KR101878907B1 - 보이스 코일 모터 - Google Patents

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Abstract

보이스 코일 모터는 개구가 형성된 베이스 상부에 배치된 보빈 및 상기 보빈에 권선된 구동 코일을 포함하는 가동자; 상기 구동 코일과 마주하는 구동 마그네트, 측판의 내측면에 상기 구동 마그네트가 고정된 요크를 포함하는 고정자; 및 상기 측판의 외측면에 배치된 틸트 마그네트, 상기 틸트 마그네트를 고정하는 하우징 및 상기 틸트 마그네트와 마주하는 틸트 코일 유닛을 포함하는 틸트 유닛을 포함하며, 상기 가동자의 틸트 공간을 제공 및 두께를 감소시키기 위해 상기 하우징의 상면은 상기 보빈의 상단보다 낮은 위치에 배치된다.

Description

보이스 코일 모터{VOICE COIL MOTOR}
본 발명은 보이스 코일 모터에 관한 것이다.
최근 들어, 피사체를 디지털 이미지 또는 동영상으로 저장하는 카메라 모듈이 장착된 휴대폰, 스마트폰 및 휴대용 PC의 일종인 스마트 패드가 개발되고 있다.
종래 카메라 모듈은 렌즈 및 렌즈를 통과한 광을 디지털 이미지로 변환하는 이미지 센서 모듈을 포함한다.
그러나 종래 카메라 모듈은 렌즈 및 이미지 센서 모듈 사이의 간격을 자동으로 조절하는 오토 포커싱 기능 및 손떨림이 심한 휴대폰, 스마트 폰 및 스마트 패드에서 손떨림을 보정 하는 기능이 없어 고품질 디지털 이미지를 획득하기 어려웠다.
본 발명은 본 발명은 오토 포커싱 기능 및 손떨림 보정 기능을 포함하며 손떨림 보정 기능을 구현하기 위한 공간 확보를 구현하면서 부피 및 높이를 감소시킨 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 개구가 형성된 베이스 상부에 배치된 보빈 및 상기 보빈에 권선된 구동 코일을 포함하는 가동자; 상기 구동 코일과 마주하는 구동 마그네트, 측판의 내측면에 상기 구동 마그네트가 고정된 요크를 포함하는 고정자; 및 상기 측판의 외측면에 배치된 틸트 마그네트, 상기 틸트 마그네트를 고정하는 하우징 및 상기 틸트 마그네트와 마주하는 틸트 코일 유닛을 포함하는 틸트 유닛을 포함하며, 상기 가동자의 틸트 공간을 제공 및 두께를 감소시키기 위해 상기 하우징의 상면은 상기 보빈의 상단보다 낮은 위치에 배치된다.
본 발명에 따른 보이스 코일 모터에 의하면, 부피 및 두께 증가 없이 외부광이 통과하는 렌즈 및 렌즈를 통과한 외부광에 대응하는 이미지를 생성하는 이미지 센서 사이의 간격을 조절하는 오토 포커싱 기능 및 손떨림 보정 기능을 수행하기 위한 틸트 공간을 충분히 제공하여 틸트 공간 부족에 의한 손떨림 보정 동작 및 오토 포커싱 동작 중 구성 요소간 간섭이 발생 되는 것을 방지하는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 보이스 코일 모터의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 조립 단면도이다.
도 3은 도 1의 하우징 및 틸트 마그네트를 도시한 발췌 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 1의 조립 단면도이다. 도 3은 도 1의 하우징 및 틸트 마그네트를 도시한 발췌 사시도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 보이스 코일 모터(700)는 가동자(100), 고정자(200), 틸트 유닛(300) 및 커버 캔(400)를 포함한다. 이에 더하여, 보이스 코일 모터(700)는 탄성 부재(500)들 및 베이스 유닛(600)을 더 포함할 수 있다.
가동자(100)에는 렌즈(105)가 장착되며, 가동자(100)는 후방에 이미지 센서가 배치된 베이스 유닛(600)의 상면(수평면)에 대하여 업-다운 되면서 오토 포커싱 기능을 수행한다. 또한, 가동자(100)는 후술 될 틸트 유닛(300)에 의하여 베이스 유닛(600)의 상면(수평면)에 대하여 좌우로 틸트되면서 손떨림 보정 가능을 수행한다.
가동자(100)는 보빈(110) 및 구동 코일(120)을 포함한다. 이에 더하여 가동자(100)는 렌즈 배럴(130) 및 렌즈(105)를 더 포함할 수 있다.
보빈(110)은 상면 및 하면이 개구된 원통 형상으로 형성되며, 보빈(110)의 내주면에는 렌즈 배럴(130)를 고정하기 위한 암나사산이 형성되며, 렌즈 배럴(130)에는 렌즈(105)가 결합된다. 도 2에는 렌즈(105)가 결합되지 않은 렌즈 배럴(130)이 도시되어 있다.
구동 코일(120)은 절연된 긴 전선을 원통 형상으로 권선한 형상으로 형성되며, 구동 코일(120)은 보빈(110)의 외주면에 배치된다. 구동 코일(120)은 보빈(110)의 외주면에 직접 권선 또는 보빈(110)의 외주면에 접착제 등에 의하여 접착될 수 있다.
보빈(110)의 하면에는 도 1에 도시된 바와 같이 탄성 부재(500)인 제1 및 제2구동용 탄성 부재(510,515)들이 겹치게 배치된다. 제1 구동용 탄성 부재(510)는 보빈(110)의 하면에 상호 절연된 상태로 결합 되며, 제1 구동용 탄성 부재(510)는 구동 코일(120)의 각 단부에 전기적으로 연결된다.
각 제1 구동용 탄성 부재(510)는 후술 될 구동 회로 기판(626)에 전기적으로 연결되며, 구동 회로 기판(626)으로부터 인가된 구동 신호는 제1 및 제2 구동용 탄성 부재(510,515)들을 통과하여 구동 코일(120)로 인가된다.
제1 및 제2 구동용 탄성 부재(510,515)들은 베이스 유닛(600)을 이루는 구성 요소 중 하나인 사각 프레임 형상을 갖는 베이스(610) 및 후술 될 케이스(630)에 각각 고정된다. 제2 구동용 탄성 부재(515)는 후술 될 하우징(320)의 하면과 탄력적으로 결합 되어 하우징(320)이 틸트된 후 하우징(320)이 원 위치로 복원되는 탄성력을 제공하는 역할을 한다.
베이스(610)의 하부에는 보빈(110)에 결합된 렌즈(105)와 마주하는 개구(622)를 갖는 홀더(620)가 고정되며, 홀더(620)의 내측에는 도 2에 도시된 바와 같이 개구(622)를 덮는 IR필터(624)가 배치된다.
홀더(620)의 내측에는 IR 필터(624)와 마주하는 이미지 센서(625)가 배치되고, 이미지 센서(625)는 구동 회로 기판(626)에 실장 된다.
베이스(610) 및 홀더(620)는 사각 프레임 형상을 갖는 케이스(630)의 내부에 수납되며, 구동 회로 기판(626)은 케이스(630)의 하단으로부터 돌출된 돌기(632)에 끼워 맞춤 방식으로 고정된다. 케이스(630)는 하부 커버 캔(420)에 후크 결합 등의 방법에 의하여 결합 된다.
고정자(200)는 요크(210) 및 구동 마그네트(220)를 포함한다.
요크(210)는 가동자(100)의 구동 코일(120)과 마주하게 배치되며, 요크(210)는 상판(212) 및 측판(214)을 포함한다.
요크(210)의 상판(212)은 렌즈(105)를 통과한 광이 통과하는 개구가 형성된 사각 플레이트 형상으로 형성되며, 측판(214)은 4 개가 상판(212)의 테두리로부터 하부로 연장된다.
구동 마그네트(220)는, 예를 들어, 4 개가 측판(214)의 내측면에 고정되며, 구동 마그네트(220)는 구동 코일(120)과 마주하게 배치된다. 구동 마그네트(220)로부터 발생된 자기장 및 구동 코일(120)로부터 발생된 자기장에 의하여 발생된 힘에 의하여 가동자(100)는 베이스(610)의 상부를 향하는 방향으로 이동된다.
가동자(100)가 베이스(610)의 상부를 향하는 방향으로 이동됨으로써, 베이스(610)의 후방에 배치된 이미지 센서(625) 및 렌즈(105) 사이의 간격이 조절된다.
틸트 유닛(300)은 틸트 마그네트(310), 하우징(320), 틸트 코일 유닛(330) 및 스페이서(340)를 포함한다.
틸트 마그네트(310)는 요크(210)의 측판(214)의 외측면에 배치된다. 틸트 마그네트(310)는 4 개가 요크(210)의 4 개의 측판(214)들에 각각 배치된다.
본 발명의 일실시예에서, 각 틸트 마그네트(310)는, 예를 들어, 2극 착자 또는 4극 착자 플랫 마그네트를 포함할 수 있다.
틸트 마그네트(310)는 요크(210)의 측판(214)에 직접 배치되어도 무방하나, 본 발명의 일실시예에서, 틸트 마그네트(310)는 하우징(320)을 이용하여 요크(210)의 측판(214)에 고정된다.
하우징(320)은 상면 및 하면이 개구된 통 형상으로 형성되며, 요크(210)의 측판(214)들의 외주면에 결합 되는 형상으로 형성된다.
하우징(320)의 4 개의 측면판(321)들에는 각 틸트 마그네트(310)를 고정하기 위한 개구(322)들이 형성되며, 틸트 마그네트(310)는 각 개구(322)를 이용하여 요크(210)에 배치된다.
틸트 코일 유닛(330)은 틸트 코일(332), 틸트 코일 하우징(334) 및 틸트 코일 구동부(336)를 포함한다.
틸트 코일(332)은 가운데 슬릿 형상의 개구가 형성되도록 절연된 코일을 장방형으로 권선하여 형성되며, 틸트 코일(332)은 하우징(320)의 4 개의 측면판(321)들에 각각 결합 된 4 개의 틸트 마그네트(310)들과 마주하게 배치된다.
본 발명의 일실시예에서, 틸트 코일(332)의 표면 및 틸트 마그네트(310)의 사이에는 가동자(100)의 좌우 틸트가 가능하도록 갭(gap,G)이 형성된다.
틸트 코일 하우징(334)은 4 개의 틸트 마그네트(310)들과 마주하게 배치된 각 틸트 코일(332)을 고정하는 역할을 한다.
틸트 코일 하우징(334)은 상면 및 하면이 개구 되며, 4 개의 측면(335)들을 포함하며, 틸트 코일 하우징(334)의 각 측면(335)들에는 각 틸트 코일(332)을 고정하기 위한 개구가 형성된다.
틸트 코일 구동부(336)는 각 틸트 코일(332)에 틸트용 구동 신호를 인가하는 역할을 하며, 틸트 코일 구동부(336)는 플랙시블한 회로 기판을 포함할 수 있고, 틸트 코일 구동부(336)는 각 틸트 코일(332)을 덮으며 각 틸트 코일(332)과 전기적으로 연결된다.
한편, 틸트 마그네트(310)를 고정하는 하우징(320)의 상면(323) 및 요크(210)의 상판(212) 상에는 탄성 부재(520)의 일부가 배치되며, 탄성 부재(520)의 일부는 보빈(110)에 의하여 고정된다. 즉, 보빈(110)은 보빈(110)의 하단에 결합 된 한 쌍의 탄성 부재(510) 및 보빈(110)의 상단에 결합 된 탄성 부재(520)에 의하여 탄력적으로 결합 된다.
커버 캔(400)은 외부 진동 및 충격에 의한 가동자(100), 고정자(200), 틸트 유닛(300) 및 탄성 부재(500)의 파손을 방지한다. 커버 캔(400)은 상부 커버 캔(410) 및 하부 커버 캔(420)을 포함한다.
상부 커버 캔(410)은 상판(412) 및 측면판(414)을 포함한다.
상부 커버 캔(410)의 상판(412)은 렌즈(105)를 노출하는 개구를 갖는 사각판 형상으로 형성되며, 측면판(414)은 상판(412)으로부터 연장된다.
본 발명의 일실시예에서, 틸트 마그네트(310)에서 발생된 자기장 및 틸트 코일(332)에서 발생된 자기장에 의하여 가동자(100)는 수평 방향을 기준으로 좌우 방향으로 틸트 되면서 손떨림 보정 기능을 수행 및 구동 마그네트(220)에서 발생된 자기장 및 구동 코일(120)에 의하여 발생 된 자기장에 의하여 가동자(100)는 수평 방향을 기준으로 수평 방향에 수직한 방향으로 업-다운 되면서 오토 포커싱 기능을 수행한다.
한편, 가동자(100)가 수평 방향을 기준으로 좌우 방향으로 틸트 되면서 손떨림 보정 기능 또는 가동자(100)가 업-다운 되면서 오토 포커싱 기능을 수행하기 위해서는 상부 커버 캔(410)의 상판(412)의 내측면 및 가동자(100) 사이에 공간이 형성되어야 한다.
그러나, 손떨림 보정 기능 또는 오토 포커싱 기능을 수행하기 위하여 상부 커버 캔(410)의 상판(412) 및 가동자(100) 사이에 공간을 넓게 형성할 경우, 보이스 코일 모터(700)의 전체 부피 및 높이가 크게 증가 된다.
본 발명의 일실시예에서는 보이스 코일 모터(700)의 전체 부피 및 높이를 증가시키지 않으면서 손떨림 보정 기능 및 오토 포커싱 기능을 수행하기 위한 틸트 공간을 구현하기 위해서, 커버 캔(400)의 상부 커버 캔(410)의 상판(412)의 내측면과 마주하는 상기 하우징(320)의 상면(323)은 가동자(100)의 보빈(110)의 상단보다 낮은 위치에 배치된다.
하우징(320)의 상면(323)은 보빈(110)의 상단보다 낮은 위치에 배치된다. 바람직하게 하우징(320)의 상면(323)은 요크(210)의 상판(212)과 동일한 평면상에 배치될 수 있다.
하우징(320)의 상면(323)이 보빈(110)의 상단보다 낮은 위치 또는 요크(210)의 상판(212)과 동일한 평면상에 배치될 경우, 수평면에 대하여 좌우로 틸트 되어 손떨림 보정 기능을 수행 또는 수평면에 대하여 수직 한 방향으로 업-다운되는 가동자(100)에 결합된 하우징(320)의 상면(323)이 커버 캔(400)의 상부 커버 캔(410)의 상판(412)의 내측면 또는 틸트 코일 구동부(336)과 간섭되지 않는 공간이 형성된다.
또한, 하우징(320)의 상면(323)이 보빈(110)의 상단보다 낮은 위치 또는 요크(210)의 상판(212)과 동일한 평면상에 배치될 경우, 보이스 코일 모터(700)의 전체 부피 및 두께 증가가 발생 되지 않는다.
하우징(320)이 상부 커버 캔(410)과 요크(210)의 상판(212)과 간섭되지 않도록 하기 위해 하우징(320)의 측면판(321)의 두께는 틸트 마그네트(310)의 두께 이하로 형성되고, 이로 인해 요크(210)의 상판(212)의 일부는 틸트 마그네트(310)로부터 노출된다.
한편, 하우징(320)의 상면(323) 상에는 탄성 부재(520)가 배치되고, 탄성 부재(520)는 스페이서(340)에 의하여 고정되는데, 스페이서(340)에 의하여 가동자(100)가 커버 캔(400)의 상부 커버 캔(410) 또는 틸트 코일 구동부(336)와 간섭되는 것을 방지하기 위하여 스페이서(340)의 상면은 보빈(110)의 상단보다 낮은 위치에 배치되고, 스페이서(340)의 측면은 하우징(320)의 측면판(321)의 외측면으로부터 돌출되지 않게 형성하는 것이 바람직하다.
이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면, 부피 및 두께 증가 없이 외부광이 통과하는 렌즈 및 렌즈를 통과한 외부광에 대응하는 이미지를 생성하는 이미지 센서 사이의 간격을 조절하는 오토 포커싱 기능 및 손떨림 보정 기능을 수행하기 위한 틸트 공간을 충분히 제공하여 틸트 공간 부족에 의한 손떨림 보정 동작 및 오토 포커싱 동작 중 구성 요소간 간섭이 발생되는 것을 방지하는 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.
700...보이스 코일 모터 100...가동자
200...고정자 300...틸트 유닛
400...커버 캔 500...탄성 부재
600...베이스 유닛

Claims (13)

  1. 개구가 형성된 베이스 상부에 배치된 보빈 및 상기 보빈에 권선된 구동 코일을 포함하는 가동자;
    상기 구동 코일과 마주하는 구동 마그네트, 측판의 내측면에 상기 구동 마그네트가 고정된 요크를 포함하는 고정자; 및
    상기 측판의 외측면에 배치된 틸트 마그네트, 상기 틸트 마그네트를 고정하는 하우징 및 상기 틸트 마그네트와 마주하는 틸트 코일 유닛을 포함하는 틸트 유닛을 포함하며,
    상기 가동자의 틸트 공간을 제공 및 두께를 감소시키기 위해 상기 하우징의 상면은 상기 보빈의 상단보다 낮은 위치에 배치되고,
    상기 하우징의 상기 상면에는 상기 보빈과 결합된 상부 탄성 부재가 배치되며, 상기 상부 탄성 부재는 상기 상부 탄성 부재 상에 배치된 스페이서에 의하여 고정되고,
    상기 스페이서의 상면은 상기 보빈의 상기 상단보다 낮은 위치에 배치된 보이스 코일 모터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하우징의 상면은 상기 요크의 상기 측판과 수직하게 형성된 상기 요크의 상판과 동일 평면상에 배치된 보이스 코일 모터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 틸트 공간을 확보하기 위하여 상기 틸트 마그네트의 상면의 일부는 상기 하우징으로부터 노출된 보이스 코일 모터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 틸트 공간을 확보하기 위하여 상기 틸트 마그네트의 상기 상면의 일부를 상기 하우징으로부터 노출하기 위해 상기 하우징의 두께는 상기 틸트 마그네트의 두께 이하로 형성된 보이스 코일 모터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 보빈의 하단에 결합하는 하부 탄성 부재가 배치되어, 상기 상부 탄성 부재와 함께 상기 보빈을 탄력적으로 지지하는 보이스 코일 모터.
  6. 제5항에 있어서, 상기 하부 탄성부재는 동일한 대응 구조로 한 쌍으로 이루어진 보이스 코일 모터.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 틸트 공간을 확보하기 위하여 상기 스페이서의 측면은 상기 하우징의 외측면보다 안쪽에 배치된 보이스 코일 모터.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 틸트 유닛은 상기 틸트 코일을 고정하기 위한 틸트 코일 하우징을 포함하는 보이스 코일 모터.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 틸트 코일 및 상기 틸트 마그네트 사이에는 상기 보빈을 틸트 시키기 위한 갭이 형성된 보이스 코일 모터.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 가동자, 상기 고정자 및 상기 틸트 유닛을 감싸는 커버 캔을 더 포함하는 보이스 코일 모터.
  11. 개구가 형성된 베이스 상부에 배치된 보빈 및 상기 보빈에 권선된 구동 코일을 포함하는 가동자;
    상기 구동 코일과 마주하는 구동 마그네트, 측판의 내측면에 상기 구동 마그네트가 고정된 요크를 포함하는 고정자; 및
    상기 측판의 외측면에 배치된 틸트 마그네트, 상기 틸트 마그네트를 고정하는 하우징 및 상기 틸트 마그네트와 마주하는 틸트 코일 유닛을 포함하는 틸트 유닛을 포함하며,
    상기 가동자의 틸트 공간을 제공 및 두께를 감소시키기 위해 상기 하우징의 상면은 상기 보빈의 상단보다 낮은 위치에 배치되고,
    상기 하우징의 상기 상면에는 상기 보빈과 결합된 상부 탄성 부재가 배치되며, 상기 상부 탄성 부재는 상기 상부 탄성 부재 상에 배치된 스페이서에 의하여 고정되고,
    상기 틸트 공간을 확보하기 위하여 상기 스페이서의 측면은 상기 하우징의 외측면보다 안쪽에 배치된 보이스 코일 모터.
  12. 개구가 형성된 보빈;
    상기 보빈에 권선된 구동 코일;
    상기 구동 코일과 마주하는 구동 마그네트;
    상기 구동 마그네트가 고정된 요크;
    상기 요크의 외측면에 배치된 틸트 마그네트;
    상기 틸트 마그네트를 고정하는 하우징; 및
    상기 틸트 마그네트와 마주하는 틸트 코일 유닛을 포함하는 틸트 유닛을 포함하며,
    상기 하우징의 상면은 상기 보빈의 상단보다 낮은 위치에 배치되고,
    상기 하우징의 상기 상면에는 상기 보빈과 결합되며 스페이서에 의해 고정된 상부 탄성 부재가 배치되며, 상기 스페이서의 상면은 상기 보빈의 상단보다 낮은 위치에 배치된 보이스 코일 모터.
  13. 개구가 형성된 보빈;
    상기 보빈에 권선된 구동 코일;
    상기 구동 코일과 마주하는 구동 마그네트;
    상기 구동 마그네트가 고정된 요크;
    상기 요크의 외측면에 배치된 틸트 마그네트;
    상기 틸트 마그네트를 고정하는 하우징; 및
    상기 틸트 마그네트와 마주하는 틸트 코일 유닛을 포함하는 틸트 유닛을 포함하며,
    상기 하우징의 상면은 상기 보빈의 상단보다 낮은 위치에 배치되고,
    상기 하우징의 상기 상면에는 상기 보빈과 결합되며 스페이서에 의해 고정된 상부 탄성 부재가 배치되며, 상기 스페이서의 측면은 상기 하우징의 외측면보다 안쪽에 배치된 보이스 코일 모터.
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