CN114280874A - 光学部件驱动装置、照相机装置以及电子设备 - Google Patents

光学部件驱动装置、照相机装置以及电子设备 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种光学部件驱动装置、照相机装置以及电子设备，其中即便小型也能够得到大驱动力。光学部件驱动装置(100)具备：马达(8)，其具有：压电板(85)，其由多个压电元件(89)构成，圆环状地形成；以及圆环状的金属板(86)，其设于压电板(85)的表面，具有通过在半径方向并且厚度方向设有多个切口(87)而形成的多个驱动面(88)；支架(6)的被驱动面(670、680)的部分，其作为被驱动部，具有与多个驱动面(88)抵接的被驱动面(670、680)，绕通过圆环状的中心轴相对于金属板(86)相对地旋转；固定部，其设有马达(8)或者被驱动部中的一方；以及支架(6)，其作为活动部，具有对作为光学部件的照相机模块(2)进行保持的保持部，设有马达(8)或者被驱动部中的另一方，绕轴相对于固定部相对旋转。

Description

光学部件驱动装置、照相机装置以及电子设备
技术领域
本发明涉及用于智能手机等电子设备的光学部件驱动装置、照相机装置以及电子设备。
背景技术
在用于智能手机等电子设备的照相机装置中，有的将具有透镜体和图像传感器的模块作为活动部，使活动部绕X轴或Y轴倾斜活动，来进行抖动校正。作为公开了与这种照相机装置有关技术的文献，有专利文献1。该文献1所公开的拍摄用光学装置在具有透镜、拍摄元件以及焦点机构的活动部中的X以及Y方向所对向的外表面，设置抖动校正用的磁石，并且在保持活动部的固定部的底面中心，设置枢轴部，通过该枢轴部，来支撑活动部的底面中心，在固定部的内表面设置抖动校正用的线圈。在该装置中，当对线圈流过电流时，活动部以在枢轴部上支撑的点为中心，进行倾斜活动。
【现有技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】日本特开2009-294393A号公报
发明内容
【发明要解决的课题】
然而，在专利文献1的技术的情况或需要大驱动量的情况下，存在的问题是，驱动力不足，为了得到充分的驱动力，装置自身变得大型化。
本发明是鉴于这样的课题而完成的，其目的在于提供一种即便小型也能够得到大驱动力的光学部件驱动装置。
【用于解决课题的手段】
为了解决上述课题，作为本发明优选方式的光学部件驱动装置，其特征在于，具备：马达，其具有：压电板，其由多个压电元件构成，圆环状地形成；以及圆环状的金属板，其设于所述压电板的表面，具有通过在半径方向并且厚度方向设有多个切口而形成的多个驱动面；被驱动部，其具有与所述多个驱动面抵接的被驱动面，绕通过所述圆环状的中心轴相对于所述金属板相对旋转；固定部，其设有所述马达或者所述被驱动部中的一方；以及活动部，其具有对光学部件进行保持的保持部，设有所述马达或者所述被驱动部中的另一方，绕所述轴相对于所述固定部相对地旋转。
在该方式中也可以，设于所述活动部的所述被驱动部的所述被驱动面呈朝向与所述光学部件的一侧相反侧的凸球面，所述轴通过所述凸球面的中心。
另外也可以，所述被驱动面和与所述被驱动面同形状的凸球面夹着所述保持部设于两侧，两个所述凸球面的中心位于所述保持部的中心并且一致。
另外也可以，所述固定部包围所述活动部与所述活动部对向，所述被驱动面与所述马达的驱动面抵接，与所述被驱动面同形状的凸球面与设于所述固定部的旋转受部的凹球面、圆锥面或具有3点抵接点的抵接面、或者另一个所述马达的驱动面抵接。
另外也可以，所述活动部具有支架，所述支架的设有所述保持部的水平部和设有所述被驱动面的两个侧部是弯折弹性部件而形成的，所述支架推压所述马达，与所述被驱动面同形状的凸球面推压所述旋转受部或者另一个所述马达。
另外也可以，所述被驱动面和与所述被驱动面同形状的凸球面还夹着所述保持部地设于其他的两侧，四个所述凸球面的中心位于所述保持部的中心并且一致，两个所述轴正交。
另外也可以，还设有另一个所述被驱动面，五个所述凸球面的中心位于所述保持部的中心并且一致，三个所述轴相互正交。
另外也可以，与设有所述金属板的一侧相反侧的所述压电板经由弹性体部件保持于所述固定部或者所述活动部。
另外也可以，具备FPC，所述FPC具有与所述支架的所述水平部以及两个侧部对向的三个板部，在各个所述板部上设有所述马达。
另外也可以，在夹着设于与两个所述侧板对向的板部的各个所述马达的两侧，设有一个位置检测用传感器。
作为本发明的另一个优选方式的照相机装置，其特征在于，具备上述光学部件驱动装置。
作为本发明的另一个优选方式的电子设备，其特征在于，具备上述照相机装置。
【发明效果】
本发明光学部件驱动装置具备：马达，其具有：压电板，其由多个压电元件构成，圆环状地形成；以及圆环状的金属板，其设于所述压电元件的表面，具有通过在半径方向并且厚度方向设有多个切口而形成的多个驱动面；被驱动部，其具有与所述多个驱动面抵接的被驱动面，绕通过所述圆环状的中心轴相对于所述金属板相对旋转；固定部，其设有所述马达或者所述被驱动部中的一方；以及活动部，其具有对光学部件进行保持的保持部，设有所述马达或者所述被驱动部中的另一方，绕所述轴相对于所述固定部相对旋转。马达的驱动面与被驱动部的被驱动面抵接旋转，因此即便小型，其驱动力也比较大。因此，能够提供一种即便小型也能够得到大驱动力的光学部件驱动装置。
附图说明
图1是搭载了包括作为本发明的一个实施方式的光学部件驱动装置100的照相机装置101的智能手机109的主视图。
图2是图1的光学部件驱动装置100的立体图。
图3是分解了图2的光学部件驱动装置100的立体图。
图4是从图2除去了罩1的立体图。
图5是从图4除去了第1FPC3、第2FPC9以及底板10的立体图。
图6是从其其角度观察图5的立体图。
图7是从-Y侧观察的图5图。
图8是图5的A-A’线剖面图。
图9是说明图2的光学部件驱动装置100中马达8c的动作的图。
具体实施方式
如图1所示，包括作为本发明的一个实施方式的光学部件驱动装置100的照相机装置101被收纳在智能手机109的框体内。
照相机装置101具有作为光学部件的照相机模块2、驱动照相机模块2的光学部件驱动装置100。照相机模块2具有透镜体21、图像传感器22、透镜驱动装置23以及覆盖它们的长方体状的框体24。图像传感器22将经由透镜体21入射的光变换成图像信号而输出。透镜驱动装置23，沿着与透镜体21的光轴平行的方向驱动透镜体21。
在此，利用XYZ正交坐标系，X轴、Y轴以及Z轴相互正交。透镜体21的光轴方向在初期状态之下，与Z方向平行。另外，从透镜体21观察，被摄体的一侧为+Z侧，有时称为前侧，其相反侧(图像传感器22的一侧)为-Z侧，有时称为后侧。
如图3所示，光学部件驱动装置100具备三个马达8a、马达8b以及马达8c和被驱动部、固定部以及活动部。
如图9的(A)所示，马达8具有压电板85和金属板86。压电板85由多个压电元件89构成，圆环状地形成。金属板86圆环状地设于压电板85的表面，具有通过在半径方向并且厚度方向设有多个切口87而形成的多个驱动面88。在本实施方式中，马达8利用马达8a、8b、8c这3台。
被驱动部在本实施方式中，与设有支架6的被驱动面670、680部分对应，具有与多个驱动面88抵接的受面即被驱动面670、680。被驱动部绕通过马达8的圆环状的中心O的轴(在图9的A中，是Z轴)，相对于金属板86相对旋转。
固定部在本实施方式中，与罩1、第2FPC9以及底板10对应，另外，两个旋转支撑部4以及四个位置检测用传感器7也属于固定部。另外，在本实施方式中，设有马达8。
活动部在本实施方式中，与除了设有支架6的被驱动面670、680的部分以外的部分对应，第1FPC3、四个位置检测用磁石5也属于活动部。支架6具有对作为光学部件的照相机模块2进行保持的作为保持部的后板67，设有被驱动部的被驱动面670、680。从而，活动部绕马达8的轴相对于固定部相对地旋转。其中，在本实施方式中，被驱动面670、680由如后述那样构成支架6的金属板构成，被驱动面670、680也构成活动部。
罩1具有四边形的前板17和从前板17的四边沿着-Z侧延伸的四个侧板18。罩1和四边形的底板10组合成为框体。在罩1的前板17上，设有贯通孔15。罩1底板10包围支架6，与支架6对向。
照相机模块2收纳在支架6之中。支架6是1块具有弹性的金属板，具有作为水平部的后板67和从该后板67的四边弯折而起立的四个侧板68。后板67呈正方形状。侧板68呈倒T字状。后板67的中央作为被驱动面670，向与存在照相机模块2的一侧相反侧的-Z侧鼓出。后板67中的被驱动面670的周围是保持照相机模块2的保持部。+X侧和-Y侧的侧板68的中央作为被驱动面680，向各个存在照相机模块2的一侧相反侧的+X侧、-Y侧鼓出。-X侧和+Y侧的侧板68的中央作为滑动面690，向各个与存在照相机模块2的一侧相反侧的-X侧和+Y侧鼓出。被驱动面670、680以及滑动面690是例如通过冲压加工而形成的凸球面。两个被驱动面680和两个滑动面690具有相同形状和相同大小。被驱动面670、680以及滑动面690的中心O位于作为照相机模块2的中心的保持部的中心，并且一致。各马达8的轴通过被驱动面670、680中凸球面的中心O。在相邻的侧板68的端边之间存在间隙。
在+X侧的侧板68的外表面的夹着被驱动面680的Y方向的两侧和-Y侧的侧板68的外表面的夹着被驱动面680的X方向的两侧，分别设有一个位置检测用磁石5。该位置检测用磁石5被励磁成，朝向外侧的面在+Z侧和-Z侧成为相反的磁极。该位置检测用磁石5用于在支架6上保持的照相机模块2的绕X方向以及Y方向的轴的旋转的检测。在+X+Y侧的位置检测用磁石5的+Y侧，设有另一个位置检测用磁石5。该位置检测用磁石5被励磁成，朝向外侧的面在+Y侧和-Y侧成为相反磁极。该位置检测用磁石5用于在支架6上保持的照相机模块2的绕Z方向的轴的旋转的检测。
在照相机模块2的后侧，配置第1FPC3。第1FPC3具有与XY面平行的外部连接部36和从外部连接部36的端边的+Y侧以及-Y侧的两处开始向+X侧延伸的两个带状部37。两个带状部37在照相机模块2的+X侧的端部的后侧，向-X侧翻转，翻折了的前端穿透支架6与照相机模块2连接。
在底板10的前表面，载置固定第2FPC9。第2FPC9被配置成覆盖支架6的+X侧、-Y侧以及-Z侧。第2FPC9具有与YZ面平行的第1板部98a、与XZ面平行的第2板部98b、与XY面平行的第3板部98c以及从第1板部98a的后端向-X侧弯折突出的外部连接部97。
第1板部98a以及第2板部98b呈T字状。第1板部98a的-Y侧的端边和第2板部98b的+X侧的端边直角相交相连。第3板部98c具有长方形的形状，其-Y侧的端边和第2板部98b的-Z侧的端边直角相交相连。
在第1板部98a、第2板部98b以及第3板部98c的各个中央，设有贯通孔980。在第1板部98a的内表面的夹着贯通孔980的Y方向的两侧和第2板部98b的内表面的夹着贯通孔980的X方向的两侧，以1个位置检测用磁石5与1个位置检测用传感器7对向的方式，设有五个位置检测用传感器7。位置检测用传感器7是霍尔元件。位置检测用传感器7检测与当該位置检测用传感器7对向的位置检测用磁石5的磁场，输出表示检测结果的信号。
如图2所示，通过设于罩1与底板10之间的间隙，第1FPC3的外部连接部36从光学部件驱动装置100的-X侧向外部伸出，第2FPC9的外部连接部97从+X侧向外部伸出。外部连接部36以及外部连接部97被连接固定在外部的基板上。
马达8a、8b以及8c具有：圆盘部81，其具有压电板85以及金属板86而构成；以及圆柱状的凸部83，其设于圆盘部81的中心，与相驱动面88相反侧突出。通过压电板85和金属板86的圆环状的中心轴变成旋转的中心。该凸部83贯通贯通孔980，马达8a、8b、8c与罩1粘接固定。马达8a、8b以及8c的圆盘部81的与第2FPC9对向的面以能够变形的方式，经由如弹性体部件那样的柔软部件，固定于第1板部98a、第2板部98b以及第3板部98c。此外，也可以不经由任何部件，与其他部件不接触。驱动面88在本实施方式中，采用被驱动面670、680和中心O一致的凹球面。
旋转支撑部4作为整体，与马达8同形状，具有与滑动面690抵接的圆盘部41和从圆盘部41的中央突出的凸部43。抵接面44成为被驱动面680和中心O一致的凹球面，但是无需如驱动面88那样被分割。旋转支撑部4的凸部43被粘接固定于罩1，但是也可以去除凸部43而直接粘接固定圆盘部41。旋转支撑部4通过摩擦系数小的的金属或树脂形成即可。通过对旋转支撑部4进行金属冲压或者树脂铸模而成形，能高精度化、组装自动化。
在X方向，沿着+X侧，在罩1的侧板18上安装马达8a，与支架6的被驱动面680抵接，沿着-X侧在侧板18上安装旋转支撑部4，与支架6的滑动面690抵接。此时，支架6的被驱动面680和滑动面690被向支架6的侧板68的外侧打开这样的弹性力，而将马达8a以及旋转支撑部4推压向侧板18。由此，支架6稳定地支撑在马达8a与旋转支撑部4之间。被驱动面680和滑动面690的中心O在照相机模块2的中心一致，并且沿着前述的X方向延伸的马达8a的轴通过该中心O。进一步地，该轴通过旋转支撑部4的圆盘部41的中心。
在Y方向，沿着-Y侧在侧板18上安装马达8b，与支架6的被驱动面680抵接，沿着+Y侧在侧板18上安装旋转支撑部4，与支架6的滑动面690抵接。此时，支架6的被驱动面680和滑动面690通过向支架6的侧板68的外侧打开这样的弹性力，将马达8b以及旋转支撑部4推压向侧板18。由此，支架6被稳定地支撑在马达8b与旋转支撑部4。被驱动面680和滑动面690的中心O在照相机模块2的中心一致，并且X方向的被驱动面680以及滑动面690的中心O也一致。进一步地，沿着Y方向延伸的马达8b的轴通过该中心O，并且该轴通过旋转支撑部4的圆盘部41的中心。
在Z方向，在底板10安装马达8c，与支架6的被驱动面670抵接。此时，被驱动面680以及滑动面690向+Z侧位移，受到马达8a、8b的驱动面88的+Z侧以及旋转支撑部4的抵接面44的+Z侧的阻碍，因此被驱动面670总是与马达8c的驱动面88抵接。被驱动面670的中心O与被驱动面680的中心O一致。沿着马达8c的Z方向延伸的轴通过该中心O，该轴在初期状态与光轴一致。
通过以上的构造，保持在支架6上的照相机模块2与支架6一起旋转自由地支撑在X、Y、Z方向。从而，通过马达8a绕X轴旋转，通过马达8b绕Y轴旋转，通过马达8c绕Z轴旋转。
当对如图9的(A)所示的压电板85的各压电元件89施加电压时，各压电元件89根据电压而伸缩，但是金属板86不伸缩。由此，圆盘部81在圆周向发生变形，以便驱动面88产生作为整体突出的部分和凹陷的部分。此时，如图9的(B)所示，相邻的驱动面88的间隔即切口87的宽度发生变化。例如，通过对各压电元件89施加共振频率的矩形波，能够产生这样的变形。进一步地，通过改变其相位，如图9的(B)所示，驱动面88沿着周向椭圆运动。例如，在使支架6的被驱动面670绕沿着Z方向轴的顺时针方向活动的情况下，以在圆环状并列的驱动面88突出时进行顺时针方向活动那样的椭圆运动的方式，施加电压。
以上是本实施方式的构成的细节。本实施方式的光学部件驱动装置100具备：马达8，其具有：压电板85，其由多个压电元件89构成，圆环状形成；以及圆环状的金属板86，其设于压电板85的表面，具有通过在半径方向并且厚度方向设有多个切口87而形成的多个驱动面88；支架6的被驱动面670、680的部分，其作为被驱动部，具有与多个驱动面88抵接的被驱动面670、680，绕通过圆环状的中心轴相对于金属板86相对地旋转；固定部，其设有马达8或者被驱动部的中的一方；以及支架6，其作为活动部，具有对作为光学部件的照相机模块2进行保持的保持部，设有马达8或者被驱动部中的另一方，绕轴相对于固定部相对地旋转。马达8的驱动面88与被驱动部的被驱动面670、680抵接旋转，由此，即便小型，其驱动力也大。由此，能够提供一种即便小型也能够得到大驱动力的光学部件驱动装置100。
另外，在上述实施方式中优选，支架6通过弹簧部件等，从前侧向马达8c推压，稳定地抵接驱动面88和被驱动面670。作为弹簧部件，也可以利用板簧，也可以以底板10的中央部比周边部稍微向少前侧的方式，使底板10翘曲，也可以通过使马达8a、8b的凸部83以及旋转支撑部4的凸部43固定在比本来的位置稍微靠后侧，以作为弹性部件的支架6的弹性力来进行推压。另外，也可以不是弹簧部件，而例如利用磁石和磁性体或者磁石的吸引力或者反作用力。
另外，在上述实施方式中，也可以不配置马达8c和被驱动面670，而仅配置马达8a、8b和被驱动面680，绕X以及Y方向这2轴驱动支架6。另外，也可以将旋转支撑部4置换成马达8。该情况下，滑动面690成为被驱动面680。
光学部件不限于照相机模块2。例如，也可以是棱镜，而不是光的入射面、反射面以及出射面，在一个面侧设置马达和被驱动部，在另一个面侧设置旋转支撑部和滑动面，使侧面的法线方向绕轴旋转。
驱动面88作为整体成为平面。另外，也可以将一个一个的驱动面88形成平面，其平面的法线通过被驱动面670、680的中心O。另外也可以是，驱动面88的法线为通过被驱动面670、680的中心O的圆锥面。同样地也可以是，抵接面44的法线为通过滑动面690的中心O的圆锥面。另外，也可以作为抵接面44，以3点点接触来支撑滑动面690。
构成被驱动部的被驱动面670、680以构成支架6的金属板构成，但是也可以是，以其他部件来构成被驱动部，形成被驱动面670、680，例如将其粘接固定在支架6上。不考虑支架6的弹性，易于得到与驱动面88的适当的摩擦或摩耗状态。另外，针对驱动面88，也无需是金属板86的材料本身，可以进行一些表面处理，或者进行处理，对被驱动面670、680之间改变摩擦或摩耗状态。滑动面690以及抵接面44也是同样的。
也可以将马达8设于活动部，将被驱动部设于固定部。该情况下，优选使得被驱动部的被驱动面670、680为凹球面。另外，该情况下，使凹球面的中心O一致即可。
【符号说明】
1罩；2照相机模块；3第1FPC；4旋转支撑部；5位置检测用磁石；6支架；7位置检测用传感器；8、8a、8b、8c马达；9第2FPC；10底板；15、980贯通孔；17前板；18、68侧板；21透镜体；22图像传感器；23透镜驱动装置；24框体；36、97外部连接部；37带状部；41圆盘部；43凸部；44抵接面；67后板；81圆盘部；83凸部；85压电板；86金属板；87切口；88驱动面；89压电元件；98a第1板部；98b第2板部；98c第3板部；100光学部件驱动装置；101照相机装置；109智能手机；670、680被驱动面；690滑动面。

Claims (12)

1.一种光学部件驱动装置，其特征在于，具备：
马达，其具有：压电板，其由多个压电元件构成，圆环状地形成；以及圆环状的金属板，其设于所述压电板的表面，具有通过在半径方向并且厚度方向设有多个切口而形成的多个驱动面；
被驱动部，其具有与所述多个驱动面抵接的被驱动面，绕通过所述圆环状的中心轴相对于所述金属板相对旋转；
固定部，其设有所述马达或者所述被驱动部中的一方；以及
活动部，其具有对光学部件进行保持的保持部，设有所述马达或者所述被驱动部中的另一方，绕所述轴相对于所述固定部相对旋转。
2.根据权利要求1所述的光学部件驱动装置，其特征在于，
设于所述活动部的所述被驱动部的所述被驱动面呈朝向与所述光学部件的侧相反侧的凸球面，所述轴通过所述凸球面的中心。
3.根据权利要求2所述的光学部件驱动装置，其特征在于，
所述被驱动面和与所述被驱动面同形状的凸球面夹着所述保持部设于两侧，两个所述凸球面的中心位于所述保持部的中心并且一致。
4.根据权利要求3所述的光学部件驱动装置，其特征在于，
所述固定部围绕所述活动部与所述活动部对向，
所述被驱动面抵接着所述马达的驱动面，
与所述被驱动面同形状的凸球面抵接着设于所述固定部的旋转受部的凹球面、圆锥面、或具有3点抵接点的抵接面、或者另一个所述马达的驱动面。
5.根据权利要求4所述的光学部件驱动装置，其特征在于，
所述活动部具有支架，所述支架的设有所述保持部的水平部和设有所述被驱动面的两个侧部是弯折弹性部件而形成的，
所述支架推压所述马达，与所述被驱动面同形状的凸球面推压所述旋转受部或者另一个所述马达。
6.根据权利要求3所述的光学部件驱动装置，其特征在于，
所述被驱动面和所述被驱动面同形状的凸球面还夹着所述保持部设于其他的两侧，四个所述凸球面的中心位于所述保持部的中心并且一致，两个所述轴正交。
7.根据权利要求6所述的光学部件驱动装置，其特征在于，
还设有另一个所述被驱动面，五个所述凸球面的中心位于所述保持部的中心并且一致，三个所述轴相互正交。
8.根据权利要求1所述的光学部件驱动装置，其特征在于，
与设有所述金属板的一侧相反侧的所述压电板经由弹性体部件，保持于所述固定部或者所述活动部。
9.根据权利要求5所述的光学部件驱动装置，其特征在于，
具备FPC，所述FPC具有与所述支架的所述水平部以及两个侧部对向的三个板部，
在各个所述板部上设有所述马达。
10.根据权利要求9所述的光学部件驱动装置，其特征在于，
在夹着设于与两个所述侧板对向的板部的各个所述马达的两侧，设有位置检测用传感器。
11.一种照相机装置，其特征在于，具备权利要求1～10中任一项所述的光学部件驱动装置。
12.一种电子设备，其特征在于，具备权利要求11所述的照相机装置。
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