JP2019020501A - 振れ補正機能付き光学ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】揺動体に取り付けたウエイトが揺動体を外周側から支持する固定体に衝突することを防止或いは抑制できる振れ補正機能付き光学ユニットを提供すること。【解決手段】光学ユニット１は、レンズ４２と撮像素子４３を備える揺動体４と、揺動体４を光軸と直交する軸線（第１軸線Ｒ１および第２軸線Ｒ２軸線）回りに揺動可能に支持する揺動支持機構５と、揺動支持機構５を介して揺動体４を支持する固定体６と、揺動体４を揺動させる揺動用磁気駆動機構７を有する。また、光学ユニット１は、揺動体４の重心を軸線（第１軸線Ｒ１および第２軸線Ｒ２）に一致させるための第１ウエイト１１を有する。揺動体４は、レンズ４２の被写体側に被写体側筒部分５８を備え、被写体側筒部分５８は、レンズ４２の側から被写体側に窪む環状凹部６５を備える。第１ウエイト１１は、環状凹部６５に挿入された状態で揺動体４に保持されている。【選択図】図６

Description

本発明は、携帯端末や移動体に搭載されて撮像などに利用される振れ補正機能付き光学ユニットに関する。

携帯端末や車両、無人ヘリコプターなどの移動体に搭載される光学ユニットの中には、光学ユニットの揺れに起因する撮影画像の乱れを抑制するために、レンズを備える揺動体を揺動させて振れを補正する振れ補正機能を備えるものがある。特許文献１に記載の振れ補正機能付き光学ユニットは、レンズおよび撮像素子を備える揺動体と、揺動体を揺動可能に支持する揺動支持機構と、揺動支持機構を介して揺動体を外周側から支持する固定体と、揺動体を揺動させる揺動用磁気駆動機構と、を備える。揺動支持機構は、揺動体と固定体との間に配置したジンバル機構を備える。揺動用磁気駆動機構は、揺動体に固定されたコイルと、固定体に固定されてコイルに対向する磁石とを備える。

振れ補正機能付き光学ユニットは、揺動支持機構による揺動体の揺動中心線と揺動体の重心とが一致しない場合、外部からの振動によって揺動体が共振するなどの不都合がある。従って、揺動体にウエイトを取り付けて重心を調整することが行われている。特許文献に記載の振れ補正機能付き光学ユニットでは、ウエイトは、揺動体において、レンズを保持する鏡筒部の外周側に取り付けられている。

特開２０１５−６４５０１号公報

ここで、ウエイトを鏡筒部の外周側に取り付ける構成では、揺動体が揺動したときに、揺動体を外周側から支持する固定体とウエイトとが衝突してしまう可能性がある。

そこで、本発明の課題は、揺動体に取り付けたウエイトが揺動体を外周側から支持する固定体に衝突することを防止或いは抑制できる振れ補正機能付き光学ユニットを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の振れ補正機能付き光学ユニットは、レンズおよび当該レンズの光軸上に配置された撮像素子を備える揺動体と、前記揺動体を、前記光軸と交差する揺動中心線回りに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揺動体を支持する固定体と、前記揺動体を揺動させる揺動用磁気駆動機構と、を有し、前記揺動体の重心を前記揺動中心線に一致させるためのウエイトと、を有し、前記揺動体は、前記レンズにおいて前記撮像素子とは反対の被写体側に、前記レンズと同軸の環状部を備え、前記環状部は、前記レンズの側から前記被写体側に窪む凹部を備え、前記ウエイトは、凹部に挿入された状態で前記揺動体に保持されていることを特徴とする。

本発明によれば、ウエイトは、揺動体においてレンズの被写体側に設けられた環状部に持されているので、揺動支持機構が揺動体を支持する揺動中心線からウエイトを光軸方向で離間させることができる。従って、揺動支持機構による揺動体の揺動中心線と揺動体の重心とを一致させるためのウエイトを、比較的軽量として、小さくすることができる。ま
た、ウエイトは、環状部に設けられた凹部に挿入されている。従って、ウエイトが環状部の外周側に突出することがない。よって、揺動体が揺動したときに、揺動体を外周側から支持する固定体とウエイトとが衝突してしまうことを防止できる。さらに、ウエイトが固定される凹部は、レンズの側から被写体側に窪む。従って、ウエイトが被写体側に脱落することがない。

本発明において、前記環状部は、前記被写体側に、内周側から外周側に向かって前記被写体側に傾斜するテーパー面を備えることが望ましい。このようにすれば、レンズの被写体側に設けた環状部によってケラレなどが発生することを回避できる。すなわち、レンズの被写体側に設けた環状部によってレンズの画角を狭めることがない。

本発明において、前記テーパー面は、低反射面であることが望ましい。このようにすれば、フレアやゴーストなど、撮像画像に乱れが生じることを回避できる。

本発明において、前記凹部は、円環状であり、前記ウエイトは、円環状であるものとすることができる。このようにすれば、凹部へのウエイトの固定により、揺動体の重心を光軸上で移動させることができる。

本発明において、前記揺動用磁気駆動機構は、前記揺動体および前記固定体の一方に取り付けられた揺動駆動用磁石と、他方に取り付けられた揺動駆動用コイルと、を備え、前記ウエイトは、非磁性であることが望ましい。このようにすれば、揺動体へのウエイトの固定によって揺動用磁気駆動機構の動作に影響を与えることがない。

本発明において、前記揺動体の重心を前記揺動中心線に一致させるために前記揺動体に取り付けられた第２のウエイトを有し、前記第２のウエイトは、前記ウエイトよりも軽いものとすることができる。このようにすれば、環状部の凹部に挿入されたウエイトによって揺動体の揺動中心線と揺動体の重心とを一致させることができない場合に、第２のウエイトによって、揺動体の揺動中心線と揺動体の重心とを一致させることができる。また、第２のウエイトは、環状部の凹部に挿入されたウエイトよりも軽量なので、小さくすることができる。よって、第２のウエイトが揺動体に取り付けられた場合でも、揺動体が揺動したときに、揺動体を外周側から支持する固定体と第２のウエイトとが衝突してしまうことを防止あるいは抑制できる。

本発明において、前記環状部は、前記被写体側の端から前記レンズの側に向かって小径部分と、前記小径部分よりも外径寸法が大きい大径部分と、前記小径部分と前記大径部分との間で前記被写体側を向く環状面と、を備え、前記第２のウエイトは、環状であり、その中心穴に前記小径部分が挿入された状態で前記環状面に当接しており、前記小径部分の外周面と前記第２のウエイトとの間、および、前記環状面と前記第２のウエイトとの間には、接着剤が介在していることが望ましい。このようにすれば、第２のウエイトと環状部との接着面積を確保できるので、接着剤によって環状部に固定された第２のウエイトが被写体側に脱落することを防止できる。

本発明において、前記固定体と前記揺動体との間に架け渡されたバネ部材を有し、前記揺動支持機構は、前記揺動体を、前記光軸と予め定めた軸線とが一致する基準姿勢と、前記軸線に対して前記光軸が傾斜する傾斜姿勢との間で揺動可能に支持し、前記第２のウエイトは、前記バネ部材よりも前記被写体側に位置し、前記バネ部材の側を向く端面が、外周側に向かって前記被写体側に傾斜し、前記バネ部材は、前記揺動体が揺動すると当該揺動体を前記基準姿勢に復帰させる付勢力を発揮することが望ましい。すなわち、固定体と揺動体との間に架け渡されたバネ部材は、揺動体が揺動して変形すると、その形状復帰力（付勢力）によって、揺動体を基準位置に復帰させる。ここで、第２のウエイトのバネ部
材の側の端面が外周側に向かって被写体側に傾斜してれば、バネ部材が変形したときに、バネ部材と第２のウエイトとが接触することを防止あるいは回避できる。

本発明によれば、揺動体に取り付けたウエイトが、レンズの被写体側に位置する環状部に設けられた凹部内に保持される、従って、揺動体が揺動したときに、ウエイトと揺動体を外周側から支持する固定体とが衝突することを防止或いは抑制できる。

本発明を適用した光学ユニットを被写体側から見た斜視図である。 図１のＡ−Ａ線における光学ユニットの断面図である。 図１の光学ユニットを被写体側から見た分解斜視図である。 第３ケースおよび第１接点バネを像側から見た場合の分解斜視図である。 揺動体を被写体側から見た場合の斜視図である。 揺動体の断面図である。 揺動体を被写体側から見た場合の分解斜視図である。 揺動体を像側から見た場合の分解斜視図である。 揺動支持機構の説明図である。

（全体構成）
以下に、図面を参照して、本発明を適用した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軸は、光学ユニット１の軸線Ｌと一致する。＋Ｚ方向は光学ユニットの軸線Ｌ方向の被写体側である。−Ｚ方向は光学ユニットの軸線Ｌ方向の反被写体側（像側）である。

図１は本発明を適用した光学ユニットを被写体側から見た斜視図である。図２は図１のＡ−Ａ線における光学ユニットの断面図である。図３は光学ユニットの分解斜視図である。光学ユニット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。光学ユニット１は、撮影画像が傾くことを回避するため、レンズ２を搭載する光学モジュール３の傾きを補正する振れ補正機能付き光学ユニットである。

図２に示すように、光学ユニット１は、光学モジュール３を備える揺動体４と、揺動体４を揺動可能に支持する揺動支持機構５と、揺動支持機構５を介して揺動体４を支持する略直方体形状の固定体６と備える。また、光学ユニット１は、揺動体４を揺動させる揺動用磁気駆動機構７と、揺動する揺動体４を基準姿勢に復帰させるためのバネ部材８を備える。揺動体４にはフレキシブルプリント基板９が接続されている。図１に示すように、フレキシブルプリント基板９は固定体６から＋Ｘ方向に引き出されている。

揺動支持機構５はジンバル機構である。揺動支持機構５は、予め定めた軸線Ｌとレンズ２の光軸とが一致する基準姿勢および軸線Ｌに対して光軸が傾斜する傾斜姿勢の間で揺動体４を揺動可能に支持する。図１に示すように、揺動体４は、揺動支持機構５により、軸線Ｌと交差する第１軸線Ｒ１（回転中心線）回りに揺動可能に支持されているとともに、軸線Ｌおよび第１軸線Ｒ１と交差する第２軸線Ｒ２（回転中心線）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、固定体６の対角方向に延びており、光
学ユニット１の軸線Ｌと直交する。また、第１軸線Ｒ１および第２軸線Ｒ２は、互いに直交する。図１に示すように、第１軸線Ｒ１は、＋Ｘ方向と＋Ｙ方向の中間の角度方向に延びる。第２軸線Ｒ２は、＋Ｘ方向と-Ｙ方向の中間の角度方向に延びる。揺動体４の揺動中心線である第１軸線Ｒ１および第２軸線Ｒ２は、軸線Ｌ方向で揺動体４の中央部分を通過する。

また、光学ユニット１は、図２に示すように、Ｚ軸方向において、揺動体４の重心と、揺動支持機構５による揺動体４の揺動中心線（第１軸線Ｒ１および第２軸線Ｒ２）とを一致させるための第１ウエイト１１および第２ウエイト１２（第２のウエイト）とを備える。第１ウエイト１１および第２ウエイト１２は揺動体４に保持されている。

（固定体）
図３は光学ユニット１の分解斜視図である。図４は第３ケースおよび第１接点バネ部材を−Ｚ方向の側から見た場合の分解斜視図である。図１および図３に示すように、固定体６は、Ｚ軸方向に見た場合に略四角形の外形をした第１ケース１５と、第１ケース１５に対して−Ｚ方向側から組み付けられる第２ケース１６と、第１ケース１５に対して＋Ｚ方向から組み付けられる第３ケース１７と、を備える。第１ケース１５は、揺動体４の周りを囲む角筒状の胴部１８と、胴部１８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１９とを備える。胴部１８は、Ｘ軸方向に対向する側板２０、２１と、Ｙ軸方向に対向する側板２２、２３とを備える。図３に示すように、Ｘ軸方向に対向する側板２０、２１とＹ軸方向に対向する側板２２、２３の内周面には、それぞれ、揺動駆動用磁石２５が固定されている。各揺動駆動用磁石２５は、図２および図３に示すようにＺ軸方向に２つに分極着磁されている。従って、各揺動駆動用磁石２５は、内面側の磁極が軸線Ｌと垂直で周方向に延びる着磁分極線２５ａを境にして異なるように着磁されている。

第２ケース１６は、＋Ｚ方向に開口を向ける矩形の箱部２７と、箱部２７の＋Ｚ方向の端縁に取り付けられた矩形の枠状板２８を備える。ここで、揺動体４に接続されたフレキシブルプリント基板９は、枠状板２８および箱部２７の内側を−Ｚ方向に向かってＸ軸方向に蛇行するように引き回された後に、第２ケース１６から＋Ｘ方向に引き出される。

第３ケース１７は、中央に円形開口３１ａを備える枠板部３１と、枠板部３１における円形開口３１ａの開口縁部分から−Ｚ方向に突出する略矩形の角筒部３２と、備える。図３に示すように、枠板部３１における円形開口３１ａの開口縁部分には、円形開口３１ａから外周側に向かって＋Ｚ方向に傾斜するテーパー面３３が設けられている。図４に示すように、角筒部３２においてＺ軸を間に挟んでＸ軸方向で対向する部分には、その先端面にバネ部材８を固定するためのバネ部材固定部３４が設けられている。また、角筒部３２においてＺ軸を間に挟んでＹ軸方向で対向する部分には、その先端面にバネ部材８を固定するためのバネ部材固定部３４が設けられている。各バネ部材固定部３４には、それぞれ円柱形状の突起が設けられている。角筒部３２における第１軸線Ｒ１方向の対角位置には、揺動支持機構５を構成する一対の第１接点バネ３５を保持するための一対の第１接点バネ保持部３６が形成されている。揺動支持機構５の詳細は後述する。

（揺動体）
図５は揺動体４を＋Ｚ方向から見た場合の斜視図である。図６は揺動体４の断面図である。図７は揺動体４を＋Ｚ方向から見た場合の分解斜視図である。図８は揺動体４を−Ｚ方向から見た場合の分解斜視図である。図５から図８では、フレキシブルプリント基板９を省略して示す。図８では、第１ウエイト１１を省略して示す。図５に示すように、揺動体４は、光学モジュール３と、光学モジュール３を外周側から保持する光学モジュールホルダ４１を備える。光学モジュールホルダ４１は樹脂製である。第１ウエイト１１および第２ウエイト１２は光学モジュールホルダ４１に保持されている。第１ウエイト１１およ
び第２ウエイト１２は、金属製であり、非磁性である。第２ウエイト１２は、第１の第１ウエイト１１よりも軽い。本例では、第１ウエイト１１、および、第２ウエイト１２は、真鍮製である。なお、第１ウエイト１１および第２ウエイト１２の重量が、より必要とされる場合には、第１ウエイト１１および第２ウエイト１２としてタングステン製のものが用いられる場合がある。

図６に示すように、光学モジュール３は、レンズ４２、撮像素子４３、撮像素子４３を搭載する基板４４およびこれらを保持するハウジング４５を備える。図７および図８に示すように、ハウジング４５は、レンズ４２を内周側に保持する筒状の鏡筒部４７と、鏡筒部４７の−Ｚ方向の側において内周側に基板４４を保持する矩形の基板保持部４８とを備える。ハウジング４５内において、撮像素子４３はレンズ４２の光軸上に配置されている。光学モジュール３は、光軸が軸線Ｌ（Ｚ軸）と一致するように配置される。

光学モジュールホルダ４１は、図７に示すように、Ｚ軸と同軸に延びる筒部５１と、筒部５１を外周側から囲む枠板部５２と、筒部５１の−Ｚ方向の端部分から外周側に広がって筒部５１と枠板部５２とを接続する接続部５３とを備える。枠板部５２は、Ｚ軸方向から見た場合の平面形状が略正方向形である。図８に示すように、接続部５３の−Ｚ方向の端面には矩形の凹部５４が設けられている。凹部５４の底面（＋Ｚ方向の内壁面）には筒部５１の中心穴の−Ｚ方向の端の開口部５５が露出している。開口部５５は円形である。

筒部５１は、−Ｚ方向の側から＋Ｚ方向の側に向かって、開口部５５と同一の内径寸法を備える像側筒部分５６と、像側筒部分５６よりも内径寸法が短い中間筒部分５７と、中間筒部分５７よりも内径寸法が短い被写体側筒部分５８（環状部）とを備える。光学モジュール３は、筒部５１の内周側に−Ｚ方向から鏡筒部４７が挿入され、凹部５４の内周側に−Ｚ方向から基板保持部４８が挿入された状態で光学モジュールホルダ４１に保持される。

図６に示すように、光学モジュール３が光学モジュールホルダ４１に保持された状態では、被写体側筒部分５８は、レンズ４２よりも＋Ｚ方向の側（被写体側）に位置する。被写体側筒部分５８は、その中心穴を規定している円環状壁面６１と、円環状壁面６１から外周側に向かって＋Ｚ方向に傾斜するテーパー面６２と、テーパー面６２から外周側に広がる環状面６３を備える。テーパー面６２は低反射面である。すなわち、テーパー面６２には、しぼ加工、梨地加工、或いは、黒塗り加工が施されている。被写体側筒部分５８の内周側の端（円環状壁面６１）は、鏡筒部４７の外周面よりも内周側に位置する。

図６および図８に示すように、被写体側筒部分５８の−Ｚ方向の端面には、＋Ｚ方向に窪む環状凹部６５が設けられている。図６に示すように、環状凹部６５は、円環状壁面６１と平行な内周側環状内壁面６５ａと、内周側環状内壁面６５ａの＋Ｚ方向の端から外周側に向かってテーパー面６２と平行に延びる底面６５ｂと、底面６５ｂの外周側の端から−Ｚ方向に延びる外周側環状内壁面６５ｃとを備える。外周側環状内壁面６５ｃは中間筒部分５７の内周面に段差なく連続する。ここで、第１ウエイト１１は、円環状の部材であり、その＋Ｚ方向の側の部分が環状凹部６５内に挿入された状態で、接着剤によって、被写体側筒部分５８に固定されている。

また、被写体側筒部分５８は、図７に示すように、＋Ｚ方向の側から−Ｚ方向の側（レンズ４２の側）に向かって小径部分６６と、小径部分６６よりも外径寸法が大きい中径部分６７と、中径部分６７よりも外径寸法の大きい大径部分６８とを備える。小径部分６６と中径部分６７との間には、＋Ｚ方向を向く環状面６７ａを備える第１段部６９が設けられている。中径部分６７と大径部分６８との間には、＋Ｚ方向を向く環状面６８ａを備える第２段部７０が設けられている。

被写体側筒部分５８において、外周面に設けられた第１段部６９には、第２ウエイト１２が接着剤により固定されている。第２ウエイト１２は第１ウエイト１１よりも＋Ｚ方向の側に位置する。また、被写体側筒部分５８において、外周面に設けられた第２段部７０の環状面６８ａは、バネ部材８を固定するための板バネ固定部となっている。

ここで、第２ウエイト１２は円環状の部材である。図８に示すように、第２ウエイト１２は、像側で−Ｚ方向を向く環状端面１２ａが内周側から外周側に向かって＋Ｚ方向（被写体側）に傾斜するテーパー面である。図７に示すように、第２ウエイト１２は、被写体側で＋Ｚ方向を向く環状端面１２ｂがＺ軸と直交する平面である。また、第２ウエイト１２は、図８に示すように、−Ｚ方向を向く環状端面１２ａ（テーパー面）に円形の凹部１２ｃを備える。凹部１２ｃは第２ウエイト１２の中心穴と同軸に設けられている。従って、第２ウエイト１２の中心穴は凹部１２ｃの底面（＋Ｚ方向の内壁面）の中央に開口している。

図６に示すように、第２ウエイトは、その中心穴に小径部分６６が挿入され、凹部１２ｃに中径部分６７の＋Ｚ方向の端が挿入された状態で、第１段部６９に固定される。接着剤は、第１段部６９の環状面６７ａと第２ウエイト１２の凹部１２ｃの底面（＋Ｚ方向の内壁面）との間、および、小径部分６６の外周面において環状面６７ａに隣接する外周面部分と第２ウエイトの中心穴の内周壁面との間に介在する。

次に、光学モジュールホルダ４１は、枠板部５２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７１、７２と、枠板部５２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７３、７４とを備える。各壁部７１、７２、７３、７４において径方向の外側を向く外側面には、コイル固定部７５が設けられている。各コイル固定部７５には、その中心穴を径方向に向けた姿勢で揺動駆動用コイル７７が固定される。

図５および図８に示すように、接続部５３において、筒部５１を間に挟んだ第１軸線Ｒ１方向の両側には、Ｚ軸方向に貫通する一対の貫通穴７８が設けられている。接続部５３において、筒部５１を間に挟んだ第２軸線Ｒ２１方向の両側には、揺動支持機構５を構成する一対の第２接点バネ７９（図３参照）を保持するための一対の第２接点バネ保持部８０が形成されている。

（揺動支持機構）
図９は揺動支持機構の説明図であり、光学ユニット１を第１軸線Ｒ１および第２軸線Ｒ２を含む平面で切断した断面図である。揺動支持機構５は、第３ケース１７と光学モジュールホルダ４１との間に構成されている。揺動支持機構５は、揺動体４を固定体６に対して組み付けたときに、図９に示すように、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と、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とを備える。

図３、図９に示すように、可動枠８３は概略矩形状のジンバルばねである。可動枠８３は、軸線Ｌ回りの４か所に設けられた支点部８５と、軸線Ｌ回りで隣り合う支点部８５を繋ぐ連結部８６を備える。図９に示すように、各支点部８５の内側面には溶接等によって金属製の球体８７が固定されている。この球体８７によって、各支点部８５に可動枠８３の中心を向く半球状の凸面が設けられている。連結部８６は、Ｘ軸方向もしくはＹ軸方向に延在する蛇行部８６ａを備えており、軸線Ｌに対して直交する方向に弾性変形可能である。

第１揺動支持部８１は、固定体６の第３ケース１７に設けられた第１接点バネ保持部３６と、第１接点バネ保持部３６に保持される第１接点バネ３５を備える。図４に示すように、第１接点バネ３５は、Ｕ字状に屈曲した金属製の板バネである。第１揺動支持部８１は、第１軸線Ｒ１方向の対角位置に設けられた支点部８５の内周側に配置され、第１軸線Ｒ１方向に弾性変形可能な状態に取り付けられた第１接点バネ３５を介して可動枠８３を支持する。

第２揺動支持部８２は、揺動体４の光学モジュールホルダ４１に設けられた第２接点バネ保持部８０と、第２接点バネ保持部８０に保持される第２接点バネ７９を備える。第２接点バネ７９は、Ｕ字状に屈曲した金属製の板バネであり、第１接点バネ３５と同一形状である。第２揺動支持部８２は、第２軸線Ｒ２方向に弾性変形可能な状態に取り付けられた第２接点バネ７９を介して可動枠８３を支持する。

ここで、図４に示すように、第１揺動支持部８１の第１接点バネ３５および第２揺動支持部８２の第２接点バネ７９には、それぞれ、支点部８５に溶接された球体８７に接触する半球状の接点部が形成される。可動枠８３は、軸線Ｌ回りの４か所に設けられた支点部８５が、第１接点バネ３５および第２接点バネ７９の半球状の接点部と球体８７とが点接触することによって支持される。また、第１揺動支持部８１に保持される第１接点バネ３５は第１軸線Ｒ１方向に弾性変形可能であり、第２揺動支持部８２に保持される第２接点バネ７９は第２軸線Ｒ２方向に弾性変形可能である。従って、可動枠８３は、Ｚ軸方向と直交する２方向（第１軸線Ｒ１方向および第２軸線Ｒ２方向）の各方向回りに回転可能な状態で支持される。なお、第１接点バネ３５および第２接点バネ７９において、Ｕ字状に屈曲することにより対向している板バネ部分の間には接着剤８８が塗布されている。接着剤８８は、硬化した状態で弾性を有するものである。

（揺動用磁気駆動機構）
次に、揺動用磁気駆動機構７は、図９に示すように、揺動体４と第１ケース１５の間に設けられた第１揺動用磁気駆動機構７Ａ（揺動用磁気駆動機構）および第２揺動用磁気駆動機構７Ｂ（第２の揺動用磁気駆動機構）を備える。第１揺動用磁気駆動機構７Ａは、Ｘ軸方向で対向する揺動駆動用磁石２５と揺動駆動用コイル７７とからなる組を２組備える。第２揺動用磁気駆動機構７Ｂは、Ｙ軸方向で対向する揺動駆動用磁石２５と揺動駆動用コイル７７とからなる組を２組備える。

各揺動駆動用コイル７７は光学モジュールホルダ４１のＸ軸方向の両側の壁部７１、７２およびＹ軸方向の両側の壁部７３、７４の外側面に保持される。揺動駆動用磁石２５は、第１ケース１５の胴部１８の側板２０、２１、２２、２３の内側面に保持されている。各揺動駆動用磁石２５は、図２および図３に示すようにＺ軸方向に２分割され、Ｚ軸方向の中心に着磁分極線２５ａを備える。揺動駆動用コイル７７は、＋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。揺動体４の基準姿勢は、光学モジュール３の光軸が軸線Ｌと一致する姿勢である。

揺動体４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７Ｂは、揺動駆動用コイル７７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、揺動体４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７Ａは、揺動駆動用コイル７７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７は、第２揺動用磁気駆動機構７ＢによるＸ軸回りの回転、および第１揺動用磁気駆動機構７ＡによるＹ軸回りの回転を合成することにより、光学モジュール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。

（バネ部材）
バネ部材８は、図２に示すように、光学モジュールホルダ４１の筒部５１の第２段部７０と、第３ケース１７のバネ部材固定部３４との間に架け渡されて、揺動体４と固定体６とを接続する。バネ部材８は、第１ウエイト１１の径方向の外側であって、第２ウエイト１２よりも−Ｚ方向の側に位置する。静止状態にあるときの揺動体４の基準姿勢は、バネ部材８によって定まる。基準姿勢において、揺動体４は、その光学モジュール３の光軸が、光学ユニット１の軸線Ｌ（Ｚ軸）と一致する。

図３に示すように、バネ部材８は、金属板を加工した矩形枠状の板バネである。バネ部材８は、円形枠状の揺動体側連結部９１と、揺動体側連結部９１の外周側に等角度間隔で設けられた設けられた４つの固定体側連結部９２と、揺動体側連結部９１と固定体側連結部９２とを接続するアーム部９３とを備える。アーム部９３は、揺動体側連結部９１と固定体側連結部９２との間で湾曲している。バネ部材８は、揺動体側連結部９１が光学モジュールホルダ４１の筒部５１の第２段部７０の環状面６８ａに接着剤層を介して固定される。また、バネ部材８は、固定体側連結部９２が第３ケース１７のバネ部材固定部３４に接着剤により固定される。

ここで、バネ部材８は、揺動体４が揺動すると、揺動体４を基準姿勢に復帰させる付勢力を発揮する。すなわち、揺動体４と固定体６との間に架け渡されたバネ部材８は、揺動体４が揺動すると、変形する。従って、バネ部材８の弾性復帰力（付勢力）により、揺動体４は基準姿勢に戻される。

（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７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。ここで、光学ユニット１は、揺動体４にジャイロスコープを備えるため、ジャイロスコープによって直交する２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７を駆動する。

（可動ユニットの重心調整方法）
ここで、揺動体４の重心位置を調整する際には、第１ウエイト１１を取り付けた状態の光学ユニット１を振動発生器などに取り付けてＺ軸と直交する方向の振動（外力）を付与する。また、振動を付与したときの揺動体４の揺動の振幅を、光学的な手段などによって検出する。そして、揺動体４の振幅に対応する重量の第２ウエイト１２を揺動体４の第１段部６９に取り付ける。これにより、揺動体４の重心と揺動体４の揺動中心線（第１軸線Ｒ１および第２軸線Ｒ２）とを一致させる。

ここで、揺動体４の振幅に対応する重量の第２ウエイト１２とは、当該第２ウエイト１２を揺動体４に取り付けることにより、Ｚ軸と直交する方向の外力を与えたときの揺動体４の揺動の振幅をゼロに近い所定の閾値以下とすることができるものである。なお、揺動体４の振幅と、当該振幅を所定の閾値以下をすることができる第２ウエイト１２の重量との対応関係は、予め、実験により求めておく。従って、外力を付与したときの揺動体４の揺動の振幅を検出することにより、揺動体４の揺動の振幅を所定の閾値以下とすることができる重量の第２ウエイト１２（揺動体４の重心と揺動体４の揺動中心線とを一致させることができる第２ウエイト１２）を特定することができる。

（作用効果）
本例によれば、第１ウエイト１１は、揺動体４においてレンズ４２の＋Ｚ方向の側（被
写体側）に設けられた被写体側筒部分５８に持されているので、揺動支持機構５が揺動体４を支持する揺動中心線（第１軸線Ｒ１および第２軸線Ｒ２）から第１ウエイト１１を離間させることができる。従って、揺動支持機構５による揺動体４の揺動中心線（第１軸線Ｒ１および第２軸線Ｒ２）と揺動体４の重心とを一致させるための第１ウエイト１１を、比較的軽量として、小さくすることができる。また、第１ウエイト１１は、被写体側筒部分５８に設けられた環状凹部６５に挿入されている。従って、第１ウエイト１１が被写体側筒部分５８の外周側に突出することがない。よって、揺動体４が揺動したときに、揺動体４を外周側から支持する固定体６と第１ウエイト１１とが衝突してしまうことを防止できる。さらに、第１ウエイト１１が固定される環状凹部６５は、レンズ４２の側から＋Ｚ方向の側（被写体側）に窪む。従って、第１ウエイト１１が＋Ｚ方向の側（被写体側）に脱落することがない。

また、本例では、被写体側筒部分５８は、＋Ｚ方向の側に、内周側から外周側に向かって＋Ｚ方向の側に傾斜するテーパー面６２を備える。従って、レンズ４２の＋Ｚ方向の側に設けた被写体側筒部分５８によってケラレなどが発生することを回避できる。すなわち、レンズ４２の＋Ｚ方向の側に設けた被写体側筒部分５８によってレンズ４２の画角を狭めることがない。

さらに、テーパー面６２は、低反射面である。従って、フレアやゴーストなど、撮像画像に乱れが生じることを回避できる。

また、環状凹部６５は、円環状であり、第１ウエイト１１は、円環状である。従って、被写体側筒部分５８への第１ウエイト１１の固定により、揺動体４の重心を光軸上で移動させることができる。また、第１ウエイトは、非磁性なので、揺動体４への第１ウエイト１１の固定によって揺動用磁気駆動機構７の動作に影響を与えることがない。

ここで、光学モジュールホルダ４１の筒部５１の被写体側筒部分５８は、筒部５１の他の部分と比較して内径寸法が小さいので、径方向に肉厚となる。これに対して、本例では、被写体側筒部分５８に環状凹部６５を設けているので、被写体側筒部分５８が過剰に肉厚になることを防止できる。よって、樹脂からなる光学モジュールホルダ４１を成型しやすい。

また、本例では、揺動体４が第２ウエイト１２を備える。従って、第１ウエイト１１によって揺動体４の揺動中心線（第１軸線Ｒ１および第２軸線Ｒ２）と揺動体４の重心とを一致させることができない場合に、第２ウエイト１２によって、揺動体４の揺動中心線と揺動体４の重心とを一致させることができる。ここで、第２ウエイト１２は、第１の第１ウエイト１１よりも軽い。従って、第２ウエイト１２を比較的小さくすることができる。よって、第２ウエイト１２が揺動体４に取り付けられた場合でも、揺動体４が揺動したときに、揺動体４を外周側から支持する固定体６と第２ウエイト１２とが衝突してしまうことを防止あるいは抑制できる。

さらに、本例では、第２ウエイト１２は、光学モジュールホルダ４１の筒部５１の第１段部６９に固定されており、接着剤が、第１段部６９の環状面６７ａと第２ウエイト１２の凹部１２ｃの底面（＋Ｚ方向の内壁面）との間、および、小径部分６６の外周面において環状面６７ａに隣接する外周面部分と第２ウエイトの中心穴の内周壁面との間に介在する。これにより、第２ウエイト１２と被写体側筒部分５８との接着面積を確保できるので、接着剤によって被写体側筒部分５８に固定された第２ウエイト１２が＋Ｚ方向の側に脱落することを防止できる。

また、本例では、第２ウエイト１２は、バネ部材８よりも＋Ｚ方向の側に位置し、バネ
部材８の側を向く端面が、外周側に向かって＋Ｚ方向の側に傾斜する。従って、バネ部材８が変形したときに、バネ部材８と第２ウエイト１２とが接触することを防止あるいは回避できる。

なお、上記の例では、光学モジュールホルダ４１の筒部５１の被写体側筒部分５８に設けた環状凹部６５に第１ウエイト１１を挿入して固定しているが、インサート成形によって、光学モジュールホルダ４１に設けた環状凹部６５に第１ウエイト１１を保持した状態を形成してもよい。

また、第１ウエイト１１および第２ウエイト１２として、真鍮製のものよりも軽量なものが必要な場合には、第１ウエイト１１および第２ウエイト１２として鉄製のものを用いてもよい。

１…光学ユニット（振れ補正機能付き光学ユニット）、２…レンズ、３…光学モジュール、４…揺動体、５…揺動支持機構、６…固定体、７・７Ａ・７Ｂ…揺動用磁気駆動機構、８…バネ部材、９…フレキシブルプリント基板、１１…第１ウエイト、１２…第２ウエイト（第２のウエイト）、１２ａ…像側の環状端面、１２ｂ…被写体側の環状端面、１２ｃ…凹部、１５…第１ケース、１６…第２ケース、１７…第３ケース、１８…胴部、１９…端板部、２０〜２３…側板、２５…揺動駆動用磁石、２５ａ…着磁分極線、２７…箱部、２８…枠状板、３１…枠板部、３１ａ…円形開口、３２…角筒部、３３…テーパー面、３４…バネ部材固定部、３５…第１接点バネ、３６…第１接点バネ保持部、４１…光学モジュールホルダ、４２…レンズ、４３…撮像素子、４４…基板、４５…ハウジング、４７…鏡筒部、４８…基板保持部、５１…筒部、５２…枠板部、５３…接続部、５４…凹部、５５…開口部、５６…像側筒部分、５７…中間筒部分、５８…被写体側筒部分（環状部）、６１…円環状壁面、６２…テーパー面、６３…環状面、６５…環状凹部、６５ａ…内周側環状内壁面、６５ｂ…底面、６５ｃ…外周側環状内壁面、６６…小径部分、６７…中径部分、６７ａ…環状面、６８…大径部分、６８ａ…環状面、６９…第１段部、７０…第２段部、７１〜７４…壁部、７５…コイル固定部、７７…揺動駆動用コイル、７８…貫通穴、７９…第２接点バネ、８０…第２接点バネ保持部、８１…第１揺動支持部、８２…第２揺動支持部、８３…可動枠、８５…支点部、８６…連結部、蛇行部８６ａ、８７…球体、８８…接着剤、９１…揺動体側連結部、９２…固定体側連結部、９３…アーム部、Ｌ…軸線、Ｒ１…第１軸線（回転中心線）、Ｒ２…第２軸線（回転中心線）

Claims (8)

1. レンズおよび当該レンズの光軸上に配置された撮像素子を備える揺動体と、
   前記揺動体を、前記光軸と交差する揺動中心線回りに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揺動体を支持する固定体と、
   前記揺動体を揺動させる揺動用磁気駆動機構と、を有し、
   前記揺動体の重心を前記揺動中心線に一致させるためのウエイトと、を有し、
   前記揺動体は、前記レンズにおいて前記撮像素子とは反対の被写体側に、前記レンズと同軸の環状部を備え、
   前記環状部は、前記レンズの側から前記被写体側に窪む凹部を備え、
   前記ウエイトは、凹部に挿入された状態で前記揺動体に保持されていることを特徴とする振れ補正機能付き光学ユニット。
2. 前記環状部は、前記被写体側に、内周側から外周側に向かって前記被写体側に傾斜するテーパー面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。
3. 前記テーパー面は、低反射面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. 前記凹部は、円環状であり、
   前記ウエイトは、円環状であることを特徴とする請求項１から３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。
5. 前記揺動用磁気駆動機構は、前記揺動体および前記固定体の一方に取り付けられた揺動駆動用磁石と、他方に取り付けられた揺動駆動用コイルと、を備え、
   前記ウエイトは、非磁性であることを特徴とする請求項１から４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。
6. 前記揺動体の重心を前記揺動中心線に一致させるために前記揺動体に取り付けられた第２のウエイトを有し、
   前記第２のウエイトは、前記ウエイトよりも軽いことを特徴とする請求項１から５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。
7. 前記環状部は、前記被写体側の端から前記レンズの側に向かって小径部分と、前記小径部分よりも外径寸法が大きい大径部分と、前記小径部分と前記大径部分との間で前記被写体側を向く環状面と、を備え、
   前記第２のウエイトは、環状であり、その中心穴に前記小径部分が挿入された状態で前記環状面に当接しており、
   前記小径部分の外周面と前記第２のウエイトとの間、および、前記環状面と前記第２のウエイトとの間には、接着剤が介在していることを特徴とする請求項６に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。
8. 前記固定体と前記揺動体との間に架け渡されたバネ部材を有し、
   前記揺動支持機構は、前記揺動体を、前記光軸と予め定めた軸線とが一致する基準姿勢と、前記軸線に対して前記光軸が傾斜する傾斜姿勢との間で揺動可能に支持し、
   前記第２のウエイトは、前記バネ部材よりも前記被写体側に位置し、前記バネ部材の側を向く端面が、外周側に向かって前記被写体側に傾斜し、
   前記バネ部材は、前記揺動体が揺動すると当該揺動体を前記基準姿勢に復帰させる付勢力を発揮することを特徴とする請求項６または７に記載の振れ補正機能付き光学ユニット
   。

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