JP2015082072A - Optical unit with rolling correction function - Google Patents
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Abstract
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。 The present invention relates to an optical unit with a shake correction function mounted on a camera-equipped mobile phone or the like.
携帯電話機や携帯端末は、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、手振れによる撮影画像の乱れを抑制するために、光学モジュールを揺動させて振れを補正する構成が提案されている。かかる振れ補正を行うには、光学モジュールを支持体に対して揺動可能に支持した状態とし、ピッチング(縦揺れ:チルティング)およびヨーイング(横揺れ:パンニング)に対応して、光学モジュールをピッチング方向およびヨーイング方向に揺動させて振れを補正する技術が提案されている(特許文献1,2参照)。
A mobile phone or a mobile terminal is configured as an optical device on which an optical unit for photographing is mounted. In such an optical unit, a configuration has been proposed in which shake is corrected by swinging the optical module in order to suppress disturbance of a captured image due to camera shake. In order to perform such shake correction, the optical module is supported in a swingable manner with respect to the support, and the optical module is pitched corresponding to pitching (pitch: tilting) and yawing (roll: panning). Techniques for correcting shake by swinging in the direction and yawing direction have been proposed (see
また、光学モジュールの光軸周りの振れ(ローリング)についても、補正する技術が提案されている(例えば、特許文献3参照)。かかる特許文献3に記載の光学ユニットでは、ヨークを共通にしてパンニング駆動コイルとローリング駆動コイルとを一体あるいは隣接させ、ヨークを共通にしてチルティング駆動コイルとローリング駆動コイルとを一体あるいは隣接させてある。 Further, a technique for correcting a shake (rolling) around the optical axis of the optical module has been proposed (see, for example, Patent Document 3). In the optical unit described in Patent Document 3, the panning drive coil and the rolling drive coil are integrated or adjacent with a common yoke, and the tilting drive coil and the rolling drive coil are integrated or adjacent with a common yoke. is there.
しかしながら、特許文献3に記載の構成のように、ヨークを共通にしてパンニング駆動コイルとローリング駆動コイルとを一体あるいは隣接させ、ヨークを共通にしてチルティング駆動コイルとローリング駆動コイルとを一体あるいは隣接させた場合、各方向への補正の際に磁気的な干渉が発生するため、制御が極めて複雑になるという問題点がある。 However, as in the configuration described in Patent Document 3, the panning drive coil and the rolling drive coil are integrated or adjacent with a common yoke, and the tilting drive coil and the rolling drive coil are integrated or adjacent with a common yoke. In this case, there is a problem that the control becomes extremely complicated because magnetic interference occurs during correction in each direction.
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、ピッチングやヨーイングに加えて、ローリングの補正を行う場合でも、各方向の補正が容易な振れ補正機能付き光学ユニットを提供することにある。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide an optical unit with a shake correction function that can easily correct in each direction even when rolling correction is performed in addition to pitching and yawing.
上記課題を解決するために、本発明に係る振れ補正機能付き光学ユニットは、光学素子を保持する光学モジュールと、固定体と、前記固定体に対して前記光学モジュールを揺動させる揺動用磁気駆動機構と、前記光学モジュールを光軸周りに回転可能に支持する第1支持機構と、前記揺動用磁気駆動機構から離間して独立して設けられ、前記光学モジュールを光軸周りに回転させるローリング用磁気駆動機構と、を有し、前記第1支持機構は、前記光学モジュールが前記固定体に弾性をもって支持された状態とする機械的バネを含んでいることを特徴とする。 In order to solve the above problems, an optical unit with a shake correction function according to the present invention includes an optical module that holds an optical element, a fixed body, and a swinging magnetic drive that swings the optical module with respect to the fixed body. A rolling mechanism for rotating the optical module around the optical axis, a first support mechanism that supports the optical module so as to be rotatable around the optical axis, and a magnetic drive mechanism for swinging. And a magnetic drive mechanism, wherein the first support mechanism includes a mechanical spring that makes the optical module elastically supported by the fixed body.
本発明では、振れに応じて光学モジュールを揺動させる揺動用磁気駆動機構と、振れに応じて光学モジュールを光軸周りに回転させるローリング用磁気駆動機構とが離間して独立して設けられている。このため、ピッチング方向やヨーイング方向の補正に加えて、ローリング方向の振れを補正するように構成した場合でも、揺動用磁気駆動機構とローリング用磁気駆動機構との間で磁気的な干渉が発生しにくい。それ故、振れ補正の制御が容易である。また、光学モジュールを光軸周りに回転可能に支持する第1支持機構は、機械的バネを有しているため、ローリング用磁気駆動機構の動作を停止しているとき、光学モジュールは、機械的バネの付勢力を受けて常に原点位置に保持されているので、振れ補正の制御が容易である。また、ローリング用磁気駆動機構が作動して光学モジュールを光軸周りに回転させた際、機械的バネは抗力を発揮するため、光学モジュールは、ローリング用磁気駆動機構からの駆動力と機械的バネの抗力とが釣り合う位置まで確実に回転する。このため、ローリング方向の補正の精度が高い。 In the present invention, a swinging magnetic drive mechanism that swings the optical module according to the shake and a rolling magnetic drive mechanism that rotates the optical module around the optical axis according to the shake are provided separately from each other. Yes. For this reason, magnetic interference occurs between the oscillating magnetic drive mechanism and the rolling magnetic drive mechanism even when the rolling direction shake is corrected in addition to correcting the pitching direction and yawing direction. Hateful. Therefore, it is easy to control shake correction. In addition, since the first support mechanism that supports the optical module rotatably around the optical axis has a mechanical spring, when the operation of the magnetic drive mechanism for rolling is stopped, the optical module is mechanically Since the biasing force of the spring is always held at the origin position, it is easy to control shake correction. In addition, when the rolling magnetic drive mechanism is actuated to rotate the optical module around the optical axis, the mechanical spring exerts a drag force, so the optical module is driven by the rolling magnetic drive mechanism and the mechanical spring. It rotates reliably to a position that balances with the drag. For this reason, the accuracy of correction in the rolling direction is high.
本発明において、前記光学モジュール、該光学モジュールの周りを囲む支持体、および該支持体の内側で前記光学モジュールが揺動可能に前記支持体に支持された状態とする第2支持機構を備えた可動体を有し、前記揺動用磁気駆動機構は、前記可動体において前記光学モジュールを前記支持体に対して揺動させ、前記ローリング用磁気駆動機構は、前記可動体を前記光軸周りに回転させることにより、前記光学モジュールを前記光軸周りに回転させ、前記第1支持機構は、前記支持体を介して前記光学モジュールを前記光軸周りに回転可能に支持し、前記機械的バネは、前記支持体と前記固定体とに接続していることが好ましい。かかる構成によれば、可動体の内部においてピッチング方向やヨーイング方向の補正を行い、かかる可動体をローリング方向に補正することになる。このため、揺動用磁気駆動機構とローリング用磁気駆動機構とを異なる空間に配置するため、揺動用磁気駆動機構とローリング用磁気駆動機構との間で磁気的な干渉が発生しにくい。 In the present invention, the optical module, a support surrounding the optical module, and a second support mechanism in which the optical module is supported by the support so as to be swingable inside the support are provided. The movable magnetic drive mechanism swings the optical module with respect to the support in the movable body, and the rolling magnetic drive mechanism rotates the movable body around the optical axis. By rotating the optical module, the optical module is rotated around the optical axis, the first support mechanism rotatably supports the optical module around the optical axis via the support, and the mechanical spring is It is preferable to connect to the support and the fixed body. According to such a configuration, the pitching direction and the yawing direction are corrected inside the movable body, and the movable body is corrected in the rolling direction. For this reason, since the oscillating magnetic drive mechanism and the rolling magnetic drive mechanism are arranged in different spaces, magnetic interference hardly occurs between the oscillating magnetic drive mechanism and the rolling magnetic drive mechanism.
本発明において、前記第1支持機構は、前記光軸の周りを囲むように配置されたボールベアリングを含むことが好ましい。かかる構成によれば、可動体は、ボールベアリングの軸線を中心にスムーズに回転する。 In the present invention, it is preferable that the first support mechanism includes a ball bearing disposed so as to surround the optical axis. According to this configuration, the movable body rotates smoothly around the axis of the ball bearing.
本発明において、前記ボールベアリングは、前記可動体において前記光学モジュールおよび前記揺動用磁気駆動機構が配置されている部分に対して前記光軸方向の後側に配置され、前記光軸に対して直交する方向からみたとき、前記ローリング用磁気駆動機構は、前記可動体において前記光学モジュールおよび前記揺動用磁気駆動機構が配置されている部分と重なる位置に配置されている構成を採用することができる。 In the present invention, the ball bearing is disposed on the rear side in the optical axis direction with respect to a portion of the movable body where the optical module and the rocking magnetic drive mechanism are disposed, and is orthogonal to the optical axis. When viewed from the direction, the rolling magnetic drive mechanism can be configured to be disposed at a position overlapping the portion of the movable body where the optical module and the swinging magnetic drive mechanism are disposed.
この場合、前記機械的バネは、前記ボールベアリングに対して前記光軸方向の後側に配置されていることが好ましい。 In this case, it is preferable that the mechanical spring is disposed on the rear side in the optical axis direction with respect to the ball bearing.
本発明において、前記光軸に対して直交する方向からみたとき、前記ボールベアリングは、前記可動体において前記光学モジュールおよび前記揺動用磁気駆動機構が配置されている部分と重なる位置に配置され、前記ローリング用磁気駆動機構は、前記可動体において前記光学モジュールおよび前記揺動用磁気駆動機構が配置されている部分に対して前記光軸方向の後側に配置されている構成を採用してもよい。 In the present invention, when viewed from a direction perpendicular to the optical axis, the ball bearing is disposed at a position overlapping the portion of the movable body where the optical module and the swinging magnetic drive mechanism are disposed, The rolling magnetic drive mechanism may adopt a configuration in which the movable body is disposed on the rear side in the optical axis direction with respect to the portion where the optical module and the rocking magnetic drive mechanism are disposed.
この場合、前記機械的バネは、前記光軸が延在している方向において前記ローリング用磁気駆動機構と前記可動体において前記光学モジュールおよび前記揺動用磁気駆動機構が配置されている部分との間に配置されていることが好ましい。 In this case, the mechanical spring is between the rolling magnetic drive mechanism and the portion of the movable body where the optical module and the swinging magnetic drive mechanism are arranged in the direction in which the optical axis extends. It is preferable to arrange | position.
本発明において、前記第1支持機構は、前記光軸方向の後側で前記可動体を前記光軸周りに回転可能に支持するピボット部を備え、前記ボールベアリングは、前記光軸方向の前側で前記ピボット部との間で前記可動体を支持している構成を採用してもよい。 In the present invention, the first support mechanism includes a pivot portion that rotatably supports the movable body around the optical axis on the rear side in the optical axis direction, and the ball bearing is disposed on the front side in the optical axis direction. You may employ | adopt the structure which is supporting the said movable body between the said pivot parts.
この場合、前記ピボット部は、弾性をもって前記可動体に接していることが好ましい。 In this case, it is preferable that the pivot portion is in contact with the movable body with elasticity.
この場合はまた、前記光軸に直交する方向からみたとき、前記ローリング用磁気駆動機構は、前記可動体において前記光学モジュールおよび前記揺動用磁気駆動機構が配置されている部分と重なっていることが好ましい。 In this case, when viewed from a direction perpendicular to the optical axis, the rolling magnetic drive mechanism may overlap a portion of the movable body where the optical module and the swinging magnetic drive mechanism are disposed. preferable.
この場合はまた、前記機械的バネは、前記可動体において前記光学モジュールおよび前記揺動用磁気駆動機構が配置されている部分に対して前記光軸方向の後側に配置されていることが好ましい。 Also in this case, it is preferable that the mechanical spring is disposed on the rear side in the optical axis direction with respect to a portion of the movable body where the optical module and the rocking magnetic drive mechanism are disposed.
本発明において、前記光軸に対して直交する方向からみたときに、前記第1支持機構は、前記可動体と重なる位置に、当該可動体の周りに円弧状に配置されたボールベアリングを備え、前記機械的バネは、前記光軸に直交する方向のうち、前記ボールベアリングが位置する側に向けて前記可動体を付勢している構成を採用してもよい。 In the present invention, when viewed from a direction orthogonal to the optical axis, the first support mechanism includes a ball bearing disposed in an arc shape around the movable body at a position overlapping the movable body, The mechanical spring may employ a configuration in which the movable body is urged toward a side where the ball bearing is located in a direction orthogonal to the optical axis.
この場合、前記機械的バネは板バネであり、前記可動体の側面において前記板バネと接する位置には、前記板バネの前記光軸に直交する方向の中心が係合する係合突起が形成されていることが好ましい。 In this case, the mechanical spring is a leaf spring, and an engagement protrusion that engages the center of the leaf spring in a direction perpendicular to the optical axis is formed at a position in contact with the leaf spring on the side surface of the movable body. It is preferable that
この場合はまた、前記ローリング用磁気駆動機構は、前記光軸に対して直交する方向からみたときに前記可動体において前記光学モジュールおよび前記揺動用磁気駆動機構が配置されている部分と重なる位置のうち、前記ボールベアリングの円弧中心と前記機械的バネの中心とを結ぶ仮想線に対して直交する側に配置されていることが好ましい。 In this case, the rolling magnetic drive mechanism is located at a position overlapping the portion of the movable body where the optical module and the oscillating magnetic drive mechanism are disposed when viewed from a direction orthogonal to the optical axis. Among these, it is preferable that the ball bearing is disposed on a side perpendicular to an imaginary line connecting the arc center of the ball bearing and the center of the mechanical spring.
本発明において、前記第1支持機構は、中間支持部材と、前記光軸に斜めに交差する第1軸線の延在方向で離間する2個所で前記可動体が前記第1軸線周りに回転可能に前記中間支持部材に支持された状態とする第1支持部と、前記光軸および前記第1軸線に対して斜めに交差する第2軸線の延在方向で離間する2個所で前記中間支持部材が前記第2軸線周りに回転可能に前記固定体に支持された状態とする第2支持部と、を有している構成を採用してもよい。 In the present invention, the first support mechanism may be configured such that the movable body can rotate around the first axis at two locations spaced apart from the intermediate support member in the extending direction of the first axis that obliquely intersects the optical axis. The intermediate support member is supported at two locations separated from each other in the extending direction of a first support portion that is supported by the intermediate support member and the second axis that obliquely intersects the optical axis and the first axis. You may employ | adopt the structure which has a 2nd support part made into the state supported by the said fixed body so that rotation around the said 2nd axis line was possible.
この場合、前記光軸に対して直交する方向からみたときに、前記ローリング用磁気駆動機構は、前記可動体において前記光学モジュールおよび前記揺動用磁気駆動機構が配置されている部分と重なる位置に配置されていることが好ましい。 In this case, when viewed from a direction orthogonal to the optical axis, the rolling magnetic drive mechanism is disposed at a position overlapping the portion of the movable body where the optical module and the swinging magnetic drive mechanism are disposed. It is preferable that
この場合はまた、前記機械的バネは、前記可動体において前記光学モジュールおよび前記揺動用磁気駆動機構が配置されている部分に対して前記光軸方向の後側に配置されていることが好ましい。 Also in this case, it is preferable that the mechanical spring is disposed on the rear side in the optical axis direction with respect to a portion of the movable body where the optical module and the rocking magnetic drive mechanism are disposed.
本発明において、前記第1支持機構は、前記光軸から離間した位置で前記光軸に沿って延在する軸線周りに前記可動体を回転可能に支持し、前記ローリング用磁気駆動機構は、前記軸線周りに前記可動体を回転させて前記光学モジュールを前記光軸周りに回転させる構成を採用してもよい。 In the present invention, the first support mechanism rotatably supports the movable body around an axis extending along the optical axis at a position separated from the optical axis, and the magnetic driving mechanism for rolling includes the You may employ | adopt the structure which rotates the said movable body around an axis line, and rotates the said optical module to the surroundings of the said optical axis.
この場合、前記軸線に対して前記光学モジュールが位置する側とは反対側には、前記可動体に保持されたウエイトが設けられていることが好ましい。かかる構成によれば、軸線が通る位置に可動体の重心を接近させることができるので、可動体をスムーズに光軸周りに回転させることができる。 In this case, it is preferable that a weight held by the movable body is provided on the side opposite to the side where the optical module is located with respect to the axis. According to such a configuration, the center of gravity of the movable body can be brought close to the position where the axis passes, so that the movable body can be smoothly rotated around the optical axis.
この場合はまた、前記光軸に対して直交する方向からみたときに、前記ローリング用磁気駆動機構は、前記可動体において前記光学モジュールおよび前記揺動用磁気駆動機構が配置されている部分と重なる位置に配置されていることが好ましい。 In this case, the rolling magnetic drive mechanism overlaps with a portion of the movable body where the optical module and the swinging magnetic drive mechanism are disposed when viewed from a direction orthogonal to the optical axis. It is preferable to arrange | position.
この場合はまた、前記機械的バネは、前記可動体において前記光学モジュールおよび前記揺動用磁気駆動機構が配置されている部分に対して前記光軸方向の後側に配置されていることが好ましい。 Also in this case, it is preferable that the mechanical spring is disposed on the rear side in the optical axis direction with respect to a portion of the movable body where the optical module and the rocking magnetic drive mechanism are disposed.
本発明において、前記ローリング用磁気駆動機構では、前記光学モジュールの側および前記固定体の側の一方側に配置されたコイルと、該コイルに鎖交する磁界を発生させる磁石とが、前記光軸に対して直交する方向で対向している構成を採用することができる。 In the present invention, in the rolling magnetic drive mechanism, a coil disposed on one side of the optical module side and the fixed body side, and a magnet that generates a magnetic field interlinking with the coil are provided on the optical axis. The structure which opposes in the direction orthogonal to is employable.
本発明において、前記ローリング用磁気駆動機構では、前記光学モジュールの側および前記固定体の側の一方側に配置されたコイルと、該コイルに鎖交する磁界を発生させる磁石とが、前記光軸が延在している方向で対向している構成を採用してもよい。 In the present invention, in the rolling magnetic drive mechanism, a coil disposed on one side of the optical module side and the fixed body side, and a magnet that generates a magnetic field interlinking with the coil are provided on the optical axis. You may employ | adopt the structure which is facing in the direction in which the is extended.
本発明では、振れに応じて、光学モジュールを揺動させる揺動用磁気駆動機構と、振れに応じて光学モジュールを光軸周りに回転させるローリング用磁気駆動機構とが離間して独立して設けられている。このため、ピッチング方向やヨーイング方向の補正に加えて、ローリング方向の振れを補正するように構成した場合でも、揺動用磁気駆動機構とローリング用磁気駆動機構との間で磁気的な干渉が発生しにくい。それ故、振れ補正の制御が容易である。また、光学モジュールを光軸周りに回転可能に支持する第1支持機構は、機械的バネを有しているため、ローリング用磁気駆動機構の動作を停止しているとき、光学モジュールは、機械的バネの付勢力を受けて常に原点位置に保持されているので、振れ補正の制御が容易である。また、ローリング用磁気駆動機構が作動して光学モジュールを光軸周りに回転させた際、機械的バネは抗力を発揮するため、光学モジュールは、ローリング用磁気駆動機構からの駆動力と機械的バネの抗力とが釣り合う位置まで確実に回転する。このため、ローリング方向の補正の精度が高い。 In the present invention, a swinging magnetic drive mechanism that swings the optical module according to the shake and a rolling magnetic drive mechanism that rotates the optical module around the optical axis according to the shake are provided separately from each other. ing. For this reason, magnetic interference occurs between the oscillating magnetic drive mechanism and the rolling magnetic drive mechanism even when the rolling direction shake is corrected in addition to correcting the pitching direction and yawing direction. Hateful. Therefore, it is easy to control shake correction. In addition, since the first support mechanism that supports the optical module rotatably around the optical axis has a mechanical spring, when the operation of the magnetic drive mechanism for rolling is stopped, the optical module is mechanically Since the biasing force of the spring is always held at the origin position, it is easy to control shake correction. In addition, when the rolling magnetic drive mechanism is actuated to rotate the optical module around the optical axis, the mechanical spring exerts a drag force, so the optical module is driven by the rolling magnetic drive mechanism and the mechanical spring. It rotates reliably to a position that balances with the drag. For this reason, the accuracy of correction in the rolling direction is high.
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、以下の説明においては、撮像用の光学モジュール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軸方向、Y軸方向、Z軸方向とし、光軸L(レンズ光軸/光学素子の光軸)に沿う第1方向をZ軸方向とし、Z軸方向(第1方向)に交差する第2方向をY軸方向とし、Z軸方向(第1方向)およびY軸方向(第2方向)に交差する第3方向をX軸方向とする。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軸方向の一方側には+Xを付し、他方側には−Xを付し、Y軸方向の一方側には+Yを付し、他方側には−Yを付し、Z軸方向の一方側(被写体側とは反対側/光軸方向後側)には+Zを付し、他方側(被写体側/光軸方向前側)には−Zを付して説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, a configuration for preventing camera shake of the imaging optical module will be exemplified. In the following description, the three directions orthogonal to each other are the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction, respectively, and the first direction along the optical axis L (lens optical axis / optical axis of the optical element) is the Z-axis direction. The second direction intersecting the Z-axis direction (first direction) is the Y-axis direction, and the third direction intersecting the Z-axis direction (first direction) and the Y-axis direction (second direction) is the X-axis direction. To do. Further, in the following description, among the shakes in each direction, rotation around the X axis corresponds to so-called pitching (pitch), rotation around the Y axis corresponds to so-called yawing (roll), and Z axis The rotation around corresponds to so-called rolling. Also, + X is attached to one side in the X axis direction, -X is attached to the other side, + Y is attached to one side in the Y axis direction, -Y is attached to the other side, and Z axis One side of the direction (opposite the subject side / optical axis direction rear side) is denoted by + Z, and the other side (subject side / optical axis direction front side) is denoted by -Z.
[実施の形態1]
(撮影用の光学ユニットの全体構成)
図1は、本発明を適用した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。
[Embodiment 1]
(Overall configuration of optical unit for shooting)
FIG. 1 is an explanatory view schematically showing a state in which an optical unit with a shake correction function to which the present invention is applied is mounted on an optical device such as a mobile phone.
図1に示す光学ユニット300(振れ補正機能付き光学ユニット)は、Z軸方向に沿って光軸Lが延在するレンズ1a等を備えた光学モジュール10を有しており、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等として用いられる。従って、光学ユニット300は、光学機器1000のシャーシ2000(機器本体)に支持された状態で搭載される。
An optical unit 300 (an optical unit with a shake correction function) illustrated in FIG. 1 includes an
光学ユニット300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、光学ユニット300では、ジャイロスコープ(振れ検出センサ)等によって手振れを検出した結果に基づいて、後述する揺動用磁気駆動機構(図1では図示せず)によって、光学モジュール10を光軸Lに直交する2軸周りに揺動させて、いわゆるピッチングおよびヨーイングを補正する。また、本形態では、後述するローリング用磁気駆動機構(図1では図示せず)によって、光学モジュール10をZ軸周りに回転させて、いわゆるローリングを補正する。このため、光学ユニット300には、光学モジュール10、揺動用磁気駆動機構およびローリング用磁気駆動機構への給電等行うためのフレキシブル配線基板1800、1900が引き出されており、かかるフレキシブル配線基板1800、1900は、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。
In the
(光学ユニット300の概略構成)
図2は、本発明の実施の形態1に係る光学ユニット300の概略構成図であり、図2(a)、(b)は、光学ユニット300のYZ断面、およびXY断面図である。
(Schematic configuration of the optical unit 300)
2 is a schematic configuration diagram of the
図2に示すように、本形態では、上記の振れ補正を行うにあたって、光学ユニット300のハウジングを構成する固定体60の内側に、光学モジュール10、および光学モジュール10の周りを囲む支持体20を備えた可動体100を配置するともに、支持体20と光学モジュール10との間に揺動用磁気駆動機構500を設けてある。このため、ピッチングおよびヨーイングの補正を行う際には、可動体100の内部において、揺動用磁気駆動機構が光学モジュール10を支持体20に対して揺動させる。また、本形態では、固定体60と可動体100との間にローリング用磁気駆動機構600を設け、ローリングの補正を行う際、ローリング用磁気駆動機構600が固定体60の内部で可動体100を光軸L周りに回転させる。
As shown in FIG. 2, in the present embodiment, when performing the above-described shake correction, the
より具体的には、本形態の光学ユニット300は、固定体60のユニットケース66の内側に、レンズ1aを備えた光学モジュール10を有する可動体100と、可動体100(光学モジュール10)を光軸L周りに回転可能に支持する第1支持機構80と、可動体100(光学モジュール10)を光軸L周りに回転させるローリング用磁気駆動機構600とを有している。ローリング用磁気駆動機構600は、固定体60の内側で可動体100と固定体60との間に構成されている。また、第1支持機構80は、光軸Lの周りを囲むように配置されたボールベアリング81と、可動体100(光学モジュール10)が固定体60に弾性をもって支持された状態とする機械的バネ85とを有している。
More specifically, the
可動体100は、光学モジュール10と、光学モジュール10の周りを囲む支持体20とを有しており、光学モジュール10は、第2支持機構30によって、支持体20の内側で揺動可能に支持されている。また、可動体100において、支持体20と光学モジュール10との間には、光学モジュール10を支持体20に対して光軸Lに直交する2軸周り(軸線L11周りおよび第2軸線L12周り)に揺動させる揺動用磁気駆動機構500が構成されている。このため、ローリング用磁気駆動機構600と揺動用磁気駆動機構500とは、離間して独立して設けられている。
The
本形態において、可動体100では、光学モジュール10および揺動用磁気駆動機構500が支持体20の内側に配置されている。また、可動体100は、光軸Lの延長線上で支持体20から光軸方向後側(Z軸方向の一方側+Z)に向けて突出した凸部190を有しており、ボールベアリング81は、可動体100の凸部190の周りを囲むように配置されている。このため、ボールベアリング81は、可動体100において光学モジュール10および揺動用磁気駆動機構500が配置されている部分(支持体20)に対して光軸Lが延在している側とは反対側に配置されている。
In this embodiment, in the
また、ローリング用磁気駆動機構600は、可動体100の4つの側面の各々に磁石ホルダ171、172によって設けられた4つの磁石610と、固定体60において4つの磁石610とX軸方向およびY軸方向で1対1の関係をもって対向する4つのコイル620とを有している。このため、光軸Lに対して直交する方向からみたとき、ローリング用磁気駆動機構600は、可動体100の支持体20と重なる位置に配置されている。本形態において、コイル620は、コイルホルダ69によって固定体60に固定されている。また、機械的バネ85は、ボールベアリング81に対して光軸方向後側(Z軸方向の一方側+Z)で、可動体100の凸部190と固定体60との間に接続されている。
Further, the rolling
ここで、磁石610は、コイル620においてZ軸方向に延在する部分に鎖交した磁界を発生させる。従って、コイル620に通電すれば、可動体100は、光軸L周りに回転する。
Here, the
また、固定体60では、ユニットケース66のY軸方向の一方側にカバー665が設けられており、可動体100から引き出されたフレキシブル配線基板1800は、カバー665の内側において、光軸方向前側に向けて湾曲して光軸方向前側に向けて延在した後、湾曲部1890で光軸方向後側に向けて湾曲して軸方向後側に向けて延在している。
In the fixed
(本形態の主な効果)
このように本形態の光学ユニット300において、揺動用磁気駆動機構500は、可動体100の支持体20の内側に配置され、ローリング用磁気駆動機構600は、支持体20の外側に配置されている。このため、揺動用磁気駆動機構500とローリング用磁気駆動機構600とが離間して独立して設けられている。従って、ピッチングやヨーイングの補正に加えて、ローリングの補正をするように構成した場合でも、揺動用磁気駆動機構500とローリング用磁気駆動機構600との間で磁気的な干渉が発生しにくい。
(Main effects of this form)
As described above, in the
また、光学モジュール10を光軸L周りに回転可能に支持する第1支持機構80は、機械的バネ85を有している。このため、ローリング用磁気駆動機構600の動作を停止しているとき、光学モジュール10は、機械的バネ85の付勢力を受けて常に原点位置に保持されている。従って、ローリング方向の補正の制御が容易である。また、ローリング用磁気駆動機構600が作動して光学モジュール10を光軸L周りに回転させた際、機械的バネ85は抗力を発揮するため、光学モジュール10は、ローリング用磁気駆動機構600からの駆動力と機械的バネ85の抗力とが釣り合う位置まで確実に回転する。それ故、ローリング方向の補正の精度が高い。
The
また、第1支持機構80は、光軸Lの周りを囲むように配置されたボールベアリング81を備えており、可動体100は、ボールベアリング81によって光軸L周りに回転可能に支持されている。従って、可動体100は、ローリング方向の補正の際、ボールベアリング81の軸線を中心にスムーズに回転する。
The
また、フレキシブル配線基板1800は、カバー665の内側において、光軸方向前側に向けて湾曲して光軸方向前側に向けて延在した後、湾曲部1890で光軸方向後側に向けて湾曲して軸方向後側に向けて延在している。このため、可動体100が光軸L周りに回転した際、フレキシブル配線基板1800は、可動体100に抗力を作用させにくい。
In addition, the
(実施の形態1に係る光学ユニット300の具体的構成例)
図3は、本発明の実施の形態1に係る光学ユニット300の具体的構成の一例を示す斜視図であり、図3(a)、(b)は、光学ユニット300を光軸方向前側からみたときの斜視図、および分解斜視図である。図4は、図3に示す光学ユニット300をより細かく分解したときの分解斜視図である。図5は、図3に示す光学ユニット300のYZ断面図である。
(Specific configuration example of
3 is a perspective view illustrating an example of a specific configuration of the
図3および図4に示す光学ユニット300において、固定体60は、光軸方向後側が開放端になっている角形のユニットケース66と、ユニットケース66の光軸方向後側の開口を塞ぐ底板67とを有している。ユニットケース66は、光軸方向前側に位置する前板部661と、前板部661の端部から光軸方向後側に屈曲した角筒状の胴部662とを有しており、前板部661の中央には、被写体側からの光を内側に導く窓661aが形成されている。底板67は、光軸Lと直交する方向に広がる矩形の本体部671と、本体部671のX軸方向の一方側+Xの端部、X軸方向の他方側−Xの端部、およびY軸方向の他方側−Yの端部から光軸方向前側に屈曲した3枚の側板部672とを有しており、側板部672がユニットケース66の胴部662に内部面に重なって固定されている。
In the
固定体60は、胴部662のY軸方向の一方側+Yに固定されたカバー665を有しており、カバー665は、ユニットケース66より外形寸法が小さい。固定体60は、底板67の光軸方向前側の面に固定されたベアリングホルダ98を有しており、ベアリングホルダ98の中央には円形の穴980が形成されている。固定体60は、ユニットケース66の胴部662の内面に固定された角筒状のコイルホルダ69を有しており、コイルホルダ69の4つの内面の各々にコイル620が保持されている。
The fixed
可動体100は、光学モジュール10等を内側に収容した支持体20と、支持体20から引き出されたフレキシブル配線基板1800、1900とを有している。可動体100は、磁石610を光軸方向の両側で保持する矩形の磁石ホルダ171、172を有しており、磁石610および磁石ホルダ171、172は、支持体20に固定されている。この状態で、磁石610は、コイル620に対向してコイル620においてZ軸方向に延在する辺部分に鎖交する磁界を発生させ、可動体100と固定体60との間で、コイル620とともに、ローリング用磁気駆動機構600を構成している。かかるローリング用磁気駆動機構600は、光軸Lに直交する方向(X軸方向およびY軸方向)からみたとき、可動体100の支持体20と重なっている。
The
可動体100は、支持体20に対して光軸方向後側に固着された保持板130を有しており、保持板130は、支持体20を光軸方向後側で保持する平板部131と、平板部131のX軸方向の一方側+Xの端部、X軸方向の他方側−Xの端部、およびY軸方向の他方側−Yの端部から光軸方向前側に屈曲した3枚の側板部132とを有している。側板部132は支持体20の外側に重なった状態で支持体20に固定されている。保持板130において、平板部131には、光軸Lの延長線上で光軸方向後側(Z軸方向の一方側+Z)に向けて突出した有底円筒状の凸部190が形成されている。このため、可動体100は、光軸Lの延長線上で支持体20から光軸方向後側(Z軸方向の一方側+Z)に向けて突出した凸部190を有している。
The
(第1支持機構80の具体的構成例)
本形態において、凸部190の周りには、第1支持機構80のボールベアリング81が配置されており、ボールベアリング81の内輪811は、凸部190に嵌った状態でワッシャ810により固定されている。これに対して、ボールベアリング81において、内輪811との間にボール813を保持する外輪812は、ベアリングホルダ98の穴980の内側で固定されている。従って、可動体100は、ボールベアリング81を介して光軸L周りに回転可能に支持されている。
(Specific configuration example of the first support mechanism 80)
In this embodiment, the
また、第1支持機構80は、ボールベアリング81に対して光軸方向後側に機械的バネ85を有している。本形態において、機械式バネ85は、板状バネ85aであり、凸部190の光軸方向後側端面に固定された内側連結部851と、ベアリングホルダ98の光軸方向後側端面に固定された外側連結部852と、内側連結部851と外側連結部852とを連結する複数本のアーム部853とを有している。
Further, the
(フレキシブル配線基板1800の具体的構成例)
フレキシブル配線基板1800は、支持体20の光軸方向後側端部と保持板130の平板部131との間を通ってユニットケース66の胴部662に形成された切り欠き679からY軸方向の一方側+Yに引き出された後、カバー665の内側で引き回され、その後、カバー665と底板67の本体部671との間を通ってカバー665からY軸方向の一方側+Yに引き出されている。ここで、フレキシブル配線基板1800は、カバー665の内側では、光軸方向前側に向けて湾曲して光軸方向前側に向けて延在した後、湾曲部1890で光軸方向後側に向けて湾曲して軸方向後側に向けて延在している。このため、可動体100が光軸L周りに回転した際、フレキシブル配線基板1800は、可動体100に抗力を作用させにくい。
(Specific configuration example of flexible wiring board 1800)
The
なお、フレキシブル配線基板1900の端部は、ユニットケース66の内側において切り欠き679付近でフレキシブル配線基板1800と接続されている。このため、フレキシブル配線基板1800のみがユニットケース66から外側に延在している。
Note that the end of the
(可動体100の具体的構成例)
図6は、図3に示す光学ユニット300に用いた可動体100の具体的構成の一例を示す分解斜視図である。図7は、図6に示す光学モジュール10等の斜視図である。図8は、図7に示す光学モジュール10等の分解斜視図である。
(Specific configuration example of movable body 100)
FIG. 6 is an exploded perspective view showing an example of a specific configuration of the
図6、図7および図8に示すように、可動体100は、支持体20と、光学モジュール10と、光学モジュール10が支持体20に対して揺動可能に支持された状態とする第2支持機構30と、光学モジュール10と支持体20との間で光学モジュール10を支持体20に対して相対的に揺動させる揺動用磁気駆動機構500とを有している。
As shown in FIGS. 6, 7, and 8, the
支持体20はケース1200を備えている。ケース1200は、光学モジュール10の周りを囲む角筒状の胴部1210と、胴部1210のZ軸方向の他方側−Zの端部から径方向内側に張り出した矩形枠状の端板部1220とを備えており、端板部1220には矩形の窓1221が形成されている。支持体20は、ケース1200のZ軸方向の他方側−Zに固定されたカバー1600と、カバー1600のZ軸方向の他方側−Zに固定されたカバーシート1700とを有している。カバー1600は、ケース1200の端板部1220に重なる板状の枠部1610と、枠部1610の内縁からZ軸方向の一方側+Zに屈曲した角筒状の側板部1620とを備えており、側板部1620は、ケース1200の窓1221からケース1200の内側に差し込まれている。側板部1620のZ軸方向の一方側+Zの端部の4つの角部分には、三角形の板状の連結部1630が形成されており、連結部1630には、後述する矩形枠25が固定されている、なお、カバーシート1700には被写体からの光を光学モジュール10に導く窓1710が形成されている。
The
支持体20は、ケース1200の光軸方向後側を覆う矩形の第1底板1400を有している。第1底板1400には、フレキシブル配線基板1800の引き回し部1840を外部に引き出すための開口部1410が形成されており、かかる開口部1410は、第1底板1400に対してZ軸方向の一方側+Zから重なる第2底板1500によって覆われている。第1底板1400は、矩形の底板部1420と、底板部1420の4つの縁からZ軸方向の他方側−Zに向けて突出した側板部1440とを備えている。
The
支持体20は、光学モジュール10の周りを囲むように配置された矩形枠状の板状ストッパ1300を有しており、板状ストッパ1300は、第1底板1400の側板部1440とケース1200の胴部1210とに挟まった状態で、第1底板1400およびケース1200とに固定されている。本形態において、板状ストッパ1300の内周側に位置する部分は、光学モジュール10に対してZ軸方向の一方側+Zで重なる。このため、板状ストッパ1300は、光学モジュール10のZ軸方向の一方側+Zへの可動範囲を規定している。
The
(揺動用磁気駆動機構500の具体的構成理)
揺動用磁気駆動機構500は、板状の磁石520とコイル560とを利用した磁気駆動機構である。コイル560は、光学モジュール10に保持され、磁石520は、ケース1200の胴部1210の4つの側板部の内面に保持されている。本形態において、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、磁石520は、光軸L方向に2つに分割されており、コイル560の側に位置する磁極が光軸L方向で異なるように着磁されている。このため、コイル560は、上下の長辺部分が有効辺として利用される。ケース1200は磁性材料から構成されており、磁石520に対するヨークとして機能する。
(Specific configuration of the swinging magnetic drive mechanism 500)
The swinging
(光学モジュール10の具体的構成例)
光学モジュール10は、レンズ1a等を保持するホルダ4と、ホルダ4の光軸方向前側の端面に固定されたウエイト5と、ホルダ4を保持するフレーム1110とを有している。ホルダ4の内側には、レンズ1aを光軸方向に駆動するフォーカシング駆動用のアクチュエータ(図示せず)等が設けられることがある。光学モジュール10の基板1810には、撮像素子1bで得られた信号を出力するための信号出力用のフレキシブル配線基板1800が接続されている。また、基板1810の光軸方向後側には、ジャイロスコープ13(図5参照)が実装されている。なお、光学モジュール10の内部にフォーカシング駆動用のアクチュエータ(図示せず)が設けられている場合、かかるアクチュエータへの駆動電流の供給は、フレキシブル配線基板1800を利用して行われる。
(Specific configuration example of the optical module 10)
The
フレーム1110は、光学モジュール10の外周部分を構成しており、概ね、ホルダ4を内側に保持する筒状のホルダ保持部1120と、ホルダ保持部1120のZ軸方向の一方側+Zの端部で拡径する肉厚のフランジ部1130とを有している。フランジ部1130の外面には、コイル560を保持するコイル保持部1150が形成されている。光学モジュール10には、コイル560に対する給電用のフレキシブル配線基板1900が接続されている。
The
(第2支持機構30の具体的構成例)
本形態の可動体100において、手振れを補正するには、光学モジュール10を光軸Lに直交する軸線L11周りに揺動可能に支持するとともに、光学モジュール10を光軸Lに直交し、軸線L11に交差する軸線L12周りに揺動可能に支持する必要がある。このため、光学モジュール10と支持体20との間には、以下に説明する第2支持機構30が構成されている。
(Specific configuration example of the second support mechanism 30)
In the
本形態では、第2支持機構30では、ジンバル機構30aと板状バネ70とが用いられている。ジンバル機構30aを構成するにあたって、矩形枠25を介してカバー1600に支持された矩形の可動枠32を用いる。可動枠32は、4つの角部を有しており、本形態において、角部同士を連結する連結部は、各々の延在方向およびZ軸方向に対して直交する方向に湾曲した蛇行部を有している。ここで、可動枠32の4つの角部の内側には金属製の球体が溶接等によって固定されており、かかる球体は、径方向内側に半球状の凸面を向ける突部を構成している。
In this embodiment, the
ここで、ケース1200(支持体20)の端板部1220にはカバー1600が固定されているとともに、カバー1600の連結部1630には矩形枠25が固定されている。矩形枠25は、4つの角部のうち、軸線L11が延在する方向に位置する2つの角部からZ軸方向の一方側+Zに向けて突出した支持板部255を有しており、2つの支持板部255の外面に形成された凹部に可動枠32の2つの角部に固定された球体が各々、支持されている。
Here, the
また、可動枠32において、軸線L12が延在する方向に位置する他の2つの角部に固定された球体は、フレーム1110に形成された凹部に支持されている。このため、光学モジュール10は、軸線L11周りに揺動可能に支持されているとともに、軸線L12周りに揺動可能に支持されている。
In the
ここで、可動枠32は、コイル保持部1150と同じ高さ位置(Z軸方向における同一の位置)にある。このため、光軸Lに対して直交する方向からみたとき、ジンバル機構30aは、揺動用磁気駆動機構500と重なる位置に設けられている。特に本形態では、光軸L方向に対して直交する方向からみたとき、ジンバル機構30aは、揺動用磁気駆動機構500のZ軸方向の中心と重なる位置に設けられている。本形態において、可動枠32は、バネ性を有する金属材料等で構成されており、光学モジュール10の自重では下方に撓まないが、外部から衝撃が加わった際、衝撃を吸収可能なバネ性を有している。また、可動枠32は、連結部がバネ性を有しているため、球体とフレーム1110との間、および球体と矩形枠25との間にガタつきが発生しない。
Here, the
第2支持機構30は、光学モジュール10と支持体20とに接続して、揺動用磁気駆動機構500が停止状態にあるときの光学モジュール10の姿勢を規定する板状バネ70を有している。本形態において、板状バネ70は、金属板を所定形状に加工したバネ部材であり、フレーム1110に連結される内側連結部71と、矩形枠25に連結される外側連結部72と、内側連結部71と外側連結部72を連結するアーム部73とを有している。ここで、ジンバル機構30aは、揺動用磁気駆動機構500のZ軸方向の中心と重なる位置に設けられているのに対して、板状バネ70は、揺動用磁気駆動機構500のZ軸方向の中心と重なる位置よりZ軸方向の他方側−Zに位置する。
The
光学モジュール10は、光学モジュール10のZ軸方向の途中位置を中心に揺動する。また、ジンバル機構30aおよび揺動用磁気駆動機構500は、光学モジュール10のZ軸方向の途中位置に設けている。このため、光学モジュール10は、光学モジュールを光軸方向後側を中心に揺動する構成と同一の角度揺動させた場合とを比較すると、X軸方向およびY軸方向において光軸方向前側での光学モジュール10の変位量の最大値が小さい。従って、光学モジュール10の周りには、光軸L方向と直交する方向に大きなスペースを確保する必要がないため、可動体100の光軸L方向と直交する方向のサイズを小さくすることができる。特に本形態では、ジンバル機構30aおよび揺動用磁気駆動機構500は、光学モジュール10のZ軸方向の中間位置(中央位置)に設けられている。また、ジンバル機構30aおよび揺動用磁気駆動機構500は、Z軸方向において、光学モジュール10のZ軸方向における重心位置と同一の位置に設けられている。ここで、光学モジュール10は、Z軸方向の中間位置よりZ軸方向の一方側+Zに重心がずれているが、光学モジュール10では、ホルダ4のZ軸方向の他方側−Zの端部にウエイト5が取り付けられている。このため、光軸L方向において、光学モジュール10の重心位置は、ウエイト5によってジンバル機構30aによる支持位置側にシフトしている。従って、光学モジュール10の重心位置は、光学モジュール10のZ軸方向の中間位置(中央位置)に位置し、かかる重心位置とZ軸方向における同一位置にジンバル機構30aが設けられている。従って、比較的小さな駆動力で光学モジュール10を適正に揺動させることができるとともに、光学モジュール10を揺動させた際の機械的共振を抑制することができる等、光学モジュール10によって手振れを適正に補正することができる。
The
(フレキシブル配線基板1800、1900の引き回し構造)
フレキシブル配線基板1800において、引き回し部1840は、Y軸方向に延在するスリット1850によってX軸方向で並列する第1帯状部1860と第2帯状部1870とに分割されている。かかる引き回し部1840は、第1底板1400の開口部1410を介して外部に引き出され、第1底板1400と第2底板1500の間を通って可動体100の外側に引き出されている。
(
In the
ここで、フレキシブル配線基板1800は、光学モジュール10の光軸方向後側の端面のうち、光軸LよりY軸方向の一方側+Yから引き出されている。本形態では、引き回し部1840が第1帯状部1860と第2帯状部1870とに分割されているが、第1帯状部1860および第2帯状部1870はいずれも、光学モジュール10からの引き出し部からY軸方向において光軸Lより他方側−Yまで延在する第1延在部1881と、第1延在部1881の先端側で光軸方向後側(Z軸方向の一方側+Z)に向けて湾曲する第1湾曲部1882と、第1湾曲部1882からY軸方向の一方側+Yに向けて延在する第2延在部1883とを有しており、光学モジュール10の光軸方向後側の端面に隙間を介して平行に対向する状態で延在している。また、第2延在部1883は、途中から第1底板1400の開口部1410を通って外部に引き出されており、光軸LよりY軸方向の一方側+Yで第1底板1400のZ軸方向の一方側+Zの面に両面テープ等の可撓性のシート19によって固定されている。なお、光学モジュール10の光軸方向後側の端面には、第1延在部1881との間にスペーサ18(図5参照)が固定されている。このため、光学モジュール10の光軸方向後側の端面にはジャイロスコープ13が固定されていても、ジャイロスコープ13と第1延在部1881との間には隙間があいている。
Here, the flexible printed
フレキシブル配線基板1900の引き回し部1920も、第1帯状部1860および第2帯状部1870と同様に、第1帯状部1860と第2帯状部1870とによってX軸方向で挟まれた位置に、Y軸方向において光軸Lより他方側−Yまで延在する第1延在部1921と、第1延在部1921の先端側で光軸方向後側(Z軸方向の一方側+Z)に向けて湾曲する第1湾曲部1922と、第1湾曲部1922からY軸方向の一方側+Yに向けて延在する第2延在部1923とを有している。また、第2延在部1923は、途中から第1底板1400の開口部1410を通って外部に引き出されており、光軸LよりY軸方向の一方側+Yで第1底板1400のZ軸方向の一方側+Zの面に可撓性のシート19によって第1底板1400に固定されている。
Similarly to the first belt-shaped
従って、本形態では、フレキシブル配線基板1800、1900の引き回し部1840、1920の寸法が長いので、光学モジュール10が揺動した際、フレキシブル配線基板1800、1900から光学モジュール10に加わる力が小さい。それ故、光学モジュール10を適正に揺動させることができるので、手振れ等の振れを適正に補正することができる。
Therefore, in this embodiment, since the dimensions of the
[実施の形態1の変形例]
図9は、本発明の実施の形態1の変形例に係る光学ユニット300の概略構成図である。なお、図9では、固定体60等の図示を省略してある。また、本形態および後述する形態の基本的な構成は、実施の形態1と同様であるため、対応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。
[Modification of Embodiment 1]
FIG. 9 is a schematic configuration diagram of an
上記実施の形態1では、ボールベアリング81が可動体100の支持体20に対して光軸方向後側に配置され、光軸Lに対して直交する方向からみたとき、ローリング用磁気駆動機構600が、可動体100の支持体20と重なる位置に配置されていたが、図9に示すように、本形態では、ボールベアリング81およびローリング用磁気駆動機構600が可動体100の支持体20に対して光軸方向後側に配置されている。
In the first embodiment, the
より具体的には、図9(a)に示す光学ユニット300では、可動体100の保持板130から光軸方向後側に突出した凸部190の周りに第1支持機構80のボールベアリング81が配置されている。より具体的には、ボールベアリング81の内輪811が凸部190に固定され、内輪811に対して径方向外側で外輪812が固定体60に固定されている。また、保持板130には、ボールベアリング81より外周側で光軸方向後側に突出した筒部191が形成され、かかる筒部191の外周面にローリング用磁気駆動機構600の磁石610が保持されている。また、磁石610に対しては、径方向外側でローリング用磁気駆動機構600のコイル620が対向している。この場合、第1支持機構80の機械的バネ85(板状バネ85a)は、例えば、支持体20とボールベアリング81との間に配置される。
More specifically, in the
また、図9(b)に示す光学ユニット300では、可動体100の保持板130から光軸方向後側に突出した凸部190の周りに第1支持機構80のボールベアリング81が配置されている。また、凸部190の光軸方向後側の端部には、光軸Lに対して直交する支持板部192が形成され、支持板部192の光軸方向後側の端面に磁石610が保持されている。また、磁石610に対しては、光軸方向後側でローリング用磁気駆動機構600のコイル620が対向している。この場合、第1支持機構80の機械的バネ85(板状バネ85a)は、例えば、ボールベアリング81とローリング用磁気駆動機構600との間に配置される。
In the
かかる構成でも、光軸Lに対して直交する方向からみたとき、支持体20の内部に構成された揺動用磁気駆動機構500と、ローリング用磁気駆動機構600とが大きく離間している。従って、揺動用磁気駆動機構500とローリング用磁気駆動機構600との間で磁気的な干渉が発生しにくいので、振れ補正の制御が容易である。
Even in such a configuration, when viewed from a direction orthogonal to the optical axis L, the oscillating
[実施の形態2]
図10は、本発明の実施の形態2に係る光学ユニット300の概略構成図であり、図10(a)、(b)、(c)は、光学ユニット300の斜視図、断面図、およびその変形例の断面図である。上記実施の形態1では、ボールベアリング81が可動体100の支持体20に対して光軸方向後側に配置されていたが、図10(a)に示すように、本形態では、光軸Lに対して直交する方向からみたとき、ボールベアリング81は、可動体100の支持体20と重なる位置に配置されている。より具体的には、支持体20の円柱状の胴部の周りにボールベアリング81の内輪811が固定され、内輪811に対して径方向外側で外輪812が固定体60に固定されている。
[Embodiment 2]
10 is a schematic configuration diagram of an
かかる光学ユニット300のうち、図10(b)に示す光学ユニット300では、可動体100の保持板130から光軸方向後側に凸部190が突出しており、かかる凸部190の光軸方向後側端部の周りには、ボールベアリング81より小径のボールベアリング82が配置されている。また、ボールベアリング82と支持体20との間にはローリング用磁気駆動機構600が配置されている。ここで、ローリング用磁気駆動機構600では、可動体100側の凸部190にコイル620が保持され、コイル620に対して径方向外側に磁石610が配置されている。この場合、第1支持機構80の機械的バネ85(板状バネ85a)は、支持体20とコイル620との間に配置される。
Among such
また、図10(c)に示す光学ユニット300では、可動体100から光軸方向後側に突出した凸部190の光軸方向後側端部に、光軸Lに対して直交する支持板部192が形成され、支持板部192の光軸方向後側の端面にローリング用磁気駆動機構600の磁石610が保持されている。また、磁石610に対しては、光軸方向後側でローリング用磁気駆動機構600のコイル620が対向している。この場合、第1支持機構80の機械的バネ85(板状バネ85a)は、例えば、支持体20と支持板部192との間に配置される。
Further, in the
かかる構成でも、光軸Lに対して直交する方向からみたとき、支持体20の内部に構成された揺動用磁気駆動機構500と、ローリング用磁気駆動機構600とが大きく離間している。従って、揺動用磁気駆動機構500とローリング用磁気駆動機構600との間で磁気的な干渉が発生しにくいので、振れ補正の制御が容易である。また、第1支持機構80は、機械的バネ85を有しているため、ローリング用磁気駆動機構600の動作を停止しているとき、光学モジュール10は、機械的バネ85の付勢力を受けて常に原点位置に保持されている。従って、ローリング方向の補正の制御が容易である等、実施の形態1と同様な効果を奏する。
Even in such a configuration, when viewed from a direction orthogonal to the optical axis L, the oscillating
[実施の形態3]
図11は、本発明の実施の形態3に係る光学ユニット300の概略構成図であり、図11(a)、(b)は、光学ユニット300のYZ断面、およびXY断面図である。
[Embodiment 3]
FIG. 11 is a schematic configuration diagram of an
図11に示すように、本形態の光学ユニット300において、第1支持機構80は、光軸方向後側で可動体100を光軸L周りに回転可能に支持するピボット部83と、光軸方向前側でピボット部83との間で可動体100を支持するボールベアリング84とを有している。
As shown in FIG. 11, in the
ビボット部83は、光軸Lの延長線上で可動体100の保持板130の凸部134に形成された凹部135の内側に接する球体830と、球体830を光軸方向前側(可動体100の側)に向けて付勢する付勢部材831とを有しており、ピボット部83は、弾性をもって可動体100に接している。本形態において、付勢部材831は板バネからなる。
The
また、ボールベアリング84は、光軸L周りに配置された複数の球体840と、複数の球体840を保持する環状の球体保持部材841と、球体840に光軸方向前側から接する環状の前側支持板842と、球体840に光軸方向後側から接する環状の後側支持板843とを有しており、前側支持板842は固定体60に固定され、後側支持板843は可動体100に固定されている。
The
本形態において、可動体100の外周面にローリング用磁気駆動機構600の磁石610が保持され、磁石610に対しては、径方向外側でローリング用磁気駆動機構600のコイル620が対向している。従って、光軸L方向に直交する方向からみたとき、ローリング用磁気駆動機構600は、可動体100の支持体20と重なっている。
In this embodiment, the
また、機械的バネ85(板状バネ85a)は、可動体100の支持体20に対して光軸方向後側、例えば、保持板130の凸部134に接続する位置に設けられている。
Further, the mechanical spring 85 (plate spring 85 a) is provided on the rear side in the optical axis direction with respect to the
かかる構成でも、揺動用磁気駆動機構500とローリング用磁気駆動機構600との間で磁気的な干渉が発生しにくいので、振れ補正の制御が容易である。また、第1支持機構80は、機械的バネ85を有しているため、ローリング用磁気駆動機構600の動作を停止しているとき、光学モジュール10は、機械的バネ85の付勢力を受けて常に原点位置に保持されている。従って、ローリング方向の補正の制御が容易である等、実施の形態1と同様な効果を奏する。
Even in such a configuration, since the magnetic interference hardly occurs between the swinging
[実施の形態4]
図12は、本発明の実施の形態4に係る光学ユニット300の概略構成図であり、図12(a)、(b)は、光学ユニット300のYZ断面、およびXY断面図である。
[Embodiment 4]
FIG. 12 is a schematic configuration diagram of an
図12に示すように、本形態の光学ユニット300において、第1支持機構80は、光軸Lに対して直交する方向からみたときに、可動体100と重なる位置に、可動体100の周りに円弧状に配置されたボールベアリング86を備えている。ここで、ボールベアリング86は、固定体60の側に固定された固定側受け板861と、可動体100の側に保持された可動側受け板862とを備えており、固定側受け板861と可動側受け板862との間に複数の球体863が保持されている。
As shown in FIG. 12, in the
ここで、固定側受け板861において球体863を受ける面は、光軸Lを中心とする円弧状の凹面861aになっており、可動側受け板862において球体863を受ける面は、光軸Lを中心とする円弧状の凸面862aになっている。
Here, the surface that receives the
また、第1支持機構80は、光軸Lに直交する方向のうち、ボールベアリング86が位置する側に向けて可動体100を付勢する機械的バネ85を有している。本形態において、機械的バネ85は板バネ85bである。また、可動体100の側面が板バネ85bを保持する位置は、板バネ85bの光軸L周りの周方向の中心である。このため、板バネ85bは、ボールベアリング86の光軸方向の中央および円弧中心に向けて可動体100を付勢している。本形態では、可動体100のY軸方向の一方側+Yにバネ受け板140を固定してある。かかるバネ受け板140のX方向の中央には、板バネ85bを撓ませる凸部141が形成されているとともに、凸部141には、Y軸方向の一方側+Yに向けて突出する係合突起142が形成されている。ここで、係合突起142は、板バネ85bのX方向の中心に向けて突出し、板バネ85bのX方向の中心に形成された穴851bに係合している。
Further, the
また、ローリング用磁気駆動機構600は、光軸Lに対して直交する方向からみたときに可動体100の支持体20と重なる位置のうち、ボールベアリング86の円弧中心と板バネ85bの中心(機械的バネ85)とを結ぶ仮想線に対して直交する側(X軸方向)に配置されている。本形態では、可動体100の側に磁石610が磁石ホルダ171、172によって固定され、固定体60の側にコイル620がコイルホルダ69によって固定されている。
In addition, the rolling
このように構成した場合も、ローリング用磁気駆動機構600が動作した際、可動体100は光軸L周りに回転する。
Even in such a configuration, the
かかる構成でも、揺動用磁気駆動機構500とローリング用磁気駆動機構600との間で磁気的な干渉が発生しにくいので、振れ補正の制御が容易である。また、第1支持機構80は、機械的バネ85を有しているため、ローリング用磁気駆動機構600の動作を停止しているとき、光学モジュール10は、機械的バネ85の付勢力を受けて常に原点位置に保持されている。従って、ローリング方向の補正の制御が容易である等、実施の形態1と同様な効果を奏する。
Even in such a configuration, since the magnetic interference hardly occurs between the swinging
[実施の形態5]
図13は、本発明の実施の形態5に係る光学ユニット300の概略構成図であり、図13(a),(b)は、光学ユニット300のYZ断面図およびXY断面図である。
[Embodiment 5]
13 is a schematic configuration diagram of an
図13に示すように、本形態の光学ユニット300では、可動体100が固定体60の内側に配置されており、可動体100と固定体60との間に構成された第1支持機構80によって可動体100は光軸L周りに回転可能に固定体60に支持されている。
As shown in FIG. 13, in the
本形態において、第1支持機構80は、中間支持部材88と、光軸Lに斜めに交差する第1軸線L1の延在方向で離間する2個所で可動体100が第1軸線L1周りに回転可能に中間支持部材88に支持された状態とする第1支持部801を有している。また、第1支持機構80は、光軸Lおよび第1軸線L1に対して斜めに交差する第2軸線L2の延在方向で離間する2個所で中間支持部材88が第2軸線L2周りに回転可能に固定体60に支持された状態とする第2支持部802とを有している。
In the present embodiment, the
また、光軸Lに対して直交する方向からみたときに、ローリング用磁気駆動機構600は、可動体100の支持体20と重なる位置に配置されている。本形態において、ローリング用磁気駆動機構600は、可動体100のX軸方向の他方側−Xにヨーク630を介して固定された磁石610と、磁石610に対してX軸方向の他方側−Xで固定体60に固定されたコイル620とを備えている。
Further, when viewed from a direction orthogonal to the optical axis L, the rolling
また、機械的バネ85は、可動体100の支持体20に対して光軸方向後側に配置されている。なお、本形態において、フレキシブル配線基板1800は、X軸方向の一方側+Xに引き出されている。
Further, the
このように構成した場合も、ローリング用磁気駆動機構600を作動させると、可動体100が第1軸線L1周りに回転するとともに、第2軸線L2周りに回転する。その際、第1軸線L1および第2軸線L2周りは、光軸Lに対して斜めに傾いているが、可動体100の第1軸線L1周りの回転と、可動体100の第2軸線L2周りの回転とを合成すると、可動体100は、光軸L周りに回転する。
Even in this configuration, when the rolling
かかる構成でも、揺動用磁気駆動機構500とローリング用磁気駆動機構600との間で磁気的な干渉が発生しにくいので、振れ補正の制御が容易である。また、第1支持機構80は、機械的バネ85を有しているため、ローリング用磁気駆動機構600の動作を停止しているとき、光学モジュール10は、機械的バネ85の付勢力を受けて常に原点位置に保持されている。従って、ローリング方向の補正の制御が容易である等、実施の形態1と同様な効果を奏する。
Even in such a configuration, since the magnetic interference hardly occurs between the swinging
(実施の形態5に係る光学ユニット300の具体的構成例)
図14は、本発明の実施の形態5に係る光学ユニット300の具体的構成の一例を示す斜視図であり、図14(a)、(b)は、光学ユニット300を光軸方向前側からみたときの斜視図、および分解斜視図である。図15は、図14に示す光学ユニット300をより細かく分解したときの分解斜視図である。図16は、図14に示す光学ユニット300の第1支持機構80等の構成を示す分解斜視図である。なお、図14〜図16では、固定体60として固定枠68のみを図示し、ユニットケース66等の図示を省略してある。
(Specific Configuration Example of
FIG. 14 is a perspective view showing an example of a specific configuration of the
図14、図15および図16に示すように、本形態の光学ユニット300において、可動体100では、支持体20がホルダ110に収容されているとともに、ホルダ110はフレーム120に保持されている。固定体60には、可動体100に対してX軸方向の他方側−Xで隣り合う位置に固定枠68が設けられおり、可動体100は、第1支持機構80によって光軸L周りに回転可能に支持されている。
As shown in FIGS. 14, 15, and 16, in the
本形態において、第1支持機構80は、中間支持部材88と、光軸Lに斜めに交差する第1軸線L1の延在方向で離間する2個所で可動体100が第1軸線L1周りに回転可能に中間支持部材88に支持された状態とする第1支持部801を有している。また、第1支持機構80は、光軸Lおよび第1軸線L1に対して斜めに交差する第2軸線L2の延在方向で離間する2個所で中間支持部材88が第2軸線L2周りに回転可能に固定体60に支持された状態とする第2支持部802とを有している。
In the present embodiment, the
かかる第1支持機構80を構成するにあたって、固定枠68は、矩形部分685の対角位置からX軸方向の一方側+Xに突出した2本の支持部681,682が設けられている。本形態において、支持部681は、矩形部分685においてY軸方向の他方側−YかつZ軸方向の一方側+Zの角に設けられ、支持部682は、矩形部分685においてY軸方向の一方側+YかつZ軸方向の他方側−Zに設けられている。ここで、支持部681の先端部および支持部682の先端部は、第2軸線L2上に位置している。かかる支持部681の先端部には、Y軸方向の他方側−YかつZ軸方向の一方側+Zに向く凹状受け部681aが形成され、支持部682の先端部には、Y軸方向の一方側+YかつZ軸方向の他方側−Zに向く凹状受け部682aが形成されている。
In configuring the
フレーム120には、ホルダ110をZ軸方向の一方側+Zで受ける底板部122と、ホルダ110にX軸方向の他方側−X、Y軸方向の一方側+YおよびY軸方向の他方側−Yに重なる側板部121とを有している。また、フレーム120は、底板部122のX軸方向の一方側+Xの端部からZ軸方向の一方側+Zに屈曲した第1板部123と、第1板部123のZ方向の一方側+Zの端部からX軸方向の他方側−Xに屈曲して底板部122と光軸方向で対向する第2板部124とを有しており、底板部122と第2板部124との間にはスペースが空いている。また、フレーム120は、Y軸方向の他方側−Yに位置する側板部121のX軸方向の一方側+XかつZ軸方向の他方側−Zの角からY軸方向の他方側−Yに斜めに突出した支持部125と、Y軸方向の一方側+Yに位置する側板部121のX軸方向の一方側+XかつZ軸方向の一方側+Zの角からY軸方向の一方側+Yに斜めに突出した支持部126とを有している。ここで、支持部125の先端部および支持部126の先端部は、第1軸線L1上に位置している。かかる支持部125の先端部には、Y軸方向の他方側−YかつZ軸方向の他方側−Zに向く凹状受け部125aが形成され、支持部126の先端部には、Y軸方向の一方側+YかつZ軸方向の一方側+Zに向く凹状受け部126aが形成されている。
The
本形態において、中間支持部材88は、Y軸方向に延在する第1アーム部881と、第1アーム部881のY軸方向の一方側+Yの端部からZ軸方向の他方側−Zに延在した第2アーム部882と、第1アーム部881のY軸方向の他方側−Yの端部からZ軸方向の他方側−Zに延在した第3アーム部883とを有している。第1アーム部881、第2アーム部882、および第3アーム部883は、延在方向の途中に蛇行部を備えている。
In the present embodiment, the
中間支持部材88は、第1アーム部881がフレーム120の底板部122と第2板部124との間に配置されている。この状態で、第2アーム部882の先端部は、固定枠68の支持部682の先端部と対向し、第3アーム部883の先端部は、フレーム120の支持部125の先端部に対向している。また、第3アーム部883の根元部分は、固定枠68の支持部681の先端部と対向し、第2アーム部882の根元部分は、フレーム120の支持部126の先端部に対向している。
In the
また、第2アーム部882の先端部には球体889が固定されている。球体889は、固定枠68の支持部682の先端部に形成された凹状受け部682aに弾性をもって当接し、第2軸線L2上で第2支持部802を構成している。第3アーム部883の先端部には球体886が固定されている。球体886は、フレーム120の支持部125の先端部に形成された凹状受け部125aに弾性をもって当接し、第1軸線L1上で第1支持部801を構成している。第3アーム部883の根元部分には球体888が固定されている。球体888は、固定枠68の支持部681の先端部に形成された凹状受け部681aに弾性をもって当接し、第2軸線L2上で第2支持部802を構成している。第2アーム部882の根元部分には球体887が固定されている。球体887は、フレーム120の支持部126の凹状受け部126aに弾性をもって当接し、第1軸線L1上で第1支持部801を構成している。
A
また、第1支持機構80において、機械的バネ85は、可動体100の支持体20に対して光軸方向後側において、内側連結部851が第2板部124に連結され、外側連結部852が固定体60に連結されている。
Further, in the
また、光軸Lに対して直交する方向からみたときに、ローリング用磁気駆動機構600は、可動体100の支持体20と重なる位置に配置されている。本形態において、ローリング用磁気駆動機構600は、可動体100のX軸方向の他方側−Xにおいてフレーム120の側板部121の外面にヨーク630を介して固定された磁石610と、磁石610に対してX軸方向の他方側−Xで固定体60に固定されたコイル620とを備えている。
Further, when viewed from a direction orthogonal to the optical axis L, the rolling
[実施の形態5の変形例]
図17は、本発明の実施の形態5の変形例に係る光学ユニット300の概略構成図であり、光学ユニット300のXY断面図に相当する。
[Modification of Embodiment 5]
FIG. 17 is a schematic configuration diagram of an
上記実施の形態5では、ローリング用磁気駆動機構600が1個所のみに設けられていたが、図17に示すように、ローリング用磁気駆動機構600を複数個所に設け、可動体100に対する光軸L周りの推力を高めてもよい。具体的には、可動体100の側にY軸方向の一方側+Yおよび他方側−Yに延在する補助部材150を設け、第1支持部801、第2支持部802および固定枠68より外側で補助部材150にヨーク630を介して磁石610を取り付ける。また、ローリング用磁気駆動機構600のコイル620を磁石610に対してY軸方向の外側で対向する位置に設ける。
In the fifth embodiment, the rolling
[実施の形態6]
図18は、本発明の実施の形態6に係る光学ユニット300の概略構成図であり、光学ユニット300のXY断面図に相当する。
[Embodiment 6]
FIG. 18 is a schematic configuration diagram of an
図18に示すように、本形態の光学ユニット300では、可動体100が固定体60の内側に配置されており、可動体100と固定体60との間に構成された第1支持機構80によって、可動体100は回転可能に支持されている。ここで、第1支持機構80は、光軸Lから離間した位置で光軸Lに沿って延在する軸線L0周りに可動体100を支持する回転支持部89と、機械的バネ85とを有しており、ローリング用磁気駆動機構600は、軸線L0周りに可動体100を回転させて光学モジュール10を光軸L周りに回転させる。本形態において、軸線L0は、光軸Lに対してX軸方向の一方側+Xに離間しており、フレキシブル配線基板1800は、X軸方向の一方側+Xに引き出されている。また、ローリング用磁気駆動機構600は、光軸Lに対して直交する方向からみたとき、可動体100の支持体20と重なる位置に配置されている。
As shown in FIG. 18, in the
ここで、可動体100では、支持体20を保持するフレーム160を有している。また、固定体60は、第1固定枠65と、第1固定枠65に保持された第2固定枠64とを有しており、回転支持部89は、フレーム160と第2固定枠64との間に構成されている。また、軸線L0に対して支持体20(光学モジュール10)が位置する側とは反対側には、可動体100に保持されたウエイト180が設けられており、可動体100の重心位置を軸線L0に接近させてある。
Here, the
かかる構成でも、可動体100が光軸Lから離間した位置で光軸Lに沿って延在する軸線L0周りに回転する結果、可動体100が光軸Lに対して相対的に回転する。従って、ローリングを補正することができる。また、可動体100には、軸線L0に対して支持体20(光学モジュール10)が位置する側とは反対側にウエイト180が設けられているため、可動体100の重心位置と軸線L0とが接近している。それ故、可動体100をスムーズに軸線L0周りに回転させることができる。
Even in such a configuration, as a result of the
また、揺動用磁気駆動機構500とローリング用磁気駆動機構600との間で磁気的な干渉が発生しにくいので、振れ補正の制御が容易である。また、第1支持機構80は、機械的バネ85を有しているため、ローリング用磁気駆動機構600の動作を停止しているとき、光学モジュール10は、機械的バネ85の付勢力を受けて常に原点位置に保持されている。従って、ローリング方向の補正の制御が容易である等、実施の形態1と同様な効果を奏する。
In addition, since magnetic interference hardly occurs between the swinging
(実施の形態6に係る光学ユニット300の具体的構成例)
図19は、本発明の実施の形態6に係る光学ユニット300の具体的構成の一例を示す斜視図であり、図19(a)、(b)は、光学ユニット300を光軸方向前側からみたときの斜視図、および分解斜視図である。図20は、図19に示す光学ユニット300の固定体60側の構成等を示す説明図であり、図20(a)、(b)は、固定体60側の分解斜視図、およびさらに細かく分解したときの分解斜視図である。図21は、図19に示す光学ユニット300に構成した回転支持部89等の構成を示す分解斜視図である。
(Specific Configuration Example of
FIG. 19 is a perspective view illustrating an example of a specific configuration of the
図19、図20および図21に示すように、本形態の光学ユニット300において、可動体100では、支持体20がフレーム160に保持されている。固定体60は、ユニットケース66の内側に、可動体100の周りを覆う第1固定枠65と、第1固定枠65のX軸方向の一方側+Xの端部に固定された矩形枠状の第2固定枠64と、可動体100をX軸方向の一方側+Xで覆うようにユニットケース66に固定されたカバー650とを有している。本形態において、第1固定枠65は、可動体100のZ軸方向の一方側+Zに重なる底板部654と、X軸方向の他方側−Xで底板部654の端部で屈曲した側板部651と、Y軸方向の一方側+Yで底板部654の端部で屈曲した側板部652と、Y軸方向の他方側−Yで底板部654の端部で屈曲した側板部653とを有している。かかる第1固定枠65をユニットケース66の内側に収容した状態で、ユニットケース66の内面のうち、X軸方向の一方側+Xの端部には、ローリング用磁気駆動機構600のコイル620を配置するスペースが空いており、ユニットケース66の内面のうち、Y軸方向で対向する2つの面の各々に、ローリング用磁気駆動機構600の磁石610が固定されている。第2固定枠64は、機械式バネ85の外側連結部852を第1固定枠65との間に挟んだ状態で側板部652,653のX軸方向の一方側+Xの端面にネジによって固定されている。
As shown in FIGS. 19, 20, and 21, in the
本形態において、第1支持機構80は、光軸Lから離間した位置で光軸Lに沿って延在する軸線L0周りに可動体100を支持する回転支持部89と、機械的バネ85とを有している。かかる回転支持部89を構成するにあたっては、以下に説明するように、第2固定枠64とフレーム160との間に回転支持部89が構成されている。
In the present embodiment, the
まず、第2固定枠64は、Z軸方向で離間する位置でY軸方向に延在する辺部641,642の中央に球体保持部641a,642aが内向きに形成されており、球体保持部641a,642aには球体645、646が固定されている。
First, the second fixed
フレーム160は、Z軸方向で離間する位置に設けられた矩形枠169a,169bがZ軸方向に延在する連結部169c、169dと、連結板161,164とによって連結された構造になっており、内側に支持体20が保持されている。本形態において、連結部169c,169dは、X軸方向の他方側−Xに位置し、連結板161,164は、X軸方向の一方側+Xに位置する。ここで、連結板161,164のうち、Y軸方向の他方側−Yに位置する連結板161には、Y軸方向の他方側−Yの端部からX軸方向の他方側−Xに屈曲したコイル支持板162が設けられ、かかるコイル支持板162の外面(Y軸方向の他方側−Yの面)には、ローリング用磁気駆動機構600のコイル620を保持するコイル保持部163が形成されている。また、連結板161,164のうち、Y軸方向の一方側+Yに位置する連結板164には、Y軸方向の一方側+Yの端部からX軸方向の他方側−Xに屈曲したコイル支持板165が設けられ、かかるコイル支持板165の外面(Y軸方向の一方+Yの面)には、ローリング用磁気駆動機構600のコイル620を保持するコイル保持部(図示せず)が形成されている。このため、コイル620は磁石610と対向することになる。
The
また、Z軸方向の一方側+Zに位置する矩形枠169aにおいて、X軸方向の一方側+XでY軸方向に延在する辺部169eの中央には、受け板168aを保持する連結部166が形成されており、受け板168aの外面(Z軸方向の一方側+Zの面)には、球体645が当接する凹状受け面が形成されている。また、Z軸方向の他方側−Zに位置する矩形枠169bにおいて、X軸方向の一方側+XでY軸方向に延在する辺部169fの中央には、受け板168bを保持する連結部167が形成されており、受け板168bの外面(Z軸方向の他方側−Zの面)には、球体646が当接する凹状受け面が形成されている。ここで、球体645,646は、光軸LからX軸方向に離間した位置にあり、軸線L0上にある。このようにして、球体645、646を用いた回転支持部89が構成されている。
In addition, in the
また、可動体100において支持体20のX軸方向の一方側+Xの面にはウエイト180が固定されており、ウエイト180は、矩形枠169a、169bおよび連結板161、164の間を通ってフレーム160からX軸方向の一方側+Xに突出している。
In the
[実施の形態6の変形例]
図22は、本発明の実施の形態6の変形例に係る光学ユニット300の概略構成図であり、光学ユニット300のXY断面図に相当する。
[Modification of Embodiment 6]
FIG. 22 is a schematic configuration diagram of an
実施の形態6では、球体645、646を用いて回転支持部89を構成したが、図22に示すように、軸895と軸孔896とを利用して回転支持部89を構成してもよい。また、実施の形態6では、可動体100の側にコイル620を設け、固定体60の側に磁石610を設けたが、図22に示すように、可動体100の側にヨーク630を介して磁石610を設け、固定体60の側にコイル620を設けてもよい。
In the sixth embodiment, the
[ローリング用磁気駆動機構の他の構成例]
図23は、本発明を適用した光学ユニット300で採用可能なローリング用磁気駆動機構600の説明図である。光軸Lの周りにローリング用磁気駆動機構600を配置するにあたっては、図23に示すように、4対以上、例えば8対の磁石610とコイル620とを用いてもよい。また、磁石610についは、図23(a)に示すように、平板状の磁石610を用いてもよいが、図23(b)に示すように、円弧状に湾曲した磁石610を用いてもよい。
[Other examples of magnetic drive mechanism for rolling]
FIG. 23 is an explanatory diagram of a rolling
[他の実施の形態]
上記実施の形態のいずれにおいても、磁石610とコイル620とが光軸Lに対して直交する方向で対向している構成、および平板磁石610とコイル620とが光軸方向で対向している構成のいずれを採用してもよい。また、可動体100の側に磁石610を設け、固定体60の側にコイル620を設けた構成、および固定体60の側に磁石610を設け、可動体100の側にコイル620を設けた構成のいずれを採用してもよい。
[Other embodiments]
In any of the above embodiments, the
上記実施の形態では、可動体100の内部に揺動用磁気駆動機構500を設け、可動体100の外部にローリング用磁気駆動機構600を設けたが、可動体100の内部にローリング用磁気駆動機構600を設け、可動体100の外部に揺動用磁気駆動機構500を設けてもよい。
In the above embodiment, the oscillating
[光学ユニット300の使用例]
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300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300に本発明を適用してもよい。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300は、携帯電話機やデジタルカメラ等の他、ヘルメット、自転車、ラジコンヘリコプター等に搭載されるアクションカメラやウエアラブルカメラとして構成してもよい。かかるカメラは、大きな揺れが発生する状況での撮影に使用されるが、本発明によれば、振れを補正することができるので、品位の高い画像を得ることができる。
[Usage example of optical unit 300]
In the above embodiment, the example in which the present invention is applied to the
また、本発明を適用した光学ユニット300は、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、学生のかばん、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。
In addition, the
さらに、本発明を適用した光学ユニット300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等の車載用監視装置として用いることができる。また、本発明を適用した光学ユニット300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、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。
Furthermore, if the
また、本発明を適用した光学ユニット300は、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。
In addition, the
1a レンズ(光学素子)
10 光学モジュール
20 支持体
60 固定体
66 ユニットケース(固定体)
80 第1支持機構
81、82、84 ボールベアリング
85 機械的バネ
88 中間支持部材
89 回転支持部
100 可動体
300 光学ユニット
500 揺動用磁気駆動機構
600 ローリング用磁気駆動機構
610 磁石
620 コイル
801 第1支持部
802 第2支持部
L 光軸
L0 軸線
L1 第1軸線
L2 第2軸線
1a Lens (optical element)
DESCRIPTION OF
80
Claims (22)
固定体と、
前記固定体に対して前記光学モジュールを揺動させる揺動用磁気駆動機構と、
前記光学モジュールを光軸周りに回転可能に支持する第1支持機構と、
前記揺動用磁気駆動機構から離間して独立して設けられ、前記光学モジュールを光軸周りに回転させるローリング用磁気駆動機構と、
を有し、
前記第1支持機構は、前記光学モジュールが前記固定体に弾性をもって支持された状態とする機械的バネを含んでいることを特徴とする光学ユニット。 An optical module for holding an optical element;
A fixed body,
A rocking magnetic drive mechanism that rocks the optical module with respect to the fixed body;
A first support mechanism for rotatably supporting the optical module around an optical axis;
A rolling magnetic drive mechanism that is provided separately from the swinging magnetic drive mechanism, and that rotates the optical module around an optical axis;
Have
The optical unit, wherein the first support mechanism includes a mechanical spring that makes the optical module elastically supported by the fixed body.
前記揺動用磁気駆動機構は、前記可動体において前記光学モジュールを前記支持体に対して揺動させ、
前記ローリング用磁気駆動機構は、前記可動体を前記光軸周りに回転させることにより、前記光学モジュールを前記光軸周りに回転させ、
前記第1支持機構は、前記支持体を介して前記光学モジュールを前記光軸周りに回転可能に支持し、
前記機械的バネは、前記支持体と前記固定体とに接続し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。 The optical module, a support body surrounding the optical module, and a movable body including a second support mechanism that is supported by the support body so that the optical module can swing inside the support body. And
The swing magnetic drive mechanism swings the optical module with respect to the support in the movable body,
The rolling magnetic drive mechanism rotates the optical module around the optical axis by rotating the movable body around the optical axis,
The first support mechanism supports the optical module through the support so as to be rotatable around the optical axis,
The optical unit according to claim 1, wherein the mechanical spring is connected to the support and the fixed body.
前記光軸に対して直交する方向からみたとき、前記ローリング用磁気駆動機構は、前記可動体において前記光学モジュールおよび前記揺動用磁気駆動機構が配置されている部分と重なる位置に配置されていることを特徴とする請求項3に記載の光学ユニット。 The ball bearing is disposed on the rear side in the optical axis direction with respect to a portion where the optical module and the swinging magnetic drive mechanism are disposed in the movable body,
When viewed from a direction perpendicular to the optical axis, the rolling magnetic drive mechanism is disposed at a position overlapping the portion of the movable body where the optical module and the swinging magnetic drive mechanism are disposed. The optical unit according to claim 3.
前記ローリング用磁気駆動機構は、前記可動体において前記光学モジュールおよび前記揺動用磁気駆動機構が配置されている部分に対して前記光軸方向の後側に配置されていることを特徴とする請求項3に記載の光学ユニット。 When viewed from a direction perpendicular to the optical axis, the ball bearing is disposed at a position overlapping the portion of the movable body where the optical module and the oscillating magnetic drive mechanism are disposed,
The said rolling magnetic drive mechanism is arrange | positioned in the said optical axis direction rear side with respect to the part in which the said optical module and the said rocking magnetic drive mechanism are arrange | positioned in the said movable body. 4. The optical unit according to 3.
前記ボールベアリングは、前記光軸方向の前側で前記ピボット部との間で前記可動体を支持していることを特徴とする請求項3に記載の光学ユニット。 The first support mechanism includes a pivot portion that rotatably supports the movable body around the optical axis on the rear side in the optical axis direction,
The optical unit according to claim 3, wherein the ball bearing supports the movable body between the ball bearing and the pivot portion on a front side in the optical axis direction.
前記機械的バネは、前記光軸に直交する方向のうち、前記ボールベアリングが位置する側に向けて前記可動体を付勢し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。 When viewed from a direction perpendicular to the optical axis, the first support mechanism includes a ball bearing arranged in an arc around the movable body at a position overlapping the movable body,
The optical unit according to claim 2, wherein the mechanical spring biases the movable body toward a side where the ball bearing is located in a direction orthogonal to the optical axis.
前記可動体の側面において前記板バネと接する位置には、前記板バネの前記光軸に直交する方向の中心が係合する係合突起が形成されていることを特徴とする請求項12に記載の光学ユニット。 The mechanical spring is a leaf spring;
The engagement protrusion with which the center of the direction orthogonal to the said optical axis of the said plate spring engages is formed in the position which contact | connects the said plate spring in the side surface of the said movable body. Optical unit.
前記ローリング用磁気駆動機構は、前記軸線周りに前記可動体を回転させて前記光学モジュールを前記光軸周りに回転させることを特徴とする請求項2に記載の光学ユニット。 The first support mechanism rotatably supports the movable body around an axis extending along the optical axis at a position spaced from the optical axis;
The optical unit according to claim 2, wherein the rolling magnetic drive mechanism rotates the movable body around the axis to rotate the optical module around the optical axis.
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