JP2019132877A - 重心位置調整部材を備える振れ補正機能付き光学ユニット、および、その重心位置調整部材の固定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 筒部の被写体側端部から脱落する危険性無く、安定した固定保持力によって、筒部に形成された細径部に重心位置調整部材が確実かつ安定に保持固定される振れ補正機能付き光学ユニットを提供する。【解決手段】 実装工程で、ウエイト１０は、端部が曲げられていない細径部４a1の外周に内周が嵌められて、下端部が段部４a2に当接するまで、細径部４a1に挿入される。次の熱カシメ工程で、細径部４a1の被写体側端部にヒーターチップ４１が当接させられ、ヒーターチップ４１が所定温度に加熱され、被写体側と反対側へ向かう方向にヒーターチップ４１に押圧力が加えられて、細径部４a1の被写体側端部が加圧される。この熱カシメ工程により、ウエイト１０に囲まれない細径部４a1が筒部４ａの軸心側から外周側へ曲げられる。【選択図】 図９

Description

本発明は、可動体の重心位置を調整する重心位置調整部材をホルダの筒部に備える振れ補正機能付き光学ユニット、および、その重心位置調整部材を筒部に固定する方法に関する。

従来、この種の振れ補正機能付き光学ユニットとしては、例えば、特許文献１に開示されたものがある。

この光学ユニットは、光学素子を備える可動体と、可動体を揺動支持機構によって揺動可能に支持する固定体とを備える。固定体は、光学素子であるレンズを被写体側に露出させて、可動体を収容する。可動体は、光学素子を保持する鏡筒部材および撮像素子を有する光学モジュールと、この光学モジュールを外周側から保持するホルダとを備える。可動体には揺動駆動用コイルが取り付けられ、固定体の各揺動駆動用コイルに対向する各内壁には揺動駆動用マグネットが取り付けられる。これら揺動駆動用コイルおよび揺動駆動用マグネットは揺動駆動機構を構成し、揺動駆動用コイルに通電されることで可動体を揺動させて、ピッチング方向およびヨーイング方向の振れ補正が行われる。

ホルダの筒部には、環状の形状をしたウエイトが取り付けられている。ウエイトは可動体の重心位置を調整する重心位置調整部材であり、可動体はウエイトによって位置調整された重心位置を中心に揺動する。このウエイトは、ホルダの筒部の被写体側端部に接着剤によって取り付けられ、固定される。

特開２０１５−６４５０１号公報

しかしながら、上記従来の振れ補正機能付き光学ユニットでは、上記のように、接着剤によってウエイトが筒部の被写体側端部に取り付けられ、固定保持される。したがって、比較的重い材料で構成される傾向があるウエイトは、接着材による固定保持では、光学ユニットの落下時等における衝撃により、筒部の被写体側端部から脱落する危険性が高い。このため、脱落の危険を回避するため、接着材を大量に塗布することとなる。この結果、ウエイトの筒部への固定保持力が不安定になり、大きくばらつく。また、筒部の被写体側端部へウエイトを組み込む際に、接着材がこれらの間に介在する。このため、ウエイトの取り付け位置が被写体側端部から浮きやすく、可動体の重心位置がばらつく要因となる。また、ウエイトの取付箇所に接着材を塗布する作業は作業性が著しく悪く、光学ユニットの量産性に劣る

本発明はこのような課題を解決するためになされたもので、光学素子を保持する鏡筒部材、光学素子によって結像される被写体光を受光する撮像素子、および、揺動駆動機構を構成するコイルまたはマグネットの一方が取り付けられる樹脂製のホルダを有する可動体と、可動体を揺動支持機構を介して揺動自在に支持する、揺動駆動機構を構成するコイルまたはマグネットの他方が取り付けられる固定体と、鏡筒部材の外周を囲むホルダの筒部に取り付けられ、可動体の重心位置を調整する重心位置調整部材とを備える振れ補正機能付き光学ユニットにおいて、筒部が、被写体側端部の外径が軸心方向に所定長にわたって細く形成されて、被写体側端面から所定長の箇所に段部が形成され、重心位置調整部材が、筒部の外径が細くなった細径部の外周に嵌まる内周の環状で、段部に下端部が当接する位置で細径部を所定長より短い軸方向長さに囲む形状に形成され、重心位置調整部材に囲まれない細径部が筒部の軸心側から外周側へ曲げられることで筒部に固定されることを特徴とする。

本構成によれば、重心位置調整部材は、重心位置調整部材に囲まれない細径部が筒部の軸心側から外周側へ曲げられた曲げ部に上端部が係合することで、被写体側への移動が規制され、下端部が段部に係合することで、被写体側の反対側への移動が規制されて、ホルダの筒部に形成された細径部に確実に固定される。したがって、比較的重い材料で構成される傾向がある重心位置調整部材は、光学ユニットの落下時等に衝撃が加わっても、従来の、接着剤を使って重心位置調整部材をホルダの筒部に保持固定させる場合のように、筒部の被写体側端部から脱落する危険性は無く、筒部に形成された細径部に確実に保持固定される。このため、脱落の危険を回避するために接着材を大量に塗布することで、重心位置調整部材の固定保持力が不安定になって大きくばらつくといった従来の懸念は解消され、重心位置調整部材は安定した固定保持力によって筒部に安定して固定保持される。また、従来のように、筒部の被写体側端部と重心位置調整部材との間に接着材が介在することは無いので、重心位置調整部材の取り付け位置が浮いて、可動体の重心位置がばらつくおそれもない。このため、重心位置調整部材の取り付け位置精度が向上し、揺動駆動機構による振れ補正の正確性が増す。また、重心位置調整部材は、作業性が著しく悪い接着材の塗布作業を行わずに筒部の細径部に固定されるので、光学ユニットの量産性が向上する。このため、光学ユニットの製造コストを抑制することができる。

また、本発明は、重心位置調整部材が、筒部の外周側へ曲げられる細径部と当接する面に、筒部の軸心を中心にして被写体側へ向かうのにしたがって径方向外側へ傾斜する第１傾斜面が形成されることを特徴とする。

本構成によれば、筒部の外周側へ曲げられる細径部と重心位置調整部材とが当接する面に形成される第１傾斜面により、細径部が外周側へ曲げられる際に、細径部には筒部の内側から外側へ向かう半径方向の力が作用する。細径部は、この半径方向の力によって環状をした重心位置調整部材の第１傾斜面に均等に加圧され、その外周が第１傾斜面に隙間無く密着する。このため、重心位置調整部材の細径部への保持固定はがたつくことなく安定して行われる。また、細径部の中心は重心位置調整部材の中心に一致し、細径部に囲まれる鏡筒部材の中心、つまり、光学素子の光軸は重心位置調整部材の中心に一致する。これによっても揺動駆動機構による振れ補正の正確性が増す。

また、本発明は、筒部が、筒部の外周側へ曲げられる細径部の厚さと、重心位置調整部材に囲まれて曲げられない細径部の厚さとが同じ寸法に設定されることを特徴とする。

重心位置調整部材の筒部からの抜けは、筒部の外周側へ曲げられる細径部の曲げ部に重心位置調整部材の上端部が係合して、曲げ部が重心位置調整部材の抜ける力に対向することで、規制される。したがって、曲げ部の、重心位置調整部材の抜ける力に対向する力は、曲げ部の厚さが大きいほど大きい。本構成により、重心位置調整部材に囲まれて曲げられない細径部の厚さと曲げ部の厚さとが同じ寸法に設定されることで、細径部を単に曲げることで得られる曲げ部の厚さは最大の厚さとなり、曲げ部の、重心位置調整部材の抜ける力に対向する力も最大になる。このため、本構成によれば、光学ユニットの落下等によって重心位置調整部材に大きな衝撃力が加わっても、曲げ部が破壊することなく、重心位置調整部材は曲げ部によって筒部の被写体側端部に保持固定された状態に保たれる。

また、本発明は、重心位置調整部材が、被写体側の面に内縁を所定径方向長さ残す溝が形成されることを特徴とする。

筒部の外周側へ曲げられる細径部と重心位置調整部材の被写体側端面とが当接する径方向長さは短いほど、重心位置調整部材に衝撃力が加わったときに曲げ部へ印加される応力が小さくなるので、重心位置調整部材を筒部の被写体側端部に保持固定する力は向上する。一方、筒部の外周側へ曲げられる細径部の曲げ部長さは、一定に保つことが難しい。しかし、本構成によれば、重心位置調整部材の被写体側の面に溝を形成することで、重心位置調整部材の曲げ部に当接する径方向長さを一定に保つことができる。このため、この径方向長さが所定の短さになるように、重心位置調整部材の被写体側の面に内縁を所定径方向長さ残す溝を形成することで、重心位置調整部材を筒部の被写体側端部に保持固定する力を一定の大きな力に設定することができる。

また、本発明は、重心位置調整部材が、筒部の外周側へ曲げられる細径部と当接する面に凸部または凹部が少なくとも１つ以上形成されることを特徴とする。

本構成によれば、重心位置調整部材の細径部との当接面に形成される凸部または凹部と細径部の樹脂とが咬み合って係合することで、各部品間の接触面積が大きくなって重心位置調整部材の細径部への固定力が向上すると共に、重心位置調整部材の細径部周方向における移動に抵抗が与えられる。このため、筒部の外周側へ細径部を曲げて重心位置調整部材を細径部に固定した後、重心位置調整部材が細径部の周りを回転するのが防げる。

また、本発明は、重心位置調整部材が、被写体側と反対側の面に、筒部の軸心を中心にして被写体側へ向かうのにしたがって径方向外側へ傾斜する第２傾斜面が形成されることを特徴とする。

本構成によれば、重心位置調整部材の被写体側と反対側に、揺動する可動体の初期位置を規定するバネ部材が存在する場合、重心位置調整部材の被写体側と反対側の面に形成される第２傾斜面により、重心位置調整部材とバネ部材とが接触するのが防止される。このため、揺動する可動体の初期位置を規定するバネ部材の機能が阻害されることなく、発揮される。

また、本発明は、重心位置調整部材が、細径部のうちの、撮像素子に受光される被写体光が近接して通過する被写体側端部だけが曲げられることで筒部に固定されることを特徴とする。

本構成によれば、細径部のうちの、撮像素子に受光される被写体光が近接して通過する被写体側端部だけが部分的に外周側に曲げられることで、撮像素子によって撮影される画像の画角に影響を与えることなく、細径部の被写体側端部に曲げられていない直立部を残すことができる。このため、撮影画像の画角を確保しながら、直立部の突出端面を可動体の位置測定の基準面にして、可動体の揺動特性の検査を行うことができる。

また、本発明は、重心位置調整部材が、細径部の被写体側端部の全周が曲げられることで筒部に固定されることを特徴とする。

本構成によれば、光学ユニットにおける細径部の曲げ部が外部から視認される場合、細径部の被写体側端部の全周が曲げられていると、曲げ部の見栄えが向上する。また、重心位置調整部材を筒部の被写体側端部へ接着剤によって固定保持する従来の構成では、接着剤の塗布作業終了後、外観を整えるために、接着箇所にはみ出た余剰の接着剤を取り除く拭き取り作業が必要とされていたが、本構成によれば、この拭き取り作業が不要となる。

また、本発明は、細径部の外周に重心位置調整部材の内周を嵌めて重心位置調整部材の下端部が段部に当接するまで重心位置調整部材を挿入する実装工程と、細径部の被写体側端部に所定形状をしたヒーターチップを当接させ、ヒーターチップを所定温度に加熱して被写体側と反対側へ向かう方向にヒーターチップに押圧力を加えて細径部の被写体側端部を加圧することで、重心位置調整部材に囲まれない細径部を筒部の軸心側から外周側へ曲げる熱カシメ工程とを備えて、上記のいずれかの振れ補正機能付き光学ユニットにおける重心位置調整部材を筒部に固定するように構成した。

本構成の固定方法により、筒部の被写体側端部が軸心側から外周側へ熱によって曲げられることで、上記のいずれかの振れ補正機能付き光学ユニットにおける重心位置調整部材は、筒部に上記のように確実に固定される。

また、本発明は、ヒーターチップが、細径部のうちの、撮像素子に受光される被写体光が近接して通過する被写体側端部だけに当接する形状を有して、当該被写体側端部だけを被写体側と反対側へ向かう方向に押圧することを特徴とする。

本構成によれば、細径部の被写体側端部に曲げられていない直立部を残して、重心位置調整部材は筒部に固定される。

また、本発明は、ヒーターチップが、細径部の被写体側端部の全周に当接する形状を有して、当該被写体側端部の全周を被写体側と反対側へ向かう方向に押圧することを特徴とする。

本構成によれば、細径部の被写体側端部の全周が筒部の外周側に曲げられて、重心位置調整部材は筒部に固定される。

本発明の重心位置調整部材を備える振れ補正機能付き光学ユニット、および、その重心位置調整部材の固定方法によれば、重心位置調整部材は、筒部の被写体側端部から脱落する危険性無く、安定した固定保持力によって、筒部に形成された細径部に確実かつ安定に保持固定される。また、重心位置調整部材の取り付け位置精度が向上し、揺動駆動機構による振れ補正の正確性が増す。また、光学ユニットの量産性が向上し、光学ユニットの製造コストを抑制することができる。

本発明の一実施形態による重心位置調整部材を備える振れ補正機能付き光学ユニットの外観斜視図である。 一実施形態による振れ補正機能付き光学ユニット全体の縦断面図である。 一実施形態による振れ補正機能付き光学ユニットの分解斜視図である。 一実施形態による振れ補正機能付き光学ユニットから筒状ケースおよび被写体側ケースを取り外してウエイトを見下ろした状態の斜視図である。 一実施形態による振れ補正機能付き光学ユニットを構成するウエイトの斜視図である。 一実施形態による振れ補正機能付き光学ユニットを構成するホルダ単体にウエイトが取り付けられた状態の斜視図である。 図６に示すウエイトが取り付けられた状態のホルダの平面図である。 図７に示す状態のホルダをＡ−Ａ線で破断して矢視方向から見た縦断面図である。 （ａ）は、一実施形態による振れ補正機能付き光学ユニットを構成するホルダの筒部にウエイトを固定するのに使用されるヒーターチップが筒部の細径部の被写体側端部に押しつけられて熱カシメ工程が行われている状態の平面図、（ｂ）はその状態の縦断面図である。 （ａ）は、一実施形態による振れ補正機能付き光学ユニットを構成するホルダの筒部における細径部の一部拡大断面図、（ｂ）は、一実施形態の第１変形例による光学ユニットを構成するホルダの筒部における細径部の一部拡大断面図である。 一実施形態の第２変形例による光学ユニットを構成するウエイトの斜視図である。 一実施形態の第３変形例による光学ユニットを構成するホルダ単体にウエイトが取り付けられた状態の平面図である。 一実施形態の第３変形例による光学ユニットを構成するホルダの筒部にウエイトを固定するのに使用されるヒーターチップが筒部の細径部の被写体側端部に押しつけられて熱カシメ工程が行われている状態の平面図である。

次に、本発明による重心位置調整部材を備える振れ補正機能付き光学ユニット、および、その重心位置調整部材の固定方法を実施するための形態について説明する。

（全体構成）
図１は、本発明の一実施形態による振れ補正機能付き光学ユニット１の外観斜視図、図２は縦断面図、図３は分解斜視図である。

本明細書において、同一または相当する部分には同一符号を付して説明する。また、各図に示す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、光学ユニット１の後述する可動体３が揺動していない状態で、可動体３に搭載されるレンズ８の光軸Ｌに沿う方向である。また、＋Ｚ方向が光軸Ｌ方向の物体側（被写体側）、−Ｚ方向が光軸Ｌ方向の像側（被写体側の反対側（反被写体側））である。

光学ユニット１は、筒状ケース２ａ、被写体側ケース２ｂ、反被写体側ケース２ｃおよび底板２ｄから構成される固定体２を備える。筒状ケース２ａは角筒状をしており、磁性材料から形成されている。被写体側ケース２ｂは、この筒状ケース２ａに対して＋Ｚ方向の側（被写体側）から組み付けられ、反被写体側ケース２ｃは、筒状ケース２ａに対して−Ｚ方向の側（反被写体側）から組み付けられる。反被写体側ケース２ｃには、反被写体側からさらに底板２ｄが組み付けられる。被写体側ケース２ｂ、反被写体側ケース２ｃおよび底板２ｄは樹脂材料から形成されている。

固定体２の内部には、可動体３がホルダ４に支持されて、収容されている。ホルダ４の内周には図２に示すようにセンサカバー５の外周が固定されており、センサカバー５の反被写体側には、撮像素子６が実装された回路基板７が保持されている。被写体側ケース２ｂの開口部にはレンズ８が露出しており、レンズ８により撮像素子６に＋Ｚ方向から被写体光が入射させられる。鏡筒部材９の外周には雄ネジが刻まれており、この雄ネジがセンサカバー５の内周に刻まれた雌ネジと嵌まり合って、鏡筒部材９はセンサカバー５に固定されている。レンズ８および鏡筒部材９は光学モジュールを構成し、この光学モジュールと撮像素子６および回路基板７によってカメラモジュールが構成される。また、ホルダ４の被写体側端部にはウエイト１０が固定されている。

（重心位置調整部材）
図４は、光学ユニット１から筒状ケース２ａおよび被写体側ケース２ｂを取り外して、ウエイト１０を見下ろした状態の斜視図である。ウエイト１０は、図５の斜視図に外観が示され、鏡筒部材９の外周を囲むホルダ４の筒部４ａに、図６の斜視図および図７の平面図に示すように取り付けられる。図６および図７はホルダ４単体にウエイト１０が取り付けられた状態を示している。ホルダ４は、樹脂によって設けられ、底板部４ｂの中央に円筒状をした筒部４ａがＺ軸を中心軸にして立設されている。筒部４ａの中心軸は、鏡筒部材９によって固定保持されるレンズ８の光軸Ｌに一致する。

図８は、図７に示すウエイト１０が取り付けられた状態のホルダ４におけるＡ−Ａ線破断矢視図である。筒部４ａは、被写体側端部の外径が軸心方向に所定長にわたって細く形成された細径部４a1を有し、曲げられていないときの細径部４a1の被写体側端面から所定長の箇所に段部４a2が形成されている。ウエイト１０は、細径部４a1の外周に嵌まる内周の環状で、段部４a2に下端部が当接する位置で細径部４a1を所定長より短い軸方向長さに囲む形状に形成されている。ウエイト１０に当接して囲まれない細径部４a1が筒部４ａの軸心側から外周側へ曲げられることで、ウエイト１０は筒部４ａに固定されている。本実施形態では、筒部４ａは、筒部４ａの外周側へ曲げられる細径部４a1の厚さｔ１と、ウエイト１０に囲まれて曲げられない細径部４a1の厚さｔ２とが同じ寸法に設定されている。ウエイト１０は、可動体３の重心位置を調整する重心位置調整部材を構成する。

本実施形態では、ウエイト１０は、筒部４ａの外周側へ曲げられる細径部４a1と当接する面に、筒部４ａの軸心を中心にして被写体側である＋Ｚ側へ向かうのにしたがって径方向外側へ傾斜する第１傾斜面１０ａが形成されている。また、ウエイト１０は、被写体側と反対側の−Ｚ側の面に、筒部４ａの軸心を中心にして被写体側へ向かうのにしたがって径方向外側へ傾斜する第２傾斜面１０ｂが形成されている。

（揺動駆動機構）
ホルダ４の底板部４ｂのＸ軸方向およびＹ軸方向の各両側には、壁部４ｃが４箇所に＋Ｚ方向に向かって立設されている。４箇所の各壁部４ｃの外周側にはそれぞれ楕円状に突出したコイル取付部４ｄが形成されており、各コイル取付部４ｄには図４に示すように揺動駆動用コイル１１が取り付けられる。また、筒状ケース２ａのＸ軸方向に対向する両内壁およびＹ軸方向に対向する両内壁には、図２および図３に示すように、各揺動駆動用コイル１１に対向して揺動駆動用マグネット１２がそれぞれ取り付けられている。揺動駆動用コイル１１および揺動駆動用マグネット１２は揺動駆動機構を構成する。なお、揺動駆動機構は、揺動駆動用コイル１１を筒状ケース２ａの側に、揺動駆動用マグネット１２をホルダ４の側に設けるように構成してもよい。

（揺動支持機構）
固定体２と可動体３との間には、Ｚ軸方向と直交し、かつ、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に対して４５度傾いた第１軸線Ｒ１周りおよび第２軸線Ｒ２周り（図３参照）に、可動体３を固定体２に揺動自在に支持するジンバル機構が、揺動支持機構として構成されている。この揺動支持機構は、可動体３の外周囲を囲む可動枠２１を備える。ホルダ４の筒部４ａの外周囲における第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４ｅ（図７参照）には図３に示す一対の第１接点バネ２２、固定体２を構成する被写体側ケース２ｂにおける第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２b1には一対の第２接点バネ２３が取り付けられる。第１接点バネ２２および第２接点バネ２３は板状バネである。

可動枠２１の内周囲の４箇所には球体２４が固定されており、これら球体２４は、第１揺動支持部４ｅおよび第２揺動支持部２b1にそれぞれ保持される第１接点バネ２２および第２接点バネ２３と点接触する。第１揺動支持部４ｅに取り付けられる第１接点バネ２２は第１軸線Ｒ１方向に、第２揺動支持部２b1に取り付けられる第２接点バネ２３は第２軸線Ｒ２方向に弾性変形可能である。ホルダ４は、第１軸線Ｒ１上の対角位置に設けられた一対の球体２４および一対の第１接点バネ２２により、第１軸線Ｒ１周りに揺動可能な状態で可動枠２１に支持される。また、可動枠２１は、第２軸線Ｒ２上の対角位置に設けられた一対の球体２４および一対の第２接点バネ２３により、第２軸線Ｒ２周りに揺動可能な状態で固定体２に支持される。

この結果、ホルダ４に取り付けられる可動体３は、第１軸線Ｒ１周りおよび第２軸線Ｒ２周りに揺動可能な状態で固定体２に支持されることになる。固定体２には、矩形枠状の板状ストッパ２５が可動体３の周りを囲むように配置されて取り付けられている。可動体３は、この板状ストッパ２５により、Ｚ軸方向における−Ｚ側である反被写体側への可動範囲が規制されている。

また、筒部４ａの被写体側の環状端面と、被写体側ケース２ｂの反被写体側端面との間には、図３に示す板バネ２６が掛け渡される。板バネ２６は、固定体２に対する可動体３の基準姿勢を規定するバネ部材を構成する。すなわち、揺動駆動用コイル１１が駆動されていない静止状態にあるとき、可動体３の姿勢は、可動体３に保持されるレンズ８の光軸ＬがＺ軸と一致する基準姿勢に、板バネ２６によって保持される。

（振れ補正）
光学ユニット１はフレキシブルプリント回路基板３１，３２を備える。フレキシブルプリント回路基板３１は、ホルダ４の反被写体側端部外縁に沿って延在する矩形枠部分３１ａ（図３参照）を有し、この矩形枠部分３１ａには各揺動駆動用コイル１１が接続される。各揺動駆動用コイル１１には、このフレキシブルプリント回路基板３１によって駆動電流が供給される。フレキシブルプリント回路基板３２は可動体３が保持する回路基板７に電気的に接続されている。

フレキシブルプリント回路基板３１を介して各揺動駆動用コイル１１に電流が通電されると、各揺動駆動用コイル１１と各揺動駆動用マグネット１２との間に磁気駆動力が発生する。カメラモジュールによって撮影される被写体像は、これらの磁気駆動力により、可動体３が第１軸線Ｒ１周りおよび第２軸線Ｒ２周りに固定体２に対して揺動することで、可動体３に備えられるジャイロスコープによって検出されるＸ軸周りのピッチング方向およびＹ軸周りのヨーイング方向の像振れが補正される。

（熱カシメ方法）
このような構成をした光学ユニット１におけるウエイト１０は、次のようにしてホルダ４の円筒部４ａに固定される。最初に、端部が曲げられていない細径部４a1の外周にウエイト１０の内周が嵌められて、ウエイト１０の下端部が段部４a2に当接するまで、ウエイト１０が細径部４a1に挿入される実装工程が行われる。次に、細径部４a1の被写体側端部に図９に示す形状をしたヒーターチップ４１が当接させられ、ヒーターチップ４１が所定温度に加熱され、被写体側と反対側へ向かう方向にヒーターチップ４１に押圧力が加えられて、細径部４a1の被写体側端部を加圧する熱カシメ工程が行われる。ここで、図９（ａ）は、ヒーターチップ４１が細径部４a1の被写体側端部に押しつけられて熱カシメ工程が行われているときの平面図、図９（ｂ）はそのときの縦断面図である。この熱カシメ工程は、例えば、２１０℃にヒーターチップ４１が加熱され、５ＫｇＷの荷重で３秒間、ヒーターチップ４１が細径部４a1の被写体側端部に押しつけられて、行われる。この熱カシメ工程により、ウエイト１０に囲まれない細径部４a1が図示するように筒部４ａの軸心側から外周側へ曲げられる。

本実施形態では、ヒーターチップ４１は、図９に示すように、細径部４a1の被写体側端部の全周に当接する形状を有しており、細径部４a1の被写体側端部の全周を被写体側と反対側へ向かう−Ｚ側の方向に押圧する。このため、細径部４a1の被写体側端部の全周が筒部４ａの外周側に曲げられて、ウエイト１０は筒部４ａに確実に固定される。

（作用効果）
本実施形態の光学ユニット１によれば、ウエイト１０は、ウエイト１０に囲まれない細径部４a1が筒部４ａの軸心側から外周側へ曲げられた曲げ部に上端部が係合することで、被写体側への移動が規制され、下端部が段部４a2に係合することで、被写体側の反対側への移動が規制されて、ホルダ４の筒部４ａに形成された細径部４a1に確実に固定される。したがって、比較的重い材料で構成される傾向があるウエイト１０は、光学ユニット１の落下時等に衝撃が加わっても、従来の、接着剤を使ってウエイトをホルダの筒部に保持固定させる場合のように、筒部４ａの被写体側端部から脱落する危険性は無く、筒部４ａに形成された細径部４a1に確実に保持固定される。ウエイト１０の筒部４ａへの固定保持力を実験で従来の場合と比較したところ、接着剤によってウエイトをホルダの筒部へ固定する従来の構成では、３０Ｎ前後の固定保持力であった。しかし、熱カシメによってウエイト１０を筒部４ａへ固定する本実施形態の構成では、５０Ｎ以上の固定保持力を確保できることが確認された。

このため、脱落の危険を回避するために接着材を大量に塗布することで、ウエイト１０の固定保持力が不安定になって大きくばらつくといった従来の懸念は解消され、ウエイト１０は安定した固定保持力によって筒部４ａに安定して固定保持される。また、従来のように、筒部４ａの被写体側端部とウエイト１０との間に接着材が介在することは無いので、ウエイト１０の取り付け位置が浮いて、可動体３の重心位置がばらつくおそれもない。このウエイト１０の浮きについては、上記の実験の際において、無いことが確認された。このため、ウエイト１０の取り付け位置精度が向上し、揺動駆動機構による振れ補正の正確性が増す。また、ウエイト１０は、作業性が著しく悪い接着材の塗布作業を行わずに筒部４ａの細径部４a1に固定されるので、光学ユニット１の量産性が向上する。このため、光学ユニット１の製造コストを抑制することができる。

また、本実施形態の光学ユニット１によれば、筒部４ａの外周側へ曲げられる細径部４a1とウエイト１０とが当接する面に形成される第１傾斜面１０ａ（図８参照）により、細径部４a1が外周側へ曲げられる際に、細径部４a1には筒部４ａの内側から外側へ向かう半径方向の力が作用する。細径部４a1は、この半径方向の力によって環状をしたウエイト１０の第１傾斜面１０ａに均等に加圧され、その外周が第１傾斜面１０ａに隙間無く密着する。このため、ウエイト１０の細径部４a1への保持固定はがたつくことなく安定して行われる。また、細径部４a1の中心はウエイト１０の中心に一致し、細径部４a1に囲まれる鏡筒部材９の中心、つまり、レンズ８の光軸Ｌはウエイト１０の中心に一致する。これによっても揺動駆動機構による振れ補正の正確性が増す。

また、ウエイト１０の筒部４ａからの抜けは、筒部４ａの外周側へ曲げられる細径部４a1の曲げ部にウエイト１０の上端部が係合して、曲げ部がウエイト１０の抜ける力に対向することで、規制される。したがって、細径部４a1の曲げ部の、ウエイト１０の抜ける力に対向する力は、曲げ部の厚さｔ１が大きいほど大きい。本実施形態の光学ユニット１により、ウエイト１０に囲まれて曲げられない細径部４a1の厚さｔ２と曲げ部の厚さｔ１とが同じ寸法に設定されることで、曲げ時に曲げ部の樹脂が展延するのを規制等すること無く、細径部４a1を単に曲げることで得られる曲げ部の厚さｔ１は最大の厚さとなり、曲げ部の、ウエイト１０の抜ける力に対向する力も最大になる。このため、本実施形態の光学ユニット１によれば、光学ユニット１の落下等によってウエイト１０に大きな衝撃力が加わっても、曲げ部が破壊することなく、ウエイト１０は曲げ部によって筒部４ａの被写体側端部に保持固定された状態に保たれる。

また、本実施形態の光学ユニット１によれば、ウエイト１０が、細径部４a1の被写体側端部の全周が曲げられることで、筒部４ａに固定される。このため、本実施形態の光学ユニット１のように、光学ユニット１における細径部４a1の曲げ部が被写体側ケース２ｂの中央部に形成される開口部を介して外部から視認される場合、細径部４a1の被写体側端部の全周が曲げられていると、曲げ部の見栄えが向上する。また、ウエイト１０を筒部４ａの被写体側端部へ接着剤によって固定保持する従来の構成では、接着剤の塗布作業終了後、外観を整えるために、接着箇所にはみ出た余剰の接着剤を取り除く拭き取り作業が必要とされていた。しかし、細径部４a1の被写体側端部の全周が曲げられてウエイト１０が固定される本構成によれば、この拭き取り作業が不要となる。

また、本実施形態では、ウエイト１０の被写体側と反対側に、揺動する可動体３の初期位置を規定する板バネ２６が図２に示すように存在する。本実施形態の光学ユニット１によれば、ウエイト１０の被写体側と反対側の面に形成される第２傾斜面１０ｂにより、ウエイト１０と板バネ２６とが接触するのが防止される。このため、揺動する可動体３の初期位置を規定する板バネ２６の機能が阻害されることなく、発揮される。

（変形例）
筒部４ａの外周側へ曲げられる細径部４a1とウエイト１０の被写体側端面とが当接する径方向長さα（図１０（ａ）参照）は短いほど、ウエイト１０に衝撃力が加わったときに細径部４a1の曲げ部へ印加される応力が小さくなるので、ウエイト１０を筒部４ａの被写体側端部に保持固定する力は向上する。図１０（ａ）は細径部４a1の曲げ部の一部拡大断面図である。一方、筒部４ａの外周側へ曲げられる細径部４a1の曲げ部長さは、一定に保つことが難しい。このため、図１０（ｂ）に示す、本実施形態の第１変形例による光学ユニット１におけるウエイト１０Ａのように、被写体側の面に内縁を所定径方向長さβだけ残す溝１０ｃが形成されるのが望ましい。この第１変形例による光学ユニット１によればウエイト１０Ａの被写体側の面に溝１０ｃを形成することで、ウエイト１０Ａの曲げ部に当接する径方向長さを一定のβに保つことができる。このため、この径方向長さβが所定の短さになるように、ウエイト１０Ａの被写体側の面に内縁を所定径方向長さ残す溝１０ｃを形成することで、ウエイト１０を筒部４ａの被写体側端部に保持固定する力を一定の大きな力に設定することができる。

また、図１１に示す、本実施形態の第２変形例による光学ユニット１におけるウエイト１０Ｂのように、筒部４ａの外周側へ曲げられる細径部４a1と当接する第１傾斜面１０ａに、溝１０ｄが少なくとも１つ以上形成されるように構成してもよい。また、このような溝１０ｄに限られず、筒部４ａの外周側へ曲げられる細径部４a1と当接する面に、凸部または凹部が少なくとも１つ以上形成されるように構成してもよい。本構成によれば、ウエイト１０Ｂの細径部４a1との当接面に形成される溝１０ｄまたは凸部もしくは凹部と細径部４a1の樹脂とが咬み合って係合することで、各部品間の接触面積が大きくなってウエイト１０Ｂの細径部４a1への固定力が向上すると共に、ウエイト１０Ｂの細径部４a1周方向における移動に抵抗が与えられる。このため、筒部４ａの外周側へ細径部４a1を熱カシメによって曲げてウエイト１０Ｂを細径部４a1に固定した後、ウエイト１０Ｂおよび細径部４a1の材質の相違による異なる線膨張率に起因して相互の部品間にガタが生じるなどして、ウエイト１０Ｂが細径部４a1の周りを回転するのが防げる。また、ウエイト１０Ｂが細径部４a1の周りを回転するのを確実に防止するため、熱カシメによる固定に接着剤による固定を併用するようにしてもよい。

また、図１２の平面図に示す、本実施形態の第３変形例による光学ユニット１におけるウエイト１０のように、細径部４a1のうちの、撮像素子６に受光される被写体光が近接して通過する被写体側端部４a11だけが曲げられることで、筒部４ａに固定されるように構成してもよい。同図において二点鎖線で示す四角形は、撮像素子６に受光される被写体光の範囲を示しており、撮影される画像の画角５１に相当する。この画角５１に入る映像領域５２は図１における二点鎖線に示される。細径部４a1のうちの曲げられない被写体側端部４a12は、曲げられる被写体側端部４a11より高い高さで＋Ｚ方向に直立している。本構成によれば、細径部４a1のうちの、撮像素子６に受光される被写体光が近接して通過する被写体側端部４a11だけが部分的に外周側に曲げられ、その直立高さが＋Ｚ方向に低く形成されることで、被写体側端部４a11は映像領域５２にかからなくなる。したがって、被写体側端部４a11だけが部分的に外周側に曲げられことで、撮像素子６によって撮影される画像の画角５１に影響を与えることなく、細径部４a1の被写体側端部４a12に曲げられていない直立部を残すことができる。このため、撮影画像の画角５１を確保しながら、被写体側端部４a12の突出端面を可動体３の位置測定の基準面にして、可動体３の揺動特性の検査を行うことができる。また、直立している被写体側端部４a12の外周とウエイト１０の内周との間の隙間に接着剤を流し込むことで、ウエイト１０の筒部４ａへの熱カシメによる固定に接着剤による固定を併用することができ、更に確実な固定を図ることもできる。

細径部４a1のうちの、撮像素子６に受光される被写体光が近接して通過する被写体側端部４a11だけを図１２に示すように曲げるのには、図１３の平面図に示すヒーターチップ４２が用いられる。このヒーターチップ４２は、細径部４a1のうちの、撮像素子６に受光される被写体光が近接して通過する被写体側端部４a11だけに当接する形状を有して、当該被写体側端部４a11だけを被写体側と反対側へ向かう方向に押圧する。このヒーターチップ４２によれば、細径部４a1の被写体側端部４a12に曲げられていない直立部を残して、ウエイト１０は筒部４ａに固定される。

本実施形態による振れ補正機能付き光学ユニット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利用することができる。このような光学機器では、撮影時に光学機器に振れが発生すると、撮像画像に乱れが発生するが、本実施形態による振れ補正機能付き光学ユニット１は、上記のようにウエイト１０によって精度高く重心位置が調整された可動体３を固定体２に対して揺動させて、揺動駆動機構による振れ補正を正確に行うことで、撮像画像に振れが生じるのを精度高く回避することができる。

１…振れ補正機能付き光学ユニット、２…固定体、２ａ…筒状ケース、２ｂ…被写体側ケース、２b1…第２揺動支持部、２ｃ…反被写体側ケース、２ｄ…底板、３…可動体、４…ホルダ、４ａ…筒部、４a1…細径部、４a11，４a12…被写体側端部、４a2…段部、４ｂ…底板部、４ｃ…壁部、４ｄ…コイル取付部、４ｅ…第１揺動支持部、５…センサカバー、６…撮像素子、７…回路基板、８…レンズ（光学素子）、９…鏡筒部材、１０…ウエイト（重心位置調整部材）、１１…揺動駆動用コイル、１２…揺動駆動用マグネット、２１…可動枠、２２…第１接点バネ、２３…第２接点バネ、２４…球体、２５…板状ストッパ、２６…板バネ、３１，３２…フレキシブルプリント回路基板、４１，４２…ヒーターチップ、５１…画角、５２…映像領域

Claims (11)

1. 光学素子を保持する鏡筒部材、前記光学素子によって結像される被写体光を受光する撮像素子、および、揺動駆動機構を構成するコイルまたはマグネットの一方が取り付けられる樹脂製のホルダを有する可動体と、
   前記可動体を揺動支持機構を介して揺動自在に支持する、前記揺動駆動機構を構成するコイルまたはマグネットの他方が取り付けられる固定体と、
   前記鏡筒部材の外周を囲む前記ホルダの筒部に取り付けられ、前記可動体の重心位置を調整する重心位置調整部材と
   を備える振れ補正機能付き光学ユニットにおいて、
   前記筒部は、被写体側端部の外径が軸心方向に所定長にわたって細く形成されて、被写体側端面から所定長の箇所に段部が形成され、
   前記重心位置調整部材は、前記筒部の外径が細くなった細径部の外周に嵌まる内周の環状で、前記段部に下端部が当接する位置で前記細径部を前記所定長より短い軸方向長さに囲む形状に形成され、前記重心位置調整部材に囲まれない前記細径部が前記筒部の軸心側から外周側へ曲げられることで前記筒部に固定される
   ことを特徴とする重心位置調整部材を備える振れ補正機能付き光学ユニット。
2. 前記重心位置調整部材は、前記筒部の外周側へ曲げられる前記細径部と当接する面に、前記筒部の軸心を中心にして被写体側へ向かうのにしたがって径方向外側へ傾斜する第１傾斜面が形成されることを特徴とする請求項１に記載の重心位置調整部材を備える振れ補正機能付き光学ユニット。
3. 前記筒部は、前記筒部の外周側へ曲げられる前記細径部の厚さと、前記重心位置調整部材に囲まれて曲げられない前記細径部の厚さとが同じ寸法に設定されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の重心位置調整部材を備える振れ補正機能付き光学ユニット。
4. 前記重心位置調整部材は、被写体側の面に内縁を所定径方向長さ残す溝が形成されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の重心位置調整部材を備える振れ補正機能付き光学ユニット。
5. 前記重心位置調整部材は、前記筒部の外周側へ曲げられる前記細径部と当接する面に凸部または凹部が少なくとも１つ以上形成されることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の重心位置調整部材を備える振れ補正機能付き光学ユニット。
6. 前記重心位置調整部材は、被写体側と反対側の面に、前記筒部の軸心を中心にして被写体側へ向かうのにしたがって径方向外側へ傾斜する第２傾斜面が形成されることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の重心位置調整部材を備える振れ補正機能付き光学ユニット。
7. 前記重心位置調整部材は、前記細径部のうちの、前記撮像素子に受光される被写体光が近接して通過する被写体側端部だけが曲げられることで前記筒部に固定されることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の重心位置調整部材を備える振れ補正機能付き光学ユニット。
8. 前記重心位置調整部材は、前記細径部の被写体側端部の全周が曲げられることで前記筒部に固定されることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の重心位置調整部材を備える振れ補正機能付き光学ユニット。
9. 前記細径部の外周に前記重心位置調整部材の内周を嵌めて前記重心位置調整部材の下端部が前記段部に当接するまで前記重心位置調整部材を挿入する実装工程と、
   前記細径部の被写体側端部に所定形状をしたヒーターチップを当接させ、前記ヒーターチップを所定温度に加熱して被写体側と反対側へ向かう方向に前記ヒーターチップに押圧力を加えて前記細径部の被写体側端部を加圧することで、前記重心位置調整部材に囲まれない前記細径部を前記筒部の軸心側から外周側へ曲げる熱カシメ工程とを備えて、
   請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の振れ補正機能付き光学ユニットにおける前記重心位置調整部材を前記筒部に固定する重心位置調整部材の固定方法。
10. 前記ヒーターチップは、前記細径部のうちの、前記撮像素子に受光される被写体光が近接して通過する被写体側端部だけに当接する形状を有して、当該被写体側端部だけを被写体側と反対側へ向かう方向に押圧することを特徴とする請求項７を引用する請求項９に記載の重心位置調整部材の固定方法。
11. 前記ヒーターチップは、前記細径部の被写体側端部の全周に当接する形状を有して、当該被写体側端部の全周を被写体側と反対側へ向かう方向に押圧することを特徴とする請求項８を引用する請求項９に記載の重心位置調整部材の固定方法。

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