JP2019148699A - 羽根駆動ユニット及び撮像用モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】羽根駆動装置の薄型化が進んだ場合、磁性部材はコイルと重ならないように配置する必要があり、磁性部材を配置するスペースの確保がさらに難しくなる。【解決手段】光軸が貫通する開口が設けられる筐体を有する羽根駆動ユニットにおいて、開口に進退する羽根と、羽根を動作させる駆動部材と、筐体に固定されるコイルと、コイルに対向して駆動部材に固定されるマグネットと、マグネットを吸引する磁性体と、コイルに通電するフレキシブル回路基板とを備え、フレキシブル回路基板は、前記コイルに接続される端部を有し、光軸から見て、コイルは磁性体と端部との間に配置される。【選択図】図１

Description

本発明は、羽根駆動ユニット及び、羽根駆動ユニットとレンズ駆動ユニットを備えた撮像用モジュールに関するものである。

従来、羽根と連結される駆動リングに永久磁石を嵌合し、その永久磁石と対向する位置に配置されたコイルに通電することで、羽根を駆動させる羽根駆動装置が知られている。この羽根駆動装置では、磁性部材で永久磁石を吸引することで、駆動リングの位置を非通電で保持することができる（下記特許文献１参照）。

特開２０１２−７３３８３号公報

従来の羽根駆動装置において、非通電で駆動リングを異なる位置で保持するためには複数の磁性部材が必要になり、コイルの周辺には複数の磁性部材が配置されることになる。ところが、コイルの周辺には自身への給電に必要なフレキシブルプリント配線板などが配置されるため、磁性部材を配置するための平面的なスペースを確保することが難しくなる。特に、羽根駆動装置の薄型化が進んだ場合、磁性部材はコイルと重ならないように配置する必要があり、磁性部材を配置するスペースの確保がさらに難しくなる。

このような課題を解決するために、本発明は、以下の構成を具備するものである。
光軸が貫通する開口が設けられる筐体を有する羽根駆動ユニットにおいて、前記開口に進退する羽根と、該羽根を動作させる駆動部材と、前記筐体に固定されるコイルと、前記コイルに対向して前記駆動部材に固定されるマグネットと、前記マグネットを吸引する磁性体と、前記コイルに通電するフレキシブル回路基板とを備え、前記フレキシブル回路基板は、前記コイルに接続される端部を有し、光軸から見て、前記コイルは前記磁性体と前記端部との間に配置されることを特徴とする羽根駆動ユニット。

本発明の実施形態に係る撮像用モジュールを示した斜視図である。 本発明の実施形態に係る撮像用モジュールのレンズ駆動ユニットと羽根駆動ユニットを分離した状態を示した斜視図である。 本発明の実施形態に係る撮像用モジュールの説明図（（ａ）が平面図、（ｂ）が（ａ）におけるＡ−Ａ断面図）である。 羽根駆動ユニットの分解斜視図である。 羽根駆動ユニットの動作状態（開状態）を示した説明図（（ａ）が羽根の状態を示した説明図、（ｂ）が駆動部材の状態を示した説明図）である。 羽根駆動ユニットの動作状態（閉状態）を示した説明図（（ａ）が羽根の状態を示した説明図、（ｂ）が駆動部材の状態を示した説明図）である。 羽根駆動ユニットにおけるコイルと磁性体（ヨーク）とフレキシブル回路基板の配置状態を示した説明図である。 撮像用モジュールを備えた電子機器（携帯情報端末）を示した説明図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の説明で、異なる図における同一符号は同一機能の部位を示しており、各図における重複説明は適宜省略する。

図１〜図３に示すように、撮像用モジュール１は、レンズ駆動ユニット１０と羽根駆動ユニット２０を備えており、レンズ駆動ユニット１０の前面側に羽根駆動ユニット２０が組み付けられている。

レンズ駆動ユニット１０は、単数又は複数のレンズＬを保持するレンズ枠１２を備えており、図示省略しているが、レンズ枠１２を光軸Ｏ方向に沿って移動する駆動手段（例えば、電磁駆動アクチュエータ）を備えている。また、レンズ駆動ユニット１０は、レンズＬの光軸Ｏに直交する前面部１１Ａを有する枠体１１を備えている。枠体１１は、前述したレンズ枠１２や駆動手段を覆う部材であって、図２に示すように、前面側に開口１１Ｂを有する前面部１１Ａが設けられ、開口１１Ｂからレンズ枠１２の前端部１２Ａが突出するように配置されている。

羽根駆動ユニット２０は、レンズＬの光軸Ｏが貫通する開口２０Ａを有し、この開口２０Ａに対して進退する羽根を備えている。羽根は、具体例は後述するが、レンズＬに入り込む光の光量や波長などを調整する部材であって、絞り部材、シャッタ部材、フィルタ部材などとして機能するものである。羽根は、単数であっても２枚上の複数であっても良い。この羽根駆動ユニット２０は、レンズ駆動ユニット１０における枠体１１の前面部１１Ａに取り付けられる筐体２１（前筐体２２とベース筐体２３）を具備している。

そして、撮像用モジュール１は、レンズ駆動ユニット１０の前面部１１Ａが、光軸Ｏの周囲に羽根駆動ユニット２０の筐体２１を支持した状態で、光軸Ｏの周囲に分散した露出面Ｆを有している。具体的には、レンズ駆動ユニット１０における枠体１１の前面部１１Ａが矩形の平面形状を有しており、羽根駆動ユニット２０の筐体２１が略円形の平面形状を有していることで、矩形平面形状の前面部１１Ａの四隅周辺に露出面Ｆが形成されている。

このような撮像用モジュール１は、レンズ駆動ユニット１０の前面部１１Ａに羽根駆動ユニット２０を支持した状態で、前面部１１Ａに露出面Ｆが形成されていることで、この露出面Ｆ上の空間を利用して、緩衝部材などを配置することが可能になる。これによって、羽根駆動ユニット２０の上に緩衝部材を重ねて配置する場合と比較して、緩衝部材を含めた撮像用モジュール１の総厚を小さくすることが可能になる。

また、撮像用モジュール１における羽根駆動ユニット２０は、羽根を駆動する駆動手段が収容された筐体２１が光軸Ｏの周囲に配置されている。これによって、羽根駆動ユニット２０の筐体２１が、レンズ駆動ユニット１０の前面部１１Ａの外側に突出する部分を小さく抑えることが可能になり、撮像用モジュール１の光軸Ｏに交差する方向の平面的な設置占有面積を省スペース化することが可能になる。特に、図示の例では、図３（ａ）に示すように、レンズ駆動ユニット１０の前面部１１Ａの平面領域内に、羽根駆動ユニット２０の筐体２１が収められているので、撮像用モジュール１の平面的な設置占有面積をレンズ駆動ユニット１０の設置スペース内に収めることができる。

更には、前述した前面部１１Ａ上の露出面Ｆが、光軸周りに分散されていることで、緩衝部材を光軸Ｏの周りに分散配置することができる。これによって、撮像用モジュール１を電子機器内で安定的に保持することができるようになり、電子機器内で撮像用モジュール１の光学性能を適正に維持することが可能になる。

以下、撮像用モジュール１における羽根駆動ユニット２０の詳細を説明する。羽根駆動ユニット２０は、筐体２１が前筐体２２とベース筐体２３によって構成されており、その内部には、図４に示すように、羽根２４、開口板２５、駆動部材３０、マグネット３１、コイル３２、フレキシブル回路基板３３の一部が配置されている。

前筐体２２は、中央に開口２２Ａを備え、周縁部に結合孔２２Ｂを備えている。これに対して、ベース筐体２３は、中央にレンズ枠１２の前端部１２Ａが挿入される開口２３Ａを備え、開口２３Ａの外側周囲に支持底面２３Ｄを備えている。また、ベース筐体２３は、前筐体２２の結合孔２２Ｂに嵌合する結合突起２３Ｂと、羽根２４を軸支する軸支部２３Ｃを備えている。

羽根２４は、この例では２枚配置されており、光軸Ｏの周囲に点対称に配置されている。２枚の羽根２４は、開口板２５の開口２０Ａに重なることで、開口２０Ａの光透過面積を縮小する絞り機能を有している。羽根２４の基部２４Ａには、軸支孔２４Ｂと連結孔２４Ｃが設けられており、軸支孔２４Ｂにベース筐体２３の軸支部２３Ｃが挿入され、連結孔２４Ｃに駆動部材３０の連結突起３０Ａが挿入される。ここでは２枚の羽根２４を示しているが、羽根２４は単数枚であっても、それぞれが駆動部材３０に連結される３枚以上の複数枚であっても良い。

駆動部材３０は、ベース筐体２３の支持底面２３Ｄにて光軸Ｏ周りに摺動自在に配置されている。また、駆動部材３０は、開口２３Ａの周囲に環状に配置され、光軸Ｏに対する軸対称位置に、マグネット３１が配置されるマグネット支持部３０Ｂを一対備えている。また、駆動部材３０は、マグネット支持部３０Ｂとは光軸周りに略９０°離れた位置であって光軸Ｏに対する軸対称位置に、連結突起３０Ａを配置している。連結突起３０Ａは、開口板２５の孔部２５Ｐを介して、羽根２４の連結孔２４Ｃに挿入される。

また、ベース筐体２３には、ヨーク（磁性体）３４が配置されると共に、フレキシブル回路基板３３の接続端子部３３Ｂが配置され、ベース筐体２３に固定されるコイル３２の引き出し線が接続端子部３３Ｂに接続されている。

図５及び図６は、羽根駆動ユニット２０における羽根２４の動きと駆動部材３０の動作を示している。フレキシブル回路基板３３の入力端子部３３Ａに駆動電流を入力すると、コイル３２が通電され、コイル３２に対向するマグネット３１に加わる電磁駆動力で、駆動部材３０は、図５（ｂ）に示した状態と図６（ｂ）に示した状態との間で、開口２３Ａの周りを摺動する。この駆動部材３０の摺動によって、２枚の羽根２４は、図５（ａ）に示した開状態と図６（ａ）に示した閉状態との間で連続的或いは段階的に駆動される。

図７は、図６における駆動部材３０及びマグネット３１を取り除いた状態を示している。図示のように、ベース筐体２３（筐体２１）において開口２３Ａの周囲に配置されるフレキシブル回路基板３３は、開口２３Ａの周りに二又に分かれて左右に２つの端部３３Ｒ，３３Ｌを有しており、その端部３３Ｒ，３３Ｌにそれぞれコイル３２が接続されている。

そして、開口２３Ａを貫通する光軸からみて、コイル３２は、ヨーク（磁性体）３４と端部３３Ｒ（３３Ｌ）との間に配置されている。これによって、ヨーク（磁性体）３４が、コイル３２及びフレキシブル回路基板３３の端部３３Ｒ，３３Ｌと重ならないように配置されることになる。これによって、羽根２４の全開および全閉の２状態をヨーク（磁性体）３４によって無通電で保持できるとともに、部品同士の重なりが少なくなるため、羽根駆動ユニット２０の薄型化が可能になる。

このような羽根駆動ユニット２０は、ベース筐体２３の開口２３Ａにレンズ枠１２の前端部１２Ａを挿入した状態で、レンズ駆動ユニット１０における枠体１１の前面部１１Ａ上に支持される。これによると、枠体１１の前面部１１Ａから前方に突出している前端部１２Ａが羽根駆動ユニット２０の筐体２１内に収容されることになり、レンズ枠１２の突出空間が、羽根駆動ユニット２０をレンズ駆動ユニット１０上に設置する際の光軸方向のスペースに利用されることになる。これによって、前端部１２Ａの挿入分だけ撮像用モジュール１の光軸方向の総厚を小さくすることが可能になる。

図８は、撮像用モジュール１を備えた撮像装置１００を搭載した電子機器である携帯情報端末２００を示している。撮像用モジュール１を備えた撮像装置１００は、絞り量などの光学調整を行うことができるので、小型であっても高品質の画像を得ることができ、また、光軸方向に沿った厚さを抑えた薄型化が可能になり、また、光軸に直交する平面方向の設置面積を抑えた省スペース化が可能になる。

このような撮像装置１００を搭載したスマートホンなどの携帯情報端末２００は、撮像装置１００の設置占有スペースが小さくなるので、携帯性の高い薄型の機器を実現することができる。また、撮像装置１００の開口が小口径の場合にも、この開口に対して絞り量等を調整することによって、高品質の画像を得ることができ、携帯情報端末２００において表示又は情報伝送できる画像の質を高めることができる。ここでは、携帯電子機器の一例を示したが、撮像用モジュール１は、撮像機能を備える各種の電子機器に搭載させることができる。

また、電子機器内の撮像用モジュール１は、レンズ駆動ユニット１０の設置面積内でその上に羽根駆動ユニット２０を配置したコンパクトな形態でありながら、前面部１１Ａにおける光軸周りに分散した露出面Ｆ上に緩衝部材を配置することができる。これによって、設置占有スペースの省スペース化を可能にしながら、電子機器内での安定した設置が可能になり、撮像用モジュール１の光学性能を電子機器内で適正に維持することが可能になる。

なお、本実施形態では、羽根駆動ユニット２０はレンズ駆動ユニット１０の前面部１１Ａに取り付けられているが、他の実施形態では、レンズ枠１２に取り付けられていてもよい。すなわち、羽根駆動ユニット２０はレンズ駆動ユニット１０の前面部１１Ａ側に配置されていればよい。このようにすることで、例えば、レンズ枠１２が光軸方向に移動する場合、羽根駆動ユニット２０も同時に動かすことができる。

また、フレキシブル回路基板３３の入力端子部３３Ａとレンズ駆動ユニット１０の端子とが異なる辺で基板等に接続されるようにしている。この場合、基板等においてレンズ駆動ユニット１０用の端子と羽駆動ユニット２０用の端子とを異なる位置に設けられる。一方、他の実施形態では、フレキシブル回路基板３３の入力端子部３３Ａとレンズ駆動ユニット１０の端子とが同一の辺で、基板等に接続されるようにしてもよい。この場合、基板等に設けられる端子の数を減らすことができる。

以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。また、上述の各実施の形態は、その目的及び構成等に特に矛盾や問題がない限り、互いの技術を流用して組み合わせることが可能である。

１：撮像用モジュール，
１０：レンズ駆動ユニット，１１：枠体，１１Ａ：前面部，１１Ｂ：開口，
１２：レンズ枠，１２Ａ：前端部，
２０：羽根駆動ユニット，２０Ａ：開口，
２１：筐体，２２：前筐体，２２Ａ：開口，２２Ｂ：結合孔，
２３：ベース筐体，２３Ａ：開口，２３Ｂ：結合突起，
２３Ｃ：軸支部，２３Ｄ：支持底面，
２４：羽根，２４Ａ：基部，２４Ｂ：軸支孔，２４Ｃ：連結孔，
２５：開口板（地板），２５Ｐ：孔部，
３０：駆動部材，３０Ａ：連結突起，３０Ｂ：マグネット支持部，
３１：マグネット，３２：コイル，
３３：フレキシブル回路基板，３３Ａ：入力端子部，３３Ｂ：接続端子部，
３３Ｒ，３３Ｌ：端部，
３４：ヨーク（磁性体），１００：撮像装置，２００：電子機器，
Ｌ：レンズ，Ｏ：光軸，Ｆ：露出面

Claims (8)

1. 光軸が貫通する開口が設けられる筐体を有する羽根駆動ユニットにおいて、
   前記開口に進退する羽根と、
   該羽根を動作させる駆動部材と、
   前記筐体に固定されるコイルと、
   前記コイルに対向して前記駆動部材に固定されるマグネットと、
   前記マグネットを吸引する磁性体と、
   前記コイルに通電するフレキシブル回路基板とを備え、
   前記フレキシブル回路基板は、前記コイルに接続される端部を有し、
   光軸から見て、前記コイルは前記磁性体と前記端部との間に配置されることを特徴とする羽根駆動ユニット。
2. 前記駆動部材は、前記筐体の開口の周囲に環状に配置されていることを特徴とする請求項１記載の羽根駆動ユニット。
3. 前記羽根は、前記光軸の周りに複数配置されており、それぞれが前記駆動部材に連結されていることを特徴とする請求項２に記載の羽根駆動ユニット。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載の羽根駆動ユニットと、
   レンズの光軸に直交する前面部を有する枠体を備え、前記前面部側に前記羽根駆動ユニットが配置されるレンズ駆動ユニットとを備え、
   前記前面部は、前記光軸の周囲に前記筐体状態で、前記光軸の周囲に分散した露出面を有することを特徴とする撮像用モジュール。
5. 前記筐体は、前記前面部の平面領域内に収められていることを特徴とする請求項４記載の撮像用モジュール。
6. 前記前面部は、矩形の平面形状を有し、前記筐体は、略円形の平面形状を有することを特徴とする請求項４又は５記載の撮像用モジュール。
7. 前記レンズ駆動ユニットは、前記筐体の開口内に前記端部が挿入されるレンズ枠を備えることを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項記載の撮像用モジュール。
8. 請求項４〜７のいずれか１項に記載の撮像用モジュールを備えた電子機器。

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