CN107250867A - 透镜驱动装置、摄像机模块、以及摄像机搭载装置 - Google Patents

透镜驱动装置、摄像机模块、以及摄像机搭载装置 Download PDF

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Abstract

本发明的透镜驱动装置利用由自动聚焦用线圈部和自动聚焦用磁铁部构成的音圈电机的驱动力，使包含自动聚焦用线圈部的自动聚焦可动部在光轴方向上相对于包含自动聚焦用磁铁部的自动聚焦固定部移动，从而自动地进行对焦。自动聚焦可动部具有对自动聚焦用线圈部进行保持的透镜支架，透镜支架具有：缺口部，从支架外周向径向内侧凹陷；以及捆绑部，从缺口部向径向外侧突出，对自动聚焦用线圈部的端部进行捆绑，捆绑部的前端位于比支架外周更靠径向内侧的位置。

Description

透镜驱动装置、摄像机模块、以及摄像机搭载装置
技术领域
本发明涉及自动聚焦用的透镜驱动装置、具有自动聚焦功能的摄像机模块、以及摄像机搭载装置。
背景技术
一般而言，在智能手机等便携终端中搭载有小型的摄像机模块。在这种摄像机模块中适用具有自动进行拍摄被拍摄物时的对焦的自动聚焦功能(以下称作“AF功能”，AF：Auto Focus，自动聚焦)的透镜驱动装置。
自动聚焦用的透镜驱动装置(以下称作“AF用透镜驱动装置”)例如具有：自动聚焦用线圈部(以下称作“AF用线圈部”)，其配置在透镜部的周围；以及自动聚焦用磁铁部(以下称作“AF用磁铁部”)，其相对于AF用线圈部在径向上间隔开配置。该AF用透镜驱动装置利用由AF用线圈部和AF用磁铁部构成的音圈电机的驱动力，使包含透镜部及AF用线圈部的自动聚焦可动部(以下称作“AF可动部”)在光轴方向上相对于包含AF用磁铁部的自动聚焦固定部(以下称作“AF固定部”)移动，从而自动地进行对焦(例如专利文献1)。
在AF可动部具有收容透镜部并在外周面配置AF用线圈部的透镜支架的情况下，在透镜支架上设置用于将AF用线圈部的端部捆绑的捆绑部。若使该捆绑部形成为向透镜驱动装置的高度方向(光轴方向)突出，则透镜支架的总高变高，成为妨碍透镜驱动装置的扁薄化的主要因素。另外，在AF固定部具有从透镜支架朝光轴方向成像侧间隔开配置的底座部件的情况下，若使捆绑部形成为向光轴方向成像侧突出，则为了在透镜支架与底座部件之间确保适当的间隔距离，依然会妨碍透镜驱动装置的扁薄化。因此，以往通过使捆绑部形成为向径向外侧突出，实现了透镜驱动装置的扁薄化(例如专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013-210550号公报
专利文献2：日本特开2011-85682号公报
发明内容
发明要解决的问题
但是，如专利文献2中记载的透镜驱动装置那样，在捆绑部向透镜支架的支架外周的径向外侧突出的情况下，由于需要确保捆绑部的配置空间，因此妨碍了省空间化，对落下等的外部冲击的承受力也变弱。
本发明的目的在于，提供能够实现省空间化并且耐冲击性优异的透镜驱动装置、具备该透镜驱动装置的摄像机模块、以及摄像机搭载装置。
解决问题的方案
本发明的透镜驱动装置具备：自动聚焦用线圈部，配置在透镜部的周围；以及自动聚焦用磁铁部，相对于所述自动聚焦用线圈部在径向上间隔开配置，该透镜驱动装置利用由所述自动聚焦用线圈部和所述自动聚焦用磁铁部构成的音圈电机的驱动力，使包含所述自动聚焦用线圈部的自动聚焦可动部在光轴方向上相对于包含所述自动聚焦用磁铁部的自动聚焦固定部移动，从而自动地进行对焦，该透镜驱动装置的特征在于，
所述自动聚焦可动部具有对所述自动聚焦用线圈部进行保持的透镜支架，
所述透镜支架具有：缺口部，从支架外周向径向内侧凹陷；以及捆绑部，从所述缺口部向径向外侧突出，对所述自动聚焦用线圈部的端部进行捆绑，
所述捆绑部的前端位于比所述支架外周更靠径向内侧的位置。
本发明的摄像机模块的特征在于，包括：
上述的透镜驱动装置；
透镜部，其安装于所述自动聚焦可动部；以及
摄像部，其对通过所述透镜部成像的被拍摄物像进行摄像。
本发明的摄像机搭载装置为信息设备或运输设备，其特征在于，
具备上述的摄像机模块。
发明效果
根据本发明，连接自动聚焦用线圈部的端部的捆绑部不向透镜支架的支架外周的径向外侧突出，因此能够实现省空间化，并且对落下等的外部冲击的耐冲击性得到提高。
附图说明
图1是表示搭载本发明的一实施方式的摄像机模块的智能手机的图。
图2是摄像机模块的分解立体图。
图3是表示透镜驱动装置的内部结构的图。
图4是透镜驱动装置的分解立体图。
图5是透镜支架及下侧弹性支撑部件的下方立体图。
图6是透镜支架的仰视图。
图7是表示捆绑部的形状的一例的剖面图。
图8是表示搭载摄像机模块的汽车的图。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的实施方式进行详细说明。
图1是表示搭载本发明的一实施方式的摄像机模块A的智能手机M(摄像机搭载装置)的图。图1A是智能手机M的主视图，图1B是智能手机M的后视图。
智能手机M例如搭载摄像机模块A作为背面摄像机OC。摄像机模块A具备自动聚焦功能，自动地进行对被拍摄物进行拍摄时的对焦。
图2是摄像机模块A的外观立体图。图3是表示透镜驱动装置1的内部结构(拆下了罩122的状态)的图。如图2、图3所示，在本实施方式中，使用正交坐标系(X，Y，Z)来进行说明。在后述的图中，也用相同的正交坐标系(X，Y，Z)来表示。以如下方式搭载摄像机模块A：在智能手机M实际进行拍摄的情况下，X方向为上下方向(或左右方向)、Y方向为左右方向(或上下方向)、Z方向为前后方向。即，Z方向为光轴方向，图中上侧(Z方向前端侧)为光轴方向受光侧(也称作“微距位置侧”)，下侧(Z方向基端侧)为光轴方向成像侧(也称作“无限远位置侧”)。
如图2所示，摄像机模块A具备将透镜收容于圆筒形状的透镜筒中的透镜部2、以及透镜驱动装置1等。透镜部2例如通过粘接固定于透镜驱动装置1内的透镜支架111(参照图4)。
透镜驱动装置1是为了对焦而使透镜部2在光轴方向上移动的自动聚焦用的致动器。透镜驱动装置1具备：AF可动部11、AF固定部12、以及弹性支撑部13。AF可动部11通过弹性支撑部13弹性地与AF固定部12连接。
AF可动部11具有配置在透镜部2的周围的AF用线圈部112。AF固定部12具有相对于AF用线圈部112在径向上间隔开配置的AF用磁铁部123。透镜驱动装置1利用由AF用线圈部112和AF用磁铁部123构成的音圈电机的驱动力，使AF可动部11在光轴方向上相对于AF固定部12移动，从而进行对焦。即，透镜驱动装置1采用动圈式。
图4是透镜驱动装置1的分解立体图。图5是透镜支架111及下侧弹性支撑部件132的下方立体图。如图4、图5所示，透镜驱动装置1具备：罩122、上侧弹性支撑部件131、AF用磁铁部123、透镜支架111、AF用线圈部112、下侧弹性支撑部件132、以及底座部件121等。
在本实施方式中，透镜支架111及AF用线圈部112构成AF可动部11。底座部件121、罩122、以及AF用磁铁部123构成AF固定部12。上侧弹性支撑部件131及下侧弹性支撑部件132构成弹性支撑部13。
透镜支架111具有卷绕AF用线圈部112的躯干部111a、和比躯干部111a更向径向外侧突出的下侧凸缘部111b。躯干部111a及下侧凸缘部111b在俯视时具有将正方形倒角后的形状、即短边与长边交替地连续的八边形形状。四个长边部分分别与X方向或Y方向平行，短边部分与X方向及Y方向以45°的角度交叉。
透镜支架111具有从躯干部111a贯通至下侧凸缘部111b的圆柱状的透镜收容部111c。透镜部2(参照图2)通过粘接或螺合固定于该透镜收容部111c。透镜收容部111c的上部周缘111d形成为比周围的面更向上方突出。在该部分固定上侧弹性支撑部件131(以下称作“上弹簧固定部111d”)。透镜收容部111c的下部周缘的一部分111e(参照图5、图6)形成为比周围的面更向下方突出。在突出成该圆弧状的部分固定下侧弹性支撑部件132(以下称作“下弹簧固定部111e”)。
透镜支架111具有用于将AF用线圈部112的端部捆绑的捆绑部111f。捆绑部111f设置为，在形成于下侧凸缘部111b的对置的二边的缺口部111g的长度方向中央向径向外侧突出。通过在径向上而不在高度方向上形成捆绑部111f，能够实现透镜驱动装置1的扁薄化。
AF用线圈部112是在对焦时通电的空芯线圈，被卷绕在透镜支架111的躯干部111a的外周面上。AF用线圈部112的端部被捆绑于透镜支架111的捆绑部111f，并与下侧弹性支撑部件132(下侧板簧132A、132B)电连接。
与透镜支架111同样地，罩122是在俯视时具有将正方形倒角后的形状、即短边与长边交替地连续的八边形形状的有盖方筒体。罩122在上表面具有圆形的开口122a。透镜部2从该开口122a面向外部。在罩122的倒角后的四角部分(短边部分)的内表面122b上例如通过粘接而固定AF用磁铁部123(以下称作“磁铁收容部122b”)。罩122由磁性材料形成，作为磁轭发挥功能。罩122载置于底座部件121，例如通过粘接来固定。
底座部件121是俯视时呈正方形的部件，在中央具有开口121a。在摄像机模块A中，在底座部件121的光轴方向成像侧配置具有摄像元件(省略图示)的图像传感器基板(摄像部，省略图示)。摄像元件(省略图示)例如由CCD(charge-coupled device，电荷耦合器件)型图像传感器、CMOS(complementary metal oxide semiconductor，互补金属氧化物半导体)型图像传感器等构成，对通过透镜部2成像的被拍摄物像进行摄像。
底座部件121在与罩122的磁铁收容部122b对应的位置具有下弹簧固定部121b。下弹簧固定部121b形成为从周围的面向上方突出。包含下弹簧固定部121b的外侧部分的底座部件121的周缘部121c具有沿着罩122的下部的凹凸形状(以下称作“罩安装部121c”)。罩122在通过下弹簧固定部121b的外缘而定位的状态下载置于罩安装部121c，例如通过粘接来固定。
在底座部件121中通过嵌件成型埋设端子金属零件121d、121e等。端子金属零件121d、121e的一端部从底座部件121的下弹簧固定部121b露出，另一端部从底座部件121的下部的露出。端子金属零件121d、121e的一端部分别与下侧板簧132A、132B电连接，另一端部与图像传感器基板(省略图示)的电源线(省略图示)电连接。
AF用磁铁部123由四个等腰梯形柱状的永磁体123A～123D构成。永磁体123A～123D分别具有沿着罩122的磁铁收容部122b的外形。以在AF用线圈部112中产生沿径向横穿的磁场的方式，对永磁体123A～123D进行磁化。例如，对于永磁体123A～123D，将内周侧磁化为N极，将外周侧磁化为S极。由AF用磁铁部123及AF用线圈部112构成AF用音圈电机。在AF用磁铁部123的上表面固定上侧弹性支撑部件131。AF用磁铁部123的下表面与底座部件121的下弹簧固定部121b对置。
上侧弹性支撑部件131例如是由铍铜、镍铜、不锈钢等构成的板簧。上侧弹性支撑部件131相对于AF固定部12(AF用磁铁部123)对AF可动部11(透镜支架111)进行弹性支撑。上侧弹性支撑部件131在将AF用磁铁部123安装于罩122时，被AF用磁铁部123和罩122夹持。
在此，上侧弹性支撑部件131由配置为关于Z轴点对称的两个上侧板簧131A、131B构成。例如通过将一张板金冲压，来对上侧板簧131A、131B进行成型。上侧板簧131A、131B例如在向透镜支架111及AF用磁铁部123的安装阶段是连结的，在固定于透镜支架111及AF用磁铁部123之后，将不必要部分切断而分割。上侧板簧131A、131B具有相同的结构，因此省略关于上侧板簧131B的说明。
上侧板簧131A具有透镜支架固定部131a、131b、磁铁固定部131c、131d、以及臂部131e、131f。通过沿着透镜支架111的上弹簧固定部111d的圆弧状的连结部131g连结透镜支架固定部131a和131b。
臂部131e、131f分别将透镜支架固定部131a与磁铁固定部131c连接，将透镜支架固定部131b与磁铁固定部131d连结。臂部131e、131f具有蜿蜒形状，在AF可动部11移动时弹性变形。
通过将透镜支架111的定位凸起111h嵌插于透镜支架固定部131a、131b的固定孔，来将上侧板簧131A相对于透镜支架111进行定位，并通过在定位凸起111h上涂覆粘接剂或对定位凸起111h热压焊来固定上侧板簧131A。
通过将在永磁体123A、123B的上表面形成的定位凸起(省略图示)嵌插于磁铁固定部131c、131d的固定孔，来将上侧板簧131A相对于永磁体123A、123B进行定位，并通过在定位凸起(省略图示)上涂覆粘接剂来固定上侧板簧131A。在AF可动部11在光轴方向上移动时，透镜支架固定部131a、131b与AF可动部11一起位移。
下侧弹性支撑部件132具有与上侧弹性支撑部件131几乎相同的结构。即，下侧弹性支撑部件132例如是由铍铜、镍铜、不锈钢等构成的板簧。下侧弹性支撑部件132相对于AF固定部12(底座部件121)对AF可动部11(透镜支架111)进行弹性支撑。
在此，下侧弹性支撑部件132由配置为关于Z轴点对称的两个下侧板簧132A、132B构成。例如通过将一张板金冲压，来对下侧板簧132A、132B进行成型。下侧板簧132A、132B例如在向透镜支架111及底座部件121的安装阶段是连结的，在固定于透镜支架111及底座部件121之后，将不必要部分切断而分割。下侧板簧132A、132B具有相同的结构，因此省略关于下侧板簧132B的说明。
下侧板簧132A具有透镜支架固定部132a、132b、底座固定部132c、132d、以及臂部132e、132f。通过沿着透镜支架111的下弹簧固定部111e(参照图5、图6)的圆弧状的连结部132g连结透镜支架固定部132a和132b。另外，下侧板簧132A具有沿着连结部132g形成的焊接部132h以及辅助固定部132j(两个部位)。
通过将透镜支架111的定位凸起111j嵌插于透镜支架固定部132a、132b的固定孔，并将透镜支架111的定位凸起111k嵌插于辅助固定部132j的固定孔，来将下侧板簧132A相对于透镜支架111进行定位，通过在定位凸起111j、111k上涂覆粘接剂或对定位凸起111j、111k热压焊来固定下侧板簧132A。
下侧板簧132A的焊接部132h位于透镜支架111的捆绑部111f的基端侧，通过焊接与捆绑于捆绑部111f的AF用线圈部112电连接。通过下侧板簧132A、132B进行向AF用线圈部112的供电。
在将捆绑部111f与AF用线圈部112焊接时，能够不使烙铁的烙铁头局部性地贴触透镜支架111的捆绑部111f，而从透镜支架111的主体侧贴触AF用线圈部112与下侧板簧132A的焊接部132h之间的边界部，所以能显著地减轻由热导致的对透镜支架111的损伤。因此，也能够将耐热性较低的材料适用于透镜支架111。
通过将底座部件121的定位凸起121f嵌插于底座固定部132c、132d的固定孔，来将下侧板簧132A相对于底座部件121进行定位，通过在定位凸起121f上涂覆粘接剂或对定位凸起121f热压焊来固定下侧板簧132A。在AF可动部11在光轴方向上移动时，透镜支架固定部132a、132b与AF可动部11一起位移。
在透镜驱动装置1中进行自动对焦的情况下，对AF用线圈部112进行通电。若对AF用线圈部112通电，则基于AF用磁铁部123的磁场与在AF用线圈部112中流过的电流之间的相互作用，在AF用线圈部112中产生洛仑兹力。洛仑兹力的方向是与基于AF用磁铁部123的磁场的方向和在AF用线圈部112中流过的电流的方向正交的方向(Z方向)。由于AF用磁铁部123被固定，因此反作用力作用于AF用线圈部112。该反作用力成为AF用音圈电机的驱动力，具有AF用线圈部112的AF可动部11在光轴方向上移动，从而进行对焦。
图6是透镜支架111的仰视图。如图6所示，透镜支架111的捆绑部111f设置于在下侧凸缘部111b的对置的二边形成的缺口部111g的长度方向中央。捆绑部111f以缺口部111g为基端向径向外侧突出，而其前端位于比透镜支架111的支架外周P(图6的单点划线)更靠内侧的位置。由没有缺口部111g的情况下的俯视时的透镜支架111的外形对支架外周P进行规定。
由于捆绑部111f收纳于透镜支架111的配置空间内，所以不需要考虑捆绑部111f的配置空间地进行设计，设计的自由度得到提高。另外，与以往那样的、捆绑部向支架外周的径向外侧突出的情况相比，能够实现省空间化。并且，落下等的外部冲击不会直接施加到捆绑部111f上，因此能够防止由外部冲击导致的捆绑部111f的破损。
图7是表示捆绑部111f的剖面形状的一例的图。对于捆绑部111f的卷绕AF用线圈部112的部分的沿着径向的剖面形状，可以如图7A所示那样为平坦的直筒形状，也可以如图7B所示那样为从前端侧向基端侧缩径的锥形，还可以如图7C所示那样为从前端侧向中央缩径并从中央向基端侧扩径的研钵形状。在是图7B所示的锥形或图7C所示的研钵形状的情况下，焊锡S易于进入卷绕部分，因此与图7A所示的形状相比能够提高AF用线圈部112的位置精度。
这样，透镜驱动装置1具备：AF用线圈部112，配置在透镜部2的周围；以及AF用磁铁部123，相对于AF用线圈部112在径向上间隔开配置，透镜驱动装置1利用由AF用线圈部112和AF用磁铁部123构成的音圈电机的驱动力，使包含AF用线圈部112的AF可动部11在光轴方向上相对于包含AF用磁铁部123的AF固定部12移动，从而自动地进行对焦。AF可动部11具有对AF用线圈部112进行保持的透镜支架111。透镜支架111具有：缺口部111g，从支架外周P向径向内侧凹陷；以及捆绑部111f，从缺口部111g向径向外侧突出，对AF用线圈部112的端部进行捆绑。捆绑部111f的前端位于比支架外周P更靠径向内侧的位置。
根据透镜驱动装置1，连接AF用线圈部112的端部的捆绑部111f不向透镜支架111的支架外周P的径向外侧突出，因此能够实现省空间化，并且针对落下等的外部冲击的耐冲击性得到提高。
以上，基于实施方式对由本发明人完成的发明进行了具体说明，但本发明并不限定于上述实施方式，能够在不脱离其宗旨的范围内进行变更。
例如，透镜支架111的外形可以是八边形以外的多边形，也可以是圆形。在透镜支架111的外形是圆形的情况下，也能够沿着周面形成缺口部，以不从支架外周突出的方式配置捆绑部。
另外，例如，也可以将捆绑部111f配置于透镜支架111的光轴方向受光侧的部位，并将上侧弹性支撑部件131与AF用线圈部112电连接，来通过上侧弹性支撑部件131进行供电。
本发明也能够适用于具备AF功能、和光学修正拍摄时产生的手抖(振动)以减轻图像模糊的抖动修正功能(所谓的OIS功能，OIS：Optical Image Stabilization，光学防抖)的透镜驱动装置。
在实施方式中，作为具备摄像机模块A的摄像机搭载装置的一例，列举作为带有摄像机的便携终端的智能手机进行了说明，但本发明能够适用于作为信息设备或者运输设备的摄像机搭载装置。作为信息设备的摄像机搭载装置，是指具有对摄像机模块和由摄像机模块获得的图像信息进行处理的控制部的信息设备，例如包括带摄像机的便携电话、笔记本电脑、平板终端、便携式游戏机、web摄像机、带摄像机的车载装置(例如后方监控装置、行车记录仪装置)。另外，作为运输设备的摄像机搭载装置，是指具有对摄像机模块和由摄像机模块获得的图像进行处理的控制部的运输设备，例如包括汽车。
图8是表示作为搭载车载用摄像机模块VC(Vehicle Camera，车用摄像机)的摄像机搭载装置的汽车C的图。图8A是汽车C的主视图，图8B是汽车C的后方立体图。汽车C搭载实施方式中说明的摄像机模块A，以作为车载用摄像机模块VC。如图8所示，车载用摄像机模块VC例如朝向前方安装于挡风玻璃，或者朝向后方安装于尾门。该车载用摄像机模块VC作为后方监控用、行车记录仪用、碰撞避免控制用、自动驾驶控制用等而被使用。
应该认为此次公开的实施方式在所有方面均为例示，而非用于限制。本发明的范围并非由上述说明表示，而是由权利要求书表示，并且还包括与权利要求书等同的含义及范围内的所有变更。
在2015年2月20日提出的日本专利申请特愿2015-031703号中包含的说明书、附图及摘要的公开内容全部引用于本申请。
附图标记说明
1 透镜驱动装置
2 透镜部
11AF 可动部
111 透镜支架
112AF 用线圈部
12AF 固定部
121 底座部件
122 罩
123AF 用磁铁部
123A～123D 永磁体
13 弹性支撑部
131 上侧弹性支撑部件
131A、131B 上侧板簧
132 下侧弹性支撑部件
132A、132B 下侧板簧
M 智能手机(摄像机搭载装置)
A 摄像机模块

Claims (7)

1.一种透镜驱动装置，具备：自动聚焦用线圈部，配置在透镜部的周围；以及自动聚焦用磁铁部，相对于所述自动聚焦用线圈部在径向上间隔开配置，该透镜驱动装置利用由所述自动聚焦用线圈部和所述自动聚焦用磁铁部构成的音圈电机的驱动力，使包含所述自动聚焦用线圈部的自动聚焦可动部在光轴方向上相对于包含所述自动聚焦用磁铁部的自动聚焦固定部移动，从而自动地进行对焦，该透镜驱动装置的特征在于，
所述自动聚焦可动部具有对所述自动聚焦用线圈部进行保持的透镜支架，
所述透镜支架具有：缺口部，从支架外周向径向内侧凹陷；以及捆绑部，从所述缺口部向径向外侧突出，对所述自动聚焦用线圈部的端部进行捆绑，
所述捆绑部的前端位于比所述支架外周更靠径向内侧的位置。
2.如权利要求1所述的透镜驱动装置，其特征在于，
具备板状的弹性支撑部件，该弹性支撑部件弹性地连接所述自动聚焦可动部和所述自动聚焦固定部，
所述弹性支撑部件具有焊接部，该焊接部与所述自动聚焦用线圈部的被所述捆绑部捆绑的部分焊接，
所述自动聚焦用线圈部与所述弹性支撑部件通过焊接电连接，通过所述弹性支撑部件对所述自动聚焦用线圈部进行供电。
3.如权利要求2所述的透镜驱动装置，其特征在于，
所述自动聚焦固定部具有底座部件，该底座部件在所述透镜支架的光轴方向成像侧间隔开配置，
所述弹性支撑部件连接所述透镜支架和所述底座部件。
4.如权利要求1至3中任意一项所述的透镜驱动装置，其特征在于，
所述捆绑部的沿着径向的剖面形状是从前端侧向基端侧缩径的锥形。
5.如权利要求1至3中任意一项所述的透镜驱动装置，其特征在于，
所述捆绑部的沿着径向的剖面形状是从前端侧向中央缩径，并从中央向基端侧扩径的研钵形状。
6.一种摄像机模块，其特征在于，包括：
权利要求1至5中任意一项所述的透镜驱动装置；
透镜部，其安装于所述自动聚焦可动部；以及
摄像部，其对通过所述透镜部成像的被拍摄物像进行摄像。
7.一种摄像机搭载装置，其为信息设备或运输设备，其特征在于，
具备权利要求6所述的摄像机模块。
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