CN114967278B - 光学单元 - Google Patents

Abstract

光学单元包括：固定体；可动体，其具有光学模块，所述光学模块具有光轴；支承部，其配置于所述固定体，并支承所述可动体；以及摆动机构，其使所述可动体相对于所述固定体摆动。所述支承部相对于所述摆动机构以所述光轴为中心位于径向内侧，所述光学单元还包括凸部，其配置于所述可动体及所述固定体中的一方，从所述可动体及所述固定体中的一方朝向另一方突出，在所述可动体与所述固定体之间隔开间隙。所述凸部与所述可动体及所述固定体中的另一方之间的最短距离比所述可动体与所述固定体之间的最短距离短。

Description

光学单元

技术领域

本发明涉及一种光学单元。

背景技术

当摄像头拍摄静止图像或运动图像时，所拍摄的图像可能由于相机抖动而抖动。因此，用于能够进行防止了像抖动的鲜明摄影的手抖动校正装置已实用化。手抖动校正装置在摄像头产生抖动的情况下，通过根据抖动校正摄像头模块的位置和姿势，能够消除像的抖动。

作为防抖动机构，研究了确定可动部件的移动端的摄像装置(例如，参照专利文献1)。在专利文献1的摄像装置中，可动侧旋转限制单元限制可动部件的旋转。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本专利特开2017-97167号公报

在专利文献1的摄像装置中，当摄像头等受到冲击而被施加过剩的力时，可动体相对于固定体过剩地移动，有时可动体从控制范围脱离。一旦可动体从控制范围脱离，则不能适当地控制可动体。

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可动体从控制范围脱离的光学单元。

本发明的某一观点的光学单元包括：固定体；可动体，其具有光学模块，该光学模块具有光轴；支承部，其配置于上述固定体，并支承上述可动体；以及摆动机构，其使上述可动体相对于上述固定体摆动。上述支承部相对于上述摆动机构以上述光轴为中心位于径向内侧，上述光学单元还包括凸部，该凸部配置于上述可动体及上述固定体中的一方，从上述可动体及上述固定体中的一方朝向另一方突出，在上述可动体与上述固定体之间隔开间隙。所述凸部与所述可动体及所述固定体中的另一方之间的最短距离比所述可动体与所述固定体之间的最短距离短。

本发明的示例性的光学单元能够以简单的结构抑制可动体从控制范围脱离。

附图说明

图1是包括本实施方式的光学单元的智能手机的示意性立体图。

图2是本实施方式的光学单元的示意性立体图。

图3是本实施方式的光学单元的示意性分解图。

图4是本实施方式的光学单元的示意性俯视图。

图5是图4的局部放大图。

图6是沿着图4的VI-VI线的示意性的剖视图。

图7是沿着图4的VII-VII线的示意性的剖视图。

图8是沿着图4的VIII-VIII线的示意性的剖视图。

图9是本实施方式的光学单元的示意性的剖视图。

图10是本实施方式的光学单元中的固定体的示意性分解图。

图11是本实施方式的光学单元的示意性分解图。

图12是本实施方式的光学单元的示意性俯视图。

图13是沿着图12的XIII-XIII线的示意性的剖视图。

图14是本实施方式的光学单元的示意性的剖视图。

图15是本实施方式的光学单元的示意性分解图。

图16是本实施方式的光学单元的示意性的剖视图。

图17是本实施方式的光学单元中的可动体的示意性立体图。

图18是本实施方式的光学单元的示意性分解图。

图19是本实施方式的光学单元的示意性的剖视图。

图20是本实施方式的光学单元的示意性分解立体图。

图21是本实施方式的光学单元的示意性立体图。

图22是本实施方式的光学单元的示意性分解立体图。

(符号说明)

100光学单元

110可动体

112光学模块

114保持件

120固定体

130支承机构

140摆动机构

具体实施方式

现在将参考附图描述根据本发明的光学单元的示例性实施方式。另外，在图中，对相同或相当的部分标注相同的附图标记而不重复说明。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轴及Z轴。应当注意的是，X轴、Y轴和Z轴不限制光学单元使用时的方向。

本实施方式的光学单元适合作为智能手机的光学部件使用。

首先，参照图1，说明包括本实施方式的光学单元100的智能手机200。图1是包括本实施方式的光学单元100的智能手机200的示意性立体图。

如图1所示，作为一例，光学单元100装设于智能手机200。在智能手机200中，光L经由光学单元100从外部入射，基于入射到光学单元100的光来拍摄被拍摄体像。光学单元100用于校正智能手机200抖动时的摄影图像的抖动。另外，光学单元100也可以包括摄像元件，光学单元100也可以包括向摄像元件传递光的光学部件。

光学单元100优选制作成小型。由此，能够实现智能手机200自身的小型化，或者能够不使智能手机200大型化而在智能手机200内装设其他部件。

另外，光学单元100的用途不限于智能手机200，也可以用于摄像头及摄影机等，没有特别限定，能用于各种装置。例如，光学单元100也可以装设在例如带摄像头的移动电话、行车记录仪等摄影设备、或者装设在头盔、自行车、无线电控制直升机等移动体的动作摄像头和穿戴摄像头。

接着，参照图1及图2，说明本实施方式的光学单元100。图2是本实施方式的光学单元100的示意性立体图。

＜光学单元100＞

如图2所示，光学单元100包括可动体110和固定体120。可动体110相对于固定体120可摆动地被支承。固定体120位于可动体110的周围。可动体110被插入固定体120并被固定体120保持。电路基板180可安装在固定体120的外侧面上。电路基板180例如包括柔性电路基板(Flexible Printed Circuit：FPC)。电路基板180也可以用于传送驱动可动体110的信号。或者，电路基板180也可以用于传输在可动体110中得到的信号。

如图2所示，可动体110具有光学模块112。在此，可动体110由光学模块112单体构成。但是，可动体110也可以由与光学模块112不同的部件构成。

光学模块112具有光轴Pa。光轴Pa从可动体110的+Z方向侧的面的中心向Z方向延伸。沿着光轴Pa的光入射到光学模块112。在可动体110的+Z方向侧的表面配置有光学模块112的光入射面。光轴Pa相对于光入射面沿法线方向延伸。光轴Pa沿光轴方向Dp延伸。光轴方向Dp与光学模块112的光入射面的法线平行。

与光轴方向Dp正交的方向与光轴Pa交叉，是与光轴Pa垂直的方向。在本说明书中，有时将与光轴Pa正交的方向记载为"径向"。径向外侧表示径向中远离光轴Pa的方向。在图2中，R表示径向的一例。另外，有时将以光轴Pa为中心旋转的方向记载为"周向"。在图2中，S表示圆周方向。

接着，参照图1～图3说明本实施方式的光学单元100。图3是本实施方式的光学单元100的示意性分解图。图3示出可动体110的-Z方向侧的立体图，并且示出固定体120的+Z方向侧的立体图。另外，在图3中省略了图2的电路基板180。

如图3所示，光学单元100包括可动体110、固定体120、支承部130A、摆动机构140和凸部150。可动体110相对于固定体120配置。支承部130A配置在固定体120。支承部130A支承可动体110。摆动机构140使可动体110相对于固定体120摆动。

若将可动体110插入固定体120而将可动体110安装于固定体120，则光学模块112的光轴Pa相对于Z轴方向平行。当可动体110从该状态相对于固定体120摆动时，光学模块112的光轴Pa摆动，因此光轴Pa不是相对于Z轴方向平行的状态。

以下，以可动体110相对于固定体120不摆动、光轴Pa相对于Z轴方向保持平行的状态为前提进行说明。即，在以光轴Pa为基准来说明可动体110、固定体120等的形状、位置关系、动作等的记载中，只要关于光轴Pa的倾斜没有特别记载，就以光轴Pa为与Z轴方向平行的状态为前提。

支承部130A相对于摆动机构140以光轴Pa为中心位于径向内侧。凸部150配置在可动体110及固定体120中的一方。从可动体110及固定体120中的一方向另一方突出，在可动体110与固定体120之间隔开间隙。

在此，凸部150配置在可动体110。凸部150从可动体110向固定体120突出而在可动体110与固定体120之间隔开间隙。因此，能够容易地相对于固定体120配置可动体110。

凸部150向与光轴方向Dp交叉的方向突出。在此，凸部150沿径向R延伸。

如上所述，凸部150配置在可动体110和固定体120中的一方。凸部150与可动体110及固定体120中的另一方之间的最短距离比可动体110与固定体120之间的最短距离短。因此，在利用位于比摆动机构140更靠径向内侧的支承部130A支承可动体110时，从可动体110及固定体120中的一方朝向另一方突出的凸部150在可动体110与固定体120之间存在间隙，因此即使光学单元100受到冲击，也能够利用凸部150抑制可动体110脱离支承部130A的支承。

在此，支承部130A包括多个支承机构130。多个支承机构130相对于固定体120支承可动体110。多个支承机构130相对于光轴Pa配置在同一圆周上。

摆动机构140使由支承机构130支承的可动体110相对于固定体120摆动。摆动机构140位于支承机构130的径向外侧。根据本实施方式的光学单元100，由于将支承可动体110的支承机构130配置在摆动机构140的内侧，因此能够降低可动体110的摆动阻力。

＜可动体110＞

在此，可动体110为薄型的大致长方体形状。当Z轴观察时，可动体110具有旋转对称结构。可动体110沿X轴方向的长度与可动体110沿Y轴方向的长度大致相等。另外，可动体110的沿Z轴方向的长度小于可动体110的沿X轴方向或Y轴方向的长度。

可动体110具有第一主面110a、第二主面110b、第一侧面110c、第二侧面110d、第三侧面110e、第四侧面110f。第一侧面110c、第二侧面110d、第三侧面110e及第四侧面110f分别与第一主面110a及第二主面110b连接。第一主面110a位于+Z方向侧，第二主面110b位于-Z方向侧。第一侧面110c位于+Y方向侧，第二侧面110d位于-X方向侧，第三侧面110e位于-Y方向侧，第四侧面110f位于-X方向侧。第一主面110a及第二主面110b各自的面积大于第一侧面110c、第二侧面110d、第三侧面110e及第四侧面110f各自的面积。

可动体110具有第一角部110g、第二角部110h、第三角部110i和第四角部110j。第一角部110g位于第一侧面110c和第二侧面110d之间，第二角部110h位于第二侧面110d和第三侧面110e之间。第三角部110i位于第三侧面110e和第四侧面110f之间，第四角部110j位于第四侧面110f和第一侧面110c之间。

第一角部110g位于-X方向侧及+Y方向侧，第二角部110h位于-X方向侧及-Y方向侧。第三角部110i位于+X方向侧及-Y方向侧，第四角部110j位于+X方向侧及+Y方向侧。

在此，凸部150配置在可动体110。例如，凸部150与可动体110是单个部件。但是，凸部150也可以是与可动体110不同的部件。凸部150优选配置在第一角部110g、第二角部110h、第三角部110i及第四角部110j中的任一个。

在此，凸部150包括第一凸部152、第二凸部154、第三凸部156和第四凸部158。第一凸部152、第二凸部154、第三凸部156和第四凸部158位于不同的方向。

第一凸部152位于-X方向侧及+Y方向侧，配置于第一角部110g。因此，第一凸部152配置在第一侧面110c与第二侧面110d之间。第二凸部154位于-X方向侧及-Y方向侧，配置于第二角部110h。因此，第二凸部154配置在第二侧面110d与第三侧面110e之间。第三凸部156位于+X方向侧及-Y方向侧，配置于第三角部110i。因此，第三凸部156配置在第三侧面110e与第四侧面110f之间。第四凸部158位于+X方向侧及+Y方向侧，配置于第四角部110j。因此，第四凸部158配置在第四侧面110f与第一侧面110c之间。这样，在薄型长方体状的可动体110中，能够抑制可动体110向四个不同方向脱离支承部130A的支承。

可动体110具有在光轴Pa延伸的光轴方向Dp上突起的凸部114。凸部114位于第二主面110b。凸部114具有球面的一部分的形状。

另外，在此，可动体110具有包围凸部114的周围的环状部116。环状部116位于第二主面110b。环状部116相对于凸部114沿Z方向(光轴方向Dp)凹陷。

＜固定体120＞

固定体120是一侧的面的一部分开口的大致中空的长方体形状。固定体120具有开口部。可动体110载置于固定体120的内侧。例如，可动体110从固定体120的外侧安装在固定体120的内侧。

固定体120具有主体部122和相对于主体部122沿光轴方向Dp凹陷的凹部124。凹部124与可动体110的凸部114相对。

固定体120具有内周面120s和外周面120t。内周面120s包括第一内侧面120a、第二内侧面120b、第三内侧面120c、第四内侧面120d和底面120u。第一内侧面120a位于+Y方向侧，第二内侧面120b位于-X方向侧。第三内侧面120c位于-Y方向侧，第四内侧面120d位于+X方向侧。底面120u位于-Z方向侧。底面120u被第一内侧面120a、第二内侧面120b、第三内侧面120c及第四内侧面120d包围。

第一内侧面120a与可动体110的第一侧面110c相对。第二内侧面120b与可动体110的第二侧面110d对置。第三内侧面120c与可动体110的第三侧面110e对置。第四内侧面120d与可动体110的第四侧面110f对置。

内周面120s具有第一角部120e、第二角部120f、第三角部120g和第四角部120h。第一角部120e位于第一内侧面120a与第二内侧面120b之间，第二角部120f位于第二内侧面120b与第三内侧面120c之间。第三角部120g位于第三内侧面120c和第四内侧面120d之间，第四角部120h位于第四内侧面120d和第一内侧面120a之间。

第一角部120e位于-X方向侧及+Y方向侧，第二角部120f位于-X方向侧及-Y方向侧。第三角部120g位于+X方向侧及-Y方向侧，第四角部120h位于+X方向侧及+Y方向侧。

在固定体120的内周面120s上设置有凹部124。详细而言，凹部124设置于底面120u。在此，凹部124位于底面120u的中央。

凹部124与多个支承机构130对应地设置。在此，详细而言，凹部124包括第一凹部124a、第二凹部124b和第三凹部124c。第一凹部124a、第二凹部124b及第三凹部124c位于以光轴Pa为中心的同一圆周上。在本说明书中，有时将第一凹部124a、第二凹部124b及第三凹部124c统称为凹部124。

另外，固定体120的内周面120s具有沿着光轴方向Dp凹陷的中央凹部123。中央凹部123相对于凹部124位于径向内侧。中央凹部123具有球面的一部分的形状。

＜支承部130A＞

支承部130A包括多个支承机构130。多个支承机构130分别位于固定体120的凹部124与可动体110的凸部114之间。多个支承机构130中的每一个都具有球形状或球面的一部分的形状。通过支承机构130的球面形状的部分与可动体110的凸部114接触，能够使可动体110相对于支承机构130滑动。

多个支承机构130配置在固定体120的凹部124中。例如，多个支承机构130可以通过粘接剂粘接于固定体120的凹部124。当多个支承机构130配置在固定体120的凹部124中时，多个支承机构130从固定体120的内周面120s向可动体110的凸部114突出。因此，即使在可动体110相对于固定体120摆动的情况下，也能够抑制可动体110与固定体120碰撞。

多个支承机构130包括第一支承机构132、第二支承机构134和第三支承机构136。第一支承机构132、第二支承机构134和第三支承机构136等间隔地配置。第一支承机构132、第二支承机构134以及第三支承机构136分别配置于第一凹部124a、第二凹部124b以及第三凹部124c。因此，多个支承机构130能够相对于固定体120稳定地支承可动体110。

＜摆动机构140＞

摆动机构140使可动体110相对于固定体120摆动。摆动机构140以旋转中心Rc(图9)为中心使可动体110相对于固定体120摆动。典型地，通过摆动机构140，在可动体110的旋转中心Rc被固定在光轴Pa上的状态下，可动体110相对于固定体120摆动。

摆动机构140相对于可动体110的凸部114位于径向外侧。根据本实施方式的光学单元100，由于支承可动体110的支承机构130配置在摆动机构140的内侧，因此能够降低可动体110的摆动阻力。

摆动机构140包括第一摆动机构142、第二摆动机构144和第三摆动机构146。第一摆动机构142、第二摆动机构144及第三摆动机构146分别使可动体110相对于固定体120绕不同的轴摆动。

第一摆动机构142使可动体110相对于固定体120摆动。通过第一摆动机构142，在可动体110的旋转中心被固定在XZ平面内的状态下，可动体110绕X轴摆动。在此，X轴方向与光轴Pa正交，成为偏转方向的旋转轴。第一摆动机构142相对于可动体110位于+Y方向侧。

第一摆动机构142包括磁体142a和线圈142b。磁体142a被磁化成朝向径向外侧的表面的磁极以沿着X轴方向延伸的磁化磁分极线为界而不同。磁体142a的沿着Z轴方向的一侧的端部具有一个极性，另一侧的端部具有另一个极性。

磁体142a配置在可动体110的第一侧面110c上。线圈142b配置在贯穿固定体120的第一内侧面120a的通孔中。

通过控制流过线圈142b的电流的方向和大小，能够改变从线圈142b产生的磁场的方向和大小。因此，通过从线圈142b产生的磁场与磁体142a的相互作用，第一摆动机构142使可动体110绕X轴摆动。

第二摆动机构144使可动体110相对于固定体120摆动。通过第二摆动机构144，在可动体110的旋转中心固定在YZ平面内的状态下，可动体110绕Y轴摆动。在此，Y轴方向与光轴Pa正交，成为俯仰方向的旋转轴。第二摆动机构144相对于可动体110位于-X方向侧。

第二摆动机构144包括磁体144a和线圈144b。磁体144a被磁化成朝向径向外侧的表面的磁极以沿着X轴方向延伸的磁化磁分极线为界而不同。磁体144a的沿着X轴方向的一侧的端部具有一个极性，另一侧的端部具有另一个极性。

磁体144a配置在可动体110的第二侧面110d。线圈144b配置在贯穿固定体120的第二内侧面120b的通孔中。

通过控制流过线圈144b的电流的方向和大小，能够改变从线圈144b产生的磁场的方向和大小。因此，通过从线圈144b产生的磁场与磁体144a的相互作用，第二摆动机构144使可动体110绕Y轴摆动。

第三摆动机构146使可动体110相对于固定体120摆动。详细而言，通过第三摆动机构146，在可动体110的旋转中心固定于XZ平面内的状态下，可动体110绕Z轴摆动。在此，Z轴方向与光轴Pa平行，是滚动方向的旋转轴。第三摆动机构146相对于可动体110位于-Y方向侧。

第三摆动机构146包括磁体146a和线圈146b。磁体146a被磁化成朝向径向外侧的表面的磁极以沿着Z轴方向延伸的磁化磁分极线为界而不同。磁体146a的沿着X轴方向的一侧的端部具有一个极性，另一侧的端部具有另一个极性。

磁体146a配置在可动体110的第三侧面110e。线圈146b配置在贯穿固定体120的第三内侧面120c的通孔中。

通过控制流过线圈146b的电流的方向和大小，能够改变从线圈146b产生的磁场的方向和大小。因此，通过从线圈146b产生的磁场与磁体146a的相互作用，第三摆动机构146使可动体110绕Z轴摆动。

例如，可动体110的偏转、俯仰及滚动的修正如下进行。当在光学单元100中发生俯仰方向、偏转方向以及滚动方向中的至少一个方向的抖动时，通过未图示的磁传感器(霍尔元件)来检测抖动，并基于该结果来驱动第一摆动机构142、第二摆动机构144以及第三摆动机构146，从而使可动体110摆动。另外，也可以使用抖动检测传感器(陀螺仪)等来检测光学单元100的抖动。根据抖动的检测结果，向线圈142b、线圈144b以及线圈146b提供电流来校正该抖动。

另外，在本说明书中，有时将磁体142a、磁体144a及磁体146a统称为磁体140a。另外，在本说明书中，有时将线圈142b、线圈144b及线圈146b统称为线圈140b。

在本实施方式中，摆动机构140具有设置在可动体110上的磁体140a和设置在固定体120上的线圈140b。光轴Pa与支承机构130之间的距离比光轴Pa与磁体140a之间的距离短。通过控制流过线圈140b的电流，能够使可动体110相对于固定体120摆动。

在此，磁体140a配置在可动体110，线圈140b配置在固定体120，但也可以是磁体140a配置在固定体120，线圈140b配置在可动体110。这样，也可以是，磁体140a及线圈140b中的一方配置在可动体110及固定体120中的一方，磁体140a及线圈140b中的另一方配置在可动体110及固定体120中的另一方。通过控制流过线圈140b的电流的方向和大小，能够改变从线圈140b产生的磁场的方向和大小。因此，通过从线圈140b产生的磁场与磁体140a的相互作用，摆动机构140能够使可动体110摆动。

X轴方向是与光学模块112的光轴Pa延伸的光轴方向Dp正交的方向，是偏转方向的旋转轴。Y轴方向是分别与光轴方向Dp和X轴方向正交的方向，是俯仰方向的旋转轴。Z轴方向与光轴方向Dp平行，是滚动方向的旋转轴。另外，摆动机构140以外的摆动机构也可以使可动体110相对于固定体120摆动。

在包括光学模块112的光学设备中，如果在摄影时光学设备倾斜，则光学模块112倾斜，摄影图像紊乱。光学单元100为了避免摄影图像的紊乱，根据由陀螺仪等检测单元检测出的加速度、角速度及抖动量等，校正光学模块112的倾斜。在本实施方式中，光学单元100通过使可动体110在以X轴、Y轴及Z轴中的至少一个为旋转轴的旋转方向(俯仰方向)上摆动(旋转)，来校正光学模块112的倾斜。

另外，光学单元100还包括磁体148a及磁性体148b。磁体148a配置在可动体110的第四侧面110f。磁性体148b配置在固定体120的第四内侧面120d上。例如，磁性体148b是硬磁性体。

在本实施方式的光学单元100中，支承部130A配置在固定体120的底面120u上。因此，能够容易地将支承部130A配置在固定体120。

支承部130A包括相对于光轴Pa配置在同一圆周上的多个支承机构130。由于用多个支承机构130支承可动体110，所以能够降低可动体110的摆动阻力。

接着，参照图1～图8说明本实施方式的光学单元100。图4是本实施方式的光学单元100的示意性俯视图。

如图4所示，可动体110收纳在固定体120中。在固定体120上配置有第一支承机构132、第二支承机构134及第三支承机构136。第一支承机构132、第二支承机构134及第三支承机构136分别为球状。

光轴Pa配置在第一支承机构132、第二支承机构134及第三支承机构136的中心。第一支承机构132、第二支承机构134以及第三支承机构136位于以光轴Pa为中心的同心圆状处。

从光轴Pa到凸部150的径向外侧端部的距离比从光轴Pa到可动体110的径向外侧端部的距离长。因此，当光学单元100受到冲击时，凸部150位于比可动体110更靠径向外侧的位置，因此能够抑制可动体110与固定体120直接碰撞。

图5是图4的局部放大图。如图5所示，第一凸部152配置在可动体110的第一角部110g，凸部150与固定体120的内周面120s的第一角部120e相对。在摆动机构140使可动体110摆动的情况下，第一凸部152不与固定体120接触，第一凸部152相对于固定体120的第一角部120e隔开间隙。

第一凸部152与固定体120的第一角部120e相对。第一凸部152与固定体120的第一角部120e之间的距离表示凸部150与固定体120之间的最短距离L1。

可动体110在第一角部120e与固定体120的第一角部120e对置。可动体110的第一角部120e与固定体120的第一角部120e之间的距离表示可动体110与固定体120之间的最短距离L2。

凸部150与固定体120之间的最短距离L1比可动体110与固定体120之间的最短距离L2短。因此，即使在光学单元100受到冲击的情况下，在可动体110与固定体120直接碰撞之前，配置在可动体110上的凸部150也与固定体120碰撞。因此，在光学单元100中，能够抑制可动体110与固定体120以不期望的方式碰撞。

图6是沿着图4的VI-VI线的剖视图，图7是沿着图4的VII-VII线的剖视图。图8是沿着图4的VIII-VIII线的剖视图。

如图4～图8所示，第一支承机构132、第二支承机构134和第三支承机构136配置在固定体120的内周面120s上。第一支承机构132、第二支承机构134以及第三支承机构136支承可动体110。由于可动体110被第一支承机构132、第二支承机构134及第三支承机构136支承，因此能够抑制可动体110脱离多个支承机构130中的任一个的支承。

在此，固定体120的底面120u具有基准面126和相对于基准面126凹陷的底部120w。多个支承机构130配置在底部120w。因此，能够将支承机构130稳定地配置在固定体120的内周面120s上。

如图8所示，在第一凸部152与固定体120的第一角部120e之间存在间隙。另外，在第三凸部156与固定体120的第三角部120g之间存在间隙。因此，可动体110能够容易地相对于固定体120滑动。另外，即使光学单元100受到冲击，也能够通过凸部150抑制可动体110脱离支承部130A的支承。

图9是本实施方式的光学单元100的示意性的剖视图。如图9所示，穿过磁体144a及线圈144b各自的中心的直线La与光轴Pa的交点成为可动体110的旋转中心Rc。摆动机构140在将可动体110的旋转中心Rc固定在光轴Pa上的状态下使可动体110摆动。

在本实施方式的光学单元100中，可动体110的旋转中心Rc与第二支承机构134之间的距离Ld短。因此，能够减小可动体110的旋转半径，从而能够降低滑动阻力。

另外，固定体120的内周面120s具有中央凹部123。中央凹部123与基准面126及突起部125相比沿光轴方向Dp向-Z方向凹陷。中央凹部123与可动体110的凸部114同样地具有球面的一部分的形状。典型地，中央凹部123的曲率半径与凸部114的曲率半径大致相等或稍大。因此，即使可动体110摆动，也能够抑制凸部114与内周面120s接触。

可动体110的第二主面110b具有凸部114、环状部116和平坦部117。平坦部117相对于光轴Pa位于环状部116的径向外侧。环状部116在径向内侧沿着光轴方向Dp凹陷得更深。

接着，参照图1～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中的固定体120的示意性分解图。

如图10所示，在固定体120的内周面120s上设置有凹部124。凹部124与多个支承机构130对应地设置。详细而言，凹部124包括与第一支承机构132对应的第一凹部124a、与第二支承机构134对应的第二凹部124b、与第三支承机构136对应的第三凹部124c。

另外，在参照图3～图10的上述说明中，凸部150配置在可动体110及固定体120中的一方，从可动体110及固定体120中的一方朝向另一方突出，可动体110及固定体120中的与凸部150相对的部分是平坦的，但本实施方式不限于此。可动体110及固定体120中的与凸部150相对的部分也可以不是平坦的。

接着，参照图11～图13，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的示意性分解图，图12是本实施方式的光学单元100的示意性俯视图，图13是本实施方式的光学单元100的示意性剖视图。另外，图11～图13所示的光学单元100除了设置有与凸部150对应的凹部160这一点以外，具有与参照图3～图10所述的光学单元100相同的结构，为了避免冗长而省略重复的说明。

光学单元100除了可动体110、固定体120、支承部130A、摆动机构140及凸部150之外还包括凹部160。如上所述，凸部150配置在可动体110及固定体120中的一方，凹部160在可动体110及固定体120中的另一方处凹陷。凹部160向与光轴方向Dp交叉的方向凹陷。典型地，凹部160沿径向凹陷。凹部160与凸部150一起在可动体110与固定体120之间隔开间隙。因此，能够容易地相对于固定体120配置可动体110。

在此，凸部150配置在可动体110。凹部160配置在固定体120。由此，能够容易地相对于固定体120配置可动体110。

优选凹部160限制可动体110以光轴Pa为中心旋转规定角度以上。通过凹部160，能够抑制可动体110以光轴Pa为中心旋转。

例如，凹部160具有在可动体110以光轴Pa为中心旋转时与凸部150接触的台阶。通过凹部160的台阶，能够抑制可动体110以光轴Pa为中心旋转。

在此，凹部160包括第一凹部162、第二凹部164、第三凹部166和第四凹部168。第一凹部162、第二凹部164、第三凹部166和第四凹部168位于不同的方向。第一凹部162位于-X方向侧和+Y方向侧，与第一凸部152对置。因此，第一凹部162配置在第一内侧面120a和第二内侧面120b之间。第二凹部164位于-X方向侧及-Y方向侧，与第二凸部154对置。因此，第二凹部164配置在第二内侧面120b与第三内侧面120c之间。第三凹部166位于+X方向侧及-Y方向侧，与第三凸部1562对置。因此，第三凹部166配置在第三内侧面120c与第四内侧面120d之间。第四凹部168位于+X方向侧和+Y方向侧，与第四凸部1582对置。因此，第四凹部168配置在第四内侧面120d与第一内侧面120a之间。这样，在薄型长方体状的光学单元100中，能够抑制可动体110在四个不同方向上脱离支承部130A的支承。

如图13所示，固定体120的内周面120s还具有与可动体110的第二主面110b对置的底面120u。沿着光轴Pa的凹部160的底面120u侧的部分与光轴Pa之间的距离Lp2为沿着光轴Pa的凹部160的底面120u的相反侧的部分与光轴Pa之间的距离Lp1以下。由此，在利用模具对固定体120进行树脂成型时，能够容易地将固定体120从模具沿光轴方向Dp拔出。

摆动机构140作为以垂直于光轴Pa的方向为中心轴线使可动体110旋转的摆动部，包括第一摆动机构142及第二摆动机构144。在该摆动部使可动体110相对于中心轴线旋转的情况下，从可动体110的基准位置到凸部150与固定体120接触为止的旋转角度大于从可动体110的基准位置到可动体110与固定体120接触为止的旋转角度。在摆动机构140使可动体110旋转的情况下，能够抑制凸部150比可动体110先与固定体120接触。

另外，在参照图3～图13的光学单元100中，支承机构130配置在固定体120的内周面120s的底部120w，但本实施方式不限于此。支承机构130可以设置在固定体120的通孔中。

接着，参照图14对本实施方式的光学单元100进行说明。图15是本实施方式的光学单元100的示意性的剖视图。

如图14所示，固定体120作为凹部124，具有连接内周面120s和外周面120t的通孔120p。多个支承机构130配置在通孔120p中。在此，通孔120p被罩部件120r覆盖。罩部件120r覆盖固定体120的外周面120t。通过将支承机构130配置在通孔120p中，能够适当地定位在固定体120的内周面120s上。

通孔120p的沿XY平面的孔径与支承机构130的沿XY平面的直径大致相等或稍大。通孔120p的沿Z轴方向的长度大于支承机构130的沿Z轴方向的长度。因此，支承机构130的至少一部分比固定体120的内周面120s更向可动体110突出。

另外，在参照图3～图14的上述说明中，凸部114为半球形状，但本实施方式不限于此。凸部114也可以不是半球形状。

接着，参照图15～图17说明本实施方式的光学单元100。图15是本实施方式的光学单元100的示意性分解图，图16是本实施方式的光学单元100的示意性剖视图。

如图15所示，可动体110具有中心部113、凸部114和连接部115c。中心部113被凸部114包围。中心部113相对于凸部114凹陷。由此，能够使可动体110变薄。

可动体110具有位于比凸部114更靠径向外侧的槽部115。槽部115相对于支承机构130位于光轴Pa延伸的方向。即使在可动体110相对于固定体120摆动的情况下，也能够抑制可动体110与固定体120接触。

可动体110具有在槽部115的周向外侧比槽部115突出并与凸部114连接的连接部115c。由此，能够提高可动体110的强度。

另外，优选可动体110被固定体120吸引。在该情况下，即使光学单元100受到冲击，也能够抑制可动体110脱离多个支承机构130的支承。

接着，参照图18～图20说明本实施方式的光学单元100。图18是本实施方式的光学单元100的示意性分解图，图19是本实施方式的光学单元100的示意性剖视图。图20是本实施方式的光学单元100的示意性的剖视图。

如图18～图20所示，光学单元100还包括磁体172及磁性体174。光学单元100还包括：配置在固定体120及可动体110中的一方的磁体172；以及配置在固定体120及可动体110中的另一方的磁性体174。磁性体174被磁体172吸引。光轴Pa与磁体172及磁性体174重叠。由此，能够相对于固定体120稳定地支承可动体110。

在此，磁体172配置在可动体110，磁性体174配置在固定体120。详细而言，磁体172配置在可动体110的中心部113，磁性体174配置在固定体120的中央凹部123。光轴Pa与磁体172及磁性体174重叠。能够相对于固定体120稳定地支承可动体110。

光学单元100还包括安装在磁体172上的第一磁轭172y。磁体172的磁力能够通过第一磁轭172y增加。

在光学单元100中，磁性体174是硬磁性体。光学单元100还包括安装在磁性体174上的第二磁轭174y。通过第二磁轭174y能够增大磁性体174的磁力。

如图20所示，可动体110还具有收纳光学模块112的保持件118。保持件118具有内周面118a和外周面118b。凸部114及凸部150位于保持件118的外周面118b。由于在与光学模块112不同的保持件118上设置凸部114和凸部150，所以能够高精度地构成凸部114和凸部150。

如图20所示，可动体110还具有收纳光学模块112的保持件118。保持件118具有内周面118a和外周面118b。保持件118可以设置有第一凸部152、第二凸部154、第三凸部156和第四凸部158。由于在与光学模块112不同的保持件118上设置凸部150，因此能够高精度地构成凸部150。凸部114位于保持件118的外周面。磁体172和第一磁轭172y配置在保持件118的孔内。

光学模块112具有外壳112a和透镜112b。外壳112a为薄型长方体形状。透镜112b配置在外壳112a。外壳112a也可以在内部具有摄像元件。具有摄像元件的光学模块112也被称为摄像头模块。当将光学模块112插入保持件118时，光学模块112被保持件118保持。

例如，透镜112b在外壳112a的一个面的中心处配置在光轴Pa上。光轴Pa和透镜112b朝向被拍摄体，来自沿着光轴方向Dp的方向的光入射到光学模块112。

另外，在参照图2～图20进行的上述说明中，在固定体120中收纳有可动体110，但本实施方式不限于此。在固定体120中也可以收纳可动体110及电路基板。

接着，参照图21及图22说明本实施方式的光学单元100。图21是本实施方式的光学单元100的示意性立体图，图22是本实施方式的光学单元100的示意性分解立体图。另外，在图22中，为了避免附图过于复杂，省略了覆盖固定体120的盖120F。

如图21及图22所示，光学单元100除了可动体110、固定体120、支承机构130、摆动机构140、凸部150及凹部160之外，还包括盖120F、电路基板180A、电路基板180B。在此，固定体120沿X轴方向延伸。盖120F相对于固定体120位于+Z方向侧。盖120F覆盖固定体120的开口部。电路基板180A或电路基板180B例如包括柔性电路基板(Flexible Printed Circuit：FPC)。

电路基板180A沿X方向延伸。电路基板180A位于盖120F的+Z方向。在电路基板180A上安装有线圈142b、144b、146b。

固定体120与可动体110一起收纳电路基板180B。电路基板180B被分离为两个。电路基板180B具有第一电路基板182和第二电路基板184。第一电路板182和第二电路板184具有对称结构。第一电路基板182及第二电路基板184分别具有向Y方向折弯的折弯部。

另外，作为本实施方式的光学单元100的用途的一个例子，在图1中图示了智能手机200，但光学单元100的用途不限于此。光学单元100优选用作数字摄像头或摄像机。例如，光学单元100可以用作行车记录仪的一部分。或者，光学单元100也可以安装在用于飞行物体(例如，无人机)的摄影机中。

另外，在图2～图22所示的光学单元100及其各部件中，可动体110为大致薄板形状，但本实施方式不限于此。可动体110可以是大致球体形状，固定体120也可以根据可动体110的形状可摆动地支承可动体110。

以上，参照附图说明了本发明的实施方式。但是，本发明不限于上述的实施方式，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。进而，也可以将不同实施方式的构成要素适当组合。为了容易理解，附图以各个构成要素为主体示意性地示出，图示的各构成要素的厚度、长度、个数、间隔等从方便附图制作出发有时也与实际不同。另外，上述实施方式所示的各构成要素的材质、形状、尺寸等只是一个例子，没有特别限定，在实质上不脱离本发明效果的范围内可以进行各种改变。

Claims (10)

1.一种光学单元，包括：

固定体；

可动体，所述可动体具有光学模块，所述光学模块具有光轴；

支承部，所述支承部配置于所述固定体，并支承所述可动体；以及

摆动机构，所述摆动机构使所述可动体相对于所述固定体摆动，其中，

所述支承部相对于所述摆动机构以所述光轴为中心位于径向内侧，

所述光学单元还包括凸部，所述凸部配置于所述可动体及所述固定体中的一方，从所述可动体及所述固定体中的一方朝向另一方突出，在所述可动体与所述固定体之间隔开间隙，

所述凸部与所述可动体及所述固定体中的另一方之间的最短距离比所述可动体与所述固定体之间的最短距离短，

所述光学单元还包括凹部，所述凹部在所述可动体和所述固定体中的另一方处凹陷，与所述凸部一起在所述可动体与所述固定体之间构成间隙，

所述凸部配置于所述可动体，

所述凹部配置于所述固定体，

所述可动体具有：

第一主面和第二主面；以及

分别与所述第一主面及所述第二主面连接的第一侧面、第二侧面、第三侧面及第四侧面，

所述凸部包括：

配置在所述第一侧面与所述第二侧面之间的第一凸部；

配置在所述第二侧面与所述第三侧面之间的第二凸部；

配置在所述第三侧面与所述第四侧面之间的第三凸部；以及

配置在所述第四侧面与所述第一侧面之间的第四凸部。

2.如权利要求1所述的光学单元，其中，

从所述光轴到所述凸部的径向外侧端部的距离比从所述光轴到所述可动体的径向外侧端部的距离长。

3.如权利要求1或2所述的光学单元，其中，

所述固定体具有内周面和外周面，

所述内周面具有：

与所述可动体的所述第一侧面对置的第一内侧面；

与所述可动体的所述第二侧面对置的第二内侧面；

与所述可动体的所述第三侧面对置的第三内侧面；以及

与所述可动体的所述第四侧面对置的第四内侧面，

所述凹部包括：

配置在所述第一内侧面与所述第二内侧面之间的第一凹部；

配置在所述第二内侧面与所述第三内侧面之间的第二凹部；

配置在所述第三内侧面与所述第四内侧面之间的第三凹部；以及

配置在所述第四内侧面与所述第一内侧面之间的第四凹部。

4.如权利要求3所述的光学单元，其中，

所述凹部限制所述可动体以所述光轴为中心旋转规定角度以上。

5.如权利要求4所述的光学单元，其中，

所述凹部具有台阶，在所述可动体以所述光轴为中心旋转时，所述台阶与所述凸部接触。

6.如权利要求4或5所述的光学单元，其中，

所述固定体的所述内周面还具有与所述可动体的所述第二主面对置的底面，

沿着所述光轴的所述凹部的底面侧的部分与所述光轴之间的距离为沿着所述光轴的所述凹部的与所述底面相反侧的部分与所述光轴之间的距离以下。

7.如权利要求6所述的光学单元，其中，

所述支承部配置于所述固定体的所述底面。

8.如权利要求1或2所述的光学单元，其中，

所述支承部包括相对于所述光轴配置在同一圆周上的多个支承机构。

9.如权利要求1或2所述的光学单元，其中，

所述光学单元还包括：

磁体，所述磁体配置于所述固定体及所述可动体中的一方；以及

磁性体，所述磁性体配置于所述固定体及所述可动体中的另一方，

所述磁性体被所述磁体吸引，

所述光轴与所述磁体及所述磁性体重叠。

10.如权利要求1或2所述的光学单元，其中，

所述摆动机构包括摆动部，所述摆动部使所述可动体以相对于所述光轴垂直的方向为中心轴线旋转，

在所述摆动部使所述可动体相对于所述中心轴线旋转的情况下，从所述可动体的基准位置到所述凸部与所述固定体接触为止的旋转角度大于从所述可动体的基准位置到所述可动体与所述固定体接触为止的旋转角度。