TWI657279B - 透鏡保持器驅動裝置以及具有照相機的行動終端 - Google Patents

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Abstract

本發明的課題在於達成省電並抑制二次共振。分別設置於透鏡保持器的上部側及下部側之上側板彈簧以及下側板彈簧係分別具備有：內周側端部，係固定於透鏡保持器；外周側端部，係固定於固定部；以及複數條臂部。上側板彈簧的複數條臂部與下側板彈簧的複數條臂部係呈平面觀視為實質性相同的形狀。複數條臂部係分別包含有至少一個折返的迴轉形狀部分。上側板彈簧及下側板彈簧的一方係具有至少一個具伸縮性及可撓性的樹脂，該樹脂係以跨設在彼此相對向的部位之方式設置於複數條臂部的迴轉形狀部分。

Description

透鏡保持器驅動裝置以及具有照相機的行動終端
本發明係有關於一種透鏡保持器(lens holder)驅動裝置，尤其有關於一種可使可安裝透鏡筒(lens barrel)之透鏡保持器(可動部)於透鏡的光軸方向移動之透鏡保持器驅動裝置以及具有照相機的行動終端。
於具有照相機的行動終端搭載行動型小型照相機。此行動型小型照相機係使用自動對焦(AF；automatic focus)用透鏡保持器驅動裝置。以使用於此種AF用透鏡保持器驅動裝置之驅動機構(致動器(Actuator))而言，已知有使用音圈馬達(VCM；voice coil motor)之VCM方式。在VCM方式的AF用透鏡保持器驅動裝置中，以驅動機構(致動器)而言係具備有驅動線圈以及由磁軛(yoke)及永久磁鐵所構成的磁性電路。VCM方式的驅動機構係大致區分為「動圈式(moving coil type)」的驅動機構以及「動磁式(moving magnet type)」的驅動機構。
在此種VCM方式的AF用透鏡保持器驅動裝置中，使用彈簧構件(彈性構件)，該彈簧構件(彈性構件)係在對於固定部已定位於徑方向的狀態下，將包含有透鏡的柱狀可動部(透鏡以及透鏡保持器)可變位地支撐於光軸方向(中心軸方向)。此外，可動部亦可稱為移動體或可動體，固定部亦可稱為固定構件、支撐體、殼體或者固定體。上述驅動機構係設置於可動部(移動體)與固定部(固定構件；支撐體)。
以此種彈簧構件(彈性構件)而言，一般來說係使用一對板彈簧，該一對板彈簧係設置於用以保持透鏡組(lens assembly)(透鏡筒)之透鏡保持器(柱狀的可動部；移動體)的光軸方向兩側。一對板彈簧係將透鏡保持器(柱狀的可動部；移動體)在相對於配置在其周圍的殼體(筒狀的固定部；固定構件；支撐體)已於徑方向定位的狀態下於光軸方向可變位地予以支撐。一對板彈簧中；其中一方係稱為上側板彈簧，另一方係稱為下側板彈簧。
此外，上側板彈簧亦可稱為前側彈簧或前側彈簧構件，下側板彈簧亦可稱為後側彈簧或後側彈簧構件。
因此，在VCM方式的AF用透鏡保持器驅動裝置中，使板彈簧(彈簧構件)的復原力(彈壓力)與驅動機構所產生的推力(驅動力)平衡，使可動部(移動體)移動至光軸方向的 預定位置(目標位置)。在此種構成的VCM方式的AF用透鏡保持器驅動裝置中，由於藉由板彈簧(彈簧構件)將可動部(移動體)支撐於固定部(固定構件；殼體；支撐體)，因此會有在驅動可動部(移動體)時或者因為來自外部的振動或衝擊等而使可動部(移動體)進行不必要的振動之問題。
以往提出各種用以解決此種問題的對策。
例如在專利文獻1中，於板彈簧配置有由具有彈性的樹脂所構成的緩衝構件，該板彈簧係設置有複數個切口槽而形成透鏡保持器與固定構件之間的連結部。緩衝構件係配置於透鏡保持器與板彈簧之間的連接近處以及固定構件與板彈簧之間的連接近處。
此外，在專利文獻2中，於彈簧塗布潤濕(dumping)劑，該彈簧係具有外側環、內側環、以及連結外側環與內側環之彈性連結部。潤濕劑係塗布於彈性連結部之靠近內側環的部位。
再者，在專利文獻3中，於前側彈簧構件設置具備有黏彈性的緩衝材料，該前側彈簧構件係連接於移動體中的透鏡光軸方向的前側端部與支撐體，且具備有支撐體側連結部、移動體側連結部、以及連接支撐體側連結部與移動體側連結部之臂部。緩衝材料僅設置於跨設於臂部與移動 體側連結部的部位中之跨設於「臂部中從與該臂部的移動體側連接部之間的連接部接近與該臂部的支撐體側連結部之間的接近部分」之部分與移動體側連結部的部位。
再者，在專利文獻4中，於連繫可動體與固定體之彈簧構件具備有具有黏彈性的緩衝材料，該緩衝材料係用以吸收可動體的光軸方向中對於固定體的振動，並縮短可動體的振動時間。於緩衝材料的設置部位形成有成為緩衝材料的設置範圍的準據之凸部及/或凹部。彈簧構件係具備有：可動側固定部，係固定於可動體；固定側固定部，係固定於固定體；以及腕部，係連繫可動側固定部與固定側固定部。將連繫於可動側固定部之腕部的一端作為腕部的前端，將連繫於固定側固定部之腕部的另一端作為腕部的基端。緩衝材料係至少設置於下述任一部位：跨設於可動側固定部與固定側固定部之部位、跨設於除了腕部的前端側的部分與可動側固定部之部位、跨設於除了腕部的基端側的部分與固定側固定部之部位、跨設於可動體與固定側固定部之部位、跨設於固定體與可動側固定部之部位、跨設於除了腕部的前端側的部分與可動體之部位、跨設於除了腕部的基端側的部分與固定體之部位、以及跨設於可動體與固定體之部位。
此外，為了提升對焦精度，係進行藉由回授(feedback)控制來控制透鏡的位置之動作(參照例如專利文獻5)。專利 文獻5所揭示的攝像裝置係具備有：透鏡；驅動元件，係用以調整透鏡的位置；以及位置檢測元件，係用以檢測透鏡的位置。搭載於攝像裝置的焦距(focus)控制電路係具備有：回授等化器(feedback equalizer)，係將藉由位置檢測元件的輸出訊號所特定的透鏡的位置與外部所設定的透鏡的目標位置之差距作為基準，產生用以使透鏡的位置對準目標位置之驅動訊號，並控制驅動元件。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1：日本特開2006-251111號公報
專利文獻2：日本特開2009-271204號公報
專利文獻3：日本特許第5489747號公報
專利文獻4：日本特開2012-32607號公報
專利文獻5：日本特開2011-22562號公報
然而，在VCM方式的AF用鏡頭保持器驅動裝置中，藉由驅動機構的推力(驅動力)對抗板彈簧(彈簧構件)的復原力(彈壓力)而使可動部於光軸方向上下移動。因此，在板彈簧(彈簧構件)的復原力(彈壓力)大之情形，必須將驅動機構的推力(驅動力)增大，導致必須對驅動線圈流通大的驅動電流。
在上述專利文獻1至4中存在有下述問題點。
在專利文獻1中，緩衝構件係配設於保持器或固定構件與板彈簧之間的連接部位附近。因此，相較於無緩衝構件之原本的板彈簧，具有該緩衝構件的板彈簧的光軸方向的復原力會變大。換言之，板彈簧的光軸方向的彈簧常數會變化。結果，必須對驅動線圈流通大的驅動電流來對抗板彈簧的復原力。
在專利文獻2中，潤濕劑被塗布於彈簧的彈性連結部之靠近內側環的部位。因此，與上述專利文獻1相同，相較於無潤濕劑之原本的彈簧，具有該潤濕劑的彈簧的復原力會變大。換言之，彈簧的光軸方向的彈簧常數會變化。結果，必須對驅動線圈流通大的驅動電流來對抗彈簧的復原力。
在專利文獻3中，具備有黏彈性的緩衝材料係跨設於前側彈簧構件的臂部與移動體側連結部而設置。因此，與上述專利文獻1及專利文獻2相同，相較於無緩衝劑之原本的前側彈簧構件，具有該緩衝材料的前側彈簧構件的彈壓力(復原力)會變大。換言之，前側彈簧構件的透鏡光軸方向的彈簧常數會變化。結果，必須對驅動線圈流通大的驅動電流來對抗前側彈簧構件的復原力。
在專利文獻4中，具備有黏彈性的緩衝材料係跨設於彈簧構件的兩個部位而設置。因此，與上述專利文獻1至專利文獻3相同，相較於無緩衝劑之原本的彈簧構件，具有該緩衝材料的彈簧構件的彈壓力(復原力)會變大。換言之，彈簧構件的透鏡光軸方向的彈簧常數會變化。結果，必須對驅動線圈流通大的驅動電流來對抗彈簧構件的復原力。
亦即，專利文獻1至4所揭示的透鏡保持器驅動裝置皆無法達成省電。
因此，為了達成省電，本發明人們係檢討儘量減小板彈簧(彈簧構件)的復原力(彈壓力)。以其中一個解決對策而言，本發明人們係想到將板彈簧(彈簧構件)的臂部的長度加長。為了將臂部的長度加長，本發明人們係試作於臂部設置有180度折返的迴轉(U-turn)形狀部分之新穎的板彈簧。並且，實際試作使用新穎的板彈簧來取代舊的板彈簧之透鏡保持器驅動裝置。
接著，本發明人們係試驗此試作的透鏡保持器驅動裝置的性能。結果，本發明人們確認到能以比以往較小的驅動電流(推力)使可動部於光軸方向上下移動。
然而，本發明人們確認到當使用具有此種長度的臂部的板彈簧時，會產生下述新的問題。
詳細而言，為了測量(作成)試作的透鏡保持器驅動裝置的頻率響應特性(波德圖(Bode diagram))，本發明人們係一邊對可動部施加使頻率變化的預定振幅的振動，一邊以安裝於透鏡保持器驅動裝置的位置檢測元件來檢測可動部的光軸方向的位置。結果，本發明人們確認到不僅在新穎的板彈簧的固有頻率下可動部會於光軸方向振動(共振)，在固有頻率的約五倍的頻率下可動部會一邊在光軸的周圍轉動一邊搖動(共振)。此外，可動部在光軸的周圍轉動之原因被認為是將板彈簧的臂部的長度加長或者是移動部不平衡(unbalance)(亦即，移動部的重心從透鏡的光軸偏移)所致。在此，在固有頻率下的振動(共振)亦稱為一次共振(主共振)，在固有頻率的約五倍的頻率下的搖動(共振)亦稱為二次共振(副共振)。因此，在將板彈簧的臂部的長度加長時期望抑制副共振。
尤其是欲進行專利文獻5中所揭示的回授控制時，副共振會對回授控制造成不良的影響。
因此，本發明的目的在於提供一種能達成省電且能抑制二次共振(副共振)之透鏡保持器驅動裝置。
本發明的其他目的隨著說明書中的說明即能明瞭。
本發明第一例示性的態樣的要點為，透鏡保持器驅動裝置(10)係具備有：透鏡保持器(14)，係可安裝透鏡筒(11)；固定部(12、30)，係配置於該透鏡保持器(14)的外周圍；驅動機構(16、18、20)，係用以將透鏡保持器(14)朝透鏡的光軸(O)方向驅動；上側板彈簧(22)，係在上側板彈簧(22)的上部側連結透鏡保持器(14)與固定部(12、30)；以及下側板彈簧(24)，係在下側板彈簧(24)的下部側連結透鏡保持器(14)與固定部(12、30)。上側板彈簧(22)以及下側板彈簧(24)係分別具備有：內周側端部(222、242)，係固定於透鏡保持器(14)；外周側端部(224、244)，係固定於固定部(12、30)；以及複數條臂部(226、246)，係沿著周方向設置，用以連結內周側端部與外周側端部之間。上側板彈簧(22)的複數條臂部(226)與下側板彈簧(24)的複數條臂部(246)係呈平面觀視為實質性相同的形狀。複數條臂部(226、246)係分別包含有至少一個折返的迴轉形狀部分(226a、246a)。上側板彈簧(22)及下側板彈簧(24)的一方係具有至少一個具伸縮性及可撓性的樹脂(45)，該樹脂(45)係以跨設在彼此相對向的部位之方式設置於複數條臂部(226、246)的迴轉形狀部分(226a、246a)。
在本發明的透鏡保持器驅動裝置(10)中，較佳為具有伸縮性及可撓性的複數個上述樹脂(45)係在以光軸(O)為中 心的周方向中等角度間隔地設置。較佳為上述樹脂(45)係由彈性接著劑所構成。更佳為彈性接著劑(45)係由濕氣硬化型彈性接著劑所構成。濕性硬化型彈性接著劑係例如可選自矽氧(silicone)系接著劑、矽烷基末端(silyl end group)聚合物系接著劑。較佳為複數條臂部(246)的迴轉形狀部分(246a)係於上述相對向的部位具有用以使上述樹脂(45)容易藉由樹脂(45)的表面張力而跨設之定位突起(247)。
此外，在本發明的透鏡保持器驅動裝置(10)中，上述固定部亦可包含配置於透鏡保持器(14)的下側之基座構件(12)。在此情形中，上述驅動機構亦可具備有：驅動線圈(16)，係在上側板彈簧(22)與下側板彈簧(24)的另一方的附近側固定於透鏡保持器(14)的周圍；略四角筒狀的磁軛(20)，係立設於基座構件(12)上；以及驅動用磁鐵(18)，係在與光軸(O)方向正交的第一方向(Y)中，以與驅動線圈(16)相對向之方式配置於磁軛(20)的相對向的一對內壁面。透鏡保持器驅動裝置(10)亦可進一步具備有：位置檢測部(34)，係用以在上側板彈簧(22)與下側板彈簧(24)的一方的附近側檢測透鏡保持器(14)的位置。位置檢測部(34)亦可包含有：一對感測器用磁鐵(342a、342b)中的一方的感測器用磁鐵(342a)，係在與光軸(O)方向及第一方向(Y)正交的第二方向(X)中，安裝於透鏡保持器(14)所對應的外周面；以及磁性檢測元件(344)，係與一方的感測器用磁鐵(342a)相對向，並設置於基座構件(12)。
依據本發明第二例示性的態樣，能獲得搭載有上述透鏡保持器驅動裝置(10)而構成的具有照相機的行動終端(80)。
此外，上述括號內的元件符號係為了容易理解本發明而附加者，其僅為一例，並非用以限定本發明。
在本發明中，能達成省電並抑制二次共振(副共振)。
10‧‧‧透鏡保持器驅動裝置
11‧‧‧透鏡筒
12‧‧‧基座構件(致動器基座)
14‧‧‧透鏡保持器
16‧‧‧驅動線圈
18‧‧‧驅動用磁鐵
20‧‧‧磁軛
22‧‧‧上側板彈簧(板彈簧)
24‧‧‧下側板彈簧(板彈簧)
24-1‧‧‧第一彈簧片
24-2‧‧‧第二彈簧片
30‧‧‧間隔物(內部框體)
34‧‧‧位置檢測部
40‧‧‧可撓性印刷基板(FPC)
45‧‧‧彈性接著劑(具有伸縮性及可撓性的樹脂)
80‧‧‧具有照相機的行動終端(智慧型手機)
120‧‧‧基座部
122‧‧‧前側突出部(突出部)
122a‧‧‧矩形孔
123‧‧‧後側突出部(突出部)
140‧‧‧筒狀部
140a‧‧‧收容部
162‧‧‧長邊部
164‧‧‧短邊部
182‧‧‧平板狀驅動用磁鐵片
202‧‧‧外筒部
202a‧‧‧前側切口部
202b‧‧‧後側切口部
202B‧‧‧後側板部
202F‧‧‧前側板部
202L‧‧‧左側板部
202R‧‧‧右側板部
204‧‧‧環狀上端部
206‧‧‧內側垂直延伸部
207‧‧‧突起部
222‧‧‧上側內周側端部
224‧‧‧上側外周側端部
226‧‧‧上側臂部
226a‧‧‧迴轉形狀部分
242‧‧‧下側內周側端部
242-1‧‧‧第一端子部
242-2‧‧‧第二端子部
244‧‧‧下側外周側端部
244-1‧‧‧第一外部連接端子
244-2‧‧‧第二外部連接端子
246‧‧‧下側臂部
246a‧‧‧迴轉形狀部分
247‧‧‧定位突起
302‧‧‧環狀部
304‧‧‧垂直延伸部
305‧‧‧前側U狀板部(U狀板部)
306‧‧‧後側U狀板部(U狀板部)
342‧‧‧感測器用磁鐵
342a‧‧‧感測器用磁鐵
342b‧‧‧感測器用磁鐵
344‧‧‧霍爾感測器(磁性檢測元件)
401‧‧‧圓錐狀的凹槽
O‧‧‧光軸
X‧‧‧前後方向(第二方向)
Y‧‧‧左右方向(第一方向)
Z‧‧‧上下方向
Pin1至Pin7‧‧‧第一端子至第七端子
圖1係本發明實施形態之一的透鏡保持器驅動裝置的外觀立體圖。
圖2係圖1所示的透鏡保持器驅動裝置的分解立體圖。
圖3係圖1的Ⅲ-Ⅲ線的縱剖視圖。
圖4係圖1的Ⅳ-Ⅳ線的縱剖視圖。
圖5係顯示從基座構件朝上觀看使用於圖1所示的透鏡保持器驅動裝置之上側板彈簧的形狀之狀態的平面圖。
圖6係顯示從基座構件朝上觀看使用於圖1所示的透鏡保持器驅動裝置之下側板彈簧的形狀之狀態的平面圖。
圖7係顯示圖5所示的上側板彈簧與圖6所示的下側板彈簧之間的關係之平面圖。
圖8係用以說明形成於使用在圖1所示的透鏡保持器 驅動裝置的可撓性印刷基板(Flexible Printed Circuit；FPC)的導體圖案之圖，(A)為透鏡保持器驅動裝置的前視圖，(B)為可撓性印刷基板(FPC)的導體圖案的七個端子以及連接於該七個端子之端子之間的關係之表。
圖9係顯示從基座構件朝上觀看圖1所示的透鏡保持器驅動裝置的安裝體的狀態之平面圖，且顯示於下側板彈簧設置(塗布)彈性接著劑前的狀態之圖。
圖10係顯示從基座構件朝上觀看圖1所示的透鏡保持器驅動裝置的安裝體的狀態之平面圖，且顯示於下側板彈簧設置(塗布)彈性接著劑後的狀態之圖。
圖11係將圖9的局部予以放大顯示之局部放大圖。
圖12係將圖10的局部予以放大顯示之局部放大圖。
圖13係用以說明圖1所示的透鏡保持器驅動裝置的功效之圖，(A)係顯示塗布彈性接著劑前的透鏡保持器驅動裝置(對策前)的頻率響應特性之波德圖，(B)係顯示塗布彈性接著劑後的本實施形態的透鏡保持器驅動裝置(對策後)的頻率響應特性之波德圖。
圖14係用以說明圖1所示的透鏡保持器驅動裝置的功效之圖，(A)至(C)係分別顯示塗布彈性接著劑後的本實施形態的三台透鏡保持器驅動裝置(No1、No2、No3)的頻率響應特性之波德圖。
圖15係顯示搭載有圖1所示的透鏡保持器驅動裝置之具有照相機的行動終端之立體圖。
參照圖1至圖4，說明本發明實施形態之一的透鏡保持器驅動裝置10。
圖1係透鏡保持器驅動裝置10的外觀立體圖。圖2係透鏡保持器驅動裝置10的分解立體圖。圖3係圖1的Ⅲ-Ⅲ線的縱剖視圖。圖4係圖1的Ⅳ-Ⅳ線的縱剖視圖。
在此，如圖1至圖4所示，使用正交座標系(X、Y、Z)。在圖1至圖4所示的狀態中，於正交座標系(X、Y、Z)中，X軸方向為前後方面(深入方向)，Y軸方向為左右方向(寬度方向)，Z軸方向為上下方向(高度方向)。接著，在圖1至圖4所示的例子中，上下方向Z為透鏡的光軸O方向。此外，在本實施形態中，Y軸方向(左右方向)亦稱為第一方向，X軸方向(前後方向)亦稱為第二方向。
然而，在實際的使用狀況中，光軸O方向亦即Z軸方向係成為前後方向。換言之，Z軸的上方向成為前方向，Z軸的下方向成為後方向。
圖示的透鏡保持器驅動裝置10為採用使用有作為驅動機構(致動器)的音圈馬達(VCM)之VCM方式的透鏡保持器驅動裝置。VCM方式的透鏡保持器驅動裝置係如後述般，以驅動機構(致動器)而言係具備有驅動線圈以及由磁 軛及永久磁鐵所構成的磁性電路。圖示的透鏡保持器驅動裝置10係採用「動圈式」的驅動機構作為VCM方式的驅動機構。
圖示的透鏡保持器驅動裝置10係可設置於具有可自動對焦(AF)的照相機的行動電話、智慧型手機、筆記型電腦、平板型電腦、行動型遊戲機、Web(網路)照相機、車載用照相機等行動終端。
圖示的透鏡保持器驅動裝置10係用以使保持透鏡筒11之透鏡保持器14(容後述)於光軸O方向移動。因此，光軸O為驅動軸(中心軸)。透鏡保持器驅動裝置10係具有配置於Z軸方向(光軸O方向)下側(後側)的基座構件(致動器基座)12。
於該基座構件(致動器基座)12的下部(後部)配置有感測器基板(未圖示)。感測器基板係搭載攝像元件或時脈(clock)產生源等電子零件。透鏡保持器驅動裝置10及感測器基板係被屏蔽外殼(shield case)覆蓋。屏蔽外殼係用以遮蔽從感測器基板所產生的電磁雜訊。
藉由透鏡保持器驅動裝置10、感測器基板、攝像元件以及屏蔽外殼的組合來構成照相機模組。
攝像元件係將藉由透鏡筒11所成像的被拍攝物影像予以攝像，並轉換成電性訊號。攝像元件係藉由例如CCD(charge coupled device；電荷耦合元件)型成像感測器(imaging sensor)、CMOS(complementary metal oxide semiconductor；互補式金屬氧化物半導體)型成像感測器等所構成。
透鏡保持器驅動裝置10係具備有：透鏡保持器14，係具有用以保持透鏡筒11的筒狀部140；環狀的驅動線圈16，係以位於筒狀部140的外周圍之方式固定於該透鏡保持器14；略四角筒狀的磁軛20，係具備有與該驅動線圈16相對向的驅動用磁鐵18；以及一對板彈簧22、24，係設置於透鏡保持器14的筒狀部140的光軸O方向兩側。
為了將透鏡筒11裝設於透鏡保持器14，係將透鏡筒11收容於透鏡保持器14內，並藉由接著劑等彼此接合。
此外，藉由驅動用磁鐵18與磁軛20的組合構成磁性電路。
一對板彈簧22、24係在已將透鏡保持器14定位於徑方向的狀態下可變位地支撐於光軸O方向，一對板彈簧22、24中，一方的板彈簧22亦稱為上側板彈簧，另一方的板彈簧24亦稱為下側板彈簧。
此外，如上述，在實際的使用狀況中，Z軸方向(光軸O方向)的上方向成為前方向，Z軸方向(光軸O方向)的下方向成為後方向。因此，上側板彈簧22亦稱為前側彈簧，下側板彈簧24亦稱為後側彈簧。
上側板彈簧(前側彈簧)22以及下側板彈簧(後側彈簧)24係例如由不鏽鋼、鈹銅(beryllium copper)、鎳銅等金屬所製成。接著，上側板彈簧(前側彈簧)22以及下側板彈簧(後側彈簧)24係藉由對預定薄板進行衝壓(press)加工或者使用光刻(photolithography)技術的蝕刻加工所製造。此外，蝕刻加工比衝壓加工還佳。其理由為在蝕刻加工中不會於板彈簧留下殘留應力。
此外，以板彈簧的材料而言，不鏽鋼比鈹銅還佳，尤其較佳為使用高硬度不鏽鋼。其理由為已知鈹的化合物的毒性很強，從環保的觀點而言，板彈簧的材料較佳為使用鈹銅以外的材料(無鈹銅)。此外，以高硬度不鏽鋼而言，能使用例如日本金屬工業股份有限公司製造的NTK S-4或NTK 301(SUS301)。
如圖1所示，磁軛20係呈略四角筒狀。亦即，磁軛20係具備有：外筒部202，係實質性為四角筒形狀；以及略四角形的環狀上端部204，係在該外筒部202的上端(前 端)朝外筒部202的內側突出。此外，磁軛20亦具備有：四條內側垂直延伸部206，係在環狀上端部204的內側的四個角落以與光軸O平行之方式朝垂直下方延伸。
因此，驅動線圈16亦呈配合略四角筒狀的磁軛20的形狀之略四角筒狀。更詳細而言，驅動線圈16係由四個長邊部162與四個短邊部164所構成且呈八角筒狀，該四個長邊部162係與磁軛20的四邊平行地相對向配置，該四個短邊部164係與磁軛20的四個角落相對向。驅動線圈16係以被收容於磁軛20的外筒部202與四條內側垂直延伸部206之間的空間之方式，在上側板彈簧22的附近側安裝於透鏡保持器14的筒狀部140的外壁。
如圖3所示，圖示的驅動用磁鐵18係由兩個平板狀驅動用磁鐵片182所構成，該兩個平板狀驅動用磁鐵片182係以隔著間隔與驅動線圈16相對向之方式配置於磁軛20的外筒部202的左右方向Y相對向的兩個內壁面。換言之，各個平板狀驅動用磁鐵片182的水平方向的兩端係延伸達至磁軛20的前後方向X相對向的兩邊。接著，驅動線圈16係配置成接近至各個平板狀驅動用磁鐵片182的水平方向的兩端附近。
藉由此種構造，能抑制磁性電路的磁性效率的降低。
各個平板狀驅動用磁鐵片182係於徑方向被著磁，且內周側與外周側被著磁成不同極。在圖示的例子中，如圖3所示，各個平板狀驅動用磁鐵片182的內周側係著磁成N極，外周側係著磁成S極。
藉由驅動線圈16、兩個平板狀驅動用磁鐵片182、以及磁軛20的組合，構成「動圈式」的驅動機構。
磁軛20的外筒部202係由在前後方向X彼此相對向的前側板部202F與後側板部202B以及在左右方向Y彼此相對向的左側板部202L與右側板部202R所構成。前側板部202F係具有在下方開放的前側切口部202a，後側板部202B係具有在下方開放的後側切口部202b。前側板部202F係具有在前側切口部202a朝下方突出的突起部207。
另一方面，基座構件(致動器基座)12係具有：環狀的基座部120以及一對突出部122、123，該一對突出部122、123係在前後方向X相對向且從基座部120朝上下方向Z的上方突出。在此，將設置於前側的突出部122稱為前側突出部，將設置於後側的突出部123稱為後側突出部。
圖示的透鏡保持器驅動裝置10係進一步具備有間隔物(spacer)30，該間隔物30係設置成被夾在基座構件(致動器基座)12與磁軛20之間。間隔物30亦稱為內部框體。間 隔物(內部框體)30係呈實質性地被收容於磁軛20的內壁面之形狀。詳細而言，間隔物(內部框體)30係具有：環狀部302，係設置於磁軛20的外筒部202的內壁面的上方；垂直延伸部304，係從環狀部302的四個角落朝下方垂直地延伸；以及一對U狀板部305、306，係從在環狀部302的前後方向X相對向的一對的邊朝下方延伸。在此，將設置於前側的U狀板部305稱為前側U狀板部，將設置於後側的U狀板部306稱為後側U狀板部。
藉由基座構件(致動器基座)12與間隔物(內部框體)30的組合，構成固定部(12、30)。
如圖4所示，在磁軛20的前側切口部202a附近中，基座構件12的前側突出部122與間隔物(內部框體)30的前側U狀板部305彼此咬合(係合)。並且，在磁軛20的後側切口部202b附近中，基座構件12的後側突出部123與間隔物(內部框體)30的後側U狀板部306彼此咬合(係合)。
此外，基座構件12的前側突出部122係具有矩形孔122a，該矩形孔122a係被後述之屬於位置檢測元件的霍爾感測器(hall sensor)344插入。此外，透鏡保持器14的筒狀部140係具有一對收容部140a，該一對收容部140a係於在將Z軸(光軸O)作為中心於前後方向X相對向的外壁部的下方收容後述的一對感測器用磁鐵342a、342b。
圖示的透鏡保持器驅動裝置10係進一步具備有用以檢測透鏡保持器14的位置之位置檢測部34。
如圖4所示，位置檢測部34係設置於下側板彈簧24的附近側。詳細而言，位置檢測部34係由一對感測器用磁鐵342a、342b中的一方(在圖示的例子中為前側的感測器用磁鐵342a)以及霍爾感測器344所構成，該一對感測器用磁鐵342a、342b係收容於透鏡保持器14的筒狀部140的上述一對收容部140a，該霍爾感測器344係與一方的感測器用磁鐵342a相對向並設置成插入至上述基座構件12的矩形孔122a。
各個感測器用磁鐵342係被著磁於光軸O方向，且上面側與下面側被著磁成不同極。在圖示的例子中，如圖4所示，各個感測器用磁鐵342的上面係著磁成S極，下面係著磁成N極。
在本實施形態中，以感測器用磁鐵342而言，係使用居里(Curie)點為400℃以上的永久磁鐵。以此種永久磁鐵而言，能使用例如釤鈷(samarium cobalt)磁鐵、鐵氧體(ferrite)磁鐵、或者鋁鎳鈷(alnico)磁鐵。
此外，兩個平板狀驅動用磁鐵片182的極性與一對感 測器用磁鐵342的極性並未限定於圖3及圖4所示者，亦可為彼此相反的極性。亦即，各個平板狀驅動用磁鐵片182亦可為內周側被著磁成S極而外周側被著磁成N極，各個感測器用磁鐵342亦可為上面側被著磁成N極而下面側被著磁成S極。
此外，如圖2及圖4所示，霍爾感測器344係搭載於可撓性印刷基板(FPC)40上。如圖1及圖4所示，可撓性印刷基板(FPC)40係以在磁軛20的前側切口部202a中被插入至磁軛20的突起部207的狀態下，安裝於基座構件12的前側突出部122的外壁。如圖1所示，於可撓性印刷基板(FPC)40的左右方向Y的兩側端形成一對圓錐狀的凹槽401。
此外，一對感測器用磁鐵342a、342b分別被收容於在將透鏡保持器14的筒狀部140的Z軸(光軸O)為中心於前後方向X相對向的外壁部的下方所構成的一對收容部140a的目的在於：為了保持透鏡保持器14移動時或靜止時的平衡、為了將Z軸(光軸O)作為中心予以均等重量配置、以及為了將與平板狀驅動用磁鐵片182之間的磁性干涉力(相斥力)控制成均等。因此，假設在一方的感測器用磁鐵342a與平板狀驅動用磁鐵片182之間存在距離而無磁性干涉的影響之情形，未與霍爾感測器344相對向的另一方的感測器用磁鐵342b能以相同重量且未著磁的錘代替。
上側板彈簧(前側彈簧)22係配置於透鏡保持器14中的光軸O方向上側(前側)，下側板彈簧(後側彈簧)24係配置於透鏡保持器14中的光軸O方向下側(後側)。
參照圖5至圖7，說明上側板彈簧22與下側板彈簧24的形狀及其關係。
圖5係顯示從基座構件12朝上觀看上側板彈簧22的狀態的形狀的平面圖。圖6係從基座構件12朝上觀看下側板彈簧24的狀態的形狀的平面圖。圖7係顯示上側板彈簧22與下側板彈簧24之間的關係之平面圖。
首先，參照圖5說明上側板彈簧22的形狀。
上側板彈簧22係具有：上側內周側端部222，係安裝於透鏡保持器14的上端部；以及上側外周側端部224，係安裝於間隔物30的環狀部302。於上側內周側端部222與上側外周側端部224之間沿著周方向設置有四條上側臂部226。各個上側臂部226係將上側內周側端部222與上側外周側端部224連繫。各個上側臂部226係包含有180度折返的迴轉形狀部分226a。
接著，參照圖6說明下側板彈簧24的形狀。
下側板彈簧24係具有：下側內周側端部242，係安裝於透鏡保持器14的下端部；以及下側外周側端部244，係安裝於致動器基座(基座構件)12。於下側內周側端部242與下側外周側端部244之間沿著周方向設置有四條下側臂部246。各個下側臂部246係將下側內周側端部242與下側外周側端部244連繫。各個下側臂部246係包含有180度折返的迴轉形狀部分246a。
接著，參照圖7說明上側板彈簧22與下側板彈簧24之間的關係。
從圖7可知，上側板彈簧22的四條上側臂部226與下側板彈簧24的四條下側臂部246係呈平面觀視為實質性相同的形狀。
接著，說明朝驅動線圈16的供電方法。
如圖6所示，下側板彈簧24係由彼此電性絕緣的第一彈簧片24-1以及第二彈簧片24-2所構成，而能經由該下側板彈簧24對驅動線圈16供電。第一板彈簧片24-1與第二板彈簧片24-2係呈以透鏡的光軸O為中心而實質性旋轉對稱的形狀。
第一板彈簧片24-1係具有從下側外周側端部244朝前方突出之第一外部連接端子244-1。第二板彈簧片24-2係具有從下側外周側端部244朝前方突出之第二外部連接端子244-2。
另一方面，第一板彈簧片24-1係具有從下側內周側端部242朝後方突出的第一端子部242-1。第二板彈簧片24-2係具有從下側內周側端部242朝前方突出的第二端子部242-2。第一端子部242-1係藉由銲錫而與驅動線圈16的第一末端部(未圖示)電性連接。第二端子部242-2係藉由銲錫而與驅動線圈16的第二末端部(未圖示)電性連接。
如圖1所示，下側板彈簧24的第一外部連接端子244-1以及第二外部連接端子244-2係從可撓性印刷基板(FPC)40的一對圓錐狀的凹槽401朝外部突出設置。
因此，可撓性印刷基板(FPC)40係經由下側板彈簧24的第一外部連接端子244-1、下側板彈簧24的第一板彈簧片24-1以及第一端子部242-1電性連接至驅動線圈16的第一末端部。同樣地，可撓性印刷基板(FPC)40係經由下側板彈簧24的第二外部連接端子244-2、下側板彈簧24的第二板彈簧片24-2以及第二端子部242-2電性連接至驅動線圈16的第二末端部。
如此，進行從可撓性印刷基板(FPC)40經由下側板彈簧24朝驅動線圈16的供電。
對驅動線圈16通電，藉此藉由驅動用磁鐵18的磁場與流通於驅動線圈16的電流所產生的磁場之間的相互作用使透鏡保持器14(透鏡筒11)產生光軸O方向的驅動力，並使該驅動力與一對板彈簧22、24的復原力(彈壓力)平衡，藉此可調整透鏡保持器14(透鏡筒11)的光軸O方向的位置。
參照圖8，說明形成於可撓性印刷基板(FPC)40的端子部的導體圖案。圖8(A)為透鏡保持器驅動裝置10的前視圖，圖8(B)為可撓性印刷基板(FPC)40的導體圖案的七個端子以及連接於該七個端子之端子之間的關係之表。
如圖8(A)所示，可撓性印刷基板(FPC)40係從右側至左側具有作為導體圖案的第一端子至第七端子Pin1至Pin7。
如圖8(B)所示，於第一端子Pin1連接有屬於下側板彈簧24的第一外部連接端子244-1之ACT Terminal(+)(ACT端子(正))，於第二端子Pin2連接有霍爾感測器344的第一輸出端子Hall output(-)(霍爾輸出(負))，於第三端子Pin3連接有霍爾感測器344的第一輸入端子Hall input(+)(霍爾輸 入(正))。於第四端子Pin4連接有接地端子GND(接地)。於第五端子Pin5連接有霍爾感測器344的第二輸出端子Hall output(+)(霍爾輸出(正))，於第六端子Pin6連接有霍爾元件344的第一輸入端子Hall input(-)(霍爾輸入(負))，於第七端子Pin7連接有屬於下側板彈簧24的第二外部連接端子244-2之ACT Terminal(-)(ACT端子(負))。
接著，參照圖9至圖12，進一步詳細地說明下側板彈簧24的構成。
圖9及圖10係顯示從基座構件12朝上觀看透鏡保持器驅動裝置10的安裝體的狀態之平面圖，圖9係顯示於下側板彈簧24設置(塗布)彈性接著劑45前的狀態之圖，圖10係顯示於下側板彈簧24設置(塗布)彈性接著劑45後的狀態之圖。圖11係將圖9的局部予以放大顯示之局部放大圖。圖12係將圖10的局部予以放大顯示之局部放大圖。
從圖10及圖12可知，下側板彈簧24係於四條下側臂部246的迴轉形狀部分246a具有彈性接著劑45。各個彈性接著劑45係以在迴轉形狀部分246a彼此相對向的部位跨設之方式設置。四個彈性接著劑45係等角度間隔地設置在以光軸O為中心的周方向中。
此外，彈性接著劑45係由具有伸縮性及可撓性的樹脂 所構成。在本例中，以彈性接著劑45而言，係使用選自矽氧系接著劑或矽烷基末端聚合物系接著劑的濕氣硬化型接著劑。
從圖9及圖11可知，四條下側臂部246的迴轉形狀部分246a係於上述相對向的部位(亦即被彈性接著劑45塗布的部位)具有用以使彈性接著劑45容易藉由彈性接著劑45的表面張力而跨設之定位突起247。
如此，藉由於四條下側臂部246的迴轉形狀部分246a塗布彈性接著劑45，本實施形態的透鏡保持器驅動裝置10可抑制屬於圖12的箭頭所示的方向的搖動之二次共振(副共振)。此外，由於彈性接著劑45係設置於四條下側臂部246的迴轉形狀部分246a，因此不會限制透鏡保持器14本來的行程(stroke)。再者，由於能抑制二次共振(副共振)，因此亦能防止對於後述的回授控制造成不良影響。
接著，參照圖13及圖14，說明本實施形態的透鏡保持器驅動裝置10的功效。
在圖13中，(A)係顯示塗布彈性接著劑45前的透鏡保持器驅動裝置10(對策前)的頻率響應特性之波德圖，(B)係顯示塗布彈性接著劑45後的本實施形態的透鏡保持器驅動裝置10(對策後)的頻率響應特性之波德圖。此外，在圖 14中，(A)至(C)係分別顯示塗布彈性接著劑45後的本實施形態的三台透鏡保持器驅動裝置10(No1、No2、No3)的頻率響應特性之波德圖。
在圖13(A)、(B)以及圖14(A)至(C)的各者中，橫軸係顯示頻率(FREQUENCY)[Hz]，左縱軸係顯示增益(GAIN)[dB]，右縱軸係顯示相位(PHASE)[deg]。此外，在圖13(A)、(B)以及圖14(A)至(C)的各者中，實線係顯示增益特性曲線，虛線係表示相位特性曲線。
從圖13(A)可知，在對策前中，在約70Hz的頻率範圍產生主共振(一次共振)，在300Hz至350Hz的頻率範圍產生10dB至15dB的副共振(二次共振)。
相對於此，從圖13(B)可知，在對策後中，雖然於約70Hz的頻率範圍產生主共振(一次共振)，但在300Hz至350Hz的頻率範圍只產生0dB至5dB左右的副共振(二次共振)。
因此，在本發明實施形態的透鏡保持器驅動裝置10(對策後)中，相較於對策前，能將300Hz至350Hz的頻率範圍的副共振(二次共振)降低約10dB。
此外，從圖14(A)至(C)可知，三台(No1、No2、No3) 的頻率330Hz附近的二次共振(副共振)的Q值皆為3dB以下，相位差皆抑制在±10度以下。因此，可知具有大的改善功效。
此外，彈性接著劑45即使經由洗淨液亦可無問題地發揮其功能。因此，與以往相同，可在組裝透鏡保持器驅動裝置10後洗淨透鏡保持器驅動裝置10，而能維持品質。
此外，在本例中，雖然藉由塗布彈性接著劑45而於下側板彈簧24設置具有伸縮性及可撓性的樹脂，但當然未限定於此。例如亦可藉由雙面膠帶將此種屬於具有伸縮性及可撓性的樹脂之彈性片貼附在下側板彈簧24，藉此於下側板彈簧24設置具有伸縮性及可撓性的樹脂。或者，亦可藉由注塑成型(outsert molding)法將下側板彈簧24與具有伸縮性及可撓性的樹脂予以雙色成形，藉此於下側板彈簧24設置具有伸縮性及可撓性的樹脂。亦可取代上述方法，將光阻(photoresist)予以UV(紫外線)硬化，藉此於下側板彈簧24設置具有伸縮性及可撓性的樹脂。此外，設置此種具有伸縮性及可撓性的樹脂之部位並未僅限定於下側板彈簧24，即使設置在上側板彈簧22或者上側板彈簧22以及下側板彈簧24的兩者中同樣有用。
在本實施形態的透鏡保持器驅動裝置10中，如下所述，藉由回授控制來控制透鏡保持器14的光軸O方向的 位置。
首先，對驅動線圈16流通驅動電流以使透鏡保持器14於光軸O方向移動，並計測透鏡保持器14的光軸O方向的位置(檢測位置)與位置檢測部34的霍爾感測器344所檢測出的檢測值。藉此，可知道驅動電流、檢測位置以及檢測值之間的關係。驅動電流與檢測位置係一對一地對應。因此，為了使透鏡保持器14朝期望的目標位置(光軸O方向的位置)移動，只要將與該目標位置對應的驅動電流供給至驅動線圈16即可。
為了可將檢測值轉換成檢測位置，係將檢測值與檢測位置之間的關係(一對一對應)儲存於ROM(read-only memory；唯讀記憶體)。因此，ROM係作為用以將檢測值轉換成檢測位置之轉換部而發揮作用。
用以實現回授控制之控制部(未圖示)係依據攝像元件的影像訊號與霍爾感測器344所檢測的檢測值，求出使透鏡保持器14移動至目標位置所需要的驅動電流，並將所求出的驅動電流供給至驅動線圈16。
控制部係包含有上述轉換部(ROM)、目標位置算出部、比較部以及操作部。目標位置算出部係依據攝像元件的影像訊號計算出透鏡保持器14的目標位置(對焦位置)。 在此，所謂對焦位置係指將處理影像訊號所獲得的攝像影像的對比值變成最佳之透鏡保持器14的位置。比較部係比較目標位置與檢測位置，並輸出控制偏差。操作部係將使控制偏差變成零之操作量作為驅動電流供給至驅動線圈16。
在本實施形態中，如上所述，由於能抑制二次共振(副共振)，因此不會對回授控制造成不良影響。然而，本發明亦可應用於不進行回授控制之情形。
圖15係顯示搭載有透鏡保持器驅動裝置10之具有照相機的行動終端80之立體圖。圖示的具有照相機的行動終端80係由智慧型手機所構成。於具有照相機的行動終端80的預定位置安裝有透鏡保持器驅動裝置10。藉由此種構造，使用者能使用具有照相機的行動終端80來攝影。
此外，在本例中，雖然以智慧型手機之情形為例來作為具有照相機的行動終端80，然而具有照相機的行動終端亦可為具有照相機的行動電話、筆記型電腦、平板形電腦、行動型遊戲機、網路照相機、車載用照相機。
以上雖已參照實施形態說明本發明，但本發明並未限定於上述實施形態。關於本發明的構成及詳細部分，所屬技術領域中具有通常知識者可理解在本發明的精神範圍內 可進行各種變化。
例如，在上述實施形態中，雖然上側板彈簧及下側板彈簧的複數條臂部分別僅包含有一個迴轉形狀部分，但亦可分別包含有複數個迴轉形狀部分。此外，在上述實施形態中，雖然將位置檢測部設置於下側板彈簧附近，且於下側板彈簧的複數條下側臂部的迴轉形狀部分設置具有伸縮性及可撓性的樹脂，但在位置檢測部設置於上側板彈簧附近之情形，亦可於上側板彈簧的複數條下側臂部的迴轉形狀部分設置具有伸縮性及可撓性的樹脂。此外，與位置檢測部的設置位置無關，亦可於下側板彈簧及上側板彈簧兩者的複數條臂部的迴轉形狀部分設置具有伸縮性及可撓性的樹脂。再者，在上述實施形態中，雖然於各個迴轉形狀部分設置一個具有伸縮性及可撓性的樹脂，但亦可於各個迴轉形狀部分設置複數個具有伸縮性及可撓性的樹脂。
再者，在上述實施形態中，雖然上側板彈簧及下側板彈簧皆分別於內周側端部與外周側端部之間具備有四條臂部，然而本發明亦可應用於一般而言以光軸為中心而點對稱地沿著周方向具備有複數條臂部的板彈簧。
此外，本發明並未限定於上述實施形態的「動圈式」的透鏡保持器驅動裝置10，亦可應用於「動磁式」的透鏡保持器驅動裝置。

Claims (8)

  1. 一種透鏡保持器驅動裝置，係具備有：透鏡保持器，係可安裝透鏡筒；固定部，係配置於前述透鏡保持器的外周圍；驅動機構，係用以將前述透鏡保持器朝透鏡的光軸方向驅動；上側板彈簧，係將前述透鏡保持器與前述固定部在其上部側予以連結；以及下側板彈簧，係將前述透鏡保持器與前述固定部在其下部側予以連結；前述上側板彈簧以及前述下側板彈簧係分別具備有：內周側端部，係固定於前述透鏡保持器；外周側端部，係固定於前述固定部；以及複數條臂部，係沿著周方向設置，用以連結前述內周側端部與前述外周側端部之間；前述上側板彈簧的複數條臂部與前述下側板彈簧的複數條臂部係呈平面觀視為實質性相同的形狀；前述複數條臂部係分別包含有至少一個折返的迴轉形狀部分；前述上側板彈簧及前述下側板彈簧的至少一方係具有至少一個具伸縮性及可撓性的樹脂，該樹脂係以跨設在彼此相對向的部位之方式設置於前述複數條臂部的前述迴轉形狀部分；前述複數條臂部的前述迴轉形狀部分係於前述相對向的部位具有用以使前述樹脂容易藉由該樹脂的表面張力而跨設之定位突起。
  2. 如請求項1所記載之透鏡保持器驅動裝置，其中具有伸縮性及可撓性的複數個前述樹脂係在以前述光軸為中心的周方向中等角度間隔地設置。
  3. 如請求項2所記載之透鏡保持器驅動裝置，其中前述樹脂係由彈性接著劑所構成。
  4. 如請求項3所記載之透鏡保持器驅動裝置，其中前述彈性接著劑係由濕氣硬化型彈性接著劑所構成。
  5. 如請求項4所記載之透鏡保持器驅動裝置，其中前述濕性硬化型彈性接著劑係選自矽氧系接著劑、矽烷基末端聚合物系接著劑。
  6. 如請求項1至5中任一項所記載之透鏡保持器驅動裝置，其中前述固定部係包含有配置於前述透鏡保持器的下側之基座構件；前述驅動機構係具備有：驅動線圈，係在前述上側板彈簧與前述下側板彈簧的另一方的附近側固定於前述透鏡保持器的周圍；略四角筒狀的磁軛，係立設於前述基座構件上；以及驅動用磁鐵，係在與前述光軸方向正交的第一方向，以與前述驅動線圈相對向之方式配置於前述磁軛的相對向的一對內壁面；前述透鏡保持器驅動裝置係進一步具備有：位置檢測部，係用以在前述上側板彈簧與前述下側板彈簧的一方的附近側檢測前述透鏡保持器的位置。
  7. 如請求項6所記載之透鏡保持器驅動裝置，其中前述位置檢測部係包含有：一對感測器用磁鐵中的一方的感測器用磁鐵，係在與前述光軸方向及前述第一方向正交的第二方向中，安裝於前述透鏡保持器所對應的外周面；以及磁性檢測元件，係與前述一方的感測器用磁鐵相對向，並設置於前述基座構件。
  8. 一種具有照相機的行動終端，係搭載有如請求項1至7中任一項所記載之透鏡保持器驅動裝置而構成。
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