CN101860165A - 具有平面线圈的音圈马达 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有平面线圈的音圈马达，主要包含一组感磁元件、刚性连接该组感磁元件的镜头承载座、底座、固设在底座之上的一组印刷电路板。这其中，在该组印刷电路板上形成图案化金属层，以构成平面线圈，同时将霍尔传感器安装在该组印刷电路板中之一，而通过被形成在该组印刷电路板上的线路传递信号(如操作电压及反馈感测信号)，以达到同步形成平面线圈与线路，又节省一般铜线线圈所占据的空间。霍尔传感器可感测该组感磁元件移动时所造成的磁场变化，以判断镜头承载座的移动状态。

Description

具有平面线圈的音圈马达
技术领域
本发明涉及一种音圈马达，特别是涉及具有平面线圈的音圈马达。
背景技术
为了对镜头组或硬盘的磁头臂做精密的定位控制，通常都会采用音圈马达(Voice Coil Motor，VCM)来移动镜头组或硬盘的磁头臂。一般来说，音圈马达的机构主要是将线圈置放于含有永久磁铁的磁路内。
在应用音圈马达的光学系统中，镜头组的被移动距离相对于流过线圈的电流量，因此利用音圈马达来实现光学变焦时只需相对施加特定电流量，就能做到非常精密的控制。举例来说，中国台湾专利公告号第I239432号(美国专利2006/0055252公开号)「音圈马达定位装置」主要利用在电流通过线圈时，线圈与永久磁铁之间将构成磁场，并根据弗莱明左手定则产生交互作用的推进力，使得刚性连接永久磁铁的承座被移动，同时带动固定在承座上的镜头组，而达到光学变焦、对焦的目的。除了可移动镜头组外，此种光学系统更需要有效且不会增加整体体积的定位技术。
图1为现有音圈马达的示意图。如图1所示，音圈马达包括移动线圈511且被固定于镜组安装移动座52的一面，并经由螺旋绕线方式电连接至音圈马达底座53。磁石513、上轭铁512及下轭铁514所组成的磁路部件则装设于外罩50的内环部，并使移动线圈511恰置于其所形成的磁路气隙515中。然而，由于移动线圈511的铜线线圈所占据的空间较大，造成音圈马达整体体积过于庞大。
为了定位目的，在现有利用霍尔效应的光学变焦装置中，其位置反馈传感器包括霍尔传感器45且被固定于印刷电路板542上，而该印刷电路板542则嵌合于装置外罩50与磁石513中间。为了能够侦测到磁场变化，霍尔传感器45必须面向磁石513，同时当移动线圈511带动霍尔传感器45及印刷电路板542上下移动时，霍尔传感器45将经由输出端543输出一电压信号，经电压差放大器49的处理后，再输入至定位控制器552。
然而，为了采用霍尔传感器45作为反馈信号的感测元件，还必须利用印刷电路板542的线路来传递操作电压及反馈感测信号，而不仅增加了产品的制作成本及组装成本，对于音圈马达内部的零件构造设计也相对的较于复杂，同时霍尔传感器45所额外占据的空间，也会让整体体积过于庞大。为了降低采用霍尔传感器45所带来的困扰，势必要多加利用额外增加的印刷电路板542。
发明内容
本发明所提供的具有平面线圈的音圈马达的主要目的，是在一组印刷电路板上形成图案化金属层的平面线圈，以节省一般铜线线圈所占据的空间，而避免整体体积过于庞大。
本发明所提供的具有平面线圈的音圈马达的次要目的，是在一组印刷电路板上同时形成图案化金属层的平面线圈与霍尔传感器所需的线路(传递操作电压及反馈感测信号)，并将霍尔传感器安装在该组印刷电路板中之一，以达到同步形成平面线圈与线路的成本优势，又节省一般铜线线圈所占据的空间，而避免整体体积过于庞大。
本发明所提供的具有平面线圈的音圈马达的次要目的，是在该组感磁元件中面对平面线圈的侧面上设有槽状缺口，而足以让霍尔传感器被容纳在该组感磁元件中之一与平面线圈之间，以缩小整体体积，避免加装霍尔传感器造成整体体积过于庞大。
为了实现上述目的，本发明提供了一种具有平面线圈的音圈马达，其特征在于，该音圈马达主要包含：
一组感磁元件；
一镜头承载座，刚性连接该组感磁元件且用于承载一镜头；
一底座；
一组印刷电路板，固设在该底座之上；
一平面线圈，被形成在该组印刷电路板上的图案化金属层且面向该组感磁元件。
所述的具有平面线圈的音圈马达，其中，该底座与多个引导柱为一体成型。
所述的具有平面线圈的音圈马达，其中，在该底座上对称地至少设置两个以上引导柱。
所述的具有平面线圈的音圈马达，其中，获得供电的该平面线圈与该组感磁元件所提供的主磁通互相作用下，使该镜头承载座循着该些引导柱的方向作直线移动。
为了实现上述目的，本发明还提供了一种具有平面线圈的音圈马达，其特征在于，该音圈马达主要包含：
一组感磁元件；
一镜头承载座，刚性连接该组感磁元件且用于承载一镜头；
一底座；
一组印刷电路板，固设在该底座之上；
一平面线圈，被形成在该组印刷电路板上的图案化金属层且面向该组感磁元件；
一感测元件，被安装在该组印刷电路板中之一，而通过被形成在该组印刷电路板上的一线路传递信号，该感测元件被设置在该组感磁元件与该平面线圈之间，用于感测该组感磁元件移动时所造成的磁场变化，而借着磁场变化判断该镜头承载座的移动状态。
所述的具有平面线圈的音圈马达，其中，在该组感磁元件中面对该平面线圈的侧面上设有一槽状缺口，该槽状缺口的空间大小相对于该霍尔传感器的体积，以足以让该霍尔传感器被容纳在该组感磁元件与该平面线圈之间。
所述的具有平面线圈的音圈马达，其中，该底座与多个引导柱为一体成型。
所述的具有平面线圈的音圈马达，其中，在该底座上对称地至少设置两个以上引导柱。
所述的具有平面线圈的音圈马达，其中，获得供电的该平面线圈与该组感磁元件所提供的主磁通互相作用下，使该镜头承载座循着该些引导柱的方向作直线移动。
所述的具有平面线圈的音圈马达，其中，在该组印刷电路板上形成图案化金属层，以构成平面线圈，同时将霍尔传感器安装在该组印刷电路板上，而通过被形成在该组印刷电路板上的线路传递信号(如操作电压及反馈感测信号)，以达到同步形成平面线圈与线路，又节省一般铜线线圈所占据的空间。霍尔传感器可感测该组感磁元件移动时所造成的磁场变化，以判断镜头承载座的移动状态。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1为现有音圈马达的示意图；
图2为本发明音圈马达的示意图；
图3A～图3B为本发明音圈马达的另一示意图。
其中，附图标记：
50     装置外罩
511    移动线圈
512    上轭铁
513    磁石
514    下轭铁
515    磁路气隙
52     镜组安装移动座
53     音圈马达底座
45     霍尔传感器
542    印刷电路板
543    霍尔传感器输出
49     放大器
552    定位控制器
1      音圈马达
2      一组印刷电路板
3      平面线圈
31     线圈脚位
4      霍尔传感器
41     传感器脚位
5      引导柱
10     底座
18    一组感磁元件
14    镜头承载座
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步更详细的描述。
请参阅图2，图2为本发明音圈马达的示意图。如图2所示，本发明具有平面线圈的音圈马达1主要包含一组感磁元件18、刚性连接该组感磁元件18的镜头承载座14、底座10、固设在底座10之上的一组印刷电路板2、平面线圈3。这其中，镜头承载座14用于承载镜头(未描绘)。底座10与多个引导柱5为一体成型，且在底座10上对称地至少设置两个以上引导柱5。镜头承载座14的相对孔洞可套入多个引导柱5。
简单来说，为避免整体体积过于庞大，在该组印刷电路板2上形成平面线圈3，又节省一般铜线线圈所占据的空间，而避免整体体积过于庞大。
在本发明中，在考虑到成本因素、以及若同步形成平面线圈3与如霍尔传感器4的感测元件所需的线路(即被绝缘绿漆覆盖的金属层以及曝露在外的传感器脚位41)且安装有霍尔传感器4，又可达到同步形成平面线圈3与线路的成本优势。
为了形成平面线圈3与霍尔传感器4所需的线路，主要利用蚀刻、机械或雷射手段对绝缘基板(未描绘)上的铜箔(未描绘)实施图案化，而在该组印刷电路板2上形成属于平面线圈3与霍尔传感器4所需的线路的图案化金属层，并在该图案化金属层上涂布绝缘绿漆，但仍曝露出平面线圈3的线圈脚位31、霍尔传感器4的传感器脚位41以及霍尔传感器4的连接垫(未描绘)。这其中，平面线圈3为大致呈现回圈状的平面金属层。线圈脚位31用来对平面线圈3提供电流，而传感器脚位41则是外部控制器(未描绘)对已安装的霍尔传感器4提供操作电压及反馈感测信号。霍尔传感器4的连接垫则用于安装霍尔传感器4。
为了光学变焦的目的，具有平面线圈3的该组印刷电路板2固设在底座10上时，平面线圈3需面向该组感磁元件18，以便在平面线圈3获得供电时，在平面线圈3与该组感磁元件18所提供的主磁通互相作用下，使镜头承载座14、以及所承载的镜头循着该些引导柱5的方向作直线移动。
在完成上述图案化金属层之后，将霍尔传感器4安装在该组印刷电路板2上，并可通过被形成在该组印刷电路板2上的线路对外部控制器传递信号(操作电压及反馈感测信号)。
为了利用霍尔传感器4提供定位功能，已安装有霍尔传感器4的该组印刷电路板2固设在底座10时，霍尔传感器4需要被设置在该组感磁元件18与平面线圈3之间，以感测该组感磁元件18移动时所造成的磁场变化，而判断镜头承载座14及其承载的镜头的移动状态。须特别注意的是，霍尔传感器4可仅设置在两个该组印刷电路板2中之一。
只是，为了上述定位目的所加装的霍尔传感器4，因霍尔传感器4本身所占据的体积，很容易造成音圈马达1整体体积过于庞大。为了，在设计容纳霍尔传感器4时需做一些特殊考虑。
请参阅图3A～图3B，图3A～图3B为本发明音圈马达的另一示意图。如图3A～图3B所示，在该组感磁元件18中面对平面线圈3的侧面上设有槽状缺口181，且槽状缺口181的空间大小相对于霍尔传感器4的体积。如此一来，利用这个额外增加的槽状缺口181的空间，就足以让霍尔传感器4被容纳在该组感磁元件18与平面线圈3之间，却不至于增加音圈马达1整体体积。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种具有平面线圈的音圈马达，其特征在于，该音圈马达主要包含：
一组感磁元件；
一镜头承载座，刚性连接该组感磁元件且用于承载一镜头；
一底座；
一组印刷电路板，固设在该底座之上；
一平面线圈，被形成在该组印刷电路板上的图案化金属层且面向该组感磁元件。
2.根据权利要求1所述的具有平面线圈的音圈马达，其特征在于，该底座与多个引导柱为一体成型。
3.根据权利要求1所述的具有平面线圈的音圈马达，其特征在于，在该底座上对称地至少设置两个以上引导柱。
4.根据权利要求2或3所述的具有平面线圈的音圈马达，其特征在于，获得供电的该平面线圈与该组感磁元件所提供的主磁通互相作用下，使该镜头承载座循着该些引导柱的方向作直线移动。
5.一种具有平面线圈的音圈马达，其特征在于，该音圈马达主要包含：
一组感磁元件；
一镜头承载座，刚性连接该组感磁元件且用于承载一镜头；
一底座；
一组印刷电路板，固设在该底座之上；
一平面线圈，被形成在该组印刷电路板上的图案化金属层且面向该组感磁元件；
一感测元件，被安装在该组印刷电路板中之一，而通过被形成在该组印刷电路板上的一线路传递信号，该感测元件被设置在该组感磁元件与该平面线圈之间，用于感测该组感磁元件移动时所造成的磁场变化，而借着磁场变化判断该镜头承载座的移动状态。
6.根据权利要求5所述的具有平面线圈的音圈马达，其特征在于，在该组感磁元件中面对该平面线圈的侧面上设有一槽状缺口，该槽状缺口的空间大小相对于该霍尔传感器的体积，以足以让该霍尔传感器被容纳在该组感磁元件与该平面线圈之间。
7.根据权利要求5所述的具有平面线圈的音圈马达，其特征在于，该底座与多个引导柱为一体成型。
8.根据权利要求5所述的具有平面线圈的音圈马达，其特征在于，在该底座上对称地至少设置两个以上引导柱。
9.根据权利要求7或8所述的具有平面线圈的音圈马达，其特征在于，获得供电的该平面线圈与该组感磁元件所提供的主磁通互相作用下，使该镜头承载座循着该些引导柱的方向作直线移动。
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