JP2012037688A - 振れ補正機能付き光学ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】可動モジュールを小さな力で揺動させることができるとともに、衝撃を吸収できるように構成した場合でも、可動モジュールの共振を防止することのできる振れ補正機能付き光学ユニットを提供すること。
【解決手段】振れ補正機能付きの光学ユニット１００では、可動モジュール１０の底部と固定体２００の底部との間において２つの部材（支持板１８３および鋼球１８１）の光軸方向での接触部分により構成された揺動支点１８０を利用している。また、揺動支点１８０を構成する２つの部材（支持板１８３および鋼球１８１）のうち、支持板１８３が、ゴムなどの弾性材料からなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、カメラ付き携帯電話機等に搭載される振れ補正機能付き光学ユニット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。かかる光学ユニットにおいては、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、例えば、図１２（ａ）に示すように、撮像ユニット１（可動モジュール）および固定体２００の双方に弾性部材１８９ａを固定して撮像ユニット１を揺動可能とし、この状態で、振れ補正駆動機構５００によって撮像ユニット１を揺動させて振れを補正する（特許文献１参照）。但し、特許文献１に記載の構成では、振れ補正駆動機構５００によって撮像ユニット１を揺動させる際、弾性部材１８９ａを変形させる必要があるため、大きな駆動力を必要とするとともに、応答性が低い。

一方、撮像ユニット１を固定体２００に対して揺動可能に構成するにあたっては、図１２（ｂ）に示すように、固定体２００に凸部１８９ｂを設ける一方、かかる凸部１８９ｂを撮像ユニット１の底部に接触させて揺動支点とする構成が提案されている（特許文献２参照）。かかる構成によれば、小さな駆動力で済むとともに、応答性を高めることができる。但し、特許文献２に記載の構成では、外部から衝撃が加わった際、揺動支点に衝撃が集中するので、撮像ユニット１あるいは固定体２００が変形するなどの問題点がある。

一方、図１２（ｃ）に示すように、固定体２００に板バネ部１８９ｃを設け、かかる板バネ部１８９ｃに凸部１８９ｂを設けた構成が提案されている（特許文献３参照）。かかる構成によれば、外部から加わった衝撃が揺動支点に集中しても、かかる衝撃を板バネ部１８９ｃの変形によって吸収することができるので、撮像ユニット１あるいは固定体２００が変形するなどの問題点を解消することができる。

特開２００６−１２６７１２号公報 特開２００９−２８８７６９号公報 特開２０１０−９６８６２号公報

しかしながら、特許文献３に記載の構成では、外部から振動が加わった際、その周波数によっては板バネ部１８９ｃが共振し、撮像ユニット１も共振する。その結果、撮像ユニット１での撮像が困難となる。また、撮像ユニット１と固定体２００との相対的な位置関係を監視し、かかる監視結果に基づいて、振れ補正駆動機構５００を制御する構成を採用した場合、板バネ部１８９ｃが共振すると、撮像ユニット１と固定体２００との相対的な位置関係が変化し続けるため、振れ補正駆動機構５００を制御できなくなる。

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、可動モジュールを小さな力で揺動させることができるとともに、衝撃を吸収できるように構成した場合でも、可動モジュールの共振を防止することのできる振れ補正機能付き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を揺動可能に支持する揺動支点と、前記揺動支点を中心に前記可動モジュールを揺動させる振れ補正用駆動機構と、を有する振れ補正機能付き光学ユニットにおいて、前記揺動支点は、前記可動モジュールの底部と前記固定体の底部との間において２つの部材の光軸方向での接触部分により構成され、当該２つの部材のうちの少なくとも一方が弾性材料からなることを特徴とする。

本発明に係る振れ補正機能付き光学ユニット（光学ユニット）では、可動モジュールが固定体に揺動可能に支持されているので、光学ユニットに手振れ等の振れが発生した際、振れ補正用駆動機構によって、かかる振れを相殺するように可動モジュールを揺動させることができる。このため、光学ユニットが振れても光軸の傾きを補正することができる。また、可動モジュールを揺動可能に構成するにあたって、本発明では、可動モジュールの底部と固定体の底部との間において２つの部材の光軸方向での接触部分により構成された揺動支点を利用しているため、可動モジュールを揺動させる際、揺動支点を構成する部材を変形させる必要がない。従って、可動モジュールを小さな力で揺動させることができる。さらに、本発明では、揺動支点を構成する２つの部材のうちの少なくとも一方が弾性材料からなるため、衝撃が加わった際、衝撃を弾性材料からなる部材により吸収できる。また、弾性材料からなる部材であれば、バネと違って、振動エネルギーを熱エネルギーに変換して吸収する。従って、可動モジュールと固定体との間で共振が発生しにくい。

本発明において、前記可動モジュールと前記固定体との間には、前記可動モジュールを前記固定体の底部に向けて付勢するバネ部材が設けられていることが好ましい。かかる構成によれば、可動モジュール側と固定体側とが密に接する状態となるので、可動モジュールの共振を防止することができる。

本発明において、前記２つの部材のうちの一方の部材は、凸状に湾曲した部分により他方の部材に接していることが好ましい。かかる構成によれば、可動モジュールが揺動する方向にかかわらず、均等に支持することができる。また、湾曲した形状であれば、衝撃を効果的に吸収する。従って、前記２つの部材のうちの一方のみが弾性材料からなる構成を採用することができる。

本発明において、前記可動モジュールの底部と前記固定体の底部との間には、前記固定体に対する前記可動モジュールの変位を検出するフォトリフレクタを備え、前記振れ補正用駆動機構は、前記リフレクタの検出結果に基づいて制御される構成を採用することができる。かかる構成を採用しても、本発明では、共振によって撮像ユニットと固定体との相対的な位置関係が変化し続けるという事態を回避することができるため、振れ補正駆動機構を適正に制御することができる。

本発明において、前記可動モジュールに接続されたフレキシブル配線基板を有し、当該フレキシブル配線基板は、前記可動モジュールの底部と前記固定体の底部との間において前記揺動支点における前記可動モジュールの揺動中心と光軸方向で同一の高さ位置で折り返された折り返し部分を備えていることが好ましい。かかる構成によれば、可動モジュールが揺動した際、フレキシブル配線基板の折り返し部分の変位が小さい。それ故、可動モジュールが揺動した際、フレキシブル配線基板が発生する抗力が小さいので、可動モジュールをスムーズに揺動させることができる。

本発明に係る振れ補正機能付き光学ユニット（光学ユニット）では、可動モジュールを揺動可能に構成するにあたって、可動モジュールの底部と固定体の底部との間において２つの部材の光軸方向での接触部分により構成された揺動支点を利用しているため、可動モジュールを揺動させる際、揺動支点を構成する部材を変形させる必要がない。従って、可動モジュールを小さな力で揺動させることができる。さらに、本発明では、揺動支点を構成する２つの部材のうちの少なくとも一方が弾性材料からなるため、衝撃が加わった際、衝撃を弾性材料からなる部材により吸収できる。また、弾性材料からなる部材であれば、バネと違って、振動エネルギーを熱エネルギーに変換して吸収する。従って、可動モジュールと固定体との間で共振が発生しにくい。

それ故、共振によって可動モュールと固定体との相対的な位置関係が変化し続けるという事態を回避することができるため、サーボ制御を行った場合、制御ゲインを高めても制御系が発振することを防止することができる。例えば、可動モジュールの底部と固定体の底部との間において、フォトリフレクタにより可動モジュールの変位を検出し、かかる検出結果に基づいて、振れ補正駆動機構を制御する場合でも、振れ補正駆動機構を適正に制御することができる。

本発明の実施の形態１に係る振れ補正機能付きの光学ユニットの構成を模式的に示す説明図である。 本発明の実施の形態２に係る振れ補正機能付きの光学ユニットの構成を模式的に示す説明図である。 本発明の実施の形態３に係る振れ補正機能付きの光学ユニットの構成を模式的に示す説明図である。 本発明の実施の形態１に係る振れ補正機能付きの光学ユニットを携帯電話機等の光学機器に搭載した様子を模式的に示す説明図である。 本発明の実施の形態１に係る振れ補正機能付きの光学ユニットの外観等を示す斜視図である。 本発明の実施の形態１に係る振れ補正機能付きの光学ユニットに搭載されている撮像ユニットの構成を模式的に示す断面図である。 本発明の実施の形態１に係る振れ補正機能付きの光学ユニットに搭載されている撮像ユニットの分解斜視図である。 本発明の実施の形態１に係る振れ補正機能付きの光学ユニットの内部構造を示す断面図である。 本発明の実施の形態１に係る振れ補正機能付きの光学ユニットを被写体側からみたときの分解斜視図である。 本発明の実施の形態１に係る振れ補正機能付きの光学ユニット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。 本発明の実施の形態１に係る振れ補正機能付きの光学ユニットに設けたフォトリフレクタの説明図である。 従来の振れ補正機能付きの光学ユニットの説明図である。

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明では、図１〜図３を参照して、本発明の実施の形態を模式的に説明した後、具体的な構成例を説明する。

［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１に係る振れ補正機能付きの光学ユニットの構成を模式的に示す説明図であり、図１（ａ）、（ｂ）は、可動モジュールの支持板と鋼球とによって揺動支点を構成した場合の説明図、および可動モジュールの支持板と固定体の半球状の凸部とによって揺動支点を構成した場合の説明図である。

図１（ａ）において、本形態の振れ補正機能付きの光学ユニット１００は、固定体２００と、レンズおよび撮像素子などの光学素子を保持する可動モジュール１０（撮像ユニット１）と、可動モジュール１０を揺動可能に支持する揺動支点１８０と、揺動支点１８０を中心に可動モジュール１０を揺動させる振れ補正用駆動機構５００とを有している。可動モジュール１０と固定体２００との間には、可動モジュール１０を固定体２００の底部に向けて付勢するバネ部材６００が設けられており、揺動支点１８０を構成する部材同士は密着した状態にある。

かかる光学ユニット１００において、光学ユニット１００に手振れなどの振れが発生したとき、かかる振れをセンサ（図示せず）が検出し、かかるセンサの検出結果に基づいて振れ補正駆動機構５００を制御する。その結果、振れ補正駆動機構５００は、矢印Ｒで示すように、揺動支点１８０を中心に可動モジュール１０を揺動させるため、光学ユニット１００の振れに起因する可動モジュール１０の振れを補正することができる。

ここで、揺動支点１８０は、可動モジュール１０の底部と固定体２００の底部との間において２つの部材の光軸方向での接触部分により構成され、ピボット軸受と同様な構成を有している。より具体的には、まず、固定体２００の底部には穴７１１が形成されており、かかる穴７１１によって鋼球１８１（球体）が保持されている。鋼球１８１は、凸状に湾曲した部分により可動モジュール１０の底部に接しており、可動モジュール１０は、可動モジュール１０と鋼球１８１との接触部分を支点にして揺動可能である。本形態では、可動モジュール１０の底部は、可動モジュール本体に接着固定された支持板１８３からなり、かかる支持板１８３と鋼球１８１とによって揺動支点１８０が構成されている。

また、本形態の光学ユニット１００において、互いに接して揺動支点１８０を構成する２つの部材（支持板１８３および鋼球１８１）のうち、支持板１８３は、ゴムあるいは多孔性エラストマー（ゴムあるいは樹脂）などといった弾性材料からなる。

このように構成した振れ補正機能付き光学ユニット１００では、可動モジュール１０の底部と固定体２００の底部との間において２つの部材（支持板１８３および鋼球１８１）の光軸方向での接触部分により構成された揺動支点１８０を利用しているため、可動モジュール１０を揺動させる際、揺動支点１８０を構成する部材を変形させる必要がない。従って、可動モジュール１０を小さな力で揺動させることができる。

また、本形態では、揺動支点１８０を構成する２つの部材（支持板１８３および鋼球１８１）のうち、支持板１８３が弾性材料からなるため、衝撃が加わった際、衝撃を弾性材料からなる支持板１８３により吸収できる。また、弾性材料からなる部材（支持板１８３）であれば、バネと違って、振動エネルギーを熱エネルギーに変換して吸収する。従って、可動モジュール１０と固定体２００との間で共振が発生しにくい。それ故、共振によって可動モジュール１０と固定体２００との相対的な位置関係が変化し続けるという事態を回避することができるため、サーボ制御を行った場合、制御ゲインを高めても制御系が発振することを防止することができる。例えば、可動モジュール１０の底部と固定体２００の底部との間において、フォトリフレクタ（図示せず）により可動モジュール１０の変位を検出し、かかる検出結果に基づいて、振れ補正駆動機構５００を制御する場合でも、振れ補正駆動機構５００を適正に制御することができる。

また、揺動支点１８０を構成する２つの部材（支持板１８３および鋼球１８１）のうち、一方の部材（鋼球１８１）は、凸状に湾曲した部分で他方の部材（支持板１８３）に接している。このため、揺動支点１８０は、可動モジュール３が揺動する方向にかかわらず、均等に支持することができる。また、湾曲した形状であれば、衝撃を効果的に吸収するので、２つの部材（支持板１８３および鋼球１８１）のうち、一方のみが弾性材料からなる構成を採用することができる。なお、揺動支点１８０を構成する２つの部材（支持板１８３および鋼球１８１）の双方を弾性材料により構成してもよい。

また、可動モジュール１０と固定体２００との間には、可動モジュール１０を固定体２００の底部に向けて付勢するバネ部材６００が設けられている。このため、可動モジュール１０側と固定体２００側とが密に接する状態となるので、可動モジュール１０の共振を防止することができる。

なお、図１（ａ）に示す形態では、可動モジュール１０側の支持板１８３と、固定体２００の底部側に位置する鋼球１８１とによって揺動支点１８０を構成したが、図１（ｂ）に示すように、固定体２００の底部から可動モジュール１０に向けて湾曲した先端部をもって突出した凸部１８６と支持板１８３とにより揺動支点１８０を構成してもよい。

かかる構成の場合も、可動モジュール１０の底部と固定体２００の底部との間において２つの部材（支持板１８３および凸部１８６）の光軸方向での接触部分により構成された揺動支点１８０を利用しているため、可動モジュール１０を揺動させる際、揺動支点１８０を構成する部材を変形させる必要がない。従って、可動モジュール１０を小さな力で揺動させることができる。また、本形態では、揺動支点１８０を構成する２つの部材（支持板１８３および凸部１８６）のうち、支持板１８３が弾性材料からなるため、衝撃が加わった際、衝撃を弾性材料からなる支持板１８３により吸収できる。従って、可動モジュール１０と固定体２００との間で共振が発生しにくい。

［実施の形態２］
図２は、本発明の実施の形態２に係る振れ補正機能付きの光学ユニットの構成を模式的に示す説明図であり、図２（ａ）、（ｂ）は、固定体の支持板と鋼球とによって揺動支点を構成した場合の説明図、および固定体の支持板と可動モジュールの半球状の凸部とによって揺動支点を構成した場合の説明図である。なお、本形態および以下に説明する形態はいずれも、基本的な構成が実施の形態１と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付してそれらの説明を省略する。

図２（ａ）において、本形態の振れ補正機能付きの光学ユニット１００でも、実施の形態１と同様、固定体２００と、レンズおよび撮像素子などの光学素子を保持する可動モジュール１０（撮像ユニット１）と、可動モジュール１０を揺動可能に支持する揺動支点１８０と、揺動支点１８０を中心に可動モジュール１０を揺動させる振れ補正用駆動機構５００とを有している。かかる光学ユニット１００において、光学ユニット１００に手振れなどの振れが発生したとき、かかる振れをセンサ（図示せず）が検出し、かかるセンサの検出結果に基づいて振れ補正駆動機構５００を制御して、揺動支点１８０を中心に可動モジュール１０を揺動させる。

ここで、揺動支点１８０は、可動モジュール１０の底部と固定体２００の底部との間において２つの部材の光軸方向での接触部分により構成されている。より具体的には、まず、可動モジュール１０の底部には穴１８５が形成されており、かかる穴１８５によって鋼球１８１が保持されている。鋼球１８１は、凸状に湾曲した部分により固定体２００の底部に接しており、可動モジュール１０は、鋼球１８１と固定体２００の底部との接触部分を支点にして揺動可能である。本形態では、固定体２００の底部は、固定体本体に接着固定された支持板１８８からなり、かかる支持板１８８と鋼球１８１とによって揺動支点１８０が構成されている。

また、本形態の光学ユニット１００において、互いに接して揺動支点１８０を構成する２つの部材（支持板１８８および鋼球１８１）のうち、支持板１８８は、ゴムあるいは多孔性エラストマー（ゴムあるいは樹脂）などといった弾性材料からなる。

従って、本形態の振れ補正機能付き光学ユニット１００でも、実施の形態１と同様、可動モジュール１０の底部と固定体２００の底部との間において２つの部材（支持板１８８および鋼球１８１）の光軸方向での接触部分により構成された揺動支点１８０を利用しているため、可動モジュール１０を揺動させる際、揺動支点１８０を構成する部材を変形させる必要がない。従って、可動モジュール１０を小さな力で揺動させることができる。また、本形態では、揺動支点１８０を構成する２つの部材（支持板１８８および鋼球１８１）のうち、支持板１８８が弾性材料からなるため、衝撃が加わった際、衝撃を弾性材料からなる支持板１８８により吸収できる。また、弾性材料からなる部材（支持板１８８）であれば、バネと違って、振動エネルギーを熱エネルギーに変換して吸収する。従って、可動モジュール１０と固定体２００との間で共振が発生しにくい。

また、揺動支点１８０を構成する２つの部材（支持板１８８および鋼球１８１）のうち、一方の部材（鋼球１８１）は、凸状に湾曲した部分で他方の部材（支持板１８８）に接している。このため、揺動支点１８０は、可動モジュール３が揺動する方向にかかわらず、均等に支持することができる。また、湾曲した形状であれば、衝撃を効果的に吸収するので、２つの部材（支持板１８８および鋼球１８１）のうち、一方のみが弾性材料からなる構成を採用することができるなど、実施の形態１と同様な効果を奏する。

なお、図２（ａ）に示す形態では、固定体２００側の支持板１８８と、可動モジュール１０の底部に位置する鋼球１８１とによって揺動支点１８０を構成したが、図２（ｂ）に示すように、可動モジュール１０の底部から固定体２００に向けて湾曲した先端部をもって突出した凸部１８７と、支持板１８８とにより揺動支点１８０を構成してもよい。

かかる構成の場合も、可動モジュール１０の底部と固定体２００の底部との間において２つの部材（支持板１８８および凸部１８７）の光軸方向での接触部分により構成された揺動支点１８０を利用しているため、可動モジュール１０を揺動させる際、揺動支点１８０を構成する部材を変形させる必要がない。従って、可動モジュール１０を小さな力で揺動させることができる。また、本形態では、揺動支点１８０を構成する２つの部材（支持板１８８および凸部１８７）のうち、支持板１８８が弾性材料からなるため、衝撃が加わった際、衝撃を弾性材料からなる支持板１８８により吸収できる。また、弾性材料からなる部材（支持板１８８）であれば、バネと違って、振動エネルギーを熱エネルギーに変換して吸収する。従って、可動モジュール１０と固定体２００との間で共振が発生しにくいなど、実施の形態１と同様な効果を奏する。

［実施の形態３］
図３は、本発明の実施の形態３に係る振れ補正機能付きの光学ユニットの構成を模式的に示す説明図であり、図３（ａ）、（ｂ）は、可動モジュールの支持板と球体とによって揺動支点を構成した場合の説明図、および固定体の支持板と球体とによって揺動支点を構成した場合の説明図である。

図３（ａ）において、本形態の振れ補正機能付きの光学ユニット１００も、図１（ａ）を参照して説明した形態と同様、揺動支点１８０は、可動モジュール１０の底部と固定体２００の底部との間において２つの部材の光軸方向での接触部分により構成されている。より具体的には、まず、固定体２００の底部には穴７１１が形成されており、かかる穴７１１によって球体１８４が保持されている。球体１８４は、凸状に湾曲した部分により可動モジュール１０の底部に接しており、可動モジュール１０は、可動モジュール１０と球体１８４との接触部分を支点にして揺動可能である。本形態では、可動モジュール１０の底部は、可動モジュール本体に接着固定された支持板１８３からなり、かかる支持板１８３と球体１８４とによって揺動支点１８０が構成されている。

ここで、支持板１８３は金属板など剛性基板であるのに対して、球体１８４は、ゴムあるいは多孔性エラストマー（ゴムあるいは樹脂）などといった弾性材料からなる。従って、衝撃が加わった際、衝撃を弾性材料からなる球体１８４により吸収できる。また、弾性材料からなる部材（球体１８４）であれば、バネと違って、振動エネルギーを熱エネルギーに変換して吸収する。従って、可動モジュール１０と固定体２００との間で共振が発生しにくいなど、実施の形態１と同様な効果を奏する。

なお、図３（ａ）に示す形態では、可動モジュール１０側の支持板１８３と、弾性材料からなる球体１８４とによって揺動支点１８０を構成したが、図３（ｂ）に示すように、固定体２００側の支持板１８８（剛性基板）と、弾性材料からなる球体１８４とによって揺動支点１８０を構成してもよい。

［実施の形態１の具体的構成例］
以下の説明においては、可動モジュール１０として撮像ユニット１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。また、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。なお、以下に説明した形態は、図１（ａ）を参照して説明した形態に対応するが、図１（ｂ）、図２（ａ）、（ｂ）および図３（ａ）、（ｂ）を参照して説明した形態も略同様に構成することができる。

（撮影用の光学ユニットの全体構成）
図４は、本発明の実施の形態１に係る振れ補正機能付きの光学ユニットを携帯電話機等の光学機器に搭載した様子を模式的に示す説明図である。図５は、本発明の実施の形態１に係る振れ補正機能付きの光学ユニットの外観等を示す斜視図であり、図５（ａ）、（ｂ）は、光学ユニットを被写体側からみたときの斜視図、および光学ユニットを被写体側と反対側からみたときの斜視図である。

図４に示す光学ユニット１００（振れ補正機能付き光学ユニット）は、カメラ付き携帯電話機等の光学機器１０００に用いられる薄型カメラであって、光学機器１０００のシャーシ１１００（機器本体）に支持された状態で搭載される。かかる光学ユニット１００では、撮影時に光学機器１０００に手振れ等の振れが発生すると、撮像画像に乱れが発生する。そこで、本形態の光学ユニット１００には、後述するように、撮像ユニット１からなる可動モジュールを固定体２００内で揺動可能に支持するとともに、光学ユニット１００に搭載したジャイロスコープ（図示せず）、あるいは光学機器１０００の本体側に搭載したジャイロスコープ（図示せず）等の振れ検出センサによって手振れを検出した結果に基づいて、撮像ユニット１を揺動させる振れ補正用駆動機構（図４では図示せず）が設けられている。

図４および図５に示すように、光学ユニット１００には、撮像ユニット１や振れ補正用駆動機構への給電等行うためのフレキシブル配線基板４１０、４２０が引き出されており、かかるフレキシブル配線基板４１０、４２０は、共通のコネクタ４９０等を介して光学機器１０００の本体側に設けられた上位の制御部等に電気的に接続されている。また、フレキシブル配線基板４１０は、撮像ユニット１から信号を出力する機能も担っている。このため、フレキシブル配線基板４１０は、配線数が多いので、フレキシブル配線基板４１０としては、比較的幅広のものが使用されている。

（撮像ユニット１の構成）
図６は、本発明の実施の形態１に係る振れ補正機能付きの光学ユニット１００に搭載されている撮像ユニット１の構成を模式的に示す断面図である。図７は、本発明の実施の形態１に係る振れ補正機能付きの光学ユニット１００に搭載されている撮像ユニット１の分解斜視図である。

図６および図７に示すように、撮像ユニット１は、例えば、光学素子としての複数枚のレンズ１ａ（図４参照）を光軸Ｌ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。撮像ユニット１は、概ね、複数枚のレンズ１ａ（図４参照）および固定絞り等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１ａおよび固定絞り（図示せず）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（−Ｚ側）とは反対側で、後述するバネを保持するバネホルダ１９と、バネホルダ１９に対して被写体側（−Ｚ側）とは反対側で実装基板１５を位置決めする矩形板状の基板ホルダ１６と、バネホルダ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ー１１とを備えており、実装基板１５において被写体側に向く基板面１５１には撮像素子１ｂが実装されている。また、バネホルダ１９には、赤外線フィルタ等のフィルタ１ｃが保持されている。スペーサー１１およびケース１８の中央には、被写体からの光をレンズ１ａに取り込むための入射窓１１ａ、１８ａが各々形成されている。また、基板ホルダ１６およびバネホルダ１９の中央には、入射光を撮像素子１ｂに導く窓１６ａ、１９ａが形成されている。

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に鎖交する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、光軸方向で離間する位置に設けられた金属製のバネ部材１４ｓと、バネ部材１４ｔとを介して接続されている。本形態では、撮像素子１ｂの側にはバネ部材１４ｓが用いられ、被写体の側にはバネ部材１４ｔが用いられている。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１４１と、移動体３の側に保持される円環状の内周側連結部１４２と、外周側連結部１４１と内周側連結部１４２とを接続する細幅のアーム部１４３とを備えている。撮像素子１ｂ側のバネ部材１４ｓは、バネホルダ１９に外周側連結部１４１が保持され、内周側連結部１４２が移動体３のコイルホルダ１３の撮像素子側端部に連結されている。かかるバネ部材１４ｓにおいて、アーム部１４３は、周方向に円弧状に延在している。被写体側のバネ部材１４ｔは、スペーサー１１に外周側連結部１４１が保持され、内周側連結部１４２が移動体３のコイルホルダ１３の被写体側端部に連結されている。かかるバネ部材１４ｔにおいて、アーム部１４３は、径方向において蛇行しながら周方向に円弧状に延在している。このような構成により、移動体３は、バネ部材１４ｓ、１４ｔを介して支持体２に光軸の方向に移動可能に支持されている。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１４ａ、１４ｂが接続されており、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の被写体側端部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１ｂ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１ｂ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を光軸方向に移動させることができる。

本形態の撮像ユニット１において、光軸Ｌの方向からみたとき、レンズ１ａ（図４参照）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の内側において、四角形の角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、三角柱状の永久磁石からなる。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。このため、コイルホルダ１３の周りにおいて、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に対向して、レンズ駆動機構５を構成することになる。

このように構成した撮像ユニット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１００の構成）
図８は、本発明の実施の形態１に係る振れ補正機能付きの光学ユニット１００の内部構造を示す断面図であり、図８（ａ）、（ｂ）は、光学ユニット１００のＹＺ断面図、および光学ユニット１００のＸＺ断面図である。なお、図８では、撮像ユニット１についてはケース１８、基板ホルダ１６および実装基板１５のみを図示し、その他の部材について図示を省略してある。図９は、本発明の実施の形態１に係る振れ補正機能付きの光学ユニット１００を被写体側からみたときの分解斜視図であり、図１０は、本発明の実施の形態１に係る振れ補正機能付きの光学ユニット１００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、図９および図１０において、光学ユニット１００は、まず、固定体２００と、撮像ユニット１と、撮像ユニット１が固定体２００に変位可能に支持された状態とするバネ部材６００と、撮像ユニット１と固定体２００との間で撮像ユニット１を固定体２００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駆動機構５００とを有している。撮像ユニット１の外周部分は、撮像ユニット１において支持体２に用いたケース１８（図７参照）からなる。

固定体２００は上カバー２５０、スペーサー２８０および下カバー７００を備えており、上カバー２５０は、撮像ユニット１の周りを囲む角筒状胴部２１０と、角筒状胴部２１０の被写体側の開口部を塞ぐ端板部２２０とを備えている。端板部２２０には、被写体からの光が入射する窓２２０ａが形成されている。上カバー２５０において、角筒状胴部２１０は、被写体側（光軸Ｌが延在している側）とは反対側（＋Ｚ側）の端部が開放端になっている。また、角筒状胴部２１０においてＹ軸方向で対向する２つの面のうち、Ｙ軸方向の一方側＋Ｙに位置する面には切り欠き２１９が形成されており、かかる切り欠き２１９は、フレキシブル配線基板４２０を、後述するシート状コイル５５０の端子部と接続する際に利用される。また、角筒状胴部２１０の４面には、後述するスペーサー２８０との係合に利用される切り欠き２１８が形成されており、切り欠き２１８のうち、Ｙ軸方向に位置する２つの切り欠き２１８は、切り欠き２１９と繋がって一体の切り欠きを構成している。また、角筒状胴部２１０において、Ｙ軸方向で対向する２つ個所の下端側には切り欠き２１８と繋がった切り欠き２１７が形成されており、かかる２つの切り欠き２１７のうち、Ｙ軸方向の一方側＋Ｙの切り欠き２１７は、フレキシブル配線基板４１０を外部に引き出すのに利用される。

スペーサー２８０は、上カバー２５０の角筒状胴部２１０と下カバー７００との間に挟持される四角形の枠部２８１と、枠部２８１の角部分から被写体側に向けて突出した柱状部２８３と、枠部２８１の辺部分で外側に向けて小さく突出する係合突部２８５とを備えている。スペーサー２８０に対して上カバー２５０を被せた際、上カバー２５０の角筒状胴部２１０において四角形状に切り欠かれた切り欠き２１８に係合突部２８５が係合して、スペーサー２８０と上カバー２５０との位置決めが行われる。

下カバー７００は、金属板に対するプレス加工品であり、略矩形の底板部７１０と、底板部７１０の外周縁から被写体側に向けて起立する４つの側板部７２０とを備えている。かかる下カバー７００に対してスペーサー２８０および上カバー２５０を重ねた際、側板部７２０は、上カバー２５０の角筒状胴部２１０との間にスペーサー２８０の枠部２８１を挟持する。

下カバー７００の側板部７２０のうち、Ｙ軸方向の一方側＋Ｙに位置する側板部７２０には、切り欠き７２８が形成されているとともに、かかる切り欠き７２８の中央部には、側板部７２０の一部が板状突起７２９として残されている。また、側板部７２０のうち、Ｙ軸方向の他方側−Ｙに位置する側板部７２０にも窓状の切り欠き７２６が形成されているとともに、かかる切り欠き７２６の中央部には、側板部７２０の一部が桟部７２７として残されている。かかる切り欠き７２６、７２８のうち、切り欠き７２８は、後述するように、フレキシブル配線基板４１０を外部に引き出すのに利用され、切り欠き７２６は、折り返し部分４１３が下カバー７００の側板部７２０と干渉するのを防止するのに利用される。

下カバー７００の底板部７１０にはその中央位置に穴７１１が形成されているとともに、穴７１１に対してＸ軸方向の他方側−Ｘで隣接する位置、および穴７１１に対してＹ軸方向の他方側−Ｙで隣接する位置には、矩形形状に凹んだ凹部７１６、７１７が形成されている。後述するように、凹部７１６、７１７の底部７１６ａ、７１７ａの内面は略鏡面になっており、底部７１６ａ、７１７ａは、実装基板１５において被写体側とは反対側の基板面１５２に実装された第１フォトリフレクタ５８０および第２フォトリフレクタ５９０に対する反射面として利用される。

かかる下カバー７００は、熱処理により非磁性化した金属部品からなる。より具体的には、下カバー７００はＳＵＳ３０４等の金属材料を所定形状に曲げ加工や絞り加工等を行なった金属部品からなる。ここで、ＳＵＳ３０４等に曲げ加工や絞り加工等を行なうと、オーステナイトの一部がマルテンサイトに転移し磁性をもつが、本形態では、曲げ加工や絞り加工等の後、熱処理を行なって下カバー７００を得ている。このため、光学ユニット１００を組み立てる際、永久磁石５２０と下カバー７００との吸着等を防止することができる。また、ＳＵＳ３０４等の金属材料に熱処理を行うと、反射率が高くなるので、下カバー７００は、第１フォトリフレクタ５８０および第２フォトリフレクタ５９０に対する反射面として利用するのに十分な反射率を備えている。

（揺動支点の構成）
撮像ユニット１に対してＺ軸の一方側＋Ｚ（被写体側とは反対側）では、撮像ユニット１と固定体２００の下カバー７００との間に、撮像ユニット１を揺動させる際の揺動支点１８０が設けられており、撮像ユニット１は、バネ部材６００によって揺動支点１８０を介して下カバー７００に向けて付勢されている。本形態において、揺動支点１８０は、下カバー７００の底板部７１０に形成された穴７１１に位置決めされた鋼球１８１と、実装基板１５の基板面１５２に固着された支持板１８３とによって構成されており、撮像ユニット１は、鋼球１８１と支持板１８３との接触位置を揺動中心にして揺動可能である。

このように、本形態の振れ補正機能付き光学ユニット１００では、図１（ａ）を参照して説明したように、可動モジュール１０の底部と固定体２００の底部との間において２つの部材（支持板１８３および鋼球１８１）の光軸方向での接触部分により構成された揺動支点１８０が構成されている。ここで、揺動支点１８０を構成する２つの部材（支持板１８３および鋼球１８１）のうち、支持板１８３は、ゴムなどの弾性材料からなる。

（バネ部材６００の構成）
バネ部材６００は、固定体２００において下カバー７００の側板部７２０とスペーサー２８０の枠部２８１との間に挟持される固定側連結部６２０と、撮像ユニット１に連結される可動側連結部６１０と、可動側連結部６１０と固定側連結部６２０の間で延在する複数本のアーム部６３０とを備えた板状バネ部材であり、アーム部６３０の両端は各々、可動側連結部６１０および固定側連結部６２０に繋がっている。本形態において、バネ部材６００の可動側連結部６１０は、撮像ユニット１の後端側において基板ホルダ１６の外周側に形成された段部１６８に固着されている。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。

ここで、バネ部材６００の固定側連結部６２０を固定体２００において下カバー７００の側板部７２０とスペーサー２８０の枠部２８１との間に挟持した状態で、鋼球１８１より被写体側に撮像ユニット１を配置すると、撮像ユニット１は鋼球１８１よって被写体側に押し上げられた状態となる。このため、バネ部材６００において、可動側連結部６１０は固定側連結部６２０よりも被写体側に押し上げられた状態となり、バネ部材６００のアーム部６３０は、撮像ユニット１を被写体側とは反対側に付勢する。従って、撮像ユニット１は、バネ部材６００によって揺動支点１８０を介して下カバー７００の底板部７１０に向けて付勢された状態になり、撮像ユニット１は、揺動支点１８０によって揺動可能な状態に固定体２００に支持された状態となる。

（振れ補正用駆動機構の構成）
図８〜図１０に示すように、本形態の光学ユニット１００では、コイル部５６０と、コイル部５６０に鎖交する磁界を発生させる永久磁石５２０とによって、振れ補正用駆動機構５００が構成されている。より具体的には、撮像ユニット１においてケース１８の角筒状胴部１８ｃの４つの外面１８ｅ、１８ｆ、１８ｇ、１８ｈには平板状の永久磁石５２０が各々固定されており、上カバー２５０の角筒状胴部２１０の内面２１１、２１２、２１３、２１４にはコイル部５６０配置されている。永久磁石５２０は、外面側および内面側が異なる極に着磁されている。また、永久磁石５２０は、光軸Ｌ方向に配置された２つの磁石片からなり、かかる磁石片は、コイル部５６０と対向する側の面が異なる極に着磁されている。また、コイル部５６０は、四角形の枠状に形成されており、上下の長辺部分が有効辺として利用される。

これらの永久磁石５２０およびコイル部５６０のうち、撮像ユニット１をＹ軸方向の両側で挟む２箇所に配置された永久磁石５２０およびコイル部５６０はＹ側振れ補正用駆動機構５００ｙを構成しており、図８（ａ）に矢印Ｘ１、Ｘ２で示すように、揺動支点１８０を通ってＸ軸方向に延在する軸線Ｘ０を中心にして撮像ユニット１を揺動させる。また、撮像ユニット１をＸ軸方向の両側で挟む２箇所に配置された永久磁石５２０およびコイル部５６０はＸ側振れ補正用駆動機構５００ｘを構成しており、図８（ｂ）に矢印Ｙ１、Ｙ２で示すように、揺動支点１８０を通ってＹ軸方向に延在する軸線Ｙ０を中心にして撮像ユニット１を揺動させる。

かかるＹ側振れ補正用駆動機構５００ｙおよびＸ側振れ補正用駆動機構５００ｘを構成するにあたって、本形態では、上カバー２５０の４つの内面２１１、２１２、２１３、２１４に沿って延在するシート状コイル５５０が用いられており、シート状コイル５５０では、４つのコイル部５６０が所定の間隔を空けて一体に形成されている。また、シート状コイル５５０は展開したときの帯状に延在する形状を備えており、上カバー２５０の４つの内面２１１、２１２、２１３、２１４に沿うように折り曲げた状態で上カバー２５０の内面２１１〜２１４に面接着等の方法で固定されている。この状態で、シート状コイル５５０の両端部５５１、５５２はスリット５５５を介して近接することになる。

かかるシート状コイル５５０は、導電配線技術を利用して微細な銅配線からなるコイル部５６０をプリント基板上に形成した構造を有しており、複数層の銅配線（コイル部５６０）が絶縁膜を介して多層に形成されている。また、銅配線（コイル部５６０）の表面も絶縁膜で覆われている。かかるシート状コイル５５０としては、例えば、旭化成エレクトロニクス株式会社製のＦＰコイル（ファインパターンコイル（登録商標））を挙げることができる。

本形態では、シート状コイル５５０の一方の端部５５１には、被写体側とは反対側に矩形に突出した突部５５３が形成されており、かかる突部５５３には、４つのコイル部５６０から延在する導電層によって複数の端子部５６５が形成されている。本形態において、端子部５６５は、シート状コイル５５０において永久磁石５２０と対向する内側とは反対側の外側に向いている。また、図５、図９および図１０に示すように、上カバー２５０において端子部５６５と重なる部分は、切り欠き２１９が形成されている。このため、シート状コイル５５０の端子部５６５（突部５５３）は外面に露出しているので、かかる切り欠き２１９において、シート状コイル５５０と、フレキシブル配線基板４２０において光軸Ｌの方向に向けて折り曲げられた端部４２５とはハンダ等により電気的に接続されている。

このように構成した光学ユニット１００において、撮像ユニット１は、揺動支点１８０によって揺動可能な状態に固定体２００に支持された状態にある。従って、外部から大きな力が加わって撮像ユニット１が大きく揺動すると、バネ部材６００のアーム部６３０が塑性変形するおそれがある。ここで、シート状コイル５５０と永久磁石５２０とは狭い隙間を介して対向している。また、シート状コイル５５０の場合、空芯コイルと違って、永久磁石５２０と当接しても巻線が解けることがない。そこで、本形態の光学ユニット１００では、シート状コイル５５０と永久磁石５２０との当接によって、撮像ユニット１の光軸Ｌと交差するＸ軸方向およびＹ軸方向の可動範囲が規制されており、撮像ユニット１の揺動を阻止するストッパ機構が他に設けられていない。

また、本形態では、シート状コイル５５０が用いられているため、単体の空芯コイルを用いた場合に比して、撮像ユニット１と固定体２００との間隔を狭めることができるので、光学ユニット１００のサイズを小さくすることができる。また、シート状コイル５５０の場合、複数のコイル部５６０が端子部５６５と一体に設けられているため、光軸Ｌ周りの複数個所にコイル部５６０を配置する場合でも、シート状コイル５５０を光軸Ｌ周りに延在させればよい。従って、単体の空芯コイルを用いた場合と違って、光軸Ｌ周りの複数個所の各々に単体の空芯コイルを配置する必要がないとともに、複数の単体の空芯コイルの各々に電気的な接続を行なう必要がないので、本形態によれば、組立工数が少なく済む。また、シート状コイル５５０において、端子部５６５は、永久磁石５２０と対向する側とは反対側の外側に向いているため、コイル部５６０に対する電気的接続、すなわち、端子部５６５へのフレキシブル配線基板４２０の接続を容易に行なうことができる。

（振れ補正動作）
本形態の光学ユニット１００において、図４に示す光学機器１０００が振れると、かかる振れはジャイロスコープによって検出されるとともに、上位の制御部では、ジャイロスコープでの検出に基づいて、振れ補正用駆動機構５００を制御する。すなわち、ジャイロスコープで検出した振れを打ち消すような駆動電流をフレキシブル配線基板４１０およびフレキシブル配線基板４２０を介してシート状コイル５５０のコイル部５６０に供給する。その結果、Ｘ側振れ補正用駆動機構５００ｘは、揺動支点１８０を中心に撮像ユニット１をＹ軸周りに揺動させる。また、Ｙ側振れ補正用駆動機構５００ｙは、揺動支点１８０を中心に撮像ユニット１をＸ軸周りに揺動させる。また、撮像ユニット１のＸ軸周りの揺動、およびＹ軸周りの揺動を合成すれば、ＸＹ面全体に対して撮像ユニット１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。かかる撮像ユニット１に対する駆動の際、撮像ユニット１の変位は、図１１および図９を参照して後述するように、第１フォトリフレクタ５８０および第２フォトリフレクタ５９０によって監視される。

（フレキシブル配線基板４１０の構成）
本形態の光学ユニット１００において、撮像ユニット１の実装基板１５には、フレキシブル配線基板４１０の一方の端部が接続されており、撮像ユニット１を揺動させた際にフレキシブル配線基板４１０が撮像ユニット１に負荷を印加すると、撮像ユニット１を適正に揺動させるのに支障がある。

そこで、フレキシブル配線基板４１０は、光学ユニット１００の外部に位置する本体部分４１５は、コネクタ４９０の搭載やフレキシブル配線基板４２０の接続が可能な広幅になっているが、光学ユニット１００の内側に位置する部分は、本体部分４１５より幅寸法の狭い帯状部分４１１になっている。また、帯状部分４１１は、Ｙ軸方向の一方側＋Ｙから他方側−Ｙに向けて延在した後、一方側＋Ｙに向けて折り返され、その後、端部が実装基板１５の縁に沿って実装基板１５の被写体側の基板面に向けて折り返されて固定されている。このため、フレキシブル配線基板４１０は、外部の本体部分４１５から実装基板１５に固定にされている部分までの間に折り返し部分４１３が設けられている分、寸法が長い。従って、フレキシブル配線基板４１０の帯状部分は、撮像ユニット１の振れにスムーズに追従するので、大きな負荷を撮像ユニット１に印加することがない。

また、フレキシブル配線基板４１０の帯状部分４１１は、長さ方向の途中部分に、帯状部分４１１の延在方向（Ｙ軸方向）に沿って延在するスリット４１８が形成されており、帯状部分４１１の途中部分は、幅方向において細幅部分４１６、４１７に２分割されている。このため、帯状部分４１１の剛性が緩和されている。従って、フレキシブル配線基板４１０の帯状部分は、撮像ユニット１の振れにスムーズに追従するので、大きな負荷を撮像ユニット１に印加することがない。

ここで、フレキシブル配線基板４２０の帯状部分４１１は撮像ユニット１に対して光軸Ｌ方向で重なっているが、揺動支点１８０と重なる部分は、スリット４１８に繋がる円形の穴４１４になっている。このため、フレキシブル配線基板４２０の帯状部分４１１を撮像ユニット１に対して光軸Ｌ方向で重なる位置に配置しても、揺動支点１８０を設けるのに支障がない。

また、下カバー７００の側板部７２０のうち、Ｙ軸方向の一方側＋Ｙに位置する側板部７２０には、フレキシブル配線基板４２０の帯状部分４１１を引き出す切り欠き７２８が形成され、かかる切り欠き７２８の中央部には、側板部７２０の一部が板状突起７２９として残されている。但し、フレキシブル配線基板４２０の帯状部分４１１において、板状突部７２９と重なる部分には楕円形の穴４１９が形成されている。このため、フレキシブル配線基板４２０の帯状部分４１１を側板部７２０の切り欠き７２８から外部に引き出す際、穴４１９に板状突起７２９を通すことができるので、フレキシブル配線基板４２０の帯状部分４１１を外部に引き出すのに支障がない。また、穴４１９に板状突起７２９を嵌るので、フレキシブル配線基板４２０の帯状部分４１１の位置決めを行うことができる。

さらに、下カバー７００の側板部７２０のうち、Ｙ軸方向の他方側−Ｙに位置する側板部７２０には窓状の切り欠き７２６が形成されている。このため、フレキシブル配線基板４１０の折り返し部分４１３が側板部７２０の近傍に位置する場合でも、折り返し部分４１３と側板部７２０とが干渉することがない。それ故、撮像ユニット１が揺動した際、折り返し部分４１３と側板部７２０との干渉に起因する余計な負荷が撮像ユニット１に印加されることがない。

さらにまた、フレキシブル配線基板４１０の折り返し部分４１３は、揺動支点１８０における撮像ユニット１の揺動中心（鋼球１８１と支持板１８３との接触位置）と同一の高さ位置にある。このため、撮像ユニット１が揺動した際の帯状部分４１１の変位を小さく抑えることができる。

（フォトリフレクタの構成）
図１１は、本発明の実施の形態１に係る振れ補正機能付きの光学ユニット１００に設けたフォトリフレクタの説明図であり、図１１（ａ）、（ｂ）は、光学ユニット１００において被写体側とは反対側部分の分解斜視図、およびフォトリフレクタと反射面との位置関係を示す説明図である。

図８〜図１１に示すように、本形態の振れ補正機能付きの光学ユニット１００では、撮像ユニット１の底部を構成する実装基板１５と、固定体２００の下カバー７００との間には、揺動支点１８０が構成されているとともに、実装基板１５において下カバー７００と対向する基板面１５２には第１フォトリフレクタ５８０および第２フォトリフレクタ５９０が実装されている。また、下カバー７００の底板部７１０には、２つの凹部７１６、７１７が形成されており、かかる凹部７１６、７１７の底部７１６ａ、７１７ａの内面は、第１フォトリフレクタ５８０および第２フォトリフレクタ５９０に対する第１反射部７１６ｃおよび第２反射部７１７ｃになっている。なお、第１フォトリフレクタ５８０および第２フォトリフレクタ５９０はいずれも、光軸Ｌ方向からみたときに長方形の平面形状を有しており、第１フォトリフレクタ５８０および第２フォトリフレクタ５９０はいずれも、長手方向の一方側端部に発光部を備え、長手方向の他方側端部に受光部を備えている。また、第１フォトリフレクタ５８０および第２フォトリフレクタ５９０では、発光部と受光部との間に遮光部が形成されている。

本形態において、第１フォトリフレクタ５８０は、図８（ｂ）を参照して説明した軸線Ｘ０に光軸Ｌ方向で重なる位置に配置されており、第１フォトリフレクタ５８０の発光中心および受光中心は、軸線Ｘ０に線対称な位置に光軸Ｌと直交する方向で配置されている。また、第２フォトリフレクタ５９０は、図８（ａ）を参照して説明した軸線Ｙ０に光軸Ｌ方向で重なる位置に配置されており、第２フォトリフレクタ５９０の発光中心および受光中心は、軸線Ｙ０に光軸Ｌ方向で重なっている。

また、第１フォトリフレクタ５８０および第２フォトリフレクタ５９０は、長辺がＹ軸方向に延在するように配置されており、フレキシブル配線基板４１０の帯状部分４１１の延在方向と平行である。従って、第１フォトリフレクタ５８０および第２フォトリフレクタ５９０は、短辺がフレキシブル配線基板４１０の幅方向に延在している。このため、第２フォトリフレクタ５９０は、フレキシブル配線基板４１０のスリット４１８と重なる位置に配置して、第２フォトリフレクタ５９０とフレキシブル配線基板４１０とが光軸Ｌ方向で重ならないように配置した場合でも、スリット４１８の幅寸法が狭く済む。また、フレキシブル配線基板４１０の帯状部分４１１において、細幅部分４１６の外縁部分に切り欠き４１６ａを形成し、かかる切り欠き４１６ａと重なる位置に第１フォトリフレクタ５８０を配置して、第１フォトリフレクタ５８０とフレキシブル配線基板４１０とが光軸Ｌ方向で重ならないように配置した場合でも、切り欠き４１６ａの幅寸法が狭く済む。それ故、撮像ユニット１の底部（実装基板１５）と固定体２００の下カバー７００との間において、第１フォトリフレクタ５８０および第２フォトリフレクタ５９０に対して光軸Ｌ方向で重なる位置を避けるようにフレキシブル配線基板４１０の帯状部分４１１をＹ軸方向に延在させた場合でも、帯状部分４１１の幅寸法が比較的、大である。

このように構成した第１フォトリフレクタ５８０および第２フォトリフレクタ５９０では、実装基板１５と下カバー７００の底板部７１０とが平行な状態においては、図１１（ｂ）に示すように、フォトリフレクタ５８０の発光部から出射された光は、第１反射部７１６ｃで反射して第１フォトリフレクタ５８０の受光部で高い強度で受光され、第２フォトリフレクタ５９０の発光部から出射された光は、第２反射部７１７ｃで反射して第２フォトリフレクタ５９０の受光部で高い強度で受光される。これに対して、実装基板１５と下カバー７００の底板部７１０とが非平行な状態においては、第１フォトリフレクタ５８０の受光部での受光強度および第２フォトリフレクタ５９０の受光部での受光強度が低下する。また、第１フォトリフレクタ５８０の受光部での受光強度および第２フォトリフレクタ５９０の受光部での受光強度は、撮像ユニット１の固定体２００に対する傾きの方向によって変化する。従って、光学ユニット１００において手振れを補正することを目的に撮像ユニット１を軸線Ｘ０、Ｙ０周りに揺動させた際の撮像ユニット１の傾きを検出でき、かかる検出結果を用いれば、振れ補正用駆動機構５００による撮像ユニット１の揺動を適正に行うことができる。

ここで、第１フォトリフレクタ５８０は軸線Ｘ０に光軸Ｌ方向で重なる位置に配置され、第２フォトリフレクタ５９０は軸線Ｙ０に光軸Ｌ方向で重なる位置に配置されている。このため、第１フォトリフレクタ５８０での検出結果によれば、撮像ユニット１が軸線Ｙ０周りに回転した際の撮像ユニット１のＺ軸方向への変位を監視することができる。また、第２フォトリフレクタ５９０での検出結果によれば、撮像ユニット１が軸線Ｘ０周りに回転した際の撮像ユニット１のＺ軸方向への変位を監視することができる。それ故、撮像ユニット１の軸線Ｘ０周りに回転した際の変位、および軸線Ｙ０周りに回転した際の変位を独立して監視することができるので、撮像ユニット１の軸線Ｘ０周りの回転、および軸線Ｙ０周りの回転を独立して制御することができる。

（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では、可動モジュールとしての撮像ユニット１を揺動させる振れ補正用駆動機構５００が設けられているため、光学ユニット１００に手振れ等の振れが発生した際、かかる振れを相殺するように撮像ユニット１を揺動させることができる。このため、光学ユニット１００が振れても光軸Ｌの傾きを補正することができる。

また、本形態の振れ補正機能付き光学ユニット１００では、可動モジュール１０の底部と固定体２００の底部との間において２つの部材（支持板１８３および鋼球１８１）の光軸方向での接触部分により構成された揺動支点１８０を利用しているため、可動モジュール１０を揺動させる際、揺動支点１８０を構成する部材を変形させる必要がない。従って、可動モジュール１０を小さな力で揺動させることができる。また、本形態では、揺動支点１８０を構成する２つの部材（支持板１８３および鋼球１８１）のうち、支持板１８３が弾性材料からなるため、衝撃が加わった際、衝撃を弾性材料からなる支持板１８３により吸収できる。また、弾性材料からなる部材（支持板１８３）であれば、バネと違って、振動エネルギーを熱エネルギーに変換して吸収する。従って、可動モジュール１０と固定体２００との間で共振が発生しにくい。それ故、共振によって可動モジュール１０と固定体２００との相対的な位置関係が変化し続けるという事態を回避することができるため、サーボ制御を行った場合、制御ゲインを高めても制御系が発振することを防止することができる。例えば、可動モジュール１０の底部と固定体２００の底部との間において、第１フォトリフレクタ５８０および第２フォトリフレクタ５９０により可動モジュール１０の変位を検出し、かかる検出結果に基づいて、振れ補正駆動機構５００を制御する場合でも、振れ補正駆動機構５００を適正に制御することができるなど、図１（ａ）を参照して説明した効果を奏する。

また、本形態では、フレキシブル配線基板４１０の折り返し部分４１３は、揺動支点１８０における撮像ユニット１の揺動中心（鋼球１８１と支持板１８３との接触位置）と同一の高さ位置にある。このため、撮像ユニット１が揺動した際の帯状部分４１１の変位を小さく抑えることができる。従って、フレキシブル配線基板４１０が撮像ユニット１に及ぼす影響を低減することができるので、撮像ユニット１を精度よく揺動させることができる。

さらに、振れ補正用駆動機構５００は、撮像ユニット１の外周面と固定体２００（上カバー２５０）との間に設けられている一方、第１フォトリフレクタ５８０および第２フォトリフレクタ５９０は、揺動支点１８０が設けられている撮像ユニット１の底部（実装基板１５）と固定体２００（下カバー７００）との間を利用して設けられている。このため、撮像ユニット１に対してフォトリフレクタ（第１フォトリフレクタ５８０および第２フォトリフレクタ５９０）、揺動支点１８０、振れ補正用駆動機構５００を設けた場合でも、光軸Ｌ方向および光軸方向に対して交差する方向（Ｘ軸方向およびＹ軸方向）のサイズの増大を抑えることができる。

［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等に用いる光学ユニット１００に本発明を適用してもよい。また、上記形態では、撮像ユニット１にレンズ１ａや撮像素子１ｂに加えて、レンズ１ａを含む移動体３を光軸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、撮像ユニット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。

さらに、本発明を適用した振れ補正機能付きの光学ユニット１００は、携帯電話機やデジタルカメラ等の他、冷蔵庫等、一定間隔で振動を有する装置内に固定し、遠隔操作可能にしておくことで、外出先、たとえば買い物の際に、冷蔵庫内部の情報を得ることができるサービスに用いることもできる。かかるサービスでは、姿勢安定化装置付きのカメラシステムであるため、冷蔵庫の振動があっても安定な画像を送信可能である。また、本装置を児童、学生のカバン、ランドセルあるいは帽子等の、通学時に装着するデバイスに固定してもよい。この場合、一定間隔で、周囲の様子を撮影し、あらかじめ定めたサーバへ画像を転送すると、この画像を保護者等が、遠隔地において観察することで、子供の安全を確保することができる。かかる用途では、カメラを意識することなく移動時の振動があっても鮮明な画像を撮影することができる。また、カメラモジュールのほかにＧＰＳを搭載すれば、対象者の位置を同時に取得することも可能となり、万が一の事故の発生時には、場所と状況の確認が瞬時に行える。さらに、本発明を適用した振れ補正機能付き光学ユニット１００を自動車において前方が撮影可能な位置に搭載すれば、ドライブレコーダーとして用いることができる。また、本発明を適用した振れ補正機能付き光学ユニット１００を自動車において前方が撮影可能な位置に搭載して、一定間隔で自動的に周辺の画像を撮影し、決められたサーバに自動転送してもよい。また、カーナビゲーションのＶＩＣＳ（Vehicle Information and Communication System／道路交通情報通信システム）等の渋滞情報と連動させて、この画像を配信することで、渋滞の状況をより詳細に提供することができる。かかるサービスによれば、自動車搭載のドライブレコーダーと同様に事故発生時等の状況を、意図せずに通りがかった第三者が記録し状況の検分に役立てることも可能である。また、自動車の振動に影響されることなく鮮明な画像を取得できる。かかる用途の場合、電源をオンにすると、制御部に指令信号が出力され、かかる指令信号に基づいて、振れ制御が開始される。

また、本発明を適用した振れ補正機能付きの光学ユニット１００は、レーザポインタ、携帯用や車載用の投射表示装置や直視型表示装置等、光を出射する光学機器の振れ補正に適用してもよい。また、天体望遠鏡システムあるいは双眼鏡システム等、高倍率での観察において三脚等の補助固定装置を用いることなく観察するのに用いてもよい。また、狙撃用のライフル、あるいは戦車等の砲筒とすることで、トリガ時の振動に対して姿勢の安定化が図れるので、命中精度を高めることができる。

１ 撮像ユニット（可動モジュール）
１ａ レンズ（光学素子）
１ｂ 撮像素子（光学素子）
１０ 可動モジュール
１５ 実装基板
１００ 光学ユニット
１８０ 揺動支点
１８１ 鋼球
１８３、１８８ 支持板
１８４ 球体
１８６、１８７ 凸部
２００ 固定体
２５０ 上カバー（固定体）
４１０、４２０ フレキシブル配線基板
５００ 振れ補正用駆動機構
５００ｘ Ｘ側振れ補正用駆動機構
５００ｙ Ｙ側振れ補正用駆動機構
５２０ 永久磁石
５５０ シート状コイル
５８０ 第１フォトリフレクタ
５９０ 第２フォトリフレクタ
６００ バネ部材
７００ 下カバー（固定体の底部）

Claims (6)

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を揺動可能に支持する揺動支点と、
   前記揺動支点を中心に前記可動モジュールを揺動させる振れ補正用駆動機構と、
   を有する振れ補正機能付き光学ユニットにおいて、
   前記揺動支点は、前記可動モジュールの底部と前記固定体の底部との間において２つの部材の光軸方向での接触部分により構成され、
   当該２つの部材のうちの少なくとも一方が弾性材料からなることを特徴とする振れ補正機能付き光学ユニット。
2. 前記可動モジュールと前記固定体との間には、前記可動モジュールを前記固定体の底部に向けて付勢するバネ部材が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。
3. 前記２つの部材のうちの一方の部材は、凸状に湾曲した部分により他方の部材に接していることを特徴とする請求項１または２に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。
4. 前記２つの部材のうちの一方のみが弾性材料からなることを特徴とする請求項３に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。
5. 前記可動モジュールの底部と前記固定体の底部との間には、前記固定体に対する前記可動モジュールの変位を検出するフォトリフレクタを備え、
   前記振れ補正用駆動機構は、前記リフレクタの検出結果に基づいて制御されることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。
6. 前記可動モジュールに接続されたフレキシブル配線基板を有し、
   当該フレキシブル配線基板は、前記可動モジュールの底部と前記固定体の底部との間において前記揺動支点における前記可動モジュールの揺動中心と光軸方向で同一の高さ位置で折り返された折り返し部分を備えていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。

Images