JP2018077394A - 振れ補正機能付き光学ユニット - Google Patents
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Abstract
Description
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、前記揺動用磁気駆動機構は、前記光学モジュールおよび固定体の一方に固定された揺動用駆動マグネットと、他方に固定されて前記揺動用駆動マグネットに対向する揺動用駆動コイルとを備え、前記ローリング用磁気駆動機構は、前記ホルダおよび前記固定体の一方に固定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。
固定されていることが望ましい。このようにすれば、ローリング用磁気駆動機構は、光学モジュールおよびホルダとともに、揺動用磁気駆動機構を構成する第1揺動用駆動マグネット、第2揺動用駆動マグネットおよびローリング用駆動マグネットを回転させる必要がない。従って、軸線回りの振れ補正に際してローリング用磁気駆動機構にかかる荷重を、より、小さくすることができる。
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。
揺動可能に支持されているとともに、光軸Lおよび第1軸線R1と交差する第2軸線R2回りに揺動可能に支持されている。第1軸線R1および第2軸線R2は、Z軸と直交するとともに、互いに直交する。
図7(a)は固定体8の斜視図であり、図7(b)は固定体8から第3ケースを取り除いた場合の斜視図である。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。
動コイル38とともにローリング用磁気駆動機構16を構成する。第3駆動マグネット37はZ軸回りの周方向に2分割され、内面側の磁極が分割位置を境にして異なるように分極着磁されている。第3駆動マグネット37における着磁分極線37aは、第3駆動マグネット37の周方向の中心をZ軸方向に延びる。
図8は可動体10を+Z方向から見た場合の斜視図である。図8(a)では可動体10を−X方向および-Y方向から見ており、図8(b)では可動体10を−Y方向および+X方向からから見ている。図3および図8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9および図10は光学モジュール4の斜視図である。図9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。
板部54における−Z方向の側の端面の中央部分にはジャイロスコープ11が固定されている。撮像素子48およびジャイロスコープ11は光学モジュール4に保持された光学素子3の光軸と重なる位置にある。鏡筒51において鏡筒支持部材52から+Z方向に突出している突出部分51aは、ボールベアリング9に内周側に位置し、Z軸と直交する方向から見た場合に、ボールベアリング9と重なる。
図11(a)はホルダ6を+Z方向から見た場合の斜視図であり、図11(b)はホルダ6を−Z方向から見た場合の斜視図である。図12はホルダ6を+Z方向から見た場合の斜視図である。図12ではホルダ6を−Y方向および+X方向から見ている。図11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円形であり、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。
された状態で鏡筒ホルダ50に固定される。ここで、一対の支柱74のうちの一方の支柱74において一対の縦リブ64および横リブ65により囲まれた部分は、センサ保持部66となっている。センサ保持部66には、磁気センサ67および温度センサ68が固定されている。本例において、磁気センサ67はホール素子である。温度センサ68はサーミスタである。
図5、図6、図13、図14を参照してジンバル機構5を説明する。図13は可動枠83の斜視図である。図14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5参照)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6参照)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4、図5、および図6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4および図14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光学モジュール4に固定された第1駆動コイル34と固定体8に固定された第1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14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、光学モジュール4に固定された第2駆動コイル36と固定体8に固定された第2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6および図14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、ホルダ6に固定された第3駆動コイル38と固定体8に固定された第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、フレキシブルプリント基板100によって通電時に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。
本例によれば、揺動用磁気駆動機構15が光学モジュール4と固定体8との間に構成されている。従って、ローリング用磁気駆動機構16は、Z軸回りの振れ補正を行う際に、光学モジュール4およびホルダ6を、揺動用磁気駆動機構15の構成の全てを含めて、回転させる必要がない。すなわち、ローリング用磁気駆動機構16は、Z軸回りの振れ補正を行う際に、揺動用磁気駆動機構15を構成する駆動マグネット33、35および駆動コイル34、36のうち光学モジュール4に固定されている一方のみを光学モジュール4およびホルダ6とともに回転させればよい。従って、揺動用磁気駆動機構15が光学モジュール4とホルダ6との間に構成されている場合と比較して、Z軸回りの振れ補正に際してローリング用磁気駆動機構16にかかる荷重(トルク的な負荷)を小さくすることができる。よって、本例によれば、Z軸回りの振れ補正を低消費電力で行うことができる。また、軸線回りの振れ補正を精度よく行うことができる。
グ9を用いているが、すべり軸受などの回転軸受を用いることもできる。すべり軸受としては含油軸受などを用いることができる。
67…磁気センサ、68…温度センサ、69…第3コイル保持部、71…第1接点バネ保持部、72…第2接点バネ保持部、73…環状板部、74…支柱、75…突起、76…光学モジュール側バネ部材固定部、77…ホルダ側バネ部材固定部、81…第1揺動支持部、82…第2揺動支持部、83…可動枠、86…支点部、87…第1接点バネ、88…弾性接着剤、89…第2接点バネ、90…弾性接着剤、91…ホルダ側連結部、92…光学モジュール側連結部、93…アーム部、100…フレキシブルプリント基板、M…第1中間方向、N…第2中間方向、R1…第1軸線、R2…第2軸線、R3…第3軸線、Z…予め定めた軸線
Claims (9)
- 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、
前記揺動用磁気駆動機構は、前記光学モジュールおよび固定体の一方に固定された揺動用駆動マグネットと、他方に固定されて前記揺動用駆動マグネットに対向する揺動用駆動コイルとを備え、
前記ローリング用磁気駆動機構は、前記ホルダおよび前記固定体の一方に固定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振れ補正機能付き光学ユニット。 - 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、前記ホルダに固定され、
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。 - 前記ローリング用駆動コイルおよび前記ローリング用駆動マグネットの一方は、前記ホルダ側支持部に固定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または6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8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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