JP2018077392A - 振れ補正機能付き光学ユニット - Google Patents
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Abstract
【解決手段】振れ補正機能付き光学ユニット1は、光学素子3を保持する光学モジュール4と、光学モジュール4を、予め設定した軸線(Z軸)と光軸とが一致する基準姿勢および軸線に対して光軸が傾斜する傾斜姿勢の間で揺動可能に支持するジンバル機構5(揺動支持機構)と、ジンバル機構5を介して光学モジュール4を支持するホルダ6と、ホルダ6をZ軸回りに回転可能に支持するボールベアリング9と、ボールベアリング9を介してホルダ6を支持する固定体8を備える。また、振れ補正機能付き光学ユニット1は、光学モジュール4を揺動させる揺動用磁気駆動機構15と、ホルダ6を回転させるローリング用磁気駆動機構16とを有する。ボールベアリング9はジンバル機構5よりも被写体側でホルダ6を支持する。
【選択図】図4
Description
前記第2揺動用磁気駆動機構は、前記光学モジュールに固定された第2揺動用駆動コイルと、前記固定体に固定された第2揺動用駆動マグネットと、を備え、前記ローリング用駆動コイルは、前記光学モジュールに固定され、前記ローリング用駆動マグネットは、前記固定体に固定され、前記第1揺動用駆動コイル、前記第2揺動用駆動コイルおよび前記ローリング用駆動コイルは、前記光軸回りの周方向に配列されていることが望ましい。このようにすれば、第1揺動用駆動コイル、第2揺動用駆動コイルおよびローリング用駆動コイルがいずれも光学モジュールに配置されるので、各駆動コイルへの給電を行うための給電用フレキシブルプリント基板などを集約することが容易となる。また、フレキシブルプリント基板上に第1揺動用駆動コイル、第2揺動用駆動コイルおよびローリング用駆動コイルを構成して一部品として、光学モジュールに固定することができる。
。このようにすれば、光学モジュールを支持するホルダの重心と、ホルダを回転可能に支持する回転軸受とを近い位置に配置することが容易となる。また、回転軸受によって、光学モジュールの鏡筒を外周側から保護できる。
本明細書において、XYZの3軸は互いに直交する方向であり、X軸方向の一方側を+X、他方側を−Xで示し、Y軸方向の一方側を+Y、他方側を−Yで示し、Z軸方向の一方側を+Z、他方側を−Zで示す。Z軸(軸線)方向は、振れ補正機能付き光学ユニット1の可動体10が揺動していない状態で、可動体10に搭載される光学モジュール4の光軸Lに沿う方向である。また、−Z方向が光軸L方向の像側、+Z方向が光軸L方向の物体側(被写体側)である。
図6は固定体8の斜視図である。固定体8はZ軸方向に見た場合に略八角形の外形をした第1ケース26と、第1ケース26に対して−Z方向側から組み付けられる第2ケース27と、第1ケース26に対して+Z方向側から組み付けられる第3ケース28と、を備える。
図7は可動体10の斜視図である。図2および図7に示すように、可動体10は、光学モジュール4と、ホルダ6と、ジンバル機構5を備える。また、可動体10は光学モジュール4とホルダ6との間に架け渡されたバネ部材47を備える。
図8および図9は光学モジュール4の斜視図である。図9では矩形板部を省略している。図8に示すように、光学モジュール4は光学素子3および撮像素子48を備えるモジュール本体部49と、モジュール本体部49を外周側から保持する鏡筒ホルダ50とを備える。
図10(a)はホルダ6を+Z方向から見た場合の斜視図であり、図10(b)はホルダ6を−Z方向から見た場合の斜視図である。図10に示すように、ホルダ6は、ボールベアリング9の内周側に挿入される円筒部45と、円筒部45の−Z方向の端縁から外周側に広がる環状板部73を備える。環状板部73をZ軸方向から見た場合の輪郭形状は略八角形であり、周方向の一部分に外周側に突出する突起44が設けられている。環状板部73において、円筒部45を間に挟んで第2中間方向Nで対向する部位には−Z方向に延びる一対の支柱74が設けられている。各支柱74の先端部分には、その内周側部分にジンバル機構5を構成する第2接点バネ保持部72が設けられている。
図4、図5、図11、図12を参照してジンバル機構5を説明する。図11は可動枠83の斜視図である。図12はZ軸と直交する平面で切断した振れ補正機能付き光学ユニット1の断面図である。ジンバル機構5は光学モジュール4(鏡筒ホルダ50)とホルダ6との間に構成されている。ジンバル機構5は、光学モジュール4をホルダ6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81(光学モジュール側支持部、図4参照)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82(ホルダ側支持部、図5参照)とを備える。第1揺動支持部81および第2揺動支持部82によって支持される可動枠83(枠体)を備える。第1揺動支持部81は光学モジュール4に設けられており、第2揺動支持部82はホルダ6に設けられている。
バネ部材47は、図3、図4、および図5に示すように、光学モジュール4の光学モジュール側バネ部材固定部76と、ホルダ6のホルダ側バネ部材固定部77(環状板部73の突起75)との間に架け渡されて、光学モジュール4とホルダ6とを接続する。静止状態にあるときの光学モジュール4の基準姿勢は、バネ部材47によって定まる。基準姿勢において、光学モジュール4の光軸とZ軸とは一致する。
ここで、光学モジュール4を保持したホルダ6が、ボールベアリング9を介して固定体8に保持された状態では、図3および図12に示すように、光学モジュール4の鏡筒51の+X方向側および−X方向側の側において第1揺動用駆動コイル34と第1揺動用駆動マグネット33がそれぞれ対向して、第1揺動用磁気駆動機構21を構成する。また、光学モジュール4を保持したホルダ6が、ボールベアリング9を介して固定体8に保持された状態では、図12に示すように、光学モジュール4の鏡筒51の+Y方向側および−Y方向側において、第2揺動用駆動コイル36と第2揺動用駆動マグネット35がそれぞれ対向して、第2揺動用磁気駆動機構22を構成する。
また、光学モジュール4を保持したホルダ6が、ボールベアリング9を介して固定体8に保持された状態では、図4および図12に示すように、光学モジュール4の鏡筒51の一方側および他方側において、第3駆動コイル38と第3駆動マグネット37がそれぞれ対向してローリング用磁気駆動機構16を構成する。これら2組の第3駆動コイル38と
第3駆動マグネット37とは、通電時にZ軸(第3軸線R3)回りの同一方向の磁気駆動力が発生するように配線接続されている。従って、2つの第3駆動コイル38に通電することにより、Z軸(第3軸線R3)の振れ補正を行うことができる。
いる。すなわち、ホルダ6がZ軸回りを過度に回転する場合には、第3ケース28における開口部43aの内周壁面がZ軸回りの周方向から突起44に当接して、その回転を規制する。
以上のように、本例の振れ補正機能付き光学ユニット1は、ホルダ6を回転可能に支持するボールベアリング9がジンバル機構5よりも被写体側に位置する。また、光学モジュール4において光学素子3を保持する鏡筒51はボールベアリング9の内周側に挿入されている。従って、光学モジュール4が光学素子3としてガラス製のレンズを備える場合や、大口径のレンズを備える場合などに、光学モジュール4を支持するホルダ6の重心が被写体側に偏ったものとなった場合でも、ホルダ6の重心とボールベアリング9との間の距離が近い。これにより、外力が加わったときに、ボールベアリング9で発生する応力を抑制できるので、ボールベアリング9の破損や、可動体10および固定体8においてボールベアリング9に支持されている部分の破損を防止あるいは抑制できる。また、光学モジュール4において光学素子3を保持する鏡筒51はボールベアリング9の内周側に挿入されている。従って、ボールベアリング9によって、鏡筒51を外周側から保護できる。
Claims (10)
- 光学素子を保持する光学モジュールと、
前記光学モジュールを、予め設定した軸線と光軸とが一致する基準姿勢および前記軸線に対して前記光軸が傾斜する傾斜姿勢の間で揺動可能に支持する揺動支持機構と、
前記揺動支持機構を介して前記光学モジュールを支持するホルダと、
前記ホルダを前記軸線回りに回転可能に支持する回転支持機構と、
前記回転支持機構を介して前記ホルダを支持する固定体と、
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、
前記ホルダを回転させるローリング用磁気駆動機構と、を有し、
前記回転支持機構は、前記揺動支持機構よりも被写体側で前記ホルダを支持する回転軸受を備えることを特徴とする振れ補正機能付き光学ユニット。 - 前記ローリング用磁気駆動機構は、前記光学モジュールおよび前記固定体の一方に配置されたローリング用駆動マグネットと、他方に配置されて当該ローリング用駆動マグネットに対向するローリング用駆動コイルと、を備え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。
- 前記揺動用磁気駆動機構は、前記光学モジュールを揺動させるための第1揺動用磁気駆動機構と第2揺動用磁気駆動機構とを備え、
前記軸線と直交して互いに交差する2方向を第1方向および第2方向としたときに、前記揺動支持機構は、前記第1方向に沿った第1軸線回りおよび前記第2方向に沿った第2軸線回りに前記光学モジュールを揺動可能に支持し、
前記ローリング用駆動マグネットとローリング用駆動コイルとは、前記第1方向および前記第2方向の少なくとも一方で対向し、
前記ローリング用磁気駆動機構は、前記軸線回りで前記第1揺動用磁気駆動機構と前記第2揺動用磁気駆動機構との間に配置されていることを特徴とする請求項2に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。 - 前記第1揺動用磁気駆動機構は、前記光学モジュールに固定された第1揺動用駆動コイルと、前記固定体に固定された第1揺動用駆動マグネットと、を備え、
前記第2揺動用磁気駆動機構は、前記光学モジュールに固定された第2揺動用駆動コイルと、前記固定体に固定された第2揺動用駆動マグネットと、を備え、
前記ローリング用駆動コイルは、前記光学モジュールに固定され、
前記ローリング用駆動マグネットは、前記固定体に固定され、
前記第1揺動用駆動コイル、前記第2揺動用駆動コイルおよび前記ローリング用駆動コイルは、前記光軸回りの周方向に配列されてい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。 - 前記光学モジュールは、前記光学素子を保持する鏡筒を備え、
前記揺動支持機構は、前記軸線回りで前記鏡筒を囲む枠体と、前記光学モジュールの側で前記枠体を揺動可能に支持する光学モジュール側支持部と、前記ホルダの側で前記枠体を揺動可能に支持するホルダ側支持部とを備え、
前記光学モジュール側支持部および前記ホルダ側支持部は、前記軸線回りで前記第1揺動用磁気駆動機構と前記第2揺動用磁気駆動機構との間に位置することを特徴とする請求項3または4に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。 - 前記鏡筒は、前記回転軸受の内周側に挿入されていることを特徴とする請求項5に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。
- 前記ローリング用磁気駆動機構は、前記光学モジュールおよび前記固定体のうち前記ローリング用駆動コイルが固定された側に取り付けられた磁気センサを備え、
前記ローリング用駆動マグネットは、前記軸線回りの周方向に分極着磁されており、
前記磁気センサは、前記光学モジュールが前記軸線回りで予め設定した原点位置に配置されたときに前記ローリング用駆動マグネットの着磁分極線に対向することを特徴とする請求項5または6に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。 - 前記磁気センサは、前記基準姿勢の前記光学モジュールを前記軸線と直交する方向から見た場合に、前記枠体と重なる位置にあることを特徴とする請求項7に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。
- 前記ホルダの回転角度範囲を規定する回転角度規制機構を有し、
前記回転角度規制機構は、前記ホルダおよび前記固定体の一方から他方に向かって前記光軸と交差する方向に突出する突部と、前記ホルダおよび前記固定体の他方において、前記光軸回りの周方向から前記突部に当接可能な回転角度規制部と、を備えることを特徴とする請求項1から7のうちのいずれか一項に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。 - 前記ホルダは、前記光学モジュールが内側に挿入された筒部を備え、
前記回転軸受は、ボールベアリングであり、
前記ボールベアリングの内輪は、前記ホルダの前記筒部に固定され、
前記ボールベアリングの外輪は、前記固定体に固定されていることを特徴とする請求項1から9のうちのいずれか一項に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。
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