JP2020166177A - 光学ユニットの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
また、特許文献2には、フレキシブル基板が折り曲げて配設された振れ補正機能付き光学ユニットが開示されている。フレキシブル配線基板を折り曲げて成る折り曲げ部は、その折り曲げ形状が複数の箇所を接着剤により接着固定して維持されている。
また、フレキシブル配線基板を接着剤で複数の箇所を接着固定して折り曲げ形状を維持する場合、その折り曲げ工程における接着工程が複数工程に分かれ、手間がかかるという問題がある。
本発明の目的は、フレキシブル配線基板を折り曲げて配設する場合に、その折り曲げを容易に行えるようにすることにある。
ここで、「…更に通過して相対位置が移動前と反対になる位置まで移動させて前記曲げ対象部分を折り曲げ…」における「相対位置が移動前と反対になる位置」とは、前記第1面側に位置する接着剤付きテープと前記第2面側に位置する接着剤付きテープの両者の相対位置が、移動前は例えば左位置と右位置の相対位置であったものが、移動後は右位置と左位置の相対位置に変わるという意味である。移動前と移動後の前記両者の相対位置が対称的に正反対となるということまでは必要としない意味で使われている。勿論、正反対となる相対配置に変わってもよい。
これにより、フレキシブル配線基板を折り曲げる工程における接着工程を前記加熱硬化による一工程で行うことができる。従って、フレキシブル配線基板を折り曲げて配設する場合に、その折り曲げを容易に行うことができる。
これにより、フレキシブル配線基板に対して一つ以上のN対の折り曲げ部を有するように折り曲げる場合にも、接着工程を前記加熱硬化による一工程で行うことができる。従って、フレキシブル配線基板を折り曲げて配設する場合に、その折り曲げを容易に行うことができる。
これにより、前記フレキシブル配線基板の折り曲げられた部分の柔軟性を向上でき、前記光学モジュールを備える可動体の動きを円滑にすることができる。
これにより、前記接着剤付きテープであって前記フレキシブル配線基板の幅方向の両端よりはみ出た余分な部分を除去するので、機器を小型化できる。
最初に、本発明が適用される係る光学ユニットの一例について図1から図5、並びに、図6を用いて説明する。なお、図2及び図3において、符号Lが付された一点鎖線は光軸を示し、符号L1が付された一点鎖線は光軸と交差する第1軸線を示し、符号L2が付された一点鎖線は光軸L及び第1軸線L1と交差する第2軸線L2を示している。そして、R方向は光軸周り方向である。また、各図において、Z軸方向は光軸方向であり、X軸方向は光軸と交差する方向、言い換えるとヨーイングの軸方向であり、Y軸方向は光軸と交差する方向、言い換えるとピッチングの軸方向である。
図1から図5において、光学ユニット10の構成について説明する。光学ユニット10は、光学モジュール12を備える可動体14と、Y軸方向を回転軸とする方向(ピッチング方向)及びX軸方向を回転軸とする方向(ヨーイング方向)に変位可能な状態で保持する固定体16と、を備えている。また、可動体14をピッチング方向及びヨーイング方向に駆動する回転駆動機構18と、固定体16に対して可動体14をピッチング方向及びヨーイング方向に回転可能に支持する支持機構20とを備えている。
さらに、光学ユニット10は、第1軸線L1周りに回動可能に可動体14を支持する第1支持部19aを第1支持部用延設部27aに備えると共に、第2軸線L2周りに固定体16側の部材に回動可能に支持される第2支持部19bを第2支持部用延設部27bに備えるジンバル機構21を備えている(図3参照)。
光学モジュール12は略矩形筐体状に形成されており、例えばカメラ付携帯電話機やタブレット型PC等に搭載される薄型カメラ等として用いられる。光学モジュール12は、被写体側にレンズ12aを備え、矩形筐体状のハウジング12bの内部に撮像を行うための光学機器等が内蔵されている。
この光学モジュール12は、一例として、光学モジュール12に生じたピッチングの振れ(Y軸方向を回転軸とする回動方向の振れ)及びヨーイングの振れ(X軸方向を回転軸とする回動方向の振れ)の補正を行うアクチュエーターを内蔵し、ピッチングの振れの補正及びヨーイングの振れの補正が可能な構成となっている。
図1から図5において、可動体14は、光学モジュール12と、ホルダ枠22と、磁石24A及び24Bとを備えている。ホルダ枠22は、光学モジュール12のレンズ12aが設けられる前面(被写体側の面)と、反対側の後面を除く、残りの4面を取り囲むように設けられる矩形枠状の部材として構成されている。このホルダ枠22は、一例として光学モジュール12を着脱可能に構成されている。ホルダ枠22において固定体16と対向する2面を利用して、ピッチング及びヨーイングの補正用の磁石24A及び24Bがこれらの外面に取り付けられている。
図1から図5において、固定体16は、固定枠28と、コイル32A及び32Bと、を備えている。ここで、固定枠28は、光軸周り方向(R方向)において可動体14のホルダ枠22の少なくとも3面を取り囲むように設けられる矩形枠状の部材128と、X軸方向に沿って外側に延設される壁部228a、壁部228b及び壁部228cを有する延設部228と、から構成されている。ここで、壁部228aは、前面(被写体側の面)側の一部を覆う壁部であって孔部13が形成されている。また、壁部228b及び壁部228cは、Y軸方向を覆う壁部である。
なお、部材128の、延設部228側の壁部228a、壁部228b及び壁部228cで3方向から囲まれる領域は、空間となっている、則ち壁部が設けられていない。
ただし、このような構成に限定されず、壁部228aと対向する側にも壁部を設けてもよく、延設部228にフレキシブル配線基板51を配置した後に取り付け可能な壁部などとすることができる。また、壁部228aに孔部13を設けない構成にしてもよいことは言うまでもない。
なお、本明細書における「回転」とは、360°回転することを要せず、回転方向に揺動する場合を含む意味である。
支持機構20は、光学ユニット10の外側に向けて半球状の凸曲面を形成する板金20aと、光学ユニット10の内側に向けて半球状の凸曲面を形成する板金20bと、を有している。そして、板金20aは固定体16の矩形枠状の部材128の4隅のうちの対向する2か所に配置され、板金20bは矩形枠状の可動体14の4隅にうちの対向する2か所に配置される。なお、矩形枠状の部材128と矩形枠状の可動体14とは4隅の位置が揃うように配置され、板金20a及び板金20bは該4隅に1つずつ配置される。
支持機構20は、このような構成で可動体14に対してジンバル機構21を支持している。すなわち、支持機構20は、光軸方向(Z軸方向)と交差する1または複数の方向(X軸方向及びY軸方向の少なくとも1方向)を回転軸方向として可動体14を固定体16に対して回転可能に支持可能な構成となっている。なお、この支持機構20は、ピッチングの軸方向を回転軸とする可動体14の回転及びヨーイングの軸方向を回転軸とする可動体14の回転を許容する構成になっているが、可動体14のローリング方向の回転も許容する構成としてもよい。
ジンバル機構21は、金属製平板材料を折り曲げることによって形成されるバネ性を兼ね備えた機構である。具体的には、ジンバル機構21は、一例として被写体側に設けられるジンバルフレーム部25と、ジンバルフレーム部25の四方のコーナー部から光軸方向に90°折り曲げられて形成される第1支持部用延設部27aと、第2支持部用延設部27bと、を備えることによって構成されている。
なお、第1支持部用延設部27aと第2支持部用延設部27bについては、必ずしもその全部が板状でなくてもよく、その一部のみを板状に形成してバネ性を発揮させるようにしてもよい。また、第1支持部用延設部27aと第2支持部用延設部27bの一方を板状以外の他の形状(例えばロッド形状等)にすることも可能である。
図3から図5に示すように、光学モジュール12は、被写体側とは反対側に撮像素子50を備えている。そして、図4及び図5で表されるように、撮像素子50の接続部50aには、フレキシブル配線基板51が接続されている。ここで、撮像素子50の接続部50aは、延設部228側に形成されており、延設部228の壁部228a、壁部228b及び壁部228cで被写体側とは反対側以外の方向においてフレキシブル配線基板51をカバーする構成になっている。
なお、フレキシブル配線基板51の接続部50aは、撮像素子50に設けられていなくてもよく、可動体14の撮像素子50以外の部分に設けられていてもよい。
図4に示すように、フレキシブル配線基板51は、可動体14に設けられた接続部50aに一端が接続されている。そして、上記のように、フレキシブル配線基板51は、可動体14に対して第1交差方向(X軸方向)側に配置されている。また、フレキシブル配線基板51の他端は、可動体14に対して第1交差方向側に配置される位置決め部52により固定されている。
このような構成とすることで、フレキシブル配線基板51のX軸方向の移動(第1交差方向の移動)を許容することができ、フレキシブル配線基板51にX軸方向に負荷がかかった場合に該X軸方向に該フレキシブル配線基板51が移動することで該負荷を低減することができる。すなわち、フレキシブル配線基板51にかかる負荷を効果的に低減できる。
このような構成となっていることで、光学ユニット10は、フレキシブル配線基板51にかかる負荷を低減しつつ、光学ユニット10を小型化している。
ここで、「回転軸60の光軸方向における位置を接続部50aから位置決め部52までの範囲Sの外とする」とは、回転軸60の光軸方向における位置が接続部50aの位置や位置決め部52の位置と同じ位置である場合は含まない意味である。なお、この光学ユニット10は、位置決め部52の光軸方向における位置が接続部50aの位置と同じ位置である。また、「回転軸60の光軸方向における位置」とは、回転軸60の回転中心(揺動中心)を意味する。例えば、「回転軸60の光軸方向における光軸との交点の位置」が該当する。
このように、フレキシブル配線基板51の折り曲げ方向を光軸方向における回転軸側と、光軸方向における回転軸側とは反対側と、の両方を含ませることで、フレキシブル配線基板51の配線領域における光軸方向における長さHを効果的に短くできる。
すなわち、フレキシブル配線基板51の折り曲げ回数を偶数回とすることで、フレキシブル配線基板51を可動体14から離れた位置に容易に配置できるとともに、フレキシブル配線基板51を可動体14から離れる方向に向かうように容易に配置でき、フレキシブル配線基板51と可動体14との接触を抑制できる。また、配線の自由度を高くすることもできる。
図7は、光学ユニット10のフレキシブル配線基板が異なる折り曲げ形状である例を示す概略図であり、前記図6に対応する図である。なお、図6と共通する構成部材は同じ符号で示しており、詳細な説明は省略する。
なお、図7の光学ユニット10は、フレキシブル配線基板51の構成、接続部50a及び位置決め部52の形成位置以外は、図1から図6に表した光学ユニット10と同様の構成である。
本発明に係る光学ユニットの製造方法の実施形態1は、図1から図5に表した光学ユニット10を製造する方法である。
即ち、実施形態1の光学ユニットの製造方法は、光学モジュール12を備える可動体14と、固定体16と、光軸方向Lと交差する1または複数の方向を回転軸方向L1、L2として可動体14を固定体16に対して回転可能に支持する支持機構20と、可動体14の接続部50aに一端が接続され可動体14に対して光軸方向Lと交差する第1交差方向(X軸方向)側に配置されたフレキシブル配線基板51と、を組み付ける工程においてフレキシブル配線基板51を折り曲げる工程を含む。
ここで、可動体14、固定体16、支持機構20、フレキシブル配線基板51等の各構成部材を組み付ける工程において、フレキシブル配線基板51を折り曲げる工程以外については、従来行われている一般的な組付け工程をそのまま使えるので、その説明は省略する。以下では、従来と異なるフレキシブル配線基板51を折り曲げる工程について説明する。
図8から図13に基づいて、本実施形態1の光学ユニットの製造方法におけるフレキシブル配線基板51を折り曲げる工程について、詳細に説明する。
図8から図13において、各図の上半分に位置する図はフレキシブル配線基板51の折り曲げ対象部分70を表す概略の平面図である。また、図8から図13において、各図の下半分に位置する図はフレキシブル配線基板51の同じ折り曲げ対象部分70を表す概略の側面図である。
接着剤付きテープ72、73は、テープ75であって該テープ75の両面に熱硬化性接着剤76、77が付着されている。本実施形態1では、熱硬化性接着剤76、77はエポキシ系接着剤である。エポキシ系接着剤は汎用されていて使い易いので、ここで使われているが、勿論他の種類の熱硬化性接着剤であってもよい。
接着剤付きテープ72、73の上記移動により、曲げ対象部分70は折り曲げられて図10の状態になる。
ここで、「相対位置が移動前と反対になる位置」とは、第1面55の側に位置する接着剤付きテープ72と第2面56の側に位置する接着剤付きテープ73の両者の相対位置が、移動前は図8及び図9にように左位置と右位置の相対位置であったものが、移動後は図10から図13のように右位置と左位置の相対位置に変わるという意味である。移動前と移動後の前記両者の相対位置が対称的に正反対となるということまでは必要としない意味で使われている。勿論、正反対となる相対配置に変わってもよい。
これにより、図12に表した状態になる。即ち、図12の下半分の図に表したように、2本の接着剤付きテープ72、73のそれぞれの熱硬化性接着剤76、77がフレキシブル配線基板51とそれぞれの接触位置で接着固定される。
本実施形態1では、フレキシブル配線基板51の曲げ対象部分70には、第1交差方向であるX軸方向に沿うスリット90が設けられている。接着剤付きテープ72、73であって、スリット90内に位置する部分は、加熱圧着80による加熱硬化の後に、切断線91、92に沿ってカットして除かれる。
これにより、フレキシブル配線基板51の折り曲げられた部分の柔軟性が向上し、光学モジュール12を備える可動体14の動きがを円滑になる。
図13は、フレキシブル配線基板51を折り曲げる工程が終了した状態を示す。
尚、フレキシブル配線基板51の前記両端の縁部分及びスリット90の縁部分に切断除去可能な部分を設けておき、その部分と一緒に接着剤付きテープ72、73の余分な部分をカットするようにすると、切断しやすくなり、更に切断後の外形がスマートになる。
<フレキシブル配線基板を折り曲げる工程>
図14から図19に基づいて、本実施形態2の光学ユニットの製造方法におけるフレキシブル配線基板51を折り曲げる工程について、詳細に説明する。
図14から図19において、実施形態1の図と同様に、各図の上半分に位置する図はフレキシブル配線基板51の折り曲げ対象部分70を表す概略の平面図である。また、図14から図19において、各図の下半分に位置する図はフレキシブル配線基板51の同じ折り曲げ対象部分70を表す概略の側面図である。以下の説明において、実施形態1と同じ構成部分は同じ符号が付されている。
接着剤付きテープ721、722、731、732は、テープ75であって該テープ75の両面に熱硬化性接着剤76、77が付着されている。本実施形態2でも、熱硬化性接着剤76、77はエポキシ系接着剤である。
4本の接着剤付きテープ721、722、731、732の上記移動により、曲げ対象部分70は折り曲げられて図16の状態になる。
これにより、図18に表した状態になる。即ち、図18の下半分の図に表したように、4本の接着剤付きテープ721、722、731、732のそれぞれの熱硬化性接着剤76、77がフレキシブル配線基板51とそれぞれの接触位置で接着固定される。
本実施形態2でも、フレキシブル配線基板51の曲げ対象部分70には、第1交差方向であるX軸方向に沿うスリット90が設けられている。接着剤付きテープ721、722、731、732であって、スリット90内に位置する部分は、加熱圧着80による加熱硬化の後に、切断線91、92に沿ってカットして除かれる。
これにより、フレキシブル配線基板51の折り曲げられた部分の柔軟性が向上し、光学モジュール12を備える可動体14の動きがを円滑になる。
図19は、フレキシブル配線基板51を折り曲げる工程が終了した状態を示す。
(1)上記実施形態では、接着剤付きテープが2本場合と4本の場合について説明したが、これらに限定されず、折り曲げ形状に合わせて、その本数を決めることができるものである。
(2)接着剤付きテープのテープ75は、一様な幅で長さが長い形状のものを用いているが、テープの両面に熱硬化性接着剤を付着できるものであれば、一様な幅のものでなくてもよい。
(3)本発明の適用対象である光学ユニット10については、上記の各図に記載されている構造に限定されない。例えば、撮像素子50は、上述の光学ユニット10よりも第1交差方向側、例えば、回転軸60を基準として第1交差方向側に配置されていてもよい。ここで、「回転軸60を基準として第1交差方向側」とは、X軸方向の撮像素子50の中心が回転軸60よりも第1交差方向側にあるという意味である。このような配置とすることで、固定体16の内部におけるフレキシブル配線基板51を短くできるとともに、固定体16を小型化でき、光学ユニット10の小型化が可能になるためである。
(4)光学ユニット10は、固定体16に対して可動体14を動かす機構としてジンバル機構21を備える構成であるが、このような構成に限定されず、例えば、ジンバル機構21の代わりにピボット機構を備える構成としてもよい。
14…可動体、16…固定体、18…回転駆動機構、19a…第1支持部、
19b…第2支持部、20…支持機構、20a…板金、20b…板金、
21…ジンバル機構、22…ホルダ枠、24A…磁石、24B…磁石、
25…ジンバルフレーム部、26…中央部、27a…第1支持部用延設部、
27b…第2支持部用延設部、28…固定枠、28a…コイル取付け部、
32A…コイル、32B…コイル、50…撮像素子、50a…接続部、
51…フレキシブル配線基板、51a…分岐領域、52…位置決め部、53…空間部、
55…第1面、56…第2面、60…可動体14の回転軸、70…折り曲げ対象部分、
72…接着剤付きテープ、73…接着剤付きテープ、721…接着剤付きテープ、
722…接着剤付きテープ、731…接着剤付きテープ、
732…接着剤付きテープ、75 …テープ、76…熱硬化性接着剤、
77…熱硬化性接着剤、80…加熱圧着、90…スリット、
128…矩形枠状の部材、228…延設部、228a…壁部、228b…壁部、
228c…壁部、228d…壁部、228e…壁部、L…光軸
Claims (5)
- 光学モジュールを備える可動体と、固定体と、光軸方向と交差する1または複数の方向を回転軸方向として前記可動体を前記固定体に対して回転可能に支持する支持機構と、前記可動体に一端が接続され前記可動体に対して光軸方向と交差する第1交差方向側に配置されたフレキシブル配線基板と、を組み付ける工程において前記フレキシブル配線基板を折り曲げる工程を含む、光学ユニットの製造方法であって、
前記折り曲げる工程は、
前記フレキシブル配線基板の折り曲げ対象部分を撓ませた状態にし、
テープであって該テープの両面に熱硬化性接着剤が付いている接着剤付きテープを、前記フレキシブル配線基板の第1面側に一つ、第2面側に一つ、それぞれ前記テープの長手方向を前記第1交差方向と交差する向きに配置し、
前記第1面側に位置する接着剤付きテープと前記第2面側に位置する接着剤付きテープを互いに近づく方向に移動させ、更に通過して相対位置が移動前と反対になる位置まで移動させて前記曲げ対象部分を折り曲げ、
その後、前記熱硬化性接着剤を加熱硬化させる、
ことを特徴とする光学ユニットの製造方法。 - 請求項1に記載の光学ユニットの製造方法において、
前記折り曲げる工程は、
前記接着剤付きテープを、前記フレキシブル配線基板の第1面側にN個、第2面側にN個、それぞれ前記テープの長手方向を前記第1交差方向と交差する向きに配置し、ここでNは2以上の整数であり、
前記第1面側に位置するN個の接着剤付きテープの1つと前記第2面側に位置するN個の接着剤付きテープの1つより成るN対の各接着剤付きテープを互いに近づく方向に移動させ、更に通過して相対位置が移動前と反対になる位置まで移動させて前記曲げ対象部分を折り曲げ、
その後、前記熱硬化性接着剤を加熱硬化させる、
ことを特徴とする光学ユニットの製造方法。 - 請求項1又は2に記載の光学ユニットの製造方法において、
前記フレキシブル配線基板の前記曲げ対象部分には、前記第1交差方向に沿うスリットが有り、前記接着剤付きテープであって前記スリット内に位置する部分は、前記加熱硬化の後にカットして除く、
ことを特徴とする光学ユニットの製造方法。 - 請求項1から3のいずれか一項に記載の光学ユニットの製造方法において、
前記接着剤付きテープであって前記フレキシブル配線基板の幅方向の両端よりはみ出た部分は、前記加熱硬化の後にカットして除く、
ことを特徴とする光学ユニットの製造方法。 - 請求項1から3のいずれか一項に記載の光学ユニットの製造方法において、
前記熱硬化性接着剤はエポキシ系接着剤である、ことを特徴とする光学ユニットの製造方法。
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