TWI489739B - 音圈馬達 - Google Patents

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TWI489739B
TWI489739B TW099145701A TW99145701A TWI489739B TW I489739 B TWI489739 B TW I489739B TW 099145701 A TW099145701 A TW 099145701A TW 99145701 A TW99145701 A TW 99145701A TW I489739 B TWI489739 B TW I489739B
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    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G02B7/04—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification
    • G02B7/08—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification adapted to co-operate with a remote control mechanism
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K41/00—Propulsion systems in which a rigid body is moved along a path due to dynamo-electric interaction between the body and a magnetic field travelling along the path
    • H02K41/02—Linear motors; Sectional motors
    • H02K41/035—DC motors; Unipolar motors
    • H02K41/0352—Unipolar motors
    • H02K41/0354—Lorentz force motors, e.g. voice coil motors
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Description

音圈馬達
本發明涉及一種音圈馬達，尤其涉及一種包括印刷電路板製程線圈的音圈馬達。
音圈馬達具有體積小、用電量少及價格低廉等優點，適合作為具有攝像功能的電子產品如數位相機、手機、數位攝像機的致動器。
習知音圈馬達通常包括銅線線圈、活動裝筒及磁鐵。該線圈纏繞於該活動裝筒外壁，該磁鐵與該線圈相對，該活動裝筒用於收容鏡頭。當通以該線圈電流，該線圈與該磁鐵之間產生相互作用力，該作用力將驅動該活動裝筒沿該鏡頭的光軸運動，以此改變該鏡頭與該電子產品的影像感測器的間距，達成變焦之功效。
於該音圈馬達之組裝製程，需手動將銅線纏繞於該活動裝筒外壁以構成線圈。由於銅線極細，線徑約為0.05毫米，於纏繞中易斷裂。另，繞線完畢後，於退漆焊接製程，預留出的用作導電引線的銅線常易斷裂。上述因素導致材料浪費，多次返工，費時費力。
為提高組裝效率及組裝良率，本發明提供一種音圈馬達。
一種音圈馬達，包括鏡頭裝筒、磁鐵、至少一彈片與複數個分離之印刷電路板製程線圈。該鏡頭裝筒具有側壁及用以收容鏡頭的第一容置腔，該磁鐵圍繞該側壁，並與該側壁隔開。該至少一彈片與該鏡頭裝筒相連。複數個分離之該印刷電路板製程線圈堆疊地固定於該側壁，並與該磁鐵相對。該印刷電路板製程線圈通入電流後與該磁鐵產生磁場力驅動該鏡頭裝筒沿其中軸線運動。該至少一彈片在該鏡頭裝筒運動時產生形變，施予該鏡頭裝筒回復力，以使該鏡頭裝筒於該磁場力及該回復力的作用下自初始位置運動至預定位置後靜止，並於切斷該印刷電路板製程線圈電流後復位至初始位置。
該印刷電路板製程線圈之銅線預先已以印刷電路板成型製程製於絕緣材料中，故於音圈馬達之組裝製程，將印刷電路板製程線圈直接貼片固定於鏡頭裝筒的側壁即可，較為簡便。且，由於印刷電路板製程線圈呈印刷電路板狀，便於對位精準。相較於採用傳統纏繞銅線至鏡頭裝筒之製程，既避免了銅線斷裂，節約了組裝時間，提高了組裝效率，還提高了組裝良率。另，可根據需要靈活增加印刷電路板製程線圈之片數，即間接增加銅線之層數，提高了活動裝組的推動力。
10‧‧‧音圈馬達
20‧‧‧外殼
60‧‧‧基底
70‧‧‧隔離盒
22‧‧‧底板
24‧‧‧第一側板
26‧‧‧第二側板
30‧‧‧固定裝組
32‧‧‧固定架
34‧‧‧磁鐵
322‧‧‧凸台
321‧‧‧第一容置腔
325‧‧‧收容孔
40‧‧‧彈片
41‧‧‧定位通孔
42‧‧‧定位開口
410‧‧‧通孔
46‧‧‧外框
47‧‧‧內框
48‧‧‧彈力臂
50‧‧‧活動裝組
51‧‧‧鏡頭裝筒
52‧‧‧印刷電路板製程線圈
512‧‧‧第二容置腔
513‧‧‧定位柱
514‧‧‧卡合部
515‧‧‧止擋部
523‧‧‧驅動電路
521‧‧‧線圈
522‧‧‧絕緣材料
525‧‧‧中心孔
圖1為本技術方案一實施方式提供的音圈馬達的示意圖。
圖2為圖1所示音圈馬達的爆炸圖，該音圈馬達包括鏡頭裝筒、彈片與印刷電路板製程線圈。
圖3為圖2所示鏡頭裝筒的示意圖。
圖4為圖2所示彈片與所示鏡頭裝筒的組裝示意圖。
圖5為圖2所示印刷電路板製程線圈沿V-V線的剖視圖。
以下結合附圖及具體實施方式詳細說明本技術方案提供的音圈馬達。
請參閱圖1及圖2，本發明實施例所提供的音圈馬達10包括隔離盒70、固定裝組30、兩彈片40與活動裝組50。
隔離盒70用於消除外部電磁對該音圈馬達10的干擾並防止該音圈馬達10的電磁影響其外部電子元件的工作。隔離盒70包括外殼20與基座60。外殼20可藉由鎳鐵合金、導電塑膠、表面導電材料、導電玻璃等磁遮罩材料製成。外殼20具有呈四邊形的底板22、兩分別設置於底板22相對兩邊的第一側板24及兩分別設置於底板22的另相對兩邊的第二側板26。底板22、兩第一側板24及兩第二側板26形成用來容置固定裝組30、活動裝置50及兩彈片40的容置空間。基座60呈方形，用於裝載影像感測器(圖未示)及安裝固定裝組30。
固定裝組30具有固定架32、四塊磁鐵34、收容孔325與第二容置腔321。固定架32為呈正方體筒狀的架體，其兩端面各形成有四凸台322。固定架322藉由位於其底端的四凸台322固定於基座60。各磁鐵固定於固定架32四側壁的收容孔325內。
各彈片40具有位於其幾何中心的通孔410、外框46、內框47及彈力臂48。其中外框46圍繞通孔410且遠離通孔410，內框47圍繞通孔410的邊緣。彈力臂48位於外框46及內框47之間。可以理解， 當彈力臂48受外力時，內框47將連同彈力臂48相對外框46所在平面升降。彈片40還設有四定位開口42與四定位通孔41。該四定位開口42等間距地排佈，且皆與該通孔410相通。各定位通孔41設於外框46的各頂角區，用於收容一凸台322，以此將外框46固定於固定架32。另，彈片40可僅一個。
請參閱圖2至4，活動裝組50裝於固定裝組30的第二容置腔321內，其包括鏡頭裝筒51及四印刷電路板製程線圈(fine pattern coil，FP coil)52。
鏡頭裝筒51呈方筒狀結構，具有用於收容鏡頭(圖未示)的第一容置腔512與八個臨近該第一容置腔512的邊緣的定位柱513。該八個定位柱513中，四個均勻分佈於鏡頭裝筒51的頂部，四個均勻分佈於鏡頭裝筒51的底部。
各定位柱513具有一與該彈片40的定位開口42相匹配的卡合部514及一自該卡合部514向鏡頭裝筒51外突出該卡合部514側壁的止擋部515。該卡合部514為圓柱形結構，其與該定位開口42相配合將該鏡頭裝筒51固定於彈片40的內框47，達成鏡頭裝筒51與彈片40之彈性連接。該止擋部51用於阻擋該彈片40的內框47相對該鏡頭裝筒51移動，而脫離該鏡頭裝筒51。該卡合部514與該止擋部515一體成型，且相互垂直。另，該卡合部514亦可與該止擋部515不垂直，該卡合部514與該止擋部515亦可單獨成型，再藉由膠合粘結、螺接等其他固接方法固接為一體。
印刷電路板製程線圈係指將導電金屬線與絕緣材料以業界印刷電路板製程製成之呈柔性印刷電路板狀之線圈，該導電金屬線嵌設於該絕緣材料中，該導電金屬線的排線軌跡構成線圈圖案。印刷 電路板製程線圈的形狀以及該線圈圖案可根據客戶需求設計。當下印刷電路板製程線圈的生產廠商主要有日本旭化成株式會社。通常，印刷電路板製程線圈可包括1至6層線圈圖案，每層線圈圖案可由銅線製成，且厚度介於30至200微米。同層線圈圖案中各銅線的間距大約為5微米，銅線線徑約為25微米，相鄰兩銅線中心距離約為30微米。
參閱圖2及5，本實施方式中，各印刷電路板製程線圈52以貼片之方式固定於該鏡頭裝筒51的側壁，並與一磁鐵34相對。每個印刷電路板製程線圈52呈薄片狀，為單層線圈圖案結構，其具有中心孔525、複數線圈圖案521及與複數線圈圖案521可電導通的驅動電路523。該複數線圈圖案521呈陣列地圍繞中心孔525排列，各相鄰兩線圈圖案521被柔性絕緣材料522相互隔開。各線圈圖案521由線徑約為25微米的銅線(圖未示)製成。
若將該音圈馬達10應用於相機模組，即於該活動裝置50內組入鏡頭，當給驅動電路523通以電流，各線圈圖案521內將有電流通過。則印刷電路板製程線圈52與磁鐵34之間產生磁場力，活動裝組50與鏡頭將於該磁場力之驅動下自初始位置沿其中軸線方向相對基座60上升。於此運動過程中，彈力臂48產生彈性形變，施予活動裝組50與該推動力方向相反之回復力。當該回復力與該磁場力大小相等時，活動裝組50停止運動，鏡頭到達預定位置，即該相機模組之焦平面，達成變焦。切斷該驅動電路523內的電流，該彈力臂48將回復形變，活動裝置50與鏡頭回至該初始位置。
該音圈馬達10中，印刷電路板製程線圈52之銅線預先已以印刷電路板成型製程製於絕緣材料中，故於音圈馬達10之組裝製程，將 印刷電路板製程線圈52直接貼片固定於鏡頭裝筒51的側壁即可，較為簡便。且，由於印刷電路板製程線圈52呈印刷電路板狀，便於對位精準。相較於採用傳統纏繞銅線至鏡頭裝筒51之製程，既避免了銅線斷裂，節約了組裝時間，提高了組裝效率，還提高了組裝良率。另，可根據需要靈活增加印刷電路板製程線圈52之片數，並將其疊層地圍繞於該鏡頭裝筒51的側壁，即間接增加銅線之層數，可提高活動裝組50的推動力。
綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，上述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限製本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士爰依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。
10‧‧‧音圈馬達
20‧‧‧外殼
60‧‧‧基底
22‧‧‧底板
24‧‧‧第一側板
26‧‧‧第二側板
30‧‧‧固定裝組
32‧‧‧固定架
34‧‧‧磁鐵
322‧‧‧凸台
321‧‧‧第一容置腔
325‧‧‧收容孔
40‧‧‧彈片
41‧‧‧定位通孔
42‧‧‧定位開口
410‧‧‧通孔
46‧‧‧外框
47‧‧‧內框
48‧‧‧彈力臂
50‧‧‧活動裝組
51‧‧‧鏡頭裝筒
52‧‧‧印刷電路板製程線圈
512‧‧‧第二容置腔
523‧‧‧驅動電路

Claims (3)

  1. 一種音圈馬達，包括一鏡頭裝筒、磁鐵與至少一彈片，該鏡頭裝筒具有側壁及用以收容鏡頭的第一容置腔，該磁鐵圍繞該側壁，並與該側壁隔開，該至少一彈片與該鏡頭裝筒相連，其改進在於，該音圈馬達還包括複數個分離之印刷電路板製程線圈，複數個分離之該印刷電路板製程線圈堆疊地固定於該側壁，並與該磁鐵相對，該印刷電路板製程線圈通入電流後與該磁鐵產生磁場力驅動該鏡頭裝筒沿其中軸線運動，該至少一彈片在該鏡頭裝筒運動時產生形變，施予該鏡頭裝筒回復力，以使該鏡頭裝筒於該磁場力及該回復力的作用下自初始位置運動至預定位置後靜止，並於切斷該印刷電路板製程線圈電流後復位至初始位置。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的音圈馬達，其中，該音圈馬達還包括具有第二容置腔的固定架，該鏡頭裝筒收容於該第二容置腔內，該固定架的側壁設有複數與該第二容置腔相通的收容孔，該磁鐵收容於該收容孔內，該至少一彈片包括兩彈片，該兩彈片分別固定於該固定架的兩端面，且分別與該鏡頭裝筒的一端彈性連接。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的音圈馬達，其中，該至少一彈片包括兩彈片，該兩彈片分別與該鏡頭裝筒的一端彈性連接，各彈片呈平板狀，且中央設有一通孔及複數開口方向朝向該通孔的定位開口，該鏡頭裝筒與該兩彈片相對的兩端各設有與該定位開口等量的定位柱，該定位柱具有與該定位開口相匹配的卡合部及自該卡合部向該鏡頭裝筒外突出於該卡合部側壁的止擋部，該卡合部用於與該定位開口相配合以將該鏡頭裝筒與該彈片定位，該止擋部用於阻止該彈片脫離該鏡頭裝筒。
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