KR100763277B1 - Arranging Structure of Magnets for Linear Voice Coil Motor and Camera Module Having the Same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 선형 보이스 코일 모터의 영구자석 배치구조 및 이를 구비한 카메라 모듈에 관한 것으로, 보다 상세하게는 휴대폰과 같은 휴대용 전자기기에 장착되는 카메라 모듈의 촛점이나 배율의 조절에 사용되는 선형 보이스 코일 모터(Linear Voice Coil Motor) 내부에 장착되는 영구자석의 배치 구조 및 이를 구비한 카메라 모듈에 관한 것이다. 본 발명은 요크내에 영구자석을 6개 이상 배치함으로써 달성된다.The present invention relates to a permanent magnet arrangement of a linear voice coil motor and a camera module having the same, and more particularly, to a linear voice coil motor used for adjusting a focus or magnification of a camera module mounted on a portable electronic device such as a mobile phone. (Linear Voice Coil Motor) The present invention relates to an arrangement structure of a permanent magnet mounted inside and a camera module having the same. The present invention is achieved by arranging six or more permanent magnets in the yoke.

보이스 코일모터, 영구자석, 카메라 모듈 Voice coil motor, permanent magnet, camera module

Description

선형 보이스 코일 모터의 영구자석 배치구조 및 이를 구비한 카메라 모듈{ Arranging Structure of Magnets for Linear Voice Coil Motor and Camera Module Having the Same}Arranging Structure of Magnets for Linear Voice Coil Motor and Camera Module Having the Same}

도 1은 보이스 코일모터의 원리를 나타낸 도.1 is a view showing the principle of the voice coil motor.

도 2는 보이스 코일모터가 적용된 카메라 모듈의 단면도.2 is a cross-sectional view of the camera module to which the voice coil motor is applied.

도 3은 통상적인 보이스 코일모터의 영구자석 배치형상을 나타낸 사시도.Figure 3 is a perspective view showing the permanent magnet arrangement of the conventional voice coil motor.

도 4는 영구자석의 자화과정을 나타낸 도.4 is a view showing a magnetization process of a permanent magnet.

도 5는 영구자석의 자속밀도를 시뮬레이션한 결과를 나타낸 도.5 is a view showing a result of simulating the magnetic flux density of the permanent magnet.

도 6은 영구자석의 내측면 자속밀도를 측정한 결과를 나타낸 도.Figure 6 is a view showing the result of measuring the magnetic flux density of the inner surface of the permanent magnet.

도 7은 영구자석의 외측면 자속밀도를 측정한 결과를 나타낸 도.Figure 7 is a view showing the result of measuring the magnetic flux density on the outer surface of the permanent magnet.

도 8은 영구자석이 4개 설치된 카메라 모듈의 코일 설치위치에서의 자속밀도를 나타낸 도.8 is a view showing magnetic flux density at a coil installation position of a camera module provided with four permanent magnets.

도 9는 본 발명에 따라 영구자석이 6개 설치된 카메라 모듈의 코일 설치위치에서의 자속밀도를 나타낸 도.Figure 9 is a view showing the magnetic flux density at the coil installation position of the camera module six permanent magnets installed in accordance with the present invention.

도 10은 본 발명에 따라 영구자석이 6개 배치된 형상을 나타낸 사시도.10 is a perspective view showing a shape in which six permanent magnets are disposed in accordance with the present invention.

** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**** Explanation of symbols for the main parts of the drawings **

10 : 영구자석 20 : 코일 60 : 요크 10 permanent magnet 20 coil 60 yoke

본 발명은 선형 보이스 코일 모터의 영구자석 배치구조 및 이를 구비한 카메라 모듈에 관한 것으로, 보다 상세하게는 휴대폰과 같은 휴대용 전자기기에 장착되는 카메라 모듈의 촛점이나 배율의 조절에 사용되는 선형 보이스 코일 모터(Linear Voice Coil Motor) 내부에 장착되는 영구자석의 배치 구조 및 이를 구비한 카메라 모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a permanent magnet arrangement of a linear voice coil motor and a camera module having the same, and more particularly, to a linear voice coil motor used for adjusting a focus or magnification of a camera module mounted on a portable electronic device such as a mobile phone. (Linear Voice Coil Motor) The present invention relates to an arrangement structure of a permanent magnet mounted inside and a camera module having the same.

보이스 코일모터는 통상 직선운동을 위한 선형 보이스 코일 모터와 회전운동을 위한 회전형 보이스 코일 모터로 나뉘며, 그 크기를 소형화할 수 있고 우수한 응답성과 직진성을 가지기 때문에 음향 스피커 뿐만 아니라 하드디스크와 같은 저장장치 등 여러가지 분야에서 폭 넓게 사용되고 있다. 본 발명은 선형 보이스 코일모터에 관한 것으로, 이하 설명에서 보이스 코일모터라 함은 선형 보이스코일모터를 칭하는 것이다. 본 발명의 보이스 코일 모터는 휴대폰의 카메라 모듈에 사용되며 초점이나 배율의 조절을 위하여 사용되는 보이스 코일 액튜에이터로 사용되면 보다 바람직하다.Voice coil motors are generally divided into linear voice coil motors for linear motion and rotary voice coil motors for rotational motion. They can be downsized and have excellent responsiveness and linearity. It is widely used in various fields such as. The present invention relates to a linear voice coil motor, in the following description, the voice coil motor refers to a linear voice coil motor. The voice coil motor of the present invention is more preferably used as a voice coil actuator used in a camera module of a mobile phone and used for adjusting focus or magnification.

보이스 코일모터는 도 1에 표시한 바와 같이 음향 스피커에 사용되는 보이스 코일의 원리를 이용한 모터로서, 코일(20)에 흐르는 전류에 의해 플레밍의 왼손법 칙에 의해 발생한 자력과 영구 자석(10)의 상호작용에 의해 발생한 힘을 이용하는 것이다. The voice coil motor is a motor using the principle of the voice coil used in the acoustic speaker as shown in FIG. 1, and the magnetic force generated by the Fleming's left-hand law by the current flowing through the coil 20 Is to use the forces generated by the interaction.

이러한 보이스 코일모터가 휴대폰의 카메라 모듈에 사용되는 경우, 보이스 코일모터의 가동부는 도 2와 같이 렌즈를 포함한 경통(30)과, 상기 경통(30)이 삽입되어 고정되는 렌즈 캐리어(40)와, 상기 렌즈 캐리어(40)에 장착된 중공파이프 형상의 코일(20)을 포함하여 이루어진다.When the voice coil motor is used in the camera module of the mobile phone, the movable part of the voice coil motor as shown in FIG. 2 includes a lens barrel 30 including a lens, a lens carrier 40 into which the barrel 30 is inserted and fixed, and It comprises a hollow pipe-shaped coil 20 mounted on the lens carrier 40.

또한 보이스 코일모터의 고정부는 상기 코일(20)이 삽입되는 요홈(50)과 이를 구비한 요크(60)와; 상기 요크(60)의 요홈(50)의 둘레에 배치된 영구자석(10)을 포함하여 이루어진다. In addition, the fixed portion of the voice coil motor and the groove 50 is inserted into the coil 20 and the yoke (60) having the same; It comprises a permanent magnet 10 disposed around the groove 50 of the yoke 60.

통상 영구자석(10)은 중공 파이프 형상의 단일체로 구성되거나, 또는 축방향으로 2분할 또는 4분할(도 3 참조)되어 상기 요크(60)내의 요홈(50)에 배치된다.Typically, the permanent magnet 10 is composed of a hollow pipe-shaped unitary body, or two or four divided in the axial direction (see Fig. 3) is disposed in the groove 50 in the yoke 60.

휴대폰 카메라 내부에 장착되는 부품의 경우 그 성능을 확보하면서 크기는 작아야 하므로, 영구자석은 자력이 강한 네오디뮴(Nd-Fe)계 자석을 주로 사용하게 된다. The parts mounted inside the mobile phone camera should be small in size while ensuring its performance, so the permanent magnet mainly uses neodymium (Nd-Fe) magnets with strong magnetic force.

그러나 페라이트계 자석등에 비해 상대적으로 자력이 월등히 강한 네오디뮴계 자석을 사용하더라도, 광축이 일정하게 유지되어야 하는 카메라 모듈의 경우에는 경통이 편심되는 등의 이상 현상이 발생되었다.However, even when using neodymium-based magnets, which are much stronger than ferrite magnets, anomalies such as eccentricity have occurred in the case of a camera module whose optical axis must be kept constant.

본 발명은 이러한 이상현상이 영구자석의 자속밀도에 차이가 있다고 판단하여 이를 바탕으로 발명된 것이다. The present invention is invented on the basis of this abnormal phenomenon is determined that the magnetic flux density of the permanent magnet is different.

본 발명을 통하여 실험한 바에 의하면, 카메라 모듈에 사용되는 원호형상의 네오디뮴계 자석은 상기 도 4의 화살표 방향으로 자속을 형성하여 제조되는 것으로, 이러한 현상을 컴퓨터 시뮬레이션한 결과를 도 5에 나타내었으며, 도 6 및 도 7에는 이를 측정한 결과를 나타낸 것으로, 자석의 둘레방향으로 자력의 크기가 다르게 분포됨을 발견하였다.According to the experiment through the present invention, the arc-shaped neodymium-based magnet used in the camera module is manufactured by forming a magnetic flux in the direction of the arrow of Figure 4, the results of computer simulation of this phenomenon is shown in Figure 5, 6 and 7 show the results of the measurement, and found that the magnitude of the magnetic force is differently distributed in the circumferential direction of the magnet.

영구자석의 내측면 자력 분포를 나타낸 도 6의 경우에는 영구자석의 가장자리에 강력한 자력을 형성하는 반면, 도 7에 표시한 외측면의 경우에는 가장자리에 자력이 형성되며 그 중심영역에서는 자력이 일정하게 분포함을 알 수 있었다.In the case of FIG. 6 showing the inner surface magnetic force distribution of the permanent magnet, a strong magnetic force is formed at the edge of the permanent magnet, while in the outer surface shown in FIG. It can be seen that the distribution.

실제 코일과 반응하게 되는 자속은 내측면의 자속인데, 이러한 자속이 영구자석의 가장자리에 집중되므로, 2 ~ 4개의 영구자석을 사용하는 보이스 코일 모터에서 렌즈 경통의 편심을 초래하거나 그 효율이 낮아지는 문제점이 있었다. The magnetic flux that reacts with the actual coil is the magnetic flux on the inner side, and the magnetic flux is concentrated on the edge of the permanent magnet, which causes eccentricity of the lens barrel in the voice coil motor using two to four permanent magnets, or lowers its efficiency. There was a problem.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 전체적으로 균일하게 영구자석을 분포시켜, 경통의 편심을 방지하기 위한 보이스 코일 모터를 제공하는데 그 목적을 두고 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and the object thereof is to provide a voice coil motor for preventing the eccentricity of the barrel by uniformly distributing the permanent magnet as a whole.

또한 본 발명은 6개 이상의 영구자석을 배치시킴에 따라 높은 자력을 얻을 수 있으며, 또한 영구자석의 크기(두께)를 줄일 수 있어 보다 소형화 경량화가 달성되는 보이스 코일모터를 제공하는데 또 다른 목적을 두고 있다.In another aspect, the present invention is to provide a voice coil motor that can obtain a high magnetic force by arranging six or more permanent magnets, and also can reduce the size (thickness) of the permanent magnet to achieve a more compact and lightweight have.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, The present invention for achieving the above object,

렌즈를 포함한 경통과, 상기 경통이 삽입되어 고정되는 렌즈 캐리어와, 상기 렌즈 캐리어에 장착된 중공파이프 형상의 코일을 포함하여 이루어진 가동부와;A movable part including a barrel including a lens, a lens carrier into which the barrel is inserted and fixed, and a hollow pipe-shaped coil mounted to the lens carrier;

상기 코일이 삽입되는 요홈과 상기 경통이 삽입되는 요크와; 상기 요크의 요홈의 둘레에 등간격으로 배치된 6개 이상의 영구자석을 포함하여 이루어진 고정부로 이루어진 것을 특징으로 하여 선형 보이스 코일 모터의 영구자석 배치구조를 이룬다. A yoke into which the coil is inserted and a yoke into which the barrel is inserted; The permanent magnet arrangement structure of the linear voice coil motor is characterized by consisting of a fixed portion including six or more permanent magnets arranged at equal intervals around the groove of the yoke.

또한 본 발명의 영구자석은 네오디뮴계 자석을 사용하는 것이 보다 바람직하다.In addition, the permanent magnet of the present invention more preferably uses a neodymium-based magnet.

또한 본 발명의 카메라 모듈은 상기 선형 보이스 코일모터를 이용하여 초점이나 배율을 조절하는 것을 또 다른 특징으로 한다.In addition, the camera module of the present invention is another feature of adjusting the focus or magnification by using the linear voice coil motor.

도 8과 도 9에는 각각 요크 내에 4개, 6개 배치된 영구자석과 요크 사이에서 측정한 요크의 반경 방향의 자속밀도(B)를 나타낸 그래프이다. 측정에는 펄스자장을 이용한 자성측정장치인 펄스 마그네토미터(Pulse Magnetometer)를 사용하였다.8 and 9 are graphs showing the magnetic flux density B in the radial direction of the yoke measured between the yoke and the permanent magnets arranged in four and six yokes, respectively. The pulse magnetometer (Pulse Magnetometer) which is a magnetic measuring device using a pulse magnetic field was used for the measurement.

측정에 사용된 각 영구자석은 동일한 자화장치에서 동일한 조건으로 가공된 것이다. Each permanent magnet used for the measurement was processed under the same conditions in the same magnetizer.

자속밀도는 각 자석의 경계점에서 약 0.375 테슬라(Tesla) 정도의 피크치를 가지며, 자석의 중심부위에서는 약 0.30 테슬라 정도의 일정 값을 보인다. 도 8과 도 8에 표시된 선의 아래 면적이 전체 자력의 크기를 나타내는 것으로, 중심부위의 최저치는 영구자석이 4개인 경우와 6개인 경우가 비슷하지만, 최대값을 나타내는 피크의 수는 2개와 3개로 나뉘게 되며 피크치 역시 유사한 값을 나타냄을 알 수 있었다. 도 10은 본 발명의 영구자석 배치에 따른 형상을 나타낸 것이다. The magnetic flux density has a peak value of about 0.375 Tesla at the boundary of each magnet and a constant value of about 0.30 Tesla above the center of the magnet. The area under the lines shown in FIGS. 8 and 8 represents the magnitude of the total magnetic force, and the minimum above the center is similar to that of four permanent magnets and six, but the number of peaks representing the maximum is two and three. It was found that the peak values were similar and also showed similar values. Figure 10 shows the shape according to the permanent magnet arrangement of the present invention.

따라서, 영구자석을 6개 부착하면 4개를 부착하는 것보다 전체 자력의 크기가 커지게 되므로, 보이스 코일모터에 사용되는 영구자석의 자력이 강하게 된다. 따라서, 일정량의 자력이 필요한 경우에는 영구자석의 크기(두께)를 작게 할 수 있으므로 보이스 코일모터의 크기를 작게 할 수 있고, 따라서 카메라 모듈의 크기도 소형화 할 수 있다. Therefore, when six permanent magnets are attached, the total magnetic force becomes larger than that of four permanent magnets, and thus the magnetic force of the permanent magnets used in the voice coil motor is stronger. Therefore, when a certain amount of magnetic force is required, the size (thickness) of the permanent magnet can be reduced, so that the size of the voice coil motor can be reduced, and thus the size of the camera module can be reduced.

본 발명에 의하면, 보다 균일하게 영구자석의 자속을 분포시켜, 경통의 편심을 방지할 수 있으며, 또한 6개 이상의 영구자석을 배치시킴에 따라 높은 자력을 얻을 수 있고 영구자석의 크기(두께)를 줄일 수 있어 보다 소형화 경량화가 달성되는 보이스 코일모터과 카메라 모듈을 얻을 수 있다.According to the present invention, the magnetic flux of the permanent magnet can be more uniformly distributed to prevent the eccentricity of the barrel, and by arranging six or more permanent magnets, high magnetic force can be obtained and the size (thickness) of the permanent magnet can be obtained. It is possible to obtain a voice coil motor and a camera module that can be reduced, thereby achieving smaller size and lighter weight.

Claims (3)

렌즈를 포함한 경통과, 상기 경통이 삽입되어 고정되는 렌즈 캐리어와, 상기 렌즈 캐리어에 장착된 중공파이프 형상의 코일을 포함하여 이루어진 가동부와;A movable part including a barrel including a lens, a lens carrier into which the barrel is inserted and fixed, and a hollow pipe-shaped coil mounted to the lens carrier; 상기 코일이 삽입되는 요홈과 상기 경통이 삽입되는 요크와; 상기 요크의 요홈의 둘레에 등간격으로 배치된 6개 이상의 영구자석을 포함하여 이루어진 고정부로 이루어진 것을 특징으로 하는 선형 보이스 코일 모터의 영구자석 배치구조. A yoke into which the coil is inserted and a yoke into which the barrel is inserted; Permanent magnet arrangement structure of the linear voice coil motor, characterized in that consisting of a fixed portion including six or more permanent magnets arranged at equal intervals around the groove of the yoke. 제 1항에 있어서, 상기 영구자석은 네오디뮴계 자석을 사용하는 것을 특징으로 하는 선형 보이스 코일 모터의 영구자석 배치구조.The permanent magnet arrangement of a linear voice coil motor according to claim 1, wherein the permanent magnet uses a neodymium-based magnet. 제 1항 또는 제2항의 상기 선형 보이스 코일모터를 이용하여 초점이나 배율을 조절하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.The camera module of claim 1 or 2, wherein the focus or magnification is adjusted using the linear voice coil motor.
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