KR102551392B1 - 보이스 코일 모터 - Google Patents

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KR102551392B1
KR102551392B1 KR1020220062493A KR20220062493A KR102551392B1 KR 102551392 B1 KR102551392 B1 KR 102551392B1 KR 1020220062493 A KR1020220062493 A KR 1020220062493A KR 20220062493 A KR20220062493 A KR 20220062493A KR 102551392 B1 KR102551392 B1 KR 102551392B1
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유경호
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엘지이노텍 주식회사
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Abstract

보이스 코일 모터는 측면을 따라 오목한 그루브 형상으로 형성된 이물질 유입 방지 홈이 형성된 베이스 유닛; 상기 베이스 유닛의 상부에 배치되며 렌즈를 구동시키는 가동자; 상기 베이스 유닛에 지지되며 상기 가동자를 감싸는 고정자; 상기 가동자를 상기 고정자에 대하여 탄력적으로 지지하는 탄성 부재;상기 베이스 유닛에 결합 된 커버; 및 상기 이물질 유입 방지 홈 및 상기 커버의 내측면 사이에 개재되어 상기 커버의 내측면과 접촉되는 이물질 유입 방지 수단을 포함한다.

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.
보이스 코일 모터를 구동하기 위해서는 마그네트를 포함하는 고정자, 고정자의 내부에 배치되며 렌즈가 장착된 보빈의 외주면에 배치되어 외부로부터 인가된 구동 전류에 의하여 전자기력을 발생시키는 코일 블럭을 포함하는 가동자 및 고정자에 배치되어 가동자를 덮는 커버를 포함한다.
종래 보이스 코일 모터에서는 커버 및 커버와 접촉하는 베이스의 원활한 조립을 위해 조립 공차를 감안한 갭(gap)이 형성되는데, 이 갭은 조립을 원활하게 하는 반면 갭을 통해 외부 이물질이 보이스 코일 모터 내부로 유입되어 이미지 센서의 상부에 배치된 IR 필터 등에 피착 되어 이미지 또는 동영상의 품질 저하를 발생시킨다.
(특허문헌 1) KR 10-2010-0083212 A
본 발명은 베이스 유닛 및 베이스 유닛에 결합 되는 커버의 구조를 개선하여 외부 이물질이 베이스 유닛의 내부로 유입되는 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 측면을 따라 오목한 그루브 형상으로 형성된 이물질 유입 방지 홈이 형성된 베이스 유닛; 상기 베이스 유닛의 상부에 배치되며 렌즈를 구동시키는 가동자; 상기 베이스 유닛에 지지되며 상기 가동자를 감싸는 고정자; 상기 가동자를 상기 고정자에 대하여 탄력적으로 지지하는 탄성 부재;상기 베이스 유닛에 결합 된 커버; 및 상기 이물질 유입 방지 홈 및 상기 커버의 내측면 사이에 개재되어 상기 커버의 내측면과 접촉되는 이물질 유입 방지 수단을 포함한다.
본 발명에 따른 보이스 코일 모터에 의하면, 베이스 유닛의 측면에 그루브 형상을 갖는 이물질 유입 방지 홈을 형성하고 이물질 유입 방지 홈 내부에 외부 이물질을 포집하는 이물질 유입 방지 수단을 배치하여 베이스 유닛 및 커버 사이를 통해 이물질이 보이스 코일 모터의 내부로 유입되는 것을 방지한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 보이스 코일 모터의 외관 사시도이다.
도 2는 도 1의 분해 사시도이다.
도 3은 도 2의 커버 및 베이스 유닛을 발췌 도시한 단면도이다.
도 4는 도 3의 'A' 부분 확대도이다.
도 5는 도 3의 커버 및 베이스 유닛을 결합 및 커버 및 베이스 유닛 사이에 배치된 이물질 유입 방지 수단을 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 커버 및 베이스 유닛을 발췌 도시한 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.
이하에서 '탄성 부재(400)'와 '추가 탄성 부재(450)' 중 어느 하나를 '제1탄성부재'라 하고 다른 하나를 '제2탄성부재'라 할 수 있다. 이하에서 '베이스 유닛(100)'은 '베이스'라 할 수 있다. 이하에서 '이물질 유입 방지 홈(127)'은 '홈'이라 할 수 있다. 이하에서 '커버 측면판(520)'은 '측면판'이라 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 보이스 코일 모터의 외관 사시도이다. 도 2는 도 1의 분해 사시도이다. 도 3은 도 2의 커버 및 베이스 유닛을 발췌 도시한 단면도이다. 도 4는 도 3의 'A' 부분 확대도이다. 도 5는 도 3의 커버 및 베이스 유닛을 결합 및 커버 및 베이스 유닛 사이에 배치된 이물질 유입 방지 수단을 도시한 단면도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 보이스 코일 모터(600)는 이물질 유입 방지 홈(127)이 형성된 베이스 유닛(100), 이물질 유입 방지 홈(127)의 내부에 배치된 이물질 유입 방지 수단(130), 가동자(200), 고정자(300), 탄성 부재(400) 및 커버(500)를 포함한다.
베이스 유닛(100)은, 예를 들어, 직육면체 플레이트 형상으로 형성되며, 베이스 유닛(100)의 중앙부에는 베이스 유닛(100)의 상면 및 상면과 대향 하는 하면을 관통하는 관통홀(110)이 형성된다.
베이스 유닛(100)의 상면에 형성된 4 개의 모서리들에는 각각 결합 기둥(121)들이 돌출된다.
베이스 유닛(100)의 측면(120)에는 후술 될 커버(500)의 단부를 서포트 하기 위한 단턱(125)이 형성되고, 단턱(125)의 상부에 대응하는 측면(120)에는 적어도 1 줄의 이물질 유입 방지 홈(127)이 형성된다. 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 베이스 유닛(100)의 이물질 유입 방지 홈(127)은 단턱(125)보다 높게 배치되고 단턱(125)과 이격될 수 있다.
이물질 유입 방지 홈(127)은 단턱(125)의 상부에 대응하는 측면(120)에 바람직하게 적어도 1 줄로 형성된다. 이와 다르게, 이물질 유입 방지 홈(127)은 단턱(125)의 상부에 대응하는 측면(120)에 적어도 2 줄로 형성될 수 있다.
이물질 유입 방지 홈(127)은 측면(120)을 따라 연속적으로 형성되며 이물질 유입 방지 홈(127)은 끊기지 않도록 형성된다.
본 발명의 일실시예에서, 이물질 유입 방지 홈(127)은 측면(120)으로부터 오목한 띠 형상으로 형성된 그루브(groove) 형상으로 형성된다.
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 암나사부(212)가 형성될 수 있다.
코일 블럭(220)은 절연 수지에 의하여 절연된 긴 전선을 원통 형상으로 권선하여 형성되며, 코일 블럭(220)은 보빈(210)의 외주면에 접착제에 의하여 접착된다.
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 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, 띠 형상으로 형성되며, 외측 탄성부는 베이스 유닛(100)의 인접한 한 쌍의 결합 기둥(121)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 2를 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 결합 된다.
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 형상으로 형성된 커버 상판(510) 및 커버 상판(510)의 테두리로부터 연장된 커버 측면판(520)을 포함하며, 커버 측면판(520)은 베이스 유닛(100)의 단턱(125)에 서포트되며 커버 측면판(520)의 내측면은 베이스 유닛(100)의 측면(120)과 마주하게 배치된다.
커버 측면판(520)의 내측면은 베이스 유닛(100)의 단턱(125)의 상부에 배치된 베이스 유닛(100)의 측면(120)에 형성된 이물질 유입 방지 홈(127)과 마주하게 배치된다.
커버(500)의 커버 측면판(520) 및 베이스 유닛(100)의 측면(120) 사이로 유입되는 미세 크기를 갖는 이물질들이 보이스 코일 모터(600)의 내부로 유입되는 것을 방지하기 위해서, 베이스 유닛(100)의 측면(120)에 형성된 이물질 유입 방지 홈(127)의 내부에는 이물질 유입 방지 수단(130)이 배치된다.
이물질 유입 방지 홈(127)의 내부에 배치되는 이물질 유입 방지 수단(130)은, 예를 들어, 점성을 갖는 합성 수지를 포함할 수 있다. 예를 들어, 이물질 유입 방지 수단(130)은 점성을 갖는 에폭시 수지를 포함할 수 있다.
이물질 유입 방지 수단(130)은 모세관 현상에 의하여 좁은 폭을 갖는 그루브 형상의 이물질 유입 방지 홈(127)을 따라 형성될 수 있으며, 이물질 유입 방지 수단(130)을 에이징하여 이물질 유입 방지 수단(130)의 점도를 보다 향상시켜 이물질 유입 방지 수단(130)의 흘러 내림을 방지하며, 이물질 유입 방지 수단(130)을 이용하여 외부로부터 유입되는 이물질이 포집 되도록 한다.
비록 본 발명의 일실시예에서, 이물질 유입 방지 홈(127)의 내부에 배치된 이물질 유입 방지 수단(130)이 점성을 갖는 에폭시 수지와 같은 합성 수지인 것이 도시 및 설명되고 있지만, 이와 다르게, 이물질 유입 방지 수단(130)은 베이스 유닛(100)의 측면(120) 및 커버(500)의 커버 측면판(520)을 접착하는 접착제를 포함할 수 있다.
한편, 앞서 도시된 도 3에는 베이스 유닛(100)의 측면(120)에 이물질 유입 방지 홈(127)이 형성되고 이물질 유입 방지 홈(127) 내에 이물질 유입 방지 수단(130)이 형성된 것이 도시되어 있지만, 이와 다르게, 도 6에 도시된 바와 같이 베이스 유닛(100)의 측면(120)과 마주하는 커버 측면판(520)의 내측면에 이물질 유입 방지 홈(525)을 형성하고, 이물질 유입 방지 홈(525)의 내부에 외부 이물질의 유입을 차단 또는 억제하는 이물질 유입 방지 수단(527)을 형성하여도 무방하다.
이물질 유입 방지 홈(525)은 그루브(groove) 또는 리세스(recess) 형상으로 형성될 수 있으며, 이물질 유입 방지 홈(525)의 깊이는 커버 측면판(520)의 두께 미만으로 형성될 수 있다.
또한, 이물질 유입 방지 홈(525)은 커버 측면판(520)의 높이 방향으로 적어도 1 줄, 바람직하게 적어도 2 줄로 형성될 수 있다.
한편, 이물질 유입 방지 수단(527)이 수납되는 이물질 유입 방지 홈(525)은 커버(500)의 커버 측면판(520)의 내측면을 따라 연속적으로 형성된다.
또한, 이물질 유입 방지 홈(525) 내에 수납된 이물질 유입 방지 수단(527)은 모세관 현상에 의하여 이물질 유입 방지 홈(525) 내부를 따라 연장된 유동성 합성 수지를 포함하며, 이물질 유입 방지 수단(527)은 접착제를 포함할 수 있다.
이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면, 베이스 유닛의 측면에 그루브 형상을 갖는 이물질 유입 방지 홈을 형성하고 이물질 유입 방지 홈 내부에 외부 이물질을 포집하는 이물질 유입 방지 수단을 배치하여 베이스 유닛 및 커버 사이를 통해 이물질이 보이스 코일 모터의 내부로 유입되는 것을 방지한다.
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
127...이물질 유입 방지 홈 130...이물질 유입 방지 수단

Claims (20)

  1. 베이스;
    상기 베이스에 배치되고 상판과 측면판을 포함하는 커버;
    상기 커버 내에 배치되는 보빈;
    상기 커버 내에 배치되고 상기 보빈을 광축방향으로 이동시키는 마그네트와 코일; 및
    상기 커버를 상기 베이스에 고정하는 접착제를 포함하고,
    상기 베이스는 적어도 일부가 상기 커버의 상기 측면판의 내면과 대향하는 측면과, 상기 베이스의 상기 측면으로부터 돌출되는 단턱과, 상기 베이스의 상기 측면에 오목하게 형성되는 홈을 포함하고,
    상기 커버의 상기 측면판의 적어도 일부는 상기 베이스의 상기 단턱 상에 배치되고,
    상기 접착제의 적어도 일부는 상기 베이스의 상기 홈에 배치되고,
    상기 광축방향에 수직한 방향으로, 상기 접착제의 적어도 일부는 상기 커버의 상기 측면판과 상기 베이스 사이에 배치되는 보이스 코일 모터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 베이스의 상기 홈은 상기 단턱과 이격되는 보이스 코일 모터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 베이스의 상기 홈은 상기 베이스의 최상단보다 상기 베이스의 상기 단턱에 더 가깝게 배치되는 보이스 코일 모터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 베이스는 상기 베이스의 상면의 4개의 코너영역 각각에 돌출 형성되는 기둥을 포함하고,
    상기 베이스의 상기 홈은 상기 베이스의 상기 기둥의 상면보다 상기 베이스의 상기 단턱에 더 가깝게 배치되는 보이스 코일 모터.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 보빈과 상기 베이스를 연결하는 제1탄성부재를 포함하고,
    상기 제1탄성부재는 상기 보빈의 하면에 결합되는 내측 탄성부와, 상기 베이스에 결합되는 외측 탄성부와, 상기 내측 탄성부와 외측 탄성부를 연결하는 연결 탄성부를 포함하고,
    상기 베이스의 상기 기둥은 상기 제1탄성부재의 상기 외측 탄성부와 결합되는 보이스 코일 모터.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 베이스의 상기 홈은 제1홈과, 상기 제1홈과 이격되는 제2홈을 포함하는 보이스 코일 모터.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 베이스의 상기 홈은 상기 베이스의 상기 측면에 오목한 띠 형상으로 형성되는 보이스 코일 모터.
  8. 제1항에 있어서,
    측방에서 볼 때, 상기 베이스의 상기 홈은 상기 커버의 상기 측면판에 의해 가려지는 보이스 코일 모터.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 베이스의 상기 홈은 상기 단턱보다 높게 배치되는 보이스 코일 모터.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 커버와 상기 보빈 사이에 배치되는 상부 스페이서를 포함하고,
    상기 베이스의 상기 홈은 상기 상부 스페이서와 이격되는 보이스 코일 모터.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 상부 스페이서에 고정되는 제2탄성부재를 포함하고,
    상기 제2탄성부재는 상기 상부 스페이서의 하면에 고정되는 보이스 코일 모터.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 상부 스페이서와 맞물림 결합되는 하부 스페이서를 포함하는 보이스 코일 모터.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 코일은 상기 보빈에 배치되고,
    상기 마그네트는 상기 코일과 상기 커버의 상기 측면판 사이에 배치되는 보이스 코일 모터.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 광축방향에 수직한 상기 방향으로, 상기 접착제의 적어도 일부는 상기 커버의 상기 측면판과 상기 베이스와 오버랩되는 보이스 코일 모터.
  15. 베이스;
    상기 베이스에 배치되고 상판과 측면판을 포함하는 커버;
    상기 커버 내에 배치되는 보빈;
    상기 보빈에 배치되는 코일;
    상기 커버 내에 배치되는 마그네트; 및
    상기 커버를 상기 베이스에 고정하는 접착제를 포함하고,
    상기 베이스는 상기 베이스의 측면에 형성되는 단턱과 홈을 포함하고,
    상기 커버의 상기 측면판의 적어도 일부는 상기 베이스의 상기 단턱 상에 배치되고,
    상기 접착제의 적어도 일부는 상기 베이스의 상기 홈에 배치되고,
    광축방향에 수직한 방향으로, 상기 접착제의 적어도 일부는 상기 커버의 상기 측면판과 상기 베이스와 오버랩되는 보이스 코일 모터.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 광축방향에 수직한 방향으로, 상기 베이스의 상기 홈은 상기 커버의 상기 측면판과 오버랩되는 보이스 코일 모터.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 접착제의 적어도 일부는 상기 커버의 상기 측면판과 상기 베이스 사이에 배치되는 보이스 코일 모터.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 베이스의 상기 홈은 상기 단턱과 이격되는 보이스 코일 모터.
  19. 이미지 센서;
    제1항 내지 제18항 중 어느 한 항의 보이스 코일 모터; 및
    상기 보이스 코일 모터의 상기 보빈에 결합되는 렌즈를 포함하는 카메라 모듈.
  20. 제19항의 카메라 모듈을 포함하는 휴대용 통신 기기.
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