KR101910412B1 - 보이스 코일 모터 - Google Patents

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한진석
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Abstract

보이스 코일 모터는 관통홀이 형성된 베이스 유닛; 상기 베이스 유닛의 상부에 배치되고 상기 베이스 유닛에 대하여 이동되며 렌즈가 장착된 가동자; 상기 가동자를 감싸며 상기 가동자를 구동시키는 고정자; 및 상기 고정자 및 상기 베이스 유닛의 사이에 개재되어 상기 가동자를 탄력적으로 지지하는 탄성 부재를 포함하며, 상기 베이스 유닛의 상면에는 상기 관통홀의 주변을 따라 오목하게 형성된 제1 이물질 포집홈 및 상기 제1 이물질 포집부부로부터 복수개가 방사상을 형성된 제2 이물질 포집홈을 포함하는 이물질 포집홈이 형성된다.

Description

보이스 코일 모터{VOICE COIL MOTOR}
본 발명은 보이스 코일 모터에 관한 것이다.
최근 들어, 초소형 디지털 카메라가 내장된 휴대폰과 같은 휴대용 전자 기기가 개발되고 있다.
휴대폰에 장착된 초소형 디지털 카메라는 주로 외부광을 디지털 이미지로 변경하는 이미지 센서 및 이미지 센서와 마주하게 배치된 광학 렌즈를 포함한다.
종래 초소형 디지털 카메라는 이미지 센서 및 광학 렌즈 사이의 거리를 조절하기 어려웠지만, 최근 들어 이미지 센서 및 광학 렌즈 사이의 거리를 조절하기 위한 보이스 코일 모터(VCM)와 같은 렌즈 구동 장치가 개발된 바 있다.
보이스 코일 모터는 이미지 센서 및 광학 렌즈 사이의 거리를 조절하기 위하여 광학 렌즈를 구동한다.
최근 들어, 보이스 코일 모터는 외부로부터 유입된 먼지와 같은 이물질이 이미지 센서의 광 경로 상에 부착되어 이미지 센서로부터 발생된 디지털 이미지 또는 동영상의 품질 저하가 발생 되는 것을 방지하는 기술 개발이 진행되고 있다.
이미지 센서의 광 경로 상에 이물질이 부착되는 것을 방지하기 위하여 일반적으로 이미지 센서의 전방에 배치되며 보이스 코일 모터의 베이스 역할을 하는 베이스 유닛의 상면에는 이물질을 포집하는 이물질 포집막이 배치된다.
이물질 포집막은 휘발성 용제에 의하여 용해된 유동성이 풍부한 이물질 포집액을 베이스 유닛의 상면에 도포한 후 이물질 포집액으로부터 휘발성 용제를 휘발시켜 베이스 유닛의 상면 상에 점성을 갖는 이물질 포집막을 형성한다.
그러나, 종래 방법과 같이 유동성이 풍부한 이물질 포집액을 베이스 유닛의 상면에 도포할 때 이물질 포집액에 포함된 휘발성 용제가 베이스의 벽 및 바닥면이 만나 형성된 모서리 부분을 따라 이동되면서 휘발 또는 휘발성 용제가 측벽에 도달하지 못한 상태로 휘발되어 베이스 유닛의 상면에 이물질 포집액이 균일하게 분포되지 못하고 불균일하게 분포되어 이물질 포집 성능이 크게 감소 되는 문제점을 갖는다.
본 발명은 먼지와 같은 이물질을 포집하기 위한 이물질 포집막의 도포 균일성을 향상시켜 이물질 포집 성능을 향상시켜 이미지 센서의 광 경로 상에 이물질이 배치되는 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 관통홀이 형성된 베이스 유닛; 상기 베이스 유닛의 상부에 배치되고 상기 베이스 유닛에 대하여 이동되며 렌즈가 장착된 가동자; 상기 가동자를 감싸며 상기 가동자를 구동시키는 고정자; 및 상기 고정자 및 상기 베이스 유닛의 사이에 개재되어 상기 가동자를 탄력적으로 지지하는 탄성 부재를 포함하며, 상기 베이스 유닛의 상면에는 상기 관통홀의 주변을 따라 오목하게 형성된 제1 이물질 포집홈 및 상기 제1 이물질 포집부부로부터 복수개가 방사상을 형성된 제2 이물질 포집홈을 포함하는 이물질 포집홈이 형성된다.
본 발명에 따른 보이스 코일 모터에 의하면, 베이스 유닛의 상면에 제1 및 제2 이물질 포집홈을 형성하여 모세관 현상에 의하여 유동성 이물질 포집액이 넓고 균일하게 퍼질 수 있도록 하여 이물질 포집액의 휘발성 용제가 휘발된 후 제1 및 제2 이물질 포집홈 내에 넓고 균일한 이물질 포집막을 형성하여 이미지 센서의 광 경로 상에 이물질이 배치되어 디지털 이미지 또는 동영상의 표시 품질 저하가 발생 되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 보이스 코일 모터의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 베이스 유닛의 발췌 사시도이다.
도 3은 도 2의 베이스 유닛에 이물질 포집막이 형성된 것을 도시한 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 1 내지 도 3을 참조하면, 보이스 코일 모터(600)는 베이스 유닛(100), 가동자(200), 고정자(300) 및 탄성 부재(400)를 포함한다. 이에 더하여, 보이스 코일 모터(600)는 커버(500)를 더 포함할 수 있다.
베이스 유닛(100)은 후술 될 가동자(200) 및 고정자(300)를 서포트 하는 역할을 한다.
베이스 유닛(100)은, 예를 들어, 직육면체 플레이트와 유사한 형상으로 형성되며, 베이스 유닛(100)의 중앙부에는 베이스 유닛(100)을 관통하는 관통홀(105)이 형성된다.
베이스 유닛(100)의 관통홀(105)은, 평면상에서 보았을 때, 사각형 형상으로 형성될 수 있다.
비록 본 발명의 일실시예에서는 관통홀(105)이 사각형 형상인 것이 도시 및 설명되고 있지만, 베이스 유닛(100)의 관통홀(105)은, 평면상에서 보았을 때, 사각형 이외에 원형, 타원형, 다각형 형상, 삼각형 형상 등 설계적인 필요에 따라 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
베이스 유닛(100)의 후면 중 관통홀(105)과 대응하는 부분에는 IR 필터(미도시)가 배치되며, IR 필터의 후면에는 이미지 센서(미도시)가 배치될 수 있다.
베이스 유닛(100) 중 가동자(200) 및 고정자(300)와 마주하는 상면(107)에는 이물질 포집홈(130)이 형성된다.
본 발명의 일실시예에서, 이물질 포집홈(130)은 제1 이물질 포집홈(110) 및 제2 이물질 포집홈(120)을 포함한다.
제1 이물질 포집홈(110)은 베이스 유닛(100)의 상면(107)에 형성되며, 제1 이물질 포집홈(110)은 베이스 유닛(100)의 상면(107)의 관통홀(105)의 주변을 따라 오목한 홈 형상으로 형성된다.
본 발명의 일실시예에서, 베이스 유닛(100)의 상면(107)으로부터 측정하였을 때 제1 이물질 포집홈(110)은 제1 깊이로 형성된다. 또한, 제1 이물질 포집홈(110)은, 평면상에서 보았을 때, 제1 폭으로 형성된다. 본 발명의 일실시예에서, 제1 이물질 포집홈(110)의 제1 폭은 후술 될 유동성 이물질 포집액이 모세관 현상을 일으키기에 적합한 폭이다.
제1 이물질 포집홈(110)은, 예를 들어, 트랜치(trench) 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 제1 이물질 포집홈(110)은, 평면상에서 보았을 때, 관통홀(105)의 주변을 따라 형성되며 제1 이물질 포집홈(110)은 상호 연결된 폐루프 형상으로 형성될 수 있다.
비록 본 발명의 일실시예에서는 제1 이물질 포집홈(110)이, 평면상에서 보았을 때, 폐루프 형상으로 형성된 것이 도시 및 설명되고 있지만, 이와 다르게, 제1 이물질 포집홈(110)은, 평면상에서 보았을 때, 개루프 형상으로 형성되어도 무방하다.
제1 이물질 포집홈(110)이 베이스 유닛(100)의 상면(107)에 홈 형상으로 형성됨에 따라, 제1 이물질 포집홈(110)에 의하여 베이스 유닛(100)에는 외측면(112) 및 내측면(114)이 형성된다.
한편, 제1 이물질 포집홈(110) 중 외측면(112)의 일부는 바깥쪽으로 확장된 이물질 포집액 제공부(116)가 형성된다. 이물질 포집액 제공부(116)는 이물질 포집홈(130)에 유동성이 풍부한 이물질 포집액을 디스펜서로 쉽게 제공할 수 있도록 한다. 이물질 포집액 제공부(116)는, 예를 들어, 제1 이물질 포집홈(110)에 적어도 하나 바람직하게 4 개가 동일한 간격으로 형성될 수 있다. 이와 다르게, 제1 이물질 포집홈(110)은 1 개가 제1 이물질 포집홈(110)에 형성되어도 무방하다.
베이스 유닛(100)의 상면(107)에 형성된 제2 이물질 포집홈(120)은 복수개가 제1 이물질 포집홈(110)의 외측면(112)으로부터 방사상으로 형성된다.
제1 이물질 포집홈(110)으로부터 복수개가 방사상으로 형성된 제2 이물질 포집홈(120)은, 베이스 유닛(100)의 평면상에서 보았을 때, 직선 형상으로 형성될 수 있다. 이와 다르게, 제2 이물질 포집홈(120)들은 직선 형상 이외에 곡선 형상 또는 절곡 된 형상으로 형성되어도 무방하다. 이와 다르게, 제2 이물질 포집홈(120)은 직선 형상, 곡선 형상 또는 절곡 된 형상이 혼합된 형상으로 형성되어도 무방하다.
한편, 제2 이물질 포집홈(120)은 제1 이물질 포집홈(110)의 제1 폭보다는 좁은 제2 폭으로 형성되며, 제2 이물질 포집홈(120)의 제2 폭은 후술 될 유동성 이물질 포집액이 모세관 현상을 일으키기에 적합한 폭으로 형성된다.
베이스 유닛(100)의 상면(107)으로부터 측정하였을 때 제2 이물질 포집홈(120)의 제2 깊이는 제1 이물질 포집홈(110)의 제1 깊이와 동일하게 형성될 수 있다. 이와 다르게, 제1 이물질 포집홈(110)의 제1 깊이 및 제2 이물질 포집홈(120)의 제2 깊이는 서로 다르게 형성될 수 있다. 예를 들어, 제2 이물질 포집홈(120)의 제2 깊이는 제1 이물질 포집홈(110)의 제1 깊이보다 깊게 형성될 수 있다.
제1 이물질 포집홈(110)의 외측면(112)에 연결되며 제1 이물질 포집홈(110)에 대하여 방사상으로 형성된 제2 이물질 포집홈(120)은 제1 이물질 포집홈(110)에 대하여 직각인 방향 또는 제1 이물질 포집홈(110)에 대하여 사선 방향으로 형성될 수 있다. 이와 다르게, 제2 이물질 포집홈(120)들 중 일부는 제1 이물질 포집홈(110)에 대하여 직각인 방향으로 형성되고, 제2 이물질 포집홈(120)들의 나머지는 제1 이물질 포집홈(110)에 대하여 사선 방향으로 형성되어도 무방하다.
도 3을 참조하면, 제1 및 제2 이물질 포집홈(120)을 포함하는 이물질 포집홈(130) 내에는 이물질 포집막(150)이 형성된다.
이물질 포집막(150)은 에폭시 수지와 같은 합성 수지를 포함하며, 이물질 포집막(150)은 점성에 의하여 먼지와 같은 이물질을 포집하여 이물질이 베이스 유닛(100)을 통해 이미지 센서의 광 경로 상에 배치되는 것을 방지한다.
본 발명의 일실시예에서, 이물질 포집홈(130)에 이물질 포집막(150)을 형성하기 위해서는 제1 이물질 포집홈(110)에 형성된 이물질 포집액 제공부(116)에 디스펜서 등을 통하여 유동성이 풍부한 이물질 포집액을 제공한다.
유동성이 풍부한 이물질 포집액을 이물질 포집홈(130)의 이물질 포집액 제공부(116)에 제공할 경우, 유동성이 풍부한 이물질 포집액은 모세관 현상에 의하여 신속하게 제1 이물질 포집홈(110) 및 제1 이물질 포집홈(110)에 연결된 제2 이물질 포집홈(120)으로 흘러들어가게 되고 이로 인해 제1 및 제2 이물질 포집홈(110,120) 내에 빈틈없이 이물질 포집액이 도포된다.
이어서, 이물질 포집액에 포함된 휘발성 용제가 휘발됨에 따라 제1 및 제2 이물질 포집홈(110,120)을 포함하는 이물질 포집홈(130) 상에는 점성을 갖는 이물질 포집막(150)이 형성된다.
도 1을 다시 참조하면, 가동자(200)는 렌즈를 수납하는 보빈(210) 및 보빈(210)의 외주면에 결합되어 전류에 의하여 전자기력을 발생시키는 코일 블럭(220)을 포함할 수 있다.
보빈(210)은 렌즈를 수납하기 위해 원통 형상으로 형성될 수 있고, 코일 블럭(220)은 절연 수지에 의하여 절연된 긴 전선을 보빈(210)의 외주면에 직접 권선 또는 권선 된 상태에서 보빈(210)에 결합 될 수 있다.
고정자(300)는 가동자(200)를 감싸며 베이스 유닛(100) 상에 고정된다.
고정자(300)는 하우징(310) 및 마그네트(320)를 포함할 수 있다.
하우징(310)은 마그네트(320)들을 고정하며 하우징(310)은 베이스(100)의 상면에 고정된다. 본 발명의 일실시예에서, 하우징(310)은 양단이 개구된 사각 통 형상으로 형성되며, 하우징(310)의 마주하는 양쪽 측면들은 마그네트(320)를 수납하기 위해 개구된다.
마그네트(320)는 하우징(310)의 마주하는 양쪽 측면들에 형성된 개구에 결합되어 고정되며, 마그네트(320)는 보빈(310)에 결합된 코일 블럭(220)과 마주하게 배치된다.
탄성 부재(400)는 하부 탄성 부재(410) 및 상부 탄성 부재(420)를 포함한다.
하부 탄성 부재(410)는 한 쌍으로 형성되며, 각 하부 탄성 부재(410)는 보빈(210)의 하면에 결합 되며, 각 하부 탄성 부재(410)는 코일 블럭(220)의 양쪽 단부들과 전기적으로 연결된다.
상부 탄성 부재(420)의 바깥쪽 부분은 하우징(310) 상에 배치되며, 상부 탄성 부재(420)의 안쪽 부분은 보빈(210)의 상단과 결합 된다.
커버(500)는 상부 탄성 부재(420)를 눌러 상부 탄성 부재(420)의 이탈을 방지하며, 커버(500)는 베이스 유닛(100)과 결합 된다.
이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면, 베이스 유닛의 상면에 제1 및 제2 이물질 포집홈을 형성하여 모세관 현상에 의하여 유동성 이물질 포집액이 넓고 균일하게 퍼질 수 있도록 하여 이물질 포집액의 휘발성 용제가 휘발된 후 제1 및 제2 이물질 포집홈 내에 넓고 균일한 이물질 포집막을 형성하여 이미지 센서의 광 경로 상에 이물질이 배치되어 디지털 이미지 또는 동영상의 표시 품질 저하가 발생 되는 것을 방지할 수 있다.
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 유닛
200...가동자 300...고정자
400...탄성 부재 500...커버
110...제1 이물질 포집홈 120...제2 이물질 포집홈
130...이물질 포집홈 150...이물질 포집막

Claims (13)

  1. 관통홀이 형성된 베이스 유닛;
    상기 베이스 유닛의 상부에 배치되고 상기 베이스 유닛에 대하여 이동되는 가동자;
    상기 가동자의 외측에 배치되는 고정자; 및
    상기 고정자 및 상기 베이스 유닛의 사이에 개재되어 상기 가동자를 탄력적으로 지지하는 탄성 부재를 포함하며,
    상기 베이스 유닛에는,
    상기 베이스 유닛의 상면에서 상기 관통홀의 주변을 따라 폐루프 형상으로 오목하게 형성된 제1 이물질 포집홈;
    상기 베이스 유닛의 상면에서 오목하게 형성되며, 상기 제1 이물질 포집홈의 외측면으로부터 방사상으로 연장되어 형성되는 복수의 제2 이물질 포집홈; 및
    상기 제1 이물질 포집홈의 외측면 중 상기 제2 이물질 포집홈의 형성 영역 외에 배치되며, 상기 제1 이물질 포집홈의 외측면으로부터 외측으로 연장되는 이물질 포집액 제공부를 포함하며,
    상기 이물질 포집액 제공부의 외측 단부는 상기 제2 이물질 포집홈의 외측 단부 보다 상기 관통홀을 기준으로 상대적으로 외측에 배치되는 보이스 코일 모터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 이물질 포집홈은 상기 베이스 유닛의 상기 상면에 트랜치 형상으로 형성된 보이스 코일 모터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 이물질 포집홈의 단면 형상은 장방형으로 형성되고,
    상기 이물질 포집액 제공부는 상기 제1 이물질 포집홈의 네 모서리 영역에 배치되는 보이스 코일 모터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2 이물질 포집홈은 상기 제1 이물질 포집홈에 의하여 형성된 외측벽으로부터, 평면상에서 보았을 때, 직선 또는 곡선 형상으로 형성된 보이스 코일 모터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 이물질 포집홈의 폭은 상기 제1 이물질 포집홈의 폭보다 좁게 형성된 보이스 코일 모터.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 이물질 포집홈 내에는 이물질 포집막이 형성된 보이스 코일 모터.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 이물질 포집액 제공부의 폭은 상기 제2 이물질 포집홈의 폭 보다 큰 보이스 코일 모터.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 이물질 포집홈은, 평면상에서 보았을 때, 사각 띠 형상으로 형성되며, 상기 제2 이물질 포집홈은, 평면상에서 보았을 때, 상기 제1 이물질 포집홈에 대하여 사선 방향 또는 직각 방향으로 형성된 보이스 코일 모터.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 베이스 유닛의 상기 상면으로부터 측정하였을 때, 상기 제1 이물질 포집홈 및 상기 제2 이물질 포집홈의 깊이는 서로 동일하게 형성된 보이스 코일 모터.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 베이스 유닛의 상기 상면으로부터 측정하였을 때, 상기 제1 이물질 포집홈 및 상기 제2 이물질 포집홈의 깊이는 서로 다르게 형성된 보이스 코일 모터.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 가동자는 렌즈가 내부에 장착되는 보빈 및 상기 보빈의 외측면에 배치되어 전류에 의하여 전자기력을 발생시키는 코일 블럭을 포함하며,
    상기 고정자는 상기 베이스 유닛에 고정된 하우징 및 상기 하우징에 배치되며 상기 코일 블럭과 마주하는 마그네트들을 포함하는 보이스 코일 모터.
  12. 제3항에 있어서,
    상기 제2 이물질 포집홈은 상기 제1 이물질 포집홈의 네 변의 외측에 각각 배치되는 보이스 코일 모터.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 이물질 포집홈을 기준으로 상기 제1 이물질 포집홈의 상호 대향하는 두 변의 외측에 배치되는 제2 이물질 포집홈은, 평면상에서 보았을 때 상기 제1 이물질 포집홈에 대하여 직각 방향으로 형성되고,
    상기 제1 이물질 포집홈을 기준으로 상기 제1 이물질 포집홈의 상호 대향하는 나머지 두변의 외측에 배치되는 제2 이물질 포집홈은, 평면상에서 보았을 때 상기 제1 이물질 포집홈에 대하여 사선 방향으로 형성되는 보이스 코일 모터.
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