JP7100777B1

JP7100777B1 - 撮像装置及び携帯電子機器

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Publication number: JP7100777B1
Application number: JP2022060631A
Authority: JP
Inventors: 和雄色摩
Original assignee: エーエーシーオプティックス（ソシュウ）カンパニーリミテッド
Priority date: 2022-03-31
Filing date: 2022-03-31
Publication date: 2022-07-13
Anticipated expiration: 2042-03-31
Also published as: US11804320B2; US20230317340A1; JP2023151170A; CN115236915A

Abstract

【課題】本発明は撮像装置及び携帯電子機器を開示する。【解決手段】撮像装置は、収容チャンバを有するハウジングと、収容チャンバ内に配置された光学結像部及び防振機構とを備え、光学結像部は、光軸を有するレンズと、レンズが移動するように駆動する駆動機構とを備え、防振機構は、第１可動部、第１固定部、第１コイル、第１磁石、光学フィルタ及び感光センサを備え、駆動機構は、レンズが移動するように駆動する第２磁石を備え、第１磁石、第１コイル及び第２磁石は、光軸方向に順に間隔を隔てて設けられ、第１コイルは、同時に第１磁石及び第２磁石の両方の作用を受けて第１可動部が運動するように駆動する。従来技術に比べ、本発明は、第１コイルが同時に第１磁石及び第２磁石の磁束を利用することができ、第１コイルが固定された第１可動部はより大きな駆動力を受けることができ、さらに撮像装置の振れ補正の効率を向上させる。【選択図】図５

Description

本発明は、撮像装置の技術分野に関し、特に撮像装置及び携帯電子機器に関する。

撮影技術の急速な発展に伴い、レンズを含む撮像装置は、多くの各種の携帯電子機器、例えば携帯電話、タブレットコンピュータなどに広く応用されている。

一般的な携帯電子機器に適用される撮像装置は、一般に光軸方向に焦点を調整する駆動機構と、光軸方向に直交する平面で移動するように駆動する手ぶれ補正機構を含むことが多い。

駆動の機能は、いずれもコイル及び磁石により実現され、コイルは、レンズ載置体の外周に固定される。コイルに電流を印加する時、電磁力の作用により、コイルは、レンズ載置体を移動させてレンズの光軸方向に移動させることにより、焦点を合わせることができる。

なお、ユーザは電子機器を手で持って撮影する際に、手振れによる撮像装置の振れに対して、光軸に垂直な方向に駆動することにより、振れを補正することができる。

しかし、例えば携帯電子機器に搭載された小型機器として、光軸全長が長い中望遠などの光学システムにおける手ぶれ補正機構は、駆動量の長さやレンズの重量により、一体機構における低背化や小型化の実現が困難である難題がある。

なお、光軸方向に駆動され焦点を調整するための駆動機構と光軸に直交する平面に駆動された手ぶれ補正機構が一体であるため、それぞれが有する固有振動を抑制ための機構、レンズのセンタリング調整機構などが必要であるため、組立に手間がかかり、設計難易度も高くなる傾向がある。

本発明は、従来技術における技術問題を解決するために、部品を簡略化し占有空間を小さくすることが可能な撮像装置及び携帯電子機器を提供することを目的とする。

本発明は、撮像装置を提供し、当該撮像装置は、収容チャンバを有するハウジングと、前記収容チャンバ内に配置された光学結像部及び防振機構とを備え、前記光学結像部は、光軸を有するレンズと、前記レンズが移動するように駆動する駆動機構とを備え、前記防振機構は、第１可動部、第１固定部、第１コイル、第１磁石、光学フィルタ及び感光センサを備え、前記第１可動部は、ボールにより前記第１固定部に転動支持され、前記第１コイル、前記光学フィルタ及び前記感光センサは、いずれも前記第１可動部に固定接続され、前記第１磁石は、前記第１固定部に固定接続され、前記第１磁石は、前記第１コイルに対向して間隔を隔てて設けられ、
前記駆動機構は、前記レンズが移動するように駆動する第２磁石を備え、
前記第１磁石、前記第１コイル及び前記第２磁石は、前記光軸の方向に順に間隔を隔てて設けられ、前記第１コイルは、前記第１磁石及び前記第２磁石の両方の作用を受けて前記第１可動部が運動するように駆動する。

上記のような撮像装置において、好ましくは、前記第１磁石及び前記第２磁石は、いずれも複数組設けられ、複数組の前記第１磁石と複数組の前記第２磁石は、光軸の周りに一対一に対応して設けられ、各組の前記第１磁石は、光軸に垂直な方向に別体に２つ設けられ、且つ別体に設けられた２つの前記第１磁石は、光軸の方向に反対の着磁方向を有し、各組の前記第２磁石は、光軸に垂直な方向に沿って着磁され、且つ各組の前記第２磁石は、対応して設けられた各組の前記第１磁石の前記第２磁石に対向する一方側と反対の磁極分布方向を有する。

上記のような撮像装置において、好ましくは、前記第１可動部は、前記光軸の方向に直交する第１方向及び第２方向に平行移動することができ、且つ前記第１方向及び前記第２方向に限定された平面内で回転運動することができ、前記第１方向は、前記第２方向に垂直であり、前記防振機構は、前記第１方向に平行な第１軸及び前記第２方向に平行な第２軸を有し、前記光軸は、前記第１軸と前記第２軸との交差点を通過し、前記第１コイルは、複数組設けられ、複数組の前記第１コイルは、前記光軸の周りに設けられ、複数組の前記第１コイルは、前記交差点に対して略回転対称に分布し、且つ複数組の前記第１コイルは、前記第１軸及び前記第２軸に対して非軸対称に分布する。

上記のような撮像装置において、好ましくは、前記光学結像部は、オートフォーカス式レンズ構造であり、前記駆動機構は、第２可動部、第２固定部、弾性支持部及び第２コイルをさらに備え、前記レンズ及び前記第２コイルは、いずれも前記第２可動部に固定接続され、前記第２磁石は、前記第２固定部に固定され、前記第２磁石は、前記第２コイルと対向して間隔を隔てて設けられ、前記弾性支持部の両端がそれぞれ第２可動部及び第２固定部に接続されることにより、前記第２可動部が前記収容チャンバ内にサスペンションされる。

上記のような撮像装置において、好ましくは、前記光学結像部と前記防振機構は、前記光軸の方向に分離可能に当接する。

上記のような撮像装置において、好ましくは、前記光学結像部は、ペリスコープレンズ構造又はズーム式レンズ構造である。

上記のような撮像装置において、好ましくは、前記第１可動部の前記光軸の方向における逆光側に第１凸起が凸設され、前記第１凸起の前記第１可動部から離れる端面に第１溝が凹設され、前記第１固定部の前記光軸の方向における受光側に第２溝が凹設され、前記第２溝は、前記第１溝に対応し、前記感光センサは、前記第１凸起に固定され、前記感光センサの一端は、前記第１溝内に延伸し、前記感光センサの他端は、前記第２溝内に延伸し、前記第１可動部の前記光軸の方向における受光側に段差溝が貫通され、前記段差溝は、前記第１溝に対応し、且つ前記第１溝に連通するまで貫通し、前記光学フィルタは、前記段差溝内に固定され、前記光学フィルタと前記感光センサは、前記光軸の方向に沿って対向して間隔を隔てて設けられている。

上記のような撮像装置において、好ましくは、前記第１可動部の前記光軸の方向における逆光側に第３溝が凹設され、前記第３溝内にヨークが固定され、前記ヨークは、前記第１磁石と一対一に対応する。

上記のような撮像装置において、好ましくは、前記第１可動部の前記光軸の方向における逆光側に第２凸起が凸設され、前記第２凸起の前記第１可動部から離れる端面に第４溝が凹設され、前記第４溝内に第１板体が設けられ、前記第１固定部の前記光軸の方向における受光側に第５溝が凹設され、前記第５溝は、前記第４溝と一対一に対応し、前記第５溝内に第２板体が設けられ、前記ボールは、前記第１板体と前記第２板体との間に設けられ、前記ボールの前記第１可動部に近接する一端は、前記第４溝内に延伸し、且つ前記第１板体に転動接続され、前記ボールの前記第１固定部に近接する一端は、前記第５溝内に延伸し、且つ前記第２板体に転動接続されることにより、前記第１可動部は、光軸の方向に直交する平面で往復移動することができる。

本発明は、上記撮像装置を備える携帯電子機器をさらに提供する。

従来技術に比べ、本発明は、第１磁石、第１コイル及び第２磁石を光軸方向に順に間隔を隔てて設け、且つ第１コイルが第１磁石と第２磁石との間に設けられることにより、第１コイルは、同時に第１磁石と第２磁石の磁束を利用することができ、第１コイルが固定された第１可動部は、より大きい駆動力を受けることができ、撮像装置の振れ補正の効率を向上させる。

本発明に係る実施例における撮像装置の全体構成の斜視図である。本発明に係る実施例における撮像装置の全体構成の立体分解図である。本発明に係る実施例における撮像装置の全体構成の側面図である。本発明に係る実施例における撮像装置の全体構成の平面図である。図４のＡ－Ａ線における断面図である。本発明に係る実施例における撮像装置の第１可動部の斜視図である。本発明に係る実施例における撮像装置の第１可動部の背面図である。図７のＢ－Ｂ線における断面図である。本発明に係る実施例における撮像装置の全体構成の一部のハウジングを隠した状態での斜視図である。本発明に係る実施例における撮像装置の第１磁石と第２磁石の位置関係の斜視図である。本発明に係る実施例における撮像装置の第１コイルの位置関係の平面図である。本発明に係る実施例におけるペリスコープレンズ構造の構成模式図である。本発明に係る実施例におけるズーム式レンズ構造の構成模式図である。本発明に係る実施例におけるズーム式レンズ構造のレンズ収縮の模式図である。本発明に係る実施例における携帯電子機器の斜視図である。

以下に図面を参照して説明する実施例は例示的なものであり、本発明を説明するためのものに過ぎず、本発明を限定するものと解釈されるべきではない。

図１乃至図１１に示すように、本発明の実施例は、撮像装置１０を提供し、撮像装置１０は、収容チャンバ１００ａを有するハウジング１００と、収容チャンバ１００ａ内に配置された光学結像部及び防振機構３００とを備え、光学結像部は、光軸５００を有するレンズ２００と、レンズ２００が移動するように駆動する駆動機構４００とを備え、光学結像部及び防振機構３００は、光軸５００の方向に順に設けられ、レンズ２００は、光軸５００の方向における受光側に位置し、ここで、
ハウジング１００は、頂壁１０１、底壁１０２及び周壁１０３を備え、周壁１０３は、頂壁１０１及び底壁１０２を接続し、収容チャンバ１００ａは、頂壁１０１、底壁１０２及び周壁１０３で囲まれてなり、頂壁１０１には、収容チャンバ１００ａに連通する貫通孔１０４が開設され、少なくとも一部のレンズ２００が突出するために用いられる。

防振機構３００は、第１可動部３０１、第１固定部３０２、第１コイル３０６、第１磁石３０７、光学フィルタ３０３及び感光センサ３０４を備え、第１固定部３０２は、収容チャンバ１００ａ内に固定され、第１可動部３０１は、収容チャンバ１００ａ内に可動に設けられ、第１可動部３０１は、ボール３１４により第１固定部３０２に転動支持され、第１可動部３０１は、光軸５００の方向に直交する平面で移動することができ、第１磁石３０７は、第１固定部３０２に固定され、第１コイル３０６、光学フィルタ３０３及び感光センサ３０４は、いずれも第１可動部に固定接続されている。

光学フィルタ３０３は、感光センサ３０４よりも光軸５００の方向における受光側に位置する。いくつかの実施例では、光学フィルタ３０３は、赤外線遮断フィルタ３０３であり、それは、通常、感光センサ３０４を保護し、且つ有害な波長を遮断し、不要な光を濾過し、可視光のみが通過する必要がある。

第１コイル３０６、光学フィルタ３０３及び感光センサ３０４の信号線、電源線などは、第１フレキシブル導電基板３０８を介して防振機構３００の外側に配置することができ、防振機構３００の動作を妨げない。好ましくは、収容チャンバ１００ａ内に自由に移動するための空間が設けられ、第１フレキシブル導電基板３０８の湾曲面が平面に移動する場合、動作を妨げない。

防振機構３００は、第１可動部３０１を利用して光軸５００に直交する平面内に光学フィルタ３０３及び感光センサ３０４を移動させる方式で手ぶれ補正を行い、また、第１コイル３０６、光学フィルタ３０３及び感光センサ３０４をいずれも第１可動部３０１に固定接続することにより、撮像装置１０の低背化、小型化を実現し、部品を簡略化し、占有空間を小さくし、撮像画像の品質を改善する。上述した防振機構３００の動作原理は、以下の通りであり、第１コイル３０６に通電すると、第１磁石３０７の磁界と第１コイル３０６に流れる電流との相互作用により、第１コイル３０６にローレンツ力が発生する。ローレンツ力の方向は、第１磁石３０７の磁界の方向及び第１コイル３０６に流れる電流の方向に直交する方向である。第１磁石３０７が固定されるため、反力は、第１コイル３０６に作用する。当該反力は、第１可動部３０１の駆動力となり、第１コイル３０６を有する第１可動部３０１が光軸５００の方向に直交する平面で移動することにより、防振補正を行う。

駆動機構４００は、レンズ２００が移動するように駆動する第２磁石４０４を備える。

さらに、図５に示すように、第１磁石３０７、第１コイル３０６及び第２磁石４０４は、光軸方向に順に間隔を隔てて設けられ、第１磁石３０７、第１コイル３０６及び第２磁石４０４は、光軸５００の方向に順に間隔を隔てて設けられ、第１コイル３０６は、同時に第１磁石３０７及び第２磁石４０４の両方の作用を受けて第１可動部３０１が運動するように駆動する。

第１磁石３０７、第１コイル３０６及び第２磁石４０４が光軸方向に順に間隔を隔てて設けられ、且つ第１コイル３０６が第１磁石３０７と第２磁石４０４との間に設けられることにより、第１コイル３０６が同時に第１磁石３０７及び第２磁石４０４の磁束を利用することができ、それにより、第１コイル３０７が固定された第１可動部３０１は、より大きな駆動力を受けることができ、さらに撮像装置の振れ補正の効率を向上させる。

さらに、第１磁石３０７及び第２磁石４０４は、いずれも複数組設けられ、複数組の第１磁石３０７と複数組の第２磁石４０４は、光軸５００の周りに一対一に対応して設けられ、各組の第１磁石３０７は、光軸５００に垂直な方向に別体に２つ設けられ、且つ別体に設けられた２つの第１磁石３０７は、光軸５００の方向に反対の着磁方向を有し、各組の第２磁石４０４は、光軸５００に垂直な方向に着磁され、且つ各組の第２磁石４０４は、対応して設けられた各組の第１磁石３０７の第２磁石４０４に対向する一方側と反対の磁極分布方向を有する。

いくつかの実施例では、図１０に示すように、第１磁石３０７は、光軸方向に二層を有し、二層の第１磁石３０７の極性は逆であり、第２磁石４０４に近接する一層のＳ極は、Ｎ極よりもレンズ２００に近接し、第２磁石４０４のＳ極は、Ｎ極よりもレンズ２００から離れる。

さらに、図１１に示すように、第１可動部３０１は、光軸５００の方向に直交する第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２に平行移動し、且つ第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２に限定された平面内で回転運動することができ、第１方向Ｄ１は、第２方向Ｄ２に垂直であり、防振機構３００は、第１方向Ｄ１に平行な第１軸３１５及び第２方向Ｄ２に平行な第２軸３１６を有し、光軸５００は、第１軸３１５と第２軸３１６との交差点を通過し、第１コイル３０６は、複数組設けられ、複数組の第１コイル３０６は、光軸の周りに設けられ、複数組の第１コイル３０６は、交差点に対して略回転対称に分布し、且つ複数組の第１コイル３０６は、第１軸３１５及び第２軸３１６に対して非軸対称に分布し、第１コイル３０６は、電流の方向を変更することにより、第１可動部３０１の回転方向を変更することができ、第１可動部３０１は、光軸５００に直交する平面内で時計周り回転及び反時計周り回転の動作を行うことができる。

さらに、図６乃至図８に示すように、いくつかの実施例では、第１可動部３０１の本体は板状構造であり、第１可動部３０１の本体は、光軸５００の方向における逆光側に第１凸起３０１１が凸設され、第１凸起３０１１は、第１可動部３０１の中部に位置することが好ましく、感光センサ３０４は、第１凸起３０１１に固定され、第１可動部３０１の移動に伴い同期に移動することができ、第１凸起３０１１の第１可動部３０１から離れる端面に第１溝３０１２が凹設され、第１溝３０１２は、感光センサ３０４の部分構成を収容するために用いられ、感光センサ３０４の一端が第１溝３０１２内に延伸することにより、感光センサ３０４が光軸５００の方向に占める空間をさらに小さくすることができ、同時に感光センサ３０４に対する保護作用を果たすことができ、第１溝３０１２の形状及び寸法は、いずれも感光センサ３０４の形状及び寸法に基づき決定することができるが、ここで限定されない。

第１固定部３０２の光軸５００の方向における受光側に第２溝３０２１が凹設され、第２溝３０２１は、第１溝３０１２に対応し、第２溝３０２１は、感光センサ３０４の部分構成を収容するために用いられ、感光センサ３０４の一端が第２溝３０２１内に延伸することにより、感光センサ３０４が光軸５００の方向に占める空間をさらに小さくすることができ、同時に感光センサ３０４に対する保護作用を果たすことができる。第２溝３０２１の形状及び寸法は、いずれも感光センサ３０４の形状及び寸法に基づき決定することができる、ここで限定されたない。当業者であれば分かるように、第２溝３０２１の内径は、感光センサ３０４が第２溝３０２１内に延伸する構成の寸法よりも大きくなければならず、それにより、感光センサ３０４が第２溝３０２１内での横方向移動が阻止されず、第２溝３０２１の内壁が感光センサ３０４の移動を制限することを回避する。

感光センサ３０４を第１溝３０１２及び第２溝３０２１内に収容することにより、感光センサ３０４の光軸５００の方向における投影と第１可動部３０１及び第１固定部３０２とは、重なり合う領域が存在し、第１可動部３０１、第１固定部３０２及び感光センサ３０４の厚さが重なり合うようにすることにより、感光センサ３０４の占める空間を減少させ、撮像装置１０の小型化に有利であり、同時に部材の削減及び感光センサ３０４の光軸５００に対する垂直度の向上、並びに光軸５００に対する有害な傾斜の削減効果を兼備し、さらに感光センサ３０４の平面での取付偏差の削減、感光センサ３０４全体の剛性の向上及び落下衝撃に対する保護性などを効果的に兼ね備えることができる。

さらに、引き続き図６乃至図８に示すように、第１可動部３０１の光軸５００の方向における受光側に段差溝３０１３が貫通し、段差溝３０１３は、第１凸起３０１１に対応する位置に開設され、段差溝３０１３は、第１溝３０１２に対応し且つ第１溝３０１２に連通するまで貫通し、光学フィルタ３０３は、段差溝３０１３内に固定され、光学フィルタ３０３は、感光センサ３０４と、光軸５００の方向に対向して間隔を隔てて設けられ、光学フィルタ３０３は、光軸５００の方向における受光側により近く、光学フィルタ３０３の光軸５００の方向における投影と第１可動部３０１とは、重なり合う領域が存在し、第１可動部３０１及び光学フィルタ３０３の厚さが重なり合うようにすることにより、光学フィルタ３０３の占める空間を減少させ、撮像装置１０の小型化に有利であり、同時に部材の削減及び光学フィルタ３０３の光軸５００に対する垂直度の向上、並びに光軸５００に対する有害な傾斜の削減効果を兼備し、さらに光学フィルタ３０３の平面での取付偏差の削減、光学フィルタ３０３全体の剛性の向上及び落下衝撃に対する保護性などを効果的に兼ね備えることができる。

さらに、図５に示すように、第１可動部３０１は、第１固定部３０２の光軸５００の方向における受光側に設けられ、第１コイル３０６は、第１可動部３０１の第１固定部３０２に面する一方側に固定され、第１コイル３０６は、感光センサ３０４の周囲に配置され、第１磁石３０７は、第１固定部３０２の第１可動部３０１に面する一方側に固定され、第１磁石３０７は、第１コイル３０６と一対一に対応し、いくつかの実施例では、第１磁石３０７及び第１コイル３０６は、いずれも複数設けられ、複数の第１磁石３０７及び複数の第１コイル３０６と一対一に対応し、好ましくは、第１コイル３０６は４つ設けられ、４つの第１コイル３０６は、感光センサ３０４を中心として等間隔に設けられ、当業者であれば分かるように、第１コイル３０６の数及び分布は、いずれも実際の状況に応じて決定することができ、ここで限定しない。

さらに、図５及び図７に示すように、第１可動部３０１の光軸５００の方向における逆光側に第３溝３０１４が凹設され、第３溝３０１４内にヨーク３０５が固定され、ヨーク３０５は、第１磁石３０７と一対一に対応する。ヨーク３０５が第３溝３０１４内に設けられることにより、ヨーク３０５の表面が第１可動部３０１の表面より低く、同様に撮像装置１０の小型化に有利である。

ヨーク３０５を第１可動部３０１に取り付け、第１磁石３０７の中心に引き寄せられる構造が形成され、常にヨーク３０５と第１磁石３０７により、防振機構３００を光軸５００の中心に引き寄せる磁性バネ効果を有し、ヨーク３０５と第１磁石３０７は、相互作用し、緩み除去を効率的に行う効果を備え、第１可動部３０１の光軸５００に対する傾斜を低減し、運動復帰及びボール３１４を押し付ける作用を果たすことができる。

さらに、図５乃至図８に示すように、第１可動部３０１の光軸５００の方向における逆光側に第２凸起３０１５が凸設され、第２凸起３０１５の第１可動部３０１から離れる端面に第４溝３０１６が凹設され、第４溝３０１６内に第１板体３１２が設けられ、第１板体３１２は、第４溝３０１６の底面に固定されている。

第１固定部３０２の光軸５００の方向における受光側に第５溝３０２２が凹設され、第５溝３０２２は、第４溝３０１６と一対一に対応し、第５溝３０２２内に第２板体３１３が設けられ、第２板体３１３は、第５溝３０２２の底面に固定されている。

ボール３１４は、第１板体３１２と第２板体３１３との間に設けられ、第１板体３１２、第２板体３１３及びボール３１４は、いずれも複数設けられ、複数の第１板体３１２、複数の第２板体３１３及び複数のボール３１４が、一対一に対応することにより、バランスを取って均一に分布する支持力を提供し、第１可動部３０１が移動過程で傾斜することを回避し、ボール３１４の第１可動部３０１に近接する一端が、第４溝３０１６内に延伸し、且つ第１板体３１２に転動接続され、ボール３１４の第１固定部３０２に近接する一端が、第５溝３０２２内に延伸し、且つ第２板体３１３に転動接続されることにより、第１可動部３０１は、光軸５００の方向に直交する平面で往復移動することができる。

ボール３１４を第４溝３０１６及び第５溝３０２２に収容することにより、ボール３１４の移動を制限することができ、第１可動部３０１の移動幅が大きすぎることを回避し、同時にボール３１４の光軸５００の方向における投影と第１可動部３０１及び第１固定部３０２とが重なり合う領域が存在し、第１可動部３０１、第１固定部３０２及びボール３１４の厚さが重なり合うことにより、ボール３１４の占める空間を減少させ、撮像装置１０の小型化に有利であり、また落下衝撃に対する保護作用を向上させる。

さらに、図５に示すように、第１可動部３０１の光軸５００の方向における受光側に第３凸起３０１７が凸設され、第３凸起３０１７には、第１防振緩衝部材３１１が被覆され、いくつかの実施例では、第３凸起３０１７は、複数設けられている。複数の第３凸起３０１７が、環状に間隔を隔てて第１可動部３０１に設けられることにより、均等分散の緩衝及び支持作用を向上させ、当業者であれば分かるように、第３凸起３０１７の数及び分布は、いずれも実際の状況に応じて決定することができ、ここで限定しない。第１防振緩衝部材３１１は、制振ゲルであることが好ましく、防振機構３００に対する突発的な通電制御脈動動作の制振効果を奏することにより、より正確な防振機能を有することができる。

さらに、光学結像部と防振機構３００は、光軸５００の方向に分離可能に当接し、ここで、光学結像部の駆動機構４００の駆動する運動と、防振機構３００の駆動案内する運動は、互いに干渉と影響を生成しないため、本発明に係る防振機構３００は、各種の異なる構造、異なる駆動方式の光学結像部と自由に組み合わせることができる。

いくつかの実施例では、図１に示すように、第１フレキシブル導電基板３０８には、第１磁石３０７の磁束を検出可能な第１位置検出素子３１０が搭載され、好ましくは、第１位置検出素子３１０は、少なくとも２つ設けられ、第１磁石３０７の磁束を検出することにより、第１可動部３０１に対して正確な位置検出及び防振の制御を行うことができる。

上述した実施例の技術案によれば、小型化が絶えず発展する携帯電子機器においてより効率的な防振機構３００を実現する目的を達成することができ、撮像画像の品質が高くなる。

図１、図５及び図９に示すように、光学結像部は、オートフォーカス式レンズ構造であり、駆動機構４００は、第２可動部４０１、第２固定部４０２、弾性支持部４０５及び第２コイル４０３を備え、第２可動部４０１は、光軸５００の方向に往復移動することができ、レンズ２００及び第２コイル４０３は、いずれも第２可動部４０１に接続されている。

第２可動部４０１の中部に円筒状の貫通溝が貫通され、レンズ２００は、接着、螺着又は他の接続方式により貫通溝の内円周面に固定され、第２コイル４０３は、焦点を合わせる際に通電される中空コイルであり、光軸５００の方向に沿って観察すると、第２コイル４０３は、多角形、例えば四角形構造であり、第２コイル４０３は、第２可動部４０１の外壁面に嵌着され、また、光軸５００の方向に沿って観察すると、第２固定部４０２は、方形の筐体構造であり、第２可動部４０１は、第２固定部４０２の筐体内に延伸し、第２磁石４０４は、第２固定部４０２の内壁面に設けられ、第２磁石４０４は、第２コイル４０３の周囲に配置されている。

弾性支持部４０５の両端がそれぞれ第２可動部４０１及び第２固定部４０２に接続されることにより、第２可動部４０１が収容チャンバ１００ａ内にサスペンションされ、それぞれの弾性により、電磁力が作用しない状態でレンズ２００をサスペンション状態に保つことができる。

いくつかの実施例では、弾性支持部４０５は、上板バネ４０５１及び下板バネ４０５２を備え、上板バネ４０５１は、第２可動部４０１の光軸５００の方向における受光側に近い一方側に位置し、上板バネ４０５１の両端は、それぞれ第２可動部４０１及び第２固定部４０２の上端面に接続され、第２可動部４０１及び第２固定部４０２の上端面に複数の位置決め凸起が設けられ、上板バネ４０５１に、位置決め凸起とマッチングする位置決め貫通溝が設けられ、同様に、下板バネ４０５２は、第２可動部４０１の光軸５００の方向における受光側から離れる一方側に位置し、下板バネ４０５２は、上板バネ４０５１と対向して設けられ、下板バネ４０５２の両端は、それぞれ第２可動部４０１及び第２固定部４０２の下端面に接続され、第２可動部４０１及び第２固定部４０２の下端面に複数の位置決め凸起が設けられ、下板バネ４０５２に、位置決め凸起とマッチングする位置決め貫通溝が設けられている。

上述した駆動機構４００の動作原理は、以下の通りであり、第２コイル４０３に通電し、第２磁石４０４の磁界と第２コイル４０３に流れる電流との相互作用により、第２コイル４０３にローレンツ力を生成する。ローレンツ力の方向は、第２磁石４０４の磁界の方向及び第２コイル４０３に流れる電流の方向と直交する方向である。第２磁石４０４が固定されるため、反力は、第２コイル４０３に作用する。当該反力は、第２可動部４０１の駆動力となり、第２コイル４０３を有する第２可動部４０１が光軸５００の方向に移動することにより、焦点合わせを行う。

さらに、図１及び図５に示すように、駆動機構４００内に、さらに第２フレキシブル導電基板４０７が設けられ、第２フレキシブル導電基板４０７内に第２磁石４０４の磁束を検出可能な第２位置検出素子４０６が搭載されている。第２磁石４０４の磁束を検出することにより、レンズ２００に対して正確な位置検出及びフォーカス制御を行うことができる。第２コイル４０３、第２位置検出素子４０６の信号線、電源線は、第２フレキシブル導電基板４０７を介して駆動機構４００の外側に配置することができ、好ましくは、第２フレキシブル導電基板４０７は、第１フレキシブル導電基板３０８と一体化され、第１フレキシブル導電基板３０８に制御用の駆動集積回路が搭載された場合、レンズ２００が運動するように駆動する通電、第２位置検出素子４０６の信号をフィードバックするサーボ制御などを行うことができる。

さらに、図１に示すように、第２可動部４０１内に、第２防振緩衝部材４０８が設けられ、第２防振緩衝部材４０８は、制振ゲルであることが好ましく、レンズ２００の運動を駆動することに対する突発的な通電制御脈動動作の制振効果を奏することにより、レンズ２００が運動するようにより正確に駆動する機能を有することができる。

従来技術では、さらに存在する技術的問題は、撮像素子アセンブリが大きくなるにつれて、発熱量が増大し、撮像素子アセンブリに防振を行う防振機構３００において、その放熱が問題となり、動作に制限を与える状況が発生し、撮像素子アセンブリ自体の熱による素子の破損が発生する可能性がある。撮像素子アセンブリの放熱の技術的問題を解決するために、ハウジング１００の少なくとも部分箇所は、熱伝導性の高い金属材質であり、この部分箇所は、感光センサ３０４に隣接し、例えば部分箇所は、底壁１０２に位置し、或いは、底壁１０２全体は、金属材質であり、収容チャンバ１００ａ内に熱伝導部材３０９が設けられている。熱伝導部材３０９が感光センサ３０４及びハウジング１００といずれも接触することにより、感光センサ３０４の熱をハウジング１００に伝導する。

これにより新たな放熱構造を採用するか又は空気循環用のファンを利用して放熱するようなより多くの部品を採用する必要がなく、したがって、本実施例は、感光センサ３０４への損傷を低減し、放熱効果が高く、小型薄型化に役立つという利点を有する。

いくつかの実施例では、熱伝導部材３０９は、放熱ゲルであり、感光センサ３０４から発した熱をハウジング１００に効率的に伝達することができるだけでなく、放熱ゲルが、同様に防振機構３００に対する突発的な通電制御脈動動作の制振効果を奏することにより、より正確な防振機能を有することができる。当業者であれば分かるように、熱伝導部材３０９はより多くの実施形態を有し、ここで一つずつ列挙しない。

上記実施例の光学結像部は、オートフォーカス式レンズ構造であり、いくつかの実施例では、図１２に示すように、上述した防振機構３００は、ペリスコープレンズ構造６００の光学結像部に適用することもでき、ペリスコープレンズ構造６００は、さらに、レンズ２００の物側に位置する第１プリズム６０１及び／又はレンズ２００の像側に位置する第２プリズム６０２を備え、第１プリズム６０１及び第２プリズム６０２は、光路の方向を変更することに用いられる。光路を変更可能な第１プリズム６０１及び／又は第２プリズム６０２が設けられることにより、撮像装置の体積の減少に有利であり、さらに撮像装置の小型化及び携帯の便利性を実現することに有利である。

図１３及び図１４に示すように、上述した防振機構３００は、ズーム式レンズ構造７００の光学結像部に適用されてもよく、レンズ２００は、光軸方向に間隔を隔てて設けられたレンズを含み、ズーム式レンズ構造７００は、２つのレンズの光軸５００の方向における間隔を変更することができ、具体的には、複数のレンズを含むレンズ２００は伸縮運動を行うことができる。ズーム式レンズ構造７００を設けることにより、撮像装置の撮影効果を向上させることに役立つだけでなく、使用者の体験を向上させることができる。

上述した実施例に基づき、図１５に示すように、本発明は、さらに携帯電子機器２０、例えばスマートフォン又はタブレット機器などを提供し、それらは、いずれも上述した撮像装置１０を含む。

以上は図面に示された実施例に基づいて本発明の構造、特徴及び作用効果を詳細に説明し、以上は本発明の好ましい実施例に過ぎず、本発明は図面に示された実施範囲を限定するものではなく、本発明の構想に基づいて行われた変更、又は同等変化の等価実施例に修正することは、依然として明細書及び図示に含まれた精神を超えない場合、いずれも本発明の保護範囲内にあるべきである。

１０撮像装置、２０携帯電子機器、１００ハウジング、１００ａ収容チャンバ、１０１頂壁、１０２底壁、１０３周壁、１０４貫通孔、２００レンズ、３００防振機構、３０１第１可動部、３０１１第１凸起、３０１２第１溝、３０１３段差溝、３０１４第３溝、３０１５第２凸起、３０１６第４溝、３０１７第３凸起、３０２第１固定部、３０２１第２溝、３０２２第５溝、３０３光学フィルタ、３０４感光センサ、３０５ヨーク、３０６第１コイル、３０７第１磁石、３０８第１フレキシブル導電基板、３０９熱伝導部材、３１０第１位置検出素子、３１１第１防振緩衝部材、３１２第１板体、３１３第２板体、３１４ボール、３１５第１軸、３１６第２軸、４００駆動機構、４０１第２可動部、４０２第２固定部、４０３第２コイル、４０４第２磁石、４０５弾性支持部、４０５１上板バネ、４０５２下板バネ、４０６第２位置検出素子、４０７第２フレキシブル導電基板、４０８第２防振緩衝部材、５００光軸、６００ペリスコープレンズ構造、６０１第１プリズム、６０２第２プリズム、７００ズーム式レンズ構造、Ｄ１第１方向、Ｄ２第２方向

Claims

撮像装置であって、
収容チャンバを有するハウジングと、前記収容チャンバ内に配置された光学結像部及び防振機構とを備え、前記光学結像部は、光軸を有するレンズと、前記レンズが移動するように駆動する駆動機構とを備え、
前記防振機構は、第１可動部、第１固定部、第１コイル、第１磁石、光学フィルタ及び感光センサを備え、前記第１可動部は、ボールにより前記第１固定部に転動支持され、前記第１コイル、前記光学フィルタ及び前記感光センサは、いずれも前記第１可動部に固定接続され、前記第１磁石は、前記第１固定部に固定接続され、前記第１磁石は、前記第１コイルに対向して間隔を隔てて設けられ、
前記駆動機構は、前記レンズが移動するように駆動する第２磁石を備え、
前記第１磁石、前記第１コイル及び前記第２磁石は、前記光軸の方向に順に間隔を隔てて設けられ、前記第１コイルは、前記第１磁石及び前記第２磁石の両方の作用を受けて前記第１可動部が運動するように駆動することを特徴とする撮像装置。
前記第１磁石及び前記第２磁石は、いずれも複数組設けられ、複数組の前記第１磁石と複数組の前記第２磁石は、光軸の周りに一対一に対応して設けられ、各組の前記第１磁石は、光軸に垂直な方向に別体に２つ設けられ、且つ別体に設けられた２つの前記第１磁石は、光軸の方向に反対の着磁方向を有し、各組の前記第２磁石は、光軸に垂直な方向に沿って着磁され、且つ各組の前記第２磁石は、対応して設けられた各組の前記第１磁石の前記第２磁石に対向する一方側と反対の磁極分布方向を有することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
前記第１可動部は、前記光軸の方向に直交する第１方向及び第２方向に平行移動することができ、且つ前記第１方向及び前記第２方向に限定された平面内で回転運動することができ、前記第１方向は、前記第２方向に垂直であり、前記防振機構は、前記第１方向に平行な第１軸及び前記第２方向に平行な第２軸を有し、前記光軸は、前記第１軸と前記第２軸との交差点を通過し、前記第１コイルは、複数組設けられ、複数組の前記第１コイルは、前記光軸の周りに設けられ、複数組の前記第１コイルは、前記交差点に対して略回転対称に分布し、且つ複数組の前記第１コイルは、前記第１軸及び前記第２軸に対して非軸対称に分布することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
前記光学結像部は、オートフォーカス式レンズ構造であり、前記駆動機構は、第２可動部、第２固定部、弾性支持部及び第２コイルをさらに備え、前記レンズ及び前記第２コイルは、いずれも前記第２可動部に固定接続され、前記第２磁石は、前記第２固定部に固定され、前記第２磁石は、前記第２コイルと対向して間隔を隔てて設けられ、前記弾性支持部の両端がそれぞれ第２可動部及び第２固定部に接続されることにより、前記第２可動部が前記収容チャンバ内にサスペンションされることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
前記光学結像部と前記防振機構は、前記光軸の方向に分離可能に当接することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
前記光学結像部は、ペリスコープレンズ構造又はズーム式レンズ構造であることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
前記第１可動部の前記光軸の方向における逆光側に第１凸起が凸設され、前記第１凸起の前記第１可動部から離れる端面に第１溝が凹設され、
前記第１固定部の前記光軸の方向における受光側に第２溝が凹設され、前記第２溝は、前記第１溝に対応し、
前記感光センサは、前記第１凸起に固定され、前記感光センサの一端は、前記第１溝内に延伸し、前記感光センサの他端は、前記第２溝内に延伸し、
前記第１可動部の前記光軸の方向における受光側に段差溝が貫通され、前記段差溝は、前記第１溝に対応し、且つ前記第１溝に連通するまで貫通し、前記光学フィルタは、前記段差溝内に固定され、前記光学フィルタと前記感光センサは、前記光軸の方向に沿って対向して間隔を隔てて設けられていることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
前記第１可動部の前記光軸の方向における逆光側に第３溝が凹設され、前記第３溝内にヨークが固定され、前記ヨークは、前記第１磁石と一対一に対応することを特徴とする請求項７に記載の撮像装置。
前記第１可動部の前記光軸の方向における逆光側に第２凸起が凸設され、前記第２凸起の前記第１可動部から離れる端面に第４溝が凹設され、前記第４溝内に第１板体が設けられ、
前記第１固定部の前記光軸の方向における受光側に第５溝が凹設され、前記第５溝は、前記第４溝と一対一に対応し、前記第５溝内に第２板体が設けられ、
前記ボールは、前記第１板体と前記第２板体との間に設けられ、前記ボールの前記第１可動部に近接する一端は、前記第４溝内に延伸し、且つ前記第１板体に転動接続され、前記ボールの前記第１固定部に近接する一端は、前記第５溝内に延伸し、且つ前記第２板体に転動接続されることにより、前記第１可動部は、光軸の方向に直交する平面で往復移動することができることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
携帯電子機器であって、
請求項１乃至９のいずれか１項に記載の撮像装置を備えることを特徴とする携帯電子機器。