TW201626027A - 鏡頭驅動裝置、相機模組以及相機搭載裝置 - Google Patents
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Abstract
鏡頭驅動裝置包括:自動對焦用驅動部,藉由使自動對焦可動部相對於自動對焦固定部沿光軸方向移動,來自動進行對焦;抖動修正用驅動部,藉由使抖動修正可動部相對於抖動修正固定部在與光軸方向正交的面內擺動,來進行抖動修正;以及輔助止動部,介於自動對焦可動部與抖動修正固定部之間,將自動對焦可動部向光軸方向成像側的可移動距離限制在鏡頭部的位移容許範圍內。
Description
本發明是有關於一種自動對焦用及抖動修正用的鏡頭驅動裝置、具有自動對焦功能及抖動修正功能的相機模組以及相機搭載裝置。
通常,在智慧型電話(smartphone)等行動終端中,搭載有小型的相機模組。在此種相機模組中,應用有具有在拍攝被攝物時自動進行對焦的自動對焦功能(以下稱作「AF功能」,AF:Auto Focus)以及對拍攝時所產生的抖動(振動)進行光學修正而減輕圖像的模糊的抖動修正功能(以下稱作「OIS功能」,OIS:Optical Image Stabilization)的鏡頭驅動裝置(例如專利文獻1、專利文獻2)。
自動對焦用以及抖動修正用的鏡頭驅動裝置包括:自動對焦用驅動部(以下稱作「AF用驅動部」),用以使鏡頭部沿光軸方向移動;以及抖動修正用驅動部(以下稱作「OIS用驅動部」),用以使鏡頭部在與光軸方向正交的平面內擺動。
AF用驅動部例如包括:自動對焦用線圈(coil)部(以下稱作「AF用線圈部」),配置在鏡頭部的周圍;以及自動對焦用磁鐵(magnet)部(以下稱作「AF用磁鐵部」),與AF用線圈部在徑向上隔開地配置。藉由利用包含AF用線圈部及AF用磁鐵部的語音線圈馬達(voice coil motor)的驅動力,使包含鏡頭部以及AF用線圈部的自動對焦可動部(以下稱作「AF可動部」)相對於包含AF用磁鐵部的自動對焦固定部(以下稱作「AF固定部」)沿光軸方向移動,來自動進行對焦。
此處,使處於最短攝影距離的被攝物對焦時的鏡頭位置(最靠受光側)被稱為「微距位置」,使處於無限遠的被攝物對焦時的鏡頭位置(最靠成像側的位置)被稱為「無限遠位置」。即,自微距位置至無限遠位置的範圍為AF可動部的可移動範圍。
OIS用驅動部例如包括:抖動修正用磁鐵部(以下稱作「OIS用磁鐵部」),配置在AF用驅動部;以及抖動修正用線圈部(以下稱作「OIS用線圈部」),與OIS用磁鐵部在光軸方向隔開地配置。包含AF用驅動部以及OIS用磁鐵部的抖動修正可動部(以下稱作「OIS可動部」)在與包含OIS用線圈部的抖動修正固定部(以下稱作「OIS固定部」)在光軸方向隔開的狀態下被支撐構件支撐。藉由利用包含OIS用磁鐵部及OIS用線圈部的語音線圈馬達的驅動力,使OIS可動部在與光軸方向正交的平面內擺動,來進行抖動修正。
圖1A及圖1B是對現有的鏡頭驅動裝置中的鏡頭部的位移寬度進行表示的圖。圖1A表示中性時(無通電時)的狀態,圖1B表示落下時的狀態。圖1A及圖1B中,將OIS用磁鐵部兼用作AF用磁鐵部。
於圖1A及圖1B所示的鏡頭驅動裝置中,配置鏡頭部的AF可動部11包含鏡頭架111以及AF用線圈部112,AF固定部12包含磁鐵架121以及磁鐵部122(AF用磁鐵部)。又,OIS可動部10包含AF用驅動部(AF可動部11以及AF固定部12),且是以與包含OIS用線圈部(省略圖示)的OIS固定部20在光軸方向受光側隔開的狀態加以保持。
圖1A及圖1B中,AF可動部11在光軸方向成像側或光軸方向受光側移動來進行對焦。AF可動部11在光軸方向成像側可以L1進行移動(以下稱作「下可動範圍L1」)。又,OIS可動部10為了在與光軸方向正交的面內擺動,而與OIS固定部20隔開L2(以下稱作「磁隙L2」)。
因此,當受到落下等衝擊時,鏡頭部在光軸方向成像側最大是以AF可動部11的可移動距離(L1+L2)發生位移。若鏡頭部與攝像部的隔開距離L3大於鏡頭部的最大位移(L1+L2),則即使受到落下等衝擊而鏡頭部在光軸方向成像側發生位移,亦不會碰撞到攝像部。
[現有技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1]日本專利特開2013-210550號公報 [專利文獻2]日本專利特開2012-177753號公報
[發明所欲解決之課題]
且說,AF可動部11的下可動範圍L1及磁隙L2是以實現對鏡頭驅動裝置所要求的性能的方式設計。例如,當藉由安裝公差為±65 μm,來確保AF可動部11向光軸方向成像側的可動範圍為85 μm時,將L1的設計值設定為150 μm。又,當藉由安裝公差為±40 μm,來確保50 μm的隔開距離時,將L2的設計值設定為90 μm。此時,若考慮到公差(均方根,RMS(root mean square)),則鏡頭部的位移寬度成為240±76 μm。
因此,將鏡頭部與攝像部的隔開距離L3設為大於或等於316 μm即可。但是,亦存在許多對相機模組的低輪廓(low profile)化的要求強、鏡頭部與攝像部的隔開距離L3受到限制的情況。尤其,當伴隨高畫素化而鏡頭部的鏡頭個數增加,鏡頭鏡筒(lens barrel)的高度尺寸變大時,為了保持模組高度,而拉近鏡頭部與攝像部的距離。
例如,當將鏡頭部的位移容許範圍限制為265 μm(鏡頭部與攝像部的隔開距離L3-α)時,所述設計未必能滿足要求。因此,如圖1B所示,當受到落下等衝擊時,鏡頭部與攝像部有可能發生碰撞,而導致設置在攝像元件的表面的紅外線(infrared,IR)濾光器的破損,欠缺可靠性。如上所述,難以無損低輪廓化地,在考慮到安裝公差的基礎上滿足要求。
本發明的目的在於提供一種可無損低輪廓化,提高可靠性的鏡頭驅動裝置、包含所述鏡頭驅動裝置的相機模組以及相機搭載裝置。
[解決課題之手段]
本發明的鏡頭驅動裝置包括:自動對焦用驅動部、抖動修正用驅動部以及輔助止動部;自動對焦用驅動部包括:自動對焦用線圈部,配置在鏡頭部的周圍;以及自動對焦用磁鐵部,與所述自動對焦用線圈部在徑向上隔開地配置;且所述自動對焦用驅動部藉由利用包含所述自動對焦用線圈部及所述自動對焦用磁鐵部的語音線圈馬達的驅動力,使包含所述自動對焦用線圈部的自動對焦可動部相對於包含所述自動對焦用磁鐵部的自動對焦固定部沿光軸方向移動,來自動進行對焦;抖動修正用驅動部包括:抖動修正用磁鐵部,配置在所述自動對焦用驅動部;以及抖動修正用線圈部,與所述抖動修正用磁鐵部在光軸方向隔開地配置;且所述抖動修正用磁鐵部藉由利用包含所述抖動修正用線圈部及所述抖動修正用磁鐵部的語音線圈馬達的驅動力,使包含所述抖動修正用磁鐵部的抖動修正可動部相對於包含所述抖動修正用線圈部的抖動修正固定部在與光軸方向正交的面內擺動,來進行抖動修正;輔助止動部介於所述自動對焦可動部與所述抖動修正固定部之間,將所述自動對焦可動部向光軸方向成像側的可移動距離限制在所述鏡頭部的位移容許範圍內。
本發明的相機模組包括:所述鏡頭驅動裝置;鏡頭部,安裝在所述自動對焦可動部;以及攝像部,對藉由所述鏡頭部而成像的被攝物像進行拍攝。
本發明的相機搭載裝置是資訊機器或運輸機器,包括所述相機模組。
[發明的效果]
根據本發明,可無損低輪廓化,將鏡頭部的位移容易地控制在位移容許範圍內。因此,可格外提高鏡頭驅動裝置的可靠性。
以下,根據圖式,對本發明的實施形態進行詳細說明。
圖2A及圖2B是表示本發明的一實施形態的搭載相機模組A的智慧型電話M的圖。圖2A是智慧型電話M的前視圖,圖2B是智慧型電話M的後視圖。
例如,作為背面相機OC智慧型電話M搭載有相機模組A。相機模組A具備自動對焦功能以及抖動修正功能,可在拍攝被攝物時進行自動對焦,並且對拍攝時產生的抖動(振動)進行光學修正而拍攝無圖像模糊的圖像。
圖3是相機模組A的外觀立體圖。圖4是相機模組A的分解立體圖。
如圖3、圖4所示,在本實施形態中,使用正交座標系(X,Y,Z)進行說明。在後述圖中亦是以共同的正交座標系(X,Y,Z)來表示。相機模組A是以當利用智慧型電話M實際進行拍攝時,X方向成為上下方向(或左右方向),Y方向成為左右方向(或上下方向),Z方向成為前後方向的方式而搭載。即,Z方向為光軸方向,圖中上側成為光軸方向受光側(亦稱作「微距位置側」),下側成為光軸方向成像側(亦稱作「無限遠位置側」)。
相機模組A包括:在圓筒形狀的鏡頭鏡筒(lens barrel)內收容鏡頭而成的鏡頭部(省略圖示)、AF用及OIS用的鏡頭驅動裝置1、對藉由鏡頭部而成像的被攝物像進行拍攝的攝像部(省略圖示)以及覆蓋整體的屏蔽殼體(shield cover)2等。
屏蔽殼體2為自光軸方向觀察的俯視時呈正方形狀的有蓋四方筒體,在上表面具有圓形的開口2a。鏡頭部(省略圖示)自所述開口2a面向外部。屏蔽殼體2固定在鏡頭驅動裝置1的OIS固定部20的基底構件23(參照圖7)上。屏蔽殼體2具有導電性,與OIS固定部20的接地端子(省略圖示)電性連接而接地。
攝像部(省略圖示)包含攝像元件(省略圖示),配置在鏡頭驅動裝置1的光軸方向成像側。攝像元件(省略圖示)例如包含電荷耦合元件(charge-coupled device,CCD)型影像感測器、互補金屬氧化物半導體(complementary metal oxide semiconductor,CMOS)型影像感測器等。攝像元件(省略圖示)對藉由鏡頭部(省略圖示)而成像的被攝物像進行拍攝。在攝像元件(省略圖示)的光軸方向受光側,配置IR濾光器(省略圖示)。
圖5是鏡頭驅動裝置1的分解立體圖。如圖5所示,鏡頭驅動裝置1包括OIS可動部10、OIS固定部20以及支撐構件30等。
OIS可動部10是包含構成OIS用語音線圈馬達的OIS用磁鐵部,當抖動修正時在XY平面內擺動的部分。OIS固定部20是包含OIS用線圈部的部分。即,在鏡頭驅動裝置1的OIS用鏡頭驅動部中,採用的是動磁(moving magnet)方式。OIS可動部10包含AF用驅動部(AF可動部11及AF固定部12,參照圖6)。
OIS可動部10是與OIS固定部20隔開地配置在光軸方向受光側,OIS可動部10藉由支撐構件30而與OIS固定部20連結。具體而言,支撐構件30包含沿Z方向延伸的6根懸線(suspension wire)(以下稱作「懸線30」)。懸線30的一端(上端)固定在OIS可動部10(上側彈性支撐部13,參照圖6),另一端(下端)固定在OIS固定部20(線圈基板21,參照圖7)。OIS可動部10藉由懸線30而在XY平面內可擺動地受到支撐。
在本實施形態中,6根懸線30之中,懸線31A、懸線31B用作霍爾元件(Hall component)161(參照圖6)的信號路徑(信號用懸線),懸線32A、懸線32B用作對霍爾元件161的供電路徑(霍爾元件供電用懸線),懸線33A、懸線33B用作對AF用線圈部112(參照圖6)的供電路徑(線圈供電用懸線)。再者,懸線30的根數並不限定於此,亦可多於6根。
圖6是OIS可動部10的分解立體圖。如圖6所示,OIS可動部10包括AF可動部11、AF固定部12、上側彈性支撐部13以及下側彈性支撐部14等。AF可動部11是包含構成AF用語音線圈馬達的AF用線圈部,在對焦時沿光軸方向移動的部分。AF固定部12是包含AF用磁鐵部的部分。即,在鏡頭驅動裝置1的AF用驅動部中,是採用動圈(moving coil)方式。AF可動部11是與AF固定部12隔開地配置在徑向內側,藉由上側彈性支撐部13以及下側彈性支撐部14而與AF固定部12連結。
AF可動部11包括鏡頭架111、AF用線圈部112以及位置檢測用磁石15。
鏡頭架111是圓筒形狀的構件,藉由黏接或螺合而將鏡頭部(省略圖示)固定在鏡頭收容部111a。鏡頭架111在鏡頭收容部111a的周面具有上側凸緣部111b以及下側凸緣部111c。在夾於上側凸緣部111b與下側凸緣部111c之間的部分(以下稱作「線圈繞線部」),纏繞有AF用線圈部112。
鏡頭架111在鏡頭收容部111a的上部外周、在與將十字方向旋轉45°的方向(以下稱作「對角方向」)交叉的四個部分,具有固定上側彈性支撐部13的上彈簧固定部111e。鏡頭架111包括自4個上彈簧固定部111e之中的位於對角的2個上彈簧固定部111e突出至徑向外側的捆紮部111f。又,鏡頭架111在下表面,在與X方向及Y方向(以下稱作「十字方向」)交叉的四個部分上,具有固定下側彈性支撐部14的下彈簧固定部111g。
鏡頭架111在鏡頭收容部111a的上部外周、在與十字方向交叉的四個部分,具有較上側凸緣部111b及下側凸緣部111c更向徑向外側突出的突出部111d。突出部111d的上表面成為用以對AF可動部11向光軸方向受光側的移動進行限制的被卡止部,突出部111d的下表面成為用以對AF可動部11向光軸方向成像側的移動進行限制的被卡止部。
此外,鏡頭架111在下表面、在與對角方向交叉的四個部分,具有高於設置在下彈簧固定部111g的定位孔,且朝向光軸方向成像側而形成的突出部111i(參照圖8)。突出部111i形成於與鏡頭收容部111a盡可能隔開的位置,以不會妨礙OIS可動部10的擺動。又,突出部111i以光軸方向為中心而均等配置。突出部111i介於AF可動部11與OIS固定部20之間,且作為將AF可動部11向光軸方向成像側的可移動距離限制在鏡頭部的位移容許範圍內的輔助止動部而發揮作用(以下稱作「輔助止動部111i」)。
AF用線圈部112是對焦時被通電的空芯線圈,纏繞在鏡頭架111的線圈繞線部的外周面。AF用線圈部112的兩端被捆紮在鏡頭架111的捆紮部111f、捆紮部111f。
位置檢測用磁石15配置在鏡頭架111的上彈簧固定部111e上所形成的磁石收容部111h。配置在與位置檢測部16對應之側的位置檢測用磁石15(以下稱作「第1位置檢測用磁石15A」)實際上用於AF可動部11的位置檢測。另一個位置檢測用磁石15(以下稱作「第2位置檢測用磁石15B」)為並不用於AF可動部11的位置檢測的虛設(dummy)磁石。第2位置檢測用磁石15B是用以使作用於AF可動部11的磁力均衡且使AF可動部11的姿勢穩定而配置。即,當未配置第2位置檢測用磁石15B時,因磁鐵部122所產生的磁場而對AF可動部11作用偏頗的磁力,AF可動部11的姿勢變得不穩定,因此,藉由配置第2位置檢測用磁石15B而對其加以防止。
AF固定部12包括磁鐵架121、磁鐵部122以及位置檢測部16。磁鐵部122是在磁鐵架121中插入AF可動部11之後而安裝。
磁鐵架121具有俯視時呈正方形的四方筒形狀。磁鐵架121是朝徑向內側呈圓弧狀凹陷而形成於側壁彼此的4個連結部(沿Z方向的4條邊)。在所述部分配置懸線30(以下稱作「線插通部121a」)。藉由設置線插通部121a,而避免在OIS可動部10進行擺動時,懸線30與磁鐵架121發生干擾。
磁鐵架121在上部具有朝徑向內側呈環狀伸出的止動(stopper)部121b。在止動部121b中,與鏡頭架111的上彈簧固定部111e相對應的部分被切割,從而AF可動部11可移動至較磁鐵架121的上表面更靠光軸方向受光側的位置。當AF可動部11移動至光軸方向受光側時,止動部121b抵接於鏡頭架111的突出部111d,由此對AF可動部11向光軸方向受光側的移動進行限制。又,在止動部121b的上表面,載置有上側彈性支撐部13的臂部131c、臂部131f、臂部132c、臂部132f。
磁鐵架121在下表面121e的四角具有對下側彈性支撐部14進行固定的下彈簧固定部(以下稱作「下彈簧固定部121e」)。磁鐵架121在上部的四角具有固定上側彈性支撐部13的上彈簧固定部121c。上彈簧固定部121c的角部121d的上表面是較磁鐵架121的上表面(安裝上側彈性支撐部13的面)稍微凹陷而形成,當安裝有上側彈性支撐部13時,形成間隙(以下稱作「減震(damper)材料配置部121d」)。減震材料配置部121d的頂角部(與線插通部121a的上部連接設置的部分)延伸至較下部更靠外側的位置,且被切割成圓弧狀。減震材料配置部121d的切割成圓弧狀的部分構成線插通部121a的一部分。
磁鐵部122包括4個長方體狀的永久磁石122A~永久磁石122D以及連結軛(yoke)123。永久磁石122A~永久磁石122D是沿磁鐵架121的4個側壁的內面而配置。永久磁石122A~永久磁石122D是以形成沿徑向橫切AF用線圈部112的磁場的方式被磁化。例如,永久磁石122A~永久磁石122D的內周側被磁化成N極,外周側被磁化成S極。鏡頭架111的突出部111d位於磁鐵部122與磁鐵架121的止動部121b之間的空間。
利用磁鐵部122以及AF用線圈部112,構成AF用語音線圈馬達。在本實施形態中,磁鐵部122兼用作AF用磁鐵部及OIS用磁鐵部。
藉由連結軛123將永久磁石122A的其中一個長度方向端面及與其鄰接的永久磁石122B的長度方向端面連結。連結軛123在其中一個端部具有軛部123a,在另一個端部具有軛部123b。即,在永久磁石122A的與第1位置檢測用磁石15A靠近的端面配置軛部123a,在永久磁石122B的與第1位置檢測用磁石15A靠近的端面配置軛部123b。
同樣地,藉由連結軛124將永久磁石122C的其中一個長度方向端面及與其鄰接的永久磁石122D的長度方向端面連結。在永久磁石122C的與第2位置檢測用磁石15B靠近的端面配置軛部124a,在永久磁石122D的與第2位置檢測用磁石15B靠近的端面配置軛部124b。
軛部123a、軛部123b用以抑制磁鐵部122產生的磁通量與霍爾元件161的檢測部交叉,即用以減少漏磁通(leakage flux)。藉由配置軛部123a、軛部123b,可減少霍爾元件161的輸出偏移,將放大增益設定得高。檢測感度提高。當配置有軛部123a、軛部123b時,在與第1位置檢測用磁石15A之間產生吸引力。軛部124a、軛部124b是用以使作用於AF可動部11的磁力均衡且使AF可動部11的姿勢穩定而配置。
在本實施形態中,雖然採用連結軛123、連結軛124,但軛部123a、軛部123b、軛部124a、軛部124b也可以分別由獨立的構件所構成。但是較佳的是,如本實施形態所示,軛部123a、軛部123b為經連結。由此,與對永久磁石122A、永久磁石122B分別安裝軛部的情況相比較,安裝作業變得格外容易。又,在將軛部123a及軛部123b連結的連結部與第1位置檢測用磁石15A之間亦產生吸引力,故而當以該吸引力成為所期望的值的方式設計連結軛123時,可使軛部123a、軛部123b的厚度變薄。與此相應地,可使永久磁石122A、永久磁石122B的長度變長,因此AF用驅動部的驅動特性提高。此外,在增強AF固定部12的強度的方面亦有用。
位置檢測部16配置於磁鐵架121的4個上彈簧固定部121d中的一個。位置檢測部16包括利用霍爾效應對磁場的變化進行檢測的霍爾元件161、以及用來獲取對霍爾元件161的供電與檢測信號的位置檢測用基板162。霍爾元件161包括包含半導體元件的檢測部(省略圖示),且以檢測部的檢測方向與光軸方向一致的方式配置。位置檢測部16主要檢測由第1位置檢測用磁石15A所引起的磁場的變化。由此,檢測光軸方向上的AF可動部11的位置。
上側彈性支撐部13為例如包含鈹銅、鎳銅、不鏽鋼等的板彈簧,作為整體俯視時具有正方形狀。上側彈性支撐部13包括:對AF可動部11相對於AF固定部12進行彈性支撐的上側板彈簧131、上側板彈簧132;用以對霍爾元件161進行供電的電源線部133、電源線部134;以及獲取來自霍爾元件161的檢測信號的信號線部135、信號線部136。上側板彈簧131、上側板彈簧132、電源線部133、電源線部134以及信號線部135、信號線部136是藉由蝕刻加工而成形。
上側板彈簧131包括2個彈簧部131A、彈簧部131B。彈簧部131A包括:固定在鏡頭架111的鏡頭架固定部131a、配置在鏡頭架固定部131a的徑向外側且固定在磁鐵架121的磁鐵架固定部131b、以及將鏡頭架固定部131a與磁鐵架固定部131b加以連結的臂部131c。同樣地,彈簧部131B包括:鏡頭架固定部131d、磁鐵架固定部131e、以及臂部131f。鏡頭架固定部131a、鏡頭架固定部131d在臂部131c的內側連結,磁鐵架固定部131b、磁鐵架固定部131e在臂部131c、臂部131f的外側連結。
鏡頭架固定部131a、鏡頭架固定部131d具有與鏡頭架111的上彈簧固定部111e相對應的形狀。藉由將鏡頭架固定部131a、鏡頭架固定部131d的固定孔嵌插至鏡頭架111的定位凸台,而對上側板彈簧131相對於鏡頭架111進行定位並加以固定。
磁鐵架固定部131b、磁鐵架固定部131e具有與磁鐵架121的上彈簧固定部121c相對應的形狀。藉由將磁鐵架固定部131b、磁鐵架固定部131e的固定孔嵌插至上彈簧固定部121c的定位凸台,而對上側板彈簧131相對於磁鐵架121進行定位並加以固定。
臂部131c、臂部131f以在XY平面內波動的方式延伸,當AF可動部11移動時產生彈性變形。
上側板彈簧131包括自磁鐵架固定部131b彎曲延伸的線連接部131g。將用來對AF用線圈部112進行供電的懸線33B(參照圖5)連接於線連接部131g。上側板彈簧131包括自鏡頭架固定部131d延伸的俯視時呈U字狀的線圈連接部131h。線圈連接部131h藉由焊接而與捆紮在鏡頭架111的其中一個捆紮部111f上的AF用線圈部112的一端部電性連接。
上側板彈簧132與上側板彈簧131並非為完全相同的形狀,但基本的結構相同,因此省略說明。將用來對AF用線圈部112進行供電的懸線33A(參照圖5)連接於上側板彈簧132的線連接部132g。又,線圈連接部132h藉由焊接而與捆紮在鏡頭架111的另一個捆紮部111f上的AF用線圈部112的另一端部電性連接。
電源線部133在兩端部具有與磁鐵架121的定位凸台相對應的固定孔133a、固定孔133b。電源線部133在其中一個端部具有彎曲延伸的線連接部133c。將用來對霍爾元件161進行供電的懸線32A(參照圖5)連接於線連接部133c。電源線部133的另一個端部連接於位置檢測用基板162的電源端子。
電源線部134具有與電源線部133對稱的形狀。將用來對霍爾元件161進行供電的懸線32B(參照圖5)連接於電源線部134的線連接部134c。又,電源線部134的另一個端部連接於位置檢測用基板162的電源端子。
信號線部135具有與磁鐵架121的定位凸台相對應的固定孔135a。信號線部135在其中一個端部具有彎曲延伸的線連接部135b。將用來獲取來自霍爾元件161的檢測信號的懸線31A(參照圖5)連接於線連接部135b。信號線部135的另一個端部連接於位置檢測用基板162的信號端子。
信號線部136具有與信號線部135對稱的形狀。將用來獲取來自霍爾元件161的信號的懸線31B(參照圖5)連接於信號線部136的線連接部136b。又,信號線部136的另一個端部連接於位置檢測用基板162的信號端子。
線連接部131g、線連接部132g、線連接部133c、線連接部134c、線連接部135b、線連接部136b位於磁鐵架121的線插通部121a的光軸方向受光側。在將上側彈性支撐部13安裝在磁鐵架121上的狀態下,線連接部131g、線連接部132g、線連接部133c、線連接部134c、線連接部135b、線連接部136b與減震材料配置部121d之間形成間隙(參照圖5)。在所述間隙內配置減震材料。又,線連接部131g、線連接部132g、線連接部133c、線連接部134c、線連接部135b、線連接部136b具有容易彈性變形的形狀。藉由線連接部131g、線連接部132g、線連接部133c、線連接部134c、線連接部135b、線連接部136b與懸線30的撓曲,落下時的衝擊被吸收。因此,可有效防止懸線30因落下等衝擊而產生塑性變形或斷裂。
下側彈性支撐部14是與上側彈性支撐部13同樣地例如包含鈹銅、鎳銅、不鏽鋼等的板彈簧(以下稱作「下側板彈簧14」),作為整體俯視時具有正方形狀。下側板彈簧14將AF固定部12(磁鐵架121)與AF可動部11(鏡頭架111)加以彈性連接。下側板彈簧14是藉由蝕刻加工而成形。
下側板彈簧14(下側彈性支撐構件)包含4個彈簧部141~彈簧部144。彈簧部141包括:鏡頭架固定部141a,固定在鏡頭架111;磁鐵架固定部141b,配置在自鏡頭架固定部141a旋轉90°的位置且固定在磁鐵架121;以及臂部141c,將鏡頭架固定部141a與磁鐵架固定部141b加以連結。彈簧部142~彈簧部144亦具有相同的構成。
鏡頭架固定部141a~鏡頭架固定部144a是藉由連結部145而將相鄰的鏡頭架固定部彼此加以連結,且作為整體,具有與鏡頭架111的下彈簧固定部111g相對應的形狀。藉由將鏡頭架固定部141a~鏡頭架固定部144a的固定孔嵌插至鏡頭架111的下彈簧固定部111g的定位凸台,而對下側板彈簧14相對於鏡頭架111進行定位並加以固定。
磁鐵架固定部141b~磁鐵架固定部144b具有與磁鐵架121的下彈簧固定部121e相對應的形狀。藉由將磁鐵架固定部141b~磁鐵架固定部144b的固定孔嵌插至下彈簧固定部121e的定位凸台,而對下側板彈簧14相對於磁鐵架121進行定位並加以固定。
當對OIS可動部10進行組裝時,首先,將位置檢測部16(霍爾元件161及位置檢測用基板162)安裝在磁鐵架121,將連結軛123、連結軛124安裝在磁鐵架121的軛收容部(省略圖示)。然後,將上側彈性支撐部13安裝在上彈簧固定部121c。
此時,電源線部133、電源線部134的一端焊接至位置檢測用基板162的電源端子,而加以電性連接。又,信號線部135、信號線部136的一端焊接至位置檢測用基板162的信號端子,而加以電性連接。
其次,將下側板彈簧14安裝在鏡頭架111的下彈簧固定部111g,在該狀態下,鏡頭架111自光軸方向成像側嵌插至磁鐵架121。然後,將上側板彈簧131、上側板彈簧132安裝在鏡頭架111的上彈簧固定部111e。又,將下側板彈簧14安裝在磁鐵架121的下彈簧固定部(省略圖示)。
此時,上側板彈簧131的線圈連接部131h焊接至捆紮在鏡頭架111的其中一個捆紮部111f上的AF用線圈部112的一端部,而加以電性連接。同樣地,上側板彈簧132的捆紮連接部132h焊接至捆紮在鏡頭架111的另一個捆紮部111f上的AF用線圈部112的另一端部,而加以電性連接。
其次,永久磁石122A~永久磁石122D自光軸方向成像側插入至磁鐵架121並加以黏接。同時,將連結軛123的其中一個軛部123a黏接在永久磁石122A的長度方向端面,將連結軛123的另一個軛部123b黏接在永久磁石122B的長度方向端面。又,將連結軛124的其中一個軛部124a黏接在永久磁石122C的長度方向端面,將連結軛124的另一個軛部124b黏接在永久磁石122D的長度方向端面。如此來組裝OIS可動部10(AF用驅動部)。
如上所述,鏡頭驅動裝置1包括AF用驅動部(OIS可動部10),所述AF用驅動部(OIS可動部10)包括:AF用線圈部112,配置在鏡頭部的周圍;以及AF用磁鐵部122,與AF用線圈部112在徑向上隔開地配置;且藉由利用包含AF用線圈部112及AF用磁鐵部122的語音線圈馬達的驅動力,使包含AF用線圈部112的AF可動部11相對於包含AF用磁鐵部122的AF固定部12沿光軸方向移動,來自動進行對焦。
圖7是OIS固定部20的分解立體圖。如圖7所示,OIS固定部20包括線圈基板21、連接基板22、基底構件23以及位置檢測部24等。
線圈基板21是俯視時呈正方形狀的基板,在中央具有圓形的開口21a。線圈基板21在四角具有供懸線30的另一端(下端)插入的線固定孔21b。又,線圈基板21在開口21a的周緣部,在與對角方向交叉的位置具有定位孔21c。
線圈基板21在沿光軸方向與磁鐵部122相對向的位置具有OIS用線圈部211。OIS用線圈部211包含與永久磁石122A~永久磁石122D相對應的4個OIS線圈211A~OIS線圈211D。以自永久磁石122A~永久磁石122D的底面輻射的磁場沿Z方向橫切OIS線圈211A~OIS線圈211D的各自的長邊部分的方式,來設定OIS線圈211A~OIS線圈211D以及永久磁石122A~永久磁石122D的大小及配置。利用磁鐵部122及OIS用線圈部211構成OIS用語音線圈馬達。
連接基板22是與線圈基板21同樣地俯視時呈正方形狀的基板,在中央具有圓形的開口22a。連接基板22在開口22a的周緣部,在與線圈基板21的定位孔21c相對應的位置具有定位孔22b。連接基板22在沿Y方向的兩條邊,分別具有向下方彎曲而形成的控制端子22c。
連接基板22在開口22a的內周緣部的與對角方向交叉的4個部位,具有用以對OIS用線圈部211進行供電的電源端子22d。又,連接基板22包含用以對AF用線圈部112以及OIS用線圈部211進行供電的電源線(省略圖示)、自位置檢測部24輸出的檢測信號用的信號線(省略圖示)。在連接基板22的背面,配置對XY平面上的OIS可動部10的位置進行檢測的位置檢測部24。
位置檢測部24包含例如利用霍爾效應對磁場進行檢測的霍爾元件24A、霍爾元件24B(磁性感測器)。霍爾元件24A、霍爾元件24B在連接基板22的下表面的相鄰的兩條邊,配置在各自的大致中央。藉由利用霍爾元件24A、霍爾元件24B對由磁鐵部122形成的磁場進行檢測,可對XY平面上的OIS可動部10的位置進行特定。再者,亦可設為與磁鐵部122不同地,將位置檢測用磁石配置在OIS可動部10。
基底構件23是與線圈基板21同樣地俯視時呈正方形狀的構件,在中央具有圓形的開口23a。基底構件23在開口23a的周緣部,在與線圈基板21的定位孔21c以及連接基板22的定位孔22b相對應的位置具有定位凸台23b。
基底構件23在周緣部,在與連接基板22的控制端子22c相對應的位置具有凹部23c。凹部23c形成為朝向下方且向外側擴展的錐形形狀。又,基底構件23在開口23a的周緣部,具有:收容霍爾元件24A、霍爾元件24B的霍爾元件收容部23d;收容連接基板22的電源端子22d的端子收容部23e。
當對OIS固定部20進行組裝時,首先,藉由焊接而將線圈基板21與連接基板22加以黏接。由此,將OIS用線圈部211與連接基板22的電源線(省略圖示)加以電性連接。
其次,將線圈基板21的定位孔21c以及連接基板22的定位孔22b嵌插至基底構件23的定位凸台23b,將線圈基板21以及連接基板22載置在基底構件23。藉由使連接基板22的控制端子22c卡合於基底構件23的凹部23c,而將線圈基板21以及連接基板22固定在基底構件23。如此來組裝OIS固定部20。
如上所述,鏡頭驅動裝置1包括OIS用驅動部,所述OIS用驅動部包括:磁鐵部122(OIS用磁鐵部),配置在AF用驅動部;以及OIS用線圈部211,與磁鐵部122在光軸方向隔開地配置;且藉由利用包含OIS用線圈部211及磁鐵部122的語音線圈馬達的驅動力,使包含磁鐵部122的OIS可動部10相對於包含OIS用線圈部211的OIS固定部20在與光軸方向正交的平面內擺動,來進行抖動修正。
當對鏡頭驅動裝置1進行組裝時,將懸線33A、懸線33B的一端分別插通至上側板彈簧132的線連接部132g、上側板彈簧131的線連接部131g,並藉由焊接而加以固定。將懸線32A、懸線32B的一端分別插通至電源線部133的線連接部133c、電源線部134的線連接部134c,並藉由焊接而加以固定。將懸線31A、懸線31B的一端分別插通至信號線部135的線連接部135b、信號線部136的線連接部136b,並藉由焊接而加以固定。由此,將懸線30與上側板彈簧131、上側板彈簧132、電源線部133、電源線部134、及信號線部135、信號線部136加以電性連接。
其次,將懸線30的另一端(下端)插通至線圈基板21的線固定孔21b,並藉由焊接而加以固定。由此,將懸線30與連接基板22的電源線以及信號線加以電性連接。即,可經由懸線30與上側彈性支撐部13,對AF用線圈部112、霍爾元件161進行供電以及對霍爾元件161進行動作控制。
又,以包圍懸線30的方式,在磁鐵架121的減震材料配置部121d(包含線插通部121a的上部)配置減震材料(省略圖示)。減震材料介於上側板彈簧131、上側板彈簧132與磁鐵架121之間。藉由使減震材料(省略圖示)介於上側板彈簧131、上側板彈簧132與磁鐵架121之間,而使不需要的共振(高階共振模式)的產生得到抑制,因此可確保動作的穩定性。減震材料可使用分注器(dispenser),容易地塗佈於減震材料配置部121d。作為減震材料,例如可應用紫外線硬化性的矽氧凝膠(silicone gel)。
在鏡頭驅動裝置1中,以屏蔽殼體2的下端部抵接於連接基板22的接地端子(省略圖示)的方式,而安裝屏蔽殼體2。屏蔽殼體2經由接地端子(省略圖示)而接地,因此可對電磁相容(electromagnetic compatibility,EMC)雜訊(noise)進行隔離。
在鏡頭驅動裝置1中,當進行抖動修正時,對OIS用線圈部211進行通電。當對OIS用線圈部211進行通電後,藉由磁鐵部122的磁場與流入至OIS用線圈部211的電流的相互作用,而在OIS用線圈部211內產生勞侖茲力(Lorentz force)(弗萊明左手定則(Fleming's left-hand rule))。勞侖茲力的方向是與磁場的方向(Z方向)及流入至OIS用線圈部211的長邊部分的電流的方向(X方向或Y方向)正交的方向(Y方向或X方向)。OIS用線圈部211被固定,因此反作用力會作用至磁鐵部122。所述反作用力成為OIS用語音線圈馬達的驅動力,包含磁鐵部122的OIS可動部10在XY平面內擺動,來進行抖動修正。
在鏡頭驅動裝置1中,當進行自動對焦時,對AF用線圈部112進行通電。當對AF用線圈部112進行通電後,藉由磁鐵部122的磁場與流入至AF用線圈部112的電流的相互作用,而在AF用線圈部112內產生勞侖茲力。勞侖茲力的方向是與磁場的方向(X方向或Y方向)及流入至AF用線圈部211的電流的方向(Y方向或X方向)正交的方向(Z方向)。磁鐵部122被固定,因此反作用力會作用至AF用線圈部112。所述反作用力成為AF用語音線圈馬達的驅動力,包含AF用線圈部112的AF可動部11沿光軸方向移動,來進行對焦。
此處,在不進行對焦的無通電時,AF可動部11形成為藉由上側板彈簧131、上側板彈簧132以及下側板彈簧14,而懸掛在無限遠位置與微距位置之間的狀態(以下稱作「基準狀態」)。即,在OIS可動部10中,AF可動部11(鏡頭架111)藉由上側板彈簧131、上側板彈簧132以及下側板彈簧14,在相對於AF固定部12(磁鐵架121)而定位的狀態下,可位移地彈性支撐在Z方向兩側。
當進行對焦時,對應於使AF可動部11自基準狀態向微距位置側移動,或向無限遠位置側移動,來對電流的方向進行控制。又,對應於AF可動部11的移動距離,來控制電流的大小。
當進行對焦時AF可動部11向無限遠位置側移動時,鏡頭架111的突出部111d的下表面接近磁鐵部122的上表面,並最終抵接。即,藉由鏡頭架111的突出部111d的下表面與磁鐵部122的上表面,來限制向無限遠位置側的移動。
另一方面,當進行對焦時AF可動部11向微距位置側移動時,鏡頭架111的突出部111d的上表面接近磁鐵架121的止動部121b的下表面,並最終抵接。即,藉由鏡頭架111的突出部111d的上表面與磁鐵架121的止動部121b的下表面,來限制向微距位置側的移動。
此外,在鏡頭驅動裝置1的AF用驅動部中,根據位置檢測部16的檢測信號來進行閉環控制(closed loop control)。若藉由閉環控制方式,則不需要考慮語音線圈馬達的磁滯(hysteresis)特性,且可直接檢測出AF可動部11的位置穩定。此外,亦可應對像面檢測方式的自動對焦。因此,響應性能高,可實現自動對焦動作的高速化。
圖9A及圖9B是對鏡頭驅動裝置1中的鏡頭部的位移寬度進行表示的圖。圖9A表示中性時(無通電時)的狀態,圖9B表示落下時的狀態。如圖9A及圖9B所示,AF可動部11在光軸方向成像側可以L1進行移動(以下稱作「下可動範圍L1」)。又,OIS可動部10為了在與光軸方向正交的面內擺動,而與OIS固定部20隔開L2(以下稱作「磁隙L2」)。AF可動部11的下可動範圍L1及磁隙L2是以實現對鏡頭驅動裝置1所要求的性能的方式設計。又,鏡頭架111的輔助止動部111i與OIS固定部20的隔開距離L4設定得小於鏡頭部與攝像部的隔開距離L3(與鏡頭部的位移容許範圍大致相同)。
關於AF可動部11向光軸方向成像側的可移動距離,當鏡頭架111不存在輔助止動部111i時,為(下可動範圍L1+磁隙L2),與此相對,當存在輔助止動部111i時,為L4(<L1+L2)。因此,當受到落下等衝擊時,鏡頭部在光軸方向成像側最大是以AF可動部11的可移動距離L4發生位移。由於鏡頭部與攝像部的隔開距離L3大於鏡頭部的最大位移L4,因此即使受到落下等衝擊而鏡頭部在光軸方向成像側發生位移,亦不會碰撞到攝像部。因此,可防止因與鏡頭部的碰撞而IR濾光器破損。
例如,當安裝公差為±65 μm時,若將輔助止動部111i與OIS固定部20的隔開距離L4的設計值設為195 μm,則AF可動部11的可移動距離為130≦L4≦260。因此,在要求AF可動部11的下可動範圍L1為大於或等於85 μm、以及鏡頭部的位移容許範圍為小於或等於265 μm的情況下亦可滿足。即,藉由設置輔助止動部111i,可包含安裝公差在內而容易地進行滿足要求的尺寸設計。
如上所述,鏡頭驅動裝置1包括輔助止動部111i,介於OIS可動部10(鏡頭架111)與OIS固定部20之間,將AF可動部11向光軸方向成像側的可移動距離限制在鏡頭部的位移容許範圍內。
藉此,可無損低輪廓化,而將鏡頭部的位移容易地控制在位移容許範圍內。因此,可格外提高鏡頭驅動裝置1的可靠性。
以上,已根據實施形態對本發明者所開發的發明進行了具體說明,但本發明並不限定於所述實施形態,而可在不脫離其主旨的範圍內進行變更。
例如,在實施形態中,已對在鏡頭架111設置有輔助止動部111i的情況進行了說明,但亦可在OIS固定部20側設置輔助止動部。
在實施形態中,舉出附有相機的行動終端即智慧型電話來作為包含相機模組A的相機搭載裝置的一例而進行了說明,但本發明亦可應用於作為資訊機器或運輸機器的相機搭載裝置。所謂作為資訊機器的相機搭載裝置,是指包括相機模組以及對由相機模組獲得的圖像資訊進行處理的控制部的資訊機器,例如包括附有相機的行動電話、筆記型個人電腦(note personal computer)、平板終端(tablet terminal)、攜帶型遊戲機、網路(web)相機、附有相機的車載裝置(例如,後方監視器(back monitor)裝置、行車記錄器(drive recorder)裝置)。又,所謂作為運輸機器的相機搭載裝置,是指包含相機模組以及對由相機模組獲得的圖像進行處理的控制部的運輸機器,例如包括汽車。
圖10A及圖10B是表示作為搭載車載用相機模組VC(Vehicle Camera)的相機搭載裝置的汽車C的圖。圖10A是汽車C的前視圖,圖10B是汽車C的後方立體圖。汽車C搭載實施形態中所說明的相機模組A作為車載用相機模組VC。如圖10A及圖10B所示,車載用相機模組VC例如朝向前方安裝在前面玻璃(front glass)上,或朝向後方安裝在後門(rear gate)上。所述車載用相機模組VC用作後監視器用、行車記錄器用、防撞控制用、無人駕駛控制用等。
應認為此次所揭示的實施形態在所有方面均為例示,而不具有限制性。本發明的範圍是由申請專利範圍而非所述說明來表示,且意圖包含與申請專利範圍同等的含義及範圍內的所有變更。
2014年12月26日提出申請的日本專利特願2014-265987的日本申請案中所包含的說明書、圖式以及摘要的揭示內容全部被引用於本申請案中。
1‧‧‧鏡頭驅動裝置
2‧‧‧屏蔽殼體
10‧‧‧OIS可動部(AF用驅動部)
11‧‧‧AF可動部
12‧‧‧AF固定部
13‧‧‧上側彈性支撐部
14‧‧‧下側彈性支撐部、下側板彈簧(下側彈性支撐構件)
15‧‧‧位置檢測用磁石
16‧‧‧位置檢測部
20‧‧‧OIS固定部
21‧‧‧線圈基板
22‧‧‧連接基板
23‧‧‧基底構件
30‧‧‧支撐構件
111‧‧‧鏡頭架
111i‧‧‧輔助止動部(突出部)
112‧‧‧AF用線圈部
121‧‧‧磁鐵架
122‧‧‧磁鐵部(AF用磁鐵部、OIS用磁鐵部)
122A~122D‧‧‧永久磁石
211‧‧‧OIS用線圈部
A‧‧‧相機模組
M‧‧‧智慧型電話
2‧‧‧屏蔽殼體
10‧‧‧OIS可動部(AF用驅動部)
11‧‧‧AF可動部
12‧‧‧AF固定部
13‧‧‧上側彈性支撐部
14‧‧‧下側彈性支撐部、下側板彈簧(下側彈性支撐構件)
15‧‧‧位置檢測用磁石
16‧‧‧位置檢測部
20‧‧‧OIS固定部
21‧‧‧線圈基板
22‧‧‧連接基板
23‧‧‧基底構件
30‧‧‧支撐構件
111‧‧‧鏡頭架
111i‧‧‧輔助止動部(突出部)
112‧‧‧AF用線圈部
121‧‧‧磁鐵架
122‧‧‧磁鐵部(AF用磁鐵部、OIS用磁鐵部)
122A~122D‧‧‧永久磁石
211‧‧‧OIS用線圈部
A‧‧‧相機模組
M‧‧‧智慧型電話
圖1A及圖1B是對現有的鏡頭驅動裝置中的鏡頭部的位移寬度進行表示的圖。 圖2A及圖2B是表示本發明的一實施形態的搭載相機模組的智慧型電話的圖。 圖3是相機模組的外觀立體圖。 圖4是相機模組的分解立體圖。 圖5是鏡頭驅動裝置的分解立體圖。 圖6是OIS可動部的分解立體圖。 圖7是OIS固定部的分解立體圖。 圖8是鏡頭架的下方立體圖。 圖9A及圖9B是對實施形態的鏡頭驅動裝置中的鏡頭部的位移寬度進行表示的圖。 圖10A及圖10B是表示作為搭載車載用相機模組的相機搭載裝置的汽車的圖。
10‧‧‧OIS可動部(AF用驅動部)
11‧‧‧AF可動部
12‧‧‧AF固定部
20‧‧‧OIS固定部
111‧‧‧鏡頭架
111i‧‧‧輔助止動部(突出部)
112‧‧‧AF用線圈部
121‧‧‧磁鐵架
122‧‧‧磁鐵部(AF用磁鐵部、OIS用磁鐵部)
Claims (6)
- 一種鏡頭驅動裝置,其特徵在於包括: 自動對焦用驅動部,包括:自動對焦用線圈部,配置在鏡頭部的周圍;以及自動對焦用磁鐵部,與所述自動對焦用線圈部在徑向上隔開地配置;且所述自動對焦用驅動部藉由利用包含所述自動對焦用線圈部及所述自動對焦用磁鐵部的語音線圈馬達的驅動力,使包含所述自動對焦用線圈部的自動對焦可動部相對於包含所述自動對焦用磁鐵部的自動對焦固定部沿光軸方向移動,來自動進行對焦; 抖動修正用驅動部,包括:抖動修正用磁鐵部,配置在所述自動對焦用驅動部;以及抖動修正用線圈部,與所述抖動修正用磁鐵部在光軸方向隔開地配置;且所述抖動修正用驅動部藉由利用包含所述抖動修正用線圈部及所述抖動修正用磁鐵部的語音線圈馬達的驅動力,使包含所述抖動修正用磁鐵部的抖動修正可動部相對於包含所述抖動修正用線圈部的抖動修正固定部在與光軸方向正交的面內擺動,來進行抖動修正;以及 輔助止動部,介於所述自動對焦可動部與所述抖動修正固定部之間,將所述自動對焦可動部向光軸方向成像側的可移動距離限制在所述鏡頭部的位移容許範圍內。
- 如申請專利範圍第1項所述的鏡頭驅動裝置,其中 所述自動對焦用驅動部包括彈性支撐部,所述彈性支撐部將所述自動對焦可動部與所述自動對焦固定部彈性連接;且 所述自動對焦可動部是藉由所述彈性支撐部而能夠在光軸方向兩側移動地受到支撐。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述的鏡頭驅動裝置,其中 所述自動對焦可動部包括鏡頭架,所述鏡頭架保持所述鏡頭部並且於外周面纏繞有所述自動對焦用線圈部; 所述輔助止動部為朝向光軸方向成像側而形成於所述鏡頭架的多個突出部。
- 如申請專利範圍第3項所述的鏡頭驅動裝置,其中所述突出部是以光軸方向為中心而均等配置。
- 一種相機模組,其特徵在於包括: 如申請專利範圍第1項所述的鏡頭驅動裝置; 鏡頭部,安裝在所述自動對焦可動部;以及 攝像部,對藉由所述鏡頭部而成像的被攝物像進行拍攝。
- 一種相機搭載裝置,是資訊機器或運輸機器,其特徵在於: 包括如申請專利範圍第5項所述的相機模組。
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