摄像机模块的制作方法
【专利摘要】摄像机模块（50）具备吊线（16）和AF弹簧，以由可动部在移动范围内移动时的、吊线（16）的纵向方向的变形量规定的应力的最大值不超过吊线（16）的屈曲应力和降伏应力的方式，设定吊线（16）和AF弹簧的弹簧常数。
【专利说明】摄像机模块
【技术领域】
[0001]本发明涉及搭载于便携电话等的电子设备中的摄像机模块，特别是，涉及包括手抖修正功能的摄像机模块。
【背景技术】
[0002]近些年的便携电话中，变成在便携电话内装入有摄像机模块的机种占据了大半。这些摄像机模块由于必须收纳在便携电话内，所以与数码摄像机相比，对于小型和轻量化的要求很高。
[0003]另外，通过透镜驱动装置发挥自动聚焦(AF)功能的类型的摄像机模块被搭载于便携电话等的电子设备中的例子也增加起来。在透镜驱动装置中存在利用步进马达的类型、利用压电元件的类型、利用VCM (Voice Coil Motor:音圈马达)的类型等的各种各样的类型，并且已经在市场流通。
[0004]另一方面，在像这样具有聚焦功能的摄像机模块变成平常的状况下，作为有以下特征的功能，手抖修正功能受到了关注。手抖修正功能在数码摄像机和电影中被世人广泛采用，但是另一方面在便携电话中，由于存在尺寸方面的问题等，所以采用的例子还很少。但是，能小型化的手抖修正机构的新颖构造也正在被提出，预想今后搭载有手抖修正功能的便携电话用摄像机模块将增加起来。
[0005]作为手抖修正机构，在专利文献I中记载有“筒形移位方式”的手抖修正装置。在专利文献I中记载的手抖修正装置是通过使为使透镜筒沿光轴移动而包括聚焦线圈以及与该聚焦线圈相向并相对所述光轴配置在该聚焦线圈的半径方向外侧的永久磁铁的自动聚焦用透镜驱动装置整体或其可动部在与所述光轴正交且相互正交的第一方向和第二方向上移动，而做成的进行手抖修正的手抖修正装置，所述手抖修正装置具有:基座，在所述自动聚焦用透镜驱动装置的底面部离间配置；多根吊线，在该基座的外周部一端被固定，并且沿所述光轴延伸，在所述第一方向和所述第二方向上可摇动地支撑所述自动聚焦用透镜驱动装置整体或其可动部；以及手抖修正用线圈，与所述永久磁铁相向配置。
[0006]另外，在专利文献2中记载有用于提高如专利文献I记载的使用吊线的手抖修正装置的抗冲击性的技术。在专利文献2中记载的透镜驱动装置具备:保持透镜并能向所述透镜的光轴方向移动的第一保持体；以成为所述第一保持体能向所述光轴方向移动的方式保持所述第一保持体的第二保持体；以成为所述第二保持体能向大体正交于所述光轴方向的方向移动的方式保持所述第二保持体的固定体；用于将所述第一保持体向所述光轴方向驱动的第一驱动机构；用于将所述第二保持体向大体正交于所述光轴方向的规定的第一方向驱动的第二驱动机构；用于将所述第二保持体向大体正交于所述光轴方向和所述第一方向的第二方向驱动的第三驱动机构；用于将所述第二保持体和所述固定体相连的多根线；以及用于防止所述线的屈曲的屈曲防止构件，所述线形成为直线状，所述第二保持体通过多根所述线而能向大体正交于所述光轴方向的方向移动地被所述固定体支撑，所述屈曲防止构件由弹性材料形成并变成以比所述线的屈曲负载小的力在所述光轴方向上弹性变形。[0007]现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本公开特许公报“特开2011-65140号公报(
【公开日】:2011年3月31日)”； 专利文献2:日本公开特许公报“特开2011-113009号公报(
【公开日】:2011年6月9日)”。
【发明内容】
[0008]本发明所要解决的技术问题
在专利文献I的技术中，关于坠落抗击性未作考虑，在施加了坠落等导致的大的冲击的情况下，存在有在吊线中产生由拉伸导致的永久形变或由压缩导致的屈曲的隐患。这是因为细长金属制的吊线虽然在与其纵向方向垂直的方向上易弯曲，但是另一方面纵向方向上的伸缩的容许变形量非常小。
[0009]另外，在专利文献2的技术中，即使使用了作为以比线的屈曲负载小的力进行弹性变形的弹性材料的屈曲防止构件，也存在难以始终很好地防止由坠落冲击等导致的吊线的屈曲以及永久形变的情况。这是因为，由于弹性材料这种材料是如果施加力则必定发生变形的材料，并且在弹性变形领域胡克定律成立，所以即使使用了专利文献2中记载的屈曲防止构件，吊线也会变形，通过其变形量会产生屈曲或永久形变。也就是说，为了防止屈曲和永久形变，需要设定抑制吊线的变形量的条件。
[0010]本发明是鉴于上述技术问题所做出的发明，其主要目的在于，在具有具备连接于弹性体的吊线的手抖修正机构的摄像机模块中，始终很好地防止吊线的屈曲和永久形变，并确保坠落抗击性。
[0011]用于解决技术问题的技术方案
为了解决所述的技术问题，涉及本发明的摄像机模块具有手抖修正功能，并具备:摄像元件，将光信号变换为电信号；以及透镜驱动装置，用于在光轴方向和垂直于光轴的2轴方向驱动使光入射到该摄像元件的摄像透镜，其特征在于，
该透镜驱动装置具备:
可动部，具备该摄像透镜；
固定部，包围该可动部；
驱动单元，在垂直于该摄像透镜的光轴的方向驱动该可动部；
吊线，相对该光轴平行或倾斜地延伸，并以该可动部在垂直于该光轴的方向被驱动的方式支撑该可动部；
弹性体，连接于该吊线的至少一端，并抑制该吊线的屈曲和永久形变；以及 锁定构件，规定该可动部在光轴方向的移动范围，
并且，以由所述可动部在该移动范围内移动时的、所述吊线的纵向方向的变形量规定的应力的最大值不超过所述吊线的屈曲应力和降伏应力的方式，设定所述吊线和所述弹性体的弹簧常数。
[0012]根据所述结构，由于锁定构件规定可动部在光轴方向的移动范围，并且由于以对应于各自的弹簧常数的比率向吊线的纵向方向和弹性体分配基于该移动范围的总变形量，所以能抑制吊线的变形量。另外，能计算出由吊线的纵向方向的变形量规定的应力。也就是说，通过使两者的弹簧常数的比率为确定的值，能使得由吊线的纵向方向的变形量规定的应力不超过吊线的屈曲应力和降伏应力。
[0013]根据所述结构，由于能始终很好地防止吊线的屈曲和永久形变，所以能更适宜地确保坠落抗击性。
[0014]发明效果
涉及本发明的摄像机模块具有手抖修正功能，并具备:摄像元件，将光信号变换为电信号；以及透镜驱动装置，用于在光轴方向和垂直于光轴的2轴方向驱动使光入射到该摄像元件的摄像透镜，该透镜驱动装置具备:可动部，具备该摄像透镜；固定部，包围该可动部；驱动单元，在垂直于该摄像透镜的光轴的方向驱动该可动部；吊线，相对该光轴平行或倾斜地延伸，并以该可动部在垂直于该光轴的方向被驱动的方式支撑该可动部；弹性体，连接于该吊线的至少一端，并抑制该吊线的屈曲和永久形变；以及锁定构件，规定该可动部在光轴方向的移动范围，并且，以由所述可动部在该移动范围内移动时的、所述吊线的纵向方向的变形量规定的应力的最大值不超过所述吊线的屈曲应力和降伏应力的方式，设定所述吊线和所述弹性体的弹簧常数。为此，实现了能防止屈曲和永久形变并且能确保坠落抗击性的效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是示意性地表示涉及本发明的一个实施方式的摄像机模块的概略结构的立体图；
图2是示意性地表示涉及本发明的一个实施方式的摄像机模块的概略结构的截面图；图3是示意性地表示涉及本发明的一个实施方式的摄像机模块的概略结构的截面图；图4是用于说明用于涉及本发明的一个实施方式的摄像机模块中的手抖修正的伺服驱动的图；
图5是表示吊线与弹性体连接的状态的图；
图6是示意性地表示涉及本发明的另一实施方式的摄像机模块的概略结构的截面图；图7是示意性地表示本发明的另一实施方式中的弹性体和阻尼材料的结构的一个例子的图。
【具体实施方式】
[0016][第一实施方式]
图1是示意性地表示涉及本发明的一个实施方式(第一实施方式)的摄像机模块50的概略结构的立体图。图2是示意性地表示涉及第一实施方式的摄像机模块50的概略结构的图1的A-A线的箭头方向的截面图。图3是示意性地表示涉及第一实施方式的摄像机模块50的概略结构的图2的B-B线的箭头方向的截面图。
[0017](摄像机模块)
如图f图3所示，摄像机模块50具有:摄像透镜1、收纳摄像透镜I的透镜筒2、以及使用粘合剂3将透镜筒2固定在内部的透镜支架4。
[0018]摄像机模块50还具备:透镜驱动装置5和摄像部10，该透镜驱动装置5是用于在光轴方向和垂直于光轴的2轴方向驱动摄像透镜I的驱动装置，摄像部10具备:进行经由摄像透镜I的光的光电变换的摄像元件6、载置摄像元件6的基板7、覆盖摄像元件6的传感器盖8、以及玻璃基板9。透镜驱动装置5和摄像部10在光轴方向上被层叠。透镜驱动
装置5由盖17覆盖。
[0019]此外，下面为了方便，将摄像透镜I侧作为上方、将摄像元件6侧作为下方进行说明，但这并不规定使用时的上下方向，例如，也可以上下反转。
[0020](透镜驱动装置)
透镜驱动装置5具备:AF弹簧12a及12b、中间保持构件13、AF线圈14、永久磁铁15、吊线16、OIS线圈18以及基座19。
[0021]透镜支架4以由上下两片AF弹簧(板弹簧构件)12a、12b相对中间保持构件13在光轴方向上被驱动的方式进行支撑。在透镜支架4的外周部固定有AF线圈14。在中间保持构件13中，虽然固定有将AF驱动用的永久磁铁和手抖修正用的永久磁铁共同化后兼用的永久磁铁15，但是也可以分别地安装两个永久磁铁。另外，透镜支架4在光轴方向的可动范围内的无限远侧的机械端(可动范围的摄像元件6侧的基准位置)，其突起部4a抵接于中间保持构件13。而且，通过控制AF线圈14，能在光轴方向上驱动透镜支架4 (以及摄像透镜I)。由此，能实现自动聚焦功能。
[0022]另外，中间保持构件13以相对基座19由4根吊线16在与光轴方向垂直的2轴向方向上被驱动的方式进行支撑。吊线16例如为细长的金属线，并相对光轴平行地延伸。此夕卜，吊线16的纵向方向与光轴方向也可以不一致,例如,还可以使4根吊线16略微倾斜,配置成”、”字形。即，吊线16还可以相对光轴倾斜地延伸。另外，在盖17的内侧固定有OIS线圈(驱动单元)18。进而，通过控制OIS线圈18，能在与光轴垂直的方向上一体地驱动中间保持构件13、永久磁铁15、AF弹簧12a及12b、透镜支架4、AF线圈14、透镜筒2以及摄像透镜I等。由此，能实现手抖修正功能。
[0023]此外，在本说明书中，将在与摄像透镜I的光轴垂直的方向上被驱动的部分称为OIS可动部(可动部)，将OIS可动部以外的部分称为OIS固定部(固定部)。S卩，在OIS可动部中包含摄像透镜1、透镜筒2、透镜支架4、AF弹簧12a及12b、中间保持构件13以及AF线圈14，在OIS固定部中包含盖17、0IS线圈18以及基座19。
[0024](摄像透镜等的配置)
在本实施方式中，在装入了透镜筒2的状态下，透镜筒2的一部分深入到基座19的开口 19a内。一般情况下，由于足够大地取得摄像透镜I的法兰距(从透镜筒2的下端面到摄像元件6的面的距离)是困难的，所以成为这样的结构的情况很多。透镜驱动装置5搭载在传感器盖8上。
[0025]传感器盖8以在突起8a的前端形成的基准面抵接于摄像元件6并且盖住摄像元件6整体的方式被载置。在传感器盖8的摄像透镜I侧设置有开口 Sb，通过具备红外线切断功能的玻璃基板9塞住开口 8b。摄像元件6搭载在基板7上，在用粘合剂20填充了由公差产生的传感器盖8与基板7之间的间隙的状态下，传感器盖8和基板7被粘合固定。
[0026]在透镜支架4位于无限远侧的机械端的状态下以透镜筒2位于规定的位置的方式，通过粘合剂3固定透镜筒2和透镜支架4。另外，透镜筒2与传感器盖8之间，例如形成有10 μ m左右的间隙。这样，为了在形成了 10 μ m左右的间隙的状态下对透镜筒2进行位置确定，在使用夹具保持透镜筒的位置的状态下进行粘合也可以。
[0027]接着，关于透镜筒2向透镜支架4的安装位置进行说明。期望以在无限远侧机械端进行合焦的方式，设定摄像透镜I的位置与摄像元件6的面的距离。但是，由于存在相对于透镜筒2的摄像透镜I的安装位置公差、传感器盖8的厚度公差等的公差、以及每个构件的偏差，所以在不执行焦点调整而机械地进行位置确定的情况下，有误差残存的隐患。
[0028]于是，为了即使在这样的误差残存的状态下也在透镜驱动装置5的行程范围内找到合焦位置，优选的是，在比合焦位置的设计中心值略微靠近摄像元件6侧的位置安装摄像透镜I。将该位移量称为过无限距(over infinity)。但是，如果将过无限距设定得大，则透镜驱动装置5的行程会变大该量，因此，需要将过无限距限制在所需的最小限度。当累计所述的各种各样的公差时，例如虽然25 ym左右的过无限距量是适当的，但是由于该值受零件的制造公差、组装公差影响，所以希望设定为符合实际状态的最小限度的值。
[0029]此外，在本实施方式中，使传感器盖8下侧的基准面相对摄像元件6直接进行触碰，并且使用提高了厚度精度的传感器盖8，且相对传感器盖8的上表面(换言之，相对透镜驱动装置5的下表面)高精度地对透镜筒2进行位置确定。因此，在本实施方式中，也能说采用25 μ m左右的过无限距量是足够的。在本实施方式中，在比相对无限远的被摄体的合焦位置更靠近摄像元件侧仅25 μ m的位置安装透镜筒2，且在该状态下传感器盖8与透镜筒2之间存在间隙。
[0030](弹性体)
如图3所示，本实施方式中的特征结构为，上侧的AF弹簧12a的一部分比中间保持构件13的外周更突出(伸出)，形成具有可挠性的臂部(伸出部分)12c，在臂部12c的大体前端位置固定了吊线16的上端的构造，且具有以不产生吊线16的纵向方向的永久形变和压缩方向的屈曲的方式，规定臂部12c的弹簧常数和吊线16的纵向方向的弹簧常数的关系。此夕卜，后面叙述两者的弹簧常数的关系。另外，通过在臂部12c的一部分上设置阻尼材料11，能抑制共振峰。
[0031 ] 此外，在本说明书中所说的屈曲是指，在对线状的构件(金属)施加了压缩应力的情况下，线不能进一步缩短，而在与线的纵向方向垂直的径向方向上线折弯的现象。另外，将产生屈曲的应力称为屈曲应力。
[0032]进而，在本说明书中所说的永久形变是指，在对线状的构件施加了拉伸应力的情况下，伸长的线在去除应力之后也不能恢复到原来的状态的现象。另外，将应力和变形量变得不成比例，并且产生永久形变的应力称为降伏应力。
[0033]臂部12c作为用于抑制吊线16的屈曲和永久形变的弹性体而起作用。虽然臂部12c不受特别的限定，但是例如能由金属、塑料等构成。更优选的是，作为臂部12c，使用能使弹簧常数足够小，且即使进行150 ym左右变形也不塑性变形的素材。另外，在将臂部12c与吊线16进行焊接的情况下，优选的是，用金属构成臂部12c。
[0034]在通常的使用状态下，虽然由该臂部12c的弯曲导致的变形量为能忽略的水平，但在由坠落等过大的冲击力作用的情况下，相对包含中间保持构件13的OIS可动部在光轴方向上承受惯性力。在中间保持构件13的下部存在基座19，基座19由于作为规定中间保持构件13 (0IS可动部)在光轴方向的移动范围的止动器(锁定构件)进行动作，所以能限制中间保持构件13在光轴方向的位移。但是也考虑到组装误差等，为使OIS可动部与OIS固定部不接触，作为OIS可动部与OIS固定部的间隙而必须设置100微米到150微米左右的间隙。为此，OIS可动部与OIS固定部的间隔可能变化150微米左右。当要仅以吊线16的伸缩来负担该变形量时，此时吊线16所受到的应力可能超过屈曲应力或降伏应力。
[0035]在此，在本实施方式中，由于臂部12c负担该变形量的一部分，所以能抑制吊线16的纵向方向的变形量。
[0036]此外，当仅简略化地示出本发明的重要要素部件时变为如图4所示那样。由上下两片AF弹簧12a及12b支撑保持摄像透镜I等的透镜支架4，上侧的AF弹簧12a的一部分比中间保持构件13更突出于外侧。在该突出的臂部12c中固定有吊线16。
[0037](弹簧常_
接着，关于涉及本发明的实施方式的摄像机模块50中的坠落抗击性，更详细地进行说明。在图5中示出吊线16和臂部(弹性体)12c的弹簧常数的关系。图5是简略地表示臂部12c与吊线16的纵向方向的弹簧的结构的图。Ii1是上侧AF弹簧12a的臂部12c的弹簧常数，k2是吊线16的纵向方向的弹簧常数。即，变为Ic1和k2这两个弹簧串联连接的构造。此外，在臂部12c的一部分涂敷有阻尼材料11的情况下，Ic1变为加进阻尼材料的臂部12c的弹簧常数。为了简单，仅对一处的吊线16进行说明。
[0038]在所述构造中，以变为IiAk2的方式进行设定。例如，设Ii1=IXlO3 N/m左右，k2=l X 105N/m左右。当将由坠落冲击等产生的总的变形量设为δ (例如，中间保持构件13与基座19的间隔即150 ym左右)时，各个弹簧的变形量与各个弹簧常数成反比例，如下式
(I)及(2)那样求取。
【权利要求】
1.一种摄像机模块，具有手抖修正功能，并具备:摄像元件，将光信号变换为电信号；以及透镜驱动装置，用于在光轴方向和垂直于光轴的2轴方向驱动使光入射到该摄像元件的摄像透镜，其特征在于， 该透镜驱动装置具备: 可动部，具备该摄像透镜； 固定部，包围该可动部； 驱动单元，在垂直于该摄像透镜的光轴的方向驱动该可动部； 吊线，相对该光轴平行或倾斜地延伸，并以该可动部在垂直于该光轴的方向被驱动的方式支撑该可动部； 弹性体，连接于该吊线的至少一端，并抑制该吊线的屈曲；以及 锁定构件，规定该可动部在光轴方向的移动范围， 并且，以由所述可动部在该移动范围内移动时的、所述吊线的纵向方向的变形量规定的应力的最大值不超过所述吊线的屈曲应力和降伏应力的方式，设定所述吊线和所述弹性体的弹簧常数。
2.根据权利要求1所述的摄像机模块，其特征在于， 所述可动部具备:支撑所述摄像透镜的板弹簧构件， 所述弹性体由该板弹簧构件伸出到所述固定部侧的伸出部构成。
3.根据权利要求1所述的摄像机模块，其特征在于， 所述固定部具备:包括具有可挠性的可挠性部分的基板， 所述弹性体由该可挠性部分构成。
【文档编号】H04N5/225GK103814328SQ201280046087
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2012年8月17日 优先权日:2011年9月26日
【发明者】关本芳宏 申请人:夏普株式会社