JP2019015847A - 振れ補正機能付き光学ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】ウェイトの在庫等の問題を発生させずに、ジンバル機構による支持位置と可動体の重心との位置ずれを適正に調整することにある。【解決手段】光学ユニット１は、カメラモジュール１０が搭載された可動体３と、可動体３を揺動可能に支持するジンバル機構４と、ジンバル機構４を介して可動体３を支持するホルダ５を備える。ジンバル機構４は、可動体３側で可動枠４５を支持する第１揺動支持部４１に、可動枠４５と点接触する接点バネ５０が設けられている。第１揺動支持部４１において接点バネ５０が固定される部位には、接点バネ５０の固定位置をＺ軸方向で調整する位置調整部９０が設けられている。位置調整部９０は、Ｚ軸方向に変形する凸部９１であり、接点バネ５０は、凸部９１を潰した潰し部９２の先端面に接着される。【選択図】図７

Description

本発明は、撮影画像の乱れを抑制するための振れ補正機能付き光学ユニットに関する。

携帯端末や移動体に搭載される光学ユニットには、携帯端末や移動体の移動時の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機構を備えるものがある。この種の光学ユニットは、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）の２方向の傾きに対応して、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る揺動機構を備える。

かかる光学ユニットにおいて、光学モジュールを備えた可動体を固定体に対して揺動可能に支持するため、可動体と固定体との間にジンバル機構を設けた構成が提案されている。ジンバル機構は、可動体と固定体との間に設けられた可動枠と、可動枠と固定体との間において光軸方向に対して交差する第１軸線方向で離間する２個所に設けられた第１揺動支持部（第１揺動支点）と、可動枠と可動体との間において光軸方向および第１軸線方向に対して交差する第２軸線方向で離間する２個所に設けられた第２揺動支持部（第２揺動支点）とを備えている（特許文献１参照）。

特開２０１６−６１９５７号公報

ジンバル機構によって可動体を揺動可能に支持する構造は、可動体の重心と、ジンバル機構による可動体の支持位置（すなわち、可動枠とその支持部材との接触位置）とが一致することが望ましい。そこで、従来から、可動体に重心調整用のウェイトを取り付けることが行われている。また、ウェイトによって重心の調整を行う際、小型のウェイトの取付数を調整して、重心の位置を微調整することが行われている。

しかしながら、重心調整用のウェイトを用意してその取付数により重心の位置を微調整する構成を採用した場合、製造時に未使用のウェイトが残る可能性がある。従って、量産時に未使用のウェイトが在庫となって残るおそれがある。在庫を残さないようにウェイトの準備数を減らした場合、逆にウェイトが足りず、重心調整を精度良く行うことができないおそれがある。

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、可動体を揺動可能に支持するジンバル機構を備える光学ユニットにおいて、ウェイトの在庫等の問題を発生させずに、ジンバル機構による支持位置と可動体の重心との位置ずれを適正に調整することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、可動体および固定体と、前記可動体を前記固定体に対して第１軸線周りに揺動可能に支持するとともに、前記可動体を前記固定体に対して前記第１軸線と交差する第２軸線周りに揺動可能に支持するジンバル機構と、前記可動体を前記第１軸線周りおよび前記第２軸線周りに揺動させる揺動用駆動機構と、を有し、前記ジンバル機構は、可動枠と、前記可動体において前記第１軸線方向で離間する２個所に設けられた第１揺動支持部と、前記固定体において前記第２軸線方向で離間する２個所
に設けられた第２揺動支持部と、を備え、前記第１揺動支持部および前記第２揺動支持部は、前記可動枠を支持する支持部材と、前記支持部材が固定される固定部とを備え、前記第１揺動支持部に設けられた前記固定部は、前記支持部材の固定位置を前記第１軸線および前記第２軸線と直交する第３軸線方向で調整する位置調整部を備えることを特徴とする。

本発明では、ジンバル機構の可動枠は、可動体に設けられた第１揺動支持部、および、固定体に設けられた第２揺動支持部によって支持される。第１揺動支持部および第２揺動支持部には、可動枠を支持する支持部材を固定する固定部が設けられ、第１揺動支持部に設けられた固定部は、支持部材の固定位置を第１軸線および第２軸線と直交する第３軸線方向に移動させる位置調整部を備えている。このように、可動体側において支持部材の固定位置を調整すれば、可動体の重心に対して、可動枠と支持部材とが接触する位置（すなわち、ジンバル機構による可動体の支持位置）を相対的に移動させることができる。従って、ジンバル機構による可動体の支持位置と、可動体の重心とが適正な位置関係となるように支持部材の位置を調整することができる。

本発明において、前記位置調整部は、前記第３軸線方向に変形する構成を採用することができる。このように、部材の変形により位置調整を行う場合、位置調整のために別部材を設ける必要がない。従って、低コストで支持部材の固定位置を調整することができる。

本発明において、前記位置調整部は、前記第３軸線方向に突出する凸部が潰された潰し部である構成を採用することができる。このようにすると、潰し量を連続的に調整できるため、支持部材の固定位置を移動させる際の移動距離の分解能を高めることができる。従って、位置調整の精度を高めることができるので、支持部材の固定位置を精度良く調整することができる。また、凸部を潰すことは面を凹ませるよりも容易であり、周囲の部位への影響が少ない。更に、凸部の周囲に潰した部分がはみ出す逃げ部を設けることもできる。従って、位置調整作業が容易である。

本発明において、前記支持部材は、所定の間隔で配置される第１板部および第２板部と、前記第１板部および前記第２板部と交差する方向に延在し、前記第１板部と前記第２板部とを接続する第３板部と、を備え、前記第３板部は、前記位置調整部と前記第３軸線方向に当接する構成を採用することができる。このようなバネ形状は、第１板部と第２板部とを接続する部分湾曲状に形成する場合と比較して、寸法管理が容易であり、製造が容易である。また、支持部材は、第３板部が位置調整部と面で当接する。従って、支持部材の姿勢を安定させることができ、可動枠を安定した姿勢で支持することができる。

本発明において、前記第３板部は、前記位置調整部に設けられた固定面に接着されることが好ましい。このようにすると、支持部材を面で接着できるため、固定強度を高めることができる。また、凸部を潰す構成を採用する場合には、凸部の周囲に接着剤が溜まるスペースを設けることができる。従って、固定強度をさらに高めることができる。

本発明において、前記第１板部と前記第２板部との間に接着剤が充填されていることが好ましい。このようにすると、接点バネが撓んだ場合に、接着剤が第１板部と第２板部との接触を規制するストッパ部として機能する。従って、支持部材の破損や変形を抑制できる。

本発明において、前記位置調整部は、樹脂からなることが好ましい。このようにすると、金属等で形成した場合と比較して容易に変形させることができる。従って、支持部材の固定位置を容易に調整することができる。

本発明では、ジンバル機構の可動枠は、固定体に設けられた第１揺動支持部、および、可動体に設けられた第２揺動支持部によって支持される。第１揺動支持部と第２揺動支持部には、可動枠を支持する支持部材を固定する固定部が設けられ、固定部は、支持部材の固定位置を第１軸線および第２軸線と直交する第３軸線方向に移動させる位置調整部を備えている。このように、可動体側において支持部材の固定位置を調整すれば、可動体の重心に対して、可動枠と支持部材とが接触する位置（すなわち、ジンバル機構による可動体の支持位置）を相対的に移動させることができる。従って、ジンバル機構による可動体の支持位置と、可動体の重心とが適正な位置関係となるように支持部材の位置を調整することができる。

本発明を適用した振れ補正機能付き光学ユニットを被写体側から見た斜視図である。 筒状ケースを取り外した振れ補正機能付き光学ユニットの断面図である。 筒状ケースを取り外した振れ補正機能付き光学ユニットをジンバル機構の揺動支持部の位置で切断した断面図である。 筒状ケースを取り外した振れ補正機能付き光学ユニットをジンバル機構の揺動支持部の位置で切断した断面図である。 可動体、揺動用磁気駆動機構、およびジンバル機構を被写体側から見た平面図である。 可動枠および接点バネの分解斜視図である。 第１揺動支持部の拡大断面図である。 位置調整部の説明図である。 接点バネの位置調整方法のフローチャートである。

以下に、図面を参照して、本発明を適用した振れ補正機能付き光学ユニットの実施形態を説明する。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軸方向は、振れ補正機能付き光学ユニットの光軸Ｌ方向と一致する。また、−Ｚ方向は光軸Ｌ方向の反被写体側（像側）、＋Ｚ方向は光軸Ｌ方向の被写体側である。

本発明を適用した振れ補正機能付き光学ユニットは、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の移動体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、撮影時に光学機器の振れが発生すると、撮像画像に乱れが発生する。振れ補正機能付き光学ユニットは、光学機器の機器本体や移動体本体、あるいは、振れ補正機能付き光学ユニット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する。そして、検出結果に基づいて、撮影画像の乱れを回避するための振れ補正を行う。上記の各軸線周りの振れのうち、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。

（全体構成）
図１は本発明を適用した振れ補正機能付き光学ユニット１を被写体側から見た斜視図である。図１に示すように、振れ補正機能付き光学ユニット１（以下、光学ユニット１という）は、Ｚ軸方向から見た場合に略８角形の外形をした筒状ケース２０を備える。筒状ケース２０は、略８角形の筒状の胴部２１と、胴部２１の＋Ｚ方向の端部から内側に張り出
した枠状の端板部２２を備える。端板部２２の中央には略８角形の開口部２３が形成されている。開口部２３は被写体側（＋Ｚ方向）を向いている。また、胴部２１には、−Ｚ方向の端部の周方向の一部を切り欠いた切り欠き部２４が形成されている。

図２は筒状ケース２０を取り外した光学ユニット１の断面図であり、図１のＡ−Ａ位置（ＹＺ面）で切断した断面図である。また、図３、図４は筒状ケース２０を取り外した光学ユニット１をジンバル機構４の揺動支持部（第１揺動支持部４１、第２揺動支持部４２）の位置で切断した断面図であり、図３は図１の第１軸線Ｒ１を通る対角位置で切断した断面図であり、図４は図１の第２軸線Ｒ２を通る対角位置で切断した断面図である。

図２〜図４に示すように、光学ユニット１は、光学素子２を備えるカメラモジュール１０が搭載された可動体３と、可動体３を揺動可能に支持するジンバル機構４と、ジンバル機構４を介して可動体３を支持するホルダ５を備える。ジンバル機構４は、可動体３を、Ｚ軸方向と光学素子２の光軸Ｌとが一致する基準姿勢およびＺ軸方向に対して光軸Ｌが傾斜する傾斜姿勢の間で揺動可能に支持する。また、光学ユニット１は、ホルダ５をＺ軸周りに回転可能に支持する回転支持機構６と、回転支持機構６を介してホルダ５を支持する固定体８を備える。

ジンバル機構４は、可動体３とホルダ５との間に構成されている。また、回転支持機構６は、固定体８とホルダ５との間に構成されている。すなわち、光学ユニット１は、可動体３、ジンバル機構４、およびホルダ５によって構成される回転体を備えており、この回転体は、回転支持機構６により、固定体８に対してＺ軸周りに回転可能に支持される。また、ジンバル機構４による支持構造においては、ホルダ５は、可動体３を揺動可能に支持する固定体として機能する。

また、光学ユニット１は、可動体３を揺動させる揺動用磁気駆動機構１１と、ホルダ５を回転させるローリング用磁気駆動機構１２とを備える。揺動用磁気駆動機構１１は、可動体３に保持された揺動駆動用コイル１３と、固定体８に保持された揺動駆動用磁石１４とを備える。揺動駆動用コイル１３と揺動駆動用磁石１４とは、光軸Ｌと直交する径方向で対向する。また、可動体３には、揺動駆動用磁石１４と径方向で対向する磁性部材１７が保持されている。磁性部材１７と揺動駆動用磁石１４は、可動体３を基準姿勢に復帰させるための磁気バネを構成する。ローリング用磁気駆動機構１２は、ホルダ５に保持されたローリング駆動用コイル１５と、固定体８に保持されたローリング駆動用磁石１６とを備える。本例では、ローリング駆動用コイル１５とローリング駆動用磁石１６とは、Ｚ軸方向で対向する。

図１、図２に示すように、光学ユニット１は、フレキシブルプリント基板を備える。なお、図３、図４では、フレキシブルプリント基板の図示を省略している。光学ユニット１は、フレキシブルプリント基板として、カメラモジュール１００と接続される光学モジュール用配線基板１９Ａと、揺動用磁気駆動機構１１と接続される揺動機構用配線基板１９Ｂと、ローリング用磁気駆動機構１２と接続されるローリング機構用配線基板１９Ｃを備える。

（固定体）
固定体８は、上述した筒状ケース２０と、筒状ケース２０に対して反被写体側（−Ｚ方向側）から組み付けられる反被写体側ケース２５と、反被写体側ケース２５の反被写体側（−Ｚ方向側）の面に形成された凹部に取り付けられるヨーク２６と、反被写体側ケース２５に対して反被写体側（−Ｚ方向側）から固定される板状部材２７を備える。本形態では、筒状ケース２０は磁性材料から形成され、反被写体側ケース２５は樹脂材料から形成されている。

図２に示すように、反被写体側ケース２５の中央には、回転支持機構６を構成するボールベアリング６１の外輪６２が内周側に嵌まる筒部２８が形成されている。回転支持機構６は、２組のボールベアリング６１を備える。また、反被写体側ケース２５には、筒部２８を挟んだ径方向の反対側にローリング駆動用磁石１６を保持するための保持孔２９が形成されている。ヨーク２６は、保持孔２９に嵌め込まれた２つのローリング駆動用磁石１６に−Ｚ方向側から当接する。ヨーク２６においてローリング駆動用磁石１６が当接する部分には接着剤が塗布されており、ローリング駆動用磁石１６はヨーク２６に固定されている。

（ホルダ）
ホルダ５は、可動体３の外周側に位置するホルダ本体部材３１と、反被写体側（−Ｚ方向）からホルダ本体部材３１に固定されて可動体３とＺ軸方向に対向する回転台座３２とを備える。ホルダ本体部材３１および回転台座３２は樹脂製である。ホルダ本体部材３１は、筒状ケース２０の開口部２３の内側に配置される環状部３４（図１参照）と、環状部３４の−Ｚ方向側に連続するホルダ胴部３５を備える。ホルダ胴部３５は、Ｘ軸方向の両側およびＹ軸方向の両側に開口する４箇所の窓部３６と、周方向に隣り合う窓部３６を区画する４本の縦枠部３７を備える。

回転台座３２の外周縁には、被写体側（＋Ｚ方向）に突出する環状凸部３８が設けられている。回転台座３２がホルダ本体部材３１に固定される際には、環状凸部３８がホルダ本体部材３１（ホルダ胴部３５）の−Ｚ方向の端部の内側に嵌り込む。また、回転台座３２の中央には軸部３９が固定されている。軸部３９は、回転台座３２から反被写体側（−Ｚ方向）に突出する。軸部３９には、ボールベアリング６１の内輪６３が固定される。また、回転台座３２は、軸部３９を間に挟んだ径方向の反対側にコイル保持部４０を備える。ローリング駆動用コイル１５は、コイル保持部４０に保持される。

（ローリング用磁気駆動機構）
ローリング用磁気駆動機構１２は、図２に示すように、ホルダ５の回転台座３２に保持された２つのローリング駆動用コイル１５と、固定体８の反被写体側ケース２５およびヨーク２６に保持されて、Ｚ軸方向で各ローリング駆動用コイル１５と対向する２つのローリング駆動用磁石１６を備える。各ローリング駆動用磁石１６は、周方向に２分割され、ローリング駆動用コイル１５と対向する面の磁極が分割位置（着磁分極線）を境にして異なるように着磁されている。また、各ローリング駆動用コイル１５は空芯コイルであり、径方向に延びる長辺部分が有効辺として利用される。回転台座３２には、ローリング駆動用磁石１６とＺ軸方向で対向する磁性部材１８が保持されている。磁性部材１８と揺動駆動用磁石１４は、ホルダ５を基準回転位置に復帰させるための磁気バネを構成する。

（揺動体）
図２に示すように、可動体３は、カメラモジュール１００と、カメラモジュール１００を外周側から保持するカメラモジュールホルダ１１０を備える。カメラモジュール１００は、光学素子２と、光学素子２の光軸Ｌ上に位置する撮像素子１０３とを有する。撮像素子１０３は、基板１０４の被写体側（＋Ｚ方向）の面に実装されている。基板１０４の反被写体側（−Ｚ方向）の面には、信号処理用のＩＣチップ１０５が搭載されている。また、カメラモジュール１００は、光学素子２を保持するレンズホルダ１０６を備える。レンズホルダ１０６は、Ｚ軸方向に延びる円筒部１０７と、円筒部１０７の反被写体側（−Ｚ方向）の端縁から外周側に拡がる矩形の板部１０８と、板部１０８の外周縁から−Ｚ方向に延びる角筒部１０９を備える。角筒部１０９には、基板１０４およびＩＣチップ１０５を反被写体側（−Ｚ方向）から覆う板バネ１２０が固定されている。

図５は、可動体３、揺動用磁気駆動機構１１、およびジンバル機構４を被写体側から見た平面図である。図２、図５に示すように、カメラモジュールホルダ１１０は、レンズホルダ１０６の外周側を囲む筒部１１１と、筒部１１１の反被写体側（−Ｚ方向）の端部から径方向外側に拡がる底板部１１５（図２参照）と、底板部１１５のＸ軸方向の両端において、＋Ｚ方向に立ち上がりＹ軸方向に延在する一対の壁部１１６、１１７（図５参照）と、底板部１１５のＹ軸方向の両端において、＋Ｚ方向に立ち上がりＸ軸方向に延在する一対の壁部１１８、１１９（図２、図５参照）とを備える。各壁部１１６、１１７、１１８、１１９の径方向外側の面には、揺動駆動用コイル１３が固定されている。

（ジンバル機構）
ジンバル機構４は、カメラモジュールホルダ１１０（可動体３）とホルダ本体部材３１（ホルダ５）との間に構成されている。上述したように、ホルダ５は、ジンバル機構４による支持構造においては、可動体３を揺動可能に支持する固定体として機能する。ジンバル機構４は、カメラモジュールホルダ１１０の第１軸線Ｒ１上の対角位置に設けられた２箇所の第１揺動支持部４１（図３、図５参照）と、ホルダ本体部材３１の第２軸線Ｒ２上の対角位置に設けられた２箇所の第２揺動支持部４２（図４、図５参照）と、第１揺動支持部４１および第２揺動支持部４２によって支持される可動枠４５を備える。第１軸線Ｒ１および第２軸線Ｒ２はＺ軸方向と直交し、且つ、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に対して４５度傾いた方向である。

図３、図５に示すように、第１揺動支持部４１は、カメラモジュールホルダ１１０に形成された第１接点バネ保持部４３と、第１接点バネ保持部４３に保持される接点バネ５０を備える。第１接点バネ保持部４３は、カメラモジュールホルダ１１０の第１軸線Ｒ１方向の対角位置に形成されたバネ支持壁４３１の内側部分を径方向外側および反被写体側（−Ｚ方向）に凹ませた凹部４３２である。凹部４３２の内面は、第１軸線Ｒ１と直交する方向に延在し径方向内側を向く第１バネ支持面４３３と、被写体側（＋Ｚ方向）を向く第１バネ固定面４３４を備える。凹部４３２の底面には、後述する位置調整部９０が設けられ、第１バネ固定面４３４は、位置調整部９０に形成されている。

図６は、可動枠４５および接点バネ５０の分解斜視図である。接点バネ５０は、金属製のバネ部材である。接点バネ５０は、Ｚ軸方向に延在する第１板部５１および第２板部５２と、Ｚ軸方向と交差する方向に延在して第１板部５１と第２板部５２とを接続する第３板部５３と、第１板部５１の第３板部５３とは逆の端部から第２板部５２と逆の側に突出する抜け止め部５４を備える。接点バネ５０の第１板部５１には、球面状の凹面である接点部５５が形成されている。接点部５５は、第１板部５１にパンチ加工等の方法により形成された半球状の凹部の内側面である。

接点バネ５０の第２板部５２は、第３板部５３とは反対側の端部の幅が他の部位より小さく、この部分に、接点部５５と対向する部位を第１板部５１の側に凹ませたストッパ部５６が形成されている。ストッパ部５６は、接点バネ５０が撓んだときに第１板部５１と第２板部５２とが接触することを規制する。ストッパ部５６を設けることにより、接点バネ５０の破損や変形を抑制することができる。また、接点バネ５０の第１板部５１と第２板部５２の間に接着剤５７を充填することもできる（図７参照）。充填された接着剤５７は、第１板部５１と第２板部５２との接触を規制するストッパ部として機能する。なお、接着剤５７を充填する場合には、接着剤５７が充填される部分の表面に接着剤５７の食い付きを良好にするための加工を施すことが好ましい。例えば、第１板部５１と第２板部５２の表面に網目状の溝を形成するなど、凹凸を形成する加工を施すことが好ましい。

第１接点バネ保持部４３では、接点バネ５０は、第２板部５２が第１バネ支持面４３３に対して光軸Ｌ方向と直交する方向（第１軸線Ｒ１方向）で当接する。従って、接点バネ
５０は、第１バネ支持面４３３によって光軸Ｌ方向と直交する方向（第１軸線Ｒ１方向）で支持され、第１軸線Ｒ１方向に弾性変形可能となっている。また、第３板部５３は凹部４３２の内側に挿入され、位置調整部９０に設けられた第１バネ固定面４３４に対して被写体側（＋Ｚ方向）から当接する。すなわち、接点バネ５０は、第１バネ固定面４３４によって反被写体側（−Ｚ方向）で支持される。本形態では、第３板部５３は、第１バネ固定面４３４に接着されている。

図４、図５に示すように、第２揺動支持部４２は、ホルダ本体部材３１に形成された第２接点バネ保持部４４と、第２接点バネ保持部４４に保持される接点バネ５０を備える。接点バネ５０は、第１揺動支持部４１に設けられるものと同一である。第２接点バネ保持部４４は、ホルダ本体部材３１の縦枠部３７の内側面を径方向外側に凹ませた凹部４４１を備える。凹部４４１の内面は、第２軸線Ｒ２と直交する方向に延在し径方向内側を向く第２バネ支持面４４２と、反被写体側（−Ｚ方向）を向く第２バネ固定面４４３を備える。第２バネ固定面４４３は、凹部４４１の底面である。

第２揺動支持部４２では、接点バネ５０は、第２板部５２が第２接点バネ保持部４４の第２バネ支持面４４２に対して光軸Ｌ方向と直交する方向（第２軸線Ｒ２方向）で当接する。従って、接点バネ５０は、第２バネ支持面４４２によって光軸Ｌ方向と直交する方向（第２軸線Ｒ２方向）で支持され、第２軸線Ｒ２方向に弾性変形可能となっている。また、第３板部５３は、第２バネ固定面４４３（凹部４４１の底面）に対して反被写体側（−Ｚ方向）から当接する。すなわち、接点バネ５０は、第２バネ固定面４４３によって被写体側（＋Ｚ方向）で支持される。本形態では、第３板部５３は、第２バネ固定面４４３に接着されている。

図６に示すように、可動枠４５は、Ｚ軸方向から見た平面形状が略８角形の板状ばねである。可動枠４５は、光軸Ｌ回りの４か所に設けられた支点部４６を備える。各支点部４６の外側面には、溶接等によって金属製の球体４７が固定されている。この球体４７によって、各支点部４６に可動枠４５の径方向の外側を向く半球状の凸面（球面）が設けられている。

第１揺動支持部４１は、第１軸線Ｒ１方向の対角位置に設けられた支点部４６の外周側に配置される。また、第２揺動支持部４２は、第２軸線Ｒ２方向の対角位置に設けられた支点部４６の外周側に配置される。第１揺動支持部４１および第２揺動支持部４２において、接点バネ５０は、第１板部５１に設けられた球面状の接点部５５が径方向内側を向くように取り付けられている。ジンバル機構４は、可動枠４５の光軸Ｌ回りの４か所に溶接された球体４７と、第１揺動支持部４１および第２揺動支持部４２に設けられた接点バネ５０の接点部５５とが点接触する状態に組み立てられる。これにより、可動枠４５は、光軸Ｌと直交する２方向（第１軸線Ｒ１方向および第２軸線Ｒ２方向）の各方向周りに回転可能な状態で支持される。

ジンバル機構４が組み立てられると、第１揺動支持部４１に設けられた接点バネ５０の抜け止め部５４は、可動枠４５の支点部４６に対して被写体側（＋Ｚ方向）に配置される（図３参照）。これにより、可動枠４５が第１揺動支持部４１から被写体側（＋Ｚ方向）に脱落することが規制される。また、第２揺動支持部４２に設けられた接点バネ５０の抜け止め部５４は、可動枠４５の支点部４６に対して反被写体側（−Ｚ方向）に配置される（図４参照）。これにより、可動枠４５が第２揺動支持部４２から反被写体側（−Ｚ方向））に脱落することが規制される。つまり、ジンバル機構４は、可動枠４５が第１揺動支持部４１および第２揺動支持部４２から脱落することを規制する抜け止め構造を備えている。

（揺動用磁気駆動機構）
図５に示すように、揺動用磁気駆動機構１１は、可動体３と固定体８の間に設けられた第１揺動用磁気駆動機構１１Ａおよび第２揺動用磁気駆動機構１１Ｂを備える。第１揺動用磁気駆動機構１１Ａは、Ｘ軸方向で対向する揺動駆動用磁石１４と揺動駆動用コイル１３とからなる組を２組備える。第２揺動用磁気駆動機構１１Ｂは、Ｙ軸方向で対向する揺動駆動用磁石１４と揺動駆動用コイル１３とからなる組を２組備える。揺動駆動用コイル１３は、カメラモジュールホルダ１１０のＸ軸方向の両側の壁部１１６、１１７およびＹ軸方向の両側の壁部１１７、１１８の外側面に保持される。揺動駆動用磁石１４は、固定体８の筒状ケース２０（図１参照）の内側面に保持される。各揺動駆動用磁石１４は、図２に示すようにＺ軸方向に２分割され、内面側の磁極が分割位置（着磁分極線）を境にして異なるように着磁されている。揺動駆動用コイル１３は空芯コイルであり、＋Ｚ方向側および−Ｚ方向側の長辺部分が有効辺として利用される。筒状ケース２０は磁性材料から構成されているので、揺動駆動用磁石１４に対するヨークとして機能する。

可動体３の＋Ｙ方向側および−Ｙ方向側に位置する２組の第２揺動用磁気駆動機構１１Ｂは、揺動駆動用コイル１３への通電時にＸ軸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。また、可動体３の＋Ｘ方向側および−Ｘ方向側に位置する２組の第１揺動用磁気駆動機構１１Ａは、揺動駆動用コイル１３への通電時にＹ軸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。揺動用磁気駆動機構１１は、第２揺動用磁気駆動機構１１ＢによるＸ軸回りの回転、および第１揺動用磁気駆動機構１１ＡによるＹ軸回りの回転を合成することにより、可動体３を第１軸線Ｒ１回りおよび第２軸線Ｒ２回りに回転させる。Ｘ軸回りの振れ補正、およびＹ軸回りの振れ補正を行う場合は、第１軸線Ｒ１回りの回転および第２軸線Ｒ２回りの回転を合成する。

（光学ユニットの振れ補正）
光学ユニット１は、上記のように、Ｘ軸回りの振れ補正、およびＹ軸回りの振れ補正を行う揺動用磁気駆動機構１１を備える。従って、ピッチング（縦揺れ）方向およびヨーイング（横揺れ）方向の振れ補正を行うことができる。また、光学ユニット１はローリング用磁気駆動機構１２を備えるので、ローリング方向の振れ補正を行うことができる。例えば、光学ユニット１が、可動体３にジャイロスコープを搭載している場合には、ジャイロスコープによって直交する３軸回りの振れを検出して、検出した振れを打ち消すように揺動用磁気駆動機構１１およびローリング用磁気駆動機構１２を駆動する。

（位置調整部）
図７は第１揺動支持部４１の拡大断面図である。また、図８は位置調整部９０の説明図であり、図８（ａ）は変形前の位置調整部９０であり、図８（ｂ）は位置調整部９０の変形方法の説明図である。また、図８（ｃ）は変形後の位置調整部９０に固定用の接着剤を塗布した状態を示し、図８（ｄ）は接点バネ５０を固定した位置調整部９０を示す。上述したように、第１揺動支持部４１は、第１接点バネ保持部４３である凹部４３２を備えており、凹部４３２の底面に位置調整部９０が形成されている。位置調整部９０は、第１軸線Ｒ１および第２軸線Ｒ２と直交する第３軸線方向であるＺ軸方向に変形可能な部位である。位置調整部９０の被写体側（＋Ｚ方向）の先端には、第１バネ固定面４３４が形成されている。

位置調整部９０は、Ｚ軸方向に変形することによって第１バネ固定面４３４の位置をＺ軸方向に移動させる。その結果、第１バネ固定面４３４に固定される接点バネ５０の取付位置がＺ軸方向に変化し、接点バネ５０と可動枠４５とが点接触する位置がＺ軸方向に変化する。つまり、ジンバル機構４による可動体３の支持位置が変化する。可動体３の重心Ｇ（図３参照）と、ジンバル機構４による可動体３の支持位置とのＺ軸方向の位置ずれ（以下、可動体３の重心ずれという）があると、衝撃や遠心力が加わった場合に可動体３が
傾く。本形態では、位置調整部９０によって接点バネ５０の固定位置をＺ軸方向に変化させ、ジンバル機構４による可動体３の支持位置をＺ軸方向に調整して、可動体３の重心ずれを解消する。

図８（ａ）に示すように、変形前の位置調整部９０は、凹部４３２の底面から＋Ｚ方向に突出する凸部９１である。本形態では、円筒状の凸部９１が形成されている。なお、凸部９１の形状は円筒状でなくてもよく、Ｚ軸方向に潰すことができる形状であればよい。例えば、角筒状でもよいし、先端に向かうに従って先細りになる形状でもよい。図８（ｂ）には、ヒータチップ９９を用いて凸部９１の先端を潰す状況を図示している。ヒータチップ９９は、熱と押圧力を加えるものであり、例えばパルスヒートなどの瞬間加熱により熱を加えながら押圧する。凸部９１は樹脂からなり、樹脂製のカメラモジュールホルダ１１０に一体に形成されている。図８（ｃ）に示すように、変形後の位置調整部９０は、凸部９１がＺ軸方向に潰された潰し部９２となる。ヒータチップ９９の先端面は平坦面であるため、潰し部９２の先端には、Ｚ軸方向に対して垂直な第１バネ固定面４３４が形成される。

接点バネ５０は、変形後の位置調整部９０（潰し部９２）に固定される。固定方法としては、接点バネ５０の第３板部５３と、潰し部９２の先端に設けられた第１バネ固定面４３４とを接着する方法を用いる。例えば、図８（ｃ）に示すように、第１バネ固定面４３４に接着剤９３を塗布し、第３板部５３を接着固定する。この際、余分な接着剤９３は、潰し部９２の周囲に形成された隙間９４に収容される。図８（ａ）に示すように、凹部４３２の底面から突出する凸部９１の外周側には、凹部４３２の内面との間に所定の隙間９４が形成されている。この隙間９４は、凸部９１を潰す際に、凸部９１を形成している樹脂素材を逃がすための空間となる。なお、本形態では、凸部９１は円筒状であるため、内周側にも樹脂を逃がすことができる。また、潰し部９２の形成後に潰し部９２の外周側に隙間９４が残れば、この隙間９４を接着剤が溜まるスペースとして利用する。

位置調整部９０は、凸部９１を潰すことによって、接点バネ５０が固定される固定部である第１バネ固定面４３４を反被写体側（−Ｚ方向）に移動させる。これにより、接点バネ５０を反被写体側（−Ｚ方向）に移動させて、可動枠４５を反被写体側（−Ｚ方向）に移動させる。図８に示す例では、位置調整後の接点バネ５０のＺ軸方向の取付位置Ｈは、位置調整前の取付位置Ｈ０から、位置調整量Ｄだけ反被写体側（−Ｚ方向）に下げられている。その結果、接点バネ５０と可動枠４５とが点接触する位置が、可動体３の重心Ｇの高さとＺ軸方向で一致しており、可動体３の重心ずれが解消されている。

図９は接点バネ５０の位置調整方法のフローチャートである。光学ユニット１の製造時には、図９に示すフローチャートに従って接点バネ５０の位置調整を行い、可動体３の重心ずれを解消する。まず、ステップＳＴ１において、凸部９１を潰す前の可動体３をジンバル機構４によって支持する状態に仮組立を行い、回転台に乗せて回転させて、可動体３にＺ軸周りの遠心力を作用させる。次に、ステップＳＴ２、ＳＴ３において、レーザ変位計などを用いて、遠心力が作用している可動体３の傾きを測定する。例えば、ステップＳＴ２において、レーザ変位計によって可動体３の特定の部位までの距離を測定し、ステップＳＴ３において、遠心力が作用する前と作用中での距離の変化に基づき、可動体３の傾きを求める。

ステップＳＴ４では、計測した傾きに基づき、可動体３の重心ずれを解消するための接点バネ５０の取付位置の調整量（図８（ｄ）に示す位置調整量Ｄ）を求める。例えば、予め、位置調整量Ｄと可動体３の傾きとの対応テーブルを作成しておけば、容易に位置調整量Ｄを求めることができる。続いて、ステップＳＴ５では、決定した位置調整量Ｄ（潰し量）に基づいて、凸部９１を潰す作業を行う。そして、ステップＳＴ６では、潰した凸部
９１（潰し部９２）の先端面である第１バネ固定面４３４に接点バネ５０を固定する作業を行う。これにより、接点バネ５０の位置調整が行われ、可動体３の重心ずれが解消される。

（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態の光学ユニット１では、可動体３はジンバル機構４によってホルダ５（固定体）に対して揺動可能に支持されており、ジンバル機構４は、可動体３に設けられた第１揺動支持部４１、および、ホルダ５（固定体）に設けられた第２揺動支持部４２によって支持される可動枠４５を備える。そして、第１揺動支持部４１は、可動枠４５を支持する支持部材である接点バネ５０が固定される固定部である第１接点バネ保持部４３を備え、第１接点バネ保持部４３は、接点バネ５０の固定位置をＺ軸方向で調整する位置調整部９０を備えている。このような構成において、可動体３側において接点バネ５０の固定位置を調整できれば、可動体３の重心Ｇに対して、可動枠４５の位置を相対的に移動させることができる。従って、ウェイトを用いることなく、ジンバル機構４による可動体３の支持位置（すなわち、可動枠４５と接点バネ５０とが接触する位置）と、可動体３の重心Ｇとが適正な位置関係となるように接点バネ５０の位置を調整することができる。

本形態では、位置調整部９０において接点バネ５０の固定位置をＺ軸方向で調整し、可動体３の重心Ｇと、可動枠４５のＺ軸方向の位置を一致させる。従って、ウェイトを用いることなく、可動枠４５と接点バネ５０とが点接触する位置と、可動体３の重心ＧとのＺ軸方向の位置ずれ（重心ずれ）を解消することができる。よって、衝撃や遠心力等による可動体３の傾きを抑制することができる。

本形態では、位置調整部９０は、Ｚ軸方向に変形して接点バネ５０の固定位置を調整する構成であり、第１接点バネ保持部４３に設けられた凹部４３２の底面から突出する凸部９１が位置調整部９０として用いられる。凸部９１をＺ軸方向に潰すことにより、接点バネ５０の固定位置を調整することができ、位置調整後の凸部９１は、Ｚ軸方向に潰された潰し部９２となる。このように、凸部９１を潰して位置調整を行う場合には、位置調整のために別部材を設ける必要がない。従って、低コストで接点バネ５０の固定位置を調整することができる。また、凸部９１を潰す際の潰し量は、連続的に調整することができる。従って、接点バネ５０の固定位置を移動させる際の移動距離の分解能が高い。よって、可動枠４５の位置調整の精度が高く、可動体３の重心ずれを精度良く解消することができる。更に、また、潰し面（潰し部９２の先端面）は、接点バネ５０を接着するための第１バネ固定面４３４として用いることができる。

なお、Ｚ軸方向に変形する構造としては、例えば、凸部を形成せずに面を凹ませるなどの構造も考えられるが、凸部９１を潰すことは面を凹ませるよりも容易であり、カメラモジュールホルダ１１０の他の部位への影響が少ない。また、凸部９１の周囲には、潰した部分がはみ出す逃げ部を設けることができる。例えば、本形態では、凸部９１の外周側に隙間９４があり、凸部９１を潰す際に樹脂を外周側に逃がすことができる。従って、容易に凸部９１を潰すことができる。また、凸部９１を潰した際に塵などが発生した場合に、塵を外周側に逃がす事が出来るので、接点バネ５０に悪影響を及ぼすことを抑制できる。更に、凸部９１は、樹脂製のカメラモジュールホルダ１１０と一体に形成されている。位置調整部９０が樹脂製であれば、金属製である場合よりも容易に潰すことができる。従って、容易に接点バネ５０の固定位置を調整することができる。

本形態の接点バネ５０は、第１板部５１、第２板部５２、および第３板部５３を備えており、略コの字状に屈曲した形状である。第３板部５３は湾曲状でなく平板状であるため、接点バネ５０は、第３板部５３が湾曲状である場合と比較して製造や形状の管理が容易
である。従って、接点バネ５０の品質のばらつきを抑制できる。また、第３板部５３は、位置調整部９０と面で当接する。従って、接点バネ５０の姿勢を安定させることができ、可動枠４５を安定して支持できる。更に、第３板部５３は、位置調整部９０に設けられた第１バネ固定面４３４と面で接着される。従って、接着面積が大きくなるので、接点バネ５０の固定強度を高めることができる。また、凸部９１の外周側の隙間９４は、接着剤が溜まるスペースとなるため、固定強度をさらに高めることができる。

（他の実施形態）
上記形態は、光軸Ｌ回りの振れ補正（ローリング補正）、および光軸Ｌと交差する第１軸線Ｒ１および第２軸線Ｒ２周りの振れ補正を行う光学ユニット１であったが、本発明は、ローリング補正を行わない光学ユニットに適用することもできる。例えば、上記形態において、ホルダ５、回転支持機構６、ローリング用磁気駆動機構１２を省略し、ジンバル機構４の第１揺動支持部４１を固定体８に設けた構成を採用してもよい。

上記形態は、可動体３にウェイトを載せずに位置調整部９０のみで可動体３の重心ずれを調整するものであったが、おおまかな重心調整をウェイトで行い、微調整を位置調整部９０で行うこともできる。

１…光学ユニット、２…光学素子、３…可動体、４…ジンバル機構、５…ホルダ、６…回転支持機構、８…固定体、１０…カメラモジュール、１１…揺動用磁気駆動機構、１１Ａ…第１揺動用磁気駆動機構、１１Ｂ…第２揺動用磁気駆動機構、１２…ローリング用磁気駆動機構、１３…揺動駆動用コイル、１４…揺動駆動用磁石、１５…ローリング駆動用コイル、１６…ローリング駆動用磁石、１７、１８…磁性部材、１９Ａ…光学モジュール用配線基板、１９Ｂ…揺動機構用配線基板、１９Ｃ…ローリング機構用配線基板、２０…筒状ケース、２１…胴部、２２…端板部、２３…開口部、２４…切り欠き部、２５…反被写体側ケース、２６…ヨーク、２７…板部材、２８…筒部、２９…保持孔、３１…ホルダ本体部材、３２…回転台座、３４…環状部、３５…ホルダ胴部、３６…窓部、３７…縦枠部、３８…環状凸部、３９…軸部、４０…コイル保持部、４１…第１揺動支持部、４２…第２揺動支持部、４３…第１接点バネ保持部、４４…第２接点バネ保持部、４５…可動枠、４６…支点部、４７…球体、５０…接点バネ、５１…第１板部、５２…第２板部、５３…第３板部、５４…抜け止め部、５５…接点部、５６…ストッパ部、５７…接着剤、６１…ボールベアリング、６２…外輪、６３…内輪、９０…位置調整部、９１…凸部、９２…潰し部、９３…接着剤、９４…隙間、９９…ヒータチップ、１００…カメラモジュール、１０３…撮像素子、１０４…基板、１０５…ＩＣチップ、１０６…レンズホルダ、１０７…円筒部、１０８…板部、１０９…角筒部、１１０…カメラモジュールホルダ、１１１…筒部、１１５…底板部、１１６、１１７、１１８、１１９…壁部、１２０…板バネ、４３１…バネ支持壁、４３２…凹部、４３３…第１バネ支持面、４３４…第１バネ固定面、４４１…凹部、４４２…第２バネ支持面、４４３…第２バネ固定面、Ｌ…光軸、Ｇ…可動体の重心、Ｒ１…第１軸線、Ｒ２…第２軸線

Claims (7)

1. 可動体および固定体と、
   前記可動体を前記固定体に対して第１軸線周りに揺動可能に支持するとともに、前記可動体を前記固定体に対して前記第１軸線と交差する第２軸線周りに揺動可能に支持するジンバル機構と、
   前記可動体を前記第１軸線周りおよび前記第２軸線周りに揺動させる揺動用駆動機構と、を有し、
   前記ジンバル機構は、可動枠と、前記可動体において前記第１軸線方向で離間する２個所に設けられた第１揺動支持部と、前記固定体において前記第２軸線方向で離間する２個所に設けられた第２揺動支持部と、を備え、
   前記第１揺動支持部および前記第２揺動支持部は、前記可動枠を支持する支持部材と、前記支持部材が固定される固定部とを備え、
   前記第１揺動支持部に設けられた前記固定部は、前記支持部材の固定位置を前記第１軸線および前記第２軸線と直交する第３軸線方向で調整する位置調整部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。
2. 前記位置調整部は、前記第３軸線方向に変形す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。
3. 前記位置調整部は、前記第３軸線方向に突出する凸部が潰された潰し部であ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。
4. 前記支持部材は、所定の間隔で配置される第１板部および第２板部と、前記第１板部および前記第２板部と交差する方向に延在し、前記第１板部と前記第２板部とを接続する第３板部と、を備え、
   前記第３板部は、前記位置調整部と前記第３軸線方向に当接することを特徴とする請求項２または３に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。
5. 前記第３板部は、前記位置調整部に設けられた固定面に接着されることを特徴とする請求項４に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。
6. 前記第１板部と前記第２板部との間に接着剤が充填されていることを特徴とする請求項４または５に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。
7. 前記位置調整部は、樹脂からなることを特徴とする請求項２から６の何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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