CN113204152A - 带抖动修正功能的光学单元 - Google Patents
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Abstract
带抖动修正功能的光学单元包括：包括对摄像头模块进行保持的环状的保持件的可动体；将可动体支承成能摆动的摆动支承机构；以及经由摆动支承机构支承可动体的固定体。保持件包括呈放射状突出的三个以上的多个突部。固定体包括分别从外周侧与多个突部接触的多个圆弧面。摆动支承机构包括多个突部和多个圆弧面。圆弧面是将以预先设定的摆动中心点为中心的假想的球面的一部分转印而成的凹曲面。
Description
技术领域
本发明涉及对光学单元的抖动进行修正的带抖动修正功能的光学单元。
背景技术
在装设于移动终端或移动体的光学单元中，存在一种如下光学单元：为了抑制移动终端或移动体移动时拍摄图像的失真，而包括使具有透镜的可动体摆动或旋转以对抖动进行修正的机构。在日本专利公开公报特开2017-116861号公报中公开了上述这种带抖动修正功能的光学单元。
日本公开公报特开2017-116861号公报的带抖动修正功能的光学单元包括：可动体，上述可动体包括摄像头模块，上述摄像头模块包括透镜和摄像元件；支承机构，上述支承机构将可动体支承成能沿与光轴交叉的方向摆动；固定体，上述固定体经由支承机构对可动体进行支承；以及抖动修正用驱动机构，上述抖动修正用驱动机构使可动体摆动。可动体包括绕光轴将摄像头模块包围的环状的筒状保持件。支承机构包括：被支承面，上述被支承面设置于筒状保持件的外周面；以及多个滚珠，多个上述滚珠能滚动地保持于固定体并与被支承面接触。被支承面由以可动体的摆动中心点为中心的球面的一部分构成。
在对可动体进行支承的支承机构包括在固定体与可动体之间滚动的多个滚珠的结构中，存在在装置的制造时不易处理多个滚珠的问题。
发明内容
本发明鉴于上述这一点，其目的在于提供一种带抖动修正功能的光学单元，在不通过多个滚珠支承可动体的情况下，将可动体支承成能以规定的摆动中心点为中心摆动。
本发明的例示性的带抖动修正功能的光学单元包括：可动体，所述可动体包括摄像头模块和从外周侧包围所述摄像头模块的框状的保持件；摆动支承机构，所述摆动支承机构将所述可动体支承成能以在所述可动体的内侧预先设定于所述摄像头模块的光轴上的摆动中心点为中心摆动；以及固定体，所述固定体经由所述摆动支承机构支承所述可动体。所述保持件包括呈放射状突出的三个以上的多个突部。所述固定体包括分别从外周侧与多个所述突部接触的多个圆弧面。所述摆动支承机构包括多个所述突部和多个所述圆弧面。所述圆弧面是将以所述摆动中心点为中心的假想的球面的一部分转印而成的凹曲面。
在本发明的例示性的带抖动修正功能的光学单元中，可动体被设置于固定体的圆弧面支承成能摆动。因此，在摆动支承机构中无须具有能滚动的多个滚珠。此外，可动体的保持件包括呈放射状突出的三个以上的突部，各突部的前端与圆弧面接触。因此，能减小可动体的保持件与固定体的圆弧面之间的接触面积。由此，能减轻保持件与圆弧面之间的滑动阻力，因此，能通过摆动支承机构将可动体支承成能摆动。
有以下的本发明的优选实施方式的详细说明，参照附图，能更清楚地理解本发明的上述及其它特征、要素、步骤、特点和优点。
附图说明
图1是应用了本发明的带抖动修正功能的光学单元的立体图。
图2是带抖动修正功能的光学单元的俯视图。
图3是带抖动修正功能的光学单元的分解立体图。
图4是图2的A-A线剖视图。
图5是变形例1的带抖动修正功能的光学单元的说明图。
图6是变形例2的带抖动修正功能的光学单元的说明图。
图7是变形例3的带抖动修正功能的光学单元的说明图。
具体实施方式
以下，参照附图说明应用了本发明的带抖动修正功能的光学单元的实施方式。
(整体结构)
图1是带抖动修正功能的光学单元的立体图。图2是从被拍摄体侧观察带抖动修正功能的光学单元时的俯视图。图3是带抖动修正功能的光学单元的分解立体图。图4是图2的A-A线剖视图。如图1、图2所示，带抖动修正功能的光学单元1具有包括了透镜2等光学元件的摄像头模块3。带抖动修正功能的光学单元1装设于例如带摄像头的移动电话机、行车记录仪等拍摄设备、或者安全帽、自行车、无线电遥控直升机等移动体所装设的运动摄像头、可穿戴摄像头。在上述光学设备中，若光学设备在拍摄时倾斜，则摄像头模块3倾斜，使拍摄图像失真。为了避免拍摄图像的失真，带抖动修正功能的光学单元1基于由陀螺仪等检测元件检测出的加速度、角速度、抖动量等修正摄像头模块3的倾斜。
在以下说明中，将彼此正交的三个轴设为X轴、Y轴以及Z轴。此外，将沿着X轴的方向设为X轴方向，将X轴方向的一侧设为－X方向并将另一侧设为+X方向。将沿着Y轴的方向设为Y轴方向，将Y轴方向的一侧设为－Y方向并将另一侧设为+Y方向。将沿着Z轴的方向设为Z轴方向，将Z轴方向的一侧设为－Z方向并将另一侧设为+Z方向。Z轴方向是沿着摄像头模块3的光轴L的光轴方向。－Z方向是光轴L方向的一侧，是第一方向。+Z方向是光轴L方向的另一侧，是第二方向。此外，－Z方向(第一方向)是摄像头模块3的像侧，+Z方向是摄像头模块3的被拍摄体侧。－Z方向是摄像头模块3的被拍摄体相反侧。从摄像头模块3的－Z方向的端部引出未图示的柔性印刷基板。
如图1所示，带抖动修正功能的光学单元1包括：可动体4，上述可动体4包括摄像头模块3；摆动支承机构5，上述摆动支承机构5将可动体4支承成能以规定的摆动中心点P为中心摆动；以及固定体6，上述固定体6经由摆动支承机构5支承可动体4。此外，带抖动修正功能的光学单元1包括抖动修正用磁驱动机构7，上述抖动修正用磁驱动机构7使可动体4相对于固定体6摆动。摆动支承机构5将可动体4支承成能摆动的摆动中心点P预先设定在摄像头模块3的光轴L上。如图4所示，摆动中心点P位于摄像头模块3的内侧。
带抖动修正功能的光学单元1使可动体4绕与摄像头模块3的光轴L交叉且彼此交叉的两个轴摆动来进行抖动修正。在本例中，带抖动修正功能的光学单元1使可动体4绕与摄像头模块3的光轴L正交且彼此正交的X轴以及Y轴摆动来进行抖动修正。即，在带抖动修正功能的光学单元1中，通过进行绕X轴的抖动修正和绕Y轴的抖动修正来进行俯仰方向的抖动修正和偏转方向的抖动修正。
如图2所示，抖动修正用驱动机构7包括：产生使可动体4绕X轴旋转的驱动力的第一抖动修正用磁驱动机构7X；以及产生使可动体4绕Y轴旋转的驱动力的第二抖动修正用磁驱动机构7Y。第一抖动修正用磁驱动机构7X配置于可动体4的Y轴方向的两侧。第二抖动修正用磁驱动机构7Y配置于可动体4的X轴方向的两侧。如图3所示，第一抖动修正用磁驱动机构7X包括两套由第一磁体25X(抖动修正用磁体)和第一线圈26X(抖动修正用线圈)形成的组。第二抖动修正用磁驱动机构7Y包括两套由第二磁体25Y(抖动修正用磁体)和第二线圈26Y(抖动修正用线圈)形成的组。第一抖动修正用磁驱动机构7X的第一磁体25X和第一线圈26X在Y轴方向上相对。第二抖动修正用磁驱动机构7Y的第二磁体25Y和第二线圈26Y在X轴方向上相对。在本例中，第一磁体25X和第二磁体25Y配置于可动体4，第一线圈26X和第二线圈26Y配置于固定体6。另外，还能将第一磁体25X和第二磁体25Y配置于固定体6，将第一线圈26X和第二线圈26Y配置于可动体4。
(可动体)
如图3所示，可动体4包括摄像头模块3和包围摄像头模块3的框状的保持件31。摄像头模块3整体呈长方体形状。摄像头模块3包括透镜2和拍摄元件(未图示)。保持件31是树脂制的。保持件31包括保持件侧框板部32，上述保持件侧框板部32从外周侧包围摄像头模块3。
保持件侧框板部32是使厚度方向朝向径向的板状的框体。如图3所示，保持件侧框板部32包括：保持件侧第一框板部分35，上述保持件侧第一框板部分35在摄像头模块3的－X方向上沿摄像头模块3的侧面在Y轴方向上延伸；以及保持件侧第二框板部分36，上述保持件侧第二框板部分36在摄像头模块3的+X方向上沿摄像头模块3的侧面在Y轴方向上延伸。此外，保持件侧框板部32包括：保持件侧第三框板部分37，上述保持件侧第三框板部分37在摄像头模块3的－Y方向上沿摄像头模块3的侧面在X轴方向上延伸；以及保持件侧第四框板部分38，上述保持件侧第四框板部分38在摄像头模块3的+Y方向上沿摄像头模块3的侧面在X轴方向上延伸。
此外，保持件侧框板部32包括：保持件侧第五框板部分39，上述保持件侧第五框板部分39将保持件侧第一框板部分35与保持件侧第三框板部分37连接；以及保持件侧第六框板部分40，上述保持件侧第六框板部分40在保持件框板部分39的第一轴R1方向的对角位置处将保持件侧第二框板部分36与保持件侧第四框板部分38连接。保持件侧第五框板部分39和保持件侧第六框板部分40平行地延伸。包括：保持件侧第七框板部分41，上述保持件侧第七框板部分41将保持件侧第一框板部分35与保持件侧第四框板部分38连接；以及保持件侧第八框板部分42，上述保持件侧第八框板部分42在相对于保持件侧第七框板部分41的第二轴R2方向的对角位置处将保持件侧第二框板部分36与保持件侧第三框板部分37连接。保持件侧第七框板部分41和保持件侧第八框板部分42平行地延伸。
在保持件侧第一框板部分35、保持件侧第二框板部分36、保持件侧第三框板部分37和保持件侧第四框板部分38分别设置有在径向上贯穿的磁体保持孔43。在保持件侧第一框板部分35的磁体保持孔43和保持件侧第二框板部分36的磁体保持孔43分别插入并固定有第二抖动修正用磁驱动机构7Y的第二磁体25Y。在保持件侧第三框板部分37的磁体保持孔43和保持件侧第四框板部分38的磁体保持孔43分别固定有第一磁体25X。第一磁体25X、第二磁体25Y被磁化成使朝向径向外侧的面的磁极以在Z轴方向的中央沿周向延伸的磁化极化线为边界而不同。
在此，在保持件侧第五框板部分39的外侧的端面、保持件侧第六框板部分40的外侧的端面、保持件侧第七框板部分41的外侧的端面和保持件侧第八部分框板部分42的端面分别设置有朝径向外侧突出的突部44。四个突部44分别沿与光轴L正交的方向延伸。从径向外侧观察各突部44时的平面形状是Z轴方向的长度比周向的长度长的长方形。各突部44的前端面44a是朝外周侧突出的圆弧面。如图2、图4所示，各突部44的前端面44a由以可动体4的摆动中心点P为中心的假想的球面S的一部分构成。
(固定体)
如图3所示，固定体6包括框状的壳体45。壳体45是树脂制的。壳体45包括固定体侧框板部46，上述固定体侧框板部46从径向外侧包围保持件31。
固定体侧框板部46包括：固定体侧第一框板部分51，上述固定体侧第一框板部分51在可动体4的－X方向上沿Y轴方向延伸；固定体侧第二框板部分52，上述固定体侧第二框板部分52在可动体4的+X方向上沿Y轴方向延伸；固定体侧第三框板部分53，上述固定体侧第三框板部分53在可动体4的－Y方向上沿X轴方向延伸；以及固定体侧第四框板部分54，上述固定体侧第四框板部分54在可动体4的+Y方向上沿X轴方向延伸。在固定体侧框板部46中，固定体侧第一框板部分51与固定体侧第三框板部分53之间的角部通过固定体侧第五框板部分55而被连接。固定体侧第二框板部分52与固定体侧第四框板部分54之间的角部通过固定体侧第六框板部分56而被连接。固定体侧第一框板部分51与固定体侧第四框板部分54之间的角部通过固定体侧第七框板部分57而被连接。固定体侧第二框板部分52与固定体侧第三框板部分53之间的角部通过固定体侧第八框板部分58而被连接。
在固定体侧第一框板部分51的径向内侧的表面、固定体侧第二框板部分52的径向侧面的表面、固定体侧第三框板部分53的径向内侧的表面和固定体侧第四框板部分54的径向内侧的表面分别设置有线圈保持孔59。在固定体侧第一框板部分51的线圈保持孔59和固定体侧第二框板部分52的线圈保持孔59分别固定有第二抖动修正用磁驱动机构7Y的第二线圈26Y。在固定体侧第三框板部分53的线圈保持孔59和固定体侧第四框板部分54的线圈保持孔59分别固定有第一抖动修正用磁驱动机构7X的第一线圈26X。第一线圈26X和第二线圈26Y是空芯线圈，位于+Z方向侧和－Z方向侧的两条长边被用作有效边。
固定体侧第五框板部分55、固定体侧第六框板部分56、固定体侧框板部分57和固定体侧框板部分58分别包括朝径向内侧的圆弧面60。如图2、图4所示，各圆弧面60是将以摆动中心点P为中心的假想的球面S的一部分转印而成的凹曲面。各圆弧面60的周向的中央部分朝外周侧凹陷。此外，各圆弧面60的光轴L方向的中央部分朝外周侧凹陷。
(摆动支承机构)
如图2、图4所示，在组装带抖动修正功能的光学单元1时，将可动体4配置于固定体的内侧。当将可动体4配置于固定体的内侧时，可动体4的保持件的各突部44的前端面44a与固定体6的壳体45的各圆弧面60相对，以面接触并能滑动。由此，可动体4以能绕摆动中心点P摆动的状态支承于固定体。即，可动体4的各突部44的前端面44a沿各圆弧面60被引导，从而可动体4绕摆动中心点P摆动。
(作用効果)
在本例中，将可动体4支承成能以预先设定的摆动中心点P为中心摆动的摆动支承机构5包括从外周侧与可动体4接触的圆弧面60。即，可动体4被设置于固定体6的圆弧面60支承成能摆动。因此，在摆动支承机构5中无须具有能滚动的多个滚珠。此外，可动体4的保持件包括呈放射状突出的三个以上的突部44，各突部44的前端与圆弧面60接触。因此，与使可动体4的保持件31的外周面整体支承于圆弧面60的情况相比，能减少可动体4的保持件31与固定体6的圆弧面60之间的接触面积。由此，能减轻保持件31与圆弧面60之间的滑动阻力，因此，能通过摆动支承机构5将可动体4支承成能摆动。
此外，多个突部44分别沿与光轴L正交的径向延伸。固定体6包括从径向外侧包围可动体4的框状的壳体45。多个圆弧面60设置于壳体45的径向内侧的表面。因此，通过设置摆动支承机构5，能抑制可动体4和固定体6在光轴L方向上大型化。
而且，摆动支承机构5包括四个突部44。因此，容易减轻保持件31与圆弧面60之间的滑动阻力。
此外，各突部44的前端面44a与各圆弧面60以面接触并滑动。因此，在摆动时容易抑制可动体4变得不稳定。
而且，在本例中，具有使可动体4朝与光轴L交叉的方向摆动的抖动修正用磁驱动机构7，抖动修正用磁驱动机构7包括：固定于保持件31的第一磁体25X和第二磁体25Y；以及固定于壳体45的第一线圈26X和第二线圈26Y。因此，能使可动体4绕摆动中心点P摆动。
(变形例)
在上述的例子中，从径向外侧观察各突部44时的前端面44a的形状呈长方形，但也可以呈圆形。在上述情况下，前端面44a也由以可动体4的摆动中心点P为中心的假想的球面S的一部分构成。
在此，各突部44的前端面44a、各圆弧面60也可以包括凹凸。在上述情况下，还能采用如下方式：在各突部44的前端面44a与各圆弧面60之间涂敷有润滑脂。如此，能将润滑脂保持于各突部44的前端面44a或各圆弧面60。此外，通过润滑脂，能进一步减轻保持件31与圆弧面60之间的滑动阻力。
此外，也可以在各突部44的前端面44a设置有硬度比各突部44的硬度大的涂覆层。如此，通过使突部44与圆弧面60滑动，能抑制突部44的前端面44a发生磨损。
此外，各突部44的前端面44a与各圆弧面60能以点接触并能滑动。在上述情况下，例如将各突部44的前端设为半球状。图5是变形例1的带抖动修正功能的光学单元的说明图。在图5中，将变形例1的带抖动修正功能的光学单元1B的可动体4取出表示。另外，本例的带抖动修正功能的光学单元1B除了各突部44的前端的形状之外，包括与上述带抖动修正功能的光学单元1相同的结构。如此，能进一步减轻保持件31与圆弧面60之间的滑动阻力。
而且，带抖动修正功能的光学单元1也可以具有滚动修正用磁驱动机构，上述滚动修正用磁驱动机构使可动体4绕光轴L摆动。图6是变形例2的带抖动修正功能的光学单元的说明图。在图6中，将变形例2的带抖动修正功能的光学单元1C的可动体4取出表示。另外，本例的带抖动修正功能的光学单元1C除了包括滚动修正用磁驱动机构7Z这一点以外，包括与上述带抖动修正功能的光学单元1相同的结构。
在图6所示的例子中，滚动修正用磁驱动机构7Z包括：固定于保持件31的滚动修正用磁体25Z；以及固定于壳体45且与滚动修正用磁体25Z相对的滚动修正用线圈26Z。更为具体而言，将固定于保持件侧第三框板部分37的第一磁体25X设为滚动修正用磁体25Z。此外，将固定于固定体6的固定体侧第三框部53的第一线圈26X设为滚动修正用线圈26Z。滚动修正用磁体25Z被磁化成使朝向径向外侧的面的磁极以在周向的中央沿Z轴方向延伸的磁化极化线为边界而不同。此外，将滚动修正用线圈26Z的位于周向的一侧和另一侧的两条边用作有效边。如此，能使可动体4绕光轴L摆动。
另外，第二抖动修正用磁驱动机构7Y也可以包括一个由第二磁体25Y(抖动修正用磁体)和第二线圈26Y(抖动修正用线圈)形成的组。此外，也可以将滚动修正用磁体25Z固定于壳体45，将滚动修正用线圈26固定于保持件31。而且，也可以将在X轴方向上排列的两组第一磁体25X和第一线圈26X中的一方作为滚动修正用磁体25Z和滚动修正用线圈26Z。
此外，在带抖动修正功能的光学单元1中，能将从可动体4突出的突部44的数量在3个以上的情况下增减。图7是变形例3的带抖动修正功能的光学单元的说明图。在图7中，将变形例3的带抖动修正功能的光学单元1D的可动体4和抖动修正用磁驱动机构7的线圈取出表示。此外，在图7中，局部地表示固定体6。在本例的带抖动修正功能的光学单元1D中，三个突部44从可动体4呈放射状地突出。此外，固定体6包括三个供各突部44接触并能滑动的圆弧面60。在此，若将突部44设为三个，则能进一步减轻保持件31与圆弧面60之间的滑动阻力。
Claims (9)
1.一种带抖动修正功能的光学单元，包括：
可动体，所述可动体包括摄像头模块和从外周侧包围所述摄像头模块的框状的保持件；
摆动支承机构，所述摆动支承机构将所述可动体支承成能以摆动中心点为中心摆动，所述摆动中心点在所述可动体的内侧预先设定于所述摄像头模块的光轴上；以及
固定体，所述固定体经由所述摆动支承机构支承所述可动体，
其特征在于，
所述保持件包括呈放射状突出的三个以上的多个突部，
所述固定体包括分别从外周侧与多个所述突部接触的多个圆弧面，
所述摆动支承机构包括多个所述突部和多个所述圆弧面，
所述圆弧面是将以所述摆动中心点为中心的假想的球面的一部分转印而成的凹曲面。
2.如权利要求1所述的带抖动修正功能的光学单元，其特征在于，
多个所述突部分别沿与所述光轴正交的方向延伸，所述固定体包括从径向外侧包围所述可动体的框状的壳体，
多个所述圆弧面设置于所述固定体的径向内侧的表面。
3.如权利要求2所述的带抖动修正功能的光学单元，其特征在于，
所述摆动支承机构包括三个或四个突起。
4.如权利要求1至3中任一项所述的带抖动修正功能的光学单元，其特征在于，
具有抖动修正用磁驱动机构，所述抖动修正用磁驱动机构使所述可动体朝与所述光轴交叉的方向摆动，
所述抖动修正用磁驱动机构包括：抖动修正用磁体，所述抖动修正用磁体固定于所述保持件和所述固定体中的一方；以及抖动修正用线圈，所述抖动修正用线圈固定于所述保持件和所述固定体中的另一方，并与所述抖动修正用磁体相对。
5.如权利要求1至3中任一项所述的带抖动修正功能的光学单元，其特征在于，
具有滚动修正用磁驱动机构，所述滚动修正用磁驱动机构使所述可动体绕所述光轴摆动，
所述滚动修正用磁驱动机构包括：滚动修正用磁体，所述滚动修正用磁体固定于所述保持件和所述固定体中的一方；以及滚动修正用线圈，所述滚动修正用线圈固定于所述保持件和所述固定体中的另一方，并与所述滚动修正用磁体相对。
6.如权利要求1至5中任一项所述的带抖动修正功能的光学单元，其特征在于，
各突部的前端面与各圆弧面以点接触并能滑动。
7.如权利要求1至5中任一项所述的带抖动修正功能的光学单元，其特征在于，
各突部的前端面与各圆弧面以面接触并能滑动。
8.如权利要求7所述的带抖动修正功能的光学单元，其特征在于，
各突部的前端面或各圆弧面包括凹凸，
在各突部的前端面与各圆弧面之间涂敷有润滑脂。
9.如权利要求7所述的带抖动修正功能的光学单元，其特征在于，
在各突部的前端面设置有硬度比各突部的硬度大的涂覆层。
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