JP2011027948A - 光学ユニット - Google Patents

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Atsushi Yamashita
淳 山下
Yoshihiro Hamada
吉博 濱田
Seishi Miyazaki
清史 宮崎
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Abstract

【課題】可動モジュールの外周部分と、固定体において可動モジュールの外周部分に径方向外側で対向する部分との間に板状バネ部材を設けて光軸L方向の寸法を縮小するとともに、径方向の寸法も縮小することができる光学ユニットを提供すること。
【解決手段】光学ユニット100において、板状バネ部材600は、固定体210において、第1コイル保持部材270と第2コイル保持部材280とによって光軸L方向の両側から挟持されている。また、板状バネ部材600は、可動モジュール300のモジュールカバー310の外周面において第1スペーサ部材321と第2スペーサ部材322とによって光軸L方向の両側から挟持されている。
【選択図】図2

Description

本発明は、カメラ付き携帯電話機などに搭載される光学ユニットに関するものである。
携帯機器に搭載される撮影用光学装置は、レンズを備えた移動体、この移動体を光軸方向に磁気駆動するレンズ駆動機構、および撮像素子が支持体上に支持された撮影ユニットを備えている。かかる撮影用光学装置においては、ユーザーの手振れによる撮影画像の乱れを抑制するために、撮影ユニットと、この撮影ユニットを支持する固定体との間に手振れ補正機構を構成することが提案されている。かかる構成を採用する場合、撮影ユニットは、固定体上で光軸に対して交差する方向に変位可能な可動モジュールとして構成される(特許文献1参照)。
より具体的には、特許文献1に記載の手振れ補正機構は、固定体に形成したピボット部に対して撮影ユニットを板状バネ部材によって弾性をもって付勢して、ピボット部を支点にして撮影ユニットを変位可能にした構造を有している。また、ピボット部からずれた片側1箇所に設けた撮影ユニット駆動機構によって光軸に対して直交するX軸周りに撮影ユニットを揺動させるとともに、ピボット部からずれた別の片側1箇所に設けた撮影ユニット駆動機構によって光軸に対して直交するY軸周りに撮影ユニットを揺動させるようになっている。
特開2007−310084号公報
しかしながら、特許文献1に記載の光学ユニットのように、撮影ユニット(可動モジュール)を付勢する板状バネ部材を光軸方向で重なる位置に設けた場合、光学ユニットの光軸方向の寸法が増大してしまうという問題点がある。
ここに本願発明者は、撮像ユニットの外周部分と、固定体において可動モジュールの外周部分に径方向外側で対向する部分との間に板状バネ部材を設けることにより、光学ユニットの光軸方向の寸法を縮小することを提案するものである。しかしながら、かかる構成を採用するにあたって、撮影ユニットの外周面および固定体の内周面に板状バネ部材をネジなどで止めるフランジ部を設けると、光学ユニットの径方向の寸法が増大するという問題点がある。
かかる問題点は、手振れ補正機構を備えた光学ユニットに限らず、レンズが支持体に支持された可動モジュールと固定体とに板状バネ部材を接続した構造の光学モジュール全般において共通する問題点である。
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、可動モジュールの外周部分と、固定体において可動モジュールの外周部分に径方向外側で対向する部分との間に板状バネ部材を設けて光軸方向の寸法を縮小するとともに、径方向の寸法も縮小することができる光学ユニットを提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明では、固定体と、光学素子を保持する可動モジュールと、前記可動モジュールに連結された可動モジュール側連結部、前記固定体に連結された固定体側連結部、および前記可動モジュール側連結部と前記固定体側連結部との間で延在するアーム部を備えた板状バネ部材と、前記可動モジュールと前記固定体との間で前記可動モジュールを前記固定体に対して相対変位させる磁気駆動力を発生させる可動モジュール駆動機構と、を有する光学ユニットにおいて、前記板状バネ部材は、前記可動モジュールの外周部分と、前記固定体において前記可動モジュールの外周部分に径方向外側で対向する部分との間に設けられ、前記可動モジュールおよび前記固定体のうちの少なくとも一方は、前記板状バネ部材との連結部分に当該板状バネ部材を前記光軸方向の両側から挟持する一対のバネ保持部材を備えていることを特徴とする。
本発明では、板状バネ部材は、可動モジュールの外周部分と、固定体において前記可動モジュールの外周部分に径方向外側で対向する部分との間に設けられているため、可動モジュールに対して光軸方向で重なる位置に板状バネ部材を配置した場合に比較して、光学ユニットの光軸方向の寸法を縮小することができる。また、可動モジュールおよび固定体のうちの少なくとも一方は、板状バネ部材を光軸方向の両側から挟持する一対のバネ保持部材を備えているため、板状バネ部材をネジなどで止めるフランジ部を設ける必要がない。また、板状バネ部材においてバネ保持部材により挟持される部分については幅寸法が狭くてよい。それ故、光学ユニットの径方向の寸法を縮小することができる。
本発明において、前記可動モジュール駆動機構は、第1磁気駆動機構と、該第1磁気駆動機構に対して光軸方向で離間する第2磁気駆動機構と、を備え、前記板状バネ部材は、前記光軸方向で前記第1磁気駆動機構と前記第2磁気駆動機構とによって挟まれた位置に設けられていることが好ましい。かかる構成によれば、可動モジュールの外周部分と、固定体において可動モジュールの外周部分に径方向外側で対向する部分との間において、板状バネ部材に対する光軸方向の両側スペースを、可動モジュール駆動機構(磁気駆動機構)を配置するスペースとして有効利用することができる。それ故、可動モジュール駆動機構は大きな駆動力を発生させることができる。
本発明は、可動モジュールにおいて板状バネ部材の可動モジュール側連結部を保持する部分、および固定体において板状バネ部材の固定体側連結部を保持する部分の双方、あるいは一方に対して、板状バネ部材をバネ保持部材により挟持した構造を適用することができる。
本発明を可動モジュール側および固定体側の双方に適用した場合、前記可動モジュールは、前記一対のバネ保持部材として、一対の可動モジュール側バネ保持部材を備え、前記固定体は、前記一対のバネ保持部材として、一対の固定体側バネ保持部材を備えている。かかる構成によれば、可動モジュールおよび固定体のいずれにおいても、板状バネ部材をネジなどで止めるフランジ部を設ける必要がない。それ故、光学ユニットの径方向の寸法を大幅に縮小することができる。
また、本発明を可動モジュール側および固定体側のうちの一方に適用した場合、前記可動モジュールおよび前記固定体のうち、前記可動モジュールが前記一対のバネ保持部材として一対の可動モジュール側バネ保持部材を備えている構成、あるいは前記固定体が前記一対のバネ保持部材として一対の固定体側バネ保持部材を備えている構成が採用される。
本発明において、前記第1磁気駆動機構は、前記固定体側に保持された第1コイルと、前記可動モジュール側に保持され、前記第1コイルに鎖交する磁界を発生する第1マグネットと、を備え、前記第2磁気駆動機構は、前記第1コイルに対して光軸方向で離間する位置で前記固定体側に保持された第2コイルと、前記第1マグネットに対して光軸方向で離間する位置で前記可動モジュール側に保持され、前記第2コイルに鎖交する磁界を発生する第2マグネットと、を備えている構成を採用することが好ましい。このように構成すると、配線の必要な第1コイルおよび第2コイルを固定体側に配置したため、可動モジュール側に第1コイルおよび第2コイルを配置した場合と比較して配線が容易である。
この場合、前記一対の可動モジュール側バネ保持部材は、前記第1マグネットと前記第2マグネットとの間に介在する第1スペーサ部材と、該第1スペーサ部材に対して光軸方向で隣り合う位置で前記第1マグネットと前記第2マグネットとの間に介在する第2スペーサ部材と、からなることが好ましい。このように構成すると、可動モジュール側バネ保持部材をスペーサ部材として利用するため、スペーサ部材を別途設ける必要がない。
また、前記一対の固定体側バネ保持部材は、前記第1コイルを保持する第1コイル保持部材と、該第1コイル保持部材に対して光軸方向で隣り合う位置で前記第2コイルを保持する第2コイル保持部材とからなることが好ましい。このように構成すると、固定体側バネ保持部材をコイル保持部材として利用するため、コイル保持部材を別途設ける必要がない。
本発明において、前記可動モジュール側連結部および前記固定体側連結部のうちの少なくとも一方は、光軸周りで枠状に繋がっていることが好ましい。このように構成すると、板状バネ部材は部品状態でも剛性が大きいので、取り扱いが容易である。また、板状バネ部材の枠状部分が一対のバネ保持部材によって挟持されるため、板状バネ部材は確実に保持される。
本発明において、前記可動モジュール側連結部および前記固定体側連結部のうちの少なくとも一方は、光軸周りで分割されて複数形成されている構成を採用してもよい。このように構成すると、アーム部を長く設計しても、アーム部は、可動モジュール側連結部あるいは固定体側連結部が接触しにくいので、板状バネ部材が可動モジュールの変位を妨げない。それ故、可動モジュールを高い精度で駆動することができる。
本発明において、互いに直交する3方向を各々X軸、Y軸、Z軸とし、前記光軸に沿う方向をZ軸としたとき、前記第1磁気駆動機構は、前記可動モジュールをX軸方向の両側で挟む2箇所、および前記可動モジュールをY軸方向の両側で挟む2箇所の計4個所に設けられ、前記第2磁気駆動機構は、前記可動モジュールをX軸方向の両側で挟む2箇所、および前記可動モジュールをY軸方向の両側で挟む2箇所の計4個所に設けられていることが好ましい。このように構成すると、可動モジュールの周りを有効利用できるので、駆動能力を向上することができる。
本発明において、前記可動モジュール駆動機構は、前記可動モジュールが振れた際に当該可動モジュールの振れを相殺する方向に当該可動モジュールを揺動させる振れ補正用の駆動機構として構成することができる。かかる構成によれば、光学モジュールに手振れなどの振れが発生したときでも、かかる振れを可動モジュールの変位によって補正することができる。また、光軸を間に挟む両側2箇所に磁気駆動機構が配置されているため、光軸に対して片側のみに磁気駆動機構を配置した場合と違って、駆動能力が安定しているので、可動モジュールの振れを精度よく補正することができる。さらに、可動モジュールをX軸周りおよびY軸周りに揺動させることができるので、それらを合成すれば、XY面全体に対して可動モジュールを変位させることができる。それ故、光学ユニットで想定される全ての振れを確実に補正することができる。
本発明において、前記可動モジュールは、前記光学素子として撮像素子を保持している構成を採用することができる。また、本発明において、前記可動モジュールは、前記光学素子としてレンズを保持している構成を採用することができる。また、本発明において、前記可動モジュールは、前記光学素子として撮像素子およびレンズを保持している構成を採用することができる。
本発明では、板状バネ部材は、可動モジュールの外周部分と、固定体において前記可動モジュールの外周部分に径方向外側で対向する部分との間に設けられているため、可動モジュールに対して光軸方向で重なる位置に板状バネ部材を配置した場合に比較して、光学ユニットの光軸方向の寸法を縮小することができる。また、可動モジュールおよび固定体のうちの少なくとも一方は、板状バネ部材を光軸方向の両側から挟持する一対のバネ保持部材を備えているため、板状バネ部材をネジなどで止めるフランジ部を設ける必要がない。また、板状バネ部材においてバネ保持部材により挟持される部分については幅寸法が狭くてよい。それ故、光学ユニットの径方向の寸法を縮小することができる。
本発明を適用した光学ユニットの外観を示す説明図である。 本発明を適用した光学ユニットの断面構成を示す説明図である。 本発明を適用した光学ユニットの可動モジュールに内蔵されている撮影ユニットの説明図である。 本発明を適用した光学ユニットの内部構造を示す説明図である。 本発明を適用した光学ユニットに用いた板状バネ部材の平面構成を示す説明図である。 本発明を適用した光学ユニットに用いた固定体のコイル保持体などの説明図である。 本発明を適用した光学ユニットに用いたコイル保持体を第1コイル保持部材と第2コイル保持部材とに分離した様子を示す分解斜視図である。 本発明を適用した光学ユニットに用いたコイル保持体を第1コイル保持部材、第2コイル保持部材、コイルなどに分解した様子を示す分解斜視図である。 本発明を適用した光学ユニットにおけるコイルと端子との接続構造を示す説明図である。 本発明を適用した光学ユニットの可動モジュールの説明図である。 本発明を適用した光学ユニットの可動モジュールからマグネットを分解した様子を示す分解斜視図である。 本発明を適用した光学ユニットの可動モジュールをモジュールカバーやスペーサ部材などに分解した様子を示す分解斜視図である。
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明においては、可動モジュールとして撮影ユニットの手振れを防止するための構成を例示する。従って、以下の説明では、撮影用光学装置が振れ補正機能付き光学ユニットに相当する。また、以下の説明では、互いに直交する3方向を各々X軸、Y軸、Z軸とし、光軸L(レンズ光軸)に沿う方向をZ軸とする。従って、以下の説明では、各方向の振れのうち、X軸周りの回転は、いわゆるピッチング(縦揺れ)に相当し、Y軸周りの回転は、いわゆるヨーイング(横揺れ)に相当し、Z軸周りの回転は、いわゆるローリングに相当する。また、X軸の一方側には+Xを付し、他方側には−Xを付し、Y軸の一方側には+Yを付し、他方側には−Yを付し、Z軸の一方側には+Zを付し、他方側には−Zを付して説明する。
(撮影用光学装置の全体構成)
図1は、本発明を適用した光学ユニットの外観を示す説明図であり、図1(a)、(b)は、光学ユニットを光軸が水平方向に向くように配置したときの説明図、および光軸が上下方向に向くように配置したときの説明図である。図2は、本発明を適用した光学ユニットの断面構成を示す説明図であり、図2(a)、(b)は各々、光学ユニットをXZ平面に沿って切断したときの断面図、およびYZ平面に沿って切断したときの断面図である。
図1(a)、(b)に示す光学ユニット100(振れ補正機能付き光学ユニット/撮影用光学装置)は、カメラ付き携帯電話機に用いられる薄型カメラであって、全体として略直方体形状を有している。本形態において、光学ユニット100は、コイル保持体260と、このコイル保持体260を内側に保持する箱状の固定カバー230とを備えており、コイル保持体260と固定カバー230とによって固定体210が構成されている。固定カバー230の上板部分231には、矩形の窓231aが形成されている。
図2(a)、(b)に示すように、固定カバー230の内側には、レンズ10を備えた撮影ユニット1を変位させて振れ補正を行なうための振れ補正機構(手振れ補正機構)が構成されている。かかる振れ補正機構を構成するにあたって、光学ユニット100は、概ね、固定カバー230およびコイル保持体260からなる固定体210と、撮影ユニット1を内側に保持する可動モジュール300と、固定体210および可動モジュール300に接続する板状バネ部材600と、可動モジュール300と固定体210との間で可動モジュール300を固定体210に対して相対変位させる磁気駆動力を発生させる可動モジュール駆動機構500とを有している。以下、撮影ユニット1、板状バネ部材600、固定体210、可動モジュール300、可動モジュール駆動機構500の詳細な構成を説明する。
(撮像ユニット1の構成)
図3は、本発明を適用した光学ユニット100の可動モジュール300に内蔵されている撮影ユニット1の説明図である。なお、図3の左半分は、移動体が無限遠の位置(通常撮影位置)にあるときの図を示しており、図3の右半分は、移動体がマクロ位置(接写撮影位置)にあるときの図を示している。
図3に示すように、撮影ユニット1は、例えば複数枚のレンズ10(図1参照)を光軸Lの方向に沿って被写体(物体側)に近づくA方向(前側)、および被写体とは反対側(撮像素子側/像側)に近づくB方向(後側)の双方向に移動させるレンズユニットであり、略直方体形状を有している。撮影ユニット1は、概ね、複数枚のレンズおよび固定絞りなどの光学素子を内側に保持した移動体3と、この移動体3を光軸L方向に沿って移動させるレンズ駆動機構5と、レンズ駆動機構5および移動体3等が搭載された支持体2とを有している。移動体3は、レンズおよび固定絞りを保持する円筒状のレンズホルダ12と、レンズホルダ12を内側に保持するコイルホルダ13とを備えており、コイルホルダ13の外周側面には、レンズ駆動機構5を構成するレンズ駆動用コイル30s、30tが保持されている。
支持体2は、被写体側と反対側で撮像素子155を位置決めする矩形板状の撮像素子ホルダ19と、撮像素子ホルダ19に対して被写体側で被さる箱状のケース18と、ケース18の内側に配置される矩形板状のスペーサ11とを備えており、ケース18およびスペーサ11の中央には、被写体からの光をレンズに取り込むための円形の入射窓110、18aが各々形成されている。また、撮像素子ホルダ19の中央には、入射光を撮像素子155に導く窓19aが形成されている。撮影ユニット1において、支持体2は、撮像素子155が実装されたプレート151を備えており、プレート151は撮像素子ホルダ19の下面に固定されている。
ケース18は、鋼板等の強磁性板からなり、ヨークとしても機能する。このため、ケース18は、後述するレンズ駆動用マグネット17とともに、レンズ駆動用コイル30s、30tに鎖交磁界を発生させる鎖交磁界発生体を構成しており、かかる鎖交磁界発生体は、コイルホルダ13の外周面に巻回されたレンズ駆動用コイル30s、30tとともにレンズ駆動機構5を構成している。
支持体2と移動体3とは、光軸L方向で離間する位置に設けられた金属製のバネ部材14s、14tを介して接続されている。バネ部材14s、14tは基本的な構成が同様であり、支持体2側に保持される外周側連結部と、移動体3の側に保持される円環状の内周側連結部と、外周側連結部と内周側連結部とを接続するアーム状の板バネ部とを備えている。バネ部材14s、14tのうち、撮像素子155側のバネ部材14sは、撮像素子ホルダ19に外周側連結部が保持され、内周側連結部が移動体3のコイルホルダ13の撮像素子側端面に連結されている。被写体側のバネ部材14tは、スペーサ11に外周側連結部が保持され、内周側連結部が移動体3のコイルホルダ13の被写体側端面に連結されている。このようにして、移動体3は、バネ部材14s、14tを介して支持体2に光軸Lの方向に移動可能に支持されている。かかるバネ部材14s、14tはいずれも、ベリリウム銅や非磁性のSUS系鋼材等といった非磁性の金属製であり、所定厚の薄板に対するプレス加工、あるいはフォトリソグラフィ技術を用いたエッチング加工により形成したものである。バネ部材14s、14tのうち、バネ部材14sは、2つのバネ片に2分割されており、レンズ駆動用コイル30s、30tの各端末は各々、バネ片に接続される。また、バネ部材14sにおいて、2つのバネ片には各々、端子が形成されており、バネ部材14sはレンズ駆動用コイル30s、30tに対する給電部材としても機能する。
コイルホルダ13の被写体側端面にはリング状の磁性片61が保持されており、かかる磁性片61の位置は、レンズ駆動用マグネット17に対して被写体側よりの位置である。このため、磁性片61は、レンズ駆動用マグネット17との間に作用する吸引力により移動体3に対して光軸Lの方向の付勢力を印加する。このため、非通電時(原点位置)においてはレンズ駆動用マグネット17と磁性片61との吸引力によってレンズホルダ12を撮像素子155側に静置することができる。また、磁性片61は、一種のヨークとして作用し、レンズ駆動用マグネット17とレンズ駆動用コイル30s、30tとの間に構成される磁路からの漏れ磁束を少なくすることができる。磁性片61としては、棒状あるいは球状の磁性体が用いられることもある。磁性片61をリング形状にすれば、レンズホルダ12が光軸L方向に移動する際にレンズ駆動用マグネット17と引き合う磁気吸引力が等方的になるという効果がある。さらに、レンズ駆動用コイル30s、30tに対する通電時、磁性片61はレンズ駆動用マグネット17から離間する方向に移動するので、撮像素子155側にレンズホルダ12を押し付けるような余計な力は働かない。そのため、少ない電力でレンズホルダ12を光軸L方向に移動させることができる。
本形態の撮影ユニット1において、光軸Lの方向からみたとき、レンズ10(図1参照)は円形であるが、支持体2に用いたケース18は矩形箱状である。従って、ケース18は、角筒状胴部18cを備えており、角筒状胴部18cの上面側には、入射窓18aが形成された上板部18bを備えている。角筒状胴部18cの四角形の辺に相当する側面部にはレンズ駆動用マグネット17が固着されており、かかるレンズ駆動用マグネット17は各々、矩形の平板状永久磁石からなる。4つのレンズ駆動用マグネット17はいずれも光軸Lの方向において2分割されており、いずれにおいても内面と外面とが異なる極に着磁されている。
本形態において、コイルホルダ13を光軸Lの方向からみたとき、内周形状は円形であるが、コイルホルダ13の外周形状を規定する外周側面は四角形であり、かかるコイルホルダ13の周りにレンズ駆動用コイル30s、30tが巻回されている。ここで、4つのレンズ駆動用マグネット17はいずれも光軸L方向において2分割されており、いずれにおいても内面と外面とが異なる極に着磁されているため、2つのレンズ駆動用コイル30s、30tにおける巻回方向は反対である。このように構成した移動体3は、ケース18の内側に配置される。その結果、レンズ駆動用コイル30s、30tは各々、ケース18の角筒状胴部18cの内面に固着されたレンズ駆動用マグネット17に対向することになる。
このように構成した撮影ユニット1において、移動体3は、通常は撮像素子側(Z軸方向の一方側)に位置しており、このような状態において、レンズ駆動用コイル30s、30tに所定方向の電流を流すと、レンズ駆動用コイル30s、30tは、それぞれ被写体側(Z軸方向の他方側)に向かう電磁力を受けることになる。これにより、レンズ駆動用コイル30s、30tが固着された移動体3は、被写体側(前側)に移動し始めることになる。このとき、バネ部材14tと移動体3の前端との間、およびバネ部材14sと移動体3の後端との間には、移動体3の移動を規制する弾性力が発生する。このため、移動体3を前側に移動させようとする電磁力と、移動体3の移動を規制する弾性力とが釣り合ったとき、移動体3は停止する。その際、バネ部材14s、14tによって移動体3に働く弾性力に応じて、レンズ駆動用コイル30s、30tに流す電流量を調整することで、移動体3を所望の位置に停止させることができる。
(光学ユニットの内部構造)
図4は、本発明を適用した光学ユニット100の内部構造を示す説明図であり、図4(a)、(b)は各々、本発明を適用した光学ユニット100から固定カバー230を外した状態の斜視図、およびさらにフレキシブル基板を外した状態の斜視図である。
図4(a)、(b)に示すように、光学ユニット100では、固定カバー230の内側に略角筒状のコイル保持体260が配置され、かかるコイル保持体260の内側に、撮影ユニット1を備えた可動モジュール300が配置されている。コイル保持体260(固定体210)および可動モジュール300には、図5を参照して後述する板状バネ部材600が接続されている。また、光学ユニット100においてZ軸方向の一方側には、ジャイロスコープ用フレキシブル基板410と、制御回路用フレキシブル基板420とが配置されている。
ジャイロスコープ用フレキシブル基板410は、ジャイロスコープ180が実装された略矩形のセンサ実装部411と、センサ実装部411のY軸方向の一方側の端部から突出した後、センサ実装部411に対してX軸方向の側方を通ってY軸方向の他方側に延在する細幅の折り返し部412と、折り返し部412のY軸方向の他方側の端部に連接する電気的接続部413とを備えている。ジャイロスコープ180は、可動モジュール300の揺れを監視する角速度センサである。
電気的接続部413には2つの穴413aが形成されている。かかる穴413aは、コイル保持体260からY軸方向の他方側に向けて突出する2つの基板固定部269の穴269aと重なる位置に形成されている。さらに、ジャイロスコープ用フレキシブル基板410の電気的接続部413に対して、Z軸方向の一方側には矩形板状の座板450が配置され、かかる座板450には、電気的接続部413の2つの穴413aと重なる位置に2つの穴450aが形成されている。また、固定体210には、コイル保持体260の基板固定部269に重なる連結部239が形成されており、かかる連結部239には、基板固定部269の穴269aと重なる穴239aが形成されている。従って、固定体210の連結部239に対して、Z軸方向の一方側に、コイル保持体260の基板固定部269、ジャイロスコープ用フレキシブル基板410の電気的接続部413および座板450を重ね、この状態で、穴239a、269a、413a、450aにボルト440を止めると、ジャイロスコープ用フレキシブル基板410の電気的接続部413は、コイル保持体260の基板固定部269、および固定体210の連結部239に固定される。なお、ジャイロスコープ用フレキシブル基板410において、センサ実装部411は、後述するように、可動モジュール300に固定されるが、センサ実装部411と電気的接続部413との間には細幅の折り返し部412が設けられている。このため、センサ実装部411を可動モジュール300に固定しても、可動モジュール300の変位を妨げない。
制御回路用フレキシブル基板420は、可動モジュール300と制御回路用フレキシブル基板420との接続用コネクタ190が実装された矩形のコネクタ実装部421と、コネクタ実装部421のY軸方向の一方側の端部から突出した後、コネクタ実装部421に対してX軸方向の両側を通ってY軸方向の他方側に延在する細幅の2本の折り返し部422、423と、折り返し部422、423のY軸方向の他方側の端部同士を繋ぐ連結部424と、連結部424のX軸方向の略中央部分からY軸方向の他方側に延在する外部接続部425とを備えている。接続用コネクタ190は、ジャイロスコープ180での検出結果を出力するためのコネクタである。
制御回路用フレキシブル基板420では、コネクタ実装部421の裏面側には補強プレート430が貼付されている。制御回路用フレキシブル基板420において、外部接続部425は、ジャイロスコープ用フレキシブル基板410の電気的接続部413と電気的に接続されているとともに光学ユニット100の外側まで引き出されている。なお、制御回路用フレキシブル基板420において、コネクタ実装部421は、後述するように、可動モジュール300に固定されるが、外部接続部425は、ジャイロスコープ用フレキシブル基板410の電気的接続部413に接続されて固定されている。それでも、制御回路用フレキシブル基板420において、コネクタ実装部421と外部接続部425との間には、細幅の折り返し部422、423が設けられているため、可動モジュール300の変位を妨げない。
(板状バネ部材600の構成)
図5は、本発明を適用した光学ユニット100に用いた板状バネ部材600の平面構成を示す説明図であり、図5(a)、(b)は各々、板状バネ部材600において固定側連結部が枠状に繋がった構成例の平面図、および板状バネ部材600において固定側連結部を周方向で分割した構成例の平面図である。
図5(a)に示すように、板状バネ部材600は、可動モジュール300に連結される内側の可動モジュール側連結部610と、固定体210に連結された外側の固定体側連結部620と、可動モジュール側連結部610と固定体側連結部620との間で延在するアーム部630を備えており、可動モジュール側連結部610の内側に可動モジュール300が位置し、固定体側連結部620の外側に固定体210が位置する。かかる板状バネ部材600は、ベリリウム銅や非磁性のSUS系鋼材等といった非磁性の金属製であり、所定厚の薄板に対するプレス加工、あるいはフォトリソグラフィ技術を用いたエッチング加工により形成したものである。
本形態において、可動モジュール側連結部610および固定体側連結部620はいずれも、周方向に繋がった矩形枠形状を備えており、可動モジュール側連結部610と固定体側連結部620との間には、略等幅の隙間690が設けられている。アーム部630は、隙間690内に計4本形成されている。本形態では、4本のアーム部630はいずれも、可動モジュール側連結部610の辺の中央部分から反時計周りCCWの方向に位置する角部分に向けて直線的に延在した後、反時計周りCCWの方向に直角に屈曲し、しかる後に、固定体側連結部620の辺の中央部分まで延在している。
板状バネ部材600については、図5(b)に示すように構成してもよい。図5(b)に示す板状バネ部材600において、アーム部630の構成については、図5(a)に示す構成と同一であるが、可動モジュール側連結部610および固定体側連結部620は、アーム部630の内側端部およびアーム部630の外側端部と接続する部分のみに設けられている。このため、可動モジュール側連結部610および固定体側連結部620はいずれも、光軸L周りで分割されて複数形成された構造になっている。かかる構成によれば、例えば、アーム部630の内側および外側には、可動モジュール側連結部610および固定体側連結部620が存在しない空きスペースがある。このため、アーム部630を内外方向に蛇行させてアーム部630の長さ寸法を延ばしても、可動モジュール300が変位した際にアーム部630が可動モジュール側連結部610あるいは固定体側連結部620が接触しないので、アーム部630が可動モジュール300の変位を妨げないという利点がある。
本形態では、図5(a)に示すように、可動モジュール側連結部610および固定体側連結部620が光軸L周りで枠状に繋がっている板状バネ部材600を用いたが、可動モジュール側連結部610および固定体側連結部620のうちの一方は光軸L周りで枠状に繋がっているのに対して、他方は、図5(b)に示すように、光軸L周りで分割されて構造を採用してもよい。
(固定体210の構成)
図6は、本発明を適用した光学ユニット100に用いた固定体210のコイル保持体260などの説明図であり、図6(a)、(b)、(c)は各々、光学ユニット100から固定カバー230、フレキシブル基板および可動モジュール300を外した様子を示す斜視図、コイル保持体260を+Y軸方向からみた斜視図、およびコイル保持体260を−Y軸方向からみた斜視図である。図7は、本発明を適用した光学ユニット100に用いたコイル保持体260を第1コイル保持部材と第2コイル保持部材とに分離した様子を示す分解斜視図である。図8は、本発明を適用した光学ユニット100に用いたコイル保持体260を第1コイル保持部材、第2コイル保持部材、コイルなどに分解した様子を示す分解斜視図である。
図6、図7および図8に示すように、固定体210に用いたコイル保持体260は、Z軸方向の一方側に位置する第1コイル保持部材270と、第1コイル保持部材270に対してZ軸方向の他方側に隣り合うように重ねて配置される第2コイル保持部材280とからなる。
図8に示すように、第1コイル保持部材270は、Z軸方向の一方側に位置する第1矩形枠部271と、第1矩形枠部271に対してZ軸方向の他方側で対向する第2矩形枠部272と、第1矩形枠部271および第2矩形枠部272の角部分同士を連結する4本の柱状連結部273とを備えている。第1矩形枠部271においてY軸方向の他方側に位置する枠部は、肉厚の端子保持部278になっており、かかる端子保持部278からは、Y軸方向の他方側に向けて、図4を参照して説明したジャイロスコープ用フレキシブル基板410の電気的接続部413が固定される2つの基板固定部269が突出している。また、端子保持部278には、2つの基板固定部269の間に2本の給電端子596、597(給電端子596については図6(b)を参照)がX軸方向で並ぶように保持されており、かかる給電端子596、597は、図4に示すように、ジャイロスコープ用フレキシブル基板410の電気的接続部413に沿ってY軸方向の他方側に向けて延在している。
かかる第1コイル保持部材270において、第1矩形枠部271と第2矩形枠部272との間には、柱状連結部273により挟まれた計4個所に第1コイル541、542、543、544が保持されている。本形態において、第1コイル541、542、543、544は矩形枠状に巻回された空芯コイルであり、Z軸方向で対向する2つの有効辺部分を備えている。
ここで、4つの柱状連結部273はいずれも横断面がL字形状に形成されており、柱状連結部273の外側には三角柱状の肉厚部277が形成されている。かかる肉厚部277は、第2矩形枠部272の外側の角部分に対してZ軸方向の一方側で重なっており、かかる肉厚部277には、肉厚部277をZ軸方向に貫通する穴277aが形成されている。ここで、肉厚部277のZ軸方向における寸法は、第1コイル保持部材270のZ軸方向における寸法よりも短く、かつ、第1矩形枠部271の外部分は斜めに切り欠かれている。このため、肉厚部277に対してZ軸方向の一方側には、肉厚部277などが存在しない空きスペース279になっている。
第2コイル保持部材280も、第1コイル保持部材270と同様、Z軸方向の一方側に位置する第1矩形枠部281と、第1矩形枠部281に対してZ軸方向の他方側で対向する第2矩形枠部282と、第1矩形枠部281および第2矩形枠部282の角部分同士を連結する4本の柱状連結部283とを備えている。かかる第2コイル保持部材280において、第1矩形枠部281と第2矩形枠部282との間には、柱状連結部283により挟まれた計4個所に第2コイル551、552、553、554が保持されている。本形態において、第2コイル551、552、553、554は矩形枠状に巻回された空芯コイルであり、Z軸方向で対向する2つの有効辺部分を備えている。
本形態において、柱状連結部283はいずれも横断面がL字形状に形成されている。また、4本の柱状連結部283の外側には三角柱状の肉厚部287が形成されている。かかる肉厚部287は、第1矩形枠部281の外側の角部分に対してZ軸方向の他方側で重なっており、かかる肉厚部287には、肉厚部287をZ軸方向に貫通する穴287aが形成されている。ここで、肉厚部287のZ軸方向における寸法は、第2コイル保持体280のZ軸方向における寸法よりも短く、かつ、第2矩形枠部282の外部分は斜めに切り欠かれている。このため、肉厚部287に対してZ軸方向の他方側には、肉厚部287などが存在しない空きスペース289になっている。
図6、図7および図8において、第1コイル保持部材270および第2コイル保持部材280を用いてコイル保持体260を構成するにあたって、本形態では、第1コイル保持部材270と第2コイル保持部材280とをZ軸方向に重ねて配置する。その結果、コイル保持体260の角部分では、第1コイル保持部材270の穴277aと第2コイル保持部材280の穴287aとがZ軸方向で重なる。そこで、本形態では、Z軸方向の一方側から他方側に向けて穴277a、287aに角棒状の4本のピン状端子591、592、593、594を圧入し、第1コイル保持部材270と第2コイル保持部材280とを連結する。その結果、ピン状端子591、592、593、594は、第1コイル保持部材270および第2コイル保持部材280をZ軸方向で貫通し、ピン状端子591、592、593、594の一方側の端部591a、592a、593a、594aは、コイル保持体260からZ軸方向の一方側の空きスペース279で突出し、ピン状端子591、592、593、594の他方側の端部591b、592b、593b、594bは、コイル保持体260からZ軸方向の他方側の空きスペース289で突出する。
ここで、4本のピン状端子591、592、593、594のうち、Y軸方向の他方側に位置する2本のピン状端子591、592の下端部は、Y軸方向の他方側に向けて屈曲し、ジャイロスコープ用フレキシブル基板410の電気的接続部413に沿うようにY軸方向に延在している。従って、本形態では、ピン状端子591、592の下端部をジャイロスコープ用フレキシブル基板410の電気的接続部413に形成されている導電パターンにハンダ付けする。また、ピン状端子591、592の下端部の間では、端子保持部278に保持された2本の金属製の給電端子596、597も、ジャイロスコープ用フレキシブル基板410の電気的接続部413に沿うようにY軸方向に延在している。従って、本形態では、給電端子596、597についても、ジャイロスコープ用フレキシブル基板410の電気的接続部413に形成されている導電パターンにハンダ付けする。
(ピン状端子を用いたコイルの電気的接続の構成)
図9は、本発明を適用した光学ユニット100におけるコイルと端子との接続構造を示す説明図であり、図9(a)、(b)は各々、コイルを直列に接続する際のコイルと端子との接続構造を示す説明図、およびコイルを並列に接続する際のコイルと端子との接続構造を示す説明図である。
本形態の光学ユニット100において、コイル保持体260では、第1コイル541〜544と第2コイル551〜554とは、4本の金属製のピン状端子591〜594を用いて所定の構造に接続されている。
例えば、図9(a)に示すように、X軸方向で向かい合う第1コイル542、544と、X軸方向で向かい合う第2コイル552、554との電気的接続には、4本のピン状端子591〜594のうちのピン状端子593を第1ピン状端子として用いるとともに、ピン状端子591の端部591aおよび給電端子596をジャイロスコープ用フレキシブル基板410にハンダ付けし、外部から第1コイル542、544および第2コイル552、554への給電を行う。より具体的には、第1コイル542、544同士、および第2コイル552、554同士については各々コイル線が繋がっているので、第1コイル544および第2コイル554の端部については各々、ピン状端子591の端部591aおよび給電端子596に絡げた後、ハンダ付けするとともに、第1コイル542および第2コイル552の端部については各々、ピン状端子593(第1ピン状端子)の両端部593a、593bに絡げた後、ハンダ付けする。
また、Y軸方向で向かい合う第1コイル541、543と、Y軸方向で向かい合う第2コイル551、553との電気的接続には、4本のピン状端子591〜594のうちのピン状端子594を第2ピン状端子として用いるとともに、ピン状端子592の端部592aおよび給電端子597をジャイロスコープ用フレキシブル基板410にハンダ付けし、外部から第1コイル541、543および第2コイル551、553への給電を行う。より具体的には、第1コイル541、543同士、および第2コイル551、553同士については各々コイル線が繋がっているので、第1コイル541および第2コイル551の端部については各々、給電端子597およびピン状端子592の端部592bに絡げた後、ハンダ付けするとともに、第1コイル543および第2コイル553の端部については各々、ピン状端子594(第2ピン状端子)の両端部594a、594bに絡げた後、ハンダ付けする。
かかる構成によれば、X軸方向で向かい合う第1コイル542、544と、X軸方向で向かい合う第2コイル552、554とについては全て直列に電気的接続することができ、Y軸方向で向かい合う第1コイル541、543と、Y軸方向で向かい合う第2コイル551、553とについても全て直列に電気的接続することができる。
図9では、第1コイル541〜544および第2コイル551〜554の巻回方向が同一として表してあるが、第1コイル541〜544でのコイル線の巻回方向、および第2コイル551〜554でのコイル線の巻回方向は、後述するマグネットの磁極の配置などに応じて最適な条件に設定される。
なお、図9(b)に示すように、X軸方向で向かい合う第1コイル542、544と、X軸方向で向かい合う第2コイル552、554とを並列に電気的接続するとともに、Y軸方向で向かい合う第1コイル541、543と、Y軸方向で向かい合う第2コイル551、553とを並列に電気的接続してもよい。かかる構成の場合、例えば、第1コイル544および第2コイル554の端部については各々、ピン状端子591(第1ピン状端子)の両端部591a、591bに絡げた後、ハンダ付けするとともに、第1コイル542および第2コイル552の端部については各々、ピン状端子593(第1ピン状端子)の両端部593a、593bに絡げた後、ハンダ付けする。さらに、ピン状端子593の端部593aと給電端子596とを配線接続する。また、第1コイル541および第2コイル551の端部については各々、ピン状端子592(第2ピン状端子)の両端部592a、592bに絡げた後、ハンダ付けするとともに、第1コイル543および第2コイル553の端部については各々、ピン状端子594(第2ピン状端子)の両端部594a、594bに絡げた後、ハンダ付けする。さらに、ピン状端子594の端部593aと給電端子597とを配線接続する。
(固定体210側での板状バネ部材600の保持構造)
図6〜図8に示すように、本形態では、第1コイル保持部材270および第2コイル保持部材280を一対のバネ保持部材として用い、板状バネ部材600の固定側連結部620と、コイル保持体260(固定体210)との連結を行なう。すなわち、第1コイル保持部材270および第2コイル保持部材280を用いてコイル保持体260を構成する際、第1コイル保持部材270と第2コイル保持部材280との間に板状バネ部材600の固定側連結部620を配置しておく。その結果、板状バネ部材600の固定側連結部620は、第1コイル保持部材270の第2矩形枠部272と、第2コイル保持部材280の第1矩形枠部281とによって、光軸L方向の両側から挟持される。その際、4本のピン状端子591、592、593、594は各々、板状バネ部材600の固定側連結部620の角部分と、アーム部630との間を通り抜けることになる。なお、板状バネ部材600の固定側連結部620を第1コイル保持部材270と第2コイル保持部材280とによって挟持した状態で接着あるいは溶着などを行なうことが好ましい。
(可動モジュール300の構成)
図10は、本発明を適用した光学ユニット100の可動モジュール300の説明図であり、図10(a)、(b)はともに可動モジュール300の斜視図、図10(c)は可動モジュール300の分解斜視図である。図11は、本発明を適用した光学ユニット100の可動モジュール300からマグネットを分解した様子を示す分解斜視図である。図12は、本発明を適用した光学ユニット100の可動モジュール300をモジュールカバーやスペーサ部材などに分解した様子を示す分解斜視図である。
図10に示すように、本形態の光学ユニット100において、可動モジュール300は、図3を参照して説明した撮影ユニット1と、撮影ユニット1を内側に収納する角筒状のモジュールカバー310と、撮影ユニット1に対してZ軸方向の一方側に重ねて配置される矩形の下カバー330と、撮影ユニット1に対してZ軸方向の他方側に重ねて配置される矩形の上カバー350とを備えている。
上カバー350には、被写体からの光を撮像ユニット1に導く円形の穴350aが形成されている。また、上カバー350は、4つの角付近にモジュールカバー310に向けて突き出たフック358を備えており、かかるフック358がモジュールカバー310の係合突起318に引っ掛かることにより、上カバー350とモジュールカバー310とが結合されている。
下カバー330は、X軸方向で対向する2つの辺部分にフック338、339を備えているとともに、Y軸方向の一方側にもフック337を備えている。ここで、フック337の折れ曲がり部分とフック339の折れ曲がり部分とは同一の高さ位置にあり、フック338の折れ曲がり部分は低い位置にある。従って、モジュールカバー310において内側への折れ曲がり部分が、フック337、339の折れ曲がり部分とフック338の折れ曲がり部分との間に嵌ることにより、下カバー330とモジュールカバー310とが結合されている。また、下カバー330の上面には、ジャイロストッパ336が設けられており、ジャイロストッパ336は、下カバー330と撮影ユニット1との間にジャイロスコープ180を配置可能なスペースを確保している。
図10、図11および図12に示すように、可動モジュール300は、モジュールカバー310の外周面に固定された第1スペーサ部材321および第2スペーサ部材322を有している。第1スペーサ部材321および第2スペーサ部材322は、モジュールカバー310の外周面のうち、光軸L方向の略中央付近に固定されており、第1スペーサ部材321と第2スペーサ部材322とは光軸L方向で隣り合っている。
また、モジュールカバー310の外側の4つの面の各々において、第1スペーサ部材321に対してZ軸方向の一方側には矩形平板状の第1マグネット561が2枚、Z軸方向で隣接するように配置され、第2スペーサ部材322に対してZ軸方向の他方側には矩形平板状の第2マグネット562が2枚、Z軸方向で隣接するように配置されている。ここで、第1マグネット561および第2マグネット562はいずれも、内面と外面とが異なる極に着磁され、光軸方向で異なる極となるように配置されている。なお、第1マグネット561および第2マグネット562での着磁の形態は、第1マグネット561と第2マグネット562とにおいて同一の構成あるいは異なる構成のいずれであってもよい。
(可動モジュール300側での板状バネ部材600の保持構造)
本形態では、第1スペーサ部材321および第2スペーサ部材322を一対のバネ保持部材として用い、板状バネ部材600の可動モジュール側連結部610と、モジュールカバー310(可動モジュール300)との連結を行なう。すなわち、第1スペーサ部材321および第2スペーサ部材322をモジュールカバー310に固定する際、第1スペーサ部材321と第2スペーサ部材322との間に板状バネ部材600の可動モジュール側連結部610を配置しておく。その結果、板状バネ部材600の可動モジュール側連結部610は、第1スペーサ部材321と、第2スペーサ部材322とによって、光軸L方向の両側から挟持される。なお、板状バネ部材600の可動モジュール側連結部610を第1スペーサ部材321と第2スペーサ部材322とによって挟持した状態で接着あるいは溶着などを行なうことが好ましい。
(可動モジュール駆動機構500の構成および手振れ補正動作)
このように構成した可動モジュール300を、図6などを参照して説明したコイル保持体260の内側に配置すると、図2に示すように、可動モジュール300の第1マグネット561は、コイル保持体260の第1コイル541、542、543、544に対向し、第1コイル541、542、543、544に鎖交する磁界を発生させる。このようにして、第1磁気駆動機構510が構成される。また、可動モジュール300の第2マグネット562は、コイル保持体260の第2コイル551、552、553、554に対向し、第2コイル551、552、553、554に鎖交する磁界を発生させる。このようにして、第2磁気駆動機構520が構成される。
かかる第1磁気駆動機構510および第2磁気駆動機構520は、可動モジュール300をX軸方向の両側に挟むように構成されているとともに、可動モジュール300をY軸方向の両側に挟むように構成されている。本形態では、第1磁気駆動機構510および第2磁気駆動機構520のうち、可動モジュール300をX軸方向の両側に形成されている磁気駆動機構がX側磁気駆動機構510x、520xである。X側磁気駆動機構510x、520xでは、ジャイロスコープ180の監視結果において可動モジュール300がY軸周りに揺動したことを検出すると、かかる振れを相殺するように、第1コイル542、544および第2コイル552、554に給電され、可動モジュール300の揺れを相殺するように可動モジュール300をY軸周りに揺動させる。
これに対して、第1磁気駆動機構510および第2磁気駆動機構520のうち、可動モジュール300をY軸方向の両側に形成されている磁気駆動機構がY側磁気駆動機構510y、520yである。Y側磁気駆動機構510y、520yでは、ジャイロスコープ180の監視結果において可動モジュール300がX軸周りに揺動したことを検出すると、かかる振れを相殺するように、第1コイル541、543および第2コイル551、553に給電され、可動モジュール300の揺れを相殺するように可動モジュール300をX軸周りに揺動させる。
従って、ジャイロスコープ180での検出結果に基づいて、可動モジュール駆動機構500に用いた第1コイル541〜544および第2コイル551〜554の通電制御を行なえば、可動モジュール300での揺れを補正することができる。
(本形態の主な効果)
以上説明したように、本形態の光学モジュール100において、板状バネ部材600は、可動モジュール300に用いたモジュールカバー310の外周部分と、固定体210に用いたコイル保持体260において可動モジュール300の外周部分に径方向外側で対向する部分との間に設けられている。このため、可動モジュール300に対して光軸L方向で重なる位置に板状バネ部材600を配置した場合に比較して、光学ユニット100の光軸L方向の寸法を縮小することができる。
また、可動モジュール300は、板状バネ部材600を光軸L方向の両側から挟持する第1スペーサ部材321および第2スペーサ部材322を一対のバネ保持部材として備え、固定体210は、板状バネ部材600を光軸L方向の両側から挟持する第1コイル保持部材270および第2コイル保持部材280を一対のバネ保持部材として備えている。このため、可動モジュール300および固定体210のいずれにおいても、板状バネ部材600をネジなどで止めるフランジ部を設ける必要がない。また、板状バネ部材600において可動モジュール300や固定体210により挟持される部分については幅寸法が狭くてよい。それ故、光学ユニット100の径方向の寸法を縮小することができる。しかも、スペーサ部材(第1スペーサ部材321および第2スペーサ部材322)や、コイル保持部材(第1コイル保持部材270および第2コイル保持部材280)など、他の機能を有する部材をバネ保持部材として用いたため、新たな部材を追加する必要がないという利点がある。
また、板状バネ部材600において光軸L方向の両側に第1磁気駆動機構510と第2磁気駆動機構520とが設けられているため、可動モジュール300の外周部分と、固定体210において可動モジュール300の外周部分に径方向外側で対向する部分との間に板状バネ部材600を設けても、光軸L方向の両側スペースを、可動モジュール駆動機構(磁気駆動機構)を配置するスペースとして有効利用することができる。それ故、可動モジュール駆動機構500は大きな駆動力を発生させることができる。また、配線の必要な第1コイル541〜544および第2コイル551〜554を固定体210側に配置したため、可動モジュール300側にコイルを配置した場合と比較して配線が容易である。
さらに、第1コイル541〜544と第2コイル551〜554とは、固定体210において光軸L方向に延在するように保持されたピン状端子591〜594を介して電気的に接続されているため、第1コイル541〜544および第2コイル551〜554への給電のために板状バネ部材600を跨ぐようにコイル端部を引き回さなくてもよい。それ故、コイルへの給電を簡素な構成で行うことができる。しかも、ピン状端子591〜594は、一方の端部591a〜594aがコイル保持体260(固定体210)の光軸L方向の一方側の端部から突出し、他方の端部591b〜594bがコイル保持体260(固定体210)の光軸L方向の他方側の端部から突出している。このため、第1コイル541〜544と第2コイル551〜554とをピン状端子591〜594を介して電気的に接続する際、ピン状端子591〜594の両端にコイル端部を容易に絡げることができる。
また、固定体210においては、ピン状端子591〜594は、第1コイル保持部材270および第2コイル保持部材280を光軸L方向で貫通している。このため、ピン状端子591〜594によって、第1コイル保持部材270と第2コイル保持部材280との位置合わせを行なうことができる。
また、固定体210には、ピン状端子591〜594以外に、第1コイル541〜544に対して第2コイル551〜554が位置する側とは反対側に2本の給電端子596、597が保持されており、複数本のピン状端子591〜594うちの2本のピン状端子、および2本の給電端子596、597に対してコイル給電用の配線部材(ジャイロスコープ用フレキシブル基板410)が接続されている。このため、第1コイル541〜544の端部、および第2コイル551〜554の端部をピン状端子591〜594、あるいは給電端子596、597に絡げておくことができるので、光学ユニット100を組み立てる際、コイルが解けることがない。また、光学ユニットを組み立てる途中で、第1コイル541〜544の端部および第2コイル551〜554の端部をピン状端子591〜594、あるいは給電端子596、597に電気的に接続しておくことができるので、光学ユニット100を組み立てる途中の段階で電気的な検査を行なうことができる。
また、本形態では、図5(a)に示すように、可動モジュール側連結部610および固定体側連結部620が光軸L周りで枠状に繋がっている板状バネ部材600を用いている。このため、板状バネ部材600は部品状態でも剛性が大きいので、取り扱いが容易である。また、板状バネ部材600において、可動モジュール側連結部610および固定体側連結部620が光軸L周りで枠状に繋がっているため、板状バネ部材600は確実に保持される。
さらに、第1磁気駆動機構510および第2磁気駆動機構520を各々、可動モジュール300をX軸方向の両側で挟む2箇所、および可動モジュール300をY軸方向の両側で挟む2箇所の計4個所に設け、可動モジュール300の周りを有効利用しているので、駆動能力が高い。また、光軸Lに対して片側のみに磁気駆動機構を配置した場合と違って、駆動能力が安定しているので、可動モジュール300の振れを精度よく補正することができる。さらに、可動モジュール300をX軸周りおよびY軸周りに揺動させることができるので、それらを合成すれば、XY面全体に対して可動モジュール300を変位させることができる。それ故、光学ユニット100で想定される全ての振れを確実に補正することができる。
[他の実施の形態]
上記実施の形態では、可動モジュール300側および固定体210側の双方で板状バネ部材600を一対のバネ保持部材によって光軸L方向の両側から挟持する構成を採用したが、可動モジュール300側および固定体210側の一方で板状バネ部材600を一対のバネ保持部材によって光軸L方向の両側から挟持する構成を採用してもよい。
上記実施の形態では、撮影ユニット1に対してX側磁気駆動機構510x、520xおよびY側磁気駆動機構510y、520yを設けたが、ユーザーが使用する際、振れが発生しやすい方向の振れのみを補正するように、X側磁気駆動機構510x、520xおよびY側磁気駆動機構510y、520yの一方のみを設けた場合に本発明を適用してもよい。
上記実施の形態では、カメラ付き携帯電話機に用いる光学ユニット100に本発明を適用した例を説明したが、薄型のデジタルカメラなどに用いる光学ユニット100に本発明を適用した例を説明してもよい。また、上記形態では、撮影ユニット1にレンズ10や撮像素子155に加えて、レンズ121を含む移動体3を光軸L方向に磁気駆動するレンズ駆動機構5が支持体2上に支持されている例を説明したが、撮影ユニット1にレンズ駆動機構5が搭載されていない固定焦点タイプの光学ユニットに本発明を適用してもよい。
また、上記実施の形態では、可動モジュールとして、レンズおよび撮像素子を備えている可動モジュールを説明したが、本発明は可動モジュールとして少なくともレンズを備えている光学ユニットに適用することができ、このような光学ユニットには、例えば、レーザポインタや、携帯用や車載用の投射表示装置などがある。
1 撮影ユニット
2 支持体
3 移動体
5 レンズ駆動機構
14s、14t バネ部材
17 レンズ駆動用マグネット
30s、30t レンズ駆動用コイル
100 光学ユニット(振れ補正機能付き光学ユニット/撮影用光学装置)
180 ジャイロスコープ
210 固定体
230 固定カバー
260 コイル保持体
270 第1コイル保持部材(バネ保持部材)
280 第2コイル保持部材(バネ保持部材)
300 可動モジュール
310 モジュールカバー
321 第1スペーサ部材(バネ保持部材)
322 第2スペーサ部材(バネ保持部材)
410 ジャイロスコープ用フレキシブル基板
420 制御回路用フレキシブル基板
500 可動モジュール駆動機構
541〜544 第1コイル
551〜554 第2コイル
561 第1マグネット
562 第2マグネット
596、597 給電端子
591〜594 ピン状端子
600 板状バネ部材
610 可動モジュール側連結部
620 固定体側連結部
630 アーム部

Claims (14)

  1. 固定体と、
    光学素子を保持する可動モジュールと、
    前記可動モジュールに連結された可動モジュール側連結部、前記固定体に連結された固定体側連結部、および前記可動モジュール側連結部と前記固定体側連結部との間で延在するアーム部を備えた板状バネ部材と、
    前記可動モジュールと前記固定体との間で前記可動モジュールを前記固定体に対して相対変位させる磁気駆動力を発生させる可動モジュール駆動機構と、
    を有する光学ユニットにおいて、
    前記板状バネ部材は、前記可動モジュールの外周部分と、前記固定体において前記可動モジュールの外周部分に径方向外側で対向する部分との間に設けられ、
    前記可動モジュールおよび前記固定体のうちの少なくとも一方は、前記板状バネ部材との連結部分に当該板状バネ部材を前記光軸方向の両側から挟持する一対のバネ保持部材を備えていることを特徴とする光学ユニット。
  2. 前記可動モジュール駆動機構は、第1磁気駆動機構と、該第1磁気駆動機構に対して光軸方向で離間する第2磁気駆動機構と、を備え、
    前記板状バネ部材は、前記光軸方向で前記第1磁気駆動機構と前記第2磁気駆動機構とによって挟まれた位置に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の光学ユニット。
  3. 前記可動モジュールは、前記一対のバネ保持部材として、一対の可動モジュール側バネ保持部材を備え、
    前記固定体は、前記一対のバネ保持部材として、一対の固定体側バネ保持部材を備えていることを特徴とする請求項2に記載の光学ユニット。
  4. 前記可動モジュールおよび前記固定体のうち、前記可動モジュールが前記一対のバネ保持部材として一対の可動モジュール側バネ保持部材を備えていることを特徴とする請求項2に記載の光学ユニット。
  5. 前記可動モジュールおよび前記固定体のうち、前記固定体が前記一対のバネ保持部材として一対の固定体側バネ保持部材を備えていることを特徴とする請求項2に記載の光学ユニット。
  6. 前記第1磁気駆動機構は、前記固定体側に保持された第1コイルと、前記可動モジュール側に保持され、前記第1コイルに鎖交する磁界を発生する第1マグネットと、を備え、
    前記第2磁気駆動機構は、前記第1コイルに対して光軸方向で離間する位置で前記固定体側に保持された第2コイルと、前記第1マグネットに対して光軸方向で離間する位置で前記可動モジュール側に保持され、前記第2コイルに鎖交する磁界を発生する第2マグネットと、を備え、
    前記一対の可動モジュール側バネ保持部材は、前記第1マグネットと前記第2マグネットとの間に介在する第1スペーサ部材と、該第1スペーサ部材に対して光軸方向で隣り合う位置で前記第1マグネットと前記第2マグネットとの間に介在する第2スペーサ部材と、からなることを特徴とする請求項3または4に記載の光学ユニット。
  7. 前記第1磁気駆動機構は、前記固定体側に保持された第1コイルと、前記可動モジュール側に保持され、前記第1コイルに鎖交する磁界を発生する第1マグネットと、を備え、
    前記第2磁気駆動機構は、当該第1コイルに対して光軸方向で離間する位置で前記固定体側に保持された第2コイルと、前記第1マグネットに対して光軸方向で離間する位置で前記可動モジュール側に保持され、前記第2コイルに鎖交する磁界を発生する第2マグネットと、を備え、
    前記一対の固定体側バネ保持部材は、前記第1コイルを保持する第1コイル保持部材と、該第1コイル保持部材に対して光軸方向で隣り合う位置で前記第2コイルを保持する第2コイル保持部材とからなることを特徴とする請求項3または5に記載の光学ユニット。
  8. 前記可動モジュール側連結部および前記固定体側連結部のうちの少なくとも一方は、光軸周りで枠状に繋がっていることを特徴とする請求項1乃至7の何れか一項に記載の光学ユニット。
  9. 前記可動モジュール側連結部および前記固定体側連結部のうちの少なくとも一方は、光軸周りで分割されて複数形成されていることを特徴とする請求項1乃至7の何れか一項に記載の光学ユニット。
  10. 互いに直交する3方向を各々X軸、Y軸、Z軸とし、前記光軸に沿う方向をZ軸としたとき、
    前記第1磁気駆動機構は、前記可動モジュールをX軸方向の両側で挟む2箇所、および前記可動モジュールをY軸方向の両側で挟む2箇所の計4個所に設けられ、
    前記第2磁気駆動機構は、前記可動モジュールをX軸方向の両側で挟む2箇所、および前記可動モジュールをY軸方向の両側で挟む2箇所の計4個所に設けられていることを特徴とする請求項1乃至9の何れか一項に記載の光学ユニット。
  11. 前記可動モジュール駆動機構は、前記可動モジュールが振れた際に当該可動モジュールの振れを相殺する方向に当該可動モジュールを揺動させる振れ補正用の駆動機構であることを特徴とする請求項10に記載の光学ユニット。
  12. 前記可動モジュールは、前記光学素子として撮像素子を保持していることを特徴とする請求項1乃至11の何れか一項に記載の光学ユニット。
  13. 前記可動モジュールは、前記光学素子としてレンズを保持していることを特徴とする請求項1乃至11の何れか一項に記載の光学ユニット。
  14. 前記可動モジュールは、前記光学素子として撮像素子およびレンズを保持していることを特徴とする請求項1乃至11の何れか一項に記載の光学ユニット。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113960849A (zh) * 2021-10-28 2022-01-21 新思考电机有限公司 带有电路的双支架系统、透镜驱动装置和摄像装置
CN113985563A (zh) * 2021-10-28 2022-01-28 新思考电机有限公司 双支架弹片式防抖系统、透镜驱动装置和摄像设备

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