KR20180014527A - 렌즈 구동 장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈 및 광학 기기 - Google Patents

렌즈 구동 장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈 및 광학 기기 Download PDF

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Abstract

실시 예는 하우징, 상기 하우징 내측에 수용되고, 렌즈를 장착하기 위한 보빈, 상기 보빈의 외주면에 배치되는 제1 코일, 상기 하우징에 배치되는 마그네트, 상기 하우징에 배치되는 제2 코일, 및 상기 제2 코일에 부착되고 상기 제1 코일의 이동에 따른 상호 작용에 의하여 상기 제2 코일에 유도되는 유도 전압의 세기를 증가시키는 자성 부재를 포함한다.

Description

렌즈 구동 장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈 및 광학 기기{A LENS MOVING UNIT, AND CAMERA MODULE AND OPTICAL INSTRUMENT INCLUDING THE SAME}
실시 예는 렌즈 구동 장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈 및 광학 기기에 관한 것이다.
피사체를 촬상하여 이미지 또는 동영상으로 저장하는 기능을 수행하는 카메라 모듈이 장착된 휴대폰 또는 스마트폰이 개발되고 있다. 일반적으로 카메라 모듈은 렌즈, 이미지 센서 모듈, 및 렌즈와 이미지 센서 모듈의 간격을 조절하는 보이스 코일 모터(Voice Coil Motor, VCM)를 포함할 수 있다.
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 기술 개발이 요구되고 있다.
실시 예는 제1 코일의 구동 신호에 기인하는 OIS 구동의 오동작, 위치 센서의 출력의 오차, 또는 이미지 센서의 출력의 노이즈 발생을 억제할 수 있는 렌즈 구동 장치, 및 이를 포함하는 카메라 모듈 및 광학 기기를 제공한다.
실시 예에 따른 렌즈 구동 장치는 하우징; 상기 하우징 내측에 수용되고, 렌즈를 장착하기 위한 보빈; 상기 보빈의 외주면에 배치되는 제1 코일; 상기 하우징에 배치되는 마그네트; 상기 하우징에 배치되는 제2 코일; 및 상기 제2 코일에 부착되고, 상기 제1 코일의 이동에 따른 상호 작용에 의하여 상기 제2 코일에 유도되는 유도 전압의 세기를 증가시키는 자성 부재를 포함한다.
상기 제2 코일은 광축을 기준으로 시계 방향 또는 시계 반대 방향으로 감겨 있을 수 있다.
상기 자성 부재는 상기 하우징의 외측부에 배치될 수 있다.
상기 자성 부재는 상기 하우징의 내측부에 배치될 수 있다.
상기 제2 코일은 상기 자성 부재의 상부에 배치될 수 있다.
상기 자성 부재는 상기 제2 코일의 상부에 배치될 수 있다.
상기 자성 부재는 상기 제2 코일의 측부에 배치될 수 있다.
상기 자성 부재는 상기 제2 코일의 측부를 감쌀 수 있다.
상기 제2 코일은 상기 자성 부재의 측부를 감쌀 수 있다.
상기 자성 부재는 상기 하우징의 측부를 감싸는 단일 형태일 수 있다.
상기 자성 부재는 상기 하우징의 측부에 서로 이격하여 배치되는 복수 개의 부분들을 포함할 수 있다.
상기 자성 부재는 철심 코어 또는 페라이트 코어일 수 있다.
상기 제2 코일 및 상기 자성 부재 각각은 링 형상일 수 있다.
상기 제2 코일 및 상기 자성 부재 각각은 사각 형상일 수 있다.
상기 제2 코일 및 상기 자성 부재 각각은 적어도 4개의 변들을 포함할 수 있다.
상기 하우징은 상부면의 가장 자리 아래에 위치하고 광축 방향으로 단차를 갖는 지지면, 및 상기 상부면과 상기 지지면 사이에 위치하는 측면을 포함하는 안착부를 포함하며, 상기 자성 부재 및 상기 제2 코일은 상기 안착부에 배치될 수 있다.
상기 렌즈 구동 장치는 상기 보빈의 상부와 상기 하우징의 상부에 결합되는 복수의 상측 탄성 부재들; 및 상기 보빈의 하부와 상기 하우징의 하부에 겹합되는 하측 탄성 부재를 더 포함하며, 상기 복수의 상측 탄성 부재들 중 제1 및 제2 상측 탄성 부재들은 상기 제1 코일과 연결되고, 상기 복수의 상측 탄성 부재들 중 제3 및 제4 상측 탄성 부재들은 상기 제2 코일과 연결될 수 있다.
상기 렌즈 구동 장치는 상기 하측 탄성 부재 아래에 배치되고, 상기 제1 내지 제4 상측 탄성 부재들과 전기적으로 연결되는 회로 기판을 더 포함할 수 있다.
상기 렌즈 구동 장치는 상기 제1 내지 제4 상측 탄성 부재들과 상기 회로 기판을 전기적으로 연결하는 지지 부재들; 및 상기 하측 탄성 부재 및 상기 회로 기판 사이에 배치되는 제3 코일을 더 포함할 수 있다.
다른 실시 예에 따른 렌즈 구동 장치는 하우징; 상기 하우징 내측에 수용되고, 렌즈를 장착하기 위한 보빈; 상기 보빈의 외주면에 배치되는 제1 코일; 상기 하우징의 측부에 배치되는 마그네트; 상기 하우징 아래에 배치되는 베이스; 상기 베이스에 배치되는 제2 코일; 및 상기 제2 코일에 부착되고, 상기 제1 코일의 이동에 따른 상호 작용에 의하여 상기 제2 코일에 유도되는 유도 전압의 세기를 증가시키는 자성 부재를 포함한다.
상기 자성 부재 및 상기 제2 코일 각각은 상기 베이스의 상부면에 배치될 수 있다.
상기 제2 코일은 상기 자성 부재의 상부에 배치될 수 있다.
상기 자성 부재는 상기 제2 코일의 상부에 배치될 수 있다.
상기 제2 코일은 상기 자성 부재의 측부에 배치될 수 있다.
상기 자성 부재는 상기 제2 코일의 측부를 감쌀 수 있다.
상기 제2 코일은 상기 자성 부재의 측부를 감쌀 수 있다.
상기 자성 부재는 서로 이격하는 복수 개의 부분들을 포함할 수 있다.
상기 자성 부재 및 상기 제2 코일 각각은 링 형상을 가질 수 있다.
상기 베이스의 상부면에는 홈이 마련되며, 상기 자성 부재 및 상기 제2 코일은 상기 홈 내에 배치될 수 있다.
실시 예에 따른 카메라 모듈은 렌즈 배럴; 상기 렌즈 배럴을 이동시키는 상술한 렌즈 구동 장치; 및 상기 렌즈 구동 장치를 통하여 입사되는 이미지를 전기적 신호로 변환하는 이미지 센서를 포함한다.
실시 예에 따른 광학 기기는 전기적 신호에 의하여 색이 변화하는 복수 개의 픽셀들을 포함하는 디스플레이 모듈; 렌즈를 통하여 입사되는 이미지를 전기적 신호로 변환하는 상술한 카메라 모듈; 및 상기 디스플레이 모듈, 및 상기 카메라 모듈의 동작을 제어하는 제어부를 포함한다.
실시 예는 제1 코일의 구동 신호에 기인하는 OIS 구동의 오동작, 위치 센서의 출력의 오차, 또는 이미지 센서의 출력의 노이즈 발생을 억제할 수 있다.
도 1은 실시 예에 따른 렌즈 구동 장치의 분해 사시도이다.
도 2는 커버를 제외한 도 1의 결합 사시도를 나타낸다.
도 3a 내지 도 3e는 실시 예들에 따른 자성 부재 및 제2 코일의 배치를 나타낸다.
도 4는 도 3a의 하우징, 마그네트, 및 회로 기판의 결합 사시도를 나타낸다.
도 5는 도 1에 도시된 보빈, 상측 탄성 부재, 및 회로 기판을 나타낸다.
도 6은 도 1에 도시된 보빈 및 하측 탄성 부재를 나타낸다.
도 7은 다른 실시 예에 따른 렌즈 구동 장치의 분해 사시도를 나타낸다.
도 8a 내지 도 8e는 베이스에 배치되는 자성 부재 및 제2 코일의 실시 예들을 나타낸다.
도 9는 다른 실시 예에 따른 렌즈 구동 장치의 분해 사시도를 나타낸다.
도 10은 커버를 제외한 도 9의 렌즈 구동 장치의 결합 사시도를 나타낸다.
도 11a는 도 9에 도시된 보빈의 제1 사시도이다.
도 11b는 도 9에 도시된 보빈의 제2 사시도이다.
도 12a는 도 9에 도시된 하우징의 제1 사시도이다.
도 12b는 도 9에 도시된 하우징의 제2 사시도이다.
도 13은 도 10에 도시된 렌즈 구동 장치의 AB 방향의 단면도를 나타낸다.
도 14는 도 9의 상측 탄성 부재, 하측 탄성 부재, 제3 코일, 회로 기판, 및 베이스의 결합 사시도를 나타낸다.
도 15는 제3 코일, 회로 기판, 베이스, 제1 및 제2 위치 센서들의 분리 사시도를 나타낸다.
도 16a 내지 도 16e는 도 9의 하우징에 배치되는 자성 부재, 및 제2 코일의 실시 예들을 나타낸다.
도 17은 다른 실시 예에 따른 자성 부재 및 제2 코일의 배치를 나타낸다.
도 18은 도 17에서 제2 코일을 제외한 사시도를 나타낸다.
도 19a 내지 도 19b는 도 17에 도시된 자성 부재 및 제2 코일에 관한 배치의 실시 예들을 나타낸다.
도 20은 PWM 노이즈를 제거하기 위한 커패시터를 나타낸다.
도 21a는 커패시터의 유무에 따른 제2 코일의 출력의 이득에 대한 주파수 응답 특성을 나타낸다.
도 21b는 커패시터 유무에 따른 제2 코일의 출력의 위상에 대한 주파수 응답 특성을 나타낸다.
도 22a는 도 3a 내지 도 3d에 도시된 자성 부재와 제2 코일 간의 배치 관계의 일 실시 예를 나타낸다.
도 22b는 도 3a 내지 도 3d에 도시된 자성 부재와 제2 코일 간의 배치 관계의 다른 실시 예를 나타낸다.
도 23은 실시 예에 따른 카메라 모듈의 분해 사시도를 나타낸다.
도 24는 실시 예에 따른 휴대용 단말기의 사시도를 나타낸다.
도 25는 도 24에 도시된 휴대용 단말기의 구성도를 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.
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 또는 광축과 평행한 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 따른 렌즈 구동 장치(100)의 분해 사시도이다.
도 1을 참조하면, 렌즈 구동 장치(100)는 보빈(bobbin, 110), 제1 코일(coil, 120), 마그네트(magnet, 130), 하우징(housing, 140), 상측 탄성 부재(150), 하측 탄성 부재(160), 자성 부재(171), 제2 코일(172), 및 회로 기판(250)을 포함할 수 있다. 렌즈 구동 장치(100)는 커버 부재(300), 및 베이스(210)를 더 포함할 수 있다.
먼저 커버 부재(300)에 대하여 설명한다.
커버 부재(300)는 베이스(210)와 함께 형성되는 수용 공간 내에 다른 구성들(110,120,130,140,150,160,250)을 수용한다.
커버 부재(300)는 하부가 개방되고, 상단부 및 측벽들을 포함하는 상자(box) 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 마그네트(130)와 붙는 현상을 방지하기 위하여 SUS 등과 같은 비자성체일 수 있으나, 자성 재질로 형성하여 요크(yoke) 기능을 할 수도 있다.
다음으로 보빈(110)에 대하여 설명한다.
보빈(110)은 하우징(140)의 내측에 위치하고, 코일(120)과 마그네트(130) 간의 전자기적 상호 작용에 의하여 광축 방향 또는 제1 방향(예컨대, Z축 방향)으로 이동 가능하다.
보빈(110)에는 렌즈가 직접 장착될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 다른 실시 예에서 보빈(110)은 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 가질 수 있다. 보빈(110)의 중공 형상은 장착되는 렌즈 또는 렌즈 배럴의 형상과 일치할 수 있으며, 예컨대, 원형, 타원형, 또는 다각형일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
보빈(110)은 상부면에 배치되고 상측 탄성 부재의 내측 프레임에 결합 및 고정되는 적어도 하나의 상측 지지 돌기(113), 및 하부면에 배치되고 하측 탄성 부재(160)의 내측 프레임(161)에 결합 및 고정되는 적어도 하나의 하측 지지 돌기(미도시)를 구비할 수 있다.
보빈(110)은 상측 탄성 부재(150)의 연결부(153)에 대응 또는 정렬되는 상부면의 일 영역에 마련되는 상측 도피홈(112)을 구비할 수 있다. 또한 보빈(110)은 하측 탄성 부재(150)의 연결부(163)에 대응 또는 정렬되는 하부면의 일 영역에 하측 도피홈(미도시)을 구비할 수 있다. 또한, 다른 실시 예의 경우, 상측 탄성 부재의 연결부와 보빈이 서로 간섭되지 않게 설계되어 보빈의 상측 도피홈 및/또는 하측 도피홈이 구비되지 않을 수도 있다.
보빈(110)은 외주면에 제1 코일(120)이 배치 또는 설치되는 적어도 하나의 홈(미도시)을 구비할 수 있다. 그리고 보빈(110)의 외주면에 마련된 홈에 제1 코일(120)이 배치 또는 안착될 수 있다. 홈의 형상 및 개수는 보빈(110)의 외주면에 배치되는 코일의 형상 및 개수에 상응할 수 있다. 다른 실시 예에서는 보빈(110)은 코일용 안착홈을 구비하지 않을 수 있고, 제1 코일(120)은 보빈(110)의 외주면에 직접 권선되어 고정될 수도 있다.
다음으로 제1 코일(120)에 대하여 설명한다.
제1 코일(120)은 보빈(110)의 외주면에 배치되며, 하우징(140)에 배치되는 마그네트(130)와 전자기적 상호 작용을 하는 구동용 코일일 수 있다. 마그네트(130)와 전자기적 상호 작용에 의한 전자기력을 생성하기 위하여 제1 코일(120)에는 구동 신호(예컨대, 구동 전류 또는 전압)가 인가될 수 있다.
제1 코일(120)과 마그네트(130) 간의 전자기적 상호 작용에 의한 전자기력에 의하여 AF 가동부는 제1 방향으로 이동할 수 있다. 제1 코일(120)에 인가되는 구동 신호를 제어하여 전자기력을 조절함으로써, 가동부의 제1 방향으로의 움직임을 제어할 수 있으며, 이로 인하여 오토 포커싱 기능을 수행할 수 있다.
AF 가동부는 상측 및 하측 탄성 부재들(150,160)에 의하여 탄성 지지되는 보빈(110), 및 보빈(110)에 장착되어 보빈(110)과 함께 이동하는 구성들을 포함할 수 있다. 예컨대 AF 가동부는 보빈(110), 제1 코일(120), 및 보빈(110)에 장착되는 렌즈(미도시)를 포함할 수 있다.
제1 코일(120)은 광축을 중심으로 시계 방향 또는 시계 반대 방향으로 회전하도록 보빈(110)의 외주면을 감싸도록 권선될 수 있다. 다른 실시 예에서 제1 코일(120)은 광축과 수직인 축을 중심으로 시계 방향 또는 시계 반대 방향으로 권선되는 코일 링 형태로 구현될 수 있으며, 코일 링의 개수는 마그네트(130)의 개수와 동일할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 코일(120)은 상측 또는 하측 탄성 부재들(150, 160) 중 적어도 하나와 전기적으로 연결될 수 있다.
다음으로 하우징(140)에 대하여 설명한다.
도 2는 커버(300)를 제외한 도 1의 결합 사시도를 나타내고, 도 3a은 도 1에 도시된 하우징(140), 마그네트(130), 자성 부재(171), 제2 코일(172), 및 회로 기판(250)의 분해 사시도이고, 도 4는 도 3a의 하우징(140), 마그네트(130), 및 회로 기판(250)의 결합 사시도를 나타낸다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 하우징(140)은 내측에 보빈(110)을 수용하며, 마그네트(130), 자성 부재(171), 및 제2 코일(172)을 지지한다. 또한 하우징(140)은 회로 기판(250)을 고정 또는 지지할 수 있다.
하우징(140)은 전체적으로 중공 기둥 형상일 수 있다. 예컨대, 하우징(140)은 네 개의 측부들(140a 내지 140d), 및 다각형(예컨대, 사각형, 또는 팔각형) 또는 원형의 중공을 구비할 수 있다.
하우징(140)의 측부들(140a 내지 140d)은 마그네트(130)가 안착, 배치, 또는 고정되는 마그네트용 홈(141a, 141a', 141b, 141b')을 구비할 수 있다. 도 3a에서 마그네트용 홈들(141a, 141a', 141b,141b')은 관통 홈의 형태이나 이에 한정되는 것은 아니며, 요홈 형태일 수도 있다.
하우징(140)은 상부면으로부터 돌출되는 제1 스토퍼(143)를 구비할 수 있다.
하우징(140)의 제1 스토퍼(143)는 커버 부재(300)와 하우징(140)이 충돌하는 것을 방지하기 위한 것으로, 외부 충격 발생 시 하우징(140)의 상부면이 커버 부재(300)의 상부 내측면에 직접 충돌하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 하우징(140)의 상부면(148), 예컨대, 측부들(140a 내지 140d)의 상부면에는 상측 탄성 부재(150)의 외측 프레임(152)이 결합되는 복수 개의 상측 프레임 지지 돌기(144)가 구비될 수 있다. 하우징(140)의 하부면에는 하측 탄성 부재(160)의 외측 프레임(162)이 결합되는 복수 개의 하측 프레임 지지돌기(147)가 구비될 수 있다.
또한 하우징(140)의 측부들(140a 내지 140d)의 모서리 하단에는 베이스(210)의 가이드 부재(216)가 삽입, 체결, 또는 결합되는 하부 가이드 홈(148)이 구비될 수 있다.
하우징(140)은 상부면(148)의 가장 자리 영역, 예컨대, 측부들(140a 내지 140d)의 상부면 가장 자리 영역에 자성 부재(171), 및 제2 코일(172)이 안착되는 안착부(149)를 구비할 수 있다.
하우징(140)의 안착부(149)는 측부들(140a 내지 140d)의 상부면과 측면이 만나는 모서리에 인접하는 하우징(140)의 상부면(148)의 가장 자리 영역에 위치할 수 있다.
하우징(140)의 안착부(149)와 하우징(140)의 상부면(148)은 수직 방향 또는 제1 방향으로 단차를 가질 수 있다.
예컨대, 하우징(140)의 안착부(149)는 하우징(140)의 상부면(148)의 가장 자리 아래에 위치하는 지지면(149-1), 및 하우징(140)의 상부면(148)과 안착부(149)의 지지면(148-2) 사이에 위치하는 측면(149-2)을 포함할 수 있다. 안착부(149)의 지지면(149-1)과 하우징(140)의 상부면(148) 사이에는 제1 방향으로 단차가 존재할 수 있다. 예컨대, 안착부(149)의 지지면(149-1)과 하우징(140)의 상부면(148) 사이의 단차는 자성 부재(171)의 두께 및 제2 코일(172)의 두께의 합보다 크거나 같을 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한 안착부(149)의 지지면(149-1)과 측면(149-2)이 이루는 내각은 직각일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
다음으로 자성 부재(171) 및 제2 코일(172)에 대하여 설명한다.
자성 부재(171) 및 제2 코일(172)은 제1 코일(120)과 이격하도록 하우징(140)에 배치된다. 예컨대, 접착 부재에 의하여 자성 부재(171) 및 제2 코일(172)은 하우징(140)에 고정될 수 있다. 자성 부재(171)는 코어(core)라는 용어로 대체하여 사용될 수도 있다.
자성 부재(171)는 제1 코일(120)의 이동에 따른 상호 작용에 의하여 제2 코일(172)에 유도되는 유도 전압의 세기를 증가시킬 수 있다.
예컨대, 자성 부재(171)는 마그네트(130)와 이격하고, 하우징(140)의 상부면의 가장 자리 또는 하우징(140)의 측부 상단을 감싸도록 배치될 수 있다. 또한 제2 코일(172)은 마그네트(130)와 이격하고, 자성 부재(171)와 접하도록 하우징(140)의 상부면 또는 하우징(140)의 측부 상단을 감싸도록 배치될 수 있다.
자성 부재(171)는 하우징(140)의 외측부에 배치될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 다른 실시 예에서 자성 부재는 하우징(140)의 내측부에 배치될 수도 있다.
제2 코일(172)은 자성 부재(171)의 상부에 배치될 수 있고, 제2 코일(172)의 하면은 자성 부재(171)의 상면과 접할 수 있다.
예컨대, 자성 부재(171) 및 제2 코일(172)는 하우징(140)의 안착부(149)에 배치될 수 있다.
도 3a를 참조하면, 자성 부재(171)는 하우징(140)의 안착부(149)에 배치될 수 있고, 제2 코일(172)은 자성 부재(171) 상에 배치될 수 있다. 예컨대, 자성 부재(171)의 하면은 하우징(140)의 안착부(149)의 지지면(149-1)에 접촉할 수 있고, 제2 코일(172)의 하면은 자성 부재(171)의 상면과 접촉할 수 있다. 다른 실시 예에서 자성 부재(171)는 제2 코일(172)과 이격하여 제2 코일(172) 아래에 배치될 수도 있다. 이때 홈 내에 배치되는 위치 관계는 도 3a 내지 도 3e에서 설명하는 바가 적용될 수 있다.
제2 코일(172)은 광축을 기준으로 시계 방향 또는 시계 반대 방향으로 회전하도록 권선된 링 형상일 수 있다. 예컨대, 제2 코일(172)은 하우징(140)의 안착부(149)의 측면(149-2)을 감싸는 링 형상일 수 있다. 자성 부재(171) 및 제2 코일(172)은 하우징(140)의 안착부(149)의 측면(149-2)에 접할 수 있다.
제2 코일(172)은 AF 가동부, 예컨대, 보빈(110)의 위치, 또는 변위를 감지하는 유도용 코일일 수 있다. 제2 코일(172)은 FPCB 형태, 또는 FP 코일 형태로 구현될 수도 있다.
예컨대, 구동 신호가 제공된 제1 코일(120)과 마그네트 간의 상호 작용에 의하여 AF 가동부가 이동할 때, 제2 코일(172)에는 유도 전압이 발생될 수 있고, 제2 코일(172)의 유도 전압의 크기는 AF 가동부의 변위에 따라 변할 수 있다. 따라서 제2 코일(172)에 발생되는 유도 전압의 크기를 감지하여, AF 가동부의 변위를 감지할 수 있다.
자성 부재(171)는 제1 코일(120)과 제2 코일(172) 간의 상호 유도에 의하여 제2 코일(172)에 발생하는 유도 전압을 증가시켜주는 역할을 한다.
즉 제2 코일(172)에 발생하는 유도 전압의 크기는 상호 유도 계수(Mutual Inductance), 및 제1 코일(120)의 구동 신호의 시간에 따른 변화율에 비례한다. 그리고 상호 유도 계수는 제1 및 제2 코일들(120, 172)의 권수, 자기 상수(magnetic constant), 및 실효 투자율(effective permeability)에 비례한다. 자성 부재(171)는 자기 상수(magnetic constant), 또는 실효 투자율(effective permeability)을 높일 수 있기 때문에, 제2 코일(172)에 발생하는 유도 전압의 크기를 증가시킬 수 있다.
자성 부재(171)에 의하여 제2 코일(172)에 발생하는 유도 전압의 크기를 증가시킬 수 있기 때문에, 제1 코일(120)에 인가되는 구동 신호(예컨대, 직류 신호 및 교류 신호를 포함하는 구동 신호)의 크기(예컨대, 교류 신호의 크기)를 줄이더라도 제2 코일(172)의 유도 전압의 크기를 기설정된 타겟 전압 범위 내로 맞출 수 있다.
AF 구동에 영향을 미치지 않는 범위 내에서 제1 코일(120)에 인가되는 구동 신호의 크기를 줄이더라도, 실시 예는 자성 부재(171)에 의하여 기설정된 타겟 전압 범위를 갖는 제2 코일(172)의 유도 전압을 얻을 수 있다.
제1 코일(120)에 인가되는 고주파의 펄스 신호에 의하여 카메라 모듈의 이미지 센서의 출력에 노이즈가 발생할 수 있다. 제1 코일(120)에 인가되는 구동 신호의 크기를 줄일 수 있기 때문에, 실시 예는 제1 코일(120)의 구동 신호에 기인하는 이미지 센서의 출력의 노이즈 발생을 억제할 수 있다.
자성 부재(171)는 페라이트 코어(Ferrite core)일 수 있다. 예컨대, 페라이트 코어는 MnZn 또는 NiZn일 수 있다. MnZn 계의 페라이트 코어는 저주파용으로 사용될 수 있고, NiZn 계의 페라이트 코어는 고주파용으로 사용될 수 있다.
다른 실시 예에서는 자성 부재(171) 대신에 자성을 갖지 않는 철심 코어가 사용될 수도 있다.
예컨대, 안착부(149)에 배치되는 자성 부재(171) 및 제2 코일(172)은 수직 방향 또는 제1 방향으로 상측 탄성 부재(150)와 제1 코일(120) 사이에 정렬되도록 배치될 수 있으나, 이에 한정되는 것을 아니다.
자성 부재(171)는 보빈(110)에 배치될 수도 있으나, 하우징(140)에 배치된 마그네트(130)의 자계의 영향, 또는 간섭을 줄이기 위하여, 하우징(140)에 배치될 수 있다.
또한 자성 부재(171)가 보빈(110)에 배치된 제1 코일(120)과 하우징(140)에 배치되는 경우에는 광축과 수직한 방향으로 렌즈 구동 장치의 사이즈가 증가할 수 있으나, 실시 예는 자성 부재(171)는 하우징(130)에 배치시킴으로써, 자성 부재(171) 장착에 따른 렌즈 구동 장치의 사이즈 증가를 방지할 수 있다.
도 3a에서 자성 부재(171)는 하우징(130)의 측부 상단에 배치되지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 다른 실시 예에서 자성 부재(171)는 하우징(140)의 내측면에 배치될 수도 있다.
또한 도 3a에서는 자성 부재(171)와 제2 코일(172)이 서로 접하지만, 다른 실시 예에서는 자성 부재와 제2 코일은 서로 이격하여 하우징(140)의 측부에 배치될 수도 있으며, 서로 이격하는 자성 부재와 제2 코일은 광축 방향으로 서로 오버랩되거나 또는 서로 오버랩되지 않을 수 있다.
도 3b는 다른 실시 예에 따른 자성 부재(171) 및 제2 코일(172)의 배치를 나타낸다.
도 3b를 참조하면, 자성 부재(171)가 제2 코일(172) 상에 배치되고, 자성 부재(172)의 하면은 제2 코일(172)의 상면과 접할 수 있다.
예컨대, 제2 코일(172)이 하우징(140)의 안착부(149)의 지지면(149-1)에 배치되고, 자성 부재(171)는 제2 코일(172) 상에 배치될 수 있다.
예컨대, 제2 코일(172)의 하면은 하우징(140)의 안착부(149)의 지지면(149-1)에 접촉할 수 있고, 자성 부재(171)의 하면은 제2 코일(172)의 상면과 접촉할 수 있다. 다른 실시 예에서 제2 코일은 자성 부재와 이격하여 자성 부재(171) 아래에 위치할 수도 있으며, 서로 이격하는 자성 부재와 제2 코일은 광축 방향으로 서로 오버랩되거나 또는 서로 오버랩되지 않을 수 있다.
도 3c는 또 다른 실시 예에 따른 자성 부재(171) 및 제2 코일(172)의 배치를 나타낸다.
도 3c를 참조하면, 제2 코일(172)은 자성 부재(171)의 외측부를 감쌀 수 있다.
자성 부재(171)는 하우징(140)의 측부의 외주면에 접할 수 있고, 제2 코일(172)은 자성 부재(171)의 바깥쪽에 배치될 수 있다. 예컨대, 자성 부재(171)는 하우징(140)의 안착부(149)의 측면(149-2)에 접하고, 제2 코일(172)의 내측면은 자성 부재(171)의 외측면에 접할 수 있다. 자성 부재(171) 및 제2 코일(172) 각각의 하면은 안착부(149)의 지지면(149-1)에 접할 수 있다. 제2 코일(172)이 자성 부재(172) 바깥쪽에 위치하기 때문에 제2 코일(172)의 총 길이를 증가시킬 수 있고, 이로 인하여 실시 예는 제2 코일(172)의 유도 전압을 증가시킬 수 있다.
다른 실시 예에서는 자성 부재는 제2 코일의 외측부를 감쌀 수도 있다. 즉 제2 코일은 하우징(140)의 측부의 외주면에 접할 수 있고, 자성 부재가 제2 코일의 바깥쪽에 위치할 수 있다.
도 3c에서는 자성 부재(171)와 제2 코일(172)이 서로 접하지만, 다른 실시 예에서는 자성 부재와 제2 코일은 서로 이격할 수 있으며, 서로 이격하는 자성 부재와 제2 코일은 광축과 수직한 방향으로 서로 오버랩되거나 또는 서로 오버랩되지 않을 수 있다.
도 3a 내지 도 3c에 도시된 자성 부재(171)는 단일 또는 하나의 코어 형태일 수 있다. 또한 도 3a 내지 도 3c에 도시된 자성 부재(171) 및 제2 코일(172) 각각은 링 형상일 수 있다. 또한 도 3a 내지 도 3c에 도시된 자성 부재(171) 및 제2 코일(172) 각각은 적어도 4개의 변들을 포함하는 형상, 예컨대, 사각 형상일 수 있다.
도 3d는 또 다른 실시 예에 따른 자성 부재(171) 및 제2 코일(172)의 배치를 나타낸다.
도 3d에 도시된 자성 부재(171)는 서로 이격하는 부분들(이하 "제1 자성 부재들"이라 함)(171a)을 포함할 수 있다. 도 3a 내지 도 3c에서 자성 부재(171)는 링 형상이나, 도 3d에서 제1 자성 부재들(171a) 각각은 직선의 막대 형상일 수 있다.
제1 자성 부재들(171a)은 제2 코일(172)의 내측에 위치할 수 있다. 예컨대, 제1 자성 부재들(171a)은 하우징(140)의 안착부(149)의 측면(149-2)에 접할 수 있다. 제2 코일(172)의 내측면은 제1 자성 부재들(171a) 각각의 외측면에 접할 수 있다. 제1 자성 부재ㄷ드들(171a) 각각의 하면 및 제2 코일(172)의 하면은 안착부(149)의 지지면(149-1)에 접할 수 있다.
도 3d에서는 제1 자성 부재들(171a)과 제2 코일(172)이 서로 접하지만, 다른 실시 예에서는 제1 자성 부재들과 제2 코일은 서로 이격할 수 있으며, 서로 이격하는 제1 자성 부재들과 제2 코일은 광축과 수직한 방향으로 서로 오버랩되거나 또는 서로 오버랩되지 않을 수 있다.
도 22a는 도 3a 내지 도 3d에 도시된 자성 부재(171)와 제2 코일(172) 간의 배치 관계의 일 실시 예를 나타낸다.
도 22a를 참조하면, 하우징(140)에 배치되는 제2 코일(172)은 광축 방향(예컨대, z축 방향)으로 m번(예컨대, 3번) 감기고, 광축과 수직한 방향(예컨대, y축 방향)으로 n번(예컨대, 5번) 감긴 형상일 수 있다.
예컨대, 제2 코일(172)의 길이 방향과 수직인 방향으로의 제2 코일(172)의 절단 형상은 광축 방향(예컨대, z축 방향)으로 제1 길이(L1)를 가질 수 있고, 광축과 수직한 방향(예컨대, y축 방향)으로 제2 길이(L2<L1)를 가질 수 있다.
자성 부재(172)는 제2 코일(172)의 절단 형상에서 장변(길이가 긴 변)에 대응 또는 마주보는 위치에 배치될 수 있다.
예컨대, 자성 부재(172)는 제2 코일(172)의 제1 측부에 접하거나 제1 측부를 마주보도록 배치될 수 있다. 제2 코일(172)의 제1 측부는 제2 코일(172)의 단면 형상에서 어느 하나의 장변을 포함하는 어느 하나의 측부일 수 있다.
예컨대, 광축과 수직한 방향(예컨대, y축 방향)으로의 자성 부재(172)의 길이(W1)는 제2 코일(172)의 단면 형상에서 어느 하나의 단변(길이가 짧은 변)의 길이(L2)보다 클 수 있다(W1>L2).
또한 예컨대, 도 22a에 도시된 바와 같이, W2는 W1보다 작을 수 있으나(W2<W1), 이에 한정되는 것은 아니며, 다른 실시 예에서는 W2는 W1과 동일하거나 클 수도 있다(W2≥W1).
도 22b는 도 3a 내지 도 3d에 도시된 자성 부재(171)와 제2 코일(172) 간의 배치 관계의 다른 실시 예를 나타낸다.
도 22b를 참조하면, 자성 부재(172)는 제2 코일(172)의 절단 형상에서 단변에 대응 또는 마주보는 위치에 배치될 수 있다.
예컨대, 자성 부재(172)는 제2 코일(172)의 제2 측부에 접하거나 또는 제2 측부를 마주보도록 배치될 수 있다. 제2 코일(172)의 제2 측부는 제2 코일(172)의 단면 형상에서 어느 하나의 단변을 포함하는 어느 하나의 측부일 수 있다.
예컨대, 광축 방향(예컨대, z축 방향)으로의 자성 부재(172)의 길이(W3)는 제2 코일(172)의 단면 형상에서 장변의 길이(L1)보다 작을 수 있다(W3<L1).
또한 예컨대, 도 22b에 도시된 바와 같이, W4는 W3보다 클 수 있으나(W4>W3), 이에 한정되는 것은 아니며, 다른 실시 예에서는 W4는 W3과 동일하거나 작을 수도 있다(W4≤W3).
도 22a 및 도 22b에서는 광축 방향으로 제2 코일(172)의 감긴 수가 광축과 수직한 방향으로 제2 코일의 감긴 수보다 작지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 다른 실시 예에서는 그 반대일 수도 있다.
도 3e는 또 다른 실시 예에 따른 자성 부재(171) 및 제2 코일(172b)의 배치를 나타낸다.
도 3e를 참조하면, 제2 코일(172b)은 자성 부재(171)의 외주면에 감길 수 있다. 예컨대, 자성 부재(172b)는 링 형상의 자성 부재(171)에 시계 방향 또는 시계 반대 방향으로 권선될 수 있다.
다른 실시 예에서는 하우징(140)의 안착부는 하우징(140)의 측부들의 측면에 마련되는 홈 형상일 수도 있으며, 자성 부재(171) 및 제2 코일(172)은 하우징(140)의 측부들의 측면에 마련되는 홈 내에 배치될 수도 있다.
도 3a 내지 도 3e에 도시된 안착부(149)에 안착된 자성 부재(171,171a) 및 제2 코일(172, 172b)은 하우징(140)의 상부면(148)에 배치 또는 위치하는 상측 탄성 부재(150)와 이격할 수 있다. 이는 자성 부재(171) 및 제2 코일(172)이 제1 코일(120)과 접속되는 상측 탄성 부재(150)과 전기적으로 접속되는 것을 방지하기 위함이다.
예컨대, 안착부(149)는 제1 스토퍼(143)와 측부들(140a 내지 140d)의 상부면과 측면이 만나는 모서리 사이에 위치할 수 있으며, 제1 스토퍼(143)는 자성 부재(171) 및 제2 코일(172)이 안착부(149)에 안착 또는 배치되는 것을 가이드(guide)할 수 있다.
다음으로 마그네트(130)에 대하여 설명한다.
마그네트(130)는 광축 방향과 수직인 방향으로 제1 코일(120)에 대응 또는 정렬하도록 하우징(140)의 측부들(140a 내지 140d)에 배치될 수 있다.
예를 들어, 마그네트(130)는 제2 방향 또는 제3 방향으로 제1 코일(120)과 오버랩되도록 하우징(140)의 마그네트용 홈(141a, 141a', 141b,141b')에 배치될 수 있다.
다른 실시 예에서는 하우징(140)의 측부들(140a 내지 140d)에는 마그네트용 홈이 형성되지 않고, 마그네트(130)는 하우징(140)의 측부들(140a 내지 140d)의 외측 또는 내측 중 어느 하나에 배치될 수도 있다.
마그네트(130)의 형상은 하우징(140)의 측부들(140a 내지 140d)에 대응되는 형상, 예컨대, 직육면체 형상을 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
마그네트(130)는 제1 코일(120)을 마주보는 면을 S극, 바깥쪽 면은 N극이 되도록 배치되는 단극 착자 마그네트 또는 양극 착자 마그네트일 수 있다. 그러나 이를 한정하는 것은 아니며, 반대로 구성하는 것도 가능하다.
실시 예에서 마그네트(30)의 수는 4개이지만, 이에 한정되는 것은 아니며 마그네트(130)의 수는 적어도 2개 이상일 수 있으며, 제1 코일(120)과 마주보는 마그네트(130)의 면은 평면으로 형성될 수 있으나, 이를 한정하는 것은 아니며 곡면으로 형성될 수도 있다.
다음으로 상측 탄성 부재(150), 및 하측 탄성 부재에 대하여 설명한다.
도 5는 도 1에 도시된 보빈(110), 상측 탄성 부재(150), 및 회로 기판을 나타내고, 도 6은 도 1에 도시된 보빈(110), 및 하측 탄성 부재(160)를 나타낸다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 상측 탄성 부재(150) 및 하측 탄성 부재(160)는 보빈(110)과 하우징(140)에 결합하며, 보빈(110)을 탄력적으로 지지한다.
예컨대, 상측 탄성 부재(150)는 보빈(110)의 상부, 상부면, 또는 상단 및 하우징(140)의 상부, 상부면, 또는 상단과 결합할 수 있고, 하측 탄성 부재(160)는 보빈(110)의 하부, 하부면, 또는 하단 및 하우징(140)의 하부, 하부면, 또는 하단과 결합할 수 있다.
상측 및 하측 탄성 부재들(150,160) 중 적어도 하나는 2개 이상으로 분할 또는 분리될 수 있다.
예컨대, 상측 탄성 부재(150)는 서로 이격되는 제1 내지 제4 상측 탄성 부재들(150a 내지 150d)을 포함할 수 있고, 하측 탄성 부재(160)는 서로 이격되는 제1 및 제2 하측 탄성 부재들(160a, 160b)을 포함할 수 있다. 상측 탄성 부재(150)와 하측 탄성 부재(160)는 판 스프링(leaf spring)으로 구현될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 코일스프링(coil spring), 서스펜션와이어 등으로 구현될 수도 있다.
제1 내지 제4 상측 탄성 부재들(150a 내지 150d) 각각은 보빈(110)의 상부, 상부면, 또는 상단과 결합되는 제1 내측 프레임(151), 하우징(140)의 상부, 상부면, 또는 상단과 결합되는 제1 외측 프레임(152), 및 내측 프레임(151)과 외측 프레임(152)을 연결하는 제1 연결부(153)를 포함할 수 있다.
제1 및 제2 하측 탄성 부재들(160a, 160b) 각각은 보빈(110)의 하부, 하부면, 또는 하단과 결합되는 제2 내측 프레임(161), 하우징(140)의 하부, 하부면, 또는 하단과 결합되는 제2 외측 프레임(162), 및 제2 내측 프레임(161)과 제2 외측 프레임(162)을 연결하는 제2 연결부(163)를 포함할 수 있다.
상측 및 하측 탄성 부재들(150, 160)의 제1 및 제2 연결부들(153, 163) 각각은 적어도 한 번 이상 절곡 또는 커브(또는 곡선)지도록 형성되어 일정 형상의 패턴을 형성할 수 있다. 제1 및 제2 연결부들(153, 163)의 위치 변화 및 미세 변형을 통해 보빈(110)은 제1 방향으로 상승 및/또는 하강 동작이 탄력적으로(또는 탄성적으로) 지지될 수 있다.
예컨대, 제1 코일(120)의 일단은 분리된 상측 탄성 부재들 중 어느 하나의 내측 프레임에 본딩될 수 있고, 제1 코일(120)의 타단은 분리된 상측 탄성 부재들 중 다른 어느 하나의 제1 내측 프레임에 본딩될 수 있다.
또한 예컨대, 제2 코일(172)의 일단은 분리된 상측 탄성 부재들 중 또 다른 어느 하나의 제1 외측 프레임에 본딩될 수 있고, 제2 코일(172)의 타단은 분리된 상측 탄성 부재들 중 또 다른 어느 하나의 제1 외측 프레임에 본딩될 수 있다.
제1 내지 제4 상측 탄성 부재들(150a 내지 150d) 각각의 제1 내측 프레임(151)은 제1 내측 접속부(R1, R2, R3, R4)를 포함할 수 있고, 제1 외측 프레임(152)은 제1 외측 접촉부(Q1,Q2,Q3,Q4)를 포함할 수 있다.
또한 제1 및 제2 하측 탄성 부재들(160a, 160b) 각각의 제2 내측 프레임(161)은 제2 내측 접속부(R5,R6)를 포함할 수 있고, 제1 및 제2 하측 탄성 부재들(160a, 160b) 각각의 제2 외측 프레임(162)은 제2 외측 접속부(Q5, Q6)를 포함할 수 있다.
예컨대, 납땜 또는 도전성 접착 부재에 의하여 제1 코일(120)의 일단은 제1 및 제2 내측 접속부들(R1 내지 R6) 중 어느 하나(예컨대, R1)에 본딩될 수 있고, 제1 코일(120)의 타단은 제1 및 제2 내측 접속부들(R1 내지 R6) 중 다른 어느 하나(예컨대, R2)에 본딩될 수 있다.
또한 납땜 또는 도전성 접착 부재에 의하여 제2 코일(172)의 일단은 제1 및 제2 내측 접속부들(R1 내지 R6) 중 또 다른 어느 하나(예컨대, R3)에 본딩될 수 있고, 제2 코일(172)의 타단은 제1 및 제2 내측 접속부들(R1 내지 R6) 중 또 다른 어느 하나(예컨대, R4)에 본딩될 수 있다.
다른 실시 예에서는, 또한 납땜 또는 도전성 접착 부재에 의하여 제2 코일(120)의 일단은 분리된 상측 탄성 부재들의 제1 및 제2 외측 접촉부들(Q1 내지 Q6) 중 어느 하나에 본딩될 수 있고, 제2 코일(120)의 타단은 분리된 상측 탄성 부재들의 제1 및 제2 외측 접촉부들(Q1 내지 Q6) 중 다른 어느 하나에 본딩될 수도 있다.
납땜 또는 도전성 접착 부재에 의하여 상측 및 하측 탄성 부재들(150, 160)의 제1 및 제2 외측 접속부들(Q1 내지 Q6)은 회로 기판(250)에 본딩될 수 있으며, 제1 및 제2 외측 접속부들(Q1 내지 Q6)은 회로 기판(250)의 단자들(251-1 내지 251-6) 중 대응하는 어느 하나와 전기적으로 접속될 수 있다.
제1 내지 제4 상측 탄성 부재들(150a 내지 150d)은 제1 내측 프레임(151)에 형성되고 보빈(110)의 상측 지지 돌기(113)와 결합하는 통공(151a) 및 제1 외측 프레임(152)에 형성되고 하우징(140)의 상측 프레임 지지 돌기(144)와 결합하는 통공(152a)을 구비할 수 있다.
또한 제1 및 제2 하측 탄성 부재들(160a, 160b)은 제2 내측 프레임(161)에 형성되고 보빈(110)의 하측 지지 돌기와 결합하는 통공(161a), 및 제2 외측 프레임(162)에 형성되고 하우징(140)의 하측 프레임 지지 돌기(147)와 결합하는 통공(162a)을 구비할 수 있다.
보빈(110)의 진동을 흡수 및 완충시키기 위하여, 렌즈 구동 장치(100)는 상측 탄성 부재들(150a 내지 150d) 각각과 하우징(140) 사이에 배치되는 제1 댐핑 부재(미도시)를 더 구비할 수 있다.
예컨대, 상측 탄성 부재들(150a 내지 150d) 각각의 제1 연결부(153)와 하우징(140) 사이의 공간에 제1 댐핑 부재(미도시)가 배치될 수 있다.
또한 예컨대, 렌즈 구동 장치(100)는 하측 탄성 부재들(160a, 내지 160b)의 제2 연결부(163)들 각각과 하우징(140) 사이에 배치되는 제2 댐핑 부재(미도시)를 더 구비할 수도 있다.
또한 예컨대, 하우징(140)의 내측면과 보빈(110)의 외주면 사이에도 댐핑 부재(미도시)가 더 배치될 수도 있다
다음으로 회로 기판(250)에 대하여 설명한다.
회로 기판(250)은 하우징(140)에 배치, 결합 또는 장착되며, 상측 또는 하측 탄성 부재들(150,160) 중 적어도 하나와 전기적으로 연결될 수 있다. 회로 기판(250)은 인쇄회로기판, 예컨대, FPCB, PCB, 또는 세라믹 기판일 수 있다.
예컨대, 회로 기판(250)은 하우징(140)의 4개의 측부들(140a 내지 140d) 중 어느 하나(예컨대, 140c)에 고정, 지지, 또는 배치될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 다른 실시 예에서는 회로 기판(250)은 하우징(140)의 상면에 의하여 지지될 수도 있다.
회로 기판(250)은 제1 코일(120), 및 제2 코일(172)에 전기적으로 연결되는 복수 개의 단자들(251)을 구비할 수 있다.
회로 기판(250)의 단자들(251)을 통하여 제1 코일(120)에 구동 신호가 공급될 수 있고, 제2 코일(172)의 유도 전압은 회로 기판(250)의 단자들(251)로 출력될 수 있다.
예컨대, 회로 기판(2500은 제1 코일(120)에 구동 신호를 제공하기 위한 2개의 단자들(251-1,251-2), 및 제2 코일(172)의 유도 전압이 출력되는 2개의 단자들을 포함할 수 있다(251-3, 251-4)을 포함할 수 있다.
렌즈 구동 장치(100)는 제1 코일(120)에 제공되는 구동 신호를 제공하는 드라이버 IC를 회로 기판(250) 또는 후술하는 회로 기판(1250)에 구비할 수 있다. 또는 다른 실시 예에서는 드라이버 IC가 카메라 모듈에 구비될 수도 있다.
다음으로 베이스(210)에 대하여 설명한다.
베이스(210)는 커버 부재(300)와 결합하여 보빈(110) 및 하우징(140)의 수용공간을 형성할 수 있다. 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.
베이스(210)는 네 개의 모서리 부분에서 상부 방향으로 소정 높이 직각으로 돌출된 가이드 부재(216)를 포함할 수 있다. 가이드 부재(216)는 다각 기둥 형상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 가이드 부재(216)는 하우징(140)의 하부 가이드 홈(148)에 삽입 또는 체결 또는 결합될 수 있다.
제1 코일(120)에 인가되는 구동 신호는 교류 신호, 예컨대, 교류 전류일 수 있다. 예컨대, 제1 코일(120)에 제공되는 구동 신호는 정현파 신호 또는 펄스 신호(예컨대, PWM(Pulse Width Modulation) 신호)일 수 있다.
또는 다른 실시 예에서는 제1 코일(120)에 인가되는 구동 신호는 교류 신호 및 직류 신호를 포함할 수 있다. 제1 코일(120)에 교류 신호, 예컨대, 교류 전류를 인가하는 것은 상호 유도 작용에 의하여 제2 코일(172)에 기전력 또는 전압을 유도하기 위함이다. PWM 신호의 주파수는 20KHz 이상일 수 있으며, 소모 전류 감소를 위하여 500kHz 이상일 수 있다.
제1 코일(120)이 제1 방향으로 이동함에 따라 제1 코일(120)과 제2 코일(172) 간의 이격 거리가 변화하며, 이격 거리의 변화에 기초하여 제2 코일(172)에는 유도 전압이 발생한다.
예컨대, 제1 코일(120)과 제2 코일(172) 간의 이격 거리가 감소할수록 제2 코일(172)에 유도되는 유도 전압이 증가할 수 있고, 이격 거리가 증가할수록 제2 코일(172)에 유도되는 유도 전압이 감소할 수 있다. 이와 같이, 제2 코일(172)에 발생되는 유도 전압의 크기에 기초하여, AF 가동부의 변위를 감지할 수 있다.
일반적으로 AF(Auto Focus) 피드백 제어를 위해서는 AF 가동부, 예컨대, 보빈의 변위를 감지할 수 있는 위치 센서, 및 위치 센서를 구동하기 위한 별도의 전원 연결 구조가 필요하기 때문에, 렌즈 구동 장치의 가격 상승 및 제조 작업의 어려움이 발생할 수 있다.
또한 보빈의 이동 거리와 위치 센서가 감지하는 마그네트의 자속 간의 그래프의 선형 구간(이하 "제1 선형 구간"이라 한다)은 마그네트와 위치 센서 간의 위치 관계에 제약을 받을 수 있다.
실시 예는 보빈(110)의 변위를 감지하기 위한 별도의 위치 센서가 필요하지 않기 때문에, 렌즈 구동 장치의 원가를 감소시킬 수 있고, 제조 작업의 용이성을 향상시킬 수 있다.
또한 제1 코일(120)과 제2 코일(172) 간의 상호 유도를 이용하기 때문에, 제1 선형 구간에 비하여 보빈(110)의 이동 거리와 제2 코일(172)의 유도 전압 간의 그래프의 선형 구간은 증가할 수 있다. 이로 인하여 실시 예는 넓은 구간의 선형성(linearity)을 확보할 수 있고, 공정 불량률을 개선할 수 있으며, 더 정확한 AF 피드백 제어를 수행할 수 있다.
자성 부재(171)에 의하여 제2 코일(172)의 유도 전압의 크기를 증가시킬 수 있기 때문에, 마그네트(130)와 상호 작용에 의하여 AF 구동에 영향을 미치지 않는 범위 내에서 제1 코일(120)에 인가되는 구동 신호의 크기를 줄일 수 있다. 이로 인하여 실시 예는 제1 코일(120)의 구동 신호에 기인하는 상술한 이미지 센서의 출력의 노이즈 발생을 방지할 수 있다.
도 7은 다른 실시 예에 따른 렌즈 구동 장치(100A)의 분해 사시도를 나타낸다. 도 1과 동일한 도면 부호는 동일한 구성을 나타내며, 동일한 구성에 대해서는 설명을 간략하게 하거나 생략한다.
도 1에서는 자성 부재(171) 및 제2 코일(172)이 하우징(130)에 배치 또는 고정되나, 도 7에서는 자성 부재(171') 및 제2 코일(172')이 베이스(210)에 배치된다.
도 7을 참조하면, 자성 부재(171') 및 제2 코일(172')은 베이스(210)의 상부면 상에 배치될 수 있다. 예컨대, 자성 부재(171') 및 제2 코일(172')은 하측 탄성 부재(160)와 베이스(210) 사이에 배치될 수 있으며, 접착 부재에 의하여 자성 부재(171') 및 제2 코일(172')은 베이스(210)에 고정될 수 있다.
도 8a는 베이스(210)에 배치되는 자성 부재(171') 및 제2 코일(172')의 일 실시 예를 나타낸다.
도 8a를 참조하면, 자성 부재(171') 및 제2 코일(172') 각각은 링 형상을 가질 수 있다.
자성 부재(171')는 베이스(210)의 상부면에 배치되고, 제2 코일(172')은 자성 부재(171') 상에 배치될 수 있다. 예컨대, 베이스(210)의 상부면에는 자성 부재(171') 및 제2 코일(170)이 삽입, 장착, 및 고정되는 홈(212)이 마련될 수 있다.
예컨대, 홈(212)은 베이스(210)의 상부면에 마련된 돌출부(215) 및 가이드부들(216)로 이루어질 수 있다. 돌출부(215)는 베이스(210)의 중공에 인접하도록 베이스(210)의 상부면으로부터 돌출될 수 있고, 가이드부들(216)은 돌출부(215)와 이격하여 베이스(210)의 상부면으로부터 돌출될 수 있다.
자성 부재(171') 및 제2 코일(172')은 돌출부(215)와 가이드부들(216) 사이에 배치, 및 삽입될 수 있다. 돌출부(215)의 측면과 가이드부들(216)의 측면은 자성 부재(171') 및 제2 코일(172')과 접할 수 있다.
다른 실시 예에서 자성 부재(171') 및 제2 코일(172')은 베이스(210)의 측면 또는 하면에 장착되거나, 또는 베이스(210)의 측면 또는 하면에 형성되는 홈 내에 배치 또는 장착될 수도 있다.
자성 부재(171')의 하면은 베이스(210)의 상부면에 접할 수 있고, 제2 코일(172')의 하면은 자성 부재(171')의 상면에 접할 수 있다.
제2 코일(172')은 광축을 기준으로 시계 방향 또는 시계 반대 방향으로 회전하도록 권선되는 링 형상일 수 있으며, 제1 방향으로 제1 코일(120)에 대응 또는 정렬되도록 베이스(210)에 배치될 수 있다.
도 8b는 베이스(210)에 배치되는 자성 부재(171') 및 제2 코일(172')의 다른 실시 예를 나타낸다.
도 8b를 참조하면, 자성 부재(171')가 제2 코일(172') 상에 배치된다. 예컨대, 제2 코일(172')이 베이스(210)의 상부면의 홈의 바닥에 배치되고, 자성 부재(171')는 제2 코일(172') 상에 배치될 수 있다.
예컨대, 제2 코일(172')의 하면은 베이스(210)의 상부면에 접촉할 수 있고, 자성 부재(171')의 하면은 제2 코일(172')의 상면과 접촉할 수 있다.
도 8c는 또 다른 실시 예에 따른 자성 부재(171) 및 제2 코일(172)의 배치를 나타낸다.
도 8c를 참조하면, 제2 코일(172')은 자성 부재(171')의 바깥쪽에 배치될 수 있고, 자성 부재(171')의 외측면은 제2 코일(172')의 내측면에 접할 수 있다.
예컨대, 자성 부재(171')는 베이스(210)의 돌출부(215)의 측면에 접하고, 제2 코일(172')은 베이스(210)의 가이드부들(216)의 측면에 접할 수 있다. 자성 부재(171') 및 제2 코일(172') 각각의 하면은 베이스(210)의 상부면에 접할 수 있다.
다른 실시 예에서는 자성 부재가 제2 코일의 바깥쪽에 위치할 수도 있으며, 제2 코일의 외측면은 자성 부재의 내측면에 접할 수도 있다.
도 8d는 또 다른 실시 예에 따른 자성 부재(171a') 및 제2 코일(172')의 배치를 나타낸다.
도 8d를 참조하면, 자성 부재(171')는 서로 이격하는 복수의 제1 자성 부재들(171-1 내지 171-m, m>1인 자연수)을 포함할 수 있다. 도 8a 내지 도 8c에서 자성 부재(171')는 링 형상이나, 도 8d에서 제1 자성 부재들(171-1 내지 171-m) 각각은 직선의 막대 형상일 수 있다.
제1 자성 부재들(171-1 내지 171-m)은 제2 코일(172')의 내측에 위치할 수 있다. 예컨대, 제1 자성 부재들(171-1 내지 171-m)은 베이스(210)의 돌출부(215)의 측면에 접할 수 있다. 제2 코일(172')의 내측면은 제1 자성 부재들(171-1 내지 171-m) 각각의 외측면에 접할 수 있다. 제1 자성 부재들(171-1 내지 171-m) 각각의 하면 및 제2 코일(172')의 하면은 베이스(210)의 상부면에 접할 수 있다.
도 8e는 또 다른 실시 예에 따른 자성 부재(171') 및 제2 코일(172a')의 배치를 나타낸다.
도 8e를 참조하면, 제2 코일(172a')은 자성 부재(171')의 외주면에 감길 수 있다. 예컨대, 제2 코일(172a')는 링 형상의 자성 부재(171f')에 시계 방향 또는 시계 반대 방향으로 권선될 수 있다.
제2 코일(172a')이 외주면에 감긴 자성 부재(171')는 베이스(210)의 상부면에 마련된 홈(212) 내에 배치될 수 있다. 예컨대, 제2 코일(172a')이 외주면에 감긴 자성 부재(171')는 베이스(210)의 돌출부(215)와 가이드부들(216) 사이에 배치될 수 있다.
도 9는 다른 실시 예에 따른 렌즈 구동 장치(100B)의 분해 사시도를 나타내고, 도 10은 커버(1300)를 제외한 도 9의 렌즈 구동 장치(100B)의 결합 사시도를 나타낸다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 렌즈 구동 장치(100B)는 보빈(1110), 제1 코일(1120), 마그네트(1130), 하우징(1140), 상측 탄성 부재(1150), 하측 탄성 부재(1160), 자성 부재(1171) 제2 코일(1172), 지지 부재(220), 제3 코일(1230), 회로 기판(1250), 및 위치 센서들(240)를 포함한다. 렌즈 구동 장치(200)는 커버 부재(1300), 및 베이스(1210)를 더 포함할 수 있다.
커버 부재(1300)는 도 1에 도시된 커버 부재(300)에 대한 설명이 적용될 수 있다.
보빈(1110)은 하우징(1140)의 내측에 배치된다.
도 11a는 도 9에 도시된 보빈(1110)의 제1 사시도이고, 도 11b는 도 9에 도시된 보빈(1110)의 제2 사시도이다.
도 11a 및 도 11b를 참조하면, 보빈(1110)은 보빈(1110)의 상부면으로부터 제1 방향으로 돌출되는 제1 돌출부(1111), 및 보빈(1110)의 외주면으로부터 제2 및/또는 제3 방향으로 돌출되는 제2 돌출부(1112)를 포함할 수 있다. 보빈(1110)의 제1 돌출부(111)는 가이드(guide)부(1111a) 및 제1 스토퍼(stopper)(1111b)를 포함할 수 있다. 보빈(1110)의 가이드부(1111a)는 상측 탄성 부재(1150)의 설치 위치를 가이드 하는 역할을 수행할 수 있다. 예를 들어, 보빈(1110)의 가이드부(1111a)는 상측 탄성 부재(1150)의 제1 프레임 연결부(1153)를 가이드할 수 있다.
보빈(110)의 제2 돌출부(1112)는 보빈(1110)의 외주면에서 제1 방향과 직교하는 제2 및/또는 제3 방향으로 돌출되어 형성될 수 있다. 또한, 보빈(1110)의 제2 돌출부(1112)의 상부면(1112a)에는 상측 탄성 부재(1150)의 제1 내측 프레의 (1151)의 통공(1151a)과 결합하는 제1 결합 돌기(1113a)가 마련될 수 있다.
보빈(1110)의 제1 돌출부(1111)의 제1 스토퍼(1111b) 및 제2 돌출부(1112)는 보빈(1110)이 오토 포커싱 기능을 위해 제1 방향으로 움직일 때, 외부 충격 등에 의해 보빈(110)이 규정된 범위 이상으로 움직이더라도, 보빈(1110)의 상면이 커버 부재의 내측과 직접 충돌하는 것을 방지하는 역할을 수행할 수 있다.
보빈(1110)은 하측 탄성 부재(1160)의 통공(1161a)에 결합 및 고정되는 제2 결합 돌기(1117)를 하부면에 구비할 수 있다.
보빈(1110)은 하부면으로부터 돌출되는 제2 스토퍼(1116)를 구비할 수 있으며, 제2 스토퍼(1116)는 보빈(1110)이 오토 포커싱 기능을 위해 제1 방향으로 움직일 때, 외부 충격 등에 의해 보빈(1110)이 규정된 범위 이상으로 움직이더라도, 보빈(110)의 하부면이 베이스(1210), 제3 코일(1230), 또는 회로 기판(1250)에 직접 충돌되는 것을 방지하는 역할을 할 수 있다.
보빈(1110)의 외주면(1110b)은 제1 측부들(1110b-1) 및 제1 측부들(1110b-1) 사이에 위치하는 제2 측부들(1110b-2)을 포함할 수 있다.
보빈(1110)의 제1 측부들(1110b-1)은 마그네트에 대응 또는 대향하며, 제1 코일들(1120-1 내지 1120-4) 중 대응하는 어느 하나가 배치될 수 있다.
보빈(1110)의 제2 측부들(1110b-2) 각각은 인접하는 2개의 제1 측부들 사이에 배치될 수 있다. 제1 측부들(1110b-1) 각각의 외주면은 평면일 수 있고, 제2 측부들(1110b-2) 각각의 외주면은 곡면일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 코일(1120)은 보빈(1110)의 외주면에 배치된다. 도 1의 제1 코일(110)에 대한 설명은 도 9의 제1 코일(1120)에 적용될 수 있다.
하우징(140)은 제1 코일(1120)이 배치된 보빈(1110)을 내측에 수용한다.
도 12a는 도 9에 도시된 하우징(1140)의 제1 사시도이고, 도 12b는 도 9에 도시된 하우징(140)의 제2 사시도이고, 도 13은 도 10에 도시된 렌즈 구동 장치(110B)의 AB 방향의 단면도를 나타낸다.
도 12a, 도 12b, 도 13을 참조하면, 하우징(1140)은 전체적으로 중공 기둥 형상일 수 있으며, 중공을 형성하는 복수의 제1 측부들(1141), 및 제2 측부들(1142)을 포함할 수 있다.
예컨대, 하우징(1140)은 서로 이격하는 제1 측부들(1141) 및 서로 이격하는 제2 측부들(1142)을 포함할 수 있다. 하우징(1140)의 제1 측부들(1141) 각각은 인접하는 2개의 제2 측부들(1142) 사이에 배치 또는 위치할 수 있고, 제2 측부들(1142)을 서로 연결시킬 수 있으며, 일정 깊이의 평면을 포함할 수 있다.
하우징(1140)의 제1 측부들(1141)에는 마그네트(1130)가 배치 또는 설치될 수 있고, 하우징(1140)의 제2 측부들(1141)에는 지지 부재(1220)가 배치될 수 있다.
하우징(1140)은 보빈(1110)의 제1 및 제2 돌출부(1111, 1112)와 대응되는 위치에 마련되는 제1 안착홈(1146)을 구비할 수 있다. 예컨대, 보빈(1110)의 제1 및 제2 돌출부(1111, 1112)의 저면과 하우징(1140)의 제1 안착홈(1146)의 바닥면(1146a)이 접촉된 상태가 보빈(1110)의 초기 위치로 설정되면, 오토 포커싱 기능은 단방향(예컨대, 초기 위치에서 양의 Z축 방향)으로 제어될 수 있다.
그러나, 예컨대, 보빈(1110)의 제1 및 제2 돌출부(1111, 1112)의 저면과 제1 안착홈(1146)의 바닥면(1146a)이 일정 거리 이격된 위치가 보빈(1110)의 초기 위치로 설정되면, 오토 포커싱 기능은 양방향(예컨대, 초기 위치에서 양의 Z축 방향, 및 초기 위치에서 음의 Z축 방향)으로 제어될 수 있다.
하우징(1140)은 마그네트들(1130-1 내지 1130-4)을 지지 또는 수용하기 위하여 제1 측부들(1141)의 내면에 마련되는 마그네트 안착부(1141a)를 구비할 수 있다.
하우징(1140)의 제1 측부들(1141)은 커버 부재(1300)의 측면과 평행하게 배치될 수 있다. 하우징(1140)의 제2 측부들(1142)에는 지지 부재(1220)가 통과하는 통공(1147a, 1147b)이 마련될 수 있다.
또한, 커버 부재(1300)의 내측면에 직접 충돌하는 것을 방지하기 위하여, 하우징(1140)의 상부면에는 제2 스토퍼(1144-1 내지 1144-4)가 마련될 수 있다.
하우징(1140)은 상측 탄성 부재(1150)의 제1 외측 프레임(1152)의 통공(1152a)과 결합을 위하여 제2 측부들(142)의 상부면에 적어도 하나의 제1 상측 지지 돌기(1143)를 구비할 수 있고, 하측 탄성 부재(1160)의 제2 외측 프레임(1162)의 통공(1162a)과 결합 및 고정을 위하여 제2 측부들(1142)의 하부면에 제2 하측 지지 돌기(1145)를 구비할 수 있다.
지지 부재(1220)가 지나가는 경로를 확보하기 위해서일 뿐만 아니라, 댐핑 역할을 할 수 있는 실리콘을 채우기 위한 공간을 확보하기 위하여 하우징(1140)은 제2 측부(1142)에 마련되는 요홈(1142a)를 구비할 수 있다. 예컨대, 하우징(1140)의 요홈(1142a)에는 댐핑 실리콘이 채워질 수 있다.
하우징(1140)은 제1 측부들(1141)의 측면으로부터 제2 방향 또는 제3 방향으로 돌출된 제3 스토퍼(1149)를 구비할 수 있다. 제3 스토퍼(1149)는 하우징(1140)이 제2 및 제3 방향으로 움직일 때 커버 부재(1300)와 충돌하는 것을 방지하기 위한 것이다.
하우징(1140)의 바닥면이 후술할 베이스(1210), 제3 코일(1230), 및/또는 회로 기판(1250)과 충돌하는 것을 방지하기 위하여 하우징(1140)은 하부면으로부터 돌출되는 제4 스토퍼(미도시)를 더 구비할 수도 있다. 이러한 구성을 통해 하우징(1140)은 아래쪽으로는 베이스(1210)와 이격될 수 있고, 상측으로는 커버 부재(1300)와 이격될 수 있다. 따라서 하우징(140)은 광축에 수직한 방향으로 손떨림 보정 동작을 수행할 수 있다.
마그네트들(1130-1 내지 1130-4)은 하우징(1140)의 제1 측부들(1141) 내측에 수용되지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 다른 실시 예에서 마그네트(1130-1 내지 1130-4)는 하우징(1140)의 제1 측부들(1141)의 외측에 배치될 수도 있다. 도 1의 마그네트(130)에 대한 설명은 도 9의 마그네트(1130)에 적용될 수 있다.
하우징(1140)의 제1 및 제2 측부들(1141, 1142)에는 자성 부재(1171), 및 제2 코일(1172)이 배치 또는 안착되는 안착부(1149)가 마련될 수 있다. 안착부(1149)는 하우징(1140)의 제1 및 제2 측부들(1141,1142)의 측면의 일부가 함몰된 구조일 수 있다.
예컨대, 하우징(1140)의 안착부(1149)는 제1 및 제2 측부들(1141, 1142)의 상부면과 측면이 만나는 모서리에 인접하는 하우징(1140)의 상부면의 가장 자리 영역에 위치할 수 있다.
예컨대, 하우징(1140)의 안착부(1149)와 하우징(140)의 상부면은 수직 방향 또는 제1 방향으로 단차를 가질 수 있다.
예컨대, 하우징(1140)의 안착부(1149)는 하우징(1140)의 제1 및 제2 측부들(1141, 1142)의 상부면 아래에 위치하는 지지면(1149-1a, 1149-2a), 및 하우징(1140)의 상부면과 하우징(1140)의 지지면(1149-1a, 1149-2a) 사이에 위치하는 측면(1149-1b, 1149-2b)을 포함할 수 있다.
안착부(1149)의 지지면(1149-1a, 1149-2a)과 하우징(1140)의 상부면 사이에는 제1 방향으로 단차가 존재할 수 있다. 예컨대, 안착부(1149)의 지지면(1149-1a, 1149-2a)과 하우징(1140)의 상부면 사이의 단차는 자성 부재(1171)의 두께 및 제2 코일(1172)의 두께의 합보다 크거나 같을 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
자성 부재(1171) 및 제2 코일(1172)은 하우징(1140)의 상부면 또는 하우징(1140)의 제1 및 제2 측부들(1141, 1142)의 상부 측면에 배치될 수 있다.
예컨대, 자성 부재(1171) 및 제2 코일(1172)는 하우징(1140)의 안착부(1149)에 배치될 수 있다.
도 16a는 도 9의 하우징(1140)에 배치되는 자성 부재(1171), 및 제2 코일(1172)의 일 실시 예를 나타낸다.
도 16a를 참조하면, 자성 부재(1171)는 하우징(1140)의 안착부(1149)에 배치될 수 있고, 제2 코일(1172)은 자성 부재(1171) 상에 배치될 수 있다. 예컨대, 자성 부재(1171)의 하면은 하우징(1140)의 안착부(1149)의 지지면(1149-1)에 접촉할 수 있고, 제2 코일(1172)의 하면은 자성 부재(1171)의 상면과 접촉할 수 있다. 다른 실시 예에서 자성 부재(1171)는 제2 코일(1172)과 이격하여 제2 코일(1172) 아래에 배치될 수도 있다.
제2 코일(1172)은 광축을 기준으로 시계 방향 또는 시계 반대 방향으로 회전하도록 권선된 링 형상일 수 있다. 예컨대, 제2 코일(1172)은 하우징(1140)의 안착부(1149)의 측면(1149-1b, 1149-2b)을 감싸는 링 형상일 수 있다. 자성 부재(1171) 및 제2 코일(1172)은 하우징(1140)의 안착부(1149)의 측면(1149-1b, 1149-2b)에 접할 수 있다.
도 3a의 자성 부재(171) 및 제2 코일(172)에 대한 설명은 도 16a에 적용될 수 있다.
도 16b는 도 9의 하우징(1140)에 배치되는 자성 부재(1171), 및 제2 코일(1172)의 다른 실시 예를 나타낸다.
도 16b를 참조하면, 자성 부재(1171)가 제2 코일(1172) 상에 배치된다. 예컨대, 제2 코일(1172)이 하우징(1140)의 안착부(1149)의 지지면(1149-1a, 1149-2a)에 배치되고, 자성 부재(1171)는 제2 코일(1172) 상에 배치될 수 있다. 도 3b의 자성 부재(171) 및 제2 코일(172)에 대한 설명은 도 16b에 적용될 수 있다.
도 16c는 도 9의 하우징(1140)에 배치되는 자성 부재(1171) 및 제2 코일(1172)의 또 다른 실시 예를 나타낸다.
도 16c를 참조하면, 제2 코일(1172)은 자성 부재(1171)의 바깥쪽에 배치될 수 있다. 도 3c의 자성 부재(171) 및 제2 코일(172)에 대한 설명은 도 16c에 적용될 수 있다.
도 16d는 도 9의 하우징(1140)에 배치되는 자성 부재(1171) 및 제2 코일(1172)의 또 다른 실시 예를 나타낸다.
도 16d를 참조하면, 자성 부재(1171a)는 서로 이격하는 복수의 제1 자성 부재들(1171-1 내지 1171-m)을 포함할 수 있다. 도 3d의 자성 부재(171a) 및 제2 코일(172)에 대한 설명은 도 16d에 적용될 수 있다.
도 16e는 도 9의 하우징(1140)에 배치되는 자성 부재(1171) 및 제2 코일(1172)의 또 다른 실시 예를 나타낸다.
도 16e를 참조하면, 제2 코일(1172b)은 자성 부재(1171)의 외주면에 감길 수 있다. 도 3e의 자성 부재(171) 및 제2 코일(172b)에 대한 설명은 도 16e에 적용될 수 있다.
자성 부재(1171)는 폐곡선 형태, 예컨대, 링 형상일 수 있고, 하우징(1140)의 상부면에 배치되거나 또는 하우징(1140)의 제1 및 제2 측부들의 측면들을 감싸도록 배치될 수 있다. 하우징(1140)의 안착부(1149)도 자성 부재(1171) 및 제2 코일(1172)의 형상에 대응 또는 일치하도록 하우징(1140)의 제1 및 제2 측부들(1141, 1142)에 형성될 수 있다.
에폭시, 열경화성 접착제, 광경화성 접착제 등을 사용하여 자성 부재(1171) 및 제2 코일(1172)은 하우징(1140)의 안착부(1149)에 고정 또는 결합될 수 있다.
상측 탄성 부재(1150), 및 하측 탄성 부재(1160)는 보빈(1110) 및 하우징(1140)과 결합되고, 보빈(1110)을 탄력적으로 지지할 수 있다.
도 14는 도 9의 상측 탄성 부재(1150), 하측 탄성 부재(1160), 제3 코일(1230), 회로 기판(1250), 및 베이스(1210)의 결합 사시도를 나타내고, 도 15는 제3 코일(1230), 회로 기판(1250), 베이스(1210), 제1 및 제2 위치 센서들(1240a, 1240b)의 분리 사시도를 나타낸다.
도 14 내지 도 15를 참조하면, 상측 탄성 부재(1150)는 복수 개로 분할될 수 있다. 예컨대, 상측 탄성 부재(1150)는 서로 분할된 제1 내지 제4 탄성 부재들(1150-1 내지 1150-4)을 포함할 수 있다.
제1 내지 제4 상측 탄성 부재들(1150-1 내지 1150-4) 각각은 보빈(1110)과 결합하는 제1 내측 프레임(1151), 하우징(1140)과 결합하는 제1 외측 프레임(1152), 및 제1 내측 프레임(1151)과 제1 외측 프레임(1152)을 연결하는 제1 연결부(1153)를 포함할 수 있다.
또한 다른 실시 예에서는 제1 내지 제4 상측 탄성 부재들(1150-1 내지 1150-4) 중 적어도 하나의 제1 외측 프레임(1152)은 2개 이상으로 분할될 수 있으며, 분할된 제1 외측 프레임들 중 적어도 하나에 제2 코일(1172)이 전기적으로 연결될 수도 있다. 이때 분할된 제1 외측 프레임들 중 적어도 하나에는 제2 코일(1172)이 본딩되는 별도의 접속부가 마련될 수 있다.
하측 탄성 부재(1160)는 복수 개로 분할될 수 있다. 예컨대, 하측 탄성 부재(1160)는 서로 분리된 제1 하측 탄성 부재(1160-1) 및 제2 하측 탄성 부재(1160-2)를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 하측 탄성 부재들(1160-1,1160-2) 각각은 보빈(1110)과 결합하는 제2 내측 프레임(1161), 하우징(1140)과 결합하는 제2 외측 프레임(1162), 및 제2 내측 프레임(1161)과 제2 외측 프레임(1162)을 연결하는 제2 연결부(1163)를 포함할 수 있다.
도 1의 상측 및 하측 탄성 부재들(150, 160)과 마찬가지로, 상측 탄성 부재들(1150-1 내지 1150-4) 각각은 제1 내측 프레임에 마련되는 제1 내측 접속부, 및 제1 외측 프레임에 마련되는 제1 외측 접속부를 포함할 수 있다. 하측 탄성 부재들(1160-1,1160-2) 각각은 제2 내측 프레임에 마련되는 제2 내측 접속부, 및 제2 외측 프레임에 마련되는 제2 외측 접속부를 포함할 수 있다.
제1 코일(1120)은 상측 및 하측 탄성 부재들(1150, 1160)의 복수의 제1 및 제2 내측 접속부들 중 어느 2개에 전기적으로 접속될 수 있고, 제2 코일(1172)은 제1 및 제2 내측 접속부들 중 다른 2개에 전기적으로 접속될 수 있다
상측 및 하측 탄성 부재들(1150,1160)의 제1 및 제2 외측 접속부들은 지지 부재(220)를 통하여 회로 기판(1250)에 전기적으로 접속될 수 있다.
지지 부재(220) 및 상측 및 하측 탄성 부재들(1150,1160)을 통하여 회로 기판(1250)으로부터 제1 코일(1120)로 구동 신호가 제공될 수 있고, 제2 코일(1172)의 출력이 회로 기판(1250)으로 출력될 수 있다.
예컨대, 납땜 또는 도전성 접착 부재에 의하여 제1 코일(1120)은 제1 내지 제4 상측 탄성 부재들(1150-1 내지 1150-4) 중 어느 2개(예컨대, 1150-1,1150-2)의 제1 내측 접속부들에 본딩될 수 있고, 제2 코일(1172)은 제1 내지 제4 상측 탄성 부재들(1150-1 내지 1150-4) 중 다른 어느 2개(예컨대, 1150-3, 1150-4)의 제1 내측 접속부들에 본딩될 수 있다.
예컨대, 납땜 또는 도전성 접착 부재(901)에 의하여 제1 내지 제4 지지 부재들(1220-1 내지 1220-4) 중 어느 2개(예컨대, 1220-1,1220-2)는 제1 및 제2 상측 탄성 부재들(1150-1,1150-2)을 회로 기판(1250)의 제1 및 제2 단자들에 전기적으로 연결할 수 있고, 제1 내지 제4 지지 부재들(1220-1 내지 1220-4) 중 나머지 2개(예컨대, 1220-3,1220-4)는 제3 및 제4 상측 탄성 부재들(1150-3,1150-4)을 회로 기판(1250)의 제3 및 제4 단자들에 전기적으로 연결할 수 있다.
베이스(1210)는 보빈(1110) 및 하우징(1140) 아래에 위치하고, 회로 기판(1250)의 단자면(1253)이 형성된 부분과 마주보는 면에 지지홈을 가질 수 있다.
또한, 베이스(1210)는 상부면으로부터 함몰되고, 위치 센서(240a, 240b)가 배치되는 위치 센서 안착홈들(215a, 215b)을 구비할 수 있다.
제1 및 제2 위치 센서들(240a, 240b)은 회로 기판(1250) 아래에 위치하는 베이스(1210)의 위치 센서 안착홈들(215a,215b) 내에 배치될 수 있으며, 회로 기판(1250)과 전기적으로 연결될 수 있다.
하우징(1140)이 제2 방향 또는/및 제3 방향으로 이동할 때, 제1 및 제2 위치 센서들(240a, 240b)은 마그네트(1130)에서 방출되는 자기력 변화를 감지할 수 있다
예컨대, 제1 및 제2 위치 센서들(240a, 240b)은 홀 센서 단독으로 구현되거나, 또는 홀 센서(Hall sensor)를 포함하는 드라이버 형태로 구현될 수 있으나, 이는 예시적인 것으로 자기력 이외에 위치를 감지할 수 있는 센서라면 어느 것이든 가능하다. 제1 및 제2 위치 센서들(240a, 240b)은 OIS(Optical Image Stabilizer)용 센서일 수 있다.
회로 기판(1250)을 기준으로 상측에는 제3 코일(1230)이, 하측에는 제1 및 제2 위치 센서들(240a, 240b)이 배치될 수 있다.
회로 기판(1250)은 베이스(1210)의 상부면 상에 배치될 수 있고, 보빈(1110)의 중공, 하우징(1140)의 중공, 또는/및 베이스(1210)의 중공에 대응하는 중공을 구비할 수 있다.
회로 기판(1250)은 상부면으로부터 절곡되고, 지지 부재(220)와 전기적으로 연결되고, 외부로부터 전기적 신호들을 공급받거나 외부로 전기적 신호를 제공하는 복수 개의 단자들(terminals, 1251), 또는 핀들(pins)이 형성되는 적어도 하나의 단자면(1253)을 구비할 수 있다.
회로 기판(1250)은 연성 인쇄 회로 기판(FPCB)일 수 있으나, 이를 한정하는 것은 아니며, PCB, 또는 베이스(1210)의 표면에 표면 전극 방식 등을 이용하여 회로 기판(1250)의 단자를 구성할 수도 있다.
제3 코일(1230)은 마그네트(130)와 대응 또는 정렬하여 회로 기판(1250)의 상부면 상에 배치된다. 제3 코일(1230)의 개수는 1 개 이상일 수 있으며, 마그네트(1130)의 개수와 동일할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
예컨대, 제3 코일(1230)은 회로 기판(1250)과는 별도의 기판(231) 내에 형성되는 복수의 코일들(1230-1 내지 1230-4)을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 다른 실시 예에서는 별도의 기판없이 회로 기판(1250) 상에 서로 이격하여 배치될 수도 있다.
제3 코일(1230)은 회로 기판(1250)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제3 코일(1230)에는 구동 신호, 예컨대, 구동 전류가 제공될 수 있으며, 서로 대향 또는 정렬되도록 배치된 마그네트(1130)와 구동 신호가 제공된 제3 코일(1230)의 상호 작용에 의한 전자기력에 의하여 하우징(1140)이 제2 및/또는 제3 방향, 예컨대, x축 및/또는 y축 방향으로 움직일 수 있고, 이러한 하우징(1140)의 움직임을 제어하여 손떨림 보정이 수행될 수 있다.
납땜 또는 전도성 접착 부재에 의하여 지지 부재(220)는 일단이 상측 탄성 부재(1150)에 결합하고, 타단이 제3 코일(1230), 회로 기판(1259), 및/또는 베이스(1210)에 본딩될 수 있으며, 보빈(1110) 및 하우징(1140)이 제1 방향과 수직한 방향으로 이동가능하도록 보빈(110) 및 하우징(1140)을 지지할 수 있다.
지지 부재(220)의 수는 복수 개일 수 있고, 복수의 지지 부재들 각각은 하우징(1140)의 제2 측부들(1141)에 배치될 수 있다.
복수의 지지 부재들(220)은 상측 탄성 부재(1150)와 별도의 부재로 형성될 수 있으며, 탄성에 의하여 지지할 수 있는 부재, 예컨대, 판스프링(leaf spring), 코일스프링(coil spring), 서스펜션와이어 등으로 구현될 수 있다. 또한 다른 실시 예에 지지 부재들(220)은 상측 탄성 부재(1150)와 일체로 형성될 수도 있다.
자성 부재(1171) 및 제2 코일(1172)을 하우징(1140)의 제1 및 제2 측부들(1141, 1142)의 상부면 또는 외측면 상단에 배치시키는 이유는 제3 코일(1230)로부터 제1 방향으로 최대한 멀리 이격시킴으로써, 제2 코일(1172)의 출력에 대한 제3 코일(1230)의 영향을 억제하기 위함이다.
제3 코일(1230)에 인가되는 구동 신호는 교류신호일 수 있으며, 제3 코일(1230)에 구동 신호가 인가되면 제3 코일(1230)로부터 전자기파 또는 전자기장이 발생할 수 있다. 이러한 전자기파 또는 전자기장은 제2 코일(1172)에 상호유도작용에 의한 기전력, 전류 및 전압을 발생시킬 수 있다.
제3 코일(1230)에 의해 제2 코일(1172)에 유도되는 기전력은 제2 코일(1172)의 출력에 영향을 주기 때문에, 제2 코일(1172)이 보빈(1110)의 정확한 위치를 감지하는 것을 방해할 수 있다.
별도의 AF 위치 센서를 사용하지 않고, 상호 유도에 의해 기전력이 발생하는 제2 코일(1172)을 사용하여 보빈(1110)의 변위을 감지함으로써, 실시 예는 렌즈 구동장치(100B)의 구조를 간소화하고, 생산단가를 줄일 수 있다.
도 17은 다른 실시 예에 따른 자성 부재(2171) 및 제2 코일(2172)의 배치를 나타내고, 도 18은 도 17에서 제2 코일(2172)을 제외한 사시도를 나타내고, 도 19a는 도 17에 도시된 자성 부재(2171) 및 제2 코일(2172)의 일 실시 예를 나타낸다.
도 17, 도 18, 및 도 19a를 참조하면, 자성 부재(2171)는 하우징(1140)의 제1 측부들 중 어느 하나에 외측면에 배치될 수 있으며, 링 형상을 가질 수 있으며, 자성 부재(2171)의 중심축은 광축과 수직일 수 있다.
제2 코일(2172)은 하우징(1140)의 제1 측부들(1141) 중 어느 하나에 배치될 수 있고, 광축과 수직인 축을 중심으로 시계 방향 또는 시계 반대 방향으로 권선된 코일 링 형태일 수 있다.
도 18을 참조하면, 하우징(1140)의 어느 한 제1 측부에는 자성 부재(2171) 및 제2 코일(2172)이 삽입 또는 장착되는 적어도 하나의 권선 돌기(1142b)가 형성되는 안착부(1142a)가 마련될 수 있다.
예컨대, 하우징(1140)의 안착부(1142a)은 하우징(1140)의 어느 한 제1 측부로부터 함몰되는 홈부(1142a), 및 홈부(1142a)로부터 돌출되는 적어도 하나의 권선 돌기(1142b)를 포함할 수 있다.
예컨대, 자성 부재(2171)는 제1 직선부들 및 제1 곡선부들을 포함하는 폐곡선 형상일 수 있으며, 권선 돌기(1142b)에 삽입되어 홈부(1142a)에 배치될 수 있다.
또한 제2 코일(2172)은 제2 직선부들 및 제2 곡선부들을 포함하는 폐곡선 형상일 수 있으며, 권선 돌기(1142b)에 삽입되어 홈부(1142a)에 배치될 수 있다.
자성 부재(2171)가 하우징(1140)의 제1 측부의 외측면에 접하도록 홈부(1142a)에 배치되고, 제2 코일(2172)은 자성 부재(2171)의 바깥쪽에 배치될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 다른 실시 예에서는 제2 코일(2172)이 하우징(1140)의 제1 측부의 외측면에 접하도록 홈부(1142a)에 배치될 수 있고, 자성 부재(2171)가 제2 코일(2172)의 바깥쪽에 배치될 수도 있다.
도 19b는 다른 실시 예에 따른 자성 부재(2171) 및 제2 코일(2172a)의 배치를 나타낸다.
도 19b를 참조하면, 제2 코일(2172a)은 자성 부재(2171)의 외주면에 감기도록 배치될 수 있다. 예컨대, 제2 코일(2172a)은 링 형상의 자성 부재(2171)에 시계 방향 또는 시계 반대 방향으로 권선될 수 있다.
제1 코일(1120)에 인가되는 구동 신호는 고주파의 펄스 신호일 수 있는데, 이러한 고주파의 펄스 신호에 의하여 제3 코일(1230)에는 원하지 않는 유도 전류가 발생할 수 있고, 이로 인하여 OIS(Optical Image Stabillization) 구동에 오동작이 발생할 수 있다.
또한 제1 코일(1120)에 인가되는 고주파의 펄스 신호에 의하여 위치 센서(1240a, 1240b)의 출력 값에 오차가 발생할 수 있다.
또한 제1 코일(1120)에 인가되는 고주파의 펄스 신호에 의하여 카메라 모듈의 이미지 센서의 출력에 노이즈가 발생할 수 있다.
자성 부재(1171)에 의한 제2 코일(1120)의 유도 전압의 상승 작용으로 인하여 제1 코일(1120)에 인가되는 구동 신호의 크기를 줄일 수 있기 때문에, 실시 예는 제1 코일(1120)의 구동 신호에 기인하는 OIS 구동의 오동작, 위치 센서(1240a, 1240b)의 출력의 오차, 및 이미지 센서의 출력의 노이즈 발생을 억제할 수 있다.
일반적으로, 코일의 등가 회로도는 저항 성분, 인덕턴스 성분, 캐패시턴스 성분으로 이루어져 있으며, 코일은 자기 공진 주파수에서 공진 현상을 일으키고, 이때 코일에 흐르는 전류 및 전압은 최대가 된다.
렌즈 구동장치의 오토 포커싱 기능과 손떨림 보정 기능은 저하를 방지하기 위해, 제1 코일(1120)과 제2 코일(1172) 각각의 자기 공진 주파수는 서로 다르게 설계되고, 제2 코일(1172)과 제3 코일(1230) 각각의 자기 공진 주파수가 서로 다르게 설계될 수 있다.
예컨대, 오디오 노이즈(Audio Noise)를 억제하기 위하여 제1 코일(1120)과 제2 코일(1172) 각각의 자기 공진 주파수는 20kHz 이상 차이가 나도록 설계될 수 있다.
예컨대, 제1 코일(1120)과 제2 코일(1172) 각각의 자기 공진 주파수는 20kHz 내지 3MHz 범위의 차이를 가질 수 있고, 제2 코일(1172)과 제2 코일(1230) 각각의 자기 공진 주파수는 20kHz 내지 3MHz 범위의 차이를 가질 수 있다.
제3 코일(1230)의 자기 공진 주파수는 제1 코일(1120)의 자기 공진 주파수보다 높게 설계될 수 있다. 또한, 제3 코일(1230)의 자기 공진 주파수는 제2 코일(1172)의 자기 공진 주파수보다 높게 설계될 수 있다.
예컨대, 제3 코일(1230)의 자기 공진 주파수와 제1 코일(1120)의 자기 공진 주파수는 50kHz 이상 차이가 나도록 설계될 수 있다.
또한 PWM 구동으로 인한 고주파 노이즈를 억제하기 위하여 제1 및 제2 코일들(1120, 1172)의 자기 공진 주파수가 20kHz 이상이 되도록 제1 및 제2 코일들(1120,1172)을 구동할 수 있다. 또한 소모 전류를 감소시키기 위하여 제1 및 제2 코일들(1120, 1172)의 자기 공진 주파수가 500kHZ 이상이 되도록 제1 및 제2 코일들(1120,1172)을 구동할 수 있다.
실시 예에 따른 렌즈 구동 장치(100A, 100B)는 PWM 노이즈를 제거하기 위하여 제2 코일(172, 1172)과 병렬 연결되는 커패시터를 더 포함할 수 있다. 렌즈 구동 장치(100A, 110B)는 제2 코일(172, 1172)과 전기적으로 연결되는 회로 기판(1250)의 2개의 단자들과 병렬 연결되는 커패시터를 더 구비할 수 있다.
도 20은 PWM 노이즈를 제거하기 위한 커패시터(1175)를 나타낸다.
도 20을 참조하면, 제2 코일(172, 1172)은 회로 기판(250)의 2개의 단자들(예컨대, 1251-3 및 1251-6)에 연결될 수 있다.
커패시터(1175)는 제2 코일(172, 1172)의 출력에 포함된 노이즈 성분을 억제하기 위하여 제2 코일(172, 1172)의 양단이 전기적으로 연결되는 회로 기판(1250)의 2개의 단자들에 연결될 수 있다.
커패시터(1175)의 일단은 회로 기판(250)의 제3 단자(1251-3)에 연결되고, 커패시터(1175)의 타단은 회로 기판(250)의 제6 단자(1251-6)에 연결될 수 있다. 커패시터(1175)는 제3 단자(1251-3) 및 제6 단자(1251-6)에 연결된 제2 코일(172, 1172)과 병렬 연결될 수 있다.
다른 실시 예에서 커패시터(1175)는 렌즈 구동 장치(100A, 110B)의 회로 기판(250, 1250)에 형성되는 것이 아니라, 카메라 모듈의 회로 기판에 형성될 수도 있다.
도 21a는 커패시터(1175)의 유무에 따른 제2 코일(172, 1172)의 출력의 이득에 대한 주파수 응답 특성을 나타내고, 도 21b는 커패시터(1175) 유무에 따른 제2 코일(172, 1172)의 출력의 위상에 대한 주파수 응답 특성을 나타낸다. g1은 커패시터(1175)가 없는 경우의 제2 코일(172, 1172)의 출력의 이득을 나타내고, g2는 커패시터가 있는 경우의 제2 코일(172, 1172)의 출력의 이득을 나타내고, g3는 커패시터(1175)가 없는 경우의 제2 코일(172, 1172)의 출력의 위상을 나타내고, g4는 커패시터(1175)가 있는 경우의 제2 코일(172, 1172)의 출력의 위상을 나타낸다.
도 21a 및 도 21b를 참조하면, 커패시터(1175)의 추가로 인하여 PWM 노이즈를 제거할 수 있고, 가청 주파수 중에서 1kHz 이상의 주파수 영역에서 이득이 감소할 수 있다.
한편, 전술한 실시 예에 의한 렌즈 구동 장치는 다양한 분야 예를 들어 카메라 모듈 또는 광학 기기에 이용될 수 있다.
도 23은 실시 예에 따른 카메라 모듈의 분해 사시도를 나타낸다.
도 23을 참조하면, 카메라 모듈은 렌즈 배럴(400), 렌즈 구동 장치(100), 필터(610), 이미지 센서(810), 센서(sensor, 820), 제어부(830), 및 커넥터(connector, 840)를 포함할 수 있다.
카메라 모듈은 접착 부재(612), 제1 홀더(600), 및 제2 홀더(800)를 더 포함할 수 있다.
렌즈 배럴(lens barrel, 400)은 렌즈 구동 장치(450)의 보빈(110)에 장착될 수 있다. 렌즈 구동 장치(100)는 상술한 실시 예(100A, 100B)일 수 있다.
제1 홀더(600)는 렌즈 구동 장치(100)의 베이스(210, 1210) 아래에 배치될 수 있다. 필터(610)는 제1 홀더(600)에 장착되며, 제1 홀더(600)는 필터(610)가 안착되는 돌출부(500)를 구비할 수 있다.
접착 부재(612)는 렌즈 구동 장치(100)의 베이스(210)를 제1 홀더(600)에 결합 또는 부착시킬 수 있다. 접착 부재(612)는 상술한 접착 역할 외에 렌즈 구동 장치(100) 내부로 이물질이 유입되지 않도록 하는 역할을 할 수도 있다.
예컨대, 접착 부재(612)는 에폭시, 열경화성 접착제, 자외선 경화성 접착제 등일 수 있다.
필터(610)는 렌즈 배럴(400)을 통과하는 광에서의 특정 주파수 대역의 광이 이미지 센서(810)로 입사하는 것을 차단하는 역할을 할 수 있다. 필터(610)는 적외선 차단 필터일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이때, 필터(610)는 x-y평면과 평행하도록 배치될 수 있다.
필터(610)가 실장되는 제1 홀더(600)의 부위에는 필터(610)를 통과하는 광이 이미지 센서(810)에 입사할 수 있도록 중공이 형성될 수 있다.
제2 홀더(800)는 제1 홀더(600)의 하부에 배치되고, 제2 홀더(800)에는 이미지 센서(810)가 실장될 수 있다. 이미지 센서(810)는 필터(610)를 통과한 광이 입사하여 광이 포함하는 이미지가 결상되는 부위이다.
제2 홀더(800)는 이미지 센서(810)에 결상되는 이미지를 전기적 신호로 변환하여 외부장치로 전송하기 위해, 각종 회로, 소자, 제어부 등이 구비될 수도 있다.
제2 홀더(800)는 이미지 센서가 실장될 수 있고, 회로 패턴이 형성될 수 있고, 각종 소자가 결합하는 회로 기판으로 구현될 수 있다.
이미지 센서(810)는 렌즈 구동 장치(100)를 통하여 입사되는 광에 포함되는 이미지를 수신하고, 수신된 이미지를 전기적 신호로 변환할 수 있다.
필터(610)와 이미지 센서(810)는 제1 방향으로 서로 대향되도록 이격하여 배치될 수 있다.
센서(820)는 제2 홀더(800)에 실장되며, 제2 홀더(800)에 마련되는 회로 패턴을 통하여 손떨림 제어부(830)와 전기적으로 연결될 수 있다.
센서(820)는 카메라 모듈(200)의 움직임을 감시할 수 있는 장치일 수 있다. 예ㅋ너대, 센서(820)는 모션 센서, 2축 또는 3축 자이로 센서(Gyro Sensor), 각속도 센서, 가속도 센서, 중력 센서 등일 수 있다.
제어부(830)는 AF 피드백 구동을 위한 AF 피드백 제어부, 또는 OIS 피드백 제어를 수행하는 OIS 피드백 제어부 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
제어부(830)는 제2 홀더(800)에 실장될 수 있다.
AF 피드백 제어부는 렌즈 구동 장치(100)의 제1 코일(120, 1200), 및 제2 코일(172, 1172)과 전기적으로 연결될 수 있다.
AF 피드백 제어부는 제1 코일(120, 1120)에 구동 신호를 제공할 수 있다
AF 피드백 제어부는 제2 코일(172, 1172)의 유도 전압에 기초하여, 가동부의 변위를 감지한 결과에 따라 가동부의 변위에 대한 AF 피드백 제어를 수행할 수 있다.
또한 OIS 피드백 제어부는 위치 센서들(240a, 240b), 및 제3 코일(1230-1 내지 1230-4)과 전기적으로 연결될 수 있다. OIS 피드백 제어부는 제3 코일(1230-1 내지 1230-4)에 구동 신호를 제공할 수 있고, 위치 센서들(240a, 240b)로부터 제공되는 출력들에 기초하여, OIS 가동부의 변위를 감지한 결과에 기초하여 OIS 가동부에 대한 OIS 피드백 제어를 수행할 수 있다. 이때 OIS 가동부는 AF 가동부, 및 하우징(1140)에 장착되는 구성들을 포함할 수 있다.
커넥터(840)는 제2 홀더(800)와 전기적으로 연결되며, 외부 장치와 전기적으로 연결되기 위한 포트(port)를 구비할 수 있다.
PWM 노이즈를 제거하기 위하여 회로 기판(250, 1250)에 커패시터(1175)를 추가하는 실시 예와 달리, 카메라 모듈의 제2 홀더(800)에 제2 코일(172,1172)과 병렬로 연결되는 커패시터가 구비될 수도 있다.
또한 실시 예에 따른 렌즈 구동 장치(100A, 100B)는 빛의 특성인 반사, 굴절, 흡수, 간섭, 회절 등을 이용하여 공간에 있는 물체의 상을 형성시키고, 눈의 시각력 증대를 목표로 하거나, 렌즈에 의한 상의 기록과 그 재현을 목적으로 하거나, 광학적인 측정, 상의 전파나 전송 등을 목적으로 하는 광학 기기(opticla instrument)에 포함될 수 있다. 예컨대, 실시 예에 따른 광학 기기는 스마트폰 및 카메라가 장착된 휴대용 단말기를 포함할 수 있다.
도 24는 실시 예에 따른 휴대용 단말기(200A)의 사시도를 나타내고, 도 25는 도 24에 도시된 휴대용 단말기의 구성도를 나타낸다.
도 24 및 도 25를 참조하면, 휴대용 단말기(200A, 이하 "단말기"라 한다.)는 몸체(850), 무선 통신부(710), A/V 입력부(720), 센싱부(740), 입/출력부(750), 메모리부(760), 인터페이스부(770), 제어부(780), 및 전원 공급부(790)를 포함할 수 있다.
도 24에 도시된 몸체(850)는 바(bar) 형태이지만, 이에 한정되지 않고, 2개 이상의 서브 몸체(sub-body)들이 상대 이동 가능하게 결합하는 슬라이드 타입, 폴더 타입, 스윙(swing) 타입, 스위블(swirl) 타입 등 다양한 구조일 수 있다.
몸체(850)는 외관을 이루는 케이스(케이싱, 하우징, 커버 등)를 포함할 수 있다. 예컨대, 몸체(850)는 프론트(front) 케이스(851)와 리어(rear) 케이스(852)로 구분될 수 있다. 프론트 케이스(851)와 리어 케이스(852)의 사이에 형성된 공간에는 단말기의 각종 전자 부품들이 내장될 수 있다.
무선 통신부(710)는 단말기(200A)와 무선 통신시스템 사이 또는 단말기(200A)와 단말기(200A)가 위치한 네트워크 사이의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함하여 구성될 수 있다. 예를 들어, 무선 통신부(710)는 방송 수신 모듈(711), 이동통신 모듈(712), 무선 인터넷 모듈(713), 근거리 통신 모듈(714) 및 위치 정보 모듈(715)을 포함하여 구성될 수 있다.
A/V(Audio/Video) 입력부(720)는 오디오 신호 또는 비디오 신호 입력을 위한 것으로, 카메라(721) 및 마이크(722) 등을 포함할 수 있다.
카메라(721)는 도 23에 도시된 실시 예에 따른 카메라 모듈(200)을 포함할 수 있다.
센싱부(740)는 단말기(200A)의 개폐 상태, 단말기(200A)의 위치, 사용자 접촉 유무, 단말기(200A)의 방위, 단말기(200A)의 가속/감속 등과 같이 단말기(200A)의 현 상태를 감지하여 단말기(200A)의 동작을 제어하기 위한 센싱 신호를 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 단말기(200A)가 슬라이드 폰 형태인 경우 슬라이드 폰의 개폐 여부를 센싱할 수 있다. 또한, 전원 공급부(790)의 전원 공급 여부, 인터페이스부(770)의 외부 기기 결합 여부 등과 관련된 센싱 기능을 담당한다.
입/출력부(750)는 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 입력 또는 출력을 발생시키기 위한 것이다. 입/출력부(750)는 단말기(200A)의 동작 제어를 위한 입력 데이터를 발생시킬 수 있으며, 또한 단말기(200A)에서 처리되는 정보를 표시할 수 있다.
입/출력부(750)는 키 패드부(730), 디스플레이 모듈(751), 음향 출력 모듈(752), 및 터치 스크린 패널(753)을 포함할 수 있다. 키 패드부(730)는 키 패드 입력에 의하여 입력 데이터를 발생시킬 수 있다.
디스플레이 모듈(751)은 전기적 신호에 따라 색이 변화하는 복수 개의 픽셀들을 포함할 수 있다. 예컨대, 디스플레이 모듈(751)는 액정 디스플레이(liquid crystal display), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode), 플렉시블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
음향 출력 모듈(752)은 호(call) 신호 수신, 통화 모드, 녹음 모드, 음성 인식 모드, 또는 방송 수신 모드 등에서 무선 통신부(710)로부터 수신되는 오디오 데이터를 출력하거나, 메모리부(760)에 저장된 오디오 데이터를 출력할 수 있다.
터치 스크린 패널(753)은 터치 스크린의 특정 영역에 대한 사용자의 터치에 기인하여 발생하는 정전 용량의 변화를 전기적인 입력 신호로 변환할 수 있다.
메모리부(760)는 제어부(780)의 처리 및 제어를 위한 프로그램이 저장될 수도 있고, 입/출력되는 데이터들(예를 들어, 전화번호부, 메시지, 오디오, 정지영상, 사진, 동영상 등)을 임시 저장할 수 있다. 예컨대, 메모리부(760)는 카메라(721)에 의해 촬영된 이미지, 예컨대, 사진 또는 동영상을 저장할 수 있다.
인터페이스부(770)는 단말기(200A)에 연결되는 외부 기기와의 연결되는 통로 역할을 한다. 인터페이스부(770)는 외부 기기로부터 데이터를 전송받거나, 전원을 공급받아 단말기(200A) 내부의 각 구성 요소에 전달하거나, 단말기(200A) 내부의 데이터가 외부 기기로 전송되도록 한다. 예컨대, 인터페이스부(770)는 유/무선 헤드셋 포트, 외부 충전기 포트, 유/무선 데이터 포트, 메모리 카드(memory card) 포트, 식별 모듈이 구비된 장치를 연결하는 포트, 오디오 I/O(Input/Output) 포트, 비디오 I/O(Input/Output) 포트, 및 이어폰 포트 등을 포함할 수 있다.
제어부(controller, 780)는 단말기(200A)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어 제어부(780)는 음성 통화, 데이터 통신, 화상 통화 등을 위한 관련된 제어 및 처리를 수행할 수 있다.
제어부(780)는 멀티 미디어 재생을 위한 멀티미디어 모듈(781)을 구비할 수 있다. 멀티미디어 모듈(781)은 제어부(780) 내에 구현될 수도 있고, 제어부(780)와 별도로 구현될 수도 있다.
제어부(780)는 터치스크린 상에서 행해지는 필기 입력 또는 그림 그리기 입력을 각각 문자 및 이미지로 인식할 수 있는 패턴 인식 처리를 행할 수 있다.
예컨대, 제어부(780)는 실시 예에 따른 렌즈 구동 장치(100)의 제1 내지 제4 코일들(120-1 내지 120-4)을 구동하기 구동 신호들(IS1 내지 IS4), 또는 구동 신호(DS)와 제어 신호들(C1 내지 C4)을 카메라(721)에 포함된 카메라 모듈(200)에 제공할 수 있다.
전원 공급부(790)는 제어부(780)의 제어에 의해 외부의 전원, 또는 내부의 전원을 인가받아 각 구성 요소들의 동작에 필요한 전원을 공급할 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.
110,1110: 보빈 120, 1120: 제1 코일
130,1130: 마그네트 140, 1140: 하우징
150, 1150: 상측 탄성 부재 160,1160: 하측 탄성 부재
171, 1171: 자성 부재 172,1172: 제2 코일
210,1210: 베이스 220: 지지 부재
230, 1230: 제3 코일 240: 위치 센서
250,1250: 회로 기판 300,1300: 커버 부재.

Claims (31)

  1. 하우징;
    상기 하우징 내측에 수용되고, 렌즈를 장착하기 위한 보빈;
    상기 보빈의 외주면에 배치되는 제1 코일;
    상기 하우징에 배치되는 마그네트;
    상기 하우징에 배치되는 제2 코일; 및
    상기 제2 코일에 부착되고, 상기 제1 코일의 이동에 따른 상호 작용에 의하여 상기 제2 코일에 유도되는 유도 전압의 세기를 증가시키는 자성 부재를 포함하는 렌즈 구동 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 코일은 광축을 기준으로 시계 방향 또는 시계 반대 방향으로 감겨 있는 렌즈 구동 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 자성 부재는 상기 하우징의 외측부에 배치되는 렌즈 구동 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 자성 부재는 상기 하우징의 내측부에 배치되는 렌즈 구동 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 코일은 상기 자성 부재의 상부에 배치되는 렌즈 구동 장치
  6. 제1항에 있어서,
    상기 자성 부재는 상기 제2 코일의 상부에 배치되는 렌즈 구동 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 자성 부재는 상기 제2 코일의 측부에 배치되는 렌즈 구동 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 자성 부재는 상기 제2 코일의 측부를 감싸는 렌즈 구동 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제2 코일은 상기 자성 부재의 측부를 감싸는 렌즈 구동 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 자성 부재는 상기 하우징의 측부를 감싸며 배치되는 단일 형태인 렌즈 구동 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 자성 부재는 상기 하우징의 측부에 서로 이격하여 배치되는 복수 개의 부분들을 포함하는 렌즈 구동 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 자성 부재는 철심 코어 또는 페라이트 코어인 렌즈 구동 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제2 코일 및 상기 자성 부재 각각은 링 형상인 렌즈 구동 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제2 코일 및 상기 자성 부재 각각은 사각 형상인 렌즈 구동 장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 제2 코일 및 상기 자성 부재 각각은 적어도 4개의 변들을 포함하는 렌즈 구동 장치.
  16. 제1항에 있어서, 상기 하우징은,
    상부면의 가장 자리 아래에 위치하고 광축 방향으로 단차를 갖는 지지면, 및 상기 상부면과 상기 지지면 사이에 위치하는 측면을 포함하는 안착부를 포함하며,
    상기 자성 부재 및 상기 제2 코일은 상기 안착부에 배치되는 렌즈 구동 장치.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 보빈의 상부와 상기 하우징의 상부에 결합되는 복수의 상측 탄성 부재들;
    상기 보빈의 하부와 상기 하우징의 하부에 겹합되는 하측 탄성 부재를 더 포함하며,
    상기 복수의 상측 탄성 부재들 중 제1 및 제2 상측 탄성 부재들은 상기 제1 코일과 연결되고,
    상기 복수의 상측 탄성 부재들 중 제3 및 제4 상측 탄성 부재들은 상기 제2 코일과 연결되는 렌즈 구동 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 하측 탄성 부재 아래에 배치되고, 상기 제1 내지 제4 상측 탄성 부재들과 전기적으로 연결되는 회로 기판을 더 포함하는 렌즈 구동 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 제1 내지 제4 상측 탄성 부재들과 상기 회로 기판을 전기적으로 연결하는 지지 부재들; 및
    상기 하측 탄성 부재 및 상기 회로 기판 사이에 배치되는 제3 코일을 더 포함하는 렌즈 구동 장치.
  20. 하우징;
    상기 하우징 내측에 수용되고, 렌즈를 장착하기 위한 보빈;
    상기 보빈의 외주면에 배치되는 제1 코일;
    상기 하우징의 측부에 배치되는 마그네트;
    상기 하우징 아래에 배치되는 베이스;
    상기 베이스에 배치되는 제2 코일; 및
    상기 제2 코일에 부착되고, 상기 제1 코일의 이동에 따른 상호 작용에 의하여 상기 제2 코일에 유도되는 유도 전압의 세기를 증가시키는 자성 부재를 포함하는 렌즈 구동 장치.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 자성 부재 및 상기 제2 코일 각각은 상기 베이스의 상부면에 배치되는 렌즈 구동 장치.
  22. 제20항에 있어서,
    상기 제2 코일은 상기 자성 부재의 상부에 배치되는 렌즈 구동 장치
  23. 제20항에 있어서,
    상기 자성 부재는 상기 제2 코일의 상부에 배치되는 렌즈 구동 장치
  24. 제20항에 있어서,
    상기 제2 코일은 상기 자성 부재의 측부에 배치되는 렌즈 구동 장치.
  25. 제20항에 있어서,
    상기 자성 부재는 상기 제2 코일의 측부를 감싸는 렌즈 구동 장치.
  26. 제20항에 있어서,
    상기 제2 코일은 상기 자성 부재의 측부를 감싸는 렌즈 구동 장치.
  27. 제20항에 있어서,
    상기 자성 부재는 서로 이격하는 복수 개의 부분들을 포함하는 렌즈 구동 장치.
  28. 제20항에 있어서,
    상기 자성 부재 및 상기 제2 코일 각각은 링 형상을 갖는 렌즈 구동 장치.
  29. 제21항에 있어서,
    상기 베이스의 상부면에는 홈이 마련되며,
    상기 자성 부재 및 상기 제2 코일은 상기 홈 내에 배치되는 렌즈 구동 장치.
  30. 렌즈 배럴;
    상기 렌즈 배럴을 이동시키는 제1항 내지 제29항 중 어느 한 항에 기재된 렌즈 구동 장치; 및
    상기 렌즈 구동 장치를 통하여 입사되는 이미지를 전기적 신호로 변환하는 이미지 센서를 포함하는 카메라 모듈.
  31. 전기적 신호에 의하여 색이 변화하는 복수 개의 픽셀들을 포함하는 디스플레이 모듈;
    렌즈를 통하여 입사되는 이미지를 전기적 신호로 변환하는 청구항 제30항에 기재된 카메라 모듈; 및
    상기 디스플레이 모듈, 및 상기 카메라 모듈의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 광학 기기.
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