CN113433761B - 光学单元 - Google Patents

Abstract

光学单元中，第一摆动机构以y轴方向为基准摆动支架，第二摆动机构以z轴方向为基准摆动支架。壳体具有收纳支架的第一凸部的至少一部分的第一凹部和收纳支架的第二凸部的至少一部分的第二凹部。第一凹部具有相对于第一凸部位于y轴方向一侧的第一侧面、位于y轴方向另一侧的第二侧面和底面。第二凹部具有相对于第二凸部位于y轴方向一侧的第一侧面、位于y轴方向另一侧的第二侧面和底面。

Description

光学单元

技术领域

本发明涉及一种光学单元。

背景技术

在通过照相机拍摄静止图像或运动图像时，有时因手抖动而产生图像模糊。因此，用于实现防止了图像模糊的清晰摄影的手抖动校正装置被实用化。手抖校正装置在照相机抖动的情况下，通过根据手抖校正照相机模块的位置和姿势，能够消除因手抖引起的不良情况。

另外，为了照相机模块的小型化，已知有具备各种透镜组及棱镜的弯曲式变焦方式的照相机模块，还研究了消除弯曲式变焦方式的照相机模块的手抖动引起的不良情况(例如，参照日本公开公报特开2012-118336号公报)。在日本公开公报特开2012-118336号公报中记载了通过使用马达和齿轮分别使X轴部件和Y轴部件转动来使棱镜旋转的防振机构。

但是，在日本公开公报特开2012-118336号公报的防振机构中，通过利用马达和齿轮使2个旋转轴旋转来使棱镜旋转，不能以简单的结构抑制光轴的偏移。

发明内容

本发明是鉴于上述技术问题而完成的，其目的在于提供一种能够以简单的结构抑制光轴的偏移的光学单元。

本发明的示例性实施例包括光学元件、支架、壳体、第一摆动机构和第二摆动机构。所述光学元件具有沿第一轴方向反射光的反射面。所述支架保持所述光学元件。所述壳体可摆动地支承所述支架。所述第一摆动机构以与所述第一轴方向正交的第二轴方向为基准，使所述支架相对于所述壳体摆动。所述第二摆动机构以分别与所述第一轴方向及所述第二轴方向正交的第三轴方向为基准，使所述支架相对于所述壳体摆动。所述支架具有第一凸部和第二凸部。所述第一凸部设置于与所述壳体对置的第一壳体对置面上，朝向所述壳体突出。所述第二凸部设置于与所述壳体对置的第二壳体对置面上，朝向所述壳体突出。所述壳体具有第一凹部和第二凹部。所述第一凹部设置于与所述支架的所述第一壳体对置面相对的第一支架对置面上，收纳所述第一凸部的至少一部分。所述第二凹部设置于与所述支架的所述第二壳体对置面相对的第二支架对置面上，收纳所述第二凸部的至少一部分。所述第一凹部具有第一侧面、第二侧面和底面。所述第一侧面相对于所述第一凸部位于所述第三轴方向的一侧。所述第二侧面相对于所述第一凸部位于所述第三轴方向的另一侧。所述底面连接所述第一凹部的所述第一侧面和所述第一凹部的所述第二侧面。所述第二凹部具有第一侧面、第二侧面和底面。所述第一侧面相对于所述第二凸部位于所述第三轴方向的一侧。所述第二侧面相对于所述第二凸部位于所述第三轴方向的另一侧。所述底面具有连接所述第二凹部的所述第一侧面和所述第二凹部的所述第二侧面的底面。

本发明的示例性实施方式能够以简单的结构抑制光轴的偏移。

有下本发明优选实施方式的详细说明，参照附图，可以更清楚地理解本发明的上述及其他特征征、要素、步骤、特点和优点。

附图说明

图1是具有本实施方式的光学单元的智能手机的示意立体图。

图2(a)是本实施方式的光学单元的示意立体图，图2(b)是本实施方式的光学单元、对应的透镜模块以及摄像元件的示意立体图。

图3(a)和图3(b)是本实施方式的光学单元中的光学元件、支架和壳体的示意分解立体图。

图4(a)和图4(b)是本实施方式的光学单元中的壳体、第一摆动机构和第二摆动机构的示意立体图。

图5(a)是用于说明本实施方式的光学单元中的支架的第一凸部和壳体的第一凹部的卡合的示意图，图5(b)是用于说明本实施方式的光学单元中的支架的第二凸部和壳体的第二凹部的卡合的示意图。

图6(a)是沿着图2(a)的VIa-VIa线的剖视图，图6(b)是沿着图2(a)的VIb-VIb线的剖视图。

图7(a)是用于说明本实施方式的光学单元中的第一摆动机构的摆动的示意图，图7(b)是用于说明本实施方式的光学单元中的第二摆动机构的摆动的示意图。

图8(a)～图8(c)是用于说明本实施方式的光学单元中的第一摆动机构的摆动的示意图。

图9(a)～图9(c)是用于说明本实施方式的光学单元中的第二摆动机构的摆动的示意图。

图10是本实施方式的光学单元的示意立体图。

图11是本实施方式的光学单元的示意立体图。

图12(a)是具备本实施方式的光学单元的智能手机的示意立体图，图12(b)是具备本实施方式的光学单元的光学模块的示意立体图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的光学单元的实施方式。另外，在图中，对相同或相当的部分标注相同的参照符号，不重复说明。另外，在本申请说明书中，为了容易理解发明，有时记载相互正交的x轴、y轴以及z轴。

＜光学单元100的用途＞

光学单元100朝向特定方向反射入射光。光学单元100例如适合用作智能手机的光学部件。

首先，参照图1说明具备本实施方式的光学单元100的智能手机200。图1是具备本实施方式的光学单元100的智能手机200的示意立体图。

光学单元100能够构成为薄型。由此，能够将智能手机200的沿z轴方向的长度(厚度)构成得较薄。另外，光学单元100的用途不限于智能手机200，可以在照相机和录像机等没有特别限定的各种装置中使用。

如图1所示，智能手机200具备光入射的透镜202。在智能手机200中，光学单元100配置在透镜202的内侧。光L经由透镜202从外部向入射方向入射到智能手机200，根据通过了光学单元100的光拍摄被摄体像。

＜光学单元100的整体结构＞

接着，参照图2(a)和图2(b)说明本实施方式的光学单元100的结构。图2(a)是本实施方式的光学单元100的示意立体图，图2(b)是本实施方式的光学单元100以及对应的透镜模块210和摄像元件220的示意立体图。

如图2(a)和图2(b)所示，光学单元100将沿着z轴方向入射的入射光La作为反射光Lb向x轴方向反射。另外，在本说明书中，有时将x轴方向、y轴方向以及z轴方向分别记载为第一轴方向、第二轴方向、第三轴方向。

光学单元100具备光学元件110、支架120、壳体130、第一摆动机构140以及第二摆动机构150。另外，如图2(a)及图2(b)所示，第二摆动机构150位于光学元件110的-x方向侧，但第一摆动机构140不能从光学单元100的外部看到。第一摆动机构140相对于光学元件110以及支架120位于-z方向侧。

光学元件110具有沿x轴方向反射光的反射面110r。反射面110r分别相对于xy平面和yz平面倾斜地配置。反射面110r将沿-z轴方向入射的入射光La作为反射光Lb向+x轴方向反射。

例如，光学元件110包括棱镜。棱镜由折射率比空气高的大致单一的透明材料形成。通过使光学元件110包含棱镜，能够缩短通过光学单元100内的光路径的长度。

支架120保持光学元件110。支架120从沿着光学元件110的y轴方向位于两侧的面以及位于-z轴方向侧的面保持光学元件110。典型地，支架120由树脂形成。

壳体130可摆动地支承支架120。壳体130从y轴方向的两侧端部支承支架120。支架120相对于壳体130摆动。支架120相对于壳体130以y轴为基准进行摆动。y轴也称为俯仰轴。另外，支架120相对于壳体130以z轴为基准进行摆动。z轴也称为偏转轴。另一方面，在光学单元100中，抑制支架120相对于壳体130以x轴为基准的摆动。典型地，壳体130由树脂或金属形成。

第一摆动机构140位于支架120的-z方向侧。第一摆动机构140以y轴方向为基准相对于壳体130摆动支架120。

另外，第二摆动机构150位于支架120的-x方向侧。第二摆动机构150以z轴方向为基准相对于壳体130摆动支架120。

如图2(b)所示，光学单元100将沿着z轴方向入射的入射光La作为反射光Lb向x轴方向反射。之后，反射光Lb经由智能手机200的透镜模块210被摄像元件220接收。根据用途，透镜模块210可以包括各种透镜。

在本实施方式的光学单元100中，支架120相对于壳体130可摆动地被支承。支架120能够相对于壳体130以y轴和z轴为基准进行摆动，但以x轴为基准的摆动被抑制。

接着，参照图3(a)和图3(b)说明本实施方式的光学单元100的结构。图3(a)和图3(b)是本实施方式的光学单元100中的光学元件110、支架120以及壳体130的分解立体图。

从图3(a)可知，光学元件110安装在支架120上。另外，支架120与光学元件110一起安装在壳体130上。

如图3(a)及图3(b)所示，光学元件110为大致三棱柱形状。光学元件110具有面110a、面110b、面110c、面110d以及面110e。面110a的法线与z轴方向平行，朝向+z方向。

面110b与面110a连接，并与面110a正交。面110b的法线与y轴方向平行，朝向+y方向。面110c与面110a连接，并与面110a正交。面110c的法线与y轴方向平行，朝向-y方向。

面110d与面110a、面110b以及面110c连接。面110d相对于xy平面倾斜地交叉。在此，面110d成为图2(a)和图2(b)的反射面110r。面110e与面110a、面110b、面110c以及面110d连接，并与面110a、面110b、面110c正交。面110e的法线与x轴方向平行，朝向+x方向。

支架120是除去了中央部分的一部分的大致长方体形状。支架120具有面120a、面120b、面120c、面120d、面120e、面120f、面120g、面120h以及面120i。

面120a相对于xy平面倾斜地交叉。面120a的y方向的长度与光学元件110的y方向的长度大致相等，但面120a的y方向的长度比光学元件110的y方向的长度稍大。

面120b与面120a连接，并与面120a正交。面120b的法线与y轴方向平行，朝向-y方向。面120c与面120b相对。面120c与面120a连接，并与面120a正交。面120c的法线与y轴方向平行，朝向+y方向。

光学元件110安装在支架120的面120a、面120b以及面120c上。面120a、面120b以及面120c构成支架120的内周面。另外，在支架120的面120a上安装有光学元件110。在本说明书中，有时将支架120的面120a记载为光学元件安装面。

面120d的法线与z轴方向平行，朝向+z方向。面120d被面120a分成面120d1以及面120d2。面120d1相对于面120a位于+y方向侧，面120d2相对于面120a位于-y方向侧。

面120e与面120d1连接，并与面120d1正交。面120e的法线与y轴方向平行，朝向+y方向。当支架120安装在壳体130上时，支架120的面120e与壳体130相对。在本说明书中，有时将支架120的面120e记载为第一壳体对置面。

面120f与面120d2连接，并与面120d2正交。面120f的法线与y轴方向平行，朝向-y方向。当支架120安装在壳体130上时，支架120的面120f与壳体130相对。在本说明书中，有时将支架120的面120f记载为第二壳体对置面。

面120g与面120a、面120d1、面120d2、面120e以及面120f连接，并与面120d1、面120d2、面120e以及面120f正交。面120g的法线与x轴方向平行，朝向-x方向。面120h与面120e、面120f以及面120g连接，并与面120e、面120f以及面120g正交。面120h的法线与z轴方向平行，朝向-z方向。

面120i的法线与x轴方向平行，朝向+x方向。面120i与面120d、面120e、面120f以及面120h连接，并与面120d、面120e、面120f以及面120h正交。表面120i被面120a分成面120i1以及面120i2。面120i1相对于面120a位于+y方向侧，面120i2相对于面120a位于-y方向侧。

如图3(a)及图3(b)所示，支架120具有安装部121、第一端部122a、第二端部122b、第一凸部125以及第二凸部126。在安装部121上安装有光学元件110。第一端部122a相对于安装部121位于+y方向侧。第二端部122b相对于安装部121位于-y方向侧。安装部121位于第一端部122a与第二端部122b之间。

面120e是第一端部122a的+y方向侧的外表面。如上所述，面120e成为与壳体130相对的第一壳体对置面。第一凸部125设置于与壳体130相对的第一壳体对置面(面120e)上。在此，第一凸部125位于第一壳体对置面(面120e)的中心。在支架120安装于壳体130的情况下，第一凸部125朝向壳体130突出。

面120f是第二端部122b的-y方向侧的外表面。如上所述，面120f成为与壳体130相对的第二壳体对置面。第二凸部126设置于与壳体130相对的第二壳体对置面(面120f)上。在此，第二凸部126位于第二壳体对置面(面120f)的中心。在支架120安装于壳体130的情况下，第二凸部126朝向壳体130突出。

壳体130是从相邻的2个面部分地去除了更小的大致长方体形状的大致长方体形状。壳体130具有内周面132以及外周面134。内周面132具有面132a、面132b、面132c以及面132d。面132a的法线与x轴方向平行，朝向+x方向。

面132b与面132a连接，并与面132a正交。面132b的法线与y轴方向平行，朝向-y方向。面132c与面132a连接，并与面132a正交。面132c的法线与y轴方向平行，朝向+y方向。

面132d与面132a、面132b以及面132c连接，并与面132a、面132b以及面132c正交。面132d的法线与z轴方向平行，朝向+y方向。

在壳体130的内周面132上安装有支架120。在壳体130的内周面132上安装有支架120的情况下，支架120的面120g、面120e、面120f以及面120h分别与壳体130的面132a、面132b、面132c以及面132d对置。

如上所述，在本说明书中，有时将支架120的面120e记载为第一壳体对置面，将支架120的面120f记载为第二壳体对置面。另外，在本说明书中，有时将壳体130中的与支架120的面120e对应的面132b记载为第一支架对置面，将与支架120的面120f对应的面132c记载为第二支架对置面。

外周面134具有面134a、面134b、面134c、面134d、面134e以及面134f。面134a的法线与z轴方向平行，朝向+z方向。面134a分别与面132a、面132b以及面132c连接，并与面132a、面132b以及面132c正交。

面134b与面134a连接，并与面134a正交。面134b的法线与y轴方向平行，朝向+y方向。面134c与面134a连接，并与面134a正交。面134c的法线与y轴方向平行，朝向-y方向。

面134d与面134a、面134b以及面134c连接，并与面134a、面134b以及面134c正交。面134d的法线与x轴方向平行，朝向-x方向。面134e与面134b、面134c以及面134d连接，并与面134b、面134c以及面134d正交。面134e的法线与z轴方向平行，朝向-z方向。

面134f与面134b、面134c以及面134e连接，并与面134b、面134c以及面134e正交。另外，面134f分别与面132a、面132b以及面132c连接，并与面132a、面132b以及面132c正交。面134f的法线与x轴方向平行，朝向+x方向。

壳体130具有第一凹部135。第一凹部135设置于与支架120的第一壳体对置面(120e)对置的第一支架对置面(132b)上。第一凹部135收纳第一凸部125的至少一部分。在此，第一凹部135沿x轴方向延伸。第一凹部135的x轴方向的长度比第一凸部125的x轴方向的长度大。

壳体130具有第二凹部136。第二凹部136设置于与支架120的第二壳体对置面(120f)对置的第二支架对置面(132c)上。第二凹部136收纳第二凸部126的至少一部分。在此，第二凹部136沿x轴方向延伸。第二凹部136的x轴方向的长度比第二凸部126的x轴方向的长度大。

根据本实施方式的光学单元100，在支架120安装于壳体130的情况下，第一凸部125从第一端部122a朝向壳体130突出。另外，设有第一凸部125的第一壳体对置面(面120e)与设有第一凹部135的第一支架对置面(面132b)对置，第一凹部135收纳第一凸部125的至少一部分。因此，第一凸部125能够在所收纳的第一凹部135内移动。

同样，第二凸部126从第二端部122b朝向壳体130突出。另外，设有第二凸部126的第二壳体对置面(面120f)与设有第二凹部136的第二支架对置面(面132c)对置，第二凹部136收纳第二凸部126的至少一部分。因此，第二凸部126能够在所收纳的第二凹部136内移动。

接着，参照图3(a)、图3(b)以及图4(a)和图4(b)说明本实施方式的光学单元100中的支架120、第一摆动机构140以及第二摆动机构150。图4(a)和图4(b)是本实施方式的光学单元100中的支架120、第一摆动机构140以及第二摆动机构150的示意立体图。另外，在图4(a)及图4(b)中，除了第一线圈144以及第二线圈154以外，省略表示壳体130。

第一摆动机构140包括第一磁体142以及第一线圈144。第一磁体142设置于支架120以及壳体130中的一方，第一线圈144相对于第一磁体142设置于支架120以及壳体130中的另一方。详细地说，第一磁体142以及第一线圈144中的一方设置于支架120的面120h上，第一磁体142以及第一线圈144中的另一方配置在壳体130的面132d上或与面132d相对的壳体130内部。在本说明书中，有时将支架120的面120h记载为第一摆动机构安装面。

这里，第一磁体142安装在支架120上。详细地说，第一磁体142安装在支架120的面120h上。第一磁体142具有N极142n以及S极142s。N极142n以及S极142s分别沿y方向延伸，沿x方向排列。

第一线圈144设置于壳体130上。通过切换流过第一线圈144的电流的方向，第一磁体142受到沿x轴方向的力。

第二摆动机构150包括第二磁体152以及第二线圈154。第二磁体152设置于支架120以及壳体130中的一方，第二线圈154相对于第二磁体152设置于支架120以及壳体130中的另一方。详细地说，第二磁体152以及第二线圈154中的一方设置于支架120的面120g上，第二磁体152以及第二线圈154中的另一方配置在壳体130的面132a上或与面132a相对的壳体130内部。在本说明书中，有时将支架120的面120g记载为第二摆动机构安装面。

这里，第二磁体152安装在支架120上。详细地说，第二磁体152安装在支架120的面120g上。第二磁体152具有N极152n以及S极152s。N极152n以及S极152s分别沿z方向延伸，沿y方向排列。

第二线圈154设置于壳体130上。通过切换流过第二线圈154的电流的方向，第二磁体152受到沿y轴方向的力。

如图4(a)和图4(b)所示，优选支架120包括第一磁体142以及第二磁体152，壳体130包括第一线圈144以及第二线圈154。由此，通过使电流流过壳体130的第一线圈144和/或第二线圈154，能够简便地控制以壳体130为基准的支架120的摆动。

如上所述，第一摆动机构安装面(面120h)与第一壳体对置面(面120e)及第二壳体对置面(面120f)连接。另外，第一摆动机构安装面(面120h)具有与z轴方向平行的法线。另外，第二摆动机构安装面(面120g)与第一壳体对置面(面120e)及第二壳体对置面(面120f)连接。第二摆动机构安装面(面120g)具有与x轴方向平行的法线。

在第一摆动机构安装面(面120h)上安装有第一摆动机构140的第一磁体142以及第一线圈144中的一方。同样，在第二摆动机构安装面(面120g)上安装有第二摆动机构150的第二磁体152以及第二线圈154中的一方。第一摆动机构140以及第二摆动机构150安装在具有与x轴方向和y轴方向平行的法线的安装面(面120h、120g)上，因此能够相对于壳体130高效地摆动支架120。

另外，如上所述，光学元件110位于支架120的光学元件安装面(面120a)。光学元件安装面(面120a)位于第一壳体对置面(面120e)和第二壳体对置面(面120f)之间。另外，光学元件安装面(面120a)相对于第一摆动机构安装面(面120h)及第二摆动机构安装面(面120g)倾斜地配置。因此，能够有效地抑制反射光的光轴因安装在光学元件安装面(面120a)上的光学元件110而偏移。

如上所述，支架120的第一凸部125被收纳在壳体130的第一凹部135中，支架120的第二凸部126被收纳在壳体130的第二凹部136中。

在此，参照图5(a)和图5(b)说明本实施方式的光学单元100中的支架120的凸部和壳体130的凹部的卡合。首先，说明光学单元100中的支架120的第一凸部125和壳体130的第一凹部135的卡合。图5(a)是用于说明本实施方式的光学单元100中的支架120的第一凸部125和壳体130的第一凹部135的卡合的示意图。

如图5(a)所示，第一凸部125从支架120的面120e突出。第一凸部125具有局部球面形状。在此，第一凸部125为半球形状。但是，第一凸部125也可以不是半球形状。第一凸部125优选具有曲面形状。在一个例子中，第一凸部125也可以是在矩形的平面的周围设置有弧面的形状。

如上所述，第一凹部135收纳第一凸部125的至少一部分。第一凹部135具有第一侧面135a、第二侧面135b以及底面135c。第一侧面135a相对于第一凸部125位于z轴方向一侧。第二侧面135b相对于第一凸部125位于z轴方向另一侧。底面135c连接第一凹部135的第一侧面135a以及第一凹部135的第二侧面135b。

在此，第一侧面135a与x轴方向平行地延伸。另外，第二侧面135b与x轴方向平行地延伸。第一侧面135a和第二侧面135b相互平行。

另外，第一侧面135a与底面135c间的边界为圆弧状，第二侧面135b与底面135c间的边界也为圆弧状。因此，底面135c的深度(相对于面132b的到底面135c的距离)根据x方向的位置而变化。在第一侧面135a中的x方向中央，底面135c最深。

底面135c优选具有局部球面形状。在此，底面135c在从z轴方向进行正面观察的情况下具有曲面形状。底面135c的曲面可以规定为一定的曲率半径。底面135c的曲面与第一凸部125的形状匹配。

接着，说明光学单元100中的支架120的第二凸部126和壳体130的第二凹部136的卡合。图5(b)是用于说明本实施方式的光学单元100中的支架120的第二凸部126和壳体130的第二凹部136的卡合的示意图。

如图5(b)所示，第二凸部126从支架120的面120f突出。第二凸部126具有局部球面形状。在此，第二凸部126为半球形状。在此，第二凸部126为半球形状。但是，第二凸部126也可以不是半球形状。第二凸部126优选具有曲面形状。在一个例子中，第二凸部126也可以是在矩形的平面的周围设置有弧面的形状。

如上所述，第二凹部136收纳第二凸部126的至少一部分。第二凹部136具有第一侧面136a、第二侧面136b以及底面136c。第一侧面136a相对于第二凸部126位于z轴方向一侧。第二侧面136b相对于第二凸部126位于z轴方向另一侧。底面136c连接第二凹部136的第一侧面136a以及第二凹部136的第二侧面136b。

在此，第一侧面136a与x轴方向平行地延伸。另外，第二侧面136b与x轴方向平行地延伸。第一侧面136a和第二侧面136b相互平行。

另外，第一侧面136a与底面136c间的边界为圆弧状，第二侧面136b与底面136c间的边界也为圆弧状。因此，底面136c的深度(相对于面132c的到底面136c的距离)根据x方向的位置而变化。在第一侧面136a中的x方向中央，底面136c最深。

底面136c优选具有局部球面形状。在此，底面136c在从z轴方向进行正面观察的情况下具有曲面形状。底面136c的曲面可以规定为一定的曲率半径。底面136c的曲面与第二凸部126的形状匹配。

从图5(a)和图5(b)可知，第一凹部135支承第一凸部125。此时，第一凸部125能够相对于第一凹部135以y轴方向和z轴方向为基准进行摆动，但以x轴方向为基准的摆动被抑制。同样，第二凹部136支承第二凸部126。此时，第二凸部126能够相对于第二凹部136以y轴方向和z轴方向为基准进行摆动，但以x轴方向为基准的摆动被抑制。

根据本实施方式，光学单元100能够以相互正交的3个轴方向中的2个轴方向(例如，y轴方向和z轴方向)为基准进行摆动，并且限制以剩余的1个轴方向(例如，x轴方向)为基准的摆动。由此，能够以简单的结构抑制反射光的光轴的偏移。

而且，如上所述，第一凸部125具有局部球面形状，收纳第一凸部125的第一凹部135的底面135c具有局部球面形状。同样，第二凸部126具有局部球面形状，收纳第二凸部126的第二凹部136的底面135c具有局部球面形状。因此，光学单元100能够以y轴方向和z轴方向为基准平滑地摆动。

接着，参照图6(a)和图6(b)说明本实施方式的光学单元100中的支架120的凸部和壳体130的凹部卡合的结构。首先，参照图6(a)说明本实施方式的光学单元100中的支架120的第一凸部125以及第二凸部126分别与壳体130的第一凹部135以及第二凹部136卡合的结构。图6(a)是沿着图2(a)的VIa-VIa线的剖视图，图6(b)是沿着图2(a)的VIb-VIb线的剖视图。

如图6(a)所示，第一凸部125收纳在第一凹部135中，第二凸部126收纳在第二凹部136中。

第一凹部135的沿z轴方向的宽度Wz1与第一凸部125的沿z轴方向的长度Lz1大致相等或比其稍大。第一凹部135以宽度Wz1沿x轴方向延伸。

同样，第二凹部136的沿z轴方向的宽度Wz2与第二凸部126的沿z轴方向的长度Lz2大致相等或比其稍大。第二凹部136以宽度Wz2沿x轴方向延伸。

这里，第二凹部136的宽度Wz2与第一凹部135的宽度Wz1大致相等。另外，壳体130的面132c上的第二凹部136的位置与壳体130的面132b上的第一凹部135的位置大致相等。

第一凸部125以及第二凸部126能够以y轴方向为基准旋转。在此，由于第一凸部125以及第二凸部126均为半球形状，因此支架120能够与第一凸部125以及第二凸部126一起以y轴方向为基准平滑地旋转。

另一方面，第一凹部135的宽度Wz1与第一凸部125的长度Lz1大致相等或比其稍大。另外，第二凹部136的宽度Wz2与第二凸部126的长度Lz2大致相等或比其稍大。因此，支架120不能以x轴方向为基准进行摆动。即使支架120受到以x轴方向为基准的顺时针旋转的力，由于第一凸部125与第一凹部135的第二侧面135b接触，第二凸部126与第二凹部136的第一侧面136a接触，因此支架120也不能顺时针旋转。同样，即使支架120受到以x轴方向为基准的逆时针旋转的力，由于第一凸部125与第一凹部135的第一侧面135a接触，第二凸部126与第二凹部136的第二侧面135b接触，因此支架120不能逆时针旋转。

另外，如图6(b)所示，第一凸部125收纳在第一凹部135中，第二凸部126收纳在第二凹部136中。

第一凹部135的底面135c为圆弧状。底面135c的曲率半径

与以连接第一凸部125的端部和第二凸部126的端部的直线D的长度Lm为直径、以直线D的中点为中心时的半径R(长度Lm/2)大致相等，或者比半径R稍大。在此，直线D的长度Lm等于支架120的沿y方向的长度、第一凸部125的长度Ly1以及第二凸部126的长度Ly2之和。另外，在第一凸部125为半球面状的情况下，长度Ly1与长度Lz1的一半大致相等。

同样，第二凹部136的底面136c为圆弧状。底面136c的曲率半径

与以直线D的长度Lm为直径、以直线D的中点为中心时的半径R(长度Lm/2)大致相等，或者比半径R稍大。

在此，曲率半径

以及曲率半径

分别与基于连接第一凸部125的端部和第二凸部126的端部的直线D的半径R大致相等或比其稍大。因此，第一凹部135的底面135c以及第二凹部136的底面136c构成同一圆Cm的一部分。因此，支架120能够与第一凸部125以及第二凸部126一起以z轴方向为基准平滑地旋转。

接着，参照图7(a)和图7(b)说明本实施方式的光学单元100的摆动。图7(a)是用于说明本实施方式的光学单元100中的第一摆动机构140的摆动的示意图，图7(b)是用于说明本实施方式的光学单元100中的第二摆动机构150的摆动的示意图。

如图7(a)所示，第一摆动机构140包括第一磁体142以及第一线圈144。第一磁体142设置于支架120上，第一线圈144设置于壳体130上。第二摆动机构150包括第二磁体152以及第二线圈154。第二磁体152设置于支架120上，第二线圈154设置于壳体130上。

通过切换流过第一线圈144的电流的方向，第一磁体142受到沿x轴方向的力。在这种情况下，第一磁体142沿x轴方向移动。因此，安装有第一磁体142的支架120相对于壳体130以y轴方向为基准进行摆动(俯仰)。

如图7(b)所示，通过切换流过第二线圈154的电流的方向，第二磁体152受到沿y轴方向的力。在这种情况下，第二磁体152沿y轴方向移动。因此，安装有第二磁体152的支架120相对于壳体130以z轴方向为基准进行摆动(偏转)。

接着，参照图8(a)～图8(c)说明本实施方式的光学单元100中的第一摆动机构140的摆动。图8(a)～图8(c)是用于说明通过本实施方式的光学单元100中的第一摆动机构140进行的摆动的示意图。在图8(a)中，光学单元100中的支架120位于基准位置，在图8(b)和图8(c)中，支架120相对于基准位置向任一方向摆动。

如图8(a)所示，在支架120相对于壳体130处于基准位置的情况下，光学元件110的面110e的法线朝向x轴方向，反射光Lb沿着x轴方向行进。

如图8(b)所示，在相对于壳体130以+y轴方向为基准产生顺时针的摆动的情况下，支架120能够相对于壳体130以+y轴方向为基准逆时针摆动。另外，如图8(c)所示，在相对于壳体130以+y轴方向为基准产生了逆时针的摆动的情况下，支架120能够相对于壳体130以+y轴方向为基准顺时针摆动。

接着，参照图9(a)～图9(c)说明本实施方式的光学单元100中的第二摆动机构150的摆动。图9(a)～图9(c)是用于说明通过本实施方式的光学单元100中的第二摆动机构150进行的摆动的示意图。在图9(a)中，光学单元100中的支架120位于基准位置，在图9(b)和图9(c)中，支架120相对于基准位置向任一方向摆动。

如图9(a)所示，在支架120相对于壳体130处于基准位置的情况下，光学元件110的面110e的法线朝向x轴方向，反射光Lb沿着x轴方向行进。

如图9(b)所示，在相对于壳体130以-z轴方向为基准产生了逆时针的摆动的情况下，支架120能够相对于壳体130以-z轴方向为基准顺时针摆动。另外，如图9(c)所示，在相对于壳体130以-z轴方向为基准产生顺时针的摆动的情况下，支架120能够相对于壳体130以-z轴方向为基准逆时针摆动。

另外，在由树脂形成壳体130的情况下，典型地，树脂通过一体成型而形成。在这种情况下，壳体130可以由一个部件构成。但是，壳体130也可以由多个部件构成。例如，在壳体130由多个部件构成的情况下，壳体130的部件也可以在安装了支架120之后进行组装。

另外，在图2(a)～图9(c)所示的光学单元100中，第一凸部125以及第二凸部126分别为半球形状，但本实施方式不限于此。第一凸部125以及第二凸部126也可以具有圆柱形状的基台部，基台部的前端为半球形状。

另外，在参照图2(a)～图9(c)说明的光学单元100中，支架120被支承为能够相对于壳体130摆动，因此有时支架120相对于壳体130的基准位置未被规定为恒定。但是，优选将支架120相对于壳体130的基准位置规定为恒定。

接着，参照图10说明本实施方式的光学单元100。图10是本实施方式的光学单元100的示意立体图。图10的光学单元100除了壳体130具有壳体主体130a以及金属部件138a且在壳体130中插入有柔性印刷基板(Flexible Printed Circuit:FPC)FP以外，具有与图2(a)和图2(b)所示的光学单元100相同的结构，为了避免冗长而省略重复的记载。另外，在此，为了避免附图过于复杂，用双点划线表示壳体130的外缘。

如图10所示，在光学单元100中，壳体130具有壳体主体130a以及金属部件138a。金属部件138a与第一磁体142相对。

在此，金属部件138a配置在壳体主体130a的内部。另外，金属部件138a配置在位于壳体主体130a内部的第一线圈144的附近。通过金属部件138a，在第一线圈144中不流过电流的情况下，能够将具备第一磁体142以及第一磁体142的支架120定位于规定的位置。通过相对于第一摆动机构140配置金属部件138a，能够规定在第一线圈144中不流过电流时的支架120相对于壳体130的位置。另外，在金属部件138a与第一磁体142之间产生的磁力比在第一线圈144中流过电流时产生的磁力弱，因此即使设置金属部件138a，通过在第一线圈144中流过电流，也能够使支架120相对于壳体130摆动。

另外，在图10中，金属部件138a配置在第一摆动机构140的第一线圈144的附近，但本实施方式不限于此。金属部件138a也可以与第二磁体152相对，配置在第二摆动机构150的第二线圈154的附近。

金属部件138a优选相对于第一线圈144的中心对称地配置。在图10中，金属部件138a与第一磁体142的N极142n以及S极142s同样地沿y方向延伸，金属部件138a的沿x方向的中心位于N极142n和S极142s之间。在这种情况下，由于第一磁体142被拉向相对于第一线圈144的中心对称配置的金属部件138a，因此能够适当地控制支架120相对于壳体130的位置。同样，金属部件138a优选相对于第二线圈154的中心对称地配置。由此，第二磁体152被相对于第二线圈154的中心对称地配置的金属部件138a吸引，因此能够适当地控制支架120相对于壳体130的位置。

而且，在图10中，在壳体130中插入挠性印刷基板FP。在柔性印刷基板FP上安装有第一线圈144以及金属部件138a。通过将挠性印刷基板FP插入壳体130，能够将第一线圈144以及金属部件138a相对于支架120的第一磁体142配置在规定的位置。另外，第一线圈144优选配置在柔性印刷基板FP的内部。另一方面，金属部件138a可以配置在柔性印刷基板FP的内部，也可以配置在柔性印刷基板FP的外表面(例如，-z轴方向侧的外表面)。

另外，如图1所示，在将光学单元100用于智能手机的情况下，智能手机内的陀螺仪传感器检测智能手机的姿势，根据智能手机的姿势来控制第一摆动机构140以及第二摆动机构150。另一方面，优选能够检测支架120相对于壳体130的姿势。由此，能够高精度地控制支架120相对于壳体130的姿势。

接着，参照图11说明本实施方式的光学单元100。图11是本实施方式的光学单元100的示意立体图。图11的光学单元100除了壳体130具有霍尔元件138b来代替金属部件138a这一点以外，具有与图10所示的光学单元100相同的结构，为了避免冗长而省略重复的记载。在此，为了避免附图过于复杂，用双点划线表示壳体130的外缘。

如图11所示，在光学单元100中，壳体130具有壳体主体130a以及霍尔元件138b。在此，霍尔元件138b配置在壳体主体130a的内部。另外，霍尔元件138b配置在位于壳体主体130a内部的第一线圈144的中心附近。通过霍尔元件138b，能够取得支架120相对于壳体130的位置。

另外，在图11中，霍尔元件138b配置在第一摆动机构140的第一线圈144的附近，但本实施方式不限于此。霍尔元件138b也可以配置在第二摆动机构150的第二线圈154的附近。

另外，霍尔元件138b优选配置在第一线圈144的中心。由此，霍尔元件138b能够适当地检测来自第一磁体142的磁力。同样，霍尔元件138b优选配置在第二线圈154的中心。由此，霍尔元件138b能够适当地检测来自第二磁体152的磁力。

另外，图10所示的光学单元100具有金属部件138a，图11所示的光学单元100具有霍尔元件138b，但光学单元100当然也可以具有金属部件138a以及霍尔元件138b两者。

另外，在参照图2(a)～图11的说明中，第一摆动机构140具有第一磁体142以及第一线圈144，第二摆动机构150具有第二磁体152以及第二线圈154，但本实施方式不限于此。第一摆动机构140以及第二摆动机构150也可以是分别不同的结构。例如，第一摆动机构140以及第二摆动机构150也可以是具有形状记忆合金的机构。

另外，在参照图1的上述说明中，在光学元件110中，反射面110r形成在棱镜的表面，但本实施方式不限于此。光学元件110也可以不包括棱镜，反射面110r也可以不形成在棱镜的表面。例如，作为光学元件110，也可以将薄板形状的反射部件(例如反射镜)安装在支架120的安装部121上。

然而，光学元件110优选地包括棱镜。光学元件110通过包括棱镜，能够缩短光路。这样的光学单元100适合用作望远用的摄像元件。

另外，在参照图2(a)～图11的上述说明中，光学单元具备通过反射来变更光的路径的光学元件110，但本实施方式不限于此。光学单元可以具备不变更光的路径的光学元件。

接着，参照图12(a)和图12(b)说明具备本实施方式的光学单元100的光学模块100A。图12(a)是具备包括本实施方式的光学单元100以及另一光学单元101的光学模块100A的智能手机200的示意立体图。

如图12(a)所示，智能手机200能够进行两种摄像。智能手机200具备光入射的透镜202以及透镜204。在智能手机200中，光学模块100A配置在透镜202以及透镜204的内侧。具体而言，透镜202与光学单元100相对应地配置，透镜204与光学单元101相对应地配置。

光L经由透镜202从外部向入射方向入射到智能手机200，根据通过了光学单元100的光拍摄被摄体像。同样，光L经由透镜204从外部向入射方向入射，基于通过了光学单元101的光拍摄被摄体像。

图12(b)是本实施方式的光学模块100A的示意立体图。图12(a)和图12(b)的光学模块100A具备：具有与参照图1～图11所述的结构相同的结构的光学单元100；以及另一光学单元101。

如图12(b)所示，光学单元100将沿着z轴方向入射的入射光La1的光轴作为反射光Lb向x轴方向反射。之后，反射光Lb经由智能手机200的透镜模块210被摄像元件220接收。透镜模块210根据用途包括各种透镜。

光学单元101接收沿z轴方向入射的入射光La2。光学单元101不使光轴的方向从z轴方向变更而经由透镜模块211由摄像元件221受光。透镜模块211根据用途包括各种透镜。

另外，在图1以及图12(a)、图12(b)中，作为本实施方式的光学单元100的用途的一例示出了智能手机，但光学单元100的用途不限于此。光学单元100适合用作数码相机或摄像机。例如，光学单元100可以用作行驶记录器的一部分。或者，光学单元100可以被装设在用于飞行对象(例如，无人机)的摄像机上。

以上，参照附图说明了本发明的实施方式。但是，本发明不限于上述实施方式，在不脱离其主旨的范围内能够以各种方式实施。另外，通过适当组合上述实施方式所公开的多个构成要素，能够形成各种发明。例如，也可以从实施方式所示的全部构成要素中删除几个构成要素。而且，也可以适当组合不同实施方式的构成要素。附图为了容易理解而以各个构成要素为主体示意性地进行表示，图示的各构成要素的厚度、长度、个数、间隔等从附图制作的方便考虑有时也与实际不同。另外，上述实施方式所示的各构成要素的材质、形状、尺寸等是一个例子，没有特别限定，在实质上不脱离本发明的效果的范围内能够进行各种变更。

Claims (12)

1.一种光学单元，包括：

光学元件，所述光学元件具有沿第一轴方向反射光的反射面；

支架，所述支架保持所述光学元件；

壳体，所述壳体能摆动地支承所述支架；

第一摆动机构，所述第一摆动机构以与所述第一轴方向正交的第二轴方向为基准使所述支架相对于所述壳体摆动；以及

第二摆动机构，所述第二摆动机构以分别与所述第一轴方向及所述第二轴方向正交的第三轴方向为基准使所述支架相对于所述壳体摆动，

所述支架具有：

第一凸部，所述第一凸部设置于与所述壳体相对的第一壳体对置面上，并向所述壳体突出；以及

第二凸部，所述第二凸部设置于与所述壳体相对的第二壳体对置面上，并向所述壳体突出；

所述壳体包括：

第一凹部，所述第一凹部设置于与所述支架的所述第一壳体对置面相对的第一支架对置面上，并对所述第一凸部的至少一部分进行收纳；以及

第二凹部，所述第二凹部设置于与所述支架的所述第二壳体对置面相对的第二支架对置面上，并对所述第二凸部的至少一部分进行收纳，

其特征在于，

所述第一凹部具有：

第一侧面，所述第一侧面相对于所述第一凸部位于所述第三轴方向的一侧；

第二侧面，所述第二侧面相对于所述第一凸部位于所述第三轴方向的另一侧；以及

底面，所述底面将所述第一凹部的所述第一侧面和所述第一凹部的所述第二侧面连接，

所述第二凹部具有：

第一侧面，所述第一侧面相对于所述第二凸部位于所述第三轴方向的一侧；

第二侧面，所述第二侧面相对于所述第二凸部位于所述第三轴方向的另一侧；以及

底面，所述底面将所述第二凹部的所述第一侧面和所述第二凹部的所述第二侧面连接。

2.如权利要求1所述的光学单元，其特征在于，

所述第一凸部的局部呈球面形状，

所述第一凹部的所述底面的局部呈球面形状，

所述第二凸部的局部呈球面形状，

所述第二凹部的所述底面的局部呈球面形状。

3.如权利要求1或2所述的光学单元，其特征在于，

所述第一凹部的所述底面和所述第二凹部的所述底面构成同一个圆的局部。

4.如权利要求1或2所述的光学单元，其特征在于，

所述光学元件包括棱镜。

5.如权利要求1或2所述的光学单元，其特征在于，

所述第一摆动机构包括：

第一磁体，所述第一磁体设置于所述支架和所述壳体中的一方；以及

第一线圈，所述第一线圈相对于所述第一磁体设置于所述支架和所述壳体中的另一方，

所述第二摆动机构包括：

第二磁体，所述第二磁体设置于所述支架和所述壳体中的一方；以及

第二线圈，所述第二线圈相对于所述第二磁体设置于所述支架和所述壳体中的另一方。

6.如权利要求5所述的光学单元，其特征在于，

所述支架包括所述第一磁体和所述第二磁体，

所述壳体包括所述第一线圈和所述第二线圈。

7.如权利要求5所述的光学单元，其特征在于，

所述支架还具有：

第一摆动机构安装面，所述第一摆动机构安装面与所述第一壳体对置面及所述第二壳体对置面连接，并具有与所述第三轴方向平行地延伸的法线；

第二摆动机构安装面，所述第二摆动机构安装面与所述第一壳体对置面及所述第二壳体对置面连接，并具有与所述第一轴方向平行地延伸的法线，

在所述第一摆动机构安装面上安装有所述第一摆动机构的所述第一磁体和所述第一线圈中的一方，

在所述第二摆动机构安装面上安装有所述第二摆动机构的所述第二磁体和所述第二线圈中的一方。

8.如权利要求7所述的光学单元，其特征在于，

所述支架还具有光学元件安装面，所述光学元件安装面位于所述第一壳体对置面与所述第二壳体对置面之间，并相对于所述第一摆动机构安装面和所述第二摆动机构安装面倾斜地配置，

所述光学元件位于所述支架的所述光学元件安装面。

9.如权利要求5所述的光学单元，其特征在于，

所述壳体还包括壳体主体和霍尔元件。

10.如权利要求9所述的光学单元，其特征在于，

所述霍尔元件配置在所述第一线圈和所述第二线圈中的至少一方的中心处。

11.如权利要求5所述的光学单元，其特征在于，

所述壳体包括壳体主体和金属部件，

所述金属部件与所述第一磁体及所述第二磁体中的至少一方相对。

12.如权利要求11所述的光学单元，其特征在于，

所述金属部件相对于所述第一线圈和所述第二线圈中的至少一方的中心对称地配置。

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