CN1874571A - 移动终端致动器 - Google Patents

Abstract

公开了一种使用悬挂线的移动终端致动器。所述移动终端致动器包括固定器，安装在所述固定器内的磁体，安装在所述固定器内并且位于所述磁体内侧的线圈，与所述线圈连接并且在中心处具有透镜的线圈骨架，以及悬挂线，其端部与所述固定器连接，并以特定角度弯曲以弹性压迫所述线圈骨架。通过使用所述移动终端致动器，可以简化制造工艺并且降低制造成本。

Description

移动终端致动器

相关申请

本申请要求2005年6月2日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.2005-47170的优先权，其公开内容作为引用而结合于此。

技术领域

本发明涉及一种移动终端致动器。

背景技术

移动终端的照相机模块正朝向高分辨率和更复杂化的功能发展，技术的进步允许实现可以与通常的高端数字照相机相比的功能。特别的，进行了各种尝试以在移动终端的规模下实现自动对焦技术。这些尝试的主流包括音圈马达(VCM)类型的致动器。

如图2所示的VCM类型致动器通过由磁体15产生的磁场和线圈17产生的电场之间的互相作用而产生的电磁力来操作工作部分(未显示)而进行自动对焦。并且，VCM类型的致动器使用如图1所示的片弹簧(flat spring)11来支持所述工作部分并且调整所述工作部分的聚焦度。

在传统的移动终端的致动器中，为了通过改善灵敏度而获得可以接受的性能，片弹簧11必须制造为具有复杂的形状，例如图1所示，厚度小于0.1mm。因此，制造这种具有复杂形状和很薄厚度的片弹簧11很困难，并且制造成本也很高。并且，为了通过片弹簧11提供电流给线圈17，需要将线圈17的端部连接到片弹簧11以进行组装，这种组装工艺非常复杂并且很耗费时间。

而且，传统移动终端致动器中使用的圆形磁体15很昂贵，并且其制造很困难。而且，由于其几何特性，圆形磁体15的磁效率很低。

发明内容

为了克服上述问题，本发明的一个方面提供了一种移动终端的致动器，使用悬挂线(suspension wires)替代传统的片弹簧，从而可以简化制造工艺并且可以降低制造成本。

本发明的另一个方面提供了一种移动终端的致动器，由于悬挂线和线圈可以很容易连接，因此能够更加方便的制造。

本发明的另一个方面提供了一种移动终端的致动器，由于使用了四边形磁体，因此提供了更高的磁效率和更低的制造成本。

本发明的其它方面和优点，一部分将在下面的描述中给出，一部分在说明书中是显而易见的，或者可以通过实践本发明而了解。

根据本发明一个实施例的移动终端的致动器可以包括固定器，安装在所述固定器内的磁体，安装在所述固定器内并且位于所述磁体内侧的线圈，与所述线圈连接并且在中心处具有透镜的线圈骨架(bobbin)，以及悬挂线，该悬挂线的端部与所述固定器连接，并以特定角度弯曲而弹性压迫所述线圈骨架。

根据本发明一个实施例的移动终端的致动器使用悬挂线替代传统的片弹簧，从而可以简化制造工艺并且降低制造成本。

通过将设置在多边形形状的固定器内的磁体形成为四边形磁体，增加了磁效率，并且还降低了制造成本。

根据本发明另一个实施例的移动终端的致动器进一步包括安装在所述固定器内并且设置为多边形形状的外轭铁，以及定位于距离所述外轭铁固定偏移量并且设置为对应于所述外轭铁的多边形形状的内轭铁，其中所述磁体和线圈位于所述外轭铁和内轭铁之间。

上述结构的移动终端的致动器可以将所述磁体产生的磁力集中在所述线圈上，从而进一步增加所述线圈骨架的工作能量。

在根据本发明另一个实施例的移动终端的致动器中，所述固定器具有固定器PCB(印刷电路板)，并且所述线圈骨架具有与所述线圈连接的线圈骨架PCB，其中所述固定器PCB连接到所述悬挂线的一端，并且所述线圈骨架PCB连接到所述悬挂线的另一端。

在根据本发明另一个实施例的移动终端的致动器中，所述固定器可以具有固定器PCB，并且所述线圈骨架可以具有与所述线圈连接的线圈骨架PCB，其中所述固定器PCB可以连接到所述悬挂线的一端，并且所述线圈骨架PCB可以连接到所述悬挂线的另一端。并且，所述固定器可以具有固定器PCB，并且所述线圈骨架可以具有与所述线圈连接的桶状固定器，其中所述固定器PCB可以连接到所述悬挂线的一端，并且所述桶状固定器可以连接到所述悬挂线的另一端。所述悬挂线可以通过浸渍法(dipping)而与所述桶状固定器连接。

因此，通过将所述悬挂线的两端连接到固定器PCB和与线圈连接的线圈骨架PCB或者桶状固定器，其中从外部源提供电流给所述固定器PCB，悬挂线、PCB和线圈可以很容易连接在一起。

通过将所述固定器PCB形成为弹性可变形，可以改善所述悬挂线的灵敏度。并且，所述固定器PCB可以包括与所述固定器连接的接合部件，从所述接合部件的两端延伸的特定长度的臂，以及在所述臂的一端上形成的插入部件，其中所述悬挂线的一端可以插入到所述插入部件内并且固定。当所述固定器PCB附加配备具有弹性的臂时所述悬挂线的灵敏度可以进一步提高。

将所述插入部件形成为具有特定长度的狭缝或者向上开口的槽不仅提供了所述悬挂线的移动间隙而且还能够更容易的连接所述悬挂线。

所述固定器PCB可以具有插入部件用于固定所述悬挂线的一端，并且可以连接到所述固定器的周围或者位于所述固定器内。

优选的，所述悬挂线相对于所述线圈骨架可以左右对称的定位。例如，所述悬挂线可以定位为“11”，梯形，“X”，或者“XX”形状等等。此处，不需要电流的悬挂线部分可以被束缚以简化制造工艺。

所述固定器可以具有四边形形状，并且所述外轭铁和内轭铁可以对应于所述固定器的形状而设置为四边形。

附图说明

本发明的这些和/或其它方面和优点通过下面结合附图对实施例的描述可以更加明白并且更容易理解，在附图中：

图1为传统致动器中使用的片弹簧的透视图；

图2为传统致动器中的磁工作部分的透视图；

图3为根据本发明一个实施例的去除了上部外壳的移动终端致动器的组装透视图；

图4为根据本发明一个实施例的移动终端致动器的分解透视图；

图5为根据本发明一个实施例的移动终端致动器的前视图；

图6为根据本发明一个实施例的去除了上部外壳和线圈骨架的移动终端致动器的平面图；

图7为根据本发明另一个实施例的移动终端致动器的透视图；

图8a为显示位于梯形结构中的悬挂线的示意图；

图8b为显示根据本发明一个实施例的束缚了部分悬挂线的图8a中的悬挂线的示意图；

图9为显示位于梯形结构中的悬挂线的上/下弹性系数和左/右弹性系数的图表；

图10a为显示根据本发明另一个实施例的位于直线结构中的悬挂线的示意图；

图10b为显示束缚了部分悬挂线的图10a中的悬挂线的示意图；

图11a为显示根据本发明另一个实施例的位于“><”结构中的悬挂线的示意图；

图11b为显示束缚了部分悬挂线的图11a中的悬挂线的示意图；

图12为显示如图11a定位的悬挂线的上/下弹性系数和左/右弹性系数的图标；

图13a为显示根据本发明又一个实施例的位于“X”结构中的悬挂线的示意图；

图13b为显示束缚了部分悬挂线的图13a中的悬挂线的示意图。

具体实施方式

下面参考附图详细描述根据本发明的移动终端致动器的实施例。

图3为根据本发明一个实施例的去除了上部外壳的移动终端致动器的组装透视图，图4为图3中的的移动终端致动器的分解透视图。参考图3和图4，根据本发明的移动终端致动器包括固定器21，安装在所述固定器21内的外轭铁23和内轭铁25，位于外轭铁23和内轭铁25之间的线圈27，与线圈连接并且在中心处具有透镜(未显示)的线圈骨架31，以及悬挂线35，该悬挂线的端部与固定器21连接，并以特定角度弯曲而弹性压迫线圈骨架31。

如图3和图4所示，固定器21内部具有一定空间并且具有顶部开口的矩形六面体形状。外轭铁23、内轭铁25、线圈27、磁体29和线圈骨架31封装于固定器21内部。固定器21的底部表面与线圈骨架31的底部表面接触。上部外壳39和下部外壳37分别与固定器21的上部和下部连接。悬挂线35可以直接连接到固定器21上互相面对的侧面，或者可以另外包含固定器PCB(印刷电路板)211，悬挂线连接到固定器PCB 211。

每个固定器PCB 211连接到固定器21上互相面对的侧面。由于固定器PCB 211由弹性材料例如FR-4形成，因此悬挂线35的灵敏度得以提高。如图6所示，在固定器PCB 211上形成电路图案，通过所述电路图案将来自外部源的电流提供给悬挂线35。

固定器PCB 211包括与固定器21接触的接合部件211a，从接合部件211a的两端延伸的特定长度的臂211b，以及在所述臂的一端上形成的插入部件211c。

臂211b左右对称地从接合部件211a的两端延伸，其中臂211b的形状和长度可以被调整以实现所需的悬挂线35的灵敏度。臂211b可以使用能够为插入部件211c提供弹性力的各种形状。例如，臂211b还可以形成为“M”或者“N”形状。

插入部件211c为臂211b的端部上形成的狭缝或者向上开口的槽。悬挂线35插入并且焊接到插入部件211c。将插入部件211c形成为垂直方向上具有特定长度的狭缝或者向上开口的槽，不仅提供了悬挂线35在组装期间的移动间隙，而且还能够更加容易的连接悬挂线。

外轭铁23和内轭铁25安装在固定器21内，并且线圈27和磁体29位于外轭铁23和内轭铁25之间的空间内。外轭铁23和内轭铁25通过将磁体29产生的磁场集中在线圈27上而提高磁效率。外轭铁23和内轭铁25可以根据需要而省略。

外轭铁23对应于固定器21的形状而设置成多边形形状。磁体29连接到外轭铁23的内侧。内轭铁25位于距离外轭铁23固定偏移量，并且对应于外轭铁23的形状设置成多边形形状。优选的，外轭铁23和内轭铁25可以由具有很好的磁穿透性的铁(Fe)，SPCC，或者镍(Ni)等等形成。

线圈27位于磁体29和内轭铁25之间并且安装在线圈骨架31上。线圈27通过由固定器PCB 211和悬挂线35提供的电流而产生电场。磁体29产生的磁场穿过线圈27，并且线圈27和与其连接的线圈骨架通过磁场和电场之间的相互作用产生的电磁力而工作。

各个磁体29安装在外轭铁23的内表面上。圆形磁体或者四边形磁体可以用于磁体29。四边形磁体具有低成本、低次品率以及优良的磁特性的优点。

线圈骨架31与线圈27连接，并且通过由线圈27和磁体29之间的相互作用产生的电磁力而工作。透镜模块(未显示)安装在线圈骨架31的中心。线圈骨架31通过悬挂线35被压迫以接触固定器或者轭铁的底部表面，其中线圈骨架31的位置可以为透镜的参考点。当提供特定大小的电流给线圈27时，线圈骨架31上的透镜的焦点可以根据悬挂线35和电磁力之间的平衡而调节。

在线圈骨架31的上部表面上形成线圈骨架PCB 311，并且线圈骨架PCB311连接到线圈27。并且各个悬挂线35的一端连接到线圈骨架PCB 311。因此，通过悬挂线35提供的电流通过线圈骨架PCB 311流到线圈27。当然，悬挂线35和线圈27可以直接连接，但是通过使用线圈骨架PCB 311可以使得连接过程更加容易。

线圈骨架PCB 311可以依赖于悬挂线35的长度和结构而形成在线圈骨架31上的任何位置。例如，如图3所示，它们可以沿着透镜模块接合部件的周围形成，或者可以分别形成在线圈骨架311的边缘部分上。线圈骨架PCB311通过焊接而连接到悬挂线35的一端。然而，在不需要通过焊接方式的电连接时，悬挂线的端部也可以束缚在线圈骨架PCB 311上。

多个悬挂线35左右对称地定位在线圈骨架31的上部。各个悬挂线35的一端与固定器21连接或者通过固定器PCB 211连接到固定器21，而另一端与线圈骨架PCB 311或者桶状固定器41连接。各个悬挂线35的两端均被焊接或者束缚。

任何具有弹性的材料可以用于悬挂线35。例如，可以使用铍铜或者黄铜合金形成悬挂线。如果悬挂线35的厚度很薄，则可以得到很好的灵敏度，但是当线圈骨架31左右振动时存在很大的倾斜或者松弛的风险。另一方面，如果悬挂线35很厚，需要更大的力以操作线圈骨架31，并且灵敏度降低。因此，悬挂线35的直径可以根据线圈骨架的尺寸和性能而改变。

灵敏度的定义如公式1所示，其中k为悬挂线35的弹性系数，F为线圈27施加的电磁力。

公式1

$S_L=\frac{F}{k}$

由公式1可见，灵敏度表示随着作用力F的改变程度，并且悬挂线35的k值越低，则灵敏度越高，从而可以仅通过很小的力而增加线圈骨架31的偏移。

悬挂线35以特定角度弯曲以压迫线圈骨架31，而线圈骨架31通过保持与固定器21接触而保持其参考位置。弯曲悬挂线35的方法可以包括：首先固定除了线圈骨架31和线圈27的连接主体之外的所有部件并且然后向上移动线圈骨架31，或者首先固定线圈骨架31和线圈27的连接主体，并且然后向下移动固定器21。通过这种方式，悬挂线35弯曲为“∩”形状。通过调节悬挂线35产生的弹性压力和线圈27产生的电磁力之间的平衡，使得线圈骨架31上安装的透镜模块(未显示)工作。

悬挂线35产生的弹性压力不仅依赖于悬挂线的厚度，还很大程度上依赖于悬挂线的结构。这将在下面参考图8a至图13b进行解释。

图6为显示根据本发明一个实施例的移动终端致动器的内部组成的平面图。

外轭铁23和内轭铁25位于固定器21内。磁体29分别连接到外轭铁23的内表面，并且线圈27位于磁体29和内轭铁25之间。尽管在图中没有显示，线圈27还可以位于内轭铁23和外轭铁25之间的磁体29的上表面上。

线圈27与线圈骨架31连接以组成工作部分。线圈骨架31被悬挂线35压迫以接触固定器21或者轭铁，并且在提供电流时发生振动以调节透镜的焦点。透镜的焦点是通过悬挂线35的压力与线圈27和磁体29产生的电磁力之间的平衡而调节的。

图7为根据本发明另一个实施例的移动终端致动器的透视图。图7所示的移动终端致动器具有与线圈骨架31上表面连接的桶状固定器41。

桶状固定器41与线圈27连接，并且各个悬挂线35的一端与桶状固定器41连接。因此，电流通过悬挂线35和桶状固定器41而提供给线圈27。通过使用桶状固定器41，线圈27和悬挂线35可以通过浸渍法(dipping)而很容易连接。浸渍法是指将线圈27浸入到充满熔化的铅的容器中并且去除线圈的覆盖物以自然地留下铅覆盖层的工艺。

图8a和图8b为显示根据本发明一个实施例的悬挂线的结构的示意图。图8a和图8b中的悬挂线位于梯形结构中。

在图8a中，悬挂线35的两端均焊接到固定器PCB 211上，悬挂线35的中心处的特定位置焊接到线圈骨架PCB 311上。对于图8b中所示的悬挂线35，一端被焊接，并且另一端被束缚(此后表示为黑色)。这是因为仅焊接悬挂线35的两端同样允许提供给线圈27的电流的流入和流出。

图9为显示如图8a和8b中的悬挂线35的上/下弹性系数和左/右弹性系数相对于厚度的图表。此处，上/下弹性系数表示悬挂线35相对于线圈骨架31上/下方向上振动的弹性系数，而左/右弹性系数表示悬挂线35相对于线圈骨架31左/右操作的弹性系数。

图8a和8b所示的悬挂线35的上/下弹性系数和左/右弹性系数如下列于表1中。

表1

直径(mm)	0.09	0.1	0.11	0.12	0.13
						上/下弹性系数(N/m)	175.4	224.0	272.6	321.3	369.9
左/右弹性系数(N/m)	147.0	188.2	229.1	270.0	310.8

如图9和表1所示，上/下弹性系数和左/右弹性系数随着悬挂线直径的增加而增加。因此，参考公式1，可以看到移动终端致动器的灵敏度随着悬挂线厚度的增加而减小。灵敏度的减小意味着需要更大的力以使得线圈骨架31工作。这成为功耗增加的原因。

图10a和图10b为显示根据本发明另一个实施例的悬挂线的结构的示意图。图10a和10b中的悬挂线35定位于“11”结构中。

在图10a中，悬挂线35的两端均焊接到固定器PCB 211上，悬挂线35中心处的特定位置焊接到线圈骨架PCB 311上。对于图10b所示的悬挂线35，一端被焊接，并且另一端被束缚。这是因为仅焊接悬挂线35的两端同样允许提供给线圈27的电流的流入和流出。

图11a和图11b为显示根据本发明另一个实施例的悬挂线的结构的示意图。图11a和11b中的悬挂线35定位于“><”结构中。

图12为显示如图11a和11b定位的悬挂线的上/下弹性系数和左/右弹性系数的图表。相对于悬挂线厚度的上/下弹性系数和左/右弹性系数值列于表2中。

表2

直径(mm)	0.09	0.1	0.11	0.12	0.13
						上/下弹性系数(N/m)	175.4	224.0	272.6	321.3	369.9
左/右弹性系数(N/m)	370.0	473.6	576.4	679.2	782.0

如图12和表2所示，与图8a和8b中的悬挂线35相比，图11a和图11b中的悬挂线35具有相同的上/下弹性系数值，但是具有远远更大的左/右弹性系数值。因此，如图11a和11b所示的定位于“><”结构中的悬挂线能够减小倾斜和松弛，因为它们具有更大的左/右弹性系数。

悬挂线35的相对于直径的上/下和左/右弹性系数列于表3中，这是针对图11a和11b中的悬挂线35的两端均固定到如图5所示的固定器PCB 211上的情况。

表3

直径(mm)	0.09	0.1
			上/下弹性系数(N/m)	138.5	192.0
左/右弹性系数(N/m)	170.8	219.0

如表3所示，当悬挂线35固定到固定器PCB 211上时，由于固定器PCB211的弹性作用使得上/下弹性系数和左/右弹性系数值进一步减小。因此，移动终端致动器的灵敏度可以进一步增加。

图13a和图13b为显示位于“XX”结构中的悬挂线35的示意图。在一对悬挂线35中，各个悬挂线的一端固定到如图6所示的固定器PCB 211上，另一端固定到线圈骨架PCB 311上。在另一对悬挂线35中，各个悬挂线的两端均被固定或者束缚。具有这种结构的悬挂线35的上/下和左/右弹性系数如下列于表4中。

表4

直径(mm)	0.09	0.1	0.11	0.12	0.13
						上/下弹性系数(N/m)	14.5	27.0	39.5	52.0	64.4
左/右弹性系数(N/m)	87.4	90.1	96.5	110.8	119.0

如表4所示，与上述其它实施例相比，将悬挂线35定位于“XX”结构中并且将端部固定到固定器PCB 211上可以提供更低的上/下弹性系数和左/右弹性系数值。

如上所述，本发明的一个方面提供了一种移动终端的致动器，使用悬挂线替代传统的片弹簧，从而可以简化制造工艺并且降低制造成本。

本发明的另一个方面提供了一种移动终端的致动器，由于悬挂线和线圈可以很容易连接，因此能够更方便的制造，

本发明的又一个方面提供了一种移动终端的致动器，由于使用了四边形磁体，因此提供了更高的磁效率和更低的制造成本。

尽管显示并且描述了本发明的若干实施例，本领域技术人员可以理解，可以对这些实施例作出各种改动而不背离本发明的原理和实质，本发明的范围由所附权利要求书及其等价物定义。

Claims (19)

1.一种移动终端致动器，包括：

固定器；

安装在所述固定器内的磁体；

安装在所述固定器内并且位于所述磁体内侧的线圈；

与所述线圈连接并且在中心处具有透镜的线圈骨架；以及

悬挂线，其端部与所述固定器连接，并以特定角度弯曲以弹性压迫所述线圈骨架。

2.根据权利要求1所述的移动终端致动器，其中所述磁体为设置在多边形形状的固定器内的四边形磁体。

3.根据权利要求1所述的移动终端致动器，进一步包括：

安装在所述固定器内并且设置为多边形形状的外轭铁；以及

定位于距离所述外轭铁固定偏移量并且设置为对应于所述外轭铁的多边形形状的内轭铁，

其中所述磁体和线圈位于所述外轭铁和内轭铁之间。

4.根据权利要求1所述的移动终端致动器，其中所述固定器具有固定器印刷电路板，并且所述线圈骨架具有与所述线圈连接的线圈骨架印刷电路板；

并且所述固定器印刷电路板连接到所述悬挂线的一端；

并且所述线圈骨架印刷电路板连接到所述悬挂线的另一端。

5.根据权利要求1所述的移动终端致动器，其中所述固定器具有固定器印刷电路板，并且所述线圈骨架具有与所述线圈连接的桶状固定器；

并且所述固定器印刷电路板连接到所述悬挂线的一端；

并且所述桶状固定器连接到所述悬挂线的另一端。

6.根据权利要求1所述的移动终端致动器，其中所述悬挂线通过浸渍法而与所述桶状固定器连接。

7.根据权利要求4或者5所述的移动终端致动器，其中所述固定器印刷电路板为弹性可形变。

8.根据权利要求5所述的移动终端致动器，其中所述固定器印刷电路板包括：

与所述固定器连接的接合部件；

从所述接合部件的两端延伸的特定长度的臂；以及

在所述臂的一端上形成的插入部件；

其中所述悬挂线的一端插入到所述插入部件内并且固定。

9.根据权利要求8所述的移动终端致动器，其中所述插入部件为具有特定长度的狭缝。

10.根据权利要求8所述的移动终端致动器，其中所述插入部件为向上开口的槽。

11.根据权利要求5所述的移动终端致动器，其中所述固定器印刷电路板具有插入部件用于固定所述悬挂线的一端，并且连接到所述固定器的周围。

12.根据权利要求1所述的移动终端致动器，其中所述悬挂线相对于所述线圈骨架左右对称的定位。

13.根据权利要求12所述的移动终端致动器，其中所述悬挂线定位为“11”结构。

14.根据权利要求12所述的移动终端致动器，其中所述悬挂线定位为梯形结构。

15.根据权利要求12所述的移动终端致动器，其中所述悬挂线定位为“X”结构。

16.根据权利要求12所述的移动终端致动器，其中所述悬挂线定位为“XX”结构。

17.根据权利要求13至16中任何一者所述的移动终端致动器，其中所述悬挂线的不需要流过电流的一端被束缚。

18.根据权利要求1所述的移动终端致动器，其中所述固定器具有四边形形状。

19.根据权利要求3所述的移动终端致动器，其中所述外轭铁和内轭铁设置为四边形形状。

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