KR100972437B1 - 모바일 기기용 엑츄에이터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 모바일 기기용 엑츄에이터에 관한 것으로, 내측면에 코일이 권선된 홀더; 상기 홀더의 각 측벽과 사면이 이격 거리를 형성하여 상기 홀더 내에 삽입되는 보빈; 및 임의의 지점이 절곡되어 그 절곡부위가 상호 대칭되고, 일단부가 상기 보빈의 모서리부에 매입되어 상기 보빈과 일체로 결합된 한쌍의 서스펜션 와이어;를 포함하는 모바일 기기용 엑츄에이터를 제공한다.

홀더, 마그네트, 보빈, 서스펜션 와이어, 엑츄에이터

Description

모바일 기기용 엑츄에이터{Actuator for mobile device}

본 발명은 모바일 기기용 엑츄에이터에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 보빈 사출성형시 상호 대칭되는 보빈의 모서리부에 서스펜션 와이어의 일단부가 매입 사출되는 모바일 기기용 엑츄에이터에 관한 것이다.

최근에 이르러, 휴대폰이나 PDA 등의 휴대용 단말기에 카메라가 일체형으로 내장된 휴대용 단말기 제품이 주로 출시되고 있으며, 소비자들도 보다 높은 화소와 다양한 기능을 갖는 카메라가 일체형으로 장착된 단말기를 주로 찾고 있는 바, 이와 같은 단말기 내장형 카메라들은 CCD, CMOS 등의 촬상소자에 렌즈를 부착시켜 피사체를 촬상하고 촬상된 피사체 데이터가 소정의 기록매체를 통하여 기록되도록 구성된다.

최근의 휴대폰 및 PDA 등과 같은 휴대용 단말기는, 그 기술의 발전과 더불어 단순한 전화기능 뿐만 아니라, 음악, 영화, TV, 게임 등으로 멀티 컨버전스로 사용되고 있으며, 이러한 멀티 컨버전스로의 전개를 이끌어 가는 것 중의 하나로서 카 메라 모듈(camera module)이 가장 대표적이라 할 수 있다. 이러한 카메라 모듈은 기존의 30만 화소(VGA급)에서 현재 800만 화소 이상의 고화소 중심으로 변화됨과 동시에 오토포커스(autofocus : AF), 광학 줌(optical zoom) 등과 같은 다양한 부가 기능이 구현 가능한 구조로 변화되고 있다.

특히, 오토포커스(AF) 기능이 부가된 카메라 모듈이 장착되는 휴대용 단말기의 경우에는 피사체와의 초점 거리에 상관없이 포커싱이 구현된 양질의 화상을 제공할 수 있다는 점에서 그 수요가 급증하고 있는 상태이나, 오토포커싱 기능을 비롯한 다양한 기능의 구현은 카메라 모듈에 내장되는 부품 수를 증가시키게 됨으로써, 일반 카메라 모듈의 크기보다 전체적인 크기가 커질 수 밖에 없었다.또한, 휴대용 단말기에 상기와 같은 카메라 모듈의 장착 시, 휴대용 단말기 본체내의 카메라 모듈 장착 공간의 부족에 따른 조립성의 어려움이 도출되고 있다.

따라서, 이와 같은 문제점을 극복하고자 보다 소형의 광학기기에 오토포커스 기능을 사용하기 위하여 마그네트에 의해 발생되는 자기장과 코일에 의해 발생되는 전기장의 상호 작용에 의해서 생성되는 전자기적인 힘에 의해 렌즈 모듈이 장착된 구동부가 상, 하 구동되도록 함에 의해서 오토포커싱이 수행될 수 있도록 한VCM(Voice Coil Motor) 타입의 엑츄에이터가 주로 적용되고 있다.

이러한 종래 VCM 타입의 엑츄에이터에 대한 간략한 구조와 문제점을 살펴보면 다음과 같다.

상기 엑츄에이터는 홀더와, 상기 홀더 내에 설치되며 내부에 렌즈 유니트가 장착되는 보빈으로 이루어진 구동부와 상기 구동부 상부에 본딩 결합되는 와이어로 이루어져 있다.

상기 구동부는 그 내·외측에 장착되는 마그네트와 코일의 상호 작용에 의해서 자체적으로 생성되는 구동력, 즉 전자기력에 의하여 상기 보빈 내에 장착된 렌즈 유니트가 상·하부로 구동된다. 이때, 상기 구동부 내에서 수직 이송되는 렌즈 유니트는 그 내부에 장착된 렌즈에 대하여 광축 방향으로 이송될 때 광축의 일방향으로 기울어짐이 발생되지 않아야 하는 조건이 만족되어야 한다.

따라서, 상기 렌즈 유니트의 구동시 자세차에 따른 회전과 기울어짐을 방지하기 위하여 상기 구동부 상부의 좌·우 양측에 상호 대칭을 이루어 지지되도록 하여 탄성 지지에 의해 상기 렌즈 유니트의 기울어짐을 방지할 수 있도록 구성된다.

그러나, 상기 와이어에 의해 지지되는 렌즈 유니트가 상·하 구동될 때, 상기 와이어는 상기 구동부의 상부면과 수평상태로 지지함에 따라 그 인장 방향으로 하중이 작용하게 되고, 이와 같이 인장 하중이 작용하는 상태에서 렌즈 유니트의 수직 이송이 이루어지게 되면, 상기 와이어 본딩력 저하를 가져오게 된다.

이 때문에 상기 구동부의 상·하 이송량은 상기 코일에 인가되는 전류에 비례하지 증가되지 못하고 점자적으로 그 증가량이 감소되는 스트레스 스티프닝(stress stiffening) 현상 등이 발생되고 있다.

따라서, 본 발명은 종래의 모바일 기기용 엑츄에이터에 제기되는 제반 단점과 문제점을 해결하기 위한 것으로, 보빈 사출성형시 상호 대칭되는 보빈의 모서리부에 서스펜션 와이어의 일단부가 매입되어 사출됨으로써, 보빈과 서스펜션 와이어가 일체로 결합되어 상호 결합성을 증대시킬 수 있는 모바일 기기용 엑츄에이터를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 내측면에 코일이 권선된 홀더; 상기 홀더의 각 측벽과 사면이 이격 거리를 형성하여 상기 홀더 내에 삽입되는 보빈; 및임의의 지점이 절곡되어 그 절곡부위가 상호 대칭되고, 일단부가 상기 보빈의 모서리부에 매입되어 상기 보빈과 일체로 결합된 한쌍의 서스펜션 와이어;를 포함하는 모바일 기기용 엑츄에이터를 제공함에 있다.

또한, 상기 보빈과 상기 서스펜션 와이어는 상기 보빈의 모서리부에 상기 서스펜션 와의 일단부가 매입되도록 인서트 사출 성형에 의해 일체로 형성될 수 있다.

또한, 상기 홀더는 그 상·하부에 상·하부 홀더 덮개가 복개될 수 있다.

또한, 상기 보빈의 중앙부에는 렌즈 유니트가 결합되는 관통공이 구비될 수 있다.

또한, 상기 보빈의 외측면에는 마그네트가 결합될 수 있다.

또한, 상기 서스펜션 와이어의 타단은 상기 홀더의 사각 프레임을 구성하는 한 변과 평행한 자유단으로 형성되어 상기 자유단에 탄성이 부여될 수 있다.

또한, 상기 서스펜션 와이어는 "ㄱ"자 형태로 절곡 형성될 수 있다.

또한, 상기 보빈의 하부 양측부에는 상호 반대 방향으로 탄성력이 발생되도록 결합된 한 쌍의 지지판이 더 구비될 수 있다.

또한, 상기 엑츄에이터는, 상기 홀더의 외주면을 감싸며 결합되는 케이싱과 중앙부에 이미지센서가 실장되어 상기 홀더의 하부에 밀착 결합되는 센서 하우징을 더 포함될 수 있다.

이상에서, 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 모바일 기기용 엑츄에이터는 보빈 사출성형시 상호 대칭되는 보빈의 모서리부에 서스펜션 와이어의 일단부가 매입되어 사출됨으로써, 보빈과 서스펜션 와이어가 일체로 결합되어 상호 결합성이 증대되며, 종래의 본딩공정이 생략되어 작업 시간의 단축되고 생산성 및 제품신뢰성이 향상되는 효과가 있다.

또한, 보빈과 서스펜션 와이어가 일체화됨으로써, 부품의 수가 감소 및 조립 공정 단순화로 인해 카메라 모듈의 제작비용이 절감되는 효과가 있다.

본 발명에 따른 모바일 기기용 엑츄에이터에 대한 기술적 구성을 비롯한 작용효과에 관한 사항은 본 발명의 바람직한 실시 예가 도시된 도면을 참조하여 아래의 상세한 설명에 의해서 명확하게 이해될 것이다.

도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 모바일 기기용 엑츄에이터에 대해 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 모바일 기기용 엑츄에이터에 대한 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명의 엑츄에이터에 장착되는 보빈에 대한 사시도이고, 도 3은 본 발명의 엑츄에이터에 장착되는 보빈에 대한 평면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하여 설명하면, 본 발명의 실시예에 따른 모바일 엑츄에이터(100)는 홀더(110), 상기 홀더(110) 내에 삽입되는 보빈(120), 상기 보빈(120)의 상,하부에 장착되며 상기 보빈(120)의 상호 대칭되는 모서리부에 일단부(125a)가 매입되어 상기 보빈(120)과 일체로 결합된 서스펜션 와이어(125)를 포함하여 이루어진다.

또한, 상기 보빈(120)은 내부에 적어도 하나 이상희 렌즈가 적층 결합된 렌즈 유니트(130)가 장착되고, 상기 홀더(110)는 외주면을 감싸도록 케이싱(150)이 결합되며, 상기 홀더(110)의 하부에는 이미지센서(170)가 장착된 센서 하우징(160)이 밀착 결합된다.

상기 홀더(110)는 사출성형에 의하여 상, 하부가 개방된 함체형으로 구성되고, 내부는 상기 보빈(120)이 장착 가능한 소정의 공간이 형성되며 각 측부의 내측 에 코일(111)이 권선된다. 또한, 상기 홀더(110)의 상,하부에는 상,하부 홀더 덮개(113,114)가 결합된다. 이때, 상기 홀더(110)의 내부 공간을 통해 각 측면 상에 마그네트(123)가 결합된 보빈(120)이 수용되는 바, 상기 홀더(110) 내에 삽입되는 보빈(120)의 사면이 상기 홀더(110)의 측벽과 소정의 간격을 이루도록 장착된다.

따라서, 상기 마그네트(123)와 코일(111)은 상호간의 소정의 이격 거리를 형성하며, 각각 상기 보빈(120)의 외측면과 상기 홀더(110)의 내측면이 각 대향면에 장착된다.

상기 홀더(110)의 측벽과 사면이 이격되도록 삽입되는 상기 보빈(120)은 중앙부에 렌즈 유니트(130)가 삽입되는 관통공(122)이 형성되고, 상기 보빈(120)의 각 외측면에는 분극 또는 무분극 마그네트(123)가 결합된다.

따라서, 상기 마그네트(123)와 상기 코일(111)의 상호 작용에 의해서 자체적으로 생성되는 구동력, 즉 전자기력에 의하여 상기 홀더(110) 내에서 상기 보빈(120)이 상,하부로 구동된다. 이때, 상기 마그네트(123)는 상기 보빈(120)의 각 외측부에 요크(마그네트의 내측면에 구비됨)를 통해 수직 결합된다.

또한, 상기 보빈(120)의 상, 하부에는 상기 보빈(120)의 유동을 탄성적으로 가압하여 상기 홀더(110) 내에서의 수직 이송 범위를 제한함과 아울러 좌우 유동을 방지하여 상기 보빈(120)의 구동시 기울어짐(tilt)을 최소화하기 위해 서스펜션 와이어(125)가 결합된다.

상기 서스펜션 와이어(125)는 "ㄱ' 자 형태로 중앙부가 절곡되어 상기 보빈사출성형시, 도면에 점선으로 나타낸 바와 같이 상기 보빈(120)의 상호 대칭되는 모서리부에 일단부(125a)가 일부 매입되어 상기 보빈(120)과 일체로 사출성형 된다. 이와 같이, 상기 보빈(120)과 상기 서스펜션 와이어(125)가 인서트 사출 성형에 의해 일체로 고정 결합됨으로써, 상기 보빈(120)과 상기 서스펜션 와이어(125)의 결합성이 증대되어 내구성을 향상시키고, 종래의 본딩공정이 생략되어 작업 시간이 단축되어 생산성이 증가된다.

또한, 상기 서스펜션 와이어(125)의 타단부(125b)는 상기 홀더(110)의 사각 프레임을 구성하는 한 변과 평행한 자유단으로 형성되어 탄성이 보유될 수 있도록 한다. 따라서, 상기 보빈(120)의 상부 모서리부에 일단부(125a)이 고정 결합된 서스펜션 와이어(125)는 그 자유 타단부(125b)의 탄성에 의해서 상기 홀더(110) 내부에 장착된 상기 보빈(120)의 상.하부를 탄력적으로 지지하게 된다.

그리고 상기 서스펜션 와이어(125)는 베릴륨이나 동 또는 황동계열의 합금으로 이루어진 탄성력을 가진 재질로 사용되는 바람직하다.

또한, 상기 서스펜션 와이어(125)는 그 굵기가 가늘수록 감도는 우수하지만 외부 충격 등에 의해서 상기 보빈(120)이 좌우 유동될 경우에는 지지력 감소에 의한 상기 보빈(120)의 기울어짐이나 처짐이 발생될 우려가 있으며, 상기 서스펜션 와이어(125)의 직경이 굵으면 와이어의 감도 특성이 저하되어 상기 보빈(120)을 구동시키기 위한 소비 전력이 증가된다. 따라서 상기 서스펜션 와이어(125)의 직경은 상기 보빈(120)의 크기와 성능 특성에 따라 적절하게 변경되어야 한다.

한편, 상기 코일(111)은 상기 홀더(110)의 내측면, 즉 상기 보빈(120)에 결합된 마그네트(123)의 대응 측면에 권선되어 상기 코일(111)에 연결된 전극(112)을 통해 인가되는 전류에 의해 전기장이 생성되며, 이때 상기 코일(111)은 그 대응면에 장착되는 마그네트(123)에 의해서 생성된 자기장이 투과하면서 상기 자기장과 전기장의 상호 작용으로 생성되는 전자기력에 의해서 상기 보빈(120)의 구동이 이루어지도록 한다.

이와 같이, 전원이 인가된 상기 코일(111)과 마그네트(123)에 의해서 구동되는 상기 보빈(120)은 중앙부에 렌즈 유니트(130)가 장착된 상태에서 코일(111)과 마그네트(123)에 의해서 생성된 전자기력으로 상기 홀더(110) 내에서 유동되는 바, 상기 보빈(120)의 구동력은 상기 보빈(120)의 상부를 소정의 탄성으로 가압하는 상기 서스펜션 와이어(125)의 탄성력과 균형을 이루면서 렌즈의 포커싱이 조절된다.

그리고 상기 보빈(120)은 코일(111)과 마그네트9123)를 통해 수직 이송의 구송력이 발생할 때, 전자기력이 발생되지 않은 측부 상으로 기울어짐이나 회동이 발생될 수 있다. 이와 같은 현상을 방지하기 위해서 상기 보빈(120)의 하부에 일측이 밀착 결합되고, 그 타측이 하부 홀더덮개(114)의 상면에 밀착되는 한 쌍의 지지판(126)이 더 장착된다.

따라서, 상기 홀더(110)가 수평 상태를 벗어나는 각도로 유지됨에 의한 자세차가 발생한다 하더라고 상기 보빈(120)의 하부에 결합된 지지판(126)이 하부 덮개의 저면에 항상 밀착되어 있기 때문에 상기 보빈(120)이 자중에 의해 기울어지거나 회동되는 현상이 방지된다.

이와 같이, 상기 홀더(110) 내에 상기 보빈(120)이 내입되는 형태의 엑츄에이터는 상부 홀더덮개(113)의 상부를 통해 함체형의 케이싱(150)이 결합되고, 하부 측에 중앙의 천공부를 통해 이미지센서(170)가 수용되는 센서 하우징(160)이 밀착 결합되며, 상기 센서 하우징(160)의 하면에 이미지센서(170)가 실장된 인쇄회로기판(도면미도시)이 장착됨에 의해서 자동 초점 조절 기능이 구비된 카메라 모듈의 조립이 완료된다.

이처럼, 본 발명에 따른 모바일 기기용 엑츄에이터(100)는 상기 보빈(120)의 사출성형시 상호 대칭되는 상기 보빈(120)의 모서리부에 상기 서스펜션 와이어(125)의 일단부(125a)가 매입되어 사출됨으로써, 상기 보빈(120)과 서스펜션 와이어(125)가 일체로 결합되어 상호 결합성이 증대되며, 종래의 본딩공정이 생략되어 작업 시간의 단축되고 생산성 및 제품신뢰성이 향상된다.

또한, 상기 보빈(120)과 서스펜션 와이어(125)가 일체화됨으로써, 부품의 수가 감소 및 조립 공정 단순화로 인해 카메라 모듈의 제작비용이 절감된다.

이상에서 설명한 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 권리 범위는 개시된 실시예에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변경 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 엑츄에이터에 대한 분해 사시도.

도 2는 본 발명의 엑츄에이터에 장착되는 보빈에 대한 사시도.

도 3은 본 발명의 엑츄에이터에 장착되는 보빈에 대한 평면도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 >

100 : 모바일 엑츄에이터

110 : 홀더 111 : 코일

120 : 보빈 123 : 마그네트

125 : 서스펜션 와이어 126 : 지지판

130 : 렌즈 유니트 150 : 케이싱

160 : 센서 하우징 170 : 이미지센서

Claims (9)

1. 내측면에 코일이 권선된 홀더;

   상기 홀더의 각 측벽과 사면이 이격 거리를 형성하여 상기 홀더 내에 삽입되는 보빈; 및

   일단부가 상기 보빈의 모서리부에 매입되어 상기 보빈과 일체로 결합되고, 타단부가 상기 홀더의 사각 프레임을 구성하는 한 변과 평행한 자유단으로 형성되어 상기 자유단에 탄성이 부여된 한쌍의 서스펜션 와이어;

   를 포함하는 모바일 기기용 엑츄에이터.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 보빈과 상기 서스펜션 와이어는 상기 보빈의 모서리부에 상기 서스펜션 와의 일단부가 매입되도록 인서트 사출 성형에 의해 일체로 형성된 모바일 기기용 엑츄에이터.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 홀더는 그 상·하부에 상·하부 홀더 덮개가 복개되는 모바일 기기용 엑츄에이터.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 보빈의 중앙부에는 렌즈 유니트가 결합되는 관통공이 구비되는 모바일 이기용 엑츄에이터.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 보빈의 외측면에는 마그네트가 결합되는 모바일 기기용 엑츄에이터.
6. 삭제
7. 제 1항에 있어서,

   상기 서스펜션 와이어는 "ㄱ"자 형태로 절곡 형성된 모바일 기기용 엑츄에이터.
8. 제 1항에 있어서,

   상기 보빈의 하부 양측부에는 상호 반대 방향으로 탄성력이 발생되도록 결합된 한 쌍의 지지판이 더 구비되는 모바일 기기용 엑츄에이터.
9. 제 1항에 있어서,

   상기 엑츄에이터는, 상기 홀더의 외주면을 감싸며 결합되는 케이싱과 중앙부에 이미지센서가 실장되어 상기 홀더의 하부에 밀착 결합되는 센서 하우징을 더 포함하는 모바일 기기용 엑츄에이터.

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