KR102186479B1

KR102186479B1 - 보이스 코일 모터

Info

Publication number: KR102186479B1
Application number: KR1020200043588A
Authority: KR
Inventors: 이성민; 박상옥
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2020-04-09
Filing date: 2020-04-09
Publication date: 2020-12-03
Also published as: KR20200039655A

Abstract

보이스 코일 모터는 제1 구동부를 포함하는 고정자; 상기 고정자 내부에 배치되며 상기 제1 구동부와 반응하는 제2 구동부를 포함하며 내부에 렌즈가 장착된 가동자; 상기 고정자를 고정하는 베이스; 및 상기 가동자에 결합 되어 상기 제1 또는 제2 구동부에 구동신호가 인가되지 않았을 때 상기 베이스로부터 상기 가동자를 이격시키는 탄성 부재를 포함하며, 상기 가동자는 상기 베이스를 향해 가까워지는 제1 방향 또는 상기 베이스로부터 멀어지는 제2 방향으로 이동되고, 상기 가동자의 이동 구간은 상기 렌즈의 유효 포커스 구간보다 길게 형성된다.

Description

보이스 코일 모터{VOICE COIL MOTOR}

본 발명은 보이스 코일 모터에 관한 것이다.

최근 들어, 초소형 디지털 카메라가 내장된 휴대폰 등이 개발되고 있다.

종래 휴대폰 등에 적용되는 초소형 디지털 카메라의 경우, 외부광을 디지털 이미지 또는 디지털 영상으로 변경하는 이미지 센서 및 렌즈 사이의 간격을 조절할 수 없었으나, 최근 이미지 센서와 렌즈 사이의 간격을 조절하는 보이스 코일 모터와 같은 렌즈 구동 장치가 개발되어 초소형 디지털 카메라에서 개선된 디지털 이미지 또는 디지털 영상을 얻을 수 있게 되었다.

일반적으로 보이스 코일 모터는 내부에 렌즈가 장착되며 베이스에 배치된 보빈이 베이스로부터 상부로 이동하여 렌즈 및 베이스의 후면에 배치된 이미지 센서 사이의 간격을 조절한다.

또한, 보이스 코일 모터의 보빈에는 판 스프링이 결합 되어 보이스 코일 모터가 작동하지 않을 때 보빈은 판 스프링의 탄성력에 의하여 항상 베이스의 상면에 접촉된다. 즉, 종래 보이스 코일 모터의 보빈은 베이스에 대하여 일방향으로만 구동된다.

종래 보이스 코일 모터가 일방향으로만 구동됨으로써 보이스 코일 모터를 구동하기 위해서는 보빈의 자중 및 판 스프링의 탄성력 보다 큰 구동력을 필요로 하고, 이로 인해 보이스 코일 모터의 소비 전력이 크게 증가 되는 문제점을 갖는다.

또한, 보이스 코일 모터를 구동하기 위해서는 보빈의 자중 및 판 스프링의 탄성력 보다 큰 구동력을 필요로 하기 때문에 마그네트 또는 보빈에 권선된 코일의 사이즈가 증가 되어 보이스 코일 모터의 전체적인 사이즈가 증가되는 문제점을 갖는다.

(특허문헌 1) JP2008-281863 A

본 발명은 가동자를 베이스로부터 플로팅 시켜 보다 작은 전류로 가동자를 양방향으로 구동할 수 있도록 하며, 구동 중 가동자가 틸트 또는 흔들리는 가동자 불안정 구간은 사용하지 않고 가동자가 안정된 안정화 구간을 이용하여 포커싱을 구현하여 이미지의 품질을 향상시킨 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 제1 구동부를 포함하는 고정자; 상기 고정자 내부에 배치되며 상기 제1 구동부와 반응하는 제2 구동부를 포함하며 내부에 렌즈가 장착된 가동자; 상기 고정자를 고정하는 베이스; 및 상기 가동자에 결합 되어 상기 제1 또는 제2 구동부에 구동신호가 인가되지 않았을 때 상기 베이스로부터 상기 가동자를 이격시키는 탄성 부재를 포함하며, 상기 가동자는 상기 베이스를 향해 가까워지는 제1 방향 또는 상기 베이스로부터 멀어지는 제2 방향으로 이동되고, 상기 가동자의 이동 구간은 상기 렌즈의 유효 포커스 구간보다 길게 형성된다.

일실시예로서, 보이스 코일 모터는 제1 구동부를 포함하는 고정자; 상기 고정자 내부에 배치되며 상기 제1 구동부와 반응하는 제2 구동부를 포함하며 내부에 렌즈가 장착된 가동자; 상기 고정자를 고정하는 베이스; 및 상기 가동자에 결합 되어 상기 제1 또는 제2 구동부에 구동신호가 인가되지 않았을 때 상기 베이스로부터 상기 가동자를 이격시키는 탄성 부재를 포함하며, 상기 가동자는 상기 베이스를 향해 가까워지는 제1 방향 또는 상기 베이스로부터 멀어지는 제2 방향으로 이동되고, 상기 제1 구동부 또는 제2 구동부 중 어느 하나에 제공된 전류량의 변화에 따라 상기 가동자의 이동 구간 내에 포함된 상기 렌즈의 유효 포커스 구간의 틸트량은 상기 유효 포커스 구간의 바깥쪽에 형성된 비유효 포커스 구간의 틸트량보다 작다.

본 발명에 따른 보이스 코일 모터에 의하면, 가동자 주변에 전자기력 및 탄성력의 혼조에 의하여 가동자의 흔들림 또는 틸트가 발생되는 불안정 구간에는 무한대 포커스 또는 접사 포커스를 형성하지 않고 가동자의 흔들림 또는 틸트가 발생되지 않는 안정 구간에 무한대 포커스 또는 접사 포커스를 형성하여 이미지 센서로부터 고품질 영상 또는 동영상을 생성할 수 있도록 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 보이스 코일 모터의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 조립 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 보이스 코일 모터를 개념적으로 도시한 단면도이다.
도 4는 도 3의 가동자의 전류-거리 특성 및 전류-틸트량 특성을 함께 도시한 그래프이다.

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 1 및 도 2를 참조하면, 보이스 코일 모터(600)는 고정자(100), 가동자(200), 베이스(300) 및 탄성 부재(400)를 포함한다. 이에 더하여, 보이스 코일 모터(600)는 커버(500)를 포함할 수 있다.

고정자(100)는 코일 블럭(120) 및 하우징(150)을 포함한다. 고정자(100)는 후술 될 가동자(200)를 구동하기 위한 자기장을 발생시킨다. 이와 다르게, 고정자(100)는 자기장을 발생시키는 마그네트 및 하우징(150)을 포함하여도 무방하다.

코일 블럭(120)은, 예를 들어, 절연 수지에 의하여 절연된 긴 전선을 통 형상으로 권선하여 형성된다. 절연 수지에 의하여 절연된 긴 전선을 권선하여 형성된 코일 블럭(120)에 전압차를 갖는 전압을 인가할 경우 코일 블럭(120)으로부터는 자기장이 발생 되며, 자기장의 방향은 코일 블럭(120)에 흐르는 전류의 방향에 따라 변경된다.

하우징(150)은 코일 블럭(120)을 고정한다. 하우징(150)은, 예를 들어, 하우징 몸체(152) 및 기둥(154)들을 포함한다.

하우징 몸체(152)는, 예를 들어, 직사각형 플레이트 형상으로 형성되며, 하우징 몸체(152)의 중앙부에는 후술 될 보빈에 장착된 렌즈를 노출하는 개구(153)가 형성된다.

하우징 몸체(152)의 상면에는 후술 될 상부 탄성 부재를 고정하기 위한 복수개의 결합 보스(156)들이 형성된다.

기둥(154)들은 베이스(300)와 마주하는 하우징 몸체(152)의 하면의 4 개의 모서리들로부터 각각 돌출된다. 코일 블럭(120)의 내측면은 기둥(154)들의 외주면에 고정된다. 기둥(154)들은 후술 될 베이스(300)의 상면에 결합 될 수 있다.

본 발명의 일실시예에서, 코일 블럭(120)은 통 형상으로 권선 된 상태에서 하우징(150)의 기둥(154)들에 접착제 등에 의하여 부착 또는 하우징(150)의 기둥(154)들에 직접 권선될 수 있다.

가동자(200)는 보빈(210) 및 마그네트(250)을 포함한다. 본 발명의 일실시예에서, 고정자(100)가 코일 블럭(120)을 포함할 경우, 가동자(200)는 마그네트(250)를 포함하고, 고정자(100)가 마그네트를 포함할 경우, 가동자(200)는 코일 블럭을 포함한다.

본 발명의 일실시예에서, 가동자(200)는 베이스(300)를 향해 가까워지는 제1 방향 또는 베이스(300)로부터 멀어지는 제2 방향으로 구동된다.

보빈(210)의 내부에는 원기둥 형상의 렌즈(205)가 고정된다. 가동자(200)는 고정자(100)에 대하여 이동하여 후술 될 베이스(300)의 하면에 배치되는 이미지 센서 및 렌즈(205) 사이의 간격을 조절한다.

보빈(210)은, 예를 들어, 중공이 형성된 원통 형상으로 형성되며, 보빈(210)의 내주면에는 렌즈(205)를 고정하기 위한 나사산이 형성된다.

보빈(210)의 외주면에는 복수개의 마그네트(250)들을 고정하기 위한 평탄한 마그네트 고정부(215)들이 형성된다. 예를 들어, 마그네트 고정부(215)들은, 예를 들어, 보빈(210)의 외주면에 4 개가 등 간격으로 형성된다.

마그네트(250)들은, 예를 들어, 플레이트 형상으로 형성되며, 마그네트(250)들은 보빈(210)의 외주면에 형성된 각 마그네트 고정부(215)들에 고정된다. 각 마그네트(250)들은 접착제 등에 의하여 마그네트 고정부(215)에 부착될 수 있다.

각 마그네트(250)들은 고정자(100)의 코일 블럭(120)과 마주하게 배치된다.

베이스(300)는, 예를 들어, 직육면체 플레이트 형상으로 형성되며, 고정자(100)를 고정하는 역할을 한다.

베이스(300)의 중앙부에는 가동자(200)의 보빈(210)의 내부에 내장된 렌즈(205)를 통과한 광이 통과하는 개구(310)가 형성된다.

플레이트 형상으로 형성된 베이스(300)의 상면(320)의 4 개의 모서리들에는 각각 결합 기둥(325)들이 형성되며, 결합 기둥(325)은 후술 될 커버(500)와 베이스(300)를 상호 결합하는 역할을 한다.

베이스(300)의 후면에는 보빈(210)의 렌즈(205)를 통과한 광에 대응하는 이미지를 생성하는 IR 필터(301) 및 이미지 센서(미도시)가 고정된다.

한편, 베이스(300)의 상면(320)에는 상면(320)으로부터 오목하게 형성된 보빈 수납홈(330)이 형성된다. 보빈 수납홈(330)은 보빈(210)의 하단을 수납하는 역할을 한다.

보빈 수납홈(330)은 보빈(210)의 평면적 보다 크게 형성되고, 보빈 수납홈(330)에 의하여 보빈(210) 및 베이스(300)는 일부가 상호 오버랩 될 수 있다.

본 발명의 일실시예에서, 보빈 수납홈(330)의 깊이는 가동자(200)의 스트로크 길이를 감안하여 형성된다.

한편, 보빈 수납홈(330)에 의하여 형성된 베이스(300)의 바닥면(335)에는 베이스(300)의 개구(310)를 따라 형성된 충격 흡수 부재(350)가 배치된다. 충격 흡수 부재(350)는, 예를 들어, 보빈(210) 및 베이스(300)의 바닥면(335)의 충돌에 따른 충격을 흡수한다.

본 발명의 일실시예에서, 충격 흡수 부재(350)는 스폰지, 탄성을 갖는 합성 수지 및 고무 중 어느 하나를 포함할 수 있으며, 충격 흡수 부재(350)는 얇은 두께를 갖는 환형 플레이트 형상으로 형성될 수 있다.

탄성 부재(400)의 하부 탄성 부재(415)는 가동자(200)의 보빈(210)을 탄력적으로 지지하며, 하부 탄성 부재(415)는 가동자(200)의 보빈(210)의 하면이 베이스(300)의 보빈 수납홈(330)의 상부에 플로팅 되도록 한다.

즉, 하부 탄성 부재(415)는 코일 블럭(120)에 전류가 인가되지 않았을 때, 보빈(210)의 자세와 상관없이 보빈(210)의 하면 및 베이스(300)의 상면(320)에 형성된 보빈 수납홈(330)에 의하여 형성된 바닥면(335) 사이에 갭(gap)을 형성한다.

여기서, 보빈(210)의 자세는 보빈(210)의 렌즈가 하부를 향하거나, 보빈(210)의 렌즈가 상부를 향하거나 보빈(210)의 렌즈가 지면과 평행하게 배치되는 것을 의미한다.

하부 탄성 부재(415)는 내측 하부 탄성부(410), 외측 하부 탄성부(420) 및 연결 하부 탄성부(430)를 포함한다.

내측 하부 탄성부(410)는, 예를 들어, 환형 링 형상으로 형성되며, 내측 하부 탄성부(410)는 보빈(210)의 하면에 결합 된다. 내측 하부 탄성부(410)는, 예를 들어, 접착제 또는 열융착에 의하여 보빈(210)의 하면에 결합 된다.

내측 하부 탄성부(410)는 보빈(210)의 하면에 결합되기 때문에 내측 하부 탄성부(410) 역시 베이스(300)의 보빈 수납홈(330)에 삽입되는 사이즈로 형성된다.

외측 하부 탄성부(420)는 내측 하부 탄성부(410)의 외측에 배치되며, 외측 하부 탄성부(420)는 사각 프레임 형상으로 형성된다.

외측 하부 탄성부(420)는 베이스(300)의 보빈 수납홈(330) 보다 큰 사이즈로 형성되고 따라서 외측 하부 탄성부(420)는 베이스(300)의 상면(320) 상에 배치된다. 외측 하부 탄성부(420)는, 예를 들어, 고정자(100)의 하우징(150)의 기둥(154)들에 의하여 베이스(300)의 상면(320) 상에 고정될 수 있다.

연결 하부 탄성부(430)는 내측 하부 탄성부(410) 및 외측 하부 탄성부(420)를 상호 탄력적으로 연결하며, 연결 하부 탄성부(430)에 의하여 내측 하부 탄성부(410)는 탄성을 갖게 된다.

본 발명의 일실시예에서, 보빈(210)은 하부 탄성 부재(415)에 의하여 베이스(300)의 보빈 수납홈(330)의 상부에 플로팅 된다.

내측 하부 탄성부(410)는 보빈 수납홈(330)에 의하여 형성된 바닥면(335)에 대하여 이격되며, 코일 블럭(120)에 구동 신호가 인가되지 않았을 때, 내측 하부 탄성부(410), 외측 하부 탄성부(420) 및 연결 하부 탄성부(430)들은 동일 평면상에 배치될 수 있다. 이와 다르게, 코일 블럭(120)에 구동 신호가 인가되지 않았을 때, 내측 하부 탄성부(410)는 외측 하부 탄성부(420)에 비하여 다소 낮은 위치에 배치되어도 무방하다.

본 발명의 일실시예에서, 베이스(300)의 상면(320)에 오목한 보빈 수납홈(330)이 형성될 경우, 보이스 코일 모터(600)의 전체 부피를 감소시키면서 보빈 수납홈(330)을 이용하여 가동자(200)가 베이스(300)를 향하는 제1 방향 또는 가동자(200)가 베이스(300)로부터 멀어지는 제2 방향으로 각각 구동할 수 있다.

즉, 가동자(200)는 하부 베이스(300)의 상면(320)으로부터 이격시킬 경우, 가동자(200)는 코일 블럭(120)에 인가되는 전류의 방향의 변경에 의하여 베이스(300)를 향하는 제1 방향 또는 베이스(300)와 멀어지는 제2 방향으로 각각 구동될 수 있다.

한편, 고정자(100)의 하우징(150)의 하우징 몸체(152)의 상면에 형성된 결합 보스(156)에는 상부 탄성 부재(450)가 결합 된다.

상부 탄성 부재(450)는 내측 상부 탄성부(451), 외측 상부 탄성부(452) 및 연결 상부 탄성부(453)를 포함한다.

내측 상부 탄성부(451)는 보빈(210)의 상면에 결합되며, 외측 상부 탄성부(452)는 하우징 몸체(152)의 상면에 배치된다. 연결 상부 탄성부(453)는 외측 및 내측 상부 탄성부(451,452)들을 연결한다.

하우징 몸체(152)의 상면에 배치된 외측 상부 탄성부(452)에는 하우징 몸체(152)의 상면에 형성된 결합 보스(156)와 결합되는 결합홀(455)이 형성된다.

도 1을 다시 참조하면, 보이스 코일 모터(600)는 커버(500)를 더 포함할 수 있다.

커버(500)는 가동자(200)의 렌즈(205)를 노출하는 개구가 형성된 상판(510) 및 상판(510)의 에지로부터 베이스(300)를 향하는 방향으로 연장된 측면판(520)을 포함하며, 측면판(520)은 베이스(300)의 측면과 결합 된다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 가동자(200)의 보빈(210)은 코일 블럭(120) 및 마그네트(250)로부터 발생된 힘에 의하여 상기 베이스(300)의 상면(320)을 향하는 제1 방향 및 상기 제1 방향과 반대 방향으로 베이스(300)로부터 멀어지는 제2 방향으로 각각 구동될 수 있다.

코일 블럭(120)에 인가된 정방향 전류 또는 역방향 전류는 코일 블럭(120)의 양단에 인가되는 전압차를 조절함으로써 구현할 수 있고, 전압차는 예를 들어, PWM 회로에 의하여 구현될 수 있다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 보이스 코일 모터를 개념적으로 도시한 단면도이다. 도 4는 도 3의 가동자의 전류-거리 특성 및 전류-틸트량 특성을 함께 도시한 그래프이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 보이스 코일 모터(600)는 베이스(300), 고정자(100), 가동자(200), 탄성 부재(400) 및 커버(500)를 포함한다.

베이스(300)는 중앙부에 광이 통과하는 개구가 형성된 플레이트 형상으로 형성되며, 베이스(300)는 가동자(200)의 하부 스톱퍼로서 역할한다.

베이스(300)의 상면에는 가동자(200)의 하면 및 베이스(300)의 상면을 이격시키기 위해 가동자(200)의 하면을 수용하는 수용홈이 형성될 수 있다.

베이스(300)의 상면에는 가동자(200)와 베이스(300)가 충돌되어 소음이 발생되는 것을 방지하는 충격 흡수 부재(350)가 배치된다.

충격 흡수 부재(350)는, 예를 들어, 스폰지, 탄성을 갖는 합성 수지 및 고무 중 어느 하나를 포함할 수 있다.

베이스(300)의 후면 또는 베이스(300)의 후방에는 이미지 센서(1)가 배치될 수 있다. 이미지 센서(1)는 가동자(200)를 통해 입사된 광을 디지털 이미지 또는 동영상으로 변경시킨다.

고정자(100)는 베이스(300) 상에 고정되며, 고정자(100)는 자기장을 발생시키는 제1 구동부인 코일 블럭(120)을 포함하며, 고정자(100)의 내부에는 수납공간이 형성된다.

본 발명의 일실시예에서 제1 구동부인 코일 블럭(120)은, 예를 들어, 전류에 의하여 자기장을 발생시키기 위해 절연 수지에 의하여 절연된 긴 전선을 권선한 코일을 포함할 수 있다.

가동자(200)는 고정자(100)의 내부에 배치되며 가동자(200)는 렌즈(205)를 포함한다. 가동자(200)의 외측면에는 자기장을 발생시키는 제2 구동부를 포함하는 마그네트가 장착된다.

본 발명의 일실시예에서, 고정자(100)의 제1 구동부가 코일 블럭(120)을 포함할 경우, 가동자(200)의 제2 구동부는 마그네트(250)를 포함할 수 있다. 이와 다르게, 고정자(100)의 제1 구동부는 마그네트를 포함할 수 있고, 고정자(100)의 제1 구동부가 마그네트를 포함할 경우 제2 구동부는 코일 블럭을 포함한다.

탄성 부재(400)는 일측이 가동자(200)에 고정되고 상기 일측과 대향 하는 타측이 고정자(100)에 고정되며, 탄성 부재(400)는 가동자(200)를 탄력적으로 지지한다.

본 발명의 일실시예에서, 탄성 부재(400)는 가동자(200)의 외주면 하단에 형성된 제1 탄성 부재(415) 및 가동자(200)의 외주면 상단에 형성된 제2 탄성 부재(450)를 포함할 수 있다.

탄성 부재(400)를 이루는 제1 탄성 부재(415) 및 제2 탄성 부재(450)는 고정자(100)의 코일 블럭(120)에 전원이 인가되지 않았을 때 베이스(300)의 상면으로부터 이격되며, 이때 제1 및 제2 탄성 부재(415,450)들은 오프셋(단차)가 형성되지 않는다.

탄성 부재(400)는 자기장을 발생시키는 코일 블럭(120)에 구동 신호가 인가되지 않았을 때 가동자(200)를 베이스(300)의 상면으로부터 이격시킨다.

커버(500)는 베이스(300)에 고정되며, 커버(500)는 고정자(100) 및 가동자(200)를 감싼다. 또한, 커버(500)는 가동자(200)를 멈추는 상부 스톱퍼로서 역할한다.

커버(500)에는 가동자(200)와 커버(500)가 충돌되어 소음이 발생 되는 것을 방지하는 충격 흡수 부재(355)가 배치된다. 충격 흡수 부재(355)는, 예를 들어, 스폰지, 탄성을 갖는 합성 수지 및 고무 중 어느 하나를 포함할 수 있다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에서, 보이스 코일 모터(600)의 가동자(200)는 코일 블럭(120)에 인가된 전류에 의하여 베이스(300)의 상면 및 커버(500)의 내측면 사이에서 이동된다.

이하, 본 발명의 일실시예에서는 보이스 코일 모터(600)의 가동자(200)의 하부 스톱퍼로서 작용하는 베이스(300)의 상면 및 가동자(200)의 상부 스톱퍼로서 작용하는 커버(500)의 내측면 사이를 "이동 구간"으로서 정의하기로 한다.

즉, 이동 구간은 가동자(200) 및 베이스(300)의 접촉면 및 가동자(200) 및 커버(500)의 접촉면 사이 구간으로 정의될 수 있다.

도 3에 도시된 보이스 코일 모터(600)의 가동자(200)를 구동하여 이미지 센서(1)에 특정 포커스를 구현하기 위해서는 먼저 고정자(100)의 코일 블럭(120)에 0[mA]의 초기 구동 신호(S)로부터 A[mA]의 구동 신호가 인가되고 이로 인해 가동자(200)는 베이스(300)의 상면을 향하는 제1 방향으로 이동 및 베이스(300)의 상면 상에 접촉된다.

가동자(200)가 베이스(300)의 상면에 접촉된 후, 고정자(100)의 제1 구동부인 코일 블럭(120)에는 다시 A[mA] 내지 B[mA] 미만으로 연속적으로 증가 되는 전류가 제공된다.

그러나, 고정자(100)의 제1 구동부인 코일 블럭(120)에 A[mA] 내지 B[mA] 미만으로 연속적으로 증가 되는 전류가 제공하더라도 가동자(200)는 베이스(300)의 상면으로부터 이격 되지 않는다.

이는 고정자(100)의 제1 구동부인 코일 블럭(120)에 B[mA] 미만의 전류가 인가될 경우 제1 구동부인 코일 블럭(120) 및 제2 구동부인 마그네트(250)들 사이에 작용하는 전자기력이 탄성 부재(400)의 탄성력 및/또는 가동자(200)의 자중보다 작기 때문이다.

한편, 도 4의 실선으로 표시된 가동자(200)의 틸트 그래프를 참조하면, 고정자(100)의 코일 블럭(120)에 A[mA] 내지 B[mA] 미만으로 연속적으로 증가 되는 전류가 인가될 때, 가동자(200)에는 심한 흔들림 또는 틸트가 발생 된다.

가동자(200)의 흔들림 또는 틸트는 B[mA]의 전류 보다 크고 C[mA] 보다 작은 전류에서 가장 크다.

그러나, 고정자(100)의 제1 구동부인 코일 블럭(120)에 C[mA] 이상의 전류가 인가될 경우 가동자(200)의 흔들림 또는 틸트는 발생 되지 않는다.

따라서 본 발명의 일실시예에서 무한대 포커스를 형성할 때 가동자(200)의 불안정한 틸트를 발생시키는 구간과 대응하는 코일 블럭(120)에 인가되는 전류는 A[mA] 내지 C[mA] 사이의 전류이다.

고정자(100)의 코일 블럭(120)에 A[mA] 내지 B[mA] 미만의 전류가 인가되었을 때 가동자(200)는 베이스(300)의 상면에 접촉(D)된다.

고정자(100)의 제1 구동부인 코일 블럭(120)에 C[mA] 보다 작은 전류가 인가될 경우, 가동자(200)는 베이스(300)의 상면으로부터 이격되어 그래프의 거리축의 E의 위치에 배치된다.

이하, 본 발명의 일실시예에서 가동자(200)의 흔들림 또는 틸트가 발생 되는 구간인 D-E 구간은 "비유효 포커스 구간"으로서 정의되며, 가동자(200)의 흔들림 또는 틸트가 발생 되지 않는 E 이상의 구간은 "유효 포커스 구간"으로서 정의된다.

유효 포커스 구간은 가동자(200)의 이동 구간 사이에 형성되며, 비유효 포커스 구간은 유효 포커스 구간의 양쪽에 각각 존재한다.

비유효 포커스 구간 내에 특정 포커스, 예를 들어, 무한대 포커스가 형성될 경우, 무한대 포커스로 피사체를 촬영할 때 가동자(200)에 심한 흔들림 또는 틸트가 발생 될 수 있기 때문에 본 발명의 일실시예에서는 비유효 포커스 구간에서는 포커싱 동작이 수행되지 않고 도 4의 그래프의 E 이상의 유효 포커스 구간에서 포커싱 동작이 수행된다.

본 발명의 일실시예에서는 비유효 포커스 구간에 무한대 포커스가 형성되지 않고 유효 포커스 구간 내에서 무한대 포커스가 형성된다.

본 발명의 일실시예에서, 가동자(200)의 흔들림 및 틸트가 발생 되는 비유효 포커스 구간은, 예를 들어, 베이스(300)의 상면으로부터 약 5㎛ 내지 약 20㎛ 이격된 위치로부터 시작될 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에서, 무한대 포커스는 바람직하게 베이스(300)의 상면으로부터 약 10㎛ 이격된 위치에 형성되며 이로 인해 가동자(200)의 흔들림 및 틸트 없이 무한대 포커스가 형성될 수 있다.

한편, 접사 포커스를 형성할 때 커버(500)의 내측면으로부터 소정 간격 이격된 곳까지는 무한대 포커스와 마찬가지로 가동자(200)의 흔들림 및 틸트가 발생 되는 비유효 포커스 구간이므로, 접사 포커스는 렌즈(205)와 마주하는 커버(500)의 내측면으로부터 약 5㎛ 내지 약 20㎛ 이격된 유효 포커스 구간에 형성된다.

본 발명의 일실시예에서, 가동자(200)가 접사 포커스를 형성하는 위치에 도달하였을 때 코일 블럭(120)에 인가되는 전류 F[mA]는, 예를 들어, 약 20[mA] 일 수 있다.

결론적으로, 본 발명의 일실시예에서 유효 포커스 구간은 가동자(200)의 이동 구간 내에 존재하며, 유효 포커스 구간은 베이스(300)의 상면으로부터 5㎛ 내지 20㎛ 이격 된 위치 및 베이스(300)에 결합 되며 고정자(100)와 가동자(200)를 감싸는 커버(500)의 내측면으로부터 5㎛ 내지 20㎛ 이격 된 위치 사이에 형성된다.

또한, 베이스(300)와 인접한 유효 포커스 구간의 끝 부분에서는 무한대 포커스가 형성되며, 커버(500)와 인접한 상기 유효 포커스 구간의 끝 부분에서는 접사 포커스가 형성된다.

비록 본 발명의 일실시예에서는 고정자(100)의 제1 구동부가 코일 블럭(120)을 포함하고, 가동자(200)의 제2 구동부가 마그네트(250)인 것이 도시 및 설명되고 있지만, 이와 반대로 고정자(100)의 제1 구동부가 마그네트를 포함하고 제2 구동부가 코일 블럭을 포함하여도 무방하다.

한편, 유효 포커스 구간 및 비유효 포커스 구간에서의 가동자(200)의 틸트량은 코일 블럭(120)에 인가되는 전류량에 따라서 변화되며, 본 발명의 일실시예에서는 가동자(200)의 상기 이동 구간 내에 포함된 유효 포커스 구간에서의 가동자(200)의 흔들림 및/또는 틸트량은 이동 구간 내에 포함되며 유효 포커스 구간의 양쪽에 형성된 비유효 포커스 구간에서의 가동자(200)의 흔들림 및/또는 틸트량보다 작다.

본 발명의 일실시예에서, 유효 포커스 구간에서의 가동자(200)는 미세한 흔들림 또는 미세한 틸트량을 갖지만, 유효 포커스 구간에서 가동자(200)의 흔들림 또는 틸트량은 비유효 포커스 구간에 비하여 무시할 수 있을 정도로 작기 때문에 유효 포커스 구간에서의 틸트량은 실질적으로 없는 것으로 정의할 수 있다.

이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면, 가동자 주변에 전자기력 및 탄성력의 혼조에 의하여 가동자의 흔들림 또는 틸트가 발생되는 불안정 구간에는 무한대 포커스 또는 접사 포커스를 형성하지 않고 가동자의 흔들림 또는 틸트가 발생되지 않는 안정 구간에 무한대 포커스 또는 접사 포커스를 형성하여 이미지 센서로부터 고품질 영상 또는 동영상을 생성할 수 있도록 한다.

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.

100..보이스 코일 모터 110...베이스
120...고정자 130...가동자
140...탄성 부재 150...커버

Claims

상판과, 상기 상판으로부터 연장되는 측면판을 포함하는 커버;
상기 커버의 상기 측면판과 결합되는 베이스;
상기 커버의 상기 상판과 상기 베이스 사이에 배치되는 보빈;
상기 보빈과 상기 커버 사이에 배치되는 하우징;
상기 보빈에 배치되는 코일;
상기 코일과 대향하는 마그네트; 및
상기 보빈과 상기 하우징을 연결하는 상부 탄성부재를 포함하고,
상기 보빈은 초기 위치에서 상기 코일에 일방향 전류가 공급되면 상기 베이스에 가까워지도록 이동하고 타방향 전류가 공급되면 상기 커버의 상기 상판에 가까워지도록 이동하고,
상기 베이스와 상기 보빈의 접촉면과 무한대 포커스 위치 사이의 광축 방향으로의 제1거리는 상기 베이스와 상기 커버의 상기 상판의 내면의 접촉면과 접사 포커스 위치 사이의 광축 방향으로의 제2거리와 상이하고,
상기 보빈은 상기 무한대 포커스 위치와 상기 접사 포커스 위치 사이에서 상기 광축 방향을 따라 이동하고,
상기 보빈은 상기 코일에 전류가 인가되지 않은 상기 초기 위치에서 상기 베이스와 상기 커버의 상기 상판으로부터 이격되고,
상기 보빈은 유효 포커스 구간의 모든 위치에서 상기 베이스와 상기 커버의 상기 상판으로부터 이격되고,
상기 보빈의 이동가능 거리는 상기 보빈이 상기 베이스와 접촉하는 위치와 상기 보빈이 상기 커버의 상기 상판과 접촉하는 위치 사이의 거리이고,
상기 보빈의 상기 이동가능 거리는 상기 보빈의 상기 유효 포커스 구간의 길이보다 큰 렌즈 구동 장치.
제1항에 있어서,
상기 보빈은 상기 코일에 전류가 인가되지 않은 상기 초기 위치에서 상기 베이스와 상기 제1거리만큼 이격되는 렌즈 구동 장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 제1거리는 상기 제2거리보다 큰 렌즈 구동 장치.
제1항에 있어서,
상기 하우징은 상기 상부 탄성부재가 배치되는 상면과, 상기 하우징의 상면으로부터 돌출되는 보스를 포함하는 렌즈 구동 장치.
제5항에 있어서,
상기 상부 탄성부재는 상기 보빈에 연결되는 내측 탄성부와, 상기 하우징에 연결되는 외측 탄성부와, 상기 내측 탄성부와 상기 외측 탄성부를 연결하는 연결 탄성부를 포함하고,
상기 상부 탄성부재의 상기 외측 탄성부는 상기 하우징의 상기 보스가 통과하는 홀을 포함하는 렌즈 구동 장치.
제1항에 있어서,
상기 보빈이 상기 초기 위치에 배치될 때, 상기 상부 탄성부재는 상기 커버의 상기 상판과 이격되는 렌즈 구동 장치.
제5항에 있어서,
상기 하우징의 상기 보스는 상기 하우징의 상기 상면과 상기 커버의 상기 상판 사이에 공간을 제공하는 렌즈 구동 장치.
제1항에 있어서,
상기 보빈을 무한대 포커스 위치로 이동시키기 위해 상기 코일에 인가하는 상기 일방향 전류의 크기는 상기 보빈을 접사 포커스 위치로 이동시키기 위해 상기 코일에 인가하는 상기 타방향 전류의 크기보다 작은 렌즈 구동 장치.
제1항에 있어서,
상기 보빈은 상기 코일에 구동전류가 인가되는 경우 상기 유효 포커스 구간 내에서 이동하고 상기 코일에 상기 구동전류보다 큰 전류가 인가되는 경우 상기 유효 포커스 구간을 넘어 이동하는 렌즈 구동 장치.
제10항에 있어서,
상기 유효 포커스 구간과 상기 베이스 사이 및 상기 유효 포커스 구간과 상기 커버의 상기 상판 사이에는 비유효 포커스 구간이 형성되고,
상기 보빈은 상기 코일에 상기 구동전류보다 큰 전류가 인가되는 경우 상기 비유효 포커스 구간 내에서 이동하는 렌즈 구동 장치.
삭제
제9항에 있어서,
상기 무한대 포커스 위치는 상기 보빈이 광축방향으로 상기 베이스의 상면으로부터 5㎛ 내지 20㎛ 이격된 위치인 렌즈 구동 장치.
제9항에 있어서,
상기 보빈의 상기 초기 위치와 상기 무한대 포커스 위치 사이의 거리는 상기 보빈의 상기 초기 위치와 상기 접사 포커스 위치 사이의 거리보다 작은 렌즈 구동 장치.
제9항에 있어서,
상기 접사 포커스 위치는 상기 보빈이 광축방향으로 상기 커버의 상기 상판의 내면으로부터 5㎛ 내지 20㎛ 이격된 위치인 렌즈 구동 장치.
제1항에 있어서,
상기 보빈의 하부에 결합되는 하부 탄성부재를 포함하는 렌즈 구동 장치.
제10항에 있어서,
상기 코일에 상기 구동전류가 인가될 경우 상기 보빈은 상기 커버의 상기 상판과 접촉하지 않도록 된 렌즈 구동 장치.
제10항에 있어서,
상기 코일에 상기 구동전류가 인가될 경우 상기 보빈은 상기 베이스와 접촉하지 않도록 된 렌즈 구동 장치.
이미지 센서;
제1항의 렌즈 구동 장치; 및
상기 렌즈 구동 장치의 상기 보빈에 결합되는 렌즈를 포함하는 카메라.
제19항의 카메라를 포함하는 휴대폰.
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