CN110119016B - 透镜驱动装置、摄像机模块及摄像机搭载装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供透镜驱动装置、摄像机模块及摄像机搭载装置,这些装置能够实现小型化和轻量化并且能够提高可靠性。透镜驱动装置具备:自动聚焦用驱动部,构成为包括自动聚焦用线圈和驱动用磁铁;以及抖动修正用驱动部,构成为包括相对于驱动用磁铁在光轴方向上间隔开配置的抖动修正用线圈、和驱动用磁铁。自动聚焦固定部具有通过粘结来固定驱动用磁铁的磁铁支架,磁铁支架的与驱动用磁铁的粘结面与光轴方向平行,且光轴方向上的抖动修正固定部侧的第一端部开放。粘结面具有凹部,该凹部从比第一端部更靠内侧的位置向与第一端部相反侧的第二端部沿着光轴方向延伸。

Description

透镜驱动装置、摄像机模块及摄像机搭载装置
技术领域
本发明涉及自动聚焦用和抖动修正用的透镜驱动装置、摄像机模块及摄像机搭载装置。
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聚焦功能(以下称作“AF功能”,AF:Auto Focus,自动聚焦)和抖动修正功能(以下称作“OIS功能”,OIS:Optical Image Stabilization,光学图像稳定)的透镜驱动装置,所述AF功能是自动进行在拍摄被拍摄物时的对焦的功能,所述OIS功能是在光学修正拍摄时产生的抖动(振动)以减轻图像模糊的功能(例如专利文献1、2)。
具有自动聚焦功能和抖动修正功能的透镜驱动装置具备:用于使透镜部沿光轴方向移动的自动聚焦用驱动部(以下称作“AF用驱动部”)、以及用于使透镜部在与光轴方向正交的平面内摆动的抖动修正用驱动部(以下称作“OIS用驱动部”)。专利文献1、2中,AF用驱动部和OIS用驱动部中适用了音圈电机(VCM)。
VCM驱动方式的AF用驱动部例如具有:自动聚焦用线圈(以下称作“AF用线圈”),配置在透镜部的周围;以及自动聚焦用磁铁(以下称作“AF用磁铁”),相对于AF用线圈在径向上间隔开配置。包含透镜部和AF用线圈的自动聚焦可动部(以下称作“AF可动部”)以相对于包含AF用磁铁的自动聚焦固定部(以下称作“AF固定部”)在径向上间隔开的状态,被自动聚焦用支撑部(以下称作“AF用支撑部”,例如是板簧)支撑。利用由AF用线圈和AF用磁铁构成的音圈电机的驱动力,使AF可动部沿光轴方向移动,从而自动地进行对焦。在此,“径向”是指与光轴正交的方向。
VCM驱动方式的OIS用驱动部例如具有:抖动修正用磁铁(以下称作“OIS用磁铁”),配置在AF用驱动部;以及抖动修正用线圈(以下称作“OIS用线圈”),相对于OIS用磁铁在光轴方向上间隔开配置。包含AF用驱动部和OIS用磁铁的抖动修正可动部(以下称作“OIS可动部”)以相对于包含OIS用线圈的抖动修正固定部(以下称作“OIS固定部”)在光轴方向上间隔开的状态,被抖动修正用支撑部(以下称作“OIS用支撑部”,例如是吊线)支撑。利用由OIS用磁铁和OIS用线圈构成的音圈电机的驱动力,使OIS可动部在与光轴方向正交的平面内摆动,从而进行抖动修正。
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2012-177753号公报
发明内容
近年来,为了实现智能手机等摄像机搭载设备的小型化(薄型化)、轻量化,对透镜驱动装置要求进一步的小型化和轻量化。
本发明的目的在于,提供能够实现小型化和轻量化,并且能够提高可靠性的透镜驱动装置、摄像机模块及摄像机搭载装置。
本发明的透镜驱动装置具备抖动修正用驱动部,该抖动修正用驱动部具有:抖动修正用磁铁,配置在透镜部的周围;以及抖动修正用线圈,相对于所述抖动修正用磁铁在光轴方向上间隔开配置,该抖动修正用驱动部使包含所述抖动修正用磁铁的抖动修正可动部,在与所述光轴方向正交的平面内相对于包含所述抖动修正用线圈的抖动修正固定部摆动,其特征在于,
所述抖动修正可动部具有通过粘结来固定所述抖动修正用磁铁的磁铁支架,
所述磁铁支架的与所述抖动修正用磁铁的粘结面与所述光轴方向平行,且所述光轴方向上的所述抖动修正固定部侧的第一端部开放,
所述粘结面具有凹部,该凹部从比所述第一端部更靠内侧的位置向与所述第一端部相反侧的第二端部沿着光轴方向延伸。
本发明的摄像机模块的特征在于,具备:
上述的透镜驱动装置;
透镜部,安装于所述自动聚焦可动部;以及
摄像部,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;以及
图像处理部,对由所述摄像机模块得到的图像信息进行处理。
根据本发明,能够实现透镜驱动装置、摄像机模块和摄像机搭载装置的小型化和轻量化,并且能够提高可靠性。
附图说明
图1A、图1B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是摄像机模块的外观立体图。
图3是摄像机模块的分解立体图。
图4是摄像机模块的分解立体图。
图5是透镜驱动装置的分解立体图。
图6是透镜驱动装置的分解立体图。
图7是OIS可动部的分解立体图。
图8是OIS可动部的分解立体图。
图9A、图9B是AF可动部的立体图。
图10是表示位置检测用磁体的配置的立体图。
图11是表示位置检测用磁体的配置的俯视图。
图12A、图12B是AF固定部的立体图。
图13A、图13B是表示磁铁保持部的结构的立体图。
图14A、图14B是表示磁铁的粘结结构的剖面图。
图15A、图15B是通过第一位置检测用磁体的YZ面的剖面图。
图16是表示AF用控制部的结构的图。
图17是表示上侧弹性支撑部和AF用电源线的结构的俯视图。
图18是表示下侧弹性支撑部的结构的图。
图19是OIS固定部的分解立体图。
图20是OIS固定部的分解立体图。
图21A、图21B是表示底座的结构的图。
图22是表示线圈基板的层叠结构的图。
图23A、图23B是表示线圈基板的结构的仰视图。
图24是表示OIS固定部和OIS可动部的支撑结构的图。
图25A、图25B是表示作为搭载车载用摄像机模块的摄像机搭载装置的汽车的图。
附图标记说明
1 透镜驱动装置
2 透镜部
3 罩
10 OIS可动部(AF用驱动部)
11 AF可动部
12 AF固定部
13 上侧弹性支撑部(AF用支撑部)
14 下侧弹性支撑部(AF用支撑部)
15 位置检测用磁体
16 AF用控制部
17、171、172 AF用电源线
20 OIS固定部
21 底座
22 线圈基板
30 OIS用支撑部
31A、31B 信号用吊线
32A、32B 供电用吊线
111 透镜支架
112 AF用线圈
121 磁铁支架
122 驱动用磁铁(AF用磁铁、OIS用磁铁)
122A~122D 磁铁
131、132 上弹簧(AF用信号线)
141、142 下弹簧(线圈用电源线)
161 控制IC
162a、162b 电源输出端子
162c、162d 电源输入端子
162e、162f 信号输入端子
163 旁路电容
165 霍尔元件
166 AF用印刷电路板
221 OIS用线圈
M 智能手机
A 摄像机模块
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1A、图1B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AF功能和OIS功能,能够自动地进行对被拍摄物进行拍摄时的对焦,并且能够光学修正在拍摄时产生的抖动(振动)来拍摄不模糊的图像。
图2是摄像机模块A的外观立体图。图3、图4是摄像机模块A的分解立体图。图3是上方立体图,图4是下方立体图。如图2~图4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。另外,将X方向、Y方向的中间方向、即从Z方向观察摄像机模块A的俯视形状中的对角方向设为U方向、V方向来进行说明(参照图10)。
以如下方式搭载摄像机模块A,即在用智能手机M实际进行拍摄时,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,图中上侧为光轴方向受光侧,下侧为光轴方向成像侧。另外,将与Z轴正交的X方向和Y方向称作“光轴正交方向”,将XY面称作“光轴正交面”。
如图2~图4所示,摄像机模块A具备实现AF功能和OIS功能的透镜驱动装置1、将透镜收容于圆筒形状的透镜筒中的透镜部2、对通过透镜部2成像的被拍摄物像进行摄像的摄像部(省略图示)、以及覆盖整体的罩3等。此外,在图3和图4中省略了透镜部2。
罩3是从光轴方向观察的俯视时呈矩形的有盖四方筒体。在本实施方式中,罩3在俯视时具有正方形形状。罩3在上表面具有概略圆形的开口3a。透镜部2从开口3a面向外部。罩3例如通过粘结固定于透镜驱动装置1的OIS固定部20的底座21(参照图19、图20)。
摄像部(省略图示)被配置在透镜驱动装置1的光轴方向成像侧。摄像部(省略图示)例如具有图像传感器基板和安装于图像传感器基板的摄像元件。摄像元件例如由CCD(charge coupled device,电荷耦合器件)型图像传感器、CMOS(complementary metaloxide semiconductor,互补金属氧化物半导体)型图像传感器等构成。摄像元件对通过透镜部2成像的被拍摄物像进行摄像。透镜驱动装置1搭载于图像传感器基板(省略图示),并与其机械连接且电连接。进行透镜驱动装置1的驱动控制的控制部既可以设置于图像传感器基板上,也可以设置于搭载摄像机模块A的摄像机搭载设备(在本实施方式中为智能手机M)上。
图5、图6是透镜驱动装置1的分解立体图。图5是上方立体图,图6是下方立体图。
如图5、图6所示,本实施方式中,透镜驱动装置1具备OIS可动部10、OIS固定部20和OIS用支撑部30等。
OIS可动部10具有构成OIS用音圈电机的驱动用磁铁122(OIS用磁铁,参照图7、图8),是抖动修正时在光轴正交面内摆动的部分。OIS固定部20具有构成OIS用音圈电机的OIS用线圈221(参照图19),是通过OIS用支撑部30支撑OIS可动部10的部分。即,透镜驱动装置1的OIS用驱动部采用动磁式。OIS可动部10包含具有AF可动部11和AF固定部12(参照图7、图8)的AF用驱动部。
OIS可动部10相对于OIS固定部20向光轴方向受光侧间隔开配置,并通过OIS用支撑部30与OIS固定部20连结。在本实施方式中,OIS用支撑部30由沿着光轴方向延伸的四根吊线构成(以下称作“吊线30”)。此外,OIS用支撑部也可以由吊线30以外的部件构成。
吊线30的一端(光轴方向受光侧的端部即上端)固定于OIS可动部10(在本实施方式中为AF用支撑部13和AF用电源线17(参照图7、图8)),另一端(光轴方向成像侧的端部)固定于OIS固定部20(在本实施方式中为底座21(参照图19、图20))。OIS可动部10以能够在光轴正交面内摆动的方式被吊线30支撑。
本实施方式中,四根吊线30中的、吊线31A、31B作为向AF用控制部16(控制IC161,参照图16)传送控制信号的信号路径来使用(以下称作“信号用吊线31A、31B”)。吊线32A、32B作为对AF用控制部16(控制IC161)的供电路径来使用(以下,称作“供电用吊线32A、32B”)。
图7、图8是OIS可动部10的分解立体图。图7是上方立体图,图8是下方立体图。
如图7、图8所示,本实施方式中,OIS可动部10具备AF可动部11、AF固定部12和AF用支撑部13、14等。AF可动部11相对于AF固定部12向径向内侧间隔开配置,并通过AF用支撑部13、14与AF固定部12连结。
AF可动部11具有构成AF用音圈电机的AF用线圈112,是对焦时在光轴方向上移动的部分。AF固定部12具有构成AF用音圈电机的驱动用磁铁122(AF用磁铁),是通过AF用支撑部13、14支撑AF可动部11的部分。即,透镜驱动装置1的AF用驱动部采用动圈式。
AF可动部11相对于AF固定部12间隔开配置,并通过AF用支撑部13、14与AF固定部12连结。在本实施方式中,AF可动部11相对于AF固定部12在径向上间隔开配置。AF用支撑部13是相对于AF固定部12在光轴方向受光侧(上侧)支撑AF可动部11的上侧弹性支撑部件。在本实施方式中,AF用支撑部13由两个板簧131、132构成(以下,称作“上弹簧131、132”)。AF用支撑部14是相对于AF固定部12在光轴方向成像侧(下侧)支撑AF可动部11的下侧弹性支撑部件。在本实施方式中,AF用支撑部14由两个板簧141、142构成(以下,称作“下弹簧14”)。另外,在本实施方式中,在AF可动部11的光轴方向受光侧的端部配置有AF用支撑部13和AF用电源线17。AF用电源线17由两个板状部件171、172构成(以下,称作“AF用电源线171、172”)。
本实施方式中,AF可动部11具有透镜支架111、AF用线圈112和位置检测用磁体15。图9A、图9B中示出从不同的角度观察AF可动部11的立体图。
透镜支架111是保持透镜部2(参照图2)的部件。透镜支架111具有筒状的透镜收容部111a以及从透镜收容部111a向径向外侧突出的上侧凸缘111b和下侧凸缘111c。即,透镜支架111具有绕线管结构。上侧凸缘111b和下侧凸缘111c在俯视时具有大致八边形形状。上侧凸缘111b的上表面为用于限制AF可动部11向光轴方向受光侧的移动的被卡止部。
在由上侧凸缘111b和下侧凸缘111c夹着的部分(以下称作“线圈卷绕部”)卷绕AF用线圈112。线圈卷绕部(省略附图标记)在俯视时具有大致正八边形形状。由此,在直接卷绕AF用线圈112时作用于线圈卷绕部的载荷均匀,而且,线圈卷绕部的强度也相对于中心大致均匀,因此能够防止透镜收容部111a的开口的变形,能够保持真圆度。
透镜部2(参照图2)例如通过粘结固定于透镜收容部111a。优选透镜收容部111a在内周面具有涂覆粘结剂的槽(省略图示)。对于将透镜部2通过螺合安装于透镜收容部111a的方法,有可能损伤支撑OIS可动部10的吊线30。相对于此,在本实施方式中,将透镜部2通过粘结固定于透镜收容部111a的内周面,因此能够防止在安装透镜部2时损伤吊线30。而且,在透镜收容部111a的内周面具有槽的情况下,由该槽保持适量的粘结剂,因此透镜支架111与透镜部2之间的粘结强度得到提高。
透镜支架111在透镜收容部111a的上部外周缘具有用于固定AF用支撑部13的上弹簧固定部111d。另外,透镜支架111在下侧凸缘111c的下表面具有用于固定AF用支撑部14的下弹簧固定部111g。
透镜支架111在透镜收容部111a的上部外周缘具有收容位置检测用磁体15(15A、15B)的磁体收容部111f。在本实施方式中,在Y方向上对置地设置两个磁体收容部111f。更具体地,在与X方向上相邻的磁铁122A、122B的间隔部分的中央和磁铁122C、122D的间隔部分的中央对应的位置,设置有磁体收容部111f。此外,磁体收容部111f也可以设置于透镜收容部111a的下部外周缘(下侧凸缘111c的一部分)。
透镜支架111在下侧凸缘111c的一部分具有向径向外侧突出的捆绑部111e(参照图9A、图9B)。AF用线圈112的端部分别被捆绑于捆绑部111e。而且,在透镜支架111中的、两个捆绑部111e之间设置有向径向突出的突出部111h。捆绑于捆绑部111e的AF用线圈112的两端被突出部111h在空间上分离,确保了绝缘性,因此安全性和可靠性得到提高。
另外,透镜支架111在下表面具有比周围更向光轴方向成像侧突出的支架侧抵接部111i。支架侧抵接部111i为用于限制AF可动部11向光轴方向成像侧的移动的被卡止部。在本实施方式中,在X方向和Y方向上对置地设置有四个支架侧抵接部111i。支架侧抵接部111i与OIS固定部20的线圈基板22(参照图19、图20)的上表面接触。
在本实施方式中,透镜支架111是由包含聚芳酯(PAR:Polyarylate)或PAR合金(PAR Alloy)的成型材料形成的,该PAR合金是将包含PAR的多种树脂材料混合而成的。特别地,优选所述PAR合金是包含PAR和聚碳酸酯(PC)的聚合物合金(polymer alloy,PAR/PC)。由此,与以往的成型材料(例如,液晶聚合物(LCP:Liquid Crystal Polymer)相比,焊接强度得到提高,因此即使使透镜支架111薄壁化,也能够确保韧性和耐冲击性。因此,能够减小透镜驱动装置1的外形尺寸,能够实现小型化和轻量化。此外,透镜支架111也可以由液晶聚合物等形成。
另外,优选通过多点浇口的射出成型来形成透镜支架111。在该情况下,优选浇口直径为0.3mm以上。由此,成型时的流动性较好,因此即使在将PAR或PAR合金作为成型材料使用的情况下,也能够实现薄壁成型,另外,能够防止缩痕的产生。
包含PAR或PAR合金的成型材料具有导电性,特别地,优选体积电阻率为109~1011Ω·cm。例如,可以通过在现有的PAR或PAR合金中混入碳纳米管,来容易地赋予导电性。此时,可以通过调整碳纳米管的含量来赋予适当的导电性。由此,能够抑制透镜支架111的带电,因此能够防止静电的产生。
另外,优选包含PAR或PAR合金的成型材料含有氟。由此,分子间力变弱,因此与线圈基板22的抵接部分(支架侧抵接部111i)的吸附力降低,滑动性得到提高。因此,能够防止在线圈基板22与透镜支架111接触时由于摩擦而产生扬尘。
这样,通过将透镜支架111设为上述的结构,能够实现透镜驱动装置1的小型化和轻量化,并且能提高可靠性。
AF用线圈112是在对焦时被通电的空芯线圈,被卷绕在透镜支架111的线圈卷绕部(省略附图标记)的外周面上。AF用线圈112的两端分别被捆绑于透镜支架111的捆绑部111e。通过AF用支撑部14(下弹簧141、142)对AF用线圈112进行通电。AF用线圈112的通电电流由AF用控制部16(控制IC161,参照图16)控制。
位置检测用磁体15配置于透镜支架111的磁体收容部111f。位置检测用磁体的配置如图10和图11所示。即,位置检测用磁体15配置于与磁铁122A、122B的间隔部分的中央和磁铁122C、122D的间隔部分的中央对应的位置。位置检测用磁体15具有配置于与AF用控制部16对应的一侧的磁体收容部111f中的第一位置检测用磁体15A、和配置于相反侧的磁体收容部111f中的第二位置检测用磁体15B。第一位置检测用磁体15A使用于AF可动部11的光轴方向上的位置检测。第二位置检测用磁体15B是在AF可动部11的位置检测中不使用的虚设磁体。
为了使作用于AF可动部11的磁力平衡并使AF可动部11的姿势稳定,配置第二位置检测用磁体15B。也就是,在未配置第二位置检测用磁体15B的情况下,驱动用磁铁122产生的磁场对AF可动部11作用偏向一方的磁力,AF可动部11的姿势不稳定,因此通过配置第二位置检测用磁体15B来防止该情况。
在本实施方式中,与驱动用磁铁122同样地,第一位置检测用磁体15A和第二位置检测用磁体15B在径向上被磁化,磁化方向也与驱动用磁铁122相同。具体而言,对于第一位置检测用磁体15A和第二位置检测用磁体15B,将内周侧磁化为N极,将外周侧磁化为S极。
优选第一位置检测用磁体15A和第二位置检测用磁体15B的光轴正交方向上的宽度(在此为Y方向上的宽度)为光轴方向上的高度以下。由此,能够在确保从第一位置检测用磁体15A和第二位置检测用磁体15B放射的磁通密度的同时,实现透镜支架111的薄壁化。此外,关于第一位置检测用磁体15A和第二位置检测用磁体15B的详细配置(与AF用控制部16的位置关系),将进行后述。
本实施方式中,AF固定部12具有:磁铁支架121、驱动用磁铁122和AF用控制部16。将驱动用磁铁122和AF用控制部16组装到磁铁支架121中的状态下的AF固定部12如图12A、图12B所示。
磁铁支架121是将四个侧部壁体121b连结而成的大致矩形筒状的保持部件。磁铁支架121具有将与透镜支架111的透镜收容部111a、上弹簧固定部111d和磁体收容部111f对应的部分切除后的开口121a。
磁铁支架121在四个侧部壁体121b的连结部(磁铁支架121的四角)的内侧具有保持驱动用磁铁122的磁铁保持部121c。磁铁保持部121c的内表面为与驱动用磁铁122的粘结面。磁铁保持部121c的粘结面与光轴方向平行,且光轴方向成像侧的端部(光轴方向上的OIS固定部20侧的端部即第一端部)开放。这是由于,驱动用磁铁122还被用作为OIS用磁铁,从磁性方面考虑,优选为,与配置于OIS固定部20的OIS线圈221(参照图19)之间没有夹杂物。也就是,驱动用磁铁122并非通过磁铁保持部121c的形状而以在物理上不能脱落的方式被固定,而是仅利用粘结剂的粘结力被固定。
在侧部壁体121b的连结部的外侧121d配置吊线30(以下,称作“线插通部121d”)。在本实施方式中,侧部壁体121b的连结部的上部和下部形成有向径向内侧凹陷为圆弧状的凹部(省略附图标记)。而且,在侧部壁体121b的连结部的光轴方向中央部形成有通孔(省略附图标记)。由设置于侧部壁体121b的连结部的通孔和上下的凹部构成线插通部121d。将通孔和上下的凹部的大小设定为,比OIS可动部10的光轴正交面内的可动范围大。由于线插通部121d具有上述的结构,从而能够以不增大透镜驱动装置1的外形的方式,避免在OIS可动部10摆动时吊线30与磁铁支架121发生干扰。
磁铁支架121在侧部壁体121b的上部具有向径向内侧伸出的阻挡器部121e。在AF可动部11向光轴方向受光侧移动时,阻挡器部121e与透镜支架111的上侧凸缘111b抵接,由此限制了AF可动部11向光轴方向受光侧的移动。在本实施方式中,在X方向和Y方向上对置的四个部位设置有阻挡器部121e。
磁铁支架121在侧部壁体121b的上表面具有用于固定AF用支撑部13和AF用电源线17的上弹簧固定部121f。磁铁支架121在侧部壁体121b的下表面具有用于固定AF用支撑部14的下弹簧固定部121g。另外,磁铁支架121在沿着X方向的侧部壁体121b的下表面,在长度方向中央部具有突出部121i。构成AF用支撑部14的下弹簧141、142被突出部121i在空间上隔离。即,一个突出部121i位于下弹簧141、142的端子连接部141h、142h之间(参照图18),在安装了AF用控制部16的状态下,位于电源输出端子162a、162b(参照图16)之间。下弹簧141、142的端子连接部141h、142h(电源输出端子162a、162b)被突出部121i在空间上分离,确保了绝缘性,因此安全性和可靠性得到提高。
上弹簧固定部121f的角部形成为比磁铁支架121的上表面(安装AF用支撑部13或AF用电源线17的面)更向光轴方向成像侧凹陷,从而在安装了AF用支撑部13或AF用电源线17时,会形成间隙。另外,磁铁支架121在沿着X方向的一个侧部壁体121b中,具有用于收容AF用控制部16的IC收容部121h。
在本实施方式中,磁铁支架121由液晶聚合物形成。磁铁支架121也可以与透镜支架111同样地,由包含PAR或PAR合金的成型材料形成,但优选由耐热性优异的液晶聚合物形成。由于磁铁支架121具有高耐热性,从而能够容易地进行AF用支撑部13、14、AF用控制部16等的焊接。例如通过使用模具的射出成型来形成磁铁支架121。
在本实施方式中,驱动用磁铁122由四个矩形柱状的磁铁122A~122D构成。磁铁122A~122D在俯视时具有大致等腰梯形形状。由此,能够有效利用磁铁支架121的角部的空间(磁铁保持部121c)。以在AF用线圈112中形成径向横穿的磁场的方式,对磁铁122A~122D进行磁化。在本实施方式中,对于磁铁122A~122D,将内周侧磁化为N极,将外周侧磁化为S极。另外,驱动用磁铁122的表面被Ni镀层等金属膜覆盖,实现了耐腐蚀性的提高。
在本实施方式中,磁铁122A~122D通过粘结固定于磁铁支架121的磁铁保持部121c。例如,使用环氧树脂系的热固化型粘结剂或紫外线固化型粘结剂来作为粘结剂。磁铁122A~122D中的与磁铁保持部121c接触的面(在本实施方式中为除了在内侧露出的面以外的侧面和上表面)为粘结面。
磁铁122A~122D的下表面比磁铁支架121更向光轴方向成像侧突出(参照图6)。即,OIS可动部10的高度由磁铁122A~122D规定。由此,能够根据用于确保磁力的磁铁122A~122D的尺寸,来将OIS可动部10的高度抑制为最小限度,因此能够实现透镜驱动装置1的低高度化。
由驱动用磁铁122和AF用线圈112构成AF用音圈电机。在本实施方式中,驱动用磁铁122兼用作AF用磁铁和OIS磁铁。此外,也可以在磁铁122A~122D的周面上设置磁轭。
在此,在磁铁支架121由液晶聚合物形成的情况下,与由PAR等形成的情况相比,磁铁支架121与驱动用磁铁122之间的粘结强度较低,因此相对于落下等的冲击的耐受性较弱。在本实施方式中,通过对磁铁支架121的磁铁保持部121c的粘结面的结构进行改进,实现了耐冲击性的提高。
在图13A、图13B中示出磁铁保持部121c的详细结构。如图13A、图13B所示,在本实施方式中,磁铁支架121的与驱动用磁铁122的粘结面(磁铁保持部121c的粘结面)具有沿着光轴方向延伸的凹部121j。具体而言,凹部121j从比磁铁支架121的下端部更靠上侧的位置朝向上端部形成,即从比光轴方向成像侧的端部(第一端部)更靠内侧的位置朝向光轴方向受光侧的端部(第二端部)形成。由此,在磁铁支架121与驱动用磁铁122之间的粘结面上形成台阶(参照图14A)。
图14A是表示凹部121j中的粘结剂层123的剖面图,图14B是表示凹部121j以外的粘结面上的粘结剂层123的剖面图。驱动用磁铁122的表面的金属层(例如,Ni镀层)为活性面,因此与环氧粘结剂之间的粘结强度高。另一方面,液晶聚合物制的磁铁支架121与环氧粘结剂之间的粘结强度低。因此,如图14B所示,若磁铁支架121与驱动用磁铁122之间的粘结面全部是平坦的,则磁铁支架121容易从粘结剂层剥离,对冲击的耐受性较弱。
相对于此,如图14A所示,在本实施方式中,粘结剂层123以在磁铁支架121内局部地具有台阶部123a(参照图14A)的方式,立体地形成。由此,与驱动用磁铁122牢固地粘结的粘结剂层123的台阶部123a被磁铁支架121物理地卡止。因此,可以得到较高的锚固效应,因此即使磁铁支架121由粘结性不好的液晶聚合物形成,也能够确保所希望的粘结强度。其结果,能够提高透镜驱动装置1的耐冲击性,进而能够提高可靠性。
在如以往那样针对透镜驱动装置的高度和外形的限制不严的情况下,能够充分地确保粘结面积,因此即使通过粘结将磁铁支架与驱动用磁铁固定,也能够构成可经受落下试验的规格。然而,近年来,伴随低高度化的要求等,驱动用磁铁和磁铁支架的高度受到限制,难以确保充分的粘结面积,此外还要求耐冲击性的提高。本实施方式的透镜驱动装置1还能够应对这样的要求。实际上确认了以下情况,即,与磁铁支架121与驱动用磁铁122的粘结面全部为平坦的情况相比,本实施方式的透镜驱动装置1具有1.5倍以上的耐冲击性。
在此,例如能够通过相对于模具主体以嵌套结构配置的销来形成凹部121j。因此,凹部121j贯通磁铁支架121的上表面。对于凹部121j那样的形状,虽然用简单结构的模具难以形成,但能够通过利用嵌套销来比较容易地形成。
在本实施方式中,凹部121j具有半圆形状的剖面。此外,凹部121j的剖面形状也可以不是半圆形状。另外,在本实施方式中,在一个粘结面上形成有两个凹部121j。由此,能够进一步提高粘结强度。此外,对于在一个粘结面上形成的凹部121j的数量,不特别地进行限制,可以是一个,也可以是三个以上。
并且,在本实施方式中,磁铁支架121在粘结面上具有在径向上连通的粘结剂注入孔121m。粘结剂注入孔121m配置于凹部121j的附近。在将驱动用磁铁122安装于磁铁支架121中的状态下,从粘结剂注入孔121m注入粘结剂。在使所注入的粘结剂固化并将驱动用磁铁122粘结于磁铁支架121之后,通过进一步注入粘结剂来将粘结剂注入孔121m闭塞。粘结剂层123以在粘结剂注入孔121m的部分也具有台阶部的方式形成。由此,锚固效果进一步提高,因此能够进一步提高磁铁支架121与驱动用磁铁122的粘结强度。
另外,优选对磁铁支架121的与驱动用磁铁122粘结面施加压花加工(也称作表面织构加工)。由此,粘结面积增大,锚固效果也进一步提高,因此磁铁支架121与驱动用磁铁122的粘结强度进一步得到提高。
AF固定部12中,AF用控制部16具有:控制IC161、旁路电容163、以及安装有控制IC161和旁路电容163的AF用印刷电路板166(参照图16)。AF用控制部16例如通过粘结固定于磁铁支架121的IC收容部121h。此时,控制IC161和旁路电容163嵌插到IC收容部121h的开口(省略附图标记)。
控制IC161内置有利用霍尔效应来检测磁场的变化的霍尔元件165,发挥作为Z位置检测部的功能。若AF可动部11沿光轴方向移动,则第一位置检测用磁体15A的磁场发生变化。霍尔元件165检测该磁场的变化,由此检测AF可动部11的光轴方向上的位置。通过以使与AF可动部11的移动量成比例的磁通与霍尔元件165的检测面交叉的方式,设计霍尔元件165和位置检测用磁体15的布局,能够得到与AF可动部11的移动量成比例的霍尔输出。
如图15A、图15B所示,控制IC161以使第一位置检测用磁体15A的磁通与霍尔元件165的检测面在径向上交叉的方式,与第一位置检测用磁体15A对置地配置。图15B将第一位置检测用磁体15A的周边放大而示意性地进行表示。在本实施方式中,霍尔元件165的检测面与XZ面平行。
如上所述,第一位置检测用磁体15A和第二位置检测用磁体15B与磁铁122A~122D同样地在径向上被磁化。在以下情况下,即,以将位置检测用磁体15配置为磁化方向与光轴方向平行,并且在处于中立点(在未对AF用线圈112进行通电的状态下AF可动部11在磁性上稳定的点)时为零交叉(零磁场)的方式,设定了霍尔元件165与位置检测用磁体15的布局的情况下,受到驱动用磁铁122的磁性的影响,光轴方向上的磁力作用于位置检测用磁体15,因此AF可动部11的中立点有可能从设计位置变动。
相对于此,在本实施方式中,位置检测用磁体15在径向上被磁化,因此由于驱动用磁铁122的磁性的影响,作用于位置检测用磁体15的光轴方向上的磁力降低。因此,能够抑制AF可动部11的中立点的变动,因此AF可动部11的光轴方向上的位置检测精度得到提高,可靠性得到提高。
另外,第一位置检测用磁体15A的磁化方向与霍尔元件165的检测面垂直,因此与检测面交叉的磁通密度较高,与磁化方向与检测面平行的情况相比,能够得到较大的霍尔输出。并且,由于第一位置检测用磁体15A的磁化方向与驱动用磁铁122的磁化方向相同,因此与霍尔元件165的检测面交叉的第一位置检测用磁体15A的磁通不会被驱动用磁铁122的磁通抵消。因此,能够减小位置检测用磁体15的尺寸,因此能够实现透镜驱动装置1的小型化、轻量化。
并且,第一位置检测用磁体15A在径向上比AF用线圈112更邻近霍尔元件165地配置。换言之,第一位置检测用磁体15A在径向上配置于霍尔元件165与AF用线圈112之间。由此,霍尔元件165不易受到AF用线圈112的影响,因此位置检测精度得到提高。
此外,在本实施方式的情况下,与使位置检测用磁体15的磁化方向与光轴方向平行并将零交叉的位置设定为中立点的情况相比,霍尔输出的线性(linearity)有可能降低。因此,优选控制IC161具有线性修正功能。由此,能够确保霍尔输出的线性,因此AF可动部11的光轴方向上的位置检测精度得到提高。
另外,第一位置检测用磁体15A相对于霍尔元件165在光轴方向上错开地配置。在本实施方式中,第一位置检测用磁体15A相对于霍尔元件165向光轴方向受光侧错开地配置。也就是说,第一位置检测用磁体15A的光轴方向的中心位置PM相对于霍尔元件165的中心位置PH向光轴方向受光侧错开(参照图15B)。
此时,优选第一位置检测用磁体15A配置为,在AF可动部11移动至最靠近光轴方向成像侧的位置时,第一位置检测用磁体15A的中心位置PM比霍尔元件165的中心位置PH更靠光轴方向受光侧。即,优选第一位置检测用磁体15A与霍尔元件165的光轴方向上的中心间距离LMH比AF可动部11向光轴方向成像侧移动的移动行程(以下,称作“下行程”)大。换言之,优选第一位置检测用磁体15A与霍尔元件165的光轴方向上的错开量比AF可动部11向错开侧相反侧的行程大。
在本实施方式中,第一位置检测用磁体15A与霍尔元件165的光轴方向上的中心间距离LMH为下行程的两倍以上。由此,与霍尔元件165的检测面交叉的磁通伴随自动聚焦动作而单调地增加或减少,因此能够基于霍尔输出容易且精度良好地对AF可动部11的光轴方向上的位置进行运算。
此外,位置检测用磁体15也可以相对于霍尔元件165向光轴方向成像侧错开地配置。此时,优选第一位置检测用磁体15A与霍尔元件165的光轴方向上的中心间距离LMH比AF可动部11向光轴方向受光侧移动的移动行程(以下,称作“上行程”)大。
这样,通过将霍尔元件165和位置检测用磁体15设为上述的结构,能够实现透镜驱动装置1的小型化和轻量化,并且能够提高可靠性。
图16是表示AF用控制部16的结构的图。图16示出从Y方向基端侧观察到的AF用控制部16的侧面。
如图16所示,AF用印刷电路板166具有包含电源输出端子162a、162b、电源输入端子162c、162d、信号输入端子162e、162f、以及配线(省略图示)的导电图形。配线例如形成于AF用印刷电路板166的正面和背面。在正面形成的配线和在基材背面形成的配线通过通孔(省略图示)连接。AF用印刷电路板166中,正面和背面被保护膜(省略附图标记)覆盖,各端子162a~162f从保护膜露出。
电源输出端子162a、162b与AF用支撑部14(下弹簧141、142的端子连接部141h、142h,参照图18)电连接。电源输入端子162c、162d与AF用电源线17(AF用电源线171、172的端子连接部171c、172c,参照图17)电连接。信号输入端子162e、162f与AF用支撑部13(上弹簧131、132的端子连接部131h、132h,参照图17)电连接。各端子162a~162f通过配线与控制IC161电连接。旁路电容163将配线中的电源线和GND线旁路连接,抑制电源电压的变动。
控制IC161发挥作为对AF用线圈112的通电电流进行控制的线圈控制部的功能。具体而言,控制IC161基于通过信号用吊线31A、31B和AF用支撑部13(AF用信号线)供给的控制信号、以及内置于控制IC161的霍尔元件165的检测结果(霍尔输出),对AF用线圈112的通电电流进行控制。
如图7、图8所示,AF可动部11中,AF用支撑部13(上弹簧131、132)相对于AF固定部12(磁铁支架121)在光轴方向受光侧对AF可动部11(透镜支架111)进行弹性支撑。上弹簧131、132和AF用电源线171、172的结构如图17所示。图17是OIS可动部10的俯视图。上弹簧131、132和AF用电源线171、172例如由钛铜、镍铜、不锈钢等形成。
如图17所示,上弹簧131、132和AF用电源线171、172作为整体俯视时具有矩形形状、即与磁铁支架121同等的形状。上弹簧131、132和AF用电源线171、172以在磁铁支架121上彼此不接触的方式配置。上弹簧131、132和AF用电源线171、172例如是通过对一张板金进行蚀刻加工而形成的。
上弹簧131、132和AF用电源线171、172固定于磁铁支架121的四角。在AF用电源线171、172中流过的电流比发挥作为AF用信号线的功能的上弹簧131、132中流过的电流更大。因此,将AF用电源线171、172配置在比上弹簧131、132更接近AF用控制部16的位置,路径长度变短。由此,能够减少电源短路的危险性。
上弹簧131具有:固定于透镜支架111的透镜支架固定部131a、131d;固定于磁铁支架121的磁铁支架固定部131b、131e;以及连结透镜支架固定部131a、131d和磁铁支架固定部131b、131e的臂部131c、131f。透镜支架固定部131a、131d沿着透镜支架111的透镜收容部111a连结。臂部131c、131f具有蜿蜒形状,在AF可动部11移动时进行弹性变形。
另外,上弹簧131具有与信号用吊线31A连接的线连接部131g、以及与AF用印刷电路板166的信号输入端子162e连接的端子连接部131h。线连接部131g通过沿着磁铁支架121的周缘从磁铁支架固定部131e向角部延伸的两个链接部131i,与磁铁支架固定部131e连续设置。端子连接部131h从磁铁支架固定部131b向AF用印刷电路板166延伸。
同样地,上弹簧132具有:透镜支架固定部132a、132d、磁铁支架固定部132b、132e和臂部132c、132f。透镜支架固定部132a、132d沿着透镜支架111的透镜收容部111a连结。臂部132c、132f具有蜿蜒形状,在AF可动部11移动时进行弹性变形。
另外,上弹簧132具有与信号用吊线31B连接的线连接部132g、以及与AF用印刷电路板166的信号输入端子162f连接的端子连接部132h。线连接部132g通过沿着磁铁支架121的周缘从磁铁支架固定部132e向角部延伸的两个链接部132i,与磁铁支架固定部132e连续设置。端子连接部132h从磁铁支架固定部132b向AF用印刷电路板166延伸。
在本实施方式中,通过将透镜支架111的上弹簧固定部111d的定位凸起(省略附图标记)嵌插于透镜支架固定部131a、131d、132a、132d的固定孔(省略附图标记),来将上弹簧131、132相对于透镜支架111进行定位和固定。另外,通过将磁铁支架121的上弹簧固定部121f的定位凸起(省略附图标记)嵌插于磁铁支架固定部131b、131e、132b、132e的固定孔(省略附图标记),来将上弹簧131、132相对于磁铁支架121进行定位和固定。
线连接部131g、132g与信号用吊线31A、31B(参照图5、图6)焊接,从而物理连接且电连接。端子连接部131h、132h与AF用印刷电路板166的信号输入端子162e、162f焊接,从而物理连接且电连接。上弹簧131、132发挥作为将来自信号用吊线31A、31B的控制信号供给至AF用控制部16(控制IC161)的AF用信号线的功能。
AF用电源线171具有:固定于磁铁支架121的磁铁支架固定部171a;与供电用吊线32A连接的线连接部171b;以及与AF用印刷电路板166的电源输入端子162c连接的端子连接部171c。线连接部171b通过沿着磁铁支架121的周缘从磁铁支架固定部171a向角部延伸的两个链接部171d,与磁铁支架固定部171a连续设置。端子连接部171c从磁铁支架固定部171a向AF用印刷电路板166延伸。
同样地,AF用电源线172具有:固定于磁铁支架121的磁铁支架固定部172a;与供电用吊线32B连接的线连接部172b;以及与AF用印刷电路板166的电源输入端子162d连接的端子连接部172c。线连接部172b通过沿着磁铁支架121的周缘从磁铁支架固定部172a向角部延伸的两个链接部172d,与磁铁支架固定部172a连续设置。端子连接部172c从磁铁支架固定部172a向AF用印刷电路板166延伸。
在本实施方式中,通过将磁铁支架121的上弹簧固定部121f的定位凸起(省略附图标记)嵌插于磁铁支架固定部171a、172a的固定孔(省略附图标记),来将AF用电源线171、172相对于磁铁支架121进行定位和固定。
线连接部171b、172b与供电用吊线32A、32B(参照图5、图6)焊接,从而物理连接且电连接。端子连接部171c、172c与AF用印刷电路板166的电源输入端子162c、162d焊接,从而物理连接且电连接。AF用电源线171、172将来自供电用吊线32B、32A的电力供给至AF用控制部16(控制IC161)。
在此,优选电连接中使用的焊锡不含有助焊剂。由此,不需要焊接后的助焊剂的洗净,因此作为透镜支架111和/或磁铁支架121的成型材料,可以使用耐溶剂性较低的PAR或PAR合金。
在上弹簧131、132和AF用电源线171、172中,链接部131i、132i、171d、172d从磁铁支架固定部131e、132e、171a、172a向角部延伸,但也可以具有从接合部分(角部)向内侧延伸的部分,并在其前端配置线连接部131g、132g、171b、172b。即,介于磁铁支架固定部131e、132e、171a、172a和线连接部131g、132g、171b、172b之间的链接部131i、132i、171d、172d也可以在确保链接长度的同时实现多关节化。由此,在进行抖动修正时缓和了在链接部131i、132i、171d、172d产生的应力,因此倾斜特性得到提高,并且相对于落下等的冲击的耐受性得到提高。
在上弹簧131、132中的、臂部131c、131f、132c、132f上架设有减震材料131j、131k、132j、132k。由此,抑制了透镜支架111在光轴方向上移动时的、臂部131c、131f、132c、132f的多余的动作,能够防止上弹簧131、132与其他部件之间的干扰,因此动作的稳定性得到提高。
在上弹簧131、132中的、磁铁支架固定部131e、132e与线连接部131g、132g之间架设有减震材料131m、132m。另外,在AF用电源线171、172中的、磁铁支架固定部171a、172a与线连接部171b、172b之间架设有减震材料171e、172e。由此,抑制了不必要的共振(高阶的共振模式)的产生,因此动作的稳定性得到提高。
减震材料131j、131k、131m、132j、132k、132m、171e、172e例如可以适用常温固化型的甲硅烷基聚合物系弹性粘结剂,例如可以使用点胶机来容易地进行涂覆。
此外,在本实施方式中,使上弹簧131、132发挥作为AF用信号线的功能,独立于上弹簧131、132设置了AF用电源线171、172,但也可以使上弹簧131、132发挥作为AF用电源线的功能,独立于上弹簧131、132设置AF用信号线。
如图7、图8所示,在AF可动部11中,AF用支撑部14(下弹簧141、142)相对于AF固定部12(磁铁支架121)在光轴方向成像侧对AF可动部11(透镜支架111)进行弹性支撑。下弹簧141、142的结构如图18所示。图18是OIS可动部10的仰视图。下弹簧141、142与上弹簧131、132和AF用电源线171、172同样地,例如由钛铜、镍铜、不锈钢等形成。
如图18所示,下弹簧141、142作为整体俯视时具有矩形形状、即与磁铁支架121同等的形状。下弹簧141、142以在磁铁支架121上彼此不接触的方式配置。下弹簧141、142例如是通过对一张板金进行蚀刻加工而形成的。
下弹簧141具有:固定于透镜支架111的透镜支架固定部141a、141d;固定于磁铁支架121的磁铁支架固定部141b、141e;以及连结透镜支架固定部141a、141d和磁铁支架固定部141b、141e的臂部141c、141f。
磁铁支架固定部141b、141e沿着磁铁支架121的外缘连结。臂部141c、141f具有沿着磁铁122A、122D的外缘弯曲的蜿蜒形状,在AF可动部11移动时进行弹性变形。对于臂部141c、141f,在处于中立点时,位于比磁铁122A、122D的下表面更靠光轴方向受光侧的位置。换言之,磁铁122A、122D比下弹簧141更向光轴方向成像侧突出。
另外,下弹簧141具有:与透镜支架111的捆绑部111e连接的线圈连接部141g、以及与AF用印刷电路板166的电源输出端子162a连接的端子连接部141h。线圈连接部141g与透镜支架固定部141d连续设置。端子连接部141h从磁铁支架固定部141b向AF用印刷电路板166延伸。
同样地,下弹簧142具有:固定于透镜支架111的透镜支架固定部142a、142d;固定于磁铁支架121的磁铁支架固定部142b、142e;以及连结透镜支架固定部142a、142d和磁铁支架固定部142b、142e的臂部142c、142f。
磁铁支架固定部142b、142e沿着磁铁支架121的外缘连结。臂部142c、142f具有沿着磁铁122B、122C的外缘弯曲的蜿蜒形状,在AF可动部11移动时弹性变形。对于臂部142c、142f,在处于中立点时,位于比磁铁122B、122C的下表面更靠光轴方向受光侧的位置。换言之,磁铁122B、122C比下弹簧141更向光轴方向成像侧突出。
另外,下弹簧142具有:与透镜支架111的捆绑部111e连接的线圈连接部142g、以及与AF用印刷电路板166的电源输出端子162b连接的端子连接部142h。线圈连接部142g与透镜支架固定部142d连续设置。端子连接部142h从磁铁支架固定部142b向AF用印刷电路板166延伸。
在本实施方式中,通过将透镜支架111的下弹簧固定部111g的定位凸起嵌插于透镜支架固定部141a、141d、142a、142d的固定孔,来将下弹簧141、142相对于透镜支架111进行定位和固定。另外,通过将磁铁支架121的下弹簧固定部121g的定位凸起嵌插于磁铁支架固定部141b、141e、142b、142e的固定孔,来将下弹簧141、142相对于磁铁支架121进行定位和固定。
线圈连接部141g、142g与捆绑于透镜支架111的捆绑部111e、111e的AF用线圈112焊接,从而物理连接且电连接。端子连接部141h、142h与AF用印刷电路板166的电源输出端子162a、162b焊接,从而物理连接且电连接。如上所述,优选电连接中使用的焊锡不含有助焊剂。下弹簧141、142发挥作为将来自控制IC161的电力供给至AF用线圈112的线圈用电源线的功能。
图19、图20是OIS固定部20的分解立体图。图19是上方立体图,图20是下方立体图。
如图19、图20所示,OIS固定部20具备底座21、线圈基板22和XY位置检测部23A、23B等。
XY位置检测部23A、23B是利用霍尔效应检测磁场的变化的霍尔元件(以下,称作“霍尔元件23A、23B”)。霍尔元件23A、23B安装于线圈基板22的背面。在本实施方式中,霍尔元件23A、23B配置于与OIS线圈221B、221C对应的位置。若OIS可动部10在光轴正交面内摆动,则驱动用磁铁122的磁场发生变化。霍尔元件23A、23B检测该磁场的变化,由此检测OIS可动部10的光轴正交面内的位置。通过以使与OIS可动部10的移动量成比例的磁通与霍尔元件23A、23B的检测面交叉的方式,设计霍尔元件23A、23B和驱动用磁铁122的布局,能够得到与OIS可动部10的移动量成比例的霍尔输出。此外,也可以独立于驱动用磁铁122将XY位置检测用的磁体配置于OIS可动部10。
底座21是支撑线圈基板22的支撑部件。图21A是底座21的俯视图,图21B是底座21的仰视图。图21A、图21B中透视地示出底座21的内部。
底座21是在俯视时呈矩形的部件,在中央具有圆形的开口21a。底座21在周缘部中与线圈基板22的端子部220B对应的位置具有端子安装部21b。
底座21在开口21a的周缘部具有收容霍尔元件23A、23B的霍尔元件收容部21c。另外,底座21具有收容线圈基板22的供电端子223、224和信号端子225、226的端子收容部21d。端子收容部21d形成为比端子安装部21b更向径向外侧突出。
底座21在上表面的四角和沿着Y方向的周缘分别具有增强凸棱21g、21h。底座21在下表面的四角具有增强凸棱21j。在增强凸棱21g、21j上以向径向内侧凹陷的方式形成有切口部21f。另外,增强凸棱21h中的一个具有用于判别线圈基板22的载置方向的凸部21i。通过增强凸棱21g、21h、21j,底座21的机械强度得到提高,因此能够实现底座21的薄壁化。特别地,由于具有沿着周缘部延伸的增强凸棱21h,从而底座21成为耐扭弯的结构。
另外,底座21在下表面的沿着Y方向的周缘具有粘结固定部21k。在将罩3安装于底座21时,在粘结固定部21k上涂覆粘结剂(例如,环氧树脂)。
在底座21中埋设有四个端子金属零件211~214。端子金属零件211~214例如通过嵌件成型来与底座21一体地形成。端子金属零件211~214具有L字形状,沿着底座21的四角配置。端子金属零件211~214的一端部211a~214a从底座21的端子收容部21d露出。
端子金属零件211~214的中间部(弯折部)211b~214b从底座21的四角的切口部21f露出。中间部211b~214b位于比底座21的光轴方向受光侧的面更靠光轴方向成像侧的位置。端子金属零件211~214的中间部211b~214b连接吊线30的一端。由此,能够在实现透镜驱动装置1的低高度化的同时,确保吊线30的有效长度。因此,能够抑制由吊线30的金属疲劳等导致的断裂,因此透镜驱动装置1的可靠性得到提高。
端子金属零件211~214的另一端部211c~214c从底座21的粘结固定部21k露出,在将罩3安装于底座21时被涂覆粘结剂。通过锚固效果,从而将罩3安装于底座21时的粘结强度得到提高,因此耐落下冲击性得到提高。
端子金属零件211与线圈基板22的供电端子223和供电用吊线32A焊接,从而物理连接且电连接。端子金属零件212与线圈基板22的供电端子224和供电用吊线32B焊接,从而物理连接且电连接。端子金属零件213与线圈基板22的信号端子225和信号用吊线31B焊接,从而物理连接且电连接。端子金属零件214与线圈基板22的信号端子226和信号用吊线31A焊接,从而物理连接且电连接。
底座21具有以将相邻的端子金属零件211与端子金属零件212、以及端子金属零件213与端子金属零件214隔离的方式向光轴方向受光侧突出的突出部21e。突出部21e配置于端子金属零件211、212的端部211a、212a之间、以及端子金属零件213、214的端部213a、214a之间。端子金属零件211、212、以及端子金属零件213、214被突出部21e在空间上分离,确保绝缘性,因此安全性和可靠性得到提高。
在本实施方式中,底座21与透镜支架111同样地,是由包含聚芳酯(PAR)或PAR合金(例如,PAR/PC)的成型材料形成的,该PAR合金是将含有PAR的多种树脂材料混合而成的。由此,焊接强度得到提高,因此即使使底座21薄壁化,也能够确保韧性和耐冲击性。因此,能够减小透镜驱动装置1的外形尺寸,能够实现小型化和低高度化。
另外,优选通过多点浇口的射出成型形成底座21。此时,优选浇口直径为0.3mm以上。由此,成型时的流动性较好,因此即使在将PAR或PAR合金作为成型材料使用的情况下,也能够实现薄壁成型,而且,能够防止缩痕的产生。
包含PAR或PAR合金的成型材料具有导电性,特别地,优选体积电阻率为109~1011Ω·cm。例如,可以通过在现有的PAR或PAR合金中混入碳纳米管,来赋予导电性。此时,可以通过调整碳纳米管的含量来赋予适当的导电性。由此,能够抑制底座21的带电,因此能够防止静电的产生。
此外,在光轴方向上的AF可动部11(透镜支架111)的移动由于透镜支架111与底座21抵接而受到限制的情况下,优选作为底座21的成型材料的PAR或PAR合金含有氟。由此,分子间力变弱,因此与透镜支架111的抵接部分的吸附力降低,滑动性得到提高。因此,能够防止在透镜支架111与底座21接触时由于摩擦而产生扬尘的情况。
如图19、图20所示,线圈基板22是与底座21同样地在俯视时呈矩形形状的基板,在中央具有圆形的开口22a。线圈基板22是将包含导体层L1和绝缘层L2(参照图22)的单位层多层层叠而成的多层印刷电路板。在本实施方式中,在线圈基板22上一体地制作了包含OIS用线圈221、外部端子222、以及将外部端子222与OIS用线圈221连接的电源线的导电图形(省略图示)。图22示出图19中的线圈基板22的各个点P1~P6处的层结构。
在线圈基板22中,导体层L1例如由铜箔形成。绝缘层L2例如由液晶聚合物(LCP)形成。此外,在线圈基板22的正面和背面上根据需要形成保护层L3、L4。
线圈基板22具有主基板部220A、端子部220B和连结部220C。对于层叠数的顺序,从大到小为,形成主基板部220A的第一层叠结构、形成端子部220B的第二层叠结构、形成连结部220C的第三层叠结构。在本实施方式中,主基板部220A由9个单位层形成,端子部220B由3个单位层形成,连结部220C由1个单位层形成。
主基板部220A在光轴方向上与驱动用磁铁122对置的位置具有OIS用线圈221。OIS用线圈221由与磁铁122A~122D对应的四个OIS线圈221A~221D构成。OIS线圈221A~221D在线圈基板22的制造工序中被制作于主基板部220A的内部。在本实施方式中,OIS线圈221A~221D由主基板部220A的9个单位层中的7个单位层(层No.3~9)形成。主基板部220A的剩余的2个单位层(层No.1、2)是形成有包含将OIS用线圈221和霍尔元件23A、23B与外部端子222连接的配线的导电图形的连接层。
以使磁铁122A~122D的径向上的边缘不超过OIS线圈221A~221D的每一个的线圈剖面宽度的方式、即从磁铁122A~122D的底面放射的磁场横穿OIS线圈221A~221D的对置的两边后返回磁铁122A~122D的方式,设定OIS线圈221A~221D和磁铁122A~122D的大小和配置。在此,OIS线圈221A~221D具有与磁铁122A~122D的平面形状(在此为大致等腰梯形形状)相同的形状。由此,能够高效地产生用于使OIS可动部10在光轴正交面内摆动的驱动力(电磁力)。
OIS线圈221A、221C与OIS线圈221B与221D分别被连线,并通过相同的电流。由磁铁122A、122C和OIS线圈221A、221C构成使OIS可动部10在U方向(参照图11)上摆动的OIS用音圈电机。由磁铁122B、122D和OIS线圈221B、221D构成使OIS可动部10在V方向(参照图11)上摆动的OIS用音圈电机。
主基板部220A的角部形成为与底座21的增强凸棱21g对应的形状(切除部22c)。另外,主基板部220A的沿着Y方向的周缘部22d在AF可动部11向光轴方向成像侧移动时与支架侧抵接部111i抵接,从而限制AF可动部11向光轴方向成像侧的移动(以下,称作“底座侧抵接部22d”)。底座侧抵接部22d的侧面形成为与底座21的增强凸棱21h对应的形状。
在主基板部220A的上表面(光轴方向受光侧的面),配置有OIS用线圈221的区域被保护层L3覆盖。另一方面,在底座侧抵接部22d(与AF可动部11抵接的部分)的上表面上未形成保护层L3,导体层L1露出。由此,能够使限制了向光轴方向成像侧的移动时的AF可动部11的姿势稳定。另外,在底座侧抵接部22d的上表面与支架侧抵接部111i接触时,能够防止由于摩擦而产生扬尘的情况。此外,也可以设为绝缘层L2在底座侧抵接部22d的上表面上露出。
在主基板部220A的下表面安装霍尔元件23A、23B。另外,主基板部220A具有供电端子223、224和信号端子225、226。供电端子223、224和信号端子225、226与底座21的端子金属零件211~214(从端子收容部21d露出的端部211a~214a)通过焊接而物理连接且电连接。OIS线圈221A~221D、霍尔元件23A、23B、供电端子223、224和信号端子225、226通过在线圈基板22上形成的导电图形(省略图示),与端子部220B的外部端子222电连接。
线圈基板22的导电图形包含:用于对OIS可动部10(AF用控制部16)供电的电源线(两根、省略图示)、用于对OIS线圈221A~221D供电的电源线(两根×2、省略图示)、用于对霍尔元件23A、23B供电的电源线(两根×2、省略图示)、从霍尔元件23A、23B输出的检测信号用的信号线(两根×2、省略图示)、用于控制OIS可动部10中的自动聚焦动作的控制信号用的信号线(两根、省略图示)。
端子部220B在Y方向上对置设置。端子部220B分别具有8个、共计16个外部端子222。外部端子222包含:对AF用控制部16的供电用端子(2个)、对AF用控制部16的信号用端子(2个)、对OIS用线圈221的供电用端子(4个)、对霍尔元件23A、23B的供电用端子(4个)、信号用端子(4个)。
连结部220C连结主基板部220A与端子部220B。连结部220C具有R形状,以使端子部220B从主基板部220A下垂的方式形成。端子部220B与主基板部220A大致垂直地延伸。另外,连结部220C在X方向上的大致中央具有开口22b。
在本实施方式中,连结部220C的层叠数比主基板部220A和端子部220B的层叠数少。由此,能够使连结部220C比较容易地弯曲,而设为R形状。
通过将线圈基板22的主基板部220A和端子部220B粘结于底座21,组装OIS固定部20。此时,线圈基板22的切除部22c与底座21的增强凸棱21g卡合。另外,线圈基板22的底座侧抵接部22d与在底座21的增强凸棱21h和形成于增强凸棱21h上的凸部21i卡合。另外,底座21的端子收容部21d的侧部与线圈基板22的开口22b卡合。由此,将线圈基板22相对于底座21准确地定位,并且牢固地固定。
在本实施方式中,底座21和线圈基板22通过具有弹性的环氧树脂材料粘结。将底座21和线圈基板22通过粘结一体化,从而OIS固定部20的机械强度得到提高,因此能够在确保所希望的耐落下冲击性的同时,使底座21和线圈基板22薄壁化。
如图23A所示,优选主基板部220A的背面(光轴方向成像侧的表面)被保护层L4覆盖,导体层L1从保护层L4的一部分露出。由此,底座21与线圈基板22的粘结强度增大,因此能够将OIS固定部20设为坚固的结构。
或者,如图23B所示,主基板部220A的背面也可以被磁性镀层227覆盖。磁性镀层227例如是对30~50μm厚的NiCu板施加5~10μm的Ni镀层而成的板材。由此,能够将OIS固定部20设为坚固的结构,并且由于与OIS用线圈221交叉的磁通增加,因此能够增大抖动修正动作时的推力。
透镜驱动装置1中,信号用吊线31A、31B的一端分别与上弹簧131、132的线连接部131g、132g物理连接且电连接。信号用吊线31A、31B的另一端与底座21的端子金属零件214、213(从切口部21f露出的部分214b、213b)物理连接且电连接。另外,底座21的端子金属零件214、213与线圈基板22的信号端子226、225物理连接且电连接。
另外,供电用吊线32A、32B的一端分别与AF用电源线171、172的线连接部171b、172b物理连接且电连接。供电用吊线32A、32B的另一端与底座21的端子金属零件211、212(从切口部21f露出的部分211b、212b)物理连接且电连接。另外,底座21的端子金属零件211、212与线圈基板22的供电端子223、224物理连接且电连接。
在信号用吊线31A、31B与上弹簧131、132和端子金属零件214、213连接的部分、以及供电用吊线32A、32B与AF用电源线171、172和端子金属零件211、212连接的部分、即在信号用吊线31A、31B和供电用吊线32A、32B的固定端配置减震材料33、34(参照图24)。具体而言,在上弹簧131、132、AF用电源线171、172的下表面(光轴方向成像侧的面),以围绕信号用吊线31A、31B和供电用吊线32A、32B的方式配置减震材料33。而且,在端子金属零件214、213、211、212的上表面(光轴方向受光侧的面),以围绕信号用吊线31A、31B和供电用吊线32A、32B的方式配置减震材料34。由此,在信号用吊线31A、31B上产生的应力被分散。因此,能够抑制由吊线30的金属疲劳等导致的断裂,因此透镜驱动装置1的可靠性得到提高。
在透镜驱动装置1中,从线圈基板22通过底座21、信号用吊线31A、31B、上弹簧131、132对AF用控制部16供给控制信号。另外,从线圈基板22通过底座21、供电用吊线32A、32B、AF用电源线171、172,对AF用控制部16进行供电。并且,从AF用控制部16通过下弹簧141、142对AF用线圈112进行供电。由此,实现了对AF可动部11的动作控制(具体为对AF用线圈112的通电电流的控制)。
AF用控制部16的控制IC161具有霍尔元件165和线圈控制部,在AF用控制部16内完成基于霍尔元件165的检测结果的闭环控制,因此只要由四根吊线31A、31B、32A、32B进行对AF用控制部16的供电和控制信号的供给即可。因此,能够使在AF用线圈112和霍尔元件165的驱动中使用的吊线30的结构简化,并且能够提高AF用驱动部的可靠性。
另外,在安装控制IC161的AF用印刷电路板166上设置的端子的配置被分散,因此与向透镜驱动装置1的光轴方向受光侧和光轴方向成像侧中的任意一方集中地牵引配线(AF用电源线、AF用信号线和线圈用电源线)的情况相比,设计的自由度得到提高。另外,能够增大焊锡面积,因此能够减少连接不良,能够提高可靠性。
在透镜驱动装置1中进行抖动修正的情况下,对OIS线圈221A~221D进行通电。具体而言,在OIS用驱动部中,以使摄像机模块A的抖动被抵消的方式,基于来自抖动检测部(省略图示,例如为陀螺仪传感器)的检测信号,对OIS线圈221A~221D的通电电流进行控制。此时,通过反馈霍尔元件23A、23B的检测结果,能够准确地控制OIS可动部10的摆动。
对OIS线圈221A~221D通电后,基于磁铁122A~122D的磁场、与在OIS线圈221A~221D中流过的电流之间的相互作用,在OIS线圈221A~221D中产生洛仑兹力(弗莱明左手法则)。洛仑兹力的方向是与OIS线圈221A~221D的长边部分中的磁场的方向(Z方向)和电流的方向(U方向或V方向)正交的方向(V方向或U方向)。由于OIS线圈221A~221D被固定,因此反作用力作用于磁铁122A~122D。该反作用力成为OIS用音圈电机的驱动力,具有驱动用磁铁122的OIS可动部10在XY平面内摆动,从而进行抖动修正。
在透镜驱动装置1中进行自动对焦的情况下,对AF用线圈112进行通电。由AF用控制部16(控制IC161)控制AF用线圈112中的通电电流。具体而言,控制IC161基于通过信号用吊线31A、31B和上弹簧131、132供给的控制信号以及内置于控制IC161中的霍尔元件165的检测结果,对向AF用线圈112的通电电流进行控制。
此外,在不进行对焦的未通电时,AF可动部11通过上弹簧131、132和下弹簧141、142,成为被吊在无限远位置与微距位置之间的状态(中立点)。即,在OIS可动部10中,AF可动部11(透镜支架111)通过上弹簧131、132和下弹簧141、142,在相对于AF固定部12(磁铁支架121)被定位的状态下,以能够朝Z方向两侧位移的方式受到弹性支撑。
若对AF用线圈112通电,则基于驱动用磁铁122的磁场与在AF用线圈112中流过的电流之间的相互作用,在AF用线圈112中产生洛仑兹力。洛仑兹力的方向是与磁场的方向(U方向或V方向)和在AF用线圈112中流过的电流的方向(V方向或U方向)正交的方向(Z方向)。由于驱动用磁铁122被固定,因此反作用力作用于AF用线圈112。该反作用力成为AF用音圈电机的驱动力,具有AF用线圈112的AF可动部11在光轴方向上移动,从而进行对焦。
在透镜驱动装置1的AF用控制部16中,基于内置于控制IC161中的霍尔元件165的检测信号进行闭环控制。根据闭环控制方式,不需要考虑音圈电机的磁滞特性(hysteresischaracteristics),而且能够直接地检测出AF可动部11的位置稳定的情况。并且,还能够应对像面检测方式的自动对焦。因此,响应性能高,能够实现自动聚焦动作的高速化。
这样,透镜驱动装置1具备OIS驱动部,该OIS驱动部具有:驱动用磁铁122(OIS用磁铁),配置在透镜部2的周围;以及OIS用线圈221,相对于驱动用磁铁122在光轴方向上间隔开配置,该OIS驱动部使包含驱动用磁铁122的OIS可动部10在与光轴方向正交的平面内相对于包含OIS用线圈221的OIS固定部20摆动。
在透镜驱动装置1中,OIS可动部10具有通过粘结来固定驱动用磁铁122的磁铁支架121,磁铁支架121的与驱动用磁铁122的粘结面与光轴方向平行,且光轴方向成像侧的端部(光轴方向上的抖动修正固定部侧的第一端部)开放。而且,粘结面具有凹部121j,该凹部121j从比光轴方向成像侧的端部更靠内侧的位置向光轴方向受光侧的端部(与第一端部相反侧的第二端部)沿着光轴方向延伸。
根据透镜驱动装置1,磁铁支架121与驱动用磁铁122的粘结强度得到提高,因此能够实现小型化和轻量化,并且能够提高可靠性。
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,作为具备摄像机模块A的摄像机搭载装置的一例,列举作为带摄像机的便携终端的智能手机M进行了说明,但本发明能够适用于具有摄像机模块、和对由摄像机模块得到的图像信息进行处理的图像处理部的摄像机搭载装置。摄像机搭载装置包括信息设备和运输设备。信息设备例如包括带摄像机的便携电话机、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,运输设备例如包括汽车。
图25A、图25B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V的图。图25A是汽车V的主视图,图25B是汽车V的后方立体图。汽车V搭载实施方式中说明的摄像机模块A作为车载用摄像机模块VC。如图25A、图25B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、自动驾驶控制用等被使用。
另外,AF用线圈、AF用磁铁、OIS用线圈和OIS用磁铁的结构不限于实施方式中示出的结构。例如,兼用作AF用磁铁和OIS用磁铁的驱动用磁铁也可以具有长方体形状,且以使磁化方向与径向一致的方式配置于AF用线圈的周围。另外,也可以将偏平形状的AF用线圈,以使线圈面与光轴方向平行的方式配置在透镜部的周围,且以使磁化方向与AF用线圈的线圈面交叉的方式配置长方体形状的驱动用磁铁。
在实施方式中,对于在具有OIS功能和AF功能的透镜驱动装置中,驱动用磁铁兼用作AF用磁铁和OIS用磁铁的情况进行了说明,但也可以分开地设置AF用磁铁和OIS用磁铁。另外,本发明能够适用于仅具有OIS功能的透镜驱动装置,即,能够适用于OIS用磁铁的光轴方向成像侧开放(未被磁铁支架支撑)、且将OIS用磁铁通过粘结来固定在磁铁支架上的透镜驱动装置。
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和范围内的所有变更。

Claims (13)

1.一种透镜驱动装置,具备抖动修正用驱动部,该抖动修正用驱动部具有:抖动修正用磁铁,配置在透镜部的周围;以及抖动修正用线圈,相对于所述抖动修正用磁铁在光轴方向上间隔开配置,该抖动修正用驱动部使包含所述抖动修正用磁铁的抖动修正可动部,在与所述光轴方向正交的平面内相对于包含所述抖动修正用线圈的抖动修正固定部摆动,所述透镜驱动装置的特征在于,
所述抖动修正可动部具有通过粘结来固定所述抖动修正用磁铁的磁铁支架,
所述磁铁支架的与所述抖动修正用磁铁的粘结面与所述光轴方向平行,且所述光轴方向上的所述抖动修正固定部侧的第一端部开放,
所述粘结面具有向与所述光轴方向正交的方向凹陷的凹部,该凹部沿着光轴方向,从所述第一端部与第二端部之间的中间位置向所述第二端部延伸,所述第二端部是与所述第一端部相反侧的端部,
形成于所述粘结面的粘结剂层包括沿着所述粘结面形成的第一粘结部分和以进入到所述凹部的方式形成的第二粘结部分,
由所述第一粘结部分和所述第二粘结部分形成台阶部,该台阶部被所述磁铁支架物理地卡止。
2.如权利要求1所述的透镜驱动装置,其特征在于,
所述磁铁支架是通过使用模具的射出成型而形成的。
3.如权利要求2所述的透镜驱动装置,其特征在于,
所述模具具有模具主体、和以嵌套结构配置于所述模具主体的销,
所述凹部是通过所述销形成的。
4.如权利要求1所述的透镜驱动装置,其特征在于,
所述凹部具有半圆形状的剖面。
5.如权利要求1所述的透镜驱动装置,其特征在于,
所述粘结面具有多个所述凹部。
6.如权利要求1所述的透镜驱动装置,其特征在于,
所述磁铁支架在所述粘结面上具有在径向上连通的粘结剂注入孔,
所述粘结剂注入孔被粘结剂闭塞。
7.如权利要求1所述的透镜驱动装置,其特征在于,
对所述粘结面施加了压花加工。
8.如权利要求1所述的透镜驱动装置,其特征在于,
所述磁铁支架是由液晶聚合物形成的。
9.如权利要求1所述的透镜驱动装置,其特征在于,
所述磁铁支架在俯视时具有矩形形状,
所述抖动修正用磁铁配置于所述磁铁支架的四角。
10.如权利要求1所述的透镜驱动装置,其特征在于,
具备自动聚焦用驱动部,该自动聚焦用驱动部具有:自动聚焦用线圈,配置在所述透镜部的周围;自动聚焦用磁铁,相对于所述自动聚焦用线圈在径向上间隔开配置,该自动聚焦用驱动部使包含所述自动聚焦用线圈的自动聚焦可动部在所述光轴方向上相对于包含所述自动聚焦用磁铁的自动聚焦固定部移动,
所述抖动修正用磁铁配置于所述自动聚焦固定部。
11.如权利要求10所述的透镜驱动装置,其特征在于,
所述抖动修正用磁铁兼用作所述自动聚焦用磁铁。
12.一种摄像机模块,其特征在于,具备:
权利要求10所述的透镜驱动装置;
透镜部,安装于所述自动聚焦可动部;以及
摄像部,对通过所述透镜部成像的被拍摄物像进行摄像。
13.一种摄像机搭载装置,其为信息设备或运输设备,其特征在于,具备:
权利要求12所述的摄像机模块;以及
图像处理部,对由所述摄像机模块得到的图像信息进行处理。
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