JP2018097313A - 揺動型アクチュエータ及び振れ補正機能付き光学ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】支点部の動きを円滑にした揺動型アクチュエータ、及びこれを用いて振れ補正の精度を高めた振れ補正機能付き光学ユニットを提供する。【解決手段】可動体と、該可動体を保持するための固定体と、これらの間に介在され、可動体を揺動する揺動型アクチュエータであって、可動体を固定体に揺動可能に支持する支持機構と、可動体を揺動させる駆動機構とを備え、支持機構は、可動体に対する支点部が、球面状の凸部と、該凸部を摺動可能に接触させる凹球面状の受け部と、これら凸部と受け部との間に設けられた潤滑剤とを備え、凸部又は受け部の少なくとも一方の表面に、複数の微細凹部が形成されている。【選択図】 図７

Description

本発明は、揺動型アクチュエータ、及びこれを用いてカメラ付き携帯電話機等に搭載される光学モジュールの振れ補正を行う振れ補正機能付き光学ユニットに関する。

携帯電話機等には、撮影用の光学ユニットが搭載され、光学機器として構成されているものが多い。この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、手振れを打ち消すように光学モジュールを揺動させて振れを補正する機能が開発されている。この手振れ補正機能においては、携帯電話等の筐体からなる固定体に対して、光学素子を備える光学モジュールを揺動可能に支持し、その光学モジュールを駆動機構により振れに応じて揺動させる構成が採用されている。

例えば特許文献１では、光学モジュールの光軸方向の後側に設けたピボットによって光学モジュールを揺動可能に支持し、ピボットを中心に光学モジュールを揺動させることにより振れを補正する構成が提案されている。
また、光学モジュールをジンバル機構によって揺動可能に支持する構成も提案されており、特許文献２では、光軸方向に対して直交する二軸方向に支点を設けたジンバル機構が開示されている。
これらピボットやジンバル機構では、一般に、球面状の凸部と凹球面状の受け部とを接触させて支点部を構成しており、凸部と受け部との間には、これらの摩擦係数を低減するためにグリス等の潤滑剤が設けられる。

特開２０１０‐９６８０５号公報 特開２０１４‐６５２２号公報

しかしながら、凸部と受け部との間の接触状態により摩擦係数が変化し、可動体（光学モジュール）の動きにヒステリシスを発生することがある。また、凸部と受け部とは、所定の圧力下で接触しているが、その間に設けたグリスが、これらの接触点からはじき出されると、その接触点にグリスがなくなり、摩擦係数が増大するという問題が生じる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、支点部の動きを円滑にした揺動型アクチュエータ、及びこれを用いて振れ補正の精度を高めた振れ補正機能付き光学ユニットを提供することを目的とする。

本発明は、可動体と、該可動体を保持するための固定体との間に介在され、前記可動体を揺動する揺動型アクチュエータであって、前記可動体を前記固定体に揺動可能に支持する支持機構と、前記可動体を揺動させる駆動機構とを備え、前記支持機構は、前記可動体に対する支点部が、球状先端面を有する凸部と、該凸部の球状先端面を摺動可能に接触させる球状凹面を有する受け部と、これら凸部の球状先端面と受け部の球状凹面との間に設けられた潤滑剤とを備え、前記凸部の球状先端面又は前記受け部の球状凹面の少なくとも一方の表面に、複数の微細凹部が形成されている。

微細凹部内に潤滑剤が保持されるので、支点部での摩擦係数を低く維持することができ、長時間円滑な動作を行わせることができる。このため、ヒステリシスを低減でき、揺動角度を大きくすることが可能になる。
この場合、支点部は、前述のピボットによる場合は揺動支点を構成するものであり、ジンバル機構の場合は、直交する二軸方向に対をなすように配置される。

本発明の揺動型アクチュエータにおいて、前記微細凹部は、前記凸部の球状先端面と前記受け部の球状凹面との接触点を中心とする同心円または渦巻き状の溝であるとよい。

接触点を中心とする同心円または渦巻き状の溝に形成することにより、凸部と受け部との間に設けられる潤滑剤が支点部からはじき出されることなく支点部に滞留し易く、長寿命化を図ることができる。

本発明の揺動型アクチュエータにおいて、前記微細凹部を有する表面は最大高さＲｙが０．１μｍ以上０．２μｍ以下であるとよい。
最大高さがこの範囲内であると、潤滑剤を微細凹部内に有効に保持して、支点部の摩擦係数を低く維持することができる。Ｒｙが０．１μｍ未満であると、凹球面部の表面が鏡面に近くなることから、凸部と受け部との接触面積が増え、揺動時の抵抗が増大して応答性を損なうおそれがある。Ｒｙが０．２μｍを超えると、表面粗さが大きくなることにより、揺動時に凸部の表面に傷等が付いて、応答性低下の原因となりやすい。

本発明の揺動型アクチュエータにおいて、前記微細凹部は前記受け部の球状凹面に形成された転写痕であるとよい。
例えば、プレス加工によって受け部を成形する際に、パンチの表面に微細凹部となる模様を形成しておき、そのパンチによって受け部を凹球面状に成形するのと同時に、パンチ表面の模様を受け部に転写する。このように加工することにより、微細凹部を有する受け部を容易に製造することができ、また、加圧の程度等により極めて浅い微細凹部を形成することができる。

本発明の揺動型アクチュエータにおいて、前記受け部は、前記球状凹面の周囲に連続し、前記球状凹面の曲率半径より大きい曲率半径の球面の一部からなる環状凹面を有しているとよい。

凸部と受け部との間に設けられる潤滑剤は、凸部と受け部との接触点からその周囲にもはみ出すように配置されるが、凸部を受ける球状凹面の周囲に環状凹面を連続して形成したことにより、その環状凹面を接触点からはみ出した潤滑油の油溜まりとして機能させることができるとともに、球状凹面に向かって下り勾配となるので、接触点への潤滑剤の補給も円滑に行うことができる。

本発明の揺動型アクチュエータにおいて、前記支持機構は、直交する二軸に揺動支点を有するジンバル機構であり、各軸の両端に前記支点部が設けられる構造としてもよい。
支持機構として二軸のジンバル機構を用いることにより、ピボットによる支持機構に比べて可動体を駆動機構の光軸方向の中心と重なる位置で支持することができ、バランスよく揺動させることができる。

本発明の振れ補正機能付き光学ユニットは、前記可動体が光学素子を有する光学モジュールである。
前述の支点部を有することにより、揺動時の動きに対するヒステリシスを小さくすることができ、ヒステリシスが小さくなる分、振れ補正角度を大きくすることができるとともに、その可動を安定させることができる。

本発明によれば、微細凹部内に潤滑剤が保持されるので、支点部での摩擦係数を低く維持することができ、支点部の動きを円滑にすることができる。

本発明の一実施形態の揺動型アクチュエータによる振れ補正機能付き光学ユニットを搭載した光学機器を模式的に示す説明図である。 本発明の一実施形態の振れ補正機能付き光学ユニットの組立状態の斜視図である。 図２の振れ補正機能付き光学ユニットの上部の分解斜視図である。 図２の振れ補正機能付き光学ユニットの下部の分解斜視図である。 図２における支持機構等をさらに分解して示す斜視図である。 図２のＺ軸上の中間位置の拡大横断面図であり、光学モジュール等の一部の部品は省略した。 本発明の一実施形態の揺動型アクチュエータにおける受け部の成形工程を（ａ）〜（ｃ）で模式的に示す断面プロファイル図、及び（ｄ）が成形される微細凹部を示す平面図である。

以下、本発明に係る揺動型アクチュエータ及び振れ補正機能付き光学ユニットの実施形態について図面を参照しながら説明する。
本実施形態の揺動型アクチュエータは揺れ補正機能付き光学ユニット１００に組み込まれている。なお、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、静置状態においては、Ｚ軸方向に光軸Ｌ（レンズ光軸／光学素子の光軸）が配置されるものとする。また、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／光軸方向前側）には＋Ｚを付し、他方側（被写体側とは反対側／光軸方向後側）には−Ｚを付して説明する。また、図には、Ｚ軸の一方＋Ｚ側を上方に向けた状態に配置し、この状態を静置状態とする。以下では、特に断らない限り、この静置状態で説明する。

図１に概念的に示すように、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に組み込まれる薄型カメラであって、光学機器１０００のシャーシ（機器本体）２０００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、Ｚ軸方向に沿って光軸Ｌが延在する光学モジュール１を備えた可動体１０を固定体２０内で揺動可能に支持するとともに、可動体１０に搭載したジャイロスコープ（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、可動体１０を揺動させる駆動機構（図１では図示せず）が設けられている。光学ユニット１００には、可動体１０や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。

（光学ユニット１００の概略構成）
図２は実施形態の光学ユニット１００の組立状態の外観を示す斜視図、図３および図４は光学ユニット１００の分解斜視図、図５は支持機構としてのジンバル機構３０等をさらに分解して示す斜視図である。これらの図において、本形態の光学ユニット１００は、光学モジュール１を備える可動体１０と、固定体２０と、可動体１０が固定体２０に対して揺動可能に支持された状態とするジンバル機構３０と、可動体１０と固定体２０との間で可動体１０を固定体２０に対して相対変位させる磁気駆動力を発生させる駆動機構５０とを有している。また、可動体１０と固定体２０とは板状バネ７０によって連結状態とされている。
本発明の揺動型アクチュエータは、この実施形態では、ジンバル機構３０と、駆動機構５０と、板状バネ７０とにより構成される。
そして、かかる光学ユニット１００において、可動体１０は、図３に示すように、固定体２０に対してジンバル機構３０を介して光軸Ｌ方向と交差する第１軸線Ｒ１周りに揺動可能に支持されているとともに、光軸Ｌ方向および第１軸線Ｒ１方向に交差する第２軸線Ｒ２周りに揺動可能に支持されている。本形態において、第１軸線Ｒ１および第２軸線Ｒ２は、光軸Ｌ方向に直交している。また、固定体２０は、光軸Ｌ方向からみたとき、正方形をなしている。したがって、第１軸線Ｒ１と第２軸線Ｒ２とは直交し、Ｘ軸およびＹ軸に対して４５°の角度に配置されている。

（固定体２０の構成）
図３および図４は、光学ユニット１００の全体を分解したものを二つの図面に分けて記載しており、図３が上部の分解図、図４が下部の分解図である。固定体２０は、可動体１０の周りを囲む角筒状の第１ケース２１０と、第１ケース２１０の上（Ｚ軸方向の一方側＋Ｚ）に固定され、径方向内側に張り出したカバー枠２２０と、カバー枠２２０の上に固定されたカバーシート２３０と、第１ケース２１０の下（Ｚ軸方向の他方側−Ｚ）に配置される矩形枠状のストッパ部材２４０と、ストッパ部材２４０を第１ケース２１０との間に挟んだ状態で第１ケース２１０に溶接等により固定された第２ケース２５０と、この第２ケース２５０の下面に固定された底板２６０とを有している。カバー枠２２０の中央部には開口部２２１が形成され、その上に固定されるカバーシート２３０の中央部にも円形の開口部２３１が形成されており、これら開口部２２１，２３１を通して被写体からの光を光学モジュール１に導くようになっている。

（駆動機構５０の構成）
本形態では、可動体１０には光学モジュール１を保持するフレーム４０が設けられており、このフレーム４０と第１ケース２１０との間に駆動機構５０が構成されている。具体的には、駆動機構５０は、図３および図６に示すように、板状の磁石５２とコイル５６とを利用した磁気駆動機構である。コイル５６は、空芯コイルであり、フレーム４０のＸ軸方向の一方側＋Ｘ、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に保持されている。また、磁石５２は、第１ケース２１０の各側板部の内面に保持されており、各側板部はＸ軸方向の一方側＋Ｘ、他方側−Ｘ、Ｙ軸方向の一方側＋Ｘ、他方側−Ｙにそれぞれ配置されていることから、フレーム４０と第１ケース２１０との間では、Ｘ軸方向の一方側＋Ｘ、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のいずれにおいても、磁石５２とコイル５６とが対向している。

本形態において、磁石５２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５２は、光軸Ｌ方向（Ｚ軸方向）に２つに分割されており、コイル５６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５６は、上下の長辺部分が有効辺として利用される。なお、４つの磁石５２は、外面側および内面側に対する着磁パターンが同一である。このため、周方向で隣り合う磁石５２同士が吸着し合うことがないので、組み立て等が容易である。第１ケース２１０は磁性材料から構成されており、磁石５２に対するヨークとして機能する。

（可動体１０の構成）
光学ユニット１００の可動体１０は、駆動機構５０の４つのコイル５６が固定されているフレーム４０と、そのフレーム４０に保持された光学モジュール１とを備えている。
図４および図５に示すように、その可動体１０において、光学モジュール１は、レンズ１ａや撮像素子、フォーカシング駆動用のアクチュエータ（いずれも図示せず）等を保持するレンズホルダ１１と、レンズホルダ１１の上（Ｚ軸方向の一方側＋Ｚ）に固定された円筒状のウエイト１２とを有している。ウエイト１２は、非磁性の金属製であり、光学モジュール１のＺ軸方向における重心位置を調整する。光学モジュール１はジャイロスコープやキャパシタ等の電子部品が実装された実装基板（いずれも図示略）に接続され、実装基板に信号出力用のフレキシブル配線基板１８００に接続されている。このフレキシブル配線基板１８００は、レンズホルダ１１の下方（Ｚ軸方向の他方側−Ｚ）で複数回湾曲された後に外部に引き出されており、外部に引き回される部分が２本に分割されている。湾曲された部分の間にはスペーサ１８，１９が介在している。

一方、図３に示すように、フレーム４０のＺ軸方向の他方側−Ｚの端部には、４つのコイル５６に接続された給電用のフレキシブル配線基板１９００が設けられており、このフレキシブル配線基板１９００も、フレーム４０の下方（Ｚ軸方向の他方側−Ｚ）で複数回湾曲された後に外部に引き出されている。
これらフレキシブル配線基板１８００，１９００は、可撓性を有していることから、駆動機構５０によるフレーム４０及びこのフレーム４０に保持されている光学モジュール１の動きを阻害しないようになっており、また、図５に示すように、光学モジュール１に接続されたフレキシブル配線基板１８００の２本に分割された部分の間に、コイル５６に接続されたフレキシブル配線基板１９００が配置され、外部への引き出し方向が揃えられている。

（フレーム４０の詳細構成）
可動体１０において、フレーム４０は、図３、図５および図６に示すように、可動体１０の外周部分を構成しており、概ね、レンズホルダ１１を内側に保持する筒状のホルダ保持部４１と、このホルダ保持部４１の下端部（Ｚ軸方向の他方側−Ｚの端部）でフランジ状に拡径する肉厚のベース部４２とを有している。ベース部４２上には、ホルダ保持部４１よりも径方向外側に、４つのコイル５６をそれぞれ保持するコイル保持部４４が設けられており、これらコイル保持部４４とホルダ保持部４１との間には、後述するジンバル機構３０の可動枠３９が配置される可動枠配置空間１４０が形成されている。コイル保持部４４にコイル５６が保持された状態で、コイル保持部４４は、コイル５６の外面（磁石５２と対向する面）から一部が突出し、磁石５２と対向している。従って、外力によって、可動体１０がＸ軸方向またはＹ軸方向に変位した際、コイル保持部４４は、磁石５２に当接し、その可動範囲を規制する。

（ジンバル機構３０の構成）
本形態の光学ユニット１００において、可動体１０を第１軸線Ｒ１周りおよび第２軸線Ｒ２周りに揺動可能に支持するにあたって、固定体２０と可動体１０のフレーム４０との間には、以下に説明するジンバル機構３０が構成されている。
本形態では、ジンバル機構３０を構成するにあたって、カバー枠２２０の下面（Ｚ軸方向の他方側−Ｚの面）に固定された矩形枠２５とフレーム４０との間に可動枠３９が設けられる。
可動枠３９は、図５および図６に示すように、光軸Ｌ周りに第１角部３９１、第２角部３９２、第３角部３９３および第４角部３９４を有しており、第１角部３９１と第２角部３９２との間に第１連結部３９６、第２角部３９２と第３角部３９３との間に第２連結部３９７、第３角部３９３と第４角部３９４との間に第３連結部３９８、第４角部３９４と第１角部３９１との間に第４連結部３９９が設けられている。本形態において、第１連結部３９６、第２連結部３９７、第３連結部３９８および第４連結部３９９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。従って、可動枠３９は、光軸Ｌ方向に直交する方向に弾性変形可能である。
ここで、可動枠３９の第１角部３９１、第２角部３９２、第３角部３９３および第４角部３９４の内側には金属製の球体３８が溶接等によって固定されており、かかる球体３８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。

一方、フレーム４０のホルダ保持部４１の外周側の対角方向の２箇所に、凹面状に形成されたバネ取り付け面４５が設けられており、このバネ取り付け面４５に径方向外側から第１接点用バネ３６が対峙するように固定されている。
また、矩形枠２５には、光軸Ｌ周りに第１角部２５１、第２角部２５２、第３角部２５３および第４角部２５４を有しており、これら角部２５１〜２５４は、順次連結状態とされている。また、矩形枠２５の第２角部２５２および第４角部２５４からＺ軸方向の他方側−Ｚ（光軸Ｌ方向の他方側）に突出した支持板部２５５を有している。
これら支持板部２５５の外面は凹面状に形成されており、その凹面状の外面に径方向外側から第２接点用バネ３７がそれぞれ固定されている。
なお、バネ取り付け面４５と第１接点用バネ３６との間、および支持板部２５５の凹面状の外面と第２接点用バネ３７との間には接着剤が介在して、これらを接着状態としている。

そして、図５に一点鎖線で示すように、フレーム４０の可動枠配置空間１４０内に可動枠３９が配置されるとともに、その上に矩形枠２５が配置され、可動枠３９の径方向内側にフレーム４０の第１接点用バネ３６と矩形枠２５の第２接点用バネ３７とが配置されることにより、これら接点用バネ３６，３７に可動枠３９の球体３８が径方向外側から接触される。
この場合、図６に示すように、フレーム４０に固定された第１接点用バネ３６は、第１軸線Ｒ１方向で対をなすように対向し、可動枠３９の球体３８との間で第１揺動支点３１を構成する。一方、矩形枠２５に固定された第２接点用バネ３７は、第２軸線Ｒ２方向で対をなすように対向し、可動枠３９の球体３８との間で第２揺動支点３２を構成する。

（接点用バネ３６，３７の構成）
両接点用バネ３６，３７は、可動枠３９の球体３８との接触点に弾性的な荷重を印加している。いずれも、ステンレス鋼等の金属からなる板材をプレス成形することにより形成されている。
第１接点用バネ３６は、Ｌ字形状に折り曲げられており、Ｚ軸方向に延在する第１板部３６１と、第１板部３６１のＺ軸方向の一方側＋Ｚの端部で径方向外側に向けて折れ曲がった第２板部３６２とを有しており、第１板部３６１がフレーム４０のバネ取り付け面４５に固定されている。この第１板部３６１には、可動枠３９の第１角部３９１および第３角部３９３の内側で、可動枠３９に固定された球体３８を受ける凹状の受け部３５が形成されている。この受け部３５の形状の詳細は後述する。
第２接点用バネ３７は、Ｌ字形状に折り曲げられており、Ｚ軸方向に延在する第１板部３７１と、第１板部３７１のＺ軸方向の他方側−Ｚの端部で径方向外側に向けて折れ曲がった第２板部３７２とを有しており、第１板部３７１が矩形枠２５に形成された支持板部２５５に固定されている。この第１板部３７１にも、可動枠３９の第２角部３９２および第４角部３９４の内側で、可動枠３９に固定された球体３８を受ける凹状の受け部３５が形成されている。

このように構成したジンバル機構３０において、２個所の第１揺動支点３１の各々に用いた第１接点用バネ３６の付勢力は等しく、２個所の第２揺動支点３２の各々に用いた第２接点用バネ３７の付勢力は等しい。また、第１接点用バネ３６と第２接点用バネ３７とは付勢力が等しい。また、本形態では、駆動機構５０に磁気駆動機構が用いられていることから、ジンバル機構３０に用いた可動枠３９、第１接点用バネ３６および第２接点用バネ３７はいずれも、非磁性材料からなる。
本形態において、可動枠３９は、コイル保持部４４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方向に対して直交する方向からみたとき、ジンバル機構３０は、駆動機構５０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３０は、駆動機構５０のＺ軸方向の中心と重なる位置に設けられている。

（板状バネ７０の構成）
図３および図５に示すように、本形態の可動体１０と固定体２０との間には、これらを連結状態として、駆動機構５０が停止状態にあるときの可動体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、固定体２０に接続される固定体側連結部７１と、可動体１０に接続される可動体側連結部７２と、固定体側連結部７１と可動体側連結部７２とを連結する板バネ状のアーム部７３とを有している。本形態において、アーム部７３は、４本であり、固定体側連結部７１から周方向の一方側から他方側に折り返しながら可動体側連結部７２まで延在している。

ここで、固定体側連結部７１は、矩形枠２５のＺ軸方向の一方側＋Ｚの面に固定され、可動体側連結部７２は、フレーム４０のホルダ保持部４１のＺ軸方向の一方側＋Ｚの端面に溶接や接着等により固定されている。より具体的には、矩形枠２５の各角部２５１〜２５４に設けられている突起部２５８が、固定体側連結部７１の各角部に配置されている穴７１０に嵌った状態で、固定体側連結部７１が矩形枠２５に固定されている。また、ホルダ保持部４１のＺ軸方向の一方側＋Ｚの端面の外周部には、突起部４７が形成されており、かかる突起部４７が可動体側連結部７２の内周部の切り欠き７５に嵌った状態で、可動体側連結部７２がホルダ保持部４１に固定されている。
本形態において、矩形枠２５の突起部２５８と、ホルダ保持部４１の突起部４７とは、光軸ＬをＸ軸方向の両側で挟む２個所と、光軸ＬをＹ軸方向の両側で挟む２個所の計４個所に等角度間隔で形成されている。

（球体３８および接点用バネ３６，３７の表面形状）
接点用バネ３６，３７は、前述したようにステンレス鋼からなる板材をプレス成形することにより形成されており、半球面の凸状先端面を有するパンチで板材を厚さ方向に押圧する絞り成形によって凹面状の受け部３５が形成されている。この場合、絞り成形は２回に分けて行われ、まず、図７（ａ）に示すように、１回目の絞り成形では、素材となる金属板Ｍに対して、球体３８の曲率半径ｒ１よりも十分に大きい曲率半径ｒ３´の球面の凸状先端面を有するパンチＰ１によって浅く緩やかな凹面３５１が形成され、２回目の絞り成形では、図７（ｂ）に示すように、１回目のパンチＰ１より小さい曲率半径ｒ２´の半球面の凸状先端面を有するパンチＰ２によって、１回目の絞り成形で形成された凹面３５１の中心位置に、さらに深い球状凹面３５２が形成される。このため、受け部３５は、２段の凹状に形成され、２回目の絞り成形で形成された中央の球状凹面３５２の周囲に、１回目の絞り成形で形成された凹面３５１の一部が球状凹面３５２を囲むように環状に残された形状に形成されている。この環状に残された部分を環状凹面３５３とする。
このように受け部３５を２回の絞り成形によって加工することにより、球状凹面３５２の曲率半径ｒ２が小さい場合でも割れ等を生じることなく滑らかな曲面に形成することができる。

球体３８は、図７（ｃ）に示すように、その先端が球状凹面３５２の底面の最深部３５２ａに点接触されるようになっている。
この場合、球体３８の曲率半径ｒ１に対して、球状凹面３５２の表面の曲率半径ｒ２はわずかに大きく形成され、環状凹面３５３の表面の曲率半径ｒ３は球状凹面３５２の曲率半径ｒ２よりも大きく形成される
また、球状凹面３５２の表面には、その最深部３５２ａを中心とする同心円の溝状の微細凹部３５５が形成されている（図７（ｄ）参照）。この微細凹部３５５は、２回目の絞り成形時のパンチＰ２の先端面に形成しておいた凸条Ｐａを絞り成形時の圧力によって球状凹面３５２の表面に転写したものである。このため、この微細凹部３５５を転写痕ともいうものとする。パンチＰ２の先端面に形成される凸条Ｐａは、パンチＰ２をその凸状先端面の中心で回転させながら研磨するなどにより同心円状に形成することができる。

このように、成形時のパンチＰ２の先端面に形成した凸条Ｐａを転写して微細凹部３５５を形成しているので、微細凹部３５５のための加工を別途行う必要なく、球状凹面３５２の加工と微細凹部３５５の形成とを同時に行うことができ、効率的である。
この転写痕３５５により球状凹面３５２は、その径方向に沿って測定した表面粗さが最大高さＲｙで０．１μｍ以上０．２μｍ以下とされる。最大高さＲｙが０．１μｍ未満であると、球状凹面３５２の表面が鏡面に近くなることから、球体３８の先端面と受け部３５との接触面積が増え、揺動時の抵抗が増大して応答性を損なうおそれがある。Ｒｙが０．２μｍを超えると、表面粗さが大きくなることにより、揺動時に球体３８の先端面に傷等が付いて、応答性低下の原因となりやすい。この球状凹面３５２の算術平均表面粗さＲａとしては、０．０３μｍ以上０．０５μｍ以下である。

なお、この微細凹部３５５は、同心円の溝状の形状以外にも、種々の形状とすることができ、例えば、球状凹面３５２の表面の最深部３５２ａを中心とする渦巻き形状の溝としてもよいし、多数の点状の凹部としてもよい。また、必ずしも転写痕に限定するものではなく、球状凹面３５２の表面に直接ブラスト処理するなどによって形成してもよい。微細凹部３５５の形状（同心円の溝状、渦巻き状等）は、受け部３５にその表面に対して特定の角度で光を照射したときの反射光によって形成される縞模様により確認することができる。
また、球体３８の先端面と受け部３５との接触は一点でなされるので、微細凹部３５５は、球体３８の先端面との接触点の付近に形成されていれば、必ずしも、球状凹面３５２の全面に形成されていなくてもよい。

そして、このように形成される受け部３５と球体３８の先端面との間にはグリス等の潤滑剤３５６が設けられる。具体的には、受け部３５と球体３８の先端面とに潤滑剤３５６を塗布した状態でこれらを押圧接触状態とする。このため、潤滑剤３５６は受け部３５の微細凹部３５５内にも入り込んだ状態となり、球体３８の揺動により潤滑剤３５６が受け部３５からはじき出されることがないとともに、その揺動に伴って潤滑剤３５６が微細凹部３５５に出入りするように移動させられることから、良好な潤滑性を発揮することができる。
また、受け部３５は前述したように２段の凹状に形成されており、球体３８の先端面が入り込む球状凹面３５２の外側に環状凹面３５３が形成されているので、この環状凹面３５３が油溜まりとして機能し、余分な潤滑剤３５６が環状凹面３５３に溜められるとともに、この環状凹面３５３が球状凹面３５２に向かって下り勾配となっているので、接触点への潤滑剤３５６の補給も円滑に行うことができる。また、この環状凹面３５３は、成形時のパンチＰ１による押圧加工が１回だけであるので、表面が比較的粗く、潤滑剤３５６を保持しやすい表面となっている。

以上のような受け部３５と球体３８とにより第１揺動支点３１および第２揺動支点３２を構成したことにより、揺動時の動きに対するヒステリシスを小さくすることができ、その結果、振れ補正角度を大きくすることができる。しかも、光軸方向の途中位置で可動体１０を支持しているので、バランスよく可動体１０を支持することができ、揺動支点３１，３２にかかる負荷を均等にし、受け部３５と球体３８との間の潤滑剤３５６も均等に配置され、もって両揺動支点３１，３２の可動を安定させることができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、ジンバル機構３０では、可動枠３９に固定した球体３８を受け部３５に接触させる構造としたが、必ずしも球体３８でなくてもよく、棒状部材等の先端面を球状に形成してなる球状先端面を受け部３５に接触させる構造としてもよい。このような受け部３５に接触して支点部を構成する球体３８や棒状部材を、本発明においては、球状先端面を有する凸部としている。
また、可動部を固定部に支持する支持機構としてジンバル機構３０を設けたが、ピボット軸による支持機構としてもよく、その場合、ピボット軸の先端面が球状先端面に形成される。

１…光学モジュール、１ａ…レンズ、１０…可動体、１１…レンズホルダ、１２…ウエイト、１８，１９…スペーサ、２０…固定体、２５…矩形枠、３０…ジンバル機構（支持機構）、３１…第１揺動支点、３２…第２揺動支点、３５５…微細凹部、３５…受け部、３６…第１接点用バネ、３７…第２接点用バネ、３８…球体、３９…可動枠、４０…フレーム、４１…ホルダ保持部、４２…ベース部、４４…コイル保持部、４５…バネ取り付け面、４７，２５８…突起部、５０…駆動機構、５２…磁石、５６…コイル、７０…板状バネ、７１…固定体側連結部、７２…可動体側連結部、７３…アーム部、７５…切り欠き、１００…揺れ補正機能付き光学ユニット、１４０…可動枠配置空間、２１０…第１ケース、２２０…カバー枠、２２１，２３１…開口部、２３０…カバーシート、２４０…ストッパ部材、２５０…第２ケース、２５１，３９１…第１角部、２５２，３９２…第２角部、２５３，３９３…第３角部、２５４，３９４…第４角部、２５５…支持板部、２６０…底板、３５１…凹面、３５２…球状凹面、３５２ａ…最深部、３５３…環状凹面、３５５…微細凹部（転写痕）、３５６…潤滑剤、３６１，３７１…第１板部、３６２，３７２…第２板部、３９６…第１連結部、３９７…第２連結部、３９８…第３連結部、３９９…第４連結部、７１０…穴、１０００…光学機器、１８００，１９００…フレキシブル配線基板、２０００…シャーシ、Ｂ…境界位置、Ｌ…光軸、Ｍ…金属板、Ｐ１，Ｐ２…パンチ、Ｒ１…第１軸線、Ｒ２…第２軸線、Ｐａ…凸条

Claims (7)

1. 可動体と、該可動体を保持するための固定体との間に介在され、前記可動体を揺動する揺動型アクチュエータであって、前記可動体を前記固定体に揺動可能に支持する支持機構と、前記可動体を揺動させる駆動機構とを備え、前記支持機構は、前記可動体に対する支点部が、球状先端面を有する凸部と、該凸部の球状先端面を摺動可能に接触させる球状凹面を有する受け部と、これら凸部の球状先端面と受け部の球状凹面との間に設けられた潤滑剤とを備え、前記凸部の球状先端面又は前記受け部の球状凹面の少なくとも一方の表面に、複数の微細凹部が形成されていることを特徴とする揺動型アクチュエータ。
2. 前記微細凹部は、前記凸部の球状先端面と前記受け部の球状凹面との接触点を中心とする同心円または渦巻き状の溝であることを特徴とする請求項１記載の揺動型アクチュエータ。
3. 前記微細凹部を有する表面は最大高さＲｙが０．１μｍ以上０．２μｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２記載の揺動型アクチュエータ。
4. 前記微細凹部は前記受け部の球状凹面に形成された転写痕であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載の揺動型アクチュエータ。
5. 前記受け部は、前記球状凹面の周囲に連続し、前記球状凹面の曲率半径より大きい曲率半径の球面の一部からなる環状凹面を有していることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載の揺動型アクチュエータ。
6. 前記支持機構は、直交する二軸に揺動支点を有するジンバル機構であり、各軸の両端に前記支点部が設けられることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項記載の揺動型アクチュエータ。
7. 請求項１から６のいずれか一項記載の揺動型アクチュエータを備える振れ補正機能付き光学ユニットであって、前記可動体が光学素子を有する光学モジュールであることを特徴とする振れ補正機能付き光学ユニット。

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