JP6997334B2 - ペリスコープレンズモジュールに適用されるプリズム装置及びペリスコープレンズモジュール - Google Patents

Description

本発明は、光学結像の技術分野に関し、特に携帯電話等の携帯電子機器内に適用されるペリスコープレンズモジュールに適用されるプリズム装置に関する。

近年、スマートフォン、タブレットコンピュータのような携帯端末機にはいずれも高性能レンズモジュールが搭載されている。この高性能レンズモジュールは、一般的に自動防振機能を有する。従来技術では、自動防振機能を実現する構成は、通常電磁式駆動装置を用いており、電磁式駆動装置は、磁石及びコイルを備え、コイルに通電してプリズムの回転を制御し、プリズムの角度の補正を図る。しかしながら、電磁式駆動装置は外部電磁界の干渉を受けやすく、磁石を用いることによってレンズモジュール全体重量が増え、コストが高くなる。

従って、上記問題を解決するために、新たなレンズモジュールを提供する必要がある。

本発明は、レンズ内でプリズム角度を調節するときに、低コストのペリスコープレンズモジュールに適用されるプリズム装置を提供することを目的とする。

本発明の技術案は以下の通りである。
上記目的を達成するために、本発明はペリスコープレンズモジュールに適用されるプリズム装置を提供し、ペリスコープレンズモジュールに適用されるプリズム装置は、キャリアと、支持部材と、前記支持部材に取り付けられ、光線を受けるためのプリズムと、前記支持部材と前記キャリアとの間に接続され、前記支持部材が前記キャリアに対して回転するように駆動するための複数の形状記憶合金ワイヤと、前記支持部材と前記キャリアとの間に接続され、前記支持部材を復帰するための復帰装置とを備える。

１種の改良として、前記復帰装置は、弾性部材を備える。

１種の改良として、前記キャリアは、側板と、一端が前記側板の一端に接続される底板とを備え、前記支持部材は、前記プリズムに接続される支持スタンドと、前記キャリアの側板と間隔をおいて設けられる支持板とを備え、前記支持スタンドは、前記支持板に接続される接続部を備え、前記弾性部材は、前記接続部とキャリアの底板との間に設けられ、前記複数の形状記憶合金ワイヤは、前記キャリアの側板と前記支持板との間に接続されている。

１種の改良として、前記キャリアの側板には、複数のスナップフィットが設けられ、前記支持板の前記側板に向かう一方側には、複数のフックが設けられ、それぞれの前記形状記憶合金ワイヤの両端は、それぞれ隣り合う２つの前記スナップフィットに固定され、それぞれの前記形状記憶合金ワイヤの中部は、対応するフックに接続されている。

１種の改良として、前記形状記憶合金ワイヤ、スナップフィット及びフックの数は、いずれも４つであり、４つの前記スナップフィットは、それぞれ一方の四辺形の４つの角に設けられ、４つの前記フックは、それぞれ他方の四辺形の４つの辺に設けられている。

１種の改良として、前記キャリアは、前記支持部材が前記キャリアから移出することを制限するための２つの第１ストッパ板をさらに備え、２つの前記第１ストッパ板は、それぞれ前記側板の他端と底板の他端に接続され、前記支持スタンドは、プリズムを取り付けるための斜板と、前記斜板の両端にそれぞれ接続され、且ついずれも前記斜板と夾角をなして設けられる２つの第２ストッパ板とを備え、前記接続部は、一端が前記斜板の中部に接続され、他端が前記弾性部材を通過して前記支持板に挿入接続され、２つの前記第２ストッパ板は、それぞれ２つの前記第１ストッパ板に対応する。

１種の改良として、前記弾性部材は、第１弾性スタンドと、第２弾性スタンドとを備え、前記接続部は、当接部を備え、前記第１弾性スタンドは、第１挟持部を備え、前記第２弾性スタンドは、第２挟持部を備え、第１挟持部と第２挟持部は、前記当接部の両側に挟持されることで、前記支持部材が前記当接部周りに回転可能である。

１種の改良として、前記底板の前記弾性部材に向かう面には、第１弾性スタンド及び第２弾性スタンドにそれぞれ対応して係止溝が設けられ、前記第１弾性スタンド及び第２弾性スタンドは、それぞれ対応する係止溝内に固定されている。

本発明は、ペリスコープレンズモジュールをさらに提供し、前記ペリスコープレンズモジュールは、フレームと、前記フレームの中部に取り付けられるレンズユニットと、前記フレームの一端に取り付けられつつ、レンズユニットの像側に位置するプリズム系と、上述したペリスコープレンズモジュールに適用されるプリズム装置とを備え、前記プリズム装置は、光線を受けるように、前記フレームの他端に取り付けられつつ、レンズユニットの物体側に位置する。

本発明の有益な効果は以下の通りである。
本発明では、複数の形状記憶合金ワイヤによって支持部材におけるプリズム支持部材をキャリア内においてＸ軸方向またはＹ軸方向周りに回転させるように駆動することで、プリズムが形状記憶合金ワイヤによる駆動によって自動的に角度を補正することができ、当該ペリスコープレンズモジュールに適用されるプリズム装置が適用されたペリスコープレンズモジュールでは、結像角度がより広く、その結像効果がより優れ、また、ペリスコープレンズモジュールに適用されるプリズム装置は、従来の電磁式駆動の代わりに形状記憶合金ワイヤを用いることで、さらにペリスコープレンズモジュールに適用されるプリズム装置の製造コストを低下させ、ペリスコープレンズモジュールの量産を図る。

本発明に係るペリスコープレンズモジュールに適用されるプリズム装置の斜視図である。 図１の分解概略図である。 本発明に係るキャリアの斜視図である。 本発明に係る支持スタンドの斜視図である。 本発明に係る支持板の斜視図である。 本発明に係る復帰装置の斜視図である。 本発明に係る形状記憶合金ワイヤがキャリアに取り付けられる様子を示す斜視図である。 図１の側面図である。 本発明に係るペリスコープレンズモジュールの斜視図である。

以下、図面及び実施形態に合わせて本発明をさらに説明する。

なお、本発明の実施例において、全ての方向指示（例えば、上、下、内、外、頂部、底部など）は、ある特定の姿勢（図に示されているように）での各部材間の相対的な位置関係を説明するためにのみ使用され、当該姿勢が変わると、当該方向指示もそれに応じて変わる。

なお、要素が別の要素に「固定」又は「設け」、「設置」されていると呼ばれる場合、、当該要素は、別の要素に直接あり、又は同時に仲介要素が存在し得る。要素が別の要素に「接続」されていると呼ばれる場合、当該要素は、別の要素に直接接続され、又は同時に仲介要素が存在し得る。

図１～８を参照すると、本発明の実施例は、ペリスコープレンズモジュールに適用されるプリズム装置１を提供し、上記ペリスコープレンズモジュールに適用されるプリズム装置１は、キャリア１０と、復帰装置２０と、支持部材３０と、複数の形状記憶合金ワイヤ４０と、支持部材３０に取り付けられ、光線を受けるためのプリズム５０とを備え、支持部材３０は、復帰装置２０によりキャリア１０に可動的に取り付けられ、複数の形状記憶合金ワイヤ４０は、キャリア１０と支持部材３０との間に接続されて、支持部材３０がキャリア１０内でＸ軸方向周りに回転し、又はＹ軸方向周りに回転するように駆動することによって、プリズム５０は、複数の形状記憶合金ワイヤ４０による駆動作用で角度を自動的に補正することができ、当該ペリスコープレンズモジュールに適用されるプリズム装置１を適用したペリスコープレンズモジュールは、結像角度がより広く、その結像効果がより優れ、形状記憶合金ワイヤ４０は、プログラムによって指令されることにより、記憶効果を形成して駆動力を生成することができる。本発明では、キャリア１０の幅方向をＸ軸方向、キャリア１０の高さ方向をＹ軸方向、キャリア１０の長さ方向をＺ軸方向と定義し、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向は、互いに垂直である。

図２及び図３を参照すると、具体的に、キャリア１０は、側板１１、底板１２及び２つの第１ストッパ板１３を備え、底板１２の一端は、側板１１の一端に垂直に接続され、２つの第１ストッパ板１３は、それぞれ側板１１の他端と底板１２の他端とに垂直に接続され、側板１１の支持部材３０に向かう側面には、複数のスナップフィット１４が設けられ、前記スナップフィット１４は、側板１１に直接一体成形されてもよく、いずれかの従来の組み立て方式で側板１１に組み立てられてもよく、本実施例におけるスナップフィット１４は、側板１１に取り付けられ、このようにすると、キャリア１０の構成を簡略化し、キャリア１０の製造コストを低下させることができる。支持部材３０は、複数の形状記憶合金ワイヤ４０によりスナップフィット１４に取り付けられ、２つの第１ストッパ板１３は、支持部材３０がキャリア１０から移出することを制限し、底板１２における復帰装置２０に対応する表面には、復帰装置２０を粗位置決めさせて、復帰装置２０とキャリア１０との組み立て効率及び精確性を向上させるために、係止溝１２１が設けられている。

図１、図２及び図４を参照すると、支持部材３０は、プリズム５０を支持するための支持スタンド３１と、キャリア１０と間隔をおいて設けられる支持板３２とを備え、本実施例では、支持板３２は、キャリア１０の側板１１に平行に設けられ、且つ支持板３２には、支持スタンド３１が挿入係止されて組み立てられる取付溝３２１が設けられ、支持スタンド３１は、支持板３２に接続される接続部３１１と、プリズム５０が取り付けられる斜板３１２と、斜板３１２の両端にそれぞれ接続され、且ついずれも斜板３１２と夾角をなして設けられる第２ストッパ板３１３とを備え、接続部３１１の一端は、斜板３１２の中部に接続され、接続部３１１の他端は、復帰装置２０を通過して支持板３２における取付溝３２１に挿入接続され、接続部３１１と復帰装置２０との接続箇所に当接部３１４が形成され、好適な実施形態として、当接部３１４の厚さを接続部３１１の他の部位の厚さより大きくすることでその強度を増強させ、具体的に、当接部３１４の頂面及び底面は、接続部３１１の他の部位の頂面及び底面よりも高い。２つの第２ストッパ板３１３は、それぞれ２つの第１ストッパ板１３に対応して、ペリスコープレンズモジュールに適用されるプリズム装置１が落下する際に支持スタンド３１がキャリア１０から投げ出されることを防止する。

図５を参照すると、好適な実施形態として、支持板３２の側板１１に向かう一方側には、各スナップフィット１４と協働して各形状記憶合金ワイヤ４０を固定するための複数のフック３２２が設けられ、本実施例では、形状記憶合金ワイヤ４０、スナップフィット１４及びフック３２２の数は、いずれも４つであり、各形状記憶合金ワイヤ４０の両端は、それぞれ隣り合う２つスナップフィット１４に固定接続され、各形状記憶合金ワイヤ４０の中部は、各フック３２２に摺動接続され、このように、それぞれの形状記憶合金ワイヤ４０は、Ｖ字形をなし、４つのフック３２２は、それぞれ四辺形の４つの辺に設けられ、それぞれのフック３２２の断面は、「Ｌ」形状をなし、形状記憶合金ワイヤ４０が揺れることによって脱落することを回避できる。

図２及び図６を参照すると、本実施例では、復帰装置２０は、第１弾性スタンド２１及び第２弾性スタンド２２を備え、好ましくは、第１弾性スタンド２１及び第２弾性スタンド２２は、いずれも単一の弾性材を折り曲げることで形成され、第１弾性スタンド２１及び第２弾性スタンド２２は、囲んで支持スタンド３１の接続部３１１を固定するための挟持構造２３を形成する。

好適な実施形態として、第１弾性スタンド２１は、第１挟持部２１１、第１挟持部２１１の両端から折り曲げて延在する２つの第１延出部２１２、第１延出部２１２の末端に接続される第１折曲部２１３、第１折曲部２１３末端から延在する第２延出部２１４、及び第２延出部２１４の末端から折り曲げてなる第１取付部２１５を備える。好ましくは、第１折曲部２１３は、Ｕ字形構成であり、Ｕ字形構成の両端は、それぞれ第１延出部２１２と第２延出部２１４に接続され、第１延出部２１２と第２延出部２１４は、平行設置され、第１取付部２１５は、底板１２に平行であり、係止溝１２１内に係止されている。

第２弾性スタンド２２は、類似した構成を有し、第２挟持部２２１、第２挟持部２２１の両端から折り曲げて延在する２つの第３延出部２２２、第３延出部２２２の末端に接続される第２折曲部２２３、第２折曲部２２３の末端から延在する第４延出部２２４、及び第４延出部２２４の末端から折り曲げてなる第２取付部２２５を備える。好ましくは、第２折曲部２２３はＵ字形構成であり、Ｕ字形構成の両端は、それぞれ第３延出部２２２と第４延出部２２４に接続され、第３延出部２２２及び第４延出部２２４は、異なる面に設けられ、第３延出部２２２及び第４延出部２２４は、第２折曲部２２３の所在する平面に垂直であり、第２取付部２２５は、底板１２に平行であり、係止溝１２１内に係止設置されている。第１弾性スタンド２１の第１挟持部２１１及び第２弾性スタンド２２の第２挟持部２２１は、それぞれ接続部３１１の当接部３１４の両側に挟持され、ともに挟持構造２３を構成し、第１挟持部２１１及び第２挟持部２２１の延在方向は、当接部３１４の延在方向に一致する。第１挟持部２１１及び第２挟持部２２１には、いずれも当接部３１４の頂面と底面にそれぞれ突き当てるための突き当て部２１６が設けられ、突き当て部２１６の幅は、第１挟持部２１１及び第２挟持部２２３の他の部位の幅よりも大きく、当接部３１４の幅に一致し、この突き当て部２１６の設置により、支持スタンド３１と復帰装置２０との組み立て精度及び強度を向上させることができる。

図２、図５及び図７を参照すると、４つの形状記憶合金ワイヤ４０は、ペリスコープレンズモジュールに適用されるプリズム装置１内において支持板３２と側板１１との間に均等に配置され、好ましくは、４つのスナップフィット１４は、それぞれ一方の四辺形の４つの角に位置し、４つのフック３２２は、他方の四辺形の４つの辺に位置し、上記他方の四辺形は、上記一方の四辺形の中心位置に近接する。このように、４つの形状記憶合金ワイヤ４０は、支持部材により、キャリア１０に対してＹ軸方向の推力を生じるようにプリズム５０を間接駆動し、プリズム５０をＸ軸周りに回転させ、４つの形状記憶合金ワイヤ４０は、キャリア１０に対してＸ軸方向の推力を生じるようにプリズム５０を駆動して、プリズム５０をＹ軸周りに回転させる。

具体的に、４つの形状記憶合金ワイヤ４０は、それぞれ第１形状記憶合金ワイヤ４１、第２形状記憶合金ワイヤ４２、第３形状記憶合金ワイヤ４３及び第４形状記憶合金ワイヤ４４と定義することができ、ここで、第１形状記憶合金ワイヤ４１及び第３形状記憶合金ワイヤ４３は、Ｙ軸方向においてそれぞれ側板１１の上下両側に設けられ、且つ第１形状記憶合金ワイヤ４１は、第３形状記憶合金ワイヤ４３の上方に位置し、第２形状記憶合金ワイヤ４２及び第４形状記憶合金ワイヤ４４は、Ｘ軸方向においてそれぞれ側板１１の左右両側に設けられ、図７に示される向きでは、第２形状記憶合金ワイヤ４２は、右側に位置し、第４形状記憶合金ワイヤ４４は、左側に位置する。

具体的な操作の時、図１に示すように、第１形状記憶合金ワイヤ４１が通電によって発熱して短くなると、支持部材３０の支持板３２は、斜め上方への引っ張り力を受けてこの力を支持スタンド３１の接続部３１１に伝達することにより、支持スタンド３１は、接続部３１１の復帰装置２０の挟持構造２３内に挟持される当接部３１４を支点とし、Ｘ軸周りに反時計回りに回転し、これによって、プリズム５０がキャリア１０に対してＸ軸周りに反時計回りに回転するようにする。第３形状記憶合金ワイヤ４３が通電によって発熱して短くなると、プリズム５０は、キャリア１０に対してＸ軸周りに時計回りに回転し、第２形状記憶合金ワイヤ４２が通電によって発熱して短くなると、プリズム５０は、キャリア１０に対してＹ軸周りに一方向に回転することができ、第４形状記憶合金ワイヤ４４が通電によって発熱して短くなると、プリズム５０は、キャリア１０に対してＹ軸周りに他の逆方向に回転することができる。本願の形状記憶合金ワイヤ４０は、ＳＭＡ線と呼ばれてもよく、ここで詳細に説明しない。

図９を参照すると、本発明は、ペリスコープレンズモジュールをさらに提供し、当該ペリスコープレンズモジュールは、フレーム６０、レンズユニット７０、プリズム系８０及びペリスコープレンズモジュールに適用されるプリズム装置１を備え、レンズユニット７０は、フレーム６０の中部に取り付けられ、プリズム系８０は、フレーム６０の一端に取り付けられつつ、レンズユニット７０の像側に位置し、ペリスコープレンズモジュールに適用されるプリズム装置１は、フレーム６０の他端に取り付けられつつ、レンズユニット７０の物体側に位置して光線を受ける。光線は、ペリスコープレンズモジュールに適用されるプリズム装置１で反射されてから、レンズユニット７０の軸線方向において直線に沿ってプリズム系８０に到達して結像が行われ、Ｙ軸方向から入射する光線は、ペリスコープレンズモジュールに適用されるプリズム装置１で反射されてからＺ軸に沿ってレンズユニット７０内に入り、Ｚ軸に沿ってレンズユニット７０内に入る光線は、プリズム系８０に反射されてからＸ軸方向に沿って出射する。ペリスコープレンズモジュールは、撮像機能を有する電子機器に適用可能であり、好ましくは、撮像機能を有するこの電子機器は、携帯電話又はカメラである。

以上は本発明の実施形態に過ぎず、当業者であれば本発明の思想を逸脱することなく改良を加えることができるが、これらは全て本発明の保護範囲に含まれる。

１ ペリスコープレンズモジュールに適用されるプリズム装置
１０ キャリア
１１ 側板
１２ 底板
１２１ 係止溝
１３ 第１ストッパ板
１４ スナップフィット
２０ 復帰装置
２１ 第１弾性スタンド
２１１ 第１挟持部
２１２ 第１延出部
２１３ 第１折曲部
２１４ 第２延出部
２１５ 第１取付部
２１６ 突き当て部
２２ 第２弾性スタンド
２２１ 第２挟持部
２２２ 第３延出部
２２３ 第２折曲部
２２４ 第４延出部
２２５ 第２取付部
２３ 挟持構造
３０ 支持部材
３１ 支持スタンド
３１１ 接続部
３１２ 斜板
３１３ 第２ストッパ板
３１４ 当接部
３２ 支持板
３２１ 取付溝
３２２ フック
４０ 形状記憶合金ワイヤ
４１ 第１形状記憶合金ワイヤ
４２ 第２形状記憶合金ワイヤ
４３ 第３形状記憶合金ワイヤ
４４ 第４形状記憶合金ワイヤ
５０ プリズム
６０ フレーム
７０ レンズユニット
８０ プリズム系

Claims (7)

1. ペリスコープレンズモジュールに適用されるプリズム装置であって、
   キャリアと、支持部材と、前記支持部材に取り付けられ、光線を受けるためのプリズムと、前記支持部材と前記キャリアとの間に接続され、前記支持部材が前記キャリアに対して回転するように駆動するための複数の形状記憶合金ワイヤと、前記支持部材と前記キャリアとの間に接続され、前記支持部材を復帰するための復帰装置とを備え、
   前記復帰装置は、弾性部材を備え、
   前記キャリアは、側板と、一端が前記側板の一端に接続される底板とを備え、前記支持部材は、前記プリズムに接続される支持スタンドと、前記キャリアの側板と間隔をおいて設けられる支持板とを備え、前記支持スタンドは、前記支持板に接続される接続部を備え、前記弾性部材は、前記接続部と前記キャリアの底板との間に設けられ、前記複数の形状記憶合金ワイヤは、前記キャリアの側板と前記支持板との間に接続されている、
   ことを特徴とするペリスコープレンズモジュールに適用されるプリズム装置。
2. 前記キャリアの側板には、複数のスナップフィットが設けられ、前記支持板の前記側板に向かう一方側には、複数のフックが設けられ、それぞれの前記形状記憶合金ワイヤの両端は、それぞれ隣り合う２つの前記スナップフィットに固定され、それぞれの前記形状記憶合金ワイヤの中部は、対応するフックに接続されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載のペリスコープレンズモジュールに適用されるプリズム装置。
3. 前記形状記憶合金ワイヤ、スナップフィット及びフックの数は、いずれも４つであり、４つの前記スナップフィットは、それぞれ一方の四辺形の４つの角に設けられ、４つの前記フックは、それぞれ他方の四辺形の４つの辺に設けられている、
   ことを特徴とする請求項２に記載のペリスコープレンズモジュールに適用されるプリズム装置。
4. 前記キャリアは、前記支持部材が前記キャリアから移出することを制限するための２つの第１ストッパ板をさらに備え、２つの前記第１ストッパ板は、それぞれ前記側板の他端と底板の他端に接続され、前記支持スタンドは、プリズムを取り付けるための斜板と、前記斜板の両端にそれぞれ接続され、且ついずれも前記斜板と夾角をなして設けられる２つの第２ストッパ板とを備え、前記接続部は、一端が前記斜板の中部に接続され、他端が前記弾性部材を通過して前記支持板に挿入接続され、２つの前記第２ストッパ板は、それぞれ２つの前記第１ストッパ板に対応する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のペリスコープレンズモジュールに適用されるプリズム装置。
5. 前記弾性部材は、第１弾性スタンドと、第２弾性スタンドとを備え、前記接続部は、当接部を備え、前記第１弾性スタンドは、第１挟持部を備え、前記第２弾性スタンドは、第２挟持部を備え、第１挟持部と第２挟持部は、前記当接部の両側に挟持されることで、前記支持部材が前記当接部周りに回転可能であることを特徴とする請求項１に記載のペリスコープレンズモジュールに適用されるプリズム装置。
6. 前記底板の前記弾性部材に向かう面には、第１弾性スタンド及び第２弾性スタンドにそれぞれ対応して係止溝が設けられ、前記第１弾性スタンド及び第２弾性スタンドは、それぞれ対応する係止溝内に固定されている、
   ことを特徴とする請求項５に記載のペリスコープレンズモジュールに適用されるプリズム装置。
7. ペリスコープレンズモジュールであって、
   フレームと、前記フレームの中部に取り付けられるレンズユニットと、前記フレームの一端に取り付けられつつ、レンズユニットの像側に位置するプリズム系と、請求項１～６のいずれか１項に記載のペリスコープレンズモジュールに適用されるプリズム装置とを備え、
   前記プリズム装置は、光線を受けるように、前記フレームの他端に取り付けられつつ、レンズユニットの物体側に位置する、
   ことを特徴とするペリスコープレンズモジュール。

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