KR101910410B1 - 보이스 코일 모터 - Google Patents

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Abstract

보이스 코일 모터는 개구가 형성된 베이스; 상기 베이스의 상부에 배치되며 코일 블럭이 외주면에 권선된 보빈을 포함하는 가동자; 상기 코일 블럭과 마주하는 마그네트들 및 상기 가동자와 상기 마그네트들을 감싸는 커버 부재를 포함하는 고정자; 및 상기 가동자를 탄력적으로 지지하는 탄성 부재를 포함하며, 상기 코일 블럭의 상하면을 이등분한 제1 중심선은 상기 보빈의 상하면을 이등분한 제2 중심선의 상부에 배치된다.

Description

보이스 코일 모터{VOICE COIL MOTOR}
본 발명은 보이스 코일 모터에 관한 것이다.
최근 들어, 휴대폰, 스마트폰 등에는 이미지를 캡쳐 또는 동영상을 촬영할 수 있는 초소형 디지털 카메라가 장착되고 있다.
종래 휴대폰 등에 장착되는 초소형 디지털 카메라의 경우, 디지털 이미지를 발생시키는 이미지 센서 및 이미지 센서의 전방에 배치된 렌즈 사이의 거리를 조절할 수 없어 고품질 이미지를 얻기 어려웠다.
최근 들어 이미지 센서 및 렌즈 사이의 거리를 조절할 수 있는 보이스 코일 모터와 같은 렌즈 구동 장치가 개발되어 디지털 카메라로부터 고품질 이미지를 획득할 수 있게 되었다.
종래 보이스 코일 모터는 베이스, 베이스 상에 배치되어 업-다운되며 코일이 권선된 보빈을 포함하는 가동자, 가동자의 주변에 배치된 마그네트 및 보빈을 탄력적으로 지지하는 탄성 부재를 포함한다.
종래 보이스 코일 모터는 보빈에 권선된 코일의 무게 중심에 의하여 베이스의 상부에서 업-다운되는 가동자의 직진성(Linearity)이 감소 되고, 가동자가 베이스에 대하여 틸팅 되어 이미지 센서로부터 발생된 이미지의 품질 저하가 발생 되는 문제점을 갖는다.
본 발명은 가동자의 직진성을 향상시키고, 가동자의 틸팅을 방지하여 이미지 센서로부터 발생 된 이미지의 품질 저하를 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 개구가 형성된 베이스; 상기 베이스의 상부에 배치되며 코일 블럭이 외주면에 권선된 보빈을 포함하는 가동자; 상기 코일 블럭과 마주하는 마그네트들 및 상기 가동자와 상기 마그네트들을 감싸는 커버 부재를 포함하는 고정자; 및 상기 가동자를 탄력적으로 지지하는 탄성 부재를 포함하며, 상기 코일 블럭의 상하면을 이등분한 제1 중심선은 상기 보빈의 상하면을 이등분한 제2 중심선의 상부에 배치된다.
본 발명에 따른 보이스 코일 모터에 의하면, 가동자인 보빈의 중심으로부터 상부측으로 편심 되게 코일 블럭을 배치함으로써 가동자가 업-다운 운동할 때 가동자가 좌우로 틸트 되는 것을 방지 및 가동자의 직진성을 향상시키는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 보이스 코일 모터의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 가동자의 보빈 및 코일 블럭의 분해 단면도이다.
도 3은 도 2의 조립 단면도이다.
도 4는 도 3의 가동자 및 마그네트의 배치 관계를 도시한 단면도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 일 실시예들을 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 가동자의 보빈 및 코일 블럭의 분해 단면도이다. 도 3은 도 2의 조립 단면도이다. 도 4는 도 3의 가동자 및 마그네트의 배치 관계를 도시한 단면도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 보이스 코일 모터(600)는 베이스(100), 가동자(200), 고정자(300) 및 탄성 부재(400)를 포함한다.
베이스(100)는, 예를 들어, 직육면체 플레이트와 유사한 형상으로 형성되고, 베이스(100)에는 베이스(100)의 후방에 배치되는 IR 필터(미도시) 및 이미지 센서(미도시)로 광을 제공하기 위한 개구(110)가 형성된다.
가동자(200)는 렌즈가 내부에 장착되는 보빈(210) 및 코일 블럭(220)을 포함한다.
보빈(210)은, 예를 들어, 렌즈가 내주면에 장착되는 통 형상으로 형성되며, 보빈(210)의 내주면에는 렌즈가 장착되기 위한 암나사부(212)가 형성된다.
통 형상으로 형성된 보빈(210)은 제1 높이(H1)로 형성될 수 있다. 또한, 보빈(210)의 외주면 상단에는 후술 될 코일 블럭(220)을 고정 및 서포트하기 위한 코일 블럭 서포트부(215)가 형성되며, 코일 블럭 서포트부(215)는 보빈(210)의 외주면 상단으로부터 링 형상으로 형성된다.
보빈(210)의 상면 및 하면에는 각각 후술 될 탄성 부재와 결합 되기 위한 결합돌기 또는 결합 보스가 형성될 수 있다.
코일 블럭(220)은 보빈(210)의 외측면에 배치된다. 코일 블럭(220)은, 예를 들어, 절연 수지로 절연된 긴 전선을 통 형상으로 권선한 형상으로 형성되며, 코일 블럭(220)은 보빈(210)의 외측면에 직접 권선 또는 통 형상으로 권선 된 후 보빈(210)의 외주면에 접착제 등에 의하여 접착될 수 있다.
코일 블럭(220)은 보빈(210)의 외주면 상단에 링 형상으로 형성된 코일 블럭 서포트부(215)에 의하여 서포트 된다.
본 발명의 일실시예에서, 코일 블럭(220)은 보빈(210)의 제1 높이(H1) 보다 낮은 제2 높이(H2)로 형성된다.
본 발명의 일실시예에서, 보빈(210)에 대한 코일 블럭(220)의 위치는 매우 중요하다. 예를 들어, 코일 블럭(220)이 보빈(210)의 중심으로부터 베이스(100)에 근접하게 보빈(210)의 하부로 치우치게 배치된 상태에서 후술 될 탄성 부재의 형상이 조금이라도 변형될 경우 보빈(210)이 베이스(100)로부터 업-다운될 때 가동자(200)가 좌우로 심하게 틸트 될 수 있고, 보빈(210)의 직진성(Linearity)이 크게 감소된다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 가동자(200)의 좌우 틸트를 방지할 뿐만 아니라 보빈(210)의 직선성을 크게 향상시키기 위해서, 코일 블럭(220)의 상면 및 하면을 이등분한 제1 중심선(A)은 보빈(210)의 상면 및 하면을 이등분한 제2 중심선(B)의 상부에 배치된다.
즉, 본 발명의 일실시예에서는 코일 블럭(220)의 무게 중심을 보빈(210)의 외측면 중앙을 기준으로 하측에 형성하지 않고 코일 블럭(220)의 무게 중심을 보빈(210)의 외측면 중앙을 기준으로 상측에 형성한다.
이와 같이 코일 블럭(220)의 무게 중심을 보빈(210)의 외측면 중앙을 기준으로 상부에 형성함으로써 탄성 부재에 어느 정도 변형이 발생 되더라도 좌우 틸트가 발생되는 것을 감소시킬 수 있고, 가동자(200)의 직진성 역시 크게 향상시킬 수 있다.
더욱이 코일 블럭(220)의 무게 중심을 보빈(210)의 외측면 중앙을 기준으로 상부에 형성함으로써 낙하 테스트 등 다양한 테스트를 수행한 후 탄성 부재의 변형에도 불구하고 좌우 틸트를 감소시키며 가동자(200)의 직진성을 향상시킬 수 있다.
또한, 코일 블럭(220)의 무게 중심을 보빈(210)의 외측면 중앙을 기준으로 상부에 형성함으로써 코일 블럭(220)과 후술 될 마그네트(310) 사이의 간섭을 방지하여 이로 인한 불량률을 감소시킬 수 있다.
고정자(300)는 마그네트(310) 및 커버 부재(320)를 포함한다.
마그네트(310)는 보빈(210)의 외측면 상단에 편심 배치된 코일 블럭(220)의 주변에 배치되며, 마그네트(310)는, 예를 들어, 4 개가 코일 블럭(220)의 주변에 배치된다. 본 발명의 일실시예에서, 각 마그네트(310)는 블럭 형상으로 형성된다. 이와 다르게, 마그네트(310)는 플랫 마그네트 또는 곡형 마그네트를 사용하여도 무방하다.
마그네트(310)에서 발생된 자기장 및 코일 블럭(220)으로부터 발생된 자기장에 의하여 발생된 인력 또는 척력에 의하여 가동자(200)는 베이스(100)의 상면으로부터 이격 된다.
도 4를 참조하면, 마그네트(310)의 상면 및 하면을 이등분한 제3 중심선(C)은 코일 블럭(220)의 제1 중심선(A)의 하부에 배치될 수 있다. 이와 다르게, 마그네트(310)의 제3 중심선은 코일 블럭(220)의 제1 중심선(A)과 동일한 위치에 배치되어도 무방하다.
커버 부재(320)는 마그네트(310) 및 코일 블럭(220)으로부터 발생 된 자기장의 누설을 방지하고, 가동자(200) 및 마그네트(310)를 보호하며, 유해 전자파가 보이스 코일 모터(600)의 외부로 방출되는 것을 방지한다.
본 발명의 일실시예에서, 커버 부재(320)는 금속판을 가공하여 형성될 수 있다.
커버 부재(320)는 측면판(312), 상판(314) 및 요크부(319)를 포함한다.
측면판(312)은, 예를 들어, 상면 및 하면이 개구 된 사각 통 형상으로 형성된다. 상판(314)은 측면판(312)의 상면에 형성되며, 상판(314)에는 보빈(210)에 장착되는 렌즈를 노출하는 개구(315)가 형성된다.
본 발명의 일실시예에서, 금속판을 가공하여 형성된 측면판(312)은 베이스(100)에 형성된 접지 단자와 전기적으로 접속될 수 있고, 이로 인해 보이스 코일 모터(600)로부터 발생된 유해 전자파는 전류 형태로 변경되어 접지 단자를 통해 소멸 된다.
본 발명의 일실시예에서는, 커버 부재(320)가 자기장의 누설을 방지하는 역할하기 때문에 보이스 코일 모터(600)의 조립 부품수 및 조립 시간이 크게 감소되며, 보이스 코일 모터(600)의 사이즈도 함께 감소시킬 수 있다.
도 1을 다시 참조하면, 탄성 부재(400)는 제1 탄성 부재(410) 및 제2 탄성 부재(420)를 포함한다.
제1 탄성 부재(410)는 한 쌍으로 이루어지며, 각 제1 탄성 부재(410)는 내측 탄성부(412), 외측 탄성부(414) 및 연결 탄성부(416)를 포함한다.
제1 탄성 부재(410)의 내측 탄성부(412)는 보빈(210)의 하면과 대응하는 위치에 형성된다.
외측 탄성부(414)는 내측 탄성부(412)의 외측에 배치된다.
연결 탄성부(416)는 내측 탄성부(412) 및 외측 탄성부(414)를 탄력적으로 결합하며 제1 탄성 부재(410)가 탄성력을 갖도록 한다.
제2 탄성 부재(420)는 보빈(210)의 상면에 탄력적으로 결합 된다.
도 1을 다시 참조하면, 탄성 부재(400)의 제2 탄성 부재(420)는 스페이서(440)에 의하여 고정되며, 스페이서(440)는 가동자(200)의 보빈(210)의 상면 및 커버 부재(320)의 상판(314) 사이에 갭을 형성하여 보빈(210)이 스트로크 가능하도록 스트로크 길이를 제공한다.
이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면, 가동자인 보빈의 중심으로부터 상부측으로 편심 되게 코일 블럭을 배치함으로써 가동자가 업-다운 운동할 때 가동자가 좌우로 틸트 되는 것을 방지 및 가동자의 직진성을 향상시키는 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.
600...보이스 코일 모터 100...베이스
200...가동자 300...고정자
400...탄성 부재

Claims (10)

  1. 개구가 형성된 베이스;
    상기 베이스의 상부에 배치되는 보빈과, 상기 보빈에 배치되는 코일 블럭을 포함하는 가동자;
    상기 코일 블럭과 마주하는 마그네트와, 상기 가동자와 상기 마그네트를 감싸는 커버 부재를 포함하는 고정자; 및
    상기 가동자를 지지하는 탄성 부재를 포함하고,
    상기 코일 블럭의 상하면을 이등분하는 중심선은 상기 마그네트의 상하면을 이등분하는 중심선의 상부에 배치되고,
    상기 탄성 부재는, 상기 보빈의 하면에 배치되는 제1 탄성 부재와 상기 보빈의 상면에 배치되는 제2 탄성 부재를 포함하고,
    상기 코일 블럭은, 상기 제1 탄성 부재보다 상기 제2 탄성 부재에 인접하게 배치되는 보이스 코일 모터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 코일 블럭의 높이는 상기 보빈의 높이보다 낮은 보이스 코일 모터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 코일 블럭의 상면은 상기 보빈의 외측면 상단에 형성된 코일 블럭 서포트부에 지지 고정되는 보이스 코일 모터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 코일 블럭의 상하면을 이등분하는 중심선은 상기 보빈의 상하면을 이등분하는 중심선의 상부에 배치되는 보이스 코일 모터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 코일 블럭의 무게 중심은 상기 보빈의 외측면 중앙을 기준으로 상측에 형성되는 보이스 코일 모터.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 마그네트는 플랫 마그네트 또는 곡형 마그네트를 포함하는 보이스 코일 모터.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 커버 부재는, 개구를 포함하는 상판과, 상기 상판으로부터 아래로 연장되고 상면 및 하면이 개구된 사각 통 형상을 가지는 측면판을 포함하는 보이스 코일 모터.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 측면판은 상기 베이스에 형성된 접지 단자와 전기적으로 연결되는 보이스 코일 모터.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 탄성 부재는 한 쌍의 제1 탄성 부재를 포함하고,
    상기 제1 탄성 부재 각각은, 내측 탄성부와, 상기 내측 탄성부의 외측에 배치되는 외측 탄성부와, 상기 내측 탄성부와 상기 외측 탄성부를 연결하는 연결 탄성부를 포함하는 보이스 코일 모터.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 보빈의 상면과 상기 커버 부재의 상판 사이에 배치되어 상기 보빈의 상면 및 상기 커버 부재의 상판 사이에 갭을 형성하는 스페이서를 더 포함하되,
    상기 제2 탄성 부재는 상기 스페이서에 의해 고정되는 보이스 코일 모터.
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