叶片开闭装置和电子设备的制作方法

1.本发明涉及叶片开闭装置和电子设备，尤其涉及能够通过叶片部件对开口进行开闭的叶片开闭装置。


背景技术：

2.近年来，以智能手机、智能扬声器、无人机为代表的各种电子设备组装有照相机。在这样的照相机中，镜头开口始终开放的照相机较多，始终处于能够摄影的状态的照相机较多。在这种情况下，如果怀有恶意的第三者对照相机进行操作，则可能通过照相机获得用户的不希望的图像或影像，并将其用于犯罪。
3.尤其是，最近，内置了照相机的电子设备与互联网等网络连接的情况变多，而与网络连接的电子设备可能在用户不知道的期间被具有恶意的程序进行远程操作。如果电子设备被远程操作，可能在用户不知道的期间被进行摄影，从而通过照相机获得图像或影像并向外部发送。这样，从保护用户的隐私的观点出发，也期望在用户不希望的情况下能够阻断照相机的摄影的机构。
4.作为这样的阻断照相机的摄影的机构，考虑如以往在照相机中使用的快门机构(例如，参照专利文献1)那样在镜头与被摄体之间使叶片进行开闭的机构，但随着电子设备的小型化的进展，能够组装照相机模块的空间也变小，从而以往的快门机构难以组装于这样有限的空间。尤其是，在近年来的电子设备中，要求照相机模块的镜头的光轴方向的高度变小，即薄型化。
5.专利文献1：日本特开2009-288327号公报


技术实现要素：

6.本发明是鉴于这样的以往技术的问题而完成的，其目的在于提供能够组装于有限的空间的薄型的叶片开闭装置和具备该叶片开闭装置的电子设备。
7.根据本发明的第一方式，提供能够组装于有限的空间的薄型的叶片开闭装置。该叶片开闭装置能够安装于设置有镜头单元的模块基板。上述叶片开闭装置具备：基座部件，其配置于上述模块基板上，具有与上述镜头单元相邻的壁；以及罩板，其覆盖上述基座部件的至少一部分。上述罩板在上述镜头单元的光轴上形成有开口。上述叶片开闭装置具备：叶片部件，其能够在形成于上述罩板与上述基座部件的上述壁的上表面之间的叶片室的内部沿与上述光轴垂直的方向移动；以及致动器，其使上述叶片部件在封闭上述开口的关闭位置与开放上述开口的打开位置之间移动。从上述基座部件的上述壁的上述上表面沿上述光轴到上述罩板的与上述基座部件相反侧的面的距离是沿上述光轴测定的上述模块基板的厚度与上述镜头单元的高度的合计的1/5以下。
8.根据本发明的第二方式，提供具备上述模块基板、安装于上述模块基板的上述镜头单元以及上述叶片开闭装置的电子设备。
附图说明
9.图1是将本发明的一个实施方式的叶片开闭装置与模块基板和镜头单元一起示出的立体图。
10.图2是图1的叶片开闭装置的分解立体图。
11.图3是图1的叶片开闭装置的示意性的纵剖视图。
12.图4a是示意性地示出图2所示的致动器的动作的一例的俯视图。
13.图4b是示意性地示出图2所示的致动器的动作的一例的俯视图。
14.图5a是示意性地示出通过图4a所示的致动器而移动的叶片部件的位置的俯视图。
15.图5b是示意性地示出通过图4b所示的致动器而移动的叶片部件的位置的俯视图。
16.图6是图3的叶片开闭装置的局部横剖视图。
17.图7是示出作为本发明的一个实施方式的电子设备的笔记本电脑的示意图。
18.标号说明
19.1：叶片开闭装置；2：模块基板；3：镜头单元；10：基座部件；11：轴；12：引导部；13a、13b、13c、13d：周围壁；13e：上表面；20：致动器；21：轭；21a、21b：臂部；22：线圈基座；23：线圈；24：转子磁铁；25：杆部件；26：卡合部(连结部)；27：端子；28：端子板；30：隔板；30a：内表面；31：开口；32：隔板；33：圆弧槽；40：罩板；40a：外表面；41：开口；50：叶片部件；51：凸轮槽；100：笔记本电脑；120：窗；p：光轴。
具体实施方式
20.以下，参照图1至图7对本发明的叶片开闭装置的实施方式进行详细说明。在图1至图7中，对相同或相当的构成要素标注相同的标号并省略重复的说明。而且，在图1至图7中，有时夸张地示出各构成要素的比例尺或尺寸，或者有时省略一部分构成要素。在以下的说明中，在未特别提及的情况下，“第一”、“第二”等用语仅是为了彼此区分构成要素而使用，并不表示特定的等级或顺序。
21.图1是示出本发明的一个实施方式的叶片开闭装置1的立体图，图2是分解立体图，图3是示意性的纵剖视图。如图1和图2所示，本实施方式的叶片开闭装置1例如安装在组装于电子设备的照相机模块，具体而言，安装于设置有镜头单元3的模块基板2。另外，在图3中，为了容易理解，简化或省略一部分部件的图示，并且将一部分部件的尺寸进行夸张而进行图示。在本实施方式中，为方便起见，将图1中的 z方向称为“上”或“上方”，将-z方向称为“下”或“下方”。
22.如图1至图3所示，叶片开闭装置1具备：基座部件10，其安装于模块基板2；致动器20，其设置于基座部件10上；隔板30，其相对于基座部件10配置于模块基板2的相反侧；罩板40，其覆盖基座部件10的上部；叶片部件50，其配置于罩板40与隔板30之间；以及隔板32，其配置于致动器20与叶片部件50之间。叶片开闭装置1安装于模块基板2的与设置有镜头单元3的面相同的面。
23.如图2和图3所示，基座部件10形成有大致长方体状的收纳空间s，该收纳空间s的内部收纳有安装于模块基板2的镜头单元3。隔板30和罩板40在该镜头单元3的光轴p上分别形成有开口31、41。另外，在本实施方式中，设置有与形成有开口31的隔板30不同的隔板32，但也可以通过一张隔板构成形成有开口31的隔板30和隔板32。而且，在其他实施方式中，也
可以省略隔板30和/或隔板32。在省略了隔板30的情况下，后述的口径由罩板40的开口41决定。
24.罩板40通过销42、43与隔板30、32等一起固定于基座部件10。该罩板40的固定构件不限于销，例如也可以使用螺钉等将罩板40固定于基座部件10。
25.致动器20包含：轭21，其由磁性体构成；线圈基座22；线圈23，其在轭21和线圈基座22的周围卷绕；转子磁铁24，其以能够旋转的方式安装于从基座部件10沿 z方向延伸的轴11；以及杆部件25，其与转子磁铁连结。本实施方式的轭21是沿z方向较薄的扁平状，具有包含两个臂部21a、21b的u字形状。线圈23在一个臂部21a的周围卷绕。转子磁铁24由配置于轭21的臂部21a、21b之间，绕轴11具有不同磁极的磁铁构成。杆部件25具有在转子磁铁24的半径方向外侧沿 z方向延伸的圆筒状的卡合部26(连结部)。
26.线圈基座22具有向-y方向突出的端子27，该端子27卷绕有线圈23的端部。线圈23的端部例如如图1所示那样通过焊料60与由金属板构成的端子板28一起固定于端子27。该端子板28与xz平面平行地延伸，并在模块基板2侧(-z方向侧)的端部具有连接部29。该连接部29例如如图1所示那样通过焊料61与模块基板2的接点2a电连接。这样，致动器20的线圈23经由端子板28与模块基板2内的布线(未图示)电连接。
27.叶片部件50包含形成有凸轮槽51的基座52和固定于基座52的叶片53。凸轮槽51以朝向-y方向而逐渐向 x方向变化的方式延伸。凸轮槽51的x方向的宽度是比致动器20的杆部件25的卡合部26的外径稍大的程度。在本实施方式中，基座52与叶片53分体地形成，但也可以使基座52与叶片53一体化而构成叶片部件50。另外，在其他实施方式中，也可以在不使用凸轮槽51的情况下能够移动叶片部件50。
28.叶片部件50配置于从基座部件10的y方向的缘部向 z方向延伸的引导部12(参照图2)之间，以能够被基座部件10的引导部12引导并沿x方向移动的方式构成。即，叶片部件50以能够在形成于罩板40与隔板30和隔板32之间的叶片室的内部沿x方向移动的方式构成。
29.隔板30形成有决定入射到镜头单元3的光的量的开口31(口径)。因此，隔板30有时也称为口径板。另外，在省略了隔板30的情况下，罩板40的开口41作为上述口径而发挥功能。
30.隔板32形成有沿以基座部件10的轴11为中心的圆弧的圆弧槽33。该圆弧槽33的沿半径方向的宽度是比致动器20的杆部件25的卡合部26的外径稍大的程度。杆部件25的卡合部26通过该隔板32的圆弧槽33贯穿插入到叶片部件50的凸轮槽51的内部，并作为与叶片部件50连结的连结部发挥功能。由此，杆部件25的卡合部26以如下方式构成：沿以基座部件10的轴11为中心的圆在隔板32的圆弧槽33的内部移动，并且与叶片部件50的凸轮槽51卡合而能够在凸轮槽51的内部移动。通过该致动器20的杆部件25的卡合部26与叶片部件50的凸轮槽51的卡合，使得叶片部件50伴随着致动器20的杆部件25的卡合部26的移动而沿x方向移动。
31.图4a和图4b是示意性地示出致动器20的动作的一例的俯视图。在本实施方式的致动器20中，通过模块基板2的布线向致动器20的线圈23进行通电时，轭21的臂部21a、21b被磁化为彼此相反的磁极，从而转子磁铁24通过臂部21a、21b的磁力的吸引而旋转。
32.例如，在向致动器20的线圈23沿一个方向进行通电，从而如图4a所示那样轭21的
臂部21a、21b磁化从而带有磁性时，转子磁铁24的磁极分别被轭21的臂部21a、21b的相反的磁极吸引，从而转子磁铁24以轴11为中心顺时针旋转。这时，杆部件25的卡合部26与叶片部件50的凸轮槽51卡合，叶片部件50向-x方向移动，从而成为图5a所示的位置。在该位置，叶片部件50不封闭隔板32的开口31和罩板40的开口41，从而开口31、41开放。即，来自外部的光通过隔板32的开口31和罩板40的开口41直接入射到镜头单元3的镜头，因此能够通过镜头单元3进行拍摄。以下，将图4a所示的转子磁铁24的位置和图5a所示的叶片部件50的位置分别称为“打开位置”。
33.另外，在沿与图4a时相反的方向对致动器20的线圈23进行通电的情况下，轭21的臂部21a、21b如图4b所示那样磁化，转子磁铁24的磁极分别被轭21的臂部21a、21b的相反的磁极吸引，从而转子磁铁24以轴11为中心逆时针旋转。这时，杆部件25的卡合部26与叶片部件50的凸轮槽51卡合，叶片部件50向 x方向移动，从而成为图5b所示的位置。在该位置，叶片部件50(叶片53)封闭隔板32的开口31和罩板40的开口41。即，叶片部件50位于镜头单元3的光轴p上，通过罩板40的开口41的光被叶片部件50遮挡。以下，将图4b所示的转子磁铁24的位置和图5b所示的叶片部件50的位置分别称为“关闭位置”。
34.这样，致动器20通过来自模块基板2的电力的供给，使转子磁铁24在关闭位置与打开位置之间旋转，从而经由杆部件25的卡合部26使叶片部件50能够在关闭位置与打开位置之间移动。
35.例如，只要通过不使镜头单元3所拍摄的光(可见光、红外光等)透过的材料构成叶片53，在叶片部件50在关闭位置时，通过罩板40的开口41的光就被叶片53遮挡而不到达镜头单元3。因此，这时，即使镜头单元3动作，也无法获得图像或影像，因此能够防止获得用户不希望的图像或影像。
36.另外，叶片部件50的叶片53不需要遮挡所有通过开口41、31而入射到镜头单元3的光，从而也可以以遮挡入射到镜头单元3的光的一部分的方式构成叶片53。例如，也可以通过对于镜头单元3所拍摄的光(可见光、红外光等)的透过率较低的材料构成叶片53，或者对叶片53施加着色或通过凹凸、穿孔对叶片53施加花纹(网眼状或格子状的花纹、同心圆的花纹等)，由此遮挡入射到镜头单元3的光的一部分。在该情况下，由镜头单元3获得的图像或影像的一部分不清楚或不可见，因此能够防止获得用户不希望的图像或影像。
37.进而，也可以以对通过开口41、31入射到镜头单元3的光施加规定的光学效果(马赛克滤镜、散射、漫反射等)的方式构成叶片53。在该情况下，由镜头单元3获得的图像或影像的一部分不清楚或不可见，因此也能够防止获得用户不希望的图像或影像。
38.在本实施方式中，调整轭21的形状，以在未向致动器20的线圈23供给电流的状态下，通过转子磁铁24的磁力，转子磁铁24被轭21吸引。具体而言，在图4a所示的状态下，即使停止向致动器20的线圈23供给电流，通过转子磁铁24对轭21赋予的磁力，转子磁铁24也能够保持在打开位置。同样地，在图4b所示的状态下，即使停止向致动器20的线圈23供给电流，通过转子磁铁24对轭21赋予的磁力，转子磁铁24也能够保持在关闭位置。
39.通过这样调整轭21的形状，在未向致动器20的线圈23供给电流的状态下，能够防止叶片部件50从打开位置或关闭位置非期望地移动，或者停止在打开位置与关闭位置之间。另外，也可以调整轭21的形状以使转子磁铁24仅保持在打开位置和关闭位置的一方。尤其是，只要转子磁铁24能够保持关闭位置，即使不向致动器20的线圈23供给电流，也成为开
口41、31被叶片部件50的叶片53封闭的状态，因此在能够防止获得用户不希望的图像或影像这一点是优选的。
40.图6是叶片开闭装置1的局部横剖视图。如图6所示，基座部件10在与镜头单元3相邻的位置具有包围镜头单元3的周围的周围壁13a、13b、13c、13d。因此，通过这些周围壁13a、13b、13c、13d、隔板30以及模块基板2，划定收纳镜头单元3的收纳空间s。
41.在这里，如图3所示，将从基座部件10的周围壁13a、13b、13c、13d的上表面13e(换句话说，基座部件10侧的隔板30的面30a)沿光轴p到罩板40的与基座部件10的相反侧的面40a(罩板40的外表面40a)的距离设为t，将沿镜头单元3的光轴p的高度设为h1，将沿模块基板2的光轴p的厚度设为h2时，
42.t≦(h1 h2)/5
···
(1)。
43.在一个例子中，在镜头单元3的高度h1＝1.0mm，模块基板2的厚度h2＝0.5mm时，从隔板30的内表面30a到罩板40的外表面40a的距离t为0.3mm以下。而且，在其他例子中，在镜头单元3的高度h1＝1.2mm，模块基板2的厚度h2＝0.3mm时，从隔板30的内表面30a到罩板40的外表面40a的距离t为0.3mm以下。另外，模块基板2的厚度h2根据包含于基板内的布线层的数量而变化，从而模块基板2例如能够包含四层布线层或六层布线层。另外，模块基板2与叶片开闭装置1的合起来的厚度hs例如为2.5mm。另外，在省略了隔板30和隔板32的情况下，上述距离t是从基座部件10的周围壁13a、13b、13c、13d的上表面13e到罩板40的外表面40a的距离。
44.通过以满足上述式(1)的方式构成叶片开闭装置1，能够相对于由模块基板2和镜头单元3构成的照相机模块的高度，有效地缩小叶片开闭装置1的收纳叶片部件50的部分的厚度。因此，当必须在电子设备的内部等有限的空间组装照相机模块的情况下，能够防止因叶片开闭装置1的光轴方向的高度而无法组装照相机模块的情况。
45.但是，在叶片部件50在关闭位置时，叶片部件50的叶片53的外表面从罩板40的开口41向外部露出，因此优选对叶片53的外表面用视觉辨认性较高的颜色(例如红色)进行着色，或者施加视觉辨认性较高的几何形状(星形、四边形、多边形等)或标志、插图等设计。通过这样对叶片53的外表面施加视觉辨认性较高的着色或设计，能够容易确认叶片53在关闭位置，从而容易识别出保护了用户，以防止用户被获得不希望的图像或影像的情况。
46.另外，在图示的实施方式中，罩板40的开口41和隔板30的开口31的形状是圆形，但这些开口41、31的形状不限于圆形，也能够选择矩形状、椭圆状等任意的形状。
47.另外，在上述实施方式中，对使用组合扁平u字状的轭21与转子磁铁24而得到的致动器20的例子进行了说明，但使用的致动器20不限于此，只要是能够使叶片部件50在关闭位置与打开位置之间移动，就可以是任何结构。
48.图7是示出作为组装了上述叶片开闭装置1的电子设备的一例的笔记本电脑100的图。该笔记本电脑100的盖部110设置有照相机用的窗120，以镜头单元3位于与该窗120对应的位置的方式在笔记本电脑100内组装叶片开闭装置1。由此，实现了具有照相机功能的笔记本电脑100。
49.在上述例子中，作为组装了叶片开闭装置1的电子设备例举出了笔记本电脑100，但本发明的叶片开闭装置不仅适用于笔记本电脑，也能够普遍适用于智能扬声器或家庭安全防范照相机等具备照相机功能的电子设备全体。
50.以上，对本发明的优选的实施方式进行了说明，但本发明不限于上述实施方式，当然可以在其技术构思的范围内以各种不同的方式实施。
51.如上所述，根据本发明的第一方式，提供能够组装于有限的空间的薄型的叶片开闭装置。该叶片开闭装置能够安装于设置有镜头单元的模块基板。上述叶片开闭装置具备：基座部件，其配置于上述模块基板上，具有与上述镜头单元相邻的壁；以及罩板，其覆盖上述基座部件的至少一部分。上述罩板在上述镜头单元的光轴上形成有开口。上述叶片开闭装置具备：叶片部件，其能够在形成于上述罩板与上述基座部件的上述壁的上表面之间的叶片室的内部沿与上述光轴垂直的方向移动；以及致动器，其使上述叶片部件在封闭上述开口的关闭位置与开放上述开口的打开位置之间移动。从上述基座部件的上述壁的上述上表面沿上述光轴到上述罩板的与上述基座部件相反侧的面的距离是沿上述光轴测定的上述模块基板的厚度与上述镜头单元的高度的合计的1/5以下。
52.通过这样构成叶片开闭装置，能够相对于由模块基板和镜头单元构成的照相机模块的高度，有效地缩小叶片开闭装置的收纳叶片部件的部分的厚度。因此，当必须在电子设备的内部等有限的空间组装照相机模块的情况下，能够防止因叶片开闭装置的高度而无法组装照相机模块的情况。
53.上述致动器也可以具有：扁平u字状的轭，其具有两个臂部；线圈，其卷绕于上述轭的上述两个臂部的一个臂部的周围；转子磁铁，其以能够旋转的方式配置于上述轭的上述两个臂部之间；以及杆部件，其与上述转子磁铁连结。该杆部件具有与上述叶片部件连结的连结部。
54.上述叶片开闭装置优选安装于上述模块基板的与设置有上述镜头单元的面相同的面。而且，上述基座部件的上述壁优选以包围上述镜头单元的周围的方式配置。
55.上述致动器优选构成为在未向该致动器供给电流的状态下，将上述叶片部件保持在上述打开位置和上述关闭位置中的至少一方。
56.上述叶片部件也可以构成为遮挡通过上述开口而入射到上述镜头单元的光的至少一部分，从而妨碍基于上述镜头单元的拍摄，或者也可以构成为对通过上述开口而入射到上述镜头单元的光施加规定的光学效果，从而妨碍基于上述镜头单元的拍摄。而且，上述叶片部件也可以在外表面施加具有视觉辨认性的着色或设计。
57.根据本发明的第二方式，提供具备上述模块基板、安装于上述模块基板的上述镜头单元以及上述叶片开闭装置的电子设备。