KR20210088477A - 카메라 모듈 - Google Patents

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Abstract

실시 예의 카메라 모듈은 적어도 하나의 렌즈가 장착된 보빈과, 보빈의 광축 방향으로의 위치를 감지하여 위치 정보로서 출력하는 위치 감지부와, 보빈을 렌즈의 광축 방향으로 이동시키도록 서로 대면하는 제1 코일 및 구동용 마그네트 및 주어진 피사체 정보 및 위치 정보에 따라, 제1 코일과 구동용 마그네트의 상호 작용을 제어하여, 광축에 평행한 제1 방향으로 제1 이동량만큼 보빈을 이동시켜 자동 초점 기능을 수행하는 초점 제어부를 포함한다.

Description

카메라 모듈{Camera module}
실시 예는 카메라 모듈에 관한 것이다.
최근 들어, 디지털 카메라가 내장된 휴대폰, 스마트폰, 태블릿PC, 노트북 등의 IT 제품의 개발이 활발히 진행되고 있다. 이에, 디지털 카메라를 갖는 카메라 모듈은 자동 초점(auto focusing), 셔터, 흔들림 개선 또는 줌 기능 등과 같은 다양한 기능을 제공할 것이 요구되는 한편 고화소화, 소형화 추세에 있다.
한편, 기존의 카메라 모듈의 경우 피사체의 위치를 알 수 없기 때문에, 히스테리시스 또는 반복성 정도에 따라 액츄에이터의 해상력의 차이가 발생할 수 있다. 이와 같이 기존의 카메라 모듈은 자동 초점 기능에 소요되는 시간이 긴 문제점도 가질 수 있다.
실시 예는 신속하고 정확하게 자동 초점 기능을 수행할 수 있는 카메라 모듈을 제공한다.
실시 예에 의한 카메라 모듈은 적어도 하나의 렌즈가 장착된 보빈; 상기 보빈의 광축 방향으로의 위치를 감지하여 위치 정보로서 출력하는 위치 감지부; 상기 보빈을 상기 렌즈의 광축 방향으로 이동시키도록 서로 대면하는 제1 코일 및 구동용 마그네트; 및 주어진 피사체 정보 및 상기 위치 정보에 따라, 상기 제1 코일과 상기 구동용 마그네트의 상호 작용을 제어하여, 상기 광축에 평행한 제1 방향으로 제1 이동량만큼 상기 보빈을 이동시켜 자동 초점 기능을 수행하는 초점 제어부를 포함할 수 있다.
상기 피사체 정보는 피사체와 상기 적어도 하나의 렌즈 간의 거리, 상기 피사체의 위치, 또는 상기 피사체의 위상 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 초점 제어부는 상기 피사체 정보를 수신하는 정보 수신부; 상기 수신된 피사체 정보에 대응하는 초점이 맞는 상기 보빈의 위치를 찾는 보빈 위치 검색부; 및 상기 위치 정보를 토대로, 상기 찾아진 위치로 상기 보빈을 상기 제1 이동량만큼 이동시키는 이동량 조절부를 포함할 수 있다.
상기 보빈 위치 검색부는 상기 피사체 정보에 대응하는 초점이 맞는 상기 보빈의 위치를 매핑시켜 저장하는 룩 업 테이블; 및 상기 수신된 피사체 정보에 대응하는 초점이 맞는 상기 보빈의 위치를 상기 룩 업 테이블로부터 추출하는 데이터 추출부를 포함할 수 있다.
상기 룩 업 테이블은 상기 보빈의 위치를 코딩하여 저장할 수 있다.
상기 룩 업 테이블은 상기 제1 이동량만큼 상기 보빈을 이동시키기 이전에 상기 위치 감지부를 이용하여 생성될 수 있다.
상기 초점 제어부는 상기 보빈을 상기 제1 이동량만큼 이동시킨 이후에 상기 제1 이동량보다 작은 제2 이동량의 범위 내에서 상기 보빈을 이동시켜 주파수 변조 전달 함수값 중 가장 큰 값을 보이는 상기 보빈의 최종 초점 위치를 찾을 수 있다.
상기 초점 제어부는 상기 주파수 변조 전달 함수값 중 가장 큰 값을 찾기 위해 상기 보빈을 소정 기간 동안 또는 소정 횟수만큼 이동시킬 수 있다.
상기 카메라 모듈은 상기 구동용 마그네트와 대향하여 배치된 제2 코일을 더 포함하고, 상기 제2 코일과 상기 구동용 마그네트 간의 상호 작용에 의해 상기 제1 방향에 직교하는 제2 및 제3 방향으로 상기 보빈은 이동 가능할 수 있다.
상기 카메라 모듈은 상기 피사체 정보를 상기 초점 제어부로 출력하는 이미지 센서를 더 포함할 수 있다.
실시 예에 의한 카메라 모듈은 신속하고 정확하게 자동 초점 기능을 수행할 수 있다.
도 1은 일 실시 예에 따른 렌즈 구동 장치의 개략적인 사시도를 나타낸다.
도 2는 도 1에 예시된 렌즈 구동 장치의 실시 예에 따른 개략적인 분해 사시도를 나타낸다.
도 3은 도 1에서 커버 캔을 제거한 렌즈 구동 장치의 실시 예에 따른 개략적인 사시도를 나타낸다.
도 4는 일 실시 예에 따른 하우징 부재의 개략적인 평면 사시도를 나타낸다.
도 5는 일 실시 예에 따른 하우징 부재의 개략적인 저면 사시도를 나타낸다.
도 6은 일 실시예에 따른 구동용 마그네트, 하우징 부재, 제1 회로 기판, 및 위치 감지부의 개략적인 분해 사시도를 나타낸다.
도 7은 상측 탄성 부재의 평면 사시도를 나타낸다.
도 8은 하측 탄성 부재의 평면 사시도를 나타낸다.
도 9는 도 2에 도시된 보빈의 일 실시 예에 의한 평면 사시도를 나타낸다.
도 10은 도 2에 도시된 보빈의 일 실시 예에 의한 저면 사시도를 나타낸다.
도 11은 일 실시 예에 따른 보빈, 제1 코일, 위치 감지부 및 센싱용 마그네트의 분해 사시도를 나타낸다.
도 12는 일 실시 예에 따른 보빈, 제1 코일, 제1 및 제2 구동용 마그네트, 위치 감지부, 센싱용 마그네트의 개략적인 저면 사시도를 나타낸다.
도 13은 일 실시 예에 의한 카메라 모듈의 초점 제어부에서 수행되는 자동 초점 기능을 설명하기 위한 플로우차트이다.
도 14는 일 실시 예에 의한 초점 제어부의 블럭도를 나타낸다.
도 15 (a) 및 (b)는 비교 예에 의한 자동 초점 기능을 설명하기 위한 그래프이다.
도 16 (a) 및 (b)는 실시 예에 의한 자동 초점 기능을 설명하기 위한 그래프이다.
도 17 (a) 및 (b)는 실시 예에 의한 자동 초점 기능에서 미세 조정을 설명하기 위한 그래프이다.
이하, 실시 예의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명하기로 할 수 있다. 첨부된 도면들에서 구성에 표기된 도면번호는 다른 도면에서도 동일한 구성을 표기할 때에 가능한 한 동일한 도면번호를 사용하고 있음에 유의해야 할 수 있다. 또한, 실시 예을 설명함에 있어 관련된 공지의 기능 또는 공지의 구성에 대한 구체적인 설명이 실시 예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 할 수 있다. 그리고 도면에 제시된 어떤 특징들은 설명의 용이함을 위해 확대 또는 축소 또는 단순화된 것이고, 도면 및 그 구성요소들이 반드시 적절한 비율로 도시되어 있지는 않다. 그러나 당업자라면 이러한 상세 사항들을 쉽게 이해할 것이다.
실시 예에 의한 카메라 모듈은 렌즈 구동 장치(100)와 초점 제어부(300)를 포함할 수 있다. 여기서, 카메라 모듈은 휴대폰 등 모바일 기기 등에 적용될 수 있다.
이하, 실시 예에 의한 카메라 모듈의 렌즈 구동 장치(100)에 대해 다음과 같이 도 1 내지 도 12를 참조하여 살펴본다. 도 1 내지 도 12에 예시된 실시 예는 직교 좌표계(x, y, z)를 사용하여 설명하지만, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 즉, 실시 예는 다른 좌표계를 이용하여 설명할 수 있음은 물론이다. 각 도면에서 x축과 y축은 광축에 대하여 수직한 평면을 의미하는 것으로 편의상 광축 방향인 z축 방향은 제1 방향, x축 방향은 제2 방향, y축 방향은 제3 방향이라고 지칭할 수 있다.
도 1은 일 실시 예에 따른 렌즈 구동 장치(100)의 개략적인 사시도를 나타내고, 도 2는 도 1에 예시된 렌즈 구동 장치(100)의 실시 예에 따른 개략적인 분해 사시도를 나타내고, 도 3은 도 1에서 커버 캔(102)을 제거한 렌즈 구동 장치(100)의 실시 예에 따른 개략적인 사시도를 나타낸다.
실시 예에 따른 렌즈 구동 장치(100)는 후술되는 초점 제어부(300)에 의해 제어되어, 렌즈(미도시)와 이미지 센서(미도시) 사이의 거리가 조절되어 이미지 센서가 렌즈의 초점 거리에 위치되도록 할 수 있다. 즉, 초점 제어부(300)는 렌즈 구동 장치(100)에서 렌즈의 초점을 자동으로 맞추는 '자동 초점 기능'을 수행할 수 있다.
도 1 내지 도 3에 예시된 바와 같이, 실시 예에 따른 렌즈 구동 장치(100)는, 커버 캔(102), 보빈(110), 제1 코일(120), 구동용 마그네트(130), 하우징 부재(140), 상측 탄성 부재(150), 하측 탄성 부재(160), 제1 회로 기판(170), 위치 감지부(180), 센싱용 마그네트(182), 및 베이스(190)를 포함할 수 있다.
커버 캔(102)은 전체적으로 상자 형태일 수 있으며, 베이스(190)의 상부에 장착, 안착, 접촉, 고정, 가고정, 지지, 결합, 또는 배치되도록 구성될 수 있다. 커버 캔(102)이 베이스(190)에 장착, 안착, 접촉, 고정, 가고정, 지지, 결합, 또는 배치되어 형성된 수용공간 내에 보빈(110), 제1 코일(120), 구동용 마그네트(130), 하우징 부재(140), 상측 탄성 부재(150), 하측 탄성 부재(160), 제1 회로 기판(170), 위치 감지부(180), 및 센싱용 마그네트(182)가 수용될 수 있다.
커버 캔(102)은, 상부면에 보빈(110)에 결합되는 렌즈(미도시)가 외부광에 노출될 수 있도록 하는 개구부(101)를 포함할 수 있다. 또한, 추가적으로, 개구부(101)에는 광투과성 물질로 구성된 윈도우가 마련될 수 있고, 이로 인해 카메라 모듈의 내부로 먼지나 수분 등의 이물질이 침투하는 것이 방지될 수 있다.
커버 캔(102)은 하부에 형성된 제1 홈부(104)를 포함하고, 베이스(190)는 상부에 형성된 제2 홈부(192)를 포함할 수 있다. 이때, 후술되는 바와 같이, 커버 캔(102)이 베이스(190)에 장착, 안착, 접촉, 고정, 가고정, 지지, 결합, 또는 배치될 때, 제1 홈부(104)와 맞닿는 부분(즉, 제1 홈부(104)와 대응되는 위치)에 제2 홈부(192)가 형성될 수 있다. 제1 홈부(104)와 제2 홈부(192)의 접촉 또는 배치 또는 결합을 통해 일정 면적의 요홈부가 형성될 수 있다. 이 요홈부에는 점도를 갖는 접착부재 예를 들어 에폭시가 주입되어 도포될 수 있다. 즉, 요홈부에 도포된 접착부재는 요홈부를 통해 커버 캔(102)과 베이스(190)의 서로 마주보는 면들 사이의 갭(gap)을 메우어, 커버 캔(102)이 베이스(190)에 장착, 안착, 접촉, 고정, 가고정, 지지, 결합, 또는 배치되면서 커버 캔(102)과 베이스(190)의 사이를 밀봉할 수 있으며, 또한, 커버 캔(102)이 베이스(190)에 장착, 안착, 접촉, 고정, 가고정, 지지, 결합, 또는 배치되면서 측면이 밀폐 또는 결합될 수 있다.
또한, 커버 캔(102)은 제3 홈부(106)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 제3 홈부(106)는 제1 회로 기판(170)의 단자면과 대응되는 면에 형성되며, 단자면에 형성된 복수 개의 단자(171)와 커버 캔(102)이 서로 간섭하지 않도록 할 수 있다. 제3 홈부(106)는 제1 회로 기판(170)의 단자면과 마주보는 면 전체에 오목하게 형성될 수 있으며, 이 제3 홈부(106) 안쪽으로 접착부재를 도포하여 커버 캔(102)과 베이스(190) 및 제1 회로 기판(170)을 밀봉 또는 결합할 수 있다.
제1 홈부(104) 및 제3 홈부(106)는 커버 캔(102)에 형성될 수 있고, 제2 홈부(192)는 베이스(190)에 형성될 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 즉, 다른 실시 예에 의하면, 제1 내지 제3 홈부(104, 192, 106)는 베이스(190)에만 형성될 수도 있고, 커버 캔(102)에만 형성될 수도 있다.
또한, 전술한 커버 캔(102)의 재질은 금속을 포함할 수 있으나, 실시 예는 커버 캔(102)의 재질에 국한되지 않는다. 또한, 커버 캔(102)을 자성 재질로 형성될 수도 있다.
베이스(190)는 전체적으로 사각 형상으로 마련될 수 있으며, 베이스(190)의 하부 테두리를 둘러싸도록 외측방향으로 소정 두께 돌출된 단턱부를 포함할 수 있다. 단턱부는 연속된 띠 형태 또는 중간에 일부 단속적인 띠 형태일 수도 있다. 단턱부의 소정 두께는 커버 캔(102)의 측면 두께와 동일하며, 커버 캔(102)이 베이스(190)에 장착, 안착, 접촉, 고정, 가고정, 지지, 결합, 또는 배치될 때, 커버 캔(102)의 측면은 단턱부의 상부 또는 측면에 장착, 안착, 접촉, 결합, 고정, 지지, 또는 배치될 수 있다. 이로 인해, 단턱부의 상측에 결합되는 커버 캔(102)이 단턱부에 의해 가이드될 수 있으며, 또한, 커버 캔(102)의 단부가 단턱부에 면 접촉하도록 결합될 수 있다. 여기서, 커버 캔(102)의 단부는 밑면 또는 측면을 포함할 수 있다. 이때, 단턱부와 커버 캔(102)의 단부는 접착제 등에 의해 접착 고정 또는 결합 또는 밀봉될 수 있다.
단턱부에는, 커버 캔(102)의 제1 홈부(104)와 대응되는 위치에 제2 홈부(192)가 형성될 수 있다. 전술한 바와 같이, 제2 홈부(192)는 커버 캔(102)의 제1 홈부(104)와 결합하여 요홈부를 형성하며, 접착부재가 충진되는 공간을 형성할 수 있다.
커버 캔(102)과 마찬가지로 베이스(190)는 중앙부근에서 개구부를 포함할 수 있다. 개구부는 카메라 모듈에 배치된 이미지 센서의 위치에 대응되는 위치에 형성될 수 있다.
또한, 베이스(190)는 네 개의 모서리 부분에서 상부 방향으로 소정 높이 직각으로 돌출된 네 개의 가이드 부재(194)를 포함할 수 있다. 가이드 부재(194)는 다각기둥 형상을 구비할 수 있다. 가이드 부재(194)는 후술할 하우징 부재(140)의 하부 가이드홈(148)에 장착, 삽입, 안착, 접촉, 결합, 고정, 지지, 또는 배치될 수 있다. 이렇게, 가이드 부재(194)와 후술되는 도 4에 도시된 하부 가이드홈(148)으로 인해, 베이스(190)의 상부에 하우징 부재(140)가 장착, 안착, 접촉, 결합, 고정, 지지, 또는 배치될 때, 베이스(190) 상의 하우징 부재(140)의 결합 등의 위치가 가이드될 수 있고, 결합 면적을 넓힐 수 있으며, 또한 하우징 부재(140)가 렌즈 구동 장치(100)의 작동 과정 중 진동 등의 사유로 인해 또는 결합과정 중 작업자의 실수로 인해 장착 등이 되어야 할 기준위치에서 이탈되는 것이 방지될 수 있다.
도 4는 일 실시 예에 따른 하우징 부재(140)의 개략적인 평면 사시도이고, 도 5는 일 실시 예에 따른 하우징 부재(140)의 개략적인 저면 사시도이고, 도 6은 일 실시예에 따른 구동용 마그네트(130), 하우징 부재(140), 제1 회로 기판(170), 및 위치 감지부(180)의 개략적인 분해 사시도를 나타내고, 도 7은 상측 탄성 부재(150)의 평면 사시도를 나타내고, 도 8은 하측 탄성 부재(160)의 평면 사시도를 나타낸다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 하우징 부재(140)는 전체적으로 중공기둥 형상(예를 들어, 도시된 바와 같이, 중공 사각 기둥 형상)일 수 있다. 하우징 부재(140)는 적어도 2개 이상의 구동용 마그네트(130)와 제1 회로 기판(170)을 지지하는 형상을 갖고, 내부에 보빈(110)이 하우징 부재(140)에 대해 제1 방향인 z축 방향으로 이동가능하도록 보빈(110)을 수용할 수 있다.
하우징 부재(140)는 네 개의 평평한 측면(141)을 포함할 수 있다. 하우징 부재(140)의 측면(141)은 구동용 마그네트(130)와 대응되는 면적으로 또는 그보다 크게 형성될 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 하우징 부재(140)의 네 개의 측면(141) 중에서 마주하는 제1 양측면 각각에는 구동용 마그네트(130)가 장착, 삽입, 안착, 접촉, 결합, 고정, 지지, 또는 배치될 수 있는 마그네트용 관통공(또는, 홈)(141a)이 형성될 수 있다. 마그네트용 관통공(141a)은 구동용 마그네트(130)에 대응되는 크기 및/또는 형상을 가질 수 있으며, 또한 구동용 마그네트(130)를 가이드할 수 있는 형상을 갖는 것도 가능하다. 제1 및 제2 마그네트용 관통공(141a, 141a') 각각에는 구동용 마그네트(130) 중 하나(이하, '제1 구동용 마그네트(131)') 및 다른 하나(이하, '제2 구동용 마그네트(132)')가 각각 장착, 삽입, 안착, 접촉, 결합, 고정, 지지, 또는 배치될 수 있다. 실시 예의 경우, 총 2개의 구동용 마그네트(130)만이 도시되어 있지만, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 즉, 4개의 구동용 마그네트(130)가 배치될 수 있음은 물론이다.
전술한 구동용 마그네트(130)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 구동용 마그네트(130)의 종류에 국한되지 않는다.
그리고, 하우징 부재(140)의 네 개의 측면(141) 중에서 제1 양측면에 직각인 일측면 또는 제1 양측면 이외의 면에는 후술할 위치 감지부(180)가 장착, 삽입, 안착, 접촉, 결합, 고정, 지지, 또는 배치되는 센서용 관통공(141b) 또는 홈(미도시)이 형성될 수 있다. 센서용 관통공(141b)은 후술할 위치 감지부(180)에 대응되는 크기 및 형상을 가지고, 제1 및 제2 마그네트용 관통공(141a, 141a')과 소정 거리 이격되어 형성될 수 있다. 위치용 관통공(141b)은 하우징 부재(140)의 측면(141) 중에서 제1 회로 기판(170)이 장착, 안착, 접촉, 결합, 고정, 가고정, 지지, 또는 배치된 측면에 형성될 수 있다.
또한, 하우징 부재(140)의 일측면에서는, 제1 회로 기판(170)이 장착, 안착, 접촉, 결합, 고정, 가고정, 지지, 또는 배치될 수 있도록 하는 적어도 하나 이상의 장착용 돌출부(149)가 마련될 수 있다.
장착용 돌출부(149)는 제1 회로 기판(170)에 형성된 장착용 관통구(173)에 장착, 삽입, 안착, 접촉, 결합, 고정, 가고정, 지지, 또는 배치될 수 있다. 이때, 장착용 관통구(173)와 장착용 돌출부(149)는 형상끼워 맞춤 방식 또는 억지끼워 맞춤 방식으로 접촉 또는 결합될 수도 있으나, 이들(173, 149)은 제1 회로 기판(170)이 하우징 부재(140)에 장착, 안착, 접촉, 결합, 고정, 가고정, 지지, 또는 배치됨을 단순 가이드할 수도 있다.
여기서, 하우징 부재(140)의 네 개의 측면(141) 중에서 일측면에 대향하는 타측면은 평평한 평면으로 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
비록 도시되지는 않았지만, 하우징 부재(140)의 제1 양측면에 직각인 제2 양측면에는 제3 및 제4 마그네트용 관통공이 추가로 배치될 수도 있다.
이때, 제1 마그네트용 관통공(141a) 및 제2 마그네트용 관통공(141a')은 동일한 크기 및 동일한 형상을 갖고, 하우징 부재(140)의 제1 양측면의 측방향 길이 전체에 (거의) 동일한 측방향 길이를 가질 수 있다. 반면, 제3 마그네트용 관통공 및 제4 마그네트용 관통공은 서로 동일한 크기 및 동일한 형상을 갖되, 제1 마그네트용 관통공(141a) 및 제2 마그네트용 관통공(141a')보다 측방향 길이가 작게 형성될 수 있다. 이는, 제3 또는 제4 마그네트용 관통공이 형성되는 제2 양측면에 센서용 관통공(141b)이 형성되어야 하므로, 센서용 관통공(141b)을 위한 공간을 확보하기 위함이다.
제1 구동용 마그네트(131) 및 제2 구동용 마그네트(132)는 서로 동일한 크기 및 형상을 갖고, 하우징 부재(140)의 제1 양측면의 측방향 길이 전체에 거의 동일한 측방향 길이를 가짐은 전술한 바와 같다. 그리고, 제3 및 제4 마그네트용 관통공(미도시)에 각각 장착, 삽입, 안착, 접촉, 결합, 고정, 가고정, 지지, 또는 배치될 수 있는 제3 및 제4 구동용 마그네트(미도시)는 서로 동일한 크기 및 동일한 형상을 가질 수 있고, 제1 구동용 마그네트(131) 및 제2 구동용 마그네트(132)보다 측방향 길이가 작게 형성될 수 있다.
여기서, 제1 및 제2 마그네트 관통공(141a, 141a')과 마찬가지로, 제3 및 제4 마그네트 관통공은 하우징 부재(140)의 중심을 기준으로 서로 일직선 상에 대칭되게 배치될 수 있다. 즉, 제3 및 제4 구동용 마그네트(미도시)는 하우징 부재(140)의 중심을 기준으로 또는 중심을 기준으로 서로 일직선 상에 대칭되게 배치될 수 있다.
만약, 제1 및 제2 구동용 마그네트(131, 132) 또는 제3 및 제4 구동용 마그네트가 하우징 부재(140)의 중심과 무관하게 일측에 편향된 채로 서로 대향되게 배치되는 경우 보빈(110)의 제1 코일(120)에 전자기력이 일측에 편향되게 작용하므로 보빈(110)이 틸트될 가능성이 존재할 수 있다. 다시 말하면, 제1 및 제2 구동용 마그네트(131, 132)와 마찬가지로 제3 및 제4 구동용 마그네트를 하우징 부재(140)의 중심을 기준으로 서로 일직선 상에 대칭되게 배치함으로써, 보빈(110) 및 제1 코일(120)에 편향되지 않은 전자기력을 가할 수 있어, 보빈(110)의 제1 방향 이동을 용이하고 정확하게 할 수 있도록 가이드할 수 있다.
이하, 설명의 편의상 실시 예에 의한 렌즈 구동 장치(100)는 제1 및 제2 구동용 마그네트(131, 132)만을 갖는 것으로 가정하지만, 제3 및 제4 구동용 마그네트를 더 포함할 경우에도 아래의 설명은 적용될 수 있다.
하우징 부재(140)의 상부면에는 복수 개의 제1 스토퍼(143)가 돌출 형성될 수 있다. 제1 스토퍼(143)는 커버 캔(102)과 하우징 부재(140) 몸체의 충돌을 방지하기 위한 것으로, 외부 충격 발생 시 하우징 부재(140)의 상부면이 커버 캔(102)의 상부 내측면에 직접 충돌하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 제1 스토퍼(143)는 상측 탄성 부재(150)의 설치 위치를 가이드하는 역할도 수행할 수 있다. 예를 들어, 도 3 및 도 7을 참조하면, 상측 탄성 부재(150)에서 제1 스토퍼(143)와 대응되는 위치에 대응되는 형상의 가이드 홈(155)이 형성될 수 있다.
또한, 하우징 부재(140)의 상측에는 상측 탄성 부재(150)의 외측 프레임(152)이 삽입, 안착, 접촉, 고정, 가고정, 결합, 지지, 또는 배치되는 복수 개의 상측 프레임 지지돌기(144)가 돌출 형성될 수 있다. 상측 프레임 지지돌기(144)와 대응되는 상측 탄성 부재(150)의 외측 프레임(152)에는 대응되는 형상의 제1 통공(또는, 홈)(152a)이 형성될 수 있다. 상측 프레임 지지돌기(144)는 제1 통공(152a)에 삽입, 안착, 접촉, 고정, 가고정, 결합, 지지, 또는 배치된 후 접착제 또는 융착으로 고정될 수 있으며, 융착은 열융착 또는 초음파 융착 등을 포함할 수 있다.
또한, 하우징 부재(140)의 하측에는 하측 탄성 부재(160)의 외측 프레임(162)이 결합되는 복수 개의 하측 프레임 지지돌기(147)가 돌출 형성될 수 있다. 하측 프레임 지지돌기(147)는 하우징 부재(140)의 하측의 네 귀퉁이에 각각 형성될 수 있다. 한편, 도 8을 참조하면, 하측 프레임 지지돌기(147)와 대응되는 위치에 하측 탄성 부재(160)의 외측 프레임(162)에는 하측 프레임 지지돌기(147)에 장착, 삽입, 안착, 접촉, 결합, 고정, 가고정, 지지, 또는 배치될 수 있는 체결부(162a)가 형성될 수 있으며, 이 곳은 접착제 또는 융착으로 고정될 수 있으며, 융착은 열융착 또는 초음파 융착 등을 포함할 수 있다.
또한, 하우징 부재(140)는 요크 기능을 할 수 있는 요크 하우징 부재일 수 있다. 요크 하우징 부재 구조에서는, 상부 탄성 부재(140)와 요크 상면의 내측면과 이격되도록 구조 형성할 수 있다. 이는, 보빈(110)의 상부 방향으로의 움직임과 요크와의 간섭이 없게 하기 위함이다.
또는, 요크(미도시) 자체가 하우징 부재(140)의 역할을 수행할 수도 있다. 이 경우, 요크가 베이스(190)에 결합될 수 있으며, 상부 탄성 부재(150)는 요크 하부에 또는 요크 내부에 배치될 수 있다.
다른 실시 예에 의하면, 요크 상부에 별도의 커버가 더 배치될 수도 있다. 이 경우, 상부 탄성 부재(150)는 요크 상부에 배치되거나 또는 요크와 커버 사이에 배치될 수 있으며, 상부 탄성 부재(150)는 커버 또는 요크에 결합될 수 있다.
한편, 구동용 마그네트(130: 131, 132)는 마그네트용 관통공(141a, 141a')에 접착제로 고정될 수 있으나 이를 한정하는 것은 아니며, 양면 테이프와 같은 접착부재 등이 사용될 수도 있다. 또는, 변형 실시예로서, 도시된 바와 달리 제1 및 제2 마그네트용 관통공(141a, 141a') 대신 하우징 부재(140)의 내측면에는 요홈 형상의 마그네트 안착부(미도시)가 형성될 수 있고, 마그네트 안착부는 구동용 마그네트(130)의 크기 및 형상과 대응되는 크기 및 형상을 가질 수 있다.
구동용 마그네트(130)는 보빈(110)의 외주면에 위치하는 제1 코일(120)과 마주하는 위치에 설치될 수 있다. 또한, 구동용 마그네트(130)는 도시된 바와 같이 별개로 구성될 수도 있고 도시된 바와 달리 한 몸으로 구성될 수도 있다. 일 실시 예의 경우, 보빈(110)의 제1 코일(120)을 마주보는 면을 N극, 바깥쪽 면은 S극이 되도록 구동용 마그네트(130)를 배치할 수 있다. 그러나 이를 한정하는 것은 아니며, 반대로 구성하는 것도 가능하다.
또한, 구동용 마그네트(130)는 광축에 수직한 평면으로 2분할되어 구성될 수도 있다. 즉, 구동용 마그네트(130)는 양극 착자 마그넷으로서, 광축에 수직한 평면에서 비자성체 격벽을 사이에 두고 서로 마주하며 배치된 제1 마그네트(미도시) 및 제2 마그네트(미도시)로 구성될 수 있다. 여기서, 비자성체 격벽은 공기일 수도 있고 비자성 물질일 수도 있다. 제1 및 제2 마그네트는 서로 반대 극성을 띠도록 배치될 수 있지만, 실시 예는 이에 국한되지 않으며 다양한 형태를 가질 수도 있다.
제1 및 제2 구동용 마그네트(131, 132)는 일정 폭을 가지는 직육면체 형상으로 구성되어, 제1 및 제2 마그네트용 관통공(141a, 141a')에 각각 안착되어 제1 및 제2 구동용 마그네트(131, 132)의 넓은 면 또는 일부 면이 하우징 부재(140)의 측면(외측면 또는 내측면) 중 일부를 형성할 수도 있다. 또한, 제1 및 제2 구동용 마그네트(131, 132)는 하우징 부재(140)의 측면에 배치됨과 동시에 전술한 요크의 내측면에 배치 또는 결합될 수도 있으며, 하우징 부재(140)없이 요크의 내측면에 결합 또는 고정될 수도 있다. 이때, 서로 마주보는 구동용 마그네트(131, 132)들은 서로 평행하게 설치될 수 있다. 또한, 구동용 마그네트(130)와 보빈(110)의 제1 코일(120)의 서로 마주보는 면은 서로 평행이 되도록 평면 배치될 수 있다. 그러나 이를 한정하는 것은 아니며, 설계에 따라 구동용 마그네트(130)와 보빈(110)의 제1 코일(120) 중 어느 하나만이 평면이고, 다른 한 쪽은 곡면으로 구성될 수도 있다. 또는 보빈(110)의 제1 코일(120)과 구동용 마그네트(130)의 마주보는 면은 모두가 곡면일 수도 있으며, 이때, 보빈(110)의 제1 코일(120)과 구동용 마그네트(130)의 마주보는 면의 곡률은 같게 형성될 수 있다.
또한, 전술한 바와 같이, 하우징 부재(140)의 일측면에는 센서용 관통공(141b) 또는 홈이 마련되고, 센서용 관통공(141b) 또는 홈에는 위치 감지부(180)가 장착, 삽입, 안착, 접촉, 결합, 고정, 가고정, 지지, 또는 배치되며, 위치 감지부(180)는 솔더링 또는 납땜 방식으로 제1 회로 기판(170)의 일면에 전기적으로 결합될 수 있다. 바꿔 말하면, 제1 회로 기판(170)은 하우징 부재(140)의 네 개의 측면(141) 중에서 센서용 관통공(141b) 또는 홈이 마련된 일측면의 외측면에 장착, 삽입, 안착, 접촉, 결합, 고정, 가고정, 지지, 또는 배치될 수 있다.
위치 감지부(180)는 후술할 센싱용 마그네트(182)와 함께 보빈(110)의 제1 방향에서의 위치를 감지/판단할 수 있다. 이를 위하여, 위치 감지부(180) 및 센서용 관통공(141b) 또는 홈은 센싱용 마그네트(182)의 위치에 대응되는 위치에 배치될 수 있다. 도시된 바와 같이, 센싱용 마그네트(182)는 자장의 세기를 증가시키기 위해, 위와 아래로 2개로 분할될 수 있지만 실시 예는 이에 국한되지 않는다.
위치 감지부(180)는 보빈(110)의 센싱용 마그네트(182)에서 방출되는 자기력 변화를 감지하는 센서일 수 있다. 예를 들어, 위치 감지부(180)는 홀센서(Hall sensor)일 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 다른 실시 예에 의하면, 자기력 변화를 감지할 수 있는 센서라면 홀 센서 이외에 어떠한 것이든 위치 감지부(180)로 이용될 수 있으며, 자기력 이외에 위치를 감지할 수 있는 센서라면 어느 것이든 가능하며, 예를 들어, 포토리플렉터 등을 이용한 방식도 가능하다. 위치 감지부(180)가 홀 센서로 구현될 경우, 홀 센서에 의해 탐지된 마그넷플럭스(즉, 자속밀도) 변화에 대한 홀전압차에 기초하여 액츄에이터 구동거리에 대한 캘리브레이션이 추가로 수행될 수 있다.
예를 들어, 위치 감지부(180)가 홀 센서로 구현될 경우, 홀 센서(180)는 복수의 핀들을 가질 수 있디. 예를 들어, 복수의 핀은 제1 및 제2 핀을 포함할 수 있다. 제1 핀은 전압과 접지에 각각 연결되는 제1-1 및 제1-2 핀을 포함할 수 있고, 제2 핀은 센싱된 결과를 출력하는 제2-1 및 제2-2 핀을 포함할 수 있다. 여기서, 제2-1 및 제2-2 핀을 통해 출력되는 센싱된 결과는 전류 형태일 수 있으나, 실시 예는 신호의 형태에 국한되지 않는다. 제1 회로 기판(170)은 홀 센서(180)에 연결되어 제1-1 및 제1-2 핀에 전원을 공급하고 제2-1 및 제2-2 핀으로부터 신호를 수신하는 역할을 수행할 수 있다.
제1 회로 기판(170)은 하우징 부재(140)의 일측면에 장착, 삽입, 안착, 접촉, 결합, 고정, 가고정, 지지, 또는 배치될 수 있다. 이때, 제1 회로 기판(170)은 전술한 바와 같이 하우징 부재(140)의 일측면에 형성된 장착용 돌출부(149)에 의해 설치 위치가 가이드될 수 있다. 장착용 돌출부(149)는 한 개 또는 복수 개 형성될 수 있으며, 2개 이상 형성되는 경우 제1 회로기판(170)의 배치 위치를 가이드 하기가 더 쉬워질 수 있다.
그리고, 제1 회로 기판(170)은 복수 개의 단자(171)들이 배치되어, 외부 전원을 인가 받아 보빈(110)의 제1 코일(120) 및 위치 감지부(180)에서 필요한 전류를 공급할 수 있다. 제1 회로 기판(170)에 형성된 단자(171)들의 개수는 제어가 필요한 구성 요소들의 종류에 따라 증감될 수 있다.
또한, 도 3 및 도 6을 참조하면, 제1 회로 기판(170)에는 적어도 하나의 핀(172)이 마련될 수 있다. 도시된 바와 같이 4개의 핀(172)이 존재할 수 있으나, 핀(172)의 개수는 4개보다 많거나 적을 수 있다. 예를 들어, 4개의 핀(172)은 테스트 핀, 홀(hole) 핀, VCM+ 핀, 및 VCM- 핀일 수 있으나, 실시 예는 이러한 핀의 종류에 국한되지 않는다. 여기서, 테스트 핀은 렌즈 구동 장치(100A, 100B)의 성능을 평가하기 위해 사용되는 핀일 수 있다. 홀 핀은 위치 감지부(180)로부터 출력되는 데이터를 인출하기 위해 사용되는 핀일 수 있다. VCM+ 핀 및 VCM- 핀은 위치 감지부(180)로부터 피드백을 받지 않은 상태에서 렌즈 구동 장치(100A, 100B)의 성능을 평가하기 위해 사용되는 핀들일 수 있다.
실시 예에 따르면, 제1 회로 기판(170)은 연성 인쇄 회로 기판(FPCB:Flexible Printed Circuit Board)로 마련될 수 있다. 제1 회로 기판(170)은 후술되는 초점 제어부(300)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 초점 제어부(300)는 홀 센서(180)의 제2-1 및 제2-2 핀으로부터 신호를 위치 정보로서 수신할 수 있다. 초점 제어부(300)는 제1 회로 기판(170) 상에 실장될 수 있다. 또는, 다른 실시 예에 의하면, 초점 제어부(300)는 제1 회로 기판(170)에 실장되지 않고 별도의 다른 기판에 실장될 수도 있다. 여기서, 별도의 다른 기판이란, 카메라 모듈에서 이미지 센서(미도시)가 실장되는 제2 회로 기판(미도시)일 수 있으며 또는 별도 다른 기판일 수도 있다.
또한, 전술한 예에서, 제1 회로 기판(170)은 하우징 부재(140)의 외측면에 장착, 삽입, 안착, 접촉, 결합, 고정, 가고정, 지지, 또는 배치되는 것으로 설명하였지만, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 즉, 다른 실시 예에 의하면, 제1 회로 기판(170)은 하우징 부재(140)의 외측면 대신에 하우징 부재(140)의 아래에 위치할 수도 있다.
일 실시 예에 의하면, 커버 캔(102)은 요크 기능을 수행할 수 있는 요크 커버 캔일 수 있다. 또한, 커버 캔(102a)은 sus재질 또는 자성재질 또는 금속재질 등으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 전기전도성이 있는 재질이면 어느 것이든 가능하다.
다른 실시 예에 의하면 렌즈 구동 장치(100)는 비록 도시되지는 않았지만 커버를 더 포함할 수도 있다. 커버는 커버 캔(102)에 의해 감싸지며 보빈(110)을 고정 지지할 수 있다. 커버의 내부에 구동용 마그네트(130)가 장착, 삽입, 안착, 접촉, 결합, 고정, 가고정, 지지, 또는 배치될 수 있다.
도 9는 도 2에 도시된 보빈(110)의 일 실시 예에 의한 평면 사시도를 나타내고, 도 10은 도 2에 도시된 보빈(110)의 일 실시 예에 의한 저면 사시도를 나타낸다.
도 4 및 도 5, 도 7 내지 도 10을 참조하면, 상측 탄성 부재(150) 및 하측 탄성 부재(160)는 보빈(110)의 광축 방향으로 상승 및/또는 하강 동작을 탄력적으로 지지할 수 있다. 상측 탄성 부재(150)와 하측 탄성 부재(160)는 판 스프링으로 마련될 수 있지만, 실시 예는 상측 및 하측 탄성 부재(150, 160) 각각의 형상에 국한되지 않는다.
상측 탄성 부재(150)는 보빈(110)과 결합되는 내측 프레임(151)과 하우징 부재(140)와 결합되는 외측 프레임(152), 및 내측 프레임(151)과 외측 프레임(152)을 연결하는 연결부(153)를 포함할 수 있다.
또한, 하측 탄성 부재(160)는 보빈(110)과 결합되는 내측 프레임(161)과 하우징 부재(140)와 결합되는 외측 프레임(162), 및 내측 프레임(161)과 외측 프레임(162)을 연결하는 연결부(163)를 포함할 수 있다.
연결부(153, 163)는 적어도 한 번 이상 절곡 형성되어 일정 형상의 패턴을 형성할 수 있다. 연결부(153, 163)의 위치 변화 및 미세 변형을 통해 보빈(110)은 광축 방향인 제1 방향으로 상승 및/또는 하강 동작을 탄력적으로(또는 탄성적으로) 지지받을 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 도 7에 도시된 바와 같이, 상측 탄성 부재(150)는 외측 프레임(152)에 복수 개의 제1 통공(152a)을 포함하고, 내측 프레임(151)에 복수 개의 제2 통공(151a)을 포함할 수 있다.
제1 통공(152a)은 하우징 부재(140)의 상부면에 형성된 상측 프레임 지지돌기(144)와 결합하고, 제2 통공(151a)은 보빈(110)의 상부면에 형성된 상측 지지돌기(113)와 결합할 수 있다. 상측 지지돌기(113)에 대해서는 상세하게 후술된다. 즉, 외측 프레임(152)은 제1 통공(152a)을 통하여 하우징 부재(140)에 장착, 안착, 접촉, 고정, 가고정, 지지, 배치, 또는 결합되고, 내측 프레임(151)은 제2 통공(151a)을 통하여 보빈(110)에 장착, 안착, 접촉, 고정, 가고정, 지지, 배치, 또는 결합될 수 있다.
상측 탄성 부재(150)의 연결부(153)는 내측 프레임(151)이 외측 프레임(152)에 대해 제1 방향으로 소정 범위 탄성적으로 변형가능하도록 내측 프레임(151)과 외측 프레임(152)을 연결할 수 있다.
상측 탄성 부재(150)의 내측 프레임(151) 또는 외측 프레임(152) 중 적어도 하나에는 보빈(110)의 제1 코일(120) 또는 제1 회로 기판(170) 중 적어도 하나와 전기적으로 연결되는 단자부를 적어도 하나 이상 포함할 수 있다.
도 8을 참조하면, 하측 탄성 부재(160)는 외측 프레임(162)에 복수 개의 체결부(162a)를 포함하고, 내측 프레임(161)에 복수 개의 제3 통공(또는, 홈)(161a)을 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이 체결부(162a)는 하우징 부재(140)의 하부면에 장착, 삽입, 안착, 접촉, 결합, 고정, 가고정, 지지, 또는 배치될 수 있고, 제3 통공(161a)은 도 14에 도시된 보빈(110)의 하부면에 형성된 하측 지지돌기(114)와 접촉, 결합, 고정, 가고정될 수 있다. 즉, 외측 프레임(162)은 체결부(162a)를 통하여 하우징 부재(140)에 장착, 삽입, 안착, 접촉, 결합, 고정, 가고정, 지지, 또는 배치될 수 있고, 내측 프레임(161)은 제3 통공(161a)을 통하여 보빈(110)에 장착, 삽입, 안착, 접촉, 결합, 고정, 가고정, 지지, 또는 배치될 수 있다.
하측 탄성 부재(160)의 연결부(163)는 내측 프레임(161)이 외측 프레임(162)에 대해 제1 방향으로 소정 범위 탄성적으로 변형가능하도록 내측 프레임(161)과 외측 프레임(162)을 연결할 수 있다.
하측 탄성 부재(160)는 서로 분리된 제1 하측 탄성 부재(160a)와 제2 하측 탄성 부재(160b)를 포함할 수 있다. 이러한 2분할 구조를 통해 하측 탄성 부재(160)의 제1 하측 탄성 부재(160a)와 제2 하측 탄성 부재(160b)는 서로 다른 극성의 전원 또는 서로 다른 전류를 인가받을 수 있다. 즉, 내측 프레임(161)과 외측 프레임(162)이 각각 보빈(110)과 하우징 부재(140)에 결합된 후, 보빈(110)에 배치된 제1 코일(120)의 양 끝선과 대응되는 내측 프레임(161)의 위치에 솔더부를 마련하여, 솔더부에서 납땜 등과 같은 통전성 연결을 수행하여 서로 다른 극성의 전원 또는 서로 다른 전류를 인가 받을 수 있다. 또한, 제1 하측 탄성 부재(160a)가 제1 코일(120)의 양끝선 중 하나와 전기적으로 연결되고, 제1 코일(120)의 양끝선 중 다른 하나와 제2 하측 탄성 부재(160b)가 전기적으로 연결되어, 외부로부터 전류 및/또는 전압을 인가받을 수 있다. 이를 위해, 하측 탄성 부재(160)의 내측 프레임(161) 및 외측 프레임(162) 중 적어도 하나 이상은 보빈(110)의 제1 코일(120) 또는 제1 회로 기판(170) 중 적어도 하나와 전기적으로 연결되는 단자부를 적어도 하나 포함할 수 있다. 제1 코일(120)의 양 끝선은 보빈(110)을 기준으로 서로 반대편에 배치할 수 있으며, 또는 서로 같은 편에 인접하게 배치될 수도 있다.
한편, 상측 탄성 부재(150) 및 하측 탄성 부재(160)와 보빈(110) 및 하우징 부재(140)는 열 융착 및/또는 접착제 등을 이용한 본딩 작업 등을 통해 조립될 수 있다. 이때, 조립 순서에 따라 열 융착 고정 후 접착제를 이용한 본딩으로 고정 작업을 마무리 할 수 있다.
다른 실시 예로서, 상측 탄성 부재(150)가 도 8에 예시된 바와 같이 2분할 구조로 구성되고, 하측 탄성 부재(160)가 도 7에 예시된 바와 같이 일체형 구조로 구성될 수도 있다.
도 11은 일 실시예에 따른 보빈(110), 제1 코일(120), 위치 감지부(180) 및 센싱용 마그네트(182)의 분해 사시도를 나타내고, 도 12는 일 실시예에 따른 보빈(110), 제1 코일(120), 제1 및 제2 구동용 마그네트(131, 132), 위치 감지부(180), 센싱용 마그네트(182)의 개략적인 저면 사시도를 나타낸다.
보빈(110)은 하우징 부재(140)의 내부 공간에 광축 방향으로 왕복 이동가능하게 설치될 수 있다. 보빈(110)의 외주면에는 제1 코일(120)이 설치되어 하우징 부재(140)의 구동용 마그네트(130)와 전자기적 상호 작용하여 보빈(110)을 제1 방향으로 왕복이동시킬 수 있다.
또한, 보빈(110)이 광축 방향인 제1 방향으로 움직여 자동 초점 기능을 수행할 수 있도록, 상측 탄성 부재(150) 및 하측 탄성 부재(160)에 의해 보빈(110)은 탄력적으로(또는 탄성적으로) 지지될 수 있다.
보빈(110)은 도시하지는 않았으나, 내부에 적어도 하나 이상의 렌즈가 장착, 삽입, 안착, 접촉, 결합, 고정, 가고정, 지지, 또는 배치될 수 있다. 예를 들어, 보빈(110)은 설치되는 렌즈 배럴(미도시)을 포함할 수 있다. 렌즈 배럴은 후술할 카메라 모듈의 구성부품으로서 렌즈 구동 장치(100)의 필수구성요소가 아닐 수 있다. 렌즈 배럴을 보빈(110)의 내측에 다양한 방식으로 장착, 삽입, 안착, 접촉, 결합, 고정, 가고정, 지지, 또는 배치 가능하다. 예컨대, 보빈(110) 내주면에 암 나사산을 형성하고, 렌즈 배럴의 외주면에는 암 나사산에 대응되는 수 나사산을 형성하여 이들의 나사 결합으로 렌즈 배럴을 보빈(110)에 결합할 수 있다. 그러나 이를 한정하는 것은 아니며, 보빈(110)의 내주면에 나사산을 형성하지 않고, 렌즈 배럴을 보빈(110)의 안쪽에 나사결합 이외의 방법으로 직접 고정할 수도 있다.
또는, 렌즈 배럴없이 한 장 이상의 렌즈가 보빈(110)과 일체로 형성되는 것도 가능하다. 렌즈 배럴에 결합되는 렌즈는 한 장으로 구성될 수도 있고, 2개 또는 그 이상의 렌즈들이 광학계를 형성하도록 구성할 수도 있다.
또한, 보빈(110)의 상부면과 하부면에는 복수 개의 상측 지지돌기(113)와 복수 개의 하측 지지돌기(114)가 각각 돌출 형성될 수 있다. 상측 지지돌기(113)는 도 9에 도시된 바와 같이, 원통형상 또는 각기둥 형상으로 마련될 수 있으며, 상측 탄성 부재(150)의 내측 프레임(151)과 보빈(110)을 결합, 고정, 가고정, 접촉, 또는 지지할 수 있다. 실시 예에 따르면, 상측 탄성 부재(150)의 내측 프레임(151)의 상측 지지돌기(113)와 대응되는 위치에 제2 통공(151a)이 형성될 수 있다. 이때, 상측 지지돌기(113)와 제2 통공(151a)은 열 융착으로 고정될 수도 있고, 에폭시 등과 같은 접착부재로 고정되는 것도 가능하다. 또한, 상측 지지돌기(113)는 복수 개가 마련될 수 있다. 이때, 각각의 상측 지지돌기들(113) 사이의 거리는 주변 부품과의 간섭을 피할 수 있는 범위 내에서 적절히 배치될 수 있다. 즉, 보빈(110)의 중심에 대해 대칭으로 각각의 상측 지지돌기들(113)이 일정한 간격으로 배치될 수도 있고, 이들의 간격이 일정하지는 않으나, 보빈(110)의 중심을 지나는 특정 가상선에 대하여 대칭이 되도록 형성될 수도 있다.
하측 지지돌기(114)는 도 10에 도시된 바와 같이, 상측 지지돌기(113)처럼 원통형상 또는 각기둥형상으로 마련될 수 있으며, 하측 탄성 부재(160)의 내측 프레임(161)과 보빈(110)을 결합, 고정, 가고정, 접촉, 또는 지지할 수 있다. 실시 예에 따르면, 하측 탄성 부재(160)의 내측 프레임(161)의 하측 지지돌기(114)와 대응되는 위치에는 제3 통공(161a)이 형성될 수 있다. 이때, 하측 지지돌기(114)와 제3 통공(161a)은 열 융착으로 고정될 수도 있고, 에폭시 등과 같은 접착부재로 고정되는 것도 가능하다. 또한, 하측 지지돌기(114)는 도 10에 도시된 바와 복수 개가 마련될 수 있다. 이때, 각각의 하측 지지돌기(114)들 사이의 거리는 주변 부품과의 간섭을 피할 수 있는 범위 내에서 적절히 배치될 수 있다. 즉, 보빈(110)의 중심에 대해 대칭으로 각각의 하측 지지돌기(114)들이 일정한 간격으로 배치될 수도 있다.
그리고, 보빈(110)의 상부면과 하부면에는, 상측 탄성 부재(150)의 연결부(153) 및 하측 탄성 부재(160)의 연결부(163)에 대응되는 위치에 상측 도피홈(112) 및 하측 도피홈(118)이 각각 형성될 수 있다.
상측 도피홈(112)과 하측 도피홈(118)이 마련됨으로써, 보빈(110)이 하우징 부재(140)에 대해 제1 방향으로 이동할 때 연결부(153, 163)와 보빈(110)과의 공간적 간섭이 제거되어 연결부(153, 163)의 탄성변형을 보다 용이하게 할 수 있다. 또한, 상측 도피홈(112)의 위치는 도 9에 예시된 바와 같이 하우징 부재(140)의 모서리에 배치될 수도 있으나, 탄성 부재의 연결부 형상 및/또는 위치에 따라 측면에 배치될 수도 있다.
또한, 보빈(110)의 외주면에는, 제1 코일(120)이 장착, 삽입, 안착, 접촉, 결합, 고정, 가고정, 지지, 또는 배치되는 코일용 안착홈(116)이 마련될 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 즉, 다른 실시 예에 의하면, 제1 코일(120)은 보빈(110)에 외주면에 직접 장착, 삽입, 안착, 접촉, 결합, 고정, 가고정, 지지, 또는 배치되는 대신에, 보빈(110)의 외주 형상과 동일한 형상을 갖는 코일 링(미도시)이 보빈(110)의 외주면에 인접하여 장착, 삽입, 안착, 접촉, 결합, 고정, 가고정, 지지, 또는 배치되고, 제1 코일(120)은 코일 링에 장착, 삽입, 안착, 접촉, 결합, 고정, 가고정, 지지, 또는 배치될 수도 있다.
제1 코일(120)은 보빈(110)의 외주면 또는 코일용 안착홈(116)에 장착, 삽입, 안착, 접촉, 결합, 고정, 가고정, 지지, 또는 배치되는 링 형상의 코일 블록으로 마련될 수 있으나, 이를 한정하는 것은 아니며 제1 코일(120)을 직접 보빈(110)의 외주면 또는 코일용 안착홈(116)에 권선할 수도 있다. 미리 권선된 제1 코일(120)을 장착 또는 삽입 또는 배치하는 경우, 보빈(110)의 상부 또는 하부로부터 장착 또는 삽입 또는 배치할 수 있다.
실시 예에 따르면, 제1 코일(120)은 도 11에 도시된 바와 같이 대략 8각 형상으로 형성될 수 있다. 이는 보빈(110)의 외주면의 형상에 대응되는 형상으로, 보빈(110) 또한 8각 형상을 가질 수 있다. 또한, 제1 코일(120)에서 적어도 4면은 직선으로 마련될 수 있고, 이들 면을 연결하는 모서리 부분은 라운드 또는 직선으로 구현될 수 있다. 이때, 직선으로 형성된 부분은 구동용 마그네트(130)와 대응되는 면일 수 있다. 또한, 제1 코일(120)과 대응되는 구동용 마그네트(130)의 면은 제1 코일(120)의 곡률과 같은 곡률을 가질 수 있다. 즉, 제1 코일(120)이 직선이면, 대응되는 구동용 마그네트(130)의 면은 직선일 수 있으며, 제1 코일(120)이 곡선이면, 대응되는 구동용 마그네트(130)의 면은 곡선일 수 있으며, 또한, 같은 곡률을 가질 수도 있다. 또한, 제1 코일(120)이 곡선이더라도 대응되는 구동용 마그네트(130)의 면은 직선일 수 있으며, 그 반대일 수도 있다.
제1 코일(120)은 자동 초점 기능을 수행할 때 보빈(110)을 광축 방향으로 이동시키기 위한 것으로, 전류가 공급되면 구동용 마그네트(130)와 전자기적 상호 작용하여 전자기력을 형성할 수 있으며, 형성된 전자기력이 보빈(110)을 움직여서 이동시킬 수 있음은 전술한 바와 같다.
한편, 제1 코일(120)은 구동용 마그네트(130)와 대응되게 구성될 수 있는데, 도시된 바와 같이 구동용 마그네트(130)가 단일 몸체로 구성되어 제1 코일(120)과 마주보는 면 전체가 동일한 극성을 가지도록 마련되면, 제1 코일(120) 또한 구동용 마그네트(130)와 대응되는 면이 동일한 극성을 가지도록 구성될 수 있다. 한편, 도시하지는 않았으나, 만일 구동용 마그네트(130)가 광축에 수직한 면으로 2분할 되어 제1 코일(120)과 마주보는 면이 2개 또는 그 이상으로 구분될 경우, 제1 코일(120) 역시 분할된 구동용 마그네트(130)와 대응되는 개수로 분할 구성되는 것도 가능하다.
한편, 렌즈 구동 장치(100)는 센싱용 마그네트(182)를 더 포함할 수 있다. 센싱용 마그네트(182)는 보빈(110)에 장착, 삽입, 안착, 접촉, 결합, 고정, 가고정, 지지, 또는 배치될 수 있다. 이로 인해, 센싱용 마그네트(182)는 보빈(110)의 제1 방향 이동시에 보빈(110)과 동일한 변위량만큼 제1 방향으로 이동할 수 있다. 또한, 센싱용 마그네트(182)는 보빈(110)과 일체형으로 구성될 수 있으며, 보빈(110)의 상부 방향이 N극, 보빈(110)의 하부 방향이 S극이 되도록 배치될 수 있다. 그러나 이를 한정하는 것은 아니며, 반대로 구성하는 것도 가능하다.
또한, 센싱용 마그네트(182)는 광축에 수직한 평면으로 2분할되어 구성될 수도 있다. 도 9 내지 도 12에 예시된 바와 같이, 보빈(110)은 보빈(110)의 외주면에서 센싱용 마그네트(182)를 수용하기 위한 수용홈(117)을 더 포함할 수 있다.
수용홈(117)은 보빈(110)의 외부면에서부터 소정 깊이 보빈(110)의 내측 방향으로 형성될 수 있다. 구체적으로, 수용홈(117)은 수용홈(117)의 적어도 일부 이상이 제1 코일(120)의 내측에 위치되도록 보빈(110)의 일측면에 형성될 수 있다.
또한, 수용홈(117)은 적어도 일부 이상이 코일용 안착홈(116)보다 더 보빈(110)의 내측 방향으로 소정 깊이 오목하게 형성될 수 있다. 이렇게, 수용홈(117)을 보빈(110)의 내측 방향으로 형성함으로써, 센싱용 마그네트(182)를 보빈(110)의 내부에 수용할 수 있고, 이로 인해 센싱용 마그네트(182)를 위한 별도의 설치공간을 확보할 필요가 없으므로 보빈(110)의 공간효율성을 향상시킬 수 있다.
특히, 수용홈(117)은 하우징 부재(140)의 위치 감지부(180)의 위치에 대응되는 위치 또는, 위치 감지부(180)와 대향하는 위치에 배치될 수 있다. 이로 인해, 위치 감지부(180), 센싱용 마그네트(182)는 동일 축 상에 정렬될 수 있다.
센싱용 마그네트(182)와 위치 감지부(180) 사이의 거리(d)가 제1 코일(120)의 두께와 제1 코일(120)과 위치 감지부(180) 사이의 이격거리로서 최소화할 수 있으므로, 위치 감지부(180)의 자력 감지 정확도를 향상시킬 수 있다.
보다 구체적으로, 도 9 내지 도 12에 예시된 바와 같이, 수용홈(117)은, 센싱용 마그네트(182)의 일면이 지지되는 내측면과, 접착제가 주입될 수 있도록 내측면보다 소정 깊이 더 내측으로 오목하게 형성된 접착용 홈(117b)을 포함할 수 있다.
내측면은 보빈(110)의 중심을 향하는 내측 방향으로 위치하는 일면으로서, 센싱용 마그네트(182)가 직육면체 형상을 가지는 경우 센싱용 마그네트(182)의 넓은 면이 접촉 또는 안착되는 면이다.
접착용 홈(117b)은 내측면 중 일부분을 보빈(110)의 중심을 향하는 내측 방향으로 더 깊게 오목하게 형성된 홈일 수 있다. 접착용 홈(117b)은 센싱용 마그네트(182)의 일면이 장착, 삽입, 안착, 접촉, 결합, 고정, 가고정, 지지 또는 배치되는 보빈(110)의 내부 일면까지 형성될 수 있다.
다른 실시 예로서, 수용홈(117)은 센싱용 마그네트(182)의 일면(즉, 넓은 면)이 지지되는 내측면으로부터 제2 코일(120)이 마련되는 외주면(즉, 코일용 안착홈(116) 표면) 사이의 깊이가 센싱용 마그네트(182)의 두께 이하일 수 있다. 이로 인해, 센싱용 마그네트(182)는 제1 코일(120)의 권취로 인한 제1 코일(120)의 내측 가압력으로 수용홈(117) 내에 고정될 수 있다. 이 경우, 접착제를 사용할 필요가 없을 수 있다.
추가 실시 예로서, 도면에 도시되지 않았지만, 보빈(110)은 수용홈(117)이 형성된 외주면과 마주하는 외주면에서 보빈(110)의 중심을 기준으로 수용홈(117)과 대칭된 위치에 보빈(110)의 외주면에 형성되는 추가 수용홈과, 추가 수용홈에 수용되는 중량균형부재를 더 포함할 수 있다.
실시 예에 의하면 센싱용 마그네트(182)는 생략될 수도 있다. 이 경우, 구동용 마그네트(130)를 센싱용 마그네트(182) 대신에 사용할 수도 있다.
또한, 실시 예는 이동체인 보빈(110)에 마련되는 센싱용 마그네트(182)와 고정체인 하우징 부재(140)에 마련되는 위치 감지부(180) 사이의 간격을 최소화할 수 있고, 이로 인해 렌즈의 광축 방향 변위량을 보다 정확하게 감지할 수 있으므로 렌즈를 렌즈의 초점거리에 보다 정확하게 위치시킬 수 있다.
또한, 실시 예는 센싱용 마그네트(182)를 보빈(110) 내부에 장착, 안착, 접촉, 고정, 가고정, 결합, 지지, 또는 배치시키고, 위치 감지부(180)를 하우징 부재(140) 내부에 장착, 안착, 접촉, 고정, 가고정, 결합, 지지, 또는 배치시킴으로써, 위치 감지부(180)의 장착을 위한 별도의 공간을 필요로 하지 않으므로 카메라 모듈(특히, 보빈)의 공간효율성을 향상시킬 수 있다.
실시 예의 카메라 모듈은, 전술한 렌즈 구동 장치(100) 이외에, 렌즈 구동 장치(100)에 장착, 삽입, 안착, 접촉, 결합, 고정, 지지 또는 배치된 렌즈와, 하부에 이미지 센서(미도시), 이미지 센서가 배치된 제2 회로 기판(미도시)(또는, 메인 회로 기판) 및 광학계를 더 포함할 수 있다. 이때, 실시 예에 의한 카메라 모듈은 보빈(110)과 결합되는 렌즈 배럴을 더 포함할 수 있다.
렌즈 배럴은 전술한 바와 같고, 제2 회로 기판은 이미지 센서가 실장되는 부분으로부터 카메라 모듈의 바닥면을 형성할 수 있다. 또한, 광학계는 이미지 센서에 화상을 전달하는 적어도 한 장 이상의 렌즈를 포함할 수 있다.
한편, 광학계에는 자동 초점 기능과 손떨림 보정 기능을 수행할 수 있는 액츄에이터 모듈이 설치될 수 있다. 자동 초점 기능을 수행하는 액츄에이터 모듈은 다양하게 구성될 수 있으며, 보이스 코일 유닛 모터를 일반적으로 많이 사용한다. 전술한 실시 예에 의한 렌즈 구동 장치(100)는 초점 제어부(300)의 제어 하에 자동 초점 기능을 수행하는 액츄에이터 모듈에 해당할 수 있다. 그러나, 실시 예는 자동 초점 기능을 수행하는 액츄에이터 모듈에만 국한되지 않고, 자동 초점 기능과 손떨림 보정 기능을 모두 수행하는 액츄에이터 모듈에도 적용될 수 있다.
비록 도시되지는 않았지만, 전술한 자동 초점 기능을 수행하는 렌즈 구동 장치(100)에 제2 코일(미도시), 지지부재(미도시), 및 복수의 감지부(미도시)를 추가할 경우, 렌즈 구동 장치(100)는 자동 초점 기능 뿐만 아니라 손떨림 보정 기능도 수행할 수 있다. 여기서, 제2 코일은 구동용 마그네트와 대향하여 배치될 수 있다. 즉, 구동용 마그네트(130)의 바닥면이 제2 코일과 직접 마주보도록 제2 코일을 배치하고, 복수의 감지부 각각은 예를 들어 홀 센서로 구현될 수 있으며, 복수의 감지부 각각과 제2 코일과 구동용 마그네트는 서로 동일 축 상에 배치될 수 있다. 이에 따라, 제2 코일은 구동용 마그네트(130)와 상호 작용을 통해 제2 및/또는 제3 방향으로 보빈(110)이 장착된 하우징 부재(140)를 움직여 손떨림 보정을 수행할 수 있다.
이때, 베이스(190)의 상부면에는 지지 부재가 배치되어 제1 방향과 수직한 방향으로 움직이는 하우징 부재(140)의 수평 동작을 탄력적으로(또는 탄성적으로) 지지할 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(190)에서, 이미지 센서와 대응되는 위치에 적외선 차단 필터가 설치될 수 있으며, 홀더 부재(미도시)와 결합될 수 있다. 또한, 베이스(190)는 홀더 부재의 하측을 지지할 수 있다.
베이스(190)는 제2 회로 기판과 통전을 위해 별도의 터미널 부재가 설치될 수도 있고, 표면 전극 등을 이용하여 터미널을 일체로 형성하는 것도 가능하다. 한편, 베이스(190)는 이미지 센서를 보호하는 센서 홀더 기능을 수행할 수 있으며, 이 경우, 베이스(190)의 측면을 따라 하측 방향으로 돌출부가 형성될 수도 있다. 그러나 이는 필수적인 구성은 아니며, 도시하지는 않았지만, 별도의 센서 홀더가 베이스(190)의 하부에 배치되어 그 역할을 수행하도록 구성할 수도 있다.
이하, 초점 제어부(300)의 구성 및 동작에 대해 첨부된 도 13 내지 도 17을 참조하여 설명한다. 편의상, 전술한 렌즈 구동 장치(100)를 참조하여 초점 제어부(300)를 설명하지만, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 즉, 실시 예에 의한 초점 제어부(300)는 전술한 렌즈 구동 장치(100)와 다른 구성을 갖는 렌즈 구동 장치에도 적용되어 자동 초점 기능을 수행할 수 있음은 물론이다. 즉, 렌즈 구동 장치가 제1 코일(120)과 구동용 마그네트(130)의 상호 작용에 의해 보빈(110)을 광축 방향으로 이동시킬 수만 있다면, 어떠한 구성을 갖는 렌즈 구동 장치에 대해서도 적용되어 초점 제어부(300)는 자동 초점 기능을 수행할 수 있다.
도 13은 일 실시 예에 의한 카메라 모듈의 초점 제어부(300)에서 수행되는 자동 초점 기능(또는, 자동 초점 기능을 수행하는 방법)(200)을 설명하기 위한 플로우차트이고, 도 14는 일 실시 예에 의한 초점 제어부(300)의 블럭도를 나타낸다.
도 13 및 도 14를 참조하면, 초점 제어부(300)는 피사체 정보 및 위치 감지부(180)로부터 출력되는 위치 정보에 따라 제1 코일(120)과 구동용 마그네트(130)의 상호 작용을 제어하여, 광축에 평행한 제1 방향으로 제1 이동량(또는, 제1 변위량)만큼 보빈(110)을 이동시켜 자동 초점 기능을 수행할 수 있다. 이를 위해, 초점 제어부(300)는 정보 수신부(310), 보빈 위치 검색부(320) 및 이동량 조절부(330)를 포함할 수 있다.
위치 감지부(180)는 보빈(110)의 광축 방향에서의 위치를 감지하고, 감지된 결과를 위치 정보로서 이동량 조절부(330)로 출력할 수 있다.
정보 수신부(310)는 피사체 정보를 입력단자 IN1을 통해 수신할 수 있다(제210 단계). 여기서, 피사체 정보란, 피사체와 적어도 하나의 렌즈(미도시) 간의 거리, 피사체와 이미지 센서 간의 거리, 피사체의 위치, 또는 피사체의 위상 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 피사체 정보는 다양한 방법으로 획득될 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 두 대의 카메라를 이용하여 피사체 정보를 획득할 수 있다.
다른 실시 예에 의하면, 레이져를 이용하여 피사체 정보를 얻을 수 있다. 예를 들어, 대한민국 공개 번호 특1989-0008573에, 레이져를 이용하여 대상물의 거리를 측정하는 방법이 개시되어 있다.
또 다른 실시 예에 의하면, 센서를 이용하여 피사체 정보를 얻을 수 있다. 예를 들어, 쏘니(Sony)에 의해 출원된 미국 특허 공개 번호 US2013/0033572에, 이지 센서를 이용하여 카메라와 피사체간의 거리를 획득하는 방법 개시되어 있다.
전술한 피사체 정보는 카메라 모듈의 외부로부터 카메라 모듈로 제공되거나 수신되거나 받아들여질 수 있다. 예를 들어, 실시 예에 의한 카메라 모듈이 이동 단말기(또는, 휴대용 단말기)에 적용될 경우, 이동 단말기에서 피사체 정보를 획득하고, 획득된 피사체 정보가 카메라 모듈의 초점 제어부(300)로 제공될 수 있다. 이때, 피사체 정보는 카메라 모듈의 이미지 센서로부터 정보 수신부(310)로 제공될 수도 있다. 즉, 이미지 센서는 피사체 정보를 초점 제어부(300)의 정보 수신부(310)로 제공할 수 있다. 그러나, 다른 실시 예에 의하면, 전술한 피사체 정보는 실시 예에 의한 카메라 모듈에서 획득될 수도 있다.
제210 단계 후에, 보빈 위치 검색부(320)는 정보 수신부(310)에서 수신한 피사체 정보에 대응하는 초점이 맞는 보빈(110)의 위치를 찾을 수 있다(제220 단계). 이를 위해, 예를 들어 보빈 위치 검색부(320)는 데이터 추출부(322) 및 룩 업 테이블(LUT:Look Up Table)(324)을 포함할 수 있다.
룩 업 테이블(324)은 피사체 정보별로 초점이 맞는 보빈(110)의 위치를 매핑시켜 저장할 수 있다. 예를 들어, 피사체와 렌즈 간의 거리별 초점이 맞는 보빈(110)의 위치를 사전에 구하여 룩 업 테이블(324)의 형태로 저장할 수 있다. 즉, 룩 업 테이블(324)은 제230 단계에서 제1 이동량만큼 보빈(110)을 이동시키기 이전에, 위치 감지부(180)를 이용하여 미리 생성될 수 있다. 예를 들어, 위치 감지부(180)에서 감지된 전류 변화값에 기초하여 피사체 정보별 보빈(110)의 위치가 사전에 계산될 수 있다. 따라서, 피사체와 렌즈 사이의 거리인 피사체 정보별로 초점이 맞았을 때의 보빈(110)의 위치를 측정하여 룩 업 테이블(324)을 생성할 수 있다. 또한, 룩 업 테이블(324)은 보빈(110)의 위치를 코딩하여 저장할 수 있다.
데이터 추출부(322)는 정보 수신부(310)에서 수신된 피사체 정보를 받아서, 피사체 정보에 대응하는 초점이 맞는 보빈(110)의 위치를 룩 업 테이블(324)로부터 추출하고, 추출된 보빈(110)의 위치를 이동량 조절부(330)로 출력할 수 있다. 전술한 바와 같이 보빈(110)의 위치가 코딩되어 룩 업 테이블(324)에 저장되어 있을 경우, 데이터 추출부(322)는 피사체 정보에 대응하는 코드값을 룩 업 테이블(324)에서 찾을 수 있다.
제220 단계 후에, 이동량 조절부(330)는 보빈 위치 검색부(320)에서 찾아진 위치로 보빈(110)을 제1 이동량(또는, 제1 변위량)만큼 이동시킬 수 있다(제230 단계). 이때, 이동량 조절부(330)는 제230 단계를 수행할 때, 위치 감지부(180)로부터 출력되어 입력단자 IN2를 통해 받은 위치 정보를 참조할 수 있다. 즉, 위치 감지부(180)로부터 제공된 위치 정보를 토대로 보빈(110)의 현재 위치를 파악하고, 파악된 보빈(110)의 현재 위치를 기준으로 보빈(110)을 해당하는 위치로 이동시킬 수 있다.
예를 들어, 이동량 조절부(330)는 제1 코일(120)에 인가되는 전류량을 조절하여 보빈(110)을 제1 방향으로 제1 이동량만큼 이동시킬 수 있다. 이를 위해, 보빈(110)의 위치별 전류량은 사전에 결정될 수 있다.
예를 들어, 하우징 부재(140)에 고정 결합된 위치 감지부(180)가 이동체인 보빈(110)에 고정 결합된 센싱용 마그네트(182)의 제1 방향 이동에 따라 센싱용 마그네트(182)에서 방출되는 자기력의 변화를 감지한다. 이때, 위치 감지부(180)에서 감지된 자기력의 변화량에 기초하여 출력되는 전류 변화량을 위치 정보로서 받아서 체크하고, 이에 근거하여 이동량 조절부(330)는 보빈(110)의 현재 위치를 계산 또는 판단할 수 있으며, 이렇게 계산 또는 판단된 보빈(110)의 현재 위치를 참조하여 보빈(110)을 초점이 맞는 위치로 제1 이동량만큼 이동시키기 위한 인가 전류량을 결정할 수 있다.
도 15 (a) 및 (b)는 비교 예에 의한 자동 초점 기능을 설명하기 위한 그래프로서, 도 15 (a)에서 횡축은 초점값을 나타내고 종축은 변위를 나타내며, 도 15 (b)에서 횡축은 전류(또는, 시간)을 나타내고, 종축은 변위(또는, 코드)를 나타낸다.
도 16 (a) 및 (b)는 실시 예에 의한 자동 초점 기능을 설명하기 위한 그래프로서, 도 16 (a)에서 횡축은 초점값을 나타내고 종축은 변위를 나타내며, 도 16 (b)에서 횡축은 전류(또는, 시간)을 나타내고, 종축은 변위(또는, 코드)를 나타낸다.
도 15 (a) 및 (b)를 참조하면, 렌즈와 이미지 센서가 가장 먼 위치에서의 제1 기준 초점 거리(Infinity)부터 렌즈와 이미지 센서가 가장 가까운 위치에서의 제2 기준 초점 거리(Macro)까지 전류를 증가시켜 가면서 초점이 가장 잘 맞는 보빈(110)의 위치(또는, 변위)(400)를 찾는다. 전류가 인가되는 초기의 소정 시간 동안(P)에 보빈(110)은 구동되지 않을 수 있다. 이후, 전류(402)(또는 위치 감지부(180)에서 감지된 자기력의 변화량에 대응하는 코드값(404))가 계속해서 증가함에 따라 보빈(110)의 변위가 증가하게 된다. 비교 례의 경우, 제1 기준 초점 거리로부터 제2 기준 초점 거리까지 보빈(110)을 이동시킨 후에 가장 초점이 잘 맞는 보빈(110)의 위치(400)를 찾으므로, 시간이 많이 소요될 수 있다.
반면에, 도 16 (a) 및 (b)를 참조하면, 피사체 정보를 이용하여 렌즈의 초점이 맞는 보빈(110)의 위치에 대한 코드를 룩 업 테이블(324)에서 찾고, 이를 토대로 보빈(110)을 초점 위치(또는, 변위)로 즉시 이동(410)시킬 수 있다. 따라서, 전술한 비교 예와 비교할 때, 렌즈의 초점을 맞추는 데 소요되는 시간이 단축됨을 알 수 있다.
다시, 도 13을 참조하면, 전술한 제210 내지 제230 단계를 통해 렌즈의 초점을 맞춘 후, 렌즈의 초점을 미세하게 맞출 수도 있다(제240 내지 제260 단계).
초점 제어부(300)는 보빈(110)을 제1 이동량만큼 이동시킨 제230 단계를 수행한 후, 제1 이동량보다 작은 제2 이동량의 범위 내에서 보빈(110)을 이동시켜 주파수 변조 전달 함수(MTF:Modulation Transfer function)값 중 가장 큰 값을 보이는 보빈(110)의 초점 위치(400)를 찾을 수 있다(제240 단계). 여기서, MTF값은 해상력을 수치화한 값일 수 있다.
제240 단계 후에, 초점 제어부(300)는 가장 큰 MTF값을 찾기 위해 소정 기간 동안 보빈(110)을 이동시켰는가를 판단한다(제250 단계). 또는, 가장 큰 MTF값을 찾기 위해, 초정 제어부(300)는 소정 횟수만큼 보빈(110)을 이동시켰는가를 판단할 수 있다(제250 단계). 또는, 가장 큰 MTF값을 찾을 때까지, 소정 기간을 초과하여 또는 소정 횟수를 초과하여 보빈(110)을 계속해서 이동시킬 수도 있다.
만일, 소정 기간 또는 소정 횟수만큼 보빈(110)을 이동시켰다고 판단되면, 가장 큰 MTF값을 보이는 보빈(110)의 위치를 최종적으로 렌즈의 초점이 맞는 최종 초점 위치로서 결정한다(제260 단계).
도 17 (a) 및 (b)는 실시 예에 의한 자동 초점 기능에서 미세 조정을 설명하기 위한 그래프로서, 도 17 (a)에서 횡축은 초점값을 나타내고 종축은 변위를 나타내며, 도 17 (b)에서 횡축은 전류(또는, 시간)을 나타내고, 종축은 변위(또는, 코드)를 나타낸다.
도 17 (a) 및 (b)를 참조하면, 제210 내지 제230 단계를 수행하여 렌즈의 초점을 일차적으로 맞춘(410) 후에, 제240 내지 제260 단계를 수행하여 렌즈의 초점을 미세하게 맞출(420) 수 있다.
전술한 제240 내지 제260 단계를 수행함으로써, 실시 예에 의한 카메라 모듈은 렌즈의 초점을 정확하게 맞추어 해상력을 향상시킬 수 있다.
이상에서 실시 예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시 예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 렌즈 구동 장치 102: 커버 캔
104: 제1 홈부 106: 제3 홈부
110: 보빈 112: 상측 도피홈
118: 하측 도피홈 113: 상측 지지 돌기
114: 하측 지지 돌기 116: 코일용 안착홈
117: 수용홈 117b: 접착용 홈
120: 제1 코일 130, 131, 132: 구동용 마그네트
140: 하우징 부재 141: 하우징 부재의 측면
141a, 141a': 마그네트용 관통공 141b: 센서용 관통공
143: 제1 스토퍼 144: 상측 프레임 지지돌기
147: 하측 프레임 지지돌기 148: 하부 가이드홈
149: 장착용 돌출부 150: 상측 탄성 부재
151, 161: 내측 프레임 151a: 제2 통공
152, 162: 외측 프레임 153, 163: 연결부
152a: 제1 통공 155: 가이드 홈
160, 160a, 160b: 하측 탄성 부재 161a: 제3 통공
162a: 체결부 170: 제1 회로 기판
171: 제1 회로 기판의 단자 172: 각종 핀
173: 장착용 관통구 180: 위치 감지부
182: 센싱용 마그네트 190: 베이스
192: 제2 홈부 194: 가이드 부재
300: 초점 제어부 310: 정보 수신부
320: 보빈 위치 검색부 322: 데이터 추출부
324: 룩 업 테이블 330: 이동량 조절부

Claims (19)

  1. 적어도 하나의 렌즈가 장착되고, 수용홈을 포함하는 보빈;
    상기 보빈의 광축 방향으로의 위치를 감지하여 위치 정보로서 출력하는 위치 감지부;
    상기 위치 감지부와 대향하여, 상기 보빈의 상기 수용홈에 수용되는 센싱용 마그네트;
    상기 보빈을 상기 렌즈의 광축 방향으로 이동시키도록 상기 광축 방향과 교차하는 제1 방향으로 서로 대면하는 제1 코일 및 구동용 마그네트; 및
    상기 구동용 마그네트를 지지하며, 상기 광축 방향과 나란한 제2 방향으로 이동 가능하도록 상기 보빈을 수용하는 하우징 부재를 포함하는 카메라 모듈.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 하우징 부재는
    상기 제1 방향으로 서로 대향하는 제1 및 제2 측; 및
    상기 제1 방향 및 상기 제2 방향 각각과 교차하는 제3 방향으로 서로 대향하는 제3 및 제4 측을 포함하고,
    상기 구동용 마그네트는 상기 제1 및 제2 측에 각각 배치되는 제1 및 제2 구동용 마그네트를 포함하고,
    상기 수용홈은 상기 보빈의 측면 중에서 상기 하우징 부재의 상기 제3 측과 대향하는 측면에 형성된 카메라 모듈.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 하우징 부재의 상기 제3 측에 위치한 제1 회로 기판을 포함하는 카메라 모듈.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제1 회로 기판의 단자면과 마주하는 면에 오목하게 형성된 제1 홈을 포함하는 커버 캔; 및
    상기 커버 캔과 결합하여 상기 보빈, 상기 제1 코일, 상기 구동용 마그네트, 상기 하우징 부재, 상기 위치 감지부 및 상기 센싱용 마그네트가 수용되는 공간을 형성하는 베이스를 포함하는 카메라 모듈.
  5. 제4 항에 있어서, 상기 제1 회로 기판은
    상기 단자면에 형성되어, 상기 위치 감지부로부터 출력되는 상기 위치 정보에 대한 데이터를 인출하는 복수의 핀; 및
    상기 단자면에 형성되어, 전원과 연결되어 상기 제1 코일과 상기 위치 감지부에서 요구하는 전류를 공급하는 복수의 단자를 포함하는 카메라 모듈.
  6. 제3 항에 있어서,
    주어진 피사체 정보 및 상기 위치 정보에 따라, 상기 제1 코일과 상기 구동용 마그네트의 상호 작용을 제어하여, 상기 제2 방향으로 상기 보빈을 이동시켜 자동 초점 기능을 수행하는 초점 제어부를 포함하고
    상기 초점 제어부는 상기 제1 회로 기판에 실장되는 카메라 모듈.
  7. 제3 항에 있어서,
    상기 보빈의 상부면에 형성된 상측 지지 돌기와 결합하는 제1 통공을 갖는 상측 탄성 부재; 및
    상기 보빈의 하부면에 형성된 하측 지지 돌기와 결합하는 제2 통공을 갖는 하측 탄성 부재를 포함하는 카메라 모듈.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 하측 탄성 부재는
    상기 제1 코일의 양끝선 중 하나와 연결된 제1 하측 탄성 부재; 및
    상기 제1 코일의 상기 양끝선 중 다른 하나와 연결되며, 상기 제1 하측 탄성 부재와 전기적으로 서로 분리된 제2 하측 탄성 부재를 포함하는 카메라 모듈.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 하측 탄성 부재는 상기 제1 코일 또는 상기 제1 회로 기판 중 적어도 하나와 전기적으로 연결된 카메라 모듈.
  10. 제8 항에 있어서,
    상기 제1 코일의 상기 양끝선은 상기 보빈을 기준으로 서로 같은 편에 인접하여 배치된 카메라 모듈.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 코일은 상기 보빈의 외주면 또는 상기 외주면에 형성된 코일용 안착홈에 배치되고,
    상기 수용홈은 적어도 일부 이상이 상기 코일용 안착홈보다 상기 보빈의 내측 방향으로 더 오목하게 형성된 카메라 모듈.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 센싱용 마그네트와 상기 위치 감지부 사이의 거리는
    상기 제1 코일의 두께와, 상기 제1 코일과 상기 위치 감지부 사이의 이격 거리의 합인 카메라 모듈.
  13. 제1 항에 있어서,
    상기 수용홈은
    상기 센싱용 마그네트의 일면이 지지되는 내측면; 및
    상기 내측면보다 상기 보빈의 내측 방향으로 더 오목하게 형성된 제2 홈을 포함하는 카메라 모듈.
  14. 제7 항에 있어서,
    상기 상측 탄성 부재 및 상기 하측 탄성 부재 각각은 상기 보빈과 융착에 의해 본딩된 카메라 모듈.
  15. 제7 항에 있어서,
    상기 상측 지지 돌기는 상기 보빈의 중심에 대해 서로 대칭으로 일정한 간격으로 배치된 복수의 상측 지지 돌기를 포함하고,
    상기 하측 지지 돌기는 상기 보빈의 상기 중심에 대해 서로 대칭으로 일정한 간격으로 배치된 복수의 하측 지지 돌기를 포함하는 카메라 모듈.
  16. 제1 항에 있어서,
    상기 수용홈은 상기 위치 감지부와 대향하는 위치에 배치되어, 상기 위치 감지부와 상기 센싱용 마그네트는 동일 축 상에 정렬되는 카메라 모듈.
  17. 제4 항에 있어서,
    상기 제1 회로 기판은 상기 제3 방향으로 상기 하우징 부재와 상기 커버 캔 사이에 배치된 카메라 모듈.
  18. 적어도 하나의 렌즈가 장착되고, 제1 홈을 포함하는 이동체;
    상기 이동체의 광축 방향으로의 위치를 감지하는 위치 감지부;
    상기 위치 감지부와 대향하여, 상기 이동체의 상기 제1 홈에 수용되는 센싱용 마그네트;
    상기 이동체를 상기 렌즈의 광축 방향으로 이동시키도록 상기 광축 방향과 교차하는 방향으로 서로 대면하는 제1 코일 및 구동용 마그네트; 및
    상기 위치 감지부가 배치되고, 상기 센싱용 마그네트와 대응되는 위치에 형성된 제2 홈을 갖는 고정체를 포함하는 카메라 모듈.
  19. 제18 항에 있어서, 상기 고정체는
    상기 구동용 마그네트를 지지하고, 상기 광축 방향으로 이동 가능하도록 상기 이동체를 수용하는 하우징 부재를 포함하는 카메라 모듈.
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