내부에서 제1방향으로 이동하는 보빈;
    상기 보빈 및 상기 하우징의 상부면에 구비되는 상측 탄성부재;
    상기 보빈 및 상기 하우징의 하부면에 구비되는 하측 탄성부재;
    상기 상측 탄성부재 또는 상기 하측 탄성부재와 상기 보빈 사이에 구비되는 댐핑부; 및
    상기 보빈이 상기 제1방향으로의 이동한 변위값을 판단하는 변위감지부;
    를 포함하는 렌즈 구동장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 변위감지부는,
    상기 보빈에 결합하는 제2마그네트; 및
    상기 하우징의 일면에 구비되고 상기 제2마그네트에 대응되는 위치에서 상기 제2마그네트와 일정한 이격거리를 가지고 구비되는 위치감지센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈 구동장치.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 제1마그네트는,
    상기 하우징의 서로 마주보는 양측면에 각각 구비되는 한쌍의 메인마그네트; 및
    상기 하우징에서 상기 메인마그네트가 구비되는 면 이외의 서로 마주보는 양측면에 각각 구비되는 한쌍의 서브마그네트;를 포함하고,
    상기 위치감지센서는 상기 한쌍의 서브마그네트 중 하나와 동일면에 상기 서브마그네트와 일정한 이격거리를 가지고 배치되는 것을 특징으로 하는 렌즈 구동장치.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 메인마그네트와 상기 서브마그네트는 상기 하우징의 어느 하나의 모서리 부위에 서로 인접하여 배치되고, 상기 한쌍의 메인마그네트와 상기 한쌍의 서브마그네트는 각각 상기 하우징의 대각선을 중심으로 서로 대칭되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 렌즈 구동장치.
  23. 제1마그네트;
    외주면에 코일이 권선되고, 상기 제1마그네트와 상기 코일 간의 전자기적 상호작용에 의해 제1방향으로 이동하는 보빈;
    상기 보빈을 감싸도록 배치되는 하우징;
    상기 보빈 및 상기 하우징을 연결하는 탄성부재;
    상기 보빈의 제1방향 이동 변위값을 감지하는 위치감지센서; 및
    상기 탄성부재의 연결부와 상기 보빈 사이에 구비되는 댐핑부;
    를 포함하는 렌즈구동장치
  24. 이미지 센서;
    상기 이미지 센서가 실장된 PCB; 및
    제1항 내지 제23항 중 어느 한 항에 기재된 렌즈 구동 장치를 포함하는 카메라 모듈.
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