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