JP2019020526A - 振れ補正機能付き光学ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】落下衝撃等の際にも支持構造の破損を抑制し、光学素子への支持を安定させることを目的とする。【解決手段】振れ補正機能付き光学ユニットは、光学素子を有する可動体と、該可動体を囲む支持体と、前記可動体を前記支持体に対して揺動自在に支持する揺動支持機構と、前記支持体内で前記可動体を揺動させる揺動補正用駆動機構と、前記支持体を囲む固定体と、該固定体に支持され、前記支持体に連結された支持軸を前記固定体に対して前記光学素子の光軸周りに回動自在に支持するローリング支持機構と、前記固定体内で前記支持体を前記光軸周りに回動させるローリング補正用駆動機構と、前記固定体内で前記支持体の前記光軸周りの回動を支持する回動支持機構とを備え、前記回動支持機構は、軸線を前記光軸と平行に配置した複数のローラを前記光軸周りに間隔をあけて配置し、該ローラの円筒面を前記支持体に接触させて支持している。【選択図】 図８

Description

本発明は、カメラ付き携帯端末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。

携帯端末、ドライブレコーダ、無人ヘリコプター等に搭載される撮像装置等の光学機器に用いられる撮影用の光学ユニットにおいては、振れによる撮影画像の乱れを抑制するために、振れを打ち消すように光学モジュールを移動させて振れを補正する機能が開発されている。この振れ補正機能においては、光学機器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移動可能に支持し、その光学モジュールを振れ補正用駆動機構により振れに応じて移動させる構成が採用されている。

その振れの形態としては、いわゆるピッチング（縦揺れ）及びヨーイング（横揺れ）だけでなく、光軸周りのローリングも含まれる。このため、振れ補正用駆動機構としては、これらピッチング、ヨーイング、ローリングのいずれにも対応できるものが開発されている。

例えば、特許文献１では、光学機器の筐体等に固定されるケース内に、光学素子を光軸と直交する２つの軸を中心に揺動する揺動補正用駆動機構と、光学素子を光軸周りに回動するローリング補正用駆動機構とが設けられている。この場合、光学素子は、ホルダにより保持されており、そのホルダとこれを囲む支持体との間に磁石とこの磁石に対峙する駆動コイルとにより構成した揺動補正用駆動機構が設けられている。また、これら光学素子、揺動補正用駆動機構を囲む支持体に、光軸方向に沿って延びる軸部が設けられ、その軸部が、ケースに設けられた軸受に回転自在に支持されている。そして、ケースと支持体との間に、磁石とこの磁石に対峙する駆動コイルとにより構成したローリング補正用駆動機構が設けられている。
揺動補正用駆動機構及びローリング補正用駆動機構は、いずれも磁石の磁界内で生じる駆動コイルの電磁力によって駆動する構成とされており、揺動補正用駆動機構により、光学素子を揺動させてピッチングとヨーイングを補正し、ローリング補正用駆動機構により、支持体ごと光学素子を光軸周りに回動してローリングを補正する構成とされている。

また、特許文献２では、支持体を光軸周りに回転自在に支持しつつローリング補正する機構として、コイルを有するステータと磁石を有するロータとからなる単相モータが用いられている。そして、ローリング補正用駆動機構のステータの軸部が、連結部材を介して支持体に連結されている。この軸部はモータケースに軸受により回転自在に支持される。

特開２０１５‐８２０７２号公報 特開２０１６‐１３８９２９号公報

ところで、このような光学ユニットにおいて、支持体の内部には、磁石と駆動コイルとを備える揺動補正用駆動機構や光学素子等を有しているため、質量が大きくなる傾向にある。また、この支持体は、これを回転自在に支持するローリング用支持機構（軸受）に対して片持ち状態に支持されている。このため、この光学ユニットを組み込んだ電子機器を落下させるなどにより、衝撃が加わると、軸部が衝撃荷重によって変形して、支持体に対する支持構造が破損するおそれがある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、落下衝撃等の際にも支持構造の破損を抑制し、光学素子への支持を安定させることを目的とする。

本発明の振れ補正機能付き光学ユニットは、光学素子を有する可動体と、該可動体を囲む支持体と、前記可動体を前記支持体に対して揺動自在に支持する揺動支持機構と、前記支持体内で前記可動体を揺動させる揺動補正用駆動機構と、前記支持体を囲む固定体と、該固定体に支持され、前記支持体に連結された支持軸を前記固定体に対して前記光学素子の光軸周りに回動自在に支持するローリング支持機構と、前記固定体内で前記支持体を前記光軸周りに回動させるローリング補正用駆動機構と、前記固定体内で前記支持体の前記光軸周りの回動を支持する回動支持機構とを備え、前記回動支持機構は、軸線を前記光軸と平行に配置した複数のローラを前記光軸周りに間隔をあけて配置し、該ローラの円筒面を前記支持体に接触させて支持している。

この光学ユニットは、支持体に接触する回動支持機構を設けたことにより、支持体をローリング支持機構とともに両持ち状態に支持することができる。このため、光学ユニットに衝撃が加わったときに、支持体を回動支持機構で直接受けることができ、支持体が変位することを防止できる。また、回動支持機構を複数のローラで構成したので、支持体とローラとの接触面を光軸に沿った線上に大きく確保でき、衝撃をローラで分散して受けることができる。したがって、連結部材の変形や破損等を防止でき、支持体を安定して保持できる。

本発明の振れ補正機能付き光学ユニットの好ましい実施形態として、前記ローラは、前記光軸周りに等間隔で三箇所以上設けられているとよい。
各ローラが光軸に向けて支持体に均等に接触することになり、ローリング支持機構との芯合わせを正確に行うことができ、支持体の光軸周りの回動を円滑に支持できる。したがって、ローリング補正用駆動機構による支持体の回動が回動支持機構により阻害されることがなく、支持体を円滑に回動できる。

本発明の振れ補正機能付き光学ユニットの好ましい実施形態として、前記固定体の内周面に前記光軸を中心とする円筒内面が形成され、前記支持体に前記ローラを回転自在に収容する凹部が形成されており、前記ローラが前記円筒内面上を転動可能に設けられるとよい。
各ローラを固定体の円筒内面上に転動可能に設けることにより、耐摩耗性等の信頼性を向上させることができる。また、ローラが固定されている場合と比較して、支持体とローラとの摩擦抵抗を小さくできる。したがって、各ローラにより支持体の光軸周りの回動を円滑に支持でき、ローリング補正用駆動機構による支持体の回動を阻害することなく、支持体を円滑に回動させることができる。また、支持体にローラを収容する凹部を設け、支持体にローラの保持機能を兼ね備えることで、構造を簡略化できる。

本発明の振れ補正機能付き光学ユニットの好ましい実施形態として、前記固定体の前記円筒内面に、摩擦部材が設けられているとよい。摩擦部材により、ローラを空回りさせることなく、固定体の円筒内面上を円滑に転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の好ましい実施形態として、前記回動支持機構は、前記固定体に固定され、前記光軸方向に間隔をあけて配置される一対の支持プレートを有し、前記ローラが前記一対の支持プレートの間にそれぞれ支持されているとよい。

各ローラを一対の支持プレートで保持しておくことで、各ローラを一体にして取り扱うことができ、組み立て作業性を向上できる。また、支持体を固定体に組み込む前に、各ローラと支持体との接触具合の確認や調整が容易になるので、光学ユニット毎の接触具合のばらつきを抑制でき、各ローラにより支持体を安定して支持できる。

本発明の振れ補正機能付き光学ユニットの好ましい実施形態として、前記支持体の前記ローラとの接触面が前記光軸を中心とする円筒外面に形成されており、前記一対の支持プレートに両端部がそれぞれ固定され、前記ローラを該ローラの軸線回りに回転自在に支持するガイド軸を有し、前記ローラは、前記ガイド軸が挿通されるガイド孔を有し、前記ローラが前記円筒外面上を転動可能に設けられる。

この場合も、各ローラを一対の支持プレートで保持しておくことで、各ローラを一体にして取り扱うことができ、組み立て作業性を向上できる。また、支持体を固定体に組み込む前に、各ローラと支持体との接触具合の確認や調整が容易になるので、光学ユニット毎の接触具合のばらつきを抑制でき、各ローラにより支持体を安定して支持できる。
また、一対の支持プレートに固定されたガイド軸にローラを回転自在に支持することで、支持体の回転時にローラが転動して、ローラが固定されている場合と比較して、支持体とローラとの摩擦抵抗を小さくできる。したがって、支持体の光軸周りの回動を円滑に支持でき、ローリング補正用駆動機構による支持体の回動を円滑に案内することができる。

また、この場合、前記ローラの外周面又は前記支持体の前記円筒外面に、摩擦部材が設けられているとよい。摩擦部材により、ローラを空回りさせることなく、支持体の円筒外面上を円滑に転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の好ましい実施形態として、前記固定体は前記光軸に沿って分割された複数のケースが組み合わされた構成とされ、前記支持プレートと前記ケースの合わせ部との対向位置において、前記支持プレート又は前記ケースの合わせ部に凹溝が形成されているとよい。
支持プレート又はケースの合わせ部のどちらかに凹溝を形成しておくことで、固定体と支持プレートとの間を部分的に狭くすることがないので、回動支持機構を固定体の所望の位置に確実に配置できる。したがって、回動支持機構により支持体を安定した状態で回転自在に支持でき、ローリング補正用駆動機構による支持体の回動を円滑に案内することができる。

本発明の振れ補正機能付き光学ユニットの好ましい実施形態として、前記光軸に対して直交する方向から見たときに、前記ローラが前記支持体の重心位置と重なる位置に配置されているとよい。
支持体の重心位置をローラで支持しているので、光学ユニットに衝撃が加わったときに、支持体を傾かせることなく安定して支持でき、支持軸の変形や支持体の破損等を確実に防止できる。

本発明の振れ補正機能付き光学ユニットの好ましい実施形態として、前記揺動支持機構は、前記可動体を前記光軸と直交する第１軸線の周りに揺動自在に支持するとともに、前記光軸及び前記第１軸線に直交する第２軸線の周りに揺動自在に支持するジンバル機構を有しており、前記重心位置は、前記ジンバル機構の前記第１軸線と前記第２軸線との交点位置であるとよい。
ジンバル機構の第１軸線と第２軸線との交点位置（重心位置）の側方位置にローラが接触しているので、荷重が加わったときに支持体をローラで安定して受けて支持することができる。

本発明の振れ補正機能付き光学ユニットの好ましい実施形態として、前記支持体と前記支持軸との間を前記光軸方向に沿って連結し、前記光軸方向に交差する方向に弾性変形可能な弾性継手が設けられているとよい。
支持体と支持軸との間の取付誤差等が生じた場合でも、その取付誤差等に起因する芯ずれを弾性継手により吸収することができる。また、光学ユニットに衝撃が加わった際の支持体と支持軸との間のずれの発生を許容することができ、弾性継手により衝撃を吸収できるので、支持体等の破損を確実に防止できる。

本発明の振れ補正機能付き光学ユニットの好ましい実施形態として、前記固定体は前記光軸と直交する断面の外形が矩形状であり、前記固定体の矩形の各角部に前記ローラが配置されているとよい。
固定体の矩形状の角部にローラを配置することにより、回動支持機構の設置スペースを有効に確保することができる。また、このように固定体の各角部には、同様の設置スペースを確保できるので、同じローラを対応する同じ位置に配置しやすく、部品や組立工程を共通化できるので、製造コストを低減できる。

本発明の振れ補正機能付き光学ユニットによれば、落下衝撃等の際にも支持構造の破損を抑制し、光学素子への支持を安定させることができる。

本発明の第１実施形態の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。 本発明の第１実施形態の振れ補正機能付き光学ユニットにおいて、ユニットケースを分離した状態の斜視図である。 図２のユニットケースを除く内部構造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における光学モジュール、連結部材、ローリング補正用駆動機構を示す分解斜視図である。 図２の振れ補正機能付き光学ユニットにおける主として光学モジュールを示す斜視図である。 図２の振れ補正機能付き光学ユニットにおける光学モジュールの揺動補正用駆動機構を示す分解斜視図である。 図２の振れ補正機能付き光学ユニットにおけるローリング補正用駆動機構を示す分解斜視図である。 図２の振れ補正機能付き光学ユニットにおけるジンバル機構付近のＸ−Ｙ平面での横断面図である。 図２の振れ補正機能付き光学ユニットにおける光軸を通るＸ−Ｚ平面での縦断面図である。 図２の振れ補正機能付き光学ユニットにおいて、第１ケース部材を取り外した状態の側面図である。 第１実施形態の回動支持機構の詳細を示す要部の縦断面図である。 第１実施形態の振れ補正機能付き光学ユニットの変形例を示す回動支持機構付近のＸ−Ｙ平面での横断面図である。 図１２の振れ補正機能付き光学ユニットにおいて、第１ケース部材を取り外した状態で−Ｙ側から見た側面図である。 本発明の第２実施形態の振れ補正機能付き光学ユニットにおけるジンバル機構付近のＸ−Ｙ平面での横断面図である。 図１４の振れ補正機能付き光学ユニットにおいて、第１ケース部材を取り外した状態で−Ｙ側から見た側面図である。

以下、本発明に係る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。
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１〜図７等には、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。

［第１実施形態］
（光学ユニット３００の概略構成）
本実施形態の振れ補正機能付き光学ユニット（光学ユニット）３００は、図１に概念的に示すように、Ｚ軸方向に沿って光軸Ｌが延在する光学素子を備えた光学モジュール１００を有しており、携帯端末、ドライブレコーダ、無人ヘリコプター等に搭載される撮像装置等の光学機器１０００に用いられ、光学機器１０００のシャーシ２０００（機器本体）に支持された状態で搭載される。この種の光学ユニット３００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、撮影画像に乱れが発生する。そこで、本実施形態の振れ補正機能付き光学ユニット３００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１００を有しており、その光学モジュール１００においては、光学素子を有する可動体１０の周りを囲むようにを支持体２０が設けられ、その支持体２０内で可動体１０が光軸Ｌに直交する２つの軸（Ｘ軸及びＹ軸とは異なる第１軸線Ｒ１及び第２軸線Ｒ２（詳細は後述する））周りに揺動自在に支持されている。そして、ジャイロスコープ等の振れ検出センサによって振れを検出した結果に基づいて、可動体１０を揺動用補正駆動機構（図１では図示せず）によって光軸Ｌに直交する２つの軸線Ｒ１、Ｒ２周りに揺動させて、ピッチング及びヨーイングを補正できるようになっている。

また、図２に示すように、本実施形態の光学ユニット３００は、Ｚ軸方向に延在するユニットケース３１０を有している。このユニットケース３１０の内部には、ローリング補正用駆動機構７０が設けられており、このローリング補正用駆動機構７０に、光学モジュール１００の支持体２０が連結部材８０を介して連結されている。そして、光学モジュール１００を光軸Ｌ周りに回動させて、ローリングを補正できるようになっている。

図２に示す例では、ユニットケース３１０の内部に、Ｚ方向の一方側＋Ｚから他方側−Ｚに向かって、可動体１０を収容した支持体２０、ローリング補正用駆動機構７０及び制御部３５０が順に配置されている。ユニットケース３１０は、光軸Ｌを含む面（Ｘ−Ｚ面）で第１ケース部材３２０と第２ケース部材３３０との左右二つに分割される縦割り構造とされており、制御部３５０、ローリング補正用駆動機構７０および支持体２０をＹ軸方向の両側から覆う第１ケース部材３２０と第２ケース部材３３０とをローリング補正用駆動機構７０の支持部材７７にねじ３４０によって固定された構造を有している。

なお、ローリング補正用駆動機構７０は、後述するようにモータによって構成されており、したがって支持体２０はモータ７０（より詳細にはモータ内の軸受）によって光軸Ｌ周りに回動自在に支持される。また、ユニットケース３１０には、ローリング補正用駆動機構７０内の軸受による支持とは別に、ローリング補正時の支持体２０の回動を支持する回動支持機構９０Ａが組み込まれている（詳細は後述する）。
本実施形態においては、このユニットケース３１０が本発明の固定体を構成する。

ユニットケース３１０においてＺ軸方向の一方側＋Ｚの端部には、図２及び図３に示すように、支持体２０との間に介在するようにスペーサ１７１が設けられており、スペーサ１７１には、カバーガラス１７２が配置されている。
制御部３５０は、コネクタやＩＣ等が実装された第１基板３５１と、外部との信号の入出力を行う第２基板３５２とを有している。また、光学ユニット３００は、光学モジュール１００と第１基板３５１とを接続するフレキシブル配線基板３５３を有している。

また、光学ユニット３００は、ローリング補正用駆動機構７０の制御回路等が構成された回路基板７６と、光学モジュール１００のＹ軸方向の他方側−Ｙの側面に接続されたフレキシブル配線基板７８とを有している。フレキシブル配線基板７８において光学モジュール１００に接続された一方側端部には、光学モジュール１００の光軸Ｌ周りの振れ（ローリング）を検出するジャイロスコープ１８７が実装されており、フレキシブル配線基板７８の他方側端部は回路基板７６に接続されている。

（光学モジュール１００の全体構成）
図５は、本発明を適用した光学ユニット３００の光学モジュール１００を光軸Ｌ方向に沿って分解した分解斜視図である。図６は、光学モジュール１００の揺動補正用駆動機構５０と揺動支持機構（ジンバル機構３０）の分解斜視図である。

図５および図６において、本実施形態の光学モジュール１００は、支持体２０と、支持体２０内で撮像モジュール１を備えた可動体１０と、可動体１０が支持体２０に対して揺動可能に支持された状態とする揺動支持機構としてのジンバル機構３０と、可動体１０と支持体２０との間に構成された揺動補正用駆動機構５０とを有しており、揺動補正用駆動機構５０は、光軸Ｌに対して直交する２つの軸線（第１軸線Ｒ１および第２軸線Ｒ２、図８参照）周りに可動体１０を揺動させる。

支持体２０はモジュールケース２１と、モジュールケース２１を囲むケースホルダ２９とを備えている。モジュールケース２１は、可動体１０の周りを囲む角筒状の胴部２１１と、胴部２１１のＺ軸方向の一方側＋Ｚの端部から径方向内側に張り出した矩形枠状の端板部２１２とを備えており、端板部２１２には矩形の開口部２１３が形成されている。また、支持体２０は、モジュールケース２１のＺ軸方向の一方側＋Ｚに固定されたカバー２２と、カバー２２のＺ軸方向の一方側＋Ｚに固定されたカバーシート２３とを有している。カバー２２は、矩形の枠状に形成されており、その四隅部に、三角形の板状の連結部２２３が形成され、各連結部２２３には、後述する固定枠２５を固定するための穴２２４が形成されている。なお、カバーシート２３には被写体からの光をレンズ１ａに導く窓２３０が形成されている。

また、支持体２０は、モジュールケース２１のＺ軸方向の他方側−Ｚを覆う矩形の第１底板２４を有している。第１底板２４は、上方を開放した矩形の箱状に形成され、光学モジュール１００に接続されたフレキシブル配線基板１８、１９を外部に引き出すための開口部２４０が形成されており、開口部２４０は、第１底板２４に対してＺ軸方向の他方側−Ｚから重なる第２底板２６によって覆われている。また、支持体２０には、可動体１０のＺ軸方向の他方側−Ｚへの可動範囲を規定する矩形枠状の板状ストッパ２８が設けられており、第１底板２４とモジュールケース２１とをＺ方向で重ねた際、第１底板２４とモジュールケース２１の胴部２１１との間に板状ストッパ２８が挟まった状態に保持され、その板状ストッパ２８の上にホルダフレーム１１が配置される。

ケースホルダ２９は、その内周部２９０ａがモジュールケース２１の胴部２１１の外形に対応した角穴状に形成され、モジュールケース２１の胴部２１１を緊密に嵌合している。一方、ケースホルダ２９の外周面２９０ｂは、筒状外面、より詳細には光軸Ｌを中心とする円筒外面に形成されている。ケースホルダ２９の高さはほぼモジュールケース２１の胴部２１１と同じ高さに形成され、モジュールケース２１の外面の全面を覆った状態としている。また、ケースホルダ２９の外周面２９０ｂには、後述する回動支持機構９０Ａの各ローラ９１をそれぞれ回転自在に収容する凹部２９１が形成されている。凹部２９１は、光軸Ｌと平行に延在した軸線の円筒内面を有する凹溝により形成されており、ケースホルダ２９の外周面２９０ｂの周方向（光軸Ｌ周り）に間隔をあけて複数、図８に示す例では８個配置されている。なお、凹部２９１の円筒内面はローラ９１の直径よりも僅かに大きな曲率半径の円筒面により形成されているが、凹部２９１の開口幅はローラ９１の直径よりも小さく形成されており、ローラ９１は一部の転動面（外周面）をケースホルダ２９の外周面２９０ｂから露出させた状態で、凹部２９１内に保持されるようになっている。そして、各ローラ９１の露出した部分は、ケースホルダ２９の外周面２９０ｂより径方向外側に突出しており、これらローラ９１により形成される外接円は、ケースホルダ２９の外周面２９０ｂよりも直径が大きく形成されている。

可動体１０は、レンズ１ａ等の光学素子を備えた撮像モジュール１と、撮像モジュール１を保持するホルダフレーム１１と、ウエイト１５とを有している。撮像モジュール１は、レンズ１ａを保持するレンズホルダ１４を有しており、レンズホルダ１４がホルダフレーム１１に保持されている。また、ホルダフレーム１１のＸ軸方向の両側端部およびＹ軸方向の両側端部に後述する揺動補正用駆動機構５０のコイル５６が保持されている。レンズホルダ１４には、レンズ１ａ、フォーカシング駆動用のアクチュエータ（図示せず）、および撮像素子等を備えた撮像用回路モジュール１６（図９参照）等が保持されている。ウエイト１５は、ホルダフレーム１１に固定された非磁性の金属部品であり、可動体１０の光軸Ｌ方向における重心位置Ｇ（図８及び図９、図１０参照）を調整している。

可動体１０には、撮像用回路モジュール１６で得られた信号を出力するための信号出力用のフレキシブル配線基板１８が接続されており、フレキシブル配線基板１８のうち、レンズホルダ１４と重なる部分には、光軸Ｌと直交する方向の振れを検出するジャイロスコープ１８９や電子部品（図示略）が実装されている。また、フレキシブル配線基板１８は、可動体１０から引き出された後、複数個所で湾曲した後、支持体２０の外部に引き出されており、電子部品を囲むようにスペーサ１８８が設けられている。

可動体１０には、コイル５６に対する給電用のフレキシブル配線基板１９が接続されており、フレキシブル配線基板１９の先端部１８５は、フレキシブル配線基板１８の先端部１８４に接続されている。かかるフレキシブル配線基板１８、１９は、これらフレキシブル配線基板１８、１９の先端部１８４、１８５に実装されたコネクタを介してフレキシブル配線基板３５３に接続されている。

揺動補正用駆動機構５０は、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は可動体１０のホルダフレーム１１のＸ軸方向の両側及びＹ軸方向の両側にそれぞれ保持され、磁石５２は、モジュールケース２１の胴部２１１のＸ軸方向の両側の内面、およびＹ軸方向の両側の内面に保持されることにより、ホルダフレーム１１の各コイル５６とモジュールケース２１の各磁石５２とがＸ軸方向又はＹ軸方向に対峙している。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。

そして、この揺動補正用駆動機構５０において、磁石５２による磁界の中で、コイル５６に電流を流すことにより電磁力を発生させ、その電磁力によってモジュールケース２１に対してホルダフレーム１１を第１軸線Ｒ１、第２軸線Ｒ２のいずれかあるいは両方の軸線周りに揺動させて可動体１０の姿勢を制御する。
なお、コイル５６を保持するホルダフレーム１１は非磁性材料から構成されるが、モジュールケース２１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。

（ジンバル機構３０等の構成）
光学モジュール１００において、ピッチング方向およびヨーイング方向の振れを補正するには、可動体１０を光軸Ｌ方向に交差する第１軸線Ｒ１周りに揺動可能に支持するとともに、可動体１０を光軸Ｌ方向および第１軸線Ｒ１に交差する第２軸線Ｒ２周りに揺動可能に支持する必要がある。このため、可動体１０と支持体２０との間にはジンバル機構３０（揺動支持機構）が構成されている。

本実施形態では、ジンバル機構３０を構成するにあたって、カバー２２に固定された矩形の固定枠２５とホルダフレーム１１との間に矩形の可動枠３８が配置されている。固定枠２５は、４つの角部のうち、第１軸線Ｒ１が延在する方向の対角に位置する角部にＺ軸方向の他方側−Ｚに向けて突出した支持板部２５１が形成されている。また、固定枠２５は、４つの角部にＺ軸方向の一方側＋Ｚに向けて突出した凸部２５２が形成されている。

可動枠３８は、光軸Ｌ周りに４つの角部を有する矩形形状を有している。４つの角部の内側には球体３８１が固定されている。固定枠２５の４つの角部のうち、第１軸線Ｒ１が延在する方向の対角に位置する２つの角部に設けられている支持板部２５１に、接点用ばね３８５がそれぞれ取り付けられ、これら接点用ばね３８５に、可動枠３８の４つの球体３８１のうち、第１軸線Ｒ１が延在する方向の対角に位置する各球体３８１がそれぞれ揺動可能に接触している。また、ホルダフレーム１１には、第２軸線Ｒ２が延在する方向の対角位置に、それぞれ接点用ばね３８６が固定され、これら接点用ばね３８６に、可動枠３８の４つの球体３８１のうち、第２軸線Ｒ２が延在する方向の対角に位置する各球体３８１がそれぞれ揺動可能に接触している。各接点用ばね３８５、３８６は、球体３８１に弾性力を作用させている。

これら接点用ばね３８５、３８６に可動枠３８の球体３８１が揺動可能に接触していることにより、カバー２２に固定状態の固定枠２５に対して、可動体１０のホルダフレーム１１が揺動可能に支持されている。本実施形態において、可動枠３８は、バネ性を有する金属材料等で構成されており、球体３８１が設けられている４つの角部を繋ぐ４つの連結部３８２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、可動体１０の自重では下方に撓まないが、外部から衝撃が加わった際、衝撃を吸収可能なバネ性を有している。

固定枠２５とカバー２２との間には、可動体１０と固定枠２５とに接続して、揺動補正用駆動機構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４０を有している。板状バネ４０は、金属板を所定形状に加工したバネ部材であり、その外周部を構成する矩形枠状の固定体側連結部４１と、内周部を構成する円環状の可動体側連結部４２と、固定体側連結部４１と可動体側連結部４２とを連結する板バネ部４３とを有している。固定体側連結部４１は、固定枠２５のＺ軸方向の一方側＋Ｚの面に重なった状態で固定枠２５の角部分に形成された凸部２５２によって位置決めされて固定される。また、固定枠２５は、凸部２５２がカバー２２の穴２２４に嵌った状態でカバー２２に固定される。可動体側連結部４２は、ホルダフレーム１１に溶接や接着等により固定されている。

（ピッチング補正およびヨーイング補正）
光学モジュール１００において、図１に示す光学機器１０００がピッチング方向およびヨーイング方向に振れると、かかる振れはジャイロスコープ１８７によって検出され、かかる検出結果に基づいて、揺動補正用駆動機構５０が制御される。すなわち、ジャイロスコープ１８７で検出した振れを打ち消すような駆動電流がコイル５６に供給される結果、可動体１０は、第１軸線Ｒ１周りに振れとは反対方向に揺動するとともに、第２軸線Ｒ２周りに振れとは反対方向に揺動し、ピッチング方向およびヨーイング方向の振れが補正される。

（ローリング補正用駆動機構７０の全体構成）
図７は、本実施形態の光学ユニット３００のローリング補正用駆動機構７０の分解斜視図である。
図４に示すように、本実施形態の光学ユニット３００において、光学モジュール１００は、Ｚ軸方向の他方側−Ｚに配置されたローリング補正用駆動機構７０のロータ（支持軸）７４に連結部材８０として、弾性継手８１と連結板８２とを介して支持されている。ローリング補正用駆動機構７０は、ジャイロスコープ１８７（図３参照）での検出結果に基づいて、光学モジュール１００を所定の角度範囲において光軸Ｌ周りの双方向に回転させ、ローリング補正を行う。

図４、図７および図９に示すように、ローリング補正用駆動機構７０はモータであり、軸受ホルダ７９を介して支持部材７７に保持されたステータ７１と、光軸Ｌ周りに回転するロータ７４とを有している。本実施形態において、ローリング補正用駆動機構（モータ）７０は単相モータであり、ステータ７１は、周方向に複数の突極７２０を備えたステータコア７２と、複数の突極７２０に巻回されたステータコイル７３とを有している。

本実施形態において、ローリング補正用駆動機構７０を構成するモータ（単相モータ）は、アウタロータタイプであり、ステータコア７２では、円環部７２５から径方向外側に向けて突極７２０が突出している。ロータ７４は、カップ状のロータケース７４０と、ロータケース７４０の端板部７４２に固定された回動軸（支持軸）７４５とを有している。ロータ７４は、ロータケース７４０の円筒状の胴部７４３の内面に保持されたロータ磁石７５を有しており、ロータ磁石７５は、突極７２０に対して径方向外側で対向している。ロータ磁石７５において、突極７２０に対向する内周面は、Ｓ極とＮ極とが周方向で交互に等角度間隔に着磁された着磁面７５１であり、かかる着磁面７５１は、着磁の際、着磁ヘッドが密接して配置される側の面である。ロータケース７４０の胴部７４３は、ロータ磁石７５に対するバックヨークである。

回動軸（支持軸）７４５は、Ｚ軸方向で離間する位置でベアリング軸受からなる軸受７０１、７０２に回転可能に支持されており、軸受７０１、７０２は、軸受ホルダ７９の円筒部７９１の内側に保持されている。この回動軸７４５を支持する軸受７０１、７０２及びこれら軸受７０１、７０２を保持する軸受ホルダ７９により、光学モジュール１００を光軸Ｌ周りに回動自在に支持するローリング支持機構７００が構成される。軸受ホルダ７９は、ステータコア７２を保持するコアホルダとしても用いられており、円筒部７９１の径方向外側にステータコア７２の円環部７２５が嵌っている。なお、軸受ホルダ７９に挿入された回動軸７４５のＺ軸方向の他方側−Ｚの端部には、軸受ホルダ７９よりもＺ軸方向の−Ｚ側に配置される止め輪７０３が装着されている。

軸受ホルダ７９は、円筒部７９１に対してＺ軸方向の他方側−Ｚで隣り合う位置に円板状のフランジ部７９２を有しており、図４に示すように、フランジ部７９２は、支持部材７７にねじ７７９によって固定されている。支持部材７７は、軸受ホルダ７９のフランジ部７９２が固定された矩形の底板部７７１と、底板部７７１のＸ軸方向の両側の端部からＺ軸方向の一方側＋Ｚに向けて折れ曲がった一対の側板部７７２、７７３と、底板部７７１のＹ軸方向の一方側＋Ｙの端部からＺ軸方向の他方側−Ｚに向けて折れ曲がった側板部７７４とを有している。側板部７７２、７７３、７７４は、ロータケース７４０の胴部７４３に径方向外側で対向し、モータの保護板になっている。

本実施形態のローリング補正用駆動機構７０を構成する単相モータは、ステータコア７２においてステータコイル７３が巻回された突極７２０の数がロータ磁石７５の磁極数（Ｓ極の数とＮ極の数の和）の２倍である。図７に示す本実施形態において、ロータ磁石７５の磁極数は４であり、突極７２０の数は８である。また、突極７２０は周方向に等角度間隔に設けられている。ステータコイル７３は、１本のコイル線複数の突極７２０に巻回した構成になっている。

また、コイル線は、隣り合う２つの突極７２０の対では同一方向に巻回され、かかる突極７２０の対に対して時計周りＣＷで隣り合う２つの突極７２０の対では、巻回方向が逆である。また、ロータ磁石７５の１つの極に対向する２つの突極７２０では、コイル線の巻回方向が逆である。このため、コイル線に通電した際、ロータ磁石７５の１つの極に対向する２つの突極７２０は、互いに逆の極となる。

本実施形態では、前述したようにロータ磁石７５の磁極数は４であり、突極７２０の数は８であるため、ローリング補正用駆動機構７０を構成する単相モータは、ゴギングトルクが４５°周期を有しており、光学モジュール１００のローリング補正を行う際、安定点を中心として隣り合う２つのコギングトルクのピーク点により挟まれた角度範囲（２２．５°）内でロータ７４を回転させ、光学モジュール１００を往復回転させることができる。実用的には、光学モジュール１００を約１２°（±６°）の範囲で回転させればよい。

（連結部材８０の構成）
本実施形態では、ローリング補正用駆動機構（モータ）７０の回動軸（支持軸）７４５と支持体２０とを連結する連結部材８０は、弾性継手８１と連結板８２とにより構成されている。連結板８２は光学モジュール１００のＺ軸方向の他方側−Ｚの端部に固定されており、支持体２０のモジュールケース２１及びケースホルダ２９よりもＺ軸方向の他方−Ｚ側に配置されている。弾性継手８１は、この連結板８２のＺ軸方向の他方側−Ｚの端部とローリング補正用駆動機構７０の回動軸７４５のＺ軸方向の一方側＋Ｚの端部との間を連結している。このように、支持体２０と回動軸（支持軸）７４５との間に弾性継手８１が配置され、この弾性継手８１を介して支持体２０と回動軸７４５とが連結されている。

本実施形態において、図４に示すように、連結板８２は、光学モジュール１００を支持する矩形の板部８３と、板部８３のＸ軸方向の両側の端部からＺ軸方向の一方側＋Ｚに向けて折れ曲がった板状の位置決め凸部８４ａ、８４ｂと、板部８３のＹ軸方向の他方側−Ｙの端部でＺ軸方向の一方側＋Ｚに向けて折れ曲がった一対の位置決め凸部８４ｃとを有しており、光学モジュール１００は、位置決め凸部８４ａ、８４ｂ、８４ｃによって位置決めされた状態で板部８３に固定される。

また、連結板８２のＺ軸方向の他方側−Ｚには、Ｚ軸方向の他方側−Ｚに向けて延びる軸部８５が一体に設けられている。そして、この連結板８２の軸部８５と、ローリング補正用駆動機構（モータ）７０の回動軸７４５の先端部との間を連結するように弾性継手８１が設けられている。この弾性継手８１は、本実施形態では、コイルばね式カップリングが用いられている。すなわち、弾性継手８１は、Ｚ軸方向の一方側＋Ｚで連結板８２の軸部８５を挿入状態に固定する円筒部材８１１と、Ｚ軸方向の他方側−Ｚでモータ７０の回動軸７４５を挿入状態に固定する円筒部材８１２と、これら円筒部材８１１、８１２の間を連結状態とするコイルばね８１３とを有している。これら円筒部材８１１、８１２及びコイルばね８１３は、Ｚ軸方向に沿う同一軸心上に配置されており、従って、光学モジュール１００は、モータ７０の回動軸７４５（ロータ７４）と一体に回転する。コイルばね８１３は、両円筒部材８１１、８１２の間で変形可能であり、両円筒部材８１１、８１２がＺ軸方向と交差する方向にずれた場合に変形してそのずれを許容できるようになっている。

ここで、連結部材８０の連結板８２は、板部８３のＸ軸方向の一方側＋Ｘの端部からさらにＸ軸方向の一方側＋Ｘに突出したストッパ用凸部８７と、板部８１のＸ軸方向の他方側−Ｘの端部からさらにＸ軸方向の他方側−Ｘに突出したストッパ用凸部８６とを有している。

図８に破線で示すように、ストッパ用凸部８６、８７はいずれも、Ｙ軸方向の他方側−Ｙに先端部を向けている。また、ユニットケース３１０の第１ケース部材３２０の内面には、ストッパ用凸部８６の先端部に対してＹ軸方向の他方側−Ｙで対向する受け部３２６と、ストッパ用凸部８７の先端部に対してＹ軸方向の他方側−Ｙで対向する受け部３２７とが形成されている。従って、連結板８２、光学モジュール１００および回動軸７４５が光軸Ｌ周りに回転した際、ストッパ用凸部８６、８７の先端部が受け部３２６，３２７に当接し、光学モジュール１００の可動範囲が規制されている。

このようにして、本実施形態では、連結部材８０のストッパ用凸部８６、８７と、ユニットケース３１０の受け部３２６、３２７とによって、光学モジュール１００の光軸Ｌ周りの可動範囲を規制するストッパ機構１１０が構成されており、ストッパ機構１１０によって規制された光学モジュール１００の可動範囲は、製品仕様で決められているローリング補正範囲より広く、かつ、隣り合うコギングトルクのピーク点により挟まれた角度範囲より狭い。このため、外部から加わったトルクで光学モジュール１００が過度に回転することを防止することができる。

（回動支持機構９０Ａの構成）
ユニットケース３１０において、支持体２０のケースホルダ２９を囲む部分の内周面３１０ａは、筒状内面、より詳細には光軸Ｌを中心とする円筒内面に形成されており、支持体２０等を収容して第１ケース部材３２０と第２ケース部材３３０とを組み合わせたときに、図８に示すように、ケースホルダ２９の外周面（円筒外面）２９０ｂとユニットケース３１０の内周面（円筒内面）３１０ａとの間に筒状空間が形成される。このユニットケース３１０の内周面３１０ａには、ゴム等の弾性材からなる薄いシート状の摩擦部材３１１が貼付されている。そして、ユニットケース３１０の内周面３１０ａとケースホルダ２９の外周面２９０ｂとの間に、ケースホルダ２９の外周面２９０ｂに接触してローリング補正用駆動機構７０によるケースホルダ２９の回動を支持する回動支持機構９０Ａが設けられている。

本実施形態では、回動支持機構９０Ａは、軸線を光軸Ｌと平行に配置した複数の円柱状のローラ９１を組み合わせて構成されている。各ローラ９１は、図８に示すように、光軸Ｌ周りに間隔をあけて配置されており、これらのローラ９１の外周面（転動面）がケースホルダ２９に接触し、ケースホルダ２９（支持体２０）の回動を支持する。なお、図８に示す例では、合計８個のローラ９１が光軸Ｌ周りに等間隔に配置されることにより回動支持機構９０Ａが構成されているが、ローラ９１は、少なくとも周方向に等間隔で３つ設けられていればよい。また、ユニットケース３１０は、前述したように、光軸Ｌを含む面（Ｘ−Ｚ面）で左右二つに分割された第１ケース部材３２０と第２ケース部材３３０とが組み合わされた構成とされているが、各ローラ９１は、これらのケース３２０、３３０の合わせ部を避けて、すなわち、支持体２０が回動してローラ９１が光軸Ｌ周りに回動したときにおいても、ローラ９１がケース３２０、３３０の合わせ部に接触しない位置に配置される。

各ローラ９１は、前述したように、支持体２０のケースホルダ２９の外周面２９０ｂに形成された凹部２９１内に収容されており、ケースホルダ２９の凹部２９１内において各ローラ９１の軸線周りに回動可能に保持されている。凹部２９１は、光軸Ｌと平行に延在した軸線の円筒内面を有する凹溝により形成されており、凹部２９１の円筒内面はローラ９１の直径よりも僅かに大きい曲率半径の面に形成されている。また、凹部２９１はケースホルダ２９の高さのほぼ全長にわたる長さに形成されており、ローラ９１の全長は凹部２９１の全長よりも僅かに小さく形成されている。また、各ローラ９１は、転動面（外周面）である円筒外面の周方向の一部がケースホルダ２９の外周面２９０ｂよりも径方向外側に突出して配置されており、その突出部分でユニットケース３１０の内周面（円筒内面）３１０ａに接触する。そして、ケースホルダ２９の光軸Ｌを中心とする回動に伴って、各ローラ９１がユニットケース３１０の内周面３１０ａに沿って、すなわち内周面３１０ａ上を転動できるようになっている。なお、ユニットケース３１０の内周面３１０ａには、摩擦部材３１１が設けられているので、ローラ９１は、摩擦部材３１１により空回りが抑制され、内周面３１０ａ上を円滑に転動する。
このように、ケースホルダ２９は、ローラ９１（回動支持機構９０Ａ）を介してユニットケース３１０に支持され、ユニットケース３１０内において光軸Ｌ周りに回転自在に支持される。

なお、この回動支持機構９０Ａは、支持体２０（ケースホルダ２９の外周面２９０ｂ）のほぼ全長を各ローラ９１により支持するように構成されており、光軸Ｌに対して直交する方向（Ｘ軸方向およびＹ軸方向）から見たときに、各ローラ９１が支持体２０の重心位置Ｇと重なる位置に設けられている。また、支持体２０の重心位置Ｇが、ジンバル機構３０の可動枠３８の中心位置（第１軸線Ｒ１と第２軸線Ｒ２との交点）と重なる位置に設けられていてもよい。図８等は、支持体２０の重心位置Ｇがジンバル機構３０の第１軸線Ｒ１と第２軸線Ｒ２との交点位置に設けられた例である。

（作用効果）
以上のように構成した振れ補正機能付き光学ユニット３００において、ピッチング及びヨーイングに対しては、揺動補正用駆動機構５０により、第１軸線Ｒ１又は第２軸線Ｒ２周りに光学モジュール１００を揺動することにより振れを補正することができる。また、ローリングに対しては、ローリング補正用駆動機構７０により、光学モジュール１００を光軸Ｌ周りに回動させて振れを補正することができる。

具体的には、揺動補正用駆動機構５０においては、支持体２０の胴部２１１内の磁石５２による磁界の中で、コイル５６に電流を流すことにより電磁力を発生させ、その電磁力によって支持体２０に対してホルダフレーム１１（可動体１０）を第１軸線Ｒ１、第２軸線Ｒ２のいずれかあるいは両方の軸線回りに揺動させて光学モジュール１００の姿勢を制御する。ローリング補正用駆動機構７０においては、ロータケース７４０に固定されたロータ磁石７５の磁界の中で、ステータコイル７３に電流を流すことにより電磁力を発生させ、その電磁力によって回動軸７４５を回動させ、連結部材８０を介して支持体２０を光軸Ｌ周りに回動させ光学モジュール１００の姿勢を制御する。

この実施形態において、支持体２０は、軸部８５を介してローリング支持機構７００により回動自在に支持されるだけでなく、回動支持機構９０Ａにより直接的に支持されており、いわゆる両持ち状態に支持されている。このため、光学ユニット３００の落下等により衝撃が加わった場合でも、支持体２０を回動支持機構９０Ａにより直接受けることができ、支持体２０が変位することを防止できる。また、回動支持機構９０Ａを複数のローラ９１により構成したので、支持体２０（ケースホルダ２９）と各ローラ９１との接触面を光軸Ｌに沿った線上に大きく確保でき、衝撃をローラ９１で分散して受けることができる。従って、ローリング補正用駆動機構７０の回動軸７４５等の変形や破損等を防止でき、支持体２０を安定して保持することができる。

また、光学ユニット３００では、支持体２０と回動軸（支持軸）７４５との間を連結部材８０の弾性継手８１を介して連結したので、支持体２０が光軸Ｌと交差する方向に移動するような衝撃力が作用した際には、連結部材８０の弾性継手８１が弾性変形して、衝撃を吸収できる。また、弾性継手８１により支持体２０側の軸部８５と回動軸７４５との間のずれの発生を許容できるので、これら部材の変形や破損を防止することができる。さらに、弾性継手８１は、弾性変形可能であるので、光学ユニット３００の組み立て時に、支持体２０側の軸部８５と回動軸７４５との間にわずかな取付誤差等が生じた場合でも、その取付誤差を吸収することができるので、ローリング補正の動作を妨げることはない。
なお、回動支持機構９０Ａの各ローラ９１の転動面（外周面）は円筒面であるから、ローリング補正時の支持体２０の回動を円滑に支持することができる。

［第１実施形態の変形例］
図１２及び図１３は、本発明の第１実施形態の変形例に係る光学ユニット３００の回動支持機構９０Ｂを示す説明図である。なお、本実施形態および後述する第２実施形態の基本的な構成は、第１実施形態と同様であるため、対応する部分には同一の符号を付してそれらの説明を省略する。

図９及び図１０等に示す第１実施形態では、支持体２０（ケースホルダ２９の外周面２９０ｂ）のほぼ全長を各ローラ９１により支持するように回動支持機構９０Ａを構成し、光軸Ｌに対して直交する方向（Ｘ軸方向およびＹ軸方向）から見たときに、各ローラ９１が支持体２０の重心位置Ｇと重なる位置に設けられるようにしていたが、図１２及び図１３に示すように、本実施形態では、回動支持機構９０Ｂが支持体２０のＺ軸方向の一方側＋Ｚの端部に配置され、支持体２０の重心位置Ｇから外れた位置に配置されている。

より具体的には、図１２及び図１３に示す光学ユニット３００では、支持体２０のケースホルダ２９のＺ軸方向の一方側＋Ｚの端部から突出した凸部２９２が形成されており、この凸部２９２の外周面２９２ｂが、光軸Ｌを中心とする円筒外面に形成されている。また、ユニットケース３１０において、ケースホルダ２９の凸部２９２を囲む部分の内周面３２１ａは、光軸Ｌを中心とする円筒内面に形成されており、ユニットケース３１０内に支持体２０等を収容した際に、図１２に示すように、凸部２９２の外周面（円筒外面）２９２ｂとユニットケース３１０の内周面（円筒内面）３２１ａとの間に筒状空間が形成される。そして、凸部２９２の外周面２９２ｂとユニットケース３１０の内周面３２１ａとの間に、複数のローラ９２からなり、ローリング補正用駆動機構７０によるケースホルダ２９の回動を支持する回動支持機構９０Ｂが設けられている。

凸部２９２の外周面２９２ｂには、回動支持機構９０Ｂの各ローラ９２をそれぞれ回転自在に収容する凹部２９３が形成されており、各ローラ９２は、凹部２９３内において各ローラ９２の軸線回りに回動可能に保持されている。凹部２９３は、光軸Ｌと平行に延在した軸線の円筒内面を有する凹溝により形成されており、凸部２９２の外周面２９２ｂの周方向（光軸Ｌ周り）に間隔をあけて複数、図１２に示す例では８個配置されている。また、凹部２９３の円筒内面はローラ９２の直径よりも僅かに大きな曲率半径の円筒面により形成されているが、凹部２９３の開口幅はローラ９２の直径よりも小さく形成されており、ローラ９２は転動面（外周面）の周方向の一部が凸部２９２の外周面２９２ｂよりも径方向外側に突出させた状態で、凹部２９３内に保持されている。そして、そのローラ９２の突出部分でユニットケース３１０の内周面３２１ａに接触し、ケースホルダ２９（支持体２０）の光軸Ｌを中心とする回動に伴って、各ローラ９２がユニットケース３１０の内周面３２１ａ上を転動できるようになっている。このように、ケースホルダ２９は、ローラ９２（回動支持機構９０Ｂ）を介してユニットケース３１０に支持され、ユニットケース３１０内において光軸Ｌ周りに回転自在に支持される。なお、ユニットケース３１０の内周面３２１ａには、摩擦部材３２２が設けられているので、ローラ９２は摩擦部材３２２により空回りが抑制され、内周面３２１ａ上を円滑に転動する。

このように、回動支持機構９０Ｂを支持体２０のＺ軸方向の一方側＋Ｚの端部に配置した場合であっても、支持体２０を回動支持機構９０Ｂとローリング支持機構７００とにより、いわゆる両持ち状態に支持できる。このため、光学ユニット３００の落下等により衝撃が加わった場合でも、支持体２０を回動支持機構９０Ｂにより直接受けることができ、支持体２０が変位することを防止できる。また、回動支持機構９０Ｂを複数のローラ９２により構成したので、衝撃をローラ９２で分散して受けることができる。従って、ローリング補正用駆動機構７０の回動軸７４５等の変形や破損等を防止でき、支持体２０を安定して保持することができる。

また、本実施形態では、回動支持機構９０Ｂを支持体２０と重ならないように被写体側にずらして配置しているので、径方向での大型化を抑制できるまた、回動支持機構９０Ｂを外部からアクセスしやすいユニットケース３１０の外部に近い位置に配置できるので、支持体２０をユニットケース３１０に組み込む際に、回動支持機構９０Ｂの各ローラ９２の接触具合の確認や調整が容易になる。したがって、光学ユニット３００毎の接触具合のばらつきを抑制でき、各ローラ９２により支持体２０を安定して支持できる。

［第２実施形態］
図１４及び図１５は、本発明を適用した第２実施形態の光学ユニット３００の回動支持機構９０Ｃを示す説明図であり、図１４は光学ユニット３００のジンバル機構付近のＸ−Ｙ平面での横断面図、図１５は光学ユニット３００から第１ケース部材３２０を取り外した状態で−Ｙ側から見た側面図である。

図８及び図１２等に示す第１実施形態では、回動支持機構９０Ａ、９０Ｂを構成する個々のローラ９１、９２を支持体２０側に保持する構成としていたが、図１４及び図１５に示す第２実施形態の回動支持機構９０Ｃでは、各ローラ９３をユニットケース３１０に固定される一対の支持プレート９５、９６により保持している。

より具体的には、本実施形態では、ローラ９３は円筒状に形成されており、内周面に軸線方向に沿ってガイド孔９３ａが形成され、外周面（転動面）には、ゴム等の弾性材からなる薄いシート状の摩擦部材９３１が貼付されている。また、一対の支持プレート９５、９６は光軸Ｌ方向に間隔をあけて配置されており、一対の支持プレート９５、９６の間は円柱状のガイド軸９４により接続されている。各支持プレート９５、９６の外形は、光軸Ｌと直交する横断面において、ユニットケース３１０の内周面３１２ａとほぼ同じ形状の矩形状に形成されており、この支持プレート９５、９６の矩形状の４つの角部に、ガイド軸９４がその軸線を光軸Ｌと平行にして配置されている。そして、各ローラ９３のガイド孔９３ａにガイド軸９４が挿通されることで、ローラ９３はその軸線周りに回転自在に支持されている。

また、支持プレート９５、９６の中央部分には、光軸Ｌ方向に貫通する貫通孔９５０ａ、９６０ａが形成されている。貫通孔９５０ａ、９６０ａは、ケースホルダ２９の外周面２９０ｂを囲むように形成されており、ユニットケース３１０内に支持体２０等を収容した際に、図１４に示すように、ケースホルダ２９の外周面２９０ｂと支持プレート９５、９６の貫通孔９５０ａ、９６０ａとの間に筒状空間が形成されるようになっている。
また、各ローラ９３は、図１４に示すように光軸Ｌ方向（Ｚ軸方向）から見たときに、一部の転動面（外周面）が貫通孔９５０ａ、９６０ａに重なるように配置され、ケースホルダ２９の外周面２９０ｂに接触するように配置される。このケースホルダ２９の外周面２９０ｂにおいて、ローラ９３との接触面２９５ｂは光軸Ｌを中心とする円筒外面（筒状外面）に形成されている。したがって、ケースホルダ２９（支持体２０）の光軸Ｌを中心とする回動に伴って、各ローラ９３がケースホルダ２９の接触面２９５ｂ上を転動できるようになっている。このように、支持体２０のケースホルダ２９は、ローラ９３（回動支持機構９０Ｃ）を介してユニットケース３１０に支持され、ユニットケース３１０内において光軸Ｌ周りに回転自在に支持される。

なお、ユニットケース３１０は、光軸Ｌを含む面（Ｘ−Ｚ面）で左右二つに分割された第１ケース部材３２０と第２ケース部材３３０とが組み合わされた構成とされ、これらのケース３２０、３３０の合わせ部に光軸Ｌ方向に沿って凹溝３１３が形成されている。なお、図１４に示す例では、ケース３２０、３３０の合わせ部に凹溝３１３を設けていたが、この合わせ部と対向する位置において、支持プレート９５、９６側に凹溝を設けてもよい。支持プレート９５、９６又はケース３２０、３３０の合わせ部のどちらかに凹溝を形成しておくことで、ケース３２０、３３０の合わせ部に形成されたバリや段差等により、ユニットケース３１０と支持プレート９５、９６との間を部分的に狭くすることがないので、回動支持機構９０Ｃをユニットケース３１０の所望の位置に確実に配置して固定できる。したがって、回動支持機構９０Ｃにより支持体２０を回転自在に安定して支持でき、ローリング補正用駆動機構７０による支持体２０の回動を円滑に案内できる。

第２実施形態においても、支持体２０を回動支持機構９０Ｃとローリング支持機構７００とにより、いわゆる両持ち状態に支持できる。このため、光学ユニット３００の落下等により衝撃が加わった場合でも、支持体２０を回動支持機構９０Ｃにより直接受けることができ、支持体２０が変位することを防止できる。また、回動支持機構９０Ｃを複数のローラ９３により構成したので、衝撃をローラ９３で分散して受けることができる。従って、ローリング補正用駆動機構７０の回動軸７４５等の変形や破損等を防止でき、支持体２０を安定して保持することができる。

また、第２実施形態では、各ローラ９３を一対の支持プレート９５、９６で保持しておくことで、各ローラ９３を一体にして取り扱うことができ、組み立て作業性を向上できる。また、支持体２０をユニットケース３１０に組み込む前に、各ローラ９３と支持体２０との接触具合の確認や調整が容易になるので、光学ユニット３００毎の接触具合のばらつきを抑制でき、各ローラ９３により支持体２０を安定して支持できる。
また、一対の支持プレート９５、９６に固定されたガイド軸９４にローラ９３を回転自在に支持することで、支持体２０の回転時にローラ９３が転動して、ローラ９３が固定されている場合と比較して、支持体２０とローラ９３との摩擦抵抗を小さくできる。したがって、支持体２０の光軸Ｌ周りの回動を円滑に支持でき、ローリング補正用駆動機構７０による支持体２０の回動を円滑に案内することができる。また、ローラ９３の外周面（転動面）には摩擦部材９３１が設けられているので、この摩擦部材９３１により、ローラ９３がケースホルダ２９（支持体２０）の接触面（円筒外面）２９５ｂ上で空回りすることを抑制できる。従って、支持体２０の光軸Ｌを中心とする回動に伴って、各ローラ９３を接触面２９５ｂ上で円滑に転動させることができ、支持体２０の回動を円滑に案内できる。

また、第２実施形態では、ユニットケース３１０の矩形状の角部にローラ９３を配置することにより、回動支持機構９０Ｃの設置スペースを有効に確保することができる。矩形状のユニットケース３１０の各角部には同様の設置スペースを確保できるので、同じローラ９３を対応する同じ位置に配置しやすく、部品や組立工程を共通化でき、製造コストを低減できる。

その他、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、第２実施形態では、ローラ９３の転動面（外周面）に摩擦部材９３１を貼付したが、ローラ９３が接触するケースホルダ２９の接触面２９５ｂに摩擦部材９３１を設けてもよいし、ローラ９３の転動面とケースホルダ２９の接触面２９５ｂとの両方に摩擦部材９３１を設けてもよい。摩擦部材９３１は、少なくともケースホルダ２９とユニットケース３１０のいずれか一方にのみ設けておけばよい。また、摩擦部材９３１はローラ９３の転動面又はケースホルダ２９の接触面２９５ｂの全面に設ける必要はなく、例えば、ケースホルダ２９のＺ軸方向の両端部の所定幅の領域にのみ設けるようにしてもよい。

また、弾性継手８１としてコイルばね８１３を用いたが、コイルばねに代えてゴムや他の弾性部材を用いてもよい。
さらに、ローリング補正用駆動機構７０をステータコイル７３とロータ磁石７５とを有する単相モータにより構成したが、本発明においてはこれに限らない。例えば、回動軸（支持軸）７４５を支持する軸受７０１、７０２及びこれら軸受７０１、７０２を保持する軸受ホルダ７９からなるローリング支持機構７００とは別に、ユニットケース（固定体）３１０に、支持体２０の第１底板２４の下面（Ｚ軸方向の−Ｚ側の面）とＺ軸方向に沿って対向するようにブラケットを固定し、これら第１底板２４の下面とブラケットの上面との一方に磁石、他方にコイルを配置して、これらの間で回動のための駆動力を発生させるようにしてもよい。

また、ジンバル機構３０では、可動枠３８に固定した球体３８１を接点用ばね３８５、３８６に接触させる構造としたが、必ずしも球体３８１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接点用ばね５１０に接触させる構造としてもよい。

１…撮像モジュール、１ａ…レンズ、１０…可動体、１１…ホルダフレーム、１４…レンズホルダ、１５…ウエイト、１６…撮像用回路モジュール、１８，１９，７８，３５３…フレキシブル配線基板、２０…支持体、２１…モジュールケース、２２…カバー、２３…カバーシート、２４…第１底板、２５…固定枠、２６…第２底板、２８…板状ストッパ、２９…ケースホルダ、３０…ジンバル機構、３８…可動枠、４０…板状バネ、４１…固定体側連結部、４２…可動体側連結部、４３…板バネ部、５０…揺動補正用駆動機構、５２…磁石、５６…コイル、７０…ローリング補正用駆動機構（モータ）、７１…ステータ、７２…ステータコア、７３…ステータコイル、７４…ロータ、７５…ロータ磁石、７６…回路基板、７７…支持部材、７９…軸受ホルダ、８０…連結部材、８１…弾性継手、８２…連結板、８３…板部、８４ａ，８４ｂ，８４ｃ…位置決め凸部、８５…軸部、８６，８７…ストッパ用凸部、９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃ…回動支持機構、９１，９２，９３…ローラ、９３ａ…ガイド孔、９４…ガイド軸、９５，９６…支持プレート、１００…光学モジュール、１１０…ストッパ機構、１７１，１８８…スペーサ、１７２…カバーガラス、１８７，１８９…ジャイロスコープ、２１１…胴部、２９０ａ…内周部、２９０ｂ，２９２ｂ…外周面（円筒外面）、２９１，２９３…凹部、２９２…凸部、２９５ｂ…接触面、３００…振れ補正機能付き光学ユニット（光学ユニット）、３１０…ユニットケース、３１０ａ，３２１ａ…内周面（円筒内面）、３１１，３２２，９３１…摩擦部材、３１２ａ…内周面、３１３…凹溝、３２６，３２７…受け部、３２０…第１ケース部材、３３０…第２ケース部材、３５０…制御部、３５１…第１基板、３５２…第２基板、３８１…球体、３８５，３８６…接点用ばね、７００…ローリング支持機構、７０１，７０２…軸受、７４０…ロータケース、７４２…端板部、７４３…胴部、７４５…回動軸（支持軸）、７９１…円筒部、７９２…フランジ部、８１１，８１２…円筒部材、８１３…コイルばね、９５０ａ，９６０ａ…貫通孔、１０００…光学機器、２０００…シャーシ、Ｇ…重心位置、Ｌ…光軸、Ｒ１…第１軸線、Ｒ２…第２軸線。

Claims (12)

1. 光学素子を有する可動体と、該可動体を囲む支持体と、前記可動体を前記支持体に対して揺動自在に支持する揺動支持機構と、前記支持体内で前記可動体を揺動させる揺動補正用駆動機構と、前記支持体を囲む固定体と、該固定体に支持され、前記支持体に連結された支持軸を前記固定体に対して前記光学素子の光軸周りに回動自在に支持するローリング支持機構と、前記固定体内で前記支持体を前記光軸周りに回動させるローリング補正用駆動機構と、前記固定体内で前記支持体の前記光軸周りの回動を支持する回動支持機構とを備え、前記回動支持機構は、軸線を前記光軸と平行に配置した複数のローラを前記光軸周りに間隔をあけて配置し、該ローラの円筒面を前記支持体に接触させて支持し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. 前記ローラは、前記光軸周りに等間隔で三箇所以上設けられてい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. 前記固定体の内周面に前記光軸を中心とする円筒内面が形成され、前記支持体に前記ローラを回転自在に収容する凹部が形成されており、前記ローラが前記円筒内面上を転動可能に設けられることを特徴とする請求項１又は２に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。
4. 前記固定体の前記円筒内面に、摩擦部材が設けら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。
5. 前記回動支持機構は、前記固定体に固定され、前記光軸方向に間隔をあけて配置される一対の支持プレートを有し、前記ローラが前記一対の支持プレートの間にそれぞれ支持されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。
6. 前記支持体の前記ローラとの接触面が前記光軸を中心とする円筒外面に形成されており、前記一対の支持プレートに両端部がそれぞれ固定され、前記ローラを該ローラの軸線回りに回転自在に支持するガイド軸を有し、前記ローラは、前記ガイド軸が挿通されるガイド孔を有し、前記ローラが前記円筒外面上を転動可能に設けられ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。
7. 前記ローラの外周面又は前記支持体の前記円筒外面に、摩擦部材が設けられ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. 前記固定体は前記光軸に沿って分割された複数のケースが組み合わされた構成とされ、前記支持プレートと前記ケースの合わせ部との対向位置において、前記支持プレート又は前記ケースの合わせ部に凹溝が形成されていることを特徴とする請求項５から７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。
9. 前記光軸に対して直交する方向から見たときに、前記ローラが前記支持体の重心位置と重なる位置に配置されていることを特徴とする請求項１から８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。
10. 前記揺動支持機構は、前記可動体を前記光軸と直交する第１軸線の周りに揺動自在に支持するとともに、前記光軸及び前記第１軸線に直交する第２軸線の周りに揺動自在に支持するジンバル機構を有しており、前記重心位置は、前記ジンバル機構の前記第１軸線と前記第２軸線との交点位置であることを特徴とする請求項９に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。
11. 前記支持体と前記支持軸との間を前記光軸方向に沿って連結し、前記光軸方向に交差する方向に弾性変形可能な弾性継手が設けられていることを特徴とする請求項１から１０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。
12. 前記固定体は前記光軸と直交する断面の外形が矩形状であり、前記固定体の矩形の各角部に前記ローラが配置されていることを特徴とする請求項１から１１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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