JP2012168535A

JP2012168535A - ボイスコイルモータ

Info

Publication number: JP2012168535A
Application number: JP2012028086A
Authority: JP
Inventors: San-Gok Park; サンゴクパク
Original assignee: LG Innotek Co Ltd
Current assignee: LG Innotek Co Ltd
Priority date: 2011-02-14
Filing date: 2012-02-13
Publication date: 2012-09-06
Anticipated expiration: 2032-02-13
Also published as: KR101822651B1; KR20120092969A; JP5985833B2; CN102684444A; CN102684444B; US9063275B2; US20120206824A1

Abstract

【課題】サイズは減少させながらレンズの口径は増加させるのに適合するボイスコイルモータを実現する。
【解決手段】ボイスコイルモータは、入射光の光学特性を向上させるレンズ及び前記レンズの外周面に配置されたコイルブロックを含む可動子、前記可動子の前記コイルブロックと向い合うマグネットを含む固定子、前記レンズの上端及び前記上端と対向する下端にそれぞれ結合されて前記可動子を弾力的に支持する弾性部材、及び、前記可動子及び前記固定子が固定されるベースを含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、ボイスコイルモータに関するものである。

最近、デジタルスチールイメージ及び／または動画を撮影することのできるデジタルカメラが内蔵された携帯電話またはスマートフォンが開発されている。

従来、携帯電話などに適用されるマイクロデジタルカメラの場合、外部光をデジタルイメージまたはデジタル映像に変更するイメージセンサとレンズとの間の間隔を調節することができなかったが、最近、イメージセンサとレンズとの間の間隔を調節するボイスコイルモータのようなレンズ駆動装置が開発されて、マイクロデジタルカメラからさらに改善したデジタルイメージまたはデジタル映像を得ることができるようになった。

一般に、ボイスコイルモータは、固定子、固定子に対して可動する可動子及び可動子を弾力的に支持する弾性部材を含み、可動子は電流によって磁場を発生させるコイルブロック、コイルブロックを固定する役割を果たすボビン、及びボビン内に装着されるレンズで構成される。

最近になって、ボイスコイルモータはより小さいサイズ及び大口径レンズが求められている。しかし、大口径レンズをボイスコイルモータに装着するためにはボイスコイルモータのサイズが増加し、ボイスコイルモータのサイズを減少させる場合にはレンズの口径が小さくなる問題点がある。

本発明は、サイズは減少させながらレンズの口径は増加させるのに適合するボイスコイルモータを提供する。

また、本発明は、サイズは減少させ、レンズの口径は増加させ、部品数、組立工程数及び製造原価を減少させたボイスコイルモータを提供する。

一実施例として、ボイスコイルモータは、入射光の光学特性を向上させるレンズ及び前記レンズの外周面に配置されたコイルブロックを含む可動子、前記可動子の前記コイルブロックと向い合うマグネットを含む固定子、前記レンズの上端及び前記上端と対向する下端にそれぞれ結合され、前記可動子を弾力的に支持する弾性部材、前記可動子及び前記固定子が固定されるベースを含む。

本発明の一実施例によるボイスコイルモータの断面図である。図１の「Ａ」部分の拡大図である。図１の「Ｂ」部分の拡大図である。図１のレンズを示す斜視図である。図４のＩ−Ｉ’線に沿って切断した断面図である。図４の後面斜視図である。

図１は、本発明の一実施例によるボイスコイルモータの断面図である。図２は、図１の「Ａ」部分の拡大図である。図３は、図１の「Ｂ」部分の拡大図である。図４は、図１のレンズを示す斜視図である。図５は、図４のＩ−Ｉ’線に沿って切断した断面図である。図６は、図４の後面斜視図である。

図１ないし図６を参照すると、ボイスコイルモータ６００は、固定子１００、可動子２００、弾性部材３００及びベース４００を含む。

固定子１００は、例えば、ヨーク１２０及びマグネット１３０を含む。固定子１００は、後述する可動子２００を駆動するための磁場を発生させる。

ヨーク１２０はヨークの上板１２２及びヨークの側面板１２４を含む。ヨーク１２０は、後述するマグネット１３０及び可動子２００から発生した磁場の漏れを防止し、またマグネット１３０から発生した磁場のうち可動子２００に向かわない磁場が可動子２００に向かうようにして可動子２００の駆動効率を向上させる。

ヨークの上板１２２は、平面視、四角プレート状に形成され得、ヨークの上板１２２の中央部には後述する可動子２００のレンズを露出する開口が形成される。

ヨークの側面板１２４は四角プレート状に形成されたヨークの上板１２２のエッジから延び、ヨークの側面板１２４及びヨークの上板１２２によってマグネット１３０及び可動子２００を収納するための収納空間が形成される。

マグネット１３０は複数個がヨークの側面板１２４の内側面上に固定される。マグネット１３０は可動子２００を駆動するための磁場を発生させる。

可動子２００はレンズ２１０及びコイルブロック２２０を含む。

本発明の一実施例において、可動子２００のレンズ２１０の外周面にはコイルブロック２２０が直接固定される。すなわち、本発明の一実施例において、可動子２００は、レンズ２１０及びコイルブロック２２０を固定するためのボビン（ｂｏｂｂｉｎまたは鏡筒）のような固定手段を含まない。よって、ボイスコイルモータ６００は、ボビンのような固定手段のサイズ程レンズ２１０の口径を大きく形成することができる。

また、ボイスコイルモータ６００がボビンのような固定手段なしにレンズ２１０及びコイルブロック２２０を直接固定することで、部品数、部品組立数及び生産原価を減少させることができる。

本発明の一実施例において、レンズ２１０にコイルブロック２２０を直接固定するために、レンズ２１０は、例えば、柱状に形成される。レンズ２１０は、中実の柱状に形成することができ、また、円柱、多角柱など多様な形状に形成することができる。

本発明の一実施例において、レンズ２１０は、光が入射及び出射される透明な合成樹脂を含むことができ、また、単一合成樹脂で製造することができる。

一方、光が入射及び出射される透明な合成樹脂でレンズ２１０が製造される場合、レンズ２１０の側面から光がレンズ２１０内に入射されるか、またはレンズ２１０の入射面に入射された光がレンズ２１０の側面へ漏れないように、図５に示されているように、レンズ２１０の側面には光遮断膜２１６が形成され得る。

また、レンズ２１０の下面２１２には、レンズ２１０の入射面に流入された光を集光する凸レンズ部２１２ｃが形成され得る。

図２及び図４を参照すると、レンズ２１０の外側面の下端には、コイルブロック２２０をサポートしてコイルブロック２２０がレンズ２１０から離脱されることを防止するサポート部２１３が形成される。サポート部２１３はレンズ２１０と一体に形成することができる。これと異なって、サポート部２１３はリング状に製造してレンズ２１０に付着してもよい。サポート部２１３は、例えば、環形のリング状または複数個がレンズ２１０の外側面の下端に沿って断続的に形成されてもよい。

図４及び図６を参照すると、レンズ２１０の下面２１２及び上面２１４には、それぞれ、結合突起２１２ａ，２１４ａが形成され、結合突起２１２ａ，２１４ａは、それぞれ、後述する弾性部材と結合される。

以下、レンズ２１０の下面２１２に形成された結合突起２１２ａを第１結合突起（以下、参照符号２１２ａを付する）と定義し、レンズ２１０の上面２１４に形成された結合突起２１４ａを第２結合突起（以下、参照符号２１４ａを付する）と定義する。第１及び第２結合突起２１２ａ，２１４ａはレンズ２１０の下面２１２及び上面２１４から突出し、第１及び第２結合突起２１２ａ，２１４ａはレンズ２１０と一体に形成される。

レンズ２１０の下面２１２及び上面２１４に形成された第１及び第２結合突起２１２ａ，２１４ａは、図２に示されているように、弾性部材に形成された貫通孔に挿入し、第１及び第２結合突起２１２ａ，２１４ａは熱によって形状が変形し、弾性部材及び第１及び第２結合突起２１２ａ，２１４ａは熱融着される。

図４を参照すると、レンズ２１０の外周面に配置されるコイルブロック２２０がレンズ２１０とともに上下方向に駆動されるとき、コイルブロック２２０がレンズ２１０の外周面から離脱されないように、コイルブロック２２０と向い合うレンズ２１０の外周面にはコイルブロック２２０及びレンズ２１０を固定するための接着剤が収容されるボンドタンク部２１５が形成される。ボンドタンク部２１５は、複数個がレンズ２１０の外周面に断続的に形成できる。これと異なって、ボンドタンク部２１５はレンズ２１０の外周面に帯状に連続的に形成されてもよい。

本発明の一実施例において、レンズ２１０とコイルブロック２２０との間にはボンドタンク部２１５にのみ選択的に接着剤が介在されるか、またはレンズ２１０とコイルブロック２２０との間に接着剤が充填できる。

再び図６を参照すると、レンズ２１０がボビンのような固定手段の役割をする場合、レンズ２１０の下面２１２は後述する弾性部材と干渉することがある。本発明の一実施例において、レンズ２１０の下面２１２において弾性部材と干渉する部分には、弾性部材と干渉しないように溝状の干渉防止部２１２ｂが形成され得る。

可動子２００のコイルブロック２２０はレンズ２１０の外周面に固定される。コイルブロック２２０はエナメル樹脂などによって絶縁された電線をレンズ２１０の外周面に直接巻線して形成するか、または、電線を円筒状に巻線した後、レンズ２１０の外周面に形成されたボンドタンク部２１５に収容された接着剤などによって接着して形成することができる。

コイルブロック２２０は外部から印加された電流によって磁場を発生し、コイルブロック２２０に印加された電流の方向によって可動子２００と固定子１００との間には人力または斥力が発生し、人力または斥力を用いて可動子２００は固定子１００に対して相対的に駆動し、これにより、可動子２００のレンズ２１０とレンズ２１０の下部に配置されたイメージセンサとの間の間隔が調節される。

図１を参照すると、弾性部材３００は、レンズ２１０及びコイルブロック２２０を含む可動子２００を弾力的に支持する。弾性部材３００は第１弾性部材３１０及び第２弾性部材３２０を含む。

第１弾性部材３１０は２つからなり、２つの第１弾性部材３１０は相互電気的に絶縁し、各第１弾性部材３１０はレンズ２１０の下面２１２から突出した前記第１結合突起２１２ａによって熱融着される。２つの第１弾性部材３１０は、それぞれ、コイルブロック２２０の一側端部及び他側端部に電気的に連結され、２つの第１弾性部材３１０に駆動信号が印加されることによってコイルブロック２２０からは磁場が発生される。

第１弾性部材３１０の一部は、後述するベースと後述するスペーサーとの間に介在されて固定される。

第２弾性部材３２０は１つからなり、第２弾性部材３２０は、レンズ２１０の上面２１４から突出した前記第２結合突起２１４ａに挿入されて結合される。第２弾性部材３２０の一部はヨーク１２０上に配置及び固定される。

ベース４００はプレート状に形成されて固定子１００を固定し、ベース４００の中央部には可動子２００のレンズ２１０を通過した光が通過する開口４１０が形成される。

プレート状に形成されたベース４００の上面の４つの角には、それぞれ結合柱４２０が形成され、結合柱４２０は後述するカバーカンとベース４００とを結合する役割をする。

ベース４００の後面には、ボビン２１０のレンズ２３０を通過した光に対応するイメージを生成するイメージセンサ（図示せず）及びＩＲフィルタ（図示せず）が固定される。

ベース４００と固定子１００のマグネット１３０との間にはフレーム状に形成されたスペーサーが４３０が配置される。スペーサー４３０は第１弾性部材３１０の一部を固定する役割をし、第１弾性部材３１０及びマグネット１３０を電気的に絶縁する役割をする。

本発明の一実施例において、コイルブロック２２０に駆動信号が印加されなかった場合、ベース４００の上面及びレンズ２１０の下面２１２は所定間隔で離隔される。これにより、コイルブロック２２０に印加される駆動信号による電流の方向によって、レンズ２１０はベース４００と近くなる第１方向またはベース４００から遠くなる第２方向に移動される。

本発明の一実施例においては、コイルブロック２２０に駆動信号が印加されなかったとき、レンズ２１０の下面２１２及びベース４００の上面が相互離隔されたものが図示及び説明されているが、これと異なり、コイルブロック２２０に駆動信号が印加されなかったとき、レンズ２１０の下面２１２はベース４００の上面上に配置され、コイルブロック２２０に駆動信号が印加されたときには、レンズ２１０の下面２１２はベース４００の上面から離隔されるようにしてもよい。

図１を再び参照すると、ボイスコイルモータ６００はカバーカン５００を含んでもよい。

カバーカン５００は、可動子２００のレンズ２１０を露出する開口が形成され、ベース４００と対応するプレート状に形成された上板５１０、及び上板５１０のエッジからベース４００に向かう方向に延びた側面板５２０を含み、側面板５２０はベース４００の側面と結合される。

図１を再び参照すると、本発明の一実施例による可動子２００は、ベース４００に向かう方向及び前記ベース４００から遠くなる方向にそれぞれ駆動することができる。よって、可動子２００がアップ−ダウンする途中にレンズ２１０がベース４００またはカバーカン５００の上板５１０と衝突することがあり、これにより、第１及び第２弾性部材３１０，３２０の形状の変形または衝突による騷音が発生することがある。

これを防止するために、ボイスコイルモータ６００は、第１衝撃緩衝部材４４０及び第２衝撃緩衝部材４５０をさらに含んでもよい。

第１衝撃緩衝部材４４０はレンズ２１０の下面２１２と向い合うベース４００の上面４０１に形成することができ、第２衝撃緩衝部材４５０はレンズ２１０の上面２１４と向い合うカバーカン５００の内側面に配置することができる。

第１及び第２衝撃緩衝部材４４０，４５０はスポンジ、弾性を有する合成樹脂及びゴムのうちいずれか一つを含んでもよい。

以上で詳細に説明したところによると、外部光が入射されてイメージセンサに出射するレンズの外周面にボビンのようなレンズ固定手段なしにコイルブロックを配置して、ボイスコイルモータのサイズを増加させることなくレンズの口径を増加させることができる効果を奏する。

以上、本発明による実施例について説明したが、これは例示的なものに過ぎず、当該分野において通常の知識を有する者であれば、これから多様な変形及び均等な範囲の実施例が可能であることを理解することができるだろう。よって、本発明の真の技術的保護範囲は次の特許請求の範囲によって定められるべきである。

１００固定子
２００可動子
３００弾性部材
４００ベース
６００ボイスコイルモータ

Claims

入射光の光学特性を向上させるレンズ及び前記レンズの外周面に配置されたコイルブロックを含む可動子、
前記可動子の前記コイルブロックと向い合うマグネットを含む固定子、
前記レンズの上端及び前記上端と対向する下端にそれぞれ結合されて前記可動子を弾力的に支持する弾性部材、及び
前記可動子及び前記固定子が固定されるベース、を含むことを特徴とするボイスコイルモータ。
前記レンズは、中実の柱状に形成されることを特徴とする請求項１に記載のボイスコイルモータ。
前記レンズの前記上端及び前記下端には、それぞれ、前記弾性部材と結合するための結合突起が形成されることを特徴とする請求項１に記載のボイスコイルモータ。
前記弾性部材には、前記結合突起と結合される開口が形成されることを特徴とする請求項３に記載のボイスコイルモータ。
前記結合突起は、前記弾性部材に熱融着されることを特徴とする請求項３に記載のボイスコイルモータ。
前記レンズは、中実の円筒状に形成されており、前記レンズにおける前記ベースと隣接する下面には凸レンズ部が形成されることを特徴とする請求項１に記載のボイスコイルモータ。
前記コイルブロックと向い合う前記レンズの外周面には、前記コイルブロック及び前記レンズを相互結合するボンドが収納されるボンドタンク部が形成されることを特徴とする請求項１に記載のボイスコイルモータ。
前記レンズには、前記レンズがアップ−ダウンしながら前記レンズ及び前記弾性部材の干渉を防止する干渉防止部が形成されることを特徴とする請求項１に記載のボイスコイルモータ。
前記レンズの外側面の下端には、前記コイルブロックを支持するサポート部が前記レンズの前記外側面から突出されていることを特徴とする請求項１に記載のボイスコイルモータ。
前記レンズは、前記入射光が通過する透明物質を含むことを特徴とする請求項１に記載のボイスコイルモータ。
前記レンズの外周面には、前記入射光の漏れまたは外部光の流入を遮断する光遮断膜が形成されることを特徴とする請求項１に記載のボイスコイルモータ。
前記弾性部材によって弾力的に支持された前記レンズの下面は、前記コイルブロックに駆動信号が印加されない状態で前記ベースから離隔していることを特徴とする請求項１に記載のボイスコイルモータ。
前記レンズは、単一物質からなることを特徴とする請求項１に記載のボイスコイルモータ。
前記弾性部材は、前記レンズの下面に結合し、相互電気的に絶縁された一対の第１弾性部材、及び前記レンズの前記下面と対向する上面に結合された第２弾性部材を含むことを特徴とする請求項１に記載のボイスコイルモータ。
前記第１弾性部材は、それぞれ、コイルブロックの両方の端部と電気的に連結されることを特徴とする請求項１４に記載のボイスコイルモータ。
前記弾性部材によって弾力的に支持された前記レンズの下面は、前記コイルブロックに駆動信号が印加されない状態で前記ベースと接触されることを特徴とする請求項１に記載のボイスコイルモータ。
前記レンズの下面と向い合う前記ベースの上面に配置されて、前記レンズ及び前記ベースの衝突による衝撃を吸収するベース衝撃吸収部材をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のボイスコイルモータ。
前記可動子及び前記固定子を覆い、前記ベースに結合されるカバーカンをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のボイスコイルモータ。
前記レンズの上面と向い合う前記カバーカンの内側面に配置されて、前記レンズ及び前記カバーカンの衝突による衝撃を吸収するカバーカン衝撃吸収部材をさらに含むことを特徴とする請求項１８に記載のボイスコイルモータ。
前記固定子は、前記マグネットを固定するためのヨークを含むことを特徴とする請求項１に記載のボイスコイルモータ。