JP2010217857A - フラットコイルを有するボイスコイルモーター - Google Patents

Abstract

【課題】フラットコイルを有するボイスコイルモーター（ＶＣＭ）を提供する。
【解決手段】ＶＣＭは、一組の感磁素子と、一組の感磁素子に剛結合され、レンズを載置するレンズキャリアと、台座と、台座に固設される一組のプリント回路基板（ＰＣＢ）と、一組のＰＣＢにあるパターン化金属層において、感磁素子に対向するように形成されるフラットコイルとを含む。
【選択図】図２

Description

本発明はボイスコイルモーター（ＶＣＭ）に関し、特にフラットコイルを有するＶＣＭに関する。

レンズセットやハードディスクドライブのアクセスアームの精密な位置制御を行うために、一般はボイスコイルモーター（ＶＣＭ）を利用してレンズセットやハードディスクドライブのアクセスアームを動かす。ＶＣＭの構造は、永久磁石を含む磁気回路にコイルを設けることで形成される。

ＶＣＭを用いる光学システムでは、レンズセットの移動距離はコイルを通過する電流量に対応するので、ＶＣＭで光学ズームを実行するときは、特定の電流量を印加するだけで精密な制御が可能である。例えば、特許文献１によるＶＣＭ位置決め装置は、コイルに電流が通過するときにコイルと永久磁石の間に形成される磁場で、フレミングの左手の法則により発生した推進力を利用し、永久磁石に剛結合されるキャリアを移動してキャリア上に固定されるレンズセットを連動させることで、光学ズームまたはフォーカシングを実行する。このような光学システムには、移動自由なレンズセットと、全体の体積を増大しない位置決め技術が必要である。

図１は従来のＶＣＭを表す説明図である。図１に示すように、ＶＣＭは、レンズ設置可動台座５２の一側面に設けられ、螺旋コイルとしてＶＣＭ台座５３に電気的に接続される可動コイル５１１を含む。なお、磁石５１３と、上鉄ヨーク（継鉄）５１２と、下鉄ヨーク５１４からなる磁気回路素子は筐体５０の内環部に設けられ、可動コイル５１１はそのエアギャップ５１５に置かれている。可動コイル５１１の銅コイルが占める空間は大きいので、ＶＣＭ全体の体積は大きい。

ホール効果を利用する従来の光学ズーム装置では、位置決めを行うものとして位置フィードバックセンサー４５がプリント回路基板（ＰＣＢ）５４２に固定されており、ＰＣＢ５４２は筐体５０と磁石５１３の間に嵌合されている。磁場の変化を検知するために、ホールセンサー４５は磁石５１３に対向して設けられなければならない。可動コイル５１１によりホールセンサー４５とＰＣＢ５４２が上下に動けば、ホールセンサー４５は出力端５４３から電圧信号を出力する。電圧信号は電圧差増幅器４９で処理されてから、位置決めコントローラに入力される。

しかし、ホールセンサー４５をフィードバック信号の感知素子とするためには、ＰＣＢ５４２のトレースで動作電圧とフィードバック感知信号を伝送しなければならない。そうすれば、製品の製造・組立コストが上がるのみならず、ＶＣＭ内部の素子構造デザインも複雑である。また、ホールセンサー４５が相当の空間を占めているので、装置全体の体積は大きい。したがって、ホールセンサー４５の利用時の不便を減らすために、増設のＰＣＢ５４２を効率よく利用しなければならない。

台湾特許公開第Ｉ２３９４３２号（アメリカ特許公開第２００６／００５５２５２号）

本発明によるフラットコイルを有するＶＣＭの主な目的は、一組のＰＣＢにパターン化金属層のフラットコイルを形成し、通常銅コイルが占める空間を節減し、全体体積が膨大になるのを防ぐことにある。

本発明によるフラットコイルを有するＶＣＭの副次的な目的は、パターン化金属層のフラットコイルとホールセンサーに必要なトレース（動作電圧とフィードバック感知信号伝送用）を一組のＰＣＢに同時に形成し、ホールセンサーをこの一組のＰＣＢのいずれかに設けることで、フラットコイルとトレースを同時に形成してコストを節減するとともに、通常銅コイルが占める空間を節約し、全体体積が膨大になるのを防ぐことにある。

本発明によるフラットコイルを有するＶＣＭの副次的な目的は、一組の感磁素子のフラットコイルに対向する側面に溝を設け、これでホールセンサーを感磁素子とフラットコイルの間に収容することで、全体体積を縮小し、ホールセンサーの設置により全体体積が膨大になるのを防ぐことにある。

本発明によるフラットコイルを有するＶＣＭは、一組の感磁素子と、一組の感磁素子に剛結合され、レンズを載置するレンズキャリアと、台座と、台座に固設される一組のＰＣＢとを含む。一組のＰＣＢには、フラットコイルとしてパターン化金属層が形成されている。ホールセンサーは一組のＰＣＢに設置され、一組のＰＣＢに形成されたトレースを通して信号（例えば動作電圧とフィードバック感知信号）を伝送する。したがって、フラットコイルとトレースは同時に形成され、通常銅コイルが占める空間は節減される。ホールセンサーは一組の感磁素子の移動時に発生する磁場の変化を感知し、レンズキャリアの移動状態を判断する。

本発明は、一組のＰＣＢにパターン化金属層のフラットコイルを形成し、通常銅コイルが占める空間を節減し、全体体積が膨大になるのを防ぐことができるフラットコイルを有するＶＣＭを提供する。

従来のＶＣＭを表す説明図である。 本発明によるＶＣＭを表す説明図である。 本発明によるＶＣＭを表す他の説明図である。 本発明によるＶＣＭを表す他の説明図である。

かかる装置の特徴を詳述するために、具体的な実施例を挙げ、図を参照にして以下に説明する。

図２を参照する。図２は本発明によるＶＣＭを表す説明図である。図２に示すように、本発明によるフラットコイルを有するＶＣＭは、一組の感磁素子１８と、感磁素子１８に剛結合されるレンズキャリア１４と、台座１０と、台座１０の上に固設される一組のＰＣＢ２と、フラットコイル３とを含む。レンズキャリア１４はレンズ（図示せず）を載置するために用いられる。台座１０は複数のガイド柱５と一体成形で製作される。台座１０には少なくとも２本のガイド柱５が対称的に設けられており、レンズキャリア１４にある対応する孔は、ガイド柱５にはめ込むことができる。

簡単に言えば、本発明は一組のＰＣＢ２にフラットコイル３を形成し、通常銅コイルが占める空間を節減することで、全体体積が膨大となるのを防ぐ。

本発明では、フラットコイル３と、ホールセンサー４などの感知素子に必要なトレース（絶縁塗料に被覆される金属層と、露出されたセンサーピン４１）を同時に形成することで、コストを節減する。

フラットコイル３及びホールセンサー４に必要なトレースを形成するときは、エッチング、機械またはレーザーなどの手段で絶縁基板（図示せず）にある銅箔（図示せず）をパターン化し、フラットコイル３及びホールセンサー４に必要なトレースとされるパターン化金属層を一組のＰＣＢ２に形成する。その後、フラットコイル３のコイルピン３１と、ホールセンサー４のセンサーピン４１と、ホールセンサー４の接続パッド(図示せず)を露出しながら、パターン化金属層に絶縁塗料を塗布する。フラットコイル３は略ループ状を呈する表面金属層である。コイルピン３１はフラットコイル３に電流を供給し、センサーピン４１は外部コントローラ（図示せず）がホールセンサー４に動作電圧またはフィードバック感知信号を与える場合に用いられる。ホールセンサー４の接続パッドは、ホールセンサー４を設置するために用いられる。

光学ズームを実行するために、フラットコイル３を有する一組のＰＣＢ２を台座１０に固設するときは、フラットコイル３を一組の感磁素子１８に対向して設けなければならない。そうすると、フラットコイル３の受電時、フラットコイル３と感磁素子１８による主磁束との相互作用により、レンズキャリア１４とそれに載置されるレンズはガイド柱５の方向に沿って直線移動する。

前記パターン化金属層を完成させた後、一組のＰＣＢ２にホールセンサー４を設置する。そうすれば、一組のＰＣＢ２のトレースを通して外部コントローラに信号（動作電圧とフィードバック感知信号）を伝送することができる。

ホールセンサー４による位置決めを可能にするために、ホールセンサー４を有する一組のＰＣＢ２を台座１０に固設するときは、ホールセンサー４を一組の感磁素子１８とフラットコイル３の間に設けなければならない。そうすれば、感磁素子１８の移動時に発生する磁場の変化を感知し、レンズキャリア１４とそれに載置されるレンズの移動状態を判断することができる。注意すべきは、ホールセンサー４は一組のＰＣＢ２のいずれかにのみ設けてよい。

ただし、位置決めに用いられるホールセンサー４は大きな空間を占めているので、ＶＣＭ１の全体体積は膨大になりかねない。したがって、ホールセンサー４の収容空間を設計する際には特別に配慮しなければならない。

図３Ａ〜図３Ｂを参照する。図３Ａ〜図３Ｂは本発明によるＶＣＭを表す他の説明図である。図３Ａ〜図３Ｂに示すように、一組の感磁素子１８のフラットコイル３に対向した側面には、溝１８１が設けられている。この溝１８１のサイズはホールセンサー４に対応している。したがって、溝１８１を利用すれば、ＶＣＭ１全体の体積を増加せずに、ホールセンサー４を一組の感磁素子１８とフラットコイル３の間に収容することができる。

以上は本発明に好ましい実施例であって、本発明の実施の範囲を限定するものではない。よって、当業者のなし得る修正、もしくは変更であって、本発明の精神の下においてなされ、本発明に対して均等の効果を有するものは、いずれも本発明の特許請求の範囲に属するものとする。

１ ＶＣＭ
２ 一組のＰＣＢ
３ フラットコイル
４、４５ ホールセンサー
５ ガイド柱
１０ 台座
１４ レンズキャリア
１８ 一組の感磁素子
３１ コイルピン
４１ センサーピン
４９ 増幅器
５０ 筐体
５２ レンズ設置可動台座
５３ ＶＣＭ台座
５１１ 可動コイル
５１２ 上鉄ヨーク
５１３ 磁石
５１４ 下鉄ヨーク
５１５ エアギャップ
５４２ ＰＣＢ
５４３ ホールセンサー出力端
５５２ 位置決めコントローラ

Claims (9)

1. フラットコイルを有するボイスコイルモーター（ＶＣＭ）であって、
   一組の感磁素子と、
   前記一組の感磁素子に剛結合され、レンズを載置するレンズキャリアと、
   台座と、
   前記台座に固設される一組のプリント回路基板（ＰＣＢ）と、
   前記一組のＰＣＢにあるパターン化金属層において、前記感磁素子に対向するように形成されるフラットコイルと、
   を含む、ＶＣＭ。
2. 前記台座は複数のガイド柱と一体成形で製作される、請求項１に記載のＶＣＭ。
3. 前記台座には少なくとも２本のガイド柱が対称的に設けられる、請求項１に記載のＶＣＭ。
4. 受電中の前記フラットコイルと前記一組の感磁素子による主磁束との相互作用により、前記レンズキャリアは前記複数のガイド柱の方向に沿って直線移動する、請求項２または３に記載のＶＣＭ。
5. フラットコイルを有するボイスコイルモーター（ＶＣＭ）であって、
   一組の感磁素子と、
   前記一組の感磁素子に剛結合され、レンズを載置するレンズキャリアと、
   台座と、
   前記台座に固設される一組のプリント回路基板（ＰＣＢ）と、
   前記一組のＰＣＢにあるパターン化金属層において、前記感磁素子に対向するように形成されるフラットコイルと、
   前記一組のＰＣＢのいずれかに設けられ、前記一組のＰＣＢに形成されたトレースを通して信号を伝送する感知素子と、
   を含み、
   前記感知素子は前記一組の感磁素子と前記フラットコイルの間に設けられ、前記感磁素子の移動時に発生する磁場の変化を感知し、この磁場の変化によりレンズキャリアの移動状態を判断する、ＶＣＭ。
6. 前記一組の感磁素子の前記フラットコイルに対向する側面には溝が設けられ、前記ホールセンサーを前記一組の感磁素子と前記フラットコイルの間に収容できるように、前記溝のサイズは前記ホールセンサーの体積に対応する、請求項５に記載のＶＣＭ。
7. 前記台座は複数のガイド柱と一体成形で製作される、請求項５に記載のＶＣＭ。
8. 前記台座には少なくとも２本のガイド柱が対称的に設けられる、請求項５に記載のＶＣＭ。
9. 受電中の前記フラットコイルと前記一組の感磁素子による主磁束との相互作用により、前記レンズキャリアは前記複数のガイド柱の方向に沿って直線移動する、請求項７または８に記載のＶＣＭ。

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