光学构件驱动装置、照相机装置及电子设备的制作方法

1.本发明涉及用于智能电话等电子设备的光学构件驱动装置、照相机装置及电子设备。


背景技术：

2.在搭载于智能电话等电子设备的照相机装置之中有这样的照相机装置：在从拍照对象到图像传感器的光路上配置有透镜体、棱镜等的光学构件，并具备使该光学构件围绕既定旋转轴倾斜的光学构件驱动装置。作为公开与这种照相机装置相关的技术的文献，有专利文献1。现有技术文献专利文献
3.专利文献1：日本特开2020－177067号公报。


技术实现要素：

(发明要解决的课题)
4.可是，在现有的照相机装置中，支撑轴和轴承于支撑光学构件的活动部与固定部之间，从而相对于固定部旋转自如地支撑活动部。在这种情况下，在支撑轴与轴承之间必定需要余隙，因此在使用照相机装置的过程中旋转轴会抖动。在现有技术中，为了防止该旋转轴的抖动，支撑轴和轴承通过施加侧压来相互压靠。另外，在因照相机装置的下落等而对活动部施加了冲击的情况下，该冲击力集中在轴承和支撑轴上，因此需要提高构成支撑轴及轴承的部件的刚性，以在后面不会发生旋转轴的抖动，存在部件成本变高的问题。
5.本发明鉴于这样的课题而构思，其目的在于提供一种活动部的旋转轴的抖动较少的光学构件驱动装置、照相机装置及电子设备。(用于解决课题的方案)
6.为了解决上述课题，作为本发明的优选方式的光学构件驱动装置，其特征在于，包括：支撑光学构件的活动部；非活动部；以及相对于所述非活动部以围绕旋转轴旋转自如地支撑所述活动部的支撑机构，所述支撑机构具有2组支撑部，各组支撑部具有固定在所述活动部或所述非活动部的一个上的凸面部和将两端部固定在所述活动部或所述非活动部的另一个上且在中央部具有容纳所述凸面部的凹面部的板簧，所述2组支撑部在中间夹着所述活动部且夹在所述活动部与所述非活动部之间。
7.在该方式中，所述板簧也可以形成为以使中央部相对于所述活动部或所述非活动部的另一个浮起的方式凸状弯曲。
8.另外，所述活动部也可以通过所述板簧的弹力被从两侧按压。
9.另外，所述凹面部也可以对固定所述板簧的所述活动部或所述非活动部的所述另一个非接触。
10.另外，固定所述凸面部的所述活动部或所述非活动部的所述一个也可以具有孔，
所述凸面部以封闭所述孔的方式固定于该构件。
11.另外，所述板簧也可以对固定所述凸面部的所述活动部或所述非活动部的所述一个非接触。
12.另外，也可以包括：固定部；以及固定在所述固定部的支撑轴，所述支撑轴相对于所述固定部旋转自如地支撑所述非活动部，所述旋转轴平行于与所述支撑轴正交的方向。
13.作为本发明的另一优选方式的照相机装置，具备上述光学构件驱动装置。
14.作为本发明的又一优选方式的电子设备，具备上述照相机装置。(发明效果)
15.依据本发明的光学构件驱动装置，包括：支撑光学构件的活动部；非活动部；以及相对于所述非活动部围绕旋转轴旋转自如地支撑所述活动部的支撑机构，所述支撑机构具有2组支撑部，各组支撑部具有固定于所述活动部或所述非活动部的一个上的凸面部和将两端部固定于所述活动部或所述非活动部的另一个且在中央部具有容纳所述凸面部的凹面部的板簧，所述2组支撑部在中间夹着所述活动部且夹在所述活动部与所述非活动部之间。穿过两个凸面部与凹面部的接触点的直线成为旋转轴。板簧上所设置的凹面部和凸面部，即便其位置关系发生偏离，板簧的恢复力也发挥作用而恢复到原来的位置关系。因而，能够提供活动部的旋转轴的抖动较少的光学构件驱动装置、照相机装置及电子设备。
附图说明
16.图1是搭载了包含作为本发明的一个实施方式的光学构件驱动装置3的照相机装置8的智能电话9的正视图。图2是图1的光学构件驱动装置3的立体图。图3是去掉壳体10的状态的光学构件驱动装置3的立体图。图4是图2的分解立体图。图5是进一步分解图3的各部分的分解立体图。图6是沿着板簧33及34的长度方向剖切后的第1支撑部31周边的截面图。图7是当向棱镜2施加了－y方向的力时的图6的第1支撑部31周边的截面图。图8是以穿过第1支撑部31及第2支撑部32的yz平面剖切后的光学构件驱动装置3的截面图。图9是当向棱镜2施加了－z方向的力时的图8的光学构件驱动装置3的截面图。
具体实施方式
17.以下，参照附图，说明本发明的一个实施方式。如图1所示，照相机装置8被容纳在智能电话9的框体内。
18.照相机装置8具有：作为光学构件的棱镜2及透镜体6；对从拍照对象经由棱镜2及透镜体6引导的光进行光电转换的图像传感器7；以及驱动棱镜2的光学构件驱动装置3。从拍照对象入射到棱镜2的光，在棱镜2弯曲，将透镜体6透射后，入射到图像传感器7。
19.以下，设定由彼此正交的x轴、y轴及z轴构成的正交坐标系，说明本实施方式的结构。x轴是通过透镜体6的光轴的轴。x轴及y轴是彼此正交且与z轴正交的轴。来自拍照对象的光从z轴方向入射棱镜2，通过棱镜2弯曲成直角，沿z轴方向前进，穿过透镜体6。以下，在x
轴方向上，从透镜体6观看有棱镜2的一侧称为－x侧，其相反侧的有图像传感器7的一侧称为 x侧。另外，在z轴方向上，从棱镜2观看将拍照对象的一侧称为 z侧、其相反侧称为－z侧。
20.如图4所示，光学构件驱动装置3包括：壳体10；保持架20；具有第1支撑部31及第2支撑部32的支撑机构30；板材40；以及基座50。在此，壳体10和基座50是固定部。保持架20是支撑作为光学构件的棱镜2的活动部。在光学构件驱动装置3中，通过组合壳体10和基座50构成大致长方体形状的框体。在该框体的内侧容纳支撑保持架20的板材40。在具有壳体10及基座50的框体内，板材40可围绕与z轴平行的旋转轴旋转自如。另外，板材40相对于作为活动部的保持架20而言是非活动部，由板材40支撑的保持架20可围绕与包含板材40的旋转轴的平面正交的旋转轴旋转自如。在初始状态下，可围绕与y轴平行的旋转轴旋转自如。
21.如图2所示，光学构件驱动装置3呈大致长方体形状。如图4及图5所示，壳体10弯曲一张板状金属构件而形成，具有该光学构件驱动装置3的－y侧及 y侧的侧面部11及12和连接这些侧面部11及12之间的 z侧的顶面部13。壳体10的 x侧、－x侧、－z侧及除顶面部13之外的 z侧的面开放。在壳体10内容纳有支撑棱镜2的保持架20。从壳体10的 z侧的开放部露出被保持架20所支撑的棱镜2的入射面，而从 x侧的开放部露出棱镜2的出射面。
22.如图4及图5所示，基座50具有基座主体51和fpc(柔性印刷电路：flexible printed circuits)52，整体上呈大致长方体形状。
23.基座主体51弯曲一张板状金属构件而形成，具有－z侧的底面部51a和从底面部51a以直角弯曲的－x侧的侧面部51b及 x侧的侧面部51c。壳体10嵌入开放的 y侧、－y侧及 z侧的面，从而形成框体。在底面部51a的y轴方向大致中央形成有孔62，金属制的支撑轴61的基端部通过铆接或焊接固定于该孔62中。在侧面部51c设有开放部51d，经由壳体10的 x侧的开放部露出棱镜2的出射面。另外，在底面部51a的－z侧的面配置有磁轭77，在侧面部51b的－x侧的面配置有磁轭78。
24.fpc52具有－z侧的底面部52a和从底面部52a以直角弯曲的－x侧的侧面部52b。在底面部52a与孔62对应的位置有孔63。在侧面部52b的 x侧的面沿y轴方向并排地配置有线圈71及72。在线圈71的内周侧配置有霍尔ic73。在底面部52a的 z侧的面配置有线圈75。在线圈75的内周侧配置有霍尔ic76。fpc52在底面部52a的孔63中插入基座主体51的底面部51a的支撑轴61后容纳于基座主体51内。
25.板材40弯曲一张板状金属构件而形成，具有－z侧的底面部41和从该底面部41以直角弯曲的－y侧及 y侧的侧面部43及44。在底面部41的y轴方向大致中央有孔64。中空圆筒状的轴承65的基端部插入固定于该孔64中。基座50的支撑轴61在z轴方向上延伸，并插入轴承65的轴孔中。由此，板材40能够围绕与z轴平行的支撑轴61旋转自如。
26.在板材40的侧面部43及44形成有接受球孔43a及44a。连接接受球孔43a和接受球孔44a的线与y轴平行，保持架20的旋转轴穿过接受球孔43a及44a。
27.保持架20呈大致长方体形状，以连接其－x z侧和 x－z侧的对角的方式形成平面，在其 x z侧形成有载置棱镜2的倾斜部23。另外，保持架20具有从y轴方向两侧夹持倾斜部23的侧面部21及22，且粘接固定棱镜2。
28.在板材40与保持架20之间，隔着具有第1支撑部31及第2支撑部32的支撑机构30。第1支撑部31具有作为凸面部的球35和板簧33而构成，第2支撑部32具有作为凸面部的球36
和板簧34而构成。球35及36是由金属或陶瓷等硬质材料形成的球状体。球35以封闭接受球孔43a的方式固定于板材40的侧面部43的 y侧的面， y侧的面呈凸状。球36以封闭接受球孔44a的方式固定于侧面部44的－y侧的面，－y侧的面呈凸状。
29.板簧33及34由具有弹性的板状的金属构件构成，具有端部33b、33b及34b、34b和中央部33c及34c。两个端部33b、33b及34b、34b分别构成为在同一平面上。另外，分别设有定位孔。中央部33c及34c以弧状连结两个端部33b、33b及34b、34b。在中央部33c及34c的中央设有向与该弧状相反方向凹陷的凹面部33a及34a。球35及36容纳并抵接在凹面部33a及34a中。
30.在保持架20的侧面部21的－y侧的面，用于安装板簧33的凹部以沿着倾斜部23的倾斜的方式形成，在该凹部的中央设有接受凹面部33a的孔24，在两端设有定位突起。在保持架20的侧面部22的 y侧的面也同样形成有凹部、孔25及定位突起。板簧33及34被定位成定位突起插穿定位孔，端部33b、33b及34b、34b固定于凹部。此时，中央部33c及34c形成并安装成为以相对于凹部浮起的方式凸状弯曲。另外，凹面部33a及34a以超过该中央部33c及34c的凸状的弯曲量的方式凹陷，但由于容纳到孔24及25中，所以板簧33及34的中央部33c及34c包括凹面部33a及34a在内对保持架20非接触。此外，在该例子中，球35及36为球状体，但也可为半球状体这样的形状。另外，面形状也不必一定是球面，只要为平滑的曲面即可。同样地，凹面部33a及34a为凹球面，但是凹面部33a及34a的面形状不必一定是球面，只要为平滑的曲面即可。另外，在球面的情况下，凹面部33a及34a的半径为球35及36的半径以上。
31.固定了板簧33及34的保持架20，以使球35及36容纳于凹面部33a及34a的方式组装到固定了球35及36的板材40上。此时，板簧33及34的中央部33c及34c以向侧面部21及22侧按压的方式变形。即，保持架20通过板簧33及34的弹力被从两侧按压。由此，保持架20经由第1支撑部31及第2支撑部32被板材40支撑，能够以穿过球35与凹面部33a的接触点及球36与凹面部34a的接触点的直线为旋转轴进行旋转。另外，在组装的状态下，板簧33及34对板材40非接触。
32.在图4及图5中，在保持架20的－x侧的面与线圈71及72对置地配置有磁石81。该磁石81和线圈71及72构成向保持架20提供围绕与z轴平行的旋转轴，具体而言，围绕支撑轴61的旋转驱动力的驱动部。另外，霍尔ic73检测保持架20围绕支撑轴61的旋转位置，向线圈71及72供给用于将保持架20的旋转位置修正为适当位置的驱动电流。另外，磁轭78与磁石81彼此吸引，对保持架20施加与板材40一起朝向与支撑轴61正交的方向即基座主体51的侧面部51b侧的力。另外，也作为磁弹簧发挥功能，以为围绕支撑轴61的旋转提供相反方向的力。
33.在保持架20的－z侧的面与线圈75对置地配置有磁石82。该磁石82和线圈75构成提供围绕由第1支撑部31和第2支撑部32形成的旋转轴的旋转驱动力的驱动部。另外，霍尔ic76检测保持架20围绕该旋转轴的旋转位置，向线圈75供给用于将保持架20的旋转位置修正为适当位置的驱动电流。另外，磁轭77与磁石82彼此吸引，对保持架20施加与板材40一起朝向与支撑轴61平行的方向，即基座主体51的底面部51a侧的力。另外，也作为磁弹簧发挥功能，以为围绕由第1支撑部31和第2支撑部32形成的旋转轴的旋转提供相反方向的力。
34.图6及图7示出第1支撑部31的一个作用。图6是通常状态的图，图7是施加了使棱镜2向－y方向移动的力的状态的图。在图6中，如前所述，板簧33中端部33b及33b固定于保持架20的侧面部21，球35固定在板材40的侧面部43。在球35和凹面部33a组合的状态下，中央
部33c被向侧面部21侧按压。相反侧的板簧34的中央部34c也被向侧面部22侧按压，从而达到平衡。在该状态下，包含凹面部33a的中央部33c不与侧面部21以及侧面部43。
35.如图7所示，当棱镜2受到向－y方向移动的力时，中央部33c以减少弯曲量的方式进行弹性变形，最终凹面部33a被完全容纳于孔24中，除了孔24之外，整个中央部33c与侧面部21接触。此时，相反侧的板簧34的中央部34c以保持凹面部34a与球36接触的状态进行弹性变形，使得侧面部22分离。当力量消失时，由于板簧33及34的弹力，棱镜2返回到原来的位置。另外，即便施加了该方向的冲击，板簧33及34也以保持与球35及36接触的状态进行弹性变形而将冲击分散，因此板簧33、34和球35、36和将板簧33、34进行固定的侧面部21、22不易因冲击而受损伤。因而，保持架20的旋转轴不易发生抖动。
36.图8及图9示出了第1支撑部31及第2支撑部32的另一个作用。图8是通常状态的图，图9是施加了使对棱镜2向－z方向移动的力的状态的图。该作用对于zx的任何方向的力都是一样的。
37.没有对棱镜2施加冲击的状态即图8所示的状态与图6所示的状态相同。此时，第1支撑部31的球35的顶部与凹面部33a的最深部接触，且第2支撑部32的球36的顶部与凹面部34a的最深部接触。
38.而且，当施加使棱镜2向－z方向移动的力时，如图9所示，以使板簧33及34的凹面部33a及凹面部34a在球35及36上滑动的方式向－z方向移动并且以允许该移动的方式中央部33c及34c进行弹性变形。当力量消失时，由于板簧33及34的弹力，棱镜2返回到原来的位置。另外，即便施加了该方向的冲击，板簧33及34也以保持与球35及36接触的状态进行弹性变形而将冲击分散，因此板簧33、34和球35、36和将板簧33、34进行固定的侧面部21、22不易因冲击而受损伤。因而，保持架20的旋转轴不易发生抖动。
39.以上是本实施方式的详细内容。作为本发明的一个实施方式的光学构件驱动装置3包括：支撑作为光学构件的棱镜2的活动部即保持架20；作为非活动部的板材40；以及相对于板材40以围绕旋转轴旋转自如地支撑保持架20的支撑机构30。支撑机构30具有2组支撑部31及32，各组支撑部具有固定在板材40的凸面部即球35及36和将两端部33b、33b及34b、34b固定在保持架20且在中央部33c及34c具有容纳球35及36的凹面部33a及34a的板簧33及34。2组支撑部31、32在中间夹着保持架20且夹在保持架20与板材40之间。通过该结构，穿过球35与凹面部33a的接触点及球36与凹面部34a的接触点的直线成为旋转轴。设置在板簧33及34的凹面部33a及34a和球35及36，即便其位置关系发生偏离，板簧33及34的恢复力也发挥作用而恢复到原来的位置关系。因而，抑制了保持架20的旋转轴的抖动。
40.此外，在上述实施方式中，将球35及36固定于板材40，并将板簧33及34固定于保持架20，但是也可以将球35及36固定于保持架20，并将板簧33及34固定于板材40。(标号说明)
41.2棱镜；3光学构件驱动装置；6透镜体；7图像传感器；8照相机装置；9智能电话；10壳体；11、12、21、22、43、44、51b、51c、52b侧面部；41、51a、52a底面部；13顶面部；20保持架；23倾斜部；30支撑机构；31第1支撑部；32第2支撑部；33、34板簧；33a、34a凹面部；33b、34b端部；33c、34c中央部；35、36球；24、25、62、63、64孔；40板材；43a、44a接受球孔；50基座；51基座主体；51d开放部；52fpc；61支撑轴；65轴承；77、78磁轭；71、72、75线圈；73、76霍尔ic；81、82磁石。