CN114679522A - 带抖动修正功能的光学单元 - Google Patents
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Abstract
一种带抖动修正功能的光学单元,使可动体旋转,实现与可动体连接的柔性印刷基板的弹簧常数的减小及柔性印刷基板的配置空间的小型化。带抖动修正功能的光学单元(1)使可动体(10)绕光轴L、X轴、Y轴旋转而进行抖动修正。与可动体连接的柔性印刷基板(6)具备第一分支部分(6A)及第二分支部分(6B)和与第一分支部分及第二分支部分的+X方向的端部连接的引出部(6C)。第一分支部分及第二分支部分分别具备平面部(610)和蜿蜒部(620),平面部在沿着XY面的虚拟平面(P)内弯曲,蜿蜒部从平面部向光轴L方向折弯,并且在X轴方向上蜿蜒,同时在Y轴方向上延伸。平面部(610)和蜿蜒部从光轴L方向观察时重叠。
Description
技术领域
本发明涉及一种使摄像头模块摆动以修正抖动的带抖动修正功能的光学单元。
背景技术
在装设于便携式终端或移动体的光学单元中,有一种光学单元,其中,为了抑制便携式终端或移动体移动时的拍摄图像的紊乱,而具有使具备摄像头模块的可动体摆动或旋转来修正抖动的机构。在专利文献1中记载了这种带抖动修正功能的光学单元。
专利文献1的带抖动修正功能的光学单元具有:具备光学模块的可动体;固定体;以及将可动体支承为能够相对于固定体绕与光轴交叉的旋转轴(X轴、Y轴)旋转的摆动支承机构。从可动体引出与光学模块连接的柔性印刷基板。
在带抖动修正功能的光学单元中,可动体一边使柔性印刷基板挠曲一边摆动。此时,由于柔性印刷基板具备的弹性,可动体的动作被阻碍,用于使可动体摆动的负载有可能增大。在专利文献1中,为了容易将柔性印刷基板挠曲,从光轴方向观察时,以重叠的方式折回。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2020-86367号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
在使可动体不仅向俯仰方向及偏转方向(绕与光轴交叉的旋转轴的旋转方向)而且还向滚动方向(绕光轴的旋转方向)旋转的情况下,目前,通过将柔性印刷基板向多个方向折回而将其加工成弹簧常数较小的形状,变得容易挠曲。但是,如果为了减小弹簧常数而折弯成复杂的形状,则存在柔性印刷基板的配置空间变大且产品大型化这一问题。
鉴于这些点,本发明的技术问题在于,在使可动体绕与光轴交叉的旋转轴及绕光轴旋转的带抖动修正功能的光学单元中,实现柔性印刷基板的弹簧常数的减小、及柔性印刷基板的配置空间的小型化。
解决技术问题所采用的技术方案
为了解决上述技术问题,本发明提供一种带抖动修正功能的光学单元,其特征在于,具有:可动体,所述可动体具备摄像头模块;旋转支承机构,所述旋转支承机构将所述可动体支承为能够以所述摄像头模块的光轴为中心旋转;万向架机构,所述万向架机构将所述旋转支承机构支承为能够绕与所述光轴交叉的第一轴旋转,并且将所述旋转支承机构支承为能够绕与所述光轴及所述第一轴交叉的第二轴旋转;固定体,所述固定体经由所述万向架机构及所述旋转支承机构支承所述可动体;以及柔性印刷基板,所述柔性印刷基板从所述可动体向与所述光轴交叉的第一方向引出,所述柔性印刷基板具备:平面部,所述平面部配置在与所述光轴交叉且沿着所述第一方向的虚拟平面内;蜿蜒部,所述蜿蜒部从所述平面部的端部向所述光轴方向折弯,且在蜿蜒的同时在沿着所述虚拟平面的方向上延伸,所述平面部具备在所述虚拟平面内弯曲的弯曲部,从所述光轴方向观察时所述蜿蜒部与所述平面部重叠。
根据本发明,与可动体连接的柔性印刷基板具备在与光轴交叉且沿着第一方向的虚拟平面内弯曲的平面部。因此,在可动体向绕与光轴交叉且与第一方向交叉的第二方向的旋转方向(俯仰方向)旋转时,平面部容易挠曲。另外,柔性印刷基板具备从平面部向光轴方向折弯且在蜿蜒的同时延伸的蜿蜒部。因此,在可动体向绕第一方向的旋转方向(偏转方向)旋转时,平面部及蜿蜒部容易挠曲。而且,在可动体向绕光轴的旋转方向(滚动方向)旋转时,蜿蜒部容易挠曲。因此,柔性印刷基板在俯仰方向、偏转方向及滚动方向中的任何一个方向上弹簧常数都较小,所以可抑制可动体的旋转被柔性印刷基板妨碍。此外,因为从光轴方向观察时平面部和蜿蜒部重叠,所以柔性印刷基板的配置空间小。
在本发明中,优选的是,将与所述光轴交叉且与所述第一方向交叉的方向设为第二方向时,所述蜿蜒部从所述平面部的所述第二方向的端部向所述光轴方向弯曲,在沿所述第一方向蜿蜒的同时沿所述第二方向延伸。据此,平面部和蜿蜒部能够形成为从光轴方向观察时重叠的形状。另外,当可动体向俯仰方向旋转时,不仅平面部而且蜿蜒部也容易挠曲。
在本发明中,优选的是,所述弯曲部弯曲成在沿所述第二方向蜿蜒的同时沿所述第一方向延伸的形状。据此,当可动体向俯仰方向旋转时,平面部容易挠曲。当可动体向偏转方向旋转时,平面部容易挠曲。
在本发明中,优选的是,所述蜿蜒部具备:蜿蜒部第一部分,所述蜿蜒部第一部分从所述平面部的所述第二方向的端部向所述光轴方向弯曲且沿所述第一方向延伸;以及蜿蜒部第二部分,所述蜿蜒部第二部分从所述蜿蜒部第一部分在所述第一方向上向反方向折回且在沿着所述蜿蜒部第一部分的方向上延伸,所述蜿蜒部第一部分在所述光轴方向上位于比所述蜿蜒部第二部分更接近所述平面部的一侧。据此,在可动体向偏转方向旋转时,能够降低蜿蜒部中在光轴方向上移动量最大的部分的光轴方向的高度。因此,能够降低柔性印刷基板的配置空间的光轴方向的高度。
在本发明中,优选的是,所述柔性印刷基板具备从所述摄像头模块沿所述第一方向延伸的第一分支部分及第二分支部分,所述第一分支部分及所述第二分支部分分别具备所述平面部及所述蜿蜒部,所述第一分支部分和所述第二分支部分沿所述第二方向排列,且为以沿所述第一方向延伸的虚拟中心线为基准在所述第二方向上对称的形状。据此,因为能够减小第一分支部分及第二分支部分的宽度尺寸,所以能够减小蜿蜒部的光轴方向的高度。因此,能够降低柔性印刷基板的配置空间的光轴方向的高度。另外,因为第一分支部分及第二分支部分挠曲成对称的形状,所以可动体的旋转稳定。
在该情况下,优选的是,所述第一分支部分位于所述第二分支部分的所述第二方向的一侧,在所述第一分支部分中,所述蜿蜒部第一部分与所述平面部的所述第二方向的一侧的端部连接,在所述第二分支部分中,所述蜿蜒部第一部分与所述平面部的所述第二方向的另一侧的端部连接。据此,平面部和蜿蜒部在柔性印刷基板的配置区域的第二方向的两端连接,蜿蜒部的最末端配置在柔性印刷基板的配置区域的第二方向的中央。因此,因为蜿蜒部整体容易在光轴方向上变形,所以当可动体向偏转方向旋转时蜿蜒部容易挠曲。
在本发明中,优选的是,所述固定体具备:第一基板固定部,所述第一基板固定部于在所述第一方向的一侧与所述摄像头模块分离的位置处在所述光轴方向上与所述柔性印刷基板重叠;以及第二基板固定部,所述第二基板固定部在所述光轴方向上与所述第一基板固定部对置,所述柔性印刷基板具备:引出部,所述引出部固定于所述第一基板固定部并向所述固定体的外侧延伸;被固定部,所述被固定部配置于所述引出部和所述蜿蜒部之间并固定于所述第二基板固定部;以及弯曲部,所述弯曲部在所述第一基板固定部和所述第二基板固定部之间在与所述光轴交叉的方向上蜿蜒,同时沿所述光轴方向延伸。据此,能够于在光轴方向上远离第一基板固定部的位置穿绕平面部及蜿蜒部。因此,在将第一基板固定部设置到外装壳体上时,能够抑制由于与外装壳体的接触而阻碍柔性印刷基板的变形。
在本发明中,优选的是,所述第二基板固定部是沿所述光轴方向凹陷的槽部,所述被固定部与加强板一起插入到所述槽部。据此,被固定部的固定作业容易。
在本发明中,优选的是,所述柔性印刷基板具备第一柔性基板和与所述第一柔性基板重叠的第二柔性基板,在使所述柔性印刷基板折弯成大致直角的折弯部、形成于所述蜿蜒部的折回位置的弯曲部、所述引出部及所述被固定部,所述第一柔性基板和所述第二柔性基板被接合,在除了所述折弯部、所述弯曲部、所述引出部及所述被固定部以外的部位,所述第一柔性基板和所述第二柔性基板不接合。据此,因为能够以第一柔性基板和第二柔性基板分离的状态挠曲,所以可抑制由于将两片柔性基板重叠而导致的弹簧常数的增大。
在本发明中,优选的是,具备固定于所述柔性印刷基板折弯或弯曲的部位的形状保持部件。据此,能够将柔性印刷基板保持为容易挠曲的形状。
发明效果
根据本发明,由于与可动体连接的柔性印刷基板具备在与光轴交叉且沿着第一方向的虚拟平面内弯曲的平面部和从平面部向光轴方向折弯且在蜿蜒的同时延伸的蜿蜒部,因此在俯仰方向、偏转方向及滚动方向中的任何一个方向上弹簧常数都较小。因此,可抑制可动体的旋转被柔性印刷基板妨碍。另外,因为从光轴方向观察时平面部和蜿蜒部重叠,所以柔性印刷基板的配置空间小。
附图说明
图1是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分解立体图。
图3是从被摄体侧观察拆下罩后的带抖动修正功能的光学单元的俯视图。
图4是拆下罩及底座后的带抖动修正功能的光学单元的分解立体图。
图5是在图3的A-A位置切断的带抖动修正功能的光学单元的剖视图。
图6是在图3的B-B位置切断的带抖动修正功能的光学单元的剖视图。
图7是万向架框架及万向架框架接收部件的立体图。
图8是从被摄体侧观察可动体及旋转支承机构的立体图。
图9是可动体及旋转支承机构的分解立体图。
图10是从被摄体相反侧观察可动体及旋转支承机构的立体图。
图11是摄像头模块和柔性印刷基板的俯视图及从Y轴方向观察的侧视图。
图12是从X轴方向观察摄像头模块和柔性印刷基板的侧视图、及从Y轴方向观察带抖动修正功能的光学单元的侧视图。
图13是柔性印刷基板的展开图。
图14是表示进行俯仰方向的抖动修正时的柔性印刷基板的形状的模拟结果的图。
图15是表示进行偏转方向的抖动修正时的柔性印刷基板的形状的模拟结果的图。
图16是表示进行滚动方向的抖动修正时的柔性印刷基板的形状的模拟结果的图。
图17是变形例的柔性印刷基板的展开图。
附图标记说明
1…带抖动修正功能的光学单元;2…摄像头模块;2a…透镜;2b…拍摄元件;3…壳体;4…罩;4a…开口部;5…底座;6…柔性印刷基板;6A…第一分支部分;6B…第二分支部分;6C…引出部;6D…加强板;6E…被固定部;6F…加强板;7…柔性印刷基板;8…钩;9…突起;10…可动体;11…固定体;12…旋转支承机构;13…万向架机构;14…万向架框架;15…第一连接机构;16…第二连接机构;17…磁性板;18…框部;19…配线容纳部;20…抖动修正用磁驱动机构;21…第一抖动修正用磁驱动机构;21C…第一线圈;21M…第一磁体;22…第二抖动修正用磁驱动机构;22C…第二线圈;22M…第二磁体;23…滚动修正用磁驱动机构;23C…第三线圈;23M…第三磁体;24…保持架;25…第一部件;26…第一环状板部;26a…圆形孔;27…第一延设部;28…第一延设部第一部分;29…第一延设部第二部分;30A…摄像头模块本体部;30B…摄像头模块圆筒部;31…第一侧壁;32…第二侧壁;32a…缺口部;33…第三侧壁;34…第四侧壁;35…第五侧壁;36…第六侧壁;37…第七侧壁;38…第八侧壁;39…止动用凸部;40…凹部;41…底面;42…槽部;43…凸部;43a…侧面;50…第一轨道部件;51…第一板状部件;52…第一贯通孔;53…第一环状槽;54…第二环状槽;55…第二部件;56…滚动体;57…护圈;58…球体保持孔;59…加压机构;60…第二轨道部件;61…第二板状部件;62…第二贯通孔;63…第二环状板部;64…第二延设部;65…第二突出板部;66…第二延设部第一部分;67…第二延设部第二部分;68…加压用磁体;69…第一突出板部;70…旋转限制机构;71…第一旋转限制部;72…第二旋转限制部;73…缺口部;81…第一基板固定部;82…第二基板固定部;83…侧板;90…形状保持部件;140…万向架框架本体部;141…第一轴侧延设部;142…第二轴侧延设部;143…开口部;144…第一轴侧凹曲面;145…缺口;146…突出部;147…第二轴侧凹曲面;148…缺口;151…第一万向架框架接收部件;152…球体;153…第一推力接收部件;154…板部;155…腿部;156…臂部;157…孔部;161…凹部;162…第二万向架框架接收部件;163…球体;164…第二推力接收部件;165…板部;166…腿部;167…臂部;168…腿部折弯部;181a…第二线圈固定孔;181…第一侧板部;182…第二侧板部;183a…第一线圈固定孔;183…第三侧板部;184a…第三线圈固定孔;184…第四侧板部;185…缺口部;191…第五侧板部;192…第六侧板部;193…第七侧板部;194…缺口部;601…第一柔性基板;602…第二柔性基板;610…平面部;611…直线部;612…面内弯曲部;613…折弯部;620…蜿蜒部;620T…第一直线部;621…蜿蜒部第一部分;622…蜿蜒部第二部分;623…蜿蜒部第三部分;624…蜿蜒部第四部分;625…弯曲部;626…台阶部;630…挠曲部;630T…第二直线部;A1;A2…折弯位置;C…虚拟中心线;L…光轴;P…虚拟平面;R1…第一轴;R2…第二轴。
具体实施方式
下面,参照附图对应用本发明的带抖动修正功能的光学单元的实施方式进行说明。
(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是带抖动修正功能的光学单元的分解立体图。图3是从被摄体侧观察拆下罩后的带抖动修正功能的光学单元的俯视图。图4是拆下罩及底座后的带抖动修正功能的光学单元的分解立体图。
如图1所示,带抖动修正功能的光学单元1具备可动体10和固定体11,该可动体10具备摄像头模块2,该固定体11从外侧围绕可动体10。固定体11具备从外周侧围绕可动体10的框状的壳体3、从被摄体侧固定到壳体3上的罩4、以及从被摄体相反侧固定到壳体3上且能够从被摄体相反侧覆盖可动体的底座5。另外,带抖动修正功能的光学单元1具备从可动体10引出的柔性印刷基板6和沿着壳体3的外周面穿绕的柔性印刷基板7。
带抖动修正功能的光学单元1例如用于带摄像头的手机、行车记录仪等光学设备,或用于装设在头盔、自行车、遥控直升机等移动体上的运动摄像头或可穿戴式摄像头等光学设备。在这样的光学设备中,如果在拍摄时产生光学设备的抖动,则在拍摄图像中产生紊乱。带抖动修正功能的光学单元1基于由陀螺仪等检测单元检测到的加速度或角速度、抖动量等修正摄像头模块2的倾斜,以避免拍摄图像倾斜。
摄像头模块2具备透镜2a和配置在透镜2a的光轴L上的摄像元件2b(参照图5、图6)。带抖动修正功能的光学单元1使摄像头模块2绕透镜2a的光轴L、绕与光轴L正交的第一轴R1、以及绕与光轴L及第一轴R1正交的第二轴R2旋转,进行抖动修正。
在以下的说明中,将相互正交的三个轴设为X轴方向、Y轴方向、Z轴方向。另外,将X轴方向的一侧设为-X方向,将另一侧设为+X方向。将Y轴方向的一侧设为-Y方向,将另一侧设为+Y方向。将Z轴方向的一侧设为-Z方向,将另一侧设为+Z方向。Z轴方向是光轴L方向。-Z方向是摄像头模块2的被摄体相反侧,+Z方向是摄像头模块2的被摄体侧。第一轴R1及第二轴R2绕Z轴(绕光轴)相对于X轴及Y轴倾斜45度。
带抖动修正功能的光学单元1具有将可动体10支承为能够绕Z轴旋转的旋转支承机构12和万向架机构13。万向架机构13将旋转支承机构12支承为能够绕第一轴R1旋转,并且将旋转支承机构12支承为能够绕第二轴R2旋转。可动体10经由旋转支承机构12及万向架机构13以能够绕第一轴R1及绕第二轴R2旋转的状态被固定体11支承。
如图3所示,万向架机构13具备万向架框架14以及将万向架框架14和旋转支承机构12连接为能够绕第一轴R1旋转的第一连接机构15。第一连接机构15设置于万向架框架14的第一轴R1方向的两侧。另外,万向架机构13具备将万向架框架14和固定体11连接为能够绕第二轴R2旋转的第二连接机构16。第二连接机构16设置于万向架框架14的第二轴R2方向的两侧。
另外,带抖动修正功能的光学单元1具备使可动体10绕第一轴R1及绕第二轴R2旋转的抖动修正用磁驱动机构20。如图3所示,抖动修正用磁驱动机构20具备对可动体10产生绕X轴的驱动力的第一抖动修正用磁驱动机构21和对可动体10产生绕Y轴的驱动力的第二抖动修正用磁驱动机构22。第一抖动修正用磁驱动机构21和第二抖动修正用磁驱动机构22在绕Z轴的周向上排列。在本例中,第一抖动修正用磁驱动机构21配置于摄像头模块2的-X方向。第二抖动修正用磁驱动机构22配置于摄像头模块2的-Y方向。
可动体10通过将绕第一轴R1的旋转及绕第二轴R2的旋转合成而绕X轴及绕Y轴旋转。由此,带抖动修正功能的光学单元1进行绕X轴的俯仰修正及绕Y轴的偏转修正。
此外,带抖动修正功能的光学单元1具有使可动体10绕Z轴旋转的滚动修正用磁驱动机构23。如图3所示,第一抖动修正用磁驱动机构21、第二抖动修正用磁驱动机构22及滚动修正用磁驱动机构23在绕Z轴的周向上排列。在本例中,滚动修正用磁驱动机构23配置于摄像头模块2的+Y方向。滚动修正用磁驱动机构23将光轴L夹在中间位于与第二抖动修正用磁驱动机构22相反的一侧。
(固定体)
在固定体11中,罩4及底座5为板状,由非磁性的金属构成。在罩4及底座5的外周缘形成有向壳体3侧弯曲成大致直角的钩8。壳体3为树脂制。钩8卡止于设置在壳体3的外周面上的突起9。万向架机构13及摄像头模块2配置于罩4的开口部4a的内侧,从罩4向+Z方向突出。
壳体3具备从外周侧围绕可动体10及旋转支承机构12的矩形的框部18和配置于框部18的+X方向的矩形的配线容纳部19。框部18具备在X方向上对置的第一侧板部181及第二侧板部182和在Y方向上对置的第三侧板部183及第四侧板部184。第一侧板部181位于第二侧板部182的-X方向。第三侧板部183位于第四侧板部184的-Y方向。
如图4所示,框部18具备将第二侧板部182的-Z方向的端缘切口而形成的缺口部185。从可动体10的-Z方向的端部分向+X方向引出与摄像元件2b连接的柔性印刷基板6。柔性印刷基板6穿过缺口部185向框部18的+X方向引出,容纳于配线容纳部19。
配线容纳部19具备在Y轴方向上对置的第五侧板部191及第六侧板部192和在X轴方向上与框部18的第二侧板部182对置的第七侧板部193。配线容纳部19具备将第七侧板部193的-Z方向的端缘切口而形成的缺口部194。柔性印刷基板6在配线容纳部19的内侧以多次折回的形状穿绕,并穿过缺口部194被引出到配线容纳部19的外侧。
如图4所示,在壳体3的第三侧板部183设置有第一线圈固定孔183a。第一线圈21C固定在第一线圈固定孔183a中。在壳体3的第一侧板部181设置有第二线圈固定孔181a。第二线圈22C固定在第二线圈固定孔181a中。第一线圈21C及第二线圈22C是在周向上较长的长圆形的空芯线圈。另外,在第四侧板部184设置有第三线圈固定孔184a。第三线圈23C配置在第三线圈固定孔184a中。第三线圈23C是在Z轴方向上长的空芯线圈。
如图3所示,固定在第三侧板部183的第一线圈21C和固定在可动体10的-Y方向的侧面的第一磁体21M在Y方向上对置,构成第一抖动修正用磁驱动机构21。另外,固定在第一侧板部181的第二线圈22C和固定在可动体10的-X方向的侧面的第二磁体22M在X方向上对置,构成第二抖动修正用磁驱动机构22。而且,固定在第四侧板部184的第三线圈23C和固定在可动体10的+Y方向的侧面的第三磁体23M在Y方向上对置,构成滚动修正用磁驱动机构23。
第一线圈21C、第二线圈22C及第三线圈23C与柔性印刷基板7电连接。柔性印刷基板7固定于框部18的外周面。在本方式中,柔性印刷基板7沿着框部18中的第四侧板部184、第一侧板部181及第三侧板部183的外周面依次穿绕。
在柔性印刷基板7上,在与第一线圈21C的中心重叠的位置及与第二线圈22C的中心重叠的位置这两个部位固定有磁性板17(参照图1、图2)。与第一线圈21C重叠的磁性板17和第一磁体21M构成用于使可动体10恢复到绕X轴的旋转方向上的基准角度位置的磁性弹簧。另外,与第二线圈22C重叠的磁性板17和第二磁体22M构成用于使可动体10恢复到绕Y轴的旋转方向上的基准角度位置的磁性弹簧。此外,在柔性印刷基板7上配置有未图示的摆动位置传感器及旋转位置传感器。带抖动修正功能的光学单元1基于这些传感器的输出获取可动体10的绕X轴、绕Y轴、绕Z轴的旋转方向上的角度位置。
(万向架机构)
图5、图6是带抖动修正功能的光学单元的剖视图。图5是在图2的A-A位置切断的剖视图,图6是在图2的B-B位置切断的剖视图。图7是万向架框架14、第一万向架框架接收部件151及第二万向架框架接收部件162的分解立体图。
如图3、图6所示,在框部18的第二轴R2方向的对角位置分别设置有将万向架框架14和固定体11连接为能够绕第二轴R2旋转的第二连接机构16。在设置于框部18的第二轴R2方向的对角位置的一对凹部161分别固定有第二万向架框架接收部件162。如图6、图7所示,第二万向架框架接收部件162具备球体163和固定球体163的第二推力接收部件164。如图6所示,通过将第二万向架框架接收部件162固定于凹部161,球体163在第二轴R2上的位置被固定体11支承。在组装万向架机构13时,将万向架框架14插入第二万向架框架接收部件162的内周侧并使其在第二轴R2上与球体163点接触。由此,构成第二连接机构16。
如图3、图5所示,相对于可动体10在第一轴R1方向的两侧,分别设置有将万向架框架14和旋转支承机构12连接为能够绕第一轴R1旋转的第一连接机构15。第一连接机构15具备相对于可动体10在第一轴R1方向的两侧固定于旋转支承机构12的第一万向架框架接收部件151。如图5、图7所示,第一万向架框架接收部件151具备球体152和固定球体152的第一推力接收部件153。通过将第一推力接收部件153固定到旋转支承机构12上,球体152在第一轴R1上的位置被旋转支承机构12支承。在组装万向架机构13时,将万向架框架14插入第一万向架框架接收部件151的内周侧并使其在第一轴R1上与球体152点接触。由此,构成第一连接机构15。
万向架框架14由金属制的板簧构成。如图5、图6、图7所示,万向架框架14具备位于可动体10的+Z方向的万向架框架主体部140、从万向架框架主体部140朝向第一轴R1方向的两侧突出并向-Z方向延伸的一对第一轴侧延设部141、以及从万向架框架主体部140朝向第二轴R2方向的两侧突出并向-Z方向延伸的一对第二轴侧延设部142。万向架框架14具备沿Z轴方向贯通万向架框架主体部140的中央的开口部143。
如图7所示,一对第一轴侧延设部141中的每一个在第一轴R1上具备在第一轴R1方向上朝向可动体10侧向内周侧凹陷的第一轴侧凹曲面144。另外,第一轴侧延设部141具备一对缺口145,该一对缺口145是在第一轴侧凹曲面144的+Z方向上将周向的两侧的边缘切口而形成的。此外,第一轴侧延设部141在第一轴侧凹曲面144的-Z方向上具备向朝向外周侧的方向突出的突出部146。接下来,一对第二轴侧延设部142中的每一个在第二轴R2上具备在第二轴R2方向上朝向可动体10侧向内周侧凹陷的第二轴侧凹曲面147。另外,第二轴侧延设部142在第二轴侧凹曲面147的+Z方向上具备将周向的两侧的边缘切口而形成的一对缺口148。
如图7所示,第一推力接收部件153具备沿Z轴方向延伸的板部154、从板部154的-Z方向的端部向可动体10侧弯曲的腿部155、以及从板部154的周向的两侧的侧缘向可动体10侧弯曲的一对臂部156。球体152通过焊接固定在板部154。另外,第一推力接收部件153具备贯通连接板部154和腿部155的角部的中央的孔部157。腿部155及一对臂部156的前端通过焊接固定于旋转支承机构12。如后述,旋转支承机构12具备在可动体10的第一轴R1方向的两侧向-Z方向延伸的一对第二延设部64,就第一万向架框架接收部件151而言,腿部155及一对臂部156的前端通过焊接固定于第二延设部64的前端。
在组装万向架机构13时,使万向架框架14的第一轴侧延设部141向内周侧挠曲并插入到第一万向架框架接收部件151的内周侧。由此,第一轴侧延设部141被向外周侧施力,所以各第一轴侧延设部141的第一轴侧凹曲面144和第一万向架框架接收部件151的球体152可以维持接触的状态。另外,第一轴侧延设部141的缺口145配置于一对臂部156之间,并且突出部146配置于孔部157(参照图5)。由此,防止万向架框架14从第一万向架框架接收部件151向+Z方向抽出。
第二推力接收部件164具备沿Z轴方向延伸的板部165、从板部165的-Z方向的端部向可动体10侧弯曲的腿部166、以及从板部165的周向的两侧的侧缘向可动体10侧弯曲的一对臂部167。球体163通过焊接固定在板部165。另外,具备从腿部166的周向的两端向+Z方向弯曲的腿部折弯部168。在将第二推力接收部件164固定于壳体3的凹部161时,使腿部折弯部168朝向周向的中央弯曲,同时将第二推力接收部件164压入凹部161。
在组装万向架机构13时,使万向架框架14的第二轴侧延设部142向内周侧挠曲并插入到第二万向架框架接收部件162的内周侧。由此,第二轴侧延设部142被向外周侧施力,所以各第二轴侧延设部142的第二轴侧凹曲面147和第二万向架框架接收部件162的球体163可以维持接触的状态。另外,第二轴侧延设部142的缺口145配置于一对臂部156之间。由此,防止万向架框架14从第二万向架框架接收部件162向+Z方向抽出。
(可动体)
图8是从被摄体侧观察可动体10及旋转支承机构12的立体图。图9是可动体10及旋转支承机构12的分解立体图。图10是从被摄体相反侧观察可动体10及旋转支承机构12的立体图。如图8、图9所示,可动体10具备摄像头模块2、保持摄像头模块2的框状的保持架24、以及固定于保持架24的第一部件25。保持架24为树脂制,第一部件25为金属制。
如图8、图9所示,第一部件25具备:第一环状板部26,其围绕光轴L且从+Z方向与摄像头模块2的外周部分重叠;以及第一延设部27,其从第一环状板部26向外周侧突出并在摄像头模块2的外周侧向-Z方向弯曲并与保持架24连接。在本方式中,旋转支承机构12配置于第一环状板部26和摄像头模块2在Z轴方向(光轴L方向)上的间隙中。
第一延设部27配置于第一环状板部26的-X方向、+Y方向、-Y方向这三个部位。配置第一延设部27的角度位置是配置抖动修正用磁驱动机构20的第一磁体21M及第二磁体22M和滚动修正用磁驱动机构23的第三磁体23M的角度位置。第一延设部27具备:第一延设部第一部分28,其从第一环状板部26向外周侧延伸并向-Z方向弯曲;以及矩形的第一延设部第二部分29,其与第一延设部第一部分28的-Z方向的前端连接,且周向的宽度比第一延设部第一部分28宽。第一延设部第二部分29固定于保持架24。
第一部件25具备围绕光轴L的环状的第一轨道部件50和接合第一轨道部件50的板金制的第一板状部件51。第一板状部件51由磁性金属构成。第一轨道部件50由非磁性金属构成。此外,第一轨道部件50也可以是磁性金属。第一轨道部件50嵌入到设置在第一板状部件51上的圆形的第一贯通孔52的内侧,通过焊接固定于第一板状部件51。更详细而言,第一轨道部件50和第一板状部件51以第一贯通孔52的开口缘和第一轨道部件50的外周缘在径向上连接的方式焊接在一起。绕Z轴在等角度间隔的多个部位进行焊接。
如图5、图6所示,在第一轨道部件50的-Z方向的端面设置有第一环状槽53。在本方式中,第一环状槽53通过切削来形成。此外,第一轨道部件50也可以是通过切削以外的方法形成第一环状槽53的部件。例如,也可以通过冷锻或冲压加工形成第一环状槽53。就第一环状板部26而言,内周部分由第一轨道部件50构成,外周部分由第一板状部件51构成。因此,第一环状板部26具备围绕光轴L的第一环状槽53。
如图9所示,摄像头模块2具备摄像头模块主体部30A和从摄像头模块主体部30A的中央向+Z方向突出的摄像头模块圆筒部30B。在摄像头模块圆筒部30B容纳有透镜2a(参照图5、图6)。保持架24从外周侧围绕摄像头模块主体部30A。摄像头模块圆筒部30B从设置在第一环状板部26的中央的圆形孔26a向+Z方向突出,配置于万向架框架14的开口部143。
摄像头模块主体部30A及保持架24从+Z方向观察时的轮廓形状为大致八边形。保持架24具备沿Y方向平行地延伸的第一侧壁31及第二侧壁32和沿X方向平行地延伸的第三侧壁33及第四侧壁34。第一侧壁31位于第二侧壁32的-X方向。第三侧壁33位于第四侧壁34的-Y方向。在第二侧壁32的-Z方向的端缘设置有缺口部32a。如图4所示,与摄像元件2b连接的柔性印刷基板6从摄像头模块2的-Z方向的端部穿过缺口部32a向可动体10的+X方向引出。
另外,保持架24具备位于第一轴R1方向的对角的第五侧壁35及第六侧壁36和位于第二轴R2方向的对角的第七侧壁37及第八侧壁38。第五侧壁35位于第六侧壁36的-X方向。第七侧壁37位于第八侧壁38的-X方向。在第五侧壁35、第六侧壁36、第七侧壁37及第八侧壁38的+Z方向的端面形成有向+Z方向突出的止动用凸部39。
在保持架24的第一侧壁31上固定有第一磁体21M,在第三侧壁33上固定有第二磁体22M。第一磁体21M及第二磁体22M在Z轴方向上被磁化为两个磁极。第一磁体21M及第二磁体22M的磁化极化线沿周向延伸。第一磁体21M及第二磁体22M使相同的极朝向Z轴方向配置。在保持架24的第四侧壁34上固定有第三磁体23M。第三磁体23M在周向上被磁化为磁极。第一磁体21M、第二磁体22M及第三磁体23M在绕光轴L的周向上排列。第三磁体23M夹着光轴L配置于与第二磁体22M相反的一侧。
如图9所示,在保持架24的第一侧壁31、第三侧壁33及第四侧壁34的外周面形成有向内周侧凹陷的凹部40,第一磁体21M、第二磁体22M及第三磁体23M容纳于凹部40。第一磁体21M、第二磁体22M及第三磁体23M通过从+Z方向与设置在各凹部40的-Z方向的端部的底面41抵接而在Z轴方向上被定位。
三个部位的凹部40分别在周向的两侧的内表面形成有槽部42。如图3、图8所示,在各凹部40中插入设置在第一延设部27的-Z方向的前端的第一延设部第二部分29。就第一延设部第二部分29而言,周向的两端插入到槽部42,通过粘接剂固定于各凹部40。第一延设部第二部分29插入到第一磁体21M、第二磁体22M及第三磁体23M的径向内侧。第一延设部第二部分29由磁性金属构成,所以作为相对于各磁体的轭部发挥作用。
(旋转支承机构)
旋转支承机构12具备具有第一环状槽53和第二环状槽54的第二部件55,上述第一环状槽53以与光轴L同轴的状态设置于可动体10,上述第二环状槽54在Z轴方向上与第一环状槽53对置。另外,旋转支承机构12具备插入到第一环状槽53及第二环状槽54中且在可动体10和第二部件55之间滚动的多个滚动体56和将滚动体56保持为能够滚动的环状的护圈57。护圈57具备将多个滚动体56分别保持为能够滚动的多个球体保持孔58。而且,旋转支承机构12具备赋予使第一环状槽53和第二环状槽54在Z轴方向上接近的力的加压机构59。
如图9所示,第二部件55具备围绕光轴L的环状的第二轨道部件60和接合有第二轨道部件60的板金制的第二板状部件61。第二轨道部件60嵌入到设置在第二板状部件61上的圆形的第二贯通孔62的内侧,通过焊接固定于第二板状部件61。更详细而言,就第二轨道部件60和第二板状部件61而言,第二贯通孔62的开口缘和第二轨道部件60的外周缘从-Z方向被焊接在一起。绕Z轴在等角度间隔的多个部位进行焊接。
第二环状槽54设置于第二轨道部件60的+Z方向的端面。在本方式中,第二环状槽54通过切削来形成。第二轨道部件60及第二板状部件61均由非磁性金属构成。此外,第二轨道部件60也可以是磁性金属。第二轨道部件60和第一轨道部件50是相同的部件。如图5、图6所示,第二轨道部件60和第一轨道部件50同轴配置,第一环状槽53和第二环状槽54在Z轴方向上对置。
滚动体56为金属制或者陶瓷制。护圈57为树脂制。护圈57在Z轴方向上位于第一轨道部件50和第二轨道部件60之间。在本方式中,滚动体56为球体。旋转支承机构12具备六个滚动体56,护圈57具备以等角度间隔设置的六个球体保持孔58。滚动体56以能够滚动的方式保持于球体保持孔58的内侧,且从护圈57向-Z方向及+Z方向突出。
第二部件55具备围绕光轴L的第二环状板部63、从第二环状板部63向第一轴R1方向的两侧突出的一对第二延设部64、以及从第二环状板部63向第二轴R2方向的两侧突出的一对第二突出板部65。就第二环状板部63而言,内周部分由第二轨道部件60构成,外周部分由第二板状部件61构成。如图5、图6、图8所示,第二环状板部63及护圈57配置于第一部件25的第一环状板部26和摄像头模块主体部30A在光轴L方向上的间隙中。
一对第二延设部64分别具备从第二环状板部63沿第一轴R1方向延伸的第二延设部第一部分66和在可动体10的外周侧沿Z轴方向延伸的第二延设部第二部分67。如图5所示,第二延设部第二部分67在可动体10的第一轴R1方向的外侧与可动体10隔开微小的间隙对置。如图5、图8所示,在各第二延设部第二部分67,第一万向架框架接收部件151固定于与可动体10相反一侧的面上。通过将一对臂部156及腿部155的前端焊接到第二延设部第二部分67,第一万向架框架接收部件151被固定于第二延设部第二部分67。
如图8、图9所示,加压机构59具备配置于第二部件55的绕光轴L的四个部位的加压用磁体68和设置在第一部件25的绕光轴L的四个部位的第一突出板部69。加压用磁体68固定于一对第二延设部第一部分66及一对第二突出板部65这四个部位。各加压用磁体68在周向上被磁化为两个磁极。第一突出板部69从第一环状板部26向第一轴R1方向的两侧及第二轴R2方向的两侧这四个方向突出。在组装可动体10和旋转支承机构12时,配置于第二部件55的四个加压用磁体68分别在光轴L方向上与设置在可动体10上的四个部位的第一突出板部69重叠。
第一突出板部69由磁性金属构成。因此,在光轴L方向上与各加压用磁体68重叠的第一突出板部69通过加压用磁体68的磁吸引力被吸引至加压用磁体68侧。由此,加压机构59在绕光轴L的等角度间隔的四个部位赋予使第一环状槽53和第二环状槽54在Z轴方向上接近的力。可动体10通过加压机构59的磁吸引力被第二部件55吸引,以能够绕Z轴旋转的状态被第二部件55支承。
设置在第二部件55上的一对第二延设部64及一对第二突出板部65在光轴L方向上与设置在保持架24上的止动用凸部39对置。如图5、图6所示,止动用凸部39的+Z方向的前端比摄像头模块主体部30A的+Z方向的端面更向+Z方向突出。因此,第二部件55在-Z方向上的移动范围被止动用凸部39限制。
如图8所示,第一侧壁31、第二侧壁32、第三侧壁33及第四侧壁34在Z轴方向上的高度比摄像头模块主体部30A低。如图10所示,保持架24具备从第一侧壁31、第三侧壁33及第四侧壁34的-Z方向的端面向-Z方向突出的凸部43。凸部43位于第一侧壁31、第三侧壁33及第四侧壁34的周向的中央。凸部43比摄像头模块主体部30A的底面(朝向-Z方向的面)更向-Z方向突出。因此,在可动体10由于施加落下冲击等而整体在Z轴方向上大幅度动作时,凸部43在摄像头模块主体部30A之前与固定体11碰撞。
凸部43形成于围绕摄像头模块主体部30A在周向上排列的八个部位的侧壁中配置于第一轴R1方向和第二轴R2方向的中间的角度位置的侧壁中的三个部位(第一侧壁31、第三侧壁33及第四侧壁34)。另外,凸部43形成于第一侧壁31、第三侧壁33及第四侧壁34的周向的中央。因此,在保持架24中,在与光轴L的距离最小且在可动体10摆动时Z轴方向的移动量最小的位置形成有凸部43。
如图10所示,凸部43的周向两侧的侧面43a是随着朝向周向的中央而向朝向-Z方向的方向倾斜的锥面。因此,凸部43是周向的宽度大且强度高的形状,同时是在可动体10摆动时Z轴方向的移动量越大的部位突出量越小的形状。因此,不需要为了避免在使可动体10摆动时凸部43与固定体11碰撞,而增大可动体10和固定体11在光轴L方向上的间隙。
如图10所示,就保持架24的第五侧壁35、第六侧壁36、第七侧壁37及第八侧壁38而言,-Z方向的端面位于比摄像头模块主体部30A的底面靠+Z方向的位置。因此,可动体10的外形为第一轴R1方向的对角部分及第二轴R2方向的对角部分的-Z方向的端部向+Z方向凹陷的形状。由于可动体10的第一轴R1方向的对角部分及第二轴R2方向的对角部分是距离光轴L最远的部位,因此通过制成将该部分沿Z轴方向切口的形状,能够减小可动体10绕第一轴R1及绕第二轴R2摆动时可动体10在Z轴方向上的可动空间。
旋转支承机构12具备限制可动体10绕光轴L的旋转范围的旋转限制机构70。如图8所示,旋转限制机构70具备设置在第一部件25上的第一旋转限制部71和设置在第二部件55上的第二旋转限制部72。第一旋转限制部71从第一环状板部26向外周侧突出并向-Z方向弯曲。第一旋转限制部71的-Z方向的前端固定于保持架24的第二侧壁32。
第二旋转限制部72从第二环状板部63向外周侧突出。在第一旋转限制部71的周向的中央设置有周向的宽度大于第二旋转限制部72的缺口部73,第二旋转限制部72配置于缺口部73。因此,第一旋转限制部71围绕第二旋转限制部72的周向的两侧。通过第一旋转限制部71和第二旋转限制部72碰撞,限制可动体10相对于第二部件55绕光轴L的旋转范围。
(柔性印刷基板)
图11的(a)是摄像头模块2和柔性印刷基板6的俯视图,图11的(b)是从Y轴方向观察摄像头模块2和柔性印刷基板6的侧视图。图12的(a)是从X轴方向观察摄像头模块2和柔性印刷基板6的侧视图及其局部放大图,图12的(b)是从Y轴方向观察带抖动修正功能的光学单元1的侧视图。在以下的说明中,第一方向与X轴方向一致,第一方向的一侧为+X方向,第一方向的另一侧为-X方向。另外,第二方向与Y轴方向一致,第二方向的一侧为+Y方向,第二方向的另一侧为-Y方向。
如图4、图11的(a)所示,柔性印刷基板6具备在Y轴方向(第二方向)上排列的第一分支部分6A及第二分支部分6B和与第一分支部分6A及第二分支部分6B的+X方向(第一方向的一侧)的端部连接的引出部6C。如图3所示,第一分支部分6A及第二分支部分6B容纳于配线容纳部19,引出部6C从设置于配线容纳部19的缺口部194(参照图4)和底座5之间沿+X方向引出。如图11、图12所示,在引出部6C的-X方向的端部固定有加强板6D,引出部6C经由加强板6D固定于底座5。
固定体11具备固定引出部6C的第一基板固定部81和在Z轴方向(光轴方向)上与第一基板固定部81对置的第二基板固定部82。第一基板固定部81为底座5的+X方向的端部中的Y轴方向的中央的部分。第二基板固定部82为沿+Z方向凹陷的槽部,形成于缺口部194的+Z方向的内表面。在底座5的+X方向的端部设置有在引出部6C的Y轴方向的两侧封闭缺口部194的侧板83。
第一分支部分6A及第二分支部分6B分别具备在沿+Z方向远离引出部6C的位置固定于第二基板固定部82的被固定部6E。各被固定部6E在沿着XZ面的方向上延伸。第一分支部分6A的被固定部6E和第二分支部分6B的被固定部6E将固定于各被固定部6E的加强板6F夹在中间而相接合,与加强板6F一起插入到第二基板固定部82。
如图11的(a)所示,第一分支部分6A位于第二分支部分6B的+Y方向(第二方向的一侧)。第一分支部分6A和第二分支部分6B是以沿X轴方向(第一方向)延伸的虚拟中心线C为基准在Y轴方向(第二方向)上对称的形状。第一分支部分6A和第二分支部分6B分别具备平面部610及蜿蜒部620。另外,第一分支部分6A和第二分支部分6B分别具备设置于蜿蜒部620的+X方向的端部的被固定部6E、及连接被固定部6E和引出部6C的挠曲部630。
平面部610配置在平行于XY平面的虚拟平面P内。虚拟平面P是与光轴L正交且沿着X轴方向(第一方向)的面。平面部610具备从摄像头模块2的底部向+X方向引出的直线部611和在虚拟平面P内弯曲的面内弯曲部612。面内弯曲部612弯曲成在沿Y轴方向(第二方向)蜿蜒的同时沿X轴方向(第一方向)延伸的形状。在平面部610的Y轴方向的端部和蜿蜒部620的连接部位设置有使柔性基板折弯成大致直角的折弯部613。
从Z轴方向观察时蜿蜒部620与平面部610重叠。蜿蜒部620在沿X轴方向(第一方向)蜿蜒的同时沿Y轴方向(第二方向)延伸。更详细而言,蜿蜒部620具备从平面部610的+X方向的端部的Y轴方向(第二方向)的端部向+Z方向弯曲并沿-X方向延伸的蜿蜒部第一部分621、从蜿蜒部第一部分621向反方向折回并沿+X方向延伸的蜿蜒部第二部分622、从蜿蜒部第二部分622向反方向折回并沿-X方向延伸的蜿蜒部第三部分623、从蜿蜒部第三部分623向反方向折回并沿+X方向延伸的蜿蜒部第四部分624。在三个部位的折回位置分别形成有弯曲成半圆状的弯曲部625。
在第一分支部分6A,蜿蜒部第一部分621与平面部610的+Y方向(第二方向的一侧)端部连接,蜿蜒部第四部分624位于蜿蜒部620的-Y方向的端部。另一方面,在第二分支部分6B,蜿蜒部第一部分621与平面部610的-Y方向(第二方向的另一侧)的端部连接,蜿蜒部第四部分624位于蜿蜒部620的+Y方向的端部。因此,柔性印刷基板6作为整体在Y轴方向的两端配置有平面部610和蜿蜒部620的连接部位,在Y轴方向的中央配置有作为各蜿蜒部620的末端的蜿蜒部第四部分624。
挠曲部630从设置在各蜿蜒部第四部分624的+X方向的端部的被固定部6E向-Z方向延伸,在Y轴方向上挠曲一次,与引出部6C的Y轴方向的边缘连接。设置在第一分支部分6A的挠曲部630在+Y方向上挠曲,与引出部6C的+Y方向的边缘连接。设置在第二分支部分6B的挠曲部630在-Y方向上挠曲,与引出部6C的-Y方向的边缘连接。
如图11的(b)、图12的(a)所示,在各蜿蜒部620中,蜿蜒部第一部分621位于比蜿蜒部第二部分622靠-Z方向(即,接近平面部610的一侧)的位置。各蜿蜒部620在蜿蜒部第二部分622的-X方向的端部设置有Z轴方向的台阶部626,在台阶部626的两侧,Z轴方向的位置不同。更详细而言,从台阶部626向平面部610侧延伸的蜿蜒部第一部分621位于比从台阶部626向引出部6C侧延伸的蜿蜒部第二部分622、蜿蜒部第三部分623及蜿蜒部第四部分624靠-Z方向的位置。因此,第一分支部分6A的蜿蜒部620作为整体成为+Y方向的端部向-Z方向下降的形状,且第二分支部分6B的蜿蜒部620作为整体成为-Y方向的端部向-Z方向下降的形状。因此,柔性印刷基板6的蜿蜒部620作为整体成为Y轴方向的两端部分比Y轴方向的中央部分更向-Z方向下降的立体形状。
图13是柔性印刷基板6的展开图。柔性印刷基板6的展开形状具备构成蜿蜒部620的第一直线部620T和构成挠曲部630的第二直线部630T。从摄像头模块2向+X方向引出的两个平面部610在Y轴方向上排列,在平面内蜿蜒。两根第一直线部620T在两个平面部610及摄像头模块2的Y轴方向的两侧沿X轴方向延伸。第二直线部630T从各第一直线部620T的-X方向的端部沿Y轴方向延伸,与引出部6C连接。引出部6C从第二直线部630T向与摄像头模块2相反的一侧(即,-X方向)延伸。
在将柔性印刷基板6从图13所示的展开形状加工成图4、图11所示的立体形状时,首先,将图13所示的折弯位置A1、A2的Y轴方向的两侧向+Z方向折弯,使各第一直线部620T向+Z方向竖起。然后,将各第一直线部620T向反方向折回三次,朝向位于柔性印刷基板6的展开形状的Y轴方向的中央的虚拟中心线C蜿蜒。由此,平面部610和蜿蜒部620在Z轴方向上重叠,两根蜿蜒部第四部分624平行地配置在柔性印刷基板6的Y轴方向的中央。然后,在两根蜿蜒部第四部分624的-X方向的前端,将固定于被固定部6E的加强板6F彼此接合。在将摄像头模块2装入固定体11时,经由加强板6D将引出部6C固定于底座5的第一基板固定部81,将被固定部6E与加强板6F一起插入并固定到设置于壳体3的第二基板固定部82。由此,完成图4所示的立体形状。
如图13所示,在两个第一直线部620T,台阶部626位于比摄像头模块2靠+X方向的位置。在比台阶部626靠-X方向侧的位置,两根第一直线部620T的间隔扩大台阶的量,第一直线部620T的间隔大于摄像头模块2的Y轴方向的宽度。因此,在将摄像头模块2连接到展开形状的柔性印刷基板6时,第一直线部620T不会与摄像头模块2干扰。
另外,由于第一直线部620T具备台阶部626,所以在台阶部626的位置的两侧形成Z轴方向的位置不同的立体形状的蜿蜒部620。即,蜿蜒部620成为由比台阶部626靠折弯位置A1侧的部分构成的蜿蜒部第一部分621位于比由比台阶部626靠折弯位置A2侧的部分构成的蜿蜒部第二部分622、蜿蜒部第三部分623、蜿蜒部第四部分624靠-Z方向的位置的立体形状。因此,第一分支部分6A的蜿蜒部620及第二分支部分6B的蜿蜒部620作为整体成为Y轴方向的两端向-Z方向凹陷的立体形状。
柔性印刷基板6具备在平面部610和蜿蜒部620连接的位置折弯成大致直角的折弯部613,在折弯部613固定有形状保持部件90。形状保持部件90是将由SUS构成的金属板折弯成大致直角的部件。
如图12的(a)所示,柔性印刷基板6的各部分由将第一柔性基板601和第二柔性基板602这两片基板层叠而成的双层结构的柔性基板构成。第一柔性基板601和第二柔性基板602均为双面基板。如上所述,柔性印刷基板6具备使柔性基板折弯成大致直角的折弯部613、形成于蜿蜒部620的折回位置的半圆状的弯曲部625、固定于固定体11的被固定部6E、以及从固定体11向外部引出的引出部6C,在这些部位,第一柔性基板601和第二柔性基板602接合。另一方面,在除了折弯部613、弯曲部625、被固定部6E及引出部6C以外的部位,第一柔性基板601和第二柔性基板602不接合,第一柔性基板601和第二柔性基板602分离。
(本方式的主要作用效果)
如上所述,本方式的带抖动修正功能的光学单元1具有:具备摄像头模块2的可动体10;将可动体10支承为能够以摄像头模块2的光轴L为中心旋转的旋转支承机构12;将旋转支承机构12支承为能够绕与光轴L交叉的第一轴R1旋转,并且将旋转支承机构12支承为能够绕与光轴L及第一轴R1交叉的第二轴R2旋转的万向架机构13;经由万向架机构13及旋转支承机构12支承可动体10的固定体11;以及从可动体10向与光轴L交叉的X轴方向(第一方向)引出的柔性印刷基板6。柔性印刷基板6具备:配置在与光轴L交叉且沿着X轴方向(第一方向)的虚拟平面内的平面部610;以及从平面部610的端部向光轴L方向折弯,且在蜿蜒的同时在沿着虚拟平面的方向上延伸的蜿蜒部620。平面部610具备在虚拟平面内弯曲的面内弯曲部612。从光轴L方向观察时,蜿蜒部620与平面部610重叠。
根据本方式,与可动体10连接的柔性印刷基板6具备在与光轴L交叉且沿着X轴方向(第一方向)的虚拟平面P内弯曲的形状的平面部610。因此,在可动体10向俯仰方向旋转时,平面部610容易挠曲。另外,柔性印刷基板6具备从平面部610向光轴L方向折弯且在蜿蜒的同时延伸的蜿蜒部620。因此,在可动体10向偏转方向旋转时,平面部610及蜿蜒部620容易挠曲。而且,在可动体10向滚动方向旋转时,蜿蜒部620容易挠曲。因此,柔性印刷基板6在俯仰方向、偏转方向及滚动方向中的任何一个旋转方向上弹簧常数都较小,所以可抑制可动体10的旋转被柔性印刷基板6阻碍。另外,从光轴L方向观察时,平面部610和蜿蜒部620重叠,所以柔性印刷基板6的配置空间小。
在本方式中,蜿蜒部620从平面部610的Y轴方向(第二方向)的端部向光轴L方向弯曲,在沿X轴方向(第一方向)蜿蜒的同时沿Y轴方向(第二方向)延伸。由此,平面部610和蜿蜒部620能够形成为从光轴L方向观察时重叠的立体形状。另外,如果是这样的形状,则在可动体10向俯仰方向旋转时,不仅平面部610而且蜿蜒部620也容易挠曲。
在本方式中,平面部610的面内弯曲部612弯曲成在沿Y轴方向(第二方向)蜿蜒的同时沿X轴方向(第一方向)延伸的形状。因此,当可动体10向俯仰方向旋转时,平面部610容易挠曲。另外,当可动体10向偏转方向旋转时,平面部610容易挠曲。
图14是表示进行俯仰方向的抖动修正时的柔性印刷基板6的形状的模拟结果的图。图15是表示进行偏转方向的抖动修正时的柔性印刷基板6的形状的模拟结果的图。图16是表示进行滚动方向的抖动修正时的柔性印刷基板6的形状的模拟结果的图。在本方式的柔性印刷基板6的立体形状中,由图14可知,当可动体10向俯仰方向旋转时,平面部610作为整体在Z轴方向上挠曲,并且蜿蜒部620挠曲成Y轴方向的两端向+Z轴方向浮起的形状。另外,由图15可知,当可动体10向偏转方向旋转时,平面部610绕X轴倾斜,蜿蜒部620在Z轴方向上挠曲。而且,由图16可知,当可动体10向滚动方向旋转时,蜿蜒部620以蜿蜒部第一部分621相对于蜿蜒部620第四部分绕Z轴倾斜的方式挠曲。因此,无论在可动体10向哪一方向旋转时,柔性印刷基板6都容易挠曲。
在本方式中,蜿蜒部620具备:蜿蜒部第一部分621,其从平面部610的Y轴方向(第二方向)的端部向光轴L方向弯曲并沿X轴方向(第一方向)延伸;以及蜿蜒部第二部分622,其从蜿蜒部第一部分621在X轴方向(第一方向)上向反方向折回并在沿着蜿蜒部第一部分621的方向上延伸,蜿蜒部第一部分621在光轴L方向上位于比蜿蜒部第二部分622更接近平面部610的一侧。因此,当可动体10向偏转方向旋转时,蜿蜒部620在光轴L方向上移动量最大的部分的光轴L方向的高度低。另外,当可动体10向俯仰方向旋转时,追随平面部610在光轴L方向上移动的部分的光轴L方向的高度较低。因此,能够降低柔性印刷基板6的配置空间的光轴L方向的高度。
在本方式中,由于折弯成如上所述的立体形状,所以如图13所示,柔性印刷基板6的展开形状成为在两个第一直线部620T之间配置有平面部610的展开形状。因此,能够由较少的面积的基板材料制造许多柔性印刷基板6,所以能够降低制造成本。另外,为了降低蜿蜒部620的一部分的光轴L方向的高度而形成台阶部626,结果是,柔性印刷基板6的展开形状成为第一直线部620T和摄像头模块2不会干扰的形状。
在本方式中,柔性印刷基板6具备从摄像头模块2沿X轴方向(第一方向)延伸的第一分支部分6A及第二分支部分6B。第一分支部分6A及第二分支部分6B分别具备平面部610及蜿蜒部620。第一分支部分6A和第二分支部分6B沿Y轴方向(第二方向)排列,且为以沿X轴方向(第一方向)延伸的虚拟中心线C为基准在Y轴方向(第二方向)上对称的形状。这样,通过使柔性印刷基板6分支成两根,能够减小各分支部分的宽度尺寸。因此,能够减小蜿蜒部620的光轴L方向的高度,能够降低柔性印刷基板6的配置空间的光轴L方向的高度。另外,由此,当可动体10向偏转方向旋转时,蜿蜒部620容易挠曲。此外,因为第一分支部分6A及第二分支部分6B挠曲成对称的形状,所以可动体10的旋转稳定。
在该情况下,第一分支部分6A位于第二分支部分6B的+Y方向(第二方向的一侧),在第一分支部分6A中,蜿蜒部第一部分621与平面部610的+Y方向(第二方向的一侧)的端部连接。在第二分支部分6B中,蜿蜒部第一部分621与平面部610的-Y方向(第二方向的另一侧)的端部连接。因此,平面部610和蜿蜒部620在柔性印刷基板6的配置区域的Y轴方向(第二方向)的两端连接,因为在柔性印刷基板6的配置区域的Y轴方向(第二方向)的中央配置有蜿蜒部620的末端,所以蜿蜒部620作为整体容易在光轴L方向上变形。因此,当可动体向偏转方向旋转时,蜿蜒部620容易挠曲。
在本方式中,固定体11具备:第一基板固定部81,其在从摄像头模块2朝+X方向(第一方向的一侧)分离的位置处在光轴L方向上与柔性印刷基板6重叠;以及第二基板固定部82,其在光轴L方向上与第一基板固定部81对置。柔性印刷基板6具备:固定于第一基板固定部81并向固定体11的外侧延伸的引出部6C;配置于引出部6C和蜿蜒部620之间并固定于第二基板固定部82的被固定部6E;以及在第一基板固定部81和第二基板固定部82之间向与光轴L交叉的方向蜿蜒,同时沿光轴L方向延伸的挠曲部630。由此,能够在沿光轴L方向远离第一基板固定部81的位置穿绕柔性印刷基板6。因此,在将第一基板固定部81设置于底座5时,能够抑制由于与底座5的接触而阻碍柔性印刷基板6的变形。
在本方式中,第二基板固定部82是沿光轴L方向凹陷的槽部,被固定部6E与加强板6F一起插入到槽部。因此,被固定部6E的固定作业容易。
在本方式中,柔性印刷基板6是具备第一柔性基板601和与第一柔性基板601重叠的第二柔性基板602的双层结构的柔性基板。柔性印刷基板6在折弯成大致直角的折弯部613、形成于蜿蜒部620的折回位置的半圆状的弯曲部625、引出部6C及被固定部6E,第一柔性基板601和第二柔性基板602接合,但在除了折弯部613、弯曲部625、引出部6C及被固定部6E以外的部位,第一柔性基板601和第二柔性基板602不接合。因此,因为能够以第一柔性基板601和第二柔性基板602分离的状态挠曲,所以可抑制由于将两片柔性基板重叠而导致的弹簧常数的增大。
在本方式中,因为具备固定于柔性印刷基板6的折弯部613的形状保持部件90,所以能够将柔性印刷基板6保持为容易挠曲的形状。此外,也可以将形状保持部件固定于弯曲部625。另外,在本方式中,形状保持部件90为SUS制,但也可以由其他材料形成。另外,在本方式中,形状保持部件90固定于折弯部613的外周侧的一面,但也可以将形状保持部件固定于折弯部613的内周侧的面。形状保持部件的形状只要是能够保持为折弯形状的形状即可。
(变形例)
(1)图17是变形例的柔性印刷基板6的展开图。在图17所示的展开图中,引出部6C从第二直线部630T向+X方向延伸,引出部6C配置在两根第一直线部620T之间。据此,能够由比图13所示的展开形状更少的面积的基板材料制造许多柔性印刷基板6。因此,能够降低制造成本。
(2)在上述方式中,面内弯曲部612是在沿Y轴方向蜿蜒的同时沿X轴方向延伸的形状,但也可以是在沿X轴方向蜿蜒的同时沿Y轴方向延伸的形状。
(3)在上述方式中,蜿蜒部是在沿X轴方向蜿蜒的同时沿Y轴方向延伸的形状,但也可以是在沿Y轴方向蜿蜒的同时沿X轴方向延伸的形状。
Claims (10)
1.一种带抖动修正功能的光学单元,其特征在于,具有:
可动体,所述可动体具备摄像头模块;
旋转支承机构,所述旋转支承机构将所述可动体支承为能够以所述摄像头模块的光轴为中心旋转;
万向架机构,所述万向架机构将所述旋转支承机构支承为能够绕与所述光轴交叉的第一轴旋转,并且将所述旋转支承机构支承为能够绕与所述光轴及所述第一轴交叉的第二轴旋转;
固定体,所述固定体经由所述万向架机构及所述旋转支承机构支承所述可动体;以及
柔性印刷基板,所述柔性印刷基板从所述可动体向与所述光轴交叉的第一方向引出,
所述柔性印刷基板具备:
平面部,所述平面部配置在与所述光轴交叉且沿着所述第一方向的虚拟平面内;以及
蜿蜒部,所述蜿蜒部从所述平面部的端部向所述光轴方向折弯,且在蜿蜒的同时在沿着所述虚拟平面的方向上延伸,
所述平面部具备在所述虚拟平面内弯曲的弯曲部,
从所述光轴方向观察时,所述蜿蜒部与所述平面部重叠。
2.根据权利要求1所述的带抖动修正功能的光学单元,其特征在于,
将与所述光轴交叉且与所述第一方向交叉的方向设为第二方向时,
所述蜿蜒部从所述平面部的所述第二方向的端部向所述光轴方向弯曲,在沿所述第一方向蜿蜒的同时沿所述第二方向延伸。
3.根据权利要求2所述的带抖动修正功能的光学单元,其特征在于,
所述弯曲部弯曲成在沿所述第二方向蜿蜒的同时沿所述第一方向延伸的形状。
4.根据权利要求2或3所述的带抖动修正功能的光学单元,其特征在于,
所述蜿蜒部具备:
蜿蜒部第一部分,所述蜿蜒部第一部分从所述平面部的所述第二方向的端部向所述光轴方向弯曲且沿所述第一方向延伸;以及
蜿蜒部第二部分,所述蜿蜒部第二部分从所述蜿蜒部第一部分在所述第一方向上向反方向折回且在沿着所述蜿蜒部第一部分的方向上延伸,
所述蜿蜒部第一部分在所述光轴方向上位于比所述蜿蜒部第二部分更接近所述平面部的一侧。
5.根据权利要求4所述的带抖动修正功能的光学单元,其特征在于,
所述柔性印刷基板具备从所述摄像头模块沿所述第一方向延伸的第一分支部分及第二分支部分,
所述第一分支部分及所述第二分支部分分别具备所述平面部及所述蜿蜒部,
所述第一分支部分和所述第二分支部分沿所述第二方向排列,且为以沿所述第一方向延伸的虚拟中心线为基准在所述第二方向上对称的形状。
6.根据权利要求5所述的带抖动修正功能的光学单元,其特征在于,
所述第一分支部分位于所述第二分支部分的所述第二方向的一侧,
在所述第一分支部分中,所述蜿蜒部第一部分与所述平面部的所述第二方向的一侧的端部连接,
在所述第二分支部分中,所述蜿蜒部第一部分与所述平面部的所述第二方向的另一侧的端部连接。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的带抖动修正功能的光学单元,其特征在于,
所述固定体具备:
第一基板固定部,所述第一基板固定部于在所述第一方向的一侧与所述摄像头模块分离的位置处在所述光轴方向上与所述柔性印刷基板重叠;以及
第二基板固定部,所述第二基板固定部在所述光轴方向上与所述第一基板固定部对置,
所述柔性印刷基板具备:
引出部,所述引出部固定于所述第一基板固定部并向所述固定体的外侧延伸;
被固定部,所述被固定部配置于所述引出部和所述蜿蜒部之间并固定于所述第二基板固定部;以及
挠曲部,所述挠曲部在所述第一基板固定部和所述第二基板固定部之间在与所述光轴交叉的方向上蜿蜒,同时沿所述光轴方向延伸。
8.根据权利要求7所述的带抖动修正功能的光学单元,其特征在于,
所述第二基板固定部是沿所述光轴方向凹陷的槽部,
所述被固定部与加强板一起插入到所述槽部。
9.根据权利要求7或8所述的带抖动修正功能的光学单元,其特征在于,
所述柔性印刷基板具备第一柔性基板和与所述第一柔性基板重叠的第二柔性基板,
在使所述柔性印刷基板折弯成大致直角的折弯部、形成于所述蜿蜒部的折回位置的弯曲部、所述引出部及所述被固定部,所述第一柔性基板和所述第二柔性基板被接合,
在除了所述折弯部、所述弯曲部、所述引出部及所述被固定部以外的部位,所述第一柔性基板和所述第二柔性基板不接合。
10.根据权利要求1~9中任一项所述的带抖动修正功能的光学单元,其特征在于,
具备形状保持部件,所述形状保持部件固定于所述柔性印刷基板折弯或弯曲的部位。
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