KR20230041750A

KR20230041750A - 보이스 코일 모터, 카메라 모듈, 및 전자 디바이스

Info

Publication number: KR20230041750A
Application number: KR1020237005625A
Authority: KR
Inventors: 리-터 커우; 취안밍 뤼
Original assignee: 후아웨이 테크놀러지 컴퍼니 리미티드
Priority date: 2020-07-27
Filing date: 2021-07-19
Publication date: 2023-03-24
Also published as: WO2022022315A1; EP4184908A4; JP2023535602A; EP4184908A1; CN113992814A; US20230164409A1

Abstract

본 출원은 보이스 코일 모터, 카메라 모듈, 및 전자 디바이스를 제공한다. 보이스 코일 모터는 모터 하우징, 및 모터 하우징에 배치되는 고정 어셈블리 및 이동 어셈블리를 포함한다. 고정 어셈블리와 이동 어셈블리는 광 입사 측으로부터 백라이트 측으로의 방향으로 순차적으로 간격을 두고 배치된다. 이동 어셈블리는 서스펜션 와이어들을 사용하여 고정 어셈블리에 연결된다. 고정 어셈블리는 환형 고정부 및 자기 요소를 포함한다. 이동 어셈블리는 환형 회로 보드 및 가요성 메커니즘을 포함한다. 환형 고정부에 가까운 환형 회로 보드의 일 측면에 코일 그룹이 배치된다. 백라이트 측을 향하는 이동 어셈블리의 일 측면이 이미지 센서 회로 보드에 연결되도록 구성되고, 따라서 이동 어셈블리가 동작할 때, 이미지 센서 어셈블리가 이동하도록 구동된다. 보이스 코일 모터는 센서 어셈블리 및 모터 컴포넌트에 대해 독립적으로 기능 검증이 수행되는 것을 허용한다. 이것은 카메라 모듈의 전체 조립 수율을 개선하고 불량품의 폐기 비용을 감소시킬 수 있다.

Description

보이스 코일 모터, 카메라 모듈, 및 전자 디바이스

관련 출원들에 대한 교차-참조

본 출원은 2020년 7월 27일자로 중국 지적 재산권 관리국(China National Intellectual Property Administration)에 출원되고 발명의 명칭이 "VOICE COIL MOTOR, CAMERA MODULE, AND ELECTRONIC DEVICE"인 중국 특허 출원 제202010730827.3호에 대한 우선권을 주장하며, 그 전체가 본 명세서에 참고로 포함된다.

기술분야

본 출원은 카메라 디바이스들의 분야에 관한 것으로, 특히, 보이스 코일 모터, 카메라 모듈, 및 전자 디바이스에 관한 것이다.

이동 전화와 같은 전자 디바이스들의 촬영 품질에 대한 소비자들의 요건들이 지속적으로 개선됨에 따라, 더 많은 제조업체가 전자 디바이스들과 같은 장치들의 이미지 안정화 효과들을 개선하기 위해 노력하고 있다.

현재, 광학 이미지 안정화를 갖는 상용화된 카메라 모듈에서는, 일반적으로 카메라 모듈의 전체 볼륨을 감소시키기 위해 보이스 코일 모터(voice coil motor, VCM)의 이동식 플랫폼 상에 이미지 센서가 통합된다. 그러나, 기존의 이동식 플랫폼은 일반적으로 변형가능한 프레임에 연결된다. 또한, 프레임에 코일을 장착하여 VCM의 이동 어셈블리를 형성한 다음, VCM의 고정 어셈블리(예를 들어, 자석과 같은 요소)를 프레임에 조립한다. 이러한 구조의 카메라 모듈이 준비되면, 미리 이동 어셈블리의 프레임 구조에 센서 어셈블리를 사전 제작할 필요가 있다. 그러나, 센서 어셈블리 및 모터 컴포넌트가 상이한 제조업체들에 의해 생산될 때, 기능 검증은 각각의 모듈에 대해 독립적으로 수행될 수 없다. 결과적으로, 배송 인터페이스가 분리되지 않는다. 상이한 제조업체들의 컴포넌트들이 동시에 배송될 필요가 있으며, 이는 배송 품질의 관리 및 제어에 도움이 되지 않는다. 또한, 센서 어셈블리 및 모터 컴포넌트는 준비 동안 동시에 조립될 필요가 있으며, 이는 전체 수율의 감소를 야기하기 쉽다. 또한, 부적격 제품을 분해하기 어렵기 때문에, 불량품의 폐기 비용이 크게 증가된다.

본 출원은, 센서 어셈블리 및 모터 컴포넌트에 대해 독립적으로 기능 검증을 수행하여, 카메라 모듈의 전체 조립 수율을 개선하고 불량품의 폐기 비용을 감소시킬 수 있게 하는, 카메라 모듈에서 사용되는 보이스 코일 모터, 카메라 모듈, 및 전자 디바이스를 제공한다.

제1 양태에 따르면, 본 출원은 보이스 코일 모터를 제공한다. 보이스 코일 모터는 카메라 모듈에서 사용될 수 있다. 카메라 모듈은 보이스 코일 모터 및 이미지 센서 어셈블리를 포함하고, 이미지 센서 어셈블리는 이미지 센서 회로 보드 및 이미지 센서 회로 보드 상에 배치된 이미지 센서를 포함한다. 보이스 코일 모터는 모터 하우징, 및 모터 하우징에 배치되는 고정 어셈블리 및 이동 어셈블리를 포함한다. 모터 하우징은 광 입사 측 및 백라이트 측을 가지며, 광 입사 측에 입사 구멍이 제공된다. 고정 어셈블리와 이동 어셈블리는 광 입사 측으로부터 백라이트 측으로의 방향으로 순차적으로 간격을 두고 배치되며, 이동 어셈블리는 서스펜션 와이어들(suspension wires)을 사용하여 고정 어셈블리에 연결된다. 고정 어셈블리는 환형 고정부를 포함하고, 이동 어셈블리에 가까운 환형 고정부의 일 측면에 자기 요소가 배치된다. 이동 어셈블리는 환형 회로 보드를 포함하고, 환형 회로 보드는 가요성 메커니즘을 사용하여 외부 회로에 연결되도록 구성되고, 환형 고정부에 가까운 환형 회로 보드의 일 측면에 코일 그룹이 배치되고, 코일 그룹이 통전된(energized) 후에 코일 그룹과 자기 요소 사이에 발생된 작용력은 환형 회로 보드가 이동하도록 구동한다. 백라이트 측을 향하는 이동 어셈블리의 일 측면이 이미지 센서 회로 보드에 연결되도록 구성되고, 따라서 이동 어셈블리가 동작할 때, 이미지 센서 어셈블리가 이동하도록 구동된다.

보이스 코일 모터에서, 고정 어셈블리와 이동 어셈블리는 광 입사 측으로부터 백라이트 측으로의 방향으로, 즉, 광축 방향으로 적층되고, 간격을 두고 배치된다. 고정 어셈블리와 이동 어셈블리는 순차적으로 배치되고, 고정 어셈블리와 이동 어셈블리 사이에는 특정 간극이 존재한다. 이러한 방식으로, 고정 어셈블리와 이동 어셈블리는 독립적으로 배치될 수 있다. 고정 어셈블리와 이동 어셈블리는 서스펜션 와이어들을 사용하여 연결된다. 서스펜션 와이어의 일 단부는 고정 어셈블리에 연결되고, 서스펜션 와이어의 타 단부는 이동 어셈블리에 연결된다. 코일 그룹이 통전되면, 자기 요소와 코일 그룹이 서로 상호작용하여, 환형 회로 보드가 이동하도록 구동하는 작용력을 발생시킨다. 예를 들어, 환형 회로 보드는 광축 방향으로 이동가능하도록 될 수 있거나, 광축에 수직인 평면에서 병진 또는 회전될 수 있다. 환형 회로 보드는 가요성 메커니즘에 연결된다. 이러한 방식으로, 가요성 메커니즘은 환형 회로 보드와 함께 이동한다. 백라이트 측을 향하는 이동 어셈블리의 측면이 이미지 센서 회로 보드에 연결되도록 구성된다. 카메라 모듈이 조립될 때, 이미지 센서 회로 보드는 이동 어셈블리에 연결될 수 있으며, 따라서 이동 어셈블리가 동작할 때, 이미지 센서 어셈블리가 이동하도록 구동된다. 따라서, 카메라 모듈이 보이스 코일 모터를 사용하여 조립될 때, 이미지 센서 어셈블리와 모터 컴포넌트의 독립적인 생산 및 자유로운 조립이 구현될 수 있다. 이미지 센서 어셈블리와 모터 컴포넌트가 상이한 제조업체들에 의해 생산될 때, 기능 검증은 각각의 컴포넌트에 대해 독립적으로 수행될 수 있다. 이것은 카메라 모듈의 전체 수율의 개선 및 배송 품질의 관리 및 제어에 더 도움이 된다.

본 출원의 가능한 실시예에서, 보이스 코일 모터는 커버 플레이트를 추가로 포함하고, 커버 플레이트는 모터 하우징의 백라이트 측에 위치된다. 카메라 모듈이 본 출원의 이러한 실시예에서의 보이스 코일 모터를 사용하여 조립되기 전에, 기능 검증은 모터 컴포넌트와 이미지 센서 어셈블리에 대해 개별적으로 먼저 수행될 수 있고, 그 다음 환형 회로 보드 상에 이미지 센서 어셈블리가 장착되고, 그 다음 커버 플레이트가 커버된다. 커버 플레이트는 오염 물질이 모터 하우징에 들어가는 것을 방지하도록 배치된다.

본 출원의 가능한 구현에서, 제1 관통 구멍이 고정 어셈블리의 환형 고정부 상에 제공된다. 카메라 모듈이 조립될 때, 제1 관통 구멍은 렌즈 어셈블리를 조립하도록 구성된다. 본 출원의 가능한 구현에서, 환형 회로 보드가 구체적으로 배치될 때, 제2 관통 구멍이 환형 회로 보드 상에 제공되고, 제2 관통 구멍은 이미지 센서 어셈블리를 조립하도록 구성될 수 있다.

본 출원의 가능한 구현에서, 연결부는 백라이트 측을 향하는 이동 어셈블리의 측면에 배치되고, 연결부는 이미지 센서 회로 보드에 연결되도록 구성되고, 연결부는 패드 및/또는 전도성 플러그 커넥터를 포함한다. 이동 어셈블리와 이미지 센서 회로 보드 사이의 기계적 연결 및 전기적 연결은 패드 또는 가이드 플러그 커넥터를 연결부로서 사용하여 동시에 구현될 수 있다.

본 출원의 가능한 구현에서, 연결부는 백라이트 측에 가까운 환형 회로 보드의 일 측면의 표면 상에 배치될 수 있다. 카메라 모듈이 조립될 때, 이미지 센서 어셈블리는 연결부를 사용하여 환형 회로 보드에 고정될 수 있다. 이러한 연결 방식에서, 이미지 센서 어셈블리의 전기 신호는 환형 회로 보드를 사용하여 가요성 메커니즘에 송신된 다음, 가요성 메커니즘을 사용하여 외측으로 송신될 수 있다.

본 출원의 가능한 구현에서, 가요성 메커니즘 상에 회로 배선이 배치될 수 있고, 가요성 메커니즘을 사용하여 환형 회로 보드와 이미지 센서 어셈블리가 외부 회로에 연결되어, 환형 회로 보드 상의 코일들에 대한 전기적 제어 및 이미지 센서에 대한 전기적 제어를 구현한다. 가요성 메커니즘은, 예를 들어, 가요성 인쇄 회로이고, 환형 회로 보드와 외부 회로 사이의 연결을 구현하도록 구성된다. 가요성 메커니즘은 환형 회로 보드와 외부 회로를 연결하도록 배치되고, 환형 회로 보드에 대한 특정 기계적 지지 역할을 한다. 또한, 환형 회로 보드가 이동할 때, 환형 회로 보드의 이동을 방해하지 않는다.

본 출원의 선택적인 구현 해결책에서, 연결부는 백라이트 측을 향하는 가요성 기판의 표면 상에 배치된다. 이미지 센서 어셈블리가 고정될 때, 이미지 센서 어셈블리는 연결부를 사용하여 가요성 기판에 고정적으로 연결될 수 있다. 이러한 연결 방식에서, 이미지 센서 어셈블리의 전기 신호는 가요성 메커니즘을 사용하여 외측으로 직접 송신될 수 있다.

본 출원의 선택적인 구현 해결책에서, 가요성 메커니즘이 구체적으로 배치될 때, 가요성 메커니즘은 가요성 기판 및 가요성 기판에 연결되는 가요성 암들을 포함할 수 있다. 가요성 기판은 백라이트 측에 가까운 환형 회로 보드의 표면에 부착되고, 가요성 암의 자유 단부가 환형 고정부 또는 모터 하우징에 연결된다. 외부 회로에 연결된 전기 연결 인터페이스가 환형 고정부 상에 배치될 때, 가요성 암의 자유 단부가 환형 고정부에 연결될 수 있다. 외부 회로에 연결된 전기 연결 인터페이스가 모터 하우징 상에 배치될 때, 가요성 암의 자유 단부가 모터 하우징에 연결될 수 있다. 가요성 기판과 가요성 암들 양자 모두에 회로 배선을 배치하여, 전기적 연결을 구현한다. 전기적 연결을 구현하는 것에 부가하여, 가요성 메커니즘은 환형 회로 보드를 특정 이동 범위로 추가로 제한할 수 있다.

또한, 본 출원의 선택적인 구현 해결책에서, 가요성 메커니즘이 구체적으로 배치될 때, 가요성 메커니즘의 방열 능력을 개선하기 위해, 환형 회로 보드로부터 떨어져 있는 가요성 기판의 일 측면의 표면 및 가요성 암들의 표면들 각각 상에 열 전도성 층이 추가로 배치될 수 있다. 환형 회로 보드와 가요성 메커니즘의 동작 과정에서 발생되는 열이 가능한 한 빨리 소산될 수 있도록, 열 전도성 층의 열 전도율이 가능한 한 높아야 한다. 열 전도성 층은 그래핀 열 전도성 층, 흑연 열 전도성 층, 구리 층, 또는 은 층일 수 있지만 이에 제한되지는 않는다. 그래핀은 높은 열 전도율을 갖기 때문에, 가요성 메커니즘의 방열 능력은 열 전도성 층의 재료로서 그래핀을 사용함으로써 더 개선될 수 있다.

본 출원의 선택적인 구현 해결책에서, 서스펜션 와이어들이 구체적으로 배치될 때, 복수의 서스펜션 와이어들이 있을 수 있고, 여기서 "복수의"는 2개 이상을 의미하고, 예를 들어, 서스펜션 와이어들의 수량은 3, 4, 5, 또는 그 이상이다. 서스펜션 와이어들이 환형 회로 보드에 연결될 때, 복수의 서스펜션 와이어들이 환형 회로 보드의 원주 방향으로 산재(scatter)되어, 이동 과정에서 환형 회로 보드의 안정성을 개선시킬 수 있다.

서스펜션 와이어들이 매달린 후, 그리고 자기 요소와 코일들이 상호작용력을 발생시키지 않을 때, 환형 고정부를 향하는 환형 회로 보드의 일 측면의 표면과 환형 회로 보드를 향하는 환형 고정부의 일 측면의 표면은 상대적으로 평행한 위치 상태에 있을 수 있다. 환형 회로 보드의 윤곽이 원형일 때, 복수의 서스펜션 와이어들은 환형 회로 보드의 원주 방향으로 균일하게 배열될 수 있다. 환형 회로 보드의 윤곽이 원형이 아닐 때, 예를 들어, 환형 회로 보드의 윤곽이 대칭 형상일 때, 복수의 서스펜션 와이어들은 환형 회로 보드에 대칭적으로 연결될 수 있다.

서스펜션 와이어들의 수량은 이동 어셈블리의 기하학적 형태에 기초하여 선택될 수 있으므로, 이동 어셈블리에 대한 힘이 보다 균일하고 안정적이다. 예를 들어, 3개 이상의 서스펜션 와이어가 배치되어, 이동 어셈블리가 안정된 상태에 있고, 불필요한 흔들림이 감소되는 것이 보장될 수 있다. 또한, 서스펜션 와이어의 길이 및 직경, 이동 어셈블리와 고정 어셈블리 내의 서스펜션 와이어의 서스펜션 위치들 등은 시뮬레이션된 분석을 통해 구동 하중(즉, 이동 어셈블리)에 의해 요구되는 추력에 기초하여 더 결정될 수 있다.

본 출원의 가능한 구현에서, 서스펜션 와이어가 연결될 때, 고정 어셈블리에 연결되는 서스펜션 와이어의 일 단부는 환형 고정부에 직접 연결될 수 있다. 또한, 서스펜션 와이어의 이동 거리 또는 회전 각도를 더 증가시키기 위해, 본 출원의 선택적인 구현 해결책에서는, 이동 어셈블리로부터 떨어져 있는 환형 고정부의 일 측면에 탄성 요소가 배치될 수 있고, 서스펜션 와이어의 일 단부는 탄성 요소에 연결되고, 서스펜션 와이어의 타 단부는 환형 회로 보드에 연결된다. 탄성 요소는 서스펜션 와이어의 이동 거리 또는 이동 각도를 효과적으로 증가시키도록 배치된다. 또한, 서스펜션 와이어들은 이동 어셈블리가 초기 위치로 복귀하도록 구동하는데 사용될 수 있다.

본 출원의 선택적인 구현 해결책에서, 환형 회로 보드가 구체적으로 배치될 때, 환형 회로 보드의 윤곽 구조는 대칭 구조, 예를 들어, 등변 삼각형, 직사각형, 정사각형, 등변 오각형, 또는 등변 육각형일 수 있다. 환형 구조는 환형 회로 보드의 힘 상태를 개선하기 위해 대칭 형상으로서 배치된다. 자기 요소와 코일 그룹이 서로 상호작용할 때, 환형 회로 보드의 힘이 효과적으로 균형을 이룰 수 있고, 환형 회로 보드의 이동 안정성이 개선될 수 있다. 또한, 환형 회로 보드가 등변 삼각형, 직사각형, 정사각형, 등변 오각형, 또는 등변 육각형일 때, 환형 고정부의 형상과 탄성 요소의 형상은 각각 또한 그에 대응하여 등변 삼각형, 직사각형, 정사각형, 등변 오각형, 또는 등변 육각형으로 설정될 수 있다. 이 경우에, 서스펜션 와이어들의 수량은 3, 4, 5, 6 등으로 설정될 수 있다.

본 출원의 선택적인 구현 해결책에서, 코일 그룹은 복수의 코일들을 포함할 수 있다. 환형 회로 보드는 동심 정사각형 구조를 갖는다. 동심 정사각형 구조의 환형 회로 보드는 4개의 측면 에지를 갖고, 복수의 코일들이 각각의 측면 에지 상에 배치될 수 있거나 복수의 코일들이 측면 에지들 중 2개 상에 배치될 수 있다. 동심 정사각형 구조의 환형 회로 보드를 배치하여 환형 회로 보드의 각각의 측면 에지에 대한 힘을 개별적으로 제어할 수 있어, 환형 회로 보드가 다중 각도 및 다중 방향 이동을 수행하게 한다. 선택적인 특정 구현에서, 2개의 코일이 각각의 측면 에지 상에 배치된다. 센서 어셈블리의 병진 이동 및 회전 이동은 상이한 코일들의 통전 방향들(energization directions)을 변경함으로써 구현될 수 있고, 이에 의해 카메라 모듈의 5-축 이미지 안정화 기능을 구현한다. 또한, 코일들이 구체적으로 배치될 때, 코일 그룹 수량, 두께, 폭, 권선 길이, 권선 층 수량, 임피던스, 환형 회로 보드 상의 코일 배치 위치 등은 시뮬레이션된 분석을 통해 구동 하중(즉, 이동 어셈블리)에 의해 요구되는 추력에 기초하여 결정될 수 있다.

본 출원의 선택적인 구현 해결책에서, 자기 요소가 구체적으로 배치될 때, 자기 요소는 복수의 자석 블록들로서 배치될 수 있다. 복수의 자석 블록들은 폐쇄된 환형 구조를 둘러싸기 위해 원주 방향으로 환형 고정부의 표면 상에 배치된다. 대안적으로, 복수의 자석 블록들은 간격을 두고 환형 고정부의 표면 상에 배치될 수 있다. 또한, 자기 요소는 대안적으로 환형 고정부의 단부를 둘러싸는 환형 자석으로서 배치될 수 있고, 환형 자석은 일체형 구조일 수 있다. 코일 그룹 내의 각각의 코일이 위치되는 자기장이 더 균일하고 일관되도록, 자기 요소는 환형 자석으로서 배치된다. 이런 방식으로, 코일들의 배치 위치들이 더 유연할 수 있어, 자기 요소의 상이한 배치 위치에 의해 야기되는 코일들 상의 힘들 사이의 큰 차이를 피할 수 있다. 유사하게, 자기 요소가 구체적으로 배치될 때, 자석 수량, 자석 모델, 자석 체적, 환형 고정부 상의 자석 배치 위치 등은 시뮬레이션된 분석을 통해 구동 하중(즉, 이동 어셈블리)에 의해 요구되는 추력에 기초하여 결정될 수 있다.

제2 양태에 따르면, 본 출원은 카메라 모듈을 추가로 제공한다. 카메라 모듈은 촬영 기능을 갖는 전자 디바이스에서 사용될 수 있다. 카메라 모듈은 렌즈 어셈블리, 이미지 센서 어셈블리, 및 본 출원의 제1 양태에 따른 보이스 코일 모터를 포함할 수 있다. 렌즈 어셈블리는 환형 고정부의 제1 관통 구멍에 배치된다. 이미지 센서 어셈블리는 이동 어셈블리에 고정적으로 연결되고, 환형 회로 보드의 제2 관통 구멍을 차단하여, 렌즈 어셈블리를 통과하는 광을 획득한다.

이러한 구조의 카메라 모듈에서는, 이미지 센서 어셈블리와 모터 컴포넌트가 상이한 제조업체들에 의해 생산될 때, 기능 검증이 각각의 컴포넌트에 대해 독립적으로 수행될 수 있고, 제품 배송이 독립적으로 수행될 수 있다. 이것은 카메라 모듈의 전체 수율의 개선 및 배송 품질의 관리 및 제어에 더 도움이 된다.

본 출원의 선택적인 구현 해결책에서, 이미지 센서 어셈블리가 구체적으로 배치될 때, 이미지 센서 어셈블리는 이미지 센서 회로 보드를 포함하고, 렌즈 어셈블리를 향하는 이미지 센서 회로 보드의 일 측면에 이미지 센서가 배치된다. 이미지 센서 회로 보드는 환형 회로 보드에 연결될 수 있거나, 또는 가요성 메커니즘에서 가요성 기판에 연결될 수 있다. 광이 렌즈 어셈블리를 통과한 후에 획득되는 이미징 평면은 이미지 센서가 위치되는 표면 상에 위치된다. 이미지 센서는 이미징 광에 관한 정보를 획득하고, 정보는 이미지 센서 회로 보드 상의 송신 라인을 사용하여 송신되며, 가요성 메커니즘은 외측 신호 출력을 수행하여, 이미징 정보를 획득한다. 따라서, 렌즈 어셈블리, 이미지 센서 어셈블리, 및 보이스 코일 모터가 조립되어 카메라 모듈을 형성한 후, 이미지 센서 어셈블리는 이동 어셈블리와 함께 이동할 수 있다. 또한, 이미지 센서에 의해 획득된 이미지 정보는 이동 어셈블리를 사용하여 외측으로 송신된다.

제3 양태에 따르면, 본 출원은 전자 디바이스를 추가로 제공한다. 전자 디바이스는 프로세서 및 본 출원의 제2 양태에 따른 카메라 모듈을 포함한다. 프로세서는 카메라 모듈 내의 이미지 센서 어셈블리에 전기적으로 연결되어, 이미지 센서의 데이터를 획득한다.

전자 디바이스는 이동 전화, 컴퓨터, 웨어러블 디바이스(예를 들어, 전화 손전등 또는 헤드-장착형 디스플레이 디바이스), 또는 보안 카메라를 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 전자 디바이스는 다중 각도 및 다중 방향 이미지 안정화 기능을 갖는다.

도 1은 본 출원의 실시예에 따른 보이스 코일 모터의 분해 구조의 개략도이다.
도 2는 본 출원의 실시예에 따른 환형 회로 보드의 구조의 개략도이다.
도 3a는 본 출원의 실시예에 따른 환형 자석과 코일 및 환형 자석의 자극들 사이의 상대적인 위치 관계를 도시한다.
도 3b는 X축 방향에서의 작용력과 Y축 방향에서의 작용력이 발생될 때 코일에서의 전류의 통전 방향을 도시한다.
도 3c는 회전 작용력이 발생될 때 코일에서의 전류의 통전 방향을 도시한다.
도 4a는 본 출원의 실시예에 따른 미조립 상태에서의 가요성 메커니즘의 구조의 개략도이다.
도 4b는 조립 상태에서의 도 4a에 도시된 가요성 구조의 구조의 개략도이다.
도 5는 본 출원의 실시예에 따른 가요성 메커니즘에 환형 회로 보드가 부착된 후에 획득되는 단면 구조의 개략도이다.
도 6은 본 출원의 실시예에 따른 보이스 코일 모터의 조립 구조의 개략도이다.
도 7은 본 출원의 실시예에 따른 보이스 코일 모터의 단면 구조의 개략도이다.
도 8은 본 출원의 실시예에 따른 이동 전화 카메라 내의 카메라 모듈의 구조의 개략도이다.
도 9는 본 출원의 실시예에 따른 다른 이동 전화 카메라 내의 카메라 모듈의 구조의 개략도이다.
도 10은 본 출원의 실시예에 따른 카메라 모듈의 단면 구조의 개략도이다.
도 11은 본 출원의 실시예에 따른 전자 디바이스의 구조의 개략도이다.
도 12는 본 출원의 실시예에 따른 이미지 센서 어셈블리와 프로세서 사이의 전기 연결 구조의 개략도이다.
참조 번호들:
1-렌즈 어셈블리; 2-보이스 코일 모터; 21-모터 하우징; 21a-광 입사 측; 21b-백라이트 측; 211-커버 플레이트;
212: 입사 구멍; 22: 고정 어셈블리; 221: 환형 고정부; 221a: 제1 관통 구멍; 222: 탄성 요소;
222a-환형 스프링; 223-자기 요소; 223a-환형 자석; 224-환형 하우징; 23-이동 어셈블리;
231-환형 회로 보드; 231a-인쇄 회로 보드; 231b-제2 관통 구멍; 231c-제1 측면 에지;
231d-제2 측면 에지; 231e-제3 측면 에지; 231f-제4 측면 에지; 232-코일; 233-장착 구멍;
24-가요성 메커니즘; 241-가요성 기판; 242-가요성 암; 243-연결 단자; 25-서스펜션 와이어;
3-이미지 센서 어셈블리; 31-이미지 센서 회로 보드; 32-이미지 센서; 100-카메라 모듈;
1100-전자 디바이스; 및 200-프로세서.

본 출원의 목적들, 기술적 해결책들, 및 이점들을 더 명확하게 하기 위해, 이하에서는 본 출원을 첨부 도면들을 참조하여 상세히 추가로 설명한다.

보이스 코일 모터는 전기 에너지를 기계 에너지로 변환하는 장치이고, 선형 이동 또는 제한된 진자 각도의 이동을 구현하도록 구성된다. 현재, 보이스 코일 모터는 일반적으로 전자 디바이스의 카메라 장치에서 카메라 장치의 광학 이미지 안정화를 구현하기 위해 사용된다. 광학 이미지 안정화는 일반적으로 디바이스의 지터링을 검출하고, 지터량에 기초하여 특정 유닛(예를 들어, 렌즈, 이미지 센서, 또는 렌즈 및 센서를 포함하는 모듈)의 이동량을 제어하여 광학 경로 보상을 구현하므로, 이미징 광학 경로가 외부 지터로 인해 변경되지 않는 것을 지칭한다. 렌즈를 이동시킴으로써 구현되는 광학 이미지 안정화 방법은 어떠한 전기 신호도 이동시키지 않고 간단한 구현을 갖는다. 그러나, 렌즈의 변경은 전체 이미지 안정화 장치의 재설계를 필요로 하고, 광학 경로(Z축이라고도 지칭됨)에 수직인 평면(X축 및 Y축을 포함하는 평면)에서의 이미지 안정화만이 구현될 수 있다. 또한, 이미지 센서를 이동시킴으로써 구현되는 광학 이미지 안정화 방법에서 X/Y/Z-축 이미지 안정화가 구현될 수 있다. 이미지 센서의 변경은 이미지 안정화 장치에 작은 영향을 미친다. 그러나, 이러한 설계 솔루션은 이미지 센서의 신호 이동을 구현할 필요가 있으며, 이는 모듈 볼륨을 증가시킨다. 또한, 렌즈 및 이미지 센서를 포함하는 모듈을 이동시킴으로써 구현되는 광학 이미지 안정화 방법은 큰 이미지 안정화 범위 및 더 양호한 성능을 갖는다. 그러나, 이미지 센서와 렌즈는 동시에 이동될 필요가 있으며, 이는 더 큰 모듈 볼륨을 요구한다. 따라서, 대부분의 현재의 이미지 안정화 장치들에서는 이미지 센서를 이동시킴으로써 광학 이미지 안정화가 구현된다. 그러나, 기존의 보이스 코일 모터의 이동 어셈블리와 고정 어셈블리는 일반적으로 교차 구조로서 배치된다. 결과적으로, 이미지 센서 어셈블리 및 모터 컴포넌트가 상이한 제조업체들에 의해 생산될 때, 기능 검증은 각각의 모듈에 대해 독립적으로 수행될 수 없다. 결과적으로, 각각의 컴포넌트는 독립적으로 배송될 수 없고, 제품 배송 과정이 분리되지 않는다.

전술한 문제들을 해결하기 위해, 본 출원의 실시예들은 보이스 코일 모터를 제공한다. 보이스 코일 모터는 촬영 기능을 갖는 전자 제품, 예를 들어, 이동 전화, 태블릿 컴퓨터, 웨어러블 전자 디바이스, 드론, 또는 보안 감시 카메라에서 사용될 수 있다.

이하의 실시예들에서 사용되는 용어들은 단지 특정 실시예들을 설명하도록 의도되고, 본 출원을 제한하도록 의도되지 않는다. 본 명세서 및 본 출원의 첨부된 청구항들에서 사용되는 단수 형태들의 용어들 "하나(one)", "한(a)" 및 "이(this)"는, 문맥상 명확하게 달리 명시되지 않는 한, "하나 이상(one or more)"과 같은 표현들을 포함하도록 또한 의도된다.

본 명세서에서 설명되는 "일 실시예", "일부 실시예들" 등을 참조하는 것은 하나 이상의 실시예를 참조하여 설명된 특정 특성들, 구조들, 또는 특징들이 본 출원의 하나 이상의 실시예에 포함된다는 것을 의미한다. 따라서, 본 명세서의 상이한 곳들에서 나타나는 "실시예에서", "일부 실시예들에서", "일부 다른 실시예들에서", 및 "다른 실시예들에서"와 같은 문구들이 반드시 동일한 실시예를 지칭하는 것을 의미하지는 않는다. 그 대신에, 다른 방식으로 달리 구체적으로 강조되지 않는 한, 그와 같은 문구들은 "실시예들 전부가 아니라 하나 이상"을 의미한다. 용어들 "포함하다(include)", "갖다(have)", 및 이들의 변형들은 모두, 다른 방식으로 달리 구체적으로 강조되지 않는 한, "포함하지만 이에 제한되지 않는다"를 의미한다.

도 1은 본 출원의 실시예에 따른 보이스 코일 모터의 분해 구조의 개략도이다. 보이스 코일 모터는 카메라 모듈에서 사용될 수 있다. 카메라 모듈은 예를 들어 보이스 코일 모터 및 이미지 센서 어셈블리를 포함할 수 있고, 이미지 센서 어셈블리는 이미지 센서 회로 보드 및 이미지 센서 회로 보드 상에 배치된 이미지 센서를 포함한다. 본 출원의 이 실시예에서의 보이스 코일 모터(2)는 모터 하우징(21), 및 모터 하우징(21)에 배치되는 고정 어셈블리(22) 및 이동 어셈블리(23)를 포함한다. 모터 하우징(21)의 광 입사 측(21a)에는 입사 구멍(212)이 제공되고, 모터 하우징(21)의 백라이트 측(21b)에는 커버 플레이트(211)가 배치된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 고정 어셈블리(22)와 이동 어셈블리(23)는 광축 방향(도 1에 도시된 Z축 방향, 즉, 모터 하우징(21)의 입사 구멍(212)으로부터 커버 플레이트(211)로의 방향)으로 순차적으로 배열되고, 이동 어셈블리(23)를 위한 이동 공간을 확보하기 위해, 고정 어셈블리(22)와 이동 어셈블리(23) 사이에 특정 간극, 예를 들어, 0.1 mm 내지 0.2 mm의 간극이 존재한다. 이동 어셈블리(23)가 고정 어셈블리(22)에 연결될 때, 이동 어셈블리(23)는 서스펜션 와이어들(25)을 사용하여 고정 어셈블리(22)에 매달릴 수 있다. 이동 어셈블리(23)는 서스펜션 연결을 통해 고정 어셈블리(22) 주위에서 약간의 이동을 쉽게 수행할 수 있으며, 이동은 병진, 회전, 경사 등을 포함한다.

본 출원의 일부 실시예들에서, 고정 어셈블리(22)가 구체적으로 배치될 때, 고정 어셈블리(22)는 환형 고정부(221)를 포함할 수 있고, 제1 관통 구멍(221a)이 환형 고정부(221)의 중간 부분 상에 제공되고, 제1 관통 구멍(221a)은 렌즈 어셈블리를 수용하도록 구성된다. X축 및 Y축을 포함하는 평면(이하, X/Y 평면으로 지칭됨)에서 환형 고정부(221)의 돌출부는, 예를 들어, 동심 정사각형 구조일 수 있다. 동심 정사각형 구조에 더하여, X/Y 평면에서 환형 고정부(221)의 돌출부는 대안적으로 삼각형 환형 구조, 정오각형 환형 구조, 정육각형 환형 구조 등일 수 있다. 이것은 본 출원에서 여기에 제한되지 않는다. X/Y 평면에서 환형 고정부(221)의 돌출부가 동심 정사각형 구조를 가질 때, 4개의 서스펜션 와이어(25)가 선택될 수 있고, 환형 위치결정부(221)의 4개의 정점 코너에 각각 고정되어, 이동 어셈블리(23)의 균형을 개선시킨다.

서스펜션 와이어(25)의 이동 거리 또는 회전 각도를 더 증가시키기 위해, 이동 어셈블리(23)로부터 떨어져 있는 환형 고정부(221)의 일 측면에 탄성 요소(222)가 배치되고, 서스펜션 와이어(25)의 일 단부는 탄성 요소(222)에 연결되고, 서스펜션 와이어(25)의 타 단부는 이동 어셈블리(23)에 연결된다. 예를 들어, 탄성 요소(222)는 환형 고정부(221)의 원주 표면 상에 배치된 환형 스프링일 수 있거나, 환형 고정부(221) 상에 산재된 V자형 스프링 또는 아크형 스프링일 수 있다.

또한, 이동 어셈블리(23)에 가까운 환형 고정부(221)의 일 측면에 자기 요소(223)가 배치될 수 있고, 자기 요소(223)는 보이스 코일 모터(2)에 고정된 자기장을 제공한다. 도 1에 도시된 실시예에서, 자기 요소(223)는 환형 자석일 수 있고, 환형 자석의 형상은 환형 고정부(221)의 단부 부분의 표면과 일치하고 또한 동심 정사각형 구조일 수 있으며, 환형 자석은 환형 고정부(221)의 단부 부분의 표면 상에 고정적으로 장착된다. 환형 자석을 배치함으로써 원주 방향으로 환형 고정부(221)의 단부 부분에 균일한 자기장이 형성될 수 있다. 환형 자석에 더하여, 자기 요소(223)는 대안적으로 블록 구조의 복수의 자석을 포함할 수 있고, 복수의 자석은 환형 고정부(221)의 단부 부분의 표면 상에 균일하게 배열된다.

본 출원의 가능한 실시예에서, 이동 어셈블리(23)가 구체적으로 배치될 때, 이동 어셈블리(23)는 환형 회로 보드(231)를 포함하고, 복수의 코일들(232)을 포함하는 코일 그룹이 고정 어셈블리(22)에 가까운 환형 회로 보드(231)의 일 측면에 배치된다. Z축 방향에서, 코일 그룹은 자기 요소(223)에 대향하여 배치된다. 이러한 방식으로, 코일들이 통전된 후, 전자기 유도를 통해 코일 그룹과 자기 요소(223) 사이에 작용력이 발생하여, 환형 인쇄 회로 보드(231)를 Z축을 따라 이동하거나 Z축에 수직인 평면(X/Y 평면)에서 이동하거나 회전하도록 구동하거나, 환형 회로 보드(231)를 기울이거나 오프셋되도록 구동한다. X/Y 평면에서의 환형 회로 보드(231)의 돌출부는 또한 동심 정사각형 구조일 수 있으므로, 환형 회로 보드(231)는 용이하게 가공 및 조립되며, 환형 고정부(221)와 일치할 수 있어, 환형 회로 보드(231)와 환형 고정부(221) 사이의 정렬을 용이하게 한다.

코일(232)이 배치될 때, 코일(232)은 환형 회로 보드(231)의 표면 상에 통합될 수 있거나, 또는 독립적인 코일(232)이 사용될 수 있다. 독립적인 코일(232)이 사용될 때, 환형 회로 보드(231)의 표면 상에 독립적인 코일(232)에 대한 배치 위치 및 연결 인터페이스가 확보될 수 있다. 자기 요소(223)를 향하는 코일(232)의 일 측면의 표면은 환형 회로 보드(231)의 표면과 동일 평면에 있을 수 있거나, 또는 환형 회로 보드(231)의 표면으로부터 돌출될 수 있다. 코일(232)의 배치 형상 및 배치 위치는 구현될 이동 기능에 기초하여 시뮬레이션함으로써 설계될 수 있다.

추가로, 코일(232)에 더하여, 코일 구동 회로가 환형 회로 보드(231) 상에 추가로 배치될 수 있고, 구동 회로는 코일(232) 내의 전류의 크기 및 방향을 제어하도록 구성된다. 자기 요소(223)는 코일(232)과 상호작용하여 추력을 발생시켜서, 코일(232)을 운반하는(carrying) 환형 회로 보드(231)가 이동하도록 구동시킨다.

도 2는 본 출원의 실시예에 따른 환형 회로 보드(231)의 구조의 개략도이다. 환형 회로 보드(231)는, 예를 들어, 환형 인쇄 회로 보드 또는 회로를 수용할 수 있는 다른 기판일 수 있다. 이 실시예에서, 환형 회로 보드(231)는, 예를 들어, 인쇄 회로 보드(231a) 및 인쇄 회로 보드(231a) 상에 배치된 코일들(232)을 포함한다. 예를 들어, 인쇄 회로 보드(231a)는 동심 정사각형 구조일 수 있다. 동심 정사각형 구조에 더하여, 인쇄 회로 보드(231a)는 대안적으로, 예를 들어, 삼각형 환형 구조, 정오각형 환형 구조, 정육각형 환형 구조 등일 수 있다. 제2 관통 구멍(231b)이 인쇄 회로 보드(231a)의 중간 부분에 제공되고, 2개의 코일(232)이 인쇄 회로 보드(231a)의 각각의 측면 에지 상에 배치된다. 또한, 서스펜션 와이어에 연결하도록 구성되는 장착 구멍(mounting hole)(233)이 인쇄 회로 보드(231a)의 4개의 정점 코너 각각에 제공된다.

도 3a 내지 도 3c는 여러 상이한 통전 경우들에서 환형 자석(223a)의 작용 하에 도 2에 도시된 환형 회로 보드(231) 상의 코일(232)에 대한 힘들의 방향들을 도시한다. 이해의 편의를 위해, 본 출원의 이하의 실시예들에서는, 상이한 통전 경우들에서 환형 회로 보드(231)에 대한 힘들의 방향들을 설명하기 위해 일 예로서 환형 회로 보드(231)가 동심 정사각형 구조인 것이 사용된다. 도 3a는 환형 자석(223a)과 코일(232) 및 환형 자석(223a)의 자극들 사이의 상대적인 위치 관계를 도시한다. 도 3b는 X축 방향에서의 작용력과 Y축 방향에서의 작용력이 발생될 때 코일(232)에서의 전류의 통전 방향을 도시한다. 도 3c는 회전 작용력이 발생될 때 코일(232)에서의 전류의 통전 방향을 도시한다. 도 3a 및 도 3b에서, 실선 화살표는 전류의 방향을 나타내고, 속이 빈 화살표는 코일에 대한 힘의 방향을 나타낸다.

도 3a에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 환형 자석(223a)의 내측 부분은 N-극이고, 환형 자석(223a)의 외측 부분은 S-극이다. 도 3b에 도시된 바와 같이, 도면에서 Y 축에 평행한 2개의 측면 에지(예를 들어, 도면에 도시된 제1 측면 에지(231c) 및 제3 측면 에지(231e)) 상의 코일들(232)에 반시계 방향 또는 시계 방향 전류가 개별적으로 인가될 때, 환형 회로 보드(231)가 X 방향으로 이동하도록 구동하기 위해, X축 방향으로의 작용력이 발생될 수 있다. 제1 측면 에지(231c) 및 제3 측면 에지(231e) 상의 코일들(232)에 인가된 전류들의 방향들은 동일하거나 상이할 수 있고, 인가된 전류들의 크기는 동일하거나 상이할 수 있다. 제1 측면 에지(231c) 및 제3 측면 에지(231e) 상의 코일들(232)에서의 전류들의 방향들 및 크기들을 제어함으로써 X축 방향으로 환형 회로 보드(231)에 대한 힘을 제어하여, 환형 회로 보드(231)가 X 방향으로 이동하도록 구동한다. 도면에서 X 축에 평행한 2개의 측면 에지(예를 들어, 도면에 도시된 제2 측면 에지(231d) 및 제4 측면 에지(231f)) 상의 코일들(232)에 반시계 방향 또는 시계 방향 전류가 개별적으로 인가될 때, 환형 회로 보드(231)가 Y 방향으로 이동하도록 구동하기 위해, Y축 방향으로의 작용력이 발생될 수 있다. 제2 측면 에지(231d) 및 제4 측면 에지(231f) 상의 코일들(232)에 인가된 전류들의 방향들은 동일하거나 상이할 수 있고, 인가된 전류들의 크기는 동일하거나 상이할 수 있다. 제2 측면 에지(231d) 및 제4 측면 에지(231f) 상의 코일들(232)에서의 전류들의 방향들 및 크기들을 제어함으로써 Y축 방향으로 환형 회로 보드에 대한 힘을 제어하여, 환형 회로 보드가 Y 방향으로 이동하도록 구동한다. 4개의 측면 에지 상의 각각의 코일(232)에서의 전류의 방향 및 크기를 제어함으로써 환형 회로 보드(231)가 X축 및/또는 Y축을 따라 이동하거나, X축 또는 Y축을 회전 축으로 하여 회전하도록 제어한다. 도 3c에 도시된 바와 같이, 각각의 측면 에지 상의 2개의 코일(232)에 상이한 방향들의 전류들이 각각 인가될 때, X/Y 평면에서 회전 작용력이 발생될 수 있으므로, 환형 회로 보드(231)가 평면에서 반시계 방향 또는 시계 방향으로 회전할 수 있다. 도 3b 및 도 3c에 도시된 통전 경우들에서, 통전 전류들의 크기들은 동일하다.

도 3b 및 도 3c는 단지 코일들의 힘 조건들의 예들이라는 점이 이해될 수 있다. 코일(232)에서의 전류의 통전 방향 및 크기가 변경될 때, 코일(232)은 상이한 작용력들을 획득할 수 있고, 그에 의해 환형 회로 보드(231)의 다중 각도 및 다중 방향 이동을 구현할 수 있다. 이것은 다중 각도 및 다중 방향 이미지 안정화 기능을 구현하는 데 도움이 된다. 또한, 환형 회로 보드(231) 상의 코일들(232)의 배치 수량 및 배치 위치들과 같은 인자들이 변경될 때, 대안적으로 환형 회로 보드(231)를 변경하는 다른 통전 방식이 있을 수 있다.

여전히 도 1을 참조한다. 본 출원의 실시예에서의 보이스 코일 모터(2)에서는, 환형 회로 보드(231)가 가요성 메커니즘(24)에 추가로 연결될 수 있으므로, 환형 회로 보드(231)는 가요성 메커니즘(24)을 사용하여 외부 회로에 연결될 수 있다. 회로는 가요성 메커니즘(24) 내에 배치된다. 구체적으로, 가요성 메커니즘은 전기적 신호 연결을 구현하기 위한 가요성 인쇄 회로를 포함할 수 있다. 또한, 가요성 메커니즘(24)은 기계적 지지의 역할을 하기 위해, 환형 회로 보드(231)의 캐리어로서 추가로 사용될 수 있다. 가요성 메커니즘(24)은 환형 회로 보드(231)가 이동할 때 어느 정도 변형될 수 있기 때문에, 가요성 메커니즘(24)은 환형 회로 보드(231)와 협력하여 이동할 수 있다.

도 4a 및 도 4b는 본 출원의 실시예에 따른 가요성 메커니즘의 구조들의 개략도들이다. 도 4a는 미조립 상태에서의 가요성 메커니즘(24)의 구조의 개략도이고; 도 4b는 조립 상태에서의 가요성 메커니즘(24)의 구조의 개략도이다.

도 4a에 도시된 바와 같이, 가요성 메커니즘(24)은 환형 회로 보드(231)에 연결되도록 구성되는 가요성 기판(241) 및 가요성 기판(241)에 연결되는 가요성 암들(242)을 포함할 수 있다. 본 실시예에서의 가요성 기판(241)은 동심 정사각형 구조일 수 있고, 가요성 암(242)은 가요성 기판(241)의 단부 부분으로부터 외측으로 연장되고, 가요성 암(242)의 자유 단부 상에 배선 단자(243)가 배치된다.

도 4b에 도시된 바와 같이, 2개의 가요성 암(242)이 존재하고, 가요성 암들(242) 각각은 가요성 기판(241)의 정점 코너로부터 원주 방향으로 가요성 기판(241)을 둘러싼다. 가요성 기판(241) 및 가요성 암들(242) 각각에 회로가 배치되고, 가요성 기판(241)이 환형 회로 보드와 조립된 후에, 환형 회로 보드는 외부 회로에 연결될 수 있다. 본 출원에서, 외부 회로는 보이스 코일 모터가 위치되는 전자 디바이스의 처리 회로일 수 있다. 예를 들어, 보이스 코일 모터가 이동 전화에서 사용될 때, 외부 회로는 이동 전화 내의 프로세서일 수 있다. 본 출원에서, 외부 회로는 가요성 메커니즘(24)을 사용함으로써 보이스 코일 모터를 제어할 수 있거나(예를 들어, 이동 어셈블리(23)를 이동시키기 위해 코일(232)에서의 전류의 방향 및 크기를 변경함), 또는 가요성 메커니즘(24)을 사용함으로써 이미지 센서 어셈블리 내의 데이터를 획득할 수 있다.

도 5는 가요성 메커니즘에 환형 회로 보드(231)가 부착된 후에 획득되는 단면 구조의 개략도이다. 가요성 메커니즘 내의 가요성 기판(241)은 환형 회로 보드(231)의 표면 상에 커버된다.

게다가, 이미지 센서 어셈블리가 인쇄 회로 보드(231)와 함께 이동할 수 있게 하기 위해, 본 출원의 실시예에서는, 이미지 센서 어셈블리를 고정하도록 구성되는 연결부가 환형 회로 보드(231)로부터 떨어져 있는 가요성 기판(241)의 일 측면의 표면 상에 배치될 수 있는데, 예를 들어, 패드가 배치될 수 있다. 패드는 가요성 기판(241)과 이미지 센서 어셈블리 사이의 고정 연결과 전기 연결 둘 다를 구현하는 데 사용된다.

가요성 메커니즘(24)의 방열 능력을 개선하기 위해, 환형 회로 보드(231)로부터 떨어져 있는 가요성 기판(241)의 일 측면의 표면 및 가요성 암들(242)의 표면들 각각 상에 열 전도성 층이 배치된다. 환형 회로 보드(231)와 가요성 메커니즘(24)의 동작 과정에서 발생되는 열이 가능한 한 빨리 소산되도록, 열 전도성 층의 열 전도율이 가능한 한 높아야 한다. 열 전도성 층은, 예를 들어, 그래핀 열 전도성 층일 수 있다. 그래핀은 높은 열 전도율을 갖기 때문에, 가요성 암의 방열 능력은 열 전도성 층의 재료로서 그래핀을 사용함으로써 효과적으로 개선될 수 있다. 다른 가능한 실시예에서, 열 전도성 층은 흑연 열 전도성 층, 구리 층, 은 층 등일 수 있다.

전술한 구조들에 더하여, 보이스 코일 모터는 렌즈 어셈블리를 장착하도록 구성되는 위치결정 메커니즘을 추가로 포함할 수 있다는 점이 이해될 수 있다. 여전히 도 1을 참조한다. 렌즈 어셈블리가 보이스 코일 모터(2) 상에 장착될 때, 위치결정 메커니즘은 렌즈 어셈블리를 장착하기 위해 환형 고정부(221)의 내벽 상에 배치될 수 있다. 이 실시예에서, 위치결정 메커니즘은, 예를 들어, 환형 하우징(224)이고, 환형 하우징(224)의 중간 부분에 있는 관통 구멍 부분은 렌즈 어셈블리를 장착하도록 구성된다. 환형 하우징(224)이 조립될 때, 환형 하우징(224)의 주변 표면은 위치결정 방식으로 환형 고정부(221)의 내부 표면에 연결될 수 있다. 또한, 자기 요소(223)는 광축 방향으로 환형 하우징(224)의 위치결정 부분으로서 더 사용될 수 있다. 또한, 모터 하우징(21)의 외부 표면 상에 배치되도록, 환형 하우징(224)의 단부 부분 상에 플랜지가 추가로 배치될 수 있다.

본 출원의 실시예에 따른 보이스 코일 모터의 조립 구조가 도 6에 도시된다. 고정 어셈블리(22) 및 이동 어셈블리(23)(고정 어셈블리(22) 및 이동 어셈블리(23)는 도 6에 도시되지 않으며, 상세를 위해, 도 1을 참조)는 모터 하우징(21) 내부에 조립된다. 환형 하우징(224)은 환형 고정부(221)의 제1 관통 구멍(도 6에 도시되지 않으며, 상세를 위해, 도 1 참조)에서 고정되고, 커버 플레이트(211)는 모터 하우징(21)의 백라이트 측(21b)에 위치된다.

본 출원의 가능한 실시예에서, 도 1에 도시된 컴포넌트들이 조립된 후에 획득되는 보이스 코일 모터의 단면 구조의 개략도가 도 7에 도시된다. 이해의 편의를 위해, 도 7에서 환형 고정부(221)가 커버 플레이트(211)를 가리키는 방향은 "상단으로부터 하단으로"로서 정의된다. 본 실시예의 보이스 코일 모터(2)에서는, 모터 하우징(21)에 조립되는 환형 고정부(221)와 환형 회로 보드(231)가 서로 분리되고 서로 대향하여 배치된다. 환형 고정부(221)의 하부 표면 상의 환형 자석(223a) 및 복수의 코일들(232)을 포함하고 환형 회로 보드(231)의 상부 표면 상에 있는 코일 그룹은 상단으로부터 하단으로 서로 대향하여 배치된다. 환형 회로 보드(231)는 서스펜션 와이어들(25)을 사용하여 환형 고정부(221)의 환형 스프링(222a)에 매달린다. 각각의 서스펜션 와이어(25)의 일 단부는 환형 스프링(222a)의 정점 코너에 연결되고, 서스펜션 와이어(25)의 타 단부는 환형 회로 보드(231)에 연결된다. 가요성 기판(241)은 환형 회로 보드(231)의 하부 표면 상에 커버되고, 가요성 기판(241)에 연결된 가요성 암(242)은 환형 고정부(221)와 모터 하우징(21) 사이에 배치되고, 모터 하우징(21) 상에 배치된 외부 회로 인터페이스에 연결된다.

본 출원의 이 실시예에서의 보이스 코일 모터(2)에서는, 이동 어셈블리(23)와 고정 어셈블리(22)가 광축 방향으로 순차적으로 배치되고, 이동 어셈블리(23)와 고정 어셈블리(22) 사이에 특정 간극이 존재하며, 이동 어셈블리(23)와 고정 어셈블리(22)는 서스펜션 와이어들(25)을 사용하여 연결된다는 것을 알 수 있다. 또한, 이미지 센서 어셈블리를 조립하도록 구성되는 연결부는 이동 어셈블리(23) 상에 확보된다. 이러한 방식으로, 이미지 센서 어셈블리와 모터 컴포넌트의 독립적인 생산 및 자유로운 조립이 구현될 수 있다. 이미지 센서 어셈블리와 모터 컴포넌트가 상이한 제조업체들에 의해 생산될 때, 기능 검증은 각각의 컴포넌트에 대해 독립적으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 보이스 코일 모터가 코일들과 자석 둘 다를 갖기 때문에, 보이스 코일 모터를 생산하는 제조업체가 보이스 코일 모터에 대해 독립적인 기능 검증을 수행할 수 있다(예를 들어, 이동 어셈블리의 이동이 통전 후에 미리 결정된 표시자를 충족시키는지를 체크함). 이러한 방식으로, 이미지 센서 어셈블리의 배송 과정은 모터 컴포넌트의 배송 과정과 독립적이다. 이것은 카메라 모듈의 전체 수율의 개선 및 배송 품질의 관리 및 제어에 더 도움이 된다.

이하에서는 도 2, 도 4a 및 도 4b, 및 도 7을 참조하여 본 출원에서의 보이스 코일 모터의 조립 과정을 추가로 설명한다. 본 출원의 실시예에 따른 보이스 코일 모터의 조립 과장은 다음의 단계들을 포함한다:

단계 (S1): 환형 회로 보드(231)의 구조가 도 2에 도시되고, 환형 회로 보드(231)는 인쇄 회로 보드(231a) 및 인쇄 회로 보드(231a) 상에 배치된 코일들(232)을 포함하고; 가요성 메커니즘의 구조가 도 4a 및 도 4b에 도시되고, 가요성 메커니즘은 가요성 기판(241) 및 가요성 암들(242)을 포함한다. 가요성 기판(241)은 인쇄 회로 보드(231a)의 표면에 고정되고, 가요성 암들(242)은 가요성 암들(242)이 가요성 기판(241)의 원주 방향으로 구부러지도록 구부러진다.

단계 (S2): 환형 자석(223a)을 환형 고정부(221)의 일 측면의 표면에 고정한다.

단계 (S3): 서스펜션 와이어들(25)을 환형 고정부(221)에 고정한다. 예를 들어, 하나의 서스펜션 와이어(25)는 환형 고정부(221)의 환형 스프링(222a)의 정점 코너들에 개별적으로 고정될 수 있고, 서스펜션 와이어(25)의 다른 단부는 환형 회로 보드(231)의 장착 구멍(233)에 고정된다.

단계 (S4): 연결된 환형 고정부(221)와 환형 회로 보드(231)를 모터 하우징(21)에 배치하고, 가요성 암들(242)의 연결 단자들(243)을 모터 하우징(21) 상의 회로 인터페이스들에 연결한다.

단계 (S5): 도 7에 도시된 보이스 코일 모터(2)를 획득하기 위해 모터 하우징(21) 상에 커버 플레이트(211)를 장착한다.

카메라 모듈이 조립되고 형성될 때, 렌즈 어셈블리 및 이미지 센서 어셈블리와 같은 컴포넌트들은 보이스 코일 모터에 장착될 필요가 있다는 점이 이해될 수 있다. 따라서, 본 출원의 일부 가능한 실시예들에서, 모터 하우징(21)의 입사 구멍(212)은 환형 고정부(221)의 제1 관통 구멍(221a) 및 환형 회로 보드(231)의 제2 관통 구멍(231b)과 동축으로 배치되어 광 송신 경로를 형성할 수 있다.

동일한 기술적 개념에 기초하여, 본 출원은 카메라 모듈(100)을 추가로 제공한다. 예를 들어, 도 8은 전자 디바이스의 카메라 내의 카메라 모듈(100)의 구조의 개략도이다. 카메라 모듈(100)은 렌즈 어셈블리(1), 보이스 코일 모터(2), 및 이미지 센서 어셈블리(3)를 포함한다. 렌즈 어셈블리(1)의 일 측면으로부터 입사한 광은 렌즈 어셈블리(1)를 통과하고, 이미징을 위해 이미지 센서 어셈블리(3)로 투과된다. 이미지 센서 어셈블리(3)는 획득된 광 정보를 전기 신호로 변환하고, 그 신호를 출력한다. 전자 디바이스가 지터링할 때, 보이스 코일 모터(2)는 이미지 센서 어셈블리(3)가 이동하도록 구동하므로, 이미지 센서 어셈블리(3) 상의 이미징 물체의 이미징 픽셀의 위치가 변경되지 않은 채로 유지된다. 보이스 코일 모터(2)는 Amp 정리에 기초하여 동작한다. 보이스 코일 모터(2)에 고정 자기장이 배치된다. 코일들에 급전하여 코일들에 대해 작용력을 발생시켜, 코일들 및 이미지 센서 어셈블리(3)를 운반하는 캐리어가 이동하도록 구동함으로써, 이미지 안정화 프로세스를 구현한다. 이 프로세스는 실제로 코일에서의 전류의 방향 및 크기를 제어함으로써 구현된다.

다른 구현에서, 렌즈 어셈블리(1), 보이스 코일 모터(2), 및 이미지 센서 어셈블리(3)에 더하여, 카메라 모듈(100)의 구조는 필터 모듈(4)을 추가로 포함할 수 있고, 카메라 모듈(100)의 구조는 도 9에 도시된다. 필터 모듈(4)은 필터 기판(41) 및 필터 기판 상에 배치되는 필터(42)를 포함한다. 이 실시예에서, 필터 기판(41)은 이미지 센서 어셈블리(3)에 고정적으로 연결되고, 필터(42)는 이미지 센서 어셈블리(3) 내의 이미지 센서(32)의 표면 상에 배치된다. 추가로, 필터 기판(41)은 대안적으로 보이스 코일 모터(2)에 고정적으로 연결될 수 있는데, 예를 들어, 보이스 코일 모터(2) 상의 모터 하우징 또는 고정 어셈블리에 고정될 수 있다.

도 10은 본 출원의 실시예에 따른 카메라 모듈(100)의 단면 구조의 개략도이다. 도 10에 도시된 바와 같이, 이해의 편의를 위해, 환형 고정부(221)가 커버 플레이트(211)를 가리키는 방향은 "상단으로부터 하단으로"로서 정의된다.

카메라 모듈(100)에서, 렌즈 어셈블리(1)는 환형 고정부(221)의 제1 관통 구멍(221a)에 조립되고, 렌즈 어셈블리(1)는 먼저 환형 하우징(224)에 고정되고, 환형 하우징(224)은 렌즈 어셈블리(1)와 함께 환형 고정부(221)의 제1 관통 구멍(221a)에 배치된다. 환형 고정부(221)의 상부 부분에 환형 스프링(222a)이 배치되고, 환형 고정부(221)의 하부 부분에 환형 자석(223a)이 배치된다.

환형 회로 보드(231)가 환형 고정부(221) 아래에 배치되고, 환형 고정부(221)와 모터 하우징(21) 사이에 위치된 서스펜션 와이어들(25)을 사용하여 환형 스프링(222a)에 매달린다. 환형 회로 보드(231)의 상부 표면 상에 복수의 코일들(232)이 배치되고, 코일들(232)은 환형 자석(223a)에 대향하여 배치된다. 가요성 기판(241)은 환형 회로 보드(231)의 하부 표면 상에 배치되고, 가요성 기판(241)에 일체로 연결된 가요성 암들(242)은 가요성 기판(241)의 주변부 주위에 배치되고, 가요성 암들(242)은 서스펜션 와이어들(25)과 모터 하우징(21) 사이에 위치되고, 가요성 암들(242)의 연결 단자들은 모터 하우징(21)에 연결된다. 또한, 연결부로서의 역할을 하는 예비 패드(reserved pad)가 커버 플레이트를 향하는 가요성 기판(241)의 일 측면의 표면 상에 배치된다.

이 실시예에서, 이미지 센서 어셈블리(3)는 이미지 센서 회로 보드(31) 및 렌즈 어셈블리(1)에 가까운 이미지 센서 회로 보드(31)의 일 측면의 표면 상에 배치되는 이미지 센서(32)를 포함한다. 이미지 센서 회로 보드(31)와 가요성 기판(241)을 고정적으로 연결하기 위해, 가요성 기판(241)을 향하는 이미지 센서 회로 보드(31)의 일 측면의 표면 상에 패드 또는 용접 레그(weld leg)가 또한 배치된다. 이미지 센서 회로 보드(31)는 가요성 기판(241)에 용접 방식으로 고정적으로 및 전기적으로 연결된다.

렌즈 어셈블리(1), 보이스 코일 모터(2), 및 이미지 센서 어셈블리(3)가 카메라 모듈(100)에 조립된 후, 광이 렌즈 어셈블리(1)를 통과한 후에 획득되는 이미징 평면은 이미지 센서(32)가 위치되는 표면 상에 위치된다. 이미지 센서(32)는 이미징 광에 관한 정보를 획득하고, 정보는 이미지 센서 회로 보드(31) 상의 송신 라인을 사용하여 송신되며, 그후 정보는 가요성 기판(241)을 사용하여 송신되고, 그후 가요성 암들(242)이 신호 출력을 수행하여, 이미징 정보를 획득한다. 이미지 센서 어셈블리(3)는 가요성 기판(241)을 사용하여 환형 회로 보드(231)와 함께 이동하고, 가요성 메커니즘(24)을 사용하여, 이미지 센서(32)에 의해 획득된 이미지 정보를 외부로 송신할 수 있다.

이러한 구조의 카메라 모듈(100)이 조립될 때, 이미지 센서 어셈블리(3)는 가요성 기판(241)에 직접 고정될 수 있다. 이미지 센서 어셈블리(3)와 보이스 코일 모터(2)가 상이한 제조업체들에 의해 생산될 때, 기능 검증은 각각의 컴포넌트에 대해 독립적으로 수행될 수 있다. 이것은 카메라 모듈(100)의 전체 수율의 개선 및 배송 품질의 관리 및 제어에 더 도움이 된다.

동일한 발명 개념에 기초하여, 본 출원은 전자 디바이스를 추가로 제공한다. 전자 디바이스는 이동 전화, 컴퓨터, 웨어러블 디바이스(예를 들어, 전화 손전등 또는 헤드-장착형 디스플레이 디바이스), 또는 보안 카메라를 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 도 11은 본 출원의 실시예에 따른 전자 디바이스의 구조의 개략도이다. 전자 디바이스(1100)는 카메라 모듈을 사용하는 임의의 전자 디바이스, 예를 들어, 이동 전화, 태블릿 컴퓨터, 또는 텔레비전일 수 있다. 도 11에 도시된 바와 같이, 전자 디바이스(1100)는 프로세서 및 카메라 모듈(100)을 포함한다. 도 11은 단지 설명을 위한 예이고, 카메라 모듈들(100)의 수량은 1, 2, 3, 4 등일 수 있다는 점이 이해될 수 있다. 카메라 모듈들(100)의 배치 수량 및 배치 위치들은 여기서 구체적으로 제한되지 않는다.

도 12 및 도 10을 참조한다. 프로세서(200)는 카메라 모듈(100) 내의 이미지 센서 어셈블리(3)에 전기적으로 연결되어, 이미지 센서(32)의 데이터를 획득한다. 도 12에 도시된 바와 같이, 프로세서(200)는 가요성 메커니즘(24)을 사용함으로써 보이스 코일 모터(2)를 제어할 수 있고, 프로세서(200)는 가요성 메커니즘(24)을 사용함으로써 이미지 센서 어셈블리(3)에 대한 신호 연결을 추가로 구현하여, 이미지 센서(32)의 데이터를 획득할 수 있다.

전술한 설명들은 본 출원의 특정 구현들일 뿐이지만, 본 출원의 보호 범위를 제한하도록 의도되지 않는다. 본 출원에 개시되는 기술적 범위 내에서 본 기술분야의 기술자에 의해 쉽게 이해되는 임의의 변형 또는 대체는 본 출원의 보호 범위 내에 있어야 한다. 따라서, 본 출원의 보호 범위는 청구항들의 보호 범위에 종속될 것이다.

Claims

카메라 모듈에서 사용되는 보이스 코일 모터(voice coil motor)로서, 상기 카메라 모듈은 상기 보이스 코일 모터 및 이미지 센서 어셈블리를 포함하고, 상기 이미지 센서 어셈블리는 이미지 센서 회로 보드 및 상기 이미지 센서 회로 보드 상에 배치된 이미지 센서를 포함하고; 상기 보이스 코일 모터는,
모터 하우징 - 상기 모터 하우징은 광 입사 측 및 백라이트 측을 가지며, 상기 광 입사 측에 입사 구멍이 제공됨 - ; 및
상기 모터 하우징에 배치되는 고정 어셈블리 및 이동 어셈블리 - 상기 고정 어셈블리와 상기 이동 어셈블리는 상기 광 입사 측으로부터 상기 백라이트 측으로의 방향으로 순차적으로 간격을 두고 배치되며, 상기 이동 어셈블리는 서스펜션 와이어들(suspension wires)을 사용하여 상기 고정 어셈블리에 연결됨 - 를 포함하고;
상기 고정 어셈블리는 환형 고정부(annular fastening part)를 포함하고, 상기 이동 어셈블리에 가까운 상기 환형 고정부의 일 측면에 자기 요소가 배치되고;
상기 이동 어셈블리는 환형 회로 보드를 포함하고, 상기 환형 회로 보드는 가요성 메커니즘을 사용하여 외부 회로에 연결되고, 상기 환형 고정부에 가까운 상기 환형 회로 보드의 일 측면에 코일 그룹이 배치되고, 상기 코일 그룹이 통전된(energized) 후에 상기 코일 그룹과 상기 자기 요소 사이에 발생된 작용력은 상기 환형 회로 보드가 이동하도록 구동하고;
상기 백라이트 측을 향하는 상기 이동 어셈블리의 일 측면이 상기 이미지 센서 회로 보드에 연결되도록 구성되고, 상기 이동 어셈블리가 동작할 때, 상기 이미지 센서 어셈블리가 이동하도록 구동되는, 보이스 코일 모터.
제1항에 있어서, 서스펜션 와이어들의 수량은 3개 이상이고, 상기 서스펜션 와이어들은 상기 환형 회로 보드의 원주 방향으로 산재되는, 보이스 코일 모터.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 이동 어셈블리로부터 떨어져 있는 상기 환형 고정부의 일 측면에 탄성 요소가 배치되고, 상기 서스펜션 와이어의 일 단부는 상기 탄성 요소에 연결되고, 상기 서스펜션 와이어의 타 단부는 상기 환형 회로 보드에 연결되는, 보이스 코일 모터.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코일 그룹은 복수의 코일들을 포함하고, 상기 복수의 코일들은 상기 환형 회로 보드의 일 측면의 표면 상에 산재되는, 보이스 코일 모터.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 자기 요소는 상기 환형 고정부의 표면과 일치하는 환형 자석이거나; 또는
상기 자기 요소는 복수의 자석 블록들을 포함하고, 상기 복수의 자석 블록들은 원주 방향으로 상기 환형 고정부의 표면 상에 배치되는, 보이스 코일 모터.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 백라이트 측을 향하는 상기 이동 어셈블리의 측면에 연결부가 배치되고, 상기 연결부는 상기 이미지 센서 회로 보드에 연결되도록 구성되고;
상기 연결부는 패드 및/또는 전도성 플러그 커넥터를 포함하는, 보이스 코일 모터.
제6항에 있어서, 상기 가요성 메커니즘은 가요성 기판 및 상기 가요성 기판에 연결되는 가요성 암들을 포함하고, 상기 가요성 기판은 상기 백라이트 측에 가까운 상기 환형 회로 보드의 표면에 부착되고, 상기 가요성 암의 자유 단부가 상기 환형 고정부 또는 상기 모터 하우징에 고정되는, 보이스 코일 모터.
제7항에 있어서, 상기 연결부는 상기 백라이트 측을 향하는 가요성 기판의 표면 상에 배치되는, 보이스 코일 모터.
제7항에 있어서, 상기 환형 회로 보드로부터 떨어져 있는 상기 가요성 기판의 일 측면의 표면 및 상기 가요성 암들의 표면들 각각 상에 열 전도성 층이 배치되는, 보이스 코일 모터.
카메라 모듈로서, 렌즈 어셈블리, 이미지 센서 어셈블리, 및 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 보이스 코일 모터를 포함하고,
상기 렌즈 어셈블리는 상기 환형 고정부의 제1 관통 구멍에 배치되고;
상기 이미지 센서 어셈블리는 상기 이동 어셈블리에 연결되고, 상기 환형 회로 보드의 제2 관통 구멍을 차단하여, 상기 렌즈 어셈블리를 통과하는 광을 획득하도록 구성되는, 카메라 모듈.
제10항에 있어서, 상기 이미지 센서 회로 보드는 상기 가요성 메커니즘에서 상기 가요성 기판 또는 상기 환형 회로 보드에 연결되는, 카메라 모듈.
전자 디바이스로서, 프로세서 및 제10항 또는 제11항에 따른 카메라 모듈을 포함하고, 상기 프로세서는 상기 이미지 센서 어셈블리에 전기적으로 연결되어, 상기 이미지 센서의 데이터를 획득하는, 전자 디바이스.