KR20110075435A - 보이스 코일 모터 - Google Patents

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KR20110075435A
KR20110075435A KR1020090131886A KR20090131886A KR20110075435A KR 20110075435 A KR20110075435 A KR 20110075435A KR 1020090131886 A KR1020090131886 A KR 1020090131886A KR 20090131886 A KR20090131886 A KR 20090131886A KR 20110075435 A KR20110075435 A KR 20110075435A
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bobbin
spring
disposed
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voice coil
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KR1020090131886A
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정수진
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엘지이노텍 주식회사
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Abstract

본 발명의 보이스 코일 모터는 개구를 갖는 베이스, 상기 베이스에 배치되며, 외측 스프링부, 내측 스프링부 및 상기 내측 및 외측 스프링부를 연결하는 핑거부를 포함하는 하부 판 스프링, 상기 내측 스프링부와 외측면이 결합 되는 보빈 및 상기 보빈의 외측면을 감싸는 코일을 포함하는 가동자 및 상기 베이스 상에 배치되며 상기 코일과 마주하는 복수개의 마그네트들 및 상기 마그네트들의 후면을 덮는 요크를 포함하는 고정자를 포함하며, 상기 보빈의 상기 외측면의 하부에는 상기 내측 스프링부가 걸려 고정되는 이중 단턱이 형성되고, 상기 핑거부의 적어도 일부는 상기 이중 단턱과 오버랩되는 위치에 배치된다.

Description

보이스 코일 모터{VOICE COIL MOTOR}
본 발명은 보이스 코일 모터에 관한 것이다.
최근 들어, 다양한 광학 장치, 예를 들면, 초소형 디지털 카메라가 내장된 휴대폰, 고해상도 디지털 카메라 등이 개발되고 있다.
휴대폰 등에 적용되는 초소형 디지털 카메라의 경우, 이미지 센서와 배율 및 초점을 조절하는 렌즈 사이의 간격을 조절할 수 없었으나, 최근 이미지 센서와 렌즈 사이의 간격을 조절하는 보이스 코일 모터와 같은 렌즈 구동 장치가 개발됨에 따라 이미지 센서 및 렌즈 사이의 간격을 조절할 수 있게 되었다.
보이스 코일 모터는 마그네트의 자기장 및 코일로부터 발생 된 자기장의 작용에 따른 인력 및 척력을 이용하여 이미지 센서와 렌즈 사이의 간격을 조절한다.
보이스 코일 모터는 렌즈가 장착되어 상하로 이동되는 보빈 및 코일을 포함하는 가동자 및 코일과 마주하는 마그네트를 포함하는 고정자 및 보빈에 탄력적으로 결합된 판 스프링을 포함한다.
최근 들어, 한정된 부피를 갖는 보이스 코일 모터의 렌즈의 구경이 커지면서 렌즈의 구경에 대응하여 보빈의 사이즈 역시 커지고 이로 인해 판 스프링의 크기가 제약을 받고 있다. 보빈의 사이즈에 의하여 판 스프링의 크기가 감소 될 경우 보빈을 탄력적으로 지지하기 어려워 보이스 코일 모터의 성능이 감소 되는 문제점을 갖는다.
본 발명은 렌즈의 구경 증가에 따라 보빈의 사이즈가 증가 됨에도 불구하고 판 스프링의 사이즈를 충분히 확보할 수 있는 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 개구를 갖는 베이스, 상기 베이스에 배치되며, 외측 스프링부, 내측 스프링부 및 상기 내측 및 외측 스프링부를 연결하는 핑거부를 포함하는 하부 판 스프링, 상기 내측 스프링부와 외측면이 결합 되는 보빈 및 상기 보빈의 외측면을 감싸는 코일을 포함하는 가동자 및 상기 베이스 상에 배치되며 상기 코일과 마주하는 복수개의 마그네트들 및 상기 마그네트들의 후면을 덮는 요크를 포함하는 고정자를 포함하며, 상기 보빈의 상기 외측면의 하부에는 상기 내측 스프링부가 걸려 고정되는 이중 단턱이 형성되고, 상기 핑거부의 적어도 일부는 상기 이중 단턱과 오버랩되는 위치에 배치된다.
일실시예로서, 보이스 코일 모터는 개구를 갖는 베이스, 상기 베이스에 배치된 외측 스프링부, 상기 개구에 배치된 내측 스프링부 및 상기 내측 및 외측 스프 링부들을 연결하는 핑거부를 포함하는 하부 판 스프링, 상기 내측 스프링부와 외측면이 결합 되는 보빈 및 상기 보빈의 외측면을 감싸는 코일을 포함하는 가동자 및 상기 베이스 상에 배치되며 상기 코일과 마주하는 복수개의 마그네트들 및 상기 마그네트들의 후면을 덮는 요크를 포함하는 고정자를 포함하며, 상기 보빈의 상기 외측면의 하부에는 단턱이 형성되고, 상기 단턱 중 상기 보빈의 내측면과 평행한 측면에 상기 내측 스프링부가 삽입되어 고정된다.
본 발명의 보이스 코일 모터에 따르면, 렌즈 및 보빈의 사이즈가 증가 되더라도 보빈의 외측면에 하부 판 스프링의 사이즈를 확보할 수 있는 단턱 또는 이중 단턱을 형성하여 한정된 부피를 갖는 보이스 코일 모터에 보다 큰 렌즈를 장착할 수 있는 효과를 갖는다.
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 내려져야 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 보이스 코일 모터를 분해 도시한 분해 사 시도이다. 도 2는 도 1의 'A' 부분의 확대도이다. 도 3은 도 2의 하부 판 스프링 및 보빈을 도시한 단면도이다. 도 4는 도 1의 하부 판 스프링을 도시한 사시도이다. 도 5는 도 1에 도시된 보빈 및 상하부 판 스프링을 도시한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 보이스 코일 모터(800)는 베이스(100), 하부 판 스프링(200), 가동자(300) 및 고정자(400)를 포함한다. 이에 더하여, 보이스 코일 모터(800)는 하우징(500), 상부 판 스프링(250), 스페이서(150,600) 및 케이스(700)를 더 포함할 수 있다.
베이스(100)는, 예를 들어, 개구를 갖는 사각 프레임 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 베이스(100)는 원통 형상 등 다양한 형상을 가질 수 있다. 본 발명의 일실시예에서, 개구는, 평면상에서 보았을 때, 원형 형상을 가질 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 베이스(100)는 사각 프레임 형상을 갖고, 베이스(100)는 고정 기둥들을 포함한다. 예를 들어, 고정 기둥들은 베이스(100)의 상면 네 모서리들에 각각 배치될 수 있다. 본 발명의 일실시예에서, 기둥은 삼각 기둥, 사각 기둥, 다각 기둥, 원기둥 등 다양한 형상을 가질 수 있다.
도 1 및 도 4를 참조하면, 하부 판 스프링(200)은 베이스(100) 상에 배치된다. 하부 판 스프링(200)은, 예를 들어, 2 개로 이루어지며, 각 하부 판 스프링(200)은 대칭되게 배치된다.
각 하부 판 스프링(200)들은 외측 스프링부(210), 내측 스프링부(220) 및 핑거부(230)를 포함한다. 외측 스프링부(210), 내측 스프링부(220) 및 핑거부(230)는 외력에 의하여 탄력적으로 변형이 발생 되도록 매우 얇은 두께를 갖는 판 형상을 갖는다. 하부 판 스프링(200)은, 예를 들어, 약 50㎛의 두께를 갖는 금속판을 포함할 수 있다.
외측 스프링부(210), 내측 스프링부(220) 및 핑거부(230)는 베이스(100) 상에 배치되고, 베이스(100)의 상면을 기준으로 내측 스프링부(220)는 외측 스프링부(210) 보다 높은 위치에 배치된다.
2 개로 이루어진 하부 판 스프링(200)들에는 각각 외부로부터 구동 신호가 인가되기 위한 단자부(240)를 더 포함할 수 있다.
도 1 및 도 2를 다시 참조하면, 가동자(300)는 보빈(320) 및 코일(350)을 포함한다.
보빈(320)은, 내부에 렌즈(미도시)를 수납하기에 적합한 형상을 갖는다. 내부에 렌즈를 수납하기 위해서 보빈(320)의 내측면은, 평면상에서 보았을 때, 원 형상을 갖고, 보빈(320)의 내측면에는 렌즈와 결합 되는 나사부가 형성된다.
보빈(320)의 내측면은 베이스(100)의 개구와 대응하고, 보빈(320)의 내측면은 균일한 내경을 갖는다.
보빈(320)의 외형은 육면체 형상, 원통 형상 등 다양한 형상을 가질 수 있다. 본 실시예에서, 보빈(320)의 외형은 원통 형상을 갖는다.
보빈(320)은, 예를 들어, 제1 보빈부(320a) 및 제2 보빈부(320b)를 포함한다.
제1 보빈부(320a)는 균일한 내경을 갖는 보빈(320)의 내측면으로부터 측정하였을 때 제1 두께로 형성된다.
제2 보빈부(320b)는 균일한 내경을 갖는 보빈(320)의 내측면으로부터 측정하였을 때 제1 두께보다 두꺼운 제2 두께로 형성된다. 제2 보빈부(320b)의 상단 외측면에는 후술 될 상부 판 스프링의 사이즈를 확보하기 위한 단턱이 형성된다.
제1 두께를 갖는 제1 보빈부(320a) 및 제1 두께보다 두꺼운 제2 두께를 갖는 제2 보빈부(320b)의 경계에는 단턱이 형성된다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 하부 판 스프링(200)과 마주하는 제2 보빈부(320b)의 외측면 하부에는 이중 단턱(322)이 형성된다. 이하, 이중 단턱(322)은 제1 단턱부(323) 및 제2 단턱부(324)로서 정의된다.
제1 단턱부(323)는 제2 보빈부(320b)의 단부로부터 측정하였을 때 제1 높이를 갖고, 균일한 직경을 갖는 보빈(320)의 내측면으로부터 측정하였을 때 제1 단턱부(323)는 제3 두께를 갖는다.
제2 단턱부(324)는 제2 보빈부(320b)의 단부로부터 측정하였을 때 제1 높이보다 높은 제2 높이를 갖고, 균일한 직경을 갖는 보빈(320)의 내측면으로부터 측정하였을 때 상기 제2 단턱부(324)는 제3 두께보다 두꺼운 제4 두께를 갖는다. 본 발명의 일실시예에서, 제1 및 제2 단턱부(323,324)들은 계단과 유사한 형태를 갖는다.
코일(350)은 보빈(320)의 외측면 상에 배치된다. 코일(350)은 제2 보빈부(320b)에 고정되며, 코일(350)은 제1 및 제2 보빈부(322,324)의 외측면에 대하여 평행하게 배치되고, 이로 인해 코일(350) 및 제1 보빈부(320a) 사이에는 갭(gap)이 형성된다.
보빈(320)에 권선된 코일(350)의 일측 및 타측 단부는 각각 2 개로 이루어진 하부 판 스프링(200)의 각 단자부들과 전기적으로 연결되고, 각 단자부들을 통해 인가된 구동 신호는 코일(350)로 제공된다.
도 5에 도시된 하부 판 스프링(200)의 내측 스프링부(220)는 제1 단턱부(323)에 배치되고, 핑거부(230)의 적어도 일부는 제2 단턱(324)과 오버랩되는 위치에 배치된다. 제1 단턱부(323) 상에 배치된 내측 스프링부(220)는 외측 스프링(210) 보다 높은 위치에 배치되며, 외부에서 코일(350)로 구동 신호가 인가되지 않을 때 제2 보빈부(320b)는 베이스(100)와 접촉된다.
본 발명의 일실시예에서, 제1 단턱부(323) 상에 배치된 내측 스프링부(220)는 제1 단턱부(323)과 융착 되어 고정될 수 있다.
제2 보빈부(320b)에 형성된 이중 단턱(322)은 보빈(320)의 내측면에 결합 되는 렌즈의 구경이 증가되어 보빈(320)의 전체 사이즈가 증가 되더라도 하부 판 스프링(200)의 사이즈가 제약받지 않도록 하는 역할을 한다. 즉, 렌즈가 결합 된 보빈(320)의 사이즈가 다소 커지더라도 하부 판 스프링(200)은 렌즈가 결합 된 보빈(320)의 사이즈가 커지기 이전과 동일한 사이즈를 유지할 수 있다.
도 1을 다시 참조하면, 고정자(400)는 베이스(100) 상에 배치되며, 고정자(400)는 가동자(300)의 외곽에 배치된다.
고정자(400)는 마그네트(420) 및 요크(440)를 포함한다.
요크(440)는 사각 프레임 형상을 갖는 외측 요크(442), 가동자(300)의 코일(350)과 동일한 곡률로 형성되며 코일(350)과 마주하는 내측 요크(444) 및 외측 요크(442)와 내측 요크(444)의 상단을 연결하는 연결 요크(446)를 포함한다.
외측 요크(442) 및 내측 요크(444)는 보빈(320)과 평행하게 배치되며, 내측 요크(444)는 보빈(320)의 제1 보빈부(320a) 및 코일(350) 사이의 상기 갭에 배치된다.
마그네트(420)는 외측 요크(442)의 내측면 상에 부착된다. 마그네트(420)의 후면은 자외선 경화 접착제 등을 이용하여 외측 요크(442)의 상기 내측면 상에 부착될 수 있다.
마그네트(420) 상기 후면과 대향 하는 마그네트(420)의 전면은 코일(350)과 마주하며, 마그네트(420)의 전면은 코일(350)의 곡률과 동일한 곡률을 갖는다.
상부 판 스프링(250)은 제1 스프링부(252), 제2 스프링부(254) 및 핑거부(256)를 포함한다.
제1 스프링부(252)는 요크(440) 상에 배치되고, 제2 스프링부(254)는 보빈(320)의 제1 보빈부(320a)의 외측면 상단에 형성된 상기 단턱과 결합 된다.
상부 판 스프링(250)은 하부 판 스프링(200)과 함께 보빈(320)을 탄력적으로 지지한다.
도 1을 다시 참조하면, 하우징(500)은 요크(440) 상에 배치되며, 고정자(400)를 고정할 수 있다.
보이스 코일 모터(800)는 스페이서(150,600)을 더 포함할 수 있다. 이하, 하부 판 스프링(200) 및 마그네트(420) 사이에 개재되는 스페이서를 하부 스페이서(150)로서 정의하기로 하고, 상부 판 스프링(150) 상에 배치된 스페이서를 상부 스페이서(600)로서 정의하기로 한다.
하부 스페이서(150)는 도 4에 도시된 하부 판 스프링(200)의 외측 스프링부(210)를 눌러 고정 및 마그네트(420)의 위치를 제한하여 구동 신호가 인가된 하부 판 스프링(200) 및 요크(440)가 전기적으로 쇼트 되는 것을 방지한다.
상부 스페이서(600)는 상부 판 스프링(250)의 제1 스프링부(252)를 눌러 요크(440) 상에 상부 판 스프링(250)이 고정되도록 한다.
케이스(170)는 보빈(420)의 내측면에 고정된 렌즈를 노출하는 개구를 갖는다. 케이스(170)는 상부 스페이서(600)를 덮고, 베이스(100)의 고정 기둥으로부터 돌출된 후크와 후크 결합되는 결합공을 갖는다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 보이스 코일 모듈을 도시한 단면도이다. 도 6에 도시된 보이스 코일 모터는 몰딩부를 제외하면 앞서 도 1 내지 도 5를 통해 설명한 보이스 코일 모터와 실질적으로 동일한 구성을 갖는다. 따라서, 실질적으로 동일한 구성 요소에 대한 중복된 설명은 생략하기로 하며, 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 명칭 및 동일한 참조 부호를 부여하기로 한다.
도 6을 참조하면, 보빈(320)의 이중 단턱(322)의 제1 단턱부(323)에 걸쳐진 내측 스프링부(220)는 몰딩부(323a)에 의하여 몰딩 될 수 있다. 몰딩부(323a)는 몰딩 수지를 포함하며, 몰딩부(323a)는 제1 단턱부(323)으로부터 내측 스프링부(220)가 이탈되는 것을 방지한다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 보이스 코일 모듈을 도시한 단면도이다. 도 7에 도시된 보이스 코일 모터는 하부 판 스프링이 보빈에 인서트된 것을 제외하면 앞서 도 1 내지 도 5를 통해 설명한 보이스 코일 모터와 실질적으로 동일한 구성을 갖는다. 따라서, 실질적으로 동일한 구성 요소에 대한 중복된 설명은 생략하기로 하며, 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 명칭 및 동일한 참조 부호를 부여하기로 한다.
도 7을 참조하면, 보빈(320)의 외측면 하단에는 하나의 단턱(324)이 형성되고, 단턱(324)의 내측면에는 하부 판 스프링(200)의 내측 스프링부(220)이 인서트되어 고정된다. 즉, 내측 스프링부(220)는 보빈(320)과 함께 인서트 성형 된다.
내측 스프링부(220)가 보빈(320)의 외측면 하단에 형성된 단턱(324)의 측면에 인서트되어 고정됨으로써 내측 스프링부(220)가 보빈(320)으로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 하부 판 스프링(200)을 보빈(320)의 지정된 위치에 정확하게 결합시킬 수 있다.
한편, 하부 판 스프링(200) 중 내측 스프링부(220) 및 외측 스프링부(210)를 연결하는 핑거부(230)의 적어도 일부는 단턱(324)과 오버랩되는 위치에 배치된다.
또한, 베이스(100)와 마주하는 보빈(320)의 하단부는 베이스(100)와 직접 접촉된다.
이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면, 렌즈 및 보빈의 사이즈가 증가 되더라도 보빈의 외측면에 하부 판 스프링의 사이즈를 확보할 수 있는 단턱 또는 이중 단턱을 형성하여 부피가 제한된 보이스 코일 모터에 보다 큰 렌즈를 장착할 수 있는 효과를 갖는다.
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불 과하며, 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.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 보이스 코일 모터를 분해 도시한 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 'A' 부분의 확대도이다.
도 3은 도 2의 하부 판 스프링 및 보빈을 도시한 단면도이다.
도 4는 도 1의 하부 판 스프링을 도시한 사시도이다.
5는 도 1에 도시된 보빈 및 상하부 판 스프링을 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 보이스 코일 모듈을 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 보이스 코일 모듈을 도시한 단면도이다.

Claims (11)

  1. 개구를 갖는 베이스;
    상기 베이스에 배치되며, 외측 스프링부, 내측 스프링부 및 상기 내측 및 외측 스프링부를 연결하는 핑거부를 포함하는 하부 판 스프링;
    상기 내측 스프링부와 외측면이 결합 되는 보빈 및 상기 보빈의 외측면을 감싸는 코일을 포함하는 가동자; 및
    상기 베이스 상에 배치되며 상기 코일과 마주하는 복수개의 마그네트들 및 상기 마그네트들의 후면을 덮는 요크를 포함하는 고정자를 포함하며,
    상기 보빈의 상기 외측면의 하부에는 상기 내측 스프링부가 걸려 고정되는 이중 단턱이 형성되고, 상기 핑거부의 적어도 일부는 상기 이중 단턱과 오버랩되는 위치에 배치되는 보이스 코일 모터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이중 단턱은 상기 외측 스프링부가 고정되는 제1 단턱부 및 상기 제1 단턱부와 연결된 제2 단턱부를 포함하며, 상기 제1 단턱부는 상기 보빈의 내측면으로부터 제1 두께로 형성되고, 상기 제2 단턱부는 상기 보빈의 상기 내측면으로부터 제1 두께보다 두꺼운 제2 두께로 형성된 보이스 코일 모터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 요크 상에 배치된 제1 스프링부, 상기 보빈의 상기 외측면의 하부와 대향하는 상부에 배치된 제2 스프링부 및 상기 제1 및 제2 스프링부들을 연결하는 핑거부를 포함하는 상부 판 스프링을 더 포함하며,
    상기 제2 스프링부는 상기 상부에 형성된 단턱에 배치되는 보이스 코일 모터.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2 스프링부는 상기 제1 스프링부 보다 높은 위치에 배치된 보이스 코일 모터.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 상부 판 스프링 및 상기 하부 판 스프링은 동일한 사이즈를 갖는 보이스 코일 모듈.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 코일에 구동 신호가 제공되지 않을 때, 상기 보빈의 하측 단부는 상기 베이스와 접촉된 보이스 코일 모듈.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 이중 단턱에 배치된 상기 내측 스프링부는 상기 이중 단턱에 융착된 보 이스 코일 모듈.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 이중 단턱에 배치된 상기 내측 스프링부는 몰딩 물질로 몰딩된 몰딩부를 포함하는 보이스 코일 모듈.
  9. 개구를 갖는 베이스;
    상기 베이스에 배치된 외측 스프링부, 상기 개구에 배치된 내측 스프링부 및 상기 내측 및 외측 스프링부를 연결하는 핑거부를 포함하는 하부 판 스프링;
    상기 내측 스프링과 외측면이 결합 되는 보빈 및 상기 보빈의 외측면을 감싸는 코일을 포함하는 가동자; 및
    상기 베이스 상에 배치되며 상기 코일과 마주하는 복수개의 마그네트들 및 상기 마그네트들의 후면을 덮는 요크를 포함하는 고정자를 포함하며,
    상기 보빈의 상기 외측면의 하부에는 단턱이 형성되고, 상기 단턱 중 상기 보빈의 내측면과 평행한 측면에 상기 내측 스프링이 삽입되어 고정된 보이스 코일 모터.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 핑거부의 적어도 일부는 상기 단턱과 오버랩되는 위치에 배치된 보이스 코일 모터.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 베이스와 마주하는 상기 보빈의 하단부는 상기 베이스와 접촉된 보이스 코일 모터.
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