光学部件驱动装置、照相机装置以及电子设备的制作方法

1.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：

2.在用于智能手机等电子设备的照相机装置中，在保持透镜体的载架和保持载架的支架上分别设置线圈和磁石，通过单独控制流过各线圈的电流的大小，来实现自动对焦控制或抖动校正。作为公开了与这种照相机装置有关的技术的文献，有专利文献1。
3.专利文献1所公开的拍摄用光学装置具备具有透镜以及摄像元件的照相机模块和用于对被透镜在摄像元件上成像的光学像的抖动进行校正的抖动校正装置。抖动校正装置具备能够摆动地支撑照相机模块的支撑体和用于为了使得相对于支撑体透镜的光轴倾斜而使照相机模块摆动来校正抖动的摆动驱动机构。摆动驱动机构由在照相机模块的外表面固定的四个抖动校正用磁石和在各抖动校正磁石从外侧分别对向的四个抖动校正用线圈构成。【现有技术文献】【专利文献】
4.【专利文献1】日本特开2011-257506a号公报


技术实现要素：

【发明要解决的课题】
5.然而，专利文献1的技术存在的问题是，不过是在照相机模块的周围循环配置四对线圈和磁石，控制粗糙。
6.本发明是鉴于这样的课题而完成的，其目的在于，提供一种能够进行精细抖动校正控制的光学部件驱动装置。【用于解决课题的手段】
7.为了解决上述课题，作为本发明的优选方式的光学部件驱动装置，在xyz正交坐标系中，具备：光学部件，其以z方向为光轴的方向的透镜体、将经由所述透镜体入射的光变换成图像信号的图像传感器；固定部，其设置成包围所述光学部件；多个磁石，其以包围所述光轴的方式设于所述光学部件的外侧表面或所述固定部的内侧表面中的一方；以及八个线圈，其以包围所述光轴的方式设于所述光学部件的外侧表面或所述固定部的内侧表面的另一方，与所述磁石对向，通过所述磁石与所述线圈之间的电磁力，使所述光学部件绕x以及y方向的轴倾斜活动。
8.另外也可以是，所述线圈为了当流过电流时在前后方向产生相反朝向的电磁力，而电连接夹着所述光轴位于相反侧的两个所述线圈。
9.另外也可以是，所述线圈为了当流过电流时在前后方向产生相同朝向的电磁力而使相邻的两个所述线圈电连接，形成四个线圈组，为了当流过电流时在前后方向产生相反
朝向的电磁力，而电连接所述光轴挟相反侧的所述两个线圈组。
10.另外也可以是，在八个所述线圈中，四个所述线圈以x方向为绕卷轴绕卷，在x方向与所述磁石对向，剩余的四个所述线圈以y方向为绕卷轴绕卷，在y方向与所述磁石对向。
11.另外也可以是，所述八个线圈全部以z方向为绕卷轴绕卷，在z方向与所述磁石对向。
12.另外也可以是，所述固定部还具备保持底板以及所述线圈或所述磁石的支架，所述支架通过四个壁部形成四边形，在该四边形的一个对角具有向后方延伸的腿部，该腿部载置固定在所述底板的前表面。
13.另外也可以是，还具备与所述图像传感器电连接的fpc，所述fpc位于所述支架的后表面与所述底板的前表面之间的空间。
14.作为本发明的另一个优选方式的照相机装置，具备上述光学部件驱动装置。
15.作为本发明的另一个优选方式的电子设备，具备上述照相机装置。【发明效果】
16.本发明的光学部件驱动装置在xyz正交坐标系具备：光学部件，其具有以z方向为光轴的方向的透镜体以及将经由所述透镜体入射的光变换成图像信号的图像传感器；固体部，其设置成包围所述光学部件；多个磁石，其以包围所述光轴的方式设于所述光学部件的外侧表面或所述固定部的内侧表面中的一方；以及八个线圈，其以包围所述光轴的方式，设于所述光学部件的外侧表面或所述固定部的内侧表面中的另一方，与所述磁石对向，通过所述磁石与所述线圈之间的电磁力，来使所述光学部件绕x以及y方向的轴倾斜活动。由此，能够提供一种能够进行精细抖动校正控制的光学部件驱动装置。
附图说明
17.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102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除去了外罩1的立体图。图5是从图4除去了万向弹簧2的立体图。图6是图3的图像传感器部的立体图。图7是从图6除去了框体7的立体图。图8是在图4中改变角度的立体图。图9是从图2除去底板9从里面观察的立体图。
具体实施方式
18.以下，一边参照附图一边说明本发明的实施方式。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102的框体内。
19.照相机装置101具有光学部件驱动装置100。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130的光轴o的方向在初期状态下与z方向平行。另外，从透镜体130观察，被摄体的侧是+z侧，有时称为前侧，其相反侧(图像传感器190侧)是-z侧，有时称为后
侧。
20.如图3所示，光学部件驱动装置100具有外罩1、万向弹簧2、作为光学部件的af(autofocus)模块3、四个磁石35、八个线圈4、fpc5、支架6以及底板9。由外罩1和底板9构成的外框体的内部收纳各部品。这些各部分中，af模块3以及四个磁石35构成活动部。另外，外罩1、八个线圈4、fpc5、支架6以及底板9构成固定部。万向弹簧2连结活动部和固定部，支撑成能够进行相对于活动部固定部的、绕x以及y方向的轴的方向的倾斜活动。在此，绕x以及y方向的轴的方向的倾斜活动还包括绕x方向和y方向的中间的方向的轴的方向的倾斜活动。在本实施方式中，光学部件驱动装置100是通过使af模块3绕x以及y方向的轴的方向倾斜活动来进行抖动校正的装置。
21.af模块3具有透镜体130、透镜驱动装置以及图像传感器部。透镜驱动装置在由内罩31和基座37构成的内框体的内部，具有透镜体130和致动器(未图示)。图像传感器部具有框体7、fpc8、传感器基板191以及图像传感器190，安装在基座37。致动器在与透镜体130的光轴o平行的方向驱动透镜体130。致动器的驱动源能够列举出磁石、线圈、压电元件、形状记忆合金等，但是不限于此。另外，也可以不设置致动器，而是固定焦点。相反，也可以驱动多个透镜体130。
22.内罩31具有前板311和从前板311的四边沿着z侧延伸的四个侧板312。在内罩31的前板311和基座37，分别设有贯通孔。透镜体130经由内罩31的贯通孔向+z侧露出。
23.在内罩31的四个侧板312的外表面，设有四个磁石35。对于各磁石35，长方体状的两个磁石片在z方向并列构成。该两个磁石片被充磁成板面方向的磁极成为相反磁极。各磁石35也可以成为上述磁极配置那样在一个磁石片上充磁得出。
24.对于图像传感器部，在fpc8的中央，图像传感器190与传感器基板191一起安装，框体7从图像传感器190的前侧开始安装到fpc8而构成。框体7安装在基座37的后表面。图像传感器190呈矩形状，位于透镜体130的正后方，将经由透镜体130入射的光变换到图像信号而输出。
25.fpc8将照相机装置101的本体和af模块3的图像传感器190以及致动器电连接。
26.外罩1具有前板11和从前板11的四边沿着-z侧延伸的四个侧板12。外罩1和底板9作为外框体组合。在外罩1的前板11，设有贯通孔10。支架6的四个壁部61在x以及y方向分别对向。
27.支架6是具有在x方向y方向对向的2对壁部61的四边形的框状体，在一个对角设有向后方延伸的腿部63。腿部63载置固定在底板9的前表面。在支架6的壁部61的外表面除了x侧的壁部61和+y侧的壁部61相交的角部之外的部分，设有向内侧凹陷的凹部。在该凹部中固定fpc5。fpc5沿着凹部弯折。fpc5将照相机装置101的本体和后述的线圈4以及霍尔元件49电连接。
28.在四个壁部61上，设有长孔62。在四个壁部61的长孔62，八个线圈4沿着四边形的各边长方向沿各收纳两个。在x方向对向的壁部61上固定的线圈4以x轴为绕卷轴绕卷，在y方向对向的壁部61上固定的线圈4以y轴为绕卷轴绕卷。在+x侧的壁部61上固定的线圈4中的y侧的线圈4、在-x侧的壁部61上固定的线圈4中的+y侧的线圈4以及在-y侧的壁部61上固定的线圈4中的x侧的线圈4的各空芯部，分别配置一个霍尔元件49。线圈4以及霍尔元件49固定在fpc5的内面，与磁石35对向。
29.优选地，对于八个线圈4，例如串联地分别电连接夹着光轴o位于相反侧的两个线圈4，设置四个线圈的组。当在该两个线圈4中流过电流时，产生前后方向相反朝向并且大小相同的电磁力。由此，不会产生使af模块3沿着z方向移动的不需要的力，能够以与连结该两个线圈4的线正交的方向为轴方向，使af模块3倾斜活动。
30.3个霍尔元件49中的两个霍尔元件49以光轴o为中心，配置在相互相反侧分离的位置。剩余的一个霍尔元件49配置在从光轴o沿着与连结两个霍尔元件49的方向正交的方向分离的位置。即，3个霍尔元件49以光轴o为中心，90度间隔配置。霍尔元件49检测来自与该霍尔元件49对向的磁石35的磁场，输出表示检测结果的信号。该信号与霍尔元件49所对向的磁石35的z方向的位置对应。通过导出该z方向的位置，即便倾斜活动时af模块3的z方向的位置发生偏移，也可以检测该偏移量，因此能够导出准确的倾斜。3个霍尔元件49位于距离光轴o等距离的位置。
31.万向弹簧2具有内框部21、中框部22以及外框部23。内框部21和中框部22在x方向的正中央部分由第1连结部24连结，中框部22和外框部23在y方向的正中央部分由第2连结部25连结。
32.万向弹簧2的内框部21固定在af模块3的内罩31的前板311的周缘。万向弹簧2的外框部23固定在支架6的壁部61的前端。通过万向弹簧2，作为活动部的af模块3以及磁石35被支撑在支架6的四个壁部61的内侧的空间中浮动的状态之下。
33.fpc8是一块点对称的薄板。fpc8具有本体部82、图像传感器连接部83、外部端子部81、外部端子连接部84以及连结部85。本体部82呈矩形状。在本体部82的中央设有孔，图像传感器190固定在传感器基板191，从后侧嵌入该孔，并且本体部82固定在传感器基板191的前表面。
34.图像传感器连接部83、外部端子部81、外部端子连接部84以及连结部85各设置两个，位于以图像传感器190的中心为中心的点对称的位置。图像传感器连接部83从本体部82的周缘的+x侧边中靠近y侧的边的位置的基端和-x侧的边中靠近+y侧边的位置的基端，分别朝向外方，即朝向+x方向和-x方向延伸。图像传感器连接部83的前端与连结部85的一端相连。
35.连结部85呈l字状，其弯曲角与没有设置支架6的腿部8的角部对应。连结部85从与图像传感器连接部83相邻的部分直角弯曲，另一方面，沿着+x侧的边向+y方向延伸，围绕本体部82的角部的外侧，沿着+y侧的边向x方向延伸。另一方面，沿着-x侧的边向-y方向延伸，围绕本体部82的角部的外侧，沿着-y侧的边向+x方向延伸。连结部85的另一端与外部端子连接部84的前端相连。即，呈l字状的两个连结部85中的一方沿着矩形状的本体部82的2边设置，另一方沿着本体部82的剩余的2边设置。连结部85位于由腿部63形成的支架6的后表面与底板9的前表面之间的空间，并且位于该两者之间的中央附近。由此，即便af模块3倾斜活动而fpc8向前后动作，也难以发生与其他部位的不需要的接触。
36.外部端子连接部84从外部端子部81侧的基端，分别向内方即向-y方向和+y方向延伸，与连结部85的另一端相连。在外部端子部81的后表面，设有外部端子811。在外部端子连接部84的部分，fpc8从通过在外罩1设置的切口而形成的外罩1与底板9之间的间隙伸出到光学部件驱动装置100的外部，外部端子811与外部的基板连接并固定。图像传感器连接部83从本体部82延伸的朝向和外部端子连接部84从外部端子部81延伸的朝向正交。
37.在fpc5上设有控制部(未图示)。该控制部进行：检测控制，基于活动部的3个霍尔元件49的输出信号而确定相对于活动部的z轴的倾斜；和驱动控制，基于该结果，单独地控制流过线圈4的电流来使活动部动作。控制部也可以设置在光学部件驱动装置100的外部。
38.控制部在检测控制中，例如首先算出3个霍尔元件49中的以光轴o为中心在相互相反侧分离的位置配置的两个霍尔元件49的输出信号的平均值，根据该值算出活动部的z方向的位置。算出其平均值和两个霍尔元件49中的任意输出信号之差值，根据该差值算出活动部的z方向的位置与该磁石35的z方向的位置的偏差。根据从光轴o到该磁石35的距离和该磁石35的z方向的位置的偏差，来算出该磁石35和光轴o所形成的面内活动部相对于z轴的倾斜量。接着，算出两个霍尔元件49的输出信号的平均值和剩余一个(即，第3个)霍尔元件49的输出信号之差值，根据该差值算出活动部的z方向的位置与该磁石35的z方向的位置的偏差。根据从光轴o到该磁石35的距离和该磁石35的z方向的位置的偏差，算出与该剩余一个霍尔元件49对向的磁石35和光轴o所形成的面内相对于z轴的倾斜量。
39.控制部在驱动控制中，为了进行抖动校正而以使af模块3适当地倾斜活动的方式在线圈4中流过电流。当夹着光轴o位于相反侧的规定两个线圈4流过电流时，在前后方向产生相反朝向并且大小相同的电磁力。这样夹着光轴o在相反朝向产生电磁力的线圈4的组为4个，因此通过在各个线圈4的组流过适当电流，能够绕xy平面内的规定方向的轴使af模块3倾斜活动并且能够进行精细抖动校正控制。
40.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在xyz正交坐标系，具备：作为光学部件的af模块3，其具有以z方向为光轴o的方向的透镜体130以及将经由透镜体130入射的光变换成图像信号的图像传感器190；固定部，其设置成包围af模块3；四个磁石35，其以包围光轴o的方式设于af模块3的外侧表面；以及八个线圈4，其以包围光轴o的方式设于fpc5的内侧表面，与磁石35对向。从而，通过磁石35与线圈4之间的电磁力，使af模块3绕x以及y方向的轴倾斜活动。由此，能够提供一种能够进行精细抖动校正控制的光学部件驱动装置100。
41.此外也可以是，在上述实施方式中，在活动部设置八个线圈4，在固定部设置四个磁石35。另外也可以，将以z方向为绕卷轴绕卷的八个线圈4配置在底板9的前表面，在af模块3的后表面配置磁石35。该情况下优选，磁石35在z方向单个磁极与线圈4对向的配置，x方向或y方向的至少一个分量的磁通横穿线圈4。
42.另外也可以是，在上述实施方式中，在支架6的四个壁部61上设置2个孔，在该两个孔中分别收纳一个线圈4。
43.也可以是，流过电流时产生前后方向的相同朝向的电磁力，电连接相邻的两个线圈4形成四个线圈组，并且，当流过电流时产生前后方向的相反朝向的电磁力，电连接夹着光轴o位于相反侧的两个线圈组。该情况下，电连接的两个线圈4可以是在相同的壁部61上配置的两个线圈4，也可以是在相邻的两个壁部61上配置的两个线圈4。线圈4不与其他线圈4电连接，可以独立地流过电流。线圈4不限于八个，也可以是四个等。该情况下，控制简单。【符号说明】
44.1外罩；2万向弹簧；3af模块；4线圈；5、8fpc；6支架；7框体；9底板；10贯通孔；11、311前板；12、312侧板；21内框部；22中框部；23外框部；24第1连结部；25第2连结部；31内罩；35磁石；37基座；49霍尔元件；61壁部；62长孔；63腿部；80孔；81外部端子部；82本体部；83图
像传感器连接部；84外部端子连接部；85连结部；100光学部件驱动装置；101照相机装置；102智能手机；130透镜体；190图像传感器；191传感器基板；811外部端子。