CN111752077A - 光学单元 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种光学单元(10)，其在不妨碍可动体相对于固定体的移动的情况下，有效地散发在摄像头模块中产生的热量，光学单元(10)具备：可动体(14)，其具备装设拍摄元件(50)和光学元件(12a)的摄像头模块；固定体(16)；支承机构(9)及(20)，其将可动体(14)支承为相对于固定体(16)能够移动；以及驱动部(18A)～(18C)，其使可动体(14)相对于固定体(16)移动，可动体(14)以在光轴方向上不与固定体(16)接触的状态被支承机构(9)及(20)支承，具备与拍摄元件(50)和支承机构(9)及(20)连接的金属制散热部件(11)。

Description

光学单元
技术领域
本发明涉及一种光学单元。
背景技术
以往，使用一种能够散发在摄像头模块中产生的热2的光学单元。例如，在专利文献1中公开了一种拍摄元件单元，其结构为通过散热部件将在拍摄元件中产生的热量散发到散热板。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012-70272号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
作为光学单元，有一种如下结构的光学单元，其具备：具备摄像头模块的可动体、固定体、以及将可动体支承为相对于固定体能够移动的支承机构，但该光学单元有时因其使用方式不同，有时必须小型化。但是，以往的光学单元具备：具备摄像头模块的可动体、固定体、以及将可动体支承为相对于固定体能够移动的支承机构，其中，伴随着小型化，在不妨碍可动体相对于固定体的移动的情况下，有效地散发在摄像头模块中产生的热量比较困难。因此，本发明的目的在于，在不妨碍可动体相对于固定体的移动的情况下，有效地散发在摄像头模块中产生的热量。
解决技术问题所采用的技术方案
本发明提供一种光学单元，具备：可动体，所述可动体具备装设拍摄元件和光学元件的摄像头模块；固定体；支承机构，所述支承机构将所述可动体支承为相对于所述固定体能够移动；以及驱动部，所述驱动部使所述可动体相对于所述固定体移动，所述可动体以在光轴方向上不与所述固定体接触的状态被所述支承机构支承，具备与所述拍摄元件和所述支承机构连接的金属制散热部件。
根据本实施方式，因为可动体被支承机构支承为在光轴方向上不与固定体接触的状态，所以能够抑制可动体相对于固定体的移动被妨碍。另外，通过具备与拍摄元件和支承机构连接的金属制散热部件，能够有效地散发在摄像头模块中产生的热量。
在本发明的光学单元中，优选的是，所述散热部件与所述支承机构中的使所述可动体相对于所述固定体移动的移动支点部分连接。这是因为在不追加部件的情况下，能够容易地形成散发在摄像头模块中产生的热量的结构。
在本发明的光学单元中，优选的是，所述散热部件配置为与所述拍摄元件的与光轴方向交叉的侧面接触。这是因为由于能够从拍摄元件的侧面侧散热，所以能够抑制光学单元的光轴方向上的厚度增加。
在本发明的光学单元中，优选的是，所述散热部件配置为围绕所述拍摄元件。这是因为能够抑制光学单元的光轴方向上的厚度增加，而且能够增加与拍摄元件的接触面积，并且能够特别有效地散发在摄像头模块中产生的热量。
在本发明的光学单元中，优选的是，所述散热部件与设置于所述拍摄元件上的焊盘连接。这是因为能够从焊盘散热，能够特别有效地散发在摄像头模块中产生的热量。
在本发明的光学单元中，优选的是，所述支承机构构成为将所述可动体支承为相对于所述固定体能够以光轴方向为转动轴转动。这是因为在可动体相对于固定体能够以光轴方向为转动轴进行转动的结构中，能够在不妨碍可动体相对于固定体的移动的情况下，有效地散发在摄像头模块中产生的热量。
在本发明的光学单元中，优选的是，所述支承机构具有：第一支承机构，所述第一支承机构固定于所述固定体上，将所述可动体支承为相对于所述固定体能够以与光轴方向交叉的第一方向为摆动轴摆动；第二支承机构，所述第二支承机构固定于所述可动体上，将所述可动体支承为相对于所述固定体能够以与光轴方向及所述第一方向双方交叉的第二方向为摆动轴摆动。这是因为在可动体相对于固定体能够以第一方向及第二方向为摆动轴进行摆动的结构中，能够在不妨碍可动体相对于固定体的移动的情况下，有效地散发在摄像头模块中产生的热量。
在本发明的光学单元中，有选的是，所述散热部件是通过所述支承机构支承于所述可动体和所述固定体上的万向架，所述万向架构成为通过将球凸面和球凹面抵接而被所述支承机构支承。这是因为能够在不妨碍可动体相对于固定体的移动的情况下，容易地形成散发在摄像头模块中产生的热量的结构。
发明效果
本发明的光学单元能够在不妨碍可动体相对于固定体的移动的情况下，有效地散发在摄像头模块中产生的热量。
附图说明
图1是本发明的实施例1的光学单元的俯视图。
图2是本发明的实施例1的光学单元的仰视图。
图3是本发明的实施例1的光学单元的分解立体图。
图4是本发明的实施例1的光学单元的散热机构的立体图。
图5是本发明的实施例1的光学单元的散热机构的一部分的放大立体图。
图6是本发明的实施例2的光学单元的散热机构的一部分的放大立体图。
附图标记说明
9…辊固定体(支承机构)；10…光学单元；11…侧倾框架(散热部件)；12…光学模块(摄像头模块)；12a…镜头(光学元件)；12b…外壳；14…可动体；16…固定体；18A…转动驱动机构(驱动部)；18B…转动驱动机构(驱动部)；18C…转动驱动机构(驱动部)；20…推力承接部件(支承机构)；20a…第一推力承接部件(第一支承机构)；20b…第二推力承接部件(第二支承机构)；21…万向机构；22…支架；24A…磁体；24B…磁体；24C…磁体；25…万向架(散热部件)；27a…第一支承部用延伸设置部；27b…第二支承部用延伸设置部；28…固定框；32A…线圈；32B…线圈；32C…线圈；50…拍摄元件；111…矩形框状部；112…突出部；113…连接部；113a…固定部；113b…U字形状部；113c…卡合部；114…延伸设置部；B1…球凸面；B2…球凹面；B3…孔部
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。此外，在各实施例中，对相同的结构标注相同的符号，仅在第一个实施例中进行说明，在之后的实施例中省略其结构的说明。
[实施例1](图1～图5)
首先，使用图1～图5对本发明的实施例1的光学单元进行说明。此外，在图3中，标注有符号L的点划线表示光轴。而且，在图1及图2中，标注有符号L1的点划线表示与光轴交叉的第一轴线，标注有符号L2的点划线表示与光轴L及第一轴线L1交叉的第二轴线L2。另外，在各图中，Z轴方向是光轴方向，X轴方向是与光轴交叉的方向，换句话说是偏转的轴向，Y轴方向是与光轴交叉的方向，换句话说是俯仰的轴向。
＜光学单元的整体结构的概略＞
参照图1～图3，对本实施例的光学单元10的结构进行说明。光学单元10具备：可动体14，可动体14具备光学模块12；固定体16，固定体16以能够在以Z轴方向(光轴方向)为转动轴的方向(侧倾方向)、以Y轴方向为转动轴的方向(俯仰方向)及以X轴方向为转动轴的方向(偏转方向)位移的状态保持可动体14。还具备：转动驱动机构18A～18C，其沿侧倾方向、俯仰方向及偏转方向驱动可动体14；推力承接部件20，其将可动体14支承为相对于固定体16能够沿俯仰方向及偏转方向转动；以及辊固定体9，其被推力承接部件20支承，且将可动体14支承为相对于固定体16能够沿侧倾方向转动。在此，推力承接部件20及辊固定体9发挥作为将可动体14支承为相对于固定体16能够移动的支承机构的作用。
另外，光学单元10具备具有万向架25的万向机构21。万向架25具有从第一轴线L1的两端部沿着光轴方向延伸设置的第一支承部用延伸设置部27a和从第二轴线L2的两端部沿着光轴方向延伸设置的第二支承部用延伸设置部27b。而且，光学单元10具备固定于可动体14的摄像头模块即光学模块12上的侧倾框架11。
＜光学模块＞
在本实施例中，光学模块12形成为大致矩形框体状，例如被用作装设于带摄像头的手机或平板电脑等上的薄型摄像头等。光学模块12在被拍摄体侧具备镜头12a(光学元件)，且内置有用于在矩形框体状的外壳12b的内部进行拍摄的光学设备等。作为一例，本实施例的光学模块12构成为，内置有进行在光学模块12上产生的侧倾的抖动(以Z轴方向为转动轴的转动方向的抖动)、俯仰的抖动(以Y轴方向为转动轴的转动方向的抖动)及偏转的抖动(以X轴方向为转动轴的转动方向的抖动)的修正的致动器，能够进行俯仰的抖动的修正及偏转的抖动的修正。
此外，在本实施例中，光学模块12采用了能够进行侧倾的抖动、俯仰的抖动及偏转的抖动的修正的结构，但不限于该结构。例如，也可以是能够仅进行侧倾的抖动、俯仰的抖动及偏转的抖动中的任一个或两个的修正的结构。
＜拍摄元件＞
如图2及图3所示，光学模块12在与被拍摄体侧相反的一侧(后表面)具备拍摄元件50。拍摄元件50固定于外壳12b的后表面。而且，如图2所示，拍摄元件50具有多个焊盘50a。焊盘50a是构成拍摄元件50的地线的铜箔，但该焊盘50a通过软钎焊固定于金属制侧倾框架11上。
＜可动体＞
在图1～图3中，可动体14具备光学模块12、支架22、辊固定体9以及磁体24A～24C。支架22构成为以包围除了与设置有光学模块12的镜头12a的前表面(被拍摄体侧的面)和相反侧的后表面的、其余四个面的方式设置的矩形框状的部件。作为一例，本实施例的支架22可装拆地构成光学模块12及辊固定体9。利用支架22中与固定体16对置的三个面，侧倾、俯仰及偏转的修正用磁体24A～24C被安装于这些外表面。此外，在图3中，以处于远离支架22的位置的状态表示磁体24A～24C，以使设置磁体24A～24C的位置容易理解，但磁体24A～24C被安装在支架22上。
＜固定体＞
在图1～图3中，固定体16具备固定框28和线圈32A～32C。此外，线圈32A～32C在与磁体24A～24C对置的位置安装在固定框28上。如图2所示，在本实施例中，在可动体14配置于固定体16内的状态下，磁体24A和线圈32A、磁体24B和线圈32B、磁体24C和线圈32C为对置状态。另外，在本实施例中，一对磁体24A和线圈32A、一对磁体24B和线圈32B、一对磁体24C和线圈32C分别构成转动驱动机构18A～18C。即，转动驱动机构18A～18C设置于可动体14和固定体16对置且与光轴方向交叉的三个面，发挥作为使可动体14相对于固定体16移动的驱动部的作用。由转动驱动机构18A～18C来进行可动体14的侧倾、俯仰及偏转的修正。此外，在本实施例中，作为一例，线圈32A～线圈32C构成为片状线圈。但是，也可以使用绕阻线圈等代替片状线圈。
另外，如下进行侧倾、俯仰及偏转的修正。当在光学单元10中发生侧倾方向、俯仰方向以及偏转方向中的至少任一方向的抖动时，通过未图示的抖动检测传感器(陀螺仪)检测抖动，基于其结果驱动转动驱动机构18A～18C。之后，使用未图示的磁传感器(霍尔元件)等，转动驱动机构18A～18C以高精度地修正光学单元10的抖动的方式发挥作用。即，电流流过各线圈32A～32C，以使可动体14沿消除光学单元10的抖动的方向移动，由此来修正抖动。
在本实施例的光学单元10中，具备转动驱动机构18A～18C，其使可动体14相对于固定体16以光轴方向以及第一轴线L1及第二轴线L2为转动轴进行转动。此外，通过第一轴线L1和第二轴线L2的转动的复合向俯仰的轴向及偏转的轴向转动。
＜万向机构＞
万向机构21是通过将金属制平板材料弯曲而形成的兼具弹性的机构。具体来说，如图3所示，本实施例的万向机构21通过具有万向架25，且具备两个第一支承部用延伸设置部27a和两个第二支承部用延伸设置部27b而构成，该第一支承部用延伸设置部27a和第二支承部用延伸设置部27b从万向架25的四周的角部在与被拍摄体侧相反的一侧向光轴方向弯曲90°而形成。此外，关于第一支承部用延伸设置部27a和第二支承部用延伸设置部27b，不一定其全部是板状，也可以仅使其一部分形成为板状并使其发挥弹性。本实施例的万向机构21通过成为这样的结构而形成能够朝向外侧方向施加压力的结构。
＜推力承接部件＞
推力承接部件20将可动体14支承为相对于固定体16能够以第一轴线L1和第二轴线L2为转动轴转动。作为推力承接部件20，具有支承第一支承部用延伸设置部27a的两个第一推力承接部件20a和支承第二支承部用延伸设置部27b的两个第二推力承接部件20b。而且，第一推力承接部件20a配置于固定体16的矩形框状的固定框28的四个角中对置的两处，第二推力承接部件20b配置于矩形框状的可动体14的四个角(详细来说为辊固定体9的弯曲部9b)中对置的两处。即，第一推力承接部件20a固定于固定体16上，第二推力承接部件20b固定于可动体14上。此外，矩形框状的固定框28和矩形框状的可动体14以四个角的位置对齐的方式配置，第一推力承接部件20a及第二推力承接部件20b在该四个角各配置一个。
此外，在第一支承部用延伸设置部27a，朝向外侧设置有球凸面B1(参照图3)，在第一推力承接部件20a上，在与该球凸面B1抵接的位置设置有朝向外侧的球凹面B2(参照图2)，通过该球凸面B1和球凹面B2抵接，第一支承部用延伸设置部27a被第一推力承接部件20a支承。而且，同样地，在第二支承部用延伸设置部27b，朝向内侧设置有球凸面B1，在第二推力承接部件20b，在与该球凸面B1抵接的位置设置有朝向内侧的球凹面B2(参照图3)，通过该球凸面B1和球凹面B2抵接，第二支承部用延伸设置部27b被第二推力承接部件20b支承。
＜辊固定体＞
如图1及图2所示，辊固定体9在沿着第一轴线L1的方向上的两处通过第一推力承接部件20a与万向架25固定，在沿着第二轴线L2的方向上的两处通过第二推力承接部件20b与万向架25固定。详细来说，辊固定体9在弯曲部9b形成有孔部B3，第一支承部用延伸设置部27a及第二支承部用延伸设置部27b的球凸面B1穿过该孔部B3与第一推力承接部件20a及第二推力承接部件20b的球凹面B2抵接，从而与万向架25固定。
在此，万向架25在沿着第一轴线L1的方向上的两处通过第一推力承接部件20a固定于固定体16的固定框28上。即，辊固定体9相对于固定体16能够以第一轴线L1为转动轴进行转动。而且，万向架25相对于辊固定体9能够以第二轴线L2为转动轴进行转动。通过将辊固定体9形成为这样的结构，可以说，本实施例的可动体14以在光轴方向上不与固定体16的其它部件接触的状态被作为支承机构的推力承接部件20及辊固定体9支承。
＜侧倾框架11＞
接下来，除了图1～图3，还参照图4及图5，对本实施例的光学单元10的主要部分即侧倾框架11详细地进行说明。
如图4所示，本实施例的侧倾框架11具有：矩形框状部111，其沿与拍摄元件50的光轴方向交叉的周围方向配置；突出部112，其从矩形框状部111向光轴方向突出，软钎焊于拍摄元件50的焊盘50a上；以及相对于辊固定体9的连接部113，其与从矩形框状部111的四个角延伸到外侧的延伸设置部114连接。对应于形成于矩形的拍摄元件50的四个侧面中的每一个侧面上的焊盘50a形成有四个突出部112。另外，对应于辊固定体9的四个角形成有四个连接部113。
在此，连接部113具备：固定部113a，其固定于延伸设置部114；大致U字形状的U字形状部113b；以及卡合部113c，其可移动地卡合于被卡合部9a，该被卡合部9a设置在辊固定体9的弯曲部9b的前端部分。因为U字形状部113b是薄板形状，所以通过变形容许光学模块12相对于辊固定体9的侧倾方向的转动。
此外，随着光学单元10的使用，例如拍摄元件50等光学模块12发热，但在本实施例的光学单元10中，拍摄元件50的焊盘50a、与拍摄元件50的侧面接触，并且通过焊料与焊盘50a连接的侧倾框架11以及与侧倾框架11连接的辊固定体9均由金属构成。因此，本实施例的光学单元10成为能够有效地散发拍摄元件50的热量的结构。在此，作为构成它们的金属，举出SUS或铜等，但没有特别限定。
这样，因为本实施例的光学单元10具备与拍摄元件50和辊固定体9连接的金属制散热部件即侧倾框架11，所以能够有效地散发在光学模块12中产生的热量。另外，如上所述，在本实施例的光学单元10中，因为可动体14以在光轴方向上不与固定体16的其它部件接触的状态被推力承接部件20及辊固定体9支承，所以能够抑制可动体14相对于固定体16的移动被阻碍。
在此，如上所述，因为本实施例的可动体14具有具备可移动地与被卡合部9a卡合的卡合部113c的侧倾框架11，所以成为能够以设置于辊固定体9的弯曲部9b的前端部分的被卡合部9a为移动支点侧倾的结构。即，在本实施例的光学单元10中，侧倾框架11与使辊固定体9的可动体14相对于固定体16移动的移动支点部分连接。通过设为这样的结构，本实施例的光学单元10在不追加部件的情况下，容易地形成散发在光学模块12中产生的热量的结构。
另外，如上所述，本实施例的侧倾框架11配置为与拍摄元件50的与光轴方向交叉的侧面接触(详细来说，突出部112相对于拍摄元件50的侧面面接触)。因此，本实施例的光学单元10设为从拍摄元件50的侧面侧散热的结构，抑制光学单元10的光轴方向上的厚度增加。
另外，如上所述，本实施例的侧倾框架11配置为围绕拍摄元件50。因此，本实施例的光学单元10设为以下结构：抑制了光轴方向上的光学单元10的厚度的增加，而且增加了侧倾框架11和拍摄元件50的接触面积，特别有效地散发在光学模块12中产生的热量。
另外，如上所述，本实施例的侧倾框架11与设置于拍摄元件50上的焊盘50a连接。因此，本实施例的光学单元10构成为能够从焊盘50a散热，且特别有效地散发在光学模块12中产生的热量。
另外，如上所述，本实施例的辊固定体9是将可动体14支承为相对于固定体16能够以光轴方向为转动轴转动的(能够修正侧倾抖动)结构。本实施例的光学单元10设为以下结构：在可动体14相对于固定体16能够以光轴方向为转动轴进行转动的结构中，能够不妨碍可动体14相对于固定体16的移动，有效地散发由光学模块12产生的热量。
[实施例2](图6)
接下来，使用图6对实施例2的光学单元10进行说明。此外，与上述实施例1共同的结构部件用相同符号表示，省略详细的说明。
如上所述，在实施例1的光学单元10中，是支承机构以能够修正侧倾的抖动的方式将可动体14支承于固定体16的结构。另一方面，本实施例的光学单元10是没有辊固定体9及侧倾框架11，且支承机构以仅能够修正俯仰的抖动及偏转的抖动的方式进行通过万向架25及金属制的推力承接部件20支承的结构。此外，本实施例的第一推力承接部件20a固定于固定体16的固定框28上，本实施例的第二推力承接部件20b固定于可动体14的支架22上。
如图6所示，本实施例的支承机构在第一支承部用延伸设置部27a及第二支承部用延伸设置部27b设置有朝向内侧的球凹面B2，在第一推力承接部件20a及第二推力承接部件20b，在与该球凹面B2抵接的位置设置有朝向内侧的球凸面B1，通过该球凹面B2和球凸面B1抵接，第一支承部用延伸设置部27a及第二支承部用延伸设置部27b被第一推力承接部件20a及第二推力承接部件20b支承。此外，在本实施例的光学单元10中，第一支承部用延伸设置部27a及第一推力承接部件20a和第二支承部用延伸设置部27b及第二推力承接部件20b是同样的结构。
即，在本实施例的光学单元10中，作为支承机构的推力承接部件20具有：作为第一支承机构的第一推力承接部件20a，其固定于固定体16上，将可动体14支承为相对于固定体16能够以与光轴方向交叉的第一方向(第一轴线L1方向)为摆动轴摆动；以及作为第二支承机构的第二推力承接部件20b，其固定于可动体14上，将可动体14支承为相对于固定体16能够以与光轴方向及第一方向双方交叉的第二方向(第二轴线L2方向)为摆动轴摆动。本实施例的光学单元10设为以下结构：在可动体14相对于固定体16能够以第一方向及第二方向为摆动轴进行摆动的结构中，能够不妨碍可动体14相对于固定体16的移动，有效地散发在光学模块12中产生的热量。
在此，在本实施例的光学单元10中，散热部件是通过推力承接部件20支承于可动体14和固定体16上的万向架25，万向架25是通过球凸面B1和球凹面B2抵接而被推力承接部件20支承的结构。本实施例的光学单元10通过设为这样的结构，在不妨碍可动体14相对于固定体16的移动的情况下，容易地形成散发由光学模块12产生的热的结构。
此外，在实施例1的光学单元10中，也为通过万向架25有效地散发在光学模块12中产生的热量的结构，具有与本实施例的光学单元10同样的特征。
本发明不限于上述的实施例，在不脱离其主旨的范围内能够以各种结构实现。例如，为了解决上述的技术问题的一部分或全部，或者为了实现上述的效果的一部分或全部，与发明内容栏所记载的各实施方式中的技术特征对应的实施例中的技术特征能够适当地进行更换和组合。
另外，如果其技术特征在本说明书中未作为必须的特征来说明，则可以适当地删除。

Claims (8)

1.一种光学单元，其特征在于，具备：
可动体，所述可动体具备装设拍摄元件和光学元件的摄像头模块；
固定体；
支承机构，所述支承机构将所述可动体支承为相对于所述固定体能够移动；以及
驱动部，所述驱动部使所述可动体相对于所述固定体移动，
所述可动体以在光轴方向上不与所述固定体接触的状态被所述支承机构支承，具备与所述拍摄元件和所述支承机构连接的金属制散热部件。
2.根据权利要求1所述的光学单元，其特征在于，
所述散热部件与所述支承机构中的使所述可动体相对于所述固定体移动的移动支点部分连接。
3.根据权利要求1或2所述的光学单元，其特征在于，
所述散热部件配置为与所述拍摄元件的与光轴方向交叉的侧面接触。
4.根据权利要求3所述的光学单元，其特征在于，
所述散热部件配置为围绕所述拍摄元件。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的光学单元，其特征在于
所述散热部件与设置于所述拍摄元件上的焊盘连接。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的光学单元，其特征在于，
所述支承机构构成为将所述可动体支承为相对于所述固定体能够以光轴方向为转动轴转动。
7.根据权利要求1～5中任一项所述的光学单元，其特征在于，
所述支承机构具有：
第一支承机构，所述第一支承机构固定于所述固定体上，将所述可动体支承为相对于所述固定体能够以与光轴方向交叉的第一方向为摆动轴摆动；
第二支承机构，所述第二支承机构固定于所述可动体上，将所述可动体支承为相对于所述固定体能够以与光轴方向及所述第一方向双方交叉的第二方向为摆动轴摆动。
8.根据权利要求7所述的光学单元，其特征在于，
所述散热部件是通过所述支承机构支承于所述可动体和所述固定体上的万向架，
所述万向架构成为通过球凸面和球凹面抵接而被所述支承机构支承。
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