KR101706385B1 - 보이스 코일 모터 - Google Patents

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KR101706385B1
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엘지이노텍 주식회사
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Abstract

보이스 코일 모터는 렌즈가 장착된 보빈 및 상기 보빈의 외주면을 따라 배치된 코일 블럭을 포함하는 가동자; 상기 코일 블럭과 마주하게 배치된 마그네트 및 상기 마그네트를 고정하는 요크를 포함하는 고정자; 상기 보빈을 탄력적으로 지지하는 탄성 부재; 및 상기 렌즈와 대응하는 부분에 개구가 형성된 바닥판을 포함하는 베이스 몸체, 상기 바닥판의 후면 중 상기 개구와 대응하는 위치에 배치된 필터판 및 상기 필터판의 에지와 결합 되는 적어도 하나의 후크 유닛을 포함하는 베이스를 포함한다.

Description

보이스 코일 모터{VOICE COIL MOTOR}
본 발명은 보이스 코일 모터에 관한 것이다.
최근 들어, 다양한 광학 장치, 예를 들면, 초소형 디지털 카메라가 내장된 휴대폰이 개발되고 있다.
종래 휴대폰 등에 적용되는 초소형 디지털 카메라의 경우, 외부광을 집광하는 렌즈 및 외부광을 이미지로 변환하는 이미지 센서 사이의 간격을 조절할 수 없었으나, 최근 보이스 코일 모터와 같은 렌즈 구동 장치에 의하여 이미지 센서와 렌즈 사이의 간격을 조절함으로써 휴대폰에서 보다 개선된 이미지를 얻을 수 있게 되었다.
종래 보이스 코일 모터의 렌즈를 통과한 광에 포함된 적외선은 이미지 센서로 입력되기 이전에 IR 필터와 같은 적외선 차단 필터에 의하여 차단되고, 적외선 차단 필터는 보이스 코일 모터 중 렌즈가 장착된 보빈의 하부에 배치된 베이스에 결합된다.
베이스 및 적외선 차단 필터는 주로 접착제에 의하여 상호 부착되는데 접착제에 의하여 베이스에 부착된 적외선 차단 필터는 충격 및/또는 진동에 의하여 베이스로부터 빈번하게 이탈되는 치명적인 문제점을 갖는다.
또한, 접착제에 의하여 베이스 및 적외선 차단 필터를 부착할 경우, 접착제가 적외선 차단 필터를 오염시키거나 보이스 코일 모터를 이루는 구성 부품에 묻는 치명적인 문제점이 발생 된다.
본 발명은 필터판 및 필터판이 장착되는 베이스를 접착력 및 물리적인 힘으로 각각 결합하여 진동 및 충격에 의하여 필터판이 베이스로부터 이탈되는 것을 방지한 보이스 코일 모터를 제공한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
일실시예로서, 보이스 코일 모터는 렌즈가 장착된 보빈 및 상기 보빈의 외주면을 따라 배치된 코일 블럭을 포함하는 가동자; 상기 코일 블럭과 마주하게 배치된 마그네트 및 상기 마그네트를 고정하는 요크를 포함하는 고정자; 상기 보빈을 탄력적으로 지지하는 탄성 부재; 및 상기 렌즈와 대응하는 부분에 개구가 형성된 바닥판을 포함하는 베이스 몸체, 상기 바닥판의 후면 중 상기 개구와 대응하는 위치에 배치된 필터판 및 상기 필터판의 에지와 결합 되는 적어도 하나의 후크 유닛을 포함하는 베이스를 포함한다.
본 발명에 따른 보이스 코일 모터에 의하면, 보이스 코일 모터의 베이스에 고정되는 필터판을 접착제 및 후크를 통해 2중으로 결합함으로써 베이스에 충격 및 진동이 인가되더라도 필터판이 베이스로부터 이탈되는 것을 방지하여 보이스 코일 모터의 성능 및 신뢰성을 보다 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 보이스 코일 모터의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 보이스 코일 모터의 베이스의 저면 사시도이다.
도 3은 도 2의 I-I' 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 4는 도 2의 II-II' 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 5는 도 2의 베이스로부터 필터판을 제거한 저면 사시도이다.
도 6은 도 2에 도시된 베이스의 일부를 절개하여 내부 구조를 도시한 부분 절개 저면 사시도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 보이스 코일 모터의 분해 사시도이다. 도 2는 도 1에 도시된 보이스 코일 모터의 베이스의 저면 사시도이다. 도 3은 도 2의 I-I' 선을 따라 절단한 단면도이다. 도 4는 도 2의 II-II' 선을 따라 절단한 단면도이다. 도 5는 도 2의 베이스로부터 필터판을 제거한 저면 사시도이다. 도 6은 도 2에 도시된 베이스의 일부를 절개하여 내부 구조를 도시한 부분 절개 저면 사시도이다.
도 1 내지 도 6들을 참조하면, 보이스 코일 모터(800)는 가동자(100), 탄성 부재(200), 고정자(300), 케이스(400) 및 베이스(600)를 포함한다.
가동자(100)는 보빈(150) 및 코일 블럭(190)을 포함한다.
보빈(150)은, 예를 들어, 내부에 렌즈를 수납하기 위한 중공을 갖는 원통 형상으로 형성된다. 원통 형상을 갖는 보빈(150)은 상면(120) 및 상면(120)과 대향 하는 하면(130)을 포함한다.
렌즈를 수납하기 위해 보빈(150)의 내주면에는 암나사부(112)가 형성되고, 암나사부(112)에는 렌즈 고정 부재(미도시)가 체결된다. 렌즈 고정 부재에는 렌즈가 결합 된다. 이와 다르게, 렌즈를 직접 보빈(150)의 암나사부(112)에 결합하여도 무방하다.
보빈(150)의 외주면 하부에는 후술 될 코일 블럭(190)을 지지하기 위한 단턱(115)이 형성된다.
보빈(150)의 하면(130)에는 후술 될 탄성 부재(200)의 제1 탄성 부재(210)들을 고정하기 위한 보스들이 형성된다.
가동자(100)인 코일 블럭(190)은 보빈(150)에 형성된 단턱(115) 상에 배치되며, 코일 블럭(190)은, 예를 들어, 코일이 권선 된 원통 형상으로 형성된다.
코일 블럭(190)은 보빈(150)의 외주면에 직접 권선 되거나, 원통 형상으로 권선된 후 접착제 등에 의하여 보빈(150)의 외주면에 부착될 수 있다.
고정자(300)는 요크(310) 및 마그네트(350)를 포함한다.
요크(310)는 상판(312), 측면판(314) 및 요크부(316)를 포함한다.
요크(310)의 상판(312)은, 평면상에서 보았을 때, 사각 플레이트 형상으로 형성될 수 있고, 상판(312)의 중심에는 보빈(150)의 상단을 노출하는 원형 개구가 형성된다.
측면판(314)은 상판(312)의 4 개의 에지들로부터 보빈(150)의 외주면과 평행한 방향으로 연장되며, 측면판(314)은 상판(312)의 4 개의 에지들과 일체로 형성된다.
요크부(316)는 상판(312)의 원형 개구에 의하여 형성된 상판(312)의 내측면으로부터 보빈(150)의 하단을 향하는 방향으로 돌출된다. 요크부(316)는 보빈(150) 및 코일 블럭(190)에 의하여 형성된 공간으로 삽입되는 위치에 배치된다.
마그네트(350)들은 요크(310)의 상판(312) 및 측면판(314)에 의하여 형성된 내부 공간에 배치되며, 각 마그네트(350)들은 요크부(316)와 대응하는 위치에 배치되며 각 마그네트(350)들은 코일 블럭(190)과 마주하게 배치된다.
각 마그네트(350)들로부터 발생 된 자기장 및 코일 블럭(190)으로부터 발생 된 자기장에 의하여 발생 된 힘에 의하여 보빈(150)은 상부로 이동될 수 있고, 보빈(150)은 제1 및 제2 탄성 부재(210,220)들에 의하여 탄력적으로 지지 된다. 이때, 코일 블럭(190)에 가해지는 전류량을 정밀하게 조절함으로써 보빈(150)의 이동 거리를 정밀하게 조절할 수 있다.
탄성 부재(200)는 제1 탄성 부재(210) 및 제2 탄성 부재(220)를 포함한다. 본 발명의 일실시예에서, 제1 및 제2 탄성 부재(210,220)들은 판 스프링을 포함할 수 있다.
제1 탄성 부재(210)는 보빈(150)의 하면(130)에 결합 된다. 제1 탄성 부재(210)는, 예를 들어, 2 개로 이루어지며, 각 제1 탄성 부재(210)들은 보빈(150)의 하면(130)의 보스에 각각 결합 된다.
제2 탄성 부재(220)는 보빈(150)의 상면(120)에 결합 된다.
제1 및 제2 탄성 부재(210,220)들에 의하여 코일 블럭(190)이 장착된 보빈(150)은 탄력적으로 지지 된다.
케이스(400)는 상부 케이스(410) 및 하부 케이스(420)를 포함한다.
상부 케이스(410)는 상판(411), 결합 기둥(412)을 포함한다. 상부 케이스(410)는 요크(310)의 상부에 배치되며 탄성 부재(200)의 제2 탄성 부재(220)는 상부 케이스(410) 및 요크(310) 사이에 개재된다.
상부 케이스(410)의 상판(411)은, 평면상에서 보았을 때, 사각 플레이트 형상을 갖고, 상부 케이스(410)의 상판(411)의 중앙부에는 보빈(150)을 노출하는 원형 개구(414)가 형성된다.
결합 기둥(412)은 상판(411)의 4 개의 모서리들로부터 보빈(150)과 평행하게 돌출되며, 결합 기둥(412)은 후술 될 하부 케이스(420)와 결합 된다.
하부 케이스(420)는 상부 케이스(410)의 각 결합 기둥(412)과 결합 되는 기둥(425)들을 포함한다.
도 2 내지 도 6들을 참조하면, 베이스(600)는 보빈(150)의 하면(130)과 마주하는 위치에 배치된다.
베이스(600)는 베이스 몸체(610), 필터판(620), 후크 유닛(630) 및 접착제(640)를 포함한다.
베이스 몸체(610)는, 예를 들어, 직육면체 플레이트 형상으로 형성되며, 베이스 몸체(610)는 보빈(150)에 장착된 렌즈와 대응하는 개구가 형성된 바닥판(615)을 포함한다. 바닥판(615)에 형성된 개구는 후술 될 필터판(620)과 대응하는 형상으로 형성되며, 개구는 필터판(620)보다 다소 작은 형상으로 형성된다. 본 발명의 일실시예에서, 개구는, 평면상에서 보았을 때, 직사각형 형상 또는 사각형 형상으로 형성된다. 이와 다르게, 개구는, 평면상에서 보았을 때, 원형 형상으로 형성되어도 무방하다.
이하, 베이스 몸체(610)의 바닥판(615) 중 보빈(150)과 마주하는 면은 전면(611)으로서 정의되고, 바닥판(615) 중 전면(611)과 마주하는 면은 후면(612)으로서 정의된다.
필터판(filter plate;620)은 베이스 몸체(610)의 후면(612) 상에 배치된다. 본 발명의 일실시예에서, 필터판(620)은 IR 필터와 같은 적외선 차단 필터를 포함한다.
본 발명의 일실시예에서, 필터판(620)은 개구를 덮는 평면적 및 개구를 덮는 형상으로 형성된다.
베이스 몸체(610)의 바닥판(615)의 개구가, 예를 들어, 직사각형 형상으로 형성될 경우, 필터판(620)은 바닥판(615)의 개구를 덮는 직사각 플레이트 형상으로 형성된다.
한편, 필터판(620)이 베이스 몸체(610)의 바닥판(615)의 후면(612)으로부터 돌출되지 않도록 하기 위해 베이스 몸체(610)의 후면(612) 중 필터판(620)과 오버랩되는 부분에는 필터판 수납홈(614)이 형성되고, 필터판(620)은 필터판 수납홈(614) 내에 수납된다.
필터판 수납홈(614)의 깊이는 예를 들어, 필터판(620)의 두께와 동일하고 이로 인해 필터판(620)의 표면 및 베이스 몸체(610)의 바닥판(615)의 후면(612)은 동일 평면상에 배치된다.
한편, 필터판(620)의 모서리와 대응하는 필터판 수납홈(614)에는 필터판(620)의 모서리를 수용하기 위한 필터판 모서리 수용홈(614b)가 형성될 수 있다.
필터판 수납홈(614)에 의하여 형성되며 필터판(620)의 에지와 접촉되는 바닥면(614a)에는 그루브(groove) 형상으로 형성된 접착제 수용홈(616)이 형성된다. 본 발명의 일실시예에서, 접착제 수용홈(616)은 필터판 수납홈(614)에 의하여 형성된 바닥면(614a)을 따라 형성되며, 접착제 수용홈(616)은, 평면상에서 보았을 때, 띠 형상으로 형성될 수 있다.
접착제 수용홈(616)은, 예를 들어, 바닥면(614a)을 따라서 하나가 연속적으로(또는 폐루프) 형상으로 형성되거나, 도 5에 도시된 바와 같이 바닥면(614a)을 따라서 복수개가 단속적으로 배치될 수 있다.
한편, 본 발명의 일실시예에서, 접착제 수용홈(616)의 일부는 필터판(620)의 에지로부터 외측으로 연장되어 접착제 주입구를 형성할 수 있고, 접착제 주입구를 통해 접착제 수용홈(616) 및 필터판(620) 사이에 형성된 공간에 유동성 접착제를 제공할 수 있다.
접착제 수용홈(616)에 의하여 형성된 공간으로는 접착제(640)가 제공되며, 접착제(640)에 의하여 필터판(620) 및 베이스(600)는 상호 1차적으로 결합 된다.
후크 유닛(630)은 접착제 수용홈(616)에 제공된 접착제(640)에 의하여 1차적으로 결합된 필터판(620) 및 베이스(600)를 2차적으로 결합한다.
본 발명의 일실시예에서, 후크 유닛(630)은 필터판(620)의 각 에지마다 적어도 하나가 형성될 수 있다. 예를 들어, 필터판(620)이 사각 플레이트 형상으로 형성될 경우, 후크 유닛(630)은 필터판(620)의 4 개의 각 에지들에 적어도 하나가 결합될 수 있다.
후크 유닛(630)은 제1 후크부(632) 및 제2 후크부(634)를 포함한다.
제1 후크부(632)는 베이스 몸체(610)의 후면(612)으로부터 돌출되며, 제1 후크부(632)는 필터판(620)의 외측에 배치된다. 제2 후크부(634)는 제1 후크부(632)로부터 필터판(620)의 상면의 에지를 향해 돌출되어 필터판(620)의 에지를 눌러 필터판(620)을 2차적으로 고정한다.
제1 후크부(632)는, 예를 들어, 베이스 몸체(610)의 후면(612) 상에 배치되거나, 접착제 수용홈(616)으로부터 확장된 확장홈(616a) 내에 형성될 수 있다. 확장홈(616a)는 접착제 수용홈(616)으로부터 필터판(620)의 에지의 외측을 향해 형성된다.
확장홈(616a)에 형성된 제1 후크부(632)에는 접착제 수용홈(616)과 연결된 연결홀(632a)이 형성되며, 연결홀(632a)를 통해 접착제 수용홈(616) 및 필터판(620) 사이에 형성된 공간에 접착제(640)가 제공될 수 있다.
또한, 후크 유닛(630)이 필터판(620)에 결합될 때 후크 유닛(630)은 후방으로 휨이 발생 되는데, 후크 유닛(630)이 후방으로 휠 수 있도록 후크 유닛(630) 및 확장홈(616a)에 의하여 형성된 측벽 사이에는 상기 후크 유닛(630)의 변형량을 수용하기에 적합한 빈 공간이 형성되는 것이 바람직하다.
이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면, 보이스 코일 모터의 베이스에 고정되는 필터판을 접착제 및 후크를 통해 2중으로 결합함으로써 베이스에 충격 및 진동이 인가되더라도 필터판이 베이스로부터 이탈되는 것을 방지하여 보이스 코일 모터의 성능 및 신뢰성을 보다 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다.
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
800...보이스 코일 모터 100...가동자
200...탄성 부재 300...고정자
400...케이스 600...베이스

Claims (13)

  1. 렌즈가 장착된 보빈 및 상기 보빈의 외주면을 따라 배치된 코일 블럭을 포함하는 가동자;
    상기 코일 블럭과 마주하게 배치된 마그네트 및 상기 마그네트를 고정하는 요크를 포함하는 고정자;
    상기 보빈을 탄력적으로 지지하는 탄성 부재; 및
    상기 렌즈와 대응하는 부분에 개구가 형성된 바닥판을 포함하는 베이스 몸체, 상기 바닥판의 후면 중 상기 개구와 대응하는 위치에 배치된 필터판 및 상기 필터판의 에지와 결합 되는 적어도 하나의 후크 유닛을 포함하는 베이스를 포함하며,
    상기 후크 유닛 및 상기 필터판이 결합 될 때 발생 되는 상기 후크 유닛의 휨을 수용하기 위해 상기 후크 유닛의 후방에는 공간이 형성된 보이스 코일 모터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 필터판은 상기 개구보다 큰 사이즈로 형성되며, 상기 필터판과 중첩되는 상기 바닥판의 상기 후면에는 상기 필터판을 수납하는 필터판 수납홈이 형성되는 보이스 코일 모터.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 필터판 수납홈에 의하여 형성되며 상기 필터판과 접촉되는 바닥면에는 그루브(groove) 형상으로 형성된 접착제 수용홈이 형성된 보이스 코일 모터.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 접착제 수용홈은 상기 필터판의 상기 바닥면에 폐루프 형상으로 1 개가 형성된 보이스 코일 모터.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 접착제 수용홈은 상기 필터판의 상기 바닥면에 적어도 2 개가 단속적으로 형성된 보이스 코일 모터.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 접착제 수용홈의 일부에는 상기 접착제 수용홈으로부터 상기 필터판의 에지 외부로 연장된 확장홈이 형성된 보이스 코일 모터.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 필터판을 고정하는 상기 후크 유닛은 상기 확장홈 내에 배치되며 상기 후크 유닛에는 상기 확장홈 및 상기 접착제 수용홈과 연결되는 연결홀이 형성되며, 상기 접착제는 상기 연결홀을 통해 상기 접착제 수용홈에 채워지는 보이스 코일 모터.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 후크 유닛이 상기 필터판과 결합 될 때 발생 되는 상기 후크 유닛의 변형을 수용하기 위해 상기 후크 유닛 및 상기 확장홈에 의하여 형성된 측벽 사이에는 공간이 형성된 보이스 코일 모터.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 필터판은 복수개의 에지들을 포함하는 플레이트 형상을 포함하며, 상기 후크 유닛은 상기 필터판의 각 에지들에 적어도 하나가 배치된 보이스 코일 모터.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 후크 유닛은 상기 바닥판에 대하여 수직하게 돌출된 제1 후크부 및 상기 제1 후크부로부터 상기 필터판의 상면 에지를 향해 돌출되어 상기 필터판의 상면의 에지를 누르는 제2 후크부를 포함하는 보이스 코일 모터.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 필터판은 적외선 차단 필터를 포함하는 보이스 코일 모터.
  12. 제3항에 있어서,
    상기 필터판의 모서리와 대응하는 필터판 수용홈에는 상기 필터판의 모서리를 수용하기 위한 필터판 모서리 수용홈이 형성된 보이스 코일 모터.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 베이스 몸체의 상기 바닥판의 상기 후면 및 상기 필터판 사이에 개재된 접착제를 더 포함하는 보이스 코일 모터.
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