KR101920918B1

KR101920918B1 - 보이스 코일 모터 및 보이스 코일 모터의 광축 보정 방법

Info

Publication number: KR101920918B1
Application number: KR1020110109755A
Authority: KR
Inventors: 박상옥; 이성민; 김승기; 조현래
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2011-10-26
Filing date: 2011-10-26
Publication date: 2018-11-21
Also published as: KR20130045505A

Abstract

보이스 코일 모터는 제1 구동부 및 상기 제1 구동부를 고정하는 하우징을 포함하는 고정자; 상기 하우징 내에 배치되며 내부에 렌즈가 고정된 보빈 및 상기 보빈의 외주면에 배치되며 상기 제1 구동부와 마주하는 제2 구동부를 포함하는 가동자; 상기 하우징을 고정하며 상기 렌즈와 대응하는 위치에 개구가 형성된 베이스; 및 상기 고정자 및 상기 가동자에 결합되는 탄성 부재를 포함하며, 상기 가동자의 상기 렌즈의 광축이 기준면에 대하여 수직하게 배치되도록 상기 베이스는 상기 기준면에 대하여 경사지게 배치된다.

Description

보이스 코일 모터 및 보이스 코일 모터의 광축 보정 방법{VOICE COIL MOTOR AND METHOD FOR ADJUSTING OPTICAL AXE OF THE VOICE COIL MOTOR}

본 발명은 렌즈를 포함하는 가동자를 플로팅 시켜 기준 위치로부터 양방향으로 구동되어 저전류 및 저소비전력으로 작동되며, 플로팅 된 렌즈를 포함하는 가동자에 의하여 발생된 이미지 센서의 광축 및 렌즈의 광축의 틸트각을 보정한 보이스 코일 모터 및 보이스 코일 모터의 광축 보정 방법에 관한 것이다.

최근 들어, 초소형 디지털 카메라가 내장된 휴대폰 및 타블렛 PC 등이 개발되고 있다.

종래 휴대폰 등에 적용되는 초소형 디지털 카메라의 경우, 외부광을 디지털 이미지 또는 디지털 영상으로 변경하는 이미지 센서 및 렌즈 사이의 간격을 조절할 수 없었으나, 최근 이미지 센서와 렌즈 사이의 간격을 조절하는 보이스 코일 모터와 같은 렌즈 구동 장치가 개발되어 초소형 디지털 카메라에서 보다 개선된 디지털 이미지 또는 디지털 영상을 얻을 수 있게 되었다.

일반적으로 보이스 코일 모터는 내부에 렌즈가 장착되며 베이스에 배치된 보빈이 베이스로부터 상부로 이동하여 렌즈 및 베이스의 후면에 배치된 이미지 센서 사이의 간격을 조절한다.

또한, 종래 보이스 코일 모터의 보빈에는 판 스프링이 결합되어 보이스 코일 모터가 작동하지 않을 때 보빈은 판 스프링의 탄성력에 의하여 항상 베이스와 접촉된다. 즉, 종래 보이스 코일 모터의 보빈은 베이스에 대하여 상부를 향해 일방향으로 구동된다.

종래 보이스 코일 모터가 일방향으로만 구동됨으로써 보이스 코일 모터를 구동하기 위해서는 보빈의 자중 및 판 스프링의 탄성력 보다 큰 구동력을 필요로 하고, 이로 인해 보이스 코일 모터의 소비 전력이 크게 증가 되는 문제점을 갖는다.

최근에는 보이스 코일 모터의 가동자를 베이스로부터 플로팅 시켜 보이스 코일 모터를 저 전류 구동시켜 소비 전력을 감소시킨 구조가 개발되고 있다.

그러나, 보이스 코일 모터의 가동자를 베이스로부터 플로팅 시킬 경우, 다양한 원인들에 의하여 이미지 센서의 광축에 대하여 렌즈의 광축이 틸트되어 이미지 또는 동영상의 품질이 크게 감소될 수 있다.

본 발명은 보다 작은 전류로 가동자를 구동시키며 렌즈의 광축 및 이미지 센서의 광축의 틸트에 의한 이미지 또는 동영상의 품질 저하를 방지한 보이스 코일 모터 및 보이스 코일 모터의 광축 보정 방법을 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 제1 구동부 및 상기 제1 구동부를 고정하는 하우징을 포함하는 고정자; 상기 하우징 내에 배치되며 내부에 렌즈가 고정된 보빈 및 상기 보빈의 외주면에 배치되며 상기 제1 구동부와 마주하는 제2 구동부를 포함하는 가동자; 상기 하우징을 고정하며 상기 렌즈와 대응하는 위치에 개구가 형성된 베이스; 및 상기 고정자 및 상기 가동자에 결합되는 탄성 부재를 포함하며, 상기 가동자의 상기 렌즈의 광축이 기준면에 대하여 수직하게 배치되도록 상기 베이스는 상기 기준면에 대하여 경사지게 배치된다.

일실시예로서, 보이스 코일 모터는 제1 구동부 및 상기 제1 구동부를 고정하는 하우징을 포함하는 고정자; 상기 제1 구동부의 내부에 배치되며 내부에 렌즈가 고정된 보빈 및 상기 보빈에 배치되며 상기 제1 구동부와 마주하는 제2 구동부를 포함하는 가동자; 상기 하우징이 고정되며 상기 렌즈와 대응하는 위치에 개구가 형성된 베이스; 및 상기 보빈에 탄력적으로 결합된 탄성 부재를 포함하며, 상기 렌즈의 제1 광축 및 베이스가 고정되는 기준면에 배치된 이미지 센서의 제2 광축 사이의 틸트각을 감소시키기 위해 상기 베이스에는 상기 기준면에 대하여 서로 다른 높이를 갖는 광축 보정부들이 형성된다.

일실시예로서, 보이스 코일 모터의 광축 보정 방법은 업-다운되는 렌즈를 포함하는 가동자, 상기 가동자를 감싸는 고정자 및 상기 고정자가 고정되는 베이스를 포함하는 보이스 코일 모터를 제조하는 단계; 보이스 코일 모터를 제조된 후, 상기 렌즈를 통과한 광의 광축 및 기준면에 대하여 수직한 기준선 사이의 틸트각을 산출하는 단계; 및 상기 틸트각을 감소시키기 위하여 상기 기준면에 대한 상기 베이스의 기울기를 산출하는 단계; 및 산출된 상기 베이스의 상기 기울기에 대응하여 상기 베이스를 상기 기준면에 기울어지게 배치하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따른 보이스 코일 모터 및 보이스 코일 모터의 광축 보정 방법에 의하면, 보이스 코일 모터를 저전류로 구동 및 소비 전력을 감소시키고 보다 빠른 시간 내에 렌즈 및 이미지 센서 사이의 포커스를 조절할 수 있고, 보빈의 구동에 따른 접촉 소음을 감소시킬 수 있으며, 보빈을 베이스로부터 플로팅 시킴으로써 발생되는 보빈의 기울어짐에 따른 이미지 센서 및 보빈에 장착된 렌즈의 광축 틀어짐을 보정하여 이미지 센서로부터 발생된 영상의 품질을 보다 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 보이스 코일 모터와 비교되는 종래 보이스 코일 모터를 도시한 단면도이다.
도 2는 도 1과 비교되는 본 발명의 보이스 코일 모터의 단면도이다.
도 3은 도 2의 보이스 코일 모터의 분해 사시도이다.
도 4는 도 2의 보이스 코일 모터의 조립 단면도이다.
도 5는 도 4의 베이스의 후면도이다.
도 6은 도 4의 보이스 코일 모터를 회로 기판에 실장한 것을 도시한 단면도이다.
도 7은 도 4에 도시된 보이스 코일 모터의 광축 보정 방법을 도시한 순서도이다.
도 8은 도 7에 도시된 보이스 코일 모터의 렌즈 및 이미지 센서 모듈의 광축 편차를 도시한 그래프이다.

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 보이스 코일 모터와 비교되는 종래 보이스 코일 모터를 도시한 단면도이다. 도 2는 도 1과 비교되는 본 발명의 보이스 코일 모터의 단면도이다. 도 3은 도 2의 보이스 코일 모터의 분해 사시도이다. 도 4는 도 2의 보이스 코일 모터의 조립 단면도이다. 도 5는 도 4의 베이스의 후면도이다. 도 6은 도 4의 보이스 코일 모터를 회로 기판에 실장한 것을 도시한 단면도이다.

도 1을 참조하면, 비교예에 따른 보이스 코일 모터(600a)는 고정자(100a), 가동자(200a), 베이스(300a) 및 탄성 부재(400a)를 포함한다.

비교예에 따른 보이스 코일 모터(600a)의 가동자(200a)는, 예를 들어, 베이스(300a)로부터 이격된 위치에 배치된다. 즉, 가동자(200a)는 베이스(300a)로부터 플로팅 된다.

베이스(300a)의 상면으로부터 플로팅 된 가동자(200a)는 고정자(100a)의 하우징(150a)에 결합 된 탄성 부재(400a)에 탄력적으로 결합 된다.

가동자(200a)가 베이스(300a)의 상면으로부터 플로팅 될 경우, 탄성 부재(400a)의 탄성 계수 등 다양한 원인에 의하여 가동자(200a)의 렌즈는 기준면(1a)과 평행하게 배치되지 못하고 기준면(1a)의 어느 일측으로 기울어지게 배치될 수 있다.

즉, 가동자(200a)가 베이스(300a)의 상면으로부터 플로팅 될 경우, 가동자(200a)의 하면은 이미지 센서(IS)에 대하여 예각(θ2)의 기울기를 가진다.

또한, 가동자(200a)의 렌즈가 기준면(1a) 또는 이미지 센서(IS)에 대하여 기울어지게 배치될 경우, 가동자(200a)의 렌즈의 광축(A)은 베이스(300a)의 후면에 직접 배치된 이미지 센서(IS)의 광축(B)에 대하여 소정 각도(θ1)로 틸트 된다.

이와 같이 이미지 센서(IS)의 광축(B)과 렌즈의 광축(A)이 소정 각도(θ1)로 틸트 될 경우, 이미지 센서(IS)로부터 발생 된 이미지 및 동영상의 품질이 감소 되며 영상의 왜곡이 발생 된다.

한편, 보이스 코일 모터(600a)의 렌즈의 광축(A) 및 이미지 센서(IS)의 광축(B)이 틸트 된 상태로 보이스 코일 모터(600a)가 조립될 경우, 보이스 코일 모터(600a)의 렌즈의 광축(A) 및 이미지 센서(IS)의 광축(B)의 틸트는 보정하기 매우 어렵다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 보이스 코일 모터(600)는 고정자(100), 가동자(200), 베이스(300) 및 탄성 부재(400)를 포함한다.

보이스 코일 모터(600)의 가동자(200)는 구동 신호가 인가되지 않았을 때 베이스(300)로부터 이격된 위치에 배치된다. 즉, 가동자(200)는 베이스(300)로부터 플로팅 된다.

비록 본 발명의 일실시예에서는, 구동 신호가 인가되지 않았을 때 가동자(200)가 베이스(300)로부터 플로팅 된 것이 도시 및 설명되고 있지만, 이와 다르게 구동 신호가 인가되지 않았을 때 가동자(200)가 베이스 상에 배치되어도 무방하다.

베이스(300)의 상면으로부터, 예를 들어, 플로팅 된 가동자(200)는 고정자(100)의 하우징(150)에 결합 된 탄성 부재(400)에 탄력적으로 결합 된다.

가동자(200)가 베이스(300)의 상면으로부터 플로팅 될 경우, 탄성 부재(400)의 탄성 계수 등 다양한 원인에 의하여 가동자(200)의 렌즈는 앞서 설명한 비교예와 마찬가지로 기준면(1)과 평행하게 배치되지 못하고 기준면(1)으로부터 어느 일측으로 기울어지게 배치될 수 있다.

즉, 가동자(200)가 베이스(300)의 상면으로부터 플로팅 될 경우, 가동자(200)의 하면은 기준면(1) 상에 배치된 이미지 센서(IS)에 대하여 기울어지게 배치된다.

가동자(200)의 렌즈가 기준면(1)에 대하여 기울어지게 배치될 경우, 가동자(200)의 렌즈의 제1 광축(A)은 베이스(300)가 장착되는 기준면(1)에 배치된 이미지 센서(IS)의 제2 광축(B)과 소정 각도로 틸트 된다.

이와 같이 이미지 센서(IS)의 제2 광축(B)과 렌즈의 제1 광축(A)이 틸트 될 경우, 이미지 센서(IS)로부터 발생 된 이미지 및 동영상의 품질이 감소 되며 영상의 왜곡이 발생된다.

즉, 완전히 조립된 보이스 코일 모터(600)의 가동자(200)의 제1 광축(A)이 기준면(1)에 대하여 수직한 이미지 센서(IS)의 제2 광축(B)과 일치되도록 하기 위해 보이스 코일 모터(600)의 베이스(300)는 기준면(1)으로부터 기울어지게 배치된다.

베이스(300)는 가동자(200)의 렌즈의 제1 광축(A)이 기준면(1)에 대하여 실질적으로 수직 하도록 또는 기준면(1)에 대하여 가동자(200)의 하면이 수직하게 배치되도록 기준면(1)으로부터 기울어지게 배치된다.

베이스(300)를 기준면(1)에 기울어지게 배치함으로써 가동자(200)는 기준면(1)에 대하여 수평하게 배치 또는 가동자(200)의 렌즈의 제1 광축(A)은 기준면(1)에 배치된 이미지 센서(IS)의 제2 광축(B)과 일치된다. 이와 같이 렌즈의 제1 광축(A) 및 이미지 센서(IS)의 제2 광축(B)을 일치시킴으로써 이미지 또는 동영상의 품질 저하 및 이미지 또는 동영상의 왜곡을 방지할 수 있다.

본 발명의 일실시예에서, 기준면(1)에 대한 베이스(300)의 경사각은 약 0.2°내지 0.5°일 수 있다. 기준면(1)에 대한 베이스(300)의 경사각이 약 0.2°보다 작을 경우 경사각이 너무 작아 미세 조절이 어렵고 경사각이 0.5°보다 클 경우 베이스(300)의 경사각도가 너무 커 보이스 코일 모터의 탄성 부재와 같은 구성 요소에 영향을 미칠 수 있다.

본 발명의 일실시예에서는, 보이스 코일 모터(600)가 완전히 조립된 상태에서 가동자(200)가 기준면(1)에 대하여 틸트 된 상태일 경우, 가동자(200)가 기준면(1)에 대하여 평행하도록 베이스(300)를 기준면(1)에 대하여 경사지게 배치함으로써 가동자(200)의 광축 및 기준면(1)에 배치된 이미지 센서(IS)의 광축을 일치시킬 수 있다.

이하, 도 3 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 일실시예에 따른 보이스 코일 모터(600)를 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

도 3 내지 도 6을 참조하면, 보이스 코일 모터(600)는 고정자(100), 가동자(200), 베이스(300) 및 탄성 부재(400)를 포함한다. 참조부호 301은 베이스(300)의 후면에 배치된 IR 필터이다. 본 발명의 일실시예에서, 이미지 센서는 베이스(300)의 후면에 직접 배치되지 않고 회로기판의 기준면(1) 상에 배치된다.

본 발명의 일실시예에 따른 보이스 코일 모터(600)는, 예를 들어, 보이스 코일 모터(600)에 구동 신호가 인가되지 않았을 때 가동자(200)가 베이스(300)의 상면으로부터 소정 간격 이격 된다. 즉, 본 발명의 일실시예에 따른 보이스 코일 모터(600)의 가동자(200)는 보이스 코일 모터(600)에 구동 신호가 인가되지 않았을 때 베이스(300)의 상면으로부터 플로팅 된다.

본 발명의 일실시예에서, 보이스 코일 모터(600)에 구동 신호가 인가되지 않았을 때, 가동자(200)가 베이스(300)의 상면으로부터 소정 간격 이격될 경우, 보이스 코일 모터(600)의 구동 전류 및 소비 전류를 크게 감소 시킬 수 있다.

비록 본 발명의 일실시예에서는 보이스 코일 모터(600)에 구동 신호가 인가되지 않았을 때 가동자(200)가 베이스(300)의 상면으로부터 소정 간격 이격된 것이 도시 및 설명되고 있지만, 이와 다르게 보이스 코일 모터(600)에 구동 신호가 인가되지 않았을 때 가동자(200)가 베이스(300)의 상면에 접촉되어도 무방하다.

고정자(100)는 제1 구동부(120) 및 하우징(150)을 포함한다. 고정자(100)는 후술 될 가동자(200)를 구동하기 위한 자기장을 발생시킨다.

제1 구동부(120)는, 예를 들어, 절연 수지에 의하여 절연된 긴 전선을 통 형상으로 권선하여 형성된 코일 블럭을 포함할 수 있다. 절연 수지에 의하여 절연된 긴 전선을 권선하여 형성된 코일 블럭을 포함하는 제1 구동부(120)에 전압차를 갖는 전압을 인가할 경우, 제1 구동부(120)로부터는 자기장이 발생 되며, 자기장의 방향은 제1 구동부(120)에 흐르는 전류의 방향에 따라 변경된다.

하우징(150)은 제1 구동부(120)를 고정한다. 하우징(150)은, 예를 들어, 하우징 몸체(152) 및 기둥(154)들을 포함한다.

하우징 몸체(152)는, 예를 들어, 직사각형 플레이트 형상으로 형성되며, 하우징 몸체(152)의 중앙부에는 후술 될 보빈에 장착된 렌즈를 노출하는 개구(153)가 형성된다.

하우징 몸체(152)의 상면에는 후술 될 상부 탄성 부재를 고정하기 위한 복수개의 결합 보스(156)들이 형성된다.

기둥(154)들은 베이스(300)와 마주하는 하우징 몸체(152)의 하면의 4 개의 모서리들로부터 베이스(300)를 향해 돌출된다. 제1 구동부(120)의 내측면은 기둥(154)들을 이용하여 고정된다. 기둥(154)들은 후술 될 베이스(300)의 상면에 결합 될 수 있다.

본 발명의 일실시예에서, 제1 구동부(120)는 통 형상으로 권선 된 상태에서 하우징(150)의 기둥(154)들에 접착제 등에 의하여 부착 또는 하우징(150)의 기둥(154)들에 직접 권선 될 수 있다.

비록 본 발명의 일실시예에서, 제1 구동부(120)는 코일 블럭인 것이 도시 및 설명되고 있지만, 제1 구동부(120)는 자기장을 발생시키는 마그네트를 포함할 수 있다.

가동자(200)는 보빈(210) 및 제2 구동부(250)를 포함한다.

보빈(210)의 내부에는 원기둥 형상의 렌즈(205)가 고정된다. 가동자(200)는 고정자(100)에 대하여 이동하여 후술 될 이미지 센서 및 렌즈(205) 사이의 간격을 조절한다.

보빈(210)은, 예를 들어, 중공이 형성된 원통 형상으로 형성되며, 보빈(210)의 내주면에는 렌즈(205)를 고정하기 위한 나사산이 형성된다.

보빈(210)의 외주면에는 제2 구동부(250)를 고정하기 위한 평탄한 고정부(215)들이 형성된다. 예를 들어, 고정부(215)들은, 예를 들어, 보빈(210)의 외주면에 4 개가 등 간격으로 형성된다.

제2 구동부(250)는, 예를 들어, 플레이트 형상으로 형성되며, 제2 구동부(250)는 보빈(210)의 외주면에 형성된 각 고정부(215)들에 고정된다. 각 제2 구동부(250)는, 예를 들어, 접착제 등에 의하여 고정부(215)에 부착될 수 있다.

각 제2 구동부(250)는 고정자(100)의 제1 구동부(120)와 마주하게 배치된다.

비록 본 발명의 일실시예에서, 제2 구동부(250)는 마그네트를 포함하는 것이 도시 및 설명되고 있지만, 제2 구동부(250)는 전선을 권선하여 형성된 코일 블럭을 포함할 수 있다.

본 발명의 일실시예에서, 제1 구동부(120)가 코일 블럭을 포함할 경우, 제2 구동부(250)는 마그네트를 포함하고, 제1 구동부(120)가 마그네트를 포함할 경우, 제2 구동부(250)는 코일 블럭을 포함할 수 있다.

도 4 내지 도 6을 참조하면, 베이스(300)는, 예를 들어, 직육면체 플레이트 형상으로 형성되며, 고정자(100)를 고정하는 역할을 하며, 베이스(300)는 틸트된 가동자(200)의 렌즈(205)의 광축 및 이미지 센서의 광축을 감소 또는 일치시킨다.

베이스(300)의 중앙부에는 가동자(200)의 보빈(210)의 내부에 내장된 렌즈(205)를 통과한 광이 통과하는 개구(310)가 형성된다.

플레이트 형상으로 형성된 베이스(300)의 상면(320)의 4 개의 모서리들에는 각각 결합 기둥(325)들이 형성되며, 결합 기둥(325)은 커버 캔(500)과 베이스(300)를 상호 결합하는 역할을 한다.

본 발명의 일실시예에서, 베이스(300)는 가동자(200)의 렌즈(205)의 광축이 이미지 센서가 장착된 회로 기판(또는 기준면)에 대하여 수직하게 배치되도록 회로 기판에 대하여 경사지게 배치된다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 가동자(200)의 렌즈(205)의 광축(A) 및 이미지 센서의 광축(B)을 일치시키기 위해서 베이스(300)는 회로 기판에 대하여 경사지게 배치되는데, 이를 구현하기 위해서 베이스(300) 중 회로 기판과 마주하는 베이스(300)의 후면(370)에는, 예를 들어, 광축 보정부(360)가 형성된다.

광축 보정부(360)는 이미지 센서가 장착되는 회로 기판(또는 기준면)에 대한 베이스(300)의 기울기를 조절하여 이미지 센서의 광축(B)으로부터 틸트된 렌즈(205)의 광축(A)을 이미지 센서의 광축(B)에 일치시킨다.

본 발명의 일실시예에서, 광축 보정부(360)는, 예를 들어, 베이스(300)의 후면(370)에 적어도 3 개가 형성될 수 있다. 각 광축 보정부(360)는 기둥 형상을 갖는 돌기일 수 있다.

광축 보정부(360)는, 예를 들어, 베이스(300)의 후면(370)에 3 개가, 평면상에서 보았을 때 가상의 삼각형의 각 꼭지점 부분에 배치될 수 있다.

베이스(300)의 후면(370)으로부터 측정한 광축 보정부(360)의 높이는 베이스(300)의 기울기를 조절하기 이전에 도 4에 도시된 바와 같이 약 20㎛ 내지 약 50㎛의 높이를 가질 수 있다.

광축 보정부(360)의 높이가 약 20㎛ 이하일 경우 광축 보정부(360)의 높이를 조절하기 어렵고, 광축 보정부(360)의 높이가 약 50㎛ 이상일 경우, 베이스(300)의 후면(270)과 회로 기판 사이에 큰 갭이 형성되기 때문에 광축 보정부(360)의 높이는 베이스(300)의 기울기를 조절하기 이전에 약 20㎛ 내지 약 50㎛의 높이를 가지는 것이 바람직하다.

도 6에 도시된 바와 같이 가동자(200)의 렌즈(205)의 광축 및 기준면(1)에 배치된 이미지 센서(2)의 광축을 정렬시키기 위해서 각 광축 보정부(360)들 중 적어도 하나의 광축 보정부(360)는 나머지 광축 보정부(360)들과 서로 다른 높이로 형성되고, 이로 인해 베이스(300)는 이미지 센서(2)가 실장 된 기준면(1)에 대해서는 기울어지게 배치되고 이로 인해 이미지 센서(2)의 광축 및 렌즈(205)의 광축은 일치된다. 본 발명의 일실시예에서, 기준면(1)은, 예를 들어, 이미지 센서(2)가 실장되는 회로 기판의 상면일 수 있다.

한편, 베이스(300)의 후면(370)에 형성된 각 광축 보정부(360)의 단부는, 예를 들어, 평탄한 평탄면을 가질 수 있다. 이와 다르게, 각 광축 보정부(360)는, 뾰족한 첨두부를 가질 수 있다. 광축 보정부(360)가 뾰족한 첨두부를 가질 경우 광축 보정부(360)의 높이를 보다 원활하게 조절할 수 있다.

본 발명의 일실시예에서, 베이스(300) 및 광축 보정부(360)는, 예를 들어, 일체로 형성될 수 있고, 광축 보정부(360)는 열, 압력 및 절단 등에 의하여 높이 조절이 가능한 합성수지를 포함할 수 있다.

비록 본 발명의 일실시예에서, 광축 보정부(360)는, 예를 들어, 돌기 형상인 것이 도시 및 설명되고 있지만, 광축 보정부(360)는 막대 형상으로 형성되어도 무방하다.

도 3을 다시 참조하면, 베이스(300)의 상면(320)에는 상면(320)으로부터 오목하게 형성된 보빈 수납홈(330)이 형성된다. 보빈 수납홈(330)은 보빈(210)의 하단을 수납하는 역할을 한다.

보빈 수납홈(330)은 보빈(210)의 평면적 보다 크게 형성되고, 보빈 수납홈(330)에 의하여 보빈(210) 및 베이스(300)는 일부가 상호 오버랩 될 수 있다.

본 발명의 일실시예에서, 보빈 수납홈(330)의 깊이는 가동자(200)의 스트로크 길이를 감안하여 형성된다.

한편, 보빈 수납홈(330)에 의하여 형성된 보빈(210)의 바닥면(335)에는 베이스(300)의 개구(310)를 따라 형성된 충격 흡수 부재(350)가 배치된다. 충격 흡수 부재(350)는, 예를 들어, 보빈(210) 및 베이스(300)의 바닥면(335)의 충돌에 따른 충격을 흡수한다.

본 발명의 일실시예에서, 충격 흡수 부재(350)는 스폰지, 탄성을 갖는 합성 수지 및 고무 중 어느 하나를 포함할 수 있으며, 충격 흡수 부재(350)는 얇은 두께를 갖는 환형 플레이트 형상으로 형성될 수 있다.

탄성 부재(400)는 하부 탄성 부재(405) 및 상부 탄성 부재(450)를 포함할 수 있다.

탄성 부재(400)는 가동자(200)의 보빈(210)을 탄력적으로 지지하며, 하부 탄성 부재(405)는 가동자(200)의 보빈(210)의 하면이 베이스(300)의 보빈 수납홈(330)의 상부에 플로팅 되도록 한다.

즉, 하부 탄성 부재(405)는 제1 구동부(120)에 전류가 인가되지 않았을 때, 보빈(210)의 하면 및 베이스(300)의 상면(320)에 형성된 보빈 수납홈(330)에 의하여 형성된 바닥면(335) 사이에 갭(gap)을 형성한다.

하부 탄성 부재(405)는 내측 하부 탄성부(410), 외측 하부 탄성부(420) 및 연결 하부 탄성부(430)를 포함한다.

내측 하부 탄성부(410)는, 예를 들어, 환형 링 형상으로 형성되며, 내측 하부 탄성부(410)는 보빈(210)의 하면에 결합 된다. 내측 하부 탄성부(410)는, 예를 들어, 접착제 또는 열융착에 의하여 보빈(210)의 하면에 결합 된다.

내측 하부 탄성부(410)는 보빈(210)의 하면에 결합되기 때문에 내측 하부 탄성부(410) 역시 베이스(300)의 보빈 수납홈(330)에 삽입되는 사이즈로 형성된다.

외측 하부 탄성부(420)는 내측 하부 탄성부(410)의 외측에 배치되며, 외측 하부 탄성부(420)는 사각 프레임 형상으로 형성된다.

외측 하부 탄성부(420)는 베이스(300)의 보빈 수납홈(330) 보다 큰 사이즈로 형성되고 따라서 외측 하부 탄성부(420)는 베이스(300)의 상면(320) 상에 배치된다. 외측 하부 탄성부(420)는, 예를 들어, 고정자(100)의 하우징(150)의 기둥(154)들에 의하여 베이스(300)의 상면(320) 상에 고정될 수 있다.

연결 하부 탄성부(430)는 내측 하부 탄성부(410) 및 외측 하부 탄성부(420)를 상호 탄력적으로 연결하며, 연결 하부 탄성부(430)에 의하여 내측 하부 탄성부(410)는 탄성을 갖게 된다.

본 발명의 일실시예에서, 보빈(210)은 하부 탄성 부재(405)에 의하여 베이스(300)의 보빈 수납홈(330)의 상부에 플로팅 된다.

내측 하부 탄성부(410)는 보빈 수납홈(330)에 의하여 형성된 바닥면(335)에 대하여 이격되며, 제1 구동부(120)에 구동 신호가 인가되지 않았을 때, 내측 하부 탄성부(410), 외측 하부 탄성부(420) 및 연결 하부 탄성부(430)들은 동일 평면상에 배치될 수 있다. 이와 다르게, 제1 구동부(120)에 구동 신호가 인가되지 않았을 때, 내측 하부 탄성부(410)는 외측 하부 탄성부(420)에 비하여 다소 낮은 위치에 배치되어도 무방하다.

본 발명의 일실시예에서, 베이스(300)의 상면(320)에 오목한 보빈 수납홈(330)이 형성될 경우, 보이스 코일 모터(600)의 전체 부피를 감소시키면서 보빈 수납홈(330)을 이용하여 가동자(200)를 베이스(300)로부터 멀어지는 방향 또는 가동자(200)를 베이스(300)에 가까워지는 방향으로 각각 구동할 수 있다.

즉, 가동자(200)는 하부 베이스(300)의 상면(320)으로부터 이격시킬 경우, 가동자(200)는 제1 구동부(120)에 인가되는 전류의 방향의 변경에 의하여 베이스(300)를 향하는 하부 방향 또는 베이스(300)와 멀어지는 상부 방향으로 각각 구동될 수 있다.

한편, 고정자(100)의 하우징(150)의 하우징 몸체(152)의 상면에 형성된 결합 보스(156)에는 상부 탄성 부재(450)가 결합 된다.

상부 탄성 부재(450)는 내측 상부 탄성부(451), 외측 상부 탄성부(452) 및 연결 상부 탄성부(453)를 포함한다.

내측 상부 탄성부(451)는 보빈(210)의 상면에 결합되며, 외측 상부 탄성부(452)는 하우징 몸체(152)의 상면에 배치된다. 연결 상부 탄성부(453)는 외측 및 내측 상부 탄성부(451,452)들을 연결한다.

하우징 몸체(152)의 상면에 배치된 외측 상부 탄성부(452)에는 하우징 몸체(152)의 상면에 형성된 결합 보스(156)와 결합되는 결합홀(455)이 형성된다.

도 3을 다시 참조하면, 보이스 코일 모터(600)는 커버 캔(500)을 더 포함할 수 있다.

커버 캔(500)은 가동자(200)의 렌즈(205)를 노출하는 개구가 형성된 상판(510) 및 상판(510)의 에지로부터 베이스(300)를 향하는 방향으로 연장된 측면판(520)을 포함하며, 측면판(520)은 베이스(300)의 측면과 결합 된다.

본 발명의 일실시예에 따른 가동자(200)의 보빈(210)은 제1 구동부(120) 및 제2 구동부(250)로부터 발생된 힘에 의하여 상기 베이스(300)의 상면(320)으로부터 멀어지는 제1 방향 및 상기 제1 방향과 반대 방향으로 베이스(300)의 보빈 수납홈(330)의 바닥면을 향하는 제2 방향으로 각각 구동될 수 있다.

본 발명의 일실시예에서, 가동자(200)의 보빈(210)은 제1 구동부(120)에 정방향 전류가 인가될 때 제1 방향으로 구동되고, 보빈(210)은 제1 구동부(120)에 상기 정방향 전류와 반대 방향인 역방향 전류가 인가될 때 제2 방향으로 구동된다.

이때, 제1 구동부(120)에 인가된 정방향 전류 또는 역방향 전류는 제1 구동부(120)의 양단에 인가되는 전압차를 조절함으로써 구현할 수 있다.

이하, 도 7 및 도 8을 참조하여 보이스 코일 모터의 광축 보정 방법을 설명하기로 한다.

도 7은 도 4에 도시된 보이스 코일 모터의 광축 보정 방법을 도시한 순서도이다. 도 8은 도 7에 도시된 보이스 코일 모터의 렌즈 및 이미지 센서 모듈의 광축 편차를 도시한 그래프이다.

도 3, 도 7 및 도 8을 참조하면, 보이스 코일 모터의 광축을 보정하기 위해서 먼저 업-다운되는 렌즈(205)를 포함하는 가동자(200), 가동자(200)를 감싸는 고정자(100) 및 고정자(100)가 고정되는 베이스(300)를 포함하는 보이스 코일 모터(600)가 제조된다.(단계 S10)

보이스 코일 모터(600)가 제조된 후, 도 4에 도시된 보이스 코일 모터(600)는 틸트각 산출 장치에 의하여 가동자(200)가 기준면(수평면)에 대하여 어느 정도의 각도로 틸트 되었는지를 검사하여 가동자(200)의 틸트각(θt)을 산출한다.(단계 S20)

즉, 틸트각 산출 장치는 렌즈(205)를 통과한 광의 광축 및 기준면(수평면)에 대하여 수직한 기준선 사이의 틸트각(θt)을 산출한다. 이때, 틸트각(θt)은 기준면에 대한 렌즈(205)의 광축의 틸트된 각도를 의미한다.

틸트각 산출 장치는 렌즈(205)를 통해 광을 입사 및 렌즈를 통과한 광이 반사되어 출력된 반사광을 센싱하여 가동자(200)의 틸트각(θt)을 산출할 수 있다.

도 8을 참조하면, 동심원들 중 가운데 부분의 도트 표시(D1)는 가동자(200)가 기준면(수평면)에 대하여 틸트 되지 않은 것을 나타내며 동심원 중앙 부분으로부터 벗어난 위치에 표시된 도트 표시(D2)는 가동자(200)가 기준면(수평면)에 대하여, 예를 들어, Y 축 방향으로는 틸트되지 않고 X 축 방향으로만 틸트 된 것을 나타낸다.

틸트각 산출 장치 등을 이용하여 가동자(200)의 틸트각(θt)이 산출되면, 가동자(200)의 틸트각(θt)을 감소시키기 위한 기준면(수평면)에 대한 베이스(300)의 기울기가 산출된다.(단계 S30)

즉, 도 8에 도시된 도트 표시(D2)로부터 도트 표시(D1)으로 가동자(200)가 기울어지도록 하기 위한 기준면(수평면)에 대한 베이스(300)의 기울기가 산출된다.

가동자(200)의 틸트각(θt)에 근거하여 베이스(300)의 기울기가 산출되면, 베이스(300)가 기준면(수평면)에 대하여 기울어지도록 베이스(300)를 기준면(수평면)에 실장한다.(단계 S40)

이때, 베이스(300)가 지정된 기울기로 기준면(수평면)에 실장되도록 하기 위해 도 4 및 도 6에 도시된 베이스(300)의 후면에 형성된 광축 보정부(360)들의 높이가 개별적으로 조절된다. 광축 보정부(360)는 베이스(300)의 기울기를 조절하기 위해 돌기 형상 또는 막대 형상으로 형성되며, 적어도 3 개가 베이스(300)의 후면에 형성된다.

광축 보정부(360)의 높이가 조절되기 이전에 광축 보정부(360)들의 높이는 0.2㎛ 내지 0.5㎛일 수 있다.

한편, 각 광축 보정부(360)들의 높이는 0.2㎛ 내지 0.5㎛의 두께를 갖는 다양한 지그(jig)들을 이용하여 조절될 수 있고, 광축 보정부(360)는 기준면(수평면)에 실장되기 이전에 열, 압력,절단, 연마 등에 의하여 높이가 조절될 수 있다.

가동자(200)의 틸트각(θt)에 대응하여 산출된 베이스(300)의 기울기에 따라서 광축 보정부(360)들의 높이가 조절된 후, 베이스(300)는 기준면(수평면)에 대하여 경사지게 실장 되고, 이로 인해 기준면(수평면)에 실장된 이미지 센서 및 가동자(200)의 렌즈(205)는 상호 평행하게 배치되며, 가동자(200)의 렌즈(205)의 광축 및 이미지 센서의 광축은 상호 일치된다.

본 발명의 일실시예에서, 기준면에 대하여 기울어지게 배치된 베이스(300)의 경사각도는 약 0.2°내지 0.5°일 수 있다.

비록 본 발명의 일실시예에서는 기준면에 대하여 가동자가 기울어지게 배치되어 가동자의 렌즈의 광축 및 기준면에 배치된 이미지 센서의 광축이 틸트되는 것을 방지하기 위하여 베이스에 서로 다른 높이로 형성된 광축 보정부를 형성하는 것이 도시 및 설명되고 있지만, 이와 다르게 이미지 센서가 장착된 기준면에 베이스를 경사지게 형성하는 광축 보정부를 형성하여도 무방하다.

또한, 본 발명의 일실시예에서는 구동신호가 인가되지 않을 때 보빈이 베이스로부터 이격된 저전력 보이스 코일 모터를 일실시예로서 설명하였지만, 구동 신호가 인가되지 않을 때 보빈에 베이스에 접촉된 일반적인 보이스 코일 모터에 본 발명의 기술적 사상을 포함시켜도 무방하다.

비록 본 발명의 일실시예에서는 구동신호가 인가되지 않을 때 보빈이 베이스로부터 이격되고 구동부가 마그네트인 저전력 보이스 코일 모터를 일실시예로서 설명하였지만, 구동신호가 인가되지 않을 때 보빈이 베이스로부터 이격되고 구동부가 코일인 저전력 보이스 코일 모터를 본 발명의 기술적 사상을 포함시켜도 무방하다.

또한, 본 발명의 일실시예에서는 구동신호가 인가되지 않을 때 보빈이 베이스로부터 이격된 저전력 보이스 코일 모터를 일실시예로서 설명하였지만, 오토포커스 기능이 포함된 보이스 코일 모터로 센서와 광각의 틀어짐에 의해 화질이 왜곡을 줄일수 있는 휴대폰용 카메라 모듈에 사용되는 보이스 코일 모터를 본 발명의 기술적 사상을 포함시켜도 무방하다.

이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면, 렌즈가 장착된 보빈을 이미지 센서가 탑재된 베이스의 상면에 형성된 보빈 수납홈으로부터 플로팅 시키고, 제1 구동부에 정방향 전류 또는 역방향 전류를 인가하여 보빈을 포함하는 가동자를 베이스로부터 멀어지는 방향 또는 베이스로 접근하는 방향으로 양방향 구동함으로써 보이스 코일 모터를 저전류로 구동 및 소비 전력을 감소시키고 보다 빠른 시간 내에 렌즈 및 이미지 센서 사이의 포커스를 조절할 수 있고, 보빈의 구동에 따른 접촉 소음을 감소시킬 수 있으며, 보빈을 베이스로부터 플로팅 시킴으로써 발생되는 보빈의 기울어짐에 따른 이미지 센서 및 보빈에 장착된 렌즈의 광축 틀어짐을 보정하여 이미지 센서로부터 발생된 영상의 품질을 보다 향상시킬 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.

600...보이스 코일 모터 100...고정자
200...가동자 300...베이스
400...탄성 부재 500...커버 캔

Claims

상판과, 상기 상판으로부터 연장되는 측면판을 포함하는 커버 캔;
상기 커버 캔 안에 배치되는 보빈;
상기 보빈의 내부에 결합되는 렌즈;
상기 보빈에 배치되는 제2구동부;
상기 제2구동부와 상기 커버 캔 사이에 배치되고, 상기 제2구동부와 대향 배치되는 제1구동부;
상기 보빈에 결합되어 상기 보빈을 지지하는 탄성 부재;
상기 보빈의 아래에 배치되고, 상기 측면판에 결합되는 베이스;
이미지 센서를 포함하고, 상기 베이스의 아래에 배치되는 회로 기판; 및
상기 렌즈의 광축과 상기 이미지 센서의 광축을 일치시키도록 상기 베이스의 하부에 배치되는 광축 보정부를 포함하되,
상기 광축 보정부는 상기 베이스의 하면으로부터 돌출되고,
상기 광축 보정부의 하면은 상기 회로 기판의 상면에 배치되는 카메라 모듈.
제1항에 있어서,
상기 광축 보정부는,
상기 회로 기판에 대한 상기 베이스의 기울기를 조절하고,
상기 탄성 부재는 상기 보빈의 상부에 결합되는 상부 탄성 부재와, 상기 보빈의 하부에 결합되는 하부 탄성 부재를 포함하고,
상기 하부 탄성 부재는, 상기 보빈의 하면에 결합되는 내측 하부 탄성부와, 상기 베이스의 상면에 결합되는 외측 하부 탄성부와, 상기 내측 하부 탄성부와 상기 외측 하부 탄성부를 연결하는 연결 하부 탄성부를 포함하고,
상기 광축 보정부는 상기 베이스의 하면과 상기 회로 기판의 상면 사이에 배치되는 카메라 모듈.
제2항에 있어서,
상기 광축 보정부는 상기 베이스의 하면에 적어도 3 개가 배치되고,
상기 제1구동부는 마그네트를 포함하고,
상기 제2구동부는 코일 블럭을 포함하고,
상기 보빈은 광축 방향으로 이동 가능하게 배치되는 카메라 모듈.
제3항에 있어서,
상기 광축 보정부 중 적어도 하나는 나머지 광축 보정부와 서로 다른 높이인 카메라 모듈.
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제3항에 있어서,
상기 광축 보정부의 높이는 20㎛ 내지 50㎛인 카메라 모듈.
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제2항에 있어서,
상기 베이스의 기울기는 0.2°내지 0.5°인 카메라 모듈.
제3항에 있어서,
상기 광축 보정부는, 상기 베이스의 후면에 삼각형 형태로 배치되는 카메라 모듈.
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상판과, 상기 상판으로부터 연장되는 측면판을 포함하는 커버 캔, 상기 커버 캔 안에 배치되는 보빈, 상기 보빈의 내부에 결합되는 렌즈, 상기 보빈에 배치되는 제2구동부, 상기 제2구동부와 상기 커버 캔 사이에 배치되고, 상기 제2구동부와 대향 배치되는 제1구동부, 상기 보빈에 결합되어 상기 보빈을 지지하는 탄성 부재, 상기 보빈의 아래에 배치되고, 상기 측면판에 결합되는 베이스를 포함하는 보이스 코일 모터를 제조하는 단계;
이미지 센서가 실장된 기준면의 수직선을 기준으로 상기 렌즈의 광축의 틸트각을 산출하는 단계; 및
상기 틸트각을 감소시키도록 상기 베이스의 하부에 광축 보정부를 배치하는 단계를 포함하되,
상기 광축 보정부는 상기 베이스의 하면으로부터 돌출되고,
상기 광축 보정부의 하면은 상기 기준면의 상면에 배치되는 보이스 코일 모터의 광축 보정 방법.
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