KR102021412B1 - 보이스 코일 모터 - Google Patents

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KR102021412B1
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이성국
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엘지이노텍 주식회사
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Abstract

보이스 코일 모터는 상면 및 상기 상면과 대향하는 하면을 관통하는 관통홀을 갖는 베이스 유닛; 상기 베이스 유닛의 상부에 배치되며 렌즈가 장착된 보빈 및 상기 보빈의 외주면에 배치된 코일 블럭을 포함하는 가동자; 상기 베이스 유닛에 고정되며 상기 코일 블럭과 마주하게 배치된 마그네트를 포함하는 고정자; 상기 보빈의 상면 및 하면에 결합 되어 상기 가동자를 상기 고정자에 대하여 탄력적으로 지지하는 탄성 부재; 및 상기 베이스 유닛의 상기 상면에 배치된 이물질 포집막을 포함하며, 상기 베이스 유닛의 상기 상면에는 상기 이물질 포집막의 퍼짐성을 향상시키는 그루브가 형성된다.

Description

보이스 코일 모터{VOICE COIL MOTOR}
본 발명은 보이스 코일 모터에 관한 것이다.
최근 들어, 휴대폰과 같은 휴대용 통신 기기, 게임기 및 태블릿 PC 등에는 피사체에 대한 디지털 이미지 또는 동영상을 저장할 수 있는 이미지 센서를 포함하는 카메라 모듈이 탑재되고 있다.
종래 카메라 모듈은 이미지 센서 및 이미지 센서의 전방에 배치된 렌즈 사이의 간격을 조절하기 어려워 피사체에 대한 포커스를 정확하게 설정하기 어렵기 때문에 디지털 이미지 또는 동영상의 품질 저하가 발생 되었다.
최근 보이스 코일 모터(VCM)의 기술 개발과 함께 이미지 센서 및 렌즈 사이의 간격을 조절할 수 있게 됨으로써 더욱 우수한 디지털 이미지 또는 동영상을 획득할 수 있게 되었다.
이미지 센서 및 렌즈 사이의 간격을 조절하는 보이스 코일 모터는 외부로부터 침투한 이물질이 이미지 센서의 광 경로 상에 배치되어 디지털 이미지 또는 동영상의 품질 저하가 발생 되고 있다.
대한민국 등록특허 제10-0798866호(2008.01.29.)
본 발명은 외부로부터 먼지와 같은 이물질이 이미지 센서의 광 경로 상에 부착되는 것을 방지하는 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 상면 및 상기 상면과 대향하는 하면을 관통하는 관통홀을 갖는 베이스 유닛; 상기 베이스 유닛의 상부에 배치되며 렌즈가 장착된 보빈 및 상기 보빈의 외주면에 배치된 코일 블럭을 포함하는 가동자; 상기 베이스 유닛에 고정되며 상기 코일 블럭과 마주하게 배치된 마그네트를 포함하는 고정자; 상기 보빈의 상면 및 하면에 결합 되어 상기 가동자를 상기 고정자에 대하여 탄력적으로 지지하는 탄성 부재; 및 상기 베이스 유닛의 상기 상면에 배치된 이물질 포집막을 포함하며, 상기 베이스 유닛의 상기 상면에는 상기 이물질 포집막의 퍼짐성을 향상시키는 그루브가 형성된다.
일실시예로서, 보이스 코일 모터는 상면 및 상기 상면과 대향하는 하면을 관통하는 관통홀을 갖는 베이스 유닛; 상기 베이스 유닛의 상부에 배치되며 렌즈가 장착된 보빈 및 상기 보빈의 외주면에 배치된 코일 블럭을 포함하는 가동자; 상기 베이스 유닛에 고정되며 상기 코일 블럭과 마주하게 배치된 마그네트를 포함하는 고정자; 상기 보빈의 상면 및 하면에 결합 되어 상기 가동자를 상기 고정자에 대하여 탄력적으로 지지하는 탄성 부재; 및 상기 베이스 유닛의 상면 중 상기 관통홀의 주변에 형성된 제1 그루브, 상기 베이스 유닛의 상기 상면의 바깥쪽 테두리에 형성된 제2 그루브 및 상기 제1 및 제2 그루브를 연결하는 제3 그루브를 포함하는 그루브를 포함한다.
본 발명에 따른 보이스 코일 모터에 의하면, 베이스 유닛의 상면에 그루브를 형성한 후 그루브를 이용하여 베이스 유닛의 상면에 균일하게 이물질 도포막을 형성하여 외부로부터 침투된 미세한 먼지와 같은 이물질이 베이스 유닛을 통해 IR 필터로 유입되는 것을 방지하여 디지털 이미지 또는 동영상의 품질 저하가 발생되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 보이스 코일 모터의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 베이스 유닛의 사시도이다.
도 3은 도 2의 베이스 유닛의 평면도이다.
도 4는 도 3의 I-I' 선을 따라 절단한 단면도이다.
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 베이스 유닛의 사시도이다. 도 3은 도 2의 베이스 유닛의 평면도이다. 도 4는 도 3의 I-I' 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 1 내지 도 4를 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 이물질 포집막(550) 및 커버(500)를 더 포함할 수 있다.
베이스 유닛(100)은, 예를 들어, 직육면체 플레이트 형상으로 형성된다.
베이스 유닛(100)의 상면에 형성된 4 개의 모서리들에는 각각 결합 기둥(120)들이 돌출된다.
베이스 유닛(100)의 중앙부에는 베이스 유닛(100)의 상면 및 상면과 대향 하는 하면을 관통하는 관통홀(110)이 형성된다. 관통홀(110)을 통해 후술 될 가동자(200)의 보빈에 결합된 렌즈를 통과한 외부광은 베이스 유닛(100)의 후방에 배치된 이미지 센서로 제공된다.
베이스 유닛(100)의 후면에는 베이스 유닛(100)의 관통홀을 막고 렌즈를 통과한 외부광에 포함된 적외선을 필터링 하는 적외선 필터(130)가 배치된다.
적외선 필터(130)는 먼지와 같은 렌즈를 통과한 외부광에 포함된 적외선을 차단하는 역할 이외에 외부의 이물질이 이미지 센서의 수광부에 피착 되어 이미지 센서로부터 촬영된 디지털 이미지 또는 동영상의 품질 저하를 방지한다.
그러나, 외부로부터 침투된 미세한 먼지와 같은 이물질이 이미지 센서 대신 적외선 필터(130) 상에 부착될 경우, 적외선 필터(130)가 외부광의 진행 경로 상에 배치되기 때문에 이미지 센서로부터 촬영된 디지털 이미지 또는 동영상의 품질 저하가 발생 될 수밖에 없다.
적외선 필터(130)에 미세한 먼지와 같은 이물질이 부착되는 것을 방지하기 위해서 베이스 유닛(100)의 상면에는 이물질 포집막(550)이 배치된다.
이물질 포집막(550)은 휘발성을 갖고 퍼짐성이 우수한 액상으로 반건조 상태에서 점성에 의하여 외부에서 유입된 먼지와 같은 이물질을 포집(trap)한다. 이물질 포집막(550)은, 예를 들어, 에폭시 수지 계열이 사용될 수 있다.
이물질 포집막(550)이 휘발성을 갖고 퍼짐성이 우수하기 때문에 이물질 포집막(550)이 베이스 유닛(100)의 상면에 형성된 모서리 등에 접촉될 경우 모서리를 따라 급속히 퍼지기 때문에 베이스 유닛(100)의 모서리 부분에만 이물질 포집막(550)이 집중되어 베이스 유닛(100)의 상면 전체에 고른 분포로 도포되기 어렵다.
본 발명의 일실시예에서는 휘발성을 갖고 퍼짐성이 우수한 이물질 포집막(550)이 베이스 유닛(100)의 상면 전체에 균일한 분포로 도포되도록 하기 위해 그루브(groove)가 형성된다.
본 발명의 일실시예에서 빈번하게 사용되는 기술적 용어인 "그루브(groove)"는 트랜치(trench)와 유사하게 폭에 비하여 길이가 긴 홈으로서 정의되며, 그루브는 이물질 포집막(550)의 퍼짐성을 향상 및 이물질 포집막(550)이 베이스 유닛(100)의 상면 전체에 균일하게 분포되도록 한다. 이하, 베이스 유닛(100)의 상면에 형성된 그루브에 참조부호 140을 부여하기로 한다.
베이스 유닛(100)의 상면에 형성되어 이물질 포집막(550)의 퍼짐성 및 균일한 도포를 구현하기 위한 그루브(140)는, 평면상에서 보았을 때, 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
그루브(140)는 베이스 유닛(100)의 상면에 양단부들이 상호 연결된 폐루프(close loop) 형상으로 형성될 수 있다. 이와 다르게, 그루브(140)는 베이스 유닛(100)의 상면에 양단부들이 상호 연결되지 않고 상호 이격된 개루프(open loop) 형상으로 형성될 수 있다. 이와 다르게, 그루브(140)는 베이스 유닛(100)의 상면에서 지그재그 형상, 격자 형상 등 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
도 2 및 도 4를 참조하면, 베이스 유닛(100)의 상면에 형성된 그루브(140)는, 예를 들어, 제1 그루브(142), 제2 그루브(144), 제3 그루브(146)를 포함할 수 있다. 이에 더하여 그루브(140)는 제4 그루브(148)를 더 포함할 수 있다.
제1 그루브(142)는, 베이스 유닛(100)의 상면 중 관통홀(110)의 주변을 따라 형성될 수 있다. 제1 그루브(142)는, 예를 들어, 관통홀(110)의 주변을 따라 폐루프 형상 또는 개루프 형상으로 형성될 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 제1 그루브(142)는 관통홀(110)의 주변을 따라 폐루프 형상으로 형성되며, 제1 그루브(142)는, 평면상에서 보았을 때, 관통홀(110)에 의하여 형성된 내측면으로부터 소정 간격 이격된 곳에 형성되며, 이로 인해 이물질 포집막(550)이 관통홀(110)의 안쪽으로 유입되어 IR 필터(130)를 오염시키는 것을 방지할 수 있다.
제2 그루브(144)는 베이스 유닛(100)의 상면의 중심을 기준으로 제1 그루브(142)의 바깥쪽에 배치되며, 제2 그루브(144)는 베이스 유닛(100)의 상면의 테두리 주변을 따라 형성될 수 있다.
제1 그루브(142)는, 예를 들어, 관통홀(110)의 주변을 따라 폐루프 형상 또는 개루프 형상으로 형성될 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 제1 그루브(142)는 관통홀(110)의 주변을 따라 폐루프 형상으로 형성되며, 제2 그루브(144)는 베이스 유닛(100)의 측벽(115) 및 상면이 만나 형성된 모서리로부터 소정 간격 이격된 위치에 형성되며, 이로 인해 이물질 포집막(550)이 모서리에 접촉되어 모서리를 따라 퍼지는 것을 방지할 수 있다.
제3 그루브(146)는 제1 그루브(142) 및 제2 그루브(144)를 상호 연결하는 역할을 하며, 제3 그루브(146)는 제1 그루브(142) 및 제2 그루브(144)와 상호 연결된다.
제3 그루브(146)는 적어도 하나 바람직하게 복수개가 제1 및 제2 그루브(142,144)들과 연결될 수 있다.
제4 그루브(148)는 베이스 유닛(100)의 상면에 형성되며, 제4 그루브(148)는 제1 그루브(142) 및 제2 그루브(144)의 중간에 폐루프 형상 또는 개루프 형상으로 배치될 수 있으며, 제4 그루브(148)는 제3 그루브(146)와 연결된다.
본 발명의 일실시예에서, 베이스 유닛(100)의 상면에 형성되는 그루브(140)는, 예를 들어, 베이스 유닛(100)의 상면의 중심을 기준으로 대칭 형상 또는 규칙적인 형상으로 형성될 수 있다. 이와 다르게, 그루브(140)는 베이스 유닛(100)의 상면의 중심을 기준으로 비대칭 형상 또는 불규칙한 형상으로 형성될 수 있다.
비록 본 발명의 일실시예에서는 베이스 유닛(100)의 상면에 그루브(140)를 형성하고 베이스 유닛(100)의 상면에 휘발성이면서 퍼짐성이 우수한 이물질 포집막을 형성하는 것이 도시 및 설명되고 있지만, 베이스 유닛(100)의 상면에 형성된 그루브(140) 자체가 이물질을 포집하는 역할을 하기 때문에 베이스 유닛(100)의 상면에 그루브(140)를 형성할 경우 이물질 포집막을 형성하지 않아도 무방하다.
도 1을 다시 참조하면, 가동자(200)는 보빈(210) 및 코일 블럭(220)을 포함한다.
보빈(210)은 상하면이 개구 된 원통 형상으로 형성되며, 보빈(210)의 내측면에는 렌즈(미도시)를 장착하기 위한 암나사부가 형성될 수 있다.
보빈(210)의 외주면에는 후술 될 요크(320)의 요크부(324)를 수용하기 위한 요크 수용홈(214)이 형성된다.
본 발명의 일실시예에서, 요크 수용홈(214)은 보빈(210)의 외주면에 4 개가 형성되며, 요크 수용홈(214)은, 예를 들어, 보빈(210)의 외주면에 등 간격으로 형성된다.
4 개의 요크 수용홈(214)들이 보빈(210)의 외주면으로부터 오목한 홈 형태로 형성됨에 따라 보빈(210)의 외주면에는 요크 수용홈(214)으로부터 상대적으로 돌출되어 보이는 돌출부가 형성된다. 이하, 요크 수용홈(214)에 대하여 상대적으로 돌출되어 보이는 돌출부는 보빈(210)의 외주면으로 정의된다. 이하, 보빈(210)의 외주면에 참조부호 216을 부여하기로 한다.
코일 블럭(220)은 절연 수지에 의하여 절연된 긴 전선을 원통 형상으로 권선하여 형성되며, 코일 블럭(220)은 보빈(210)의 외주면(216)에 도포된 접착제에 의하여 접착된다.
도 1을 다시 참조하면, 고정자(300)는 마그네트(310)를 포함한다. 이에 더하여 고정자(300)는 요크(320) 및 스페이서(330)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 마그네트(310)는 코일 블럭(220)을 감싸며, 마그네트(310)는 코일 블럭(220)과 마주하게 배치된다.
마그네트(310)는, 예를 들어, 기둥 형상을 갖는 4 개로 이루어지며, 4 개의 마그네트(310)들은 코일 블럭(220)의 주변에 등 간격으로 형성된다.
요크(320)는 사각 플레이트 형상으로 형성되며 중앙부에 원형 개구가 형성된 요크 상판(321) 및 요크 상판(321)의 4 개의 테두리로부터 요크 상판(321)으로부터 수직하게 연장된 요크 측면판(322)을 포함한다. 요크(320)는 자기장을 차단하는 금속판을 프레스 가공하여 형성될 수 있다.
요크(320)의 요크 상판(321)에는 보빈(210)의 각 요크 수용홈(214)으로 삽입되는 요크부(324)가 형성된다.
요크(320)의 요크 측면판(322)들 중 인접한 한 쌍의 요크 측면판(322)에 의하여 형성된 내측 모서리에는 각각 마그네트(310)가 배치된다.
탄성 부재(400)는 가동자(200)의 보빈(210)의 하면에 배치된다. 본 발명의 일실시예에서, 탄성 부재(400)는, 예를 들어, 한 쌍으로 이루어지며, 각 탄성 부재(400)는 상호 전기적으로 절연된다.
한 쌍으로 이루어진 탄성 부재(400)는 내측 탄성부(410), 외측 탄성부(420) 및 연결 탄성부(430)를 포함한다.
외측 탄성부(420)는, 평면상에서 보았을 때, 꺾인 띠 형상으로 형성되며, 외측 탄성부는 베이스 유닛(100)의 인접한 한 쌍의 결합 기둥(120)들에 삽입되어 결합 된다.
내측 탄성부(410)는 보빈(210)의 하면에 배치된다. 따라서, 내측 탄성부(410)는 보빈(210)의 하면의 형상과 유사한 곡선 띠 형상으로 형성된다.
연결 탄성부(430)는 지그재그 형태로 형성되며 내측 탄성부(410) 및 외측 탄성부(420)를 연결한다.
도 1을 다시 참조하면, 보빈(210)의 하면과 대향 하는 상면에는 보빈(210)을 탄력적으로 지지하는 추가 탄성 부재(450)가 배치된다.
스페이서(330)는 탄성 부재(400), 추가 탄성 부재(450), 가동자(200) 및 고정자(300)를 고정하는 역할을 한다.
스페이서(330)는 상부 스페이서(332) 및 하부 스페이서(335)를 포함하며, 상부 스페이서(332) 및 하부 스페이서(335)는 상호 맞물림 결합된다.
탄성 부재(400)의 외측 탄성부(420)는 하부 스페이서(335) 및 베이스 유닛(100)의 상면 사이에서 고정되며, 추가 탄성 부재(450)는 상부 스페이서(332)의 하면에 고정된다.
커버(500)는 렌즈를 노출하기 위한 원형 개구를 갖는 사각 플레이트 형상을 갖는 커버 상판(510) 및 커버 상판(510)의 테두리로부터 연장된 커버 측면판(520)을 포함하며, 커버 측면판(520)은 베이스 유닛(100)에 결합 된다.
이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면, 베이스 유닛의 상면에 그루브를 형성한 후 그루브를 이용하여 베이스 유닛의 상면에 균일하게 이물질 도포막을 형성하여 외부로부터 침투된 미세한 먼지와 같은 이물질이 베이스 유닛을 통해 IR 필터로 유입되는 것을 방지하여 디지털 이미지 또는 동영상의 품질 저하가 발생되는 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
140...그루브

Claims (11)

  1. 요크;
    상기 요크의 안에 배치되는 보빈;
    상기 보빈에 배치되는 코일 블럭;
    상기 요크에 배치되고 상기 코일 블럭과 대향하는 마그네트; 및
    상기 요크의 아래 배치되고, 관통홀을 포함하는 베이스 유닛을 포함하고,
    상기 베이스 유닛의 상면은, 상기 관통홀의 주변에 형성되는 제1 그루브와, 바깥쪽 테두리에 형성되는 제2 그루브와, 상기 제1 및 제2 그루브를 연결하는 제3 그루브와, 상기 제1 및 제2 그루브 사이에 개재되고 상기 제3 그루브와 연결되는 제4 그루브를 포함하는 그루브를 포함하는 보이스 코일 모터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 베이스 유닛의 상면에 형성되는 이물질 포집막을 더 포함하는 보이스 코일 모터.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 그루브는 상기 이물질 포집막의 퍼짐성을 향상시키는 보이스 코일 모터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 그루브는 양단이 연결된 폐루프 형상으로 형성된 보이스 코일 모터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 그루브는 양단이 연결되지 않은 개루프 형상으로 형성된 보이스 코일 모터.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 그루브는 상기 베이스 유닛의 상기 상면의 중심을 기준으로 대칭 형상으로 형성된 보이스 코일 모터.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 그루브는 상기 베이스 유닛의 상기 상면의 중심을 기준으로 비대칭 형상으로 형성된 보이스 코일 모터.
  8. 요크;
    상기 요크의 안에 배치되는 보빈;
    상기 보빈에 배치되는 코일 블럭;
    상기 요크에 배치되고 상기 코일 블럭과 대향하는 마그네트; 및
    상기 요크의 아래 배치되고, 관통홀을 포함하는 베이스 유닛을 포함하고,
    상기 베이스 유닛의 상면은, 관통홀 주변에 배치되고 폐루프 형상으로 형성되는 제1 그루브와, 바깥쪽 테두리에 인접하게 배치되고 폐루프 형상으로 형성되는 제2 그루브와, 상기 제1 그루브와 상기 제2 그루브 사이에 배치되고 개루프 형상으로 형성되며 일단과 타단이 상기 제2 그루브에 연결되는 제4 그루브와, 상기 제1 그루브와 상기 제2 그루브를 연결하거나 상기 제1 그루브와 상기 제4 그루브를 연결하는 제3 그루브를 포함하는 그루브를 포함하는 보이스 코일 모터.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 베이스 유닛의 상기 상면에 배치되며 상기 제1 내지 제4 그루브들에 의하여 퍼지는 퍼짐성 있는 액상의 이물질 포집막을 더 포함하는 보이스 코일 모터.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 그루브는 상기 베이스 유닛의 상기 상면의 중심을 기준으로 대칭 또는 비대칭으로 형성되는 보이스 코일 모터.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 제3 그루브는 복수의 제3 그루브를 포함하되,
    상기 제1 그루브와 상기 제2 그루브를 연결하는 제3 그루브의 길이는 상기 제1 그루브와 상기 제4 그루브를 연결하는 제3 그루브의 길이보다 짧게 형성되는 보이스 코일 모터.
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