JP2017116578A - 可動体の傾き調整方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】振れ補正機能付きユニット1は、光学モジュール2が搭載される可動体10と、可動体10を揺動可能に支持する支持機構30を備える固定体20と、可動体10と固定体20とを接続する板バネ状の弾性支持部材70を備える。可動体10の傾き調整を行う際、まず、偏荷重Fを加えて可動体10を傾けた状態とし、可動体10を動かすために偏荷重Fに応じた駆動力が必要な状態とする。そして、この状態から振れ補正用駆動機構50を駆動して可動体10の傾き調整を行う。可動体10の基準面Hの方向と、目標方向H0とを一致させた状態で、UV硬化型接着剤によって弾性支持部材70と可動体10とを固定する。
【選択図】図7
Description
における可動体の傾き調整方法であって、前記可動体に対して、前記振れ補正用駆動機構の駆動力と逆向きの成分を持つ力が作用する状態を形成する第1工程と、前記可動体の傾き方向が目標方向と一致するように前記駆動力を調節する第2工程と、前記可動体の傾き方向が目標方向と一致した状態で、前記弾性支持部材を介して前記可動体と前記固定体を接続する第3工程と、を行うことを特徴とする。
以下に、図面を参照して、本発明の振れ補正機能付きユニットにおける可動体の傾き調整方法の実施の形態を説明する。図1は振れ補正機能付きユニットの斜視図であり、図2は振れ補正機能付きユニット1の断面図(図1のA−A断面図)である。図1、図2に示す振れ補正機能付きユニット1には、光学モジュール2(図2参照)が搭載される。光学モジュール2を搭載した振れ補正機能付きユニット1は、例えばカメラ付き携帯電話機、ドライブレコーダー等の光学機器や、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等の光学機器に用いられる。このような光学機器では、撮影時に振れが発生すると、撮像画像に乱れが発生することを回避するため、振れ補正機能付きユニット1を駆動して振れを補正する。
Lである。中心軸線L方向は、振れ補正機能付きユニット1に光学モジュール2を搭載した場合に、光学モジュール2の光軸L0(図2参照)と一致させるべき方向である。また、−Z方向は光軸L0方向の像側、+Z方向は光軸L0方向の被写体側となる方向である。振れ補正機能付きユニット1の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)に相当する。また、Z軸周りの回転は、いわゆるローリングに相当する。
固定体20は、Z軸方向に見た場合に略正方形の外形をした第1ケース210と、第1ケース210に対して−Z方向側から組み付けられる第2ケース250を備える。第1ケース210は、溶接等により第2ケース250と固定される。第1ケース210は、可動体10の周りを囲む角筒状の胴部211と、胴部211の+Z方向の端部から内側に張り出した矩形枠状の端板部212を備える。端板部212の中央には窓214が形成されている。胴部211は、+X方向側、−X方向側、+Y方向側、−Y方向側の各方向に位置する側板部216を備える。
図4は支持機構30および振れ補正用駆動機構50の説明図であり、図4(a)は振れ補正機能付きユニット1から第1ケース210を取り外した状態の斜視図、図4(b)は第2揺動支持部37の部分付断面図(図4(a)のB−B断面図)である。振れ補正用駆動機構50は、固定体20と可動体10の間に設けられた4組の磁気駆動機構51を備え
る。各磁気駆動機構51は、磁石52とコイル53を備える。コイル53は空芯コイルであり、可動体10の+X方向側および−X方向側の側面、ならびに可動体10の+Y方向側および−Y方向側の側面に保持される。図2、図3に示すように、磁石52は、第1ケース210の胴部211において、+X方向側、−X方向側、+Y方向側、−Y方向側の各方向に位置する側板部216の内面に保持される。従って、可動体10と第1ケース210の胴部211との間では、+X方向側、−X方向側、+Y方向側、−Y方向側のいずれにおいても、磁石52とコイル53とが対向する。
図2、図3に示すように、可動体10は、光学モジュール2が取り付けられるホルダ40と、ホルダ40の−Z方向の端部に取り付けられる枠状のストッパー49を備える。ストッパー49は、可動体10が揺動する際に固定体20の第2ケース250の内周面と当接して可動体10の揺動範囲を規制する。ホルダ40は、Z軸方向に見た場合の平面形状が略正方向形である枠部41を備えており、枠部41の中央には光学モジュール2を配置するための円形の保持孔42が形成されている。光学モジュール2は、ホルダ40に固定される際、ホルダ40に設けられた基準面Hに対してZ軸方向に当接して位置決めされる。
可動体10を固定体20に対して揺動可能に支持する支持機構30は、第2ケース250とホルダ40との間に構成されている。本形態では、支持機構30としてジンバル機構を用いる。支持機構30(ジンバル機構)は、可動体10を固定体20に対して組み付けたときに第1軸線R1方向で離間する2か所に配置される第1揺動支持部36と、第2軸線R2方向で離間する2か所に配置される第2揺動支持部37と、第1揺動支持部36および第2揺動支持部37によって支持される可動枠39を備える。
ネ34を介して可動枠39を支持する。
図5、図6は弾性支持部材による可動体10と固定体20の接続方法を示す説明図であり、図5はホルダ40、弾性支持部材70、および第1部材251の分解斜視図である。また、図6は振れ補正機能付きユニット1を−Z方向側から見た底面図であり、固定体20の第1部材251、可動体10のストッパー49、およびフレキシブル配線基板80を取り外した状態を示す。図2に示すように、弾性支持部材70は、固定体20の−Z方向の端部に配置され、固定体20と可動体10とを接続する。振れ補正用駆動機構50が駆動されていない静止状態にあるときの可動体10の姿勢は、弾性支持部材70によって定まる。
弾性支持部材70は、固定体20と可動体10との組み付け作業が行われる前に、固定体20の第2ケース250に取り付けられる。まず、第1部材251と第2部材252とを分離した状態で、第1部材251に対して+Z方向側から弾性支持部材70を取り付ける。このとき、固定体側連結部71の係合孔74を固定用凸部48に係合させて、第1部材251に対して弾性支持部材70を位置決めする。弾性支持部材70の取り付け後、第1部材251と第2部材252とを接合して第2ケース250を形成する。
調整する。可動体側連結部72と可動体10との固定は、可動体10の傾きを調整した後に、UV硬化型接着剤を用いて行う。
図7は可動体10の傾き調整方法の説明図であり、図7(a)は可動体10に偏荷重を与えた状態、図7(b)は可動体10の傾き方向を目標方向と一致させた状態を示す。本形態では、可動体10に光学モジュール2を取り付けた際、光学モジュール2の光軸L0が振れ補正機能付きユニット1の中心軸線Lと一致するように可動体10の傾きを調整し、しかる後に可動体10と弾性支持部材70とをUV硬化型接着剤で接続する。上述したように、光学モジュール2の姿勢は可動体10の基準面Hによって定まるので、基準面Hが中心軸線Lに対して垂直な方向(目標方向H0:図7(a)参照)を向くように可動体10の傾きを調整する。
図9は、可動体10の傾き調整方法のフローチャートであり、可動体10の傾き調整を行い、しかる後に弾性支持部材70によって固定体20と可動体10とを接続する工程を示す。まず、可動体10の傾き調整を開始する前に、弾性支持部材70を固定体20に取り付け、可動体10を固定体20に組み付ける。傾き調整を開始する前の振れ補正機能付きユニット1の状態は、弾性支持部材70の取り付け方法の欄で説明したように、弾性支持部材70の固定体側連結部71が固定体20に固定され、且つ、可動体側連結部72が可動体10に対して相対移動可能な状態で係合された状態である。
以上のように、本形態の可動体10の傾き調整方法は、可動体10の振れ補正を行うために振れ補正機能付きユニット1の内部に備わっている振れ補正用駆動機構50を用いて可動体10の基準面Hの傾き方向を目標方向H0と一致させ、可動体10の基準面Hの傾き方向が目標方向H0と一致した状態で、弾性支持部材70と可動体10とを固定する。その際、まず、可動体10の動きに制限を加える。具体的には、可動体10に偏荷重F(第1荷重F1、第2荷重F2)を加えて可動体10を傾けた状態とし、且つ、可動体10を動かすために偏荷重Fに応じた駆動力が必要な状態とする。そして、この状態から振れ補正用駆動機構50を駆動して可動体10の傾き調整を行う。このようにすると、振れ補正用駆動機構50の駆動力を加えたときにわずかな力で可動体10が大きく動いてしまうことを回避できるので、可動体10の傾きがばらつくことを抑制できる。従って、可動体10の傾き調整を高精度に行うことができる。また、振れ補正機能付きユニット1の内部
にある振れ補正用駆動機構50を用いて可動体10の傾き調整を行うので、外部の駆動機構を用いて可動体10を動かす方法と比較して、可動体10の傾きがばらついてしまう要因を少なくすることができる。よって、可動体10の傾き調整を高精度に、且つ、安定して行うことができる。
上記形態の制限部100は、可動体10に偏荷重Fを与えるためにバネ力を利用していたが、偏荷重Fを与えるために他の手段を用いてもよい。図10は制限部100の変形例を示す説明図であり、図10(a)は錘を用いる変形例、図10(b)は磁石の反発力を用いる変形例を示す。図10(a)に示すように、変形例1の制限部100Aは、可動体10に載せる錘106を備える。錘106の重心W1は、可動体10に錘106を取り付けた状態で、振れ補正機能付きユニット1の中心軸線L上から外れた位置に位置する。従って、錘106から可動体10に加わる荷重は偏荷重となり、上記形態と同様に、可動体10を傾けた状態で傾き調整を行うことができる。
(1)上記形態は、可動体をX軸周りおよびY軸周りに揺動可能に支持する支持機構とし
てジンバル機構を用いる振れ補正機能付きユニットに本発明を適用したものであったが、支持機構としてピボット機構を用いる振れ補正機能付きユニットに本発明を適用してもよい。
Claims (9)
- 可動体と、前記可動体を揺動可能に支持する支持機構を備える固定体と、前記固定体に対して前記可動体を揺動させる振れ補正用駆動機構と、前記可動体と前記固定体とを接続する弾性支持部材と、を備える振れ補正機能付きユニットにおける可動体の傾き調整方法であって、
前記可動体に対して、前記振れ補正用駆動機構の駆動力と逆向きの成分を持つ力が作用する状態を形成する第1工程と、
前記可動体の傾き方向が目標方向と一致するように前記駆動力を調節する第2工程と、
前記可動体の傾き方向が目標方向と一致した状態で、前記弾性支持部材を介して前記可動体と前記固定体を接続する第3工程と、を行うことを特徴とする可動体の傾き調整方法。 - 前記第1工程では、前記可動体の重心へ向かう方向と異なる方向の偏荷重を前記可動体に加えることを特徴とする請求項1に記載の可動体の傾き調整方法。
- 前記第1工程では、前記可動体にバネ荷重を加えることを特徴とする請求項2に記載の可動体の傾き調整方法。
- 前記第1工程では、前記可動体に錘の荷重を加えることを特徴とする請求項2に記載の可動体の傾き調整方法。
- 前記第1工程では、前記可動体に保持された磁石と前記可動体に保持されていない磁石との間に働く反発力もしくは吸引力を前記可動体に加えることを特徴とする請求項2に記載の可動体の傾き調整方法。
- 前記第3工程では、
UV硬化型接着剤を用いて前記可動体と前記弾性支持部材とを固定し、
前記UV硬化型接着剤の塗布および硬化処理が行われる間、前記偏荷重と前記駆動力とが釣り合った状態を保つように前記振れ補正用駆動機構を制御することを特徴とする請求項2から5の何れか一項に記載の可動体の傾き調整方法。 - 前記第2工程では、前記可動体で反射された測定光を検出することによって前記可動体の傾き方向を測定することを特徴とする請求項1から6の何れか一項に記載の可動体の傾き調整方法。
- 前記振れ補正用駆動機構はコイルおよび磁石を備え、
前記第2工程では、前記可動体の傾き方向を測定し、測定した前記傾き方向と前記目標方向とのずれに基づいて前記コイルに供給する駆動電流を制御するフィードバック制御を行うことを特徴とする請求項1から7の何れか一項に記載の可動体の傾き調整方法。 - 前記支持機構は、前記固定体の中心軸線と交差する第1方向周りの揺動方向と、前記中心軸線および前記第1方向と交差する第2方向周りの揺動方向の2方向に揺動可能に前記可動体を支持し、
前記振れ補正用駆動機構は、前記第1方向周りに前記可動体を揺動させる第1駆動機構と、前記第2方向周りに前記可動体を揺動させる第2駆動機構を備え、
前記第1工程において、前記第1方向周りに前記可動体を傾ける第1荷重と、前記第2方向周りに前記可動体を傾ける第2荷重の少なくとも一方を前記可動体に加え、
前記第2工程において、前記第1駆動機構および前記第2駆動機構を制御して、前記可動体の前記第1方向周りの傾き方向と前記第2方向周りの傾き方向を調節し、
前記第3工程において、前記固定体に対して前記第1方向および前記第2方向に相対移動可能な状態で前記可動体を支持するように前記弾性支持部材を取り付けることを特徴とする請求項1から8の何れか一項に記載の可動体の傾き調整方法。
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