CN118112864A - 光学单元 - Google Patents

Abstract

一种光学单元，其将具有光学模块的可动体支撑为能够相对于固定体摆动，不使摆动范围变窄而使光轴方向的厚度变薄。光学单元具备：可动体(20)，其具有光学模块(22)；固定体(10)；以及万向架机构(30)，其以与光轴方向交叉的至少一个方向为旋转轴将可动体支撑为能够相对于固定体旋转，光学模块(22)在比固定体更向被摄体侧突出的部分(22A)中，宽度方向上的从光轴(AX)到端部的边的距离(L)在第一方向和第二方向上不同，万向架机构具有：与固定体连接的固定体侧脚部(30A)；与可动体连接的可动体侧脚部(30B)；以及设置有固定体侧脚部和可动体侧脚部的平板部(30C)，平板部相对于可动体配置在被摄体相反侧。

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，使用各种各样的光学单元。其中，使用将具备光学模块的可动体支撑为能够相对于固定体摆动的光学单元。例如，在专利文献1中，公开了一种光学单元，其具有万向架机构，将具备光学模块的可动体支撑为能够相对于固定体摆动。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：WO2019-221038号公报

发明内容

在以往的将具备光学模块的可动体支撑为能够相对于固定体摆动的光学单元中，一般在被摄体侧设置有万向架机构。在万向架机构设置在被摄体侧的结构中，由于光学单元设置在被摄体侧，因而必须避开光学单元配置万向架机构。在这样的结构中，若想要可动体相对于固定体的摆动范围不变窄，则为了避免结构上不能说坚固的万向架机构与可动体及固定体碰撞，必须增大光学单元的光轴方向上的厚度。其中，作为光学单元的可动体，在使用关于与光轴交叉的宽度方向上的从光轴到端部的边的距离在宽度方向中的第一方向和第二方向上不同的可动体相对于固定体的旋转轴非对称的结构的情况下，必须特别增大光学单元的光轴方向上的厚度。因此，本发明的目的在于，在将具有光学模块的可动体支撑为能够相对于固定体摆动的光学单元中，不使摆动范围变窄而使光轴方向的厚度变薄。

本发明的光学单元具备：可动体，其具有光学模块；固定体；以及万向架机构，其以与沿着所述光学模块的光轴的光轴方向交叉的至少一个方向为旋转轴，将所述可动体支撑为能够相对于所述固定体旋转，所述光学模块在比所述固定体更向所述光学模块的被摄体侧突出的部分，在与所述光轴交叉的宽度方向上的从所述光轴到端部的边的距离在所述宽度方向中的第一方向和第二方向上不同，所述万向架机构具有：固定体侧脚部，其与所述固定体连接；可动体侧脚部，其与所述可动体连接；以及平板部，其设置有所述固定体侧脚部及所述可动体侧脚部，所述平板部相对于所述可动体配置在所述光轴方向上的与所述被摄体侧相反的被摄体相反侧。

根据本发明，在将具有光学模块的可动体支承为能够相对于固定体摆动的光学单元中，能够不使摆动范围变窄地使光轴方向的厚度变薄。

附图说明

图1是本发明一实施例的光学单元的立体图。

图2是图1的光学单元的分解立体图。

图3是图1的光学单元的分解立体图，是从与图2不同的方向观察的图。

图4是图1的光学单元的立体图，是示出拆下罩部和光学模块的状态的图。

图5是图1的光学单元的剖视图，是示出拆下光学模块的状态的图。

图6是图1的光学单元的光学模块的立体图。

具体实施方式

以下，使用图1至图6说明本发明一实施例的光学单元1。在各图中，Z轴方向是光轴方向，X轴方向是与光轴AX交叉的方向，换言之是偏转的轴方向，Y轴方向是与光轴AX交叉的方向，换言之是俯仰的轴方向。另外，在Z轴方向中，箭头所朝向的方向即+Z方向是被摄体侧的方向，与箭头所朝向的方向相反的方向即-Z方向是与被摄体侧相反侧的被摄体相反侧的方向。另外，在本说明书中，将与Z轴方向交叉的方向作为宽度方向，X轴方向及Y轴方向均相当于宽度方向中的一个方向。

本实施例的光学单元1具备：可动体20，其具备光学模块22；以及固定体10，其在与光学模块22的光轴方向(Z轴方向)交叉的周围方向上包围可动体20。另外，本实施例的光学单元1具备作为摆动支撑机构的万向架机构30，该万向架机构30以与光轴方向交叉的方向(X轴方向及Y轴方向)为摆动轴将可动体20支撑为能够相对于固定体10摆动。而且，本实施例的光学单元1A具备旋转驱动机构，该旋转驱动机构具有配置在固定体10上的线圈61和配置在与可动体20中的线圈61(线圈61A及线圈61B)相对的位置上的磁铁21(磁铁21A及21B)。另外，线圈61设置在安装于固定体10的柔性扁平电缆(FFC)60的内侧。

＜光学单元的整体结构＞

首先，对本实施例的光学单元1的整体结构进行说明。本实施例的光学单元1可优选用于照相机或智能手机等。这是因为，本实施例的光学单元1能够紧凑地构成，能够紧凑地构成照相机或智能手机。但是，本实施例的光学单元1不限定于照相机或智能手机，能够不特别限定用途地用于各种装置。

如图1至图4所示，本实施例的光学单元1具备可动体20，该可动体20具备设有透镜23等的光学模块22。另外，具备固定体10，该固定体10具备：壳体部10A，其在与光学模块22的光轴方向(Z轴方向)交叉的周围方向上包围可动体20；罩部10B，其能够在可动体20收纳于壳体部10A的状态下从-Z方向覆盖壳体部10A；以及罩部10C，其能够在可动体20收纳于壳体部10A的状态下从+Z方向以使光学模块22的一部分露出的状态覆盖壳体部10A。另外，在可动体20与固定体10之间具备万向架机构30，该万向架机构30具有与固定体10连接的固定体侧脚部30A、与可动体20连接的可动体侧脚部30B、设置有固定体侧脚部30A及可动体侧脚部30B的平板部30C。万向架机构30具有弹性，以X轴方向和Y轴方向为摆动轴将可动体20支撑为能够相对于固定体10摆动。

＜可动体＞

如图4等所示，可动体20形成为大致长方体。光学模块22被保持在可动体20的内部，配置成透镜23的形成部分从可动体20的+Z方向的面突出的状态。另外，在+X方向上的可动体20的侧面设有磁铁21A，该磁铁21A构成作为使可动体20相对于固定体10可动的驱动部的旋转驱动机构。另外，在+Y方向上的可动体20的侧面设有构成旋转驱动机构的磁铁21B。在此，磁铁21A及磁铁21B均为同样的构成。另外，磁铁21A及磁铁21B、光学模块22也可以视为构成可动体20的一部分。

＜固定体＞

如图1至图4所示，固定体10形成为大致长方体。固定体10由罩部10B和罩部10C从Z轴方向包围可动体20，由壳体部10A从与Z轴方向交叉的方向包围可动体20。在此，在固定体10的+Z方向侧的罩部10C上，设置有使光学模块22的透镜23的形成部分通过的孔部11。

另外，在固定体10的+X方向侧的侧面和+Y方向侧的侧面设置有构成旋转驱动机构的线圈61。这些线圈61配置在与磁铁21A及磁铁21B相对的位置。在此，与磁铁21A相对的位置的线圈61A和与磁铁21B相对的位置的线圈61B为同样的结构。

＜万向架机构＞

万向架机构30具有外形为矩形的平板部30C、作为与固定体10及可动体20连接的连接部的固定体侧脚部30A及可动体侧脚部30B。固定体侧脚部30A及可动体侧脚部30B形成于矩形的平板部30C的四角，其中，对角线上的两个连接部即固定体侧脚部30A以能够摆动的方式连接于固定体10，另一对角线上的两个连接部即可动体侧脚部30B以能够摆动的方式连接于可动体20。另外，作为万向架机构30，可以没有特别限定地使用以往在光学单元中使用的一般的万向架机构。另外，本实施例的光学单元1是通过万向架机构30能够使可动体20相对于固定体10沿偏转轴方向及俯仰轴方向摆动的结构，但也可以是进一步设置与万向架机构30不同的机构等而能够使可动体20相对于固定体10沿滚动方向摆动的结构。

＜旋转驱动机构＞

接着，对旋转驱动机构进行说明，如上所述，磁铁21A和磁铁21B为同样的结构，并且配置在与磁铁21A及磁铁21B相对的位置的两个线圈61A及线圈61B为同样的结构。如图1至图4所示，本实施例的光学单元1中，作为旋转驱动机构，具有由磁铁21A和线圈61A构成的俯仰轴摆动机构以及由磁铁21B和线圈61B构成的偏转轴摆动机构。但是，并不限定于这样的结构，也可以是仅具备俯仰轴摆动机构和偏转轴摆动机构中的任一方的结构。而且，也可以设置能够使可动体20相对于固定体10在滚动方向上摆动的滚动轴摆动机构。

＜连接部＞

如图2、图3及图5所示，本实施例的光学单元1具有将万向架机构30相对于固定体10及可动体20可摆动地连接的连接部80。具体而言，作为连接部80，具有从光轴方向观察时向内侧突出地安装有球体81A的固定体连接部80A以及从光轴方向观察时向内侧突出地安装有球体81B的可动体连接部80B。固定体连接部80A安装于万向架机构30的固定体侧脚部30A，配置在固定体10的矩形框状的壳体部10A的四个角中的相对的两个部位。并且，可动体连接部80B安装于万向架机构30的可动体侧脚部30B，配置在矩形框状的可动体20的四个角中的相对的两个部位。

在此，在固定体侧脚部30A上设有收纳球体81A的凹部32A，在可动体侧脚部30B上设有收纳球体81B的凹部32B。另外，壳体部10A和可动体20配置成四个角的位置对齐，两个固定体连接部80A和两个可动体连接部80B在该四个角各配置1个。连接部80以这种结构相对于固定体10及可动体20支撑万向架机构30。

在此，暂时总结一下，本实施例的光学单元1具备：可动体20，其具有光学模块22；以及固定体10，其在可动体20的与光学模块22的被摄体侧即+Z方向侧相反的被摄体相反侧即-Z方向侧具有罩部10B。另外，具备万向架机构30，其以与沿着光学模块22的光轴AX的光轴方向即Z轴方向交叉的至少一个方向即X轴方向及Y轴方向为旋转轴相对于固定体10可旋转地支撑可动体20。

在此，如图1及图6所示，在本实施例的光学单元1中，光学模块22在比固定体10更向被摄体侧突出的部分22A中，与光轴AX交叉的宽度方向上的从光轴AX到端部的边的距离L在宽度方向中的第一方向(X轴方向)的距离L1与第二方向(Y轴方向)的距离L2不同。在使用这种异形结构的可动体20的情况下，特别是要扩大摆动范围时，光轴方向的厚度容易变厚。因此，在本实施例的光学单元1中，万向架机构30具有与固定体10连接的固定体侧脚部30A、与可动体20连接的可动体侧脚部30B以及设有固定体侧脚部30A和可动体侧脚部30B的平板部30C，平板部30C相对于可动体20配置在光轴方向上的与被摄体侧(+Z方向侧)相反的被摄体相反侧(-Z方向侧)。另外，在本实施例中，将第一方向作为X轴方向，将第二方向作为Y轴方向，但也可以将第一方向作为Y轴方向，将第二方向作为X轴方向。

在此，从光轴AX到端部的边的距离L是指，从与光轴正交的方向观察突出的部分22A时，到能够判断为大致构成边的部分的最短距离，从与光轴正交的方向观察突出的部分22A时，到大致构成角部的部分的距离除外。另外，第一方向的距离L1与第二方向的距离L2不同是指，第一方向的距离L1与第二方向的距离L2明显不同，第一方向的距离L1与第二方向的距离L2大致相同的情况除外。因此，在突出的部分22A的结构从与光轴正交的方向观察为大致正多边形或正圆形的情况下，排除光轴AX位于其中心附近的情况。另外，在本实施例中，作为异形结构的可动体20，突出的部分22A的结构从与光轴正交的方向观察为大致长方形，但并不限定于这样的结构。

这样，本实施例的光学单元1使用光学模块22的突出的部分22A的在与光轴AX交叉的宽度方向上的从光轴AX到端部的边的距离L在宽度方向中的第一方向和第二方向上不同的可动体20，但如图2至图5所示，万向架机构30的平板部30C相对于可动体20配置在光轴方向上的与光学模块22的被摄体侧相反的被摄体相反侧。本实施例的光学单元1通过采用这样的结构，虽然减小了可动体20与固定体10的光轴方向的间隙G，但能够在该间隙G中配置万向架机构30。因此，本实施例的光学单元1能够在不使可动体20相对于固定体10的摆动范围变窄的情况下使光轴方向的厚度变薄。

特别是，在异形结构的可动体20中，在第一方向上的距离L1为第二方向上的距离L2的1.3倍以上的情况下，特别优选采用上述说明的万向架机构30的结构。这是因为，在第一方向上的距离L1为第二方向上的距离L2的1.3倍以上的情况下，若采用万向架机构30的平板部30C相对于可动体20配置在光轴方向上的光学模块22的被摄体侧的结构，则特别是光学单元1在光轴方向上大型化。

另外，如上所述，在本实施例的光学单元1中，固定体10在被摄体相反侧具有罩部10B，如图5等所示，万向架机构30配置在比罩部10B更靠被摄体侧的位置。通过采用这种结构，本实施例的光学单元1能够将万向架机构30收纳在固定体10的框体内部(光轴方向上的壳体部10A的范围内)，能够使光学单元1的光轴方向的厚度特别薄。另外，通过采用这样的结构，能够使万向架机构30不伸出到固定体10的框体外部，因此能够降低损伤万向架机构30的可能性。

在此，在本实施例的光学单元1中，如图4及图5所示，可动体20具有在光轴方向上比万向架机构30更靠被摄体相反侧的凸部24，在可动体20相对于固定体10超过规定的旋转范围而旋转时，凸部24在万向架机构30与罩部10B抵接之前先与罩部10B抵接。通过采用这样的结构，本实施例的光学单元1能够抑制结构上不能说坚固的万向架机构30与罩部10B抵接。

另外，在本实施例的光学单元1中，万向架机构30由金属构成。由于金属的散热性高，因此通过采用这样的结构，本实施例的光学单元1在连续使用光学单元1等情况下，即使具有光学模块22的可动体20升温，也能够将可动体20的热量释放到外部。

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来实现。例如，为了解决上述课题的一部分或全部，或者为了实现上述效果的一部分或全部，可以适当地替换或组合与发明内容部分记载的各方式中的技术特征对应的实施例中的技术特征。另外，如果其技术特征在本说明书中没有作为必须的内容进行说明，则可以适当地删除。

最后，下面将全面描述本发明。

(1)

一种光学单元，具备：可动体，其具有光学模块；固定体；以及万向架机构，其以与沿着所述光学模块的光轴的光轴方向交叉的至少一个方向为旋转轴，将所述可动体支撑为能够相对于所述固定体旋转，所述光学模块在比所述固定体更向所述光学模块的被摄体侧突出的部分，与所述光轴交叉的宽度方向上的从所述光轴到端部的边的距离在所述宽度方向中的第一方向和第二方向上不同，所述万向架机构具有：与所述固定体连接的固定体侧脚部；与所述可动体连接的可动体侧脚部；以及设置有所述固定体侧脚部及所述可动体侧脚部的平板部，所述平板部相对于所述可动体配置在所述光轴方向上的与所述被摄体侧相反的被摄体相反侧。

(2)

在上述(1)所述的光学单元中，所述第一方向上的所述距离为所述第二方向上的所述距离的1.3倍以上。

(3)

在上述(1)或(2)所述的光学单元中，所述固定体在所述被摄体相反侧具有罩部，所述万向架机构配置在比所述罩部更靠所述被摄体侧的位置。

(4)

在上述(3)所述的光学单元中，所述可动体具有位于比所述万向架机构更靠所述被摄体相反侧的位置的凸部，在所述可动体相对于所述固定体超过规定的旋转范围而旋转时，所述凸部在所述万向架机构与所述罩部抵接之前先与所述罩部抵接。

(5)

在上述(1)至(4)中任一项所述的光学单元中，所述万向架机构由金属构成。

符号说明

1…光学单元；10…固定体；10A…壳体部；10B…罩部；10C…罩部；11…孔部；20…可动体；21…磁铁；21A…磁铁；21B…磁铁；22…光学模块；22A…突出的部分；23…透镜；24…凸部；30…万向架机构；30A…固定体侧脚部；30B…可动体侧脚部；30C…平板部；31…孔部；32A…凹部；32B…凹部；60…FFC；61…线圈；61A…线圈；61B…线圈；80A…固定体连接部；80B…可动体连接部；81A…球体；81B…球体；AX…光轴；C1…中心位置；C2…中心位置；G…间隙。

Claims (5)

1.一种光学单元，其特征在于，具备：

可动体，该可动体具有光学模块；

固定体；以及

万向架机构，该万向架机构以与沿着所述光学模块的光轴的光轴方向交叉的至少一个方向为旋转轴，将所述可动体支撑为能够相对于所述固定体旋转，

所述光学模块在比所述固定体更向所述光学模块的被摄体侧突出的部分，在与所述光轴交叉的宽度方向上的从所述光轴到端部的边的距离在所述宽度方向中的第一方向和第二方向上不同，

所述万向架机构具有：与所述固定体连接的固定体侧脚部；与所述可动体连接的可动体侧脚部；以及设置有所述固定体侧脚部及所述可动体侧脚部的平板部，

所述平板部相对于所述可动体配置在所述光轴方向上的与所述被摄体侧相反的被摄体相反侧。

2.根据权利要求1所述的光学单元，其特征在于，

所述第一方向上的所述距离为所述第二方向上的所述距离的1.3倍以上。

3.根据权利要求1或2所述的光学单元，其特征在于，

所述固定体在所述被摄体相反侧具有罩部，

所述万向架机构配置在比所述罩部更靠所述被摄体侧的位置。

4.根据权利要求3所述的光学单元，其特征在于，

所述可动体具有位于比所述万向架机构更靠所述被摄体相反侧的位置的凸部，

在所述可动体相对于所述固定体超过规定的旋转范围而旋转时，在所述万向架机构与所述罩部抵接之前，所述凸部先与所述罩部抵接。

5.根据权利要求1或2所述的光学单元，其特征在于，

所述万向架机构由金属构成。