KR101808858B1 - 보이스 코일 모터 - Google Patents

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Abstract

보이스 코일 모터는 개구가 형성된 베이스; 상기 베이스 상에 배치되며 내부에 렌즈가 장착된 보빈; 상기 베이스에 고정되며 상기 보빈의 외주면과 마주하는 마그네트; 상기 마그네트 및 상기 보빈을 감싸며 상기 보빈에 고정된 코일 블럭; 및 상기 마그네트 및 상기 코일 블럭을 감싸는 커버 캔을 포함한다.

Description

보이스 코일 모터{VOICE COIL MOTOR}
본 발명은 보이스 코일 모터에 관한 것이다.
최근 들어, 휴대폰, 스마트 폰 또는 타블릿 PC 등에는 디지털 이미지 및 동영상을 저장할 수 있는 소형 카메라가 장착되고 있다.
종래 휴대폰, 스마트 폰 또는 타블릿 PC에 장착되는 카메라는 렌즈 및 렌즈를 통과한 광을 입사 받는 이미지 센서 모듈을 포함한다. 종래 소형 카메라에는 렌즈 및 이미지 센서 모듈 사이의 간격을 조절할 수 없어 고품질 디지털 이미지 또는 동영상을 구현하기 어려웠다.
최근에는 카메라의 렌즈 및 이미지 센서 모듈 사이의 간격을 조절할 수 있는 보이스 코일 모터(Voice Coil Motor, VCM)이 개발된 바 있다.
종래 보이스 코일 모터는 렌즈를 장착하는 보빈, 보빈의 외주면에 고정된 코일 및 코일과 마주하는 마그네트를 포함하고, 코일에 전류를 인가함으로써 발생된 자기장 및 마그네트로부터 발생된 자기장에 의하여 보빈이 구동됨으로써 렌즈 및 이미지 센서 모듈 사이의 간격을 조절한다.
그러나, 종래 보이스 코일 모터는 보빈의 외주면에 코일이 배치되기 때문에 코일의 권선 길이를 증가시키기 어려워 보빈의 구동력이 약하고 보빈의 사이즈가 증가될수록 코일의 권선 길이가 감소 되기 때문에 보빈의 사이즈를 증가시키기 어려워 렌즈의 사이즈를 증가시키기 어려운 구조를 갖는다.
본 발명은 보빈의 구동력을 향상 및 보빈의 사이즈를 확장하여 보빈에 장착되는 렌즈의 사이즈를 증가시키기에 적합한 구조를 갖는 보이스 코일 모터를 제공한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
일실시예로서, 보이스 코일 모터는 개구가 형성된 베이스; 상기 베이스 상에 배치되며 내부에 렌즈가 장착된 보빈; 상기 베이스에 고정되며 상기 보빈의 외주면과 마주하는 마그네트; 상기 마그네트 및 상기 보빈을 감싸며 상기 보빈에 고정된 코일 블럭; 및 상기 마그네트 및 상기 코일 블럭을 감싸는 커버 캔을 포함한다.
본 발명에 따른 보이스 코일 모터에 의하면, 렌즈가 장착된 보빈에 인접한 위치에 마그네트를 배치하고, 마그네트의 바깥쪽에 자기장을 발생시키는 코일 블럭을 배치하여 코일 블럭의 길이 제한에 따른 구동력 감소를 방지하고, 보빈에 장착되는 렌즈의 구경을 증가시키기에 적합하며 마그네트 및 코일 블럭으로부터 발생된 자기장의 누설을 방지하여 구동력을 보다 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 보이스 코일 모터의 부분 절개 사시도이다.
도 2는 도 1의 보빈, 코일 블럭 및 마그네트를 발췌 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2의 I-I' 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 4는 도 2의 II-II' 선을 따라 절단한 단면도이다.
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 1은 본 발명의 일실시예에 따른 보이스 코일 모터의 부분 절개 사시도이다. 도 2는 도 1의 보빈, 코일 블럭 및 마그네트를 발췌 도시한 사시도이다. 도 3은 도 2의 I-I' 선을 따라 절단한 단면도이다. 도 4는 도 2의 II-II' 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 보이스 코일 모터(700)는 베이스(100), 보빈(200), 마그네트(300), 코일 블럭(400) 및 커버 캔(500)을 포함한다. 이에 더하여 보이스 코일 모터(700)는 탄성 부재(600)를 포함할 수 있다.
베이스(100)는, 예를 들어, 사각 플레이트 형상으로 형성되며, 베이스(100)의 중앙부에는 개구가 형성된다. 베이스(100) 상에는 마그네트(300)가 고정된다.
보빈(200)은 보빈 몸체(210) 및 돌출부(220)를 포함한다.
보빈 몸체(210)는, 예를 들어, 원통 형상으로 형성되며, 보빈 몸체(210)의 내주면에는 렌즈(230)와 나사 결합되는 암나사부(213)가 형성된다. 보빈 몸체(210)의 내부에는 속이 찬 원기둥 형상으로 형성된 렌즈(230)가 배치되며, 렌즈(230)의 외주면에는 수나사부(233)가 형성되며, 렌즈(230)의 수나사부(233) 및 보빈 몸체(210)의 내주면에 형성된 암나사부(213)는 각각 나사 방식으로 체결된다.
돌출부(220)는 보빈 몸체(210)의 외주면으로부터 직육면체 기둥 형상으로 돌출되며, 돌출부(220)는 보빈 몸체(210)의 외주면으로부터 4 개가 등 간격으로 형성되며, 4 개의 돌출부(220)들은 동일한 사이즈로 형성되고, 각 돌출부(220)의 전면은 평평하게 형성된다.
마그네트(300)는 보빈(200)의 보빈 몸체(210)에 형성된 인접한 한 쌍의 돌출부(220)들 사이 사이에 개재되며, 마그네트(300)는 베이스(100)의 상면 상에 배치된다.
본 발명의 일실시예에서, 보빈 몸체(210)에 4 개의 돌출부(220)들이 형성되기 때문에 4 개의 마그네트(300)들은 보빈 몸체(210)의 돌출부(220)들 사이에 외주면과 마주하게 배치된다.
본 발명의 일실시예에서, 각 마그네트(300)들은, 예를 들어, 삼각 기둥과 유사한 형상으로 형성된다.
삼각 기둥 형상을 갖는 마그네트(300)의 3 개의 측면들 중 보빈 몸체(210)의 외주면과 마주하는 하나의 측면은 보빈 몸체(210)의 외주면과 유사한 곡률을 갖는 곡면으로 형성된다.
또한, 보빈 몸체(210)의 외주면과 마주하지 않는 2 개의 측면들은 마그네트(300)와 인접한 각 돌출부(220)의 상기 전면과 평행하게 배치되며, 상기 각 돌출부(220)들은 보빈 몸체(210)의 외주면과 마주하지 않는 마그네트(300)의 2 개의 상기 측면들 보다 앞쪽으로 돌출된다.
코일 블럭(400)은, 마그네트(300) 및 보빈(200)을 감싼다. 코일 블럭(400)은, 에나멜 수지와 같은 절연 수지로 절연된 긴 전선을 보빈(200) 및 마그네트(300)를 감싸도록 권선 하여 형성된다. 이와 다르게, 보빈(200) 및 마그네트(300)를 감싸기에 적합한 형상으로 권선된 코일 블럭(400)을 보빈(200)에 결합하여도 무방하다.
코일 블럭(400)은 사각 프레임 형상으로 형성되며, 코일 블럭(400)은 보빈 몸체(210)의 돌출부(220)의 상기 전면에 고정되며, 코일 블럭(400) 및 각 마그네트(300)의 2 개의 상기 측면들 사이에는 갭(G)이 형성된다.
본 발명의 일실시예에서, 코일 블럭(400)이 돌출부(220)로부터 이탈되는 것을 방지하기 위해서 돌출부(220)의 전면의 하부로부터는 코일 블럭(400)의 이탈을 방지하는 이탈 방지턱(222)이 형성된다. 본 발명의 일실시예에서, 코일 블럭(400)은 접착제 등에 의하여 돌출부(220)의 전면에 고정될 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 마그네트(300)가 안쪽에 배치되고, 마그네트(300)의 바깥쪽에 코일 블럭(400)이 형성됨으로써 각 마그네트(300)의 한 쌍의 측면들과 코일 블럭(400)이 마주하여 전자기력을 배가시킬 수 있고, 코일 블럭(400)의 권선수 및/또는 권선 길이의 제약을 받지 않음으로써 코일 블럭(400)의 구동 효율을 보다 향상시킬 수 있고, 보빈(200)의 사이즈를 자유롭게 증가 또는 감소시킬 수 있고 이로 인해 보빈(200)에 장착되는 렌즈의 사이즈 역시 자유롭게 조절할 수 있다.
한편, 코일 블럭(400)이 보빈(200)과 함께 업-다운 될 때 스트로크 높이를 확보할 수 있도록 코일 블럭(400)의 높이(Hc)는 마그네트(300)의 높이(Hm) 보다 작게 형성된다.
탄성 부재(600)는 보빈(200)의 보빈 몸체(210)의 하면에 배치되며, 탄성 부재(600)는 보빈(200)을 탄력적으로 지지한다.
탄성 부재(600)는 보빈 몸체(210)의 하면에 배치되는 내측 탄성부, 베이스(100) 및 마그네트(300) 사이에 배치되는 외측 탄성부 및 내측 탄성부와 외측 탄성부를 연결하는 연결 탄성부를 포함한다.
본 발명의 일실시예에서, 탄성 부재(600)는 상호 전기적으로 절연된 제1 탄성 부재 및 제2 탄성 부재로 이루어질 수 있고, 보빈(200)에 결합된 코일 블럭(400)의 일측단은 제1 탄성 부재에 전기적으로 연결되고, 코일 블럭(400)의 상기 일측단과 대향 하는 타측단은 제2 탄성 부재에 전기적으로 연결될 수 있다.
커버 캔(500)은 상판(510) 및 측면판(520)을 포함한다.
상판(510)은 플레이트 형상으로 형성되며, 상판(510)에는 렌즈(230)를 노출하는 개구가 형성되고, 상판(510)의 개구를 통해 외부광이 렌즈(230)로 입사된다.
본 발명의 일실시예에서, 상판(510)은, 예를 들어, 사각 플레이트 형상으로 형성된다.
측면판(520)은 상판(510)의 각 테두리로부터 마그네트(300) 및 코일 블럭(400)을 감싸는 방향으로 절곡 또는 연장된다. 측면판(520)은 베이스(100)와 결합된다.
본 발명의 일실시예에서, 상판(510) 및 측면판(520)을 포함하는 커버 캔(500)은 자기장의 누설을 방지하는 요크(yoke)로서 작용한다. 커버 캔(500)은 마그네트(300) 및/또는 코일 블럭(400)으로부터 발생된 자기장의 누설을 방지하여 코일 블럭(400) 및 마그네트(300) 사이에서 발생되는 구동력을 향상시킨다.
이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면, 렌즈가 장착된 보빈에 인접한 위치에 마그네트를 배치하고, 마그네트의 바깥쪽에 자기장을 발생시키는 코일 블럭을 배치하여 코일 블럭의 길이 제한에 따른 구동력 감소를 방지하고, 보빈에 장착되는 렌즈의 구경을 증가시키기에 적합하며 마그네트 및 코일 블럭으로부터 발생된 자기장의 누설을 방지하여 구동력을 보다 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다.
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.
700...보이스 코일 모터 100...베이스
200...보빈 300...마그네트
400...코일 블럭 500...커버 캔
600...탄성 부재

Claims (11)

  1. 개구가 배치된 베이스;
    상기 베이스 상에 배치되며 내부에 렌즈가 배치 되고, 보빈 몸체 및 상기 보 빈 몸체의 외측면으로부터 돌출된 돌출부를 포함하는 보빈;
    상기 베이스에 고정되며 상기 보빈의 외측면과 대향하는 마그네트;
    상기 마그네트 및 상기 보빈을 감싸며 상기 돌출부에 고정된 코일 블럭; 및
    상기 마그네트 및 상기 코일 블럭을 감싸는 커버 캔;을 포함하고,
    상기 보빈 몸체의 외측면과 대향하는 상기 마그네트의 1개의 내측면은 상기 보빈 몸체의 외측면과 동일한 곡률을 갖는 곡면으로 배치되고, 상기 내측면과 각각 인접하는 상기 마그네트의 2 개의 외측면은 각각 상기 코일 블럭의 내측면과 대향하도록 배치되는 보이스 코일 모터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 보빈 몸체는 원통 형상으로 배치되고, 상기 돌출부는 상기 보빈 몸체로부터 등간격으로 돌출된 복수개의 돌출부를 포함하는 보이스 코일 모터.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 마그네트는 인접한 한 쌍의 상기 돌출부들 사이에 배치되며 상기 코일 블럭과 이격된 보이스 코일 모터.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 돌출부 및 상기 코일 블럭은 접착제에 의하여 상호 접착된 보이스 코일 모터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 코일 블럭은, 평면상에서 보았을 때, 사각 띠 형상으로 배치된 보이스 코일 모터.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 마그네트는 삼각 기둥 형상으로 배치되며 상기 마그네트의 2 개의 측면들은 상기 코일 블럭과 각각 마주하는 보이스 코일 모터.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 마그네트는 제1 높이로 배치되고, 상기 코일 블럭은 상기 보빈의 스트로크 길이를 확보하기 위해 상기 제1 높이보다 낮은 제2 높이로 배치된 보이스 코일 모터.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 보빈의 하면을 탄력적으로 지지하는 탄성 부재를 더 포함하는 보이스 코일 모터.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 탄성 부재는 상기 보빈의 하면에 각각 배치된 제1 및 제2 탄성 부재들을 포함하며, 상기 코일 블럭의 일측 단부 및 상기 일측 단부와 대향 하는 타측 단부는 각각 상기 제1 및 제2 탄성 부재들과 전기적으로 연결된 보이스 코일 모터.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 돌출부는 상기 코일 블럭과 대향하게 배치되는 제 1측면, 상기 제 1측면과 인접하고 각각 상기 제 1측면과 수직하게 배치되는 한 쌍의 제 2측면을 포함하는 보이스 코일 모터.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 돌출부의 하부에 배치되고, 상기 코일 블럭의 이탈을 방지하는 이탈 방지턱을 더 포함하는 보이스 코일 모터.


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