KR20230101871A - 보이스 코일 모터, 카메라 모듈, 및 전자 디바이스 - Google Patents
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Abstract
본 출원은 보이스 코일 모터, 카메라 모듈, 및 전자 디바이스를 제공한다. 보이스 코일 모터는 베이스(110); 전방 및 후방 방향으로 배치된 슬라이드 레일 어셈블리; 제1 렌즈를 탑재하도록 구성되고 슬라이드 레일 어셈블리를 통해 베이스(110) 상에 슬라이딩가능하게 배치되는 가동 베이스(120); 및 가동 베이스(120)를 베이스(110)의 전방 및 후방 방향으로 슬라이딩하도록 구동하기 위해, 가동 베이스(120)에 구동력을 공급하도록 구성된 제1 전자기 구동 어셈블리(130) 및 제2 전자기 구동 어셈블리(140)를 포함한다. 제1 전자기 구동 어셈블리(130) 및 제2 전자기 구동 어셈블리(140)는 슬라이드 레일 어셈블리의 양측에 각각 배치된다. 본 출원에서, 보이스 코일 모터의 구조가 개선되어, 보이스 코일 모터의 스트로크가 커지고, 망원 촬영 및 매크로 촬영 양자 모두의 사용 요건들이 충족될 수 있다.
Description
본 출원은 2020년 11월 13일자로 중국 특허청에 출원되고 발명의 명칭이 "VOICE COIL MOTOR, CAMERA MODULE, AND ELECTRONIC DEVICE"인 중국 특허 출원 제202011275173.6호에 대한 우선권을 주장하며, 그 전체가 본 명세서에 참고로 포함된다.
기술 분야
본 출원은 이미징 기술 분야에 관한 것으로, 더 구체적으로는, 보이스 코일 모터, 카메라 모듈, 및 전자 디바이스에 관한 것이다.
최근 몇 년간, 광학 이미징 기술들의 발전에 따라, 휴대용 전자 디바이스의 촬영 기능에 대한 사람들의 요구가 점점 더 높아지고 있다. 전자 디바이스 내에 구성된 카메라 모듈은 배경 블러링 및 선명한 야간 촬영과 같은 기능들을 구현하는 것이 요구될 뿐만 아니라, 전자 디바이스 내에 구성된 카메라 모듈은 망원 촬영 및 매크로 촬영을 구현하는 것이 요구된다.
현재, 카메라 모듈에 대한 포커싱 처리를 수행하는 데 보통 보이스 코일 모터(voice coil motor, VCM)가 사용된다. 망원 촬영의 초점 거리가 짧기 때문에, 요구되는 모터 스트로크가 작아서, 현재의 보이스 코일 모터는 망원 촬영의 사용 요건을 충족할 수 있다. 그러나, 매크로 촬영은 보통 짧은 거리에서 관련 물체를 촬영할 필요가 있다. 더 짧은 작동 거리는 더 큰 요구 모터 스트로크를 나타낸다. 휴대폰에 현재 구성되고 망원 촬영 기능을 갖는 카메라 모듈의 경우, 보이스 코일 모터의 스트로크가 짧기 때문에, 포커싱 거리는 보이스 코일 모터의 최대 스트로크를 초과할 수 있다. 그 결과, 매크로 촬영 동안 포커싱하는 것이 어려울 수 있고, 매크로 촬영의 효과는 불량해진다.
이러한 견지에서, 망원 촬영 및 매크로 촬영 양자 모두의 사용 요건들을 충족하기 위해 긴 스트로크를 갖는 보이스 코일 모터가 제공된다. 이것은 긴급하게 해결될 필요가 있는 기술적 문제가 된다.
본 출원은 보이스 코일 모터, 카메라 모듈, 및 전자 디바이스를 제공한다. 보이스 코일 모터의 구조가 개선되어, 보이스 코일 모터의 스트로크가 커지고, 망원 촬영 및 매크로 촬영 양자 모두의 사용 요건들이 충족될 수 있다.
제1 양태에 따르면, 보이스 코일 모터가 제공되며, 보이스 코일 모터는, 베이스; 전방 및 후방 방향들을 따라 배치되는 슬라이드 레일 어셈블리; 제1 렌즈를 탑재하도록 구성되고 슬라이드 레일 어셈블리를 통해 베이스 상에 슬라이딩가능하게 배치되는 가동 베이스; 및 가동 베이스를 베이스의 전방 및 후방 방향들로 슬라이딩하도록 구동하기 위해, 가동 베이스에 구동력을 공급하도록 구성되는 제1 전자기 구동 어셈블리 및 제2 전자기 구동 어셈블리를 포함한다. 제1 전자기 구동 어셈블리 및 제2 전자기 구동 어셈블리는 슬라이드 레일 어셈블리의 양측에 각각 배치된다.
본 출원에서 제공되는 보이스 코일 모터에 따르면, 가동 베이스는 슬라이드 레일 어셈블리를 통해 슬라이딩 방식으로 베이스 상에 배치되고, 베이스에 대해 순방향 및 역방향으로 슬라이딩할 수 있어, 가동 베이스는 베이스에 대해 더 큰 이동 범위를 갖는다. 따라서, 보이스 코일 모터는 더 큰 모터 스트로크를 가지며, 망원 촬영 및 매크로 촬영 양자 모두의 사용 요건이 충족될 수 있고, 사용자는 망원 촬영 및 매크로 촬영의 2개의 작동 모드 사이에서 유연하게 전환할 수 있다. 이것은 사용자 경험을 개선한다.
본 출원에서 제공된 보이스 코일 모터는 슬라이드 레일 어셈블리의 대향하는 양측에 각각 배치되는 제1 전자기 구동 어셈블리 및 제2 전자기 구동 어셈블리를 포함한다. 슬라이드 레일 어셈블리의 양측은 가동 베이스에 대한 구동력을 동시에 제공할 수 있다. 단일 측력과 비교하여, 가동 베이스가 슬라이딩할 때 발생되는 모션 경사각이 회피될 수 있고, 따라서 가동 베이스의 슬라이딩이 더 안정적이고 매끄러울 수 있다. 또한, 변위 센서에 의해 수집되는 가동 베이스의 위치 정보가 더 정확해지고, 보이스 코일 모터의 폐루프 제어 정확도가 개선될 수 있다. 따라서, 카메라 모듈의 촬영 효과가 개선될 수 있다.
선택적으로, 제1 전자기 구동 어셈블리 및 제2 전자기 구동 어셈블리는 슬라이드 레일 어셈블리에 대해 대칭적으로 배치되어, 양측에서의 대칭적인 출력력(output force)들이 보장될 수 있고, 불균일한 출력력에 의해 야기되는 모션 경사각이 회피될 수 있다. 이것은 가동 베이스의 모션 안정성을 더 개선하고 카메라 모듈의 촬영 효과를 더 개선한다.
예를 들어, 제1 전자기 구동 어셈블리 및 제2 전자기 구동 어셈블리는 가동 베이스의 대향하는 양측 상에 대칭적으로 배치된다. 제1 전자기 구동 어셈블리 및 제2 전자기 구동 어셈블리는 각각 가동 베이스에 전방 및 후방 방향에 평행한 구동력을 제공한다.
가능한 설계에서, 슬라이드 레일 어셈블리는 베이스 상에 평행하게 그리고 이격되어 배치되는 제1 슬라이딩 샤프트 및 제2 슬라이딩 샤프트, 및 가동 베이스의 바닥에 배치되는 제1 슬라이딩 홈 및 제2 슬라이딩 홈을 포함한다. 제1 슬라이딩 샤프트는 제1 슬라이딩 홈에 슬라이딩가능하게 배치된다. 제2 슬라이딩 샤프트는 제2 슬라이딩 홈에 슬라이딩가능하게 배치된다. 본 출원에서 제공되는 슬라이드 레일 어셈블리는 서로 협력하는 슬라이딩 샤프트와 홈을 포함하여, 가동 베이스가 베이스 상에서 매끄럽게 슬라이딩한다.
선택적으로, 슬라이딩 샤프트 및/또는 홈의 마찰 표면이 그리스로 코팅되어, 슬라이딩 샤프트 및/또는 홈 사이의 마찰력이 감소될 수 있고, 가동 베이스가 베이스 상에서 매끄럽게 슬라이딩한다.
가능한 설계에서, 제1 슬라이딩 홈은 V 홈이고, 제2 슬라이딩 홈은 U 홈이며, U 홈의 홈 폭은 제2 슬라이딩 샤프트의 폭보다 크다.
V 홈은 슬라이딩 안내를 더 양호하게 수행할 수 있고, U 홈은 공차를 위해 사용될 수 있다. U 홈의 배치는, 가동 베이스의 크기가 생산 오류로 인해 약간 증가하거나 감소할 때 가동 베이스가 슬라이딩 샤프트 상에 성공적으로 설치(슬리브결합)될 수 있는 것을 보장하기 위해, 가동 베이스 등이 생산 오류를 갖게 할 수 있다. U 홈을 배치함으로써 결함 허용률이 개선될 수 있다. 이는 생산 비용을 감소시키는 데 도움이 된다.
가능한 설계에서, 제1 전자기 구동 어셈블리는 서로 평행하며 서로 대향하여 배치되는 제1 자석 및 제1 코일을 포함한다. 제2 전자기 구동 어셈블리는 서로 평행하며 서로 대향하여 배치되는 제2 자석 및 제2 코일을 포함한다. 제1 자석 및 제2 자석은 가동 베이스의 대향하는 양측에 고정된다. 제1 코일 및 제2 코일은 베이스에 고정된다.
가능한 설계에서, 제1 자석 및 제2 자석 양자 모두는 전방 및 후방 방향들을 따라 교번식으로 배치되는 N극들 및 S극들을 갖는다. 제1 자석의 N극 및 S극은 제1 코일에 대면한다. 제2 자석의 N극 및 S극은 제2 코일에 대면한다.
가능한 설계에서, 제1 자석은 복수의 독립적인 자석으로 구성되거나, 제1 자석은 일체형 자화 구조이다. 제2 자석은 복수의 독립적인 자석으로 구성되거나, 제2 자석은 일체형 자화 구조이다.
가능한 설계에서, 제1 코일은 제1 회로 기판에 전기적으로 연결되고, 제1 회로 기판을 통해 베이스에 고정된다. 제2 코일은 제2 회로 기판에 전기적으로 연결되고, 제2 회로 기판을 통해 베이스에 고정된다. 제1 회로 기판은 연결 회로 기판을 통해 제2 회로 기판에 전기적으로 연결된다.
선택적으로, 제1 회로 기판, 제2 회로 기판, 및 연결 회로 기판은 인쇄 회로 기판들일 수 있다.
선택적으로, 제1 회로 기판, 제2 회로 기판, 및 연결 회로 기판은 가요성 인쇄 회로 기판들, 인쇄 회로 기판들, 또는 강성 가요성 인쇄 회로 기판들일 수 있다.
예를 들어, 제1 회로 기판(133), 제2 회로 기판(143), 및 연결 회로 기판(143)은 가요성 인쇄 회로 기판들이고 일체형 구조이다.
가능한 설계에서, 제1 슬라이딩 샤프트와 제2 슬라이딩 샤프트는 자기 전도성 재료들로 이루어진다. 제1 자석과 제1 슬라이딩 샤프트 사이에 자기 부착력이 있다. 제2 자석과 제2 슬라이딩 샤프트 사이에 자기 부착력이 있다.
슬라이딩 샤프트와 자석 사이에 자기 부착력이 있으면, 보이스 코일 모터가 적용되는 전자 디바이스가 하늘, 바닥, 또는 수평 방향과 같은 임의의 방향으로 촬영을 수행할 때, 가동 베이스는 느슨해짐 없이 슬라이딩 샤프트에 항상 밀접하게 부착된 상태로 유지될 수 있다. 이것은 모션 안정성을 유지하고 보이스 코일 모터의 사용 성능을 개선한다.
가능한 설계에서, 베이스는 슬라이드 레일 어셈블리의 후방측에 위치된 후방 제한 프레임 및 슬라이드 레일 어셈블리의 전방측에 위치된 전방 제한 프레임을 포함한다. 후방 제한 프레임 및 전방 제한 프레임은 전방 및 후방 방향들에서 가동 베이스의 슬라이딩 범위를 제한하는 데 사용된다.
가능한 설계에서, 연장부가 후방 제한 프레임에 대면하는 가동 베이스의 측면에 돌출하여 배치된다. 연장부를 삽입하기 위한 위치결정 홈이 후방 제한 프레임 상에 형성된다.
제한 프레임을 향하는 방향으로 연장되는 연장부가 가동 베이스 상에 배치되어, 자석의 설치가 용이해질 수 있다. 위치결정 홈은 후방 제한 프레임 상에 대응적으로 배치되어, 연장부의 삽입이 용이해질 수 있다. 한편, 가동 베이스의 슬라이딩 시에 더 양호한 위치결정 제어가 수행될 수 있고, 다른 한편으로, 가동 베이스는 후방 제한 프레임에 가까워질 수 있어, 가동 베이스(즉, 모터)의 스트로크가 증가될 수 있다.
가능한 설계에서, 탄성 버퍼가 가동 베이스에 대면하는 후방 제한 프레임의 측면에 배치되고; 및/또는 탄성 버퍼는 가동 베이스에 대면하는 전방 제한 프레임의 측면에 배치된다.
본 출원에서, 탄성 버퍼는 가동 베이스에 대면하는 후방 제한 프레임 및 전방 제한 프레임의 측면에 배치되어, 가동 베이스의 충격을 완충하고, 장거리 충격에 의해 야기되는 이상음 문제를 회피하며, 충격 후의 먼지 문제를 감소시킨다. 이것은 보이스 코일 모터의 사용 성능을 개선한다.
가능한 설계에서, 탄성 버퍼는 후방 제한 프레임에 대면하는 가동 베이스의 측면에 배치되고; 및/또는 탄성 버퍼는 전방 제한 프레임에 대면하는 가동 베이스의 측면에 배치된다.
가능한 설계에서, 제2 렌즈를 설치하기 위한 제2 렌즈 설치 홈이 후방 제한 프레임 상에 배치된다.
가능한 설계에서, 보이스 코일 모터는 가동 베이스의 위치를 감지하도록 구성되는 변위 센서 어셈블리, 및 변위 센서 어셈블리의 감지 신호를 수신하고 제1 코일 및 제2 코일의 전류들을 제어하도록 구성되는 프로세서를 더 포함한다. 전술한 배치를 통해, 본 출원의 이 실시예에서 제공되는 보이스 코일 모터는 폐루프 제어를 구현할 수 있다.
선택적으로, 프로세서는 제어 회로일 수 있다.
가능한 설계에서, 변위 센서 어셈블리는 가동 베이스에 고정되는 자기 게이트 및 베이스에 고정되는 자기 저항 센서를 포함한다. 자기 저항 센서는 자기 게이트의 자기장 변화를 감지하고 감지 신호를 프로세서에 전송하도록 구성된다.
본 출원에서, 서로 협력하는 자기 게이트 및 자기 저항 센서는 가동 베이스의 위치를 검출하도록 배치되어, 본 출원에서 제공되는 보이스 코일 모터는 긴 이동 위치 검출 능력 및 폐루프 제어 능력을 갖는다.
선택적으로, 가동 베이스의 바닥에 홈이 배치된다. 자기 게이트는 홈에 고정된다. 자기 저항 센서는 제3 회로 기판에 고정되고, 제3 회로 기판을 통해 베이스에 고정된다.
선택적으로, 자기 저항 센서는 제3 회로 기판의 일 단부에 전기적으로 연결되고, 배선 단자 또는 커넥터가 제3 회로 기판의 다른 단부에 배치되어, 제3 회로 기판은 프로세서에 편리하게 전기적으로 연결될 수 있다.
선택적으로, 자기 저항 센서는 터널 자기 저항 센서, 이방성 자기 저항 센서, 거대 자기 저항 센서, 통상의 자기 저항 센서 등 중 어느 하나일 수 있다.
가능한 설계에서, 변위 센서 어셈블리는 가동 베이스에 고정되는 제3 자석 및 베이스에 고정되는 2개의 홀 효과 센서를 포함한다. 제3 자석의 자극 방향은 전방 및 후방 방향에 대해 비스듬히 배치된다. 2개의 홀 효과 센서는 제3 자석의 자기장 변화를 감지하고, 감지 신호를 프로세서에 전송하도록 구성된다.
본 출원에서, 서로 협력하는 제3 자석 및 2개의 홀 효과 센서들은 가동 베이스의 위치를 검출하도록 배치되어, 본 출원에서 제공되는 보이스 코일 모터는 긴 이동 위치 검출 능력 및 폐루프 제어 능력을 갖는다. 또한, 가동 베이스의 이동 위치는 2개의 홀 효과 센서들의 감지 신호 및 미리설정된 알고리즘에 기초하여 정확하게 결정될 수 있어서, 정확한 포커싱이 구현될 수 있다.
가능한 설계에서, 보이스 코일 모터는 가동 베이스의 바닥에 고정되는 제4 자석을 더 포함한다. 제4 자석 및 제3 자석은 슬라이드 레일 어셈블리에 대향하여 대칭적으로 배치된다. 제4 자석은 가동 베이스의 양측의 중력과 가동 베이스와 슬라이딩 샤프트 사이의 자기 부착력의 균형을 맞추도록 배치됨으로써, 가동 베이스의 안정되고 매끄러운 슬라이딩을 용이하게 하고 보이스 코일 모터의 사용 성능을 개선한다.
가능한 설계에서, 가동 베이스는 2개의 설치 브래킷 및 금속 연결부를 포함한다. 2개의 설치 브래킷은 금속 연결부를 통해 고정된다. 가동 베이스의 전체적인 기계적 강도는 금속 연결부를 배치함으로써 개선될 수 있다.
가능한 설계에서, 금속 연결부는 2개의 자기 전도성 시트 및 지지 바닥을 포함한다. 2개의 자기 전도성 시트는 지지 바닥을 통해 고정된다. 2개의 자기 전도성 시트는 2개의 설치 브래킷에 각각 고정되고, 제1 자석 및 제2 자석의 내측들 상에 각각 위치된다. 전술한 배치를 통해, 자석의 내측의 자기 저항이 감소될 수 있고, 자석의 외측의 자기장의 크기가 증가될 수 있다. 이는 코일의 출력력을 증가시키는 것을 돕고, 가동 베이스의 응답 효율 및 속도를 개선하는 것을 더 돕는다.
가능한 설계에서, 금속 연결부는 통합 성형 공정을 사용해서 자기 전도성 재료로 제조된다.
제2 양태에 따르면, 제1 렌즈 및 제1 양태의 임의의 가능한 설계로 제공되는 보이스 코일 모터를 포함하는 카메라 모듈이 제공된다. 보이스 코일 모터는 제1 렌즈를 이동시키도록 구동하게 구성된다.
가능한 설계에서, 카메라 모듈은 제1 렌즈의 물체측 방향으로 배치된 제2 렌즈 및 제1 렌즈의 이미지측 방향으로 배치된 이미지 센서를 더 포함한다.
선택적으로, 제2 렌즈는 보이스 코일 모터의 제2 렌즈 설치 홈에 고정될 수 있다.
선택적으로, 이미지 센서는 상보형 금속 산화물 반도체 이미지 센서 또는 전하 결합 디바이스 이미지 센서일 수 있다. 이미지 센서는 광의 광학 신호에 대해 광학-전기 변환 및 아날로그/디지털 신호 변환을 수행하여, 디스플레이 스크린과 같은 디스플레이 유닛에 의해 표시될 이미지 데이터를 출력하도록 주로 구성된다.
가능한 설계에서, 카메라 모듈은 제2 렌즈의 물체측 방향으로 배치된 반사 요소를 더 포함한다. 즉, 카메라 모듈은 잠망경 카메라 모듈일 수 있다.
선택적으로, 반사 요소는 삼각형 프리즘 또는 반사기일 수 있다.
가능한 설계에서, 적외선 필터가 제1 렌즈와 이미지 센서 사이에 추가로 배치된다. 적외선 필터를 배치함으로써 적외선이 차단, 필터링 등이 될 수 있고, 이에 의해 이미징 품질을 개선한다. 적외선 필터는 예를 들어 백색 유리 필터 또는 청색 유리 필터일 수 있다.
제3 양태에 따르면, 제2 양태의 임의의 가능한 설계로 제공된 카메라 모듈을 포함하는 전자 디바이스가 제공된다.
선택적으로, 전자 디바이스는 휴대폰, 태블릿 컴퓨터, 랩톱 컴퓨터, 비디오 카메라, 비디오 레코더, 카메라, 지능형 로봇, 차량 내 감시, 또는 촬영 또는 비디오 촬영 기능을 가지며 다른 형태인 디바이스일 수 있다.
도 1은 본 출원의 실시예에 따른 보이스 코일 모터의 전체적인 구조의 개략도이다.
도 2는 본 출원의 실시예에 따른 보이스 코일 모터의 구조의 분해도이다.
도 3은 본 출원의 실시예에 따른 보이스 코일 모터의 다른 구조의 분해도이다.
도 4는 본 출원의 실시예에 따라 커버가 제거된 후의 보이스 코일 모터의 구조의 개략도이다.
도 5는 전자기 구동 어셈블리가 가동 베이스를 이동시키도록 구동하는 구조의 개략도이다.
도 6은 본 출원의 실시예에 따른 베이스의 구조의 개략도이다.
도 7은 본 출원의 실시예에 따른 가동 베이스의 구조의 개략도이다.
도 8은 본 출원의 실시예에 따른 가동 베이스의 구조의 분해도이다.
도 9는 설치 브래킷이 가동 베이스로부터 제거된 후의 예의 연결 관계의 개략도이다.
도 10은 설치 브래킷이 가동 베이스로부터 제거된 후의 다른 예의 연결 관계의 개략도이다.
도 11은 본 출원의 실시예에 따라 커버가 제거된 보이스 코일 모터의 다른 예의 구조의 개략도이다.
도 12는 도 11에 도시되는 보이스 코일 모터의 가동 베이스를 설치하는 구조의 개략도이다.
도 13은 본 출원의 실시예에 따라 커버가 제거된 후의 보이스 코일 모터의 또 다른 예의 구조의 개략도이다.
도 14는 도 13에 도시되는 보이스 코일 모터의 구조의 분해도이다.
도 15는 도 13에 도시되는 보이스 코일 모터의 전자기 구동 어셈블리가 가동 베이스를 이동시키도록 구동하는 구조의 개략도이다.
도 16은 전자기 구동 어셈블리의 설치 구조의 개략도이다.
도 17은 전자기 구동 어셈블리의 다른 설치 구조의 개략도이다.
도 18은 본 출원의 실시예에 따른 카메라 모듈의 구조의 개략도이다.
도 19는 본 출원의 실시예에 따른 전자 디바이스의 구조의 개략도이다.
참조 번호들:
100: 보이스 코일 모터
110: 베이스; 111: 바닥 플레이트; 112: 후방 제한 프레임; 113: 전방 제한 프레임; 114: 제2 렌즈 설치 홈; 115: 탄성 버퍼; 1151: 연결 리브; 116: 위치결정 홈; 117: 제1 슬라이딩 샤프트; 118: 제2 슬라이딩 샤프트; 119: 금속 보강 플레이트;
120: 가동 베이스; 121: 설치 브래킷; 1211: 자석 설치 홈; 1212: 버퍼 설치 홈; 1213: 관통 홈; 122: 금속 연결부; 1221: 자기 전도성 시트; 1222: 지지 바닥; 1223: 융기부; 123: 제1 렌즈 설치 홈; 124: 연장부; 125: 연결 빔; 127: 제1 슬라이딩 홈; 128: 제2 슬라이딩 홈;
130: 제1 전자기 구동 어셈블리; 131: 제1 자석; 132: 제1 코일; 133: 제1 회로 기판; 134: 제한 돌출부; 135: 제5 자석; 136: 제6 자석; 137: 자기 전도성 프레임; 138: 자기 전도성 삽입 블록;
140: 제2 전자기 구동 어셈블리; 141: 제2 자석; 142: 제2 코일; 143: 제2 회로 기판; 144: 연결 회로 기판;
150: 커버 본체; 151: 상단 플레이트; 152: 측면 패널
160: 광 입구;
170: 광 출구;
180: 변위 센서 어셈블리; 181: 자기 게이트; 182: 자기 저항 센서; 183: 제3 회로 기판; 184: 제3 자석; 185: 홀 효과 센서; 186: 제4 자석; 187: 제4 회로 기판;
200: 카메라 모듈; 210: 반사 요소; 220: 제2 렌즈; 230: 제1 렌즈; 240: 적외선 필터; 250: 이미지 센서;
300: 전자 디바이스; 310: 전자 디바이스 하우징; 및 320: 디스플레이 스크린.
도 2는 본 출원의 실시예에 따른 보이스 코일 모터의 구조의 분해도이다.
도 3은 본 출원의 실시예에 따른 보이스 코일 모터의 다른 구조의 분해도이다.
도 4는 본 출원의 실시예에 따라 커버가 제거된 후의 보이스 코일 모터의 구조의 개략도이다.
도 5는 전자기 구동 어셈블리가 가동 베이스를 이동시키도록 구동하는 구조의 개략도이다.
도 6은 본 출원의 실시예에 따른 베이스의 구조의 개략도이다.
도 7은 본 출원의 실시예에 따른 가동 베이스의 구조의 개략도이다.
도 8은 본 출원의 실시예에 따른 가동 베이스의 구조의 분해도이다.
도 9는 설치 브래킷이 가동 베이스로부터 제거된 후의 예의 연결 관계의 개략도이다.
도 10은 설치 브래킷이 가동 베이스로부터 제거된 후의 다른 예의 연결 관계의 개략도이다.
도 11은 본 출원의 실시예에 따라 커버가 제거된 보이스 코일 모터의 다른 예의 구조의 개략도이다.
도 12는 도 11에 도시되는 보이스 코일 모터의 가동 베이스를 설치하는 구조의 개략도이다.
도 13은 본 출원의 실시예에 따라 커버가 제거된 후의 보이스 코일 모터의 또 다른 예의 구조의 개략도이다.
도 14는 도 13에 도시되는 보이스 코일 모터의 구조의 분해도이다.
도 15는 도 13에 도시되는 보이스 코일 모터의 전자기 구동 어셈블리가 가동 베이스를 이동시키도록 구동하는 구조의 개략도이다.
도 16은 전자기 구동 어셈블리의 설치 구조의 개략도이다.
도 17은 전자기 구동 어셈블리의 다른 설치 구조의 개략도이다.
도 18은 본 출원의 실시예에 따른 카메라 모듈의 구조의 개략도이다.
도 19는 본 출원의 실시예에 따른 전자 디바이스의 구조의 개략도이다.
참조 번호들:
100: 보이스 코일 모터
110: 베이스; 111: 바닥 플레이트; 112: 후방 제한 프레임; 113: 전방 제한 프레임; 114: 제2 렌즈 설치 홈; 115: 탄성 버퍼; 1151: 연결 리브; 116: 위치결정 홈; 117: 제1 슬라이딩 샤프트; 118: 제2 슬라이딩 샤프트; 119: 금속 보강 플레이트;
120: 가동 베이스; 121: 설치 브래킷; 1211: 자석 설치 홈; 1212: 버퍼 설치 홈; 1213: 관통 홈; 122: 금속 연결부; 1221: 자기 전도성 시트; 1222: 지지 바닥; 1223: 융기부; 123: 제1 렌즈 설치 홈; 124: 연장부; 125: 연결 빔; 127: 제1 슬라이딩 홈; 128: 제2 슬라이딩 홈;
130: 제1 전자기 구동 어셈블리; 131: 제1 자석; 132: 제1 코일; 133: 제1 회로 기판; 134: 제한 돌출부; 135: 제5 자석; 136: 제6 자석; 137: 자기 전도성 프레임; 138: 자기 전도성 삽입 블록;
140: 제2 전자기 구동 어셈블리; 141: 제2 자석; 142: 제2 코일; 143: 제2 회로 기판; 144: 연결 회로 기판;
150: 커버 본체; 151: 상단 플레이트; 152: 측면 패널
160: 광 입구;
170: 광 출구;
180: 변위 센서 어셈블리; 181: 자기 게이트; 182: 자기 저항 센서; 183: 제3 회로 기판; 184: 제3 자석; 185: 홀 효과 센서; 186: 제4 자석; 187: 제4 회로 기판;
200: 카메라 모듈; 210: 반사 요소; 220: 제2 렌즈; 230: 제1 렌즈; 240: 적외선 필터; 250: 이미지 센서;
300: 전자 디바이스; 310: 전자 디바이스 하우징; 및 320: 디스플레이 스크린.
다음은 첨부 도면들을 참조하여 본 출원의 기술적 해결책들을 설명한다. 설명된 실시예들은 본 출원의 실시예들의 전부가 아니라 단지 일부라는 점이 명백하다.
본 출원의 설명에서, 달리 명시되고 제한되지 않는 한, "설치", "연결", 및 "고정"이라는 용어는 넓은 의미로 이해되어야 한다는 점에 유의해야 한다. 예를 들어, 연결은 고정 연결, 분리가능 연결, 또는 일체형 연결일 수 있다. 대안적으로, 연결은 기계적 연결 또는 전기적 연결일 수 있거나, 상호 통신을 의미할 수 있다. 대안적으로, 연결은 직접적 연결, 또는 중간 매체를 통한 간접적 연결일 수 있거나, 2개의 요소 사이의 연결 또는 2개의 요소 사이의 상호작용 관계일 수 있다. 해당 분야의 통상의 기술자는 특정 경우들에 따라 본 출원에서의 전술한 용어들의 특정 의미들을 해석할 수 있다.
본 출원의 설명들에서, 용어들 "위", "아래", "측면", "내부", "외부", "상단", "바닥" 등에 의해 표시된 방향들 또는 위치 관계들은 첨부 도면들에 도시되는 방향들 또는 위치 관계들에 기초하고, 단지 본 출원을 설명하고 설명들을 단순화하도록 의도되지만, 장치 또는 요소가 특정 방향을 갖거나 특정 방향으로 구성되고 동작되어야 하는 것을 표시하거나 암시하도록 의도되지 않고, 따라서 본 출원에 대한 제한으로서 이해되지 않아야 한다는 점이 이해되어야 한다.
본 출원의 실시예들에서, 동일한 참조 번호는 동일한 컴포넌트 또는 동일한 부분을 나타낸다는 점에 추가로 유의해야 한다. 본 출원의 실시예들에서의 동일한 부분들에 대해, 참조 번호로 표시된 하나의 부분 또는 컴포넌트만이 도면에서 예로서 사용될 수 있다. 참조 번호는 다른 동일한 부분 또는 컴포넌트에 또한 적용가능하다는 점이 이해되어야 한다.
본 출원의 설명에서, 용어 "및/또는"은 연관된 객체들을 설명하기 위한 연관 관계만을 설명하고 3개의 관계가 존재할 수 있다는 것을 나타낸다는 점에 유의해야 한다. 예를 들어, A 및/또는 B는 다음의 3개의 경우들을 나타낼 수 있다: A만 존재함, A 및 B 양자 모두 존재함, 및 B만 존재함.
이해의 편의를 위해, 이하에서는 먼저 본 출원에서의 기술적 용어들을 설명하고 기재한다.
렌즈: 렌즈는 렌즈 굴절 원리를 사용하여 장면의 광이 렌즈를 통과하여 초점 평면 상에 선명한 이미지를 형성할 수 있게 하는 컴포넌트이다. 하나의 렌즈는 하나 이상의 렌즈를 포함할 수 있다. 여기서, 렌즈는 오목 렌즈 또는 볼록 렌즈일 수 있다.
광학축: 광학축은 광학 시스템에 의해 전달되는 광의 방향이다. 중앙 시야의 주된 광을 지칭한다. 대칭 전송 시스템의 광학축은 일반적으로 광학 시스템의 회전 중심선과 일치한다. 오프-축 시스템 및 반사 시스템의 광학축들은 또한 파선들로서 제시된다.
물체측 및 이미지측: 렌즈 또는 렌즈들이 경계로서 사용되고, 촬영된 물체가 위치되는 측이 물체측이고, 촬영된 물체의 이미지가 위치되는 측이 이미지측이다.
포커스: 포커스(focus)는 광 포커스라고도 지칭된다. 촬영된 물체를 선명하게 하기 위해 카메라의 포커싱 메커니즘을 통해 물체 거리 및 이미지 거리를 변경하는 과정이 포커스이다. 일반적으로, 디지털 카메라는 각각 오토 포커스, 수동 포커스, 다중 포커스 등인 복수의 포커싱 방식을 갖는다.
오토 포커스: 오토 포커스(auto focus)는 반사된 광이 물체의 광 반사의 원리를 사용하여 카메라 상의 센서(예를 들어, 전하 결합 디바이스(charge-coupled device, CCD))에 의해 수취되고, 전기 포커싱 장치를 포커싱하도록 구동하기 위해 컴퓨터에 의해 처리되는 방식이다.
보이스 코일 모터: 보이스 코일 모터(voice coil motor, VCM)는 또한 그 구조가 스피커의 보이스 코일의 구조와 유사하기 때문에 보이스 코일 액추에이터 또는 보이스 코일 리니어 모터로도 지칭된다. 보이스 코일 모터는 전력을 기계적 동력으로 변환하기 위한 장치이며, 영구 자석의 자기장 및 통전된 코일 전도체에 의해 발생된 자기장에 의해 자극에 가해지는 작용을 사용해서 모션을 발생시키며, 따라서 자극이 선형 모션 또는 제한된 요동 각도를 갖는 모션을 행하도록 렌즈를 구동하게 된다. 보이스 코일 모터는 작은 스트로크, 높은 속도, 및 높은 가속 모션에서 주로 사용되고, 좁은 공간에 적합하다.
카메라 모듈에 대해, 보이스 코일 모터는 포커싱 및 광학 이미지 안정화(optical image stabilization, OIS)를 위해 일반적으로 사용된다. 본 출원에서, 보이스 코일 모터는 포커싱을 위해 주로 사용된다.
최근 몇 년간, 광학 이미징 기술들의 발전에 따라, 사람들은 휴대폰과 같은 휴대용 전자 디바이스의 촬영 기능에 대해 점점더 높아지는 요건들을 요구하고 있다. 전자 디바이스 내에 구성된 카메라 모듈은 배경 블러링 및 선명한 야간 촬영과 같은 기능들을 구현하는 것이 요구될 뿐만 아니라, 전자 디바이스 내에 구성된 카메라 모듈은 망원 촬영 및 매크로 촬영을 구현하는 것이 요구된다.
보이스 코일 모터는 간단한 구조, 작은 크기, 낮은 에너지 소비, 소음 없음, 빠른 응답 속도, 정확한 변위, 및 낮은 가격과 같은 장점들을 갖기 때문에, 현재, 보이스 코일 모터(voice coil motor, VCM)는 카메라 모듈에 대한 포커싱 처리를 수행하기 위해 일반적으로 사용된다.
보이스 코일 모터는 일반적으로 3개의 부분들: 고정부, 가동부, 및 액추에이터를 포함한다. 고정부는 수용 공간을 갖고, 가동부를 수용하도록 구성된다. 가동부는 고정부 상에 이동가능하게 배치되고, 조정가능 렌즈 그룹을 고정하도록 구성된다. 액추에이터는 병진운동을 수행하도록 가동부를 구동하여, 조정가능 렌즈 그룹과 고정된 렌즈 그룹 사이의 거리를 변경하도록 구성된다. 이것은 렌즈 포커싱을 구현한다.
구체적으로, 액추에이터는 일반적으로 코일과 자석의 조합을 포함한다. 코일 및 자석은 고정부 및 가동부에 각각 고정될 수 있고, 평행하게 배치될 수 있다. 코일에 직류 전류를 연결함으로써 자석에 구동력이 제공될 수 있다. 자기장에 의해 커버되는 자석의 힘의 크기 및 방향은 코일의 직류 전류의 크기 및 방향을 변경함으로써 제어될 수 있다. 자석은 병진운동을 위해 가동부에 구동력을 제공할 수 있다. 가동부는 조정가능 렌즈 그룹을 고정된 렌즈 그룹에 접근하거나 그로부터 멀어지도록 더 구동한다. 이것은 렌즈의 오토 포커스를 구현한다.
휴대폰이 망원 촬영을 수행할 때, 촬영된 물체는 사용자로부터 멀리 떨어져 있다. 촬영된 물체는 일반적으로 큰 물체, 예를 들어, 풍경 또는 건물이고, 전체 사진을 쉽게 점유한다. 망원 촬영의 초점 거리는 보통 짧기 때문에, 점유될 필요가 있는 보이스 코일 모터 스트로크 또한 작다.
매크로 촬영은 짧은 촬영 거리에서 큰 배율로 물체를 촬영하는 것을 말하며, 일반적으로 꽃 및 곤충과 같은 미세한 물체를 촬영하는 데 사용된다. 매크로 촬영은 보통 짧은 거리에서 관련 물체를 촬영할 필요가 있다. 더 짧은 작동 거리는 점유될 필요가 있는 보이스 코일 모터의 더 긴 스트로크를 나타낸다.
동일한 카메라 모듈이 망원 촬영 및 매크로 촬영 양자 모두를 수행할 수 있게 하기 위해, 카메라 모듈 내의 조정가능한 렌즈 그룹은 긴 스트로크의 드래깅 능력(dragging capability)을 가질 필요가 있다. 보이스 코일 모터를 사용함으로써 드래깅되는 카메라 모듈에 대해, 보이스 코일 모터는 과도하게 큰 스트로크를 가질 필요가 있다.
현재, 보이스 코일 모터의 스트로크는 일반적으로 제한되고, 망원 촬영의 사용 요건을 충족시킬 수 있을 뿐이고, 매크로 촬영의 사용 요건을 충족시킬 수 없다. 구체적으로, 망원 촬영 기능을 갖는 현재의 카메라 모듈이 서로 가까운 물체들을 촬영하는 것이 어렵고, 물체들은 충분히 크고 충분히 선명하게 촬영될 수 없다. 촬영되는 물체가 카메라에 가까울 때, 포커싱하는 것이 어렵다(포커싱을 위해 요구되는 거리가 현재의 보이스 코일 모터의 스트로크 범위를 초과함). 그 결과, 이미지는 흐릿하다. 이러한 이유로 인해, 현재, 대부분의 휴대폰 카메라들은 렌즈로부터 6 내지 7 센티미터 떨어진 곳에만 포커싱할 수 있다. 카메라가 계속해서 물체에 더 가까워지게 이동할 때, 카메라 모듈은 전혀 포커싱할 수 없고, 촬영 효과는 항상 만족스럽지 않다.
이에 기초하여, 본 출원의 실시예들은 보이스 코일 모터, 렌즈 모듈, 및 전자 디바이스를 제공한다. 보이스 코일 모터의 구조가 개선되어, 보이스 코일 모터의 큰 스트로크가 망원 촬영의 사용 요건 및 매크로 촬영의 사용 요건 양자 모두를 충족시킬 수 있다. 따라서, 사용자는 망원 촬영과 매크로 촬영의 2개의 작동 모드 사이에서 유연하게 전환할 수 있고, 이에 의해 사용자의 사용 경험을 개선한다.
제1 양태에 따르면, 본 출원의 실시예는 먼저 보이스 코일 모터를 제공한다. 보이스 코일 모터는 카메라 모듈의 렌즈를 이동시키도록 구동하여, 포커싱을 구현하도록 구성될 수 있다. 도 1은 본 출원의 실시예에 따른 보이스 코일 모터(100)의 전체적인 구조의 개략도이다. 도 2는 본 출원의 실시예에 따른 보이스 코일 모터(100)의 구조의 분해도이다. 도 3은 본 출원의 실시예에 따른 보이스 코일 모터(100)의 다른 구조의 분해도이다. 도 4는 본 출원의 실시예에 따라 커버가 제거된 보이스 코일 모터(100)의 구조의 개략도이다. 도 5는 전자기 구동 어셈블리가 가동 베이스(120)를 이동시키도록 구동하는 구조의 개략도이다.
도 1 내지 도 5에 도시되는 바와 같이, 본 출원의 실시예들에서 제공되는 보이스 코일 모터(100)는 베이스(110), 가동 베이스(120), 슬라이드 레일 어셈블리, 제1 전자기 구동 어셈블리(130), 제2 전자기 구동 어셈블리(140), 및 커버 본체(150)를 포함한다.
커버 본체(150)는 설치 캐비티를 형성하도록 베이스(110)를 커버한다. 가동 베이스(120), 슬라이드 레일 어셈블리, 제1 전자기 구동 어셈블리(130), 제2 전자기 구동 어셈블리(140), 광학 렌즈 등은 설치 캐비티에 수용된다.
도 1, 도 2, 및 도 4에 도시되는 바와 같이, 설치 캐비티와 연통하는 광 입구(160) 및 광 출구(170)는 보이스 코일 모터(100)의 대향하는 양측 상에 추가로 개별적으로 구성된다. 광학 경로가 광 입구(160)와 광 출구(170) 사이에 구성된다. 설치 캐비티에서, 광학 렌즈와 같은 광학 요소가 광학 경로 상에 배치된다. 광 입구(160)로부터 진입한 후에, 설치 캐비티를 통과하는 광은 설치 캐비티 내의 광학 렌즈와 같은 광학 요소에 의해 처리(예를 들어, 굴절)되고, 광 출구(170)로부터 방출된다.
커버 본체(150)는 베이스(110) 상에 설치되고, 수용 캐비티 내의 각각의 요소를 보호하고 밀봉한다. 본 출원에서 커버 본체(150)가 베이스(110) 상에 설치되는 방법은 제한되지 않고, 스크류, 버클, 또는 접착제와 같은 연결 방식을 포함하지만 이에 제한되지 않는다.
캐비티 내부의 전자기 구동 어셈블리의 작동에 대한 영향을 감소시키기 위해, 커버 본체(150)는 비자기 전도성 재료로 이루어질 수 있다. 선택적으로, 커버 본체(150)는 플라스틱 또는 비자기 전도성 금속으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 커버 본체(150)의 재료는 스테인리스 스틸 SUS316L, 또는 알루미늄 합금, 구리 합금 또는 마그네슘 합금과 같은 재료일 수 있다.
도 2에 도시되는 바와 같이, 커버 본체(150)는 커버 형상이고, 상단 플레이트(151), 및 상단 플레이트(151)의 대향하는 양측(도 2의 전면 및 후면) 상에 구성된 2개의 측면 플레이트(152)를 포함한다. 커버 본체(150)는 베이스(110) 상에 커버된다. 광 입구(160) 및 광 출구(170)는 보이스 코일 모터(100)의 좌측 및 우측 상에 구성된다. 선택적으로, 커버 본체(150)는 단조, 다이 캐스팅, 또는 사출 성형과 같은 공정을 사용해서 구성될 수 있다. 이것은 본 출원에서 제한되지 않는다.
슬라이드 레일 어셈블리는 설치 캐비티 내에 구성되고, 가동 베이스(120)의 슬라이딩 방향을 안내하도록 구성된다. 도 4 및 도 5에 도시되는 바와 같이, 슬라이드 레일 어셈블리는 A 및 B 방향으로 배치된다. A 및 B 방향은 광학 경로의 방향들이다. A 방향은 광의 순방향을 나타내고, B 방향은 순방향과 반대인 역방향을 나타낸다. 따라서, 환언하면, 슬라이드 레일 어셈블리는 전방 및 후방 방향으로 배치되고, 전방 및 후방 방향은 또한 가동 베이스(120)의 이동 방향이다.
슬라이드 레일 어셈블리가 슬라이딩하고 방향을 안내할 수 있다면, 슬라이드 레일 어셈블리의 특정 배치 방식은 본 출원의 실시예들에서 제한되지 않는다. 예를 들어, 슬라이드 레일 어셈블리는 슬라이딩 블록 유형(서로 협력하는 슬라이딩 블록 및 슬라이딩 홈이 베이스(110) 및 가동 베이스(120) 상에 각각 배치됨), 롤러 유형, 강철 볼 유형, 기어 유형 등의 슬라이드 레일 어셈블리일 수 있다. 이하에서는 첨부 도면들을 참조하여 본 출원의 실시예들에서 제공되는 슬라이드 레일 어셈블리를 더 설명한다.
가동 베이스(120)는 제1 렌즈(도면에 도시되지 않음)를 탑재하도록 구성되고, 슬라이드 레일 어셈블리를 통해 베이스(110) 상에 슬라이딩가능하게 배치된다. 제1 렌즈는 가동 베이스(120)에 고정된다. 가동 베이스(120)는 슬라이드 레일 어셈블리를 통해 전방 및 후방 방향으로 이동하여, 제1 렌즈를 전방 및 후방 방향으로 이동시키도록 구동한다. 예를 들어, 제1 렌즈는 순방향(즉, 도 4의 A 방향)으로 이동하도록 구동될 수 있거나, 제1 렌즈는 역방향(즉, 도 4의 B 방향)으로 이동하도록 구동될 수 있다.
선택적으로, 제1 렌즈는 하나의 렌즈를 포함할 수 있고, 렌즈는 오목 렌즈 또는 볼록 렌즈일 수 있다.
선택적으로, 제1 렌즈는 대안적으로 복수의 렌즈를 포함할 수 있다. 이 경우, 제1 렌즈는 복수의 렌즈를 포함하는 렌즈 그룹이고, 복수의 렌즈는 오목 렌즈 및/또는 볼록 렌즈를 포함할 수 있다. 제1 렌즈는 순방향 및 역방향으로 이동할 수 있기 때문에, 제1 렌즈는 또한 조정가능 렌즈, 조정가능 렌즈 그룹, 이동 렌즈, 이동 렌즈 그룹 등으로 지칭될 수 있다.
도 4 및 도 5에 도시되는 바와 같이, 보이스 코일 모터(100)는 전자기 구동 어셈블리를 더 포함한다. 전자기 구동 어셈블리는 가동 베이스(120)에 구동력을 제공하여, 가동 베이스(120)를 베이스(110)에 대해 전방 및 후방 방향으로 슬라이딩하도록 구동하게 구성된다.
여기서, 전자기 구동 어셈블리는 코일과 자석의 조합이다. 코일은 베이스(110) 및 가동 베이스(120) 중 하나 상에 배치될 수 있고, 자석은 베이스(110) 및 가동 베이스(120) 중 다른 하나 상에 배치될 수 있다. 코일 및 자석은 서로 평행하게 그리고 대향하여 배치된다. 코일에 직류 전류를 공급함으로써 코일과 자석 사이에 상호작용력이 발생될 수 있고, 가동 베이스(120)는 베이스(110)에 대해 전방 및 후방 방향으로 슬라이딩하도록 구동될 수 있다. 전류의 크기 및 방향을 변경함으로써 상호작용력의 크기 및 방향이 변경될 수 있어, 가동 베이스(120)의 슬라이딩 속도, 방향 등이 제어될 수 있다.
본 출원의 실시예들에서, 전자기 구동 어셈블리는 제1 전자기 구동 어셈블리(130) 및 제2 전자기 구동 어셈블리(140)를 포함한다. 제1 전자기 구동 어셈블리(130) 및 제2 전자기 구동 어셈블리(140)는 각각 슬라이드 레일 어셈블리의 대향하는 양측 상에 배치된다(즉, 전방 및 후방 방향으로 좌측 및 우측에 위치됨). 제1 전자기 구동 어셈블리(130) 및 제2 전자기 구동 어셈블리(140)는 개별적으로 작동하며, 서로 영향을 미치지 않는다. 슬라이드 레일 어셈블리의 양측은, 가동 베이스(120)에 구동력을 동시에 제공하여, 베이스(110)에 대해 전방 및 후방 방향으로 매끄럽게 슬라이딩하도록 가동 베이스(120)를 구동할 수 있다.
본 출원의 실시예들에서 제공되는 보이스 코일 모터(100)에 따르면, 가동 베이스(120)는 슬라이드 레일 어셈블리를 통해 슬라이딩 방식으로 베이스(110) 상에 배치되고, 베이스(110)에 대해 순방향 및 역방향으로 슬라이딩할 수 있어서, 가동 베이스(120)는 베이스(110)에 대해 더 큰 이동 범위를 갖고, 보이스 코일 모터(100)는 더 큰 모터 스트로크를 갖는다. 따라서, 망원 촬영의 사용 요건 및 매크로 촬영의 사용 요건 양자 모두가 충족될 수 있어서, 사용자는 망원 촬영과 매크로 촬영의 2개의 작동 모드 사이에서 유연하게 전환할 수 있고, 이에 의해 사용자의 사용 경험을 개선한다.
예를 들어, 망원 촬영이 수행될 필요가 있을 때, 가동 베이스(120)는 포커싱을 구현하기 위해 제1 렌즈를 역방향으로 이동시키도록 구동할 수 있다(즉, 도 4 및 도 5의 B 방향). 매크로 촬영이 수행될 필요가 있을 때, 가동 베이스(120)는 포커싱을 구현하기 위해 제1 렌즈를 순방향으로 이동시키도록 구동할 수 있다(즉, 도 4 및 도 5의 A 방향).
본 출원의 실시예들에서 제공되는 보이스 코일 모터(100)는 슬라이드 레일 어셈블리의 대향하는 양측 상에 각각 배치되는 제1 전자기 구동 어셈블리(130) 및 제2 전자기 구동 어셈블리(140)를 포함한다. 슬라이드 레일 어셈블리의 양측은 가동 베이스(120)에 대한 구동력을 동시에 제공할 수 있다. 단일 측력과 비교하여, 가동 베이스(120)가 슬라이딩할 때 발생되는 모션 경사각이 회피될 수 있어, 가동 베이스(120)의 더 안정적이고 더 매끄러운 슬라이딩이 보장될 수 있다. 또한, 변위 센서에 의해 수집된 가동 베이스(120)의 위치 정보가 더 정확하고, 보이스 코일 모터(100)의 폐루프 제어 정확도가 개선될 수 있다. 따라서, 카메라 모듈의 촬영 효과가 개선될 수 있다.
또한, 본 출원의 실시예들에서, 제1 전자기 구동 어셈블리(130) 및 제2 전자기 구동 어셈블리(140)는 슬라이드 레일 어셈블리에 대해 대칭적으로 배치되어, 양측에서의 대칭적인 출력력이 보장될 수 있고, 불균일한 출력력에 의해 야기되는 모션 경사각이 회피될 수 있다. 이것은 가동 베이스(120)의 모션 안정성을 더 개선하고 카메라 모듈의 촬영 효과를 더 개선한다.
예를 들어, 도 5에 도시되는 바와 같이, 제1 전자기 구동 어셈블리(130) 및 제2 전자기 구동 어셈블리(140)는 가동 베이스(120)의 대향하는 양측 상에 대칭적으로 배치된다. 제1 전자기 구동 어셈블리(130) 및 제2 전자기 구동 어셈블리(140)는 각각 가동 베이스(120)에 대해 전방 및 후방 방향(A 및 B 방향)에 평행한 구동력을 제공한다.
이하에서는 첨부 도면들을 참조하여 본 출원의 실시예들에서 제공되는 슬라이드 레일 어셈블리를 더 설명한다. 도 6은 본 출원의 실시예에 따른 베이스(110)의 구조의 개략도이다. 도 7은 본 출원의 실시예에 따른 가동 베이스(120)의 구조의 개략도이다.
도 2 및 도 5 내지 도 7에 도시되는 바와 같이, 본 출원의 실시예들에서의 슬라이드 레일 어셈블리는 베이스(110)에 평행하게 그리고 이격되어 배치되는 제1 슬라이딩 샤프트(117) 및 제2 슬라이딩 샤프트(118), 및 가동 베이스(120)의 바닥에 배치되는 제1 슬라이딩 홈(127) 및 제2 슬라이딩 홈(128)을 포함한다. 제1 슬라이딩 샤프트(117)는 제1 슬라이딩 홈(127)에 슬라이딩가능하게 배치되고, 제2 슬라이딩 샤프트(118)는 제2 슬라이딩 홈(128)에 슬라이딩가능하게 배치된다. 본 출원의 실시예들에서 제공되는 슬라이드 레일 어셈블리는 서로 협력하는 슬라이딩 샤프트와 슬라이딩 홈을 포함하므로, 가동 베이스(120)가 베이스(110) 상에서 매끄럽게 슬라이딩한다.
구체적으로, 본 출원의 실시예들에서 제공되는 슬라이드 레일 어셈블리는 서로 적응하는 슬라이딩 샤프트와 슬라이딩 홈의 조합을 포함한다. 슬라이딩 샤프트는 베이스(110)에 고정되고, 평행하게 그리고 이격되어 배치되는 제1 슬라이딩 샤프트(117)와 제2 슬라이딩 샤프트(118)를 포함한다. 슬라이딩 홈은 가동 베이스(120)의 바닥에 대응적으로 배치되고, 평행하게 그리고 이격되어 배치되는 제1 슬라이딩 홈(127) 및 제2 슬라이딩 홈(128)을 포함한다.
제1 슬라이딩 홈(127) 및 제2 슬라이딩 홈(128)은 제1 슬라이딩 샤프트(117) 및 제2 슬라이딩 샤프트(118) 상에 대응적으로 슬리브결합된다. 슬라이딩 샤프트와 슬라이딩 홈은 서로에 대해 슬라이딩할 수 있다. 전자기 구동 어셈블리의 작용 하에서, 가동 베이스(120)는 베이스(110)에 대해 슬라이딩 샤프트를 따라 순방향 및 역방향으로 슬라이딩할 수 있다.
선택적으로, 다른 구현에서, 슬라이딩 홈 및 슬라이딩 샤프트의 위치들은 교환될 수 있다. 예를 들어, 제1 슬라이딩 샤프트(117) 및 제2 슬라이딩 샤프트(118)는 가동 베이스(120)의 바닥에 배치될 수 있다. 제1 슬라이딩 홈(127) 및 제2 슬라이딩 홈(128)은 베이스(110)의 상부 표면 상에 구성된다. 이것은 본 출원에서 제한되지 않는다.
선택적으로, 다른 구현예에서, 슬라이딩 샤프트들과 슬라이딩 홈들의 더 많은 조합들이 배치될 수 있다. 예를 들어, 3개의 슬라이딩 샤프트와 3개의 슬라이딩 홈이 대응적으로 배치될 수 있다. 이것은 본 출원에서 제한되지 않는다.
선택적으로, 슬라이딩 샤프트 및/또는 슬라이딩 홈의 마찰 표면이 그리스로 코팅되어, 슬라이딩 샤프트와 슬라이딩 홈 사이의 마찰력이 감소될 수 있고, 가동 베이스(120)가 베이스(110) 상에서 매끄럽게 슬라이딩한다.
도 5 및 도 7에 도시되는 바와 같이, 제1 슬라이딩 홈(127)은 V 홈이고, 제2 슬라이딩 홈은 U 홈이며, U 홈의 홈 폭은 제2 슬라이딩 샤프트(118)의 폭보다 크다. V 홈은 슬라이딩 안내를 더 양호하게 수행할 수 있고, U 홈은 공차를 위해 사용될 수 있다. U 홈의 배치는, 가동 베이스(120)의 크기가 생산 오류로 인해 약간 증가하거나 감소할 때 가동 베이스(120)가 슬라이딩 샤프트 상에 성공적으로 설치(슬리브결합)될 수 있는 것을 보장하기 위해, 가동 베이스(120) 등이 생산 오류를 갖는 것을 허용할 수 있다. U 홈을 배치함으로써 결함 허용률이 개선될 수 있다. 이는 생산 비용을 감소시키는 데 도움이 된다.
도 2 및 도 6에 도시되는 바와 같이, 베이스(110)는 바닥 플레이트(111), 바닥 플레이트(111)의 후방측에 고정된 후방 제한 프레임(112), 및 바닥 플레이트(111)의 전방측에 고정된 전방 제한 프레임(113)을 포함한다. 광 입구(160)는 후방 제한 프레임(112) 상에 형성되고, 광 출구(170)는 전방 제한 프레임(113) 상에 형성된다. 가동 베이스(120), 전자기 구동 어셈블리, 및 슬라이드 레일 어셈블리와 같은 컴포넌트들을 설치하기 위한 설치 공간이 후방 제한 프레임(112)과 전방 제한 프레임(113) 사이에 형성된다.
후방 제한 프레임(112)은 슬라이드 레일 어셈블리(슬라이딩 샤프트)의 후방측에 위치된다. 전방 제한 프레임(113)은 슬라이드 레일 어셈블리의 전방측에 위치된다. 후방 제한 프레임(112) 및 전방 제한 프레임(113)은 전방 및 후방 방향에서 가동 베이스(120)의 슬라이딩 범위를 제한하도록 구성된다.
후방 제한 프레임(112), 바닥 플레이트(111), 및 전방 제한 프레임(113)은 전체적으로 U 형상 구조를 형성한다. 제1 슬라이딩 샤프트(117) 및 제2 슬라이딩 샤프트(118)의 전방 단부는 전방 제한 프레임(113)에 고정되고, 후방 단부는 후방 제한 프레임(112)에 고정된다. 제1 슬라이딩 샤프트(117), 제2 슬라이딩 샤프트(118) 및 바닥 플레이트(111) 사이에 간극이 존재하여, 가동 베이스(120)가 제1 슬라이딩 샤프트(117)와 제2 슬라이딩 샤프트(118) 상에 매끄럽게 설치될 수 있다.
도 6에 도시되는 바와 같이, 본 출원의 이 실시예에서, 제2 렌즈를 설치하도록 구성되는 제2 렌즈 설치 홈(114)이 후방 제한 프레임(112) 상에 배치된다.
구체적으로, 본 출원의 실시예들에서 제공되는 보이스 코일 모터(100)에는 제2 렌즈(도면에 도시되지 않음)가 추가로 설치될 수 있다. 제2 렌즈는 후방 제한 프레임(112) 상에 배치된 제2 렌즈 설치 홈(114)에 고정된다. 광 입구(160)로부터 들어오는 광은 제2 렌즈 내로 방출되고, 제2 렌즈에 의해 처리된 후에, 가동 베이스(120) 상에 배치된 제1 렌즈 내로 계속 방출된다. 제1 렌즈에 의해 처리된 광은 최종적으로 광 출구(170)로부터 방출된다.
제1 렌즈 및 제2 렌즈는 광학 경로의 광학축 상에 위치되며, 중심축은 광학축과 일치할 수 있다. 전자기 구동 어셈블리는 가동 베이스(120)를 이동시키도록 구동하여, 제1 렌즈와 제2 렌즈 사이의 거리가 변경될 수 있고, 광학 포커싱이 수행될 수 있다.
선택적으로, 제2 렌즈는 하나의 렌즈를 포함할 수 있고, 렌즈는 오목 렌즈 또는 볼록 렌즈일 수 있다.
선택적으로, 제2 렌즈는 대안적으로 복수의 렌즈를 포함할 수 있다. 이 경우, 제2 렌즈는 복수의 렌즈를 포함하는 렌즈 그룹이고, 복수의 렌즈는 오목 렌즈 및/또는 볼록 렌즈를 포함할 수 있다. 제2 렌즈가 보이스 코일 모터(100) 내부에 고정되기 때문에, 제2 렌즈는 또한 고정된 렌즈, 고정된 렌즈 그룹 등으로 지칭될 수 있다.
본 출원의 이 실시예에서, 제2 렌즈는 제1 렌즈의 물체측에 배치된다. 다른 구현예에서, 제2 렌즈는 대안적으로 제1 렌즈의 이미지측에 배치될 수 있는데, 예를 들어 전방 제한 프레임(113)에 고정될 수 있다. 이것은 본 출원에서 제한되지 않는다.
도 6에 도시되는 바와 같이, 베이스(110)는 바닥 플레이트(111)의 외부 표면에 고정된 금속 보강 플레이트(119)를 더 포함한다. 베이스(110)의 기계적 강도는 금속 보강 플레이트(119)를 배치함으로써 개선될 수 있다.
선택적으로, 돌출부가 바닥 플레이트(111)의 외부 표면 상에 배치될 수 있고, 관통 구멍이 금속 보강 플레이트(119) 상의 대응하는 위치에 배치되며, 돌출부가 관통 구멍 내에 매립되어, 금속 보강 플레이트(119)가 바닥 플레이트(111)에 고정된다.
선택적으로, 캐비티 내부의 전자기 구동 어셈블리의 작동에 대한 영향을 감소시키기 위해, 금속 보강 플레이트(119)는 비자기 전도성 금속으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 커버 본체(150)의 재료는 스테인리스 스틸 SUS316L, 또는 알루미늄 합금, 구리 합금 또는 마그네슘 합금과 같은 재료일 수 있다.
선택적으로, 금속 보강 플레이트(119)는 후방 제한 프레임(112) 및 전방 제한 프레임(113)의 외부 표면으로 구부러지고 연장되어, 더 양호한 기계적 향상 효과가 달성될 수 있다.
도 3, 도 4, 및 도 6에 도시되는 바와 같이, 본 출원의 실시예들에서, 탄성 버퍼(115)가 후방 제한 프레임(112)의 것이고 가동 베이스(120)에 대면하는 측면 상에 배치된다. 탄성 버퍼(115)는 전방 제한 프레임(113)의 것이며 가동 베이스(120)에 대면하는 측면 상에 배치된다.
탄성 버퍼(115)는 탄성 재료로 이루어지고, 가동 베이스(120)의 충격을 완충 및 흡수할 수 있으며, 구조적 복원 능력을 갖는다. 예를 들어, 탄성 버퍼(115)는 탄성 연질 접착제로 이루어질 수 있다.
본 출원에서, 탄성 버퍼(115)는 후방 제한 프레임(112)의 것이고 가동 베이스(120)에 대면하는 측면 및 전방 제한 프레임(113)의 것이고 가동 베이스(120)에 대면하는 측면 상에 배치되어, 가동 베이스(120)의 충격을 완충하고, 긴 스트로크의 충격에 의해 야기되는 이상음 문제를 회피하며, 충격 후의 먼지를 감소시킨다. 이는 보이스 코일 모터(100)의 사용 성능을 개선한다.
도 6에 도시되는 바와 같이, 설치 홈이 후방 제한 프레임(112) 상에 배치될 수 있다. 탄성 버퍼(115)는 설치 홈에 고정(예를 들어, 매립)될 수 있다. 탄성 버퍼(115)의 외측 단부는 후방 제한 프레임(112)의 내측 표면으로부터 돌출되어, 탄성 버퍼(115)가 가동 베이스(120)와 충돌할 때 충격 흡수가 완화될 수 있다.
선택적으로, 고정 효과를 개선하기 위해, 탄성 버퍼(115)는 접착제를 사용하여 설치 홈에 접착될 수 있다.
유사하게, 탄성 버퍼(115)는 또한 전방 제한 프레임(113)의 것이고 가동 베이스(120)에 대면하는 측면에 접착 방식으로 접착 및 고정될 수 있다. 탄성 버퍼(115)의 외측 단부는 전방 제한 프레임(113)의 내측 표면으로부터 돌출되어, 탄성 버퍼(115)가 가동 베이스(120)와 충돌할 때 충격 흡수가 완화될 수 있다.
선택적으로, 다른 구현예에서, 탄성 버퍼(115)는 특정 사용 요건에 기초하여 후방 제한 프레임(112) 및 전방 제한 프레임(113) 중 하나 상에만 배치될 수 있다. 이것은 본 출원에서 제한되지 않는다.
도 8은 본 출원의 실시예에 따른 가동 베이스의 구조의 분해도이다.
도 4, 도 5, 도 7 및 도 8에 도시되는 바와 같이, 유사하게, 충격 흡수 효과를 더 개선하기 위해, 탄성 버퍼(115)는 대안적으로 가동 베이스(120)의 것이며 제한 프레임(112)에 대면하는 측면 상에 배치될 수 있고, 탄성 버퍼(115)는 가동 베이스(120)의 것이며 전방 제한 프레임(113)에 대면하는 측면 상에 배치될 수 있다.
도 8에 도시되는 바와 같이, 버퍼 설치 홈들(1212)이 가동 베이스(120)의 2개의 전방측 및 후방측 상에 배치될 수 있다. 탄성 버퍼(115)는 홈들에 고정될 수 있다. 탄성 버퍼(115)의 외측 단부는 가동 베이스(120)의 측면으로부터 돌출되어, 탄성 버퍼(115)가 후방 제한 프레임(112) 또는 전방 제한 프레임(113)과 충돌할 때 충격 흡수가 완화될 수 있다.
도 8에 도시되는 바와 같이, 가동 베이스(120)에는 관통 홈(1213)이 제공된다. 관통 홈(1213)은 가동 베이스(120)의 양측의 2개의 버퍼 설치 홈(1212)에 연결된다. 2개의 탄성 버퍼(115)는 연결 리브(1151)를 통해 고정될 수 있다. 2개의 탄성 버퍼(115) 및 연결 리브(1151)는 2개의 버퍼 설치 홈(1212) 및 관통 홈(1213)에 대응적으로 수용될 수 있다.
전술한 배치에 따르면, 탄성 버퍼(115)의 설치 견고성이 개선될 수 있어서, 복수 충돌의 경우에 오배치 불량이 발생할 가능성이 없고, 보이스 코일 모터(100)의 사용 성능이 개선될 수 있다.
선택적으로, 2개의 탄성 버퍼(115) 및 연결 리브(1151)는 일체형 구조일 수 있다. 예를 들어, 2개의 탄성 버퍼(115) 및 연결 리브(1151)는 사출 성형 공정을 사용함으로써 일체로 구성된다.
도 5 내지 도 8에 도시되는 바와 같이, 연장부(124)가 가동 베이스(120)의 것이며 후방 제한 프레임(112)에 대면하는 측면 상에 돌출하여 배치된다. 연장부(124)를 삽입하기 위한 위치결정 홈(116)이 후방 제한 프레임(112) 상에 형성된다. 연장부(124)는 가동 베이스(120) 상에 대칭적으로 배치된 2개의 측면을 포함한다. 대응적으로, 2개의 위치결정 홈(116)이 또한 후방 제한 프레임(112)의 양측에 대응적으로 배치된다.
제한 프레임(112)을 향하는 방향으로 연장되는 연장부(124)는 가동 베이스(120) 상에 배치되어, 자석의 설치가 용이해질 수 있다. 위치결정 홈(116)은 후방 제한 프레임(112) 상에 대응적으로 배치되어, 연장부(124)의 삽입이 용이해질 수 있다. 한편으로, 가동 베이스(120)의 슬라이딩 시에 더 양호한 위치결정 제어가 수행될 수 있고, 다른 한편으로, 가동 베이스(120)는 후방 제한 프레임(112)에 가까워질 수 있어, 가동 베이스(120)(즉, 모터)의 스트로크가 증가될 수 있다.
이하에서는 첨부 도면들을 참조하여 본 출원의 실시예들에서의 제1 전자기 구동 어셈블리(130) 및 제2 전자기 구동 어셈블리(140)를 더 설명한다.
도 3 내지 도 5, 도 7 및 도 8에 도시되는 바와 같이, 제1 전자기 구동 어셈블리(130)는 서로 평행하게 그리고 대향하여 배치되는 제1 자석(131) 및 제1 코일(132)을 포함한다. 제2 전자기 구동 어셈블리(140)는 서로 평행하게 그리고 대향하여 배치되는 제2 자석(141) 및 제2 코일(142)을 포함한다. 제1 자석(131) 및 제2 자석(141)은 가동 베이스(120)의 대향하는 양측에 고정되고, 제1 코일(132) 및 제2 코일(142)은 베이스(110)에 고정된다.
구체적으로, 전자기 구동 어셈블리의 코일은 베이스(110)에 고정되고, 자석은 가동 베이스(120)에 고정된다. 코일이 통전된 후, 코일과 자석 사이에 상호작용력이 생성된다. 상호작용력은 자석을 이동시키도록 구동하고, 자석은 또한 가동 베이스(및 제1 렌즈)를 함께 이동시키도록 구동한다. 즉, 본 출원의 실시예들에서 제공된 보이스 코일 모터(100)는 이동형 자기 보이스 코일 모터이다.
선택적으로, 다른 구현예에서, 자석 및 코일의 위치들은 대안적으로 교환될 수 있다. 이 경우, 자석은 베이스(110)에 고정되고, 코일은 가동 베이스(120)에 고정된다. 자석과 코일 사이의 상호작용력은 코일을 이동시키도록 구동할 수 있고, 코일은 또한 가동 베이스(및 제1 렌즈)를 함께 이동시키도록 구동한다. 즉, 보이스 코일 모터(100)는 대안적으로 이동형 코일 보이스 코일 모터일 수 있다.
도 5, 도 7 및 도 8에 도시되는 바와 같이, 본 출원의 실시예들에서, 제1 전자기 구동 어셈블리(130) 및 제2 전자기 구동 어셈블리(140)는 가동 베이스(120)의 대향하는 양측 상에 대칭적으로 배치된다. 자석 설치 홈들(1211)이 가동 베이스(120)의 양측에 각각 배치된다. 제1 자석(131) 및 제2 자석(141)은 자석 설치 홈들(1211)에 각각 고정(예를 들어, 접착)된다.
제1 자석(131)과 제2 자석(141) 양자 모두는 전방 및 후방 방향들을 따라 교번식으로 배치된 N극들과 S극들을 갖는다. 제1 자석(131)의 N극 및 S극은 제1 코일(132)에 대면하며, 제2 자석(141)의 N극 및 S극은 제2 코일(142)에 대면한다. 여기서, 전방 및 후방 방향은 슬라이딩 샤프트의 설정 방향, 즉, 가동 베이스(120)의 슬라이딩 방향이며, 또한 광학축의 방향이다.
코일은 가동 베이스(120)의 외측에 위치되고, 수직으로 배치된다. 자석은 코일에 대면하고, 또한 바닥 표면에 대해 직교하게 수직으로 배치되어, 보이스 코일 모터(100)의 폭이 감소될 수 있다.
예를 들어, 도 5에서, 순방향(A 방향)의 제1 자석(131)의 자극들은 순차적으로 N극 및 S극이다. 순방향으로의 제2 자석(141)의 자극들 또한 순차적으로 N극 및 S극이다. 물론, 제2 자석(141)의 자극 교번 시퀀스는 대안적으로 제1 자석(131)의 자극 교번 시퀀스와 반대일 수 있다. 예를 들어, 순방향으로의 제2 자석(141)의 자극들은 대안적으로 순차적으로 S극 및 N극일 수 있다.
구체적으로, 설치된 자석 및 코일은 서로 평행하고 서로 대향하며, 자석의 자극은 코일에 대면한다. 코일은 광학축(전방 및 후방 방향들)에 평행한 2개의 수평 에지 및 광학축과 직교하는 2개의 수직 에지를 포함하는 직사각형이다. 코일이 통전된 후에, 코일의 2개의 수평 에지는 동일한 크기 및 반대 방향들의 힘을 받고, 서로 상쇄된다. 2개의 수직 에지의 자기장 방향은 반대이므로, 전류 방향도 반대이다. 이러한 방식으로, 2개의 수직 에지는 동일한 방향의 힘을 받고, 힘은 중첩된다. 이 경우, 자석은 중첩된 작용력의 반력을 받는다. 반력은 슬라이딩 샤프트와 슬라이딩 홈 사이의 마찰력을 극복하고, 가동 베이스(120)를 밀어서 제1 렌즈를 순방향 또는 역방향으로 이동시키도록 구동할 수 있다. 이것은 광학 포커싱을 구현한다.
특정 예에서, 제1 코일(132)에서의 전류 방향은 시계 방향이고, 순방향(A 방향)에서의 제1 자석(131)의 자극들은 연속적으로 N극 및 S극이라고 가정된다. 이 경우, 제1 코일(132)의 2개의 수평 에지는 동일한 크기 및 반대 방향들의 작용력에 의해 서로 상쇄된다. 왼손 법칙에 따르면, 좌측의 수직 에지는 순방향 작용력을 받고, 우측의 수직 에지 또한 순방향 작용력을 받는다. 2개의 순방향 작용력은 중첩된다. 제1 자석(131)은 중첩된 작용력의 반력을 받는데, 즉 제1 자석(131)은 역방향 작용력을 받는다. 역방향 작용력은 가동 베이스(120)를 밀어서 제1 렌즈를 역방향(B 방향)으로 이동시키도록 구동한다.
선택적으로, 제1 자석(131)은 복수의 독립적인 자석을 포함할 수 있고, 복수의 독립적인 자석은 제1 코일(132)의 자극들을 향해 교번식으로 배치된다. 대안적으로, 제1 자석(131)은 일체형 자화 구조일 수 있다. 이 경우, 제1 자석(131)은 전체 자석이고, 제1 코일(132)에 대면하는 표면은 평면 2단 자화(magnetizing) 구조이다.
유사하게, 제2 자석(141)은 복수의 독립적인 자석을 포함할 수 있고, 복수의 독립적인 자석은 제2 코일(142)의 자극들을 향해 교번식으로 배치된다. 대안적으로, 제2 자석(141)은 일체형 자화 구조일 수 있다. 이 경우, 제2 자석(141)은 전체 자석이고, 제2 코일(142)에 대면하는 표면은 평면 2단 자화(magnetizing) 구조이다.
도 2 내지 도 4에 도시되는 바와 같이, 제1 코일(132)은 제1 회로 기판(133)에 전기적으로 연결되고, 제1 회로 기판(133)을 통해 베이스(110)에 고정된다. 제2 코일(142)은 제2 회로 기판(143)에 전기적으로 연결되고, 제2 회로 기판(143)을 통해 베이스(110)에 고정된다. 제1 회로 기판(133)은 연결 회로 기판(143)을 통해 제2 회로 기판(143)에 전기적으로 연결된다. 즉, 코일의 설치 및 고정과 외부 디바이스(예를 들어, 제어 메인보드)에 대한 전기적 연결이 회로 기판을 통해 구현된다.
선택적으로, 제1 회로 기판(133), 제2 회로 기판(143), 및 연결 회로 기판(144)은 인쇄 회로 기판들(printed circuit board, PCB)일 수 있다.
선택적으로, 제1 회로 기판(133), 제2 회로 기판(143), 및 연결 회로 기판(143)은 가요성 인쇄 회로 기판들(flexible circuit, FPC), 인쇄 회로 기판들, 또는 강성 가요성 인쇄 회로 기판들일 수 있다.
예를 들어, 제1 회로 기판(133), 제2 회로 기판(143), 및 연결 회로 기판(143)은 FPC이고, 일체형 구조이다.
도 3에 도시되는 바와 같이, 복수의 제한 돌출부(134)가 내측을 향하는 제1 회로 기판(133) 및 제2 회로 기판(143)의 표면에 그리고 코일의 외측 주위에 고정된다. 제1 회로 기판(133) 및 제2 회로 기판(143)이 베이스(110) 상에 배치된 후에, 제한 돌출부(134)를 배치함으로써 코일이 지지되고 보호될 수 있다. 이것은 코일이 찌그러지고 고장나는 것을 방지한다.
도 5에 도시되는 바와 같이, 본 출원의 이 실시예에서, 제1 슬라이딩 샤프트(117) 및 제2 슬라이딩 샤프트(118)는 자기 전도성 재료로 이루어진다. 제1 자석(131)과 제1 슬라이딩 샤프트(117) 사이에 자기 부착력이 있고, 제2 자석(141)과 제2 슬라이딩 샤프트(118) 사이에 자기 부착력이 있다.
슬라이딩 샤프트와 자석 사이에 자기 부착력이 있으면, 보이스 코일 모터(100)가 적용되는 전자 디바이스가 하늘, 바닥, 또는 수평 방향과 같은 임의의 방향으로 촬영을 수행할 때, 가동 베이스(120)는 느슨해짐 없이 슬라이딩 샤프트에 항상 밀접하게 부착된 상태로 유지될 수 있다. 이는 모션 안정성을 유지하고 보이스 코일 모터(100)의 사용 성능을 개선한다.
이하에서는 첨부 도면들을 참조하여 본 출원의 실시예들에서의 가동 베이스(120)의 특정 구조를 추가로 설명한다.
도 7 및 도 8에 도시되는 바와 같이, 가동 베이스(120)는 2개의 설치 브래킷(121) 및 금속 연결부(122)를 포함한다. 2개의 설치 브래킷(121)은 금속 연결부(122)를 통해 고정된다. 가동 베이스(120)의 전체적인 기계적 강도는 금속 연결부(122)를 배치함으로써 개선될 수 있다.
구체적으로, 금속 연결부(122)의 2개의 단부들 각각은 설치 브래킷(121)에 고정된다. 설치 브래킷(121)은 플라스틱 부품일 수 있다. 금속 연결부(122)의 단부는 사출 성형 방식으로 설치 브래킷(121) 내부에 고정(삽입)될 수 있어, 가동 베이스(120)는 전체로서 높은 기계적 강도를 갖는다.
도 7에 도시되는 바와 같이, 2개의 설치 브래킷(121) 및 금속 연결부(122)는 제1 렌즈를 고정하도록 구성되는 제1 렌즈 설치 홈(123)을 함께 형성한다. 홈, 즉 제1 슬라이딩 홈(127) 및 제2 슬라이딩 홈(128)이 2개의 설치 브래킷(121) 각각의 바닥에 배치된다. 2개의 설치 브래킷(121) 각각은 자석을 설치하도록 구성된 자석 설치 홈(1211), 탄성 버퍼(115)를 설치하도록 구성된 버퍼 설치 홈(1212), 관통 홈(1213) 등을 더 구비한다.
도 9는 설치 브래킷(121)이 가동 베이스(120)로부터 제거된 후의 일 예의 연결 관계의 개략도이다.
도 8 및 도 9에 도시되는 바와 같이, 금속 연결부(122)는 2개의 자기 전도성 시트(1221) 및 지지 바닥(1222)을 포함한다. 2개의 자기 전도성 시트(1221)는 지지 바닥(1222)을 통해 고정된다. 2개의 자기 전도성 시트(1221)는 2개의 설치 브래킷(121)에 각각 고정되고, 제1 자석(131) 및 제2 자석(132)의 내측들 상에 각각 위치된다. 전술한 배치를 통해, 자석의 내측의 자기 저항이 감소될 수 있고, 자석의 외측의 자기장의 크기가 증가될 수 있다. 이것은 코일의 출력력을 증가시키는 것을 돕고, 가동 베이스(120)의 응답 효율 및 속도를 개선하는 것을 추가로 돕는다.
선택적으로, 자기 전도성 시트(1221)는 폴딩 부분을 포함할 수 있다. 폴딩 부분은 자기 전도성 시트(1221)가 중첩 부분을 가질 수 있게 한다. 중첩 부분은 자석의 내측의 자기 저항을 더 감소시킬 수 있어, 자석의 외측의 자기장의 크기 및 코일의 출력력이 더 개선될 수 있다.
도 9에 도시되는 바와 같이, 지지 바닥(1222)은 융기부(1223)를 통해 자기 전도성 시트(1221)에 고정된다. 자석의 높이는 어느 정도 상승될 수 있고, 자석과 슬라이딩 샤프트 사이의 거리는 융기부(1223)를 사용함으로써 증가될 수 있고, 이에 의해 자석과 슬라이딩 샤프트 사이의 자기 부착력을 향상시킨다.
선택적으로, 금속 연결부(122)는 통합 성형 공정을 사용함으로써 자기 전도성 재료로 이루어질 수 있어, 금속 연결부(122)의 기계적 안정성이 개선될 수 있다. 통합 성형 공정은 예를 들어 단조 또는 다이 캐스팅일 수 있다.
도 7 및 도 8에 도시되는 바와 같이, 2개의 설치 브래킷(121)의 상부 부분들은 연결 빔(125)을 통해 더 연결되어, 전체 가동 베이스(120)의 기계적 강도가 개선될 수 있다. 연결 빔(125)은 또한 2개의 설치 브래킷들(121)이 사출 성형 공정을 사용함으로써 일체로 구성될 때 러너(runner)로서 사용될 수 있다.
도 9에 도시되는 바와 같이, 보이스 코일 모터(100)는 가동 베이스(120)의 위치를 감지하도록 구성된 변위 센서 어셈블리(180), 및 변위 센서 어셈블리(180)의 감지 신호를 수신하고 제1 코일(132) 및 제2 코일(142)의 전류들을 제어하도록 구성된 프로세서를 더 포함한다. 전술한 배치를 통해, 본 출원의 실시예들에서 제공되는 보이스 코일 모터(100)는 폐루프 제어를 구현할 수 있다.
선택적으로, 프로세서는 제어 회로일 수 있다.
도 9에 도시되는 바와 같이, 본 출원의 이 실시예에서, 변위 센서 어셈블리(180)는 가동 베이스(120)에 고정된 자기 게이트(181) 및 베이스(110)에 고정된 자기 저항 센서(182)를 포함한다. 자기 저항 센서(182)는 자기 게이트(181)의 자기장 변화를 감지하고, 감지 신호를 프로세서에 전송하도록 구성된다.
본 출원에서, 서로 협력하는 자기 게이트(181) 및 자기 저항 센서(182)는 가동 베이스(120)의 위치를 검출하도록 배치되어, 본 출원에서 제공되는 보이스 코일 모터(100)는 긴 이동 위치 검출 능력 및 폐루프 제어 능력을 갖는다.
본 출원의 이러한 실시예에서, 홈은 가동 베이스(120)의 바닥에 배치된다. 자기 게이트(181)는 홈에 고정된다. 자기 저항 센서(182)는 제3 회로 기판(183)에 고정되고, 제3 회로 기판(183)을 통해 베이스(110)에 고정된다.
선택적으로, 자기 저항 센서(182)는 제3 회로 기판(183)의 일 단부에 전기적으로 연결되고, 배선 단자 또는 커넥터가 제3 회로 기판(183)의 다른 단부에 배치되어, 제3 회로 기판은 프로세서에 편리하게 전기적으로 연결될 수 있다.
선택적으로, 자기 저항 센서(182)는 터널 자기 저항(tunnel magnetic resistance, TMR) 센서, 이방성 자기 저항(anisotropic magnetic resistance, AMR) 센서, 거대 자기 저항(giant magnetic resistance, GMR) 센서, 통상의 자기 저항(ordinary magnetic resistance, OMR) 센서 등 중 어느 하나일 수 있다.
도 10은 설치 브래킷(121)이 가동 베이스(120)로부터 제거된 후의 다른 예의 연결 관계의 개략도이다.
도 9에 도시되는 이전 실시예와 비교하여, 도 10에 도시되는 실시예에서, 변위 센서 어셈블리(180)는 홀 효과 센서 및 자석의 조합을 더 포함할 수 있다.
이 실시예에서, 변위 센서 어셈블리(180)는 가동 베이스(120)에 고정된 제3 자석(184) 및 베이스(110)에 고정된 2개의 홀 효과 센서들(185)을 포함한다. 제3 자석(184)의 배치 방향은 전방 및 후방 방향에 대해(즉, 슬라이딩 샤프트에 대해) 경사지게 배치된다. 2개의 홀 효과 센서들(185)은 제3 자석(184)의 자기장 변화를 감지하고, 감지 신호를 프로세서에 전송하도록 구성된다.
구체적으로, 가동 베이스(120)의 바닥에 경사 홈이 배치된다. 제3 자석(184)은 경사 홈에 고정된다. 2개의 홀 효과 센서(185)는 제3 회로 기판(183)에 고정되고, 제3 회로 기판(183)을 통해 베이스(110)에 고정된다.
본 출원에서, 서로 협력하는 제3 자석 및 2개의 홀 효과 센서들(185)은 가동 베이스(120)의 위치를 검출하도록 배치되어, 본 출원에서 제공되는 보이스 코일 모터(100)는 긴 이동 위치 검출 능력 및 폐루프 제어 능력을 갖는다. 또한, 가동 베이스(120)의 이동 위치는 2개의 홀 효과 센서들의 감지 신호 및 미리설정된 알고리즘에 기초하여 정확하게 결정될 수 있어서, 정밀한 포커싱이 구현될 수 있다.
도 10에 도시되는 바와 같이, 보이스 코일 모터(100)는 가동 베이스(120)의 바닥에 고정된 제4 자석(186)을 더 포함한다. 제4 자석(186) 및 제3 자석(184)은 슬라이드 레일 어셈블리에 대해 대칭적으로 배치된다. 제4 자석(186)은 가동 베이스(120)의 양측의 중력과 가동 베이스와 슬라이딩 샤프트 사이의 자기 부착력의 균형을 맞추도록 배치되고, 이에 의해 가동 베이스(120)의 안정되고 매끄러운 슬라이딩을 용이하게 하고, 보이스 코일 모터(100)의 사용 성능을 개선한다.
도 1 내지 도 10에 도시되는 바와 같이, 이 실시예에서, 제1 슬라이딩 샤프트(117) 및 제2 슬라이딩 샤프트(118)는 베이스(110)의 양측에 수평으로 이격되고 평행하게 배치된다. 대응적으로, 제1 슬라이딩 홈(127) 및 제2 슬라이딩 홈(128)은 가동 베이스(120)의 바닥에 평행하게 그리고 이격되어 배치된다. 다른 구현예에서, 슬라이딩 샤프트 및 홈은 대안적으로 다른 방식으로 배치될 수 있다. 이것은 본 출원에서 제한되지 않는다. 예를 들어, 도 11 및 도 12는 슬라이딩 샤프트와 홈을 배치하는 다른 방식을 도시한다.
도 11은 본 출원의 실시예에 따라 커버가 제거된 보이스 코일 모터(100)의 다른 예의 구조의 개략도이다. 도 12는 도 11에 도시되는 보이스 코일 모터(100)의 가동 베이스(120)를 설치하는 구조의 개략도이다.
도 11 및 도 12에 도시되는 바와 같이, 도 1 내지 도 10에 도시되는 실시예들과 비교하여, 이 실시예에서, 제1 슬라이딩 샤프트(117)와 제2 슬라이딩 샤프트(118)는 수직 방향으로 이격되고, 베이스(110) 상에 평행하게 배치된다.
구체적으로, 이 실시예에서, 제1 슬라이딩 샤프트(117) 및 제1 슬라이딩 홈(127)을 배치하는 방식은 전술한 실시예들에서의 방식과 동일하다. 제2 슬라이딩 샤프트(118)는 제1 슬라이딩 샤프트(117)의 상부 단부에 위치된다. 제1 슬라이딩 샤프트(117)와 제2 슬라이딩 샤프트(118)는 평행하게 그리고 이격되어 배치된다. 제1 슬라이딩 샤프트(117) 및 제2 슬라이딩 샤프트(118)는 동일한 수직 평면 상에 위치된다.
제2 슬라이딩 샤프트(118)의 배치 위치가 변경되기 때문에, 이 실시예에서의 제2 슬라이딩 홈(128)의 배치 방식도 상이하다. 도 12에 도시되는 바와 같이, 제2 슬라이딩 홈(128)은 관통 구멍의 형상으로 되어 있다. 관통 구멍은 가동 베이스(120)의 전방측 및 후방측을 관통한다. 제2 슬라이딩 샤프트(118)는 관통 구멍을 관통하고, 제2 슬라이딩 샤프트(118)와 관통 구멍 사이에 상대 슬라이딩이 발생될 수 있다.
관통 구멍의 형상 및 크기는 제2 슬라이딩 샤프트(118)의 단면의 형상 및 크기로 적응된다. 이 실시예에서, 제2 슬라이딩 샤프트(118)의 단면은 원형이고, 대응적으로 관통 구멍의 형상도 원형이다. 관통 구멍의 크기 비율(size rate)은 제2 슬라이딩 샤프트(118)의 크기보다 크다. 한편, 제2 슬라이딩 샤프트(118)가 관통 구멍 내로 매끄럽게 관통하는 것이 보장될 수 있고, 다른 한편, 가동 베이스(120)와 제2 슬라이딩 샤프트(118) 사이에서 순방향 및 역방향 슬라이딩 이외의 모션, 예를 들어 상대적 점프 또는 요동이 발생되는 것이 보장될 필요가 있다.
도 1 내지 도 10 및 도 11 내지 도 12에 도시되는 실시예에서, 전자기 구동 어셈블리는 가동 베이스(120)의 양측에 배치된다. 다른 구현예에서, 전자기 구동 어셈블리는 대안적으로 다른 위치에 배치될 수 있다. 이것은 본 출원에서 제한되지 않는다. 예를 들어, 도 13 내지 도 15에 도시되는 실시예들에서, 전자기 구동 어셈블리는 가동 베이스(120)의 바닥에 더 배치될 수 있다.
도 13은 본 출원의 실시예에 따라 커버가 제거된 후의 보이스 코일 모터의 또 다른 예의 구조의 개략도이다. 도 14는 도 13에 도시되는 보이스 코일 모터의 구조의 분해도이다. 도 15는 도 13에 도시되는 보이스 코일 모터의 전자기 구동 어셈블리가 가동 베이스를 이동시키도록 구동하는 구조의 개략도이다.
도 13 내지 도 15에 도시되는 바와 같이, 전자기 구동 어셈블리는 가동 베이스(120)의 바닥에 배치된다. 전자기 구동 어셈블리가 가동 베이스(120)를 (베이스(110)로부터 벗어나지 않고) 순방향 및 역방향으로 슬라이딩하도록 매끄럽게 구동할 수 있는 것을 보장하기 위해, 이 실시예에서, 슬라이딩 샤프트 및 홈을 배치하는 방식이 추가로 조정된다.
구체적으로, 이 실시예에서, 제1 슬라이딩 샤프트(117) 및 제2 슬라이딩 샤프트(118)는 베이스(110)의 양측에 수평으로 이격되고 평행하게 배치된다. 제1 슬라이딩 홈(127) 및 제2 슬라이딩 홈(128)은 양자 모두 닫힌 관통 구멍 형상으로 되어 있고, 가동 베이스(120) 내부에 평행하게 이격되어 있다. 제1 슬라이딩 홈(127) 및 제2 슬라이딩 홈(128)은 가동 베이스(120)의 전방측 및 후방측을 수평으로 관통한다. 제1 슬라이딩 샤프트(117) 및 제2 슬라이딩 샤프트(118)는 제1 슬라이딩 홈(127) 및 제2 슬라이딩 홈(128)에 대응적으로 배치되고, 상대 슬라이딩을 발생시킬 수 있다.
도 14 및 도 15에 도시되는 바와 같이, 제1 전자기 구동 어셈블리(130) 및 제2 전자기 구동 어셈블리(140) 양자 모두는 가동 베이스(120)와 베이스(110) 사이에 배치되고, 가동 베이스(120)의 바닥의 좌측 및 우측에 위치된다. 제1 전자기 구동 어셈블리(130)는 제1 슬라이딩 샤프트(117)의 일 측에 위치되고, 제2 전자기 구동 어셈블리(140)는 제2 슬라이딩 샤프트(118)의 다른 측에 위치된다. 제1 전자기 구동 어셈블리(130) 및 제2 전자기 구동 어셈블리(140)는 개별적으로 작동하고, 서로 영향을 미치지 않는다.
가동 베이스(120)의 바닥에 홈이 배치된다. 제1 자석(131) 및 제2 자석(141)은 홈 내에 개별적으로 배치된다. 제1 코일(132)은 제1 자석(131)의 바닥에 위치된다. 제1 코일(132) 및 제1 자석(131)은 서로 평행하게 그리고 대향하여 배치된다. 제2 코일(142)은 제2 자석(141)의 바닥에 위치된다. 제2 코일(142) 및 제2 자석(141)은 서로 평행하게 그리고 대향하여 배치된다.
도 14 및 도 15에 도시되는 바와 같이, 전기적 연결을 구현하기 위해, 제1 코일(132) 및 제2 코일(142)은 제4 회로 기판(187)에 고정된다. 제4 회로 기판(187)은 "L" 형상이다. 자기 저항 센서(182)가 제4 회로 기판(187)의 전방 단부에 배치된다. 자기 저항 센서(182)는, 가동 베이스(120)의 측부 홈에 배치된 자기 게이트(181)의 자기장 변화를 감지하도록 구성된다. 연결 단자 또는 커넥터가 제4 회로 기판(187)의 후방 단부에 배치되고, 보이스 코일 모터(100)의 하우징을 통과하여, 외부 디바이스(예를 들어, 프로세서)에 대한 전기적 연결을 구현한다.
도 1 내지 도 10, 도 11 내지 도 12, 및 도 13 내지 도 15에 도시되는 실시예들에서, 전자기 구동 어셈블리 내의 자석 및 코일은 서로 대향하여 그리고 평행하게 배치된다. 다른 구현예에서, 전자기 구동 어셈블리는 대안적으로 다른 방식으로 배치될 수 있다. 이것은 본 출원에서 제한되지 않는다. 예를 들어, 도 16에 도시되는 실시예에서, 전자기 구동 어셈블리 내의 자석 및 코일은 대안적으로 수직으로 배치될 수 있다.
도 16은 전자기 구동 어셈블리의 설치 구조의 개략도이다. 도 16은 제1 전자기 구동 어셈블리(130)만을 도시한다. 이 실시예에서, 제1 전자기 구동 어셈블리(130)는 전자기 구동 어셈블리의 배치 방식을 설명하기 위한 예로서 사용된다. 도면에 도시되지 않은 제2 전자기 구동 어셈블리(140)는 제1 전자기 구동 어셈블리(130)와 동일한 방식으로 가동 베이스(120)의 다른 측 상에 대칭적으로 배치될 수 있다. 제2 전자기 구동 어셈블리(140)의 배치 방식은 이 실시예에서 상세히 설명되지 않고, 제1 전자기 구동 어셈블리(130)의 배치 방식을 참조하여 이해될 수 있다.
도 16에 도시되는 바와 같이, 가동 베이스(120)는 제1 슬라이딩 샤프트(117)와 제2 슬라이딩 샤프트(118)의 외부에 슬리브결합된다. 제1 전자기 구동 어셈블리(130)는 가동 베이스(120)를 제1 슬라이딩 샤프트(117) 및 제2 슬라이딩 샤프트(118)에 대해 슬라이딩하도록 구동하게 구성된다.
제1 전자기 구동 어셈블리(130)는 제1 코일(132), 제5 자석(135) 및 제6 자석(136)을 포함한다. 제5 자석(135) 및 제6 자석(136)은 서로 대향하며 평행하게 그리고 이격되어 배치된다. 제1 코일(132)은 제5 자석(135)과 제6 자석(136) 사이에 수직으로 배치된다. 제1 코일(132)에 대면하는 제5 자석(135) 및 제6 자석(136)의 측면들은 동일한 자극 극성을 갖는다. 즉, 제5 자석(135) 및 제6 자석(136)의 것이고 서로 대향하는 측면들의 자극들의 극성들은 동일하다.
구체적으로, 도 16에 도시되는 바와 같이, 제5 자석(135) 및 제6 자석(136)의 것이고 제1 코일(132)에 대면하는 측면들의 극성들은 동일하며, 예를 들어 양자 모두 N극이거나 양자 모두 S극이다. 왼손 법칙에 따르면, 도 16의 종이 방향과 직교하는 제1 코일(132)의 상부측 및 하부측에 인가되는 전자기력의 방향은 동일하고, 좌측 또는 우측이어서, 가동 베이스(120)를 순방향 또는 역방향으로 슬라이딩하도록 구동한다.
도 16에 도시되는 전자기 구동 어셈블리를 포함하는 보이스 코일 모터는 이동형 자기 타입일 수 있거나 이동형 코일 타입일 수 있다. 이것은 본 출원에서 제한되지 않는다.
선택적으로, 도 16에 도시되는 전자기 구동 어셈블리를 포함하는 보이스 코일 모터는 이동형 자기 보이스 코일 모터일 수 있다. 이 경우, 제5 자석(135) 및 제6 자석(136)은 가동 베이스(120)에 고정되고, 제1 코일(132)은 베이스(110)에 고정된다.
예를 들어, 가동 베이스(120)의 측부 상에 홈이 배치될 수 있다. 제5 자석(135) 및 제6 자석(136)은 홈에 고정된다. 제1 코일(132)은 종이 방향에 평행하고 외측에 가까운 측면 에지를 통해 베이스(110)에 고정된다.
도 16에 도시되는 바와 같이, 전자기 구동 어셈블리는 자기 전도성 프레임(137)을 더 포함한다. 자기 전도성 프레임(137)은 제5 자석(135) 및 제6 자석(136)의 외주를 감싸서, 제5 자석(135)과 제6 자석(136) 사이의 자기장 강도가 향상될 수 있고, 코일 출력이 향상될 수 있다.
또한, 자기 전도성 삽입 블록(138)이 자기 전도성 프레임(137)에서 제5 자석(135)과 제6 자석(136) 사이에 추가로 고정된다. 제1 코일(132)은 자기 전도성 삽입 블록(138)의 외주 상에 슬리브결합된다. 자기장 강도는 또한 자기 전도성 삽입 블록(138)을 배치함으로써 향상될 수 있어, 코일의 출력력을 향상시킨다.
선택적으로, 도 16에 도시되는 전자기 구동 어셈블리를 포함하는 보이스 코일 모터는 또한 이동형 코일 보이스 코일 모터일 수 있다. 이 경우, 제5 자석(135) 및 제6 자석(136)은 베이스(110)에 고정되고, 제1 코일(132)은 가동 베이스(120)에 고정된다.
전술한 실시예와 비교하여, 이 실시예에서 제공되는 전자기 구동 어셈블리의 코일은 더 강한 자기장에 위치되고, 더 큰 구동력을 제공할 수 있다.
도 17은 전자기 구동 어셈블리의 다른 설치 구조의 개략도이다. 도 16에 도시되는 실시예와 비교하여, 이 실시예에서, 제1 코일(132)은 제5 자석(135)의 외주 상에 슬리브결합된다.
구체적으로, 도 17에 도시되는 바와 같이, 이 실시예에서, 제1 전자기 구동 어셈블리(130)는 제1 코일(132), 제5 자석(135) 및 제6 자석(136)을 포함한다. 제5 자석(135) 및 제6 자석(136)은 서로 대향하며 평행하게 그리고 이격되어 배치된다. 제1 코일(132)은 제5 자석(135)의 원주에 슬리브결합되고 제5 자석과 직교한다. 서로 대향하는 제5 자석(135) 및 제6 자석(136)의 측면들 상의 자극들의 극성들은 반대이다.
예를 들어, 제5 자석(135) 및 제6 자석(136)의 것이고 서로 대향하는 측면들의 극성들은 반대이고, 하나는 N극이고, 다른 하나는 S극이다. 왼손 법칙에 따르면, 제1 코일(132)의 것이고 도 17에서 2개의 자석들 사이에 위치되는 측면 에지에 좌측 또는 우측 전자기력이 인가되어, 가동 베이스(120)를 순방향 및 역방향으로 슬라이딩하도록 구동한다.
도 17에 도시되는 전자기 구동 어셈블리를 포함하는 보이스 코일 모터는 이동형 자기 타입일 수 있거나 또는 이동형 코일 타입일 수 있다. 이것은 본 출원에서 제한되지 않는다.
선택적으로, 도 17에 도시되는 전자기 구동 어셈블리를 포함하는 보이스 코일 모터는 이동형 자기 보이스 코일 모터일 수 있다. 이 경우, 제5 자석(135) 및 제6 자석(136)은 가동 베이스(120)에 고정되고, 제1 코일(132)은 베이스(110)에 고정된다.
선택적으로, 도 17에 도시되는 전자기 구동 어셈블리를 포함하는 보이스 코일 모터 또한 이동형 코일 보이스 코일 모터일 수 있다. 이 경우, 제5 자석(135) 및 제6 자석(136)은 베이스(110)에 고정되고, 제1 코일(132)은 가동 베이스(120)에 고정된다.
도 17에 도시되는 바와 같이, 자기 전도성 삽입 블록(138)은 제5 자석(135)의 외측 상에 위치되고, 제1 코일(132) 내부에 위치된다. 즉, 제1 코일(132)은 또한 자기 전도성 삽입 블록(138)의 외주 상에 슬리브결합된다. 전술한 배치를 통해, 자석들 사이의 자기장 강도가 향상되어, 코일의 출력력을 향상시킬 수 있다.
다른 양태에 따르면, 본 출원의 실시예는 카메라 모듈을 추가로 제공한다. 도 18은 본 출원의 실시예에 따른 카메라 모듈(200)의 구조의 개략도이다.
도 18에 도시되는 바와 같이, 카메라 모듈(200)은 전술한 실시예들 중 어느 하나에서 제공된 제1 렌즈(230) 및 보이스 코일 모터(100)를 포함한다. 보이스 코일 모터(100)는 제1 렌즈(230)를 이동시키도록 구동하게 구성되어, 광학 포커싱을 구현한다.
선택적으로, 카메라 모듈(200)은 제1 렌즈(230)의 물체측 방향으로 배치된 제2 렌즈(220) 및 제1 렌즈(230)의 이미지측 방향으로 배치된 이미지 센서(250)를 더 포함한다.
예를 들어, 제2 렌즈(220)는 보이스 코일 모터(100)의 제2 렌즈 설치 홈(114)에 고정될 수 있다.
예를 들어, 이미지 센서(250)는 상보형 금속-산화물-반도체(complementary metal-oxide semiconductor, CMOS) 이미지 센서 또는 전하 결합 디바이스(charge coupled device, CCD) 이미지 센서일 수 있다. 이미지 센서(250)는 광의 광학 신호에 대해 광학-전기 변환 및 아날로그/디지털(analog/digital, A/D) 변환을 수행하여, 디스플레이 스크린과 같은 디스플레이 유닛에 의해 표시될 이미지 데이터를 출력하도록 주로 구성된다.
선택적으로, 카메라 모듈(200)은 제2 렌즈(220)의 물체측 방향으로 배치된 반사 요소(210)를 더 포함한다. 즉, 카메라 모듈(200)은 잠망경 카메라 모듈일 수 있다.
예를 들어, 반사 요소(210)는 삼각형 프리즘 또는 반사기일 수 있다.
선택적으로, 적외선 필터(240)가 제1 렌즈(230)와 이미지 센서(250) 사이에 더 배치된다. 적외선 필터(240)를 배치함으로써 적외선이 차단, 필터링 등이 될 수 있고, 이에 의해 이미징 품질을 개선한다. 적외선 필터(240)는 예를 들어 백색 유리 필터 또는 청색 유리 필터일 수 있다.
카메라 모듈(200)은 전술한 실시예들 중 어느 하나에서 제공된 보이스 코일 모터(100)를 사용하기 때문에, 카메라 모듈(200)은 또한 보이스 코일 모터(100)에 대응하는 기술적 효과를 갖는다. 세부사항들은 본 명세서에서 다시 설명되지 않는다.
또 다른 양태에 따르면, 본 출원의 실시예는 전자 디바이스를 더 제공한다. 도 19는 본 출원의 실시예에 따른 전자 디바이스(300)의 구조의 개략도이다.
도 19의 (a) 부분 및 도 19의 (b) 부분은 각각 전자 디바이스(300)의 정면도 및 배면도이다. 도 19에 도시되는 바와 같이, 전자 디바이스(300)는 전술한 실시예에서 제공된 카메라 모듈(200)을 포함하고, 하우징(310) 및 디스플레이 스크린(320)을 더 포함한다. 디스플레이 스크린(320)은 하우징(310) 상에 설치된다. 수용 공간이 하우징(310) 내에 구성된다. 카메라 모듈(200)은 수용 공간에 설치될 수 있다. 디스플레이 스크린(320)은 카메라 모듈(200)에 의해 촬영된 사진 또는 비디오를 표시하도록 구성될 수 있다.
선택적으로, 하우징(310)은 금속 하우징, 예를 들어 마그네슘 합금 또는 스테인리스 스틸과 같은 금속일 수 있다. 또한, 하우징은 플라스틱 하우징, 유리 하우징, 세라믹 하우징 등일 수도 있지만, 이에 제한되지 않는다.
선택적으로, 디스플레이 스크린(320)은 발광 다이오드(light emitting diode, LED) 디스플레이, 액정(liquid crystal display, LCD) 디스플레이, 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode, OLED) 디스플레이 등일 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다.
선택적으로, 하우징(310)은 다른 컴포넌트, 예를 들어, 배터리, 플래시, 지문 인식 모듈, 이어피스, 회로 기판, 또는 센서를 더 포함할 수 있다. 그러나, 이것은 이에 제한되지 않는다.
선택적으로, 전자 디바이스(300)는, 촬영 또는 촬영 기능을 갖는 단말 디바이스, 예를 들어, 휴대폰, 태블릿 컴퓨터, 랩톱 컴퓨터, 비디오 카메라, 비디오 레코더, 카메라, 지능형 로봇, 차량 내 감시, 또는 다른 형태의 촬영 또는 촬영 기능을 갖는 디바이스일 수 있다.
전술한 실시예에서 제공된 카메라 모듈(200)은 전자 디바이스(300)에서 사용되기 때문에, 전자 디바이스(300)는 또한 카메라 모듈(200)에 대응하는 기술적 효과를 갖는다. 세부사항들은 본 명세서에서 다시 설명되지 않는다.
전술한 설명들은 단지 본 출원의 특정 구현예들이지만, 본 출원의 보호 범위는 이에 제한되지 않는다. 본 출원에 개시되는 기술적 범위 내에서 해당 분야의 통상의 기술자에 의해 용이하게 이해될 수 있는 임의의 변형 또는 대체는 본 출원의 보호 범위 내에 있을 것이다. 따라서, 본 출원의 보호 범위는 청구항들의 보호 범위에 따라야 한다.
Claims (27)
- 보이스 코일 모터로서,
베이스(110);
전방 및 후방 방향을 따라 배치된 슬라이드 레일 어셈블리;
제1 렌즈를 탑재하도록 구성되고, 상기 슬라이드 레일 어셈블리를 통해 상기 베이스(110) 상에 슬라이딩가능하게 배치되는 가동 베이스(120); 및
상기 베이스(110)의 상기 전방 및 후방 방향으로 슬라이딩하도록 상기 가동 베이스(120)를 구동하기 위해, 상기 가동 베이스(120)에 구동력을 공급하도록 구성되는 제1 전자기 구동 어셈블리(130) 및 제2 전자기 구동 어셈블리(140)-상기 제1 전자기 구동 어셈블리(130) 및 상기 제2 전자기 구동 어셈블리(140)는 상기 슬라이드 레일 어셈블리의 양측에 각각 배치됨-를 포함하는 보이스 코일 모터. - 제1항에 있어서,
상기 슬라이드 레일 어셈블리는 상기 베이스(110) 상에 평행하게 그리고 이격되어 배치되는 제1 슬라이딩 샤프트(117) 및 제2 슬라이딩 샤프트(118), 및 상기 가동 베이스(120)의 바닥에 배치되는 제1 슬라이딩 홈(127) 및 제2 슬라이딩 홈(128)을 포함하며;
상기 제1 슬라이딩 샤프트(117)는 상기 제1 슬라이딩 홈(127) 내에 슬라이딩가능하게 배치되고, 상기 제2 슬라이딩 샤프트(118)는 상기 제2 슬라이딩 홈(128) 내에 슬라이딩가능하게 배치되는 보이스 코일 모터. - 제2항에 있어서,
상기 제1 슬라이딩 홈(127)은 V 홈이고, 상기 제2 슬라이딩 홈은 U 홈이며, 상기 U 홈의 홈 폭은 상기 제2 슬라이딩 샤프트(118)의 폭보다 더 큰 보이스 코일 모터. - 제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 제1 전자기 구동 어셈블리(130)는 서로 평행하고 서로 대향하여 배치되는 제1 자석(131) 및 제1 코일(132)을 포함하고;
상기 제2 전자기 구동 어셈블리(140)는 서로 평행하고 서로 대향하여 배치되는 제2 자석(141) 및 제2 코일(142)을 포함하며;
상기 제1 자석(131) 및 상기 제2 자석(141)은 상기 가동 베이스(120)의 대향하는 양측에 고정되고, 상기 제1 코일(132) 및 상기 제2 코일(142)은 상기 베이스(110)에 고정되는 보이스 코일 모터. - 제4항에 있어서,
상기 제1 자석(131) 및 상기 제2 자석(141) 양자 모두는 상기 전방 및 후방 방향들을 따라 교번식으로 배치되는 N극들 및 S극들을 가지며;
상기 제1 자석(131)의 N극 및 S극은 상기 제1 코일(132)에 대면하고, 상기 제2 자석(141)의 N극 및 S극은 상기 제2 코일(142)에 대면하는 보이스 코일 모터. - 제5항에 있어서,
상기 제1 자석(131)은 복수의 독립적인 자석으로 구성되거나, 또는 상기 제1 자석(131)은 일체형 자화 구조이며;
상기 제2 자석(141)은 복수의 독립적인 자석으로 구성되거나, 또는 상기 제2 자석(141)은 일체형 자화 구조인 보이스 코일 모터. - 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 코일(132)은 제1 회로 기판(133)에 전기적으로 연결되고, 상기 제1 회로 기판(133)을 통해 상기 베이스(110)에 고정되고;
상기 제2 코일(142)은 제2 회로 기판(143)에 전기적으로 연결되고, 상기 제2 회로 기판(143)을 통해 상기 베이스(110)에 고정되며;
상기 제1 회로 기판(133)은 연결 회로 기판(143)을 통해 상기 제2 회로 기판(143)에 전기적으로 연결되는 보이스 코일 모터. - 제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 슬라이딩 샤프트(117) 및 상기 제2 슬라이딩 샤프트(118)는 자기 전도성 재료들로 이루어지고, 상기 제1 자석(131)과 상기 제1 슬라이딩 샤프트(117) 사이에 자기 부착력이 존재하며, 상기 제2 자석(141)과 상기 제2 슬라이딩 샤프트(118) 사이에 자기 부착력이 존재하는 보이스 코일 모터. - 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 베이스(110)는 상기 슬라이드 레일 어셈블리의 후방측에 위치된 후방 제한 프레임(112) 및 상기 슬라이드 레일 어셈블리의 전방측에 위치된 전방 제한 프레임(113)을 포함하고, 상기 후방 제한 프레임(112) 및 상기 전방 제한 프레임(113)은 상기 전방 및 후방 방향들에서 상기 가동 베이스(120)의 슬라이딩 범위를 제한하기 위해 사용되는 보이스 코일 모터. - 제9항에 있어서,
상기 후방 제한 프레임(112)에 대면하는 상기 가동 베이스(120)의 측면 상에 연장부(124)가 돌출되어 배치되며, 상기 연장부(124)를 삽입하기 위한 위치결정 홈(116)이 상기 후방 제한 프레임(112) 상에 형성되는 보이스 코일 모터. - 제9항 또는 제10항에 있어서,
탄성 버퍼(115)가 상기 가동 베이스(120)에 대면하는 상기 후방 제한 프레임(112)의 측면 상에 배치되며; 및/또는
상기 탄성 버퍼(115)는 상기 가동 베이스(120)에 대면하는 상기 전방 제한 프레임(113)의 측면 상에 배치되는 보이스 코일 모터. - 제9항 또는 제10항에 있어서,
탄성 버퍼(115)가 상기 제한 프레임(112)에 대면하는 상기 가동 베이스(120)의 측면 상에 배치되고;/또는
상기 탄성 버퍼(115)는 상기 전방 제한 프레임(113)에 대면하는 상기 가동 베이스(120)의 측면 상에 배치되는 보이스 코일 모터. - 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
제2 렌즈를 배치하기 위한 제2 렌즈 설치 홈(123)이 상기 후방 제한 프레임(112) 상에 배치되는 보이스 코일 모터. - 제4항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 보이스 코일 모터는 상기 가동 베이스(120)의 위치를 감지하도록 구성된 변위 센서 어셈블리(180), 및 상기 변위 센서 어셈블리(180)의 감지 신호를 수신하고 상기 제1 코일(132) 및 상기 제2 코일(142)의 전류들을 제어하도록 구성된 프로세서를 더 포함하는 보이스 코일 모터. - 제14항에 있어서,
상기 변위 센서 어셈블리(180)는 상기 가동 베이스(120)에 고정된 자기 게이트(181) 및 상기 베이스(110)에 고정된 자기 저항 센서(182)를 포함하고, 상기 자기 저항 센서(182)는 상기 자기 게이트(181)의 자기장 변화를 감지하고 상기 감지 신호를 상기 프로세서에 전송하도록 구성되는 보이스 코일 모터. - 제14항에 있어서,
상기 변위 센서 어셈블리(180)는 상기 가동 베이스(120)에 고정된 제3 자석(184) 및 상기 베이스(110)에 고정된 2개의 홀 효과 센서(185)를 포함하며;
상기 제3 자석(184)의 자극 방향은 상기 전방 및 후방 방향들에 대해 비스듬히 배치되고, 상기 2개의 홀 효과 센서(185)는 상기 제3 자석(184)의 자기장 변화를 감지하고 상기 감지 신호를 상기 프로세서에 전송하도록 구성되는 보이스 코일 모터. - 제16항에 있어서,
상기 보이스 코일 모터는 상기 가동 베이스(120)의 바닥에 고정된 제4 자석(186)을 더 포함하며, 상기 제4 자석(186) 및 상기 제3 자석(184)은 상기 슬라이드 레일 어셈블리에 대향하여 대칭적으로 배치되는 보이스 코일 모터. - 제4항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가동 베이스(120)는 2개의 설치 브래킷들(121) 및 금속 연결부(122)를 포함하고, 상기 2개의 설치 브래킷들(121)은 상기 금속 연결부(122)를 통해 고정되는 보이스 코일 모터. - 제18항에 있어서,
상기 금속 연결부(122)는 2개의 자기 전도성 시트(1221) 및 지지 바닥(1222)을 포함하고, 상기 2개의 자기 전도성 시트(1221)는 상기 지지 바닥(1222)을 통해 고정되며;
상기 2개의 자기 전도성 시트(1221)는 상기 2개의 설치 브래킷(121)에 각각 고정되고, 상기 제1 자석(131) 및 상기 제2 자석(132)의 내측들에 각각 위치되는 보이스 코일 모터. - 제19항에 있어서,
상기 금속 연결부(122)는 통합 성형 공정을 사용해서 자기 전도성 재료로 제조되는 보이스 코일 모터. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 전자기 구동 어셈블리(130)는 제1 코일(132), 제5 자석(135), 및 제6 자석(136)을 포함하며;
상기 제5 자석(135)과 상기 제6 자석(136)은 서로 대향하고 평행하게 그리고 이격되어 배치되고, 상기 제1 코일(132)은 상기 제5 자석(135)과 상기 제6 자석(136) 사이에 수직으로 배치되고, 서로 대향하며 상기 제5 자석(135)과 상기 제6 자석(136)의 것인 측면들의 자극들은 동일한 극성들을 갖는 보이스 코일 모터. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 전자기 구동 어셈블리(130)는 제1 코일(132), 제5 자석(135), 및 제6 자석(136)을 포함하며;
상기 제5 자석(135) 및 상기 제6 자석(136)은 서로 대향하며 평행하게 그리고 이격되어 배치되고, 상기 제1 코일(132)은 상기 제5 자석(135)의 외주 상에 슬리브결합되고 상기 제5 자석(135)에 대해 수직이며, 서로 대향하며 상기 제5 자석(135) 및 상기 제6 자석(136)의 것인 측면들의 자극들은 반대 극성들을 갖는 보이스 코일 모터. - 카메라 모듈로서, 제1 렌즈(230) 및 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 따른 보이스 코일 모터를 포함하고, 상기 보이스 코일 모터는 상기 제1 렌즈(230)를 이동시키도록 구동하게 구성되는 카메라 모듈.
- 제23항에 있어서,
상기 카메라 모듈은 상기 제1 렌즈(230)의 물체측 방향으로 배치된 제2 렌즈(220), 및 상기 제1 렌즈(230)의 이미지측 방향으로 배치된 이미지 센서(250)를 더 포함하는 카메라 모듈. - 제24항에 있어서,
상기 카메라 모듈은 상기 제2 렌즈(220)의 물체측 방향으로 배치된 반사 요소(210)를 더 포함하는 카메라 모듈. - 제24항 또는 제25항에 있어서,
상기 제1 렌즈(230)와 상기 이미지 센서(250) 사이에 적외선 필터(240)가 더 배치되는 카메라 모듈. - 제23항 내지 제26항 중 어느 한 항에 따른 카메라 모듈을 포함하는 전자 디바이스.
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