KR20180004423A - 렌즈 구동 장치, 카메라 모듈, 및 광학기기 - Google Patents

렌즈 구동 장치, 카메라 모듈, 및 광학기기 Download PDF

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KR20180004423A
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한진석
신승택
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엘지이노텍 주식회사
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Abstract

본 실시예는 내부 공간을 포함하는 하우징; 상기 내부 공간에 배치되며, 적어도 하나의 렌즈를 수용하는 보빈; 상기 하우징에 배치되는 코일; 상기 보빈에 배치되며, 상기 코일과 전자기적 상호작용하는 제1마그넷; 및 상기 하우징에 상기 제1마그넷과 인력이 작용하도록 배치되는 제2마그넷을 포함하며, 상기 제1마그넷의 상단은 상기 제2마그넷의 상단 보다 상측에 위치하며, 상기 제1마그넷의 상단과 상기 제2마그넷의 상단 사이의 높이 차는, 상기 보빈의 광축방향의 스트로크 길이 보다 긴 렌즈 구동 장치에 관한 것이다.

Description

렌즈 구동 장치, 카메라 모듈, 및 광학기기{Lens driving device, camera module and optical apparatus}
본 실시예는 렌즈 구동 장치, 카메라 모듈 및 광학기기에 관한 것이다.
이하에서 기술되는 내용은 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 기재한 것은 아니다.
각종 휴대단말기의 보급이 널리 일반화되고, 무선 인터넷 서비스가 상용화됨에 따라 휴대단말기와 관련된 소비자들의 요구도 다양화되고 있어 다양한 종류의 부가장치들이 휴대단말기에 장착되고 있다.
그 중에서 대표적인 것으로 피사체를 사진이나 동영상으로 촬영하는 카메라 모듈이 있다. 최근에는, 오토 포커스 기능이 내장된 카메라 모듈이 개발되고 있다.
그런데, 종래의 오토 포커스 기능이 내장된 카메라 모듈에서는, 오토 포커스 구동시 하우징과 보빈 사이에 생기는 공간에서 보빈의 틸트(tilt)가 발생하여 문제가 된다.
본 실시예는 오토 포커스 구동시 보빈의 틸트가 방지되는 렌즈 구동 장치를 제공하고자 한다.
또한, 상기 렌즈 구동 장치를 포함하는 카메라 모듈 및 광학기기를 제공하고자 한다.
본 실시예에 따른 렌즈 구동 장치는, 내부 공간을 포함하는 하우징; 상기 내부 공간에 배치되며, 적어도 하나의 렌즈를 수용하는 보빈; 상기 하우징에 배치되는 코일; 상기 보빈에 배치되며, 상기 코일과 전자기적 상호작용하는 제1마그넷; 및 상기 하우징에 상기 제1마그넷과 인력이 작용하도록 배치되는 제2마그넷을 포함하며, 상기 제1마그넷의 상단은 상기 제2마그넷의 상단 보다 상측에 위치하며, 상기 제1마그넷의 상단과 상기 제2마그넷의 상단 사이의 높이 차는, 상기 보빈의 광축방향의 스트로크 길이 보다 길 수 있다.
상기 렌즈 구동 장치는, 상기 하우징 및 상기 보빈의 상측을 덮는 커버부재를 더 포함하며, 상기 보빈의 광축방향의 스트로크 길이는, 상기 제1마그넷의 중심과 상기 제2마그넷의 중심이 동일한 높이에 위치할 때 상기 보빈의 상단과 상기 커버부재 사이의 거리이하일 수 있다.
상측에서 보았을 때, 상기 제1마그넷의 중심은 상기 제2마그넷의 중심과 광축을 연결하는 가상의 직선 상에 배치될 수 있다.
상기 제1마그넷의 폭은 상기 제2마그넷의 폭과 동일할 수 있다.
상기 코일에 전원이 공급되지 않은 초기상태에서, 상기 제1마그넷의 중심과 상기 제2마그넷의 중심이 동일한 높이에 위치할 수 있다.
상기 렌즈 구동 장치는 상기 보빈과 상기 하우징 사이에 위치하는 가이드볼을 더 포함하며, 상기 가이드볼은 상기 하우징에 대한 상기 보빈의 이동을 가이드할 수 있다.
상기 렌즈 구동 장치는 상기 하우징에 배치되며 상기 가이드볼과 접촉하는 가이드패널을 더 포함하며, 상기 가이드볼은 상기 보빈의 이동에 의해 상기 가이드패널을 따라 이동할 수 있다.
상기 보빈은 하면의 일부가 상측으로 함몰되어 형성되는 마그넷 수용홈을 포함하며, 상기 마그넷 수용홈은 상기 보빈의 외측 측면과 이격될 수 있다.
상기 렌즈 구동 장치는 상기 하우징에 배치되며, 상기 제1마그넷의 자기력을 감지하는 센서를 더 포함할 수 있다.
상기 보빈의 복수의 외측 측면 모두는 상기 내부 공간을 형성하는 상기 하우징의 내측 측면으로부터 이격될 수 있다.
상기 제1마그넷의 중심과 상기 제2마그넷의 중심은 동일한 높이에 위치할 수 있다.
본 실시예에 따른 카메라 모듈은 이미지 센서가 실장된 인쇄회로기판; 상기 인쇄회로기판의 상면에 배치되며, 내부 공간을 포함하는 하우징; 상기 내부 공간에 배치되며, 적어도 하나의 렌즈를 수용하는 보빈; 상기 하우징에 배치되는 코일; 상기 보빈에 배치되며, 상기 코일과 전자기적 상호작용하는 제1마그넷; 및 상기 하우징에 상기 제1마그넷과 인력이 작용하도록 배치되는 제2마그넷을 포함하며, 상기 제1마그넷의 상단은 상기 제2마그넷의 상단 보다 상측에 위치하며, 상기 제1마그넷의 상단과 상기 제2마그넷의 상단 사이의 높이 차는, 상기 보빈의 광축방향의 스트로크 길이 보다 길 수 있다.
본 실시예에 따른 광학기기는 피사체의 영상을 촬영하는 카메라 모듈과, 상기 카메라 모듈에서 촬영된 영상을 출력하는 디스플레이부를 포함하며, 상기 카메라 모듈은, 이미지 센서가 실장된 인쇄회로기판; 상기 인쇄회로기판의 상면에 배치되며, 내부 공간을 포함하는 하우징; 상기 내부 공간에 배치되며, 적어도 하나의 렌즈를 수용하는 보빈; 상기 하우징에 배치되는 코일; 상기 보빈에 배치되며, 상기 코일과 전자기적 상호작용하는 제1마그넷; 및 상기 하우징에 상기 제1마그넷과 인력이 작용하도록 배치되는 제2마그넷을 포함하며, 상기 제1마그넷의 상단은 상기 제2마그넷의 상단 보다 상측에 위치하며, 상기 제1마그넷의 상단과 상기 제2마그넷의 상단 사이의 높이 차는, 상기 보빈의 광축방향의 스트로크 길이 보다 길 수 있다.
본 실시예를 통해, 보빈의 틸트가 방지될 수 있다.
즉, 본 실시예를 통해, 보빈이 오토 포커스 구동 시에도 정위치 내에서 구동할 수 있다.
도 1은 본 실시예에 따른 렌즈 구동 장치를 광축 방향(수직 방향)으로 절개하고 측방에서 바라본 측단면도이다.
도 2는 본 실시예에 따른 렌즈 구동 장치를 수평 방향으로 절개하고 상측에서 바라본 단면도이다.
도 3은 도 1에 주요 중심선 및 주요 길이를 도시한 측단면도이다.
도 4는 도 2에 주요 중심선 및 주요 길이를 도시한 단면도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 기재함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표시한다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 일부 구성은 그 상세한 설명이 생략될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결" 또는 "결합"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결 또는 결합될 수 있지만, 그 구성 요소와 그 다른 구성요소 사이에 또 다른 구성 요소가 연결 또는 결합될 수도 있다고 이해되어야 한다.
이하에서 사용되는 "광축 방향"은, 렌즈 구동 장치에 결합된 상태의 렌즈 모듈의 광축 방향으로 정의한다. 한편, “광축 방향”은 상하 방향, z축 방향 등과 혼용될 수 있다.
이하에서 사용되는 "오토 포커스 기능"는, 이미지 센서에 피사체의 선명한 영상이 얻어질 수 있도록 피사체의 거리에 따라 렌즈 모듈을 광축 방향으로 이동시켜 이미지 센서와의 거리를 조절함으로서 피사체에 대한 초점을 맞추는 기능으로 정의한다. 한편, "오토 포커스"는 "AF(Auto Focus)"와 혼용될 수 있다.
이하에서는, 가이드 마그넷(130) 및 구동 마그넷(220) 중 어느 하나를 '제1마그넷'이라 칭하고 나머지 하나를 '제2마그넷'이라 칭할 수 있다.
이하에서는 본 실시예에 따른 광학기기의 구성을 설명한다.
본 실시예에 따른 광학기기는, 핸드폰, 휴대폰, 스마트폰(smart phone), 휴대용 스마트 기기, 디지털 카메라, 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션 등일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며 영상 또는 사진을 촬영하기 위한 어떠한 장치도 가능하다.
본 실시예에 따른 광학기기는, 본체(미도시)와, 본체에 수용되어 피사체의 영상을 촬영하는 카메라 모듈과, 본체의 일면에 배치되어 카메라 모듈에서 촬용된 영상을 출력하는 디스플레이부(미도시)를 포함할 수 있다.
이하에서는 본 실시예에 따른 카메라 모듈의 구성을 설명한다.
카메라 모듈은, 렌즈 구동 장치, 렌즈 모듈(미도시), 적외선 필터(미도시), 인쇄회로기판(미도시), 이미지 센서(미도시) 및 제어부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 다만, 카메라 모듈에서, 렌즈 구동 장치, 렌즈 모듈, 적외선 필터, 인쇄회로기판, 이미지 센서 및 제어부 중 어느 하나 이상이 생략 또는 변경될 수 있다.
렌즈 모듈은, 하나 이상의 렌즈(미도시)를 포함할 수 있다. 렌즈 모듈은, 렌즈 및 렌즈 배럴(미도시)을 포함할 수 있다. 다만, 렌즈 모듈의 일 구성이 렌즈 배럴로 한정되는 것은 아니며, 하나 이상의 렌즈를 지지할 수 있는 홀더 구조라면 어느 것이든 가능하다. 또는, 렌즈 배럴이 생략되고 렌즈가 직접 보빈(210)에 결합될 수 있다. 렌즈 모듈은, 렌즈 구동 장치의 보빈(210)에 결합되어 보빈(210)과 함께 이동할 수 있다. 렌즈 모듈은, 렌즈 구동 장치의 보빈(210)과 나사 결합될 수 있다. 렌즈 모듈은, 렌즈 구동 장치의 보빈(210)과 접착제(미도시)에 의해 결합될 수 있다. 한편, 렌즈 모듈을 통과한 광은 이미지 센서에 조사될 수 있다.
적외선 필터는, 베이스(미도시)의 관통홀에 위치할 수 있다. 또는, 적외선 필터는 베이스와는 별도로 구비되는 홀더 부재(미도시)에 위치할 수 있다. 적외선 필터는, 이미지 센서에 적외선 영역의 광이 입사되는 것을 차단할 수 있다. 적외선 필터는, 적외선 흡수 필터(Blue filter)를 포함할 수 있다. 적외선 필터는, 적외선 반사 필터(IR cut filter)를 포함할 수 있다. 적외선 필터는, 렌즈 모듈과 이미지 센서 사이에 위치할 수 있다. 적외선 필터는, 필름 재질 또는 글래스 재질로 형성될 수 있다. 적외선 필터는, 촬상면 보호용 커버유리, 커버 글래스와 같은 평판 형상의 광학적 필터에 적외선 차단 코팅 물질이 코팅되어 형성될 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다.
인쇄회로기판은 렌즈 구동 장치의 하측에 위치할 수 있다. 인쇄회로기판은 렌즈 구동 장치를 지지할 수 있다. 인쇄회로기판에는 이미지 센서가 실장될 수 있다. 일례로서, 인쇄회로기판의 상면 내측에는 이미지 센서가 위치하고, 인쇄회로기판의 상면 외측에는 센서홀더(미도시)가 위치할 수 있다. 센서홀더의 상측에는 렌즈 구동 장치가 위치할 있다. 또는, 인쇄회로기판의 상면 외측에 렌즈 구동 장치가 위치하고, 인쇄회로기판의 상면 내측에 이미지 센서가 위치할 수 있다. 이와 같은 구조를 통해, 렌즈 구동 장치의 내측에 수용된 렌즈 모듈을 통과한 광이 인쇄회로기판에 실장되는 이미지 센서에 조사될 수 있다. 인쇄회로기판은 렌즈 구동 장치에 전원을 공급할 수 있다. 한편, 인쇄회로기판에는 렌즈 구동 장치를 제어하기 위한 제어부가 위치할 수 있다.
이미지 센서는 인쇄회로기판에 실장될 수 있다. 이미지 센서는 렌즈 모듈과 광축이 일치되도록 위치할 수 있다. 이를 통해, 이미지 센서는 렌즈 모듈을 통과한 광을 획득할 수 있다. 이미지 센서는 조사되는 광을 영상으로 출력할 수 있다. 이미지 센서는, 일례로서 CCD(charge coupled device, 전하 결합 소자), MOS(metal oxide semi-conductor, 금속 산화물 반도체), CPD 및 CID일 수 있다. 다만, 이미지 센서의 종류가 이에 제한되는 것은 아니다.
제어부는 인쇄회로기판에 실장될 수 있다. 제어부는 렌즈 구동 장치를 이루는 구성 각각에 대하여 공급하는 전류의 방향, 세기 및 진폭 등을 제어할 수 있다. 제어부는 렌즈 구동 장치를 제어하여 카메라 모듈의 오토 포커스 기능을 수행할 수 있다. 즉, 제어부는 렌즈 구동 장치를 제어하여 렌즈 모듈을 광축 방향으로 이동시킬 수 있다. 나아가, 제어부는 오토 포커스 기능의 피드백(Feedback) 제어를 수행할 수 있다. 보다 상세히, 제어부는 센서에 의해 감지된 렌즈 모듈의 위치를 수신하여 구동 코일(120)에 인가하는 전원 또는 전류를 제어하여, 보다 정밀한 오토 포커스 기능을 제공할 수 있다.
이하에서는 본 실시예에 따른 렌즈 구동 장치의 구성을 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 실시예에 따른 렌즈 구동 장치를 광축 방향(수직 방향)으로 절개하고 측방에서 바라본 측단면도이고, 도 2는 본 실시예에 따른 렌즈 구동 장치를 수평 방향으로 절개하고 상측에서 바라본 단면도이고, 도 3은 도 1에 주요 중심선 및 주요 길이를 도시한 측단면도이고, 도 4는 도 2에 주요 중심선 및 주요 길이를 도시한 단면도이다.
본 실시예에 따른 렌즈 구동 장치는, 고정자(100), 가동자(200), 가이드부(300) 및 커버부재(400)를 포함할 수 있다. 다만, 본 실시예에 따른 렌즈 구동 장치에서, 고정자(100), 가동자(200), 가이드부(300) 및 커버부재(400) 중 어느 하나 이상이 생략 또는 변경될 수 있다. 본 실시예에 따른 렌즈 구동 장치는, 베이스(미도시)를 더 포함할 수 있다. 본 실시예에 따른 렌즈 구동 장치는, 센서(미도시)를 더 포함할 수 있다.
고정자(100)는 가동자(200)의 외측에 위치할 수 있다. 고정자(100)는 가동자(200)와 선택적으로 이격될 수 있다. 고정자(100)는 하측에 위치하는 베이스에 의해 지지될 수 있다. 다만, 베이스가 고정자(100)에 포함되는 것으로 설명될 수도 있다. 고정자(100)는 커버부재(400)의 내측 공간에 위치할 수 있다. 고정자(100)는, 전자기적 상호작용을 통해 가동자(200)를 이동시킬 수 있다.
고정자(100)는, 하우징(110), 구동 코일(120) 및 가이드 마그넷(130)을 포함할 수 있다. 고정자(100)에서, 하우징(110), 구동 코일(120) 및 가이드 마그넷(130) 중 어느 하나 이상이 생략될 수 있다.
하우징(110)은 보빈(210)과 이격될 수 있다. 하우징(110)은 보빈(210)의 외측에 위치할 수 있다. 하우징(110)에는 구동 코일(120)이 배치될 수 있다. 하우징(110)은 베이스의 상측에 위치할 수 있다. 하우징(110)은 베이스 상에 고정될 수 있다. 하우징(110)에는 가이드부(300)가 결합될 수 있다. 하우징(110)에는 탄성부재(미도시)가 결합될 수 있다. 상기 탄성부재는 하우징(110) 및 보빈(210)에 결합되어 보빈(210)을 하우징(110)에 대하여 탄성적으로 지지할 수 있다. 하우징(110)의 상부에는 상측 탄성부재(미도시)가 결합될 수 있다. 하우징(110)의 하부에는 하측 탄성부재(미도시)가 결합될 수 있다. 하우징(110)은 커버부재(400)의 내측면과 대응되는 형상으로 형성될 수 있다. 하우징(110)에는 구동 마그넷(220)의 자기력을 감지하는 센서가 배치될 수 있다. 하우징(110)은 절연재질로 형성될 수 있다. 하우징(110)은 사출물로 형성될 수 있다.
하우징(110)은 내부 공간(111)을 포함할 수 있다.
내부 공간(111)은 하우징(110)에 형성될 수 있다. 내부 공간(111)은 상하 개방형의 관통홀로 형성될 수 있다. 내부 공간(111)에는 보빈(210)이 이동가능하게 위치할 수 있다. 내부 공간(111)은 보빈(210)과 대응하는 형상으로 구비될 수 있다. 내부 공간(111)을 형성하는 하우징(110)의 내주면은 보빈(210)의 외주면과 이격되어 위치할 수 있다.
구동 코일(120)은 하우징(110)에 배치될 수 있다. 구동 코일(120)은 구동 마그넷(220)과 대향할 수 있다. 구동 코일(120)은 구동 마그넷(220)과 상호작용하여 보빈(210)을 이동시킬 수 있다. 구동 코일(120)에 전원이 공급되면 구동 코일(120) 주변에는 전자기장이 형성될 수 있다. 구동 코일(120)에 전원이 공급되면, 구동 코일(120)은 구동 마그넷(220)과의 전자기적 상호작용을 통해 보빈(210)을 이동시킬 수 있다. 구동 코일(120)은 하우징(110)의 수용홈에 고정될 수 있다. 구동 코일(120)은 하우징(110)의 일부에 권선될 수 있다.
구동 코일(120)은 전원 공급을 위한 한 쌍의 인출선(미도시)을 포함할 수 있다. 이때, 구동 코일(120)의 한 쌍의 인출선은 카메라 모듈의 인쇄회로기판에 결합될 수 있다. 이를 통해, 구동 코일(120)은 인쇄회로기판과 전기적으로 연결될 수 있다. 또는, 구동 코일(120)의 한 쌍의 인출선은 하우징(110) 및 보빈(210)에 결합되는 한 쌍의 탄성부재에 결합될 수 있다. 이 경우에도, 구동 코일(120)은 인쇄회로기판과 전기적으로 연결될 수 있다.
변형례로서, 구동 코일(120)이 보빈(210)에 배치되고, 구동 마그넷(220)이 하우징(110)에 배치될 수 있다. 이때, 가이드 마그넷(130)은 보빈(210)에 배치될 수 있다.
가이드 마그넷(130)은 하우징(110)에 배치될 수 있다. 가이드 마그넷(130)은 구동 마그넷(220)과 대향할 수 있다. 가이드 마그넷(130)은 구동 마그넷(220)과 인력이 작용하도록 배치될 수 있다. 가이드 마그넷(130)은 자력을 통해 구동 마그넷(220)을 자동으로 중심점으로 이동시킬 수 있다. 이와 같은 구조를 통해, 보빈(210)은 하우징(110)의 내부 공간(111)에서 정위치에 위치할 수 있다. 또한, 이와 같은 구조를 통해, 보빈(210)이 오토 포커스 구동을 하는 경우에도 틸트되지 않고 광축 방향으로만 이동할 수 있다.
가동자(200)는 고정자(100)에 대하여 이동가능하게 지지될 수 있다. 가동자(200)는 광축 방향으로 이동할 수 있다. 가동자(200)는 고정자(100)와의 전자기적 상호작용을 통해 렌즈 모듈과 일체로 이동할 수 있다. 가동자(200)는 렌즈 모듈과 일체로 이동하여 오토 포커스 기능을 수행할 수 있다.
가동자(200)는, 보빈(210) 및 구동 마그넷(220)을 포함할 수 있다. 다만, 가동자(200)에서, 보빈(210) 및 구동 마그넷(220) 중 어느 하나 이상이 생략 또는 변형될 수 있다.
보빈(210)은 내부 공간(111)에 배치될 수 있다. 보빈(210)은 하우징(110)의 내측에 배치될 수 있다. 보빈(210)은 하우징(110)과 이격될 수 있다. 보빈(210)은 적어도 하나의 렌즈를 수용할 수 있다. 보빈(210)은 렌즈 모듈과 결합될 수 있다. 보빈(210)은 하우징(110)에 대하여 광축 방향으로 이동할 수 있다. 보빈(210)에는 구동 마그넷(220)이 배치될 수 있다. 보빈(210)에는 가이드볼(310)이 결합될 수 있다. 보빈(210)의 상부에는 상측 탄성부재가 결합될 수 있다. 보빈(210)의 하부에는 하측 탄성부재가 결합될 수 있다. 상측 탄성부재는 보빈(210)의 상부 및 하우징(110)의 상부에 결합될 수 있다. 하측 탄성부재는 보빈(210)의 하부 및 하우징(110)의 하부에 결합될 수 있다. 보빈(210)의 복수의 외측 측면 모두는, 내부 공간(111)을 형성하는 하우징(110)의 내측 측면으로부터 이격될 수 있다.
보빈(210)은, 마그넷 수용홈(211) 및 렌즈 수용홀(212)을 포함할 수 있다. 다만, 보빈(210)에서, 마그넷 수용홈(211) 및 렌즈 수용홀(212) 중 어느 하나 이상이 생략 또는 변경될 수 있다. 보빈(210)은 하면의 일부가 상측으로 함몰되어 형성되는 마그넷 수용홈(211)을 포함할 수 있다. 보빈(210)은 광축 방향으로 관통 형성되는 렌즈 수용홀(212)을 포함할 수 있다.
마그넷 수용홈(211)은 구동 마그넷(220)의 적어도 일부를 수용할 수 있다. 마그넷 수용홈(211)은 보빈(210)의 외측 측면과 이격될 수 있다. 마그넷 수용홈(211)은 보빈(210)의 하면의 일부가 상측으로 함몰되어 형성될 수 있다. 마그넷 수용홈(211)은 상측은 폐쇄되고 하측은 오픈된 형태일 수 있다. 즉, 마그넷 수요홈(211)은 하측 개방형 홈일 수 있다. 마그넷 수용홈(211)에는 접착제가 개재되어 구동 마그넷(220)을 고정할 수 있다.
렌즈 수용홀(212)에는 렌즈 모듈이 결합될 수 있다. 렌즈 수용홀(212)을 형성하는 보빈(210)의 내주면에는 렌즈 모듈의 외주면이 결합될 수 있다. 보빈(210)의 내주면 및 렌즈 모듈의 외주면에는 나사산이 형성될 수 있다. 이 경우, 렌즈 모듈은 보빈(210)에 나사결합될 수 있다. 렌즈 모듈과 보빈(210) 사이에는 접착제가 개재될 수 있다. 이때, 접착제는 자외선(UV) 또는 열에 의해 경화되는 에폭시일 수 있다. 즉, 렌즈 모듈과 보빈(210)은 자외선 경화 에폭시 및/또는 열 경화 에폭시에 의해 접착될 수 있다.
구동 마그넷(220)은 보빈(210)에 배치될 수 있다. 구동 마그넷(220)은 구동 코일(120)과 대향할 수 있다. 구동 마그넷(220)은 구동 코일(120)과 전자기적 상호작용할 수 있다. 구동 마그넷(220)은 가이드 마그넷(130)과 인력이 작용하도록 배치될 수 있다. 구동 마그넷(220)은 가이드 마그넷(130)의 자력에 의해 자동으로 중심점으로 이동할 수 있다. 이와 같은 구조를 통해, 보빈(210)은 하우징(110)의 내부 공간(111) 안에서 정위치에 위치할 수 있다. 또한, 이와 같은 구조를 통해, 보빈(210)이 오토 포커스 구동을 하는 경우에도 틸트되지 않고 광축 방향으로만 이동할 수 있다.
구동 마그넷(220)의 중심과 가이드 마그넷(130)의 중심이 동일한 높이에 위치할 때, 구동 마그넷(220)의 상단은 가이드 마그넷(130)의 상단 보다 상측에 위치할 수 있다. 이때, 구동 마그넷(220)의 상단과 가이드 마그넷(130)의 상단 사이의 높이 차(도 3의 A 참조)는, 보빈(210)의 광축방향의 스트로크 길이(도 3의 S 참조) 보다 길 수 있다. 여기서, 보빈(210)의 광축방향의 스트로크 길이(S)는, 구동 마그넷(220)의 중심과 가이드 마그넷(130)의 중심이 동일한 높이에 위치할 때 보빈(210)의 상단과 커버부재(400) 사이의 거리일 수 있다. 또는, 보빈(210)의 광축방향의 스트로크 길이(S)는, 구동 마그넷(220)의 중심과 가이드 마그넷(130)의 중심이 동일한 높이에 위치할 때 보빈(210)의 상단과 커버부재(400) 사이의 거리이하일 수 있다. 만약, 구동 마그넷(220)의 상단과 가이드 마그넷(130)의 상단 사이의 높이 차(A)가 보빈(210)의 광축방향의 스트로크 길이(S) 보다 작으면, 구동 마그넷(220)과 가이드 마그넷(130) 사이의 인력이 커서 가이드 마그넷(130)이 구동 마그넷(220)과 구동 코일(120)의 전자기적 상호작용에 따른 보빈(210)의 오토 포커스 구동에 영향을 미칠 수 있다. 즉, 본 실시예에 따른 렌즈 구동 장치에서는, 가이드 마그넷(130)이 보빈(210)의 틸트를 방지하는 한편 오토 포커스 구동에 미치는 영향은 최소화된다.
상측에서 보았을 때, 구동 마그넷(220)의 중심은 가이드 마그넷(130)의 중심과 광축(도 4의 C 참조)을 연결하는 가상의 직선 상에 배치될 수 있다. 구동 마그넷(220)과 가이드 마그넷(130)의 중심점은 동일한 선 상에 있을 수 있다.
구동 마그넷(220)의 폭은 가이드 마그넷(130)의 폭과 동일할 수 있다. 구동 마그넷(220)의 폭은 가이드 마그넷(130)의 폭과 대응할 수 있다. 구동 마그넷(220)의 폭은 가이드 마그넷(130)의 폭과 유사할 수 있다.
구동 코일(120)에 전원이 공급되지 않은 초기상태에서, 구동 마그넷(220)의 중심과 가이드 마그넷(130)의 중심이 동일한 높이에 위치할 수 있다. 여기서 '초기상태'란 보빈(210)이 오토 포커스 구동을 하기 위해 기준 위치에 배치된 상태일 수 있다. 본 실시예에서는 초기상태에서 구동 코일(120)에 전원이 공급되지 않을 수 있다. 이 경우, 구동 코일(120)에 전원을 인가하면서 보빈(210)을 오토 포커스 구동 시킬 수 있다. 다만, 변형례로서 초기상태에서 구동 코일(120)에 전원이 공급될 수 있다. 이 경우, 구동 코일(120)에 인가되는 전원의 세기(전류의 양 및/또는 전압의 세기)를 변경하여 보빈(210)을 오토 포커스 구동 시킬 수 있다. 본 실시예에 따른 렌즈 구동 장치는 양방향 오토 포커스 구동을 수행할 수 있다. 즉, 구동 코일(120)에 인가되는 전류 방향에 따라 보빈(210)이 상측 또는 하측으로 이동할 수 있다. 다만, 변형례로서 렌즈 구동 장치는 단방향 오토 포커스 구동을 수행할 수 있다. 이 경우, 구동 코일(120)에 전류가 인가되면 보빈(210)은 상측으로만 또는 하측으로만 이동할 수 있다.
가이드부(300)는 하우징(110) 및/또는 보빈(210)에 결합될 수 있다. 가이드부(300)는 보빈(210)이 하우징(110)에 대하여 이동하는 것은 가이드할 수 있다.
가이드부(300)는, 가이드볼(310) 및 가이드패널(320)을 포함할 수 있다. 가이드부(300)에서, 가이드볼(310) 및 가이드패널(320) 중 어느 하나 이상이 생략 또는 변경될 수 있다. 가이드부(300)는, 하우징(110)에 대하여 보빈(210)을 탄성적으로 지지하는 탄성부재를 포함할 수 있다. 다만, 상기 탄성부재는 생략될 수 있다.
가이드볼(310)은 보빈(210)과 하우징(110) 사이에 위치할 수 있다. 가이드볼(310)은 보빈(210)과 결합될 수 있다. 가이드볼(310)은, 보빈(210)에 회전가능하게 결합될 수 있다. 가이드볼(310)은 하우징(110)에 대한 보빈(210)의 이동을 가이드할 수 있다. 가이드볼(310)은 복수의 볼을 포함할 수 있다. 가이드볼(310)은 일례로서 세라믹 볼일 수 있다. 가이드볼(310)은 보빈(210)의 이동에 의해 회전할 수 있다. 가이드볼(310)은 보빈(210) 및 가이드패널(320)에 접촉될 수 있다. 가이드볼(310)은 보빈(210)의 이동에 의해 가이드패널(320)을 따라 이동할 수 있다.
가이드패널(320)은 하우징(110)에 배치될 수 있다. 가이드패널(320)은, 가이드볼(310)과 접촉할 수 있다. 가이드패널(320)은 가이드볼(310)에 의해 하우징(110)의 일부가 갈리는 현상을 방지할 수 있다. 가이드패널(320)는 하우징(110) 보다 경도가 높을 수 있다. 가이드패널(320)은 가이드볼(310) 보다 경도가 높을 수 있다. 이를 통해, 가이드패널(320)은 가이드볼(310)에 의해 갈리는 현상이 방지될 수 있다. 가이드패널(320)은 일례로서 비자성체 금속일 수 있다. 이때, 가이드볼(310)은 세라믹 볼일 수 있다.
커버부재(400)는 하우징(110) 및 보빈(210)의 상측을 덮을 수 있다. 커버부재(400)는 렌즈 구동 장치의 외관을 형성할 수 있다. 커버부재(400)는 하부가 개방된 육면체 형상일 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다. 커버부재(400)는 금속재로 형성될 수 있다. 보다 상세히, 커버부재(400)는 금속의 판재로 구비될 수 있다. 이 경우, 커버부재(400)는 전자 방해 잡음(EMI, electro magnetic interference)을 차단할 수 있다. 커버부재(400)의 이와 같은 특징 때문에, 커버부재(400)는 EMI 쉴드캔으로 호칭될 수 있다. 커버부재(400)는, 렌즈 구동 장치의 외부에서 발생되는 전파가 커버부재(400) 내측으로 유입되는 것을 차단할 수 있다. 또한, 커버부재(400)는, 커버부재(400) 내부에서 발생된 전파가 커버부재(400) 외측으로 방출되는 것을 차단할 수 있다. 다만, 커버부재(400)의 재질이 이에 제한되는 것은 아니다.
커버부재(400)는, 상판(410) 및 측판(420)을 포함할 수 있다. 커버부재(400)에서, 상판(410) 및 측판(420) 중 어느 하나 이상이 생략 또는 변경될 수 있다.
커버부재(400)는, 상판(410)과, 상판(410)의 외측으로부터 하측으로 연장되는 측판(420)을 포함할 수 있다. 커버부재(400)의 측판(420)의 하단은, 베이스의 단차부에 장착될 수 있다. 커버부재(400)는, 내측면이 베이스의 측면 일부 또는 전부와 밀착하여 베이스에 장착될 수 있다. 커버부재(400)와 베이스에 의해 형성되는 내부 공간에는 고정자(100) 및 가동자(200)가 위치할 수 있다. 이와 같은 구조를 통해, 커버부재(400)는 외부의 충격으로부터 내부 구성요소를 보호함과 동시에 외부 오염물질 침투방지 기능을 가질 수 있다. 다만, 커버부재(400)의 측판(420)의 하단이 베이스의 하측에 위치하는 인쇄회로기판과 직접 결합될 수도 있다.
베이스는, 보빈(210)의 하측에 위치할 수 있다. 베이스는, 하우징(110)의 하측에 위치할 수 있다. 베이스는, 고정자(100)를 지지할 수 있다. 베이스의 하측에는 인쇄회로기판이 위치할 수 있다. 베이스는, 인쇄회로기판에 실장되는 이미지 센서를 보호하는 센서홀더로서 기능할 수 있다.
센서는 하우징(110)에 배치될 수 있다. 센서는 구동 마그넷(220)의 자기력을 감지할 수 있다. 센서에서 감지된 구동 마그넷(220)의 위치 데이터는 오토 포커스 피드백을 위해 사용될 수 있다.
이하에서는 본 실시예에 따른 카메라 모듈의 작동을 설명한다.
먼저, 구동 코일(120)에 전원이 공급되지 않은 초기상태에서 가이드 마그넷(130)의 중심과 구동 마그넷(220)의 중심은 동일한 높이에 위치할 수 있다. 이때, 보빈(210)은 보빈(210)의 하측에 위치하는 베이스에 안착된 상태일 수 있다. 한편, 초기상태에서 가이드 마그넷(130)과 구동 마그넷(220)의 자력에 의해 보빈(210)은 하우징(110)의 내부 공간(111)에서 정위치에 위치할 수 있다.
이후, 구동 코일(120)에 전원이 인가되면 구동 코일(120)과 구동 마그넷(220) 사이의 전자기적 상호작용에 의해 구동 마그넷(220)이 이동할 수 있다. 이때, 구동 코일(120)에 인가되는 전류의 방향 및 전류의 양에 따라 구동 마그넷(220)의 이동 방향 및 이동량이 달라질 수 있다. 구동 마그넷(220)의 이동에 의해 구동 마그넷(220)이 고정된 보빈(210)도 이동할 수 있다. 이때, 보빈(210)과 하우징(110) 사이에 배치된 가이드볼(310)은 회전하면서 보빈(210)의 광축 방향으로의 이동을 가이드할 수 있다. 보빈(210)의 광축 방향으로의 이동은 보빈(210)에 결합된 렌즈가 하측에 위치하는 이미지 센서에 대하여 멀어지거나 가까워지는 것이 되므로, 본 실시예에서는 구동 코일(120)에 전원을 공급하는 것으로 피사체에 대한 포커스 조절이 수행된다. 한편, 본 실시예에서는, 보빈(210)이 오토 포커스 구동하는 동안에도 가이드 마그넷(130)과 구동 마그넷(220) 사이에 자력이 작용하여 보빈(210)이 틸트되는 현상이 방지될 수 있다.
본 실시예에 따른 렌즈 구동 장치는, 하우징(110)의 고정부에 가이드 마그넷(130)을 추가하여 구동 마그넷(220)과의 자력을 이용하여 보빈(210)이 항상 중심에 위치하도록 한다. 즉, 본 실시예에서는, 구동 마그넷(220)이 자력에 의해 자동으로 중심점으로 이동한다.
본 실시예에 따른 렌즈 구동 장치는, 하우징(110)에 가이드 마그넷(130)을 추가하여 구동 마그넷(220)과의 자기력 반응을 일으켜 두 마그넷(130, 220)이 중심으로 붙는 특성을 이용하여 보빈(210)이 틸트되지 않고 항상 중심에 위치하도록 한다.
본 실시예에 따른 렌즈 구동 장치에서는, AF 탄성부재가 2조각으로 나누어져 있으며 각 조각은 2개의 구동부를 더미(dummy) 탄성부재로 연결하여 탄성부재 취급성을 개선하고 탄성부재의 변형을 방지한다. 이를 통해, 보빈의 조립 평탄도를 개선하여 오토 포커스 성능 향상 및 틸트, 스트로트 불량을 방지에 기여한다.
이상에서, 본 발명의 실시 예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 고정자 200: 가동자
300: 가이드부 400: 커버부재

Claims (13)

  1. 내부 공간을 포함하는 하우징;
    상기 내부 공간에 배치되며, 적어도 하나의 렌즈를 수용하는 보빈;
    상기 하우징에 배치되는 코일;
    상기 보빈에 배치되며, 상기 코일과 전자기적 상호작용하는 제1마그넷; 및
    상기 하우징에 상기 제1마그넷과 인력이 작용하도록 배치되는 제2마그넷을 포함하며,
    상기 제1마그넷의 상단은 상기 제2마그넷의 상단 보다 상측에 위치하며,
    상기 제1마그넷의 상단과 상기 제2마그넷의 상단 사이의 높이 차는, 상기 보빈의 광축방향의 스트로크 길이 보다 긴 렌즈 구동 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하우징 및 상기 보빈의 상측을 덮는 커버부재를 더 포함하며,
    상기 보빈의 광축방향의 스트로크 길이는, 상기 제1마그넷의 중심과 상기 제2마그넷의 중심이 동일한 높이에 위치할 때 상기 보빈의 상단과 상기 커버부재 사이의 거리이하인 렌즈 구동 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상측에서 보았을 때,
    상기 제1마그넷의 중심은 상기 제2마그넷의 중심과 광축을 연결하는 가상의 직선 상에 배치되는 렌즈 구동 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1마그넷의 폭은 상기 제2마그넷의 폭과 동일한 렌즈 구동 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 코일에 전원이 공급되지 않은 초기상태에서, 상기 제1마그넷의 중심과 상기 제2마그넷의 중심이 동일한 높이에 위치하는 렌즈 구동 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 보빈과 상기 하우징 사이에 위치하는 가이드볼을 더 포함하며,
    상기 가이드볼은 상기 하우징에 대한 상기 보빈의 이동을 가이드하는 렌즈 구동 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 하우징에 배치되며 상기 가이드볼과 접촉하는 가이드패널을 더 포함하며,
    상기 가이드볼은 상기 보빈의 이동에 의해 상기 가이드패널을 따라 이동하는 렌즈 구동 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 보빈은 하면의 일부가 상측으로 함몰되어 형성되는 마그넷 수용홈을 포함하며,
    상기 마그넷 수용홈은 상기 보빈의 외측 측면과 이격되는 렌즈 구동 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 하우징에 배치되며, 상기 제1마그넷의 자기력을 감지하는 센서를 더 포함하는 렌즈 구동 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 보빈의 복수의 외측 측면 모두는 상기 내부 공간을 형성하는 상기 하우징의 내측 측면으로부터 이격되는 렌즈 구동 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제1마그넷의 중심과 상기 제2마그넷의 중심은 동일한 높이에 위치하는 렌즈 구동 장치.
  12. 이미지 센서가 실장된 인쇄회로기판;
    상기 인쇄회로기판의 상면에 배치되며, 내부 공간을 포함하는 하우징;
    상기 내부 공간에 배치되며, 적어도 하나의 렌즈를 수용하는 보빈;
    상기 하우징에 배치되는 코일;
    상기 보빈에 배치되며, 상기 코일과 전자기적 상호작용하는 제1마그넷; 및
    상기 하우징에 상기 제1마그넷과 인력이 작용하도록 배치되는 제2마그넷을 포함하며,
    상기 제1마그넷의 상단은 상기 제2마그넷의 상단 보다 상측에 위치하며,
    상기 제1마그넷의 상단과 상기 제2마그넷의 상단 사이의 높이 차는, 상기 보빈의 광축방향의 스트로크 길이 보다 긴 카메라 모듈.
  13. 피사체의 영상을 촬영하는 카메라 모듈과, 상기 카메라 모듈에서 촬영된 영상을 출력하는 디스플레이부를 포함하며,
    상기 카메라 모듈은,
    이미지 센서가 실장된 인쇄회로기판;
    상기 인쇄회로기판의 상면에 배치되며, 내부 공간을 포함하는 하우징;
    상기 내부 공간에 배치되며, 적어도 하나의 렌즈를 수용하는 보빈;
    상기 하우징에 배치되는 코일;
    상기 보빈에 배치되며, 상기 코일과 전자기적 상호작용하는 제1마그넷; 및
    상기 하우징에 상기 제1마그넷과 인력이 작용하도록 배치되는 제2마그넷을 포함하며,
    상기 제1마그넷의 상단은 상기 제2마그넷의 상단 보다 상측에 위치하며,
    상기 제1마그넷의 상단과 상기 제2마그넷의 상단 사이의 높이 차는, 상기 보빈의 광축방향의 스트로크 길이 보다 긴 광학기기.
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