KR20160073763A - 렌즈 구동 장치 - Google Patents

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KR20160073763A
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Abstract

실시 예는 외주면에 제1 코일이 배치되는 보빈, 상기 보빈의 외주면에 상기 제1 코일과 이격하여 배치되는 제1 위치 센서, 상기 제1 위치 센서와 대향하도록 배치되는 제1 마그네트, 상기 제1 코일과 대향하도록 배치되고, 상기 제1 코일과 전자기적 상호 작용에 의하여 상기 보빈을 광축과 평행한 방향으로 이동시키는 제2 마그네트, 상기 제1 마그네트와 상기 제2 마그네트를 지지하는 하우징, 및 상기 보빈 및 상기 하우징과 결합되는 상측 및 하측 탄성 부재를 포함하며, 상기 제1 위치 센서는 상기 보빈과 함께 이동하며, 상기 제1 마그네트의 자기장의 세기를 감지한 결과에 따라 상기 보빈의 변위를 감지한다.

Description

렌즈 구동 장치{LENS MOVING UNIT}
실시 예는 렌즈 구동 장치에 관한 것이다.
초소형, 저전력 소모를 위한 카메라 모듈은 기존의 일반적인 카메라 모듈에 사용된 보이스 코일 모터(VCM:Voice Coil Motor)의 기술을 적용하기 곤란하여, 이와 관련 연구가 활발히 진행되어 왔다.
스마트폰과 같은 소형 전자제품에 실장되는 카메라 모듈의 경우, 사용 도중에 빈번하게 카메라 모듈이 충격을 받을 수 있으며, 촬영하는 동안 사용자의 손떨림 등에 따라 미세하게 카메라 모듈이 흔들릴 수 있다. 이와 같은 점을 감안하여, 최근에는 손떨림 방지 수단을 카메라 모듈에 추가 설치하는 기술에 대한 개발이 요구되고 있다.
이러한 손떨림 방지 수단은 다양하게 연구되고 있는데, 그 중 하나로서 광학모듈을 광축에 대하여 수직한 평면에 해당되는 x축 및 y축으로 움직여 손떨림을 보정할 수 있는 기술이 있다. 이 기술의 경우, 이미지 보정을 위해 광학계를 광축과 수직인 평면 내에서 이동 조정하므로 구조가 복잡하고 소형화에 적합하지 않다.
또한, 광학 모듈의 초점을 정확하고 빠르게 맞추기 위한 요구가 있다.
실시 예는 제1 코일의 자기장의 영향에 기인하는 위치 센서의 오동작 또는 오류를 방지할 수 있는 렌즈 구동 장치를 제공한다.
실시 예에 따른 렌즈 구동 장치는 외주면에 제1 코일이 배치되는 보빈(bobbin); 상기 보빈의 외주면에 상기 제1 코일과 이격하여 배치되는 제1 위치 센서; 상기 제1 위치 센서와 대향하도록 배치되는 제1 마그네트; 상기 제1 코일과 대향하도록 배치되고, 상기 제1 코일과 전자기적 상호 작용에 의하여 상기 보빈을 광축과 평행한 방향으로 이동시키는 제2 마그네트; 상기 제1 마그네트와 상기 제2 마그네트를 지지하는 하우징; 및 상기 보빈 및 상기 하우징과 결합되는 상측 및 하측 탄성 부재를 포함하며, 상기 제1 위치 센서는 상기 보빈과 함께 이동한다.
상기 제1 위치 센서는 상기 광축과 수직인 방향으로 상기 제1 마그네트의 적어도 일부와 오버랩될 수 있다.
상기 광축과 수직인 방향으로 상기 제1 위치 센서는 상기 제2 마그네트와 오버랩되지 않을 수 있다.
상기 제1 코일은 상기 보빈의 외주면의 하측에 배치되고, 상기 제1 위치 센서는 상기 보빈의 외주면의 상측에 배치될 수 있다.
상기 제1 마그네트는 상기 제2 마그네트와 광축과 평행한 방향으로 오버랩될 수 있다.
상기 제1 마그네트는 상기 제2 마그네트와 광축과 평행한 방향으로 오버랩되지 않을 수 있다.
상기 제1 마그네트는 상기 제1 위치 센서와 상기 제1 마그네트가 마주보는 방향과 평행한 방향으로 상기 제2 마그네트와 오버랩되지 않을 수 있다.
상기 제1 위치 센서는 상기 상측 탄성 부재 또는 상기 하측 탄성 부재 중 적어도 하나와 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 렌즈 구동 장치는 상기 제2 마그네트와 대향하여 배치되는 제2 코일; 상기 제2 코일이 배치되는 회로 기판; 상기 회로 기판 아래에 배치되는 베이스; 상기 하우징을 상기 베이스에 대하여 상기 광축과 수직인 방향으로 이동 가능하게 지지하고, 상기 상측 또는 상기 하측 탄성 부재 중 적어도 하나와 상기 회로 기판을 연결하는 복수의 지지 부재; 및 상기 광축과 수직인 방향으로 상기 베이스에 대한 상기 하우징의 변위를 감지하는 제2 위치 센서를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 위치 센서는 상기 제1 마그네트의 자기장의 세기를 감지한 결과에 따라 상기 보빈의 변위를 감지할 수 있다.
다른 실시 예에 따른 렌즈 구동 장치는 외주면에 제1 코일이 배치되는 보빈(bobbin); 상기 제1 코일과 이격하여 상기 보빈의 외주면에 배치되는 센서 기판;상기 센서 기판 상에 배치되는 제1 위치 센서; 상기 제1 위치 센서와 대향하도록 배치되는 제1 마그네트; 상기 제1 코일과 대향하도록 배치되고, 상기 제1 코일과 전자기적 상호 작용에 의하여 상기 보빈을 광축과 평행한 방향으로 이동시키는 제2 마그네트; 상기 제1 마그네트와 상기 제2 마그네트를 지지하는 하우징; 및 상기 보빈 및 상기 하우징과 결합되는 상측 및 하측 탄성 부재를 포함하며, 상기 제1 위치 센서는 상기 보빈과 함께 이동한다.
상기 센서 기판은 외주면에 장착 홈을 구비하고, 상기 제1 위치 센서는 상기 장착 홈에 배치될 수 있다.
상기 센서 기판은 상기 상측 탄성 부재 또는 상기 하측 탄성 부재 중 적어도 하나와 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 센서 기판은 상기 보빈의 외주면에 배치되고, 상기 제1 위치 센서가 배치되는 몸체; 상기 몸체로부터 돌출되고, 상기 상측 탄성 부재 또는 상기 하측 탄성 부재 중 적어도 하나와 전기적으로 연결되는 탄성 부재 접촉부들; 및 상기 몸체에 형성되고 상기 제1 위치 센서와 상기 탄성 부재 접촉부들과 전기적으로 연결되는 회로 패턴을 포함할 수 있다.
상기 보빈의 외주면과 내주면 사이에는 상기 센서 기판이 삽입되는 지지홈이 형성될 수 있다.
상기 보빈의 외주면에는 상기 지지 홈에 삽입된 상기 센서 기판 상에 배치되는 제1 위치 센서를 수용하는 수용 홈이 형성될 수 있다.
상기 하우징은 상기 제2 마그네트가 배치되는 제1 측부들, 및 상기 제1 측부들 사이에 배치되는 제2 측부들을 포함하며, 상기 보빈의 외주면은 상기 하우징의 제1 측부들과 대응하는 제1 측면들, 및 상기 제1 측면들 사이에 배치되는 제2 측면들을 포함할 수 있다.
상기 제1 마그네트는 상기 하우징의 제1 측부들 중 어느 하나에 배치될 수 있고, 상기 제1 위치 센서는 상기 보빈의 제1 측면들 중에서 상기 제1 마그네트가 배치되는 상기 하우징의 제1 측부와 대응하는 어느 하나에 배치될 수 있다.
또는 상기 제1 마그네트는 상기 하우징의 제2 측부들 중 어느 하나에 배치될 수 있고, 상기 제1 위치 센서는 상기 보빈의 제2 측면들 중에서 상기 제1 마그네트가 배치되는 상기 하우징의 제2 측부와 대응하는 어느 하나에 배치될 수 있다.
상기 제1 위치 센서는 홀 센서(hall sensor)일 수 있다.
실시 예는 제1 코일의 자기장의 영향에 기인하는 위치 센서의 오동작 또는 오류를 방지할 수 있다.
도 1은 실시 예에 의한 렌즈 구동 장치의 개략적인 사시도를 나타낸다.
도 2는 도 1에 도시된 렌즈 구동 장치의 분해 사시도를 나타낸다.
도 3은 도 1의 커버 부재를 제거한 렌즈 구동 장치의 결합 사시도를 나타낸다.
도 4는 도 1에 도시된 보빈, 제1 코일, 제2 마그네트, 제1 위치 센서 및 센서 기판의 분해 사시도를 나타낸다.
도 5a는 도 4에 도시된 보빈 및 마그네트의 평면도를 나타낸다.
도 5b는 도 4에 도시된 센서 기판의 다른 실시 예에 의한 사시도를 나타ㄴ내고, 낸다.
도 5c는 도 4에 도시된 제1 위치 센서 및 센서 기판의 일 실시 예에 의한 배면 사시도를 나타낸다.
도 6은 도 1에 도시된 하우징의 평면 사시도를 나타낸다.
도 7은 도 1에 도시된 하우징, 제1 마그네트, 및 제2 마그네트의 저면 분해 사시도를 나타낸다.
도 8은 도 3에 도시된 I-I' 선을 따라 절개한 단면도를 나타낸다.
도 9는 도 1의 보빈, 하우징, 상측 탄성 부재, 제1 위치 센서, 센서 기판 및 복수의 지지 부재가 결합된 평면 사시도를 나타낸다.
도 10은 도 1의 보빈, 하우징, 하측 탄성 부재 및 복수의 지지 부재가 결합된 저면 사시도를 나타낸다.
도 11은 도 1에 도시된 상측 탄성 부재, 하측 탄성 부재, 제1 위치 센서, 센서 기판, 베이스, 지지 부재 및 회로 기판의 결합 사시도를 나타낸다.
도 12는 도 1에 도시된 베이스, 제2 코일 및 회로 기판의 분해 사시도를 나타낸다.
도 13a는 도 1의 제1 코일, 제1 위치 센서, 제1 마그네트, 및 제2 마그네트의 배치 관계의 일 실시 예를 나타낸다.
도 13b는 도 1의 제1 코일, 제1 위치 센서, 제1 마그네트, 및 제2 마그네트의 배치 관계의 다른 실시 예를 나타낸다.
도 14는 AF용 코일과 인접하는 AF용 위치 센서의 오류를 나타내는 그래프이다.
도 15는 도 1에 도시된 제1 위치 센서 및 제1 마그네트의 다른 실시 예에 따른 배치를 나타낸다.
도 16은 도 15에 도시된 제1 마그네트를 장착하기 위한 하우징의 안착 홈을 나타낸다.
도 17은 도 15 및 도 16에 도시된 실시 예에 대한 도 3의 I-I' 선을 따라 절개한 단면도를 나타낸다.
이하, 실시 예들은 첨부된 도면 및 실시 예들에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다. 실시 예의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "상/위(on)"에 또는 "하/아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상/위(on)"와 "하/아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 상/위 또는 하/아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
도면에서 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다. 또한 동일한 참조번호는 도면의 설명을 통하여 동일한 요소를 나타낸다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예에 의한 렌즈 구동 장치에 대해 다음과 같이 살펴본다. 설명의 편의상, 실시 예에 의한 렌즈 구동 장치는 데카르트 좌표계(x, y, z)를 사용하여 설명하지만, 다른 좌표계를 사용하여 설명할 수도 있으며, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 각 도면에서 x축과 y축은 광축 방향인 z축에 대하여 수직한 방향을 의미하며, 광축 방향인 z축 방향을 '제1 방향'이라 칭하고, x축 방향을 '제2 방향'이라 칭하고, y축 방향을 '제3 방향'이라 칭할 수 있다.
스마트폰 또는 태블릿 PC 등과 같은 모바일 디바이스의 소형 카메라 모듈에 적용되는 '손떨림 보정 장치'란 정지 화상의 촬영 시 사용자의 손떨림에 의해 기인한 진동으로 인해 촬영된 이미지의 외곽선이 또렷하게 형성되지 못하는 것을 방지할 수 있도록 구성된 장치를 의미할 수 있다.
또한, '오토 포커싱 장치'란, 피사체의 화상의 초점을 자동으로 이미지 센서 면에 결상시키는 장치이다. 이와 같은 손떨림 보정 장치와 오토 포커싱 장치는 다양하게 구성할 수 있는데, 실시 예에 의한 렌즈 구동 장치는, 적어도 한 장의 렌즈로 구성된 광학 모듈을 광축에 대해 평행한 제1 방향으로 움직이거나, 제1 방향에 수직인 제2 및 제3 방향에 의해 형성되는 면에 대하여 움직여 손떨림 보정 동작 및/또는 오토 포커싱 동작을 수행할 수 있다.
도 1은 실시 예에 의한 렌즈 구동 장치(100)의 개략적인 사시도를 나타내고, 도 2는 도 1에 도시된 렌즈 구동 장치(100)의 분해 사시도를 나타낸다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 렌즈 구동 장치(100)는 커버 부재(300), 상측 탄성 부재(150), 센서 기판(180), 제1 위치 센서(170), 제1 코일(120), 보빈(bobbin, 110), 하우징(housing, 140), 제1 마그네트(magnet, 190), 제2 마그네트(130), 하측 탄성 부재(160), 복수의 지지 부재(220), 제2 코일(230), 회로 기판(250), 제2 위치 센서(240), 및 베이스(210)를 포함한다.
보빈(110), 제1 코일(120), 제2 마그네트(130), 하우징(140), 상측 탄성 부재(150), 및 하측 탄성 부재(160)는 제1 렌즈 구동 유닛을 구성할 수 있다. 또한 제1 렌즈 구동 유닛은 제1 위치 센서(170)를 더 포함할 수도 있다. 제1 렌즈 구동 유닛은 오토 포커스용일 수 있다.
또한 제2 코일(230), 회로 기판(250), 베이스(210), 및 복수의 지지 부재(220)는 제2 렌즈 구동 유닛을 이룰 수 있다. 또한 제2 렌즈 구동 유닛은 제2 위치 센서(240)를 더 포함할 수 있다. 제2 렌즈 구동 유닛은 손떨림 보정용일 수 있다.
먼저 커버 부재(300)에 대하여 설명한다.
커버 부재(300)는 베이스(210)와 함께 형성되는 수용 공간 내에 상측 탄성 부재(150), 보빈(110), 제1 코일(120), 하우징(140), 제1 마그네트(190), 제2 마그네트(130), 하측 탄성 부재(160), 복수의 지지 부재(220), 제2 코일(230), 회로 기판(250)을 수용한다.
커버 부재(300)는 하부가 개방되고, 상단부 및 측벽들을 포함하는 상자 형태일 수 있으며, 커버 부재(300)의 하부는 베이스(210)의 상부와 결합될 수 있다. 커버 부재(300)의 상단부의 형상은 다각형, 예컨대, 사각형 또는 팔각형 등일 수 있다.
커버 부재(300)는 보빈(110)과 결합하는 렌즈(미도시)를 외부광에 노출시키는 중공을 상단부에 구비할 수 있다. 또한, 카메라 모듈의 내부에 먼지나 수분 등의 이물질이 침투하는 것을 방지하기 위하여 커버 부재(300)의 중공에는 광투과성 물질로 이루어진 윈도우(Window)가 추가적으로 구비될 수 있다.
커버 부재(300)의 재질은 제2 마그네트(130)와 붙는 현상을 방지하기 위하여 SUS 등과 같은 비자성체일 수 있으나, 자성 재질로 형성하여 요크(yoke) 기능을 할 수도 있다.
도 3은 도 1의 커버 부재(300)를 제거한 렌즈 구동 장치(100)의 결합 사시도를 나타내고, 도 4는 도 1에 도시된 보빈(110), 제1 코일(120), 제2 마그네트(130;130-1, 130-2, 130-3, 130-4), 제1 위치 센서(170) 및 센서 기판(180)의 분해 사시도를 나타낸다.
다음으로 보빈(110)을 설명한다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 보빈(110)은 후술하는 하우징(140)의 내측에 배치되고, 제1 코일(120)과 제2 마그네트(130) 간의 전자기적 상호 작용에 의하여 광축 방향 또는 광축과 평행한 제1 방향, 예컨대, Z축 방향으로 이동 가능하다.
보빈(110)은 도시하지는 않았으나, 내부에 적어도 하나 이상의 렌즈가 설치되는 렌즈 배럴(lens barrel, 미도시)을 포함할 수 있으며, 렌즈 배럴은 보빈(110)의 내측에 다양한 방식으로 결합할 수 있다.
보빈(110)은 렌즈 또는 렌즈 배럴의 장착을 위하여 중공을 갖는 구조일 수 있다. 중공의 형상은 원형, 타원형, 또는 다각형일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
보빈(110)은 제1 및 제2 돌출부(111, 112)를 포함할 수 있다.
보빈(110)의 제1 돌출부(111)는 가이드(guide)부(111a) 및 제1 스토퍼(stopper)(111b)를 포함할 수 있다.
보빈(110)의 가이드부(111a)는 상측 탄성 부재(150)의 설치 위치를 가이드 하는 역할을 수행할 수도 있다. 예를 들어, 도 3에 예시된 바와 같이, 보빈(110)의 가이드부(111a)는 상측 탄성 부재(150)의 제1 프레임 연결부(153)가 지나가는 경로를 가이드할 수 있다.
예컨대, 복수 개의 가이드부(111a)가 제1 방향에 직교하는 제2 및 제3 방향으로 돌출 형성될 수 있다. 또한, 예시된 바와 같이 가이드부(111a)는 x축과 y축이 형성하는 평면 상에서 보빈(110)의 중심에 대해 대칭 구조로 마련될 수도 있고, 예시된 바와 달리 다른 부품들과의 간섭이 배제된 비대칭 구조로 마련될 수도 있다.
보빈(110)의 제2 돌출부(112)는 제1 방향과 직교하는 제2 및 제3 방향으로 돌출되어 형성될 수 있다. 또한, 보빈(110)의 제2 돌출부(112)의 상부면(112a)에는 후술되는 상측 탄성 부재(150)의 제1 내측 프레임(151)이 안착될 수 있는 형상을 가질 수 있다.
보빈(110)의 제1 돌출부(111)의 제1 스토퍼(111b) 및 제2 돌출부(112)는 보빈(110)이 오토 포커싱 기능을 위해 광축에 평행한 방향인 제1 방향 또는 제1 방향에 평행한 방향으로 움직일 때, 외부 충격 등에 의해 보빈(110)이 규정된 범위 이상으로 움직이더라도, 보빈(110)의 몸체 바닥면이 베이스(210) 및 회로 기판(250)의 상부면에 직접 충돌하는 것을 방지하는 역할을 수행할 수 있다.
이를 위해, 보빈(110)의 제1 스토퍼(111b)는 보빈(110)의 외주면으로부터 원주 방향인 제2 또는 제3 방향으로 보빈(110)의 가이드부(111a)보다 더 돌출 형성될 수 있으며, 보빈(110)의 제2 돌출부(112)도 상측 탄성 부재(150)가 안착되는 상부면(112a)보다 옆으로 더 돌출되어 형성될 수 있다.
보빈(110)은 센서 기판(180)이 제1 방향(z축 방향)으로 삽입될 수 있도록 보빈(110)의 내주면(110a)과 외주면(110b) 사이에 마련되는 지지홈(114)을 구비할 수 있다. 예컨대, 보빈(110)의 지지홈(114)은 센서 기판(180)의 제1 방향(z축 방향)으로 삽입될 수 있도록 보빈(110)의 내주면(110a)과 제1 및 제2 돌출부(111,112) 사이에 마련될 수 있다.
보빈(110)은 센서 기판(180)에 배치, 결합, 또는 실장된 제1 위치 센서(170)를 수용하기에 적합한 수용홈(116)을 가질 수 있다.
또한 보빈(110)은 센서 기판(180)에 실장된 제1 위치 센서(170)가 제1 방향으로 삽입될 수 있도록 보빈(110)의 제1 및 제2 돌출부(111, 112) 사이의 공간에 마련되는 수용홈(116)을 구비할 수 있다.
보빈(110)은 하측 탄성 부재(160)에 결합 및 고정되는 지지 돌기(117, 도 8 참조)를 하부면에 구비할 수 있다.
보빈(110)의 제1 및 제2 돌출부(111, 112)의 저면과 하우징(140)의 제1 안착홈(146)의 바닥면(146a)이 접촉된 상태가 초기 위치로 설정되면, 오토 포커싱 기능은 기존의 보이스 코일 모터(VCM:Voice Coil Motor)에서의 단방향 제어와 같이 제어될 수 있다. 즉, 전류가 제1 코일(120)에 공급될 때 보빈(110)이 상승하고, 전류의 공급이 차단될 때 보빈(120)이 하강하여, 오토 포커싱 기능이 구현될 수 있다.
그러나, 보빈(110)의 제1 및 제2 돌출부(111, 112)의 저면과 제1 안착홈(146)의 바닥면(146a)이 일정 거리 이격된 위치가 초기 위치로 설정되면, 오토 포커싱 기능은 기존의 보이스 코일 모터에서의 양방향 제어와 같이 전류의 방향에 따라 제어될 수 있다. 즉, 보빈(110)을 광축에 평행한 상측 또는 하측 방향으로 움직이는 동작을 통해 오토 포커싱 기능이 구현될 수도 있다. 예를 들면, 정방향 전류가 인가되면 보빈(110)이 상측으로 이동할 수 있으며, 역방향 전류가 인가되면 보빈(110)이 하측으로 이동할 수 있다.
다음으로 제1 코일(120)에 대하여 설명한다.
제1 코일(120)은 보빈(110)의 외주면(110b, 도 4 참조) 상에 배치된다. 제1 코일(120)은 제1 위치 센서(170)와 광축과 수직인 방향으로 오버랩되지 않도록 배치될 수 있다.
예컨대, 제1 코일(130)과 제1 위치 센서(170)는 광축과 수직인 방향으로 서로 간섭 또는 오버랩되지 않도록, 제1 위치 센서(170)는 보빈(110)의 외주면(110a) 상측에 배치될 수 있고, 제1 코일(120)은 보빈(110)의 외주면(110a) 하측에 배치될 수 있다.
제1 코일(120)은 도 4에 도시된 바와 같이 광축을 중심으로 회전하는 방향으로 보빈(110)의 외주면(110a)을 감싸도록 권선될 수 있다.
제1 코일(120)은 작업자 또는 기계에 의해 보빈(110)의 외주면에 권선된 후에 제1 코일(120)의 양 끝단인 시선과 종선은 각각 보빈(110)의 저면으로부터 제1 방향으로 돌출된 한 쌍의 권선 돌기(119)에 감아 고정할 수 있다.
이때, 작업자에 따라 권선 돌기(119)에 감기는 제1 코일(120)의 끝단의 위치는 가변될 수 있다. 도 11에 예시된 바와 같이 권선 돌기(119)는 보빈(110)의 중심에 대하여 대칭되는 위치에 한 쌍이 배치될 수 있지만, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.
도 8에 예시된 바와 같이 제1 코일(120)은 보빈(110)의 외측에 형성된 코일 홈부(118)에 삽입 결합될 수 있다.
도 2에 예시된 바와 같이, 제1 코일(120)은 각진 링 형상의 코일 블록으로 마련될 수도 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 다른 실시 예에 의하면 제1 코일(120)은 보빈(110)의 외주면에 직접 권선할 수도 있고, 코일 링(미도시)을 이용하여 권선될 수도 있다. 여기서, 코일 링은 센서 기판(180)이 보빈(110)의 지지홈(114)에 끼워져서 고정되는 모습과 마찬가지로 보빈(110)에 결합될 수 있으며, 제1 코일(120)은 보빈(110)의 외측에 감기거나 배치되는 대신에 코일 링에 감길 수 있다. 어느 경우에나 제1 코일(120)의 시선과 종선은 권선 돌기(119)에 감아 고정할 수 있으며, 그 외의 구성은 동일하다.
제1 코일(120)은 도 2에 도시된 바와 같이 대략 8각 형상으로 형성될 수 있다. 이는 보빈(110)의 외주면의 형상에 대응되는 것으로, 도 5a에 예시된 바와 같이 보빈(110)이 8각 형상이기 때문이다.
또한, 제1 코일(120)에서 적어도 4면은 직선으로 마련될 수 있고, 이들 면을 연결하는 모서리 부분도 직선으로 마련될 수 있으나, 이를 한정하는 것은 아니며 라운드 형태로 형성하는 것도 가능하다.
제1 코일(120)에서 직선으로 형성된 부분은 제2 마그네트(130)와 대응되는 면이 되도록 제1 코일(120)을 배치할 수 있다. 또한, 제1 코일(120)과 대응되는 제2 마그네트(130)의 면은 제1 코일(120)의 곡률과 같은 곡률을 가질 수 있다.
즉, 제1 코일(120)이 직선이면, 대응되는 제2 마그네트(130)의 면은 직선일 수 있으며, 제1 코일(120)이 곡선이면, 대응되는 제2 마그네트(130)의 면은 곡선일 수 있다. 또한, 제1 코일(120)이 곡선이더라도 대응되는 제2 마그네트(130)의 면은 직선일 수 있으며, 그 반대일수도 있다.
제1 코일(120)은 전류가 공급되면 제2 마그네트(130)와 상호 작용을 통해 전자기력을 형성할 수 있으며, 형성된 전자기력이 보빈(110)을 제1 방향 또는 제1 방향과 평행한 방향으로 이동시킬 수 있다.
제1 코일(120)은 제2 마그네트(130)와 대응되게 구성될 수 있는데, 제2 마그네트(130)가 단일 몸체로 구성되어 제1 코일(120)과 마주보는 면 전체가 동일한 극성을 가지도록 마련되면, 제1 코일(120) 또한 제2 마그네트(130)와 대응되는 면이 동일한 극성을 가지도록 구성될 수 있다.
제2 마그네트(130)가 광축에 수직한 면으로 2분할 또는 4분할되어 제1 코일(120)과 마주보는 면이 2개 또는 그 이상으로 구분될 경우, 제1 코일(120) 역시 분할된 제2 마그네트(130)와 대응되는 개수로 분할 구성되는 것도 가능하다.
다음으로 제1 위치 센서(170) 및 센서 기판(180)에 대하여 설명한다.
제1 위치 센서(170)는 보빈(110)에 배치, 결합, 또는 실장되어, 보빈(110)과 함께 이동할 수 있다.
광축에 평행한 제1 방향 또는 제1 방향과 평행한 방향으로 보빈(110)이 이동할 때, 제1 위치 센서(170)는 보빈(110)과 함께 이동할 수 있다. 또한 제1 위치 센서(170)는 보빈(110)의 이동에 따른 제1 마그네트(190)의 자기장의 세기를 감지할 수 있고, 감지한 결과에 따른 궤환 신호를 출력할 수 있다. 궤환 신호를 이용하여 보빈(110)의 제1 방향 또는 제1 방향과 평행한 방향으로의 변위가 조정될 수 있다.
제1 위치 센서(170)는 센서 기판(180)과 전기적으로 연결될 수 있으며, 홀 센서(Hall sensor)를 포함하는 드라이버 형태로 구현되거나, 또는 홀 센서 등과 같은 위치 검출 센서 단독으로 구현될 수 있다.
제1 위치 센서(170)는 다양한 형태로 보빈(110)에 배치, 결합, 또는 실장될 수 있으며, 제1 위치 센서(170)가 배치, 결합 또는 실장되는 형태에 따라 제1 위치 센서(170)는 다양한 방법으로 전류를 인가받을 수 있다.
제1 위치 센서(170)는 보빈(110)의 외주면에 배치, 결합, 또는 실장될 수 있다. 제1 위치 센서(170)는 센서 기판(180)에 배치, 결합, 또는 실장되고, 센서 기판(180)은 보빈(110)에 결합될 수 있다. 즉 제1 위치 센서(170)는 센서 기판(180)을 통하여 보빈(110)에 간접적으로 배치, 결합, 또는 실장될 수 있다.
제1 위치 센서(170)는 후술하는 상측 탄성 부재(150) 또는 하측 탄성 부재(160) 중 적어도 하나와 전기적으로 연결될 수 있다. 예컨대, 제1 위치 센서(170)는 상측 탄성 부재(150)와 전기적으로 연결될 수 있다.
도 5a는 도 4에 도시된 보빈(110) 및 마그네트(130:130-1, 130-2, 130-3, 130-4)의 평면도를 나타내고, 도 5b는 도 4에 도시된 센서 기판(180)의 다른 실시 예에 의한 사시도를 나타내고, 도 5c는 도 4에 도시된 제1 위치 센서(170) 및 센서 기판(180)의 일 실시 예에 의한 배면 사시도를 나타낸다.
도 4 및 도 5a를 참조하면, 센서 기판(180)은 보빈(110)에 장착되며, 광축 또는 광축과 평행한 방향으로 보빈(110)과 함께 이동할 수 있다.
예컨대, 센서 기판(180)은 보빈(110)의 지지홈(114)에 삽입되어 보빈(110)에 결합될 수 있다. 센서 기판(180)은 보빈(110)에 장착되기에 적합하면 충분하며, 도 4에서는 링(ring) 형상을 예시하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 위치 센서(170)는 에폭시 또는 양면 테이프 등의 접착 부재를 이용하여 센서 기판(180)의 전면에 부착되어 지지될 수 있다.
보빈(110)의 외주면은 제2 마그네트(130)가 배치되는 하우징(140)의 제1 측부들(141)과 대응하는 제1 측면들(S1), 및 제1 측면들(S1) 사이에 배치되고 제1 측면들(S1)을 서로 연결하는 제2 측면들(S2)을 포함할 수 있다.
제1 위치 센서(170)는 보빈(110)의 제1 측면들(S1) 중 어느 하나 상에 배치될 수 있다. 예컨대, 보빈(110)의 수용홈(116)은 보빈(110)의 제1 측면들(S1) 중 어느 하나에 마련될 수 있으며, 제1 위치 센서(170)는 보빈(110)의 수용홈(116) 내에 배치될 수 있다.
도 5b를 참조하면, 제1 위치 센서(170)는 센서 기판(180)의 외주면의 상측(A1), 중간(A2) 또는 하측(A3)에 다양한 형태로 배치, 결합, 또는 실장될 수 있다. 이때, 제1 위치 센서(170)는 센서 기판(180)의 회로를 통해 외부로부터 전류를 인가받을 수 있다.
예컨대, 제1 위치 센서(170)는 센서 기판(180)의 외주면의 상측(A1)에 배치, 결합 또는 실장될 수 있다. 이는 제1 위치 센서(170)를 제1 코일(120)로부터 멀리 배치시킴으로써, 고주파 영역에서 제1 위치 센서(170)가 제1 코일(120)의 자기장의 영향을 받지 않도록 하여, 제1 위치 센서(170)의 오동작 및 에러를 방지하기 위함이다.
도 5b에 도시된 바와 같이, 센서 기판(180)은 외주면의 상측(A1)에 장착홈(183)을 구비할 수 있고, 제1 위치 센서(170)는 센서 기판(180)의 장착홈(183)에 배치, 결합, 또는 실장될 수 있다.
제1 위치 센서(170)의 조립을 위한 에폭시 주입 등이 보다 원활하게 이루어지도록 하기 위하여 센서 기판(180)의 장착홈(183)의 적어도 한 면에는 테이퍼진 경사면(미도시)이 마련될 수 있다. 또한, 센싱 기판(180)의 장착홈(183)에 별도의 에폭시 등이 주입되지 않을 수도 있으나, 에폭시 등을 주입하여 제1 위치 센서(170)의 배치력, 결합력, 또는 실장력을 증가시킬 수도 있다.
센서 기판(180)은 몸체(182), 탄성 부재 접촉부(184-1, 184-2, 184-3, 184-4) 및 회로 패턴(L1, L2, L3, L4)을 포함할 수 있다.
보빈(110)의 지지홈(114)이 보빈(110)의 외주면과 동일한 형상을 가질 경우, 보빈(110)의 지지홈(114)에 삽입되는 센서 기판(180)의 몸체(182)는 지지홈(114)에 삽입되어 고정 가능한 형상을 가질 수 있다.
도 3 내지 도 5a에 예시된 바와 같이, 보빈(110)의 지지홈(114)과 센서 기판(180)의 몸체(182)는 원형 평면 형상을 가질 수 있지만, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 다른 실시 예에 의하면, 보빈(110)의 지지홈(114)과 센서 기판(180)의 몸체(182)는 다각형 평면 형상을 가질 수도 있다.
도 5b를 참조하면, 센서 기판(180)의 몸체(182)는 제1 위치 센서(170)가 배치, 결합, 또는 실장되는 제1 세그먼트(182a), 및 제1 세그먼트(182a)에 접하여 연장되고 보빈(110)의 지지홈(114)에 삽입되는 제2 세그먼트(182b)를 포함할 수 있다.
센서 기판(180)은 제1 세그먼트(182a)와 마주하는 부분에 오프닝(opening, 181)을 마련하여 보빈(110)의 지지홈(114)에 용이하게 삽입될 수 있으나, 실시 예는 센서 기판(180)의 특정 형상에 국한되지 않는다.
또한, 센서 기판(180)의 탄성 부재 접촉부(184-1, 184-2, 184-3, 184-4)는 센서 기판(180)의 몸체(182)로부터 제1 내측 프레임(151)과 접촉 가능한 방향 예를 들어, 광축 방향인 제1 방향 또는 제1 방향에 대해 평행한 방향으로 돌출될 수 있다.
센서 기판(180)의 탄성 부재 접촉부(184-1, 184-2, 184-3, 184-4)는 후술되는 상측 탄성 부재(150)의 제1 내측 프레임(151)과 연결될 부분이다.
센서 기판(180)의 회로 패턴(L1, L2, L3, L4)은 센서 기판(180)의 몸체(182)에 형성되고 제1 위치 센서(170)와 탄성 부재 접촉부(184-1, 184-2, 184-3, 184-4)를 전기적으로 연결할 수 있다.
예를 들어, 제1 위치 센서(170)는 홀 센서로 마련될 수 있으며, 자기장의 세기를 감지할 수 있는 센서라면 어떠한 것이든 사용 가능할 수 있다. 만일, 제1 위치 센서(170)가 홀 센서로 구현될 경우, 홀 센서(170)는 복수의 핀들을 가질 수 있다.
예를 들어, 복수의 핀들은 입력 핀들(P11,P12), 및 출력 핀들(P21, P22)을 포함할 수 있다. 출력 핀들(P21, P22)을 통하여 출력되는 신호는 전류 형태일 수 있으나, 실시 예는 이에 한정되는 것은 아니며, 전압 형태일 수도 있다.
제1 위치 센서(170)의 입력 핀들(P11,P12) 및 출력 핀들(P21, P22)은 회로 패턴(L1, L2, L3, L4)을 통하여 탄성 부재 접촉부(184-1, 184-2, 184-3, 184-4)와 서로 전기적으로 각각 연결될 수 있다.
예를 들어, 도 5c를 참조하면, 회로 패턴의 제1 라인(L1)은 제1 입력 핀(P11)과 제4 탄성 부재 접촉부(184-4)를 전기적으로 연결할 수 있고,
회로 패턴의 제1 라인(L1)은 제1 입력 핀(P11)과 제4 탄성 부재 접촉부(184-4)를 전기적으로 연결할 수 있고, 회로 패턴의 제2 라인(L2)은 제2 입력 핀(P12)과 제3 탄성 부재 접촉부(184-3)를 전기적으로 연결할 수 있고, 회로 패턴의 제3 라인(L3)은 제1 출력 핀(P21)과 제1 탄성 부재 접촉부(184-1)를 전기적으로 연결할 수 있고, 회로 패턴의 제4 라인(L4)은 제2 출력 핀(P22)과 제2 탄성 부재 접촉부(184-2)를 전기적으로 연결할 수 있다.
실시 예에 의하면, 제1 내지 제4 라인(L1, L2, L3. L4)은 육안으로 보이도록 형성될 수도 있고, 다른 실시 예에 의하면, 이들(L1, L2, L3, L4)은 육안으로 보이지 않도록 센서 기판(180)의 몸체(182)에 형성될 수도 있다.
제1 위치 센서(170)는 하우징(140)에 배치되는 제1 마그네트(190)에 대향하거나 또는 정렬될 수 있다.
예컨대, 제1 위치 센서(170)의 적어도 일부는 광축과 수직인 제2 방향으로 제1 마그네트(190)와 중첩될 수 있고, 제2 마그네트(130)와 중첩되지 않을 수 있다.
예컨대, 제1 위치 센서(170)의 중심을 지나고, 광축과 수직인 제2 방향과 평행한 가상의 수평선(172)이 제1 마그네트(190)의 중앙에 정렬되도록 제1 위치 센서(170)는 배치될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이때, 가상의 수평선(172)이 제1 마그네트(190)의 중앙과 일치하는 지점을 기준점으로 보빈(110)은 광축 방향인 제1 방향 또는 제1 방향과 평행한 방향으로 승강 이동할 수 있지만, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.
다른 실시 예에서는 광축과 수직인 제2 방향으로 제1 위치 센서(170)의 중심은 제1 마그네트의 중심(190)에 정렬될 수 있으며, 광축과 수직인 제2 방향으로 적어도 제1 위치 센서(170)의 중심은 제2 마그네트(130)와 오버랩되지 않을 수 있으나, 제1 위치 센서(170)의 중심을 제외한 나머지 부분은 제2 마그네트(130)와 오버랩될 수도 있다.
또한 다른 실시 예에서는 광축과 수직인 제2 방향으로 제1 위치 센서(170)의 중심은 제2 마그네트(130)의 중심과 오버랩되지 않을 수 있으나, 제2 마그네트(130)의 중심을 제외한 나머지 부분은 제1 위치 센서(170)의 중심과 오버랩될 수도 있다.
다음으로 하우징(140)을 설명한다.
하우징(140)은 센싱용인 제1 마그네트(190), 및 구동용인 제2 마그네트(130)를 지지하며, 광축과 평행한 제1 방향으로 보빈(110)이 이동할 수 있도록 내부에 보빈(110)을 수용한다.
하우징(140)은 전체적으로 중공 기둥 형상일 수 있다. 예컨대, 하우징(140)은 다각형(예컨대, 사각형, 또는 팔각형) 또는 원형의 중공(201)을 구비할 수 있다.
도 6은 도 1에 도시된 하우징(140)의 평면 사시도를 나타내고, 도 7은 도 1에 도시된 하우징(140), 제1 마그네트(190), 및 제2 마그네트(130)의 저면 분해 사시도를 나타내고, 도 8은 도 3에 도시된 I-I' 선을 따라 절개한 단면도를 나타내고, 도 9는 도 1의 보빈(110), 하우징(140), 상측 탄성 부재(150), 제1 위치 센서(170), 센서 기판(180) 및 복수의 지지 부재(220)가 결합된 평면 사시도를 나타내고, 도 10은 도 1의 보빈(110), 하우징(140), 하측 탄성 부재(160) 및 복수의 지지 부재(220)가 결합된 저면 사시도를 나타낸다.
하우징(140)은 보빈(110)의 제1 및 제2 돌출부(111, 112)와 대응되는 위치에 형성되는 제1 안착홈(146)을 구비할 수 있다.
하우징(140)은 보빈(110)의 제1 및 제2 돌출부(111, 112) 사이의 제1 폭(W1)을 갖는 공간과 대응하는 제3 돌출부(148)를 구비할 수 있다.
보빈(110)과 대향하는 하우징(140)의 제3 돌출부(148)의 면은 보빈(110)의 측부 형상과 동일한 형상을 가질 수 있다. 이때, 도 4에 도시된 보빈(110)의 제1 및 제2 돌출부(111, 112) 사이의 제1 폭(W1)과 도 6에 도시된 하우징(140)의 제3 돌출부(148)의 제2 폭(W2)이 일정 공차를 가질 수 있다. 이로 인하여 보빈(110)의 제1 및 제2 돌출부(111, 112) 사이에서 하우징(40)의 제3 돌출부(148)가 회전하는 것이 규제될 수 있다. 그러면, 보빈(110)이 광축 방향이 아닌 광축을 중심으로 회전하는 방향으로 힘을 받더라도, 하우징(140)의 제3 돌출부(148)가 보빈(110)의 회전을 방지할 수 있다.
예컨대, 하우징(140)의 외곽의 상측은 사각 평면 형상을 갖지만 도 6 및 도 7에 예시된 바와 같이 내곽의 하측은 8각 평면 형상을 가질 수 있다. 하우징(140)은 복수의 측부들을 포함할 수 있으며, 예를 들어, 4개의 제1 측부들(141)과 4개의 제2 측부들(142)을 포함할 수 있다.
하우징(140)의 제1 측부들(141)은 제2 마그네트(130)가 설치되는 부분에 해당할 수 있다. 하우징(140)의 제2 측부들(142)은 인접하는 2개의 제1 측부들 사이에 위치할 수 있고, 지지 부재(220)가 배치되는 부분에 해당할 수 있다. 하우징(140)의 제1 측부들(141)은 하우징(140)의 제2 측부들(142)을 상호 연결하며, 일정 깊이의 평면을 포함할 수 있다.
하우징(140)의 제1 측부들(141) 각각은 이와 대응되는 제2 마그네트(130)의 면적과 동일하거나 넓은 면적을 가질 수 있다.
하우징(140)은 제1 마그네트(190) 및 제2 마그네트들(130-1, 130-2,130-3,130-4)을 수용하기 위하여 제1 측부들(141)의 내면에 마련되는 마그네트 안착부(141a)를 구비할 수 있다.
제2 마그네트들(130-1,130-2,130-3,130-4) 각각은 하우징(140)의 제1 측부들(141) 중 대응하는 어느 하나에 마련되는 마그네트 안착부(141a)에 고정될 수 있다.
하우징(140)의 마그네트 안착부(141a)는 제2 마그네트(130)의 크기와 대응되는 요홈으로 형성될 수 있으며, 제2 마그네트(130)와 적어도 3면, 즉 양 측면과 상부면이 마주보게 배치될 수 있다.
하우징(140)의 마그네트 안착부(141a)의 바닥면, 즉 후술할 제2 코일(230)을 마주보는 면에 개구가 형성될 수 있고, 마그네트 안착부(141a)에 고정된 제2 마그네트(130)의 바닥면은 제2 코일(230)과 직접 마주볼 수 있다.
제2 마그네트(130)는 하우징(140)의 마그네트 안착부(141a)에 접착제로 고정될 수 있으나 이를 한정하는 것은 아니며, 양면 테이프와 같은 접착부재 등이 사용될 수도 있다.
또는 하우징(140)의 마그네트 안착부(141a)를 도 7과 같이 오목한 요홈으로 형성하는 대신, 제2 마그네트(130)의 일부가 노출 또는 끼워질 수 있는 장착공으로 형성할 수도 있다.
제1 마그네트(190)는 광축과 수직인 제2 방향으로 제1 위치 센서(170)와 마주보도록 배치될 수 있다. 예컨대, 제1 마그네트(190)는 하우징(140)의 제1 측부들 중 어느 하나에 배치될 수 있고, 제1 위치 센서(170)는 보빈(110)의 제1 측면들 중 제1 마그네트(190)가 배치되는 하우징의 제1 측부와 대응하는 어느 하나에 배치될 수 있다.
예컨대, 제1 마그네트(190)는 제2 마그네트(130) 상에 배치되도록 하우징(140)의 마그네트 안착부(141a)에 고정될 수 있다.
예컨대, 제1 마그네트(190)는 제2 마그네트들(130-1, 130-2,130-3,130-4) 중 어느 하나(예컨대, 130-1) 상에 배치될 수 있다.
제1 마그네트(190)는 어느 하나의 제2 마그네트(예컨대, 130-1)와 접촉할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 다른 실시 예에서 제1 마그네트(190)는 제2 마그네트(예컨대, 130-1)와 이격하여 배치될 수도 있으며, 이를 위하여 하우징(140)은 제2 마그네트를 제1 마그네트(예컨대, 130)와 이격하여 수용하기 위한 별도의 마그네트 안착부(미도시)를 구비할 수 있다. 즉 제1 마그네트(190)와 제2 마그네트(예컨대, 130-1) 사이에는 하우징(140)의 일부가 배치될 수 있다.
하우징(140)의 제1 측부(141)는 커버 부재(300)의 측면과 평행하게 배치될 수 있다. 또한, 하우징(140)의 제1 측부(141)는 제2 측부(142)보다 큰 면을 가질 수 있다. 하우징(140)의 제2 측부(142)는 지지 부재(220)가 지나가는 경로를 형성할 수 있다. 하우징(140)의 제2 측부(142)의 상부는 제1 통공(147)을 포함할 수 있다. 지지 부재(220)는 제1 통공(147)을 관통하여 상측 탄성 부재(150)와 연결될 수 있다.
또한, 도 1에 도시된 커버 부재(300)의 내측면에 직접 충돌하는 것을 방지하기 위하여, 하우징(140)은 상단에는 제2 스토퍼(144)가 마련될 수 있다.
하우징(140)은 상측 탄성 부재(150)와 결합을 위하여 상부면에 적어도 하나의 제1 상측 지지 돌기(143)을 구비할 수 있다.
예컨대, 하우징(140)의 제1 상측 지지 돌기(143)는 하우징(140)의 제2 측부(142)에 대응하는 하우징(140)의 상부면에 형성될 수 있다. 하우징(140)의 제1 상측 지지 돌기(143)는 예시된 바와 같이 반구 형상을 가질 수도 있고, 이와 달리 원통 형상 또는 각기둥 형상을 가질 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
하우징(140)은 하측 탄성 부재(160)와 결합 및 고정되는 지지 돌기(145)를 하부면에 구비할 수 있다.
지지 부재(220)가 지나가는 경로를 형성하기 위해서일 뿐만 아니라, 댐핑 역할을 할 수 있는 젤 형태의 실리콘을 채우기 위한 공간을 확보하기 위하여 하우징(140)은 제2 측부(142)에 형성되는 제1 요홈(142a)를 구비할 수 있다. 즉, 하우징(140)의 요홈(142a)에는 댐핑 실리콘이 채워질 수 있다.
하우징(140)은 측면으로부터 돌출된 복수 개의 제3 스토퍼(149)를 구비할 수 있다. 제3 스토퍼(149)는 하우징(140)이 제2 및 제3 방향으로 움직일 때 커버 부재(300)와 충돌하는 것을 방지하기 위한 것이다.
하우징(140)의 바닥면이 후술할 베이스(210) 및/또는 회로 기판(250)과 충돌하는 것을 방지하기 위하여 하우징(140)은 하부면으로부터 돌출되는 제4 스토퍼(미도시)를 더 구비할 수 있다. 이러한 구성을 통해 하우징(140)은 아래쪽으로는 베이스(210)와 이격되고, 상측으로는 커버 부재(300)와 이격되어 상하 간섭 없이 광축 방향 높이가 유지되도록 할 수 있다. 따라서 하우징(140)은 광축에 수직한 평면에서 전후좌후 방향인 제2 및 제 3 방향으로 쉬프팅 동작을 수행할 수 있다.
다음으로 제1 마그네트(190)와 제2 마그네트(130)에 대하여 설명한다.
제2 마그네트(130)는 제1 코일(120)과 대응하도록 하우징(140)에 배치될 수 있다. 제2 마그네트(130)는 도 7에 도시된 바와 같이 하우징(140)의 제1 측부(141) 내측에 수용되어 지지될 수 있다.
예를 들어, 도 8을 참조하면, 제2 마그네트(130)는 광축과 수직인 방향으로 제1 코일(120)과도 오버랩되도록 하우징(140)의 마그네트 안착부(141a)에 배치될 수 있다.
제1 및 제2 마그네트들(190, 130)은 하우징(140)의 제1 측부(141) 내측에 수용되지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
다른 실시 예에서 제1 및 제2 마그네트들(190, 130)은 하우징(140)의 제1 측부(141)의 외측 또는 하우징(140)의 제2 측부(142)의 내측 또는 외측에 배치될 수도 있다.
또한 다른 실시 예에서는 제1 마그네트(190)는 하우징(140)의 제1 측부(141)의 내측에 수용될 수 있고, 제2 마그네트(190)는 하우징(140)의 제1 측부(141)의 외측에 수용되거나, 그 반대로 배치되어 수용될 수도 있다.
또한 다른 실시 예에서는 제1 마그네트(190)는 하우징(140)의 제1 측부(141)의 내측 또는 외측에 수용될 수 있고, 제2 마그네트(190)는 하우징(140)의 제2 측부(142)의 내측 또는 외측에 수용되거나, 그 반대로 배치되어 수용될 수도 있다.
제2 마그네트(130)의 형상은 하우징(140)의 제1 측부(141)에 대응되는 형상으로 대략 직육면체 형상일 수 있으며, 제1 코일(120)과 마주보는 면은 제1 코일(120)의 대응되는 면의 곡률과 대응되게 형성될 수 있다.
제2 마그네트(130)는 한 몸으로 구성될 수 있으며, 실시 예의 경우 도 5a를 참조하면, 제1 코일(120)을 마주보는 면을 S극(132), 바깥쪽 면은 N극(134)이 되도록 배치할 수 있다. 그러나 이를 한정하는 것은 아니며, 반대로 구성하는 것도 가능하다.
제2 마그네트(130)는 적어도 2개 이상이 설치될 수 있으며, 실시 예에 따르면 4개가 설치될 수 있다. 이때, 제2 마그네트(130)는 도 5a에 예시된 바와 같이, 평면이 대략 사각형상일 수 있으며, 또는 이와 달리 삼각형상, 마름모 형상일 수도 있다.
다만, 제2 마그네트(130)에서 제1 코일(120)과 마주보는 면은 직선으로 형성될 수 있으나, 이를 한정하는 것은 아니며 제1 코일(120)의 대응되는 면이 곡선일 경우 대응되는 곡률을 가지는 곡선으로 마련될 수도 있다.
이와 같이 구성하면, 제1 코일(120)과의 거리를 일정하게 유지할 수 있다. 실시 예의 경우, 하우징(140)의 4개의 제1 측부(141)에 제2 마그네트(130-1.130-2,130-3,130-4)가 각각 1개씩 설치될 수 있다. 그러나 이를 한정하는 것은 아니며, 설계에 따라 제2 마그네트(130)와 제1 코일(120) 중 어느 하나만이 평면이고, 다른 한 쪽은 곡면으로 구성될 수도 있다. 또는 제1 코일(120)과 제2 마그네트(130)의 마주보는 면은 모두가 곡면일 수도 있으며, 이때, 제1 코일(120)과 제2 마그네트(130)의 마주보는 면의 곡률은 같게 형성될 수 있다.
도 5a에 예시된 바와 같이 제2 마그네트(130)의 평면이 사각형상이면, 복수 개의 제2 마그네트(130) 중 한 쌍은 제2 방향으로 평행하게 배치되고, 다른 한 쌍은 제3 방향으로 평행하게 배치될 수 있다. 이와 같은 배치 구조에 따라 후술할 손떨림 보정을 위한 하우징(140)의 이동 제어가 가능할 수 있다.
제1 마그네트(190)는 광축과 수직인 제2 방향으로 제1 위치 센서(170)와 적어도 일부와 오버랩되도록 하우징(140)에 배치될 수 있다. 예컨대, 제1 마그네트(190)는 도 7에 도시된 바와 같이 하우징(140)의 제1 측부(141) 내측에 제2 마그네트(예컨대, 130-1)와 함께 수용되어 지지될 수 있다.
도 13a는 도 1의 제1 코일(120), 제1 위치 센서(170), 제1 마그네트(190a), 및 제2 마그네트(130)의 배치 관계의 일 실시 예를 나타낸다.
도 13a를 참조하면, 제1 코일(120)은 보빈(110)의 외주면(110a)의 하측에 배치될 수 있고, 제1 위치 센서(170)는 제1 코일(120)과 이격하도록 보빈(110)의 외주면(110a)의 상측에 배치될 수 있다.
제2 마그네트(130)는 제1 코일(120)과 마주보도록 하우징(140)에 장착된다. 즉 제2 마그네트(130)는 광축 또는 광축과 수직인 방향으로 제1 코일(120)과 오버랩되도록 배치될 수 있다.
제2 마그네트(130)는 내측과 외측의 극성이 서로 다른 단극 착자 마그네트일 수 있다.
도 13a를 참조하면, 제2 마그네트(130)는 S극 및 N극 사이의 경계면이 제2 마그네트(130)와 제1 코일(120)이 서로 대향하는 방향과 수직인 방향에 평행하도록 배치될 수 있다.
제1 코일(120)을 마주보는 면은 S극(132), 그 반대쪽 면은 N극이 되도록 제2 마그네트(120)는 배치될 수 있으나, 이를 한정하는 것은 아니며, 반대로 구성하는 것도 가능하다.
제1 마그네트(190a)는 제2 마그네트(130) 위에 위치하도록 하우징(140)에 장착될 수 있다. 제1 마그네트(190a)는 상측 및 하측의 극성이 서로 다른 단극 착자일 수 있다. 예컨대, 제1 마그네트(190a)의 S극과 N극 사이의 경계면은 제2 마그네트(130)의 S극 및 N극 사이의 경계면과 수직일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 마그네트(190a)의 크기는 제2 마그네트(130)의 크기보다 작을 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 마그네트(190a)는 제2 마그네트(130)와 접촉하도록 배치될 수 있다. 예컨대, 제1 마그네트(190a)의 하측의 극성(예컨대, N극)은 제1 마그네트(190a)와 접촉하는 제2 마그네트(130)의 부분의 극성(예컨대, S극)과 반대 극성일 수 있다.
다른 실시 예에서 제1 마그네트(190a)는 제2 마그네트(130)와 이격하도록 하우징(140)에 장착될 수 있다. 제1 마그네트(190a)와 제2 마그네트(130)과 서로 이격하도록 하우징(140)의 제1 마그네트(190a)를 고정하기 위한 장착 홈을 구비할 수 있다. 제1 마그네트(190a)는 광축과 평행한 방향으로 제2 마그네트(130)와 오버랩될 수 있다.
제1 위치 센서(170)는 광축과 수직인 방향으로 제1 마그네트(190a)의 적어도 일부와 오버랩될 수 있다. 반면에 제1 위치 센서(170)는 제1 위치 센서(170)와 제1 마그네트(190a)가 서로 마주보는 방향으로 제2 마그네트(130)와 오버랩되지 않을 수 있다. 예컨대, 제1 위치 센서(170)는 광축과 수직인 방향으로 제2 마그네트(130)와는 오버랩되지 않을 수 있다. 제1 위치 센서(170)는 제1 마그네트(190a)의 자기장의 세기를 감지하고, 감지된 자기장의 세기에 비례하는 레벨을 갖는 전압을 출력할 수 있다.
예컨대, 제1 위치 센서(170)의 중심은 제1 마그네트(190b)의 S극과 광축과 수직인 방향으로 오버랩되도록 배치될 수 있다.
도 13b는 도 1의 제1 코일(120), 제1 위치 센서(170), 제1 마그네트(190b), 및 제2 마그네트(130)의 배치 관계의 다른 실시 예를 나타낸다. 도 13a와 동일한 도면 부호는 동일한 구성을 나타내며, 동일한 구성에 대해서는 설명을 간략하게 하거나 생략한다.
도 13b를 참조하면, 제1 마그네트(190b)는 상측 및 하측의 극성이 서로 다른 양극 착자 마그네트일 수 있다. 제1 마그네트(190b)의 종류는 페라이트(ferrite), 알리코(alnico), 희토류 자석 등으로 크게 나눌 수 있으며, 자기 회로의 형태에 의하여 내자형(Ptype)과 외자형(F-type)으로 분류할 수 있다. 실시 예는 이러한 양극 착자 마그네트의 종류에 국한되지 않는다.
제1 마그네트(190b)는 제1 센싱 마그네트(510), 제2 센싱 마그네트(520), 및 비자성체 격벽(530)을 포함할 수 있다.
광축과 평행한 방향으로 서로 마주보도록 제1 센싱 마그네트(510)와 제2 센싱 마그네트(520)는 이격할 수 있으며, 비자성체 격벽(530)은 제1 센싱 마그네트(510)와 제2 센싱 마그네트(520) 사이에 배치될 수 있다.
다른 실시 예에서는 광축과 수직인 방향으로 서로 마주보도록 제1 센싱 마그네트와 제2 센싱 마그네트는 이격할 수 있으며, 그 사이에 비자성체 격벽이 배치될 수도 있다.
비자성체 격벽(530)은 실질적으로 자성을 갖지 않는 부분으로서 극성이 거의 없는 구간을 포함할 수 있으며, 또한 공기로 채워지거나 비자성체 물질을 포함할 수 있다.
비자성체 격벽(530)의 길이(L3)는 제1 마그네트(190b)의 광축 방향과 평행한 방향으로의 전체 총 길이(LT)의 2분 1 이하일 수 있다. 예컨대, 비자성체 격벽(530)의 길이(L3)는 제1 마그네트(190b)의 광축 방향과 평행한 방향으로의 전체 총 길이(LT)의 5% 이상 또는 50% 이하일 수 있다.
제1 위치 센서(170)를 마주보는 제1 센싱 마그네트(510)의 길이(L1)와 제2 센싱 마그네트(520)의 길이(L2)는 동일할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 다른 실시 예에서는 제1 위치 센서(170)를 마주보는 제1 센싱 마그네트(510)의 길이(L1)와 제2 센싱 마그네트(520)의 길이(L2)는 서로 다를 수 있다.
렌즈 구동 장치(100)의 가동부, 예컨대, 보빈(110)은 초기 위치로부터 +Z축 방향 또는 -Z축 방향으로 이동할 수 있다. 여기서 초기 위치는 제1 코일(120)에 전원을 인가하지 않은 상태에서의 가동부의 최초 위치이거나, 또는 상측 및 하측 탄성 부재(150,160)가 단지 가동부의 무게에 의해서만 탄성 변형됨에 따라 가동부가 놓이는 위치일 수 있다. 초기 위치에서 상측 및 하측 탄성 부재(150, 160)에 의하여 가동부, 예컨대, 보빈(110)은 고정부, 예컨대, 하우징(140)으로부터 이격된 상태일 수 있다.
초기 위치에서 제1 위치 센서(170)의 중앙(170-1)은 광축과 수직한 방향으로 제1 마그네트(190b)의 비자성체 격벽(530)과 서로 마주보도록 정렬될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이는 가동부가 광축과 평행한 방향으로 이동할 때, 제1 위치 센서(170)가 제1 마그네트(190b)의 선형적으로 변하는 자기장 세기의 구간을 감지하기 위함이다.
제1 마그네트(190b)의 종류에 따라서 제1 위치 센서(170)의 중앙(170-1)은 제1 센싱 마그네트(510), 제2 센싱 마그네트(520), 및 비자성체 격벽(530) 중 어느 하나와 광축과 수직한 방향으로 서로 마주보도록 정렬될 수 있다.
오토 포커싱을 위한 AF용 코일과 구동용 마그네트 간의 상호 전자기력을 높이기 위치하여 AF용 코일은 구동용 마그네트와 서로 대향하도록 배치된다. AF용 위치 센서가 AF용 코일과 함께 구동용 마그네트를 공용할 경우, AF용 위치 센서는 AF용 코일과 인접하여 배치될 수 있는데, AF용 위치 센서가 AF용 코일에 인접할 경우에는 고주파 영역에서 AF용 위치 센서가 AF용 코일의 자기장에 의하여 영향을 받게 되어 AF용 위치 센서의 오동작이 발생할 수 있다.
도 14는 AF용 코일과 인접하는 AF용 위치 센서의 오류를 나타내는 그래프이다. g1은 정상적인 AF용 위치 센서의 이득(gain)을 나타내고, g2는 AF용 코일의 자기장에 의해 영향을 받은 AF용 위치 센서의 이득(gain)을 나타낸다. 이때 AF용 위치 센서는 홀 센서일 수 있다.
도 14를 참조하면, 고주파 영역, 예컨대, 2[kHz] 이상의 영역에서 g2와 g1의 이득 차이가 크게 나며(950), 이로 인하여 AF용 위치 센서의 이득에 오류가 발생함을 알 수 있다.
실시 예에 따른 렌즈 구동 장치(100)는 제1 코일(120)을 위한 제2 마그네트(130)와 별도로 제1 위치 센서(170)를 위한 제1 마그네트(190)를 구비하기 때문에, 제1 위치 센서(170)를 제1 코일(120)과 인접하여 배치할 필요가 없으며, 이로 인하여 고주파 영역에서 제1 코일(120)의 자기장의 영향에 의한 제1 위치 센서(170)의 오류 및 오작동을 방지할 수 있다.
다음으로 상측 탄성 부재(150), 하측 탄성 부재(160), 및 지지 부재(220)에 대하여 설명한다.
상측 탄성 부재(150) 및 하측 탄성 부재(160)는 보빈(110)을 탄성에 의하여 지지한다. 지지 부재(220)는 하우징(140)을 베이스(210)에 대하여 광축과 수직인 방향으로 이동 가능하게 지지할 수 있고, 상측 또는 상기 하측 탄성 부재들(150,160) 중 적어도 하나와 회로 기판(250)을 전기적으로 연결할 수 있다.
도 11은 도 1에 도시된 상측 탄성 부재(150), 하측 탄성 부재(160), 제1 위치 센서(170), 센서 기판(180), 베이스(210), 지지 부재(220) 및 회로 기판(250)의 결합 사시도를 나타낸다.
상측 탄성 부재(150)는 서로 전기적으로 분리된 복수의 상측 탄성 부재들(150;150-1, 150-2, 150-3, 150-4)을 포함할 수 있다.
탄성 부재 접촉부들(184-1, 184-2, 184-3, 184-4)은 상측 탄성 부재(150) 또는 하측 탄성 부재(160) 중 적어도 하나와 전기적으로 연결될 수 있다. 도 11에서는 상측 탄성 부재 접촉부들(150;150-1, 150-2, 150-3, 150-4)이 상측 탄성 부재들(150-1, 150-2, 150-3, 150-4)과 전기적으로 접촉하는 것을 예시하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 다른 실시 예에서는 탄성 부재 접촉부들(184-1, 184-2, 184-3, 184-4)은 하측 탄성 부재(160)에 전기적으로 접촉하거나 또는 상측 탄성 부재(150) 및 하측 탄성 부재(160)에 모두 전기적으로 접촉할 수도 있다.
제1 위치 센서(170)와 전기적으로 연결된 탄성 부재 접촉부들(184-1, 184-2, 184-3, 184-4) 각각은 복수의 상측 탄성 부재들(150-1, 150-2, 150-3, 150-4) 중 대응하는 어느 하나와 전기적으로 연결될 수 있다. 또한 복수의 상측 탄성 부재들(150-1, 150-2, 150-3, 150-4) 각각은 복수의 지지 부재들(220) 중 대응하는 어느 하나와 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 및 제3 상측 탄성 부재(150-1, 150-3) 각각(150a)은 제1 내측 프레임(151), 제1-1 외측 프레임(152a) 및 제1 프레임 연결부(153)를 포함하고, 제2 및 제4 상측 탄성 부재(150-2, 150-4) 각각(150b)은 제1 내측 프레임(151), 제1-1 외측 프레임(152b) 및 제1 프레임 연결부(153)를 포함할 수 있다. 제1 내측 프레임(151)은 보빈(110) 및 해당하는 탄성 부재 접촉부(184-1, 184-2, 184-3, 184-4)와 결합할 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이 제2 돌출부(112)의 상부면(112a)이 평평할 경우 제1 내측 프레임(151)은 상부면(112a)에 얹혀진 후, 접착 부재에 의해 고정될 수 있다. 다른 실시 예에 의하면, 도 4에 도시된 바와 달리 상부면(112a)에 지지 돌기(미도시)가 형성될 경우, 제1 내측 프레임(151)에 형성된 제2-1 통공(151a)에 지지 돌기가 삽입된 후 열 융착으로 고정될 수 있고, 에폭시 등과 같은 접착 부재로 고정될 수 있다.
제1-1 외측 프레임(152a, 152b)은 하우징(140)과 결합되고 지지 부재(220)와 연결될 수 있고, 제1 프레임 연결부(153)는 제1 내측 프레임(151)과 제1-1 외측 프레임(152a, 152b)을 연결할 수 있다. 제1-1 외측 프레임(152b)은 제1-1 외측 프레임(152a)을 양분한 형태를 갖지만, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 즉, 다른 실시 예에 의하면, 제1-1 외측 프레임(152a)은 제1-1 외측 프레임(152b)과 동일한 모습으로 양분될 수도 있다.
제1 프레임 연결부(153)는 적어도 한 번 이상 절곡 형성되어 일정 형상의 패턴을 형성할 수 있다. 제1 프레임 연결부(153)의 위치 변화 및 미세 변형을 통해 보빈(110)은 광축에 평행한 제1 방향으로의 상승 및/또는 하강 동작이 탄력 지지될 수 있다.
하우징(140)의 제1 상측 지지 돌기(143)는 도 11에 예시된 상측 탄성 부재(150)의 제1-1 외측 프레임(152a, 152b)과 하우징(140)을 결합 및 고정할 수 있다. 실시 예에 따르면, 제1-1 외측 프레임(152a, 152b)에서 제1 상측 지지 돌기(143)와 대응되는 위치에 대응되는 형상의 제2-2 통공(157)이 형성될 수 있다. 이때, 제1 상측 지지 돌기(143)와 제2-2 통공(157)은 열 융착으로 고정될 수도 있고, 에폭시 등과 같은 접착 부재로 고정될 수도 있다. 복수 개의 제1 내지 제4 상측 탄성 부재(150-1, 150-2, 150-3, 150-4)를 고정하기 위해서는, 충분한 수의 제1 상측 지지 돌기(143)를 마련할 수 있다. 따라서, 제1 내지 제4 상측 탄성 부재(150-1, 150-2, 150-3, 150-4)와 하우징(140)이 불완전하게 결합하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 복수 개의 제1 상측 지지 돌기(143) 사이의 거리는 주변 부품과의 간섭을 피할 수 있는 범위 내에서 적절히 배치될 수 있다. 즉, 보빈(110)의 중심에 대해 대칭으로 각각의 제1 상측 지지 돌기(143)가 일정한 간격으로 하우징(140)의 모서리 측에 배치될 수도 있고, 이들의 간격이 일정하지는 않으나, 보빈(110)의 중심을 지나는 특정 가상선에 대하여 대칭이 되도록 배치될 수도 있다.
제1 내측 프레임(151)이 보빈(110)과 결합하고, 제1-1 외측 프레임(152a, 152b)이 하우징(140)에 결합된 후, 센서 기판(180)의 탄성 부재 접촉부(184-1, 184-2, 184-3, 184-4)와 제1 내측 프레임(151)에 납땜 등과 같은 통전성 연결(CP11, CP12, CP13, CP14)을 도 9에 도시된 바와 같이 수행하여, 제1 위치 센서(170)의 4개의 핀(P11, P12, P21, P22) 중 2개의 핀(P11, P12)으로 서로 다른 극성의 전원이 인가되고, 제1 위치 센서(170)의 4개의 핀 중 나머지 2개의 핀(P21, P22)으로부터의 궤환 신호를 내보낼 수 있다. 이와 같이 서로 다른 극성의 전원을 인가받고 서로 다른 극성의 궤환 신호를 출력할 수 있도록, 상측 탄성 부재(150)는 제1 내지 제4 상측 탄성 부재(150-1, 150-2, 150-3, 150-4)로 4 분할될 수 있다.
제1 내지 제4 상측 탄성 부재(150-1, 150-2, 150-3, 150-4)는 지지 부재(220)를 통해 회로 기판(250)에 연결된다. 즉, 제1 상측 탄성 부재(150-1)는 제1-1 또는 제1-2 지지 부재(220-1a, 220-1b) 중 적어도 하나를 통해 회로 기판(250)에 연결되고, 제2 상측 탄성 부재(150-2)는 제2 지지 부재(220-2)를 통해 회로 기판(250)에 연결되고, 제3 상측 탄성 부재(150-3)는 제3-1 또는 제3-2 지지 부재(220-3a, 220-3b) 중 적어도 하나를 통해 회로 기판(250)에 연결되고, 제4 상측 탄성 부재(150-4)는 제4 지지 부재(220-4)를 통해 회로 기판(250)에 연결될 수 있다. 따라서, 제1 위치 센서(170)는 지지 부재(220)와 상측 탄성 부재(150)를 통해 회로 기판(250)으로부터 제공되는 전원을 공급받거나 자신으로부터 출력되는 궤환 신호를 회로 기판(250)으로 제공할 수도 있다.
한편, 하측 탄성 부재(160)는 서로 전기적으로 분리된 제1 및 제2 하측 탄성 부재(160-1, 160-2)를 포함할 수 있다. 제1 코일(120)은 제1 및 제2 하측 탄성 부재(160-1, 160-2)를 통해 복수의 지지 부재(220)와 연결될 수 있다.
제1 및 제2 하측 탄성 부재(160-1, 160-2) 각각은 적어도 하나의 제2 내측 프레임(161-1, 161-2), 적어도 하나의 제2 외측 프레임(162-1, 162-2) 및 적어도 하나의 제2 프레임 연결부(163-1, 163-2)를 포함할 수 있다.
제2 내측 프레임(161-1, 161-2)은 보빈(110)과 결합될 수 있고, 제2 외측 프레임(162-2, 162-2)은 하우징(140)과 결합될 수 있다. 제2-1 프레임 연결부(163-1)는 제2 내측 프레임(161-1)과 제2 외측 프레임(162-1)을 연결하고, 제2-2 프레임 연결부(163-2)는 2개의 제2 외측 프레임(162-1, 162-2)을 연결할 수 있고, 제2-3 프레임 연결부(163-3)은 제2 내측 프레임(161-2)과 제2 외측 프레임(162-2)을 연결할 수 있다.
또한, 제1 하측 탄성 부재(160-1)는 제1 코일 프레임(164-1)을 더 포함하고, 제2 하측 탄성 부재(160-2)는 제2 코일 프레임(164-2)을 더 포함할 수 있다. 도 11을 참조하면, 제1 및 제2 코일 프레임(164-1, 164-2)은 제1 코일(120)의 양 끝선이 권선되는 한 쌍의 권선 돌기(119)와 근접한 위치의 상부면에서 제1 코일(120)의 끝단이 솔더 등과 같은 통전성 연결 부재에 의해 통전 가능하게 연결되어, 제1 및 제2 하측 탄성 부재(160-1, 160-2)는 서로 다른 극성의 전원을 인가받아 제1 코일(120)로 전달할 수 있다. 이와 같이, 서로 다른 극성의 전원을 인가받아, 제1 코일(120)로 전달할 수 있도록, 하측 탄성 부재(160)는 제1 및 제2 하측 탄성 부재(160-1, 160-2)로 2분할될 수 있다.
또한, 제1 및 제2 하측 탄성 부재(160-1, 160-2) 각각은 제2-4 프레임 연결부(163-4)를 더 포함할 수 있다. 제2-4 프레임 연결부(163-4)는 코일 프레임(164)과 제2 내측 프레임(161-2)을 연결할 수 있다.
전술한 제2-1 내지 제2-4 프레임 연결부(163-1, 163-2, 163-3, 163-4) 중 적어도 하나는 적어도 한 번 이상 절곡 형성되어 일정 형상의 패턴을 형성할 수 있다. 특히, 제2-1 및 제2-3 프레임 연결부(163-1, 163-3)의 위치 변화 및 미세 변형을 통해 보빈(110)은 광축에 평행한 제1 방향으로의 상승 및/또는 하강 동작이 탄력적으로 지지될 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 도시된 바와 같이 제1 및 제2 하측 탄성 부재(160-1, 160-2) 각각은 절곡부(165)를 더 포함할 수 있다. 절곡부(165)는 제2-2 프레임 연결부(163-2)로부터 상측 탄성 부재(150)를 향하여 제1 방향으로 절곡된다. 상측 탄성 부재(160)는 서로 전기적으로 분리된 제5 및 제6 상측 탄성 부재(150-5, 150-6)를 더 포함할 수 있다. 제5 및 제6 상측 탄성 부재(150-5, 150-6) 각각은 연결 프레임(154) 및 제1-2 외측 프레임(155)을 포함할 수 있다. 연결 프레임(154)은 절곡부(165)와 연결되며, 제1 방향으로 연장 형성될 수 있다. 제1-2 외측 프레임(155)은 연결 프레임(154)으로부터 제1 방향과 직교하는 방향으로 절곡되어 하우징(155)과 결합되고, 지지 부재(220)와 연결될 수 있다. 즉, 제5 상측 탄성 부재(150-5)는 제5 지지 부재(220-5)와 연결되고, 제6 상측 탄성 부재(150-6)는 제6 지지 부재(220-6)와 연결될 수 있다. 이때, 제1 및 제2 하측 탄성 부재(160-1, 160-2) 각각의 절곡부(165)와 제5 및 제6 상측 탄성 부재(150-5, 150-6)의 연결 프레임(154) 및 제1-2 외측 프레임(155)은 일체로 형성될 수 있다. 이와 같이, 제1 및 제2 하측 탄성 부재(160-1, 160-2) 각각과 제5 및 제6 상측 탄성 부재(150-5, 150-6) 각각은 제1 방향으로 절곡된 부분(165, 154)을 가질 수 있다.
다른 실시 예에 의하면, 제5 및 제6 상측 탄성 부재(150-5, 150-6) 각각의 연결 프레임(154)은 도 12에 도시된 바와 달리 제1-2 외측 프레임(155)으로부터 제1 방향으로 제2-2 프레임 연결부(163-2)까지 제1 방향으로 절곡되어 형성될 수 있다. 이 경우, 도 12에 도시된 제1 및 제2 하측 탄성 부재(160-1, 160-2) 각각에서 절곡부(165)는 생략될 수 있다. 이와 같이, 제1 및 제2 하측 탄성 부재(160-1, 160-2) 각각은 제1 방향으로 절곡된 부분을 갖지 않고 제5 및 제6 상측 탄성 부재(150-5, 150-6) 각각은 제1 방향으로 절곡된 부분(154)을 가질 수 있다.
또 다른 실시 예에 의하면, 제1 및 제2 하측 탄성 부재(160-1, 160-2) 각각의 절곡부(165)는 도 12에 도시된 바와 달리 제2-2 프레임 연결부(163-2)로부터 제1-2 외측 프레임(155)까지 제1 방향으로 절곡되어 형성될 수 있다. 이 경우, 도 12에 도시된 제5 및 제6 상측 탄성 부재(150-5, 150-6) 각각의 연결 프레임(154)은 생략될 수 있다. 이와 같이, 제1 및 제2 하측 탄성 부재(160-1, 160-2) 각각은 제1 방향으로 절곡된 부분(165)을 갖는 반면, 제5 및 제6 상측 탄성 부재(150-5, 150-6) 각각은 제1 방향으로 절곡된 부분을 갖지 않을 수 있다.
또 다른 실시 예에 의하면, 도 11에 도시된 바와 달리 하우징(140)에 인서트(insert) 또는 부착되는 금속편(미도시)이 더 마련될 수 있다. 이 경우, 제1-2 외측 프레임(155)과 제2-2 프레임 연결부(163-2)는 금속편에 의해 서로 연결될 수 있다. 이 경우, 도 11에 도시된 절곡부(165) 및 연결 프레임(154)은 생략될 수 있다. 이와 같이, 제1 및 제2 하측 탄성 부재(160-1, 160-2) 각각과 제5 및 제6 상측 탄성 부재(150-5, 150-6) 각각은 제1 방향으로 절곡된 부분을 갖지 않을 수 있다.
전술한 바와 같이, 상측 탄성 부재 또는 하측 탄성 부재 중 적어도 하나가 제1 방향으로 절곡된 형상을 가질 수도 있고, 상측 탄성 부재와 하측 탄성 부재 중 어느 것도 제1 방향으로 절곡된 형상을 갖지 않을 수도 있다.
한편, 제1-2 외측 프레임(155)은 제1-1 외측 프레임(152b)과 마찬가지로 제2-2 통공(157)을 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 제1 내지 제6 상측 탄성 부재(150-1, 150-2, 150-3, 150-4, 150-5, 150-6)의 제1-1 외측 프레임(152a, 152b)은 서로 대각선 방향으로 마주보며 배치될 수 있고, 제1-2 외측 프레임(155)은 서로 대각선 방향으로 마주보며 배치될 수 있다. 즉, 제1 상측 탄성 부재(150-1)의 제1-1 외측 프레임(152a)과 제3 상측 탄성 부재(150-3)의 제1-1 외측 프레임(152a)은 서로 대각선 방향으로 마주보며 배치될 수 있다. 또한, 제2 상측 탄성 부재(150-2)의 제1-1 외측 프레임(152b)과 제4 상측 탄성 부재(150-4)의 제1-1 외측 프레임(152b)은 서로 대각선 방향으로 마주보며 배치될 수 있다. 또한, 제5 상측 탄성 부재(150-5)의 제1-2 외측 프레임(155)과 제6 상측 탄성 부재(150-6)의 제1-2 외측 프레임(155)은 서로 대각선 방향으로 마주보며 배치될 수 있다.
또는, 다른 실시 예에 의하면, 비록 도시되지는 않았지만 제1 내지 제6 상측 탄성 부재(150-1, 150-2, 150-3, 150-4, 150-5, 150-6)의 제1-1 외측 프레임(152a, 152b)은 서로 대각선 방향으로 마주보며 배치되는 대신에 도 11에 도시된 4개의 모서리 중에서 어느 2개의 모서리에 배치될 수 있고, 제1-2 외측 프레임(155)은 서로 대각선 방향으로 마주보며 배치되는 대신에 4개의 모서리 중에서 다른 2개의 모서리에 배치될 수도 있다.
한편, 제1 및 제2 하측 탄성 부재(160-1, 160-2)는 복수의 지지 부재(220)와 연결된 제5 및 제6 상측 탄성 부재(150-5, 150-6)를 통해 회로 기판(250)으로부터 전원을 받아서 제1 코일(120)로 제공함을 알 수 있다. 즉, 제1 하측 탄성 부재(160-1)는 제6 상측 탄성 부재(160-6)와 제6 지지 부재(220)를 통해 회로 기판(250)에 연결되고, 제2 하측 탄성 부재(160-2)는 제5 상측 탄성 부재(160-5)와 제5 지지 부재(220-5)를 통해 회로 기판(250)에 연결될 수 있다.
실시 예에서는 상측 및 하측 탄성 부재들(150, 160) 각각이 분할되지만, 다른 실시 예에서는 상측 및 하측 탄성 부재들(150, 160)이 분할되지 않을 수도 있다.
보빈(110)의 제1 하측 지지 돌기(117)는 하측 탄성 부재(160)의 제2 내측 프레임(161-1, 161-2)과 보빈(110)을 결합 및 고정할 수 있다. 하우징(140)의 제2 하측 지지 돌기(145)는 하측 탄성 부재(160)의 제2 외측 프레임(162-1, 162-2)과 하우징(140)을 결합 및 고정할 수 있다.
이때, 제2 하측 지지 돌기(145)는 제1 하측 지지 돌기(117)의 개수보다 많은 개수로 형성될 수 있다. 이는 하측 탄성 부재(160)의 제2 프레임 연결부(163-2)의 길이가 제1 프레임 연결부(163-1)의 길이보다 길기 때문이다.
전술한 바와 같이 하측 탄성 부재(160)는 2개로 분할된 구조를 가지므로, 제1 상측 지지 돌기(143)의 개수와 마찬가지로, 제1 및 제2 하측 지지 돌기(117, 145)의 개수도 충분히 많이 형성하여 하측 탄성 부재(160)가 분리될 경우 발생할 수 있는 들뜸 현상을 방지할 수 있다.
도 11을 참조하면, 실시 예에 따르면, 제1 및 제2 하측 탄성 부재(160-1, 160-1) 각각의 제2 내측 프레임(161-1, 161-2)에서 제1 하측 지지 돌기(117)와 대응되는 위치에 대응되는 형상으로 제3 통공(161a)이 형성될 수 있다. 이때, 제1 하측 지지 돌기(117)와 제3 통공(161a)은 열 융착으로 고정될 수 있고, 에폭시 등과 같은 접착 부재로 고정될 수 있다.
또한, 제1 및 제2 하측 탄성 부재(160-1, 160-2) 각각의 제2 외측 프레임(162-1, 162-2)에서 제2 하측 지지 돌기(145)와 대응되는 위치에는 제4 통공(162a)이 형성될 수 있다. 이때, 제2 하측 지지 돌기(145)와 제4 통공(162a)은 열 융착으로 고정될 수도 있고, 에폭시 등과 같은 접착 부재로 고정될 수도 있다.
전술한 상측 탄성 부재(150)와 하측 탄성 부재(160) 각각은 판 스프링으로 마련될 수 있으나, 실시 예는 상측 및 하측 탄성 부재(150, 160)의 재질에 국한되지 않는다.
전기적으로 분리된 2개의 상측 탄성 부재(150)를 이용하여 제1 위치 센서(170)에 전원을 공급하고, 제1 위치 센서(170)로부터 출력되는 궤환 신호를 전기적으로 분리된 다른 2개의 상측 탄성 부재(150)를 이용하여 회로 기판(250)으로 전달하고, 전기적으로 분리된 2개의 하측 탄성 부재(160)를 이용하여 제1 코일(120)에 전원을 공급할 수 있다. 그러나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.
즉, 다른 실시 예에 의하면, 복수의 상측 탄성 부재(150)의 역할과 복수의 하측 탄성 부재(160)의 역할은 서로 바뀔 수 있다. 즉, 전기적으로 분리된 2개의 상측 탄성 부재(150)를 이용하여 제1 코일(120)에 전원을 공급하고, 전기적으로 분리된 2개의 하측 탄성 부재(160)를 이용하여 제1 위치 센서(170)에 전원을 공급하고, 제1 위치 센서(170)로부터 출력되는 궤환 신호를 전기적으로 분리된 다른 2개의 하측 탄성 부재(160)를 이용하여 회로 기판(250)으로 전달할 수도 있다. 이는 비록 도시되지는 않았지만, 전술한 도면들을 통해 자명하다.
이하, 전술한 상측 탄성 부재(150)와 하측 탄성 부재(160)의 역할이 바뀔 경우, 상측 및 하측 탄성 부재(150, 160)에 대해 다음과 같이 간략히 살펴본다. 이 경우, 하측 탄성 부재는 도 10에 도시된 상측 탄성 부재(150)와 같은 모습으로 분할되고, 상측 탄성 부재는 도 11에 도시된 하측 탄성 부재(160)와 같은 모습으로 분할되며, 센서 기판(180)은 보빈(110)에 결합되고, 센서 기판(180)의 탄성 부재 접촉부는 상측 탄성 부재(150)를 바라보는 방향이 아니라 하측 탄성 부재(160)를 바라보는 방향으로 돌출되어, 해당하는 하측 탄성 부재(160)와 결합될 수 있다.
하측 탄성 부재는 서로 분리된 적어도 4개의 제1 내지 제4 하측 탄성 부재를 포함하고, 제1 위치 센서(170)는 제1 내지 제4 하측 탄성 부재를 통해 복수의 지지 부재(220)와 연결될 수 있다.
제1 내지 제4 하측 탄성 부재 각각은 보빈(110)과 결합되는 제1 내측 프레임과, 하우징(140)과 결합되고 지지 부재(220)와 연결된 제1-1 외측 프레임과, 및 제1 내측 프레임과 제1-1 외측 프레임을 연결하는 제1 프레임 연결부를 포함할 수 있다.
상측 탄성 부재는 서로 분리된 적어도 2개의 제1 및 제2 상측 탄성 부재를 포함하고, 제1 코일(120)은 제1 및 제2 상측 탄성 부재를 통해 복수의 지지 부재(220)와 연결될 수 있다.
제1 및 제2 상측 탄성 부재 각각은 보빈(110)과 결합되는 적어도 하나의 제2 내측 프레임과, 하우징(140)과 결합되는 적어도 하나의 제2 외측 프레임과, 및 적어도 하나의 제2 내측 프레임과 적어도 하나의 제2 외측 프레임을 연결하는 제2-1 프레임 연결부를 포함할 수 있다.
적어도 하나의 제2 외측 프레임은 복수의 제2 외측 프레임을 포함하고, 제1 및 제2 상측 탄성 부재 각각은 복수의 제2 외측 프레임을 연결하는 제2-2 프레임 연결부를 더 포함할 수 있다.
적어도 4개의 하측 탄성 부재는 서로 분리된 제5 및 제6 하측 탄성 부재를 더 포함하고, 제5 및 제6 하측 탄성 부재 각각은 제1 방향과 직교하는 방향으로 형성되어 하우징(140)과 결합되고, 지지 부재(220)와 연결된 제1-2 외측 프레임을 포함할 수 있다.
제1 및 제2 상측 탄성 부재 각각은 제2-2 프레임 연결부로부터 하측 탄성 부재를 향해 제1 방향으로 절곡된 절곡부를 더 포함할 수 있다. 제5 및 제6 하측 탄성 부재 각각은 절곡부와 제1-2 외측 프레임을 연결하는 연결 프레임을 더 포함할 수 있다.
또는, 제5 및 제6 하측 탄성 부재 각각은 제1-2 외측 프레임으로부터 제2-2 프레임 연결부까지 제1 방향으로 절곡된 연결 프레임을 더 포함할 수 있다. 이때, 절곡부와, 연결 프레임과, 및 제1-2 외측 프레임은 일체로 형성될 수 있다.
또는, 제1 및 제2 상측 탄성 부재 각각은 제2-2 프레임 연결부로부터 제1-2 외측 프레임까지 제1 방향으로 절곡된 절곡부를 더 포함할 수 있다.
또는, 렌즈 구동 장치는 하우징(140)에 인서트 또는 부착되는 금속편을 더 포함하고, 제1-2 외측 프레임과 제2-3 프레임 연결부는 금속편에 의해 연결될 수 있다.
제1 및 제2 상측 탄성 부재 각각은 제1 코일(120)의 양 끝선 중 해당하는 한 끝선에 연결된 코일 프레임과, 코일 프레임과 적어도 하나의 제2 내측 프레임을 연결하는 제2-3 프레임 연결부를 더 포함할 수 있다.
다음으로 베이스(210), 회로 기판(250), 및 제2 코일(230)에 대하여 설명한다.
베이스(210)는 상술한 보빈(110)의 중공, 또는/및 하우징(140)의 중공에 대응하는 중공을 구비할 수 있고, 커버 부재(300)와 일치 또는 대응되는 형상, 예컨대, 사각형 형상일 수 있다.
도 12는 도 1에 도시된 베이스(210), 제2 코일(230) 및 회로 기판(250)의 분해 사시도를 나타낸다.
베이스(210)는 커버 부재(300)를 접착 고정할 때, 접착제가 도포될 수 있는 단턱(211)을 구비할 수 있다. 이때, 단턱(211)은 상측에 결합되는 커버 부재(300)를 가이드할 수 있으며, 커버 부재(300)의 단부가 면 접촉하도록 결합될 수 있다.
베이스(210)의 단턱(211)과 커버 부재(300)의 단부는 접착제 등에 의해 접착 고정 및 실링 될 수 있다.
베이스(210)는 제1 렌즈 구동 유닛과 일정 간격 이격되어 배치될 수 있다. 베이스(210)에서 회로 기판(250)의 단자(251)가 형성된 부분과 마주하는 면에는 대응되는 크기의 받침부(255)가 형성될 수 있다. 받침부(255)는 베이스(210)의 외측면으로부터 일정한 단면으로 단턱(211) 없이 형성되어, 단자(251)가 형성된 단자면(253)이 받쳐지도록 할 수 있다.
베이스(210)의 모서리는 제2 요홈(212)를 갖는다. 커버 부재(300)의 모서리가 돌출된 형태를 가질 경우, 커버 부재(300)의 돌출부는 제2 요홈(212)에서 베이스(210)와 체결될 수 있다.
또한, 베이스(210)의 상부면에는 제2 위치 센서(240)가 배치될 수 있는 제2 안착홈(215-1, 215-2)이 마련될 수 있다. 실시 예에 따르면, 제2 안착홈(215-1, 215-2)은 총 2개가 마련되어, 제2 위치 센서(240)가 제2 안착홈(215-1, 215-2)에 각각 배치됨으로써, 하우징(140)이 제2 방향과 제3 방향으로 움직이는 정도를 감지할 수 있다. 이를 위해 제2 안착홈(215-1, 215-2)과 베이스(210)의 중심을 연결하는 가상의 선들이 이루는 각도는 90°가 되도록 2개의 제2 안착홈(215-1, 215-2)을 배치할 수 있다.
제2 안착홈(215-1, 215-2)의 적어도 한 면에는 테이퍼진 경사면(미도시)을 형성할 수도 있다. 제2 위치 센서(240)의 조립을 위한 에폭시 주입 등이 보다 원활하게 이루어질 수 있도록 구성할 수 있다. 또한, 제2 안착홈(215-1, 215-2)에 별도의 에폭시 등이 주입되지 않을 수도 있으나, 에폭시 등을 주입하여 제2 위치 센서(240)를 고정시킬 수도 있다. 제2 안착홈(215-1, 215-2)의 위치는 제2 코일(230)의 중앙 또는 중앙부근에 배치될 수 있다. 또는, 제2 코일(230)의 중심과 제2 위치 센서(240)의 중심을 일치시킬 수도 있다. 실시 예에 따르면 제2 안착홈(215-1, 215-2)은 베이스(210)의 변 부분에 설치될 수 있다.
베이스(210)에는 커버 부재(300)의 단턱과 대응되는 위치에는 홈부가 형성되어, 이 홈부를 통해 접착제 등이 주입될 수 있다.
또한, 베이스(210)의 하면에는 필터가 설치되는 안착부(미도시)가 형성될 수도 있다. 이러한 필터는 적외선 차단 필터일 수 있다. 그러나 이를 한정하는 것은 아니며, 베이스(210) 하부에 별도 센서 홀더에 필터가 배치될 수도 있다. 또한, 후술하겠지만, 베이스(210)의 하면에는 이미지 센서가 실장된 회로 기판이 배치될 수 있고, 카메라 모듈은 실시 예에 따른 렌즈 구동 장치(100)와 이미지 센서가 실장된회로 기판을 포함할 수 있다.
한편, 복수의 지지 부재(220)는 하우징(140)의 제2 측부들(142)에 각각 배치될 수 있다. 예를 들어, 4개의 제2 측부들(142) 각각에 2개의 지지 부재(220)가 배치될 수 있다.
또는, 하우징(140)에서 4개의 제2 측부(142) 중 2개의 제2 측부(142) 각각에는 하나의 지지 부재(220)만 배치되고, 나머지 2개의 제2 측부(142) 각각에 두 개의 지지 부재(220)가 배치될 수 있다.
또한 다른 실시 예에서 지지 부재(220)는 하우징(140)의 제1 측부(141)에 판스프링 형태로 배치될 수도 있다.
지지 부재(220)는 전술한 바와 같이 제1 위치 센서(170)와 제1 코일(120)에서 요구되는 전원을 전달하는 경로를 형성하고, 제1 위치 센서(170)로부터 출력되는 궤환 신호를 회로 기판(250)에 제공하는 경로를 형성할 수 있다.
지지 부재(220)는 탄성에 의하여 지지할 수 있는 부재, 예컨대, 판스프링(leaf spring), 코일스프링(coil spring), 서스펜션와이어 등으로 구현될 수 있다. 또한 다른 실시 예에 지지 부재(220)는 상측 탄성 부재와 일체로 형성될 수도 있다.
회로 기판(250)을 기준으로 상부에는 제2 코일(230)이, 하부에는 제2 위치 센서(240)가 배치될 수 있다. 제2 위치 센서(240)는 광축과 수직인 방향으로 베이스(210)에 대한 하우징(140)의 변위를 감지할 수 있다. 제2 위치 센서(240)는 광축과 수직인 방향(X축 및 Y축 방향)으로의 하우징(140)의 변위를 감지하기 위하여 서로 직교하도록 배치되는 2개의 센서들(240a 240b)을 포함할 수 있다.
제2 위치 센서(240)와 제2 코일(230) 및 제1 마그네트(130)는 서로 동일 축에 배치될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
회로 기판(250)은 베이스(210)의 상부면 상에 배치되며, 보빈(110)의 중공, 하우징(140)의 중공, 또는/및 베이스(210)의 중공에 대응하는 중공을 구비할 수 있다. 회로 기판(250)의 외주면의 형상은 베이스(210)의 상부면과 일치 또는 대응되는 형상, 예컨대, 사각형 형상일 수 있다.
회로 기판(250)은 상부면으로부터 절곡되고, 외부로부터 전기적 신호들을 공급받는 복수 개의 단자들(terminals), 또는 핀들(pins)이 형성되는 적어도 하나의 제2 단자면(253)을 구비할 수 있다.
제2 코일(230)은 회로 부재(231)의 모서리 부분을 관통하는 제5 통공(230a)을 포함할 수 있다. 지지 부재(220)는 제5 통공(230a)을 관통하여 회로 기판(250)에 연결될 수 있다.
제2 코일(230)은 하우징(140)에 고정되는 제2 마그네트(130)와 대향하도록 회로 기판(250)의 상부에 배치된다.
도 12에서는 제2 코일(230)을 포함한 회로 부재(231)가 회로 기판(250)의 상부면에 배치될 수 있다. 그러나 이를 한정하는 것은 아니며, 다른 실시 예에서는 회로 기판(250)에 제2 코일(230) 형상으로 회로 패턴을 형성할 수도 있다.
제2 코일(230)은 회로 기판(250)의 네 변에 총 4개 설치될 수 있으나, 이를 한정하는 것은 아니며, 제2 방향용 1개, 제3 방향용 1개 등 2개만이 설치되는 것도 가능하고, 4개 이상 설치될 수도 있다.
또는 도넛 형상으로 와이어를 권선하여 제2 코일(230)을 구성하거나 또는 FP코일형태로 제2 코일(230)을 형성하여 회로 기판(250)에 전기적으로 연결하여 구성하는 것도 가능하다.
전술한 바와 같이 서로 대향하도록 배치된 제2 마그네트(130)와 제2 코일(230)의 상호 작용에 의해 하우징(140)이 제2 및/또는 제3 방향으로 움직여 손떨림 보정이 수행될 수 있다.
제2 위치 센서(240)는 광축(Z축)에 직교하는 X축 및 Y축 방향에서의 베이스(210)에 대한 제1 렌즈 구동 유닛의 변위를 감지할 수 있다. 이를 위해, 제2 위치 센서(240)는 회로 기판(250)을 사이에 두고 제2 코일(230)의 중심 측에 배치되어 하우징(140)의 움직임을 감지할 수 있다.
제2 위치 센서(240)는 홀 센서로 마련될 수 있으며, 자기장 세기를 감지할 수 있는 센서라면 어떠한 것이든 사용 가능하다. 제2 위치 센서(240)는 도 12에 도시된 바와 같이, 회로 기판(250)의 하측에 배치되는 베이스(210)의 변 부분에 총 2개가 설치될 수 있으며, 제2 위치 센서(240)는 베이스(210)에 형성된 제2 안착홈(215-1, 215-2)에 삽입 배치될 수 있다.
회로 기판(250)은 지지 부재(220)가 관통 가능한 제6 통공(250a1, 250a2)을 포함할 수 있다. 지지 부재(220)는 회로 기판(250)의 제6 통공(250a1, 250a2)을 통하여 회로 기판(250)의 저면에 배치될 수 있는 해당하는 회로 패턴과 솔더링 등을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
회로 기판(250)은 제7 통공(250b)을 더 포함할 수 있다. 베이스(210)의 제2 상측 지지 돌기(217)와 제7 통공(250b)은 도 11에 도시된 바와 같이 결합되어 열 융착으로 고정될 수도 있고, 에폭시 등과 같은 접착 부재로 고정될 수도 있다.
회로 기판(250)은 복수의 단자(251)를 더 포함할 수 있다. 회로 기판(250)에는 절곡된 단자면(253)이 형성될 수 있다. 실시 예에 의하면, 회로 기판(250)의 1개의 절곡된 단자면(253)에는 적어도 하나의 단자(251)가 설치될 수 있다.
실시 예에 의하면, 단자면(253)에 설치된 복수 개의 단자(251)를 통해 외부 전원을 인가받아 제1 및 제2 코일(120, 230), 제1 및 제2 센서(170, 240)에 전원을 공급할 수도 있고, 제1 위치 센서(170)로부터 출력된 궤환 신호를 외부로 출력할 수도 있다. 단자(251)가 설치되는 단자면(253)에 형성된 단자들의 개수는 제어가 필요한 구성 요소들의 종류에 따라 증감될 수 있다.
실시 예에 따르면, 회로 기판(250)은 FPCB로 마련될 수 있으나 이를 한정하는 것은 아니며, 회로 기판(250)의 단자 구성 등을 베이스(210)의 표면에 표면 전극 방식 등을 이용하여 직접 형성하는 것도 가능하다.
전술한 바와 같이, 회로 기판(250)은 제1 코일(120)과 제1 위치 센서(170)에서 필요한 전원(또는, 전류)을 공급하고, 제1 위치 센서(170)로부터의 궤환 신호를 받아들여 보빈(110)의 변위가 조정될 수 있도록 할 수 있다.
한편, 전술한 실시 예에 의한 렌즈 구동 장치는 다양한 분야 예를 들어 카메라 모듈에 이용될 수 있다. 예를 들어, 카메라 모듈은 휴대폰 등 모바일 기기 등에 적용 가능하다.
실시 예에 의한 카메라 모듈은 보빈(110)과 결합되는 렌즈 배럴, 이미지 센서(미도시), 회로 기판(250)과 연결되고 이미지 센서가 구비되는 이미지 센서용 기판 및 광학계를 포함할 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 실시 예에 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 회로 기판(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.
도 15는 도 1에 도시된 제1 위치 센서(170) 및 제1 마그네트(190)의 다른 실시 예에 따른 배치를 나타내고, 도 16은 도 15에 도시된 제1 마그네트(190)를 장착하기 위한 하우징(140)의 안착 홈(148a)을 나타내며, 도 17은 도 15 및 도 16에 도시된 실시 예에 대한 도 3의 I-I' 선을 따라 절개한 단면도를 나타낸다.
도 15 및 도 16에 도시된 실시 예는 제1 위치 센서(170) 및 제1 마그네트(190)의 배치, 및 하우징(140)의 안착 홈(148a)을 제외하고는 도 1 내지 도 12에 설명한 구조와 동일할 수 있다.
도 15 내지 도 17을 참조하면, 제1 위치 센서(170)는 제1 위치 센서(170)는 보빈(110)의 제2 측면들(S2) 중 어느 하나 상에 배치될 수 있다. 예컨대, 보빈(110)의 수용홈(116)은 보빈(110)의 제2 측면들(S2) 중 어느 하나에 마련될 수 있으며, 제1 위치 센서(170)는 보빈(110)의 수용홈(116) 내에 배치될 수 있다.
제1 마그네트(190)는 제1 위치 센서(170)와 마주보도록 인접하는 2개의 제2 마그네트들(예컨대, 130-1과 130-2) 사이의 영역 내에 배치될 수 있다.
예컨대, 제1 마그네트(190)는 하우징(140)의 제2 측부들(142) 중 어느 하나에 배치, 고정, 또는 장착될 수 있다. 또한 제1 위치 센서(170)는 보빈(110)의 제2 측면들 중에서 제1 마그네트(190)가 배치되는 하우징(140)의 제2 측부와 대응하는 어느 하나에 배치될 수 있다.
예컨대, 하우징(140)은 제2 측부들(142) 중 어느 하나에는 제1 마그네트 안착 홈(148a)이 마련될 수 있으며, 제1 마그네트(190)는 제1 마그네트 안착 홈(148a) 내에 배치, 고정, 또는 장착될 수 있다.
예컨대, 제1 마그네트 안착 홈(148a)은 보빈(110)과 대향하는 하우징(140)의 제3 돌출부(148)의 면에 마련될 수 있다.
제1 위치 센서(170)는 제1 위치 센서(170)와 제1 마그네트(190a)가 서로 마주보는 방향으로 제2 마그네트(130)와 오버랩되지 않을 수 있다. 예컨대, 제1 위치 센서(170)는 광축과 수직인 방향으로 제2 마그네트(130)와는 오버랩되지 않을 수 있다.
도 1 내지 도 12에 도시된 렌즈 구동 장치(100)의 제1 마그네트(190)는 제2 마그네트(130)와 광축과 평행한 방향으로 정렬 또는 오버랩될 수 있지만, 도 15 및 도 16에 도시된 실시 예의 제1 마그네트(190)와 제2 마그네트(130)는 광축과 평행한 방향으로 서로 정렬되지 않거나 또는 오버랩되지 않는다.
도 15 및 도 16에 도시된 실시 예는 제1 마그네트(190)와 제2 마그네트(130)는 광축과 평행한 방향으로 서로 정렬되지 않거나 또는 오버랩되지 않기 때문에, 제1 위치 센서(170)가 제2 마그네트(130)의 자기장의 변화에 받는 영향은 도 1 및 도 12에 도시된 실시 예와 비교할 때, 감소할 수 있으며, 이로 인하여 더 정확한 오토 포커스 센싱이 가능할 수 있다.
이상에서 실시 예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시 예에 포함되며, 반드시 하나의 실시 예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시 예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시 예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시 예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
110: 보빈 120: 제1 코일
130: 제2 마그네트 140: 하우징
150: 상측 탄성 부재 160: 하측 탄성 부재
170: 제1 위치 센서 180: 센서 기판
190: 제1 마그네트 210: 베이스
220: 지지 부재 230: 제2 코일
240: 제2 위치 센서 250: 회로 기판.
300: 커버 부재.

Claims (20)

  1. 외주면에 제1 코일이 배치되는 보빈(bobbin);
    상기 보빈의 외주면에 상기 제1 코일과 이격하여 배치되는 제1 위치 센서;
    상기 제1 위치 센서와 대향하도록 배치되는 제1 마그네트;
    상기 제1 코일과 대향하도록 배치되고, 상기 제1 코일과 전자기적 상호 작용에 의하여 상기 보빈을 광축과 평행한 방향으로 이동시키는 제2 마그네트;
    상기 제1 마그네트와 상기 제2 마그네트를 지지하는 하우징; 및
    상기 보빈 및 상기 하우징과 결합되는 상측 및 하측 탄성 부재를 포함하며,
    상기 제1 위치 센서는 상기 보빈과 함께 이동하는 렌즈 구동 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 위치 센서는 상기 광축과 수직인 방향으로 상기 제1 마그네트의 적어도 일부와 오버랩되는 렌즈 구동 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 광축과 수직인 방향으로 상기 제1 위치 센서는 상기 제2 마그네트와 오버랩되지 않는 렌즈 구동 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 코일은 상기 보빈의 외주면의 하측에 배치되고, 상기 제1 위치 센서는 상기 보빈의 외주면의 상측에 배치되는 렌즈 구동 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 마그네트는 상기 제2 마그네트와 광축과 평행한 방향으로 오버랩되는 렌즈 구동 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 마그네트는 상기 제2 마그네트와 광축과 평행한 방향으로 오버랩되지 않는 렌즈 구동 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 마그네트는 상기 제1 위치 센서와 상기 제1 마그네트가 마주보는 방향과 평행한 방향으로 상기 제2 마그네트와 오버랩되지 않는 렌즈 구동 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 위치 센서는 상기 상측 탄성 부재 또는 상기 하측 탄성 부재 중 적어도 하나와 전기적으로 연결되는 렌즈 구동 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제2 마그네트와 대향하여 배치되는 제2 코일;
    상기 제2 코일이 배치되는 회로 기판;
    상기 회로 기판 아래에 배치되는 베이스;
    상기 하우징을 상기 베이스에 대하여 상기 광축과 수직인 방향으로 이동 가능하게 지지하고, 상기 상측 또는 상기 하측 탄성 부재 중 적어도 하나와 상기 회로 기판을 연결하는 복수의 지지 부재; 및
    상기 광축과 수직인 방향으로 상기 베이스에 대한 상기 하우징의 변위를 감지하는 제2 위치 센서를 더 포함하는 렌즈 구동 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 위치 센서는 상기 제1 마그네트의 자기장의 세기를 감지한 결과에 따라 상기 보빈의 변위를 감지하는 렌즈 구동 장치.
  11. 외주면에 제1 코일이 배치되는 보빈(bobbin);
    상기 제1 코일과 이격하여 상기 보빈의 외주면에 배치되는 센서 기판;
    상기 센서 기판 상에 배치되는 제1 위치 센서;
    상기 제1 위치 센서와 대향하도록 배치되는 제1 마그네트;
    상기 제1 코일과 대향하도록 배치되고, 상기 제1 코일과 전자기적 상호 작용에 의하여 상기 보빈을 광축과 평행한 방향으로 이동시키는 제2 마그네트;
    상기 제1 마그네트와 상기 제2 마그네트를 지지하는 하우징; 및
    상기 보빈 및 상기 하우징과 결합되는 상측 및 하측 탄성 부재를 포함하며,
    상기 제1 위치 센서는 상기 보빈과 함께 이동하는 렌즈 구동 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 센서 기판은 외주면에 장착 홈을 구비하고,
    상기 제1 위치 센서는 상기 장착 홈에 배치되는 렌즈 구동 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 센서 기판은 상기 상측 탄성 부재 또는 상기 하측 탄성 부재 중 적어도 하나와 전기적으로 연결되는 렌즈 구동 장치.
  14. 제11항에 있어서, 상기 센서 기판은,
    상기 보빈의 외주면에 배치되고, 상기 제1 위치 센서가 배치되는 몸체;
    상기 몸체로부터 돌출되고, 상기 상측 탄성 부재 또는 상기 하측 탄성 부재 중 적어도 하나와 전기적으로 연결되는 탄성 부재 접촉부들; 및
    상기 몸체에 형성되고 상기 제1 위치 센서와 상기 탄성 부재 접촉부들과 전기적으로 연결되는 회로 패턴을 포함하는 렌즈 구동 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 보빈의 외주면과 내주면 사이에는 상기 센서 기판이 삽입되는 지지홈이 형성되는 렌즈 구동 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 보빈의 외주면에는 상기 지지 홈에 삽입된 상기 센서 기판 상에 배치되는 제1 위치 센서를 수용하는 수용 홈이 형성되는 렌즈 구동 장치.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 하우징은 상기 제2 마그네트가 배치되는 제1 측부들, 및 상기 제1 측부들 사이에 배치되는 제2 측부들을 포함하며,
    상기 보빈의 외주면은 상기 하우징의 제1 측부들과 대응하는 제1 측면들, 및 상기 제1 측면들 사이에 배치되는 제2 측면들을 포함하는 렌즈 구동 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제1 마그네트는 상기 하우징의 제1 측부들 중 어느 하나에 배치되고,
    상기 제1 위치 센서는 상기 보빈의 제1 측면들 중에서 상기 제1 마그네트가 배치되는 상기 하우징의 제1 측부와 대응하는 어느 하나에 배치되는 렌즈 구동 장치.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 제1 마그네트는 상기 하우징의 제2 측부들 중 어느 하나에 배치되고,
    상기 제1 위치 센서는 상기 보빈의 제2 측면들 중에서 상기 제1 마그네트가 배치되는 상기 하우징의 제2 측부와 대응하는 어느 하나에 배치되는 렌즈 구동 장치.
  20. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 위치 센서는 홀 센서(hall sensor)인 렌즈 구동 장치.
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