KR20220106730A - 렌즈 구동 장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈 - Google Patents

렌즈 구동 장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈 Download PDF

Info

Publication number
KR20220106730A
KR20220106730A KR1020220089701A KR20220089701A KR20220106730A KR 20220106730 A KR20220106730 A KR 20220106730A KR 1020220089701 A KR1020220089701 A KR 1020220089701A KR 20220089701 A KR20220089701 A KR 20220089701A KR 20220106730 A KR20220106730 A KR 20220106730A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
bobbin
housing
magnet
coil
position sensor
Prior art date
Application number
KR1020220089701A
Other languages
English (en)
Inventor
박상옥
손병욱
유경호
이준택
Original Assignee
엘지이노텍 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지이노텍 주식회사 filed Critical 엘지이노텍 주식회사
Priority to KR1020220089701A priority Critical patent/KR20220106730A/ko
Publication of KR20220106730A publication Critical patent/KR20220106730A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B13/00—Viewfinders; Focusing aids for cameras; Means for focusing for cameras; Autofocus systems for cameras
    • G03B13/32—Means for focusing
    • G03B13/34—Power focusing
    • G03B13/36—Autofocus systems
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/64—Imaging systems using optical elements for stabilisation of the lateral and angular position of the image
    • G02B27/646—Imaging systems using optical elements for stabilisation of the lateral and angular position of the image compensating for small deviations, e.g. due to vibration or shake
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G02B7/04—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification
    • G02B7/09—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification adapted for automatic focusing or varying magnification
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G02B7/04—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification
    • G02B7/08—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification adapted to co-operate with a remote control mechanism
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/28—Systems for automatic generation of focusing signals
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B5/00—Adjustment of optical system relative to image or object surface other than for focusing
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K33/00—Motors with reciprocating, oscillating or vibrating magnet, armature or coil system
    • H02K33/18—Motors with reciprocating, oscillating or vibrating magnet, armature or coil system with coil systems moving upon intermittent or reversed energisation thereof by interaction with a fixed field system, e.g. permanent magnets
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/60—Control of cameras or camera modules
    • H04N23/68—Control of cameras or camera modules for stable pick-up of the scene, e.g. compensating for camera body vibrations
    • H04N23/682—Vibration or motion blur correction
    • H04N23/685—Vibration or motion blur correction performed by mechanical compensation
    • H04N23/687—Vibration or motion blur correction performed by mechanical compensation by shifting the lens or sensor position
    • H04N5/23287—

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Lens Barrels (AREA)
  • Adjustment Of Camera Lenses (AREA)

Abstract

실시 예는 하우징, 하우징 내에 배치되는 보빈, 하우징에 배치되는 마그네트, 보빈에 배치되는 제1 코일, 보빈에 배치되는 센싱 마그네트, 보빈과 결합하는 내측 프레임, 하우징과 결합하는 외측 프레임, 내측 프레임과 외측 프레임을 연결하는 프레임 연결부를 포함하는 탄성 부재, 및 보빈의 위치를 감지하는 제1 위치 센서를 포함하고, 프레임 연결부의 폭은 프레임 연결부의 두께의 2배 이상이고, 제1 코일에는 제1 입력 신호가 인가되고, 제1 코일은 마그네트와의 상호 작용에 의하여 광축 방향으로 상기 보빈을 이동시키고, 제1 전달 함수의 이득에 관한 주파수 응답 특성의 제1차 공진 주파수는 30Hz ~ 200Hz이다.

Description

렌즈 구동 장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈{LENS MOVING UNIT AND CAMERA MODULE INCLUDING THE SAME}
실시 예는 렌즈 구동 장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈에 관한 것이다.
초소형, 저전력 소모를 위한 카메라 모듈은 기존의 일반적인 카메라 모듈에 사용된 보이스 코일 모터(VCM:Voice Coil Motor)의 기술을 적용하기 곤란하여, 이와 관련 연구가 활발히 진행되어 왔다.
스마트폰과 같은 소형 전자제품에 실장되는 카메라 모듈의 경우, 사용 도중에 빈번하게 카메라 모듈이 충격을 받을 수 있으며, 촬영하는 동안 사용자의 손떨림 등에 따라 미세하게 카메라 모듈이 흔들릴 수 있다. 이와 같은 점을 감안하여, 최근에는 손떨림 방지 수단을 카메라 모듈에 추가 설치하는 기술에 대한 개발이 요구되고 있다.
이러한 손떨림 방지 수단은 다양하게 연구되고 있는데, 그 중 하나로서 광학모듈을 광축에 대하여 수직한 평면에 해당되는 x축 및 y축으로 움직여 손떨림을 보정할 수 있는 기술이 있다. 이 기술의 경우, 이미지 보정을 위해 광학계를 광축과 수직인 평면 내에서 이동 조정하므로 구조가 복잡하고 소형화에 적합하지 않다. 또한, 광학 모듈의 초점을 정확하고 빠르게 맞추기 위한 요구가 있다.
실시 예는 안정적인 AF 피드백 제어 및 OIS 피드백 제어를 확보할 수 있는 렌즈 구동 장치를 제공한다.
실시 예에 따른 렌즈 구동 장치는 하우징; 상기 하우징 내에 배치되는 보빈; 상기 하우징에 배치되는 마그네트; 상기 보빈에 배치되는 제1 코일; 상기 보빈에 배치되는 센싱 마그네트; 상기 보빈과 결합하는 내측 프레임, 상기 하우징과 결합하는 외측 프레임, 상기 내측 프레임과 상기 외측 프레임을 연결하는 프레임 연결부를 포함하는 탄성 부재; 및 상기 보빈의 위치를 감지하는 제1 위치 센서를 포함하고, 상기 프레임 연결부의 폭은 상기 프레임 연결부의 두께의 2배 이상이고, 상기 제1 코일에는 제1 입력 신호가 인가되고, 상기 제1 코일은 상기 마그네트와의 상호 작용에 의하여 광축 방향으로 상기 보빈을 이동시키고, 제1 전달 함수의 이득에 관한 주파수 응답 특성의 제1차 공진 주파수는 30Hz ~ 200Hz이고, 상기 제1 전달 함수는 수학식 1에 의하여 정의되고,
[수학식 1]
Figure pat00001
,
상기 H는 상기 제1 전달 함수를 의미하고,
상기 AFO는 상기 제1 위치 센서가 상기 센싱 마그네트의 자기장의 세기를 감지한 결과에 따라 출력하는 상기 제1 위치 센서의 제1 출력 신호를 의미하고,
상기 AFI는 상기 제1 코일에 인가되는 상기 제1 입력 신호를 의미한다.
상기 제1 전달 함수의 이득에 관한 주파수 응답 특성의 제2차 공진 주파수는 200Hz 초과일 수 있다.
상기 제1 전달 함수의 이득에 관한 주파수 응답 특성에서 이득이 0[dB]인 주파수는 60Hz ~ 200Hz일 수 있다. 상기 프레임 연결부의 상기 두께는 30㎛ ~ 50㎛이고, 상기 프레임 연결부의 상기 폭은 60㎛ 이상일 수 있다.
상기 렌즈 구동 장치는 상기 하우징 아래에 배치되는 회로 기판; 상기 마그네트에 대향하고 상기 회로 기판 상에 배치되는 제2 코일; 상기 회로 기판 아래에 배치되는 베이스; 상기 탄성 부재와 상기 회로 기판을 연결하고 상기 베이스에 대하여 상기 하우징을 지지하는 지지 부재; 및 상기 하우징의 위치를 감지하는 제2 위치 센서를 포함할 수 있다.
상기 제2 코일에는 제2 입력 신호가 인가되고, 상기 제2 코일은 상기 마그네트와의 상호 작용에 의하여 상기 광축 방향과 수직한 방향으로 상기 하우징을 이동시키고, 제2 전달 함수의 이득에 관한 주파수 응답 특성의 제1차 공진 주파수는 30Hz ~ 200Hz이고, 상기 제2 전달 함수는 수학식 2에 의하여 정의되고,
[수학식 2]
Figure pat00002
,
상기 HOIS는 상기 제2 전달 함수를 의미하고,
상기 AFOOIS는 상기 제2 위치 센서가 상기 마그네트의 자기장의 세기를 감지한 결과에 따라 출력하는 상기 제2 위치 센서의 제2 출력 신호를 의미하고,
상기 AFIOIS는 상기 제2 코일에 인가되는 상기 제2 입력 신호를 의미할 수 있다. 상기 제2 전달 함수의 이득에 관한 주파수 응답 특성의 제2차 공진 주파수는 200Hz 초과일 수 있다. 상기 제2 전달 함수의 이득에 관한 주파수 응답 특성에서 이득이 0[dB]인 주파수는 60Hz ~ 200Hz일 수 있다.
상기 제1 위치 센서는 PID 제어를 수행하는 드라이버를 포함할 수 있다.
상기 프레임 연결부의 상기 폭은 상기 프레임 연결부의 상기 두께의 2배 내지 3배일 수 있다.
다른 실시 예에 따른 렌즈 구동 장치는 하우징; 상기 하우징 내에 배치되는 보빈; 상기 하우징에 배치되는 마그네트; 상기 보빈에 배치되는 제1 코일; 상기 보빈에 배치되는 센싱 마그네트; 상기 보빈과 결합하는 내측 프레임, 상기 하우징과 결합하는 외측 프레임, 상기 내측 프레임과 상기 외측 프레임을 연결하는 프레임 연결부를 포함하는 탄성 부재; 및 상기 보빈의 위치를 감지하기 위하여 상기 센싱 마그네트의 자기장의 세기를 감지하고 제1 출력 신호를 출력하는 제1 위치 센서를 포함하고, 상기 프레임 연결부의 폭은 상기 프레임 연결부의 두께의 2배 이상이고, 상기 프레임 연결부의 두께는 30㎛ ~ 50㎛이고, 제1 전달 함수의 이득에 관한 주파수 응답 특성의 제1차 공진 주파수는 30Hz ~ 200Hz이고, 상기 제1 전달 함수는 상기 제1 코일에 인가되는 입력 신호와 상기 제1 위치 센서가 상기 센싱 마그네트의 자기장의 세기를 감지한 결과에 따라 출력하는 상기 제1 위치 센서의 제1 출력 신호의 비를 의미한다.
실시 예는 안정적인 AF 피드백 구동 및 OIS 피드백 구동을 확보할 수 있다.
도 1은 실시 예에 의한 렌즈 구동 장치의 분해 사시도를 나타낸다.
도 2는 도 1의 커버 부재를 제거한 렌즈 구동 장치의 결합 사시도를 나타낸다.
도 3은 도 1에 도시된 보빈, 제1 코일, 제2 마그네트, 제1 위치 센서, 및 센서 기판의 분해 사시도를 나타낸다.
도 4는 도 1에 도시된 하우징의 평면 사시도를 나타낸다.
도 5는 도 1에 도시된 하우징, 및 제2 마그네트의 저면 분해 사시도를 나타낸다.
도 6은 도 2에 도시된 I-I' 선을 따라 절개한 단면도를 나타낸다.
도 7은 도 1의 보빈, 하우징, 상측 탄성 부재, 제1 위치 센서, 센서 기판 및 복수의 지지 부재가 결합된 평면 사시도를 나타낸다.
도 8은 도 1의 보빈, 하우징, 하측 탄성 부재, 및 복수의 지지 부재가 결합된 저면 사시도를 나타낸다.
도 9는 도 1에 도시된 상측 탄성 부재, 하측 탄성 부재, 제1 위치 센서, 센서 기판, 베이스, 지지 부재 및 회로 기판의 결합 사시도를 나타낸다.
도 10은 도 1에 도시된 베이스, 제2 코일, 제2 위치 센서, 및 회로 기판의 분해 사시도를 나타낸다.
도 11은 실시 예에 따른 전달 함수의 이득에 관한 주파수 응답 특성의 제1 및 제2차 공진 주파수들을 나타낸다.
도 12는 도 9에 도시된 제1 상측 탄성 부재의 확대도를 나타낸다.
도 13은 실시 예에 따른 렌즈 구동 장치의 AF 피드백 구동 제어를 따른 전달 함수의 이득에 관한 주파수 응답 특성 및 위상에 관한 주파수 응답 특성을 나타낸다.
이하, 실시 예들은 첨부된 도면 및 실시 예들에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다. 실시 예의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "상/위(on)"에 또는 "하/아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상/위(on)"와 "하/아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 상/위 또는 하/아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
도면에서 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다. 또한 동일한 참조번호는 도면의 설명을 통하여 동일한 요소를 나타낸다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예에 의한 렌즈 구동 장치에 대해 다음과 같이 살펴본다. 설명의 편의상, 실시 예에 의한 렌즈 구동 장치는 데카르트 좌표계(x, y, z)를 사용하여 설명하지만, 다른 좌표계를 사용하여 설명할 수도 있으며, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 각 도면에서 x축과 y축은 광축 방향인 z축에 대하여 수직한 방향을 의미하며, 광축 방향인 z축 방향을 '제1 방향'이라 칭하고, x축 방향을 '제2 방향'이라 칭하고, y축 방향을 '제3 방향'이라 칭할 수 있다.
스마트폰 또는 태블릿 PC 등과 같은 모바일 디바이스의 소형 카메라 모듈에 적용되는 '손떨림 보정 장치'란 정지 화상의 촬영 시 사용자의 손떨림에 의해 기인한 진동으로 인해 촬영된 이미지의 외곽선이 또렷하게 형성되지 못하는 것을 방지할 수 있도록 구성된 장치를 의미할 수 있다.
또한, '오토 포커싱 장치'란, 피사체의 화상의 초점을 자동으로 이미지 센서 면에 결상시키는 장치이다. 이와 같은 손떨림 보정 장치와 오토 포커싱 장치는 다양하게 구성할 수 있는데, 실시 예에 의한 렌즈 구동 장치는, 적어도 한 장의 렌즈로 구성된 광학 모듈을 광축에 대해 평행한 제1 방향으로 움직이는 오토 포커싱 동작 및/또는, 제1 방향에 수직인 제2 및 제3 방향으로 움직이는 손떨림 보정 동작을 할 수 있다.
도 1은 실시 예에 의한 렌즈 구동 장치(100)의 분해 사시도를 나타낸다.
도 1을 참조하면, 렌즈 구동 장치(100)는 커버 부재(300), 상측 탄성 부재(150), 제1 코일(120), 보빈(bobbin, 110), 하우징(housing, 140), 제2 마그네트(130), 하측 탄성 부재(160), 복수의 지지 부재(220), 제2 코일(230), 회로 기판(250), 제2 위치 센서(240), 및 베이스(210)를 포함하며, 또한 센서 기판(180), 제1 위치 센서(170), 및 제1 마그네트(190)를 더 포함할 수 있다.
보빈(110), 제1 코일(120), 제2 마그네트(130), 하우징(140), 상측 탄성 부재(150), 및 하측 탄성 부재(160)는 제1 렌즈 구동 유닛을 구성할 수 있다. 또한 제1 렌즈 구동 유닛은 제1 위치 센서(170)를 더 포함할 수도 있다. 제1 렌즈 구동 유닛은 오토 포커스용일 수 있다.
또한 제2 코일(230), 회로 기판(250), 베이스(210), 및 복수의 지지 부재(220)는 제2 렌즈 구동 유닛을 이룰 수 있다. 또한 제2 렌즈 구동 유닛은 제2 위치 센서(240)를 더 포함할 수 있다. 제2 렌즈 구동 유닛은 손떨림 보정용일 수 있다.
먼저 커버 부재(300)에 대하여 설명한다.
커버 부재(300)는 베이스(210)와 함께 형성되는 수용 공간 내에 상측 탄성 부재(150), 보빈(110), 제1 코일(120), 하우징(140), 제1 마그네트(190), 제2 마그네트(130), 하측 탄성 부재(160), 복수의 지지 부재(220), 제2 코일(230), 회로 기판(250)을 수용한다.
커버 부재(300)는 하부가 개방되고, 상단부 및 측벽들을 포함하는 상자 형태일 수 있으며, 커버 부재(300)의 하부는 베이스(210)의 상부와 결합될 수 있다. 커버 부재(300)의 상단부의 형상은 다각형, 예컨대, 사각형 또는 팔각형 등일 수 있다.
커버 부재(300)는 보빈(110)과 결합하는 렌즈(미도시)를 외부광에 노출시키는 중공을 상단부에 구비할 수 있다. 또한, 카메라 모듈의 내부에 먼지나 수분 등의 이물질이 침투하는 것을 방지하기 위하여 커버 부재(300)의 중공에는 광투과성 물질로 이루어진 윈도우(Window)가 추가적으로 구비될 수 있다.
커버 부재(300)의 재질은 제2 마그네트(130)와 붙는 현상을 방지하기 위하여 SUS 등과 같은 비자성체일 수 있으나, 자성 재질로 형성하여 요크(yoke) 기능을 할 수도 있다.
도 2는 도 1의 커버 부재(300)를 제거한 렌즈 구동 장치(100)의 결합 사시도를 나타내고, 도 3은 도 1에 도시된 보빈(110), 제1 코일(120), 제2 마그네트(130;130-1, 130-2, 130-3, 130-4), 제1 위치 센서(170) 및 센서 기판(180)의 분해 사시도를 나타낸다.
다음으로 보빈(110)을 설명한다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 보빈(110)은 후술하는 하우징(140)의 내측에 배치되고, 제1 코일(120)과 제2 마그네트(130) 간의 전자기적 상호 작용에 의하여 광축 방향 또는 광축과 평행한 제1 방향, 예컨대, Z축 방향으로 이동 가능하다.
보빈(110)은 도시하지는 않았으나, 내부에 적어도 하나 이상의 렌즈가 설치되는 렌즈 배럴(lens barrel, 미도시)을 포함할 수 있으며, 렌즈 배럴은 보빈(110)의 내측에 다양한 방식으로 결합할 수 있다.
보빈(110)은 렌즈 또는 렌즈 배럴의 장착을 위하여 중공을 갖는 구조일 수 있다. 중공의 형상은 원형, 타원형, 또는 다각형일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
보빈(110)은 제1 및 제2 돌출부(111, 112)를 포함할 수 있다.
보빈(110)의 제1 돌출부(111)는 가이드(guide)부(111a) 및 제1 스토퍼(stopper)(111b)를 포함할 수 있다. 보빈(110)의 가이드부(111a)는 제1 방향에 직교하는 제2 및 제3 방향으로 돌출 형성될 수 있고, 상측 탄성 부재(150)의 설치 위치를 가이드 하는 역할을 수행할 수 있다. 보빈(110)의 제2 돌출부(112)는 제1 방향과 직교하는 제2 및 제3 방향으로 돌출되어 형성될 수 있다.
보빈(110)의 제1 돌출부(111)의 제1 스토퍼(111b) 및 제2 돌출부(112)는 보빈(110)이 오토 포커싱 기능을 위해 광축에 평행한 방향인 제1 방향 또는 제1 방향에 평행한 방향으로 움직일 때, 외부 충격 등에 의해 보빈(110)이 규정된 범위 이상으로 움직이더라도, 보빈(110)의 몸체 바닥면이 베이스(210) 및 회로 기판(250)의 상부면에 직접 충돌하는 것을 방지하는 역할을 수행할 수 있다.
보빈(110)은 센서 기판(180)이 배치될 수 있도록 보빈(110)의 내주면(110a)과 외주면(110b) 사이에 마련되는 지지홈(114)을 구비할 수 있다. 또한 센서 기판(180)은 보빈(110)에 제1 방향(예컨대, Z축 방향)으로 삽입될 수 있다.
예컨대, 보빈(110)의 지지홈(114)은 센서 기판(180)이 제1 방향(z축 방향)으로 삽입될 수 있도록 보빈(110)의 내주면(110a)과 제1 및 제2 돌출부(111,112) 사이에 마련될 수 있으며, 또한 지지홈(114)은 센서 기판(180)이 보빈(110)에 배치 및/또는 고정될 수 있는 구조라면 어느 것이든 가능하다. 또한 센서 기판(180)이 생략되는 다른 실시 예에서는 보빈(110)의 지지홈(114)은 생략될 수 있다.
보빈(110)은 센서 기판(180)에 배치, 결합, 또는 실장된 제1 위치 센서(170)를 수용하기에 적합한 수용홈(116)을 가질 수 있다.
또한 보빈(110)은 센서 기판(180)에 실장된 제1 위치 센서(170)가 제1 방향으로 삽입될 수 있도록 보빈(110)의 제1 및 제2 돌출부(111, 112) 사이의 공간에 마련되는 수용홈(116)을 구비할 수 있다. 제1 위치 센서(170)가 보빈(110)의 외주면에 아닌 하우징(140)에 고정 또는 안착되는 다른 실시 예에서는 보빈(110)의 수용홈(116)은 생략될 수 있다.
보빈(110)은 하측 탄성 부재(160)에 결합 및 고정되는 지지 돌기를 하부면에 구비할 수 있다.
실시 예가 단방향 제어되는 오토 포커싱 기능을 수행하는 구조를 가질 경우에는 보빈(110)의 제1 및 제2 돌출부(111, 112)의 저면과 하우징(140)의 제1 안착홈(146)의 바닥면(146a)이 접촉된 상태가 초기 위치로 설정될 수 있다.
예컨대, 초기 위치에서 전류가 제1 코일(120)에 공급될 때 보빈(110)이 상승하고, 전류의 공급이 차단될 때 보빈(120)이 하강하여, 오토 포커싱 기능이 구현될 수 있다.
여기서 초기 위치는 제1 코일(120)에 전원을 인가하지 않은 상태에서의 가동부(예컨대, 보빈)의 최초 위치이거나, 또는 상측 및 하측 탄성 부재(150,160)가 단지 가동부의 무게에 의해서만 탄성 변형됨에 따라 가동부가 놓이는 위치일 수 있다.
반면에, 실시 예가 양방향 제어되는 오토 포커싱 기능을 수행하는 구조를 가질 경우에는 보빈(110)의 제1 및 제2 돌출부(111, 112)의 저면과 하우징(140)의 제1 안착홈(146)의 바닥면(146a)이 일정 거리 이격된 위치가 초기 위치로 설정될 수 있다. 이 경우 초기 위치에서 AF 가동부는 상측 및 하측 탄성 부재(150,160)에 의하여 지지될 수 있다.
예컨대, 초기 위치에서 제1 코일(120)에 정방향 전류가 인가되면 보빈(110)이 초기 위치로부터 상측으로 이동할 수 있으며, 초기 위치에서 제1 코일(120)에 역방향 전류가 인가되면 보빈(110)이 초기 위치로부터 하측으로 이동할 수 있다.
다음으로 제1 코일(120)에 대하여 설명한다.
제1 코일(120)은 보빈(110)의 외주면 상에 배치된다. 제1 코일(120)은 제1 위치 센서(170)와 광축과 수직인 방향으로 오버랩되지 않도록 배치될 수 있다.
예컨대, 제1 코일(130)과 제1 위치 센서(170)는 광축과 수직인 방향으로 서로 간섭 또는 오버랩되지 않도록, 제1 위치 센서(170)는 보빈(110)의 외주면 상측에 배치될 수 있고, 제1 코일(120)은 보빈(110)의 외주면 하측에 배치될 수 있다.
다른 실시 예에서는 제1 코일(130)과 제1 위치 센서(170)는 광축과 수직인 방향으로 서로 간섭 또는 오버랩되지 않도록, 제1 위치 센서(170)는 하우징(140)에 안착 또는 고정될 수 있고, 제1 코일(120)은 보빈(110)의 외주면에 배치될 수 있다.
제1 코일(120)은 도 3에 도시된 바와 같이, 광축을 중심으로 회전하는 방향으로 보빈(110)의 외주면을 감싸도록 권선될 수 있다.
예컨대, 제1 코일(120)은 보빈(110)의 외주면에 직접 권선할 수 있고, 보빈(110)의 외주면에 마련되는 코일 링(미도시)에 감길 수도 있다.
다른 실시 예에서 제1 코일(120)은 미리 권선되어 보빈(110)에 삽입되어 고정될 수 있으며, 이를 위하여 보빈(110)의 외주면에는 제1 코일(120)이 삽입되는 홈부가 마련될 수 있다. 예컨대, 제1 코일(120)은 각진 링 형상의 코일 블록으로 마련될 수도 있다.
제1 코일(120)은 도 2에 도시된 바와 같이 대략 8각 형상으로 형성될 수 있다. 이는 보빈(110)의 외주면의 형상에 대응되는 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 원형으로 형성될 수도 있다.
또한, 제1 코일(120)에서 적어도 4면은 직선으로 마련될 수 있고, 이들 면을 연결하는 모서리 부분도 직선으로 마련될 수 있으나, 이를 한정하는 것은 아니며 라운드 형태로 형성하는 것도 가능하다.
제1 코일(120)은 제2 마그네트(130)와 대응 또는 대향하는 면을 가질 수 있다. 또한, 제1 코일(120)과 대응되는 제2 마그네트(130)의 면은 제1 코일(120)의 곡률과 같은 곡률을 가질 수 있다.
예컨대, 제1 코일(120)이 직선이면, 대응되는 제2 마그네트(130)의 면은 직선일 수 있으며, 제1 코일(120)이 곡선이면, 대응되는 제2 마그네트(130)의 면은 곡선일 수 있다. 또한, 제1 코일(120)이 곡선이더라도 대응되는 제2 마그네트(130)의 면은 직선일 수 있으며, 그 반대일수도 있다.
제1 코일(120)은 전류가 공급되면 제2 마그네트(130)와 상호 작용을 통해 전자기력을 형성할 수 있으며, 형성된 전자기력이 보빈(110)을 제1 방향 또는 제1 방향과 평행한 방향으로 이동시킬 수 있다.
제2 마그네트(130)가 단일 몸체로 구성되어 제1 코일(120)과 마주보는 면 전체가 동일한 극성을 가지도록 배치될 수 있다.
제2 마그네트(130)가 광축에 수직한 면으로 2분할 또는 4분할되어 제1 코일(120)과 마주보는 면이 2개 또는 그 이상으로 구분될 경우, 제1 코일(120) 역시 분할된 제2 마그네트(130)와 대응되는 개수로 분할 구성되는 것도 가능하다.
다음으로 제1 위치 센서(170) 및 센서 기판(180)에 대하여 설명한다.
제1 위치 센서(170)는 보빈(110)에 배치, 결합, 또는 실장되어, 보빈(110)과 함께 이동할 수 있다. 광축에 평행한 제1 방향으로 보빈(110)이 이동할 때, 제1 위치 센서(170)는 보빈(110)과 함께 이동할 수 있다.
반면에 제1 위치 센서(170)가 하우징(140)에 배치 또는 고정되는 다른 실시 에에서는 광축에 평행한 제1 방향으로 보빈(110)이 이동할 때, 제1 위치 센서(170)는 보빈(110)과 함께 움직이지 않으며, 이 경우 제1 위치 센서(170)의 센싱을 위한 제1 마그네트(190)가 보빈(110)에 배치 및 고정되어 보빈(110)과 함께 이동할 수 있다.
제1 위치 센서(170)는 보빈(110)의 이동에 따른 제1 마그네트(190)의 자기장의 세기를 감지할 수 있고, 감지한 결과에 따른 궤환 신호를 출력할 수 있다. 궤환 신호를 이용하여 보빈(110)의 제1 방향 또는 제1 방향과 평행한 방향으로의 변위가 조정될 수 있다.
제1 마그네트(190)가 생략되는 다른 실시 예에서는, 제1 위치 센서(170)는 보빈(110)의 이동에 따른 제2 마그네트(130)의 자기장의 세기를 감지할 수 있고, 감지한 결과에 따른 궤환 신호를 출력할 수 있다.
제1 위치 센서(170)는 센서 기판(180)과 전기적으로 연결될 수 있으며, 홀 센서(Hall sensor)를 포함하는 드라이버 형태로 구현되거나, 또는 홀 센서 등과 같은 위치 검출 센서 단독으로 구현될 수 있다.
제1 위치 센서(170)는 다양한 형태로 보빈(110)에 배치, 결합, 또는 실장될 수 있으며, 제1 위치 센서(170)가 배치, 결합 또는 실장되는 형태에 따라 제1 위치 센서(170)는 다양한 방법으로 전류를 인가받을 수 있다.
제1 위치 센서(170)는 센서 기판(180)에 배치, 결합, 또는 실장되고, 센서 기판(180)은 보빈(110)에 결합될 수 있다. 예컨대, 제1 위치 센서(170)는 센서 기판(180)을 통하여 보빈(110)에 간접적으로 배치, 결합, 또는 실장될 수 있다.
제1 위치 센서(170)는 후술하는 상측 탄성 부재(150) 또는 하측 탄성 부재(160) 중 적어도 하나와 전기적으로 연결될 수 있다. 예컨대, 제1 위치 센서(170)는 상측 탄성 부재(150)와 전기적으로 연결될 수 있다.
센서 기판(180)은 보빈(110)의 지지홈(114)에 삽입되어 보빈(110)에 결합될 수 있다. 센서 기판(180)은 보빈(110)에 장착되기에 적합하면 충분하며, 도 3에서는 링(ring) 형상을 예시하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한 제1 위치 센서(170)는 센서 기판(180)에 실장되어, 에폭시 또는 양면 테이프 등의 접착 부재를 이용하여 센서 기판(180)에 부착되어 지지될 수 있다.
센서 기판(180)은 몸체(182), 탄성 부재 접촉부들(184-1 내지 184-4) 및 회로 패턴(L1 내지 L4)을 포함할 수 있다.
예컨대, 센서 기판(180)의 몸체(182)는 보빈(110)의 지지홈(114)에 삽입되어 고정 가능한 형상을 가질 수 있다.
센서 기판(180)의 탄성 부재 접촉부들(184-1 내지 184-4)은 센서 기판(180)의 몸체(182)로부터 돌출된 형태일 수 있고, 상측 탄성 부재(150)의 제1 내측 프레임(151)과 연결될 수 있다.
센서 기판(180)의 회로 패턴들(L1 내지 L4)은 센서 기판(180)의 몸체(182)에 형성될 수 있고 제1 위치 센서(170)와 탄성 부재 접촉부들(184-1 내지 184-4)을 전기적으로 연결할 수 있다.
제1 위치 센서(170)는 하우징(140)에 배치되는 제1 마그네트(190)에 대향하거나 또는 정렬될 수 있다.
예컨대, 제1 위치 센서(170)의 적어도 일부는 광축과 수직인 제2 방향으로 제1 마그네트(190)와 중첩될 수 있고, 제2 마그네트(130)와 중첩되지 않을 수 있다. 또한 제1 마그네트(190)가 생략되는 경우에 제1 위치 센서(170)는 제2 마그네트(130)와 일부 오버랩되게 배치될 수 있다.
예컨대, 제1 위치 센서(170)의 중심을 지나고, 광축과 수직인 제2 방향과 평행한 가상의 수평선(172, 도 6 참조)이 제1 마그네트(190)의 중앙에 정렬되도록 제1 위치 센서(170)는 배치될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이때, 가상의 수평선(172)이 제1 마그네트(190)의 중앙과 일치하는 지점을 기준점으로 보빈(110)은 광축 방향인 제1 방향으로 승강 이동할 수 있지만, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.
다른 실시 예에서는 광축과 수직인 제2 방향으로 제1 위치 센서(170)의 중심은 제1 마그네트(190)의 중앙에 정렬될 수 있으며, 광축과 수직인 제2 방향으로 적어도 제1 위치 센서(170)의 중심은 제2 마그네트(130)와 오버랩되지 않을 수 있으나, 제1 위치 센서(170)의 중심을 제외한 나머지 부분은 제2 마그네트(130)와 오버랩될 수도 있다.
또한 다른 실시 예에서는 광축과 수직인 제2 방향으로 제1 위치 센서(170)의 중앙은 제2 마그네트(130)의 중앙과 오버랩되지 않을 수 있으나, 제2 마그네트(130)의 중앙을 제외한 나머지 부분은 제1 위치 센서(170)의 중앙과 오버랩될 수도 있다.
다음으로 하우징(140)을 설명한다.
하우징(140)은 센싱용인 제1 마그네트(190), 및 구동용인 제2 마그네트(130)를 지지하며, 광축과 평행한 제1 방향으로 보빈(110)이 이동할 수 있도록 내부에 보빈(110)을 수용한다.
하우징(140)은 전체적으로 중공 기둥 형상일 수 있다. 예컨대, 하우징(140)은 다각형(예컨대, 사각형, 또는 팔각형) 또는 원형의 중공(201)을 구비할 수 있다.
도 4는 도 1에 도시된 하우징(140)의 평면 사시도를 나타내고, 도 5는 도 1에 도시된 하우징(140), 및 제2 마그네트(130)의 저면 분해 사시도를 나타내고, 도 6은 도 2에 도시된 I-I' 선을 따라 절개한 단면도를 나타내고, 도 7은 도 1의 보빈(110), 하우징(140), 상측 탄성 부재(150), 제1 위치 센서(170), 센서 기판(180) 및 복수의 지지 부재(220)가 결합된 평면 사시도를 나타내고, 도 8은 도 1의 보빈(110), 하우징(140), 하측 탄성 부재(160) 및 복수의 지지 부재(220)가 결합된 저면 사시도를 나타낸다.
하우징(140)은 보빈(110)의 제1 및 제2 돌출부(111, 112)와 대응되는 위치에 형성되는 제1 안착홈(146)을 구비할 수 있다.
하우징(140)은 보빈(110)의 제1 및 제2 돌출부(111, 112) 사이의 영역과 대응하는 제3 돌출부(148)를 구비할 수 있다.
보빈(110)과 대향하는 하우징(140)의 제3 돌출부(148)의 면은 보빈(110)의 측부 형상과 동일한 형상을 가질 수 있거나, 대응되는 형상을 가질 수 있다. 이때, 도 3에 도시된 보빈(110)의 제1 및 제2 돌출부(111, 112) 사이의 영역의 제1 폭(W1)과 도 4에 도시된 하우징(140)의 제3 돌출부(148)의 제2 폭(W2)이 일정 공차를 가질 수 있다. 이로 인하여 보빈(110)의 제1 및 제2 돌출부(111, 112) 사이에서 하우징(40)의 제3 돌출부(148)가 회전하는 것이 규제될 수 있다. 그러면, 보빈(110)이 광축 방향이 아닌 광축을 중심으로 회전하는 방향으로 힘을 받더라도, 하우징(140)의 제3 돌출부(148)가 보빈(110)의 회전을 방지할 수 있다.
예컨대, 하우징(140)의 외곽의 상측은 사각 평면 형상을 갖지만 도 6 및 도 7에 예시된 바와 같이 내곽의 하측은 8각 평면 형상 또는 이에 유사한 형상을 가질 수 있다. 하우징(140)은 복수의 측부들을 포함할 수 있으며, 예를 들어, 4개의 제1 측부들(141)과 4개의 제2 측부들(142)을 포함할 수 있다.
하우징(140)의 제1 측부들(141)은 제2 마그네트(130)가 설치되는 부분에 해당할 수 있다. 하우징(140)의 제2 측부들(142)은 인접하는 2개의 제1 측부들 사이에 위치할 수 있고, 지지 부재(220)가 배치되는 부분에 해당할 수 있다. 하우징(140)의 제1 측부들(141)은 하우징(140)의 제2 측부들(142)을 상호 연결하며, 일정 깊이의 평면을 포함할 수 있다.
하우징(140)의 제1 측부들(141) 각각은 이와 대응되는 제2 마그네트(130)의 면적과 동일하거나 넓은 면적을 가질 수 있으며, 또한 그 길이는 각각 대응되는 제2 마그네트(130)의 길이와 동일하거나 길 수 있다.
하우징(140)은 제1 마그네트(190) 및 제2 마그네트들(130-1 내지 130-4)을 수용하기 위하여 제1 측부들(141)의 내면에 마련되는 마그네트 안착부(141a)를 구비할 수 있다.
제2 마그네트들(130-1,130-2,130-3,130-4) 각각은 하우징(140)의 제1 측부들(141) 중 대응하는 어느 하나에 마련되는 마그네트 안착부(141a)에 고정될 수 있다.
하우징(140)의 마그네트 안착부(141a)는 제2 마그네트(130)의 크기와 대응되는 요홈으로 형성될 수 있으며, 제2 마그네트(130)와 적어도 3면, 즉 양 측면과 상부면이 마주보게 배치될 수 있다.
하우징(140)의 마그네트 안착부(141a)의 바닥면, 즉 후술할 제2 코일(230)을 마주보는 면에 개구가 형성될 수 있고, 마그네트 안착부(141a)에 고정된 제2 마그네트(130)의 바닥면은 제2 코일(230)과 직접 마주볼 수 있다.
제1 마그네트(190)는 광축과 수직인 제2 방향으로 제1 위치 센서(170)와 마주보도록 배치될 수 있다. 예컨대, 제1 마그네트(190)는 하우징(140)의 제1 측부들 중 어느 하나에 배치될 수 있고, 제1 위치 센서(170)는 보빈(110)의 제1 측면들 중 제1 마그네트(190)가 배치되는 하우징의 제1 측부와 대응하는 어느 하나에 배치될 수 있다.
예컨대, 제1 마그네트(190)는 제2 마그네트(130) 상에 배치되도록 하우징(140)의 마그네트 안착부(141a)에 고정될 수 있다.
예컨대, 제1 마그네트(190)는 제2 마그네트들(130-1 내지 130-4) 중 어느 하나(예컨대, 130-1) 상에 배치될 수 있다.
제1 마그네트(190)는 어느 하나의 제2 마그네트(예컨대, 130-1)와 접촉할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
다른 실시 예에서 제1 마그네트(190)는 제2 마그네트(예컨대, 130-1)와 이격하여 배치될 수도 있으며, 이를 위하여 하우징(140)은 제2 마그네트(예컨대, 130-1)를 제1 마그네트(예컨대, 190)와 이격하여 수용하기 위한 별도의 마그네트 안착부(미도시)를 구비할 수 있다. 즉 제1 마그네트(190)와 제2 마그네트(예컨대, 130-1) 사이에는 하우징(140)의 일부가 배치될 수 있다. 또한 다른 실시 예는 제1 마그네트(190)가 생략되고, 제2 마그네트(130)가 센싱용 및 구동용을 겸용할 수도 있다.
하우징(140)의 제1 측부(141)는 커버 부재(300)의 측면과 평행하게 배치될 수 있다. 또한, 하우징(140)의 제1 측부(141)는 제2 측부(142)보다 큰 면을 가질 수 있다. 하우징(140)의 제2 측부(142)는 지지 부재(220)가 지나가는 경로를 형성할 수 있다. 하우징(140)의 제2 측부(142)의 상부는 제1 통공(147)을 포함할 수 있다. 지지 부재(220)는 제1 통공(147)을 관통하여 상측 탄성 부재(150)와 연결될 수 있다.
또한, 도 1에 도시된 커버 부재(300)의 내측면에 직접 충돌하는 것을 방지하기 위하여, 하우징(140)은 상단에는 제2 스토퍼(144)가 마련될 수 있다. 하우징(140)은 상측 탄성 부재(150)와 결합을 위하여 상부면에 적어도 하나의 제1 상측 지지 돌기(143)을 구비할 수 있다.
예컨대, 하우징(140)의 제1 상측 지지 돌기(143)는 하우징(140)의 제2 측부(142)에 대응하는 하우징(140)의 상부면에 형성될 수 있다. 하우징(140)의 제1 상측 지지 돌기(143)는 예시된 바와 같이 반구 형상을 가질 수도 있고, 이와 달리 원통 형상 또는 각기둥 형상을 가질 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
하우징(140)은 하측 탄성 부재(160)와 결합 및 고정되는 지지 돌기(145)를 하부면에 구비할 수 있다.
지지 부재(220)가 지나가는 경로를 형성하기 위해서일 뿐만 아니라, 댐핑 역할을 할 수 있는 젤 형태의 실리콘을 채우기 위한 공간을 확보하기 위하여 하우징(140)은 제2 측부(142)에 형성되는 제1 요홈(142a)를 구비할 수 있다. 즉, 하우징(140)의 요홈(142a)에는 댐핑 실리콘이 채워질 수 있다.
하우징(140)은 측면으로부터 돌출된 복수 개의 제3 스토퍼(149)를 구비할 수 있다. 제3 스토퍼(149)는 하우징(140)이 제2 및 제3 방향으로 움직일 때 커버 부재(300)와 충돌하는 것을 방지하기 위한 것이다.
하우징(140)의 바닥면이 후술할 베이스(210) 및/또는 회로 기판(250)과 충돌하는 것을 방지하기 위하여 하우징(140)은 하부면으로부터 돌출되는 제4 스토퍼(미도시)를 더 구비할 수 있다. 이러한 구성을 통해 하우징(140)은 아래쪽으로는 베이스(210)와 이격될 수 있고, 상측으로는 커버 부재(300)와 이격되어 상하 간섭 없이 광축 방향 높이가 유지되도록 할 수 있다. 따라서 하우징(140)은 광축에 수직한 평면에서 전후좌후 방향인 제2 및 제 3 방향으로 쉬프팅 동작을 수행할 수 있다.
다음으로 제1 마그네트(190)와 제2 마그네트(130)에 대하여 설명한다.
제2 마그네트(130)는 제1 코일(120)과 대응하도록 하우징(140)에 배치될 수 있다. 제2 마그네트(130)는 도 5에 도시된 바와 같이 하우징(140)의 제1 측부(141) 내측에 수용되어 지지될 수 있다.
예를 들어, 도 5을 참조하면, 제2 마그네트(130)는 광축과 수직인 방향으로 제1 코일(120)과도 오버랩되도록 하우징(140)의 마그네트 안착부(141a)에 배치될 수 있다.
제1 및 제2 마그네트들(190, 130)은 하우징(140)의 제1 측부(141) 내측에 수용되지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
다른 실시 예에서 제1 및 제2 마그네트들(190, 130)은 하우징(140)의 제1 측부(141)의 외측 또는 하우징(140)의 제2 측부(142)의 내측 또는 외측에 배치될 수도 있다.
또한 다른 실시 예에서는 제1 마그네트(190)는 하우징(140)의 제1 측부(141)의 내측에 수용될 수 있고, 제2 마그네트(190)는 하우징(140)의 제1 측부(141)의 외측에 수용되거나, 그 반대로 배치되어 수용될 수도 있다.
또한 다른 실시 예에서는 제1 마그네트(190)는 하우징(140)의 제1 측부(141)의 내측 또는 외측에 수용될 수 있고, 제2 마그네트(190)는 하우징(140)의 제2 측부(142)의 내측 또는 외측에 수용되거나, 그 반대로 배치되어 수용될 수도 있다.
제2 마그네트(130)의 형상은 하우징(140)의 제1 측부(141)에 대응되는 형상으로 대략 직육면체 형상일 수 있으며, 제1 코일(120)과 마주보는 면은 제1 코일(120)의 대응되는 면의 곡률과 대응되게 형성될 수 있다.
제2 마그네트(130)는 한 몸으로 구성될 수 있으며, 제1 코일(120)을 마주보는 면을 S극(132), 바깥쪽 면은 N극(134)이 되도록 배치할 수 있다. 그러나 이를 한정하는 것은 아니며, 반대로 구성하는 것도 가능하다.
제2 마그네트(130)는 적어도 2개 이상이 설치될 수 있으며, 실시 예에 따르면 4개가 설치될 수 있다. 이때, 제2 마그네트(130)는 평면이 대략 사각형상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 다른 실시 예에서는 삼각형, 마름모 형상일 수도 있다.
도 3을 참조하면, 제2 마그네트(130)의 평면이 사각형상일 경우, 복수 개의 제2 마그네트들(130-1 내지 130-4) 중 한 쌍(130-1, 130-3)은 제2 방향으로 평행하게 배치될 수 있고, 다른 한 쌍(130-2,130-4)은 제3 방향으로 평행하게 배치될 수 있다. 이와 같은 배치 구조에 따라 후술할 손떨림 보정을 위한 하우징(140)의 이동 제어가 가능할 수 있다.
제1 마그네트(190)는 광축과 수직인 제2 방향으로 제1 위치 센서(170)와 적어도 일부와 오버랩되도록 하우징(140)에 배치될 수 있다. 예컨대, 제1 마그네트(190)는 하우징(140)의 제1 측부(141) 내측에 제2 마그네트(예컨대, 130-1)와 함께 수용되어 지지될 수 있다.
제2 마그네트(130)는 내측과 외측의 극성이 서로 다른 단극 착자 마그네트일 수 있다. 제1 코일(120)을 마주보는 면은 S극(132), 그 반대쪽 면은 N극이 되도록 제2 마그네트(120)는 배치될 수 있으나, 이를 한정하는 것은 아니며, 반대로 구성하는 것도 가능하다.
제1 마그네트(190)는 제2 마그네트(130) 위에 위치하도록 하우징(140)에 장착될 수 있다. 제1 마그네트(190)는 상측 및 하측의 극성이 서로 다른 단극 착자일 수 있다. 예컨대, 제1 마그네트(190)의 S극과 N극 사이의 경계면은 제2 마그네트(130)의 S극 및 N극 사이의 경계면과 수직일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 마그네트(190a)의 크기는 제2 마그네트(130)의 크기보다 작을 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
다른 실시 예에서 제1 마그네트(190)는 상측 및 하측의 극성이 서로 다른 양극 착자 마그네트일 수 있다. 제1 마그네트(190)는 페라이트(ferrite), 알리코(alnico), 희토류 자석 등으로 구현 가능하며, 자기 회로의 형태에 의하여 내자형(Ptype)과 외자형(F-type)으로 분류할 수 있다. 실시 예는 이러한 양극 착자 마그네트의 종류에 국한되지 않는다.
양극 착자 마그네트로 구현되는 제1 마그네트(190)는 제1 센싱 마그네트, 제2 센싱 마그네트, 및 비자성체 격벽을 포함할 수 있다.
광축과 평행한 방향으로 서로 마주보도록 제1 센싱 마그네트와 제2 센싱 마그네트는 이격할 수 있으며, 비자성체 격벽은 제1 센싱 마그네트와 제2 센싱 마그네트 사이에 배치될 수 있다.
다른 실시 예에서는 광축과 수직인 방향으로 서로 마주보도록 제1 센싱 마그네트와 제2 센싱 마그네트는 이격할 수 있으며, 그 사이에 비자성체 격벽이 배치될 수도 있다.
비자성체 격벽은 실질적으로 자성을 갖지 않는 부분으로서 극성이 거의 없는 구간을 포함할 수 있으며, 공기로 채워지거나 비자성체 물질을 포함할 수 있다.
렌즈 구동 장치(100)의 가동부(예컨대, 보빈)은 초기 위치로부터 +Z축 방향 또는 -Z축 방향으로 이동할 수 있다. 초기 위치에서 상측 및 하측 탄성 부재(150, 160)에 의하여 가동부(예컨대, 보빈(110))는 고정부(예컨대, 하우징(140))으로부터 이격된 상태일 수 있다.
초기 위치에서 제1 위치 센서(170)의 중앙은 광축과 수직한 방향으로 제1 마그네트(190)의 비자성체 격벽과 서로 마주보도록 정렬될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이는 가동부가 광축과 평행한 방향으로 이동할 때, 제1 위치 센서(170)가 제1 마그네트(190)의 선형적으로 변하는 자기장 세기의 구간을 감지하기 위함이다.
제1 마그네트(190)의 종류에 따라서 제1 위치 센서(170)의 중앙은 제1 센싱 마그네트, 제2 센싱 마그네트, 및 비자성체 격벽 중 어느 하나와 광축과 수직한 방향으로 서로 마주보도록 정렬될 수 있다.
다음으로 상측 탄성 부재(150), 하측 탄성 부재(160), 및 지지 부재(220)에 대하여 설명한다.
상측 탄성 부재(150) 및 하측 탄성 부재(160)는 보빈(110)을 탄성에 의하여 지지한다. 예컨대, 상측 탄성 부재(150)는 보빈(110)의 상단 및 하우징(140)의 상단과 결합할 수 있고, 하측 탄성 부재(160)는 보빈(110)의 하단 및 하우징(140)의 하단과 결합할 수 있다.
지지 부재(220)는 하우징(140)을 베이스(210)에 대하여 광축과 수직인 방향으로 이동 가능하게 지지할 수 있고, 상측 또는 상기 하측 탄성 부재들(150,160) 중 적어도 하나와 회로 기판(250)을 전기적으로 연결할 수 있다.
도 9는 도 1에 도시된 상측 탄성 부재(150), 하측 탄성 부재(160), 제1 위치 센서(170), 센서 기판(180), 베이스(210), 지지 부재(220) 및 회로 기판(250)의 결합 사시도를 나타낸다.
상측 탄성 부재(150)는 서로 전기적으로 분리된 복수의 상측 탄성 부재들(150-1 내지 150-4)을 포함할 수 있다.
탄성 부재 접촉부들(184-1 내지 184-4)은 상측 탄성 부재(150) 또는 하측 탄성 부재(160) 중 적어도 하나와 전기적으로 연결될 수 있다.
도 9에서는 센서 기판(180)의 탄성 부재 접촉부들(184-1 내지 184-4)이 상측 탄성 부재들(150-1 내지 150-4)과 전기적으로 접촉하는 것을 예시하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
다른 실시 예에서는 센서 기판(180)의 탄성 부재 접촉부들(184-1 내지 184-4)은 하측 탄성 부재(160)에 전기적으로 접촉하거나 또는 상측 탄성 부재(150) 및 하측 탄성 부재(160)에 모두 전기적으로 접촉할 수도 있다.
제1 위치 센서(170)와 전기적으로 연결된 탄성 부재 접촉부들(184-1, 184-2, 184-3, 184-4) 각각은 복수의 상측 탄성 부재들(150-1, 150-2, 150-3, 150-4) 중 대응하는 어느 하나와 전기적으로 연결될 수 있다. 또한 복수의 상측 탄성 부재들(150-1 내지 150-4) 각각은 복수의 지지 부재들(220) 중 대응하는 어느 하나와 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 내지 제4 상측 탄성 부재들(150-1 내지 150-4) 각각(150a, 150b)은 보빈(110)과 결합하는 제1 내측 프레임(151), 하우징(140)과 결합하는 제1-1 외측 프레임(152a, 152b) 및 제1 내측 프레임(151)과 제1-1 외측 프레임(152a, 152b)을 연결하는 제1 프레임 연결부(153)를 포함할 수 있다.
제1 내지 제4 상측 탄성 부재들(150-1 내지 150-4) 각각의 제1 내측 프레임(151)은 보빈(110) 및 탄성 부재 접촉부들(184-1 내지 184-4) 중 대응하는 어느 하나와 결합할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이 제2 돌출부(112)의 상부면(112a)이 평평할 경우 제1 내측 프레임(151)은 상부면(112a)에 얹혀진 후, 접착 부재에 의해 고정될 수 있다.
다른 실시 예에 의하면, 도 3에 도시된 바와 달리 상부면(112a)에 지지 돌기(미도시)가 형성될 경우, 제1 내측 프레임(151)에 형성된 통공(151a)에 지지 돌기가 삽입된 후 열 융착으로 고정될 수 있고, 에폭시 등과 같은 접착 부재로 고정될 수 있다.
제1-1 외측 프레임(152a, 152b)은 하우징(140)과 결합될 수 있고, 지지 부재(220)와 연결될 수 있다.
제1 프레임 연결부(153)는 제1 내측 프레임(151)과 제1-1 외측 프레임(152a, 152b)을 연결할 수 있다. 제1-1 외측 프레임(152b)은 제1-1 외측 프레임(152a)을 양분한 형태를 갖지만, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 즉, 다른 실시 예에 의하면, 제1-1 외측 프레임(152a)은 제1-1 외측 프레임(152b)과 동일한 모습으로 양분될 수도 있다.
제1 프레임 연결부(153)는 적어도 한 번 이상 절곡 형성될 수 있고, 일정 형상의 패턴을 형성할 수 있다. 제1 프레임 연결부(153)의 위치 변화 및 미세 변형을 통해 보빈(110)은 광축에 평행한 제1 방향으로의 상승 및/또는 하강 동작이 탄력 지지될 수 있다.
하우징(140)의 제1 상측 지지 돌기(143)는 도 9에 예시된 상측 탄성 부재(150)의 제1-1 외측 프레임(152a, 152b)과 하우징(140)을 결합 및 고정할 수 있다.
실시 예에 따르면, 제1-1 외측 프레임(152a, 152b)에는 하우징(140)의 제1 상측 지지 돌기(143)와 결합하는 통공(157)이 형성될 수 있다. 하우징(140)의 제1 상측 지지 돌기(143)와 통공(157)은 열 융착으로 고정될 수도 있고, 에폭시 등과 같은 접착 부재로 고정될 수도 있다.
제1 내측 프레임(151)이 보빈(110)과 결합하고, 제1-1 외측 프레임(152a, 152b)이 하우징(140)에 결합된 후, 센서 기판(180)의 탄성 부재 접촉부들(184-1 내지 184-4)과 제1 내측 프레임(151)에 납땜 등과 같은 통전성 연결(CP11, CP12, CP13, CP14)을 도 7에 도시된 바와 같이 수행하여, 제1 위치 센서(170)의 4개의 핀들 중 2개의 핀으로 서로 다른 극성의 전원이 인가되고, 제1 위치 센서(170)의 4개의 핀 중 나머지 2개의 핀들으로부터의 궤환 신호를 내보낼 수 있다. 이와 같이 서로 다른 극성의 전원을 인가받고 서로 다른 극성의 궤환 신호를 출력할 수 있도록, 상측 탄성 부재(150)는 제1 내지 제4 상측 탄성 부재들(150-1 내지 150-4)로 4 분할될 수 있다.
제1 내지 제4 상측 탄성 부재들(150-1 내지 150-4)은 지지 부재(220)를 통해 회로 기판(250)에 연결된다.
예컨대, 상측 탄성 부재(150-1)는 제1-1 또는 제1-2 지지 부재(220-1a, 220-1b) 중 적어도 하나를 통해 회로 기판(250)에 연결될 수 있고, 제2 상측 탄성 부재(150-2)는 제2 지지 부재(220-2)를 통해 회로 기판(250)에 연결될 수 있고, 제3 상측 탄성 부재(150-3)는 제3-1 또는 제3-2 지지 부재(220-3a, 220-3b) 중 적어도 하나를 통해 회로 기판(250)에 연결될 수 있고, 제4 상측 탄성 부재(150-4)는 제4 지지 부재(220-4)를 통해 회로 기판(250)에 연결될 수 있다. 따라서, 제1 위치 센서(170)는 지지 부재(220)와 상측 탄성 부재(150)를 통해 회로 기판(250)으로부터 제공되는 전원을 공급받거나 자신으로부터 출력되는 궤환 신호를 회로 기판(250)으로 제공할 수 있다.
하측 탄성 부재(160)는 서로 전기적으로 분리된 제1 및 제2 하측 탄성 부재들60-1, 160-2)을 포함할 수 있다. 제1 코일(120)은 제1 및 제2 하측 탄성 부재들(160-1, 160-2)을 통하여 복수의 지지 부재(220)와 연결될 수 있다.
제1 및 제2 하측 탄성 부재들(160-1, 160-2) 각각은 적어도 하나의 제2 내측 프레임(161-1, 161-2), 적어도 하나의 제2 외측 프레임(162-1, 162-2) 및 적어도 하나의 제2 프레임 연결부(163-1, 163-2)를 포함할 수 있다.
제2 내측 프레임(161-1, 161-2)은 보빈(110)과 결합될 수 있고, 제2 외측 프레임(162-2, 162-2)은 하우징(140)과 결합될 수 있다.
제2-1 프레임 연결부(163-1)는 제2 내측 프레임(161-1)과 제2 외측 프레임(162-1)을 연결할 수 있고, 제2-2 프레임 연결부(163-2)는 2개의 제2 외측 프레임(162-1, 162-2)을 연결할 수 있고, 제2-3 프레임 연결부(163-3)는 제2 내측 프레임(161-2)과 제2 외측 프레임(162-2)을 연결할 수 있다.
또한, 제1 하측 탄성 부재(160-1)는 제1 코일 프레임(164-1)을 더 포함할 수 있고, 제2 하측 탄성 부재(160-2)는 제2 코일 프레임(164-2)을 더 포함할 수 있다.
도 9를 참조하면, 솔더 등과 같은 통전성 연결 부재에 의해 제1 코일(120)의 양단은 제1 및 제2 코일 프레임들(164-1, 164-2)에 통전 가능하게 연결될 수 있다.
제1 및 제2 하측 탄성 부재들(160-1, 160-2)은 서로 다른 극성의 전원을 인가받아 제1 코일(120)로 전달할 수 있다. 이와 같이, 서로 다른 극성의 전원을 인가받아, 제1 코일(120)로 전달할 수 있도록, 하측 탄성 부재(160)는 제1 및 제2 하측 탄성 부재(160-1, 160-2)로 2분할될 수 있다.
또한, 제1 및 제2 하측 탄성 부재들(160-1, 160-2) 각각은 제2-4 프레임 연결부(163-4)를 더 포함할 수 있다. 제2-4 프레임 연결부(163-4)는 코일 프레임(164)과 제2 내측 프레임(161-2)을 연결할 수 있다.
제2-1 내지 제2-4 프레임 연결부(163-1, 163-2, 163-3, 163-4) 중 적어도 하나는 적어도 한 번 이상 절곡 형성되어 일정 형상의 패턴을 형성할 수 있다. 특히, 제2-1 및 제2-3 프레임 연결부(163-1, 163-3)의 위치 변화 및 미세 변형을 통해 보빈(110)은 광축에 평행한 제1 방향으로의 상승 및/또는 하강 동작이 탄력적으로 지지될 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 도시된 바와 같이 제1 및 제2 하측 탄성 부재(160-1, 160-2) 각각은 절곡부(165)를 더 포함할 수 있다.
제1 및 제2 하측 탄성 부재(160-1, 160-2)의 절곡부(165)는 제2-2 프레임 연결부(163-2)로부터 상측 탄성 부재(150)를 향하여 제1 방향으로 절곡될 수 있다.
상측 탄성 부재(160)는 서로 전기적으로 분리된 제5 및 제6 상측 탄성 부재들(150-5, 150-6)을 더 포함할 수 있다. 제1 내지 제6 상측 탄성 부재들(150-1 내지 150-6)은 서로 전기적으로 분리될 수 있다.
제5 및 제6 상측 탄성 부재들(150-5, 150-6) 각각은 연결 프레임(154) 및 제1-2 외측 프레임(155)을 포함할 수 있다. 제5 및 제6 상측 탄성 부재들(150-5, 150-6) 각각의 연결 프레임(154)은 제1 방향으로 연장 형성될 수 있고, 하측 탄성 부재들(160-1,160-2)의 절곡부(165)와 연결될 수 있다.
제1-2 외측 프레임(155)은 연결 프레임(154)으로부터 제1 방향과 직교하는 방향으로 절곡되어 하우징(155)과 결합되고, 지지 부재(220)와 연결될 수 있다.
예컨대, 제5 상측 탄성 부재(150-5)는 제5 지지 부재(220-5)와 연결될 수 있고, 제6 상측 탄성 부재(150-6)는 제6 지지 부재(220-6)와 연결될 수 있다. 이때, 제1 및 제2 하측 탄성 부재들(160-1, 160-2) 각각의 절곡부(165)와 제5 및 제6 상측 탄성 부재들(150-5, 150-6)의 연결 프레임(154) 및 제1-2 외측 프레임(155)은 일체로 형성될 수 있다. 이와 같이, 제1 및 제2 하측 탄성 부재들(160-1, 160-2) 각각과 제5 및 제6 상측 탄성 부재들(150-5, 150-6) 각각은 제1 방향으로 절곡된 부분(165, 154)을 가질 수 있다.
한편, 제1-2 외측 프레임(155)은 제1-1 외측 프레임(152b)과 마찬가지로 통공(157)을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 제1 내지 제6 상측 탄성 부재들(150-1 내지 150-6)의 제1-1 외측 프레임(152a, 152b)은 서로 대각선 방향으로 마주보며 배치될 수 있고, 제1-2 외측 프레임(155)은 서로 대각선 방향으로 마주보며 배치될 수 있다.
한편, 제1 및 제2 하측 탄성 부재들(160-1, 160-2)은 복수의 지지 부재(220)와 연결된 제5 및 제6 상측 탄성 부재들(150-5, 150-6)을 통하여 회로 기판(250)으로부터 전원을 받아서 제1 코일(120)로 제공함을 알 수 있다. 즉, 제1 하측 탄성 부재(160-1)는 제6 상측 탄성 부재(160-6)와 제6 지지 부재(220)를 통해 회로 기판(250)에 연결될 수 있고, 제2 하측 탄성 부재(160-2)는 제5 상측 탄성 부재(160-5)와 제5 지지 부재(220-5)를 통하여 회로 기판(250)에 연결될 수 있다.
실시 예에서는 상측 및 하측 탄성 부재들(150, 160) 각각이 분할되지만, 다른 실시 예에서는 상측 및 하측 탄성 부재들(150, 160)이 분할되지 않을 수도 있다.
보빈(110)의 제1 하측 지지 돌기는 하측 탄성 부재(160)의 제2 내측 프레임(161-1, 161-2)과 보빈(110)을 결합 및 고정할 수 있다. 하우징(140)의 제2 하측 지지 돌기(145)는 하측 탄성 부재(160)의 제2 외측 프레임(162-1, 162-2)과 하우징(140)을 결합 및 고정할 수 있다.
도 9를 참조하면, 제1 및 제2 하측 탄성 부재들(160-1, 160-1) 각각의 제2 내측 프레임(161-1, 161-2)에는 보빈(110)의 제1 하측 지지 돌기와 결합하는 통공(161a)이 형성될 수 있다. 이때, 보빈(110)의 제1 하측 지지 돌기와 통공(161a)은 열 융착으로 고정될 수 있고, 에폭시 등과 같은 접착 부재로 고정될 수 있다.
또한, 제1 및 제2 하측 탄성 부재들(160-1, 160-2) 각각의 제2 외측 프레임(162-1, 162-2)에는 하우징(140)의 제2 하측 지지 돌기(145)와 결합하는 통공(162a)이 형성될 수 있다. 이때, 하우징(140)의 제2 하측 지지 돌기(145)와 통공(162a)은 열 융착으로 고정될 수도 있고, 에폭시 등과 같은 접착 부재로 고정될 수도 있다.
전술한 상측 탄성 부재(150)와 하측 탄성 부재(160) 각각은 판 스프링으로 마련될 수 있으나, 실시 예는 상측 및 하측 탄성 부재(150, 160)의 재질에 국한되지 않는다.
전기적으로 분리된 2개의 상측 탄성 부재들(150)을 이용하여 제1 위치 센서(170)에 전원을 공급하고, 제1 위치 센서(170)로부터 출력되는 궤환 신호를 전기적으로 분리된 다른 2개의 상측 탄성 부재들(150)을 이용하여 회로 기판(250)으로 전달할 수 있고, 전기적으로 분리된 2개의 하측 탄성 부재들(160)을 이용하여 제1 코일(120)에 전원을 공급할 수 있다. 그러나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.
다른 실시 예에 의하면, 복수의 상측 탄성 부재들(150)의 역할과 복수의 하측 탄성 부재들(160)의 역할은 서로 바뀔 수 있다. 즉, 전기적으로 분리된 2개의 상측 탄성 부재들을 이용하여 제1 코일(120)에 전원을 공급할 수 있고, 전기적으로 분리된 2개의 하측 탄성 부재들을 이용하여 제1 위치 센서(170)에 전원을 공급하고, 제1 위치 센서(170)로부터 출력되는 궤환 신호를 전기적으로 분리된 다른 2개의 하측 탄성 부재들을 이용하여 회로 기판(250)으로 전달할 수도 있다. 이는 비록 도시되지는 않았지만, 전술한 도면들을 통해 자명하다.
한편, 복수의 지지 부재(220)는 하우징(140)의 제2 측부들(142)에 각각 배치될 수 있다. 예를 들어, 4개의 제2 측부들(142) 각각에 2개의 지지 부재(220)가 배치될 수 있다.
또는, 하우징(140)에서 4개의 제2 측부(142) 중 2개의 제2 측부(142) 각각에는 하나의 지지 부재(220)만 배치되고, 나머지 2개의 제2 측부(142) 각각에 두 개의 지지 부재(220)가 배치될 수 있다.
또한 다른 실시 예에서 지지 부재(220)는 하우징(140)의 제1 측부(141)에 판스프링 형태로 배치될 수도 있다.
지지 부재(220)는 전술한 바와 같이 제1 위치 센서(170)와 제1 코일(120)에서 요구되는 전원을 전달하는 경로를 형성할 수 있고, 제1 위치 센서(170)로부터 출력되는 궤환 신호를 회로 기판(250)에 제공하는 경로를 형성할 수 있다.
지지 부재(220)는 탄성에 의하여 지지할 수 있는 부재, 예컨대, 판스프링(leaf spring), 코일 스프링(coil spring), 와이어 스프링, 서스펜션와이어 등으로 구현될 수 있다. 또한 다른 실시 예에 지지 부재(220)는 상측 탄성 부재와 일체로 형성될 수도 있다.
다음으로 베이스(210), 회로 기판(250), 제2 코일(230), 및 제2 위치 센서(240)에 대하여 설명한다.
베이스(210)는 상술한 보빈(110)의 중공, 또는/및 하우징(140)의 중공에 대응하는 중공을 구비할 수 있고, 커버 부재(300)와 일치 또는 대응되는 형상, 예컨대, 사각형 형상일 수 있다.
도 10은 도 1에 도시된 베이스(210), 제2 코일(230), 제2 위치 센서(240), 및 회로 기판(250)의 분해 사시도를 나타낸다.
베이스(210)는 커버 부재(300)를 접착 고정할 때, 접착제가 도포될 수 있는 단턱(211)을 구비할 수 있다. 이때, 단턱(211)은 상측에 결합되는 커버 부재(300)를 가이드할 수 있으며, 커버 부재(300)의 단부가 면 접촉하도록 결합될 수 있다.
베이스(210)의 단턱(211)과 커버 부재(300)의 단부는 접착제 등에 의해 접착 고정 및 실링 될 수 있다.
베이스(210)는 제1 렌즈 구동 유닛과 일정 간격 이격되어 배치될 수 있다. 베이스(210)에서 회로 기판(250)의 단자(251)가 형성된 부분과 마주하는 면에는 대응되는 크기의 받침부(255)가 형성될 수 있다. 받침부(255)는 베이스(210)의 외측면으로부터 일정한 단면으로 단턱(211) 없이 형성되어, 단자(251)가 형성된 단자면(253)이 받쳐지도록 할 수 있다.
베이스(210)의 모서리는 제2 요홈(212)를 가질 수 있다. 커버 부재(300)의 모서리가 돌출된 형태를 가질 경우, 커버 부재(300)의 돌출부는 제2 요홈(212)에서 베이스(210)와 체결될 수 있다.
또한, 베이스(210)의 상부면에는 제2 위치 센서(240)가 배치될 수 있는 제2 안착홈들(215-1, 215-2)이 마련될 수 있다.
실시 예에 따르면, 제2 위치 센서(240)의 수는 2개일 수 있고, 제2 안착홈들(215-1, 215-2)은 2개가 마련될 수 있다. 2개의 제2 위치 센서들(240-1,240-2) 각각은 제2 안착홈들(215-1, 215-2) 중 대응하는 어느 하나에 배치될 수 있으며, 하우징(140)이 제2 방향과 제3 방향으로 움직이는 정도를 감지할 수 있다. 제2 안착홈들(215-1, 215-2) 각각과 베이스(210)의 중심을 연결하는 가상의 선들이 이루는 각도는 수직일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 베이스(210)의 하면에는 필터가 설치되는 안착부(미도시)가 형성될 수도 있다. 이러한 필터는 적외선 차단 필터일 수 있다. 그러나 이를 한정하는 것은 아니며, 베이스(210) 하부에 별도 센서 홀더에 필터가 배치될 수도 있다. 또한, 후술하겠지만, 베이스(210)의 하면에는 이미지 센서가 실장된 회로 기판이 배치될 수 있고, 카메라 모듈은 실시 예에 따른 렌즈 구동 장치(100)와 이미지 센서가 실장된회로 기판을 포함할 수 있다.
회로 기판(250)을 기준으로 상부에는 제2 코일(230)이, 하부에는 제2 위치 센서(240)가 배치될 수 있다. 제2 위치 센서(240)는 광축과 수직인 방향으로 베이스(210)에 대한 하우징(140)의 변위를 감지할 수 있다.
제2 위치 센서(240)는 광축과 수직인 방향(X축 및 Y축 방향)으로의 하우징(140)의 변위를 감지하기 위하여 서로 직교하도록 배치되는 2개의 센서들(240-1 240-2)을 포함할 수 있다.
제2 위치 센서(240)와 제2 코일(230) 및 제2 마그네트(130)는 서로 동일 축에 정렬되도록 배치될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
회로 기판(250)은 베이스(210)의 상부면 상에 배치될 수 있으며, 보빈(110)의 중공, 하우징(140)의 중공, 또는/및 베이스(210)의 중공에 대응하는 중공을 구비할 수 있다. 회로 기판(250)의 형상은 베이스(210)의 상부면과 일치 또는 대응되는 형상, 예컨대, 사각형 형상일 수 있다.
회로 기판(250)은 상부면으로부터 절곡되고, 외부로부터 전기적 신호들을 공급받는 복수 개의 단자들(terminals), 또는 핀들(pins)이 형성되는 적어도 하나의 단자면(253)을 구비할 수 있다.
제2 코일(230)은 회로 부재(231)의 모서리 부분을 관통하는 통공(230a)을 포함할 수 있다. 지지 부재(220)는 회로 부재(231)의 통공(230a)을 관통하여 회로 기판(250)에 연결될 수 있다.
제2 코일(230)은 하우징(140)에 고정되는 제2 마그네트(130)와 대향하도록 회로 기판(250)의 상부에 배치된다.
도 10에서는 회로 기판(250)과 별도로 존재하는 회로 부재(231)에 제2 코일(230)이 형성되지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 다른 실시 예에서는 회로 기판(250)에 형성되는 회로 패턴을 이용하여 제2 코일(230)을 구현할 수도 있다.
제2 코일(230)은 회로 부재(231)의 총 4개 설치될 수 있으나, 이를 한정하는 것은 아니며, 제2 방향용 1개, 제3 방향용 1개 등 2개만이 설치되는 것도 가능하고, 4개 이상 설치될 수도 있다.
또는 도넛 형상으로 와이어를 권선하여 제2 코일(230)을 구성하거나 또는 FP(Fine Pattern) 코일 형태로 제2 코일(230)을 형성하여 회로 기판(250)에 전기적으로 연결하여 구성하는 것도 가능하다.
전술한 바와 같이 서로 대향하도록 배치된 제2 마그네트(130)와 제2 코일(230)의 상호 작용에 의해 하우징(140)이 제2 및/또는 제3 방향으로 움직여 손떨림 보정이 수행될 수 있다.
제2 위치 센서(240)는 광축(Z축)에 직교하는 X축 방향으로의 제1 렌즈 구동 유닛(100)의 변위를 감지하는 제1 센서(240-1), 및 Y축 방향으로의 제1 렌즈 구동 유닛(100)의 변위를 감지하는 제2 센서(240-2)를 포함할 수 있다.
제2 위치 센서(240)는 회로 기판(250)을 사이에 두고 제2 코일(230)의 중앙에 정렬되도록 배치될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
제2 위치 센서(240)는 홀 센서로 구현될 수 있으나, 자기장 세기를 감지할 수 있는 센서라면 어떠한 것이든 사용 가능하다.
회로 기판(250)은 지지 부재(220)와 결합 가능한 통공(250a1, 250a2)을 포함할 수 있다. 지지 부재(220)는 회로 기판(250)의 통공(250a1, 250a2)과 솔더링 등을 통하여 결합함으로써, 회로 기판(250)에 형성되는 회로 패턴과 전기적으로 연결될 수 있다.
회로 기판(250)은 베이스(210)의 제2 상측 지지 돌기(217)와 결합하는 통공(250b)을 더 포함할 수 있다. 회로 기판(250)은 복수의 단자(251)를 더 포함할 수 있다. 회로 기판(250)에는 절곡된 단자면(253)이 형성될 수 있다. 회로 기판(250)의 절곡된 단자면(253)에는 적어도 하나의 단자(251)가 설치될 수 있다.
실시 예에 의하면, 회로 기판(250)의 단자면(253)에 설치된 복수 개의 단자들(251)을 통하여 외부 전원을 인가받아 제1 및 제2 코일(120, 230), 제1 및 제2 센서들(170, 240)에 전원을 공급할 수도 있고, 제1 위치 센서(170)로부터 출력된 궤환 신호, 및 제2 위치 센서(240)의 출력을 외부로 출력할 수도 있다. 단자면(253)에 형성된 단자들(251)의 개수는 제어가 필요한 구성 요소들의 종류, 및 개수에 따라 증감될 수 있다.
실시 예에 따르면, 회로 기판(250)은 FPCB로 마련될 수 있으나 이를 한정하는 것은 아니며, 회로 기판(250)의 단자 구성 등을 베이스(210)의 표면에 직접 형성하는 것도 가능하다.
전술한 바와 같이, 회로 기판(250)은 제1 및 제2 코일들(120, 230)과 제1 위치 센서(170)에 필요한 전원(또는, 전류)을 공급할 수 있고, 제1 위치 센서(170)의 궤환 신호 및 제2 위치 센서(240)의 출력을 카메라 모듈의 제어부로 전달할 수 있다.
한편, 전술한 실시 예에 의한 렌즈 구동 장치는 다양한 분야 예를 들어 카메라 모듈에 이용될 수 있다. 예를 들어, 카메라 모듈은 휴대폰 등 모바일 기기 등에 적용 가능하다.
실시 예에 의한 카메라 모듈은 보빈(110)과 결합되는 렌즈 배럴, 이미지 센서(미도시), 회로 기판(250)과 연결될 수 있고 이미지 센서가 구비되는 이미지 센서용 기판 및 광학계를 포함할 수 있다. 실시 예에 따른 카메라 모듈은 이미지 센서에 적외선 영역의 빛이 입사됨을 차단하는 역할을 하는 적외선 차단 필터(미도시)를 더 포함할 수 있다.
또한, 광학계는 이미지 센서에 화상을 전달하는 적어도 한 장의 렌즈를 포함할 수 있다. 광학계에는 오토 포커싱 기능과 손떨림 보정 기능을 수행할 수 있는 액츄에이터 모듈이 설치될 수 있다. 실시 예에 의한 렌즈 구동 장치는 오토 포커싱 기능과 손떨림 보정 기능을 모두 수행하는 액츄에이터 모듈의 역할을 수행할 수 있다.
한편, 베이스(210)는 이미지 센서를 보호하는 센서 홀더 기능을 할 수 있으나. 이에 한정되는 것은 아니며, 별도의 센서 홀더가 베이스(210)의 하부에 배치되어 그 역할을 수행하도록 구성할 수도 있다.
다음으로 렌즈 구동 장치(100)의 안정적인 피드백 제어에 대하여 설명한다. 여기서 안정적인 피드백 제어라 함은 발진이 일어나지 않도록 AF 구동 제어 및/또는 OIS 구동 제어를 하는 것이라고 말할 수 있다.
안정적인 피드백 제어를 위해서는 후술하는 제2차 이상의 공진 주파수가 AF 구동 제어 및/또는 OIS 구동 제어 구간을 벗어나도록 하는 설계가 필요하다. 또한 제1 공진 주파수는 AF 구동 제어 및/또는 OIS 구동 제어 구간 내에 위치하도록 하는 설계가 필요하다.
예컨대, 휴대폰용 카메라 모듈에서 AF 피드백 제어 및/또는 OIS 피드백 제어 구간은 200Hz 이하인 구간일 수 있고, 안정적인 AF 피드백 제어 및/또는 OIS 피드백 제어를 위해서는 제2차 공진 주파수가 200Hz를 초과하도록 설계한다.
먼저 AF 피드백 구동 제어를 위한 전달 함수, 공진 주파수, 및 상측 및 하측 탄성 부재들의 두께와 폭의 관계를 설명한다.
AF 피드백 구동 제어를 위한 전달 함수(H)는 수학식 1과 같이 정의될 수 있다.
Figure pat00003
여기서 AFO는 제1 위치 센서(190)의 출력 신호 또는 궤환 신호일 수 있고, AFI는 제1 코일(120)에 인가되는 입력 신호, 예컨대, 인가 전류일 수 있다.
제1 코일(120)에 인가되는 입력 신호(AFI)에 기초하여 가동부의 변위가 결정될 수 있고, 가동부의 변위에 따라서 제1 위치 센서(170)의 출력(AFO)이 결정될 수 있다. 전달 함수(H)는 제1 코일(120)에 인가되는 입력 신호(AFI)와 제1 위치 센서(170)의 출력 신호의 비일 수 있다.
이때 전달 함수(H)는 PID(Proportional Integral Derivative) 제어가 반영된 것일 수 있다. PID 제어는 저주파 영역에서 이득을 조정하거나, 또는 렌즈 구동 장치가 제품별로 주파수 특성이 다른 것을 동일 위치에 같은 값의 이득을 갖도록 보상할 수 있다. 렌즈 구동 장치가 제품별로 주파수 특성이 다른 것을 동일 위치에 같은 값의 이득을 갖도록 보상하는 것을 루프 게인(loop gain)이라 한다. 루프 게인을 통하여 렌즈 구동 장치의 재품별 산포를 줄일 수 있다.
PID 제어는 제1 위치 센서(190)에서 수행될 수 있는데, 이때 제1 위치 센서(190)는 PID 제어를 수행할 수 있는 드라이버를 포함하도록 구현될 수 있다.
또는 전달 함수(H)는 PID 제어가 반영되지 않은 것일 수도 있다. 이 경우 PID 제어는 카메라 모듈에 장착된 드라이버에서 수행될 수 있으며, 제1 위치 센서(190)는 홀 센서 단독으로 구현될 수 있다.
전달 함수(H)의 이득에 관한 주파수 응답 특성의 공진 주파수는 가동부의 무게의 루트(root) 값에 반비례하고, 상측 및 하측 탄성 부재의 탄성 계수의 루트 값에 비례할 수 있다.
전달 함수(H)의 이득에 관한 주파수 응답 특성의 제1차 공진 주파수는 제1 방향(예컨대, Z축 방향)으로의 공진 주파수를 의미할 수 있고, 제2차 및 제3차 공진 주파수들은 제2 및 제3 방향(예컨대, X, Y축 방향)으로 쉬프트(shift) 또는 틸팅(tilting)되는 공진 주파수를 나타낼 수 있다.
안정적인 AF 피드백 제어를 위하여, 렌즈 구동 장치(100)에 대한 AF 피드백 구동 제어의 전달 함수(H)의 이득에 관한 주파수 응답 특성의 제1차 공진 주파수는 30Hz 이상이고, 200Hz 이하일 수 있다. Hz는 주파수의 단위인 헤르츠일 수 있다.
도 11은 실시 예에 따른 전달 함수(H)의 이득에 관한 주파수 응답 특성의 제1 및 제2차 공진 주파수들(f1, f2)을 나타낸다. 도 11에 도시된 전달 함수(H)는 ㅅ상술한 PID 제어가 반영된 것일 수 있다.
도 11을 참조하면, 전달 함수(H)의 이득에 관한 주파수 응답 특성의 제1차 공진 주파수(f1)는 제1 주파수 영역(S1)을 가질 수 있으며, 제1 주파수 영역(S1)은 30Hz 이상이고 200Hz 이하인 영역일 수 있다.
그리고 좀 더 안정적인 AF 피드백 구동 제어를 위하여 제1차 공진 주파수(f1)는 제2 주파수 영역(Q1)을 가질 수 있으며, 제2 주파수 영역(Q1)은 40Hz 이상이고 120Hz 이하인 영역일 수 있다.
PID 제어를 통하여 낮은 주파수 영역에서 충분한 이득을 확보하기 위하여, 제1차 공진 주파수는 제3 주파수 영역(Q2)을 가질 수 있으며, 제3 주파수 영역(Q2)은 50Hz 이상이고 100Hz 이하인 영역일 수 있다.
또한 안정적인 AF 피드백 구동 제어를 하기 위하여 전달 함수(H)의 이득에 관한 주파수 응답 특성의 제2차 공진 주파수(f2)는 제4 주파수 영역(S2)을 가질 수 있으며, 제4 주파수 영역(S2)은 200Hz 초과하는 영역일 수 있다.
즉 제1 코일(120)에 인가되는 입력 신호와 제1 위치 센서(190)의 출력 신호의 비의 이득에 관한 주파수 응답 특성의 제2차 공진 주파수(f2)는 200Hz 초과일 수 있다.
예컨대, 좀 더 안정적인 AF 피드백 구동 제어를 위하여, 전달 함수(H)의 이득에 관한 주파수 응답 특성의 제2차 공진 주파수(f3)는 제5 주파수 영역(Q3)을 가질 수 있으며, 제5 주파수 영역(Q3)은 250Hz 이상인 영역일 수 있다.
AF 피드백 제어시 전달 함수(H)의 이득에 관한 주파수 응답 특성에서 이득 여유(Gain Margin) 및 위상 여유(Phase Margin)은 피드백 안정도의 척도로 이용될 수 있다. 위상 여유는 이득(gain)이 0[dB]에 크로스되는 위치의 위상 값을 의미할 수 있고, 이득 여유는 위상이 0°에 크로스(cross)되는 위치의 이득 값을 의미할 수 있다.
PID 제어를 위하여 전달 함수(H)의 이득에 관한 주파수 응답 특성에서 이득이 0[dB]인 주파수는 60Hz ~ 200Hz일 수 있다.
전달 함수(H)의 이득에 관한 주파수 응답 특성의 제1차 공진 주파수는 제1 방향(예컨대, Z축 방향)으로의 상측 및 하측 탄성 부재들(150, 160)의 탄성 계수와 가동부(moving part)의 무게에 의하여 결정될 수 있다. 이때 가동부의 무게에는 렌즈 배럴, 및 렌즈의 무게가 포함될 수 있다.
전달 함수(H)의 이득에 관한 주파수 응답 특성의 제2차 공진 주파수는 제2 및 제3 방향(예컨대, X, Y축 방향)에 대한 상측 및 하측 탄성 부재들의 탄성 계수로 결정될 수 있다.
예컨대, AF 가동부는 보빈(110), 및 보빈(110)에 장착되어 보빈(110)과 함께 이동하는 구성들을 포함할 수 있다. 예컨대 가동부는 적어도 보빈(110), 및 보빈(110)에 장착되는 렌즈(미도시)를 포함할 수 있으며, 실시 예에 따라서 제1 코일(120), 제1 위치 센서(170), 및 제1 마그네트(190) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
제1 방향에 대한 상측 및 하측 탄성 부재들(150, 160)의 탄성 계수는 상측 및 하측 탄성 부재들(150,160)의 두께의 3승에 비례하고, 폭에 비례하고, 길이에 반비례할 수 있다.
실시 예에 따른 상측 및 하측 탄성 부재들(150,160)이 판 스프링일 수 있지만, 와이어 스프링, 또는 코일 스프링으로 구현될 경우에도 상측 및 하측 탄성 부재들(150,160)의 탄성 계수와 상측 및 하측 탄성 부재들(150,160)의 폭, 및 두께와의 관계는 상술한 바와 동일할 수 있다.
반면에, 제2 및 제3 방향에 대한 상측 및 하측 탄성 부재들(150,160)의 탄성 계수는 상측 및 하측 탄성 부재들(150,160)의 폭의 3승에 비례하고, 두께에 비례하고, 길이에 반비례할 수 있다.
도 12는 도 9에 도시된 제1 상측 탄성 부재(150-1)의 확대도를 나타낸다.
도 12를 참조하면, Z축 방향에 대한 제1 상측 탄성 부재(150-1)의 탄성 계수는 제1 상측 탄성 부재(150-1)의 두께(t)의 3승에 비례할 수 있고, 폭(W)에 비례할 수 있고, 길이(L)에 반비례할 수 있다. 이때 제1 상측 탄성 부재(150-1)의 폭(W)은 제1 프레임 연결부(153)의 폭일 수 있고, 제1 상측 탄성 부재(150-1)의 길이(L)는 제1 프레임 연결부(153)의 길이일 수 있다.
반면에, X, Y축 방향에 대한 제1 상측 탄성 부재(150-1)의 탄성 계수는 제1 상측 탄성 부재(150-1)의 폭(W)의 3승에 비례할 수 있고, 두께(t)에 비례할 수 있고, 길이(L)에 반비례할 수 있다.
예컨대, 렌즈 구동 장치(100)의 전달 함수(H)의 이득에 관한 주파수 응답 특성의 제1차 공진 주파수가 60Hz이고, 가동부의 무게가 0.3[g]이고, 상측 및 하측 탄성 부재들(150,160)의 제1 방향에 대한 탄성 계수(K)가 44 [N/m]일 때, 제2차 공진 주파수를 200Hz로 하기 위해서는 제2 및 제3 방향에 관한 상측 및 하측 탄성 부재들의 탄성 계수는 약 500 [N/m]가 되어야 한다. 이때 렌즈 구동 장치의 상측 및 하측 탄성 부재의 제2 및 제3 방향에 대한 탄성 계수는 제1 방향에 대한 탄성 계수의 약 11배일 수 있다.
또한 동일한 조건에서 2차 공진 주파수를 300Hz로 하기 위해서는 제2 및 제3 방향에 관한 상측 및 하측 탄성 부재들(150,160)의 탄성 계수는 약 1100[N/m]가 되어야 한다. 이때 렌즈 구동 장치의 상측 및 하측 탄성 부재의 제2 및 제3 방향에 대한 탄성 계수는 제1 방향에 대한 탄성 계수의 약 25배일 수 있다.
또한 예컨대, 렌즈 구동 장치(100)의 전달 함수(H)의 이득에 관한 주파수 응답 특성의 제1차 공진 주파수는 30Hz ~ 200Hz이고, 제2차 공진 주파수는 200Hz 초과가 되도록 하기 위하여 렌즈 구동 장치(100)의 상측 및 하측 탄성 부재(150,160)의 폭(W)은 상측 및 하측 탄성 부재(150,160)의 두께(t)보다 2배 내지 3배 이상일 수 있다.
예컨대, 상측 및 하측 탄성 부재의 두께가 40㎛이고, 렌즈 구동 장치(100)의 전달 함수(H)의 이득에 관한 주파수 응답 특성의 제1차 공진 주파수가 60Hz일 때, 제2차 공진 주파수가 200Hz를 초과하기 위해서는 상측 및 하측 탄성 부재는 적어도 90㎛의 폭을 가질 수 있다.
또한 예컨대, 상측 및 하측 탄성 부재의 두께가 40㎛이고, 렌즈 구동 장치(100)의 전달 함수(H)의 이득에 관한 주파수 응답 특성의 제1차 공진 주파수가 60Hz일 때, 제2차 공진 주파수가 300Hz를 초과하기 위해서는 상측 및 하측 탄성 부재(150,160)는 적어도 116㎛의 폭을 가질 수 있다.
실시 예에 따른 상측 및 하측 탄성 부재(150,160)의 두께는 30㎛ ~ 50㎛일 수 있다. 렌즈 구동 장치(100)의 전달 함수(H)의 이득에 관한 주파수 응답 특성의 제1차 공진 주파수는 30Hz ~ 200Hz이고, 제2차 공진 주파수는 200Hz 초과가 되도록 하기 위하여, 실시 예에 따른 상측 및 하측 탄성 부재(150, 160)의 폭(W)은 기준 폭 이상일 수 있으며, 이때 기준 폭은 60㎛ ~ 100㎛일 수 있다.
도 13은 실시 예에 따른 렌즈 구동 장치(100)의 AF 피드백 구동 제어를 따른 전달 함수(H)의 이득에 관한 주파수 응답 특성 및 위상에 관한 주파수 응답 특성을 나타낸다.
도 13을 참조하면, AF 피드백 구동 제어에 따른 전달 함수(H)의 이득(Gain)에 관한 제1차 공진 주파수(f1)는 100Hz이고, 제2차 공진 주파수(f2)는 420Hz인 것을 알 수 있다.
안정적인 AF 피드백 구동 제어를 하기 위해서는 이득에 관한 주파수 응답 특성에서 이득 여유(gain margin)는 약 12[dB] 이상이고, 위상 여유(phase margin)는 45°이상이어야 한다.
도 13에서는 이득 여유(Gain Margin, GM)는 18[dB]일 수 있고, 위상 여유(Phase Margin, PM)는 약 66°임을 알 수 있으며, 이에 비추어 볼 때, 실시 예는 AF 피드백 구동 제어에 대한 안정성을 확보할 수 있음을 알 수 있다.
또한 상측 및 하측 탄성 부재, 가동부, 또는 고정부에 댐퍼 처리를 함으로써, 공진 주파수에서 이득의 피크(peak)를 줄일 수 있다.
다음으로 OIS 피드백 구동 제어를 위한 전달 함수, 공진 주파수, 및 상측 및 하측 탄성 부재들의 두께와 폭의 관계를 설명한다.
OIS 피드백 구동 제어를 위한 전달 함수(HOIS)는 수학식 2와 같이 정의될 수 있다.
Figure pat00004
여기서 AFOOIS는 제2 위치 센서(240)의 출력 신호일 수 있고, AFIOIS는 제2 코일(230)에 인가되는 입력 신호일 수 있다.
예컨대, AFOOIS는 제2 위치 센서(240-1)의 출력 신호일 수 있고, AFIOIS는 제2 위치 센서(240-1)에 대응하는 제2 코일(230)에 인가되는 입력 신호일 수 있다.
또한 예컨대, AFOOIS는 제2 위치 센서(240-2)의 출력 신호일 수 있고, AFIOIS는 제2 위치 센서(240-2)에 대응하는 제2 코일(230)에 인가되는 입력 신호일 수 있다.
전달 함수(HOIS)는 저주파 영역에서 빠른 OIS 피드백 제어를 하기 위한 PID 제어가 반영된 것일 수도 있고, 반영되지 않은 것일 수도 있다.
PID 제어는 제2 위치 센서(240)에서 수행되거나 또는 카메라 모듈에 장착된 드라이버에서 수행될 수도 있다.
제2 코일(230)에 인가되는 입력 신호(AFIOIS)에 기초하여 가동부의 변위가 결정될 수 있고, 가동부의 변위에 따라서 제2 위치 센서(240)의 출력(AFOOIS)이 결정될 수 있다. 전달 함수(HOIS)는 제2 코일(230)에 인가되는 입력 신호(AFIOIS)와 제2 위치 센서(240)의 출력 신호(AFOOIS)의 비일 수 있다.
OIS 가동부는 상술한 AF 가동부, 및 하우징(140)에 장착되는 구성 요소들을 포함할 수 있다. 예컨대, OIS 가동부는 적어도 AF 가동부 및 하우징(140)을 포함할 수 있으며, 실시 예에 따라서 제1 마그네트(190), 및 제2 마그네트(130-1 내지 130-4)를 포함할 수 있다.
전달 함수(HOIS)의 이득에 관한 주파수 응답 특성의 제1차 공진 주파수는 제2 및 제3 방향(예컨대, X축 방향 또는 Y축 방향)으로의 공진 주파수를 의미할 수 있고, 제2차 및 제3차 공진 주파수들은 제1 방향(예컨대, Z축 방향)으로 쉬프트(shift) 또는 틸팅(tilting)되는 공진 주파수를 의미할 수 있다.
제2 방향 및 제3 방향으로의 안정적인 OIS 피드백 제어를 수행하기 위하여, 렌즈 구동 장치(100)에 대한 OIS 피드백 제어의 전달 함수(HOIS)의 이득에 관한 주파수 응답 특성의 제1차 공진 주파수는 30Hz 이상이고, 200Hz 이하일 수 있다.
즉 제2 코일(130)에 인가되는 입력 신호와 제2 위치 센서(240)의 출력 신호의 비의 이득(Gain)에 관한 주파수 응답 특성의 제1차 공진 주파수는 30Hz 이상이고 200Hz 이하일 수 있다.
예컨대, 좀 더 안정적인 OIS 피드백 제어를 위하여 전달 함수(HOIS)의 이득에 관한 주파수 응답 특성의 제1차 공진 주파수는 40Hz 이상이고 120Hz 이하일 수 있다.
예컨대, 좀 더 안정적인 OIS 피드백 제어의 확보를 위하여 전달 함수(HOIS)의 이득에 관한 주파수 응답 특성의 제1차 공진 주파수는 50Hz 이상이고 100Hz 이하일 수 있다.
또한 안정적인 OIS 피드백 구동 제어를 하기 위해서는 전달 함수(HOIS)의 이득에 관한 주파수 응답 특성의 제2차 공진 주파수는 200Hz 초과일 수 있다.
즉 제2 코일(230)에 인가되는 입력 신호와 제2 위치 센서(240)의 출력 신호의 비의 이득에 관한 주파수 응답 특성의 제2차 공진 주파수는 200Hz 초과일 수 있다.
예컨대, 좀 더 안정적인 OIS 피드백 구동 제어를 하기 위하여 전달 함수(HOIS)의 이득에 관한 주파수 응답 특성의 제2차 공진 주파수는 250Hz 이상일 수 있다.
낮은 주파수에서 이득을 확보하기 위해서는 전달 함수(HOIS)의 이득에 관한 주파수 응답 특성에서 이득이 0[dB]인 주파수는 60Hz ~ 200Hz일 수 있다.
일반적으로 OIS 피드백 구동시 사용하는 주파수는 20Hz이하일 수 있는데, 전달 함수(HOIS)의 이득에 관한 주파수 응답 특성에서 이득이 0[dB]인 주파수를 OIS 피드백 구동시 사용하는 주파수의 2배 이상으로 설계함으로써, OIS 특성을 만족하며, 안정적인 OIS 피드백 구동을 확보할 수 있다.
상술한 바와 같이, 렌즈 구동 장치(100)의 상측 및 하측 탄성 부재(150,160)의 폭(W)은 상측 및 하측 탄성 부재(150,160)의 두께(t)보다 2배 내지 3배 이상이기 때문에, 전달 함수(HOIS)의 이득에 관한 주파수 응답 특성의 제1차 공진 주파수는 30Hz 이상이고 200Hz 이하일 수 있고, 제2차 공진 주파수는 200Hz 초과일 수 있다.
상술한 바와 같이, 실시 예에 따른 렌즈 구동 장치(100)는 상측 및 하측 탄성 부재(150,160)의 폭(W)을 두께(t)보다 2배 내지 3배 이상 크게 함으로써, 안정적이고 정확한 AF 피드백 제어 및 OIS 피드백 제어를 수행할 수 있다.
이상에서 실시 예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시 예에 포함되며, 반드시 하나의 실시 예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시 예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시 예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시 예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
110: 보빈 120: 제1 코일
130: 제2 마그네트 140: 하우징
150: 상측 탄성 부재 160: 하측 탄성 부재
170: 제1 위치 센서 180: 센서 기판
190: 제1 마그네트 210: 베이스
220: 지지 부재 230: 제2 코일
240: 제2 위치 센서 250: 회로 기판.
300: 커버 부재.

Claims (11)

  1. 하우징;
    상기 하우징 내에 배치되는 보빈;
    상기 하우징에 배치되는 마그네트;
    상기 보빈에 배치되는 제1 코일;
    상기 보빈에 배치되는 센싱 마그네트;
    상기 보빈과 결합하는 내측 프레임, 상기 하우징과 결합하는 외측 프레임, 상기 내측 프레임과 상기 외측 프레임을 연결하는 프레임 연결부를 포함하는 탄성 부재; 및
    상기 보빈의 위치를 감지하는 제1 위치 센서를 포함하고,
    상기 프레임 연결부의 폭은 상기 프레임 연결부의 두께의2배 이상이고,
    상기 제1 코일에는 제1 입력 신호가 인가되고, 상기 제1 코일은 상기 마그네트와의 상호 작용에 의하여 광축 방향으로 상기 보빈을 이동시키고,
    제1 전달 함수의 이득에 관한 주파수 응답 특성의 제1차 공진 주파수는 30Hz ~ 200Hz이고,
    상기 제1 전달 함수는 수학식 1에 의하여 정의되고,
    [수학식 1]
    Figure pat00005
    ,
    상기 H는 상기 제1 전달 함수를 의미하고,
    상기 AFO는 상기 제1 위치 센서가 상기 센싱 마그네트의 자기장의 세기를 감지한 결과에 따라 출력하는 상기 제1 위치 센서의 제1 출력 신호를 의미하고,
    상기 AFI는 상기 제1 코일에 인가되는 상기 제1 입력 신호를 의미하는 렌즈 구동 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전달 함수의 이득에 관한 주파수 응답 특성의 제2차 공진 주파수는 200Hz 초과인 렌즈 구동 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전달 함수의 이득에 관한 주파수 응답 특성에서 이득이 0[dB]인 주파수는 60Hz ~ 200Hz인 렌즈 구동 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 프레임 연결부의 상기 두께는 30㎛ ~ 50㎛이고, 상기 프레임 연결부의 상기 폭은 60㎛ 이상인 렌즈 구동 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 하우징 아래에 배치되는 회로 기판;
    상기 마그네트에 대향하고 상기 회로 기판 상에 배치되는 제2 코일;
    상기 회로 기판 아래에 배치되는 베이스;
    상기 탄성 부재와 상기 회로 기판을 연결하고 상기 베이스에 대하여 상기 하우징을 지지하는 지지 부재; 및
    상기 하우징의 위치를 감지하는 제2 위치 센서를 포함하는 렌즈 구동 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2 코일에는 제2 입력 신호가 인가되고, 상기 제2 코일은 상기 마그네트와의 상호 작용에 의하여 상기 광축 방향과 수직한 방향으로 상기 하우징을 이동시키고,
    제2 전달 함수의 이득에 관한 주파수 응답 특성의 제1차 공진 주파수는 30Hz ~ 200Hz이고,
    상기 제2 전달 함수는 수학식 2에 의하여 정의되고,
    [수학식 2]
    Figure pat00006
    ,
    상기 HOIS는 상기 제2 전달 함수를 의미하고,
    상기 AFOOIS는 상기 제2 위치 센서가 상기 마그네트의 자기장의 세기를 감지한 결과에 따라 출력하는 상기 제2 위치 센서의 제2 출력 신호를 의미하고,
    상기 AFIOIS는 상기 제2 코일에 인가되는 상기 제2 입력 신호를 의미하는 렌즈 구동 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2 전달 함수의 이득에 관한 주파수 응답 특성의 제2차 공진 주파수는 200Hz 초과인 렌즈 구동 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제2 전달 함수의 이득에 관한 주파수 응답 특성에서 이득이 0[dB]인 주파수는 60Hz ~ 200Hz인 렌즈 구동 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 위치 센서는 PID 제어를 수행하는 드라이버를 포함하는 렌즈 구동 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 프레임 연결부의 상기 폭은 상기 프레임 연결부의 상기 두께의 2배 내지 3배인 렌즈 구동 장치.
  11. 하우징;
    상기 하우징 내에 배치되는 보빈;
    상기 하우징에 배치되는 마그네트;
    상기 보빈에 배치되는 제1 코일;
    상기 보빈에 배치되는 센싱 마그네트;
    상기 보빈과 결합하는 내측 프레임, 상기 하우징과 결합하는 외측 프레임, 상기 내측 프레임과 상기 외측 프레임을 연결하는 프레임 연결부를 포함하는 탄성 부재; 및
    상기 보빈의 위치를 감지하기 위하여 상기 센싱 마그네트의 자기장의 세기를 감지하고 제1 출력 신호를 출력하는 제1 위치 센서를 포함하고,
    상기 프레임 연결부의 폭은 상기 프레임 연결부의 두께의 2배 이상이고,
    상기 프레임 연결부의 두께는 30㎛ ~ 50㎛이고,
    제1 전달 함수의 이득에 관한 주파수 응답 특성의 제1차 공진 주파수는 30Hz ~ 200Hz이고, 상기 제1 전달 함수는 상기 제1 코일에 인가되는 입력 신호와 상기 제1 위치 센서가 상기 센싱 마그네트의 자기장의 세기를 감지한 결과에 따라 출력하는 상기 제1 위치 센서의 제1 출력 신호의 비를 의미하는 렌즈 구동 장치.
KR1020220089701A 2015-01-23 2022-07-20 렌즈 구동 장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈 KR20220106730A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220089701A KR20220106730A (ko) 2015-01-23 2022-07-20 렌즈 구동 장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150011214A KR20160091053A (ko) 2015-01-23 2015-01-23 렌즈 구동 장치
KR1020220089701A KR20220106730A (ko) 2015-01-23 2022-07-20 렌즈 구동 장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150011214A Division KR20160091053A (ko) 2015-01-23 2015-01-23 렌즈 구동 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220106730A true KR20220106730A (ko) 2022-07-29

Family

ID=56434446

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150011214A KR20160091053A (ko) 2015-01-23 2015-01-23 렌즈 구동 장치
KR1020220089701A KR20220106730A (ko) 2015-01-23 2022-07-20 렌즈 구동 장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150011214A KR20160091053A (ko) 2015-01-23 2015-01-23 렌즈 구동 장치

Country Status (3)

Country Link
US (3) US10216000B2 (ko)
KR (2) KR20160091053A (ko)
CN (2) CN105824168B (ko)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9791713B2 (en) * 2014-07-24 2017-10-17 Lg Innotek Co., Ltd. Lens moving apparatus
KR102311663B1 (ko) 2015-03-18 2021-10-13 엘지이노텍 주식회사 렌즈 구동 장치, 및 이를 포함하는 카메라 모듈
KR102560790B1 (ko) * 2016-07-29 2023-07-28 엘지이노텍 주식회사 듀얼 카메라 모듈 및 광학기기
KR101892811B1 (ko) * 2016-09-08 2018-10-05 삼성전기주식회사 카메라 모듈의 액츄에이터
US11163211B2 (en) * 2016-10-04 2021-11-02 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Camera module actuator
KR101804921B1 (ko) * 2016-10-20 2018-01-10 (주) 엠디펄스 Ois 카메라 모듈
TWI649595B (zh) * 2017-02-08 2019-02-01 日商阿爾普士電氣股份有限公司 透鏡驅動裝置
KR102130205B1 (ko) * 2017-05-29 2020-07-03 로무 가부시키가이샤 촬상 장치
KR102338925B1 (ko) 2017-06-27 2021-12-13 엘지이노텍 주식회사 카메라 모듈
CN107888825A (zh) * 2017-11-08 2018-04-06 信利光电股份有限公司 一种摄像模组及摄像头移动的控制方法
TWI673531B (zh) * 2018-05-03 2019-10-01 大陽科技股份有限公司 鏡頭致動模組與電子裝置
KR102119389B1 (ko) * 2018-10-23 2020-06-05 (주)캠시스 이물 방지 구조가 적용된 소형 카메라용 af 액츄에이터 및 그 제조방법
KR20200142877A (ko) * 2019-06-13 2020-12-23 엘지이노텍 주식회사 카메라 장치
JP7218254B2 (ja) * 2019-07-19 2023-02-06 台湾東電化股▲ふん▼有限公司 光学素子駆動装置
CN114035296B (zh) * 2021-04-28 2023-12-22 新思考电机有限公司 透镜驱动装置的悬挂机构、驱动和摄像装置及电子设备
CN114871280B (zh) * 2021-05-31 2024-05-07 河南济源钢铁(集团)有限公司 一种高端弹簧钢轧制尺寸的检测组件
US20230178952A1 (en) * 2021-12-08 2023-06-08 Eagle Technology, Llc Optical system for use with a vacuum chamber and associated method

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4840457A (en) * 1987-12-17 1989-06-20 General Electric Company Angled strut diaphragm spring
JPH08249678A (ja) * 1995-03-15 1996-09-27 Canon Inc 光学式情報記録再生装置
DE19630887A1 (de) * 1996-07-31 1998-02-05 Thomson Brandt Gmbh Gerät zum Lesen und/oder Beschreiben optischer Aufzeichnungsträger
KR100636102B1 (ko) * 1999-10-21 2006-10-19 삼성전자주식회사 광픽업 조립체
US6885116B2 (en) * 2002-05-06 2005-04-26 Jeffrey G. Knirck Moving coil linear motor positioning stage with a concentric aperture
JP4150032B2 (ja) * 2005-06-27 2008-09-17 富士通株式会社 ヘッド位置制御方法、ヘッド位置制御装置およびディスク装置
KR100803248B1 (ko) 2006-11-30 2008-02-14 삼성전기주식회사 최적 구동주파수 검색방법
JP2010096807A (ja) 2008-10-14 2010-04-30 Nidec Sankyo Corp 撮影用光学装置
JP2011169446A (ja) * 2010-02-22 2011-09-01 Mitsumi Electric Co Ltd 板バネおよびレンズ駆動装置
JP2013127492A (ja) * 2011-06-09 2013-06-27 Panasonic Corp レンズアクチュエータ
JP5821356B2 (ja) 2011-07-15 2015-11-24 ミツミ電機株式会社 レンズ駆動装置
JP5405622B2 (ja) * 2011-08-12 2014-02-05 シャープ株式会社 カメラモジュール
CN103018873B (zh) * 2011-09-28 2015-07-01 思考电机（上海）有限公司 透镜驱动装置、自动对焦相机以及附有相机的移动终端
KR102117011B1 (ko) 2012-02-14 2020-05-29 미쓰미덴기가부시기가이샤 렌즈 홀더 구동장치
KR20140089780A (ko) 2013-01-07 2014-07-16 삼성전기주식회사 카메라 모듈
US20140327965A1 (en) * 2013-05-06 2014-11-06 Tdk Taiwan Corp. Tri-Axis Close Loop Feedback Controlling Module for Electromagnetic Lens Driving Device
CN104020546B (zh) * 2014-06-19 2017-04-26 深圳市世尊科技有限公司 一种可同时实现光学变焦和光学防抖的对焦马达

Also Published As

Publication number Publication date
CN105824168B (zh) 2020-10-23
US20160216529A1 (en) 2016-07-28
US20220011591A1 (en) 2022-01-13
KR20160091053A (ko) 2016-08-02
US10216000B2 (en) 2019-02-26
US11156851B2 (en) 2021-10-26
CN112198739A (zh) 2021-01-08
US20190155047A1 (en) 2019-05-23
CN112198739B (zh) 2022-04-29
CN105824168A (zh) 2016-08-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20220106730A (ko) 렌즈 구동 장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈
KR102426690B1 (ko) 렌즈 구동 장치, 및 이를 포함하는 카메라 모듈
KR102631961B1 (ko) 렌즈 구동 장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈
KR102644217B1 (ko) 렌즈 구동 장치
KR102391890B1 (ko) 렌즈 구동 장치, 및 이를 포함하는 카메라 모듈
KR20230061322A (ko) 렌즈 구동 장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈
KR102209033B1 (ko) 렌즈 구동 장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈
KR102617336B1 (ko) 렌즈 구동 장치
KR102559545B1 (ko) 렌즈 구동 장치
KR20140140329A (ko) 카메라 모듈
KR102638228B1 (ko) 렌즈 구동장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈
KR20220098330A (ko) 렌즈 구동 장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈
KR20220123209A (ko) 렌즈 구동장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈
KR102518482B1 (ko) 렌즈 구동 장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈 및 광학 기기
KR102352216B1 (ko) 렌즈 구동 장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈 및 광학 기기
KR102355999B1 (ko) 렌즈 구동 장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈
KR102352215B1 (ko) 렌즈 구동 장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈 및 광학 기기

Legal Events

Date Code Title Description
A107 Divisional application of patent
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right