JP2017522615A - カメラ組立体 - Google Patents

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Abstract

カメラ組立体は、支持構造体（４）に支持されたレンズ組立体（２０）を備え、レンズ組立体は、オートフォーカス・アクチュエータ装置（２４）を含み、カメラ組立体は、光軸線に垂直な面内でレンズ組立体を動かすように配置された光学式画像安定化組立体（４０）を含む。支持構造体（４）とレンズ組立体（２０）の間に接続され、オートフォーカス・アクチュエータ装置（２４）への電気接続部を提供するフレキシブルプリント回路テープ（１０３）は、コーナー部のまわりで曲げられ、それによって、フレキシブルプリント回路テープ（１０３）が光軸線に垂直なレンズ組立体の動きに対応することが可能になる。レンズ組立体に接続され、形状記憶合金ワイヤ（８０）をかしめるかしめ板（６２）は、可撓性を低減するためにかしめ板の面外へ延びる機能部（６３）を有する。光学式画像安定化組立体の少なくとも一部は、光軸線に沿った方向でレンズ組立体と重複し、それによってカメラ組立体の高さが低減される。

Description

本発明は、オートフォーカス（ＡＦ：ａｕｔｏｆｏｃｕｓ）機能と光学式画像安定化（ＯＩＳ：ｏｐｔｉｃａｌ ｉｍａｇｅ ｓｔａｂｉｌｉｓａｔｉｏｎ）機能の両方を提供することが可能なカメラ組立体に関する。
本発明は、ＡＦ機能およびＯＩＳ機能を提供する構成要素の統合に関する。
例として、このタイプのカメラ組立体は、国際公開第２０１３／７５１９７号パンフレットおよび国際公開第２０１４／０８３３１８号パンフレットに開示されている。本明細書において開示するカメラ組立体では、ＡＦ機能よびＯＳＩ機能が以下のように提供される。
レンズ組立体は、焦点合わせを可能にするために、レンズキャリッジと、光軸線を有し、レンズのその光軸線に沿った動きを可能にするようにレンズキャリッジ上に支持される少なくとも１つのレンズと、レンズをレンズキャリッジに対して光軸線に沿って動かすように配置されたＡＦアクチュエータ装置とを備える。
レンズキャリッジは、光軸線に垂直な面内でのレンズ組立体の支持構造体に対する動きを可能にするように支持構造体上に支持される。ＯＩＳ組立体は、光軸線に垂直な前記面内でレンズキャリッジを支持構造体に対して動かすように配置される。国際公開第２０１３／７５１９７号パンフレットおよび国際公開第２０１４／０８３３１８号パンフレットでは、ＯＩＳ組立体は、動きを駆動するためのアクチュエータとして形状記憶合金（ＳＭＡ：ｓｈａｐｅ ｍｅｍｏｒｙ ａｌｌｏｙ）ワイヤを備えるが、一般的には他のタイプのアクチュエータを使用することも可能である。
たとえば国際公開第２０１３／７５１９７号パンフレットおよび国際公開第２０１４／０８３３１８号パンフレットに開示されるように、ＳＭＡアクチュエータワイヤは、焦点合わせ、ズームまたは光学式画像安定化（ＯＩＳ）を実施する小型カメラにおける使用が知られている。
［発明が解決しようとする課題］
本発明の第１の態様は、たとえば電力および制御信号を提供するために、ＡＦアクチュエータ装置への電気接続部を形成することに関する。ＡＦアクチュエータ装置は可動のレンズ組立体上に提供されるため、そうした電気接続部は、その動きに対応する必要がある。
この点に関して、国際公開第２０１４／０８３３１８号パンフレットは、ＯＩＳ組立体のサスペンションシステムによって、特にレンズ組立体を支持構造体に懸架する可撓体によって、電気接続部を形成することを開示している。これにより、ＡＦアクチュエータ装置への整然としたコンパクトな接続部が提供される。しかしながら、それには２つの電気リード線しか提供されていないが、より進歩的なＡＦシステムでは、たとえば接地および電力用のリード線に加えてセンシングおよび通信用のリード線を提供するなど、２つより多い接続部が必要とされるという不都合がある。
本発明の第１の態様によれば、
支持構造体と；
レンズキャリッジと、光軸線を有し、レンズのその光軸線に沿った動きを可能にするようにレンズキャリッジ上に支持される少なくとも１つのレンズと、レンズをレンズキャリッジに対して光軸線に沿って動かすように配置されたＡＦアクチュエータ装置とを備えるレンズ組立体であって、レンズキャリッジが、光軸線に垂直な面内でのレンズ組立体の支持構造体に対する動きを可能にするように支持構造体上に支持される、レンズ組立体と；
光軸線に垂直な前記面内でレンズキャリッジを支持構造体に対して動かすように配置されたＯＩＳ組立体と
を備えるカメラ組立体であって、
支持構造体とレンズ組立体の間に接続され、ＡＦアクチュエータ装置への電気接続部を提供するフレキシブルプリント回路テープをさらに備え、フレキシブルプリント回路テープはコーナー部のまわりで曲げられる、カメラ組立体が提供される。
したがって、ＡＦアクチュエータ装置への電気接続部を提供するために、支持構造体とレンズ組立体の間に接続されたフレキシブルプリント回路テープが使用される。フレキシブルプリント回路テープの使用によって、複数の、たとえば３つ以上の別個の電気接続部を提供することが可能になる。
しかしながら、フレキシブルプリント回路テープは、一般にＯＩＳ組立体によって駆動されるレンズキャリッジの支持構造体に対する動きへの対応が不十分である場合があることが認識されており、その理由は、そうした動きは一般に光軸線に垂直な面内で任意の方向になり得るが、フレキシブルプリント回路テープは通常、主にその表面に垂直なただ１つの方向に撓むためである。それに応じて、フレキシブルプリント回路テープは、コーナー部のまわりに曲げられた状態で配置される。したがって、フレキシブルプリント回路テープを、ＯＩＳ組立体によって光軸線に垂直な面内で任意の方向に駆動されるレンズキャリッジの支持構造体に対する動きに対応するように配置することができる。
場合により、コーナー部の各側面において、フレキシブルプリント回路テープに曲げ形成具を接続することができる。これによって、曲げ形成具がフレキシブルプリント回路テープの屈曲部を拘束し、たとえばフレキシブルプリント回路テープを塑性変形させて屈曲部を形成する必要なしに、フレキシブルプリント回路テープの歪みを低減することができるという利点がもたらされる。
あるいは、本発明の第１の態様によれば、ＯＩＳ機構と、ＡＦ機構を含むレンズ組立体とを備えるカメラ組立体が提供され、ＯＩＳ機構は、レンズ組立体をレンズ組立体の光軸線に垂直な面内で動かし、ＡＦ機構から外部の非可動部分への電気接続部は、コーナー部のまわりで曲げられたＦＰＣテープを備える。本発明の第１の態様の様々な特徴を、この代替形態にも適用することができる。
本発明の第２の態様は、複雑さ、および／または光軸線に沿った方向におけるカメラ装置の高さを低減することに関する。
本発明の第２の態様によれば、
支持構造体と；
レンズキャリッジと、光軸線を有し、レンズのその光軸線に沿った動きを可能にするようにレンズキャリッジ上に支持される少なくとも１つのレンズと、レンズをレンズキャリッジに対して光軸線に沿って動かすように配置されたＡＦアクチュエータ装置とを備えるレンズ組立体であって、レンズキャリッジが、光軸線に垂直な面内でのレンズ組立体の支持構造体に対する動きを可能にするように支持構造体上に支持される、レンズ組立体と；
光軸線に垂直な前記面内でレンズキャリッジを支持構造体に対して動かすように配置された、形状記憶合金ワイヤを備えるＯＩＳ組立体と
を備えるカメラ組立体であって、
ＯＩＳ組立体は、形状記憶合金ワイヤの一端をかしめる（クリンプする）、レンズ組立体に接続されたかしめ板を備え、かしめ板は、ある面内に延び、かしめ板の可撓性を低減するためにかしめ板のその面の外へ延びる少なくとも１つの機能部を備える、カメラ組立体が提供される。
したがって、本発明の第２の態様は、形状記憶合金ワイヤの一端をかしめるためにレンズ組立体に接続されたかしめ板を備えるＯＩＳ組立体の形状に関する。特にかしめ板は、かしめ板の面外へ延びる少なくとも１つの機能部を備える。そうした機能部によって、かしめ板の可撓性を低減することができる。可撓性の低減によって、ＯＩＳ組立体の設計を改善することが可能になると同時に、依然として製造中の処理を可能にする所望の量の剛性がもたらされるため、それは大きな利点をもたらす。
たとえば、いくつかの実施形態では、ＯＩＳ組立体に含まれ、かしめ板に接続される構成要素を少なくすることができ、それによって複雑さが低減される。
同様に、いくつかの実施形態では、たとえばかしめ板に接続される構成要素を減らすこと、および／またはかしめ板もしくはそれに取り付けられる構成要素の厚さを低減することによって、ＯＩＳ組立体を、光軸線に沿った方向における高さがより低くなるように形成することが可能になる。そうした高さの低減は、小型化の要求がさらに高まっている多くのカメラ装置において重要である。
あるいは、本発明の第２の態様によれば、ＯＩＳ機構と、ＡＦ機構を含むレンズ組立体とを備えるカメラ組立体が提供され、ＯＩＳ機構は、レンズ組立体をレンズ組立体の光軸線に垂直な面内で動かし、レンズ組立体は、ＯＩＳ機構のＳＭＡワイヤを取り付けるかしめ部へ延びる平板でＯＩＳ機構に取り付けられる。本発明の第２の態様の様々な特徴を、この代替形態にも適用することができる。
本発明の第３の態様は、光軸線に沿った方向におけるカメラ装置の高さを低減することに関する。
本発明の第３の態様によれば、
支持構造体と；
レンズキャリッジと、光軸線を有し、レンズのその光軸線に沿った動きを可能にするようにレンズキャリッジ上に支持される少なくとも１つのレンズと、レンズをレンズキャリッジに対して光軸線に沿って動かすように配置されたＡＦアクチュエータ装置とを備えるレンズ組立体であって、レンズキャリッジが、光軸線に垂直な面内でのレンズ組立体の支持構造体に対する動きを可能にするように支持構造体上に支持される、レンズ組立体と；
光軸線に垂直な前記面内でレンズキャリッジを支持構造体に対して動かすように配置された、形状記憶合金ワイヤを含むＯＩＳ組立体と
を備えるカメラ組立体であって、
ＯＩＳ組立体の少なくとも一部は、光軸線に沿った方向においてレンズ組立体と重複する、カメラ組立体が提供される。
そのように設けられる重複によって、光軸線に沿った方向におけるカメラ装置の高さが低減される。そうした高さの低減は、小型化の要求がさらに高まっている多くのカメラ装置において重要である。
あるいは、本発明の第３の態様によれば、ＯＩＳ機構と、ＡＦ機構を含むレンズ組立体とを備えるカメラ組立体が提供され、ＯＩＳ機構は、レンズ組立体をレンズ組立体の光軸線に垂直な面内で動かし、レンズ組立体およびＯＩＳ機構は、光軸線の方向において重複する。本発明の第３の態様の様々な特徴を、この代替形態にも適用することができる。
より適切な理解を可能にするために、次に本発明の実施形態を、添付図面を参照ながら非限定的な例によって説明する。
カメラ組立体の概略的な断面図である。 カメラ組立体のＯＩＳ組立体の斜視図である。 金属製容器が取り外された状態のカメラ組立体の斜視図である。 カメラ組立体のフレキシブルプリント回路テープの斜視図である。 フレキシブルプリント回路テープに接続するための曲げ形成具の平面図である。 フレキシブルプリント回路テープに接続された曲げ形成具の斜視図である。 代替的な曲げ形成具の斜視図である。 レンズ組立体における接続の代替的形態を伴う、金属製容器が取り外された状態のカメラ組立体の斜視図である。 かしめ板およびレンズ組立体の部分断面図である。 カメラ組立体の比較例の概略的な断面図である。 図１０の比較例と比べて高さの低減を実現したカメラ組立体の概略的な断面図である。 図１０の比較例と比べて高さの低減を実現したカメラ組立体の概略的な断面図である。
図１にカメラ組立体１を示すが、図１は光軸線Ｏに沿って得られる断面図である。以下に記載するいくつかの違いを除き、カメラ組立体１は、参照により本明細書に組み込まれている国際公開第２０１４／０８３３１８号パンフレットの図１〜１０に記載されたカメラ装置のような構造を有する。簡略にするために、本明細書ではカメラ組立体について簡潔に説明するが、さらに詳しくは国際公開第２０１４／０８３３１８号パンフレットを参照されたい。
カメラ組立体１は、ＯＩＳ組立体４０によって支持構造体４上に支持されたレンズ組立体２０を備える。
支持構造体４は、その上に取り付けられた画像センサ６を支持する。支持構造体４は基部５を備え、画像センサ６は基部５の表側に取り付けられる。基部５の裏側には、ＩＣ（集積回路）チップ３０およびジャイロスコープセンサ３１も取り付けられる。支持構造体４は、封止と保護のために、カメラ組立体１、特にＯＩＳ組立体４０を収容する金属製容器７も備える。
レンズ組立体２０は、光軸線Ｏに沿って配置された２つのレンズ２２を支持する円筒体の形のレンズキャリッジ（レンズ運び台）２１を備えるが、一般に１つまたは複数の任意の数のレンズ２２を提供することができる。カメラ組立体１は、レンズ２２の直径が１０ｍｍ以下の小型カメラである。
レンズ組立体２０は、画像センサ６に画像の焦点を合わせるように配置される。画像センサ６は画像を取り込み、たとえばＣＣＤ（電荷結合デバイス）またはＣＭＯＳ（相補型金属酸化物半導体）デバイスなど、任意の適切なタイプのものとすることができる。
レンズ２２は、焦点合わせを行うために光軸線Ｏに沿ってレンズキャリッジ２１に対して可動であるように、以下の方法でレンズキャリッジ２１上に支持される。
レンズ２２はレンズホルダ２３に固定され、レンズホルダ２３自体は、光軸線Ｏに沿ったレンズホルダ２３の動き、したがってレンズ２２の動きを可能にするようにレンズキャリッジ２１上に支持される。この例では、すべてのレンズ２２がレンズホルダ２３に固定されているが、一般的にはレンズ２２の１つまたは複数をレンズキャリッジ２１に固定し、したがって、光軸線Ｏに沿ってレンズキャリッジ２１に対して動かないようにし、レンズ２２の少なくとも１つをレンズホルダ２３に固定しておくことができる。
レンズ組立体２０は、オートフォーカス・アクチュエータ装置２４も備え、オートフォーカス・アクチュエータ装置２４は、レンズキャリッジ２１とレンズホルダ２３の間に提供され、レンズホルダ２３およびレンズ２２の光軸線Ｏに沿ったレンズキャリッジ２１に対する動きを駆動するように配置される。オートフォーカス・アクチュエータ装置２４は、たとえばそれぞれが参照によって本明細書に組み込まれ、完全な説明のために参照される国際公開第２００７／１１３４７８号パンフレット、国際公開第２００８／０９９１５６号パンフレットまたは国際公開第２００９／０５６８２２号パンフレットのいずれか１つに詳しく記載されるようなボイスコイルモータ（ＶＣＭ）またはＳＭＡアクチュエータワイヤの配列など、任意の適切なタイプとすることができる。
ＯＩＳ組立体４０は、矢印ＸおよびＹによって示される光軸線Ｏに垂直な面内でレンズ組立体２０の支持構造体４に対する動きを可能にするように、レンズキャリッジ２１、したがって全体としてレンズ組立体２０を支持する。ＯＩＳ組立体４０は、動作時に、その面内でレンズ組立体２０を支持構造体４に対して動かす。そうした動きは、画像センサ６上に形成される画像を動かす効果を有する。これを用いてＯＩＳを可能にし、たとえば手振れによって引き起こされるカメラ組立体１の画像の動きを補償する。
ＯＩＳ組立体４０の構造を図２に示し、次にそれについて記載する。
ＯＩＳ組立体４０は、（ａ）レンズ組立体２０、特にレンズキャリッジ２１に接続された可動プラットホーム６０（図１に概略的に示し、以下においてさらに詳しく説明する）と、（ｂ）支持構造体４の一部を形成し、基部５に接続された支持板５０とを備える。
可動プラットホーム６０は、複数の球体７５および２つの撓みアーム６７によって支持板５０上に支持される。支持板５０は凹部７４を有し、その中にそれぞれの球体７５が配置され、横から保持される。
この例では３つの球体７５が提供されているが、一般に任意の数の球体７５を提供することが可能である。可動プラットホーム６０と支持板５０の相対的な傾きを防止するために、少なくとも３つの球体７５を提供することが好ましい。支持板５０が傾かないように支持するには３つの球体７５で十分であり、３つの球体７５を用意することは、共通の面内で各球体７５との点接触を維持するために必要な許容差を緩和するという利点を有する。たとえば対称的な設計を可能にする４つの球体７５など、３つより多い球体７５を使用することも可能であろう。
球体７５は、光軸線Ｏに垂直な面内でカメラレンズ組立体２０の支持構造体４に対する動きを可能にする回転軸受として働く。球体７５は球形とすること、または一般に可動プラットホーム６０および支持板５０に支承され、動作時に前後および周囲に転がることが可能な湾曲面を有する任意の回転要素とすることができる。
可動プラットホーム６０および支持板５０はそれぞれ、接着剤によって接合された絶縁体層および金属層の積層構造を有する。絶縁体層は、たとえばプリント回路に一般的に使用されるポリイミド材料であるカプトンのようなポリマー材料など、任意の適切な電気絶縁材料で作ることができる。接着剤は、たとえば接着剤を含浸させたカプトンまたは接合される表面間の両面接着剤など、任意の適切な形とすることができる。
撓みアーム６７はそれぞれ、可動プラットホーム６０と支持板５０の間に延びる。各撓みアーム６７は、撓みアーム６７の静止端に基部取付部品６８を備える。基部取付部品６８は、支持板５０に、したがって全体として支持構造体４に取り付けられる。取付けは、はんだによって実施することができる。
各撓みアーム６７は、撓みアーム６７の可動端で可動取付部品６９と一体成形される。可動取付部品６９は、可動プラットホーム６０に重ね合わされた平板であり、したがってカメラレンズ組立体２０に取り付けられる。可動取付部品６９は球体７５に支承され、それによって、球体７５は支持構造体４とカメラレンズ組立体２０の間に配設され、回転軸受として働く。
撓みアーム６７は、その機械的機能をもたらすために以下のように配置される。各撓みアーム６７は、支持構造体４とカメラレンズ組立体２０の間に接続された細長いビームである。
撓みアーム６７は、本来備わっているその弾力によって、支持構造体４およびカメラレンズ要素２０を球体７５に対して偏倚させ、その偏倚力が光軸線Ｏに平行に加えられる。これによって球体７５との接触が維持される。同時に、撓みアーム６７を横方向に偏向させ、光軸線Ｏに直交する支持構造体４に対するカメラレンズ組立体２０の前記動きを可能にし、ＯＩＳ機能を可能にすることができる。
撓みアーム６７は、やはり本来備わっているその弾力によって、カメラレンズ組立体２０を中心位置に向かって偏倚させる横方向の偏倚力を与える。結果として、カメラレンズ組立体２０の横方向の動きが駆動されない場合、カメラレンズ組立体２０は、駆動なしでも中心位置に向かうようになる。
撓みアーム６７は、光軸線Ｏに沿って球体７５に適切な保持力を与え、かつ横方向の偏倚力によって横方向の動きも可能するために、以下のように設計される。横方向の偏倚力の大きさは、ＯＩＳを妨げないほどに十分なだけ低く保たれるが、駆動なしでもカメラレンズ組立体２０を中央に置くのに十分なだけ高い。
各撓みアーム６７は、光軸線Ｏに直交する平均の幅が光軸線Ｏに平行なその平均の厚さより大きい断面を有する。各撓みアーム６７は、光軸線ＯのまわりにＬ字形に延びるが、一般に撓みアーム６７の端部間で測定したとき、角度の大きさが少なくとも９０度であることが望ましい。
ＯＩＳ組立体４０が製造された状態において、撓みアーム６７はその弛緩状態から偏向され、支持構造体４およびカメラレンズ組立体２０を球体７５に対して偏倚させるプレローディング力を与える。
撓みアーム６７は、優れた軸受を実現し、所望の機械的特性を与え、かつ導電性である適切な材料で作られる。通常、材料は、たとえばステンレス鋼などの鋼など比較的高い降伏を有する金属である。
ＯＩＳ組立体４０は、支持構造体４の一部を形成する支持板５０と、レンズ組立体２０に接続された可動プラットホーム６０との間に延びる合計４つのＳＭＡアクチュエータワイヤ８０をさらに備える。
ＳＭＡアクチュエータワイヤ８０は、支持板５０の重ね合わされた層の１つである層５２内に形成されたかしめ部（クリンプ部）５１によって、支持板５０の一端に接続される。
ＳＭＡアクチュエータワイヤ８０は、かしめ板（クリンプ板）６２内に形成されたかしめ部（クリンプ部）６１によって、可動プラットホーム６０の他の端部に接続される。かしめ板６２は、可動プラットホーム６０の重ね合わされた層の１つであり、したがってレンズ組立体２０に接続される。以下にさらに詳しく論じる理由により、かしめ部６１は、レンズ組立体２０に向かう方向にかしめ板の面外へ延びるように成形される。かしめ板６２は、かしめ部６１をレンズ組立体２０に向かう方向にかしめ板の面より上に位置決めする段差６４と共に成形される。
かしめ板６２は、ある面内に延びる。その可撓性を低減するために、かしめ板６２は、かしめ板６２の面外へ延びる複数の機能部（フィーチャ）６３を備える（一般に、１つまたは複数の任意の数のそうした機能部を提供することができる）。この場合、機能部６３は、かしめ板６２の面外へ曲げられたタブであるが、一般に機能部６３は別の形を有することが可能である。有利には、製造中の位置合わせおよび接着剤の塗布のために、機能部６３を用いることもできる。
可撓性の低減によって、ＯＩＳ組立体の設計を改善することが可能になると同時に、依然として製造中の処理を可能にする所望の量の剛性がもたらされるため、かしめ板６２の可撓性の低減は大きな利点をもたらす。たとえばかしめ板６２、および撓みアーム６７と一体形成された可動取付部品６９などの可動プラットホーム６０の構成要素を、他の方法よりも薄く製造することができる。同様に、可動プラットホーム６０を、他の方法より少数の重ね合わされた構成要素によって形成することができる。たとえば国際公開第２０１４／０８３３１８号パンフレットは、可動板がインターフェース板を有する配置を開示しているが、このカメラ組立体１ではインターフェース板を省くことができる。これによって、複雑さおよび光軸線Ｏに沿った方向におけるカメラ装置１の高さを低減することが可能になる。
かしめ部５１および６１は、複数のＳＭＡアクチュエータワイヤ８０をかしめて（クリンプして）、それらを機械的に、場合により接着剤の使用によって強化して保持する。
ＳＭＡアクチュエータワイヤ８０のそれぞれは、引っ張られた状態に保持され、それによって、可動プラットホーム６０と支持板５０の間に光軸線Ｏに垂直な方向に力が加えられる。
ＳＭＡアクチュエータワイヤ８０は、以下のような光軸線Ｏを囲む配置を有する。ＳＭＡアクチュエータワイヤ８０のそれぞれは、レンズ組立体２０の１つの側面に沿って対称的な配置で配置される。隣接する側面上のＳＭＡアクチュエータワイヤ８０の各対を考えると、図２に示すように、隣接する端部では、ＳＭＡアクチュエータワイヤの両方が、支持板５０または可動プラットホーム６０に接続される。たとえば、図２のＳＭＡアクチュエータワイヤ８０の最も下側の対は、それらの隣接する端部で支持板５０に取り付けられ、図２のＳＭＡアクチュエータワイヤ８０の最も左側の対は、それらの隣接する端部で可動プラットホーム６０に取り付けられている。結果として、ＳＭＡアクチュエータワイヤ８０の組み合わせた動作によって、光軸線Ｏに垂直な面内の任意の方向の動きを駆動することができる。隣接する側面上のＳＭＡアクチュエータワイヤ８０の任意の対による動作によって、可動プラットホーム６０は、支持板５０に対してＳＭＡアクチュエータワイヤ８０のその対と交差する方向に動かされる。たとえば、図２のＳＭＡアクチュエータワイヤ８０の最も下側の対が収縮すると、図２の方向ＸおよびＹと交差する方向の動きが駆動されるなどである。適切なＳＭＡアクチュエータワイヤ８０の動作によって、任意の方向の動きを実現することができる。
結果として、光軸線Ｏに垂直な面内における動きの範囲内の任意の位置までレンズ組立体２０を支持組立体４に対して動かすように、ＳＭＡアクチュエータワイヤ８０を選択的に駆動することが可能になる。動きの範囲の大きさは、ＳＭＡアクチュエータワイヤ８０の通常の動作パラメータの範囲内では、ＳＭＡアクチュエータワイヤ８０の幾何学的形状および収縮の範囲に依存する。
光軸線Ｏに垂直な支持組立体４に対するレンズ組立体２０の位置は、ＳＭＡアクチュエータワイヤ８０の温度を選択的に変えることによって制御される。これは、抵抗加熱をもたらす選択的な駆動電流をＳＭＡアクチュエータワイヤ８０に通すことによって実現される。加熱は、駆動電流によって直接的に行われる。冷却は、ＳＭＡアクチュエータワイヤ８０を伝導、対流およびその周囲への放射によって冷やすように、駆動電流を減少または停止させることによって行われる。通常は最大数ヘルツの周波数で起こる手振れを補償するには、ＳＭＡアクチュエータワイヤ８０の迅速な加熱および冷却が必要である。焦点合わせおよびズームの用途では、迅速な応答も求められる。このため、ＳＭＡアクチュエータワイヤ８０は比較的細く、通常は２５μｍ程度の直径を有するが、それは、そうした細いワイヤはきわめて迅速に加熱および冷却されるためである。
カメラ組立体１のＳＭＡアクチュエータワイヤ８０の制御は、ＩＣチップ３０に実装され、ＳＭＡアクチュエータワイヤ８０のそれぞれに接続された制御回路によって実施される。制御回路は、ＯＩＳを実施する駆動信号を発生させ、それをＳＭＡアクチュエータワイヤ８０に供給する。駆動信号はジャイロスコープセンサ３１の出力信号に基づいて生成され、ジャイロスコープセンサ３１は、レンズ組立体２０の角速度を検知し、それによってカメラ組立体１の振動を検知する振動センサとして働く。制御は、国際公開第２０１４／０８３３１８号パンフレットに記載されるように実施することが可能であり、さらに詳しくはそれを参照されたい。
またＩＣチップ３０に実装される制御回路は、図３および４に示すように、支持構造体４とレンズ組立体２０の間に物理的に接続されたフレキシブルプリント回路（ＦＰＣ：ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）テープ１０３を介してＡＦアクチュエータ装置２４に電気的に接続され、以下のように配置される。
支持構造体４は、方向Ｘを横断して延びるカメラ組立体１の第１の側面に、基部５に沿って配置された入力用伝導性タブ１０２を有する。ＩＣチップ３０に実装された制御回路からの制御信号および外部電源からの電力は、入力用伝導性タブ１０２に供給される。同様に、レンズ組立体２０に固定された可動プラットホーム６０は、第１の側面に隣接し、方向Ｙを横断して延びるカメラ組立体１の第２の側面に配置された出力用伝導性タブ１０４を有する。
ＦＰＣテープ１０３は、入力用伝導性タブ１０２と出力用伝導性タブ１０４の間に物理的および電気的に接続される。この例では、ＦＰＣテープによって、入力用伝導性タブ１０２と出力用伝導性タブ１０４の間に４つの別個の電気接続部が提供されているが、一般に任意の数の接続部を提供することができる。出力用伝導性タブ１０４は、ＡＦアクチュエータ装置２４に接続され、それに制御信号および電力を供給する。場合により、センサ信号を、ＦＰＣテープ１０３上の電気接続部を通して反対方向に、ＡＦアクチュエータ組立体２４からＩＣチップ３０に実装された制御回路へ供給することもできる。
ＦＰＣテープ１０３は、従来形の構造を有することができ、たとえばポリイミド、ＰＥＥＫまたはポリエステルのようなプラスチックなど、適切な材料で作られたフレキシブル基板を含む。
ＦＰＣテープ１０３は、入力用伝導性タブ１０２から第１の側面に沿って延び、次いでコーナー部１０５のまわりで曲げられた後、第２の側面に沿って出力用伝導性タブ１０４まで延びる。
フレキシブルプリント回路テープは、コーナー部１０５のまわりで曲げられた状態で配置されるため、光軸線Ｏに垂直な面内の任意の方向におけるレンズ組立体２０の支持構造体４に対する動きに対応する。ＦＰＣテープは通常、その表面に垂直なただ１つの方向に撓み、その表面を横断する方向またはその長さに沿った他の方向の動きに抵抗する。しかしながら、ＦＰＣテープ１０３が曲げられているため、ＦＰＣテープ１０３のコーナー部１０５の各側面上の２つの部分が、最小限の歪みで異なる方向の動きに対応することができる。すなわち、ＦＰＣテープ１０３の第１の側面上の部分は、レンズ組立体２０の方向Ｘの動きに対応することができ、ＦＰＣテープ１０３の第２の側面上の部分は、レンズ組立体２０の方向Ｙの動きに対応することができる。
この例では、コーナー部１０５は９０度のものであり、光軸線Ｏに平行な軸に沿って延びている。これは、光軸線Ｏに垂直な面内でのレンズ組立体２０の支持構造体４に対する動きへの最適な対応を可能にするため有利であるが、コーナー部のまわりに屈曲部を有する他の構成も同様の効果をもたらすことができる。
場合により、ＦＰＣテープ１０３は、図４〜６に示すような曲げ形成具１０６に接続することができるが、図３では、分かりやすくするために曲げ形成具１０６を示していない。曲げ形成具１０６は、コーナー部１０５の各側面でＦＰＣテープ１０３に接続される。
より具体的には、曲げ形成具１０６は、２つの取付部１０８および架橋部１０９を備えるように成形される。図６で最も良く理解されるように、取付部１０８は、コーナー部１０５の各側面上の隔てられた位置でＦＰＣテープ１０３に接続される。架橋部１０９は、ＦＰＣテープ１０３の外側で取付部１０８間に延び、したがってＦＰＣテープ１０３には接続されない。
図７に示す代替的な形態では、曲げ形成具１０６は、ＦＰＣテープ１０３の両側のＦＰＣテープ１０３の外側で取付部１０８間に延びる２つの架橋部１０９を備えることができる。
曲げ形成具１０６は、ＦＰＣテープ１０３の曲げを拘束し、コーナー部１０５の位置を正確に定める。特にＦＰＣテープ１０３を塑性変形させる必要なしに、コーナー部１０５を形成することができる。これにより、他の方法ではコーナー部１０５によって生じる可能性があるＦＰＣテープ１０３の歪みが低減される。同様に、曲げ形成具１０６は、ＦＰＣテープ１０３のコーナー部１０５の各側面上の２つの部分を平坦に保ち、テープが弓状に曲がり、金属製容器７の壁と接触して動きを妨げることを防止する。
曲げ形成具１０６は、有利には金属から形成することができるが、一般的にはたとえばプラスチックなど、適切な構造特性をもたらす任意の材料を使用することができる。
曲げ形成具１０６は、たとえば金属シートなどのシートから形成することができる。この場合、曲げ形成具１０６は、最初は平坦とし、次いで架橋部１０９を軸１０７に沿って塑性変形させ、ＦＰＣテープ１０３への接続後、軸１０７をコーナー部１０５に平行にすることによって成形することができる。
図３および４には、可動プラットホーム６０上に水平に位置する出力用伝導性タブ１０４が示されている。通常、出力用伝導性タブ１０４は、ＡＦアクチュエータ組立体２４への接続を容易にするために、ＯＩＳ組立体４０の上側部分に形成される。図８に示す代替形態のように、ＦＰＣテープ１０３は、カスタムタブ１１０に接続するためのコネクタタブ１０９を備えることができ、カスタムタブ１１０は、レンズ組立体２０のレンズキャリッジ２１の外面上に提供され、したがって垂直に位置する。この場合、レンズ組立体２０は、ＦＰＣ１０３のコネクタタブ１０９を支承することができる。製造時には、カスタムタブ１１０を支承するレンズ組立体２０が、ＦＰＣテープ１０３を支承するＯＩＳ組立体４０に取り付けられ、次いでＦＰＣ１０３のコネクタタブ１０９が、レンズ組立体２０上のカスタムタブ１１０に接続される。
次に、図９に示すように、かしめ板６２を段差６４と共に成形し、かしめ部６１をレンズ組立体２０に向かう方向にかしめ板６２の面Ｐより上に位置決めする理由について論じる。これは、ＯＩＳ組立体４０の一部が光軸線Ｏに沿った方向でレンズ組立体２０と重複し、ＯＩＳ組立体のその重複部分がＳＭＡアクチュエータワイヤ８０を含むように、レンズ組立体２０をＯＩＳ組立体４０に対して移動させた結果である。重複部は、レンズホルダ２３およびレンズキャリッジ２１も含む。そのような重複する配置は、レンズ組立体をＯＩＳ組立体の上に単純に積み重ねた国際公開第２０１４／０８３３１８号パンフレットに開示されるカメラと対照的である。
本明細書において、光軸線Ｏに沿った重複の方向への言及は、重複、すなわち光軸線Ｏに垂直に見たときの重複が生じる方向というその通常の意味を有する。結果として、光軸線Ｏに沿った方向におけるカメラ装置１の高さを低減することができる。小型化の要求がさらに高まっているため、そうした高さの低減がきわめて重要である。高さは、デバイスの厚さの低減が要求される多くの電子デバイス、たとえばスマートフォンなどにおいて特に重要である。高さの低減は、光軸線Ｏに垂直な実装面積の増加を犠牲にして実現されるが、一般に高さを低減することの方が重要である。
次に、カメラ組立体１のための代替的な構造を示す図１０〜１２を参照して、同様の重複によって同様の高さの低減を実現する、カメラ組立体１のためのいくつかの他の代替的な構造について記載する。以下に記載する変更を除き、代替的な構造のそれぞれにおいてカメラ組立体１はこれまでに論じたものと同じ配置を有しており、共通の構成要素には共通の参照番号が用いられる。特に図１０〜１２は、支持板５０、可動プラットホーム６０、ＳＭＡアクチュエータワイヤ８０および球体７５を備えるＯＩＳ組立体４０を示している。支持板５０および可動プラットホーム６０は、複数の重ね合わされた層を備えるように示されており、その層には、ＳＭＡアクチュエータワイヤ８０をかしめるかしめ部６１を含むかしめ板６２が含まれる。図１０〜１２の構造では、かしめ板６２は段差６４なしで形成され、したがって、かしめ部６１はかしめ板６２の残りの部分の面内に位置する。
図１０は、国際公開第２０１４／０８３３１８号パンフレットと同様の方法でレンズ組立体２０をＯＩＳ組立体４０の上に積み重ねた比較例のカメラ組立体１の構造を示している。結果として、ＯＩＳ組立体４０はレンズ組立体２０と重複していない。図１０は、支持板５０および可動プラットホーム６０が環状であり、レンズ組立体２０からの光がそれを通して画像センサ（図１０には示さず）に伝えられる開口部１１１を囲むことを示している。かしめ板６２およびＳＭＡアクチュエータワイヤ８０は、支持板５０および可動プラットホーム６０の積層スタックに沿って（光軸線Ｏに沿ってレンズ組立体２０に向かう方向において）球体７５より高い位置にある。
図１１は、ＯＩＳ組立体４０の一部が光軸線Ｏに沿った方向においてレンズ組立体２０と重複するカメラ組立体１の構造を示している。この場合、ＯＩＳ組立体４０のその重複部分は、ＳＭＡアクチュエータワイヤ８０および可動プラットホーム６０を含むが、球体７５および支持板５０は含まない。この重複に対応するために、可動プラットホーム６０は、その最上層として段差１１５を有する架台（クレードル）１１４を備え、段差１１５は、架台１１４の残りの部分から光軸線Ｏに沿った方向にレンズ組立体２０から離れるようにオフセットされ、その上にレンズ組立体２０が取り付けられる。図１１は、光軸線Ｏに沿ったＯＩＳ組立体４０とレンズ組立体２０の部分的な重複を示している。これによって高さが少し低減され、実装面積がある程度増加し、レンズ組立体２０の外にある可動プラットホーム６０に対応するようになる。
図１２は、球体７５および支持板５０を含むＯＩＳ組立体４０のすべてが光軸線Ｏに沿った方向においてレンズ組立体２０と重複するカメラ組立体１の構造を示している。この場合、ＯＩＳ組立体４０は、ほぼ完全にレンズ組立体２０の外にある。図１１は、光軸線Ｏに沿ったＯＩＳ組立体４０とレンズ組立体２０の全体的な重複を示している。この重複に対応するために、可動プラットホーム６０は、段差１１５が架台１１４の残りの部分からさらに大きいオフセットを形成することを除き、図１１のものと同様の構成の架台１１４を含む。球体７５は通常は約０．６ｍｍであるが、その場合、約１ｍｍの高さの低減を実現することができるため、この構造によってきわめて著しい高さの節減が可能になる。
１ カメラ組立体
４ 支持構造体
５ 基部
６ 画像センサ
７ 金属製容器
２０ レンズ組立体
２１ レンズキャリッジ
２２ レンズ
２３ レンズホルダ
２４ オートフォーカス・アクチュエータ装置
３０ ＩＣチップ
３１ ジャイロスコープセンサ
４０ ＯＩＳ組立体
５０ 支持板
５１ かしめ部
５２ 層
６０ 可動プラットホーム
６１ かしめ部
６２ かしめ板
６３ 機能部
６４ 段差
６７ 撓みアーム
６８ 基部取付部品
６９ 可動取付部品
７４ 凹部
７５ 球体
８０ ＳＭＡアクチュエータワイヤ
１０２ 入力用伝導性タブ
１０３ ＦＰＣテープ
１０４ 出力用伝導性タブ
１０５ コーナー部
１０６ 曲げ形成具
１０７ 軸
１０８ 取付部
１０９ コネクタタブ
１０９ 架橋部
１１０ カスタムタブ
１１１ 開口部
１１４ 架台
１１５ 段差
Ｏ 光軸線
Ｐ 面

Claims (24)

  1. カメラ組立体であって、
    支持構造体と、
    レンズキャリッジ、少なくとも１つのレンズ、及びオートフォーカス・アクチュエータ装置を備えるレンズ組立体であって、前記レンズは、光軸線を有し、前記レンズの光軸線に沿った前記レンズの動きを可能にするように前記レンズキャリッジ上に支持され、前記オートフォーカス・アクチュエータ装置は、前記レンズを前記レンズキャリッジに対して前記光軸線に沿って動かすように配置されており、前記光軸線に垂直な面内での該レンズ組立体の前記支持構造体に対する動きを可能にするように、前記レンズキャリッジが前記支持構造体上に支持される、レンズ組立体と、
    前記光軸線に垂直な前記面内で前記レンズキャリッジを前記支持構造体に対して動かすように配置された光学式画像安定化組立体と、を備えるカメラ組立体であって、
    前記支持構造体と前記レンズ組立体の間に接続され、前記オートフォーカス・アクチュエータ装置への電気接続部を提供するフレキシブルプリント回路テープをさらに備え、前記フレキシブルプリント回路テープはコーナー部のまわりで曲げられる、カメラ組立体。
  2. 前記フレキシブルプリント回路テープは、９０度のコーナー部のまわりで曲げられる、請求項１に記載のカメラ組立体。
  3. 前記フレキシブルプリント回路テープは、前記光軸線に平行な軸に沿って延びるコーナー部のまわりで曲げられる、請求項１または２に記載のカメラ組立体。
  4. 前記コーナー部の各側面で前記フレキシブルプリント回路テープに接続される曲げ形成具をさらに備える、請求項１から３のいずれか一項に記載のカメラ組立体。
  5. 前記曲げ形成具は金属で作られる、請求項１から４のいずれか一項に記載のカメラ組立体。
  6. 前記曲げ形成具は、前記コーナー部の各側面上の隔てられた位置で前記フレキシブルプリント回路テープに接続される２つの取付部と、前記取付部間に延び、前記フレキシブルプリント回路テープに接続されない少なくとも１つの架橋部とを備える、請求項５に記載のカメラ組立体。
  7. 前記少なくとも１つの架橋部は、前記フレキシブルプリント回路テープの外側で前記取付部間に延びる、請求項６に記載のカメラ組立体。
  8. 前記少なくとも１つの架橋部は、前記フレキシブルプリント回路テープの両側の前記フレキシブルプリント回路テープの外側で前記取付部間に延びる２つの架橋部を含む、請求項７に記載のカメラ組立体。
  9. 前記曲げ形成具は、前記架橋部を塑性変形させたシートから形成される、請求項６から８のいずれか一項に記載のカメラ組立体。
  10. 前記光学式画像安定化組立体は形状記憶合金ワイヤを備える、請求項１から９のいずれか一項に記載のカメラ組立体。
  11. 前記支持構造体に取り付けられた画像センサをさらに備える、請求項１から１０のいずれか一項に記載のカメラ組立体。
  12. 前記少なくとも１つのレンズは１０ｍｍ以下の直径を有する、請求項１から１１のいずれか一項に記載のカメラ組立体。
  13. カメラ組立体であって、
    支持構造体と、
    レンズキャリッジ、少なくとも１つのレンズ、及びオートフォーカス・アクチュエータ装置を備えるレンズ組立体であって、前記レンズは、光軸線を有し、前記レンズの光軸線に沿った前記レンズの動きを可能にするように前記レンズキャリッジ上に支持され、前記オートフォーカス・アクチュエータ装置は、前記レンズを前記レンズキャリッジに対して前記光軸線に沿って動かすように配置されており、前記光軸線に垂直な面内での該レンズ組立体の前記支持構造体に対する動きを可能にするように、前記レンズキャリッジが前記支持構造体上に支持される、レンズ組立体と、
    形状記憶合金ワイヤを備える光学式画像安定化組立体であって、前記形状記憶合金ワイヤは、前記光軸線に垂直な前記面内で前記レンズキャリッジを前記支持構造体に対して動かすように配置されている、光学式画像安定化組立体と、を備えるカメラ組立体であって、
    前記光学式画像安定化組立体は、前記レンズ組立体に接続されたかしめ板を備え、前記かしめ板は、前記形状記憶合金ワイヤの一端をかしめており、前記かしめ板は、ある面内を延び、少なくとも１つの機能部を備え、前記機能部は、前記かしめ板の可撓性を低減するために前記かしめ板の前記面の外へ延びる、カメラ組立体。
  14. 前記少なくとも１つの機能部は複数の機能部を含む、請求項１３に記載のカメラ組立体。
  15. 前記少なくとも１つの機能部は、前記かしめ板の前記面外へ曲げられた少なくとも１つのタブを含む、請求項１３または１４に記載のカメラ組立体。
  16. 前記支持構造体に取り付けられた画像センサをさらに備える、請求項１３から１５のいずれか一項に記載のカメラ組立体。
  17. 前記少なくとも１つのレンズは１０ｍｍ以下の直径を有する、請求項１３から１６のいずれか一項に記載のカメラ組立体。
  18. カメラ組立体であって、
    支持構造体と、
    レンズキャリッジ、少なくとも１つのレンズ、及びオートフォーカス・アクチュエータ装置を備えるレンズ組立体であって、前記レンズは、光軸線を有し、前記レンズの光軸線に沿った前記レンズの動きを可能にするように前記レンズキャリッジ上に支持され、前記オートフォーカス・アクチュエータ装置は、前記レンズを前記レンズキャリッジに対して前記光軸線に沿って動かすように配置され、前記光軸線に垂直な面内での該レンズ組立体の前記支持構造体に対する動きを可能にするように、前記レンズキャリッジが前記支持構造体上に支持される、レンズ組立体と、
    形状記憶合金ワイヤを備える光学式画像安定化組立体であって、前記形状記憶合金ワイヤは、前記光軸線に垂直な前記面内で前記レンズキャリッジを前記支持構造体に対して動かすように配置されている、光学式画像安定化組立体と、を備えるカメラ組立体であって、
    前記光学式画像安定化組立体の少なくとも一部は、前記光軸線に沿った方向において前記レンズ組立体と重複する、カメラ組立体。
  19. 前記光学式画像安定化組立体の前記レンズ組立体と重複する部分は、前記形状記憶合金ワイヤを含む、請求項１８に記載のカメラ組立体。
  20. 前記光学式画像安定化組立体は、前記支持構造体と前記レンズ組立体の間で軸受機能を実施するように配置された球体を備え、前記光学式画像安定化組立体の前記レンズ組立体と重複する部分は、前記球体を含む、請求項１８または１９に記載のカメラ組立体。
  21. 前記光学式画像安定化組立体は、前記レンズ組立体に接続されたかしめ板を備え、前記かしめ板は、前記形状記憶合金ワイヤの一端をかしめるかしめ部を備え、前記かしめ板はある面内に延び、前記かしめ板は、前記かしめ部を前記レンズ組立体に向かう方向に前記かしめ板の前記面より上に位置決めするように成形される、請求項１８から２０のいずれか一項に記載のカメラ組立体。
  22. 前記光学式画像安定化組立体は、可動プラットホームを備え、前記可動プラットホームは、かしめ板を含み、前記かしめ板は、前記形状記憶合金ワイヤの一端および架台をかしめており、前記架台は、前記架台の残りの部分から前記光軸線に沿った方向に前記レンズ組立体から離れるようにオフセットされた段差を有し、前記段差に前記レンズ組立体が接続される、請求項１８から２３のいずれか一項に記載のカメラ組立体。
  23. 前記支持構造体に取り付けられた画像センサをさらに備える、請求項１８から２２のいずれか一項に記載のカメラ組立体。
  24. 前記少なくとも１つのレンズは１０ｍｍ以下の直径を有する、請求項１８から２３のいずれか一項に記載のカメラ組立体。
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