CN112731723B - 摄像装置用防振机构、光学***、相机及电子设备 - Google Patents

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Abstract

在包含手抖修正机构的摄像装置中，提供一种摄像装置用防振机构。一种光学***，在具备在光轴方向移动、包含焦点调整机构的光学***的摄像装置中，具有通过使摄像元件防振来进行手抖修正的防振机构，从物侧起依次具备摄像透镜组、防振机构、防振机构上的摄像元件，将垂直于摄像透镜组的光轴的平面作为移动平面而使所述防振机构上的摄像元件移动来进行手抖修正。

Description

摄像装置用防振机构、光学***、相机及电子设备
技术领域
本发明涉及带手抖修正功能的摄像装置用防振机构、光学***、相机及电子设备。
背景技术
随着拍摄技术的飞速发展，包含透镜驱动的拍摄装置广泛应用于大量的摄像装置中。应用包含透镜驱动的摄像装置的各种便携式电子设备(例如便携式电话、平板电脑等)尤其受到消费者欢迎。
适用于通常的便携式电子设备的透镜驱动装置的驱动机构，一般多由在光轴方向对焦点进行调整的自动聚焦机构以及在垂直于光轴方向的平面进行驱动的手抖修正机构一体地构成。
这两个功能由线圈和磁钢形成，线圈固定于透镜架的外周。在向线圈施加电流时，由于电磁力的作用，线圈移动透镜架，使之沿着透镜的光轴方向移动，由此能够对焦。另外，当用户手持电子设备进行拍摄时，对于手抖所致的透镜驱动装置的抖动，能够通过向垂直于光轴的方向进行驱动来对抖动进行修正。
但是，例如作为搭载于便携式电子设备的小型的小型设备，光学总长长的中距望远等光学***中，手抖修正机构因驱动量的长度、透镜的重量而存在在一体机构中难以薄型化、小型化的课题。
另外，由于在光轴方向进行驱动的用于调整焦点的自动聚焦机构与在垂直于光轴的平面对透镜进行驱动的透镜移动手抖修正机构为一体，因此还需要用于抑制各自具有的固有振动的机构、透镜的定心等的调整，因此，精巧组装的必要性方面、设计难度也存在增加的趋势。
进一步可以举出，由于在光轴方向进行驱动的用于调整焦点的自动聚焦机构和在垂直于光轴方向的平面进行驱动的透镜移动手抖修正机构可以使透镜镜筒三维地移动，因此落下时的冲击对策是困难的，等等。
为了解决这些课题，存在驱动摄像元件的机构，但是在支承构件使用了板簧的结构中，落下时的变形可能会导致妨碍正常的驱动，也可能会发生上部透镜单元的重量导致的倾斜、沉入。
因此，有必要提供能够解决以上课题的新的摄像装置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本国特开2006-113545号公报
专利文献2：日本国特开2006-133740号公报
专利文献3：日本国特开2006-330678号公报
专利文献4：日本国特开2006-337987号公报
专利文献5：日本国特开2016-224262号公报
专利文献6：日本国特开2017-15772号公报
专利文献7：日本国特开2019-225428号公报
专利文献8：日本国特开2020-52248号公报
发明内容
本发明是鉴于以上的问题点而完成的，其目的在于，在具有折叠光学***(foldedoptics)的摄像装置的手抖修正中，实现不使摄像装置大型化而节省空间的防振机构。
本发明的目的通过如下方式实现。此外，在以下的说明中，为了使发明的理解容易，将附图中的标号等用括号括起来进行标示，但本发明的各构成要素不限于这些标示，应该广义解释至本领域技术人员技术上能理解的范围。
一种防振机构，设置在具备在光轴方向移动、包含焦点调整机构的光学***的摄像装置中，通过使摄像元件在垂直于光轴方向的平面移动来进行手抖修正。
该防振机构包含所述摄像元件的防振机构配置于比摄像透镜组靠近像侧处，具有能够在相对于所述光轴垂直的平面上移动；
还包括用于将所述摄像元件可平滑地移动地保持在框组件的球构件；用于驱动所述摄像元件移动的驱动构件为电动致动器进行驱动；
所述框组件包括可以移动的移动框，所述移动框用于在垂直于光轴方向的平面上沿两个轴移动；
所述防振机构还包括用于驱动电动致动器的集成电路和驱动时的位置检测元件；
还包括用于传递摄像元件的信号的柔性基板；
还包括用于驱动透镜的装置的电源供给的电路。
优选的是，所述电动致动器包括防振线圈；
所述防振线圈被夹持于两防振磁铁之间。
优选的是，所述移动框上设置有用于保持所述球构件的沟。
优选的是，所述防振机构具有搭载于上部的、供给驱动透镜的装置的位置检测用信号线的电路。
优选的是，所述框组件还包括支承框；
所述移动框上设置有磁轭；
所述电动致动器的施力方向与所述防振磁铁和磁轭互吸的方向相同。
优选的是，还包括用于放置摄像元件的基座，所述基座为金属制成的板；
所述支承框为树脂件；
所述基座与所述支承框一体制成。
优选的是，用于向所述电动致动器通电的柔性基板，设置在对摄像元件进行保持的框的在光轴方向上，且位于所述摄像元件的背侧，以对应于移动的各轴的方式弯折至少2次。
优选的是，用于向所述电动致动器通电的柔性基板，设置在对摄像元件进行保持的框的与光轴方向垂直的平面，在比电动致动器靠近外侧处以对应于移动的各轴的方式弯折至少2次。
一种光学***，包括上述防振机构。
优选的是，所述光学***包含焦点调整机构，所述焦点调整机构是具有可使透镜倾斜的倾斜手抖修正机构的焦点调整机构的结构。
优选的是，所述光学***包含焦点调整机构，所述焦点调整机构是具有能够多级地收缩透镜进行收纳的变焦机构的焦点调整机构。
另外，本发明包括具备上述光学***的相机。
另外，本发明包括具备上述相机的智能手机等便携电子设备。
作为本发明的优点，本发明的摄像装置用防振机构通过利用两个框体在垂直于光轴的平面内移动摄像元件来进行手抖修正，由此，包含配置于摄像元件上的焦点调整机构和透镜的单元薄型化、小型化，省去了透镜移动手抖修正机构，由于使焦点调整机构与抖动修正机构的部件分离而抑制固有振动，因此能够使设计难度下降，由于不需要使透镜镜筒同时三维地移动，因此落下时的冲击对策的设计难度也下降，并且透镜镜筒的定心也变得容易，由于透镜不向平面方向移动，因此能使智能手机等的透镜突出开口部为最小。
驱动摄像元件的机构中，由于是支承构件不使用板簧的结构，因此能够抑制落下时的变形导致妨碍驱动的可能性、抑制上部透镜单元的重量导致的倾斜、沉入，能够减少对像面处的性能的影响。
另外，由于能够利用作为施力部件的电动致动器的防振磁铁与磁轭进行晃动去除和施力，因此不需要用于施力的其他构件，有助于部件的大幅削减带来的小型化、组装容易化。
进一步地，焦点调整机构也可具有收缩透镜进行收纳的变焦机构，作为其他的组合，在是使透镜倾斜进行防振的倾斜手抖修正机构的情况下，能够与摄像装置用防振机构结合进行4轴手抖修正。
利用这些优点，能够达成在推进小型化的便携式电子设备中设置效率更优良的防振机构的目的，从而摄像图像的品质变好。
附图说明
图1是本发明的实施方式的摄像装置用防振机构之中，从前侧观察穿过摄像元件的下侧的柔性基板的结构的立体图。
图2是本发明的实施方式的摄像装置用防振机构之中，从前侧观察穿过防振机构的侧面的柔性基板的结构的立体图。
图3是本发明的实施方式的摄像装置用防振机构之中，穿过摄像元件的下侧的柔性基板的结构的剖视图。
图4是本发明的实施方式的摄像装置用防振机构之中，穿过防振机构的侧面的柔性基板的结构的A-A向剖视图。
图5是本发明的一种实施方式的柔性基板的一个角度的示意图。
图6是图5所示的柔性基板的另一个角度的示意图。
图7是本发明的另一种实施方式的柔性基板的一个角度的示意图。
图8是图7所示的柔性基板的另一个角度的示意图。
图9是具有本发明的实施方式的焦点调整机构的自动聚焦机构。
图10为图9的侧视图。
图11是具有本发明的实施方式的焦点调整机构的伸缩变焦机构。
图12是图11的侧视图。
图13是具备本发明的摄像装置用防振机构的便携电子设备(便携信息终端)。
附图标记
10-a…基座A
10-b…基座B
10-c…基座的支承构件沟
11-a…壳体A
11-b…壳体B
12-a…支承框
12-b…支承框的支承构件沟
12-c…支承框的支承构件沟
13-a…移动框
13-b…移动框的支承构件沟
14…摄像元件支承框
15…球
20…盖板
30…透镜
30-a…透镜入射面
30-b…透镜射出面
31…具有焦点调整机构的自动聚焦机构
32…具有焦点调整机构的伸缩变焦机构
40…摄像元件
50…柔性基板A
51…柔性基板B
52…柔性基板A的折叠部
53…柔性基板B的折叠部
60…防振单元
70…防振线圈
71…防振霍尔传感器
72…防振磁轭
74…防振磁铁A
75…防振磁铁B
100…摄像装置用防振机构
200…便携信息设备。
具体实施方式
以下，参照附图来详细说明本发明。
图1～图4是表示本发明的摄像装置用防振机构100、防振单元60的图。
图1～图12示出了本发明的实施方式的摄像装置及其构成要素。
摄像装置用防振机构100的摄像光学***为，从物侧起由透镜30、驱动透镜30且具有焦点调整机构的自动聚焦机构31或驱动透镜30且包含焦点调整机构的伸缩变焦机构32、摄像元件40构成的光学***。
沿着光轴从透镜30的透镜入射面30-a入射的来自被摄体的光束由透镜射出面30-b射出，在摄像元件40的摄像面上成像。
摄像装置用防振机构100具有基座A10-a，该基座A10-a可以为金属制成的板。如图1所示，在基座A10-a与具有防振单元60的空间的壳体A11-a构成的空间中，具有固定于基座10-a的防振磁铁B75和固定于壳体A11-a的防振磁铁A74。
摄像装置用防振机构100具有用于将摄像元件40可平滑地移动地保持在框组件的球构件。用于驱动摄像元件40移动的驱动构件为电动致动器。该电动致动器可以是防振线圈70。
球15支承于基座A10-a上的支承框12-a和能支承在支承框12-a上的移动框13-a之间，基座A10-a上还安装有用于移动的电动致动器构件即防振线圈70、以及摄像元件支承框14、防振磁轭72，在摄像元件支承框14上安装有摄像元件40和用于向摄像元件40及电动致动器传递信号线及电源线的柔性基板A50，进行来自外部的信号及电源的交换。
支承框12-a可以是树脂件，基座A10-a可以与支承框12-a一体制成。
另外，在柔性基板A50上安装有防振霍尔传感器71，配置为能够读取防振磁铁B75的磁力并进行反馈。
基座A10-a的底面具有用于使柔性基板A50通向外部的开口部、被盖板20关闭。
前述移动框13-a上的防振线圈70以被固定于基座10-a的防振磁铁B75和固定于壳体A11-a的防振磁铁A74夹持的形式配置，防振线圈70通电产生的电磁力高效地作用于防振磁铁A74和防振磁铁B75。
安装于移动框13-a的摄像元件支承框14和防振线圈70、防振霍尔传感器71、防振磁轭72、以及柔性基板A或柔性基板B，利用防振线圈70通电引起的电磁力，利用与固定的防振磁铁A74以及防振磁铁B75的作用而被驱动，进行防振动作。
防振磁轭72设置、固定于移动框13-a的不与防振磁铁B75对置的面侧。
在前述基座A10-a以及基座B10-b上具有能够对用于与支承框12-a的滑动的球15进行保持的基座的支承构件沟10-c。另外，在支承框12-a的对置部分也具有支承框的支承构件沟12-b。进一步地，在支承框12-a与移动框13-a的对置部分也形成有支承框的支承构件沟12-c，以及在移动框13-a也形成有移动框的支承构件沟13-b，这些支承构件沟以球15能够平滑地旋转的方式设定面精度。
关于前述基座的支承构件沟10-c以及支承框12-a的支承构件沟12-b、支承框12-a的支承构件沟12-c、移动框的支承构件沟13-b，由于挖掘为对应的移动方向的沟，因此兼具移动方向限制，具有防止向假想的移动方向以外的转动等的效果。
前述基座的支承构件沟10-c以及支承框的支承构件沟12-b、支承框的支承构件沟12-c、移动框的支承构件沟13-b的支承及滑动部使用球15，能够以低负荷滑动，通过前述加压能够切实地进行晃动去除。
前述的晃动去除的方向为，从安装于移动框13-a的防振磁轭72到安装于基座A10-a的防振磁铁B75的方向发挥作用，与决定基座A10-a以及支承框12-a与移动框13-a的距离的方向一致，能够进行稳定的位置检测。与安装于基座A10-a的防振磁铁B75对置的防振磁轭72比防振磁铁B75细，设为产生对移动框13-a进行中心保持的吸引力。即，在移动框13-a移动的情况下，作为利用磁性将之保持在规定位置(在实施例中为移动范围的中心)的磁性弹簧发挥作用。
如前所述，支承框12-a利用球15移动自如地保持于基座A10-a，移动框13-a利用球15可移动地保持于支承框12-a上。
另外，配置于移动框13-a上的防振磁轭72被向配置于基座A10-a或基座B10-b上的防振磁铁B75的方向施力，防振磁轭72进行移动方向的中心保持，并具有经由支承框12-a的脱落防止以及块间的晃动去除的作用，还兼具将防振线圈70的漏磁通有效地利用于驱动力的作用，能够进行大幅的部件削減。
通过设置前述防振霍尔传感器71，能够检测安装于基座A10-a的防振磁铁B75的磁性、检测移动框13-a及支承框12-a的位置，因此，能够进行更高精度的抖动修正调整，实现准确的控制。
前述防振线圈70可以是安装固定于摄像元件支承框14及移动框13上的线圈绕组，也可以是直接形成于柔性基板A50上的导电性图案。
摄像元件用防振装置100的柔性基板A50向摄像元件40的下侧弯折地配置，以能够在2轴的驱动方向自由地驱动的方式减轻柔性基板A50的反作用力，因此，能够在2轴分别折叠至少1次以上，在摄像装置需要的新机构100的外侧进行包括信号线、电源线的布线，构成为如柔性基板A的折叠部52那样。
前述柔性基板A50用于传递摄像元件40、摄像元件用防振机构100的全部信号线、电源线，兼备导向对透镜30进行保持、具有焦点调整机构的自动聚焦机构31、透镜30相关其他装置的信号线、电源线。
前述柔性基板A50也可像柔性基板B51那样配置于摄像元件用防振机构的侧面，在该情况下，能够如柔性基板B的折叠部53那样构成，在该情况下，也能够由具有如基座B10-b、壳体B11-b那样收容柔性基板B51的空间的构件构成。
在该情况下，仍然兼具前述全部的信号线、电源线。
在本实施方式中，用于驱动前述透镜的装置可以是具有焦点调整机构的伸缩变焦机构32或倾斜透镜进行防振的倾斜手抖修正机构(未图示)。
上述的摄像装置用防振机构100例如可用作图13所示的所谓的智能手机、所谓的功能手机、或平板设备等便携信息设备200用的摄像装置用防振机构100。
以上只不过是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围不限于上述实施方式，本领域技术人员基于本发明公开的内容所作的等同的修正或者变形全部包含在本发明权利要求的范围内。

Claims (12)

1.一种摄像装置用防振机构，设置在具备在光轴方向移动、包含焦点调整机构的光学***的摄像装置中，通过使摄像元件在垂直于光轴方向的平面移动来进行手抖修正，其特征在于，
包含所述摄像元件的防振机构配置于比摄像透镜组靠近像侧处，能够在相对于所述光轴垂直的平面上移动，防振机构具有基座，在所述基座与壳体构成的空间中，具有分别固定于所述基座和所述壳体的两个防振磁铁；
还包括用于将所述摄像元件可平滑地移动地保持在框组件的球构件；用于驱动所述摄像元件移动的驱动构件为电动致动器，所述电动致动器包括被夹持于两所述防振磁铁之间的防振线圈；
所述框组件包括可以移动的移动框，所述移动框用于在垂直于光轴方向的平面上沿两个轴移动，所述移动框上安装有摄像元件支承框和所述防振线圈，在所述摄像元件支承框上安装有所述摄像元件；
所述防振机构还包括用于驱动电动致动器的集成电路和驱动时的位置检测元件；
还包括用于传递摄像元件的信号的柔性基板；
还包括用于驱动透镜的装置的电源供给的电路；
其中，所述移动框不与所述防振磁铁对置的面侧上设置有磁轭，所述电动致动器的施力方向与所述防振磁铁和所述磁轭互吸的方向相同，且所述磁轭设为产生对移动框进行中心保持的吸引力。
2.根据权利要求1所述的摄像装置用防振机构，其特征在于，所述移动框上设置有用于保持所述球构件的沟。
3.根据权利要求1-2任一项所述的摄像装置用防振机构，其特征在于，所述防振机构具有搭载于上部的、供给驱动透镜的装置的位置检测用信号线的电路。
4.根据权利要求1-2任一项所述的摄像装置用防振机构，其特征在于，所述框组件还包括支承框。
5.根据权利要求4所述的摄像装置用防振机构，其特征在于，所述基座为金属制成的板；
所述支承框为树脂件；
所述基座与所述支承框一体制成。
6.根据权利要求1~2中任一项所述的摄像装置用防振机构，其特征在于，用于向所述电动致动器通电的柔性基板，设置在对摄像元件进行保持的框的在光轴方向上，且位于所述摄像元件的背侧，以对应于移动的各轴的方式弯折至少2次。
7.根据权利要求1~2中任一项所述的摄像装置用防振机构，其特征在于，用于向所述电动致动器通电的柔性基板，设置在对摄像元件进行保持的框的与光轴方向垂直的平面，在比电动致动器靠近外侧处以对应于移动的各轴的方式弯折至少2次。
8.一种光学***，其特征在于，所述光学***包括权利要求1-7任一项所述的防振机构。
9.根据权利要求8所述的光学***，其特征在于，所述光学***包含焦点调整机构，所述焦点调整机构是具有可使透镜倾斜的倾斜手抖修正机构的焦点调整机构。
10.根据权利要求8所述的光学***，其特征在于，所述光学***包含焦点调整机构，所述焦点调整机构是具有可使透镜倾斜的倾斜手抖修正机构的焦点调整机构。
11.一种相机，其特征在于，具备根据权利要求8～10中任一项所述的光学***。
12.一种便携电子设备，其特征在于，具备根据权利要求11所述的相机。
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