KR101233572B1

KR101233572B1 - 카메라 모듈용 보이스 코일 모터

Info

Publication number: KR101233572B1
Application number: KR1020110036240A
Authority: KR
Inventors: 신경식
Original assignee: 주식회사 뮤타스
Priority date: 2011-04-19
Filing date: 2011-04-19
Publication date: 2013-03-14
Also published as: KR20120118706A

Abstract

본 발명의 카메라 모듈용 보이스 코일 모터는, 베이스에 고정되는 고정부, 렌즈가 설치되고 광축 방향으로 이동되는 이동부, 상기 고정부 및 이동부를 연결하는 서스펜션부를 포함하는 보빈 유니트; 상기 이동부에 부착되는 코일 또는 마그네트; 를 포함한다.

Description

카메라 모듈용 보이스 코일 모터{VOICE COIL MOTOR FOR CAMERA MODULE}

본 발명은 카메라 모듈용 보이스 코일 모터에 관한 것이다.

일반적으로 휴대 전화기의 카메라나 디지털 카메라와 같은 소형 광학 기기에 사용되는 카메라 모듈을 살펴보면, 보빈에 렌즈가 장착되고, 자동 배율 조정, 자동 초점 조절, 손떨림 방지를 위하여 보빈을 광축 방향으로 이동시키는 액츄에이터(Actuator)가 마련된다.

액츄에이터 중 하나로 VCM(Voice Coil Motor)를 들 수 있다. 보이스 코일 모터는 마그네트와 코일 사이에 작용하는 전자기력을 이용하여 보빈을 상하 이동시키며, 보빈에 고정된 렌즈의 상하 이동에 따라 자동 초점 조절, 자동 배율 조정, 손떨림 방지 등의 기능이 수행된다. 보이스 코일 모터는 렌즈의 이동과 같이 비교적 짧은 거리를 정밀하게 직선으로 이동시키는 액츄에이터로서 적합하다.

도 1은 종래의 카메라 모듈용 보이스 코일 모터의 분해 사시도이다. 이를 참조하면, 보빈(10), 베이스(50), 코일(30), 마그네트(54), 판 스프링(40), 요크(20), 하우징(52) 및 커버(53)를 포함하는 보이스 코일 모터가 도시된다.

보빈(10)은 렌즈의 광축을 따라 이동이 가능하고, 무빙 코일 타입(moving coil type)의 경우 보빈(10)의 외주면에 코일(30)이 권선된다. 보빈(10)은 렌즈를 고정할 수 있는 렌즈 고정부로서 나사산을 보빈(10)의 내주에 구비하며, 카메라 렌즈 홀더에 해당한다.

코일(30)은 보빈(10)의 외주면에 권선되며, 입력되는 전류의 크기 및 방향에 따라 자기장을 형성하고, 하우징(52)에 고정되는 마그네트(54)와의 인력 및 척력에 의하여 보빈(10)을 렌즈의 광축을 따라 이동시킨다.

베이스(50)는 커버(53)와 결합되며 판 스프링(40)의 일측과 접한다. 판 스프링(40)의 타측은 보빈(10)과 결합된다. 베이스(50)의 내부 공간에는 하우징(52) 및 하우징(52)의 내부에 조립된 부품들이 수용된다.

하우징(52)은 보빈(10)의 외주면에 결합된다. 하우징(52)의 내부에는 마그네트(54) 및 마그네트(54)의 자기 누설을 방지하는 요크(20)가 설치된다.

판 스프링(40)의 일측 및 타측은 보빈(10) 및 베이스(50)에 각각 결합되어 보빈(10)을 탄성 지지하는 서스펜션(suspension) 기능을 하며, 탄성력을 가진 금속 재질이 사용된다.

코일(30)에 전원이 인가되면 보빈(10)의 작동력이 발생하고, 판 스프링(40)은 코일(30)에 전원이 인가되지 않을 때 보빈(10)의 정하중(static load)을 지지하는 서스펜션이다.

여기서, 판 스프링(40)은 그 두께가 두꺼워지면 보빈(10)의 구동에 많은 힘이 소요되므로 감도가 떨어지는 문제가 발생한다. 따라서, 판 스프링(40)의 두께를 얇게 제작해야 하는데, 이 과정에서 수율 및 생산성이 크게 저하된다.

또한, 판 스프링(40)의 전체 면적에 걸쳐 탄성 계수의 편차가 없도록 관리하는 것은 매우 어렵다. 그리고, 판 스프링(40)의 제조 및 조립 공정에서 판 스프링(40)에 소성 변형이 발생하거나, 판 스프링(40)의 탄성 계수가 국부적으로 편차를 갖는다거나, 판 스프링(40), 보빈(10) 및 베이스(50)의 조립 공차가 발생하는 경우, 보빈(10)이 광축으로부터 기울어져 조립되는 틸팅(tilting) 불량이 발생한다. 보이스 코일 모터의 보빈(10)이 기울어진 상태로 조립된 경우 조립 후에는 틸트각을 보정할 수 있는 방안이 마련되지 않으므로 보이스 코일 모터의 조립체를 통째로 폐기할 수 밖에 없는 문제점이 있다.

또한, 종래에는 보빈(10), 판 스프링(40), 하우징(52), 베이스(50)가 각각 별개의 부품으로 되어 있으므로, 틸팅 불량없이 이들을 조립하는데 많은 지그(jig)와 계측기가 동원되고, 불량률을 낮추는데 한계가 있었다.

본 발명은 상술한 문제점을 개선하기 위한 것으로서, 렌즈가 고정되는 보빈 및 보빈의 정하중을 지지하는 서스펜션부의 구조를 개선하여 원가 절감이나 조립 공정 단순화를 이룰 수 있고, 틸팅 불량이 원천 방지되는 카메라 모듈용 보이스 코일 모터를 제공한다.

일 실시예로서, 본 발명의 카메라 모듈용 보이스 코일 모터는, 베이스에 고정되는 고정부, 렌즈가 설치되고 광축 방향으로 이동되는 이동부, 상기 고정부 및 이동부를 연결하는 서스펜션부를 포함하는 보빈 유니트; 상기 이동부에 부착되는 코일 또는 마그네트; 를 포함한다.

본 발명에 따르면, 종래의 서스펜션 기능을 하는 판 스프링을 대체하여 간단한 구조로 된 서스펜션부를 구비하되, 서스펜션부를 보빈 유니트와 하나의 부품으로 일체화시킨다. 따라서, 원가 절감이나 조립 공정 단순화는 물론, 보이스 코일 모터의 초기 위치를 유지하여 내충격성을 강화할 수 있고, 보이스 코일 모터의 다이나믹 틸팅 불량을 원천 차단할 수 있다.

도 1은 종래의 카메라 모듈용 보이스 코일 모터의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 카메라 모듈용 보이스 코일 모터의 외관 사시도이다.
도 3은 본 발명의 카메라 모듈용 보이스 코일 모터의 커버를 제거하고 그 내부를 도시한 부분 사시도이다.
도 4는 도 3과 관측점을 달리하는 부분 사시도이다.
도 5는 본 발명의 카메라 모듈용 보이스 코일 모터의 분해 사시도이다.
도 6은 본 발명의 보빈 유니트의 동작을 간략화시켜 설명하는 측면도이다.
도 7은 본 발명의 카메라 모듈용 보이스 코일 모터 및 이미지 센서와의 정렬 상태를 설명하는 설명도이다.
도 8 내지 도 16은 본 발명의 보빈 유니트의 다양한 실시예들을 도시한 사시도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.

도 2는 본 발명의 카메라 모듈용 보이스 코일 모터의 외관 사시도이다. 도 3은 본 발명의 카메라 모듈용 보이스 코일 모터의 커버를 제거하고 그 내부를 도시한 부분 사시도이다. 도 4는 도 3과 관측점을 달리하는 부분 사시도이다. 도 5는 본 발명의 카메라 모듈용 보이스 코일 모터의 분해 사시도이다. 도 6은 본 발명의 보빈 유니트의 동작을 간략화시켜 설명하는 측면도이다. 도 7은 본 발명의 카메라 모듈용 보이스 코일 모터 및 이미지 센서와의 정렬 상태를 설명하는 설명도이다. 도 2 내지 도 7을 함께 참조하며 본 발명의 카메라 모듈용 보이스 코일 모터의 구성 및 작용을 상세하게 설명한다.

본 발명의 카메라 모듈용 보이스 코일 모터(이하 간략하게 줄여서 '보이스 코일 모터' 또는 'VCM'이라고도 함)는 보빈 유니트(200)를 포함한다. 보빈 유니트(200)는 고정부(220)와, 이동부(210)와, 서스펜션부(230)를 포함한다.

코일(500) 및 마그네트(400)는 서로 대면되며, 코일(500)에 전원 인가시 전자기력을 발생하여 렌즈의 이동력을 제공한다. 코일(500) 및 마그네트(400)는 베이스(100) 및 보빈 유니트(200)의 이동부(210)에 각각 설치된다.

코일(500)이 보빈 유니트(200)의 이동부(210)에 부착되어 렌즈와 함께 이동하는 것을 '무빙 코일 타입(moving coil type)'이라 칭하고, 마그네트(400)가 보빈 유니트(200)의 이동부(210)에 부착되어 렌즈와 함께 이동하는 것을 '무빙 마그네트 타입(moving magnet type)'이라 칭한다. 본 발명의 보이스 코일 모터는 무빙 코일 타입 또는 무빙 마그네트 타입 중 어떠한 것이라도 무방하지만 도시된 실시예는 무빙 마그네트 타입이다.

도시된 무빙 마그네트 타입의 예에서, 코일(500)의 양단부는 베이스(100)에 돌출된 베이스 기둥(105)의 코일 안착면(106)에 부착된다. 마그네트(400)는 보빈 유니트(200)의 이동부(210)에 형성된 마그네트 안착면(206)에 부착된다. 도 4를 참조하면, 코일(500) 및 마그네트(400)는 소정의 이격 거리(G)만큼 이격된다.

베이스(100)는 보이스 코일 모터의 외관을 형성하는 것으로서, 고정부(220)가 고정되고, 커버(300)가 체결되며, 코일(500) 및 마그네트(400) 중 어느 하나가 부착된다. 베이스(100)의 개구된 중앙 부분은 이미지 센서(600)와 대면된다.

보빈 유니트(200)는 베이스(100)에 고정되는 고정부(220) 및 렌즈가 장착되는 이동부(210)를 포함한다. 고정부(220)에 대하여, 이동부(210)는 광축(C0) 방향으로 승강 가능하게 연결된다.

자동 초점 조정, 자동 배율 조정, 손떨림 방지 등을 위하여 이동부(210)에 고정된 렌즈가 이동부(210)의 승강에 따라 광축(도 5의 C0) 방향으로 이동된다. 설명의 편의상 직교 좌표계를 도입하는데, 렌즈의 중심축과 일치하는 광축(C0)을 z축으로 정의하고, z축에 수직한 xy평면을 이루는 가상축을 x축 및 y축으로 정의한다.

보빈 유니트(200)의 일측에 해당하는 고정부(220)는 베이스(100)에 고정되는 부분이다. 보빈 유니트(200)의 타측에 해당하는 이동부(210)에는 코일(500) 및 마그네트(400) 중 하나가 부착되며 렌즈가 장착된다. 서스펜션부(230)는 고정부(220 및 이동부(210)를 연결하며, 고정부(220)에 대하여 이동부(210)의 이동이 가능하도록 이동부(210)를 탄성 지지한다.

도 5에 도시된 일 실시예에 따르면, 고정부(220), 이동부(210) 및 서스펜션부(230)는 일체로 형성되며, 동일한 금형에서 동시에 성형된다. 이때, 고정부(220), 이동부(210) 및 서스펜션부(230)는 합성 수지, 고무 등의 동일한 재질로 성형되거나, 금속 재질을 일부 포함하여 인서트(insert) 금형 또는 아웃서트(outsert) 금형에서 사출될 수 있다.

베이스(100)에 고정되는 고정부(220)는 고정부 결합 구멍(229), 고정부 기둥(225)을 구비한다. 고정부 결합봉(109)이 베이스(100)에 돌출된다. 고정부 결합봉(109)이 고정부 결합 구멍(229)에 삽입되면, 고정부(220)가 베이스(100)의 정확한 위치에 고정된다.

고정부 기둥(225)은 커버(300)의 조립 위치를 안내한다. 커버(300)의 모서리에 개구된 4개의 가이드 홈(305) 중 고정부 기둥(225)과 대면되는 2 개의 가이드 홈(305)이 고정부 기둥(225)에 삽입된다.

커버(300)에는 후크 홈(304)이 마련되며, 후크 홈(304)은 베이스(100)에 돌출된 후크(104)에 체결됨으로써 커버(300)의 이탈이 방지된다.

이동부(210)는 렌즈가 안착되는 렌즈 안착면(216)과, 마그네트(400)가 안착되는 마그네트 안착면(206)을 구비한다. 광축(C0)은 z축이고, 코일(500) 및 마그네트(400)는 x축에 수직하게 연장되는 면을 갖고 있으며 x축에 수직한 방향으로 서로 대면된다.

x축, y축, z축을 중심축으로 한 회전 모멘트가 발생하여 이동부(210)의 틸팅각(θ)이 변동되지 않도록, 서스펜션부(230)는 한 쌍 마련되며 축대칭 위치에 각각 배열된다. 예를 들어, 서스펜션부(230)는 x축의 일측 및 타측에 각각 배치되며 x축을 기준축으로 하여 축대칭인 위치에 배치된다. 도시하지 않은 실시예로서, 코일(500) 및 마그네트(400)가 y축에 수직하게 대면되는 경우 서스펜션부(230)는 y축의 일측 및 타측에 각각 배치되며, y축을 중심으로 축대칭인 위치에 서스펜션부(230)가 배치된다.

서스펜션부(230)는 서로 평행하게 배치되는 동일한 길이의 제1 링크(231a) 및 제2 링크(231b)를 포함한다. 제1 링크(231a)의 양단은 고정부(220) 및 이동부(210)에 직접 연결된다. 마찬가지로, 제2 링크(231b)의 양단은 고정부(220) 및 이동부(210)에 직접 연결된다.

도시된 바에 의하면 보빈 유니트(200)의 한쪽에 2 개의 링크(231a, 231b)가 마련되며, 보빈 유니트(200)의 한쪽당 2 개 이상의 링크가 마련되면 틸팅각(θ)을 일정하게 유지하면서 이동부(210)를 이동시킬 수 있다.

도 6을 참조하면, 제1 링크(231a) 및 제2 링크(231b)가 서로 평행하게 배치되고 동일한 길이로 연장되기 때문에, 서스펜션부(230), 고정부(220), 이동부(210)가 평행사변형을 이루고, 이동부(210)는 틸팅각(θ)을 일정하게 유지하며 상하 이동된다. 즉, 제1 링크(231a) 및 제2 링크(231b)를 한 쌍의 대변으로 하고 고정부(220) 및 이동부(210)를 다른 한 쌍의 대변으로 하는 가상의 평행사변형이 형성됨으로써, 이동부(210)는 광축(C0)에 대한 틸팅각(θ)을 일정하게 유지하며 이동된다.

제1 링크(231a)의 양단 및 제2 링크(231b)의 양단이 고정부(220) 및 이동부(210)와 연결되는 위치에는 보빈 유니트(200)의 한쪽당 4개의 힌지부(210a,210b,220a,220b)가 형성된다.

힌지부(210a,210b,220a,220b)는 제1 링크(231a)의 일단부에서 연장되는 제1 링크 이동부측 힌지부(210a), 제1 링크(231a)의 타단부에서 연장되는 제1 링크 고정부측 힌지부(220a), 제2 링크(231b)의 일단부에서 연장되는 제2 링크 이동부측 힌지부(210b), 제2 링크(231b)의 타단부에서 연장되는 제2 링크 고정부측 힌지부(220b)를 포함한다.

힌지부(210a,210b,220a,220b)는 제1 링크(231a) 및 제2 링크(231b)보다 작은 단면적을 갖는다. 따라서, 제1 링크(231a) 및 제2 링크(231b)의 양단부가 힌지부(210a,210b,220a,220b)와 연결되는 부분에는 두께 감소부(234)가 형성된다. 두께 감소부(234)는 크랙이나 피로 파괴를 방지하기 위하여 점차 두께가 감소되는 경사면으로 형성되는 것이 바람직하다.

이동부(210)의 이동시 제1 링크(231a) 및 제2 링크(231b)보다는 힌지부(210a,210b,220a,220b)가 탄성 변형된다. 이동부(210)의 승강 운동은 서스펜션부(230)에 전단력으로 작용하므로, 이동부(210)의 승강시 힌지부(210a,210b,220a,220b)는 휨 변형된다.

본 발명에 따르면 제1 링크(231a) 및 제2 링크(231b)보다 힌지부(210a,210b,220a,220b)의 유연성(flexibility)이 휠씬 크다. 따라서, 보빈 유니트(200)의 질량이 작을 때, 코일(500)에 인가되는 전압이 작을 때, 미소한 변위만큼 이동부(210)를 이동시켜야 할 때, 이동부(210)의 이동 가속도를 빠르게 해야 할 때, 제1 링크(231a) 및 제2 링크(231b)는 강체(rigid body)로 간주할 수 있고 힌지부(210a,210b,220a,220b)만이 휨 변형되므로 상기 휨 변형에 불구하고 이동부(210)의 위치 정확도가 훼손되지 않으며, 적은 힘에도 힌지부(210a,210b,220a,220b)의 휨 변형이 유발되므로 이동부(210) 위치에 관한 제어 민감도(control sensitivit)가 크게 향상된다.

도 5를 참조하면 광축(C0) 방향에서 보았을 때, 코일(500) 및 마그네트(400)는 광축(C0)의 일측에 치우치도록 배치된다. 도 1에서는 코일(30) 또는 마그네트(54)가 보빈(10)의 외주 둘레를 따라 일정 각도로 여러 개 배치되어야 하지만, 본 발명은 서스펜션부(230)의 특성상 코일(500) 및 마그네트(400)가 보빈 유니트(200)의 한 쪽에만 장착되면 충분하다. 즉, 서스펜션부(230)를 가운데 두고 이동부(210) 및 고정부(230)가 일측 및 타측에 배치되므로, 코일(30) 또는 마그네트(54)도 일측에만 배치하면 되고 이에 따라 부품 수가 크게 절감된다.

제1 링크(231a) 및 제2 링크(231b)는 힌지부(210a,210b,220a,220b)에 비하여 충분한 강성을 가지므로, 앞에서 설명한 고정부(220) 및 이동부(210)와 함께 평행사변형을 형성하여 이동부(210)의 틸팅각(θ)을 일정하게 유지하는데 기여한다.

제1 링크(231a) 및 제2 링크(231b)는 동일한 길이이며, 코일(500) 및 마그네트(400) 사이에 작용하는 전자기력에 의하여 제1 링크(231a) 및 제2 링크(231b)가 동일 각도만큼 회동되는 구조이다. 따라서, 이동부(210)는 광축(C0)에 대한 틸팅각(θ)을 일정하게 유지하며 이동된다.

본 발명과 비교를 위한 가상의 실시예로서, 제1 링크(231a) 및 제2 링크(231b)의 단면적을 힌지부(210a,210b,220a,220b)와 동일한 정도로 감소시켜 서스펜션부(230)의 전체를 균일한 단면적으로 하는 경우, 휨 변형을 포함한 탄성 변형이 광범위한 길이에 걸쳐 발생될 것이 예측되므로 이동부(210)의 일정한 틸팅각(θ) 유지가 어려워짐은 물론 이동부(210)의 위치 응답이 비선형 특성을 보일 것이다. 이에 비하여, 본 발명은 제1 링크(231a) 및 제2 링크(231b)는 단면적을 크게 하여 실질적으로 강체로 볼 수 있고, 휨 변형을 포함한 탄성 변형 영역은 국부적인 힌지부(210a,210b,220a,220b)의 영역으로 제한된다.

그 결과, 보빈 유니트(200)의 제조 및 품질 관리가 간편하게 되고, 탄성 특성과 관련된 품질 관리 영역이 힌지부(210a,210b,220a,220b)로 제한되므로 탄성 계수의 편차 관리가 용이해지며, 제1 링크(231a) 및 제2 링크(231b)의 강성에 의하여 일정한 틸팅각(θ) 유지가 가능하다.

한편, 코일(500)에 전원을 인가하는 단자부(102)가 마련된다. 단자부(102)는 외측 연장부(102a)와 내측 연장부(102b)를 포함한다. 외측 연장부(102a)는 베이스(100)의 외측으로 연장되며 코일(500)의 단부가 납땜되는 부분이다. 내측 연장부(102b)는 베이스(100)의 내측으로 연장되며 이동부(210)에 부착된 마그네트(400)를 베이스(100) 방향으로 끌어당긴다. 이에 따라, 이동부(210)는 초기 위치에 고정된 상태에서 동작을 개시한다.

따라서, 보이스 코일 모터가 동작 정지 상태에 있을 때 또는 보이스 코일 모터에 충격이나 진동이 가해질 때, 이동부(210)의 내충격성을 강화시킬 수 있다. 또한, 보이스 코일 모터의 동작시 이동부(210)가 초기 위치에서 이동 개시되도록 할 수 있어 정밀한 위치 제어를 할 수 있다.

도 6을 참조하면, 참조 부호 P0 및 실선으로 표시된 것은 이동부(210)가 중립 위치에 있을 때이다. 참조 부호 P2 및 이점 쇄선으로 표시된 것은 이동부(210)가 베이스(100) 방향으로 끌어 당겨져 초기 위치에 있을 때이다. 참조 부호 P1 및 일점 쇄선으로 표시된 것은 이동부(210)가 상승하여 초점 또는 배율 제어 동작 중에 있을 때이다.

이동부(210)의 단부와 고정부(220) 사이의 간극은 P0 위치에서 D0 이지만, P1 위치에서는 D1 으로 감소된다. 상기 간극의 최대값인 D0는 이동부(210)가 중립 위치 P0에 있을 때이며, 이동부(210)가 상승 또는 하강함에 따라 간극의 크기가 감소된다. 따라서, 이동부(210)의 단부와 고정부(220) 사이의 간극은 이동부(210)의 상승 또는 하강 가능 높이를 고려하여 설정된다.

도 6을 참조하면 이동부(210)의 이동에 불구하고 광축(C0)에 대한 틸팅각(θ)은 일정하게 유지된다. 이때, 도 7에 도시한 것과 같이, 광축이 C0에서 C1으로 x축 방향을 따라 시프트될 수 있지만, 이와 같은 광축(C0)의 시프트 현상은 렌즈와 이미지 센서(600)의 틸팅각(θ)을 왜곡시키지는 않기 때문에, 촬영되는 이미지의 품질에 아무런 영향을 주지 않는다.

한편, 현재 휴대용 단말기에 설치된 카메라는 500만 이상으로 화소수가 증가되고 있으며, 화소수가 증가되면 카메라 모듈의 제어 정밀도가 더욱 요구되고, 특히 틸트각에 따라 민감한 화질을 보인다. 종래의 도 1의 경우 매우 얇은 금속성의 판 스프링을 사용하므로 렌즈의 상하 구동시 틸트 관련 성능이 불안해지는 요인이 발생하였다.

도 7은 틸트각에 따른 화질 불량을 설명한다. 렌즈가 조립되는 이동부(210)의 광축(C0)에 대한 경사각인 틸트(Tilt)각이 정해진 범위를 벗어나면 실제 촬영한 이미지가 기울어져 왜곡된다.

즉, 도 7에서 이미지 센서(600)의 서로 다른 위치를 나타내는 참조 부호 A,B,C,D,E 위치에서 렌즈까지의 거리가 달라지므로 각 위치별로 초점이나 배율이 일치하지 않거나, 이미지 센서(600)와 렌즈의 각도가 틀어져 이미지가 왜곡된다.

틸트각 불량은 각 부품의 단품 공차에 기인한 경우도 있지만, 각 부품의 정상적인 단품 공차에 불구하고 여러 부품 조립시의 조립 공차로 야기되는 다이나믹 틸트(Dynamic Tilt)라 불리는 불량 유형도 많다. 도 1에서 종래의 보빈(10), 이를 둘러싼 코일(30), 코일(30)의 주변을 둘러싼 다수의 마그네트(54), 여러 장의 판 스프링(40) 등과 같이 많은 수의 부품이 설치될수록 전자기력이 균형을 이루지 못하거나, 조립 공차가 누적된다.

그러나, 본 발명은 렌즈의 상하 구동 정밀도를 좌우하는 서스펜션부(230)에 있어서, 제1 링크(231a) 및 제2 링크(231b)는 보빈 유니트(200)의 제조시 이미 그 치수가 결정되므로 조립 숙련도나 카메라 모듈의 사용 시간과 아무런 상관없이 일정한 틸트각을 유지할 수 있게 해 준다.

또한, 서스펜션부(230), 고정부(220), 이동부(210)가 평행사변형을 이루면서 이동부(210)가 승강되므로, 힌지부(210a,210b,220a,220b) 각각의 탄성 계수가 편차를 갖더라도 이동부(210)의 틸트각은 일정하게 유지된다.

도 3 내지 도 5에 따르면, 서스펜션부(230), 고정부(220), 이동부(210)가 일체로 형성됨으로써 서스펜션부(230)의 조립 공정이 아예 필요없는 보빈 유니트(200)가 도시된다. 이와 같은 일체형 실시예에 따르면, 이동부(210)의 틸트각은 여러 부품의 조립 정확도를 따질 필요없이 오로지 보빈 유니트(200) 단품의 치수 정확도만으로 결정되므로 다이나믹 틸트가 전혀 유발되지 않는 장점이 있다.

이때, 다이나믹 틸트 방지의 장점을 기본적으로 확보하면서, 금형의 간소화나 다품종 유연 생산 등 다양한 기타 목적을 추가적으로 달성하기 위하여, 보빈 유니트(200)를 몇 개의 부분으로 나누고 이들을 상호 조립하는 방식으로 보빈 유니트(200)를 제작할 수 있다. 도 8 내지 도 16은 이러한 실시예들을 도시한다.

도 8을 참조하면, 이동부(210) 및 서스펜션부(230)가 연결된 제1 부분(P1)을 형성하고 고정부(220)를 제2 부분(P2)으로 형성한 후, 제1 부분(P1)과 제2 부분(P2)을 상호 체결함으로써 보빈 유니트(200)를 형성하는 실시예를 도시한다.

구체적으로, 제1 부분(P1)은 이동부(210), 제1 링크(231a), 제2 링크(231b), 제1 링크 이동부측 힌지부(210a), 제2 링크 이동부측 힌지부(210b), 제1 링크 고정부측 힌지부(220a), 제2 링크 고정부측 힌지부(220b)가 일체로서 형성된 것이다. 제2 부분(P2)은 고정부(220)이다. 서로 별개로 마련되는 제1 부분(P1) 및 제2 부분(P2)을 상호 체결하면 보빈 유니트(200)가 형성된다.

도 10을 참조하면, 이동부(210)가 제1 부분(P1)이 되고, 고정부(220) 및 서스펜션부(230)가 연결된 제2 부분(P2)을 형성하며, 제1 부분(P1)과 제2 부분(P2)을 상호 체결함으로써 보빈 유니트(200)를 형성하는 실시예를 도시한다. 즉, 이동부(210)로 제1 부분(P1)을 형성한다. 그리고, 제1 링크(231a), 제2 링크(231b), 제1 링크 이동부측 힌지부(210a), 제2 링크 이동부측 힌지부(210b), 제1 링크 고정부측 힌지부(220a), 제2 링크 고정부측 힌지부(220b), 고정부(220)가 일체로서 제2 부분(P2)을 형성한다. 서로 별개로 마련되는 제1 부분(P1) 및 제2 부분(P2)을 상호 체결하면 보빈 유니트(200)가 형성된다.

도 12를 참조하면, 이동부(210) 및 제2 링크(231b)로 제1 부분(P1)을 형성하고, 고정부(220) 및 제1 링크(231a)로 제2 부분(P2)을 형성한다. 즉, 이동부(210), 제2 링크(231b), 제2 링크 이동부측 힌지부(210b), 제2 링크 고정부측 힌지부(220b)가 일체로서 제1 부분(P1)을 형성한다. 고정부(220), 제1 링크(231a), 제1 링크 이동부측 힌지부(210a), 제1 링크 고정부측 힌지부(220a)가 일체로서 제2 부분(P2)을 형성한다. 서로 별개로 마련되는 제1 부분(P1) 및 제2 부분(P2)을 상호 체결하면 보빈 유니트(200)가 형성된다.

도 14를 참조하면, 이동부(210), 고정부(220), 제1 링크(231a), 제2 링크(231b)가 별개로 마련되고,제1 링크(231a) 및 제2 링크(231b)의 양단부에 이동부(210) 및 고정부(220)를 각각 체결하면 보빈 유니트(200)가 형성된다.

도 9, 도 11, 도 13 및 도 15를 참조하면, 제1 링크 이동부측 힌지부(210a) 및 제2 링크 이동부측 힌지부(210b) 중 적어도 하나에서 연장되는 이동부측 연결판(251)과, 제1 링크 고정부측 힌지부(220a) 및 제2 링크 고정부측 힌지부(220b) 중 적어도 하나에서 연장되는 고정부측 연결판(252) 중 적어도 하나가 마련된다.

이동부측 연결판(251) 및 고정부측 연결판(252) 중 적어도 하나를 고정부(220) 또는 이동부(210)에 체결하면 보빈 유니트(200)가 형성된다. 이에 따르면, 힌지부(210a,210b,220a,220b)의 체결 면적을 넓혀 체결 용이성과 체결 정확도를 향상시킬 수 있다.

도 16을 참조하면, 체결 용이성 및 체결 정확도 향상을 위한 힌지부 고정홈(260)이 도시된다. 즉, 제1 링크 이동부측 힌지부(210a), 제2 링크 이동부측 힌지부(210b), 제1 링크 고정부측 힌지부(220a) 및 제2 링크 고정부측 힌지부(220b) 중 적어도 하나가 삽입되는 힌지부 고정홈(260)이 이동부(210) 또는 고정부(220)에 마련된다. 힌지부(210a,210b,220a,220b)를 힌지부 고정홈(260)에 체결하면 보빈 유니트(200)가 형성된다

도 8 내지 도 16의 실시예에서, 힌지부(210a,210b,220a,220b) 중 적어도 하나의 단부를 고정부(220) 또는 이동부(210)에 결합하거나, 이동부측 연결판(251) 또는 고정부측 연결판(252)을 고정부(220) 또는 이동부(210)에 결합하거나, 힌지부(210a,210b,220a,220b)의 단부를 힌지부 고정홈(260)에 삽입 고정하면 보빈 유니트(200)가 완성된다. 따라서, 도 1의 종래의 경우에 비하여 조립 위치의 개수 및 다이나믹 틸트 가능성이 휠씬 감소된다.

제1 부분(P1) 및 제2 부분(P2)의 체결 수단으로서 다양한 실시예를 들 수 있다. 예를 들면, UV접착제나 열경화성 접착제로 제1 부분(P1) 및 제2 부분(P2)을 상호 체결할 수 있고, 돌기부 및 오목부를 제1 부분(P1) 및 제2 부분(P2)에 각각 형성하고 이들을 끼움 맞춤하여 제1 부분(P1) 및 제2 부분(P2)을 체결할 수 있으며, 제1 부분(P1) 및 제2 부분(P2)에 나사산을 형성하고 스크류 체결에 의하여 제1 부분(P1) 및 제2 부분(P2)을 체결할 수 있다.

이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

100...베이스 102...단자부
102a...외측 연장부 102b...내측 연장부
104...후크 105...베이스 기둥
106...코일 안착면 109...고정부 결합봉
200...보빈 유니트 206...마그네트 안착면
210...이동부 216...렌즈 안착면
210a,210b,220a,220b...힌지부 220...고정부
225...고정부 기둥 229...고정부 결합 구멍
230...서스펜션부 231a...제1 링크
231b...제2 링크 234...두께 감소부
300...커버 304...후크 홈
305...가이드 홈 400...마그네트
500...코일 600...이미지 센서
C0,C1...광축 θ...틸팅각
210a,210b...이동부측 힌지부 220a,220b...고정부측 힌지부
210a...제1 링크 이동부측 힌지부 210b...제2 링크 이동부측 힌지부
220a...제1 링크 고정부측 힌지부 220b...제2 링크 고정부측 힌지부
251...이동부측 연결판 252...고정부측 연결판
260...힌지부 고정홈
P1...제1 부분 P2...제2 부분

Claims

베이스에 고정되는 고정부, 렌즈가 설치되고 광축 방향으로 이동되는 이동부, 상기 고정부 및 이동부를 연결하는 서스펜션부를 포함하는 보빈 유니트;
상기 이동부에 부착되는 코일 또는 마그네트; 를 포함하고,
상기 서스펜션부는 서로 평행하게 배치되는 동일한 길이의 제1 링크 및 제2 링크를 포함하며,
상기 이동부의 이동시, 상기 제1 링크 및 상기 제2 링크는 동일한 각도만큼 회동되는 카메라 모듈용 보이스 코일 모터.
제1항에 있어서,
상기 서스펜션부는 서로 평행하게 배치되는 동일한 길이의 제1 링크 및 제2 링크를 포함하며,
상기 제1 링크의 양단이 상기 고정부 및 상기 이동부에 직접 연결되고,
상기 제2 링크의 양단이 상기 고정부 및 상기 이동부에 직접 연결되는 카메라 모듈용 보이스 코일 모터.
제1항에 있어서,
상기 서스펜션부는 제1 링크 및 제2 링크를 포함하며,
상기 제1 링크의 양단 및 상기 제2 링크의 양단이 상기 고정부 및 상기 이동부와 연결되는 부분에 힌지부가 각각 마련되고,
상기 이동부의 이동시, 상기 힌지부가 휨 변형되는 카메라 모듈용 보이스 코일 모터.
삭제
제1항에 있어서,
상기 고정부, 상기 이동부 및 상기 서스펜션부는 일체로 마련되는 카메라 모듈용 보이스 코일 모터.
제1항에 있어서,
상기 서스펜션부는 제1 링크 및 제2 링크를 포함하며,
상기 제1 링크의 양단 및 상기 제2 링크의 양단이 상기 고정부 및 상기 이동부와 연결되는 부분에 힌지부가 각각 마련되고,
상기 힌지부는,
상기 제1 링크의 일단부에서 연장되는 제1 링크 이동부측 힌지부,
상기 제1 링크의 타단부에서 연장되는 제1 링크 고정부측 힌지부,
상기 제2 링크의 일단부에서 연장되는 제2 링크 이동부측 힌지부,
상기 제2 링크의 타단부에서 연장되는 제2 링크 고정부측 힌지부를 포함하는 카메라 모듈용 보이스 코일 모터.
제6항에 있어서,
상기 이동부, 상기 제1 링크, 상기 제2 링크, 제1 링크 이동부측 힌지부, 제2 링크 이동부측 힌지부, 제1 링크 고정부측 힌지부, 제2 링크 고정부측 힌지부가 일체로서 제1 부분을 형성하고,
상기 고정부가 제2 부분을 형성하며,
서로 별개로 마련되는 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분을 상호 체결하면 상기 보빈 유니트가 형성되는 카메라 모듈용 보이스 코일 모터.
제6항에 있어서,
상기 이동부, 상기 제2 링크, 제2 링크 이동부측 힌지부, 제2 링크 고정부측 힌지부가 일체로서 제1 부분을 형성하고,
상기 고정부, 상기 제1 링크, 제1 링크 이동부측 힌지부, 제1 링크 고정부측 힌지부가 일체로서 제2 부분을 형성하며,
서로 별개로 마련되는 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분을 상호 체결하면 상기 보빈 유니트가 형성되는 카메라 모듈용 보이스 코일 모터.
제6항에 있어서,
상기 이동부가 제1 부분을 형성하고,
상기 제1 링크, 상기 제2 링크, 제1 링크 이동부측 힌지부, 제2 링크 이동부측 힌지부, 제1 링크 고정부측 힌지부, 제2 링크 고정부측 힌지부, 상기 고정부가 일체로서 제2 부분을 형성하며,
서로 별개로 마련되는 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분을 상호 체결하면 상기 보빈 유니트가 형성되는 카메라 모듈용 보이스 코일 모터.
제1항에 있어서,
상기 서스펜션부는 제1 링크 및 제2 링크를 포함하며,
상기 이동부, 상기 고정부, 상기 제1 링크, 상기 제2 링크는 별개로 마련되고,
상기 제1 링크 및 상기 제2 링크의 양단부에 상기 이동부 및 상기 고정부를 각각 체결하면 상기 보빈 유니트가 형성되는 카메라 모듈용 보이스 코일 모터.
제1항에 있어서,
상기 서스펜션부는 제1 링크 및 제2 링크를 포함하며,
상기 제1 링크의 양단 및 상기 제2 링크의 양단이 상기 고정부 및 상기 이동부와 연결되는 부분에 힌지부가 각각 마련되고,
상기 힌지부는, 상기 제1 링크의 일단부에서 연장되는 제1 링크 이동부측 힌지부, 상기 제1 링크의 타단부에서 연장되는 제1 링크 고정부측 힌지부, 상기 제2 링크의 일단부에서 연장되는 제2 링크 이동부측 힌지부, 상기 제2 링크의 타단부에서 연장되는 제2 링크 고정부측 힌지부를 포함하고,
상기 제1 링크 이동부측 힌지부 및 상기 제2 링크 이동부측 힌지부 중 적어도 하나에서 연장되는 이동부측 연결판과, 상기 제1 링크 고정부측 힌지부 및 상기 제2 링크 고정부측 힌지부 중 적어도 하나에서 연장되는 고정부측 연결판 중 적어도 하나를 포함하며,
상기 이동부측 연결판 및 상기 고정부측 연결판 중 적어도 하나를 상기 고정부 또는 상기 이동부에 체결하면 상기 보빈 유니트가 형성되는 카메라 모듈용 보이스 코일 모터.
제1항에 있어서,
상기 서스펜션부는, 제1 링크, 제2 링크, 상기 제1 링크의 일단부를 연장한 상기 제1 링크 이동부측 힌지부, 상기 제2 링크의 일단부를 연장한 상기 제2 링크 이동부측 힌지부, 상기 제1 링크의 타단부를 연장한 상기 제1 링크 고정부측 힌지부, 상기 제2 링크의 타단부를 연장한 상기 제2 링크 고정부측 힌지부, 상기 제1 링크 이동부측 힌지부로부터 상기 제2 링크 이동부측 힌지부까지 연장되는 이동부측 연결판, 상기 제1 링크 고정부측 힌지부로부터 상기 제2 링크 고정부측 힌지부까지 연장되는 고정부측 연결판이 일체로 형성된 것이고,
상기 이동부측 연결판을 상기 이동부에 체결하고 상기 고정부측 연결판을 상기 고정부에 체결하면 상기 이동부, 상기 고정부, 상기 서스펜션부가 상호 체결되어 상기 보빈 유니트가 형성되는 카메라 모듈용 보이스 코일 모터.
제1항에 있어서,
상기 서스펜션부는 제1 링크 및 제2 링크를 포함하며,
상기 제1 링크의 양단 및 상기 제2 링크의 양단이 상기 고정부 및 상기 이동부와 연결되는 부분에 힌지부가 각각 마련되고,
상기 힌지부는, 상기 제1 링크의 일단부에서 연장되는 제1 링크 이동부측 힌지부, 상기 제1 링크의 타단부에서 연장되는 제1 링크 고정부측 힌지부, 상기 제2 링크의 일단부에서 연장되는 제2 링크 이동부측 힌지부, 상기 제2 링크의 타단부에서 연장되는 제2 링크 고정부측 힌지부를 포함하고,
상기 제1 링크 이동부측 힌지부, 상기 제2 링크 이동부측 힌지부, 상기 제1 링크 고정부측 힌지부 및 상기 제2 링크 고정부측 힌지부 중 적어도 하나가 삽입되는 힌지부 고정홈이 상기 이동부 또는 상기 고정부에 마련되며,
상기 힌지부를 상기 힌지부 고정홈에 체결하면 상기 보빈 유니트가 형성되는 카메라 모듈용 보이스 코일 모터.