KR102634433B1 - 보이스 코일 모터 및 이의 구동 방법 - Google Patents

보이스 코일 모터 및 이의 구동 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102634433B1
KR102634433B1 KR1020220126652A KR20220126652A KR102634433B1 KR 102634433 B1 KR102634433 B1 KR 102634433B1 KR 1020220126652 A KR1020220126652 A KR 1020220126652A KR 20220126652 A KR20220126652 A KR 20220126652A KR 102634433 B1 KR102634433 B1 KR 102634433B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
bobbin
base
elastic member
voice coil
initial position
Prior art date
Application number
KR1020220126652A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20220140455A (ko
Inventor
박상옥
Original Assignee
엘지이노텍 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지이노텍 주식회사 filed Critical 엘지이노텍 주식회사
Priority to KR1020220126652A priority Critical patent/KR102634433B1/ko
Publication of KR20220140455A publication Critical patent/KR20220140455A/ko
Priority to KR1020240016185A priority patent/KR20240024131A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102634433B1 publication Critical patent/KR102634433B1/ko

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K33/00—Motors with reciprocating, oscillating or vibrating magnet, armature or coil system
    • H02K33/16—Motors with reciprocating, oscillating or vibrating magnet, armature or coil system with polarised armatures moving in alternate directions by reversal or energisation of a single coil system
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G02B7/04—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B13/00—Viewfinders; Focusing aids for cameras; Means for focusing for cameras; Autofocus systems for cameras
    • G03B13/32—Means for focusing
    • G03B13/34—Power focusing
    • G03B13/36—Autofocus systems
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B3/00—Focusing arrangements of general interest for cameras, projectors or printers
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K33/00—Motors with reciprocating, oscillating or vibrating magnet, armature or coil system
    • H02K33/02—Motors with reciprocating, oscillating or vibrating magnet, armature or coil system with armatures moved one way by energisation of a single coil system and returned by mechanical force, e.g. by springs
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K41/00—Propulsion systems in which a rigid body is moved along a path due to dynamo-electric interaction between the body and a magnetic field travelling along the path
    • H02K41/02—Linear motors; Sectional motors
    • H02K41/035—DC motors; Unipolar motors
    • H02K41/0352—Unipolar motors
    • H02K41/0354—Lorentz force motors, e.g. voice coil motors
    • H02K41/0356—Lorentz force motors, e.g. voice coil motors moving along a straight path
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P25/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
    • H02P25/02—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
    • H02P25/032—Reciprocating, oscillating or vibrating motors
    • H02P25/034—Voice coil motors
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/60—Control of cameras or camera modules
    • H04N23/68—Control of cameras or camera modules for stable pick-up of the scene, e.g. compensating for camera body vibrations
    • H04N23/682—Vibration or motion blur correction
    • H04N23/685—Vibration or motion blur correction performed by mechanical compensation
    • H04N23/687—Vibration or motion blur correction performed by mechanical compensation by shifting the lens or sensor position
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B2205/00—Adjustment of optical system relative to image or object surface other than for focusing
    • G03B2205/0053—Driving means for the movement of one or more optical element
    • G03B2205/0069—Driving means for the movement of one or more optical element using electromagnetic actuators, e.g. voice coils
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2203/00—Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to the windings
    • H02K2203/12—Machines characterised by the bobbins for supporting the windings

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Lens Barrels (AREA)
  • Reciprocating, Oscillating Or Vibrating Motors (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)

Abstract

보이스 코일 모터는 코일 블럭 및 상기 코일 블럭을 고정하는 하우징을 포함하는 고정자; 상기 코일 블럭의 내부에 배치되며 내부에 렌즈가 고정된 보빈 및 상기 보빈에 상기 코일 블럭과 마주하게 배치된 마그네트를 포함하는 가동자; 상기 하우징이 고정되며 상기 렌즈와 대응하는 위치에 개구가 형성되며, 상기 보빈과 마주하는 상면에 상기 보빈의 하면을 수용하는 보빈 수용홈이 형성된 베이스; 및 상기 코일 블럭에 구동 신호가 인가되지 않았을 때, 상기 가동자의 자세에 상관없이 상기 보빈의 하면 및 상기 보빈 수용홈에 의하여 형성된 바닥면 사이에 갭이 형성되도록 상기 보빈 및 상기 베이스에 고정된 하부 탄성 부재를 포함한다.

Description

보이스 코일 모터 및 이의 구동 방법{VOICE COIL MOTOR AND DRIVING METHOD THEREOF}
본 발명은 기준위치로부터 양방향으로 구동되며, 저전류 및 저소비전력으로 작동되는 보이스 코일 모터 및 이의 구동 방법에 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 보다 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 결합되어 보이스 코일 모터가 작동하지 않을 때 보빈은 판 스프링의 탄성력에 의하여 항상 베이스와 접촉된다. 즉, 종래 보이스 코일 모터의 보빈은 베이스에 대하여 상부를 향해 일방향으로 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 증가되는 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 증가되어 보이스 코일 모터의 전체적인 사이즈가 증가되는 문제점을 갖는다.
또한, 판 스프링의 형상이 변형될 경우, 렌즈 및 이미지 센서 사이의 포커스가 정확하게 이루어지지 않아 이미지 품질이 크게 낮아지는 문제점을 갖는다.
(특허문헌 1) KR10-2007-0062440 A
본 발명은 보다 작은 전류로 가동자를 구동하기에 적합한 보이스 코일 모터 및 이의 구동 방법을 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 코일 블럭 및 상기 코일 블럭을 고정하는 하우징을 포함하는 고정자; 상기 코일 블럭의 내부에 배치되며 내부에 렌즈가 고정된 보빈 및 상기 보빈에 상기 코일 블럭과 마주하게 배치된 마그네트를 포함하는 가동자; 상기 하우징이 고정되며 상기 렌즈와 대응하는 위치에 개구가 형성되며, 상기 보빈과 마주하는 상면에 상기 보빈의 하면을 수용하는 보빈 수용홈이 형성된 베이스; 및 상기 코일 블럭에 구동 신호가 인가되지 않았을 때, 상기 가동자의 자세에 상관없이 상기 보빈의 하면 및 상기 보빈 수용홈에 의하여 형성된 바닥면 사이에 갭이 형성되도록 상기 보빈 및 상기 베이스에 고정된 하부 탄성 부재를 포함한다.
일실시예로서, 보이스 코일 모터는 코일 블럭 및 상기 코일 블럭을 고정하는 하우징을 포함하는 고정자; 상기 코일 블럭의 내부에 배치되며 내부에 렌즈가 고정된 보빈 및 상기 보빈에 상기 코일 블럭과 마주하게 배치된 마그네트를 포함하는 가동자; 상기 하우징이 고정되며 상기 렌즈와 대응하는 위치에 개구가 형성되며, 상기 보빈과 마주하는 상면에 상기 보빈의 하면을 수용하는 보빈 수용홈이 형성된 베이스; 및 상기 보빈의 하면 및 상기 보빈 수용홈에 의하여 형성된 바닥면 사이에 갭이 형성되도록 상기 보빈 및 상기 베이스에 고정된 하부 탄성 부재를 포함하며, 상기 하부 탄성 부재에 의하여 지지 된 상기 보빈은 상기 코일 블럭 및 상기 마그네트에 의하여 발생된 제1 힘에 의하여 상기 베이스와 멀어지는 제1 방향 및 상기 보빈 수용홈에 의하여 상기 베이스와 가까워지는 제2 방향 중 어느 한 방향으로 구동된다.
일실시예로서, 보이스 코일 모터의 구동 방법은 보빈 수납홈이 형성된 베이스, 상기 베이스 상에 배치되며 상기 보빈 수납홈 상부에 배치되며 마그네트를 포함하는 가동자, 상기 베이스에 고정되며 상기 마그네트와 마주하는 코일 블럭을 포함하는 고정자 및 상기 가동자를 상기 보빈 수납홈 상부에 플로팅 시키는 탄성 부재를 포함하는 보이스 코일 모터에 있어서, 상기 코일 블럭에 초기 구동 신호를 인가하여 상기 보빈을 기준 위치로 이동시켜 상기 보빈을 정렬시키는 단계; 상기 코일 블럭에 레벨이 증가 또는 감소 되는 구동 전류를 인가하여 상기 보빈을 상기 기준 위치로부터 포커스 위치로 이동시키는 단계; 및 상기 렌즈 및 상기 이미지 센서 모듈 사이에 최적 포커스가 형성될 때 상기 구동 전류의 상기 레벨을 일정하게 유지시켜 상기 보빈을 상기 최적 포커스와 대응하는 위치에 정지 시키는 단계를 포함한다.
일실시예로서, 보이스 코일 모터의 구동 방법은 보빈 수납홈이 형성된 베이스, 상기 베이스 상에 배치되며 상기 보빈 수납홈 상부에 배치되며 마그네트를 포함하는 가동자, 상기 베이스에 고정되며 상기 마그네트와 마주하는 코일 블럭을 포함하는 고정자 및 상기 가동자를 상기 보빈 수납홈 상부에 플로팅 시키는 탄성 부재를 포함하며, 상기 코일 블럭에 기준 전류를 인가하여 상기 보빈을 기준 위치로 이동시켜 상기 보빈을 정렬시키는 단계; 상기 코일 블럭에 레벨이 증가 또는 감소 되는 구동 전류를 인가하여 상기 보빈을 상기 기준 위치로부터 포커스 위치로 이동시키는 단계; 및 상기 렌즈 및 상기 이미지 센서 모듈 사이에 최적 포커스가 형성될 때 상기 구동 전류의 상기 레벨을 일정하게 유지시켜 상기 보빈을 상기 최적 포커스와 대응하는 위치에 정지시키는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 보이스 코일 모터 및 이의 구동 방법에 의하면, 렌즈가 장착된 보빈을 이미지 센서가 탑재된 베이스의 상면에 형성된 보빈 수납홈으로부터 플로팅 시키고, 코일 블럭에 정방향 전류 또는 역방향 전류를 인가하여 보빈을 포함하는 가동자를 베이스로부터 멀어지는 방향 또는 베이스로 접근하는 방향으로 양방향 구동함으로써 보이스 코일 모터를 저전류로 구동 및 소비 전력을 감소시키고 보다 빠른 시간 내에 렌즈 및 이미지 센서 사이의 포커스를 조절할 수 있고, 보빈의 구동에 따른 접촉 소음을 감소시킬 수 있는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 보이스 코일 모터의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 조립 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 보이스 코일 모터를 개념적으로 도시한 단면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 보이스 코일 모터를 구동하기 위한 구동 전류량 및 이동량의 관계를 도시한 그래프이다.
도 5는 도 1의 보이스 코일 모터의 가동자를 상승 또는 하강 시키기 위한 구동 회로를 도시한 블럭도이다.
도 6 및 도 7은 도 5의 구동 회로에 의하여 코일 블럭에 정방향 전류 또는 역방향 전류가 인가되는 것을 도시한 블럭도들이다.
도 8 및 도 9는 도 1에 도시된 보이스 코일 모터의 구동 방법을 설명하기 위한 그래프들이다.
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 하부 탄성 부재(400)를 포함한다. 이에 더하여, 보이스 코일 모터(600)는 커버 캔(500)을 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.
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.
도 1에 도시된 바와 같이, 하우징(150)은 상부 탄성 부재(450)의 연결 상부 탄성부(453)와 광축의 방향으로 오버랩되고 하우징(150)의 상면으로부터 함몰되는 홈(155)을 포함할 수 있다. 코일 블럭(120)에 전류가 인가되지 않는 초기위치에서 상부 탄성부재(450)의 연결탄성부(453)와 하우징(150)의 홈(155)의 바닥면 사이에는 제1갭이 형성되고, 초기위치에서 코일 블록(120)에 역방향 구동전류가 공급되면 상부 탄성부재(150)의 연결탄성부(153)는 제1갭을 감소시키도록 이동할 수 있다.
가동자(200)는 보빈(210) 및 마그네트(250)을 포함한다.
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)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 캔(500)과 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.
하부 탄성 부재(400)는 가동자(200)의 보빈(210)을 탄력적으로 지지하며, 하부 탄성 부재(400)는 가동자(200)의 보빈(210)의 하면이 베이스(300)의 보빈 수납홈(330)의 상부에 플로팅 되도록 한다.
즉, 하부 탄성 부재(400)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(400)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(400)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)를 베이스(300)로부터 멀어지는 방향 또는 가동자(200)를 베이스(300)에 가까워지는 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 하부 방향 또는 베이스(300)와 멀어지는 상부 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 캔(500)을 더 포함할 수 있다.
커버 캔(500)은 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)으로부터 멀어지는 제1 방향(FD) 및 상기 제1 방향(FD)과 반대 방향으로 베이스(300)의 보빈 수납홈(330)의 바닥면을 향하는 제2 방향(SD)으로 각각 구동될 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 가동자(200)의 보빈(210)은 코일 블럭(120)에 정방향 전류가 인가될 때 제1 방향(FD)으로 구동되고, 보빈(210)은 코일 블럭(120)에 상기 정방향 전류와 반대 방향인 역방향 전류가 인가될 때 제2 방향(SD)으로 구동된다.
이때, 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 도 1에 도시된 보이스 코일 모터를 개념적으로 도시한 단면도이다. 도 4는 도 1에 도시된 보이스 코일 모터를 구동하기 위한 구동 전류량 및 이동량의 관계를 도시한 그래프이다.
도 1, 도 3 및 도 4를 참조하면, 보빈(210) 및 마그네트(250)를 포함하는 가동자(200)는 하부 탄성 부재(400) 및 상부 탄성 부재(450)에 의하여 고정되고, 하부 및 상부 탄성 부재(400,450)들의 탄성력에 의하여 코일 블럭(120)에 전류가 인가되지 않을 때, 가동자(200)는 베이스(300)의 보빈 수납홈(330)의 바닥면(335)으로부터 이격 된 위치에 플로팅 된다.
즉, 본 발명의 일실시예에서, 하부 및 상부 탄성 부재(400,450)들에 탄력적으로 고정된 보빈(210)은 보빈 수납홈(330)에 의하여 플로팅 되기 때문에, 보빈(210)은 코일 블럭(120)에 인가된 전류의 방향에 따라 베이스(300)의 상면(320)을 향하는 상기 제2 방향(SD) 또는 베이스(300)의 상면(320)으로부터 멀어지는 상기 제1 방향(FD)으로 양방향 구동 가능될 수 있다.
베이스(300)의 하부에 배치된 이미지 센서 및 가동자(200)에 포함된 렌즈 사이의 간격을 넓히기 위해서 코일 블럭(120)에는 정방향 전류가 인가되고 이로 인해 코일 블럭(120)으로부터는 제1 자기장이 발생 된다.
코일 블럭(120)으로부터 발생 된 제1 자기장은 가동자(200)의 보빈(210)에 장착된 마그네트(250)로부터 발생 된 제2 자기장과 작용하여 가동자(200)를 베이스(300)의 상부를 향하는 제1 방향(FD)으로 상승시키는 상승력을 발생시킨다. 상기 상승력은 코일 블럭(120)에 인가되는 정방향 전류의 세기에 비례하여 증가 된다.
본 발명의 일실시예에 따른 보이스 코일 모터(600)의 상부 및 하부 탄성 부재(400,450)들은 코일 블럭(120)에 전류가 인가되지 않았을 때 가동자(200)를 베이스(300)를 향하는 방향으로 가압하지 않기 때문에 코일 블럭(120)에 정방향 전류가 인가되는 순간 가동자(200)는 베이스(300)의 상면에 대하여 멀어지는 제1 방향(FD)으로 상승하기 시작한다.
이하, 도 4의 그래프에서 X축이 양수가 되는 영역의 전류는 "정방향 전류"로서 정의되고, 도 4의 그래프에서 X축이 음수가 되는 영역의 전류는 "역방향 전류"로서 정의된다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 보이스 코일 모터(600)의 가동자(200)는 코일 블럭(120)에 정방향 전류가 인가되기 이전에 베이스(300)의 보빈 수납홈(330)에 의하여 베이스(300)로부터 이미 이격된 상태이기 때문에 본 발명의 일실시예에 따른 보이스 코일 모터(600)의 가동자(200)가 A 지점에 도달하기 위해서는 약 25[mA]의 전류량이 요구된다. 반면, 일반적인 보이스 코일 모터에서 가동자가 상기 A 지점에 도달하기 위해서는 약 80[mA]의 전류량이 요구되며, 본 발명의 일실시예에 따른 보이스 코일 모터의 소비 전력은 종래 보이스 코일 모터의 약 1/3 정도에 불과하다.
즉, 본 발명의 일실시예에서는 상부 및 하부 탄성 부재(400,450)들을 이용하여 코일 블럭(120)에 전류가 인가되기 이전에 가동자(200)가 베이스(300)의 상면으로부터 이미 이격된 상태이기 때문에 보다 적은 전류량으로도 가동자(200)를 요구되는 위치까지 상승시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따른 보이스 코일 모터(600)의 가동자(200)를 베이스(300)와 가까워지는 제2 방향(SD)으로 구동시키기 위해서는 코일 블럭(120)에 정방향 전류 대신 역방향 전류를 인가한다.
코일 블럭(120)에 인가된 상기 역방향 전류에 의하여 발생 된 자기장 및 마그네트(250)로부터 발생 된 자기장에 의하여 가동자(200)에는 베이스(300)를 향하는 하강력이 발생 되고, 상기 하강력에 의하여 가동자(200)는 베이스(300)의 상면(320)에 형성된 보빈 수납홈(330)의 바닥면(335)을 향하는 제2 방향(SD)으로 이동한다.
본 발명의 일실시예에서, 가동자(200)를 제2 방향(SD)으로 이동할 때에도 종래 보이스 코일 모터에서 요구되는 전류량의 약 1/3에 불과한 전류량으로 가동자(200)를 이동시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 보이스 코일 모터의 가동자를 상승 또는 하강 시키기 위한 구동 회로를 도시한 블럭도이다.
도 1 및 도 5를 참조하면, 코일 블럭(120)에 전류가 인가되지 않았을 때, 가동자(200)는 상부 및 하부 탄성 부재(400,450)들에 의하여 베이스(300)의 상면(320)에 형성된 보빈 수납홈(330)으로부터 플로팅 된 상태를 유지한다.
한편, 플로팅 된 가동자(200)를 구동하기 위하여 코일 블럭(120)에 전류를 인가함에 따라 가동자(200)는 베이스(300)의 상면(320)을 향하는 제1 방향(FD) 또는 제1 방향(FD)과 반대 방향인 제2 방향(SD)으로 구동된다.
가동자(200)를 상기 제1 방향(FD) 또는 상기 제2 방향(SD) 중 어느 한쪽 방향으로 구동하기 위해서, 보이스 코일 모터(600)는 코일 블럭(120)에 인가되는 전류의 흐름을 바꿔주는 구동 모듈(700)을 포함한다.
구동 모듈(700)은 제어 유닛(710) 및 전류 제공 유닛(790)을 포함한다.
제어 유닛(710)은 외부 회로 기판과 전기적으로 연결되며, 제어 유닛(710)은 상승 제어 신호(S1) 및 하강 제어 신호(S2)를 발생한다.
상승 제어 신호(S1)는 보이스 코일 모터(600)의 보빈(210) 및 베이스(300)의 상면(320) 사이의 갭을 증가시키기 위한 제어 신호이고, 하강 제어 신호(S2)는 보이스 코일 모터(600)의 보빈(210) 및 베이스(300)의 상면(320) 사이의 갭을 감소시키기 위한 제어 신호이다.
전류 제공 유닛(790)은 상승 제어 신호(S1)에 응답하여 고정자(100)에 포함된 코일 블럭(120)에 가동자(200) 및 베이스(300)의 상면(320) 사이의 간격을 증가시키기 위한 "정방향 전류"를 제공한다.
반면, 전류 제공 유닛(790)은 하강 제어 신호(S2)에 응답하여 코일 블럭(120)에 가동자(200) 및 베이스(300)의 상면(320) 사이의 간격을 감소시키기 위한 "역방향 전류"를 제공한다.
전류 제공 유닛(790)은 전원(715), 제1 단위 회로부(720) 및 제2 단위 회로부(730)를 포함한다.
제1 단위 회로부(720)는, 예를 들어, 제1 및 제2 스위치 소자(Q1,Q2)들을 포함한다. 본 발명의 일실시예에서, 제1 및 제2 스위치 소자(Q1,Q2)들은 각각 입력단, 출력단 및 게이트를 포함하는 트랜지스터를 포함할 수 있다.
제1 스위치 소자(Q1)의 상기 출력단은 제2 스위치 소자(Q2)의 상기 출력단과 전기적으로 연결된다.
제2 단위 회로부(730)는 제3 및 제4 스위치 소자(Q3,Q4)들을 포함한다. 본 발명의 일실시예에서, 제3 및 제4 스위치 소자(Q1,Q2)들은 각각 입력단, 출력단 및 게이트를 포함하는 트랜지스터를 포함할 수 있다. 제3 스위치 소자(Q3)의 상기 출력단은 제4 스위치 소자(Q4)의 상기 출력단과 전기적으로 연결된다.
본 발명의 일실시예에서, 제1 단위 회로부(720) 및 제2 단위 회로부(730)는 전원(715)에 대하여 병렬 방식으로 연결된다. 즉, 제1 단위 회로부(720)의 제1 및 제2 스위치 소자(Q1,Q2)의 상기 입력단들 및 제2 단위 회로부(730)의 제3 및 제4 스위치 소자(Q3,Q4)들의 상기 입력단들은 각각 전원(715)으로부터 제공된 전류가 입력된다.
한편, 제1 단위 회로부(720)의 제1 및 제2 스위치 소자(Q1,Q2)들의 상기 출력단들 및 제2 단위 회로부(730)의 제3 및 제4 스위치소자(Q3,Q4)들의 상기 출력단들에는 코일 블럭(120)을 이루는 전선의 일측단 및 상기 일측단과 대향하는 타측단이 전기적으로 연결된다.
동작 측면에서, 제어 유닛(710)으로부터 출력된 상승 제어 신호(S1)는 제1 스위치 소자(Q1)의 상기 게이트 및 제4 스위치 소자(Q4)의 상기 게이트에 인가된다. 제어 유닛(710)으로부터 출력된 하강 제어 신호(S2)는 제2 스위치 소자(Q2)의 상기 게이트 및 제3 스위치 소자(Q3)의 상기 게이트에 각각 전기적으로 연결된다.
따라서, 제어 유닛(710)으로부터 상승 제어 신호(S1)가 출력될 경우, 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 스위치 소자(Q1) 및 제4 스위치 소자(Q4)의 각 게이트들에 상승 제어 신호(S1)가 함께 인가된다. 따라서, 제1 스위치 소자(Q1), 코일 블럭(120), 제4 스위치 소자(Q4) 및 전원(715)은 폐회로를 이루고 이로 인해 코일 블럭(120)에는 "정방향 전류"가 인가된다.
코일 블럭(120)에 정방향 전류가 인가됨에 따라, 보이스 코일 모터(600)의 가동자(200) 및 베이스(300)의 상면(320) 사이의 간격은 증가 된다. 즉, 가동자(200)는 베이스(300)의 상면(320)으로부터 상승된다.
한편, 제어 유닛(710)으로부터 하강 제어 신호(S2)가 출력될 경우, 도 7에 도시된 바와 같이, 제2 스위치 소자(Q2) 및 제3 스위치 소자(Q3)의 각 게이트들에 하강 제어 신호(S2)가 함께 인가된다. 따라서, 제3 스위치 소자(Q3), 코일 블럭(120), 제2 스위치 소자(Q2) 및 전원(715)은 폐회로를 이루고 이로 인해 코일 블럭(120)에는 "정방향 전류"와 반대 방향으로 흐르는 "역방향 전류"가 인가된다.
코일 블럭(120)에 상기 역방향 전류가 인가됨에 따라, 보이스 코일 모터(600)의 가동자(200)는 베이스(300)의 상면(320)에 형성된 보빈 수납홈(330)의 내부로 이동된다. 즉, 가동자(200)는 베이스(300)의 상면(320)에 형성된 보빈 수납홈(330)의 바닥면(335)를 향해 하강한다.
본 발명의 일실시예에서는, 비록 4 개의 스위치 소자(Q1,Q2,Q3,Q4)들을 이용하여 코일 블럭(120)에 흐르는 전류의 방향을 서로 다르게 제어하는 구성이 도시 및 설명되어 있으나, 이와 다르게 코일 블럭(120)에 흐르는 전류의 방향은 매우 다양한 전기소자들을 이용하여 변경될 수 있다.
비록 본 발명의 일실시예에서는 4 개의 스위치 소자(Q1,Q2,Q3,Q4)들을 이용하여 코일 블럭(120)에 흐르는 전류의 방향을 서로 다르게 제어하는 구성이 도시 및 설명되고 있으나, 이와 다르게, 코일 블럭(120)의 양단에 전압을 각각 인가하고, 상기 코일 블럭(120)의 양단간의 전압차를 조절하여 보빈(210)을 상승 또는 하강시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 일실시예에 따른 보이스 코일 모터의 구동 방법을 설명하기로 한다.
도 1 및 도 8을 참조하면, 보이스 코일 모터(600)를 구동하기 위하여 코일 블럭(120)에, 예를 들어, 역방향 전류(FC)(또는 초기 구동 전류)를 인가하여 보빈(210)을 기준 위치로 이동시킨다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 기준 위치는 베이스(300)의 상면(320)에 형성된 보빈 수납홈(330)의 바닥면(335)일 수 있다.
이때, 베이스(300)의 상면(320)에 형성된 보빈 수납홈(330)의 바닥면(335)에 보빈(210)을 접촉시키기 위해 코일 블럭(120)에 특정 전류량(D)의 역방향 전류(FC)를 인가할 경우, 보빈(210)은 베이스(300)의 바닥면(335)으로 급강하하여 베이스(300)와 보빈(210)이 충돌되고 이로 인해 보빈(210)가 안정될 때까지 대기 시간이 요구된다.
본 발명의 일실시예에서는 코일 블럭(120)에 인가된 특정 전류량(D)의 역방향 전류(FC)(또는 초기 구동 전류)에 의한 보빈(210)의 이동 속도가 기준 위치에 인접할수록 감소 되어 기준 위치에 접촉된 보빈(210)이 안정되기까지 소요되는 상기 대기 시간을 감소시키기 위해 도 8의 이점 쇄선으로 도시된 그래프와 같이 코일 블럭(120)에 먼저 특정 전류량(D)을 갖는 역방향 전류(FC)를 인가한 후, 보빈(210)이 바닥면(335)에 접촉될 때가지 소정 시간 동안 역방향 전류(FC)의 특정 전류량(D)을 서서히 감소시켜 보빈(210)의 하강 속도를 감소시켜 보빈(210)의 상기 대기 시간을 감소시킨다. 보빈(210)은 기준 위치에 배치된 이후 보빈(210)이 안정되기까지의 시간이 경과하고 기준위치로부터 베이스(300)와 멀어지는 상방향으로 이동할 수 있다.
이어서, 코일 블럭(120)에 인가되는 역방향 전류(FC)의 전류량을 감소시켜 보빈(210)을 다시 기준 위치로부터 이격시키고, 보빈(210)이 초기 위치(S)에 도달하면 코일 블럭(120)에 정방향 전류(SC)를 인가한다. 정방향 전류(SC)는 연속적으로 증가 또는 계단 형식으로 증가 될 수 있다.
이어서, 보빈(210)에 고정된 렌즈(205) 및 이미지 센서 모듈 사이에 요구되는 최적 포커스가 형성될 때, 정방향 전류(FC)의 전류량을 일정하게 유지시켜 보빈(210)을 상기 최적 포커스와 대응하는 위치에 정지시킨다.
보빈(210)을 상기 최적 포커스와 대응하는 위치에 정지시키는 과정은 보빈(210)을 상기 최적 포커스의 위치로부터 다소 벗어난 곳까지 추가적으로 이동시키는 과정 및 상기 코일 블럭(120)에 정방향 전류의 전류량을 감소시킴으로써 보빈(210)을 상기 최적 포커스의 위치로 복귀시키고, 이와 같은 미세 포커스 과정을 수행하여 보빈(210)의 렌즈(205) 및 이미지 센서 모듈 사이의 포커스를 보다 미세하게 조절할 수 있다.
이어서, 이미지 센서 모듈 및 렌즈(205) 사이에는 피사체와 최적 포커스가 형성되고, 이미지 센서 모듈은 최적 포커스로 피사체의 이미지 또는 동영상을 생성한다.
한편, 도 1 및 도 9를 참조하면, 보이스 코일 모터(600)의 코일 블럭(120)에 특정 전류량(D)의 정방향 전류(SC)를 인가하여 보빈(210)을 기준 위치로 이동시킨다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 기준 위치는 커버 캔(500)의 상판(510)의 내측면일 수 있다.
이어서, 코일 블럭(120)에 정방향 전류(SC)의 전류량을 감소시켜 보빈(210)을 상기 기준 위치인 커버 캔(500)의 상판(510)으로부터 이격시키고, 보빈(210)이 초기 위치(S)에 도달하면 역방향 전류(FC)를 인가한다. 역방향 전류(FC)는 연속적으로 증가 또는 계단 형식으로 증가 될 수 있다.
이어서, 보빈(210)에 고정된 렌즈(205) 및 이미지 센서 모듈 사이에 요구되는 최적 포커스가 형성될 때, 역방향 전류(FC)의 전류량을 일정하게 유지시켜 보빈(210)을 상기 최적 포커스와 대응하는 위치에 정지 시킨다.
보빈(210)을 상기 최적 포커스와 대응하는 위치에 정지 시키는 과정은 보빈(210)을 상기 최적 포커스의 위치로부터 다소 벗어난 곳까지 이동시키는 과정 및 상기 코일 블럭(120)에 상기 역방향 전류(SC)의 전류량을 다소 증가시킴으로써 보빈(210)을 상기 최적 포커스의 위치로 복귀시키고, 이와 같은 미세 포커스 과정을 수행하여 보빈(210)의 렌즈(205) 및 이미지 센서 모듈 사이의 포커스를 보다 미세하게 조절할 수 있다.
이어서, 이미지 센서 모듈 및 렌즈(205) 사이에는 피사체와 최적 포커스가 형성되고, 이미지 센서 모듈은 최적 포커스로 피사체의 이미지를 생성한다.
본 발명의 일실시예에 따른 보이스 코일 모터의 구동 방법은 도 1에 도시된 보빈(210)을 베이스(300)의 상면(320) 또는 커버 캔(500)의 상판(510)의 내측면 중 어느 하나에 접촉시켜 기준 위치를 설정하고, 기준 위치로부터 이미지 센서 모듈과 최적 포커스를 이루는 위치에 도달할 때까지 코일 블럭(120)에 전류를 인가하여 가동자(200) 및 이미지 센서 모듈 사이의 포커스를 조절하는 방법이 도시 및 설명되었지만, 이와 다르게, 코일 블럭(120)에 제1 전류를 인가하여 보빈(210)을 기준 위치로 이동시키고, 피사체를 기준으로 렌즈(205) 및 이미지 센서 모듈 사이의 최적 포커스를 유지하기 위한 데이터를 산출하고, 상기 데이터와 대응하는 전류의 전류량을 상기 코일 블럭(120)에 인가하여 보빈(210)을 상기 데이터에 근거하여 상기 기준 위치로부터 이동시켜도 무방하다.
이때, 코일 블럭(120)에 인가되는 전류의 전류량은 상기 데이터와 대응하는 세기를 갖고, 상기 기준 위치는 커버 캔(500)의 상판(510)의 내측면 또는 베이스(300)의 상면(320)일 수 있다.
이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면, 렌즈가 장착된 보빈을 이미지 센서가 탑재된 베이스의 상면에 형성된 보빈 수납홈으로부터 플로팅 시키고, 코일 블럭에 정방향 전류 또는 역방향 전류를 인가하여 보빈을 포함하는 가동자를 베이스로부터 멀어지는 방향 또는 베이스로 접근하는 방향으로 양방향 구동함으로써 보이스 코일 모터를 저전류로 구동 및 소비 전력을 감소시키고 보다 빠른 시간 내에 렌즈 및 이미지 센서 사이의 포커스를 조절할 수 있고, 보빈의 구동에 따른 접촉 소음을 감소시킬 수 있는 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...고정자
200...가동자 300...베이스
400...하부 탄성 부재 450...상부 탄성 부재
500...커버 캔

Claims (20)

  1. 베이스;
    상기 베이스 상에 배치되고 상판과 측면판을 포함하는 커버;
    상기 커버 내에 배치되는 보빈;
    상기 커버와 상기 보빈 사이에 배치되는 하우징;
    상기 커버 내에 배치되고 상기 보빈을 광축방향으로 이동시키는 마그네트와 코일; 및
    상기 하우징의 상면에 배치되는 외측탄성부와, 상기 보빈과 결합되는 내측탄성부와, 상기 외측탄성부와 상기 내측탄성부를 연결하는 연결탄성부를 포함하는 상부 탄성부재를 포함하고,
    상기 코일에 전류가 인가되지 않은 초기위치에서, 상기 보빈은 상기 베이스로부터 이격되고,
    상기 초기위치에서 상기 코일에 역방향 구동전류가 공급되면, 상기 보빈은 상기 베이스와 가까워지는 방향으로 이동하여 기준위치에 배치되고,
    상기 보빈은 상기 기준위치에 배치된 이후 상기 보빈이 안정되기까지의 시간이 경과하고 상기 기준위치로부터 상기 베이스와 멀어지는 방향으로 이동하여 상기 초기위치로 이동하면 상기 코일에 정방향 구동전류가 인가되어 상기 초기위치를 통과하는 보이스 코일 모터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하우징은 상기 하우징의 상기 상면에 함몰 형성되는 홈을 포함하고,
    상기 하우징의 상기 홈은 상기 상부 탄성부재의 상기 연결탄성부와 상기 광축방향으로 중첩되고,
    상기 초기위치에서, 상기 상부 탄성부재의 상기 연결탄성부와 상기 하우징의 상기 홈의 바닥면 사이에는 제3갭이 형성되고,
    상기 초기위치에서 상기 코일에 상기 역방향 구동전류가 공급되면, 상기 상부 탄성부재의 상기 연결탄성부의 이동에 의해 상기 제3갭이 감소하는 보이스 코일 모터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 초기위치에서 상기 보빈은 상기 커버의 상기 상판과 상기 광축방향으로 제1갭을 형성하도록 이격되고,
    상기 초기위치에서 상기 코일에 상기 역방향 구동전류가 공급되면, 상기 보빈의 이동에 의해 상기 제1갭이 증가하는 보이스 코일 모터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 초기위치에서 상기 보빈은 상기 베이스와 상기 광축방향으로 제2갭을 형성하도록 이격되고,
    상기 초기위치에서 상기 코일에 상기 역방향 구동전류가 공급되면, 상기 보빈의 이동에 의해 상기 제2갭이 감소하는 보이스 코일 모터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 보빈과 상기 베이스를 연결하는 하부 탄성부재를 포함하고,
    상기 하부 탄성부재는 상기 보빈과 결합되는 내측탄성부와, 상기 베이스와 결합되는 외측탄성부와, 상기 내측탄성부와 상기 외측탄성부를 연결하는 연결탄성부를 포함하는 보이스 코일 모터.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 초기위치에서 상기 하부 탄성부재의 상기 내측탄성부는 상기 하부 탄성부재의 상기 외측탄성부보다 낮은 위치에 배치되는 보이스 코일 모터.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 초기위치에서 상기 코일에 정방향 구동전류가 인가되면, 상기 보빈이 상방향으로 이동함에 따라 상기 하부 탄성부재의 상기 내측탄성부는 상기 하부 탄성부재의 상기 외측탄성부보다 낮은 위치에서 상기 하부 탄성부재의 상기 외측탄성부보다 높은 위치로 이동되는 보이스 코일 모터.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 베이스의 상면은 상기 하부 탄성부재의 상기 연결탄성부와 상기 광축방향으로 오버랩되는 제1영역을 포함하고,
    상기 초기위치에서 상기 하부 탄성부재의 상기 연결탄성부와 상기 베이스의 상기 제1영역 사이에는 제4갭이 형성되고,
    상기 초기위치에서 상기 코일에 상기 역방향 구동전류가 공급되면, 상기 하부 탄성부재의 상기 연결탄성부의 이동에 의해 상기 제4갭이 감소하는 보이스 코일 모터.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 하부 탄성부재의 상기 내측탄성부는 접착제 또는 열융착에 의하여 상기 보빈의 하면에 결합되는 보이스 코일 모터.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 하우징은 상기 하우징의 상면에 형성되는 결합 보스를 포함하고,
    상기 결합 보스는 상기 상부 탄성부재를 통과하여 상기 하우징의 상기 상면과 상기 커버의 상기 상판 사이에 간격을 형성하는 보이스 코일 모터.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 초기위치에서 상기 상부 탄성부재의 상기 내측탄성부는 상기 상부 탄성부재의 상기 외측탄성부보다 낮은 위치에 배치되고,
    상기 초기위치에서 상기 코일에 정방향 구동전류가 인가되면, 상기 보빈이 상방향으로 이동함에 따라 상기 상부 탄성부재의 상기 내측탄성부는 상기 상부 탄성부재의 상기 외측탄성부보다 낮은 위치에서 상기 상부 탄성부재의 상기 외측탄성부보다 높은 위치로 이동되는 보이스 코일 모터.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 마그네트는 상기 커버의 상기 측면판과 상기 보빈 사이에 배치되고,
    상기 코일은 상기 마그네트와 대향하는 보이스 코일 모터.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 마그네트는 상기 보빈에 배치되고,
    상기 코일은 상기 하우징에 배치되는 보이스 코일 모터.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 베이스의 상면에 상기 광축방향으로 상기 보빈과 오버랩되도록 배치되는 충격 흡수 부재를 포함하는 보이스 코일 모터.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 초기위치를 통과한 상기 보빈을 최적 포커스의 위치를 지나쳐 이동시키고 상기 코일에 공급되는 상기 정방향 구동전류의 전류량을 감소시켜 상기 보빈을 상기 최적 포커스의 위치에 정지시키는 보이스 코일 모터.
  16. 베이스;
    상기 베이스 상에 배치되는 하우징;
    상기 하우징 내에 배치되는 보빈;
    상기 보빈을 광축방향으로 이동시키는 마그네트와 코일; 및
    상기 하우징의 상면에 배치되는 외측탄성부와, 상기 보빈과 결합되는 내측탄성부와, 상기 외측탄성부와 상기 내측탄성부를 연결하는 연결탄성부를 포함하는 상부 탄성부재를 포함하고,
    상기 하우징은 상기 하우징의 상기 상면에 함몰 형성되는 홈을 포함하고,
    상기 하우징의 상기 홈은 상기 상부 탄성부재의 상기 연결탄성부와 상기 광축방향으로 중첩되고,
    상기 코일에 전류가 인가되지 않은 초기위치에서, 상기 상부 탄성부재의 상기 연결탄성부와 상기 하우징의 상기 홈의 바닥면 사이에는 제3갭이 형성되고,
    상기 초기위치에서 상기 코일에 역방향 구동전류가 공급되면, 상기 상부 탄성부재의 상기 연결탄성부의 이동에 의해 상기 제3갭이 감소하도록 이동하여 기준위치에 배치되고,
    상기 보빈은 상기 기준위치에 배치된 이후 상기 보빈이 안정되기까지의 시간이 경과하고 상기 기준위치로부터 상기 베이스와 멀어지는 방향으로 이동하여 상기 초기위치로 이동하면 상기 코일에 정방향 구동전류가 인가되어 상기 초기위치를 통과하는 보이스 코일 모터.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 보빈과 상기 베이스를 연결하는 하부 탄성부재를 포함하고,
    상기 하부 탄성부재는 상기 보빈과 결합되는 내측탄성부와, 상기 베이스와 결합되는 외측탄성부와, 상기 내측탄성부와 상기 외측탄성부를 연결하는 연결탄성부를 포함하고,
    상기 초기위치에서 상기 하부 탄성부재의 상기 내측탄성부는 상기 하부 탄성부재의 상기 외측탄성부보다 낮은 위치에 배치되는 보이스 코일 모터.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 초기위치에서 상기 코일에 정방향 구동전류가 인가되면, 상기 보빈이 상방향으로 이동함에 따라 상기 하부 탄성부재의 상기 내측탄성부는 상기 하부 탄성부재의 상기 외측탄성부보다 낮은 위치에서 상기 하부 탄성부재의 상기 외측탄성부보다 높은 위치로 이동되는 보이스 코일 모터.
  19. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항의 보이스 코일 모터;
    상기 보이스 코일 모터의 상기 보빈에 결합되는 렌즈; 및
    상기 렌즈와 대응하는 위치에 배치되는 이미지 센서를 포함하는 카메라.
  20. 제19항의 카메라를 포함하는 휴대폰.
KR1020220126652A 2020-10-05 2022-10-04 보이스 코일 모터 및 이의 구동 방법 KR102634433B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220126652A KR102634433B1 (ko) 2020-10-05 2022-10-04 보이스 코일 모터 및 이의 구동 방법
KR1020240016185A KR20240024131A (ko) 2020-10-05 2024-02-01 보이스 코일 모터 및 이의 구동 방법

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200127955A KR102274630B1 (ko) 2019-11-08 2020-10-05 보이스 코일 모터 및 이의 구동 방법
KR1020210086750A KR102452719B1 (ko) 2020-10-05 2021-07-01 보이스 코일 모터 및 이의 구동 방법
KR1020220126652A KR102634433B1 (ko) 2020-10-05 2022-10-04 보이스 코일 모터 및 이의 구동 방법

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210086750A Division KR102452719B1 (ko) 2020-10-05 2021-07-01 보이스 코일 모터 및 이의 구동 방법

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020240016185A Division KR20240024131A (ko) 2020-10-05 2024-02-01 보이스 코일 모터 및 이의 구동 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220140455A KR20220140455A (ko) 2022-10-18
KR102634433B1 true KR102634433B1 (ko) 2024-02-06

Family

ID=73035085

Family Applications (4)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200127955A KR102274630B1 (ko) 2019-11-08 2020-10-05 보이스 코일 모터 및 이의 구동 방법
KR1020210086750A KR102452719B1 (ko) 2020-10-05 2021-07-01 보이스 코일 모터 및 이의 구동 방법
KR1020220126652A KR102634433B1 (ko) 2020-10-05 2022-10-04 보이스 코일 모터 및 이의 구동 방법
KR1020240016185A KR20240024131A (ko) 2020-10-05 2024-02-01 보이스 코일 모터 및 이의 구동 방법

Family Applications Before (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200127955A KR102274630B1 (ko) 2019-11-08 2020-10-05 보이스 코일 모터 및 이의 구동 방법
KR1020210086750A KR102452719B1 (ko) 2020-10-05 2021-07-01 보이스 코일 모터 및 이의 구동 방법

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020240016185A KR20240024131A (ko) 2020-10-05 2024-02-01 보이스 코일 모터 및 이의 구동 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (4) KR102274630B1 (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008281863A (ja) * 2007-05-11 2008-11-20 Nidec Sankyo Corp レンズ駆動装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100845334B1 (ko) * 2005-12-12 2008-07-10 유성정밀 주식회사 소형 광학렌즈의 자동초점 조절장치
KR20070100057A (ko) * 2006-04-06 2007-10-10 하이쎌(주) 렌즈 구동장치
KR20080076364A (ko) * 2007-02-15 2008-08-20 유성정밀 주식회사 소형 광학렌즈 구동장치
JP2009128736A (ja) * 2007-11-27 2009-06-11 Seiko Instruments Inc 駆動モジュールおよびそれを備える電子機器
KR20110013966A (ko) * 2009-08-04 2011-02-10 삼성전기주식회사 보이스코일 액츄에이터
KR101095108B1 (ko) * 2010-03-23 2011-12-16 삼성전기주식회사 카메라 모듈

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008281863A (ja) * 2007-05-11 2008-11-20 Nidec Sankyo Corp レンズ駆動装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR20220140455A (ko) 2022-10-18
KR102274630B1 (ko) 2021-07-07
KR20240024131A (ko) 2024-02-23
KR20200118779A (ko) 2020-10-16
KR20210087418A (ko) 2021-07-12
KR102452719B1 (ko) 2022-10-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102601677B1 (ko) 렌즈 구동장치
US11768422B2 (en) Voice coil motor
KR101164755B1 (ko) 보이스 코일 모터 및 이의 구동 방법
KR101877898B1 (ko) 보이스 코일 모터 및 이의 구동 방법
KR101221316B1 (ko) 자동초점 기능을 갖는 카메라 모듈
US20200162650A1 (en) Driving mechanism, camera module and electronic device
KR102054493B1 (ko) 보이스 코일 모터
KR102045048B1 (ko) 보이스 코일 모터 및 이의 구동 방법
KR102634433B1 (ko) 보이스 코일 모터 및 이의 구동 방법
KR102164288B1 (ko) 보이스 코일 모터 및 이의 구동 방법
KR102405978B1 (ko) 보이스 코일 모터
KR102245303B1 (ko) 보이스 코일 모터
KR102345969B1 (ko) 보이스 코일 모터
KR102482016B1 (ko) 보이스 코일 모터
KR102186479B1 (ko) 보이스 코일 모터
KR102034195B1 (ko) 보이스 코일 모터
KR102101503B1 (ko) 보이스 코일 모터
KR102059540B1 (ko) 보이스 코일 모터 및 보이스 코일 모터의 광축 보정 방법
KR20220035898A (ko) 보이스 코일 모터 및 이의 구동 방법
KR20150009145A (ko) 렌즈 구동 장치
KR20210021648A (ko) Ｖｃｍ 타입 액추에이터
KR20200109517A (ko) 렌즈 구동 장치 및 카메라 모듈

Legal Events

Date Code Title Description
A107 Divisional application of patent
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant