CN107615160A - 致动器、摄像机模块及摄像机搭载装置 - Google Patents

致动器、摄像机模块及摄像机搭载装置 Download PDF

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Abstract

一种致动器，即使安装空间狭小也能高效地检测出较大范围内的作为可动体的从动部(例如摄像模块)的抖动。在该致动器中，在固定体上设置有：陀螺仪传感器，其检测固定体的抖动；第一霍尔元件，其检测伴随与透镜部的光轴正交的第一方向的移动的第一位置；以及第二霍尔元件，其检测伴随与第一方向正交的第二方向的移动的第二位置，基于由所述陀螺仪传感器检测出的固定体的抖动、以及由第一霍尔元件及第二霍尔元件得到的检测位置，修正所述从动部的抖动。

Description

致动器、摄像机模块及摄像机搭载装置
技术领域
本发明涉及抖动修正用的致动器、具有抖动修正功能的摄像机模块以及摄像机搭载装置。
背景技术
一般来说，在智能手机等便携终端中搭载有小型的摄像机模块。该摄像机模块大多具备以下功能：自动地进行拍摄被拍摄物时的对焦的自动聚焦功能；以及修正在拍摄时产生的抖动(振动)以减轻图像模糊的抖动修正功能(OIS：Optical Image Stabilization，光学防抖)。
作为抖动修正的方式，已知使摄像模块一体地倾斜的模块倾斜方式(例如参照专利文献1和专利文献2)。摄像模块是指，具有透镜部和摄像元件(例如CCD(Charge CoupledDevice，电荷耦合器件))的模块，也包括具有自动聚焦用的致动器的模块。
以下，将自动聚焦用的致动器称为“AF用致动器”，将抖动修正用的致动器称为“OIS用致动器”。
在进行使用OIS用致动器拍摄时的手抖的修正中，在与透镜部的光轴正交的面内设定彼此正交、并成为基准的两条轴(例如以光轴为Z轴时的X轴、Y轴)，为了检测以X轴作为旋转的中心轴的旋转、以及以Y轴作为旋转的中心轴的旋转这两者的角速度，需要具有与各个轴平行的检测轴的两个陀螺仪传感器。这些陀螺仪传感器例如像专利文献1那样，和透镜部一起与摄像模块一体地设置。另外，在专利文献1中，在安装摄像模块的基板上安装有具备与光轴平行的检测轴的陀螺仪传感器。
图1是表示现有的模块倾斜方式的摄像机模块的一例的外观图。图2是表示现有的模块倾斜方式的摄像机模块的一例的分解立体图。
如图1、图2所示，现有的模块倾斜方式的摄像机模块2具备：固定体21、可动体22、弹性支撑部23、摄像模块24、以及抖动检测部25。由固定体21、可动体22、以及弹性支撑部23构成OIS用致动器。
固定体21具有：底座部件211、线圈部212、以及OIS用印刷配线基板213。线圈部212配置在底座部件211上。OIS用印刷配线基板213向线圈部212供电，并且将抖动检测部25的检测信号向控制部输出。
可动体22具有：磁轭221、磁铁部222、顶板223、以及模块导向部224。磁轭221及磁铁部222配置于在顶板223上形成的各自的容纳部。模块导向部224固定在顶板223上。摄像模块24配置并固定在由一组模块导向部224夹持的空间内。
弹性支撑部23具有双轴万向节结构，可动体22(顶板223)固定于外侧万向节。弹性支撑部23以浮动的状态配置于底座部件211的大致中央，并由阻挡器231固定。弹性支撑部23以与光轴(Z轴)正交的X轴及Y轴为中心使可动体22可摆动旋转地对其进行支撑，即、使可动体22可倾斜地对其进行支撑。
抖动检测部25例如由检测摄像模块24的角速度的陀螺仪传感器构成。抖动检测部25固定于可动体22的模块导向部224的侧面。将抖动检测部25的检测信号通过固定体21的OIS用印刷配线基板213向控制部输出。
OIS用音圈电机(VCM)由线圈部212及磁铁部222构成。即，若电流流经线圈部212，则由于磁铁部222的磁场与流经线圈部212的电流的相互作用，在线圈部212产生洛伦兹力(弗莱明左手定则)。由于线圈部212被固定，因此对磁铁部222产生反作用力。该反作用力成为OIS用音圈电机的驱动力。可动体22摆动旋转，直至OIS用音圈电机的驱动力和弹性支撑部23的复位力(回复力)达到平衡状态。由此，由手抖导致的光轴偏移被修正，光轴方向被保持为一定。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2014-10287号公报
专利文献2：日本特开2004-153503号公报
发明内容
发明要解决的问题
如专利文献1所示，在现有的模块倾斜方式中，手抖修正所需要的、作为陀螺仪传感器的抖动检测部25，通常固定在可动体22的侧面部上、是检测摄像模块22的倾斜的结构。
近年来，伴随便携终端的薄型化、小型化，期望通过摄像机模块的进一步小型化、安装空间的小型化来使可动体22的外形变小，从而即使是有限的安装空间，也力求高效地确保可动体的可动区域。
本发明的目的在于提供即使安装空间狭小也能高效地检测出较广范围内的可动体、即从动部(例如摄像模块)抖动的致动器、摄像机模块、以及摄像机搭载装置。特别是提供，由于从动部(例如摄像模块)的外形变小，所以即使安装空间狭小，也可扩大从动部的可动区域，从而实现较大抖动的检测的致动器、摄像机模块、以及摄像机搭载装置。
解决问题的方案
本发明的致动器利用具有线圈部和磁铁部的音圈电机的驱动力，使从动部倾斜来进行抖动修正，包括：固定体，具有底座部件，在所述从动部的外周侧将所述线圈部及所述磁铁部中的任意一者配设在所述底座部件上而形成该固定体；可动体，具有将所述从动部载置在与所述底座部件相反侧的面上的框状的保持部件，在所述从动部的外周侧将所述线圈部及所述磁铁部中的另一者配设在所述保持部件的所述底座部件侧的面上而形成该可动体；以及支撑部，配置在所述底座部件上，以使所述可动体能够相对于所述固定体倾斜的方式对所述可动体进行支撑，在所述固定体上设置有：陀螺仪传感器，检测所述固定体的抖动；第一霍尔元件，检测伴随与所述从动部所具备的透镜部的光轴正交的第一方向的移动的第一位置；以及第二霍尔元件，检测伴随与所述第一方向正交的第二方向的移动的第二位置，基于由所述陀螺仪传感器检测出的所述固定体的抖动、以及由所述第一霍尔元件及第二霍尔元件得到的检测位置，修正所述从动部的抖动。
本发明的摄像机模块采用以下结构，包括：上述的致动器；以及摄像模块，其具有透镜部和摄像元件，作为所述从动部粘结于所述保持部件。
本发明的摄像机搭载装置为信息设备或运输设备，采用具备上述摄像机模块的结构。
发明效果
根据本发明，即使安装空间狭小也能高效地检测出较广范围内的可动体、即从动部(例如摄像模块)抖动。特别是由于从动部(例如摄像模块)的外形变小，因此即使安装空间狭小，也能够扩大从动部的可动区域，从而实现较大抖动的检测。
附图说明
图1是表示现有的模块倾斜方式的摄像机模块的一例的外观图。
图2是表示现有的模块倾斜方式的摄像机模块的一例的分解立体图。
图3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4是摄像机模块的外观立体图。
图5是摄像机模块的分解立体图。
图6是摄像机模块的沿着Y方向的剖面图。
图7是摄像机模块的沿着X方向的剖面图。
图8是安装有弹性支撑部的磁轭的仰视图。
图9是用于说明中继基板的图。
图10是表示可动体的角度与霍尔输出值的关系的图。
图11是表示搭载本发明的一实施方式的车载用摄像机的汽车的图。
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的实施方式进行详细说明。
图3是表示搭载本发明的一实施方式的摄像机模块100的智能手机M的图。图3A是智能手机M的主视图，图3B是智能手机M的后视图。
智能手机M例如搭载摄像机模块100作为背面摄像机OC。摄像机模块100具备自动聚焦功能和手抖修正功能，能够自动地进行拍摄被拍摄物时的对焦，并且修正在拍摄时产生的手抖(振动)来拍摄不模糊的图像。对于摄像机模块100的手抖修正功能，采用模块倾斜方式。模块倾斜方式具有不在画面四个角产生失真的优点。
图4是摄像机模块100的外观立体图。图5是摄像机模块100的分解立体图。图6是摄像机模块100的沿着Y方向的剖面图。图7是摄像机模块100的沿着X方向的剖面图。此外，图6及图7特别地示出音圈电机部分的磁路部。
在此，如图4～图7所示，使用正交坐标系(X，Y，Z)进行说明。在使用智能手机M实际进行拍摄的情况下，以使X方向为上下方向(或左右方向)、使Y方向为左右方向(或上下方向)、使Z方向(包含光轴方向)为前后方向的方式搭载摄像机模块100。
如图4～图7所示，摄像机模块100具备固定体11、可动体12、弹性支撑部13、摄像模块(从动部)14、抖动检测部(陀螺仪传感器)15、中继基板30、错位检测部(倾斜检测部)40、以及驱动IC60等。OIS用致动器A由固定体11、可动体12、弹性支撑部13、以及抖动检测部(陀螺仪传感器)15构成。OIS用致动器A也可以构成为还具有中继基板30。在OIS用致动器A中，使用具有线圈部112及磁铁部122的OIS用音圈电机的驱动力来进行抖动修正。
固定体11在安装于智能手机M上时被不能移动地固定住。固定体11通过弹性支撑部13使可动体12可动地对其进行支撑。固定体11包括底座部件111、线圈部112、OIS用印刷配线基板113、裙板部件(罩部件)114、主体罩部件(以下称为“罩部件”)115、以及刚柔印刷电路板(Rigid flexible printed wiring board或者Rigid-flexible printedcircuits，以下称为“刚性FPC”)117。
如上所述，刚性FPC117包括：刚性部，其由玻璃环氧树脂等硬材质构成；以及弯曲部，其在用于嵌入或反复弯曲的弯曲部位使用了柔性基板(FPC：Flexible printedcircuits)用的弯曲材料(聚酰亚胺)。这里，在FPC上贴设环氧玻璃基板而构成，成为与FPC具有同样的弯曲性并且比FPC刚性强的基板。这样，对于刚性FPC117，其刚性部由于具有与刚性基板同等的刚性而部件安装性优异，并且，其弯曲部由于具有与FPC同样的屈曲性而与刚性基板相比刚性较低但具有屈曲性，因此在搭载摄像机模块100的设备(这里是智能手机)中能够三维地安装。由此，智能手机的安装密度得到提升。
在刚性FPC117上配置有底座部件111。在刚性FPC117中，在远离底座部件111的位置上安装有驱动IC60、以及通过中继基板30安装的后述的抖动检测部15。另外，在刚性FPC117上安装有显露于底座部件111的配置区域内的错位检测部40。
驱动IC(驱动部)60通过控制部的控制对线圈部112供电来使可动体12可动，也就是驱动安装在可动体12上的摄像模块14。
底座部件111是由金属材料构成的大致矩形的部件，配置在刚性FPC117上。通过使底座部件111为金属制，从而与树脂制的情况相比强度变高，因此能够使底座部件111较薄，从而能够实现摄像机模块100的低高度化。
底座部件111在中央具有用于固定弹性支撑部13的角锥梯形的突出部111a。底座部件111在突出部111a的周围具有用于向线圈部112供电的垫肩状的供电部111b。底座部件111在突出部111a的周围避开供电部111b地切除的部位111C处配置有错位检测部40。
错位检测部40非接触地检测通过弹性支撑部13安装在固定体11上的可动体12的位置，即摄像模块14的位置，其检测信号与刚性FPC117的电路接续。使用错位检测部40感应可动体12即摄像模块14，不进行利用设置在摄像模块侧的作为抖动检测部15的陀螺仪传感器的感应、不将陀螺仪传感器设置在摄像模块侧地、修正可动体12即摄像模块14的抖动。
错位检测部40例如由霍尔元件等构成。这里，错位检测部40由作为磁式位置检测部的两个霍尔元件(第一霍尔元件、第二霍尔元件)40a、40b构成。作为错位检测部40的霍尔元件40a、40b分别与构成后述的磁铁部122的四个永磁体122A～122D中的两个(永磁体122C、122D)间隔开地对置配置。各霍尔元件40a、40b配置为横穿永磁体122C、122D中的从N极朝向S极的方向。具体而言，霍尔元件40a、40b在底座部件111中安装为，沿着线圈部112的Y轴、X轴方向与线圈部112中的倾斜线圈112C、112D并排。这里，霍尔元件40a、40b比倾斜线圈112C、112D更靠中心(光轴)侧地配置。永磁体122C、122D分别配置在倾斜线圈112C、112D内，因此，霍尔元件40a、40b分别是位于与永磁体122C、122D对置的位置的结构。
具体而言，对于其中的霍尔元件40a，该霍尔元件40a相对于光轴配置在第一方向(这里是X方向、例如前后方向)的前侧，通过检测与其对置的永磁体122C的磁力，来检测伴随着第一方向(X方向、前后方向)的移动(摆动)的第一位置。例如，霍尔元件40a也可以检测能够以Y轴为中心转动或能够因弹性支撑部13(内侧万向节13b)的变形而在X轴方向上移动的永磁体122C的位置，将该位置作为第一位置。
对于另一个霍尔元件40b，该霍尔元件40b相对于光轴O配置在第二方向(这里是Y方向、例如左右方向)的右侧，通过检测与其对置的永磁体122D的磁力，来检测伴随着第二方向(Y方向、左右方向)的移动(摆动)的第二位置。例如，霍尔元件40b也可以检测能够以X轴为中心转动或能够因弹性支撑部13(内侧万向节13b)的变形而在Y轴方向上移动的永磁体122D的位置，将该位置作为第二位置。也可以将霍尔元件40a、40b所检测的永磁体122C的X轴方向的移动量或Y轴方向的移动量作为以X轴和Y轴为中心旋转(摆动)时的相对于水平方向倾斜的位置、或伴随该旋转的永磁体122C、122D在X轴或Y轴方向上移动的位置等。例如，第一霍尔元件40a所检测的第一位置和第二霍尔元件40b所检测的第二位置是指，能够以X轴和Y轴为中心旋转且在X轴、Y轴及Z轴方向上都能移动地被弹性支撑的摄像模块14中的位置。
由此，霍尔元件40a能够检测出永磁体122C在X轴方向上的移动量，霍尔元件40b能够检测出永磁体122D在Y轴方向上的移动量。即霍尔元件40a、40b能够检测出摄像模块在X轴方向、Y轴方向上的移动量。这样，霍尔元件40a、40b检测摄像模块在X轴方向、Y轴方向上的移动量，即在与光轴正交的平面上的移动。
由此，控制部能够基于由抖动检测部(陀螺仪传感器)15检测出的刚性FPC117(固定体11或摄像机模块100本体)的抖动、以及利用霍尔元件40a、40b得到的检测位置，通过驱动IC60使可动体12(摄像模块14)可动，并使其移动至相当于摄像模块在X轴方向、Y轴方向上的移动量的位置或正确的修正位置，即、使可动体12移动至基准位置来修正摄像模块14的抖动。
另外，霍尔元件40a、40b(错位检测部40)能够对摄像模块在X轴方向、Y轴方向上的移动量进行检测，因此对由摄像模块14的自重导致的偏移(重力下垂)、或者由将可动体12安装到固定体11上时的摄像模块14的FPC的反作用力导致的偏移进行检测。由此，摄像机模块100通过使用错位检测部40来检测摄像模块14的偏移位置并进行修正，从而能够使摄像模块14不倾斜地位于准确的位置。
另外，底座部件111在构成周缘部的四边的中央部分具有在固定罩部件115及裙板部件114时进行定位的突出边部1111。在安装上裙板部件114及罩部件115时，该突出边部1111与它们各自的切口部1141、1151卡合。具体而言，通过将切口部1141与突出边部1111卡合，从而将裙板部件114外嵌于底座部件111的外周缘而进行定位固定。罩部件115使切口部1151与底座部件111的突出边部1111卡合，并且外嵌于裙板部件114的外周面。由此，罩部件115也通过底座部件111的突出边部1111被定位。
线圈部112由四个倾斜线圈112A～112D构成，以围绕突出部111a的方式配置于底座部件111。线圈部112(倾斜线圈112A～112D)配设为，使线圈的卷绕轴朝向与底座部件111及磁轭(保持部件)120对置的方向(在此为Z方向)。通过供电部111b对线圈部112(倾斜线圈112A～112D)进行供电。
倾斜线圈112A与112C在X方向上对置，在使可动体12以Y轴为中心进行旋转摆动(θY)的情况下(例如使可动体12在第一方向上移动的情况下)使用。倾斜线圈112B、112D在Y方向上对置，在使可动体12以X轴为中心进行旋转摆动(θX)的情况下(例如使可动体12在第二方向上移动的情况下)使用。
OIS用印刷配线基板113具有用于向线圈部112供电的电源线(省略图示)。OIS用印刷配线基板113固定于底座部件111的底面，电源线与底座部件111的供电部111b电连接。
裙板部件114是将四个壁体114b连结为矩形框状的部件，具有摄像模块14的接纳口114a。裙板部件114在与底座部件111的突出边部1111对应的位置、也就是裙板部件114的各壁体114b的下端部的中央部分具有切口部1141。在裙板部件114的各壁体114b的上部具有形成为从各上部向内侧稍微伸出的矩形框状的限制部114d，限制部114d防止配置于框状内、也就是配置于裙板部件114的接纳口114a内的可动体12过度倾斜。
在将可动体12通过弹性支撑部13安装在底座部件111上之后，通过将裙板部件114外嵌于底座部件111的外周缘来进行固定。从而将可动体12夹装于底座部件111与裙板部件114之间。
罩部件115是在上表面的盖部分具有开口(开口部)115a的有盖矩形筒状的部件。罩部件115通过开口部115a使摄像模块14的透镜部141面向外部。罩部件115在筒状的周壁部分的下端部具有形成在与底座部件111的突出边部1111对应的位置上的切口部1151。
在将摄像模块14搭载于OIS用致动器A之后，罩部件115通过外嵌于裙板部件114并使切口部1151与底座部件111的突出边部1111卡合，从而固定于底座部件111。在罩部件115的一个侧面形成有用于将摄像模块用印刷配线基板143向外部引出的引出口115b。对罩部件115的一个侧面的一部分进行加工而形成向外方伸出的防护部115c，从而在防护部115c的下方形成了引出口115b。
可动体12相对于固定体11以X轴及Y轴为中心摆动旋转。可动体12具有磁轭(保持部件)120、磁铁部122、以及定位板126。在将摄像模块14安装于OIS用致动器A时，磁轭120直接保持摄像模块14。例如利用双面胶带或者树脂制的粘结剂等，将摄像模块14粘结于磁轭120的上表面。透过该结构，能够不使用专利文献1中记载的模块导向部那样的定位部件，而通过使用夹具来将摄像模块14高精度地定位并固定于磁轭120。
磁轭120是由磁性材料形成的矩形框状的部件，具有：矩形框状的磁轭主体(保持部主体)121；以及设置于磁轭主体121的框状内侧，且对载置的摄像模块14进行固定的平框状的保持框部1211。
磁轭主体121具有将在下表面固定磁铁部122的四个平板连结为矩形而成的平框状的上板部121a。磁轭主体121具有形成为沿着上板部121a的外周缘部(具体为构成上板部121a的各平板的外缘部)向下方突出下垂的外侧下垂部121b。另外，磁轭主体121具有形成为沿着上板部121a的内周缘部(具体为构成上板部121a的各平板的内缘部)向下方突出下垂的内侧下垂部121c。即，磁轭主体121的一边的剖面形状是向底座部件111侧开口的凹状，即向下方开口的“U”字状。作为该凹状内的底面的上板部121a位于比保持框部1211更从底座部件111间隔开的位置。另外，磁轭主体121的内侧下垂部121c的下端部与保持框部1211的外周缘部接合。摄像模块14的底面通过双面胶带或者树脂制的粘结剂固定于保持框部1211的上表面(磁轭120的上表面的一部分)。
这样，在磁轭120中，固定磁铁部122的磁轭主体121的上板部121a通过内侧下垂部121c位于以下位置：固定摄像模块14的保持框部1211的外周侧、且比保持框部1211高的位置。也就是说，上板部121a配置在保持框部1211的周围、且在Z方向上比保持框部1211远离底座部件111的位置。
利用该结构，在保持框部1211与上板部121a之间形成使保持框部1211比上板部121a更邻近底座部件111的台阶，磁轭120整体在中央形成凹状部，在该凹部内固定摄像模块14。利用该磁轭120，防止具有磁铁部122和线圈部112的磁路对摄像模块14的磁干扰。
磁铁部122由与倾斜线圈112A～112D对应的、长方体状的四个永磁体122A～122D构成。也可以使用电磁体代替永磁体。永磁体122A～122D的大小为收纳于倾斜线圈112A～112D的内侧的程度。
永磁体122A～122D以使磁化方向为Z方向的方式配置于磁轭120的每个平板的下表面，例如通过粘结来固定。在此，通过形成为使永磁体122A～122D配置于规定位置的定位板126来进行固定。定位板126由磁性材料或者非磁性材料形成，是与上板部121a的下表面的形状对应的形状，在永磁体122A～122D的配置处形成有对应的四个狭缝。通过双面胶带或者粘结剂等将该定位板126固定于上板部121a的下表面，将永磁体122A～122D嵌入到定位板126的各狭缝中，并使永磁体122A～122D与上板部121a的下表面接触。由此，相对于磁轭120高精度地对永磁体122A～122D进行定位并固定(参照图6～图8)。
另外，永磁体122A～122D位于磁轭120的内侧下垂部121c和外侧下垂部121b之间。在此，永磁体122A～122D在相对于内侧下垂部121c和外侧下垂部121b的每一个而设置间隙的位置分别与内侧下垂部121c和外侧下垂部121b对置。
线圈部112位于磁铁部122与磁轭120(具体为磁轭主体121)之间(参照图5、图6)。磁铁部122位于线圈部112的绕组的卷绕轴上。磁铁部122及线圈部112在磁轭120及底座部件111上配置为，使线圈部112的中央部沿摄像模块14的粘结方向开口，使磁铁部122向该线圈部112的中央部突出。
具体而言，倾斜线圈112A～112D位于外侧下垂部121b与永磁体122A～122D之间、以及内侧下垂部121c与永磁体122A～122D之间。由此，线圈部112的周围被磁轭120覆盖，所以能够避免因线圈部112的通电电流的磁场导致摄像模块14的AF用致动器受到不良影响。
另外，磁铁部122及线圈部112、即具有它们的磁路部位于摄像模块14的下端部和保持框部1211的外周侧(具体而言，XY方向侧)。也就是说，具有磁铁部122及线圈部112的磁路部不配置于摄像模块14的下端部与保持框部1211的正下方。即，磁铁部122(永磁体122A～122D)及线圈部112(倾斜线圈112A～112D)配置在摄像模块14的下端部与磁轭120的保持框部1211的XY方向上的外周侧，且配置在底座部件111上。
弹性支撑部13由具有双轴万向节结构的矩形部件(所谓的万向节弹簧)构成。图8是用于说明弹性支撑部的图，是安装有弹性支撑部的磁轭的仰视图。
如图8所示，弹性支撑部13具有：中央部13a；以及通过内侧万向节13b接连于中央部13a并以X轴及Y轴为中心旋转摆动的外侧万向节13c。另外，在图8中，为了与其他构成部件区分而以剖面线表示作为弹性支撑部13的万向节。如图8所示，中央部13a具有矩形框状，内侧万向节13b具有错综复杂的弯曲形状。外侧万向节13c在此具有两条的细长板状，在中央部13a的相互对置的一对边部的外侧与各自的边部平行地配置。外侧万向节13c的中央部与内侧万向节13b的一端接合。此外，内侧万向节13b的另一端接合于中央部13a。
弹性支撑部13的中央部13a外嵌于底座部件111的突出部111a并与之粘结或熔接。由此，如图7所示，在弹性支撑部13中，比中央部111a更靠外周侧的部分处在位于距底座部件111的上表面规定间隔的位置的状态。此外，该规定间隔是弹性支撑部13绕可动的X方向、Y方向的中心轴转动时的可动范围。另外，如图8所示，弹性支撑部13的外侧万向节13c粘结或熔接于磁轭120的保持框部1211的下表面的平行的一对边部。由此，可动体12以浮动的状态配置于底座部件111的大致中央，能够以X轴及Y轴为中心摆动旋转，并且能够因内侧万向节13b的变形而除了X轴方向和Y轴方向以外，还在Z轴方向上移动。弹性支撑部13通过粘结固定于底座部件111，因此不需要专利文献1中记载的阻挡器那样的卡止部件。另外，弹性支撑部13通过外侧万向节13c安装于在上表面粘结有摄像模块14的保持框部1211的下表面。弹性支撑部13与摄像模块14在Z方向上相距的长度几乎是保持框部1211的厚度。由此，能够实现摄像机模块100本体在Z方向上长度的缩短，即能够实现摄像机模块100的低高度化。
摄像模块14具有透镜部141、摄像元件(省略图示)、AF用致动器142、以及摄像模块用印刷配线基板143。
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。摄像元件(省略图示)安装于摄像模块用印刷配线基板143。摄像元件(省略图示)对通过透镜部141成像的被拍摄物像进行摄像。
AF用致动器142例如具有AF用音圈电机，利用AF用音圈电机的驱动力使透镜部141向光轴方向移动。对于AF用致动器142，能够适用公知的技术。
在此，摄像模块用印刷配线基板143由具有挠性的柔性印刷基板(Flexibleprinted circuits)构成。摄像模块用印刷配线基板143具有：用于向AF用致动器142的线圈部(省略图示)供电的电源线(省略图示)、以及从摄像元件输出的映像信号用的信号线(省略图示)。如图7所示，在OIS用致动器A中搭载有摄像模块14时，摄像模块用印刷配线基板143从裙板部件114的内侧越过裙板部件114通过罩部件115的引出口115b向外部引出。越过裙板部件114的部分在这里如图5所示，是从裙板部件114的内侧开始形成为两股的部分143a。具体而言，摄像模块用印刷配线基板143以从摄像模块14的下表面向上方延伸并在从裙板部件114隔开规定间隔的上方向裙板部的外侧延伸的方式曲折，并从罩部件115的引出口115b向外部延伸。引出的摄像模块用印刷配线基板143与固定体11的刚性FPC117连接。这样，摄像模块用印刷配线基板143虽然是设置于可动体12的结构，但由于具有挠性，所以不会阻碍可动体12的可动性。此外，也可以使摄像模块用印刷配线基板143在中途分支，来对电源线、映像信号用的信号线安装各自的连接器。
在OIS用致动器A中，具有磁铁部122(永磁体122A～122D)及线圈部112(倾斜线圈112A～112D)的磁路部相对于摄像模块14的下端部及磁轭120的保持框部1211，在XY方向的外周侧配置在底座部件111上。
磁路部配置在，磁路部的一部分与摄像模块14的下端部及磁轭120的保持框部1211在XY方向上重叠的位置。也就是说，磁铁部122及线圈部112的一者(这里是磁铁部122)配置于在X方向及Y方向上重叠的位置。这里，构成磁铁部122的永磁体122A～122D以位于构成线圈部112的倾斜线圈112A～112D的上方，且一部分插入到倾斜线圈112A～112D内侧的状态配置。由此，永磁体122A～122D分别在对应的倾斜线圈112A～112D的上方沿着各倾斜线圈112A～112D的卷绕轴方向(Z方向)配置。
在具有这样配置的磁铁部122及线圈部112的OIS用音圈电机中，在电流未流经线圈部112的初始状态下，将摄像模块14(可动体12)保持在光轴与Z方向一致的中间位置。在此，摄像模块14(可动体12)在将可动体12安装于固定体11时由于重力下垂等而从中间位置偏移的情况下，使用由错位检测部40检测出的偏移位置，通过驱动IC60修正可动体12的位置，使光轴位于与Z方向一致的中间位置。
若电流流经线圈部112，则通过磁铁部122的磁场与流经线圈部112的电流的相互作用，在线圈部112中产生Z方向上的洛伦兹力(弗莱明左手定则)。由于线圈部112被固定，因此对可动体12的磁铁部122产生反作用力。该反作用力成为OIS用音圈电机的驱动力。
具体而言，若在X轴方向上对置的倾斜线圈112A、112C中流动彼此反向的电流，则对永磁体122A、122C产生Z方向上彼此反向的力。从而，包含摄像模块14的可动体12以弹性支撑部13的中央部13a为支点，以Y轴为中心摆动旋转。同样地，若在Y轴方向上对置的倾斜线圈112B、112D中流动彼此反向的电流，则包含摄像模块14的可动体12以弹性支撑部13的中央部13a为支点，以X轴为中心摆动旋转。可动体12摆动旋转，直至OIS用音圈电机的驱动力(对磁铁部122作用的力)与弹性支撑部13的复位力平衡为止。
这时，基于错位检测部40的检测结果控制线圈部112的通电电流以使通过可动体12的摆动旋转抵消摄像模块14的抖动。由此，手抖导致的光轴偏移被修正，光轴方向被保持为一定。
另外，通过裙板部件114的限制部114d对可动体12的摆动旋转进行限制，因此能够防止可动体12由于落下冲击等而过度地摆动旋转。
抖动检测部15通过中继基板30被安装在刚性FPC117上，检测刚性FPC117的抖动(具体为倾斜)，即检测摄像机模块100的抖动(移动)。抖动检测部15例如由对摄像机模块100、即搭载有摄像机模块100的电子设备(这里是智能手机)的角速度进行检测的陀螺仪传感器构成。抖动检测部15至少对与光轴O正交的两轴(X轴、Y轴)方向上的抖动进行检测，而这里能够检测Z轴(包含光轴)、X轴、Y轴方向上的抖动。
通过中继基板30及刚性FPC117将抖动检测部15的检测信号(表示刚性FPC117的抖动、倾斜的信号)输出到控制部。控制部基于该检测信号和错位检测部40(霍尔元件40a、40b)的检测信号，通过驱动IC60对线圈部112的通电电流进行控制。此外，既可以将控制部(省略图示)安装到摄像模块用印刷配线基板143上，也可以将其安装到刚性FPC117上。另外，也可以利用通过印刷配线基板安装于智能手机M的控制部。
图9是用于说明中继基板30的图，图9A是中继基板30的俯视图，图9B是该中继基板的部分剖面图，图9C是中继基板的仰视图。
中继基板30面接触并安装于刚性FPC117上，并且在中继基板30的表面30a上安装作为抖动检测部15的陀螺仪传感器。
中继基板30由比刚性FPC117的刚性高的、不随着刚性FPC117的变形而变形的材料形成。期望中继基板30具有绝热性、绝缘性。中继基板30例如是陶瓷基板，优选形成为具有绝缘性、绝热性、表面背面都平滑的平坦面。中继基板30将作为抖动检测部15的陀螺仪传感器、与刚性FPC117中的电路图案电连接。
中继基板30在表面31上形成有与陀螺仪传感器的输出端子或固定端子对应的板32，在下表面侧形成有配线到表面31的板32上的外部端子部33。中继基板30为陶瓷基板，所以能够构成为具有绝缘性、断接性，并且具有厚度。另外，若为陶瓷基板，能够通过对基板主体进行电镀电极处理来形成电极。这里，中继基板30由多层构成、俯视为矩形，具有构成表面31的表面层30a、两个中间层30b、30c、以及背面层30d。
各层30a～30d形成有分别在厚度方向上对应地连接的板和配线。特别在中间层30c、背面层30d的外周形成有半圆形的切口部。通过对该切口部实施电镀电极处理(例如镀金)来构成外部端子部33。即，外部端子部33分别通过各层30a～30d的配线和板来与对应的表面31的板32连接。
该外部端子部33为在侧面开口的圆弧状，因此能够在该圆弧内配置端子，即能够在中继基板30的侧面连接端子。由此，能够将外部端子部33配置在刚性FPC117中对应的电路图案上，容易地通过焊接从外部端子部33的侧面进行连接。
这样地将中继基板30设置在刚性FPC117与作为抖动检测部15的陀螺仪传感器之间，从而在中继基板30的厚度方向上将抖动检测部(陀螺仪传感器)15和与抖动检测部15的输出端子对应的刚性FPC117的电路图案连接。
在本实施方式中，抖动检测部(陀螺仪传感器)15并非设置于摄像模块14的侧面，而是安装在摄像机模块100的刚性FPC117上，来检测手抖角度、即摄像机模块100本体的角度并向控制部输出。在控制部中，以得到来自其角度相当的霍尔元件40a、40b的输出(霍尔输出值)的方式，通过驱动IC60控制线圈部112的通电电流，来使可动体12可动(倾斜)，从而修正抖动。
图10是用于说明可动体12的角度(与固定在可动体12上的摄像模块的角度的含义相同)与霍尔输出值的关系的图。在图10中，用“○”的图形表示加上校正值后在X轴方向上检测出的值，用“□”的图形表示加上校正值后在Y轴方向上检测出的值。
如图10所示，虽然会发生偏移，但是霍尔元件40a、40b的输出与xtilt量(以X轴为中心可动的可动量，具体为以X轴为中心的倾斜量)具有线性输出的关系。另外，霍尔元件40a、40b的输出与ytilt量(以Y轴为中心可动的可动量，具体为以Y轴为中心的倾斜量)也同样地具有线性输出的关系。
这样，在本实施方式中，霍尔元件40a、40b输出的霍尔输出值表示基于以Y轴为中心的可动体12的倾斜量(tilt量)及以X轴为中心的可动体12的倾斜量(tilt量)的、可动体12(摄像模块14)的X轴方向及Y轴方向的移动量。基于该关系，根据霍尔元件40a、40b输出的输出值计算出实际的摄像模块14的抖动，并使用输出值使摄像模块14可动来修正摄像模块14的抖动。即，能够通过使可动体12(模块14)移动(倾斜)，来得到霍尔元件的输出值(检测位置)，从而使用由抖动检测部15检测的角度和霍尔元件40a、40b的检测位置修正摄像模块14的倾斜角度，上述霍尔元件的输出值(检测位置)是成为相当于由作为陀螺仪传感器的抖动检测部15检测出的固定体21侧的刚性FPC117本体的角度的、可动体12侧的摄像模块14的倾斜角度(xtilt量及vtilt量)。
对于本实施方式的OIS用致动器A，其在刚性FPC117上具有作为抖动检测部15的陀螺仪传感器，使用由陀螺仪传感器检测出的刚性FPC117的倾斜(抖动)，利用具有线圈部112和磁铁部122的音圈电机的驱动力使摄像模块(从动部)14倾斜来进行抖动修正，上述摄像模块(从动部)14被弹性支撑部(支撑部)13从刚性FPC117间隔开地自由可动地支撑。
具体而言，在OIS用致动器A中，线圈部112和磁铁部122的任意一者配置在可动体12上，线圈部112和磁铁部122的另一个配置在固定体11上，从而可动体12能够相对于固定体11在X轴方向(第一方向)、Y轴方向(第二方向)上移动。另外，OIS用致动器A包括：刚性FPC117，其安装作为抖动检测部15的陀螺仪传感器；弹性支撑部13，其使摄像模块14从刚性FPC117间隔开地自由可动地对摄像模块14进行支撑；霍尔元件(位置检测部)40a、40b，其检测X轴位置(第一位置)和Y轴位置(第二位置)，X轴位置(第一位置)随着与光轴方向(摄像模块14中与刚性FPC117的对置方向)正交的X轴方向(第一方向)的移动而移动，Y轴位置(第二位置)随着与X轴位置正交的Y轴方向(第二方向)的移动而移动；以及音圈电机，其具有线圈部112和磁铁部122。OIS用致动器A基于刚性FPC117的倾斜和摄像模块14的XY轴位置(检测位置)，利用具有线圈部112和磁铁部122的音圈电机的驱动力来使摄像模块14倾斜，从而进行抖动修正。
在便携终端等中，如本实施方式这样使用应用了刚性FPC的结构作为安装摄像模块等的电路基板。对于刚性FPC，近年来，随着便携终端的薄型化，期待进一步抑制摄像机模块的高度，即摄像机模块的进一步低高度化。从安装空间的高度限制的观点来看，摄像模块等的安装部件的低高度化自不必说，摄像机模块中安装陀螺仪传感器(Z轴用)的刚性FPC本体的纤薄化受到研究。但是，对于在能够使摄像机模块倾斜地对其进行支撑的现有的结构中，为了摄像机模块的低高度化而使摄像机模块或安装有陀螺仪传感器的刚性FPC纤薄化的情况，已知刚性FPC的刚性降低而容易扭曲。由此，若使刚性FPC纤薄化，则可能会由于刚性FPC本体的扭曲而对安装在刚性FPC上的陀螺仪传感器产生外部应力，并因该外部应力而使陀螺仪传感器的输出产生偏差进而使其特性恶化。因此，一直期待着适用于具有安装了陀螺仪传感器的刚性FPC的摄像机装置、即使使刚性FPC纤薄化也不会对陀螺仪传感器产生外部应力，从而实现低高度化的技术。
在本实施方式中，作为抖动检测部15的陀螺仪传感器通过比刚性FPC117的刚性更高的中继基板30安装在刚性FPC117上。例如，有时因摄像模块14的摇动而对摄像模块用印刷配线基板143的分为两股的部分(在罩部件115内越过裙板部件114的部分143a)产生应力，传递至刚性FPC117，从而刚性FPC117变形扭曲。即使在这样的情况下，由于中继基板30比刚性FPC117的刚性高，所以不随着刚性FPC117的变形而变形。另外，刚性FPC117本体的变形受到抑制。由此，中继基板30维持刚性FPC117的电路图案与外部端子部33的连接状态，维持平坦的表面和背面，防止对作为抖动检测部15的陀螺仪传感器产生外部应力。
由此，抖动检测部(陀螺仪传感器)15的输出不产生偏差，能够防止其输出特性的恶化。
因此，与直接在刚性FPC上安装陀螺仪传感器的现有的陀螺仪传感器的安装结构不同，是通过中继基板30(这里是陶瓷基板)在刚性FPC117上安装。作为安装方法，例如，可以将作为抖动检测部15的陀螺仪传感器安装在中继基板30上，再安装在刚性FPC117上。
这样，根据本实施方式，即使使刚性FPC117纤薄化(例如厚度0.2mm以下)，也能够不对抖动检测部(陀螺仪传感器)15产生外部应力地维持抖动检测部(陀螺仪传感器)的特性并抑制OIS摄像机模块的整体高度，即能够实现低高度化。由此，在该OIS摄像机模块的模块上方、即刚性FPC117上的抖动检测部(陀螺仪传感器)15、驱动IC60等的上方层叠其他电路基板地配置变得可能，能够实现搭载OIS摄像机模块的便携终端等的电子设备的小型化、薄型化。
另外，也可以将驱动IC60或芯片部件等的安装部件通过中继基板30同样地安装在在刚性FPC117上。由此与安装了抖动检测部15的情况同样地，即使刚性FPC117变形(扭曲)，也能够防止对安装在中继基板30上的安装部件产生外部应力。
另外，对于在AF用致动器142的侧面安装有陀螺仪传感器的情况，由于AF用致动器142的驱动时的发热，存在热传递至陀螺仪传感器而产生温度漂移的可能性，而本发明能够避免该情况。
另外，将抖动检测部15安装于中继基板30、或是将中继基板30安装于刚性FPC117，彼此电连接都可以使用焊膏进行。
另外，现有的摄像机模块2(参照图1、图2)中，抖动检测部25安装在可动体22(模块导向部224)上，另一方面，抖动检测部25的检测信号通过成为固定体21的OIS用印刷配线基板213输出。OIS用印刷配线基板213防碍了可动体22的摆动旋转，倾斜动作的灵敏度降低，因此OIS用致动器的驱动力必然变大。
对此，本实施方式的摄像机模块100中，抖动检测部15不安装在可动体12(具体为摄像模块14)上，而是安装在固定体11侧的刚性FPC117上。并且，摄像机模块100中的摄像模块14的倾斜检测不由抖动检测部15进行，以通过对由抖动检测部15检测出的摄像机模块100本体的倾斜进行检测来检测抖动角度，由错位检测部40检测与该角度相当的检测信号(霍尔输出值)的方式，通过驱动IC60抑制线圈部122的通电电流，使可动部12可动。
由此，能够不在摄像模块14上安装抖动检测部(陀螺仪传感器)15地进行抖动修正。
另外，能够实现不需要用于安装抖动检测部(陀螺仪传感器)15的FPC，从而减少工时。在裙板部件114内设定可动的摄像模块14的可动区域时，能够使摄像模块14的可动区域变大不搭载抖动检测部15后空出的大小、使抖动修正的范围变大不搭载抖动检测部15后空出的大小。
另外，能够使固定体11的OIS用印刷配线基板113仅用于向线圈部112供电，也能够通过另外准备电源线而将其省略。由此，能够实现低成本化、省空间化。
另外，磁轭120具有使摄像模块14的保持框部1211比线圈部112和磁铁部122的任意一者的上板部121a更邻近底座部件111的台阶。因此，能够使磁轭120中的摄像模块14的载置部位比线圈部112或磁铁部122的配设部位低，因此能够更可靠地实现进一步低高度化。与此同时，由于不限制磁路部的高度、即线圈部112与磁铁部122的长度，因此不会导致磁效率的减少、及伴随于此的功耗增加。具体而言，能够对磁路部的结构所需的高度空间确保未在摄像模块14的侧面安装抖动检测部15所空出的空间，能够利用摄像模块14的外周空间来使磁路部本体的结构在高度方向上变大。例如，能够增加线圈部112(倾斜线圈112A～112D)的卷绕数而增高高度(Z方向的长度)，或能够加长磁铁部122(永磁体122A～122D)的Z方向的长度。由此，能够将磁力进一步增大，实现磁效率的增加和低功耗化。
以上，基于实施方式对由本发明者完成的发明进行了具体说明，但本发明并不限于上述实施方式，能够在不脱离其要点的范围内进行变更。
例如，在实施方式中，对固定体11具有线圈部112而可动体12具有磁铁部122的、所谓的动磁式的致动器进行了说明，但是本发明也能够适用固定体具有磁铁部而可动体具有线圈部的、所谓的动圈式的致动器。在该情况下，磁轭也配置于固定体。
另外，在实施方式中，作为使可动体12以X轴为中心摆动旋转的音圈电机，配置有倾斜线圈112A和永磁体122A、以及倾斜线圈112C和永磁体122C这两组，作为使可动体12以Y轴为中心摆动旋转的音圈电机，配置有倾斜线圈112B和永磁体122B、以及倾斜线圈112D和永磁体122D这两组，但只要分别至少配置一组即可。
错位检测部40在固定体11上与可动体12的底面对置地配置。由此，错位检测部40使占有空间尽可能变小，使抖动修正能够进行。
另外，优选构成致动器A的各部件由耐热性较高的材料构成(特别是磁铁部122)。由此，能够应对回流方式的焊接。另外，作为防止噪声的对策，也可以在摄像机模块100的外侧设置导电性的屏蔽罩。
在实施方式中，作为具备摄像机模块100的摄像机搭载装置的一例，列举作为带摄像机的便携终端的智能手机进行了说明，但本发明能够作为信息设备或运输设备即摄像机搭载装置适用。例如，本发明作为摄像机搭载装置，也能够适用于带摄像机的移动电话、笔记本电脑、平板终端、便携式游戏机、网络摄像机等。另外，本发明作为摄像机搭载装置，也能够适用于汽车或带摄像机的车载装置(例如，后方监控装置、行车记录仪装置)等。图11是表示搭载车载用的摄像机模块VC(Vehicle Camera，车用摄像机)的汽车C的图。图11A是汽车C的主视图，图11B是汽车C的后方立体图。汽车C例如搭载实施方式中说明的摄像机模块100，以作为车载用摄像机模块VC。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。
应该认为本次公开的实施方式在全部的点是例示而不是制限性的说明。本发明的范围不是上述的说明而是由权利要求书所表示的、意图包括与权利要求书等同的含义及范围内的全部的变更。
在2015年5月29日提出的特愿2015-110562号的日本专利申请、以及2015年6月26日提出的特愿2015-129096号的日本专利申请中分别包含的说明书、附图及摘要的公开内容全部引用于本申请。
附图标记的说明
11固定体
12可动体
13弹性支撑部(支撑部)
13a中央部
13b内侧万向节
13c外侧万向节
14摄像模块(从动部)
15抖动检测部
30中继基板
31表面
32板
33外部端子部
40错位检测部
40a、40b霍尔元件
60驱动IC
100摄像机模块
111底座部件
111a突出部
112线圈部
112A、112B、112C、112D倾斜线圈
113OIS用印刷配线基板
114裙板部件(罩部件)
114a接纳口
114d限制部
115罩部件
115a开口
117刚性FPC(固定体)
121b外侧下垂部
121c内侧下垂部
122磁铁部
122A、122B、122C、122D永磁体
141透镜部
142AF用致动器

Claims (15)

1.一种致动器，利用具有线圈部和磁铁部的音圈电机的驱动力，使从动部倾斜来进行抖动修正，包括：
固定体，具有底座部件，在所述从动部的外周侧将所述线圈部及所述磁铁部中的任意一者配设在所述底座部件上而形成该固定体；
可动体，具有将所述从动部载置在与所述底座部件相反侧的面上的框状的保持部件，在所述从动部的外周侧将所述线圈部及所述磁铁部中的另一者配设在所述保持部件的所述底座部件侧的面上而形成该可动体；以及
支撑部，配置在所述底座部件上，以使所述可动体能够相对于所述固定体倾斜的方式对所述可动体进行支撑，
在所述固定体上设置有：陀螺仪传感器，检测所述固定体的抖动；第一霍尔元件，检测伴随与所述从动部所具备的透镜部的光轴正交的第一方向的移动的第一位置；以及第二霍尔元件，检测伴随与所述第一方向正交的第二方向的移动的第二位置，
基于由所述陀螺仪传感器检测出的所述固定体的抖动、以及由所述第一霍尔元件及第二霍尔元件得到的检测位置，修正所述从动部的抖动。
2.如权利要求1所述的致动器，其中，
所述保持部件具有台阶，该台阶使所述从动部的载置部位比所述线圈部和所述磁铁部中的所述任意一者的配设部位更接近所述底座部件。
3.如权利要求1或2所述的致动器，其中，
所述保持部件是由磁性材料构成的磁轭。
4.如权利要求1所述的致动器，其中，
所述保持部件包括：
保持框部，其对所述从动部的底面进行固定，呈平框状；以及
保持部主体，从所述保持框部的外缘向外周侧设置，并且形成为向所述底座部件侧开口的凹状，该凹状内的底面位于比所述保持框部更远离所述底座部件的位置，
所述保持部主体在所述底面固定并保持所述线圈部和所述磁铁部中的所述任意一者。
5.如权利要求1所述的致动器，其中，
所述固定体还包括固定于所述底座部件的周缘部的框状的罩部件，
所述可动体夹装于所述底座部件与所述罩部件之间。
6.如权利要求1所述的致动器，其中，
所述线圈部配设为，使所述线圈部的线圈的卷绕轴朝向与所述底座部件及所述保持部件对置的方向，
所述磁铁部配设为，向所述线圈部的中央部突出。
7.一种摄像机模块，包括：
权利要求1所述的致动器；以及
摄像模块，其具有透镜部和摄像元件，并作为所述从动部粘结于所述保持部件。
8.如权利要求7所述的摄像机模块，其中，
具备控制部，该控制部基于从所述陀螺仪传感器输出的检测信号，控制对所述线圈部的供电。
9.如权利要求1所述的致动器，其中，
所述固定体包括刚柔印刷电路板，所述刚柔印刷电路板用于安装所述第一霍尔元件和所述第二霍尔元件；
所述陀螺仪传感器通过比所述刚柔印刷电路板的刚性更高的中继基板安装在所述刚柔印刷电路板上。
10.如权利要求9所述的致动器，其中，
所述中继基板为陶瓷基板。
11.如权利要求9所述的致动器，其中，
所述中继基板设置为与所述刚柔印刷电路板面接触。
12.如权利要求9所述的致动器，其中，
所述中继基板在与所述刚柔印刷电路板抵接的面侧的外周缘部形成为凹状，并且具有配线到安装于所述中继基板的所述陀螺仪传感器上的端子部。
13.一种摄像机模块，包括：
权利要求1所述的致动器；以及
作为所述从动部的摄像模块，其具有透镜部和摄像元件。
14.如权利要求13所述的摄像机模块，其中，
所述摄像模块具有自动聚焦功能。
15.一种摄像机搭载装置，其为信息设备或运输设备，其中，
具备权利要求13所述的摄像机模块。
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