JP2020160372A - 振れ補正機能付き光学ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】振れ補正機能付き光学ユニットの組立時の作業性を向上させると共に、振れ補正機能付き光学ユニットの薄型化を図る。【解決手段】振れ補正機能付き光学ユニット１は、可動体３と、可動体３を光軸Ｌと交差する第１軸線Ｒ１周りおよび第１軸線Ｒ１と交差する第２軸線Ｒ２周りに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を支持する固定体５と、振れ補正用駆動機構６を有する。固定体５は、可動体３の外周側を囲む樹脂製のケース５０、および、ケース５０とは別体であってケース５０の被写体側（＋Ｚ方向）の端部に固定される非磁性の金属からなる第１カバー５１を備える。第１カバー５１は、被写体側（＋Ｚ方向）から見て可動体３の一部を覆っている。【選択図】図２

Description

本発明は、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、光学モジュールが搭載される可動体を揺動あるいは回転させて振れを補正する機構を備えるものがある。特許文献１には、この種の振れ補正機能付き光学ユニットが開示される。特許文献１では、固定体側の部品であるケース内に可動体（光学モジュール）、ジンバル機構、および振れ補正用駆動機構が収容される。振れ補正用駆動機構は、磁石およびコイルを備えた磁気駆動機構である。

特開２０１４−６５２２号

特許文献１では、可動体を収容するケースは、可動体の外周側を囲む側面部（角筒状胴部）と、側面部の被写体側の開口部を塞ぐ天面部（端板部）を備えており、側面部と天面部を一体にした一体部品である。天面部は、可動体がケースの被写体側へ飛び出すことを規制する抜け防止、および、外部からの異物の侵入防止の機能を備える。

特許文献１では、ケースの角筒状胴部の内面に、振れ補正用駆動機構のコイルが固定され、可動体（光学モジュール）の外面に、磁石が固定される。ジンバル機構は、角筒状胴部と可動体との間に組み立てられている。しかしながら、ケースが一体部品であると、可動体、ジンバル機構、および振れ補正用駆動機構を組み立てる際、一体部品であるケースの天面部を取り外して行うことができない。そのため、組立方法が限定されて作業性が悪い。

また、特許文献１では、ケースを磁石に対するヨークとして機能させるため、ケースを磁性金属で形成している。しかしながら、可動体に磁石を搭載し、固定体にコイルを搭載する場合には、固定体側の部品であるケースが磁性金属であると、可動体側に設けられた磁石がケースに吸着されるため、組立時の作業性が低下する。そこで、例えば、樹脂でケースを形成することが提案されている。

しかしながら、ケースを樹脂製にする場合、金属製にする場合よりもケースの肉厚が大きい。そのため、ケースが大型化し、振れ補正機能付き光学ユニットが大型化するという問題がある。特に、ケースが一体部品である場合には、天面部も樹脂製になるため、天面部の肉厚が大きい。そのため、ケースの光軸方向の高さが大きくなり、振れ補正機能付き光学ユニットの薄型化に不利である。

本発明の課題は、このような点に鑑みて、振れ補正機能付き光学ユニットの組立時の作業性を向上させると共に、振れ補正機能付き光学ユニットの薄型化を図ることにある。

上記の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、光学モジュールを備えた可動体と、前記可動体を光軸と交差する第１軸線周りに揺動可能に支持する
と共に、前記可動体を前記光軸および前記第１軸線と交差する第２軸線周りに揺動可能に支持する揺動支持機構と、前記揺動支持機構を介して前記可動体を支持する固定体と、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振れ補正用駆動機構と、を有し、前記固定体は、前記可動体の外周側を囲むケース、および、前記ケースとは別体であって前記ケースの被写体側の端部に固定されるカバーを備え、前記カバーは、前記被写体側から見て前記可動体の一部を覆うことを特徴とする。

本発明によれば、振れ補正機能付き光学ユニットの固定体は、可動体の外周側を囲むケースと、ケースとは別体であってケースの被写体側の端部に固定されるカバーを備えており、カバーは、被写体側から見て可動体の一部を覆っている。このように、ケースの被写体側の端部に配置されるカバーをケースとは別体にすることで、カバーをケースから取り外した状態で、ケースの内側に配置される可動体、揺動支持機構、および振れ補正用駆動機構の組立を行うことができ、その後にカバーを取り付けることができる。従って、組立時の作業性が向上する。また、カバーをケースとは別体にすることで、ケースと異なる素材からなるカバーを用いることができる。従って、ケースよりもカバーを薄くすることができるので、固定体の光軸方向の薄型化を図ることができる。従って、振れ補正機能付き光学ユニットの薄型化を図ることができる。

本発明において、前記振れ補正用駆動機構は、前記可動体に配置される磁石と、前記固定体に配置されるコイルを備え、前記カバーは、非磁性の金属からなることが好ましい。このようにすると、磁気吸引力によって磁石がカバーに吸着されることを回避できる。従って、振れ補正用駆動機構の組立性の低下を抑制できる。

本発明において、前記可動体の前記被写体側の端部は、前記カバーと前記光軸方向で対向する位置において前記被写体側へ突出する凸部を備え、前記凸部は、前記光軸方向から見て前記第１軸線および前記２軸線から離間した位置に配置されることが好ましい。このように、可動体の揺動に伴って光軸方向に移動する位置に凸部を設けることにより、カバーと凸部とを衝突させることによって可動体の揺動範囲を規制できる。また、凸部の位置および高さを調節することにより、可動体の揺動範囲を調節できる。

本発明において、前記可動体の前記被写体側の端部は、前記可動体の前記第１軸線上の対角位置または前記第２軸線上の対角位置において前記カバーと前記光軸方向で対向する隅部を備えることが好ましい。このように、可動体の対角位置にカバーと対向する部分（隅部）を設けることにより、可動体の対角方向の揺動範囲を規制できる。

本発明において、前記ケースの外周面に、爪部が設けられ、前記カバーの外周縁に、前記爪部と係合する弾性係合部が設けられていることが好ましい。このようにすると、爪部と弾性係合部との機械的係合により、カバーを固定できる。従って、接着剤による固定よりも固定強度を上げることができる。また、カバーの取付作業が容易であり、カバーの着脱が可能である。

本発明において、前記ケースおよび前記カバーは、前記光軸方向から見て矩形であり、前記カバーの外周縁における３方向の縁に、前記弾性係合部が設けられ、前記カバーの外周縁における前記弾性係合部が設けられた縁とは異なる方向の縁に、前記ケースの側へ延びる当接部が設けられ、前記当接部は、前記ケースに対して外周側から当接することが好ましい。このように、３方向の縁を機械的係合とし、他の１方向の縁を当接させるのみとすることにより、弾性係合部に爪部を嵌め込む作業を容易にすることができる。従って、カバーの取付作業が容易である。

本発明によれば、振れ補正機能付き光学ユニットの固定体は、可動体の外周側を囲むケースとは別体であってケースの被写体側の端部に固定されるカバーを備えており、カバーは、被写体側から見て可動体の一部を覆っている。このように、ケースの被写体側の端部に配置されるカバーをケースとは別体にすることで、カバーを取り外した状態でケースの内側に配置される可動体、揺動支持機構、および振れ補正用駆動機構の組立を行うことができ、その後にカバーを取り付けることができる。従って、組立時の作業性の低下を回避できる。また、カバーをケースとは別体にすることで、ケースと異なる素材からなるカバーを用いることができる。従って、ケースよりもカバーを薄くすることができるので、固定体の光軸方向の薄型化を図ることができる。従って、振れ補正機能付き光学ユニットの薄型化を図ることができる。

本発明を適用した振れ補正機能付き光学ユニットの外観斜視図である。 図１の振れ補正機能付き光学ユニットの光軸方向の一方側から見た分解斜視図である。 図１の振れ補正機能付き光学ユニットの光軸方向の他方側から見た分解斜視図である。 カバーを取り外した振れ補正機能付き光学ユニットの平面図である。 図１の振れ補正機能付き光学ユニットの部分断面図（図１のＡ−Ａ位置の部分断面図）である。 ジンバルフレーム、第１スラスト受け部材、および第２スラスト受け部材の分解斜視図である。

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１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軸線方向であり、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、光学モジュール２の光軸Ｌ方向と一致する。また、＋Ｚ方向は光軸Ｌ方向の一方側（被写体側）であり、−Ｚ方向は光軸Ｌ方向の他方側（像側）である。

（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の斜視図である。図２は、図１の振れ補正機能付き光学ユニット１の光軸Ｌ方向の一方側（＋Ｚ方向）から見た分解斜視図である。図３は、図１の振れ補正機能付き光学ユニット１の光軸Ｌ方向の他方側（−Ｚ方向）から見た分解斜視図である。図４は、第１カバー５１を取り外した振れ補正機能付き光学ユニット１の平面図である。図５は、図１の振れ補正機能付き光学ユニット１の部分断面図（図１のＡ−Ａ位置の部分断面図）である。図６は、ジンバルフレーム９、第１スラスト受け部材４４、および第２スラスト受け部材４６の分解斜視図である。

図１に示すように、振れ補正機能付き光学ユニット１は、レンズ等の光学素子を備えた光学モジュール２を有する。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１は、撮影画像が傾くことを回避するため、ジャイロスコープ等の検出手段によって検出された加速度や回転速度、振れ量等に基づき、光学モジュール２の傾きを補正する。

図１〜図５に示すように、振れ補正機能付き光学ユニット１は、光学モジュール２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を支持する固定体５と、固定体５に対して可動体３を揺動させる振れ補正用駆動機構６と、可動体３に接続される第１フレキシブルプリント基板７と、固定体５に取り付けられる第２フレキシブルプリント基板８を備える。第１フレキシブルプリント基板７は、可動体３に接続される側とは反対側の端部に設けられたコネクタ部を備える。また、第２フレキシブルプリント基板８は、固定体５に取り付けられる側とは反対側の端部に設けられた端子部を備える。

振れ補正機能付き光学ユニット１は、光軸Ｌ（Ｚ軸）と交差し且つ互いに交差する２軸（Ｘ軸およびＹ軸）回りに可動体３を揺動させて振れ補正を行う。Ｘ軸周りの振れ補正と、Ｙ軸周りの振れ補正を行うことにより、ピッチング（縦揺れ）方向の振れ補正、および、ヨーイング（横揺れ）方向の振れ補正を行う。

図１、図４に示すように、可動体３は、ジンバル機構４により、光軸Ｌ（Ｚ軸）と直交する第１軸線Ｒ１回りに揺動可能に支持されるとともに、光軸Ｌおよび第１軸線Ｒ１と直交する第２軸線Ｒ２回りに揺動可能に支持される。第１軸線Ｒ１および第２軸線Ｒ２は、Ｘ軸およびＹ軸に対して４５度傾いている。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ことにより、可動体３は、Ｘ軸周りおよびＹ軸周りに揺動可能である。従って、可動体３は、ジンバル機構４により、Ｘ軸周りおよびＹ軸周りに揺動可能に支持されている。

図４に示すように、ジンバル機構４は、可動体３の第１軸線Ｒ１上の対角位置に設けられた第１支点部４１と、固定体５の第２軸線Ｒ２上の対角位置に設けられた第２支点部４２と、ジンバルフレーム９を備える。ジンバルフレーム９は、金属製の板ばねであり、第１軸線Ｒ１上の対角位置に設けられた２箇所の第１支持部９０１、および、第２軸線Ｒ２上の対角位置に設けられた２箇所の第２支持部９０２を備える。ジンバル機構４は、第１支持部９０１を第１支点部４１に点接触させ、第２支持部９０２を第２支点部４２に点接触させるように組み立てられる。これにより、可動体３は、ジンバルフレーム９を介して、第１軸線Ｒ１回りに揺動可能に支持されるとともに、第２軸線Ｒ２回りに揺動可能に支持される。

図２〜図４に示すように、振れ補正用駆動機構６は、可動体３をＸ軸周りに回転させる第１磁気駆動機構６Ｘと、可動体３をＹ軸周りに回転させる第２磁気駆動機構６Ｙを備える。本形態では、第１磁気駆動機構６Ｘおよび第２磁気駆動機構６Ｙは、それぞれ、１箇所に配置される。

第１磁気駆動機構６Ｘは、１組の磁石６１Ｘおよびコイル６２Ｘを備える。また、第２磁気駆動機構６Ｙは、１組の磁石６１Ｙおよびコイル６２Ｙを備える。第１磁気駆動機構６Ｘの磁石６１Ｘおよびコイル６２Ｘは、Ｙ軸方向に対向する。第２磁気駆動機構６Ｙの磁石６１Ｙおよびコイル６２Ｙは、Ｘ軸方向に対向する。本形態では、磁石６１Ｘ、６１Ｙが可動体３に配置され、コイル６２Ｘ、６２Ｙが固定体５に配置される。なお、磁石６１Ｘ、６１Ｙとコイル６２Ｘ、６２Ｙの配置は、本形態とは逆でも良い。すなわち、磁石６１Ｘ、６１Ｙを固定体５に配置し、コイル６２Ｘ、６２Ｙが可動体３に配置してもよい。

図４に示すように、可動体３は、Ｘ軸方向で光軸Ｌを挟んで反対側に位置する第１面３０１および第２面３０２と、Ｙ軸方向で光軸Ｌを挟んで反対側に位置する第３面３０３および第４面３０４を備える。振れ補正用駆動機構６は、第１面３０１と第２面３０２の一方、および、第３面３０３と第４面３０４の一方の２面に配置される。本形態では、＋Ｘ方向を向く第１面３０１に第２磁気駆動機構６Ｙが配置される。また、−Ｙ方向を向く第
４面３０４に第１磁気駆動機構６Ｘが配置される。振れ補正用駆動機構６が配置される面を２面に限定したことにより、Ｚ軸（光軸Ｌ）方向から見た振れ補正機能付き光学ユニット１の形状が小型化される。

また、可動体３に接続される第１フレキシブルプリント基板７は、可動体３の外周面のうち、振れ補正用駆動機構６が配置されていない面から外部へ引き出される。本形態では、＋Ｙ方向を向く第３面３０３から第１フレキシブルプリント基板７が引き出される。振れ補正用駆動機構６が配置されていない方向に第１フレキシブルプリント基板７を引き出すことにより、可動体３の側面に沿ってＺ軸（光軸Ｌ）方向に第１フレキシブルプリント基板７を引き回すことができる。本形態では、後述するように、第１フレキシブルプリント基板７を＋Ｚ方向に折り曲げて逆向きに１回折り返した第１折り返し部分７１を可動体３の＋Ｙ方向の側面に配置している。

（可動体）
図２、図３に示すように、可動体３は、光学モジュール２と、光学モジュール２を保持するホルダ枠３０を備える。光学モジュール２は、光軸Ｌ方向から見て矩形のハウジング２０と、ハウジング２０の−Ｚ方向の端部に配置される基板２５と、ハウジング２０から＋Ｚ方向に突出する筒部２６と、筒部２６に保持されるレンズ群２Ａ（光学素子）と、ハウジング２０の内部に配置されるレンズ駆動機構２７（図４、図５参照）を備える。

レンズ駆動機構２７は、光軸Ｌ方向に並ぶレンズ群２Ａのレンズ位置を調節することにより、被写体に対する焦点合わせを行う。本形態では、レンズ駆動機構２７は磁気駆動機構を備える。なお、レンズ駆動機構２７は、磁気駆動機構以外の駆動源を備えていてもよい。例えば、モータを備えていてもよい。レンズ駆動機構２７は、第１磁気駆動機構６Ｘまたは第２磁気駆動機構６Ｙに対して光軸Ｌを挟んで反対側に配置される。本形態では、レンズ駆動機構２７は、光軸Ｌを挟んで第１磁気駆動機構６Ｘとは反対側に配置される。

ホルダ枠３０は、光学モジュール２の外周側を囲む枠状部材である。ハウジング２０は＋Ｘ方向を向く第１側面２１、−Ｘ方向を向く第２側面２２、＋Ｙ方向を向く第３側面２３、−Ｙ方向を向く第４側面２４を備える。ホルダ枠３０は、ハウジング２０の第１側面２１に沿う第１枠部３１、第２側面２２に沿う第２枠部３２、第３側面２３に沿う第３枠部３３、第４側面２４に沿う第４枠部３４を備えている。第１枠部３１、第２枠部３２、および第４枠部３４は、ハウジング２０に当接している。一方、第３枠部３３とハウジング２０の第３側面２３との間には、隙間Ｓが設けられている（図５参照）。また、第３枠部３３は、−Ｚ方向の端部を＋Ｚ方向に切り欠いた切欠き部３５を備える。

第３枠部３３とハウジング２０の第３側面２３との間に設けられた隙間Ｓには、第１フレキシブルプリント基板７を１回折り返した第１折り返し部分７１が配置される。第１折り返し部分７１は、ハウジング２０の＋Ｙ方向の側面に沿ってＺ軸（光軸Ｌ）方向に延びている。第１フレキシブルプリント基板７は、第１折り返し部分７１の−Ｚ方向の端部において略直角に折り曲げられ、第３枠部３３に設けられた切欠き部３５に通されて、ホルダ枠３０の＋Ｙ方向側へ引き出されている。

図２、図３に示すように、ホルダ枠３０は、ジンバル機構４の第１支点部４１を備えている。本形態では、第２枠部３２と第３枠部３３とが繋がる角部の内面、および、第１枠部３１と第４枠部３４とが繋がる角部の内面の２箇所に、それぞれ、第１支点部４１が設けられている。第１支点部４１は、径方向外側へ凹む凹部４３と、凹部４３に配置される第１スラスト受け部材４４を備える。図６に示すように、第１スラスト受け部材４４は、Ｚ軸（光軸Ｌ）方向に延びる板状の第１板部４４１と、第１板部４４１の−Ｚ方向の端部から略直角に屈曲して径方向内側へ延びる第２板部４４２と、第１板部４４１を貫通する
貫通孔４４３に径方向内側から固定される球体４４４を備える。ホルダ枠３０に設けられた凹部４３の−Ｚ方向の内面に対して第２板部４４２がＺ軸（光軸Ｌ）方向に当接することにより、第１支点部４１がＺ軸（光軸Ｌ）方向に位置決めされる。

第１スラスト受け部材４４は金属製であり、球体４４４は、溶接により第１板部４４１に固定される。球体４４４は、ジンバルフレーム９に設けられた第１支持部９０１と点接触する。第１支持部９０１は、球体４４４の半径よりも曲率半径が大きい凹曲面であり、径方向内側から球体４４４に弾性接触する。

ホルダ枠３０は、第１枠部３１、第２枠部３２、第３枠部３３、および第４枠部３４の＋Ｚ方向の端面から突出する凸部３６を備える。凸部３６は、第１枠部３１と第２枠部３２のＹ軸方向の中央、および、第３枠部３３と第４枠部３４のＸ軸方向の中央にそれぞれ１箇所ずつ設けられている。４箇所の凸部３６は、＋Ｚ方向への突出高さが同一である。凸部３６は、可動体３の第１軸線Ｒ１周りおよび第２軸線Ｒ２周りの揺動範囲を規制するストッパとして機能する。すなわち、可動体３が第１軸線Ｒ１周りおよび第２軸線Ｒ２周りに揺動する際、凸部３６が固定体５と当たることによって可動体３の揺動範囲が規制される。

後述するように、固定体５は、可動体３の外周部分とＺ軸（光軸Ｌ）方向に対向する第１カバー５１を備える。凸部３６は、可動体３の外周部分の被写体側（＋Ｚ方向）の端部に設けられており、凸部３６と第１カバー５１とが光軸Ｌ方向で対向する。従って、凸部３６が第１カバー５１と当たることによって可動体３の揺動範囲が規制される。上記のように、凸部３６は、ホルダ枠３０のＸ軸方向の中央、および、Ｙ軸方向の中央に設けられている。従って、凸部３６は、光軸Ｌ方向から見て第１軸線Ｒ１および第２軸線Ｒ２から離間した位置に設けられている。

また、可動体３の外周部分の被写体側（＋Ｚ方向）の端部は、第１軸線Ｒ１方向の対角位置において第１カバー５１と光軸Ｌ方向に対向する隅部３８を備える。本形態では、隅部３８は、ホルダ枠３０の第１軸線Ｒ１方向の対角位置に設けられている。隅部３８は、ジンバル機構４の第１支点部４１を構成する凹部４３を径方向外側から囲む部分であり、ジンバルフレーム９の径方向外側に位置する。隅部３８は、凸部３６よりも−Ｚ方向側に位置する。可動体３が第２軸線Ｒ２周りに揺動する際、隅部３８が第１カバー５１と当たることによって可動体３の揺動範囲が規制される。

ホルダ枠３０は、第１磁気駆動機構６Ｘの磁石６１Ｘ、および、第２磁気駆動機構６Ｙの磁石６１Ｙが配置される磁石配置用凹部３７を備える。本形態では、第１枠部３１および第４枠部３４に磁石配置用凹部３７が形成される。磁石配置用凹部３７は、径方向内側へ凹んでいる。本形態では、ホルダ枠３０が樹脂製であるため、磁石配置用凹部３７には、板状のヨーク部材６３が配置される。磁石配置用凹部３７の内面にヨーク部材６３が固定され、磁石６１Ｘ、６１Ｙは、ヨーク部材６３の径方向外側の面に固定される。磁石６１Ｘ、６１Ｙは、径方向外側を向く面の磁石が、Ｚ軸（光軸Ｌ）方向の略中央に位置する着磁分極線を境にして異なるように着磁されている。

（固定体）
固定体５は、ケース５０と、ケース５０に固定される第１カバー５１および第２カバー５２と、配線カバー５３を備える。本形態では、ケース５０は樹脂からなり、第１カバー５１、第２カバー５２、および配線カバー５３は、非磁性の金属からなる。ケース５０は、可動体３の外周側を囲む外枠部５０Ａと、外枠部５０Ａの−Ｚ方向側の端部から＋Ｙ方向へ突出する配線収容部５０Ｂを備える。第１カバー５１は、外枠部５０Ａの＋Ｚ方向の端部に固定される。第２カバー５２は、外枠部５０Ａおよび配線収容部５０Ｂの−Ｚ方向
の端部に固定される。配線カバー５３は、配線収容部５０Ｂの＋Ｚ方向の端部に固定される。

第１カバー５１、第２カバー５２、および配線カバー５３の外周縁には、弾性係合部５８が設けられている。また、ケース５０の外周面には、爪部５９が設けられている。弾性係合部５８は、Ｚ軸（光軸Ｌ）方向に延びる金属片であり、爪部５９が嵌まる開口部を備えている。爪部５９は、ケース５０の外周面に形成された凹部の内面から径方向外側へ突出する。第１カバー５１、第２カバー５２、および配線カバー５３は、弾性係合部５８を爪部５９に係合させることにより、ケース５０に固定される。

第１カバー５１には、＋Ｙ方向を除く３方向の縁にそれぞれ、Ｚ方向に延びる弾性係合部５８が２箇所ずつ設けられている。外枠部５０Ａの＋Ｚ方向の端部の外周面には、第１カバー５１に設けられた弾性係合部５８のそれぞれと対応する位置に爪部５９が設けられている。また、第１カバー５１は、弾性係合部５８が設けられた３方向とは異なる方向（＋Ｙ方向）の縁から略直角に屈曲して−Ｚ方向へ延びる当接部５７を備える。当接部５７は、第１カバー５１からケース５０へ向かう方向（−Ｚ方向）へ延びている。当接部５７は、外枠部５０Ａの第３枠部５０３に対して外周側（＋Ｙ方向）から当接する。

第２カバー５２には、４方向の縁にそれぞれ、＋Ｚ方向に延びる弾性係合部５８が２箇所ずつ設けられている。外枠部５０Ａおよび配線収容部５０Ｂの−Ｚ方向の端部の外周面には、第２カバー５２に設けられた弾性係合部５８のそれぞれと対応する位置に爪部５９が設けられている。配線カバー５３には、＋Ｘ方向および−Ｘ方向の２方向の縁にそれぞれ、−Ｚ方向に延びる弾性係合部５８が２箇所ずつ設けられている。配線収容部５０Ｂの＋Ｚ方向の端部の外周面には、配線カバー５３に設けられた弾性係合部５８のそれぞれと対応する位置に爪部５９が設けられている。

第１カバー５１は、外枠部５０Ａの内側に配置される可動体３の外周部分とＺ軸方向に対向しており、可動体３が＋Ｚ方向へ飛び出すことを規制している。第１カバー５１は、略矩形の開口部５１０を備えている。本形態では、ジンバルフレーム９の一部が、開口部５１０から＋Ｚ方向に突出する。また、ジンバルフレーム９の径方向の中央に設けられた中央穴９０からは、光学モジュール２の筒部２６が＋Ｚ方向に突出する。第１カバー５１は、固定体５の＋Ｚ方向の端部に位置している。従って、本形態では、光学モジュール２およびジンバルフレーム９の一部が、固定体５の＋Ｚ方向の端部よりも＋Ｚ方向側に突出している。

本形態では、固定体５の＋Ｚ方向の端部である第１端部５Ａ（図５参照）は、第１カバー５１の＋Ｚ方向の面である。また、後述するように、ジンバルフレーム９は、第１端部５Ａよりも＋Ｚ方向に位置する第１フレーム部分９１を備える。そして、可動体３は、第１端部５Ａよりも＋Ｚ方向に位置する可動体突出部分である筒部２６を備える。

外枠部５０Ａは、可動体３の＋Ｘ方向側および−Ｘ方向側においてＹ軸方向に平行に延びる第１枠部５０１および第２枠部５０２と、可動体３の＋Ｙ方向側および−Ｙ方向側においてＸ軸方向に平行に延びる第３枠部５０３および第４枠部５０４を備える。配線収容部５０Ｂは、第１枠部５０１および第２枠部５０２の−Ｚ方向の端部から＋Ｙ方向に平行に延びる第５枠部５０５および第６枠部５０６と、第５枠部５０５および第６枠部５０６の＋Ｙ方向の端部に接続され、Ｘ軸方向に延びる第７枠部５０７を備える。

外枠部５０Ａは、ジンバル機構４の第２支点部４２を備えている。本形態では、第１枠部５０１と第３枠部５０３とが繋がる角部の内面、および、第２枠部５０２と第４枠部５０４とが繋がる角部の内面の２箇所に、それぞれ、第２支点部４２が設けられている。第
２支点部４２は、径方向外側へ凹む凹部４５と、凹部４５に配置される第２スラスト受け部材４６を備える。図６に示すように、第２スラスト受け部材４６は、光軸Ｌ方向に延びる第１板部４６１と、第１板部４６１の−Ｚ方向の端部から略直角に屈曲して径方向内側へ延びる第２板部４６２と、第１板部４６１を貫通する貫通孔４６３に径方向内側から固定される球体４６４を備える。外枠部５０Ａに設けられた凹部４５の−Ｚ方向の内面に対して第２板部４６２がＺ軸（光軸Ｌ）方向に当接することにより、第２支点部４２がＺ軸（光軸Ｌ）方向に位置決めされる。

第２スラスト受け部材４６は金属製であり、球体４６４は、溶接により第１板部４６１に固定される。球体４６４は、ジンバルフレーム９に設けられた第２支持部９０２と点接触する。第２支持部９０２は、球体４６４の半径よりも曲率半径が大きい凹曲面であり、径方向内側から球体４６４に弾性接触する。

外枠部５０Ａは、第１磁気駆動機構６Ｘのコイル６２Ｘ、および、第２磁気駆動機構６Ｙのコイル６２Ｙが接着剤等により固定されるコイル配置穴５４を備える。本形態では、コイル配置穴５４は、第１枠部５０１および第４枠部５０４を貫通する。コイル６２Ｘ、６２Ｙは、長円形の空芯コイルであり、＋Ｚ方向側および−Ｚ方向側に位置する２本の長辺が有効辺として利用される。外枠部５０Ａには、第１枠部５０１および第４枠部５０４に対して径方向外側から第２フレキシブルプリント基板８が固定される。第２フレキシブルプリント基板８は、第４枠部５０４のコイル配置穴５４に対して径方向外側から重なる第１基板部分８１、および、第１枠部５０１のコイル配置穴５４に対して径方向外側から重なる第２基板部分８２を備える。

第１基板部分８１とコイル６２Ｘとの間、および、第２基板部分８２とコイル６２Ｙとの間には、それぞれ、矩形の磁性板６４が配置される。第１基板部分８１とコイル６２Ｘとの間に配置された磁性板６４は、磁石６１Ｘと対向しており、可動体３をＸ軸周りの回転方向における基準回転位置に復帰させるための磁気バネを構成している。また、第２基板部分８２とコイル６２Ｙとの間に配置された磁性板６４は、磁石６１Ｙと対向しており、可動体３をＹ軸周りの回転方向における基準回転位置に復帰させるための磁気バネを構成している。

磁性板６４は、コイル６２Ｘ、６２Ｙの中心穴と重なる位置に矩形の貫通穴を備えており、貫通穴には、磁気センサ６５が配置される。磁気センサ６５は、例えば、ホール素子である。振れ補正機能付き光学ユニット１は、コイル６２Ｘの中心に配置される磁気センサ６５の出力から、可動体３のＸ軸周りの揺動角度を検出する。また、コイル６２Ｙの中心に配置される磁気センサ６５の出力から、可動体３のＹ軸周りの揺動角度を検出する。

（ジンバルフレーム）
図６に示すように、ジンバルフレーム９は、Ｚ軸方向から見て略正方形の第１フレーム部分９１と、第１フレーム部分９１における４箇所の角部から略直角に屈曲して−Ｚ方向へ延びる第２フレーム部分９２を備える。第２フレーム部分９２は、第１フレーム部分９１の第１軸線Ｒ１方向の両側の第１対角位置、および、第１フレーム部分９１の第２軸線Ｒ２方向の両側の第２対角位置に配置される。第１フレーム部分９１の中央には、第１フレーム部分９１を貫通する中央穴９０が設けられている。図５に示すように、第１フレーム部分９１は、Ｚ軸（光軸Ｌ）方向から見て光学モジュール２のハウジング２０およびホルダ枠３０と重なっている。

第１フレーム部分９１は、Ｚ軸（光軸Ｌ）方向から見て第１軸線Ｒ１方向および第２軸線Ｒ２方向を対角方向とする正方形の矩形部分９１０と、矩形部分９１０の第１軸線Ｒ１方向の両側の角部から径方向外側へ突出する第１突出部分９１３と、矩形部分９１０の第
２軸線Ｒ２方向の両側の角部から径方向外側へ突出する第２突出部分９１４を備える。図４に示すように、第１フレーム部分９１は、第２フレーム部分９２と接続される４箇所の角部（第１突出部分９１３および第２突出部分９１４）のうち、第２軸線Ｒ２方向の角部に配置される第２突出部分９１４を除き、Ｚ軸（光軸Ｌ）方向から見てホルダ枠３０の内周側に位置する。

図１、図６に示すように、第１フレーム部分９１の矩形部分９１０は、第２軸線Ｒ２方向の中央に位置する中央部分９１１が−Ｚ方向に凹んでおり、第２軸線Ｒ２方向の両端の角部分９１２が中央部分９１１より＋Ｚ方向側に位置する。つまり、第１フレーム部分９１は、第２軸線Ｒ２方向の角部分９１２が中央部分９１１よりも可動体３から離間している。従って、ジンバルフレーム９の−Ｚ方向側で可動体３が第１軸線Ｒ１周りに揺動して可動体３の第２軸線Ｒ２方向の両端（本形態では、ハウジング２０の第２軸線Ｒ２方向の角部）がＺ軸方向に移動した場合においても、可動体３とジンバルフレーム９との衝突を回避できる。

また、中央部分９１１は、第１フレーム部分９１の第１軸線Ｒ１方向の角部まで延びている。ここで、第１フレーム部分９１の第１軸線Ｒ１方向の角部は、可動体３が第２軸線Ｒ２周りに揺動する際、第２支点部４２を中心として第２軸線Ｒ２周りに揺動するジンバルフレーム９がＺ軸（光軸Ｌ）方向に最も大きく移動する部位である。このように、第１フレーム部分９１の第１軸線Ｒ１方向の角部が最も−Ｚ方向に凹んだ形状である場合には、可動体３が揺動する際のジンバルフレーム９の動作スペースをＺ軸（光軸Ｌ）方向で小さくすることができる。従って、振れ補正機能付き光学ユニット１を設置するスペースのＺ軸（光軸Ｌ）方向の必要高さを小さくすることができる。

第２フレーム部分９２は、ジンバルフレーム９の第１軸線Ｒ１上の２箇所の角部に設けられた第１支持部用延設部９３と、ジンバルフレーム９の第２軸線Ｒ２上の２箇所の角部に設けられた第２支持部用延設部９４を備える。第１支持部用延設部９３は、第１フレーム部分９１の第１軸線Ｒ１方向の角部に設けられた第１突出部分９１３から−Ｚ方向に直線状に延びている。第１支持部用延設部９３の先端部分には、径方向内側へ凹んだ凹曲面である第１支持部９０１がプレス加工によって形成されている。第２支持部用延設部９４は、第１フレーム部分９１の第２軸線Ｒ２方向の角部に設けられた第２突出部分９１４から−Ｚ方向へ延びる第１部分９４１と、第１部分９４１から略直角に屈曲して径方向外側へ延びる第２部分９４２と、第２部分９４２から略直角に屈曲して−Ｚ方向へ延びる第３部分９４３を備えている。第３部分９４３の先端部分には、径方向内側へ凹んだ凹曲面である第２支持部９０２がプレス加工によって形成されている。

第１支持部用延設部９３は、第１カバー５１の開口部５１０における第１軸線Ｒ１方向の角部を径方向外側へ切り欠いた切欠き部５１１に配置される。切欠き部５１１の−Ｚ方向側には、可動体３側に設けられたジンバル機構４の支点部である第１支点部４１が配置されており、第１支持部用延設部９３の先端部は、第１支点部４１によって支持される。また、第２支持部用延設部９４は、第１カバー５１の開口部５１０における第２軸線Ｒ２方向の角部を径方向外側へ切り欠いた切欠き部５１２に配置される。切欠き部５１２の−Ｚ方向側には、固定体５側に設けられたジンバル機構４の支点部である第２支点部４２が配置されており、第２支持部用延設部９４の先端部は、第２支点部４２によって支持される。

第１支持部用延設部９３および第２支持部用延設部９４は、径方向に弾性変形する。従って、第１支持部用延設部９３の先端部に設けられた第１支持部９０１は、第１支点部４１に設けられた球体４４４と弾性接触する。また、第２支持部用延設部９４の先端部に設けられた第２支持部９０２は、第２支点部４２に設けられた球体４６４と弾性接触する。
これにより、第１支持部用延設部９３および第２支持部用延設部９４が第１支点部４１および第２支点部４２から外れにくくなっており、支点部のぶれを抑制している。

（第１フレキシブルプリント基板７の引き回し形状）
第１フレキシブルプリント基板７は、ホルダ枠３０の内側において１回折り返されて第１折り返し部分７１を形成した後、ホルダ枠３０の切欠き部３５から＋Ｙ方向へ引き出され、外枠部５０Ａ内で折り返されて、外枠部５０Ａにおける第３枠部５０３の−Ｚ方向の端部を＋Ｚ方向に切り欠いた切欠き部５０８から配線収容部５０Ｂの内側へ延びている。第１フレキシブルプリント基板７は、配線収容部５０Ｂの内側で＋Ｙ方向へ延びて逆向きに１回折り返された第２折り返し部分７２と、第２折り返し部分７２の＋Ｚ方向側に重なる第３折り返し部分７３を備える。

配線カバー５３は、−Ｙ方向の縁の略中央を＋Ｙ方向へ切り欠いた切欠き部５３１を備えている。第１フレキシブルプリント基板７の第３折り返し部分７３は、切欠き部５３１から配線収容部５０Ｂの外側へ引き出され、配線カバー５３に沿って＋Ｙ方向側へ延びている。第１フレキシブルプリント基板７は、配線カバー５３に固定される固定部７４を備える。固定部７４は、切欠き部５３１の縁に固定される。

第１フレキシブルプリント基板７は、可撓性基板７０と、可撓性基板７０に固定される補強板７５を備える。補強板７５は、第１折り返し部分７１、第２折り返し部分７２、および、固定部７４の３箇所に配置される。第１折り返し部分７１および第２折り返し部分７２においては、逆向きに屈曲した可撓性基板７０の屈曲部分の間に補強板７５が配置される。従って、補強板７５は、可撓性基板７０に挟まれてスペーサとして機能している。固定部７４に設けられた補強板７５は、配線カバー５３と可撓性基板７０との間に配置され、配線カバー５３と可撓性基板７０との間でスペーサとして機能している。

（本形態の主な作用効果）
以上のように、本形態の振れ補正機能付き光学ユニット１は、光学モジュール２を備えた可動体３と、可動体３を光軸Ｌと交差する第１軸線Ｒ１周りに揺動可能に支持すると共に、可動体３を光軸Ｌおよび第１軸線Ｒ１と交差する第２軸線Ｒ２周りに揺動可能に支持する揺動支持機構であるジンバル機構４と、ジンバル機構４を介して可動体３を支持する固定体５と、可動体３を第１軸線Ｒ１周りおよび第２軸線Ｒ２周りに揺動させる振れ補正用駆動機構６と、を有する。固定体５は、可動体３の外周側を囲むケース５０、および、ケース５０とは別体であってケース５０の被写体側（＋Ｚ方向）の端部に固定される第１カバー５１を備える。第１カバー５１は、被写体側（＋Ｚ方向）から見て可動体３の一部を覆っている。

本形態では、このように、ケース５０の被写体側（＋Ｚ方向）の端部に配置される第１カバー５１をケース５０とは別体にしている。従って、第１カバー５１を取り外した状態で、ケース５０の内側に配置される可動体３、ジンバル機構４、および振れ補正用駆動機構６の組立を行うことができ、その後に第１カバー５１を取り付けることができる。従って、組立時の作業性が向上する。また、第１カバー５１をケース５０とは別体にすることで、ケース５０の肉厚よりも第１カバー５１の肉厚を薄くすることができる。例えば、ケース５０と第１カバー５１とを異なる素材で形成できるので、ケース５０が樹脂製である場合に、第１カバー５１を金属製にすることができる。このようにすれば、第１カバー５１を薄肉化しても強度を確保できるため、ケース５０よりも第１カバー５１を薄くすることができる。従って、第１カバー５１を薄肉化することができるため、固定体５の光軸Ｌ方向の薄型化を図ることができる。よって、振れ補正機能付き光学ユニット１の薄型化を図ることができる。

本形態では、振れ補正用駆動機構６は、可動体３に配置される磁石６１Ｘ，６１Ｙと、固定体５に配置されるコイル６２Ｘ，６２Ｙを備え、第１カバー５１は、非磁性の金属からなる。このようにすると、磁気吸引力によって可動体３に配置される磁石６１Ｘ、６１Ｙが第１カバー５１に吸着されることを回避できる。従って、振れ補正用駆動機構６の組立性の低下を抑制できる。

本形態では、可動体３の被写体側（＋Ｚ方向）の端部は、第１カバー５１と光軸Ｌ方向で対向する位置において被写体側（＋Ｚ方向）へ突出する凸部３６を備え、凸部３６は、光軸Ｌ方向から見て第１軸線Ｒ１および２軸線から離間した位置に配置される。このように、可動体３の揺動よって光軸Ｌ方向に移動する位置に凸部３６を設けることにより、第１カバー５１と凸部３６とを衝突させることによって可動体３の揺動範囲を規制できる。従って、第１カバー５１をストッパとして、可動体３の揺動範囲を規制できる。また、凸部３６の位置および高さを調節することにより、可動体３の揺動範囲を調節できる。

本形態では、可動体３の被写体側（＋Ｚ方向）の端部は、可動体３の第１軸線Ｒ１上の対角位置において第１カバー５１と光軸Ｌ方向で対向する隅部３８を備える。このように、可動体３の対角位置に第１カバー５１と対向する部分（隅部３８）を設けることにより、可動体３の対角方向の揺動範囲を規制できる。

なお、本形態では、可動体３の第１軸線Ｒ１方向の対角位置に第１支点部４１が設けられているため、第１カバー５１と対向する隅部３８は第１軸線Ｒ１方向の対角位置に設けられているが、第１支点部４１が第２軸線Ｒ２方向の対角位置に設けられている場合には、第１カバー５１と対向する隅部３８は、第２軸線Ｒ２方向の対角位置に設けられる。

本形態では、ケース５０の外周面に、爪部５９が設けられ、第１カバー５１の外周縁に、爪部５９と係合する弾性係合部５８が設けられている。このようにすると、爪部５９と弾性係合部５８との機械的係合によって第１カバー５１を固定できる。従って、接着剤による固定よりも固定強度を上げることができる。また、第１カバー５１の取付作業が容易であり、第１カバー５１の着脱が可能である。

本形態では、ケース５０および第１カバー５１は、光軸Ｌ方向から見て矩形であり、第１カバー５１の外周縁における＋Ｘ方向、−Ｘ方向、−Ｙ方向の３方向の縁に、弾性係合部５８が設けられている。また、第１カバー５１の外周縁における弾性係合部５８が設けられた３方向の縁とは異なる方向（＋Ｙ方向）の縁に、ケース５０の側へ延びる当接部５７が設けられ、当接部５７は、ケース５０に対して外周側から当接する。このように、３方向の縁を機械的係合とし、他の１方向の縁を当接させるのみとした場合には、４方向の縁を全て機械的係合とした場合よりも、弾性係合部５８に爪部５９を嵌め込む作業が容易である。従って、第１カバー５１の取付作業が容易である。

１、１Ａ…振れ補正機能付き光学ユニット、２…光学モジュール、２Ａ…レンズ群、３…可動体、４…ジンバル機構、５…固定体、５Ａ…第１端部、６…振れ補正用駆動機構、６Ｘ…第１磁気駆動機構、６Ｙ…第２磁気駆動機構、７…第１フレキシブルプリント基板、８…第２フレキシブルプリント基板、９…ジンバルフレーム、２０…ハウジング、２１…第１側面、２２…第２側面、２３…第３側面、２４…第４側面、２５…基板、２６…筒部、２７…レンズ駆動機構、３０…ホルダ枠、３１…第１枠部、３２…第２枠部、３３…第３枠部、３４…第４枠部、３５…切欠き部、３６…凸部、３７…磁石配置用凹部、３８…隅部、４１…第１支点部、４２…第２支点部、４３…凹部、４４…第１スラスト受け部材、４５…凹部、４６…第２スラスト受け部材、５０…ケース、５０Ａ…外枠部、５０Ｂ…配線収容部、５１…第１カバー、５２…第２カバー、５３…配線カバー、５４…コイル配
置穴、５７…当接部、５８…弾性係合部、５９…爪部、６１Ｘ、６１Ｙ…磁石、６２Ｘ、６２Ｙ…コイル、６３…ヨーク部材、６４…磁性板、６５…磁気センサ、７０…可撓性基板、７１…第１折り返し部分、７２…第２折り返し部分、７３…第３折り返し部分、７４…固定部、７５…補強板、８１…第１基板部分、８２…第２基板部分、９０…中央穴、９１…第１フレーム部分、９２…第２フレーム部分、９３…第１支持部用延設部、９４…第２支持部用延設部、１３０１…第１面、３０２…第２面、３０３…第３面、３０４…第４面、４４１…第１板部、４４２…第２板部、４４３…貫通孔、４４４…球体、４６１…第１板部、４６２…第２板部、４６３…貫通孔、４６４…球体、５０１…第１枠部、５０２…第２枠部、５０３…第３枠部、５０４…第４枠部、５０５…第５枠部、５０６…第６枠部、５０７…第７枠部、５０８…切欠き部、５１０…開口部、５１１、５１２…切欠き部、５３１…切欠き部、９０１…第１支持部、９０２…第２支持部、９１０…矩形部分、９１１…中央部分、９１２…角部分、９１３…第１突出部分、９１４…第２突出部分、９４１…第１部分、９４２…第２部分、９４３…第３部分、Ｌ…光軸、Ｒ１…第１軸線、Ｒ２…第２軸線、Ｓ…隙間

Claims (6)

1. 光学モジュールを備えた可動体と、
   前記可動体を光軸と交差する第１軸線周りに揺動可能に支持すると共に、前記可動体を前記光軸および前記第１軸線と交差する第２軸線周りに揺動可能に支持する揺動支持機構と、
   前記揺動支持機構を介して前記可動体を支持する固定体と、
   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振れ補正用駆動機構と、を有し、
   前記固定体は、前記可動体の外周側を囲むケース、および、前記ケースとは別体であって前記ケースの被写体側の端部に固定されるカバーを備え、
   前記カバーは、前記被写体側から見て前記可動体の一部を覆うことを特徴とする振れ補正機能付き光学ユニット。
2. 前記振れ補正用駆動機構は、前記可動体に配置される磁石と、前記固定体に配置されるコイルを備え、
   前記カバーは、非磁性の金属からな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. 前記可動体の前記被写体側の端部は、前記カバーと前記光軸方向で対向する位置において前記被写体側へ突出する凸部を備え、
   前記凸部は、前記光軸方向から見て前記第１軸線および前記２軸線から離間した位置に配置されることを特徴とする請求項１または２に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。
4. 前記可動体の前記被写体側の端部は、前記可動体の前記第１軸線上の対角位置または前記第２軸線上の対角位置において前記カバーと前記光軸方向で対向する隅部を備え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. 前記ケースの外周面に、爪部が設けられ、
   前記カバーの外周縁に、前記爪部と係合する弾性係合部が設けられていることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。
6. 前記ケースおよび前記カバーは、前記光軸方向から見て矩形であり、
   前記カバーの外周縁における３方向の縁に、前記弾性係合部が設けられ、
   前記カバーの外周縁における前記弾性係合部が設けられた縁とは異なる方向の縁に、前記ケースの側へ延びる当接部が設けられ、
   前記当接部は、前記ケースに対して外周側から当接す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。

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