JP2018173585A - モバイル用電磁駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】モバイル用の電磁駆動装置において、ベース部材に取り付けられるコイルとベース部材に設けられる配線との接続を作業性良い、薄型化に対応できる電磁駆動装置を提供する。
【解決手段】モバイル用電磁駆動装置（レンズ駆動装置１）は、ベース部材２と、ベース部材２に取り付けられる駆動用のコイル４Ａと、マグネット５が取り付けられ、ベース部材２に移動自在に支持される可動部材３とを備え、コイル４Ａは、多層の絶縁層間に巻線を平面配置した平面基板コイル４であり、ベース部材２には、平面基板コイル４が側面接続される端子突起２０Ｐが設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、モバイル用電磁駆動装置に関するものである。

携帯情報端末やウエアラブル電子機器などのモバイル機器には、各種の電磁駆動装置が用いられている。特に、様々なモバイル機器にはカメラユニットが搭載されており、そのカメラユニットには、ＡＦ（Autofocus）やＯＩＳ（Optical Image Stabilizer）の駆動を行うレンズ駆動装置が用いられている。

レンズ駆動装置などの電磁駆動装置は、ベース部材に駆動用のコイルが取り付けられ、ベース部材に対して移動自在に支持される可動部材に、マグネットが取り付けられた、ムービングマグネット式の装置が一般に知られている。このような電磁駆動装置は、ベース部材にコイルへの通電を行うための配線部材や端子部材（以下、これらを配線部材という）が設けられている。樹脂製のベース部材の場合には、配線部材であるリードフレームがベース部材に一体成形（インサート成形）されたものがある（下記特許文献１参照）。

特開２０１６−１４７０５号公報

前述した従来の電磁駆動装置のように、ベース部材に配線部材を設けたものでは、ベース部材に取り付けられる駆動用のコイルの引き出し線が、半田付けによって配線部材に接続される。この際、モバイル機器に搭載される電磁駆動装置は、省スペース化の高い要求によって、ベース部材の支持面積が小さいので、ベース部材上の狭いスペースで、コイルの引き出し線と配線部材との接続作業を行う必要がある。この際、引き出し線をピンセットなどの治具で摘まんで半田付けを行う煩雑な作業になり、狭いスペースでの煩雑な作業で良好な作業性が得られない問題があった。

また、前述した従来の電磁駆動装置は、薄型化の高い要求があり、これに対応するために、絶縁層に巻線を平面配置した平面基板コイルを用いることが検討されている。この際、平面基板コイルとベース部材上の配線部材とを重ねて面実装すると、平面基板コイルと配線部材との間に半田が入るので、その分厚みが増してしまう問題があった。

本発明は、このような事情に対処することを課題としており、モバイル用の電磁駆動装置において、ベース部材に取り付けられるコイルとベース部材に設けられる配線との接続を作業性良く行うこと、薄型化に対応できる電磁駆動装置を提供すること、などを課題としている。

このような課題を解決するために、本発明によるモバイル用電磁駆動装置は、以下の構成を具備するものである。

モバイル機器用の電磁駆動装置であって、ベース部材と、該ベース部材に取り付けられる駆動用のコイルと、マグネットが取り付けられ、前記ベース部材に移動自在に支持される可動部材とを備え、前記コイルは、多層の絶縁層間に巻線を平面配置した平面基板コイルであり、前記ベース部材には、前記平面基板コイルが側面接続される端子突起が設けられていることを特徴とするモバイル用電磁駆動装置。

本発明の実施形態に係るモバイル用電磁駆動装置（レンズ駆動装置）の構成例を示した説明図（分解斜視図）である。 本発明の実施形態に係るモバイル用電磁駆動装置（レンズ駆動装置）の構成例を示した説明図（平面図）である。 （ａ）が図２におけるＡ１−Ａ１断面図、（ｂ）が図２におけるＡ２−Ａ２断面図である。 ベース部材に平面基板コイルを実装した状態の平面図である。 図４の部分平面図である。 （ａ）が図５におけるＲ−Ｒ断面図、（ｂ）がランド面を示す断面図、（ｃ）が図５におけるＳ−Ｓ断面図、（ｄ）が図５におけるＵ−Ｕ断面図である。 図５におけるＺ−Ｚ断面図である。 （ａ）がモバイル用電磁駆動装置（レンズ駆動装置）を搭載した撮像装置を示した説明図、（ｂ）がモバイル用電磁駆動装置（レンズ駆動装置）を搭載した携帯電子機器（携帯情報端末）を示した説明図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の説明で、異なる図における同一符号は同一機能の部位を示しており、各図における重複説明は適宜省略する。

ここでは、モバイル用電磁駆動装置の一例として、レンズ駆動装置を例にして説明するが、本発明は、これに限らず、同様のベース部材に駆動用のコイルを取り付けるものであれば、各種の電磁駆動装置に適用することができる。なお、図示のＸ−Ｙ方向は光軸に直交する方向を指しており、Ｚ方向が図示省略したレンズの光軸方向を指している。

図１〜図４に示すように、モバイル用電磁駆動装置の一例であるレンズ駆動装置１は、先ず基本構成として、ベース部材２と、ベース部材２に移動自在に支持される可動部材３を備えている。そして、ベース部材２には、平面基板コイル４が取り付けられており、可動部材３には、マグネット５が取り付けられている。平面基板コイル４は、駆動用のコイル４Ａを具備しており、このコイル４Ａとマグネット５によって、レンズ駆動装置１の駆動部が構成されている。図示の例では、可動部材３は、平面視矩形の外縁を有する筒状部材であり、その角部内側にマグネット５を保持するマグネット保持部３Ａを備えている。

ベース部材２は、開口２Ａを有しており、開口２Ａの周囲にＸ−Ｙ平面に沿った支持面２Ｂが設けられ、支持面２Ｂに平面基板コイル４が支持されている。図示の例では、ベース部材２は、平面視が矩形状の外縁を備えている。

可動部材３は、支持ワイヤ６を介してベース部材２に支持されている。支持ワイヤ６は、図示Ｚ方向（光軸方向）に沿って延設されており、その一端がベース部材２側（ベース部材２に設けられている配線部材２０）に固定され、他端が可動部材３側（可動部材３に固定されている上板バネ９Ｂ，９Ｃ）に固定されている。可動部材３は、支持ワイヤ６によって吊り下げ支持されており、支持ワイヤ６の撓みによってＸ−Ｙ方向（光軸と交差する方向）に移動可能に支持されている。図示の例では、支持ワイヤ６は、複数本（４本）設けられ、平面視矩形の外縁を有するベース部材２の四隅に、支持ワイヤ６の一端が固定され、その外側に可動部材３の可動範囲を制限するストッパ２Ｃが設けられている。

可動部材３には、レンズ枠７が移動自在に支持されている。レンズ枠７は、図示省略したレンズバレルが取り付けられるねじ部７Ａを備えた円筒部材であり、外周に設けられるコイル保持部７Ｂにフォーカスコイル８が巻回されている。レンズ枠７は、筒状部材である可動部材３の内側に配置され、可動部材３に取り付けられたマグネット５とフォーカスコイル８との間に磁気ギャップが形成されている。

レンズ枠７は、板バネ９によって光軸方向（図示Ｚ方向）に沿って移動可能に支持されている。板バネ９は、レンズ枠７の下端部７Ｃと可動部材３の下端部３Ｂとを弾性的に連結する下板バネ９Ａと、レンズ枠７の上端部７Ｄと可動部材３の上端部３Ｃとを弾性的に連結する上板バネ９Ｂ，９Ｃを備えている。上板バネ９Ｂ，９Ｃは、左右対称の２部材によって構成されている。

平面基板コイル４は、多層の絶縁層を有し、駆動用のコイル４Ａを平面配置したものである。コイル４Ａは、一つの絶縁層上に平面的に巻線を巻回したものであってもよいし、多層の絶縁層に多段に巻線を巻回したものであってもよい。なお、 本実施の形態における平面基板コイル４は、絶縁層として樹脂を用いているが、他の実施の形態ではこれに限らずフィルム材などが用いられてもよい。

矩形外縁を有するベース部材２に支持される平面基板コイル４は、図４に示すように、コイル４Ａがベース部材２の四隅に位置するように配置されており、隣り合うコイル４Ａの直線部分の向きが互いに交差するように配置されている。４個のコイル４Ａは、可動部材３に取り付けられている４個のマグネット５にそれぞれ対向して配備されている。

図４に示す例では、 ４つのコイル４Ａによって、光軸に垂直な２方向に可動枠３を駆動させることが出来る。すなわち、本実施の形態の駆動部は、駆動軸Ｄａが２軸となっている。また、駆動軸Ｄａとは、推力発生源の中心を通り、駆動用のコイル４Ａに通電したときに可動枠３が移動する方向によって示される軸のことである。なお、コイルとマグネットとが１つの場合、駆動軸Ｄａは推力発生源の中心を通るが、複数のコイルまたはマグネットが同一駆動軸のために用いられている場合には、その合力の方向が駆動軸となる。

平面基板コイル４には、図４に示すように、位置センサ１０が実装されている。位置センサ１０は、可動部材３に取り付けられるマグネット５の磁界変化を検出して可動部材３の移動位置を検出するものであり、ホール素子などが用いられる。位置センサ１０は、４つのマグネット５のうちの２つに対向するように、ベース部材２の角部に対応する位置に配置される。図示の例では、２つの位置センサ１０が、隣り合う２つのコイル４Ａの巻芯部に、互いの向きが交差するように配置されている。このように、 マグネット５は、可動部材３を駆動させ、かつ位置検出用としても用いられている。そして、２つの位置センサ１０のそれぞれは、駆動部の駆動軸Ｄａ上に配置されている。
なお、他の実施の形態では、位置検出用の専用マグネットが設けられてもよいし、または駆動とは別の目的で設けられるマグネットが位置検出用に用いられてもよい。
また、 その他の実施の形態では、位置センサ１０は、平面視においてコイル４Ａとは重ならない位置に配置されてもよい。

平面基板コイル４は、コイル４Ａから引き出された引き出し配線１１，１２を備えている。引き出し配線１１，１２のうち、一方の引き出し配線１１が入力端子部１３に接続され、他方の引き出し配線１２が平行配置される相互のコイル４Ａを直列に接続している。

また、平面基板コイル４は、絶縁層の一部に、位置センサ１０が接続される配線１４と端子部１５を備えている。図４に示す例では、端子部１５は、平面基板コイル４におけるコイル４Ａの巻芯部に設けられている。端子部１５に接続される配線１４は、平面基板コイル４の絶縁層上に延設されて、平面基板コイル４の周縁部に設けた平面的に凹状の接続ランド部１６に接続されている。配線１４は、コイル４Ａが配置される層とは異なる絶縁層に配置することで、コイル４Ａに対して平面的に重なる位置に配置することができる。

これに対して、ベース部材２には、配線部材２０が設けられている。配線部材２０は、例えば、リードフレームであり、樹脂製のベース部材２に一体成形（インサート成形）されている。配線部材２０の端部２０Ａは、ベース部材２の外周部に引き出されており、回路基板との接続端子になっている。配線部材２０は、リードフレームに限定されるものではなく、各種の配線構造を採用することができ、例えば、ＭＩＤ（Molded Interconnect Device, 成形回路部品）技術によって形成されたものなどであってもよい。

ベース部材２には、配線部材２０と平面基板コイル４とを接続するために、端子突起２０Ｐが設けられている。端子突起２０Ｐは、リードフレームなどの配線部材２０の一部で構成することもできるし、配線部材２０に接続されるピン状部材を支持面２Ｂに突出させて形成することもできる。また、端子突起２０Ｐは、ベース部材２自体に突起部を設けて、それと一体にＭＩＤ技術などで形成することもできる。

端子突起２０Ｐは、ベース部材２の表面（例えば、支持面２Ｂ）から突出するように設けられ、端子突起２０Ｐには平面基板コイル４が側面接続される。これにより、平面基板コイル４と支持面２Ｂとの間には半田が入り込まない接続構造になる。

図５〜図７によって、端子突起２０Ｐと平面基板コイル４との側面接続の構造を更に詳細に説明する。端子突起２０Ｐは、その一部が、平面基板コイル４の周縁部に設けられる平面的に凹状の接続ランド部１６に近接して配置されている。また、端子突起２０Ｐは、他の一部が、平面基板コイル４の入力端子部１３を貫通するように配置されている。このように、接続ランド部１６と端子突起２０Ｐとは、半田などの導電性部材によって接続可能な距離に配置されている。そして、接続ランド部１６には、図６（ｂ）に示すように、ランド面１６ａが設けられ、入力端子部１３にも、同様のランド面が設けられている。
なお、図示の例では、半田が乗るランド面が上向きの面になっているが、上下の層をつなぐ断面部分にもメッキや銅箔を繋いでランド面にすることができ、図示の接続ランド部１６全体をランド面にすることもできる。また、これについては、入力端子部１３についても同様に、入力端子部１３全体をランド面にすることもできる。

入力端子部１３或いは接続ランド部１６内に配置される端子突起２０Ｐは、図６及び図７に示すように、半田２１によって、平面基板コイル４の表面側から入力端子部１３或いは接続ランド部１６に接続される。入力端子部１３の孔部或いは接続ランド部１６の凹部に入る半田２１は、端子突起２０Ｐと平面基板コイル４とを接続する。そして、本実施の形態では、図示するような端子突起２０Ｐと平面基板コイル４との接続を側面接続という。

これにより、平面基板コイル４の底面は、ベース部材２の支持面２Ｂ上に隙間無く支持されることになり、平面基板コイル４と支持面２Ｂとの間に半田が介在する接続構造と比較すると、薄厚に構成することができる。また、平面基板コイル４の表面側から、端子突起２０Ｐを視認しながら半田付け作業を行うことができるので、作業性が良く且つ確実な接続が可能になる。

また、平面基板コイル４に配線（引き出し配線１１，１２や配線１４）や端子部１５を設けることで、ベース部材２における複雑な配線構造や端子構造を省くことができる。これにより、ベース部材２を小型化することができ、小型化されたベース部材２にスペース効率よくコイル４Ａと位置センサ１０を配置することができる。平面基板コイル４における配線は、多層の絶縁層を利用して多段に配線することができるので、狭い表面積に対して高密度の配線が可能になる。これによって、レンズ駆動装置１の更なる小型化が可能になる。

以上説明したように、本発明の実施形態に係るモバイル用電磁駆動装置（レンズ駆動装置１）は、ベース部材２の表面に突出した端子突起２０Ｐを設け、その端子突起２０Ｐに平面基板コイル４を側面接続しているので、コイルの引き出し線を治具で摘んで保持する必要が無く、また、平面基板コイル４の表面側から半田付けできるので、狭いベース部材上のスペースでの作業であっても、良好な作業性を得ることができる。また、端子突起２０Ｐを視認しながら、入力端子部１３や接続ランド部１６内に位置する端子突起２０Ｐを確実に半田付けすることができるので、接続不良を抑止することができ、歩留まりと品質の向上を図ることができる。

このような、モバイル用電磁駆動装置（レンズ駆動装置１）は、図８（ａ）に示すような小型の撮像装置１００に装備することができ、また、図８（ｂ）に示すような携帯電子機器（携帯情報端末）２００のカメラユニットなどに組み込むことができる。これらに組み込まれるモバイル用電磁駆動装置は、前述した配線接続の作業性改善、歩留まりと品質の向上により、高い生産性を得ることができると共に、高品質の撮像装置１００や携帯電子機器２００を低コストで製造することができる。

また、撮像装置１００だけに限らず、モバイル用電磁駆動装置は、ＶＣＭ（VCM：Voice Coil Motor）を用いる振動モータ（振動アクチュエータ）などが装備することが出来る。さらに、この振動モータは、携帯電子機器（携帯情報端末）２００のバイブレーションユニットに組み込むことができる。

以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。また、上述の各実施の形態は、その目的及び構成等に特に矛盾や問題がない限り、互いの技術を流用して組み合わせることが可能である。

１：レンズ駆動装置，
２：ベース部材，２Ａ：開口，２Ｂ：支持面，２Ｃ：ストッパ，
３：可動部材，３Ａ：マグネット保持部，３Ｂ：下端部，３Ｃ：上端部，
４：平面基板コイル，４Ａ：コイル，５：マグネット，６：支持ワイヤ，
７：レンズ枠，
７Ａ：ねじ部，７Ｂ：コイル保持部，７Ｃ：下端部，７Ｄ：上端部，
８：フォーカスコイル，９：板バネ，９Ａ：下板バネ，９Ｂ，９Ｃ：上板バネ，
１０：位置センサ，１１，１２：引き出し配線，１３：入力端子部，
１４：配線，１５：端子部，１６：接続ランド部，
２０：配線部材，２０Ａ：端部，２０Ｐ：端子突起，２１：半田，
１００：撮像装置，２００：携帯電子機器（携帯情報端末）

Claims (8)

1. モバイル機器用の電磁駆動装置であって、
   ベース部材と、
   該ベース部材に取り付けられる駆動用のコイルと、
   マグネットが取り付けられ、前記ベース部材に移動自在に支持される可動部材とを備え、
   前記コイルは、多層の絶縁層間に巻線を平面配置した平面基板コイルであり、
   前記ベース部材には、前記平面基板コイルが側面接続される端子突起が設けられていることを特徴とするモバイル用電磁駆動装置。
2. 前記平面基板コイルは、周縁部に、平面的に凹状の接続ランド部が設けられ、該接続ランド部に近接して前記端子突起が配置されていることを特徴とする請求項１記載のモバイル用電磁駆動装置。
3. 前記接続ランド部と前記端子突起とは、導電性部材によって接続可能な距離に配置されていることを特徴とする請求項２記載のモバイル用電磁駆動装置。
4. 前記平面基板コイルは、周縁部に凹状の接続ランド部、または孔状の入力端子部が設けられ、該接続ランド部または該入力端子部の孔に前記端子突起が配置されていることを特徴とする請求項１記載のモバイル用電磁駆動装置。
5. 前記端子突起は、リードフレームの一部であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のモバイル用電磁駆動装置。
6. 前記端子突起は、前記ベース部材の突起部に設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のモバイル用電磁駆動装置。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載されたモバイル用電磁駆動装置を備えた撮像装置。
8. 請求項１〜６のいずれか１項に記載されたモバイル用電磁駆動装置又は請求項７に記載された撮像装置を備えた携帯電子機器。

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