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透鏡架驅動裝置和搭載有攝像機的移動終端的製作方法

2024-03-09 19:04:15


本發明涉及透鏡架驅動裝置,特別地,涉及能夠使可安裝透鏡筒的透鏡架(可動部)在透鏡的光軸方向移動的透鏡架驅動裝置和搭載有攝像機的移動終端。



背景技術:

在搭載有攝像機的移動終端中搭載有可攜式小型攝像機。該可攜式小型攝像機中,使用自動聚焦(AF:Auto Focus,自動聚焦)用透鏡架驅動裝置。作為這樣的AF用透鏡架驅動裝置中使用的驅動機構(致動器),已知有使用了音圈電機(VCM:Voice Coil Motor,音圈電機)的VCM方式。在VCM方式的AF用透鏡架驅動裝置中,具備驅動線圈、以及由磁軛和永磁體構成的磁路作為驅動機構(致動器)。VCM方式的驅動機構大體分為「動圈式」的驅動機構和「動磁式」的驅動機構。

在這種VCM方式的AF用透鏡架驅動裝置中使用彈簧部件(彈性部件),該彈簧部件(彈性部件)將包括透鏡的柱狀的可動部(透鏡+透鏡架),以相對於固定部定位於徑向的狀態,可位移地支撐於光軸方向(中心軸方向)。此外,可動部也稱為移動體或可動體,固定部也稱為固定部件、支撐體、外殼、或者固定體。上述驅動機構配備於可動部(移動體)和固定部(固定部件、支撐體)。

作為這樣的彈簧部件(彈性部件),一般使用在保持透鏡組件(透鏡筒)的透鏡架(柱狀的可動部、移動體)的光軸方向兩側設置的一對板簧。一對板簧將透鏡架(柱狀的可動部、移動體)以相對於在其周圍配置的外殼(筒狀的固定部、固定部件、支撐體)在徑向定位的狀態,在光軸方向可位移地支撐。將一對板簧中的一者稱為上側板簧,將另一者稱為下側板簧。

此外,也將上側板簧稱為前側彈簧或者前側彈簧部件、將下側板簧稱為後側彈簧或者後側彈簧部件。

因此,在VCM方式的AF用透鏡架驅動裝置中,通過使板簧(彈簧部件)的恢復力(偏壓力)和驅動機構的推力(驅動力)平衡,來使可動部(移動體)移動到光軸方向的規定位置(目標位置)。在這種結構的VCM方式的AF用透鏡架驅動裝置中存在以下問題:由於利用板簧(彈簧部件)相對於固定部(固定部件、外殼、支撐體)支撐可動部(移動體),所以在對可動部(移動體)進行了驅動時,或者由於來自外部的振動或衝擊等,在可動部(移動體)產生不必要的振動。

以往提出了各種解決該問題的對策。

例如,在專利文獻1中,在設置多個切口槽形成透鏡架與固定部件之間的連結部的板簧上,配置由具有彈性的樹脂形成的緩衝部件。該緩衝部件被配置在透鏡架與板簧之間的連接附近、以及固定部件與板簧之間的連接附近。

另外,在專利文獻2中,在具有外側環、內側環、以及將它們連結的彈性連結部的彈簧上塗覆減震劑。該減震劑被塗覆在彈性連結部的靠近內側環的部位。

並且,在專利文獻3中,在前側彈簧部件上設置具有粘彈性的緩衝材,該前側彈簧部件與移動體的透鏡光軸方向的前側端部和支撐體連接,具備支撐體側連結部、移動體側連結部、以及將它們連接的臂部。將緩衝材只設置在,跨越臂部和移動體側連結部的部位中的、跨越臂部中的比該臂部的與移動體側連結部之間的連接部靠近該臂部的與支撐體側連結部之間的連接部分的部分與移動體側連結部的部位。

並且,在專利文獻4中,在連接可動體與固定體的彈簧部件中具備吸收可動體相對於固定體在光軸方向上的振動而縮短可動體的振動時間的具有粘彈性的緩衝材。在緩衝材的設置位置形成有作為緩衝材的設置範圍的基準的凸部和/或凹部。彈簧部件具備固定於可動體的可動側固定部、固定於固定體的固定側固定部、以及將它們連接的臂部。將臂部的與可動側固定部連接的一端作為臂部的前端,將臂部的與固定側固定部連接的另一端作為臂部的基端。將緩衝材設置於下述部位中的至少一個部位:跨越可動側固定部和固定側固定部的部位;跨越臂部的除了前端側以外的部分和可動側固定部的部位;跨越臂部的除了基端側以外的部分和固定側固定部的部位,跨越可動體和固定側固定部的部位;跨越固定體和可動側固定部的部位;跨越臂部的除了前端側以外的部分和可動體的部位;跨越臂部的除了基端側以外的部分和固定體的部位;以及跨越可動體和固定體的部位。

另外,為了提高聚焦精度,通過反饋控制來進行透鏡位置的控制(例如,參照專利文獻5)。專利文獻5中公開的攝像裝置具備透鏡、用於調整透鏡的位置的驅動元件、以及用於檢測透鏡的位置的位置檢測元件。搭載於攝像裝置的聚焦控制電路具備反饋均衡器,該反饋均衡器基於利用位置檢測元件的輸出信號確定的透鏡的位置與從外部設定的透鏡的目標位置之間的差,生成用於將透鏡的位置調整到目標位置的驅動信號,控制驅動元件。

現有技術文獻

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:日本專利第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



技術實現要素:

發明要解決的問題

然而,在VCM方式的AF用透鏡架驅動裝置中,對抗板簧(彈簧部件)的恢復力(偏壓力)而利用驅動機構的推力(驅動力)使可動部在光軸方向上上下移動。因此,在板簧(彈簧部件)的恢復力(偏壓力)較大的情況下,必須使驅動機構的推力(驅動力)較大,其結果,必須使較大的驅動電流在驅動線圈中流動。

在上述的專利文獻1~4中,存在如下所述的問題點。

在專利文獻1中,將緩衝部件配置在支架或固定部件與板簧之間的連接部位附近。因此,與沒有緩衝部件的原來的板簧相比較,該具有緩衝部件的板簧的光軸方向上的恢復力變大。換言之,板簧的光軸方向上的彈簧常數發生變化。其結果,對抗板簧的恢復力,必須使較大的驅動電流在驅動線圈中流動。

在專利文獻2中,將減震劑塗覆在彈簧的彈性連結部的靠近內側環的部位。因此,與上述專利文獻1同樣地,與沒有減震劑的原來的彈簧相比較,該具有減震劑的彈簧的恢復力變大。換言之,彈簧的光軸方向上的彈簧常數發生變化。其結果,對抗彈簧的恢復力,必須使較大的驅動電流在驅動線圈中流動。

在專利文獻3中,將具有粘彈性的緩衝材,跨越前側彈簧部件的臂部和移動體側連結部而設置。因此,與上述專利文獻1和2同樣地,與沒有緩衝劑的原來的前側彈簧部件相比較,該具有緩衝材的前側彈簧部件的偏壓力(恢復力)變大。換言之,前側彈簧部件的透鏡光軸方向上的彈簧常數發生變化。其結果,對抗前側彈簧部件的恢復力,必須使較大的驅動電流在驅動線圈中流動。

在專利文獻4中,也將具有粘彈性的緩衝材跨越彈簧部件的兩個部位而設置。因此,與上述專利文獻1至3同樣地,與沒有緩衝劑的原來的彈簧部件相比較,該具有緩衝材的彈簧部件的偏壓力(恢復力)變大。換言之,彈簧部件的透鏡光軸方向上的彈簧常數發生變化。其結果,對抗彈簧部件的恢復力,必須使較大的驅動電流在驅動線圈中流動。

即,專利文獻1~4中公開的透鏡架驅動裝置均無法實現省電。

因此,為了實現省電,本發明者們研究儘量減小板簧(彈簧部件)的恢復力(偏壓力)。作為其解決方案之一,本發明者們想到加長板簧(彈簧部件)的臂部的長度。為了加長臂部的長度,本發明者們試製了在臂部設置了180度折回的U轉彎形狀部分的新的板簧。而且,實際上,試製了使用新板簧代替舊板簧的透鏡架驅動裝置。

而且,本發明者們對該試製的透鏡架驅動裝置的性能進行了試驗。其結果,本發明者們確認了能夠以比以往小的驅動電流(推力)使可動部在光軸方向上上下移動。

然而,本發明者們確認了,若使用這樣的具有較長的臂部的板簧,則會產生如下所述的新的問題。

具體而言,為了測定(製成)試製的透鏡架驅動裝置的頻率響應特性(波特圖),本發明者們在對可動部施加使頻率變化的規定振幅的振動的同時,利用安裝於透鏡架驅動裝置的位置檢測元件對可動部的光軸方向上的位置進行了檢測。其結果,本發明者們確認了,可動部不只是以新的板簧的固有頻率在光軸方向上振動(共振),其還以固有頻率的大約5倍的頻率繞光軸轉動的同時進行擺動(共振)。此外,可以認為可動部繞光軸轉動是因為加長了板簧的臂部的長度或移動部不平衡(即,移動部的重心偏離透鏡的光軸)。在此,將以固有頻率的振動(共振)稱為一次共振(主共振),將以固有頻率的大約5倍的頻率的擺動(共振)稱為二次共振(副共振)。因此,在加長了板簧的臂部的長度的情況下,希望抑制副共振。

特別地,若進行專利文獻5中公開的反饋控制,則副共振會給反饋控制帶來不良影響。

因此,本發明的目的在於提供一種實現省電的同時能夠抑制二次共振(副共振)的透鏡架驅動裝置。

本發明的另外的目的隨著說明的推進而明確。

解決問題的方案

對本發明的示例的形態的要點進行敘述,透鏡架驅動裝置具備:透鏡架,其能夠安裝透鏡筒;固定部,其配置於該透鏡架的外圍;驅動機構,其用於將透鏡架向透鏡的光軸方向驅動;上側板簧,其將透鏡架和固定部在其上部側連結;以及下側板簧,其將透鏡架和固定部在其下部側連結。上側板簧和下側板簧分別具備:固定於透鏡架的內周側端部;固定於固定部的外周側端部;以及為了將內周側端部和外周側端部之間連結而沿周向設置的多根臂部。上側板簧的多根臂部和下側板簧的多根臂部俯視時實質上為相同的形狀。多根臂部分別至少包括一個折回的U轉彎形狀部分。上側板簧和下側板簧中的一者,在多根臂部的U轉彎形狀部分具有以跨越相互對置的部位的方式設置的、至少一個具有伸縮性且具有撓性的樹脂。

發明效果

本發明能夠在實現省電的同時抑制二次共振(副共振)。

附圖說明

圖1是本發明一實施方式的透鏡架驅動裝置的外觀立體圖。

圖2是圖1中示出的透鏡架驅動裝置的分解立體圖。

圖3是關於圖1的線III-III的縱剖面圖。

圖4是關於圖1的線IV-IV的縱剖面圖。

圖5是以從基體部件仰視觀察的狀態表示圖1所示的透鏡架驅動裝置中使用的上側板簧的形狀的俯視圖。

圖6是以從基體部件仰視觀察的狀態表示圖1所示的透鏡架驅動裝置中使用的下側板簧的形狀的俯視圖。

圖7是表示圖5所示的上側板簧與圖6所示的下側板簧之間的關係的俯視圖。

圖8是用於說明圖1所示的透鏡架驅動裝置中使用的柔性印刷電路板(FPC:Flexible Printed Circuit)所形成的導電圖案的圖,圖8(A)是透鏡架驅動裝置的主視圖,圖8(B)是表示柔性印刷電路板(FPC)的導電圖案的七個端子和與他們連接的端子之間的關係的表。

圖9是從基體部件仰視觀察的狀態表示圖1所示的透鏡架驅動裝置的組裝體的俯視圖,是表示在下側板簧設置(塗覆)彈性粘接劑之前的狀態的圖。

圖10是從基體部件仰視觀察的狀態表示圖1所示的透鏡架驅動裝置的組裝體的俯視圖,是表示在下側板簧設置(塗覆)彈性粘接劑之後的狀態的圖。

圖11是放大表示圖9的一部分的局部放大圖。

圖12是放大表示圖10的一部分的局部放大圖。

圖13是用於說明圖1所示的透鏡架驅動裝置的效果的圖,圖13(A)是表示塗覆彈性粘接劑前的透鏡架驅動裝置(採取對策前)的頻率響應特性的波特圖,圖13(B)是表示塗覆彈性粘接劑後的本實施方式的透鏡架驅動裝置(採取對策後)的頻率響應特性的波特圖。

圖14是用於說明圖1所示的透鏡架驅動裝置的效果的圖,圖14(A)至圖14(C)分別是表示塗覆彈性粘接劑後的本實施方式的3臺透鏡架驅動裝置(No1、No2、No3)的頻率響應特性的波特圖。

圖15是表示搭載有圖1所示的透鏡架驅動裝置的搭載有攝像機的移動終端的立體圖。

附圖標記說明

10 透鏡架驅動裝置

11 透鏡筒

12 基體部件(致動器基體)

120 基體部

122 前側突出部

122a 矩形孔

123 後側突出部

14 透鏡架

140 筒狀部

140a 容納部

16 驅動線圈

162 長邊部

164 短邊部

18 驅動用磁鐵

182 平板狀驅動用磁鐵片

20 磁軛

202 外筒部

202a 前側切口部

202b 後側切口部

202F 前側板部

202B 後側板部

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

22 上側板簧

222 上側內周側端部

224 上側外周側端部

226 上側臂部

226a U轉彎形狀部分

24 下側板簧

24-1 第一彈簧片

24-2 第二彈簧片

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 U轉彎形狀部分

247 定位突起

30 襯圈(內部殼體)

302 環狀部

304 垂直延伸部

305 前側U字狀板部

306 後側U字狀板部

34 位置檢測部

342a 傳感器用磁鐵

342b 傳感器用磁鐵

344 霍爾傳感器(磁檢測元件)

40 柔性印刷電路板(FPC)

401 研缽狀凹陷

45 彈性粘接劑(具有伸縮性且具有撓性的樹脂)

80 搭載有攝像機的移動終端(智慧型手機)

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

具體實施方式

參照圖1至圖4,對本發明一實施方式的透鏡架驅動裝置10進行說明。

圖1是透鏡架驅動裝置10的外觀立體圖。圖2是透鏡架驅動裝置10的分解立體圖。圖3是關於圖1的線III-III的縱剖面圖。圖4是關於圖1的線IV-IV的縱剖面圖。

在此,如圖1至圖4所示,使用正交坐標系(X、Y、Z)。在圖1至圖4示出的狀態下,在正交坐標系(X、Y、Z)中,X軸方向是前後方向(深度方向),Y軸方向是左右方向(寬度方向),Z軸方向是上下方向(高度方向)。而且,圖1至圖4所示的例子中,上下方向Z是透鏡的光軸O方向。此外,在本實施方式中,也將Y軸方向(左右方向)稱為第一方向、將X軸方向(前後方向)稱為第二方向。

然而,在實際使用情況中,光軸O方向、即Z軸方向為前後方向。換言之,Z軸的上方是前方,Z軸的下方是後方。

圖示的透鏡架驅動裝置10是採用使用了音圈電機(VCM)的VCM方式作為驅動機構(致動器)的透鏡架驅動裝置。VCM方式的透鏡架驅動裝置如下所述,具備驅動線圈、以及由磁軛和永磁體構成的磁路作為驅動機構(致動器)。圖示的透鏡架驅動裝置10採用「動圈式」的驅動機構作為VCM方式的驅動機構。

圖示的透鏡架驅動裝置10配備於搭載有可自動聚焦(AF)的攝像機的行動電話、下述的圖15所示的智慧型手機、筆記本電腦、平板電腦、可攜式遊戲機、網絡攝像機、車載攝像機等移動終端中。

圖示的透鏡架驅動裝置10用於使保持透鏡筒11的透鏡架14(下述)在光軸O方向上移動。因此,光軸O是驅動軸(中心軸)。透鏡架驅動裝置10具有配置於Z軸方向(光軸O方向)的下側(後側)的基體部件(致動器基體)12。

在該基體部件(致動器基體)12的下部(後部)配置有傳感器基板(未圖示)。傳感器基板搭載攝像元件或時鐘源等電子零件。透鏡架驅動裝置10和傳感器基板由屏蔽罩(未圖示)覆蓋。屏蔽罩用於屏蔽從傳感器基板產生的電磁噪聲。

通過將透鏡架驅動裝置10、傳感器基板、攝像元件和屏蔽罩組合,來構成攝像機模塊。

攝像元件對由透鏡筒11成像的被拍攝物像進行攝像並變換成電信號。攝像元件例如由CCD(charge coupled device,電荷耦合器件)型圖像傳感器、CMOS(complementary metal oxide semiconductor,互補金屬氧化物半導體)型圖像傳感器等構成。

透鏡架驅動裝置10具備:透鏡架14,其具有用於保持透鏡筒11的筒狀部140;環狀的驅動線圈16,其以位於筒狀部140的外圍的方式固定於該透鏡架14;磁軛20,其為大致四稜筒狀、且具備與該驅動線圈16對置的驅動用磁鐵18;以及一對板簧22、24,其設置於透鏡架14的筒狀部140的光軸O方向兩側。

為了將透鏡筒11安裝於透鏡架14,將透鏡筒11收納在透鏡架14內,並用粘接劑等相互粘合。

另外,通過組合驅動用磁鐵18和磁軛20構成磁路。

一對板簧22、24將透鏡保持器14以在徑向定位的狀態在光軸O方向上可位移地進行支撐。將一對板簧22、24中的一個板簧22稱為上側板簧,將另一個板簧24稱為下側板簧。

另外,如上述那樣,在實際的使用情況下,Z軸方向(光軸O方向)的上方是前方,Z軸方向(光軸O方向)的下方是後方。因此,也將上側板簧22稱為前側彈簧、將下側板簧24稱為後側彈簧。

上側板簧(前側彈簧)22和下側板簧(後側彈簧)24例如由不鏽鋼、鈹銅或鎳銅等金屬構成。而且,通過針對規定的薄板進行的衝壓加工、或者使用了光刻技術的蝕刻加工來製造上側板簧(前側彈簧)22和下側板簧(後側彈簧)24。此外,作為加工,與衝壓加工相比優選使用蝕刻加工。其理由是,因為對於蝕刻加工,在板簧不殘留殘餘應力。

另外,作為板簧的材料,與鈹銅相比優選使用不鏽鋼、特別是高硬度不鏽鋼。其理由是,因為已知鈹的化合物毒性較強,從環境觀點考慮,希望使用鈹銅以外的材料(無鈹)作為板簧的材料。此外,作為高硬度不鏽鋼,例如能夠使用日本金屬工業株式會社制的NTK S-4或NTK 301(SUS301)。

如圖1和圖2所示,磁軛20為大致四稜筒狀。即,磁軛20具有:實際上為四方筒形狀的外筒部202;以及在該外筒部202的上端(前端)向外筒部202的內側突出的大致四邊形的環狀上端部204。另外,磁軛20在環上端部204的內側的四角,還具有與光軸O平行地向垂直下方延伸的4根內側垂直延伸部206。

因此,驅動線圈16也為與大致四稜筒狀的磁軛20的形狀相配合的大致四稜筒狀。更具體而言,驅動線圈16為由與磁軛20的4邊平行地對置配置的四個長邊部162、和與磁軛40的四角對置的四個短邊部164構成的八邊形筒狀。將驅動線圈16在上側板簧22的近側,以收納在磁軛20的外筒部202與4根內側垂直延伸部206之間的空間的方式,安裝在透鏡架14的筒狀部140的外壁。

如圖2和圖3所示,圖示的驅動用磁鐵18由兩個平板狀驅動用磁鐵片182構成,該兩個平板狀驅動用磁鐵片182以與驅動線圈16隔有間隔地對置的方式配置在磁軛20的外筒部202的在左右方向Y上對置的兩個內壁面。換言之,各平板狀驅動用磁鐵片182的水平方向上的兩端延伸到磁軛20的在前後方向X上對置的兩邊附近。而且,將驅動線圈16配置為,接近到各平板狀驅動用磁鐵片182的水平方向上的兩端近旁附近。

利用這樣的構造,能夠抑制磁路的磁效率的降低。

將各平板狀驅動用磁鐵片182在徑向磁化,內周側和外周側被磁化為不同的極。在圖示的例子中,如圖3所示,各平板狀驅動用磁鐵片182的內周側被磁化為N極,外周側被磁化為S極。

通過將驅動線圈16、兩個平板狀驅動用磁鐵片182、以及磁軛20組合,來構成「動圈式」的驅動機構。

磁軛20的外筒部202由在前後方向X相互對置的前側板部202F及後側板部202B、和在左右方向Y相互對置的左側板部202L及右側板部202R構成。前側板部202F具有在下方敞開的前側切口部202a,後側板部202B也具有在下方敞開的後側切口部202b。前側板部202F在前側切口部202a處具有向下方突出的突起部207。

另一方面,基體部件(致動器基體)12具有:矩形環狀的基體部120;以及在前後方向X上對置並從基體部120向上下方向Z的上方突出的一對突出部122、123。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。

圖示的透鏡架驅動裝置10還具備以在基體部件(致動器基體)12與磁軛20之間夾著的方式設置的襯圈30。也將襯圈30稱為內部殼體。襯圈(內部殼體)30是實際上被收納在磁軛20的內壁面那樣的形狀。具體而言,襯圈(內部殼體)30具有:在磁軛20的外筒部202的內壁面的上方設置的矩形外形的環狀部302;從環狀部302的四角垂直地向下方延伸的垂直延伸部304;以及從環狀部302的在前後方向X上對置的一對邊向下方延伸的一對的U字狀板部305、306。在此,將設置於前側的U字狀板部305稱為前側U字狀板部,將設置在後側的U字狀板部306稱為後側U字狀板部。

通過將基體部件(致動器基體)12與襯圈(內部殼體)30組合,來構成固定部(12、30)。

如圖2和圖4所示,在磁軛20的前側切口部202a附近,基體部件12的前側突出部122與襯圈(內部殼體)30的前側U字狀板部305咬合(卡合)。而且,在磁軛20的後側切口部202b附近,基體部件12的後側突出部123與襯圈(內部殼體)30的後側U字狀板部306咬合(卡合)。

此外,基體部件12的前側突出部122具有供下述的位置檢測元件即霍爾傳感器344插入的矩形孔122a。另外,透鏡架14的筒狀部140在以Z軸(光軸O)為中心在前後方向X上對置的外壁部的下方,具有容納下述的一對傳感器用磁鐵342a、342b的一對容納部140a。

圖示的透鏡架驅動裝置10還具備檢測透鏡架14的位置的位置檢測部34。

如圖2和圖4所示,將位置檢測部34設置在下側板簧24的近側。具體而言,位置檢測部34由在透鏡架14的筒狀部140的上述一對容納部140a中容納的一對傳感器用磁鐵342a、342b中的一者(圖示的例子中為前側的傳感器用磁鐵342a)、以及與一者的傳感器用磁鐵342a對置並插入到上述基體部件12的矩形孔122a而設置的霍爾傳感器344構成。

各傳感器用磁鐵342a、342b在光軸O方向被磁化,上面側和下面側被磁化為不同的極。在圖示的例子中,如圖4所示,各傳感器用磁鐵342a、342b的上表面被磁化為S極,下表面被磁化為N極。

本實施方式中,使用居裡點為400℃以上的永磁體作為傳感器用磁鐵342a、342b。作為這樣的永磁體,例如可以使用釤鈷磁鐵、鐵氧體磁鐵、或鋁鎳鈷磁鐵。

此外,兩個平板狀驅動用磁鐵片182的極性和一對傳感器用磁鐵342a、342b的極性不限定於圖3及圖4中示出的極性,也可以是與上述相反的極性。即,可以將各平板狀驅動用磁鐵片182的內周側磁化為S極,將外周側磁化為N極,可以將各傳感器用磁鐵342a、342b的上面側磁化為N極,將下面側磁化為S極。

此外,如圖2和圖4所示,霍爾傳感器344搭載於柔性印刷電路板(FPC)40上。如圖1和圖4所示,柔性印刷電路板(FPC)40在磁軛20的前側開口部202a處以被磁軛20的突起部207插入的狀態安裝在基體部件12的前側突出部122的外壁。如圖1所示,在柔性印刷電路板(FPC)40中,在左右方向Y的兩端側形成有一對的研缽狀的凹陷401。

此外,將一對的傳感器用磁鐵342a、342b分別容納於在透鏡架14的筒狀部140的以Z軸(光軸O)為中心在前後方向X上對置的外壁部的下方所構成的一對容納部140a是為了保持透鏡架14的移動時或靜止時的平衡、為了以Z軸(光軸O)為中心進行均勻重量配置、且為了使與平板狀驅動用磁鐵片182之間的磁幹擾力(斥力)均勻。因此,假如在一者的傳感器用磁鐵342a與平板狀驅動用磁鐵片182之間存在距離且沒有磁幹擾的影響的情況下,不與霍爾傳感器344對置的另一者的傳感器用磁鐵342b可以用同樣重量的未被磁化的平衡錘代替。

上側板簧(前側彈簧)22配置在透鏡架14的光軸O方向上側(前側),下側板簧(後側彈簧)24配置在透鏡架14的光軸O方向下側(後側)。

參照圖5至圖7,對上側板簧22和下側板簧24的形狀以及它們的關係進行說明。

圖5是以從基體部件12仰視觀察的狀態表示上側板簧22的形狀的俯視圖。圖6是以從基體部件12仰視觀察的狀態表示下側板簧24的形狀的俯視圖。圖7是表示上側板簧22與下側板簧24之間的關係的俯視圖。

首先,參照圖5對上側板簧22的形狀進行說明。

上側板簧22具有:上側內周側端部222,其安裝於透鏡架14的上端部;以及上側外周側端部224,其安裝於襯圈30的環狀部302。在上側內周側端部222和上側外周側端部224之間沿著周向設置有4根上側臂部226。各上側臂部226連接上側內周側端部222與上側外周側端部224。各上側臂部226包括180度折回的U轉彎形狀部分226a。

下面,參照圖6對下側板簧24的形狀進行說明。

下側板簧24具有:下側內周側端部242,其安裝於透鏡架14的下端部;以及下側外周側端部244,其安裝於致動器基體(基體部件)12。在下側內周側端部242和下側外周側端部244之間沿著周向設置有4根下側臂部246。各下側臂部246連接下側內周側端部242與下側外周側端部244。各下側臂部246包括180度折回的U轉彎形狀部分246a。

下面,參照圖7對上側板簧22與下側板簧24之間的關係進行說明。

根據圖7可知,上側板簧22的4根上側臂部226和下側板簧24的4根下側臂部246俯視實際上為相同的形狀。

下面,說明對驅動線圈16的供電方法。

如圖6所示,下側板簧24為了能夠通過該下側板簧24向驅動線圈18供電,由相互電絕緣的第一彈簧片24-1及第二彈簧片24-2構成。第一板簧片24-1和第二板簧片24-2實際上為以透鏡的光軸O為中心旋轉對稱的形狀。

第一板簧片24-1具有從下側外周側端部244向前方突出的第一外部連接端子244-1。第二板簧片24-2也具有從下側外周側端部244向前方突出的第二外部連接端子244-2。

另一方面,第一板簧片24-1具有從下側內周側端部242向後方突出的第一端子部242-1。第二板簧片24-2具有從下側內周側端部242向前方突出的第二端子部242-2。利用焊錫將第一端子部242-1與驅動線圈18的第一末端部(未圖示)電連接。利用焊錫將第二端子部242-2與驅動線圈16的第二末端部(未圖示)電連接。

如圖1所示,將下側板簧24的第一外部連接端子244-1和第二外部連接端子244-2從柔性印刷電路板(FPC)40的一對研缽狀的凹陷401向外部突出地進行設置。

因此,柔性印刷電路板(FPC)40通過下側板簧24的第一外部連接端子244-1、下側板簧24的第一板簧片24-1及第一端子部242-1與驅動線圈16的第一末端部電連接。同樣地,柔性印刷電路板(FPC)40通過下側板簧24的第二外部連接端子244-2、下側板簧24的第二板簧片24-2及第二端子部242-2與驅動線圈16的第二末端部電連接。

這樣,通過下側板簧24,從柔性印刷電路板(FPC)40向驅動線圈16進行供電。

通過向驅動線圈16通電,從而由於驅動用磁鐵18的磁場與在驅動線圈16中流動的電流產生的磁場之間的相互作用,使透鏡架14(透鏡筒11)中產生光軸O方向的驅動力,通過使該驅動力與一對板簧22、24的恢復力(偏壓力)平衡,從而能夠調整透鏡架14(透鏡筒11)的光軸O方向上的位置。

參照圖8,對柔性印刷電路板(FPC)40中形成的端子部的導電圖案進行說明。圖8(A)是透鏡架驅動裝置10的主視圖,圖8(B)是表示柔性印刷電路板(FPC)40的導電圖案的七個端子和與它們連接的端子之間的關係的表。

如圖8(A)所示,柔性印刷電路板(FPC)40從右側向左側具有第一端子至第七端子Pin1~Pin7(管腳1~管腳7),作為導電圖案。

如圖8(B)所示,下側板簧24的第一外部連接端子244-1即ACT Terminal(+)與第一端子Pin1連接,霍爾傳感器344的第一輸出端子Hall output(-)與第二端子Pin2連接,霍爾傳感器344的第一輸入端子Hall input(+)與第三端子Pin3連接。接地端子GND與第四端子Pin4連接。霍爾傳感器344的第二輸出端子Hall output(+)與第五端子Pin5連接,霍爾元件344的第一輸入端子Hall input(-)與第六端子Pin6連接,下側板簧24的第二外部連接端子244-2即ACT Terminal(-)與第七端子Pin7連接。

下面,參照圖9至圖12,對下側板簧24的結構更詳細地進行說明。

圖9和圖10是以從基體部件12仰視觀察的狀態表示透鏡架驅動裝置10的組裝體的俯視圖,圖9是表示在下側板簧24設置(塗覆)下述的彈性粘接劑45之前的狀態的圖,圖10是表示在下側板簧24設置(塗覆)彈性粘接劑45之後的狀態的圖。圖11是放大表示圖9的一部分的局部放大圖,圖12是放大表示圖10的一部分的局部放大圖。

根據圖10和圖12可知,下側板簧24在4根下側臂部246的U轉彎形狀部分246a處具有彈性粘接劑45。各彈性粘接劑45設置成在U轉彎形狀部分246a的相互對置的部位跨越。將四個彈性粘接劑45在以光軸O為中心的周向以相等角度的間隔設置。

此外,彈性粘接劑45由具有伸縮性且具有撓性的樹脂形成。本例中,使用從矽系粘接劑和甲矽烷基末端聚合物系粘接劑中選擇的溼氣固化型粘接劑,作為彈性粘接劑45。

根據圖9和圖11可知,4根下側臂部246的U轉彎形狀部分246a在上述對置的部位(即,塗覆彈性粘接劑45的部位)具有使彈性粘接劑45利用其表面張力容易跨越的定位突起247。

這樣,通過在4根下側臂部246的U轉彎形狀部分246a塗覆彈性粘接劑45,從而本實施方式的透鏡架驅動裝置10能夠抑制在圖12的箭頭所示方向的擺動即二次共振(副共振)。另外,由於在4根下側臂部246的U轉彎形狀部分246a設置彈性粘接劑45,因此,不會限制透鏡架14的本來的衝程。並且,由於能夠抑制二次共振(副共振),因此能夠防止對下述的反饋控制帶來不良影響。

下面,參照圖13和圖14對本實施方式的透鏡架驅動裝置10的效果進行說明。

圖13中,圖13(A)是表示塗覆彈性粘接劑45前的透鏡架驅動裝置10(採取對策前)的頻率響應特性的波特圖,圖13(B)是表示塗覆彈性粘接劑45後的本實施方式的透鏡架驅動裝置10(採取對策後)的頻率響應特性的波特圖。另外,圖14中,圖14(A)至圖14(C)分別是表示塗覆彈性粘接劑45後的本實施方式的3臺透鏡架驅動裝置10(No1、No2、No3)的頻率響應特性的波特圖。

在圖13(A)、圖13(B)、以及圖14(A)~圖14(C)的每個圖中,橫軸表示頻率FREQUENCY[Hz],左縱軸表示增益GAIN[dB],右縱軸表示相位PHASE[deg]。另外,在圖13(A)、圖13(B)、以及圖14(A)~圖14(C)的每個圖中,實線表示增益特性曲線,虛線表示相位特性曲線。

根據圖13(A)可知,在採取對策前,在大約70Hz的頻率範圍產生主共振(一次共振),在300Hz~350Hz的頻率範圍產生10~15dB的副共振(二次共振)。

相對於此,根據圖13(B)可知,在採取對策後,在大約70Hz的頻率範圍產生主共振(一次共振),但是在300Hz~350Hz的頻率範圍只產生0~5dB程度的副共振(二次共振)。

因此,本發明的實施方式的透鏡架驅動裝置10(採取對策後)與採取對策前相比較,能夠將300Hz~350Hz的頻率範圍的副共振(二次共振)減少大約10dB。

另外,根據圖14(A)~圖14(C)可知,3臺(No1、No2、No3)的透鏡架驅動裝置10中,頻率330Hz附近的二次共振(副共振)的Q值都為3dB以下,相位差也都被抑制在±10度以下。因此,可知具有較大的改善效果。

此外,彈性粘接劑45即使施加洗液也能夠沒有問題地發揮其功能。因此,能夠如以往那樣,在組裝透鏡架驅動裝置10後對透鏡架驅動裝置10進行清洗,能夠維持品質。

另外,在本例中,通過塗覆彈性粘接劑45在下側板簧24中設置具有伸縮性且具有撓性的樹脂,但是,當然不限於此。例如,也可以利用雙面膠帶將這樣的具有伸縮性且具有撓性的樹脂即彈性片材粘貼於下側板簧24,從而在下側板簧24中設置具有伸縮性且具有撓性的樹脂。或者,也可以利用基體上注塑成型法,將下側板簧24與具有伸縮性且具有撓性的樹脂進行二色成型,從而在下側板簧24中設置具有伸縮性且具有撓性的樹脂。取而代之,也可以將光刻膠進行UV固化來在下側板簧24中設置具有伸縮性且具有撓性的樹脂。另外,設置該具有伸縮性且具有撓性的樹脂的部位,不是只限定於下側板簧24,設置在上側板簧22或兩個板簧22、24中也是有效的。

本實施方式的透鏡架驅動裝置10中,如下所述,通過反饋控制,對透鏡架14的光軸O方向上的位置進行控制。

首先,在驅動線圈16中流動驅動電流來使透鏡架14在光軸O方向上移動,並對透鏡架14的光軸O方向上的位置(檢測位置)和利用位置檢測部34的霍爾傳感器344檢測出的檢測值進行計量。由此,可知驅動電流、檢測位置、以及檢測值之間的關係。驅動電流和檢測位置一對一地對應。因此,為了使透鏡架14移動到希望的目標位置(光軸O方向上的位置),向驅動線圈16供給與該目標位置對應的驅動電流即可。

為了能夠將檢測值變換為檢測位置,在ROM(read-only memory,只讀存儲器)中存儲檢測值和檢測位置之間的關係(一對一對應)。因此,ROM作為將檢測值向檢測位置變換的變換部起作用。

實現反饋控制的控制部(未圖示)基於攝像元件的圖像信號和利用霍爾傳感器344檢測出的檢測值,求出為了使透鏡架14移動到目標位置所需要的驅動電流,並將求出的驅動電流供給到驅動線圈16。

控制部包括上述變換部(ROM)、目標位置計算部、比較部和操作部。目標位置計算部根據攝像元件的圖像信號計算透鏡架14的目標位置(聚焦位置)。在此,聚焦位置是指對圖像信號進行處理而得到的攝像圖像的對比度值最佳的透鏡架14的位置。比較部對目標位置和檢測位置進行比較,並輸出控制偏差。操作部將控制偏差為零的操作量作為驅動電流供給到驅動線圈16。

本實施方式中,如上所述,由於能夠抑制二次共振(副共振),因此不會給反饋控制帶來不良影響。但是,本發明也能夠適用於不進行反饋控制的情況。

圖15是表示搭載有透鏡架驅動裝置10的搭載有攝像機的移動終端80的立體圖。圖示的搭載有攝像機的移動終端80由智慧型手機構成。在搭載有攝像機的移動終端80的規定位置安裝有透鏡架驅動裝置10。利用這樣的構造,使用者能夠使用搭載有攝像機的移動終端80進行拍攝。

此外,本例中,作為搭載有攝像機的移動終端80,以智慧型手機的情況為例進行了表示,但是,搭載有攝像機的移動終端也可以是搭載有攝像機的行動電話、筆記本電腦、平板電腦、可攜式遊戲機、網絡攝像機、車載攝像機。

對本發明的示例的形態進行說明。

對本發明的第1示例的形態的要點進行敘述,透鏡架驅動裝置(10)具備:透鏡架(14),其能夠安裝透鏡筒(11);固定部(12、30),其配置於該透鏡架(14)的外圍;驅動機構(16、18、20),其用於將透鏡架(14)向透鏡的光軸(O)方向驅動;上側板簧(22),其將透鏡架(14)和固定部(12、30)在其上部側連結;以及下側板簧(24),其將透鏡架(14)和固定部(12、30)在其下部側連結。上側板簧(22)和下側板簧(24)分別具備:固定於透鏡架(14)的內周側端部(222、242);固定於固定部(12、30)的外周側端部(224、244);以及為了將內周側端部和外周側端部之間連結而沿周向設置的多根臂部(226、246)。上側板簧(22)的多根臂部(226)和下側板簧(24)的多根臂部(246)俯視時實際為相同的形狀。多根臂部(226、246)分別至少包括一個折回的U轉彎形狀部分(226a、246a)。上側板簧(22)和下側板簧(24)中的一者在多根臂部(226、246)的U轉彎形狀部分(226a、246a)具有以在相互對置的部位跨越的方式設置的至少一個具有伸縮性且具有撓性的樹脂(45)。

上述本發明的透鏡架驅動裝置(10)中,優選,上述多個具有伸縮性且具有撓性的樹脂(45)以相等角度的間隔設置在以光軸(O)為中心的周向上。優選,上述樹脂(45)由彈性粘接劑構成。優選,彈性粘接劑(45)由溼氣固化型彈性粘接劑構成。例如可以從矽系粘接劑、甲矽烷基末端聚合物系粘接劑中選擇溼氣固化型彈性粘接劑。優選,多根臂部(246)的U轉彎形狀部分(246a)在上述對置的部位具有上述樹脂(45)利用其表面張力容易跨越的定位突起(247)。

另外,在上述本發明的透鏡架驅動裝置(10)中,上述固定部可以包括在透鏡架(14)的下側配置的基體部件(12)。在這種情況下,上述驅動機構可以具備:驅動線圈(16),其在上側板簧(22)和下側板簧(24)中的另一者的近側,固定於透鏡架(14)的周圍;大致四稜筒狀的磁軛(20),其直立設置於基體部件(12)上;以及驅動用磁鐵(18),其在與光軸(O)方向正交的第一方向(Y)上,以與驅動線圈(16)對置的方式配置在磁軛(20)的對置的一對內壁面上。透鏡架驅動裝置(10)也可以在上側板簧(22)和下側板簧(24)中的一者的近側,還具有檢測透鏡架(14)的位置的位置檢測部(34)。位置檢測部(34)可以包括:在與光軸(O)方向和第一方向(Y)正交的第二方向(X)上,安裝於透鏡架(14)的對應的外周面的、一對傳感器用磁鐵(342a、342b)中的一者(342a);以及與一者的傳感器用磁鐵(342a)對置地設置於基體部件(12)的磁檢測元件(344)。

根據本發明的第2示例的形態,可以得到搭載上述透鏡架驅動裝置(10)而形成的搭載有攝像機的移動終端(80)。

此外,上述括號內的參照符號是為了容易理解本發明而標記的符號,僅為一例,本發明當然不限定於這些。

以上,參照實施方式對本發明進行了說明,但是,本發明不限定於上述實施方式。對於本發明的結構和細節,本領域技術人員可以在本發明的範圍內,進行能夠理解的各種變更。

例如,在上述的實施方式中,上側板簧和下側板簧的多根臂部分別只包括一個U轉彎形狀部分,但是也可以包括多個U轉彎形狀部分。另外,在上述的實施方式中,將位置檢測部設置在下側板簧附近,因此,在下側板簧的多根的下側臂部的U轉彎形狀部分設置了具有伸縮性且具有撓性的樹脂,但是,在將位置檢測部設置在上側板簧附近的情況下,也可以在上側板簧的多根的下側臂部的U轉彎形狀部分設置具有伸縮性且具有撓性的樹脂。另外,也可以與位置檢測部的設置位置無關地,在下側板簧和上側板簧的兩者的多根臂部的U轉彎形狀部分設置具有伸縮性且具有撓性的樹脂。並且,在上述的實施方式中,在各U轉彎形狀部分設置了一個具有伸縮性且具有撓性的樹脂,但是也可以在各U轉彎形狀部分設置多個具有伸縮性且具有撓性的樹脂。

並且,在上述的實施方式中,上側板簧和下側板簧分別在內周側端部和外周側端部之間具備4根臂部,但是,本發明一般地可以適用於以光軸為中心點對稱地沿周向具備多根臂部的板簧。

另外,本發明不限定於上述的實施方式涉及的「動圈式」的透鏡架驅動裝置10,也可以適用於「動磁式」的透鏡架驅動裝置。

本申請主張以在2014年6月16日申請的日本專利申請特願2014-123210號為基礎的優先權,將其公開的全部內容引入本申請。

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