JP2011039276A - 光学ユニットおよびその製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】薄型化を図っても、振れ検出センサが余計な振動を起こしにくい光学ユニットを提供すること。
【解決手段】手振れ補正機構付きの光学ユニット100を組み立てるにあたって、第1工程において、バネ部材600を介してモジュールカバー310を固定体210に搭載するとともに、モジュールカバー310と固定体210との間に可動モジュール駆動機構500を設ける。第2工程では、固定体側開口部210aおよびモジュールカバー側開口部390aを経由してモジュールカバー310の内側に撮影ユニット1を挿入し、第3工程では、モジュールカバー390に押え部材350を取り付ける。
【選択図】図10

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およびその製造方法に関するものである。
近年、携帯電話機は、撮影用の光学ユニットが搭載された光学機器として構成されている。かかる撮影用の光学ユニットでは、ユーザーの手振れによる撮影画像の乱れを防止することを目的に、レンズなどの光学素子を備えた可動モジュールがバネ部材によって固定体に変位可能に支持された状態とするとともに、可動モジュールと固定体との間に、可動モジュールを揺動させる手振れ補正用の可動モジュール駆動機構を構成することが提案されている(特許文献1参照)。
また、特許文献1に記載の光学ユニットでは、可動モジュールを、レンズなどを備えた光学素子ユニットと、この光学素子ユニットを保持するモジュールカバーとを有する構造とし、モジュールカバーに光学素子ユニットより大きな開口部を形成しておくことが提案されている。かかる構成によれば、バネ部材を介してモジュールカバーが固定体に支持された状態とした後、モジュールカバー内に光学素子ユニットを収容し、しかる後に、接着や溶着などにより、モジュールカバー内で光学素子ユニットを固定することができる。従って、レンズなどを備えた光学素子ユニットを他の機構と別工程で製作できるという利点がある。
特開2007−41418号公報
しかしながら、モジュールカバー内に光学素子ユニットを収容した後、接着や溶着などにより、モジュールカバー内で光学素子ユニットを固定する構成では、接着や溶着などが完了するまでの間、モジュールカバー内に挿入した光学素子ユニットを保持している必要があり、組立に多大な手間がかかるという問題点がある。また、モジュールカバー内に光学素子ユニットを固定する際、光軸がずれるなどの問題点もある。
かかる問題点は、手振れ補正機構を備えた撮像用の光学ユニットに限らず、可動モジュールが固定体に変位可能に支持された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、光学素子ユニットを他の機構と別工程で製作可能とした場合でも、組立が容易で、光軸のずれなども発生しにくい光学ユニットおよびその製造方法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、前記固定体に前記可動モジュールが変位可能に支持された状態とするバネ部材と、前記可動モジュールの振れを検出する振れ検出センサと、前記可動モジュールと前記固定体との間に設けられ、前記振れ検出センサの検出結果に基づいて前記振れを相殺するように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振れ補正用の可動モジュール駆動機構と、を有する振れ補正機能付きの光学ユニットにおいて、光軸方向の一方側を第1方向とし、他方側を第2方向としたとき、前記固定体は、第1方向側に前記光学素子ユニットより大きな固定体側開口部を備え、前記可動モジュールは、前記光学素子を保持する光学素子ユニットと、前記バネ部材によって変位可能に前記固定体に支持され、第1方向側に前記光学素子ユニットより大きなモジュールカバー側開口部を前記固定体側開口部と重なる位置に備えたモジュールカバーと、前記光学素子ユニットの第2方向側端部を支持する支持部と、前記光学素子ユニットの第1方向側端部を支持する押さえ部材と、を備えていることを特徴とする。
また、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、前記固定体に前記可動モジュールが変位可能に支持された状態とするバネ部材と、前記可動モジュールの振れを検出する振れ検出センサと、前記可動モジュールと前記固定体との間に設けられ、前記振れ検出センサの検出結果に基づいて前記振れを相殺するように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振れ補正用の可動モジュール駆動機構と、を有する振れ補正機能付きの光学ユニットの製造方法において、光軸方向の一方側を第1方向とし、他方側を第2方向としたとき、前記固定体には、第1方向側に前記光学素子ユニットより大きな固定体側開口部を設けておき、前記可動モジュールには、前記光学素子を保持する光学素子ユニットと、前記バネ部材によって変位可能に前記固定体に支持され、第1方向側に前記光学素子ユニットより大きなモジュールカバー側開口部を前記固定体側開口部に重なる位置に備えたモジュールカバーと、前記光学素子ユニットの第2方向側端部を支持する支持部と、前記光学素子ユニットの第1方向側端部を支持する押さえ部材と、を設けておき、前記バネ部材を介して前記モジュールカバーおよび前記支持部を前記固定体に搭載するとともに、前記モジュールカバーと前記固定体との間に前記可動モジュール駆動機構を設ける第1工程と、前記固定体側開口部および前記モジュールカバー側開口部を経由して前記モジュールカバーの内側に前記光学素子ユニットを挿入する第2工程と、前記押さえ部材を前記モジュールカバーに連結する第3工程と、を有することを特徴とする。
本発明では、固定体には、第1方向で開口する固定体側開口部が設けられ、モジュールカバーにも、第1方向側にモジュールカバー側開口部が設けられている。このため、バネ部材を介してモジュールカバーを固定体に搭載するとともに、モジュールカバーと固定体との間に可動モジュール駆動機構を設けた後、固定体側開口部およびモジュールカバー側開口部を経由してモジュールカバーの内側に光学素子ユニットを挿入することができる。従って、固定体に対してモジュールカバー、バネ部材、可動モジュール駆動機構を取り付ける工程とは別工程で、光学素子ユニットを製作できる。従って、全ての部材を組立後に検査するなどの場合と違って、製造途中で検査することができる。それ故、不具合品が発生した際に発生する損失を低く抑えることができる。また、モジュールカバーに対して第2方向側には支持部が設けられ、第1方向側には押さえ部材が設けられている。このため、モジュールカバー内に光学素子ユニットを挿入した際、光学素子ユニットの第2方向側の端部は支持部によって支持される。また、押さえ部材を取り付けた後は、光学素子ユニットの第1方向側での端部は押さえ部材によって支持される。従って、モジュールカバー内に光学素子ユニットを収容した後、接着や溶着などにより、モジュールカバー内で光学素子ユニットを固定する構成と違って、組立が容易で、光軸のずれなども発生しにくい。それ故、光学ユニットの生産効率および歩留まりを向上することができる。さらに、光学素子ユニットを搭載した後、光学素子ユニットのみを交換することができるとともに、光学ユニットを製造する際、搭載すべき光学素子ユニットを別のものに変更することも容易である。
本発明において、前記モジュールカバーは、前記光学素子ユニットの周りを囲む筒状胴部と、該筒状胴部の第2方向側端部で前記支持部として前記モジュールカバー側開口部に向けて張り出した支持板部と、を備えていることが好ましい。かかる構成によれば、支持部を別部材で構成しなくても、光学素子ユニットの第2方向側端部を支持することができる。
本発明において、前記モジュールカバーは、前記光学素子ユニットの周りを囲む筒状胴部を備え、前記支持部は、前記モジュールカバーとは別の部材であって、前記筒状胴部に対して第2方向側に設けられた支持部材である構成を採用してもよい。
本発明において、前記第2方向は、例えば、前記光学素子ユニットにおいて光軸が延在している側であり、前記第1方向は、前記光学素子ユニットにおいて光軸が延在している側とは反対側である。
この場合、前記振れ検出センサは、前記光学素子ユニットに対して光軸方向で重ならない位置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、光学素子ユニットにおいて光軸が延在している側とは反対側に振れ検出センサを設けた場合でも、固定体側開口部およびモジュールカバー側開口部を経由してモジュールカバーの内側に光学素子ユニットを挿入することができる。このため、モジュールカバーの内側に光学素子ユニットを挿入した後、光学素子ユニットに対して第2方向側で重なる位置に振れ検出センサを設けなくてもよいので、光学ユニットの薄型化を図ることができる。
本発明において、前記第1方向は、前記光学素子ユニットにおいて光軸が延在している側であり、前記第2方向は、前記光学素子ユニットにおいて光軸が延在している側とは反対側であってもよい。
この場合、前記光学素子ユニットの第2方向側端部と前記支持部との間には、前記光学素子ユニットに電気的接続するコネクタ部材が配置されていることが好ましい。このように構成すると、光学素子ユニットの第2方向側端部で電気的な接続を容易に行なうことができる。
本発明において、前記光学素子ユニットは、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、前記光学素子ユニットは、前記光学素子を光軸方向に駆動する光学素子駆動機構を保持している構成を採用してもよい。
本発明では、バネ部材を介してモジュールカバーを固定体に搭載するとともに、モジュールカバーと固定体との間に可動モジュール駆動機構を設けた後、固定体側開口部およびモジュールカバー側開口部を経由してモジュールカバーの内側に光学素子ユニットを挿入することができる。従って、固定体に対してモジュールカバー、バネ部材、可動モジュール駆動機構を取り付ける工程とは別工程で、光学素子ユニットを製作できる。従って、全ての部材を組立後、検査するなどの場合と違って、製造途中で検査することができる。それ故、不具合品が発生した際に発生する損失を低く抑えることができる。また、モジュールカバー内に光学素子ユニットを挿入した際、光学素子ユニットの第2方向側の端部は支持部によって支持され、押さえ部材を取り付けた後は、光学素子ユニットの第1方向側での端部は押さえ部材によって支持される。従って、モジュールカバー内に光学素子ユニットを収容した後、接着や溶着などにより、モジュールカバー内で光学素子ユニットを固定する構成と違って、組立が容易で、光軸のずれなども発生しにくい。それ故、光学ユニットの生産効率および歩留まりを向上することができる。さらに、光学素子ユニットを搭載した後、光学素子ユニットのみを交換することができるとともに、光学ユニットを製造する際、搭載すべき光学素子ユニットを別のものに変更することも容易である。
本発明の実施の形態1に係る撮影用の光学ユニットの説明図である。 本発明の実施の形態1に係る光学ユニットの固定体および可動モジュールの説明図である。 本発明の実施の形態1に係る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。 本発明の実施の形態1に係る光学ユニットの可動モジュールの分解斜視図である。 本発明の実施の形態1に係る光学ユニットの製造方法を示す説明図である。 本発明の実施の形態1に係る光学ユニットの製造方法を示す説明図である。 本発明の実施の形態2に係る撮影用の光学ユニットの説明図である。 本発明の実施の形態2に係る光学ユニットの固定体および可動モジュールの説明図である。 本発明の実施の形態2に係る光学ユニットの可動モジュールの説明図である。 本発明の実施の形態2に係る光学ユニットの製造方法を示す説明図である。
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、光学素子ユニット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。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(被写体側とは反対側)には+Zを付し、他方側(被写体側)には−Zを付して説明する。
[実施の形態1]
本形態では、モジュールカバーなどを固定体に搭載した後、モジュールカバー内に撮影ユニット(光学素子ユニット)を被写体(光軸が延在している側)とは反対側から挿入する。従って、本形態において、「第1方向」および「第2方向」は各々以下に示す条件
第1方向=光軸が延在している側とは反対方向(被写体とは反対側)
第2方向=光軸が延在している方向(被写体側)
である。
(撮影用光学装置の全体構成)
図1は、本発明の実施の形態1に係る撮影用の光学ユニットの説明図であり、図1(a)、(b)は各々、光学ユニットを被写体側からみた斜視図、および光学ユニットを被写体側とは反対側からみた斜視図である。図2は、本発明の実施の形態1に係る光学ユニットの固定体および可動モジュールの説明図であり、図2(a)、(b)、(c)は各々、固定体を被写体側とは反対側からみた斜視図、可動モジュールを被写体側とは反対側からみた斜視図、および可動モジュールを被写体側からみた斜視図である。なお、図2(a)では、固定カバーの図示を省略してある。
図1および図2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などの光学機器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。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において被写体側(−Z軸方向)とは反対側(+Z軸方向)に固定されたフレーム270と、コイル保持体260およびフレーム270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、フレーム270および固定カバー230によって固定体210が構成されている。かかる構成の固定体210の内側には、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。固定カバー230において被写体側の端部に位置する上板部231には、矩形窓状の開口部231aが形成されており、本形態では、可動モジュール300に対して光軸L方向で重なる略全領域が開口部231aになっている。また、固定カバー230において被写体側とは反対側の端部は開放端になっている。
(撮像ユニット1の構成)
図3は、本発明の実施の形態1に係る光学ユニット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(光学素子ユニット)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、光学素子としての複数枚のレンズ10(図1(b)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光学素子ユニットであり、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10(図1(a)参照)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が実装された基板151を備えており、基板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(a)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100の内部構成)
図1に示す光学ユニット100において、固定カバー230の内側には、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、本形態では、図1および図2に示すように、光学ユニット100は、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に接続する板状のバネ部材600とを有しており、可動モジュール300と固定体210との間には、後述するように、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が構成されている。光学ユニット100において、被写体側とは反対側には、センサ用フレキシブル基板410と、駆動用フレキシブル基板420とが配置されている。
(固定体210の構成)
図1および図2(a)に示すように、固定体210において、コイル保持体260は、4つの角部分に支柱部分261を備えており、支柱部分261は上端部同士が桟部262で連結されている。支柱部分261にはネジ279(図1(b)参照)を通す穴が形成されている。コイル保持体260の4つの側面には、可動モジュール300をX軸方向の両側で挟む2つのX側コイル571と、可動モジュール300をY軸方向の両側で挟む2つのY側コイル572とが固着されている。X側コイル571およびY側コイル572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。
固定体210では、コイル保持体260に対して被写体側とは反対側に矩形枠状のフレーム270が重ねて配置されている。フレーム270は、矩形の枠状部271と、枠状部271の4つの角部分でコイル保持体260に向けて突出する円筒部272とを備えており、円筒部272には、ネジ279(図1(b)参照)を通す穴が形成されている。ここで、コイル保持体260の角部分は、フレーム270の円筒部272と重なる。従って、コイル保持体260とフレーム270とは4つの角部分でネジ279によって固定することができ、かかる固定を行なった状態で、固定体210において被写体側とは反対側には、撮像ユニット1を光軸L方向の投影した面積よりも大きな固定体側開口部210bが光軸L方向に開口している状態にある。
なお、X側コイル571およびY側コイル572への給電には補助基板450が用いられており、かかる補助基板450は、ネジ279によってフレーム270とコイル保持体260とを連結する際、端部がフレーム270の下面(被写体側とは反対側の面)に固定される。
(可動モジュール300の構成)
図4は、本発明の実施の形態1に係る光学ユニット100の可動モジュール300の分解斜視図である。図1、図2(b)、(c)および図4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390と、モジュールカバー390に対してZ軸方向の一方側に重ねて配置される矩形枠状のセンサ保持プレート370と、センサ保持プレート370に対してZ軸方向の一方側に重ねて配置される押さえ部材380とを備えている。
モジュールカバー390は、角筒状胴部398を備えており、かかる角筒状胴部398の外側の面には、可動モジュール300をX軸方向の両側で挟むX側マグネット581と、可動モジュール300をY軸方向の両側で挟むY側マグネット582とが固着されている。X側マグネット581およびY側マグネット582はいずれも、Z軸方向に配列された2つの平板状のマグネット片により構成されており、2つのマグネット片は、内面と外面とが異なる極に着磁され、光軸L方向で異なる極となるように配置されている。なお、モジュールカバー390は磁性板からなり、バックヨークとして機能する。
角筒状胴部398の内側は、ジャイロスコープ180(振れ検出センサ/角速度センサ)が収容されるセンサ収容部396と、撮影ユニット1が収容される撮影ユニット収容部397とからなり、センサ収容部396は、上板部394を備えている。センサ収容部396において上板部394の下側にはブロック305が位置し、かかるブロック305の下方位置にジャイロスコープ180が配置される。
モジュールカバー390において、撮影ユニット収容部397に相当する部分の角筒状胴部398の被写体側端部は、センサ収容部396の上板部35よりさらに被写体側に位置しており、かかる撮影ユニット収容部397の4つの角部分には三角形の支持板部395(支持部)が形成されている。
また、モジュールカバー390の角筒状胴部398の4つの角部分において、被写体側とは反対側の端部には外周側に向けて張り出した連結部393が形成されており、かかる4つの連結部393の各々には、ネジ108を通すための穴が形成されている。
ここで、モジュールカバー390の角筒状胴部398は、被写体側端部が開放端になっており、モジュールカバー390では、モジュールカバー側開口部390bが光軸L方向に開口している。かかるモジュールカバー側開口部390bは、撮影ユニット1を光軸L方向に投影面積よりも大であり、前記した固定体側開口部210bと重なっている。
撮影ユニット1において被写体側の端部10eには、モジュールカバー390の支持板部395と重なる部分で光軸L方向に凹む三角形の4つの凹部102が形成されており、撮影ユニット1をモジュールカバー390の内側に収納した際、モジュールカバー390の支持板部395は、撮影ユニット1の凹部102に嵌る。
また、撮影ユニット1の4つの外側面のうち、−Y軸側に位置する端面には、2つの突起103が形成されているとともに、+Y軸側に位置する端面の両側端部には突起104が形成されている。本形態では、撮影ユニット1の外側は、図3に示すケース18になっていることから、端部10e、凹部102、突起103および突起104はいずれもケース18に形成されている。なお、撮影ユニット1の被写体側とは反対側の端面には、駆動用フレキシブル基板420のサブ基板440の基板本体部が接続されている。
センサ保持プレート370は、矩形枠部371と、矩形枠部371の各対角位置でモジュールカバー390に向けて突出した円筒部372とを備えている。円筒部372には、ネジ108を止めるための貫通穴が形成されており、矩形枠部371において相対向する一対の辺部、および他の1つの辺部には、ネジ109を止めるための穴371aが形成されている。また、矩形枠部371において穴371aが1つ形成されている辺部の内縁には、弾性スペーサ106を内側に保持する2つの切り欠き371cが形成されている。
押さえ部材380は、矩形の平板部381と、平板部381において相対向する一対の辺部でセンサ保持プレート370に向けて突出する2つの座板部386と、平板部381において他の1つの辺部でセンサ保持プレート370に向けて突出する1つの座板部385とを有しており、座板部385、386には、ネジ109を通す穴が形成されている。本形態では、座板部385は、座板部386に比してX方向における寸法が長い。
(駆動用フレキシブル基板420の構成)
図1、図2および図4に示すように、光学ユニット100において、固定体210に対して被写体側とは反対側には駆動用フレキシブル基板420が配置されており、駆動用フレキシブル基板420は、メイン基板430と、メイン基板430に接続されたサブ基板440とからなる。メイン基板430は、2つの矩形部分を繋げた形状の基板本体部431と、基板本体部431の幅方向(X軸方向)の両端部分から+Y軸方向に向けて延在する2本の帯状の引き回し部432、433とを備えている。サブ基板440は、矩形の基板本体部(図示せず)と、基板本体部において幅方向(X軸方向)の両端部分よりやや内側に位置する部分から+Y軸方向に向けて延在した後、X軸方向の両側に向けて屈曲する帯状接続部442、443とを備えている。本形態では、メイン基板430の引き回し部432、433の先端部と、サブ基板440の帯状接続部442、443の先端部とを接合し、メイン基板430とサブ基板440とが一体となった駆動用フレキシブル基板420を構成するとともに、メイン基板430とサブ基板440とを電気的に接続している。
(センサ用フレキシブル基板410の構成)
光学ユニット100において、撮影ユニット1に対して被写体側とは反対側には、センサ用フレキシブル基板410が配置されている。センサ用フレキシブル基板410は、矩形の基板本体部411と、基板本体部411において幅方向(X方向)の両端部分から+Y軸方向に向けて延在した帯状の引き回し部412、413と、引き回し部412、413の先端部同士を結ぶ幅広のセンサ実装部414とを備えている。また、センサ用フレキシブル基板410は、センサ実装部414から引き回し部412、413で挟まれた部分で延在する折り曲げ部分416を備えており、かかる折り曲げ部分416は、センサ実装部414との連接部付近で被写体側に向けて面外方向に直角に折れ曲がった後、Y軸方向の一方側に向けて折れ曲がっている。
かかるセンサ用フレキシブル基板410においては、センサ実装部414に、手振れセンサとしてのジャイロスコープ180(角速度センサ)が実装されており、折り曲げ部分416の内側にブロック305が実装されている。かかるブロック305は、ジャイロスコープ180を押し付け固定する機能を担っている。
(バネ部材600の構成)
このように構成した可動モジュール300は、板状のバネ部材600によって、図2を参照して説明した固定体210に対して変位可能な状態で支持される。図2(c)に示すように、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および固定体側連結部620には、ネジ108およびネジ279を通す穴が各々形成されている。かかるバネ部材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、バネ部材600は全体として矩形枠状に形成されており、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、バネ部材600の4つの角部分に配置されている。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から周方向の同一方向に直角に屈曲しながら延在して固定体側連結部620まで延在している。なお、バネ部材600については、可動モジュール側連結部610および固定体側連結部620が各々周方向に繋がっている構成を採用してもよい。
(光学ユニット10の製造方法)
図5および図6は、本発明の実施の形態1に係る光学ユニット100の製造方法を示す説明図である。なお、以下の説明では、固定体210から固定カバー230を外した状態のものを固定体210としているが、固定カバー230を取り付けた状態で以下の工程を行なってもよい。
本形態の光学ユニット100を製造するにあたって、センサ保持プレート370とモジュールカバー390とをネジ108で連結する。その際、センサ保持プレート370の円筒部372とモジュールカバー390の連結部393との間に、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。従って、センサ保持プレート370とモジュールカバー390とをネジ108で連結すると、バネ部材600の可動モジュール側連結部610は、センサ保持プレート370とモジュールカバー390との間に挟持された状態となる。また、センサ用フレキシブル基板410においてジャイロスコープ180が実装されているセンサ実装部414、およびブロック305が実装された折り曲げ部分416をセンサ保持プレート370とモジュールカバー390との間に配置しておく。その結果、ジャイロスコープ180は、ブロック305とともに、モジュールカバー390とセンサ保持プレート370との間に挟持された状態となる。この状態で、ジャイロスコープ180の中心は、モジュールカバー390と押さえ部材380との連結位置(ネジ108の位置)で囲まれた領域内にある。本形態において、ジャイロスコープ180は平面矩形形状であるため、ジャイロスコープ180の中心は、ジャイロスコープ180の対角同士を結ぶ直線の交点として求められる。
次に、図2(a)に示す固定体210の側では、フレーム270とコイル保持体260とをネジ279で連結する際、フレーム270の円筒部272とコイル保持体260の支柱部分261との間に、バネ部材600の固定体側連結部620を配置しておく。従って、バネ部材600の固定体側連結部620は、フレーム270とコイル保持体260との間に挟持された状態となる。この状態で、モジュールカバー390およびセンサ保持プレート370は、バネ部材600を介して固定体210に変位可能に支持された状態となる(第1工程)。
その際、フレーム270にセンサ用フレキシブル基板410の基板本体部411および補助基板450の端部を重ねておき、この状態で、ネジ279を止める。その結果、センサ用フレキシブル基板410の基板本体部411、および補助基板450の端部は、ネジ279によってフレーム270に固定される。また、モジュールカバー390およびセンサ保持プレート370を固定体210の内側に配置した状態で、可動モジュール300のX側マグネット581は、コイル保持体260のX側コイル571に対向し、可動モジュール駆動機構のX側磁気駆動機構が構成される。また、可動モジュール300のY側マグネット582は、コイル保持体260のY側コイル572に対向し、可動モジュール駆動機構のY側磁気駆動機構が構成される。
また、図5(a)に示すように、センサ用フレキシブル基板410の引き回し部412、413は、撮像ユニット1を挿入すべき空間の側方にあり、モジュールカバー390においてモジュールカバー側開口部390bは、センサ用フレキシブル基板410の引き回し部412、413で塞がれていない。また、固定体210において固定体側開口部210bは、モジュールカバー側開口部390bよりも大きいため、固定体210の内側にモジュールカバー390を配置しても、モジュールカバー側開口部390bは、固定体210で塞がれない。
次に、図5(b)に示すように、モジュールカバー390の被写体側とは反対側の端部において、固定体側開口部210bおよびモジュールカバー側開口部390bを経由して、モジュールカバー390の内側に撮影ユニット1を挿入し、モジュールカバー390の内側に撮影ユニット1を配置する(第2工程)。
次に、図6(a)に示すように、センサ保持プレート370の切り欠き371cおよび矩形枠部371の入角部分に、ゴムなどからなる弾性スペーサ106を入れる。その結果、撮影ユニット1の突起103、104と光軸L方向で重なる位置に弾性スペーサ106が配置される。その際、撮影ユニット1の被写体側とは反対側の端面には、サブ基板440の基板本体部441を接合しておく。
しかる後に、図6(b)に示すように、撮影ユニット1に対して被写体側とは反対側に押さえ部材380を重ね、押さえ部材380の座板部385、386の穴からセンサ保持プレート370の穴371aにネジ109を止めると、押さえ部材380はセンサ保持プレート370を介してモジュールカバー390に連結される。その結果、撮影ユニット1は、モジュールカバー390の支持板部395と押さえ部材380との間に挟持された状態となる。
しかる後には、図1(b)に示すように、メイン基板430を重ねた後、基板本体部431を固定板480によって、フレーム270の枠状部271にネジ491により固定しておく。その結果、メイン基板430の引き回し部432、433の先端部とサブ基板440の帯状接続部442、443の先端部とが重なるので、メイン基板430の引き回し部432、433の先端部とサブ基板440の帯状接続部442、443の先端部とを接合する。
このようにして光学ユニット100を組み立てると、可動モジュール300はバネ部材600を介して固定体210に変位可能に支持された状態となる。また、撮影ユニット1は、被写体側では、モジュールカバー390の支持板部395に凹部102が嵌って直接当接する一方、被写体側とは反対側では、撮影ユニット1の突起103、104と押さえ部材380の座板部385、386とが弾性スペーサ106を介して当接する。従って、各部材に寸法的な誤差などがあっても、かかる誤差は、弾性スペーサ106の圧縮により吸収される。
なお、可動モジュール300を組み立てる前の段階で、メイン基板430の引き回し部432、433の先端部とサブ基板440の帯状接続部442、443の先端部とを接合して駆動用フレキシブル基板420としておき、この状態で、サブ基板440の基板本体部441を撮影ユニット1の被写体の側とは反対側の端面に接合しておいてもよい。
(手振れ補正動作)
本形態の光学ユニット100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が手振れにより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X側コイル571が通電制御され、可動モジュール300をY軸周りに揺動させる。また、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が手振れにより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Y側コイル572が通電制御され、可動モジュール300をX軸周りに揺動させる。それ故、可動モジュール300での揺れを補正することができる。また、可動モジュール300のX軸周りの揺動と、Y軸周りの揺動とを合成すれば、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。
(本形態の主な効果)
以上説明したように、本形態の光学ユニット100およびその製造方法では、固定体210には、被写体側とは反対側(第1方向側)で開口する固定体側開口部210bを設け、モジュールカバー390の被写体側とは反対側(第1方向)には、固定体側開口部210bと重なる位置にモジュールカバー側開口部390bを設けてある。このため、第1工程において、バネ部材600を介してモジュールカバー390を固定体210に搭載するとともに、モジュールカバー390と固定体210との間に可動モジュール駆動機構500を設けた後、第2工程において、固定体側開口部210bおよびモジュールカバー側開口部390bを経由してモジュールカバー390の内側に撮影ユニット1を挿入することができる。従って、固定体210に対してモジュールカバー390、バネ部材600、可動モジュール駆動機構500を取り付ける工程とは別工程で、撮影ユニット1を製作できる。従って、全ての部材を組立後、検査するなどの場合と違って、製造途中で検査することができる。それ故、不具合品が発生した際に発生する損失を低く抑えることができる。
また、モジュールカバー390に対して被写体側(第2方向側)には、支持部としての支持板部395が設けられ、被写体側とは反対側(第1方向側)には押さえ部材380が設けられている。このため、モジュールカバー390内に撮影ユニット1を挿入した際、撮影ユニット1の被写体側(第2方向側)の端部は支持板部395によって支持される。また、押さえ部材380を取り付けた後は、撮影ユニット1の被写体側とは反対側(第1方向側)の端部は押さえ部材380によって支持される。従って、モジュールカバー390内に撮影ユニット1を収容した後、接着や溶着などにより、モジュールカバー390内で撮影ユニット1を固定する構成と違って、組立が容易で、光軸Lのずれなども発生しにくい。それ故、光学ユニット100の生産効率および歩留まりを向上することができる。
さらに、撮影ユニット1を搭載した後、撮影ユニット1のみを交換することができるとともに、光学ユニット100を製造する際、搭載すべき撮影ユニット1を別のものに変更することも容易である。
また、本形態において、撮影ユニット1の被写体側(第2方向側)の端部を支持する支持部は、モジュールカバー390の支持板部395であるため、支持部を別部材で構成しなくても、撮影ユニット1の被写体側(第2方向側)の端部を支持することができる。しかも、撮影ユニット1は、支持板部395が重なる部分には光軸L方向に凹んだ凹部102が形成されているため、モジュールカバー390に支持板部395を設けた場合でも、凹部102の深さ分だけは、可動モジュール300を薄型化することができ、光学ユニット100を薄型化するのに有利である。
また、モジュールカバー390と撮影ユニット1とは直接当接し、押さえ部材380は弾性スペーサ106を介して当接している。このため、各部材に寸法的な誤差などがあっても、かかる誤差は、弾性スペーサ106の圧縮により吸収されるので、撮影ユニット1は、モジュールカバー390と押さえ部材380との間に確実に挟持される。その際、センサ保持プレート370も確実に連結されるので、ジャイロスコープ180は、可動モジュール300の振れを確実に検出する。
また、本形態では、撮影ユニット1の周りを囲むようにセンサ保持プレート370を配置し、かかるセンサ保持プレート370によって、撮影ユニット1に対して光軸L方向で重ならない位置でジャイロスコープ180を保持する。このため、ジャイロスコープ180と撮影ユニット1とは光軸L方向で重なっていないので、可動モジュール300の光軸L方向の寸法(厚さ寸法)を小さくすることができる。また、撮影ユニット1をモジュールカバー390の内側に挿入する際、ジャイロスコープ180が邪魔にならない。
また、センサ保持プレート370はモジュールカバー390および押さえ部材380の双方と連結しているので、センサ保持プレート370の剛性が大きい。しかも、ジャイロスコープ180の中心位置は、センサ保持プレート370とモジュールカバー390との連結個所で囲まれた領域内に配置されているため、センサ保持プレート370において、ジャイロスコープ180の中心が位置する部分の剛性が大きい。従って、センサ保持プレート370においてジャイロスコープ180の中心が位置する部分が振動しにくいので、可動モジュール300および光学ユニット100を薄型化した場合でも、ジャイロスコープ180に余計な振動が発生しにくく、ジャイロスコープ180は可動モジュール300の振れを確実に補正することができる。
[実施の形態2]
本形態では、モジュールカバーなどを固定体に搭載した後、モジュールカバー内に撮影ユニット(光学素子ユニット)を被写体側(光軸Lが延在している側)から挿入する。従って、本形態において、「第1方向」および「第2方向」は各々以下に示す条件
第1方向=光軸Lが延在している方向(被写体側)
第2方向=光軸Lが延在している側とは反対方向(被写体とは反対側)
である。
(光学ユニットの構成)
図7は、本発明の実施の形態2に係る撮影用の光学ユニットの説明図であり、図7(a)、(b)は各々、光学ユニットを被写体側からみた斜視図、および光学ユニットを被写体側とは反対側からみた斜視図である。図8は、本発明の実施の形態2に係る光学ユニットの固定体および可動モジュールの説明図であり、図8(a)、(b)、(c)は各々、固定体を被写体側からみた斜視図、可動モジュールを被写体側からみた斜視図、および可動モジュールを被写体側とは反対側からみた斜視図である。なお、図8(a)では、固定カバーの図示を省略してある。また、本形態の基本的な構成は実施の形態1と同様であるため、可能な限り、共通する機能を有する部分には同一の符号を付して説明する。
図7および図8に示す光学ユニット100も、実施の形態1と同様、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。本形態においても、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に接続する板状のバネ部材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。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を備えている。
(固定体210の構成)
固定カバー210において被写体側の端部に位置する上板部211には、矩形窓状の開口部211aが形成されており、本形態では、撮像ユニット1に対して光軸L方向で重なる領域を含む広い領域に開口部211aが形成されている。
固定体210に用いたコイル保持体260は、被写体側とは反対側に位置する矩形枠状の第1コイル保持部材270と、第1コイル保持部材270に対して被写体側に重ねて配置される第2コイル保持部材280とからなり、第1コイル保持部材270の側面には第1コイル541、542、543、544が保持されている。また、第2コイル保持部材280の側面には第2コイル551、552、553、554が保持されている。第1コイル541、542、543、544および第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を用いてコイル保持体260を構成するにあたって、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した後、4つの角部分に形成された穴に角棒状の4本のピン状端子591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との間にバネ部材600の固定体側連結部620を配置しておけば、固定体側連結部620は、第1コイル保持部材270と第2コイル保持部材280とによって挟持される。
ここで、ピン状端子591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の両端部はコイル保持体260から突出している。従って、第1コイル541〜544と第2コイル551〜554とについては4本の金属製のピン状端子591を用いて導通させることができる。それ故、ピン状端子591のうちの2本と、第1コイル保持部材270に保持された2本の給電端子594をセンサ用フレキシブル基板410にハンダ付けすれば、第1コイル541〜544および第2コイル551〜554への給電を行うことができる。
このように構成したコイル保持体260では、被写体側の端部には、光軸L方向に開口する開口部260aが形成されている。かかる開口部260aは、固定カバー210の開口部211aと同一サイズであり、撮像ユニット1を光軸L方向に投影した面積よりも大きい。本形態では、開口部211a、260aを合わせて、固定体側開口部210aとする。
(可動モジュール300の構成)
図9は、本発明の実施の形態2に係る光学ユニット100の可動モジュール300の説明図であり、図9(a)、(b)は各々、可動モジュール300を被写体側からみたときの分解斜視図、および可動モジュール300を被写体側とは反対側からみたときの分解斜視図である。
図8(b)、(c)および図9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に対して被写体側とは反対側でモジュールカバー310に連結された支持部材330と、撮影ユニット1に対して被写体側でモジュールカバー310に連結された矩形の押さえ部材350とを備えている。
本形態において、モジュールカバー310は角筒状であり、被写体側には、撮影ユニット1を光軸L方向に投影した面積よりも大きなモジュールカバー側開口部310aが光軸L方向に開口している。また、モジュールカバー310は、被写体側とは反対側に開口部310cを備えており、かかる開口部310cの内側には、後述する駆動用フレキシブル基板420に実装されたコネクタ部材910が位置している。
押さえ部材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、押さえ部材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353を備えており、かかるフック353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、押さえ部材350とモジュールカバー310とが結合されている。
支持部材330は、X軸方向で対向する2つの辺部分にフック338を備えているとともに、Y軸方向の一方側にもフック338を備えている。ここで、複数のフック338での折れ曲がり部分は異なる高さ位置にあり、かかるフック部の折れ曲がり部分の間にモジュールカバー310において内側への折れ曲がり部分が嵌ることにより、支持部材330とモジュールカバー310とが結合されている。また、支持部材330の上面には、ジャイロストッパ(図示せず)が設けられており、ジャイロストッパは、支持部材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。
また、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。
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に対して被写体側とは反対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に対して被写体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。
(可動モジュール300側でのバネ部材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、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、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、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。
(可動モジュール駆動機構500の構成)
このように構成した可動モジュール300を、図8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8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、可動モジュール駆動機構500を構成する。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、可動モジュール駆動機構500を構成する。かかる可動モジュール駆動機構500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。従って、ジャイロスコープ180での検出結果に基づいて、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。
光学ユニット100において被写体側とは反対側には、センサ用フレキシブル基板410と、駆動用フレキシブル基板420とが配置され、センサ用フレキシブル基板410には、ジャイロスコープ180が実装されている。
駆動用フレキシブル基板420は、外部接続部425がセンサ用フレキシブル基板410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おり、外部からの第1コイル541、542、543、544および第2コイル551、552、553、554の通電制御に用いられている。
また、駆動用フレキシブル基板420は、撮影ユニット1との間での信号の入出力に用いられており、駆動用フレキシブル基板420と撮影ユニット1との電気的な接続にはBoard to Board(基板対基板)方式のコネクタ900が用いられている。このため、駆動用フレキシブル基板420にはコネクタ部材910が実装されている一方、撮影ユニット1の被写体側とは反対側の端部には、コネクタ部材910と結合してコネクタ900を構成するコネクタ部材920が搭載されている。
(光学ユニット10の製造方法)
図10は、本発明の実施の形態2に係る光学ユニット100の製造方法を示す説明図である。本形態の光学ユニット100を製造するにあたって、まず、図10(a)、(b)に示すように、第1工程では、バネ部材600を介してモジュールカバー310を固定体210に搭載する。その際、モジュールカバー310の被写体側とは反対側の端部には支持部材330を取り付けておく。また、モジュールカバー310の被写体側とは反対側にセンサ用フレキシブル基板410および駆動用フレキシブル基板420を配置しておく。この状態で、モジュールカバー310の被写体側とは反対側の開口部310cの内側にコネクタ部材910が位置する。
次に第2工程では、図10(c)、(d)に示すように、固定体側開口部210aおよびモジュールカバー側開口部310aを経由してモジュールカバー310の内側に撮影ユニット1を挿入する。その結果、撮影ユニット1に設けられたコネクタ部材920は、駆動用フレキシブル基板420に実装されているコネクタ部材910と結合する。
次に第3工程では、図7(a)に示すように、モジュールカバー310の被写体側の端部に押さえ部材350を取り付け、撮影ユニット1の被写体側の端部を支持する押さえ部材350で押さえる。
(本形態の主な効果)
以上説明したように、本形態の光学ユニット100およびその製造方法では、固定体210には、被写体側側(第1方向側)で開口する固定体側開口部210aを設け、モジュールカバー390の被写体側(第1方向)には、固定体側開口部210aと重なる位置にモジュールカバー側開口部390aを設けてある。このため、第1工程において、バネ部材600を介してモジュールカバー310を固定体210に搭載するとともに、モジュールカバー310と固定体210との間に可動モジュール駆動機構500を設けた後、第2工程において、固定体側開口部210aおよびモジュールカバー側開口部390aを経由してモジュールカバー310の内側に撮影ユニット1を挿入することができる。従って、固定体210に対してモジュールカバー310、バネ部材600、可動モジュール駆動機構500を取り付ける工程とは別工程で、撮影ユニット1を製作できる。従って、全ての部材を組立後、検査するなどの場合と違って、製造途中で検査することができる。それ故、不具合品が発生した際に発生する損失を低く抑えることができる。
また、モジュールカバー310に対して被写体側とは反対側(第2方向側)には、支持部としての支持部材330が設けられ、被写体側(第1方向側)には押さえ部材350が設けられている。このため、モジュールカバー310内に撮影ユニット1を挿入した際、撮影ユニット1の被写体側とは反対側(第2方向側)の端部は支持部材330によって支持される。また、押さえ部材350を取り付けた後は、撮影ユニット1の被写体側(第1方向側)の端部は押さえ部材350によって支持される。従って、モジュールカバー310内に撮影ユニット1を収容した後、接着や溶着などにより、モジュールカバー310内で撮影ユニット1を固定する構成と違って、組立が容易で、光軸Lのずれなども発生しにくい。それ故、光学ユニット100の生産効率および歩留まりを向上することができる。
さらに、撮影ユニット1を搭載した後、撮影ユニット1のみを交換することができるとともに、光学ユニット100を製造する際、搭載すべき撮影ユニット1を別のものに変更することも容易である。
また、本形態では、撮影ユニット1の被写体側とは反対側(第2方向側)の端部と、支持部材330との間には、コネクタ900(コネクタ部材910、920)が配置されている。このため、モジュールカバー310内に撮影ユニット1を挿入するだけで、撮影ユニット1と駆動用フレキシブル基板420との電気的な接続を行なうことができる。
[他の実施の形態]
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(光学素子ユニット)
2 支持体
3 移動体
5 レンズ駆動機構
10 レンズ(光学素子)
100 光学ユニット(手振れ補正機構付き光学ユニット)
180 ジャイロスコープ(振れ検出センサ)
210 固定体
210a、210b 固定体側開口部
230 固定カバー
260 コイル保持体
300 可動モジュール
310、390 モジュールカバー
310b、390a モジュールカバー側開口部
410 センサ用フレキシブル基板
420 駆動用フレキシブル基板
500 可動モジュール駆動機構
300 可動モジュール
330 支持部材
350、380 押さえ部材
395 モジュールカバーの端板部(支持部)
500 可動モジュール駆動機構
600 バネ部材
900 コネクタ
910、920 コネクタ部材

Claims (10)

  1. 固定体と、
    光学素子を保持する可動モジュールと、
    前記固定体に前記可動モジュールが変位可能に支持された状態とするバネ部材と、
    前記可動モジュールの振れを検出する振れ検出センサと、
    前記可動モジュールと前記固定体との間に設けられ、前記振れ検出センサの検出結果に基づいて前記振れを相殺するように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振れ補正用の可動モジュール駆動機構と、
    を有する振れ補正機能付きの光学ユニットにおいて、
    光軸方向の一方側を第1方向とし、他方側を第2方向としたとき、
    前記固定体は、第1方向側に前記光学素子ユニットより大きな固定体側開口部を備え、
    前記可動モジュールは、前記光学素子を保持する光学素子ユニットと、前記バネ部材によって変位可能に前記固定体に支持され、第1方向側に前記光学素子ユニットより大きなモジュールカバー側開口部を前記固定体側開口部と重なる位置に備えたモジュールカバーと、前記光学素子ユニットの第2方向側端部を支持する支持部と、前記光学素子ユニットの第1方向側端部を支持する押さえ部材と、を備えていることを特徴とする光学ユニット。
  2. 前記モジュールカバーは、前記光学素子ユニットの周りを囲む筒状胴部と、該筒状胴部の第2方向側端部で前記支持部として前記モジュールカバー側開口部に向けて張り出した支持板部と、を備え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. 前記モジュールカバーは、前記光学素子ユニットの周りを囲む筒状胴部を備え、
    前記支持部は、前記モジュールカバーとは別の部材であって、前記筒状胴部に対して第2方向側に設けられた支持部材であることを特徴とする請求項1に記載の光学ユニット。
  4. 前記第2方向は、前記光学素子ユニットにおいて光軸が延在している側であり、
    前記第1方向は、前記光学素子ユニットにおいて光軸が延在している側とは反対側であることを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載の光学ユニット。
  5. 前記振れ検出センサは、前記光学素子ユニットに対して光軸方向で重ならない位置に設けられていることを特徴とする請求項4に記載の光学ユニット。
  6. 前記第1方向は、前記光学素子ユニットにおいて光軸が延在している側であり、
    前記第2方向は、前記光学素子ユニットにおいて光軸が延在している側とは反対側であることを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載の光学ユニット。
  7. 前記光学素子ユニットの第2方向側端部と前記支持部との間には、前記光学素子ユニットに電気的接続するコネクタ部材が配置されていることを特徴とする請求項6に記載の光学ユニット。
  8. 前記光学素子ユニットは、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7の何れか一項に記載の光学ユニット。
  9. 前記光学素子ユニットは、前記光学素子を光軸方向に駆動する光学素子駆動機構を保持していることを特徴とする請求項1乃至8の何れか一項に記載の光学ユニット。
  10. 固定体と、
    光学素子を保持する可動モジュールと、
    前記固定体に前記可動モジュールが変位可能に支持された状態とするバネ部材と、
    前記可動モジュールの振れを検出する振れ検出センサと、
    前記可動モジュールと前記固定体との間に設けられ、前記振れ検出センサの検出結果に基づいて前記振れを相殺するように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振れ補正用の可動モジュール駆動機構と、
    を有する振れ補正機能付きの光学ユニットの製造方法において、
    光軸方向の一方側を第1方向とし、他方側を第2方向としたとき、
    前記固定体には、第1方向側に前記光学素子ユニットより大きな固定体側開口部を設けておき、
    前記可動モジュールには、前記光学素子を保持する光学素子ユニットと、前記バネ部材によって変位可能に前記固定体に支持され、第1方向側に前記光学素子ユニットより大きなモジュールカバー側開口部を前記固定体側開口部に重なる位置に備えたモジュールカバーと、前記光学素子ユニットの第2方向側端部を支持する支持部と、前記光学素子ユニットの第1方向側端部を支持する押さえ部材と、を設けておき、
    前記バネ部材を介して前記モジュールカバーおよび前記支持部を前記固定体に搭載するとともに、前記モジュールカバーと前記固定体との間に前記可動モジュール駆動機構を設ける第1工程と、
    前記固定体側開口部および前記モジュールカバー側開口部を経由して前記モジュールカバーの内側に前記光学素子ユニットを挿入する第2工程と、
    前記押さえ部材を前記カバーモジュールに連結する第3工程と、
    を有することを特徴とする光学ユニットの製造方法。
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