照相机模块和照相机装置制造方法
【专利摘要】一种照相机模块，包括:镜头；布置在所述镜头的光轴上的成像元件；和致动器部分，用于使得所述成像元件在所述镜头的光轴方向上往复运动，其中所述致动器部分包括：平行链接机构部分，其具有可以固定成像元件的可移动接合部分，安装在可移动接合部分上的可移动端部，以及安装端部；针状物，配置为以取决于施加的电压的电平执行位移，并且被以所述位移运动可被传递的方式耦连到所述平行链接机构部分的所述可移动接合部分和可移动端部之间的耦连区域。
【专利说明】照相机模块和照相机装置
【技术领域】
[0001]本公开涉及允许通过在光轴方向上移动图像传感器执行聚焦的照相机模块和照相机装置。
【背景技术】
[0002]在用于移动装置(诸如移动电话)的照相机模块的自动聚焦机构中，一般地可以使用移动镜头的方法，并且以镜头驱动为前提，已经推进了用于激发这种镜头移动的各种致动器的开发。
[0003]在另一方面，就照相机性能而言，已经产生了使得镜头光圈尽可能大以便实现更高的灵敏度的需要。然而，对于模块来说，竭力寻求尺寸的减小，并且因此难以利用镜头驱动致动器满足这种需求。
[0004]图1是示出了采用典型的VCM(音圈电机)致动器方法的小型照相机模块的图。
[0005]图1所示的照相机模块I具有由多个透镜形成的镜头系统2，保持镜头系统2使其具有对齐的光轴的镜头保持器3，和包括磁轭、磁体和线圈的VCM致动器4，磁轭、磁铁和线圈全部布置在镜头保持器3的外周侧上。照相机模块I具有这样的结构，其中图像传感器5附接到基板7上，基板7布置在照相机模块I的外壳6的底面6B上，并且镜头系统2通过VCM致动器4在所述光轴方向上移动。
[0006]参考文献列表
[0007]专利文献
[0008]专利文献1:日本待审专利申请公开N0.S59-011071
【发明内容】
[0009]然而，在上述结构中，存在对镜头大小的限制，以便结合VCM机构。例如，具有
8.5mmX8.5mm大小的照相机模块内，当使用包括VCM的典型的镜头驱动致动器时，最大
6.5_的直径被认为是镜头大小的极限值。为了满足市场需求，通过将镜头光圈增大至7_或者7.5mm，寻求更高的灵敏度性能，但是尚未提出满足这种市场需求的现实的致动器。
[0010]以前还使用一种在镜头固定而不是驱动镜头的情况下移动图像传感器的方法(见日本待审专利申请公开N0.S59-011071 (专利文献I))。然而，在安装在当前可获得的移动装置上的小型照相机模块内，从镜头到图像传感器的空间是小的，并且因此非常难以在这样的空间内物理地布置已有的致动器，以便移动图像传感器。
[0011]因此，希望提供一种使得可以移动图像传感器，并且可以安装大尺寸镜头(诸如大光圈镜头和变焦镜头)的照相机模块和照相机装置。
[0012]根据本公开的实施例的第一方面的照相机模块包括:镜头；布置在所述镜头的光轴上的成像元件；和致动器部分，配置为使得所述成像元件在所述镜头的光轴方向上往复运动，其中所述致动器部分包括:可移动接合部分，所述成像元件固定在所述可移动接合部分上，平行链接机构部分，所述平行链接机构部分具有可移动端部以及安装端部，所述可移动端部附接到所述可移动接合部分，和可移动元件，配置为能够以取决于施加的电压的电平的位移量执行位移运动，并且被以所述位移运动可被传递的方式耦连到所述可移动接合部分和所述平行链接机构部分的可移动端部之间的耦连区域。
[0013]根据本公开的实施例的第二方面的照相机装置具有拍摄被摄体图像的照相机模块，所述照相机模块包括:镜头；布置在所述镜头的光轴上的成像元件；和致动器部分，配置为使得所述成像元件在所述镜头的光轴方向上往复运动，其中所述致动器部分包括:可移动接合部分，所述成像元件固定在所述可移动接合部分上，平行链接机构部分，所述平行链接机构部分具有可移动端部以及安装端部，所述可移动端部附接到所述可移动接合部分，和可移动元件，配置为能够以取决于施加的电压的电平的位移量执行位移运动，并且被以所述位移运动可被传递的方式耦连到所述可移动接合部分和所述平行链接机构部分的可移动端部之间的耦连区域。
[0014]根据本公开的实施例，可以移动图像传感器，并且安装大尺寸镜头(诸如大光圈镜头和变焦镜头)。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是示出了采用典型的VCM(音圈电机)致动器方法的小型照相机模块的图。
[0016][图2]图2是示出了根据一个实施例的照相机模块的配置的例子的图。
[0017][图3]图3是示出了根据所述实施例的照相机模块的配置的另一个例子的图。
[0018][图4A]图4A是示意地示出了根据所述实施例的成像元件如何通过致动器部分往复运动的图，以及示出了微距摄影时成像元件的位置的图。
[0019][图4B]图4B是示出了成像元件在无限远摄影情况下的位置的图。
[0020][图5A]图5A是用于解释根据所述实施例的致动器部分的配置的图，以及从成像元件的支撑基板的上表面侧观看的所述致动器部分的立体图。
[0021][图5B]图5B是从略微在上的横向侧观看的致动器部分的立体图。
[0022][图5C]图5C是从略微在下的横向侧观看的致动器部分的立体图。
[0023][图OT]图是从略微在下侧观看的致动器部分的立体图。
[0024][图6]图6是示出了根据所述实施例，作为EAP片的聚合物致动器的配置的例子的横截面图。
[0025][图7A]图7A是用于解释根据所述实施例的聚合物致动器的操作原理的第一图，以及示出了给左侧电极膜施加正电势，并且给右侧电极膜施加负电势的情况的图。
[0026][图7B]图7B是示出了两个电极膜之间不存在电势差的情况的图。
[0027][图7C]图7C是示出了给左侧电极膜施加负电势，并且给右侧电极膜施加正电势的情况的图。
[0028][图8A]图8A是用于解释根据所述实施例的聚合物致动器的操作原理的第二图，以及示出了两个电极膜之间不存在电势差的情况的图。
[0029][图8B]图8B是示出了给左侧电极膜施加正电势，并且给右侧电极膜施加负电势的情况的图。
[0030][图8C]图8C是示出了给左侧电极膜施加负电势，并且给右侧电极膜施加正电势的情况的图。
[0031][图9]图9是示出了根据所述实施例，给可移动元件的电极施加驱动电压的驱动控制系统的基本配置的例子的方框图。
[0032][图10]图10是用于解释根据所述实施例的可移动元件(EAP片)的优选布置的例子的图。
[0033][图11]图11是示出了适用根据本公开的实施例的照相机模块的照相机装置的配置的例子的图。
【具体实施方式】
[0034]以下，参考附图描述本公开的某些实施例。应当注意，以如下的顺序提供描述。
[0035]1.照相机模块的配置的例子
[0036]2.致动器部分的配置的例子
[0037]3.照相机装置的配置的例子
[0038](1.照相机模块的配置的例子)
[0039]图2是示出了根据一个实施例的照相机模块的配置的例子的图。
[0040]照相机模块100配置为包括外壳110、镜头120、成像元件130和致动器部分140。
[0041]外壳110被以这样的方式配置为圆柱形状,从而在一个端部(第一端部)IlOa的侧面上形成孔径111，并且遮挡另一个端部(第二端部)IlOb和横向部分。在外壳110内部，固定镜头120以便确保，在从形成孔径111的一个端部(第一端部)110a到中心部分的区域上，光轴OX与外壳110的轴对齐。应当注意,形成孔径111的一个端部(第一端部)IlOa是将被拍摄的被摄体侧0BJS。另外，在外壳110内，成像元件130被布置为可以从所述中心部分在靠近另一个端部(第二端部U1b的位置处在光轴OX方向上移动。另外，在外壳110内，以成像元件130为中心在布置镜头120的位置的相对侧上，致动器部分140被布置在所述另一个端部(第二端部)IlOb的侧面上。
[0042]如图2的例子所示，外壳110被以这样的方式配置，从而作为所述另一个端部(第二端部)IlOb的底部112的外表面部分112a被置于设置侧(照相机装置侧)上的主基板150 上。
[0043]镜头120由单个光学透镜或者多个光学透镜形成，并且在成像元件130的成像表面上形成被摄体侧OBJS上的被摄体图像。镜头120的周围部分被固定到外壳110的内壁。换言之，根据所述实施例的照相机模块100具有消除了在外壳110内部单独提供镜头保持器的需要的配置。在附图中未示出的另一个例子中，可以采用坚持具有镜头保持器的结构，并且在其外周部分处提供阳螺纹部分，以便可以相对于附图中未示出的外壳阴螺纹部分旋转。在这样的结构中，通过旋转镜头保持器，可以精细地调整镜头和图像传感器的初始位置。
[0044]成像元件130接收由镜头120在成像表面131上形成的被摄体侧OBJS上的被摄体图像，并且执行这种接收的图像的光电转换。成像元件130由固态成像元件形成，诸如CCD和CMOS图像传感器。
[0045]成像元件130被以成像表面131垂直于镜头120的光轴OX的方式安装在支撑基板132上。在图2所示的配置中，在支撑基板132的其上布置有镜头120的一侧的相对侧上，成像元件130被安装在基板表面132b上，以便确保成像表面131位于在支撑基板132的中心部分处形成的孔径132a处。应当注意，用于在支撑基板132上安装成像元件130的这种结构不限于图2所示的配置的例子，并且如图3中的例子所示，还可以使用在支撑基板132的布置镜头120的一侧上，将成像元件130安装在基板表面132c上的配置。
[0046]如以下详细描述的，在致动器部分140的移动控制下，根据该实施例的成像元件130在光轴OX的方向上在第一位置和第二位置之间的预定范围内往复运动。
[0047]图4A和图4B各自示意地示出了根据该实施例的成像元件如何通过致动器部分往复运动的图。图4A示出了所谓的微距摄影时的成像元件130的位置，并且图4B示出了无限远摄影时的成像元件130的位置。应当注意，图4A和图4B是利用图3所示的配置的示意图，然而，这些附图中的每一个基本上还适用于图2所示的配置。如图4A和图4B所示，根据该实施例的成像元件130在致动器部分140的移动控制下在光轴OX上在第一位置PSl和第二位置PS2之间往复运动。基本上，在第一位置PSl和第二位置PS2之间线性地执行成像元件130的位置控制。
[0048]应当注意，在图4A和图4B所示的例子中，位置控制以成像元件130的成像表面131为目标。然而，这仅仅是一个例子，并且一个指示部分(诸如支撑基板表面)可以是位置控制的可替换目标。
[0049]另外，在该实施例中，无线电传送功能被内置于成像元件130内。例如，可以在形成在支撑基板132上的天线ANTl和形成在该模块的外壳110的底部112上的天线ANT2之间，执行无线电信号(诸如毫米波频率信号)的传送/接收操作。成像元件(图像传感器)130的相对侧上的传送/接收芯片SRCPl可以被布置在照相机装置侧上的主基板150上，或者可被布置在该模块内部。
[0050](2.致动器部分的配置的例子)
[0051]此处，详细描述根据该实施例的致动器部分的配置。如上所述，致动器部分140使得成像元件130在镜头120的光轴OX方向上在第一位置PSl和第二位置PS2之间往复运动。
[0052]图5A到图中的每一个是用于解释根据本公开的实施例的致动器部分的配置的图。图5A示出了从成像元件130的支撑基板132的上表面侧观看的致动器部分140的立体图。图5B示出了从略微在上的横向侧观看的致动器部分140的立体图。图5C示出了从略微在下的横向侧观看的致动器部分140的立体图。图示出了从略微在下侧观看的致动器部分140的立体图。作为例子，图5A到图中的每一个示出了用于安装图2所示的成像元件的结构，然而，致动器部分的配置在图4A和图4B中的每一个所示的安装结构的情况下也是相同的。
[0053]致动器部分140配置为包括可移动接合部分141、平行链接机构部分142和可移动元件143。
[0054]可移动接合部分141布置为可以在致动器部分140的移动控制下在光轴OX方向上移动，而成像元件130的一个端部固定，即，在这个例子中，支撑基板132的一个端部固定。
[0055]平行链接机构部分142具有把成像元件130保持在与可移动接合部分141的移动相关联的目标位置的功能，其中一个端部(可移动端部:该图中的例子的右端侧)142A被附接到可移动接合部分141，并且另一个端部(安装端部:该图中的例子内的左端侧)142B固定。
[0056]如图2、图3、图4A、图4B和图5A到图所示，平行链接机构部分142由两个板簧1421和1422形成，这两个板簧1421和1422被彼此相对地以间隔间距平行地布置，并且具有通过除去其中心部分而形成的所要求的轮廓。两个板簧1421和1422中的每一个的一个端部被附接到平行链接机构部分142的一个端部(可移动端部)142A上的可移动接合部分141，并且两个板簧1421和1422中的每一个的另一个端部被固定在平行链接机构部分142的另一个端部(安装端部)142B上的外壳110内以成像元件130为中心的相对侧上(第二端部IlOb的一侧上)。在图2和图5A到图所示的例子中，在平行链接机构部分142的另一个端部(安装端部)142B，两个板簧1421和1422中的每一个的另一个端部被固定到靠近外壳110的内壁的底部112的区域上。应当注意，如图3、图4A和图4B所示，在平行链接机构部分142的另一个端部(安装端部)142B上，还可以按被固定到固定接合部分144的方式配置两个板簧1421和1422中的每一个的另一个端部，该固定接合部分144被固定到外壳110的底部112上。
[0057]对于可移动元件143，其一个端部(耦连端部)143A被以所述位移运动可被传递的方式耦连到可移动接合部分141和平行链接机构部分142的一个端部(可移动端部)142A之间的耦连区域部分BND。在该实施例中，可移动元件143的一个端部(耦连端部)143A被通过电源导线柔性电缆145附接到可移动接合部分141。可移动元件143被偏移的位移量取决于给电极施加的驱动电压DRV的电平，并且使得成像元件130在光轴方向上在第一位置PSl和第二位置PS2之间往复运动。可移动元件143的另一个端部(固定端部)143B被与用于施加电压的电极ELl和EL2 —起固定到外壳110的底部112上的内表面112b上。
[0058]如上所述，在致动器部分140中，可移动接合部分141被布置在成像元件130和支撑基板132的横向侧上，并且平行链接机构部分142被布置在光轴OX方向上以成像元件130为中心的相对侧上的另一个端部的一侧上(在第二端部IlOb上的一侧)。另外，可移动元件143被布置在远离平行链接机构部分142的另一个端部的一侧上(在底侧上，即，在第二端部IlOb的一侧上)。
[0059]可移动元件143由片状EAP (电活性聚合物)片143S形成。如下面针对聚合物致动器描述的，EAP片143S具有离子交换树脂被安插在电极层之间的结构。该EAP片143S是具有大约0.1mm的厚度的薄片，但是具有通过在两个表面上施加电压而弯曲的性质。通过使用该弯曲作为用于移动成像元件130的推力，可以在相当小的空间内实现致动器。例如，如图所示，根据该实施例的EAP片143S被以这样的方式形成，其中电极侧上的另一个端部(固定端部)143B的宽度较大，并且一个端部(耦连端部)143A的宽度较小。更具体地，EAP片143S采取梯形或者三角形的形状，其中电极侧(固定端部143B侧)的宽度较大，并且相对侧(耦连端部143A侧)宽度较小，并且具有在保持EAP的推力的同时减小面积的配置。
[0060]另外，在致动器部分140中，在布置致动器部分140的区域处，使用成像元件130和外壳110的另一个端部(底部，即第二端部IlOb)之间的由石墨等等形成的具有散热功能的高导热体片160形成桥接。更具体地，如图5A到图所示，该高导热体片160被布置为通过板簧1421和1422的轮廓部分接触或者接近成像元件130 (支撑基板132)，并且从EAP片143S的侧面部分延伸，而其横向侧被向后折叠。应当注意，高导热体片160通常用于成像元件130的电源接地导线。
[0061]在该实施例中，作为可移动部分143的EAP片143S由作为杆状或者片状可移动元件的聚合物致动器形成。
[0062]该聚合物致动器包括注入有阳离子材料的离子导电聚合物膜，以及设置在该离子导电聚合物膜的两侧中的每一侧上的电极膜，其中通过在所述电极膜上施加电压，使得该离子导电聚合物膜弯曲(变弯)或变形。
[0063]如前面所述，对于聚合物致动器，其一个端部(耦连端部)143A被以所述位移运动可被传递的方式耦连到可移动接合部分141和平行链接机构部分142之间的耦连区域部分。聚合物致动器的另一个端部(固定端部)143B被与电极ELl和EL2 —起固定到外壳110的底部112。例如，通过给电极ELl和EL2施加驱动电压DRV，聚合物致动器可被弯曲(变弯)，从而使得成像元件130在光轴OX方向上往复运动，以便实现自动聚焦机构。
[0064]以下，提供对作为根据所述实施例的EAP片的聚合物致动器的配置的描述。图6是示出了根据所述实施例，作为EAP片的聚合物致动器的配置的例子的横截面图。
[0065]如图6所示，聚合物致动器170具有注入有阳离子材料的离子导电聚合物膜171，提供在离子导电聚合物膜171的两侧中的每一侧上的电极膜172-1和172-2。聚合物致动器170具有导线173-1和173-2，它们中的每一个分别与电极膜172-1和172-2连接。在聚合物致动器170中，通过在电极膜172-1和172-2上通过一对导线173-1和173-2施加电压，离子导电聚合物膜171弯曲(变弯)或者变形。
[0066]离子导电聚合物膜171由使用氟树脂、烃族等等形成基干的离子交换树脂配置而成，并且采取具有前后侧的两个主要表面的形状。所述形状的例子可以包括簧片状、盘状、柱状、圆柱形等等。另外，作为离子交换树脂，阴离子交换树脂、阳离子交换树脂或者两性离子交换树脂中的任何一种都是可以接受的。然而，优选地可以使用阳离子交换树脂。
[0067]阳离子交换树脂的例子可以包括在聚乙烯、聚苯乙烯、氟树脂等等内引入官能团(诸如磺酸基或者羧基)的材料，并且具体地，可以优选地使用在氟树脂中引入官能团(诸如磺酸基或者羧基)的阳离子交换树脂。
[0068]电极膜172 (172-1和172_2)由碳粉和离子导电树脂配置而成，并且其特征为碳粉被通过离子导电树脂粘结在一起。所述碳粉是具有导电性的碳黑的微粒粉末，并且具有较大比表面积的碳粉具有电极膜172与离子导电聚合物膜171形成接触的较大的表面面积，因此允许获得较大的变形量。例如，优选地可以使用科琴炭黑(Ketjen black)。另外，该离子导电树脂可以与用于离子导电聚合物膜171的组成物质相同。
[0069]另外，电极膜172(172-1和172_2)被以这样的方式形成，其中包含离子导电树脂成分和碳粉的涂料被涂在离子导电聚合物膜171上。可替换地，电极膜172 (172-1和172-2)被以这样的方式形成，其中由碳粉和离子导电树脂配置而成的导电膜被压接到离子导电聚合物膜171。在任何一种方法中，可以简洁地并且在短时间内形成电极膜172。
[0070]应当注意，离子导电聚合物膜171至少注入有阳离子材料，并且所述阳离子材料可以优选地是水和金属离子、水和有机离子、或者离子液体中的任意一个。此处，金属离子的例子可以包括钠离子、钾离子、锂离子、镁离子等等。另外，有机离子的例子可以包括烷基铵离子等等。这些离子作为离子导电聚合物膜171内的水合物存在。当离子导电聚合物膜171被置于包括水和金属离子，或者水和有机离子的湿润状态时，聚合物致动器170可以优选地被密封，以便阻止这样的水从内部挥发。
[0071]另外，离子液体是仅仅由不燃并且非易失的离子组成的溶剂，其也被称为常温熔盐，并且例如可以使用基于咪唑环的化合物、基于吡啶环的化合物或者基于脂族的化合物。当离子导电聚合物膜171被注入离子液体时，即使在高温下或者在真空中也可以使用聚合物致动器170，而不用担心挥发。
[0072]图7A到图7C和图8A到图8C示出了根据所述实施例的聚合物致动器170的操作原理。此处，基于在离子导电聚合物膜1751内注入钠离子的假设提供描述。
[0073]在图7A和图8B中，从电源E分别通过导线173-1和173-2给所述图中的每一个的左侧上的聚合物致动器170的电极膜172-1施加正电势，并且给所述图中的每一个的右侧上的电极膜172-2施加负电势。采用这样的电势差，在聚合物致动器170的离子导电聚合物膜171内，钠离子水合物被吸引并且向着被施加负电势的一侧(图中的右侧)上的电极膜172-2移动。这使得钠离子水合物聚集在电极膜172-2附近，导致该区域的体积膨胀。在另一方面，被施加正电势的一侧(图中的左侧)上的电极膜172-1附近的钠离子水合物的浓度减小，导致该区域的体积收缩。结果，在离子导电聚合物膜171的两个电极膜172-1和172-2附近的区域之间产生体积差，使得离子导电聚合物膜151向着所述图中的每一个内的左侧弯曲。在这种情况下，例如，成像元件130可以在光轴OX方向上朝向第二位置PS2移动。
[0074]在图7B和图8A中，未从电源E施加电压，并且因此不存在两个电极膜172_1和172-2之间的电势差。结果，不存在离子导电聚合物膜171的两个电极膜172-1和172-2附近的区域之间的体积差异，使得离子导电聚合物膜171保持在没有变弯的直的状态。在这种情况下，成像元件130被原样保持在稳定位置。可替换地，成像元件130从第一位置PSl或者第二位置PS2返回稳定位置。
[0075]在图7C和图8C中，分别从电源E通过导线173-1和173-2给所述图中的每一个的左侧上的聚合物致动器170的电极膜172-1施加负电势以及给所述图中的每一个的右侧上的电极膜172-2施加正电势。换言之，施加电压的方法与图7A和图8B的情况相反。采用这样的电势差，在聚合物致动器170的离子导电聚合物膜171中，被施加负电势的一侧(图中的左侧)上的电极膜172-1附近的区域体积膨胀。在另一方面，在被施加正电势的一侧(图中的右侧)上的电极膜172-2附近的区域体积收缩。结果，离子导电聚合物膜171向着所述图中的每一个的右侧弯曲。在这种情况下，例如，成像元件130可以在光轴OX方向上朝向第一位置PSl移动。
[0076]可以通过调整碳粉的比表面积、碳粉与离子导电树脂的固体内容重量比和两个电极膜152的厚度中的至少一个，控制该聚合物致动器170的变形性能(变形量和/或变形速度)。作为替换，还可以通过调整电极膜172和离子导电聚合物膜171的厚度比，控制该聚合物致动器170的变形性能(变形量和/或变形速度)。
[0077]应当注意，由驱动控制系统向具有上述配置的可移动元件143的电极施加驱动电压DRV。图9是示出了根据所述实施例，给可移动元件143的电极施加驱动电压的驱动控制系统的基本配置的例子的方框图。
[0078]图9所示的控制系统180具有测量部分181和控制部分182。测量部分181测量成像元件130和另一个端部(第二端部)110b (例如，外壳110的底部112)之间的距离。通过给出对被施加到可移动元件143的电压的反馈，控制部分182使用通过测量部分181获得的移动距离信息和通过成像元件130提供的信号信息执行被摄体的聚焦控制。
[0079]在如上所述的配置中，如果给可移动元件(EAP片)143施加电压，取决于电压的大小的EAP的弯曲抬高或者降低成像元件130。此时，因为形成了由板簧1421和1422等等配置而成的平行链接机构部分142，成像元件130能够以非常平行的方式移动。在实际的被摄体聚焦操作中，基于来自位置检测传感器(图2)(诸如布置在支撑基板132上的光反射体等等)的信息，以及来自成像元件130的图像信号适当地设置施加给可移动元件143的电压DRV。结果，成像元件130移动到所希望的位置，以便到达能够聚焦的位置。
[0080]在所述实施例中，还设想实际的特定结构中的以下要点。通常在两侧上的电极层之间给可移动元件(EAP片)143施加IV以内的电压。然而，为了增加成像元件130的移动量，g卩，增加可移动元件(EAP片)143的弯曲的偏移宽度，使用正电压和负电压更有利。例如，如果给在IV时具有0.2mm偏移宽度的EAP施加+/-1V的电压，EAP向着正方向和负方向弯曲，因此可以获得总共0.4mm的偏移宽度。然而，当这被施加给根据所述实施例的照相机模块100时，优选地，可移动元件(EAP片)143的另一个端部(固定端部)143B被从模块外壳110的底部预先悬起0.2_。这在实现低轮廓模块时是不利的。
[0081]因此，如图10所示，可移动元件(EAP片)143被预先形成为经过翘曲。这是如果EAP被以适当的弧度用力弯曲，并且对EAP执行预定的高温热处理所获得的形状。结果，即使施加的电压是零，可移动元件(EAP片)143已经具有0.2毫米的位移(图10中的状态STl)。另外，当施加正电压时(图10的状态ST2)，和当施加负电压时(图10的状态ST3)，可以分别获得+0.2mm和-0.2mm的偏移宽度，即，总共0.4mm的偏移宽度。当施加-1V的电压时，可移动元件(EAP片)143获得水平地附着于模块外壳110的底部112上的内表面(底面)112b的形状。这在实现低轮廓模块时非常有利。
[0082]以这样的方式，在所述实施例中，可移动元件(EAP片)143被形成为包括预先的物理翘曲。即使施加的电压是零，可移动元件(EAP片)143的一个端部位于离开外壳110的另一个端部的悬置位置(图10的状态ST1)，并且还可以以这样的方式做出布置，其中当施加正电压和当施加负电压时，可移动元件(EAP片)143以所述悬置位置(图10的状态STl)作为往复运动的中点双向偏移。
[0083]另外，作为通过使得成像元件(图像传感器)悬置在空中而产生的副作用，难以执行散热处理。在当前可获得的成像元件中，随着像素数目和相关联的驱动频率的上升，功率消耗也上升，因此如何消散由成像元件产生的热量提出了一个需要解决的问题。在典型的镜头驱动AF中，可以通过成像元件被安装在其上的基板，将热消散到模块的底面侧。然而，在类似于所述实施例的成像元件被悬置在空中的状态下，散热可能将被抑制。作为克服这种问题的对策，在本实施例中，如图所示，在成像元件130和模块外壳110的底部112上的内表面(底面)112b之间连接高导热体片160(诸如石墨片)。因为此处使用的石墨片具有仅仅几十个微米的厚度，它不会干扰成像元件130的运动，并且允许将成像元件130产生的热量有效地消散到模块的底面侧。
[0084]如至此描述的，根据本实施例，可以实现下面的效果。在小型的照相机模块中，可以实现难以在已有的AF致动器中实现的采用图像传感器驱动方法的AF致动器。因此，照相机模块不受镜头形状和重量的限制。例如，即使给具有8.5mmX8.5mm的大小的模块附接具有8mm直径的镜头也很简单，并且可以简单地通过使用高亮度镜头增强灵敏度。另外，还可以安装重的镜头诸如玻璃镜头和变焦镜头，而不用担心致动器的推力。另外，将来随着晶片级别的制造方法的发展，还将可获得矩形镜头取代典型的圆镜头，并且也可以成功地安装这种不适合于旋转的形状的镜头。用于集成多个镜头的镜头筒是不必要的，这就成本以及减小模块形状的大小而言是有利的。另外，足以用于移动重量轻的图像传感器的推力将比已有的推力明显降低，这对于减少功耗是有利的。作为例子，在对非常典型的模块的粗略估计中，计算结果为在移动图像传感器的情况下将被移动的目标的重量大约为移动镜头的情况下的重量的一半，并且能量消耗也是一半。还有产品规划方面的优点。在单镜头反射式照相机中，一般可获得可互换的镜头。然而，在移动装置中，也可以建立顾客交换镜头的新概念。
[0085]具有这样的效果的照相机模块适合于作为用于安装在移动电话及其它装置内的数字照相机等等的照相机模块(包括光学系统和成像元件的模块)。
[0086](3.照相机装置的配置的例子)
[0087]图11是示出了适用根据本公开的实施例的照相机模块的照相机装置的配置的例子的图。
[0088]如图11所示，该照相机装置200具有照相机模块210，照相机模块210允许入射光(图像光)在成像元件，例如，将入射光引导到像素区的光学系统的成像表面上形成图像(形成被摄体图像)。作为照相机模块210，根据本实施例的照相机模块100和100A是适用的。另外，照相机装置200具有驱动照相机模块210的致动器部分的驱动电路(DRC)220和处理来自照相机模块210上的成像元件的输出信号的信号处理电路(PRC) 230。
[0089]驱动电路220对应于图9中的驱动控制系统，并且产生用于执行允许成像元件利用照相机模块210的致动器部分在光轴方向上往复运动的驱动控制的驱动电压DRV，以便给致动器部分提供结果驱动电压DRV。驱动电路220具有定时发生器(图中未示出)，其产生各种定时信号，包括起动脉冲和用于驱动照相机模块210内的电路的时钟脉冲，并且使用预定的时间信号TMG驱动照相机模块210。
[0090]另外，信号处理电路230为照相机模块210的输出信号执行预定的信号处理操作。由信号处理电路230处理的图像信号被记录在诸如，例如，存储器的记录介质上。记录在记录介质上的图像信息被以打印机等等硬拷贝。另外，由信号处理电路230处理的图像信号被作为运动图像显示在由液晶显示器等等配置而成的监视器上。
[0091]如上所述，在诸如电子静态照相机的图像拾取装置中，通过安装前面所述的照相机模块作为照相机模块321，可以实现对外部震动具有高抗性，并且具有低的老化衰退的可能性，以及表现出高精度的照相机。
[0092]应当注意，本技术可能具有下面的配置。
[0093](I) 一种照相机模块，包括:
[0094]镜头；
[0095]布置在所述镜头的光轴上的成像元件；和
[0096]致动器部分，配置为使得所述成像元件在所述镜头的光轴方向上往复运动，
[0097]其中所述致动器部分包括:
[0098]可移动接合部分，所述成像元件固定在所述可移动接合部分上，
[0099]平行链接机构部分，所述平行链接机构部分具有可移动端部以及安装端部，所述可移动端部附接到所述可移动接合部分，和
[0100]可移动元件，配置为能够以取决于施加的电压的电平的位移量执行位移运动，并且被以所述位移运动可被传递的方式耦连到所述可移动接合部分和所述平行链接机构部分的可移动端部之间的耦连区域。
[0101](2)根据(I)所述的照相机模块，还包括具有第一端部和第二端部的外壳，其中
[0102]所述镜头布置在所述外壳的第一端部侧，和
[0103]所述成像元件和所述致动器部分被布置在所述外壳的第二端部侧。
[0104](3)根据(2)所述的照相机模块，其中所述平行链接机构部分由按照一定间隔彼此相对地布置的两个板簧构成，并且在所述可移动端部，所述两个板簧的一个端部附接到可移动接合部分，并且在所述安装端部，所述两个板簧的另一个端部被固定到所述外壳的第二端部。
[0105](4)根据⑵或者⑶所述的照相机模块，其中所述致动器部分还具有配置为向所述可移动元件施加电压的电极，和
[0106]所述可移动元件具有固定端部以及耦连端部，所述固定端部与所述电极一起被固定到所述外壳的第二端部，所述耦连端部耦连到所述耦连区域。
[0107](5)根据(4)所述的照相机模块，其中所述可移动元件由板状EAP(电活性聚合物)片构成，和
[0108]所述EAP片在所述固定端部侧的宽度大，并且在所述耦连端部侧的宽度小。
[0109](6)根据(5)所述的照相机模块，其中所述EAP片包括物理翘曲，并且当施加的电压是零时，所述耦连端部位于远离所述外壳的第二端部的悬置位置，并且当施加正电压时和当施加负电压时，所述EAP片能够以所述悬置位置作为往复运动的中点双向偏移。
[0110](7)根据⑵到(6)中任意一个所述的照相机模块，其中在所述成像元件和所述外壳的第二端部之间使用具有散热功能的高导热体片形成桥接。
[0111](8)根据(7)所述的照相机模块，其中所述高导热体片通常被用作所述成像元件的电源接地导线。
[0112](9)根据⑵到⑶中任意一个所述的照相机模块，还包括:
[0113]测量部分，配置为测量所述成像元件和所述外壳的第二端部之间的距离；和
[0114]控制部分，配置为使用通过所述测量部分获得的移动距离信息和由所述成像元件提供的信号信息，通过给出对施加到所述可移动元件的电压的反馈，执行被摄体的聚焦控制。
[0115](10)根据⑴到(9)中任意一个所述的照相机模块，其中所述成像元件具有配置为无线地传送通过拍摄图像所获得的信息的无线电传送功能。
[0116](11)根据⑴到(10)中任意一个所述的照相机模块，其中所述成像元件安装在支撑基板上，并且所述支撑基板的一部分被固定到所述可移动接合部分。
[0117](12) 一种具有配置为拍摄被摄体图像的照相机模块的照相机装置，所述照相机模块包括:
[0118]镜头；
[0119]布置在所述镜头的光轴上的成像元件；和
[0120]致动器部分，配置为使得所述成像元件在所述镜头的光轴方向上往复运动，
[0121]其中所述致动器部分包括:
[0122]可移动接合部分，所述成像元件固定在所述可移动接合部分上，
[0123]平行链接机构部分，所述平行链接机构部分具有可移动端部以及安装端部，所述可移动端部附接到所述可移动接合部分，和
[0124]可移动元件，配置为能够以取决于施加的电压的电平的位移量执行位移运动，并且被以所述位移运动可被传递的方式耦连到所述可移动接合部分和所述平行链接机构部分的可移动端部之间的耦连区域。
[0125](13)根据(12)所述的照相机装置，还包括具有第一端部和第二端部的外壳，其中
[0126]所述镜头布置在所述外壳的第一端部侧，和
[0127]所述成像元件和所述致动器部分被布置在所述外壳的第二端部侧。
[0128](14)根据(13)所述的照相机装置，还包括:
[0129]驱动部分，配置为执行对所述照相机模块的驱动控制；和
[0130]信号处理部件，配置为处理来自所述照相机模块的信号，
[0131]其中所述驱动部分包括:
[0132]测量部分，配置为测量所述成像元件和所述外壳的第二端部之间的距离，和
[0133]控制部分，配置为使用通过所述测量部分获得的移动距离信息和由所述成像元件提供的信号信息，通过给出对施加到所述可移动元件的电压的反馈，执行被摄体的聚焦控制。
[0134]本申请要求基于2012年3月23日提交日本专利局的日本专利申请N0.2012-067290的优先权，通过引用将其完整内容结合在本申请内。
[0135]本领域技术人员可以设想与设计要求及其它影响因素一致的各种修改、组合、子组合和改变。然而，应当理解，它们都包括在所附权利要求或者其等同物的范围内。
【权利要求】
1.一种照相机模块，包括: 镜头; 布置在所述镜头的光轴上的成像元件；和 致动器部分，配置为使得所述成像元件在所述镜头的光轴方向上往复运动， 其中所述致动器部分包括: 可移动接合部分，所述成像元件固定在所述可移动接合部分上， 平行链接机构部分，所述平行链接机构部分具有可移动端部以及安装端部，所述可移动端部附接到所述可移动接合部分，和 可移动元件，配置为能够以取决于施加的电压的电平的位移量执行位移运动，并且被以所述位移运动可被传递的方式耦连到所述可移动接合部分和所述平行链接机构部分的可移动端部之间的耦连区域。
2.根据权利要求1所述的照相机模块，还包括具有第一端部和第二端部的外壳，其中 所述镜头布置在所述外壳的第一端部侧，和 所述成像元件和所述致动器部分被布置在所述外壳的第二端部侧。
3.根据权利要求2所述的照相机模块，其中所述平行链接机构部分由按照一定间隔彼此相对地布置的两个板簧构成，并且在所述可移动端部，所述两个板簧的一个端部附接到可移动接合部分，并且在所述安装端部，所述两个板簧的另一个端部被固定到所述外壳的第二端部。
4.根据权利要求2所述的照相机模块，其中所述致动器部分还具有配置为向所述可移动元件施加电压的电极，和 所述可移动元件具有固定端部以及耦连端部，所述固定端部与所述电极一起被固定到所述外壳的第二端部，所述耦连端部耦连到所述耦连区域。
5.根据权利要求4所述的照相机模块，其中所述可移动元件由板状EAP(电活性聚合物)片构成，和 所述EAP片在所述固定端部侧的宽度大，并且在所述耦连端部侧的宽度小。
6.根据权利要求5所述的照相机模块，其中所述EAP片包括物理翘曲，并且当施加的电压是零时，所述耦连端部位于远离所述外壳的第二端部的悬置位置，并且当施加正电压时和当施加负电压时，所述EAP片能够以所述悬置位置作为往复运动的中点双向偏移。
7.根据权利要求2所述的照相机模块，其中在所述成像元件和所述外壳的第二端部之间使用具有散热功能的高导热体片形成桥接。
8.根据权利要求7所述的照相机模块，其中所述高导热体片通常被用作所述成像元件的电源接地导线。
9.根据权利要求2所述的照相机模块，还包括: 测量部分，配置为测量所述成像元件和所述外壳的第二端部之间的距离；和 控制部分，配置为使用通过所述测量部分获得的移动距离信息和由所述成像元件提供的信号信息，通过给出对施加到所述可移动元件的电压的反馈，执行被摄体的聚焦控制。
10.根据权利要求1所述的照相机模块，其中所述成像元件具有配置为无线地传送通过拍摄图像所获得的信息的无线电传送功能。
11.根据权利要求1所述的照相机模块，其中所述成像元件安装在支撑基板上，并且所述支撑基板的一部分被固定到所述可移动接合部分。
12.—种具有配置为拍摄被摄体图像的照相机模块的照相机装置，所述照相机模块包括: 镜头; 布置在所述镜头的光轴上的成像元件；和 致动器部分，配置为使得所述成像元件在所述镜头的光轴方向上往复运动， 其中所述致动器部分包括: 可移动接合部分，所述成像元件固定在所述可移动接合部分上， 平行链接机构部分，所述平行链接机构部分具有可移动端部以及安装端部，所述可移动端部附接到所述可移动接合部分，和 可移动元件，配置为能够以取决于施加的电压的电平的位移量执行位移运动，并且被以所述位移运动可被传递的方式耦连到所述可移动接合部分和所述平行链接机构部分的可移动端部之间的耦连区域。
13.根据权利要求12所述的照相机装置，还包括具有第一端部和第二端部的外壳，其中 所述镜头布置在所述外壳的第一端部侧，和 所述成像元件和所述致动器部分被布置在所述外壳的第二端部侧。
14.根据权利要求13所述的照相机装置，还包括: 驱动部分，配置为执行对所述照相机模块的驱动控制；和 信号处理部件，配置为处理来自所述照相机模块的信号， 其中所述驱动部分包括: 测量部分，配置为测量所述成像元件和所述外壳的第二端部之间的距离，和控制部分，配置为使用通过所述测量部分获得的移动距离信息和由所述成像元件提供的信号信息，通过给出对施加到所述可移动元件的电压的反馈，执行被摄体的聚焦控制。
【文档编号】G03B13/32GK104204889SQ201380014506
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2013年2月28日 优先权日:2012年3月23日
【发明者】古泽俊洋, 东堤良仁, 蒲谷美辉, 绢笠幸久, 川部英雄, 石田武久, 加藤祐作, 永井信之, 森田真义, 山岸弘幸 申请人:索尼公司