JP2021071494A - Optical unit with shake correction function - Google Patents
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Abstract
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。 The present invention relates to an optical unit with a runout correction function that corrects runout of an optical module.
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の振れ補正機能付き光学ユニットは、可動体を光軸周りに回転可能に支持するボールベアリング(回転支持機構)と、可動体を光軸と交差する軸周りに揺動可能に支持するジンバル機構(揺動支持機構)を備える。また、振れ補正用駆動機構として、可動体を光軸周りに回転させてローリング補正を行うローリング用磁気駆動機構と、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を行う揺動用磁気駆動機構を備える。 The optical unit mounted on the mobile terminal or mobile body swings or rotates the movable body on which the optical module is mounted in order to suppress the disturbance of the captured image when the mobile terminal or mobile body moves. Some are equipped with a correction mechanism. Patent Document 1 discloses this kind of optical unit with a runout correction function. The optical unit with a runout correction function of Patent Document 1 has a ball bearing (rotational support mechanism) that rotatably supports a movable body around an optical axis, and swingably supports the movable body around an axis that intersects the optical axis. It is equipped with a gimbal mechanism (swing support mechanism). Further, as a runout correction drive mechanism, a rolling magnetic drive mechanism that rotates a movable body around an optical axis to perform rolling correction, and a swing magnetic drive mechanism that swings the movable body to correct runout in the pitching direction and the yawing direction. It has a drive mechanism.
特許文献1の振れ補正機能付き光学ユニットは、可動体を光軸周りに回転させる駆動機構として、磁気駆動機構を用いる。磁気駆動機構を用いる場合、磁石とコイルの配置スペースが必要である。また、必要な駆動力を得るためには、磁石とコイルの小型化には限界がある。また、磁石とコイルの配置が限定されるため、配置の自由度が少ない。 The optical unit with a runout correction function of Patent Document 1 uses a magnetic drive mechanism as a drive mechanism for rotating a movable body around an optical axis. When using a magnetic drive mechanism, a space for arranging magnets and coils is required. Further, in order to obtain the required driving force, there is a limit to the miniaturization of the magnet and the coil. Further, since the arrangement of the magnet and the coil is limited, the degree of freedom of arrangement is small.
本発明の課題は、このような点に鑑みて、ローリング補正用の駆動機構の小型化および設計の自由度の向上を図ることにある。 In view of these points, an object of the present invention is to reduce the size of the drive mechanism for rolling correction and improve the degree of freedom in design.
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、光学素子を備える可動体と、前記可動体を前記光学素子の光軸を中心に回転可能に支持する回転支持機構と、前記回転支持機構を前記光軸と交差する第1軸回りに回転可能に支持するとともに、前記光軸および前記第1軸と交差する第2軸回りに回転可能に支持するジンバル機構と、前記ジンバル機構および前記回転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光軸回りに回転させるローリング駆動機構と、前記可動体を前記第1軸回りおよび前記第2軸回りに揺動させる振れ補正用駆動機構と、を有し、前記ローリング駆動機構は、形状記憶合金からなる駆動部材を備え、前記駆動部材は、前記可動体に接続される第1部分、および、前記固定体に接続される第2部分を備え、前記第1部分と前記第2部分は前記光軸回りの周方向に離間し、前記駆動部材は、通電により所定の温度になると記憶形状に復帰し、前記駆動部材の通電状態を制御して前記光軸方向から見た場合の前記駆動部材の長さを変化させることにより、前記可動体を前記光軸回りに回転させることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the optical unit with a runout correction function of the present invention includes a movable body including an optical element and a rotation support mechanism that rotatably supports the movable body about the optical axis of the optical element. A gimbal mechanism that rotatably supports the rotation support mechanism around the first axis intersecting the optical axis and rotatably around the optical axis and the second axis intersecting the first axis, and the above. A fixed body that supports the movable body via a gimbal mechanism and the rotation support mechanism, a rolling drive mechanism that rotates the movable body around the optical axis, and the movable body around the first axis and the second axis. The rolling drive mechanism includes a drive member made of a shape memory alloy, and the drive member includes a first portion connected to the movable body and the above-mentioned A second portion connected to a fixed body is provided, the first portion and the second portion are separated from each other in the circumferential direction around the optical axis, and the driving member returns to a storage shape when it reaches a predetermined temperature by energization. The movable body is rotated around the optical axis by controlling the energized state of the driving member and changing the length of the driving member when viewed from the direction of the optical axis.
本発明によれば、可動体を光軸回りに回転させるローリング駆動機構が、形状記憶合金からなる駆動部材を備えており、駆動部材は、周方向で離間する2箇所の間に延びて可動体と固定体とを接続している。従って、駆動部材に通電することによって駆動部材の長さを変化させて、可動体を回転させることができる。従って、ローリング補正を行うことが
できる。また、このような駆動部材は、形状を小さくできるとともに、配置の自由度が高い。従って、ローリング駆動機構を小型化できるとともに、設計の自由度の向上を図ることができる。
According to the present invention, the rolling drive mechanism that rotates the movable body around the optical axis includes a drive member made of a shape memory alloy, and the drive member extends between two locations separated in the circumferential direction and is a movable body. And the fixed body are connected. Therefore, by energizing the drive member, the length of the drive member can be changed to rotate the movable body. Therefore, rolling correction can be performed. Further, such a drive member can be made smaller in shape and has a high degree of freedom in arrangement. Therefore, the rolling drive mechanism can be miniaturized and the degree of freedom in design can be improved.
本発明において、前記駆動部材は、基準電流を通電することによって前記記憶形状に復帰する途中の基準形状になり、前記駆動部材が前記基準形状であるときは前記可動体がローリング補正の原点位置に位置し、前記駆動部材に通電する電流を前記基準電流から減少させることにより、前記可動体を前記原点位置から第1回転方向へ回転させ、前記駆動部材に通電する電流を前記基準電流から増加させることにより、前記可動体を前記原点位置から前記第1回転方向とは逆向きの第2回転方向へ回転させる構成を採用することができる。このように、ローリング補正の原点位置を駆動部材に通電した状態での位置にすることにより、電流の増減のみによって可動体を第1回転方向と第2回転方向の両方向に回転させることができる。また、駆動部材の数が1つであっても、可動体を第1回転方向と第2回転方向の両方向に回転させることができる。従って、ローリング駆動機構の小型化および設計の自由度の向上を図ることができる。 In the present invention, the driving member has a reference shape in the process of returning to the storage shape by energizing a reference current, and when the driving member has the reference shape, the movable body is at the origin position of rolling correction. By reducing the current that is positioned and energizes the drive member from the reference current, the movable body is rotated from the origin position in the first rotation direction, and the current that energizes the drive member is increased from the reference current. As a result, it is possible to adopt a configuration in which the movable body is rotated from the origin position in the second rotation direction opposite to the first rotation direction. In this way, by setting the origin position of the rolling correction to the position in which the driving member is energized, the movable body can be rotated in both the first rotation direction and the second rotation direction only by increasing or decreasing the current. Further, even if the number of driving members is one, the movable body can be rotated in both the first rotation direction and the second rotation direction. Therefore, it is possible to reduce the size of the rolling drive mechanism and improve the degree of freedom in design.
あるいは、本発明において、前記駆動部材を前記記憶形状から伸ばす方向の付勢力を発生させる付勢部材を備え、前記駆動部材に通電することにより、前記駆動部材を前記記憶形状に変化させて前記可動体を第1回転方向に回転させ、前記駆動部材の通電を行わない状態で、前記付勢部材の付勢力によって前記可動体を前記第1回転方向とは逆向きの第2回転方向に回転させる構成を採用することができる。このように、付勢部材を用いることにより、ローリング補正の原点位置に可動体を保持する間に通電を継続する必要がない。従って、ローリング駆動機構の駆動制御が容易である。 Alternatively, in the present invention, the drive member is provided with an urging member that generates an urging force in the direction of extending the drive member from the storage shape, and by energizing the drive member, the drive member is changed to the memory shape and is movable. The body is rotated in the first rotation direction, and the movable body is rotated in the second rotation direction opposite to the first rotation direction by the urging force of the urging member in a state where the driving member is not energized. The configuration can be adopted. As described above, by using the urging member, it is not necessary to continue the energization while holding the movable body at the origin position of the rolling correction. Therefore, the drive control of the rolling drive mechanism is easy.
本発明において、前記光軸を中心として周方向の複数位置に配置される複数の前記駆動部材を備え、前記複数の駆動部材は、同期して通電されることが好ましい。このようにすると、駆動力を大きくすることができる。また、駆動力が作用する部位を周方向に分散させることができる。従って、ローリング補正における可動体の動作および姿勢を安定させることができる。 In the present invention, it is preferable that the plurality of driving members are provided at a plurality of positions in the circumferential direction about the optical axis, and the plurality of driving members are electrically energized in synchronization with each other. In this way, the driving force can be increased. In addition, the portion on which the driving force acts can be dispersed in the circumferential direction. Therefore, the movement and posture of the movable body in the rolling correction can be stabilized.
本発明において、前記複数の前記駆動部材は、前記光軸方向の位置が略同一であり、且つ、前記光軸を中心として回転対称に構成されることが好ましい。このようにすると、可動体が傾くことを抑制できる。また、駆動力を回転対称に作用させることができる。従って、ローリング補正における可動体の動作および姿勢を安定させることができる。 In the present invention, it is preferable that the plurality of driving members have substantially the same position in the optical axis direction and are configured to be rotationally symmetric with respect to the optical axis. In this way, it is possible to prevent the movable body from tilting. In addition, the driving force can be applied rotationally symmetrically. Therefore, the movement and posture of the movable body in the rolling correction can be stabilized.
本発明において、前記ローリング駆動機構は、複数の前記駆動部材を備え、前記複数の前記駆動部材は、第1駆動部材および第2駆動部材を含み、前記第1駆動部材に通電し、且つ、前記第2駆動部材に通電しないことにより、前記第1駆動部材を前記記憶形状に復帰させて前記可動体を第1回転方向に回転させるとともに、前記第2駆動部材を前記記憶形状から変形させ、前記第2駆動部材に通電し、且つ、前記第1駆動部材に通電しないことにより、前記第2駆動部材を前記記憶形状に復帰させて前記可動体を前記第1回転方向とは逆向きの第2回転方向に回転させるとともに、前記第1駆動部材を前記記憶形状から変形させることが好ましい。このようにすると、駆動部材の通電の制御のみで、可動体を第1回転方向と第2回転方向の両方向に回転させることができ、付勢力を発生させる部材を必要としない。従って、ローリング駆動機構の小型化および設計の自由度の向上を図ることができる。 In the present invention, the rolling drive mechanism includes a plurality of the drive members, the plurality of drive members include a first drive member and a second drive member, the first drive member is energized, and the first drive member is energized. By not energizing the second drive member, the first drive member is returned to the memory shape to rotate the movable body in the first rotation direction, and the second drive member is deformed from the memory shape. By energizing the second drive member and not energizing the first drive member, the second drive member is returned to the memory shape and the movable body is moved in the direction opposite to the first rotation direction. It is preferable to rotate the first driving member in the rotation direction and to deform the first driving member from the memory shape. In this way, the movable body can be rotated in both the first rotation direction and the second rotation direction only by controlling the energization of the drive member, and a member that generates an urging force is not required. Therefore, it is possible to reduce the size of the rolling drive mechanism and improve the degree of freedom in design.
本発明において、前記駆動部材は、形状記憶合金からなるワイヤであり、前記第1部分および前記第2部分の一方は、前記ワイヤを折り返した屈曲部であることが好ましい。このようにすると、駆動部材の小型化および軽量化が可能であり、配置スペースが小さい。
また、屈曲部を備えたワイヤはフックや凸部に係止することができる。従って、駆動部材の取り付け構造を簡素化でき、取付作業も容易である。
In the present invention, the driving member is preferably a wire made of a shape memory alloy, and one of the first portion and the second portion is preferably a bent portion obtained by folding back the wire. In this way, the drive member can be made smaller and lighter, and the arrangement space is small.
Further, the wire provided with the bent portion can be locked to the hook or the convex portion. Therefore, the mounting structure of the drive member can be simplified and the mounting work is easy.
本発明において、前記回転支持機構は、前記可動体に固定されたプレートロールと、前記光軸方向で前記プレートロールに対向するプレートホルダと、前記プレートロールおよび前記プレートホルダに接触した状態で摺動する摺動部材と、を備え、前記プレートホルダは、前記ジンバル機構を介して前記固定体に接続され、前記プレートロールは、光軸方向から見た場合に前記可動体に重なるプレートロール環状部と、前記プレートロール環状部から前記第2軸方向の両側に突出する一対のプレートロール延設部を備え、前記プレートホルダは、前記プレートロール環状部に対向するプレートホルダ環状部と、前記プレートホルダ環状部から前記第1軸方向の両側に突出する一対のプレートホルダ延設部を備え、前記一対のプレートロール延設部と前記一対のプレートホルダ延設部の一方は、前記屈曲部を係止するワイヤ係止部を備え、前記一対のプレートロール延設部と前記一対のプレートホルダ延設部の他方は、前記ワイヤの端部が固定されるワイヤ固定部を備えることが好ましい。このようにすると、周方向で隣り合うプレートロール延設部とプレートホルダ延設部との間にワイヤを掛け渡すことによって、回転支持機構にローリング駆動機構を取り付けることができる。よって、ローリング補正のための機構を集約させることができる。また、ローリング駆動機構は、回転支持機構の外周側に大きく飛び出すことがなく、光軸方向においても回転支持機構の範囲内に配置される。従って、ローリング駆動機構の配置スペースが小さく、他の機構と干渉するおそれが少ない。従って、振れ補正機能付き光学ユニットの小型化に有利である。 In the present invention, the rotation support mechanism slides in contact with the plate roll fixed to the movable body, the plate holder facing the plate roll in the optical axis direction, and the plate roll and the plate holder. The plate holder is connected to the fixed body via the gimbal mechanism, and the plate roll has a plate roll annular portion that overlaps the movable body when viewed from the optical axis direction. A pair of plate roll extending portions projecting from the plate roll annular portion on both sides in the second axial direction are provided, and the plate holder includes a plate holder annular portion facing the plate roll annular portion and the plate holder annular portion. A pair of plate holder extension portions projecting from the portion on both sides in the first axial direction are provided, and one of the pair of plate roll extension portions and the pair of plate holder extension portions locks the bent portion. It is preferable that the other of the pair of plate roll extending portions and the pair of plate holder extending portions includes a wire locking portion, and the other of the pair of plate holder extending portions includes a wire fixing portion to which the end portion of the wire is fixed. In this way, the rolling drive mechanism can be attached to the rotation support mechanism by passing a wire between the plate roll extension portions and the plate holder extension portions that are adjacent to each other in the circumferential direction. Therefore, the mechanism for rolling correction can be integrated. Further, the rolling drive mechanism does not protrude significantly to the outer peripheral side of the rotation support mechanism, and is arranged within the range of the rotation support mechanism also in the optical axis direction. Therefore, the arrangement space of the rolling drive mechanism is small, and there is little possibility of interference with other mechanisms. Therefore, it is advantageous for miniaturization of the optical unit with the runout correction function.
本発明において、前記ローリング駆動機構は、前記可動体の前記光軸方向の一方側の端部、および、前記可動体の前記光軸方向の他方側の端部の2箇所に配置される2組の駆動機構を備え、前記2組の駆動機構は、同期して駆動され、前記2組の駆動機構のそれぞれは、少なくとも1つの前記駆動部材を備えることが好ましい。このようにすると、可動体を光軸方向の上下2箇所で支持できる。従って、可動体が傾くことを抑制でき、ローリング補正における可動体の動作および姿勢を安定させることができる。 In the present invention, the rolling drive mechanism is arranged in two sets, one end of the movable body on one side in the optical axis direction and the other end of the movable body in the optical axis direction. It is preferable that the two sets of drive mechanisms are driven synchronously, and each of the two sets of drive mechanisms includes at least one of the drive members. In this way, the movable body can be supported at two points above and below in the optical axis direction. Therefore, the tilting of the movable body can be suppressed, and the movement and posture of the movable body in the rolling correction can be stabilized.
本発明において、前記駆動部材に接続されるフレキシブルプリント基板を備え、前記フレキシブルプリント基板には、前記駆動部材に通電するための通電パターンが形成されていることが好ましい。このように、フレキシブルプリント基板を用いることにより、ローリング駆動機構に対する配線作業を容易化することができる。 In the present invention, it is preferable that the flexible printed circuit board is provided to be connected to the drive member, and the flexible printed circuit board is formed with an energization pattern for energizing the drive member. As described above, by using the flexible printed circuit board, the wiring work for the rolling drive mechanism can be facilitated.
本発明によれば、可動体を光軸回りに回転させるローリング駆動機構が、形状記憶合金からなる駆動部材を備えており、駆動部材は、周方向で離間する2箇所の間に延びて可動体と固定体とを接続している。従って、駆動部材に通電することによって駆動部材の長さを変化させて、可動体を回転させることができる。従って、ローリング補正を行うことができる。また、このような駆動部材は、形状を小さくできるとともに、配置の自由度が高い。従って、ローリング駆動機構を小型化できるとともに、設計の自由度の向上を図ることができる。 According to the present invention, the rolling drive mechanism that rotates the movable body around the optical axis includes a drive member made of a shape memory alloy, and the drive member extends between two locations separated in the circumferential direction and is a movable body. And the fixed body are connected. Therefore, by energizing the drive member, the length of the drive member can be changed to rotate the movable body. Therefore, rolling correction can be performed. Further, such a drive member can be made smaller in shape and has a high degree of freedom in arrangement. Therefore, the rolling drive mechanism can be miniaturized and the degree of freedom in design can be improved.
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の実施形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of an optical unit with a runout correction function to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings.
(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、カバー2を除いた振れ補正機能付き光学ユニット1の斜視図である。図3は、光学ユニット本体部3を光軸L方向から見た場合の平面図である。図3では、光学ユニット本体部3から引き出された第1フレキシブルプリント基板6、第2フレキシブルプリント基板7、および第3フレキシブルプリント基板8を省略して示す。図4は、図3のA−A線断面図である。図5は、図3のB−B線断面図である。図6は、光学ユニット本体部3の分解斜視図である。
(overall structure)
FIG. 1 is a perspective view of an optical unit 1 with a runout correction function to which the present invention is applied. FIG. 2 is a perspective view of the optical unit 1 with a runout correction function excluding the
図1、図2に示すように、振れ補正機能付き光学ユニット1は、直方体形状のカバー2と、カバー2に収容された光学ユニット本体部3と、を備える。光学ユニット本体部3は、レンズ4および撮像素子9(図7参照)を備える撮像モジュール5を有する。カバー2からは、第1フレキシブルプリント基板6および第2フレキシブルプリント基板7が平行に引き出されている。また、カバー2からは、第3フレキシブルプリント基板8が、第1フレキシブルプリント基板6および第2フレキシブルプリント基板7の引き出し方向とは異なる方向に引き出されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the optical unit 1 with a runout correction function includes a
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角速度、振れ量等に基づき、撮像モジュール5の傾きを補正する。
The optical unit 1 with a shake correction function is used, for example, in an optical device such as a mobile phone with a camera or a drive recorder, or an optical device such as an action camera or a wearable camera mounted on a moving body such as a helmet, a bicycle, or a radiocon helicopter. .. In such an optical device, if the optical device shakes during shooting, the captured image is distorted. The optical unit 1 with a shake correction function corrects the tilt of the
本形態の振れ補正機能付き光学ユニット1では、レンズ4の光軸L回り、光軸Lと直交する第1軸R1回り、並びに、光軸Lおよび第1軸R1と直交する第2軸R2回りに撮像モジュール5を回転させて振れ補正を行う。
In the optical unit 1 with a shake correction function of this embodiment, the optical axis L of the
以下の説明では、互いに直交する3軸をX軸方向、Y軸方向、Z軸方向とする。また、X軸方向の一方側を−X方向、他方側を+X方向とする。Y軸方向の一方側を−Y方向、他方側を+Y方向とする。Z軸方向の一方側を−Z方向、他方側を+Z方向とする。X軸方向は、カバー2の長手方向であり、Y軸方向は、カバー2の短手方向である。第1フレキシブルプリント基板6および第2フレキシブルプリント基板7は、カバー2から+X方向に引き出されている。第3フレキシブルプリント基板8はカバー2から−Y方向に引き
出されている。Z軸方向は、光軸Lに沿う方向(光軸方向)である。−Z方向は、撮像モジュール5の像側であり、+Z方向は、撮像モジュール5の被写体側である。第1軸R1および第2軸R2は、Z軸回り(光軸L回り)で、X軸およびY軸に対して45度傾斜する。
In the following description, the three axes orthogonal to each other are defined as the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction. Further, one side in the X-axis direction is the −X direction, and the other side is the + X direction. One side in the Y-axis direction is the −Y direction, and the other side is the + Y direction. One side in the Z-axis direction is the −Z direction, and the other side is the + Z direction. The X-axis direction is the longitudinal direction of the
カバー2は、光学ユニット本体部3を−Z方向から覆う板状の像側カバー10を備える。図1に示すように、像側カバー10の角部には、+Z方向へ屈曲した弾性係合部141が形成されている。図2に示すように、光学ユニット本体部3の外周部には金属製のケース97が配置されている。ケース97の角部に形成された係止部143に弾性係合部141を係止することにより、像側カバー10が光学ユニット本体部3に固定される。
The
また、図1に示すように、カバー2は、像側カバー10に+Z方向から被せられた被写体側カバー11を備える。被写体側カバー11は、光学ユニット本体部3を外周側から覆う枠型の第1カバー12と、第1カバー12の+X方向に位置する箱型の第2カバー13を備える。第2カバー13は、光学ユニット本体部3から+X方向に引き出された第1フレキシブルプリント基板6および第2フレキシブルプリント基板7を部分的に被う。第1カバー12は、溶接によりケース97に固定されるとともに、接着剤により第2カバー13に固定される。第2カバー13は、+X方向の側面にケース97の係止部143と同様の係止部(図示せず)を備えており、像側カバー10に設けられた弾性係合部(図示せず)を係止することにより、像側カバー10が第2カバー13に固定される。
Further, as shown in FIG. 1, the
図2に示すように、第1フレキシブルプリント基板6および第2フレキシブルプリント基板7は、補強板19を介して、像側カバー10の+X方向の端部分に固定される。また、第3フレキシブルプリント基板8は、光学ユニット本体部3の−X方向および−Y方向の外周面に沿って引き回されている。第3フレキシブルプリント基板8は、光学ユニット本体部3の−Y方向の外周面から−Y方向に引き出されている。
As shown in FIG. 2, the first flexible printed circuit board 6 and the second flexible printed
図3および図6に示すように、光学ユニット本体部3は、撮像モジュール5を備える可動体20と、可動体20を光軸L回りに回転可能に支持する回転支持機構21と、を備える。また、光学ユニット本体部3は、回転支持機構21を、第1軸R1回りに回転可能に支持するとともに、第2軸R2回りに回転可能に支持するジンバル機構22と、ジンバル機構22および回転支持機構21を介して可動体20を支持する固定体23と、を有する。可動体20は、回転支持機構21およびジンバル機構22を介して、第1軸R1回りおよび第2軸R2回りに回転可能な状態で固定体23に支持される。可動体20は、第1軸R1回りの回転および第2軸R2回りの回転を合成することにより、X軸回りおよびY軸回りに回転する。これにより、振れ補正機能付き光学ユニット1は、X軸回りのピッチング補正、Y軸回りのヨーイング補正を行う。
As shown in FIGS. 3 and 6, the optical unit
また、光学ユニット本体部3は、可動体20を第1軸R1回りおよび第2軸R2回りに回転させる振れ補正用駆動機構25を備える。振れ補正用駆動機構25は、可動体20に対してX軸回りの駆動力を発生させる第1振れ補正用磁気駆動機構26と、可動体20に対してY軸回りの駆動力を発生させる第2振れ補正用磁気駆動機構27を備える。第1振れ補正用磁気駆動機構26は、撮像モジュール5の−Y方向に配置される。第2振れ補正用磁気駆動機構27は、撮像モジュール5の−X方向に配置される。さらに、光学ユニット本体部3は、可動体20を光軸L回りに回転させてローリング補正を行うローリング駆動機構28を備える。
Further, the optical unit
(可動体)
図7は、可動体20、回転支持機構21、およびジンバル機構22の説明図である。図7に示すように、可動体20は、撮像モジュール5と、撮像モジュール5を外周側から囲
む枠状のホルダ29と、を備える。撮像モジュール5は、Z軸方向から見た場合に略8角形の撮像モジュール本体部30と、撮像モジュール本体部30の中央から+Z方向に突出する円筒部分31を備える。円筒部分31には光学素子であるレンズ4が収容されている。円筒部分31は、光軸Lと同軸であり、一定の外径寸法で光軸L方向に延びる。撮像モジュール本体部30には撮像素子9が収容されている。撮像素子9は、レンズ4の光軸L上で、レンズ4の−Z方向に位置する。
(Movable body)
FIG. 7 is an explanatory view of the
図7に示すように、ホルダ29は、Y方向に平行に延びる第1側壁35、および第2側壁36と、X方向に平行に延びる第3側壁37および第4側壁38を備える。第1側壁35は、第2側壁36の−X方向に位置する。第3側壁37は、第4側壁38の−Y方向に位置する。また、ホルダ29は、第1軸R1方向の対角に位置する第5側壁39および第6側壁40と、第2軸R2方向の対角に位置する第7側壁41および第8側壁42を備える。第5側壁39は、第6側壁40の−X方向に位置する。第7側壁41は、第8側壁42の−Y方向に位置する。
As shown in FIG. 7, the
第1側壁35には、磁性材料からなる板状の第1ヨーク44を介して第1マグネット45が固定されている。第1マグネット45は、Z軸方向に2分割されている。第3側壁37には、磁性材料からなる板状の第2ヨーク46を介して第2マグネット47が固定されている。第1マグネット45および第2マグネット47は、Z軸方向に同一の極を向けて配置されている。第2マグネット47は、Z軸方向に2分割されている。第1マグネット45および第2マグネット47は、可動体20を第1軸R1回りおよび第2軸R2回りに回転させる振れ補正用駆動機構25の振れ補正用マグネットである。
A first magnet 45 is fixed to the
(回転支持機構)
図8は回転支持機構21を+Z方向から見た場合の分解斜視図である。図7、図8に示すように、回転支持機構21は、可動体20に固定されるプレートロール51と、Z軸方向でプレートロール51に対向する対向部56を備えるプレートホルダ52と、プレートロール51とプレートホルダ52に接触した状態で摺動する摺動部材53とを備える。また、回転支持機構21は、プレートロール51をプレートホルダ52に接近する方向に付勢する第1与圧機構54および第2与圧機構55を備える。
(Rotation support mechanism)
FIG. 8 is an exploded perspective view of the
プレートロール51は、金属製であり、非磁性材料からなる。プレートロール51は、光軸Lを囲むプレートロール環状部57と、プレートロール環状部57から第2軸R2方向の両側に突出して−Z方向に延びる一対のプレートロール延設部58と、を備える。プレートロール環状部57は、プレートロール環状板59と、プレートロール環状板59の内周側端縁から+Z方向に屈曲して延びるプレートロール環状壁60と、を備える。プレートロール環状壁60は円筒形状である。プレートロール環状板59には、周方向で離間した複数個所に与圧用マグネット62が固定される。
The
一対のプレートロール延設部58のそれぞれは、−Z方向の端部分に、可動体20に固定される固定部63を備える。固定部63は周方向の両端縁に、+Z方向に向かって周方向の幅が広がる楔形状の突起63aを複数備える。また、固定部63は、第2軸R2方向の外側面に、矩形の突起63bを備える。矩形の突起63bは、+Z方向に向かって第2軸R2方向の突出量が増加する。
Each of the pair of plate
プレートホルダ52は、磁性材料からなる。プレートホルダ52は、プレートホルダ環状部65と、プレートホルダ環状部65から第1軸R1方向の両側に向かって突出して−Z方向に延びる一対のプレートホルダ延設部66と、を備える。プレートホルダ環状部65は、プレートホルダ52においてZ軸方向でプレートロール環状部57に対向する対向部56である。プレートホルダ環状部65は、プレートロール環状部57の+Z方向に位
置するプレートホルダ環状板67と、プレートホルダ環状板67の外周側端縁から−Z方向に屈曲する複数のプレートホルダ円弧壁68と、を備える。
The
一対のプレートホルダ延設部66は、それぞれ、プレートホルダ環状部65から第1軸R1方向の両側に延びるプレートホルダ第1延設部分66aと、プレートホルダ第1延設部分66aの外周側の端から、プレートホルダ環状部65から離間する方向に向かって−Z方向に傾斜するプレートホルダ第2延設部分66bと、プレートホルダ第2延設部分66bの−Z方向の端から可動体20の外周側を−Z方向に延びるプレートホルダ第3延設部分66cと、を備える。プレートホルダ第1延設部分66aは、プレートホルダ円弧壁68の−Z方向の端から第1軸R1方向に突出する。
The pair of plate
図4に示すように、一方のプレートホルダ延設部66のプレートホルダ第3延設部分66cは、可動体20の第5側壁39と第1軸R1方向で僅かな隙間を開けて対向する。他方のプレートホルダ延設部66のプレートホルダ第3延設部分66cは、可動体20の第6側壁40と第1軸R1方向で僅かな隙間を開けて対向する。また、各プレートホルダ第3延設部分66cは、第1軸R1線上を径方向内側(可動体20の側)に窪む第1軸側凹曲面69を備える。
As shown in FIG. 4, the plate holder
ここで、図4、図5に示すように、プレートロール51と、プレートホルダ52とは、プレートロール環状壁60が−Z方向からプレートホルダ環状部65の内側に挿入されて、Z軸方向に重ねられる。プレートロール環状壁60の+Z方向の端部分は、プレートホルダ環状部65よりも+Z方向に突出する。図4、図7に示すように、プレートロール環状壁60の+Z方向の端には、環状の板部材77が固定される。光軸L方向から見た場合に、板部材77の外周側部分と、プレートホルダ環状部65の内周側の端部分とは重なる。板部材77とプレートホルダ環状部65との間には、Z軸方向に僅かな隙間が形成される。
Here, as shown in FIGS. 4 and 5, the
図8に示すように、摺動部材53には、複数個所に貫通孔75が形成されている。摺動部材53がプレートホルダ環状部65とプレートロール環状部57との間に配置された状態では、貫通孔75に、プレートロール環状部57に固定された与圧用マグネット62が挿入される。与圧用マグネット62は、磁性材料からなるプレートホルダ52をプレートホルダ52に接近する方向に吸引する。すなわち、与圧用マグネット62は、プレートロール51をプレートホルダ52に接近する方向に付勢する第1与圧機構54を構成する。
As shown in FIG. 8, the sliding
図5、図7に示すように、可動体20の第2軸R2方向の両端部分のそれぞれに、一対のプレートロール延設部58の固定部63を受け入れるプレートロール固定孔79を備える。プレートロール固定孔79は、ホルダ29に設けられている。回転支持機構21は、プレートロール51の各プレートロール延設部58の固定部63が、各プレートロール固定孔79に圧入されることにより可動体20に固定される。固定部63をプレートロール固定孔79に挿入する際には、プレートロール環状壁60に撮像モジュール5の円筒部分31が挿入される。これにより、プレートロール51は、プレートロール環状壁60が光軸Lと同軸に位置決めされた状態で、可動体20に固定される。また、各プレートロール延設部58の固定部63を、各プレートロール固定孔79に圧入すると、固定部63の突起63aおよび突起63bが塑性変形して潰れた状態となる。これにより、プレートロール51と可動体20とは固定される。従って、可動体20は、プレートロール51と一体に、光軸L回りに回転可能となる。
As shown in FIGS. 5 and 7, each of both end portions of the
プレートロール51と可動体20とが固定されると、磁性材料からなるプレートホルダ52のプレートホルダ環状部65は、Z軸方向で、プレートロール環状部57を間に挟んで、第1マグネット45および第2マグネット47とは反対側に位置する。これにより、
第1マグネット45および第2マグネット47は、プレートホルダ環状部65を、プレートロール環状部57に接近する方向に吸引する。従って、第1マグネット45および第2マグネット47は、プレートロール51をプレートホルダ52に接近する方向に付勢する第2与圧機構55を構成する。
When the
The first magnet 45 and the second magnet 47 attract the plate holder
(ジンバル機構)
図3に示すように、ジンバル機構22は、ジンバルフレーム80と、ジンバルフレーム80とプレートホルダ52とを第1軸R1回りに回転可能に接続する第1接続機構81とを備える。また、ジンバル機構22は、ジンバルフレーム80と固定体23とを第2軸R2回りに回転可能に接続する第2接続機構82を備える。図4、図6に示すように、第1接続機構81は、ジンバルフレーム80から第1軸R1上をプレートホルダ52の側に突出する第1軸側シャフト83と、プレートホルダ52に設けられて第1軸側シャフト83の先端が回転可能に接触する第1軸側凹曲面69と、を備える。図5、図6に示すように、第2接続機構82は、固定体23から第2軸R2上をジンバルフレーム80の側に突出する第2軸側シャフト84と、ジンバルフレーム80に設けられて第2軸側シャフト84の先端が接触する第2軸側凹曲面95と、を備える。
(Gimbal mechanism)
As shown in FIG. 3, the
(ジンバルフレーム)
ジンバルフレーム80は、金属製の板バネからなる。図6、図7に示すように、ジンバルフレーム80は、プレートホルダ52の+Z方向に位置するジンバルフレーム本体部85と、ジンバルフレーム本体部85から第1軸R1方向の両側に向かってに突出して−Z方向に延びる一対の第1軸側ジンバルフレーム延設部86と、ジンバルフレーム本体部85から第2軸R2方向の両側に向かってに突出して−Z方向に延びる一対の第2軸側ジンバルフレーム延設部87と、を備える。ジンバルフレーム本体部85は、第1軸R1方向に延びる略長方形形状の中央板部分85aと、中央板部分85aの第2軸R2方向の一方側(−Y方向の側)から外周側に向かって+Z方向に傾斜する第1傾斜板部分85bと、中央板部分85aの第2軸R2方向の他方側(+Y方向の側)から外周側に向かって+Z方向に傾斜する第2傾斜板部分85cと、を備える。また、ジンバルフレーム本体部85は、中央に、Z軸方向に貫通する開口部90を備る。開口部90には、撮像モジュール5の円筒部分31が挿入されている。
(Gimbal frame)
The
図4、図6、図7に示すように、一対の第1軸側ジンバルフレーム延設部86は、プレートホルダ52の外周側に位置する。図7に示すように、一対の第1軸側ジンバルフレーム延設部86のそれぞれは、第1軸R1方向をジンバルフレーム本体部85から離間する方向に延びる第1軸側ジンバルフレーム延設部第1延設部分86aと、第1軸側ジンバルフレーム延設部第1延設部分86aの先端から第1軸R1方向をジンバルフレーム本体部85から離間する方向に向かって−Z方向に傾斜する第1軸側ジンバルフレーム延設部第2延設部分86bと、第1軸側ジンバルフレーム延設部第2延設部分86bの−Z方向の端からプレートホルダ52の外周側を−Z方向に延びる第1軸側ジンバルフレーム延設部第3延設部分86cと、を備える。
As shown in FIGS. 4, 6 and 7, the pair of first shaft side gimbal
図4、図7に示すように、第1軸側ジンバルフレーム延設部第1延設部分86aは、中央板部分85aから第1軸R1方向に突出している。第1軸側ジンバルフレーム延設部第3延設部分86cは、第1軸R1方向に貫通するジンバルフレーム延設部貫通孔92を備える。また、第1軸側ジンバルフレーム延設部第3延設部分86cは、ジンバルフレーム延設部貫通孔92の開口縁から第1軸R1方向を外周側に突出する第1軸側シャフト支持用筒部93を備える。さらに、第1軸側ジンバルフレーム延設部第3延設部分86cは、周方向の両側の端縁からそれぞれ内周側に突出する一対のジンバルフレーム延設部突部94を備える。一対のジンバルフレーム延設部突部94は、第1軸側ジンバルフレーム延設部第3延設部分86cにおいて、ジンバルフレーム延設部貫通孔92よりも+Z方向の側
に設けられている。また、第1軸側ジンバルフレーム延設部86のプレートホルダ延設部66とは反対の外側面には、第1軸側ジンバルフレーム延設部第2延設部分86bから、第1軸側ジンバルフレーム延設部第3延設部分86cに至るリブ91が設けられている。リブ91は、第1軸側ジンバルフレーム延設部第2延設部分86bと第1軸側ジンバルフレーム延設部第3延設部分86cとの間の屈曲部分を経由して延びる。
As shown in FIGS. 4 and 7, the
ここで、第1軸側シャフト83は、円柱形状であり、ジンバルフレーム延設部貫通孔92および第1軸側シャフト支持用筒部93に挿入されてジンバルフレーム80に保持される。これにより、第1軸側シャフト83は、第1軸R1上を、第1軸R1方向に延びる。第1軸側シャフト83の内周側の端部は、第1軸側ジンバルフレーム延設部第3延設部分86cからプレートホルダ延設部66の側に突出する。第1軸側シャフト83の内周側の端部は、半球面を備える。
Here, the first
次に、一対の第2軸側ジンバルフレーム延設部87のそれぞれは、図7に示すように、第2軸R2方向をジンバルフレーム本体部85から離間する方向に延びる第2軸側ジンバルフレーム延設部第1延設部分87aと、第2軸側ジンバルフレーム延設部第1延設部分87aの先端から第1軸R1方向をジンバルフレーム本体部85から離間する方向に向かって−Z方向に傾斜する第2軸側ジンバルフレーム延設部第2延設部分87bと、第2軸側ジンバルフレーム延設部第2延設部分87bの−Z方向の端から可動体20の外周側を−Z方向に延びる第2軸側ジンバルフレーム延設部第3延設部分87cと、を備える。−Y方向に位置する一方の第2軸側ジンバルフレーム延設部87の第2軸側ジンバルフレーム延設部第1延設部分87aは、第1傾斜板部分85bの外周側の端縁から第2軸R2方向に突出する。+Y方向に位置する一方の第2軸側ジンバルフレーム延設部87の第2軸側ジンバルフレーム延設部第1延設部分87aは、第2傾斜板部分85cの外周側の端縁から第2軸R2方向に突出する。各第2軸側ジンバルフレーム延設部第3延設部分87cは、第2軸R2上を内周側に窪む第2軸側凹曲面95を備える。
Next, as shown in FIG. 7, each of the pair of second axis side gimbal
(第1接続機構)
図6に示すように、一対のプレートホルダ延設部66は、一対の第1軸側ジンバルフレーム延設部86と可動体20との間に位置する。そして、第1軸側シャフト83を保持する第1軸側ジンバルフレーム延設部第3延設部分86cと、第1軸側凹曲面69を備えるプレートホルダ第3延設部分66cとは、第1軸R1上において、対向する。第1接続機構81は、第1軸側シャフト83において、第1軸側ジンバルフレーム延設部86から内周側に突出する先端が第1軸側凹曲面69に接触することにより構成される。本形態では、第1軸側シャフト83と、第1軸側凹曲面69とは、点接触する。これにより、回転支持機構21は、第1接続機構81を介して、第1軸R1回りに回転可能な状態で、ジンバルフレーム80に支持される。従って、回転支持機構21に支持された可動体20は、ジンバル機構22により、第1軸R1回りに回転可能に支持される。第1軸側シャフト83が第1軸側凹曲面69に接触した状態において、各プレートホルダ延設部66は、各第1軸側ジンバルフレーム延設部86に設けられた一対のジンバルフレーム延設部突部94の内側に位置する。
(1st connection mechanism)
As shown in FIG. 6, the pair of plate
可動体20および回転支持機構21がジンバル機構22に支持された状態では、ジンバルフレーム本体部85、プレートロール環状部57、およびプレートホルダ環状部65は、撮像モジュール本体部30の+Z方向で、円筒部分31の外周側に位置する。プレートロール環状部57は、Z軸方向におけるジンバルフレーム本体部85と撮像モジュール本体部30との間に位置する。また、プレートホルダ環状部65は、プレートロール環状部57の+Z方向で、Z軸方向におけるジンバルフレーム本体部85と撮像モジュール本体部30との間に位置する。ここで、プレートロール環状部57、およびプレートホルダ環状部65は、第1軸R1および第2軸R2よりも+Z方向に位置する。また、ジンバルフ
レーム本体部85、プレートロール環状部57、およびプレートホルダ環状部65は、撮像素子9よりも+Z方向に位置する。
When the
(固定体)
図3、図6に示すように、固定体23は、可動体20および回転支持機構21を外周側から囲む枠状のケース97を有する。ケース97は、金属製であり、非磁性材料からなる。ケース97をZ軸方向から見た場合の形状は、8角形である。図6に示すように、ケース97は、8角形の枠状板部98と、ホルダ29の径方向外側に位置する枠部99と、を備える。枠部99は、枠状板部98の外周縁から屈曲して−Z方向に延びている。
(Fixed body)
As shown in FIGS. 3 and 6, the fixed
枠部99は、Y方向に平行に延びる第1側板101、および第2側板102と、X方向に平行に延びる第3側板103および第4側板104を備える。第1側板101は、第2側板102の−X方向に位置する。第3側板103は、第4側板104の−Y方向に位置する。また、枠部99は、第1軸R1方向の対角で、第1側板101と第3側板103とを接続する第5側板105、および、第2側板102と第4側板104とを接続する第6側板106を備える。第5側板105と第6側板106とは平行に延びる。さらに、枠部99は、第2軸R2方向の対角で、第1側板101と第4側板104とを接続する第7側板107、および、第2側板102と第3側板103とを接続する第8側板108を備える。第7側板107と第8側板108とは平行に延びる。
The
図6に示すように、ケース97は、第1側板101に第1コイル保持用開口部109を備える。第1コイル保持用開口部109には、第1コイル110が挿入されている。第1コイル110は、周方向に長い楕円形状であり、中心孔を径方向に向けている。また、枠部99は、第3側板103に第2コイル保持用開口部111を備える。第2コイル保持用開口部111には、第2コイル112が挿入されている。第2コイル112は、周方向に長い楕円形状であり、中心孔を径方向に向けている。図2に示すように、第1側板101および第3側板103の外周面に沿って第3フレキシブルプリント基板8が引き回されている。第1コイル110および第2コイル112は、第3フレキシブルプリント基板8に電気的に接続されている。
As shown in FIG. 6, the
また、ケース97は、第2側板102の−Z方向の端から+Z方向に延びる矩形の切欠き部115が設けられている。撮像モジュール5に接続された第1フレキシブルプリント基板6および第2フレキシブルプリント基板7は、切欠き部115を介して、光学ユニット本体部3から+X方向に引き出される。
Further, the
図5、図6に示すように、ケース97の第7側板107、および第8側板108には、それぞれ、第2軸R2方向に貫通する貫通孔117が設けられている。また、第7側板107および第8側板108は、内側面(第2軸側ジンバルフレーム延設部87が位置する側の面)における貫通孔117の開口縁に、第2軸R2方向に突出する筒部118を備える。第7側板107および第8側板108の各貫通孔117には、第2軸側シャフト84が貫通している。第2軸側シャフト84は、円柱形状であり、貫通孔117に挿入されて、筒部118に支持されている。
As shown in FIGS. 5 and 6, the
第2軸側シャフト84は金属製であり、第7側板107および第8側板108のそれぞれに、溶接によって、固定される。第7側板107および第8側板108のそれぞれに固定された第2軸側シャフト84は、第2軸R2上を第2軸R2方向に延びる。第2軸側シャフト84の内周側の端部は、枠部99から内周側に突出する。第1軸側シャフト83の内周側の端部は、半球面を備える。
The second
(第2接続機構)
図5に示すように、第2接続機構82は、ケース97の内側に可動体20、回転支持機構21およびジンバルフレーム80を配置し、第2軸側シャフト84の先端部分を第2軸側ジンバルフレーム延設部第3延設部分87cの第2軸側凹曲面95に挿入して、接触させることにより構成される。第2接続機構82によって固定体23とジンバルフレーム80とが接続されることにより、ジンバルフレーム80、回転支持機構21および可動体20は、第2軸R2回りに回転可能な状態で、固定体23に支持される。
(Second connection mechanism)
As shown in FIG. 5, in the
ここで、ジンバルフレーム80は板バネなので、第2軸側ジンバルフレーム延設部87は、第2軸R2方向に弾性変形可能である。従って、第2軸側シャフト84と第2軸側ジンバルフレーム延設部87の第2軸側凹曲面95とを接触させる際、第2軸側ジンバルフレーム延設部87を内周側へ撓ませた状態とする。これにより、第2軸側ジンバルフレーム延設部87は、外周側へ向かう弾性復帰力により、第2軸側シャフト84に内周側から弾性接触する。従って、第2軸側ジンバルフレーム延設部87と枠部99との接続が解除されることを防止或いは抑制できる。
Here, since the
(振れ補正用駆動機構)
ジンバル機構22により支持された可動体20がケース97の内周側に配置されると、図3に示すように、可動体20の第1側壁35に固定された第1マグネット45と、ケース97に保持された第1コイル110とがX方向で隙間を開けて対向する。第1マグネット45および第1コイル110は、第2振れ補正用磁気駆動機構27を構成する。従って、第1コイル110への給電により、可動体20は、Y軸回りに回転する。また、可動体20の第3側壁37に固定された第2マグネット47と第2コイル112とがY方向で隙間を開けて対向する。第2マグネット47および第2コイル112は、第1振れ補正用磁気駆動機構26を構成する。従って、第2コイル112への給電により、可動体20はX軸回りに回転する。振れ補正用駆動機構25は、第1振れ補正用磁気駆動機構26による可動体20のX軸回りの回転と、第1振れ補正用磁気駆動機構27による可動体20のY軸回りの回転とを合成して、可動体20を第1軸R1回り、および第2軸R2回りに揺動させる。
(Drive mechanism for runout correction)
When the
図3、図6に示すように、第1コイル110の可動体20とは反対側には、第1磁性板123が配置されている。すなわち、光軸Lの径方向で第1コイル110に対する可動体20とは反対側には、第1磁性板123が配置されている。第1磁性板123は、Z軸方向に長い矩形であり、径方向から見た場合に第1コイル110のZ軸方向の中心と重なる位置に配置されている。第1磁性板123は、第1コイル110を介して可動体20の第1マグネット45と対向しており、可動体20をY軸回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する。
As shown in FIGS. 3 and 6, the first
(ローリング駆動機構)
図9は、ローリング駆動機構28および回転支持機構21の分解斜視図である。図7、図9に示すように、ローリング駆動機構28は、形状記憶合金からなる駆動部材200を備える。駆動部材200は、可動体20と固定体23とを接続する。図7に示すように、駆動部材200は、X軸方向もしくはY軸方向に直線状に延びており、周方向に離間した2箇所を接続している。ローリング駆動機構28は、駆動部材200の通電の有無および通電量を制御することにより、駆動部材200の温度を制御して、駆動部材200の形態(長さ)を変化させる。これにより、固定体23に対して可動体20をZ軸回り(光軸L回り)に回転させてローリング補正を行う。
(Rolling drive mechanism)
FIG. 9 is an exploded perspective view of the rolling
駆動部材200を構成する形状記憶合金は、例えば、Ni−Ti合金である。形状記憶合金は、温度が上昇して高温相(一般にオーステナイト相)になると記憶形状に復帰する。また、形状記憶合金は、温度が低下して低温相(一般にマルテンサイト相)になると外
力によって記憶形状から変形可能である。駆動部材200は、低温相において記憶形状よりも長い形状に変形されて、可動体20と固定体23とを接続する状態に取り付けられている。
The shape memory alloy constituting the
図7に示すように、駆動部材200は、回転支持機構21に取り付けられている。回転支持機構21は、可動体20に固定されたプレートロール51と、ジンバル機構22を介して固定体23に接続されているプレートホルダ52とが光軸Lを中心として相対回転可能になっている。プレートロール51に設けられた2本のプレートロール延設部58と、プレートホルダ52に設けられた2本のプレートホルダ延設部66は、周方向に交互に配置される。駆動部材200は、プレートホルダ環状部65およびプレートロール環状部57の外周側に配置されており、周方向で隣り合うプレートロール延設部58とプレートホルダ延設部66との間に駆動部材200が架け渡されている。従って、駆動部材200の長さを変化させることにより、プレートホルダ52に対してプレートロール51が相対回転して、可動体20が光軸L回りに回転する。
As shown in FIG. 7, the
ローリング駆動機構28は、複数の駆動部材200を備える。駆動部材200は、プレートホルダ環状部65およびプレートロール環状部57の−X方向側でY軸方向に延びる駆動部材201と、プレートホルダ環状部65およびプレートロール環状部57の+X方向側でY軸方向に延びる駆動部材202と、プレートホルダ環状部65およびプレートロール環状部57の+Y方向側でX軸方向に延びる駆動部材203と、プレートホルダ環状部65およびプレートロール環状部57の−Y方向側でX軸方向に延びる駆動部材204を含む。駆動部材201、202、203、204は、光軸L方向の位置が略同一であり、光軸Lに対して直交する方向に延びている。また、駆動部材201、202、203、204が延在する方向は、光軸Lを中心とする仮想円の接線方向であり、径方向に対して直交する方向である。図4、図5に示すように、駆動部材200(駆動部材201、202、203、204)は、ホルダ29の+Z方向側に位置し、ホルダ29から+Z方向に突出した撮像モジュール本体部30の外周側を囲んでいる。
The rolling
図9に示すように、駆動部材200は、形状記憶合金からなるワイヤ210を1回折り返した部材である。ワイヤ210は、例えば、円形断面の線材である。駆動部材200は、長手方向の一方側の端部に、可動体20に接続される第1部分211を備えている。第1部分211は、ワイヤ210を略U字状に折り返した屈曲部である。また、駆動部材200は、第1部分211から鈍角をなすように屈曲して略平行に延びる2本のワイヤ210からなる直線部分213を備えるとともに、直線部分213における第1部分211とは反対側の端部に、固定体23に接続される第2部分212を備えている。駆動部材200を回転支持機構21に取り付けると、第1部分211と第2部分212は周方向に離間する。
As shown in FIG. 9, the
第2部分212は、2本のワイヤ端部214と、ワイヤ端部214に固定された係止部品215からなる。プレートホルダ延設部66には、第2部分212を固定するワイヤ固定部230が設けられている。ワイヤ固定部230は、例えば、係止部品215を係止する凹部または切り欠き等の係止部である。なお、係止部品215を用いず、2本のワイヤ端部214を溶接等によりプレートホルダ延設部66に直接固定することもできる。この場合には、プレートホルダ延設部66の溶接個所がワイヤ固定部230である。
The
図7、図9に示すように、プレートロール延設部58には、略U字状の第1部分211を係止するワイヤ係止部220が形成されている。ワイヤ係止部220は、径方向外側へ突出する凸部である。ワイヤ係止部220には、周方向で隣り合う2つの駆動部材200の第1部分211が周方向で反対側から係止される。本形態では、駆動部材201、203の第1部分211が一方のプレートロール延設部58に設けられたワイヤ係止部220
に係止されると共に、駆動部材202、204の第1部分211が他方のプレートロール延設部58に設けられたワイヤ係止部220に係止されている。
As shown in FIGS. 7 and 9, a
The
ローリング駆動機構28は、図示しないフレキシブルプリント基板を介して駆動部材200への通電を行う。例えば、プレートホルダ延設部66に固定した第2部分212を構成する2本のワイヤ端部214のうちの1本を、フレキシブルプリント基板上に設けられた+電極に接続するとともに、もう1本のワイヤ端部214を、フレキシブルプリント基板上に設けられた−電極に接続する。フレキシブルプリント基板には、ワイヤ端部214に接続された+電極と−電極からワイヤ210へ通電するための通電パターンが形成されている。
The rolling
(ローリング補正機構の動作)
図10は、ローリング駆動機構28および回転支持機構21の平面図である。図10の状態は、可動体20がローリング補正の原点位置にあるときの状態であり、4本の駆動部材200は、光軸L方向から見た場合の長さが同一である。図10において、第1回転方向CWと第2回転方向CCWは、可動体20の回転方向である。可動体20は、回転支持機構21のプレートロール51と一体に回転する。ローリング駆動機構28は、4箇所の駆動部材200のうち、光軸Lを挟んで反対側に配置される一対の駆動部材201、202(以下、第1駆動部材という)に同期して通電するとともに、第1駆動部材とは異なる位置で光軸Lを挟んで反対側に配置される一対の駆動部材203、204(以下、第2駆動部材という)に同期して通電する。
(Operation of rolling correction mechanism)
FIG. 10 is a plan view of the rolling
ローリング駆動機構28は、駆動部材200を第1形状と第2形状の間で変化させる。第2形状は、駆動部材200の記憶形状である。第1形状は、外力により記憶形状(第2形状)から変形させた形状であり、光軸L方向から見た長さが記憶形状よりも長い形状である。第1形状と第2形状(記憶形状)の光軸L方向から見た場合の寸法差は、ローリング補正の補正角度範囲に応じて決まる。可動体20の光軸L回りの回転位置が図3、図10に示すローリング補正の原点位置であるとき、駆動部材200は、第1形状から第2形状(記憶形状)に復帰する途中の形状(以下、基準形状という)になっている。基準形状は、光軸L方向から見た長さが、第1形状の光軸L方向から見た長さと、第2形状(記憶形状)の光軸L方向から見た長さの中間の長さである。
The rolling
図10に示すように、可動体20がローリング補正の原点位置にあるとき、駆動部材201、202、203、203は、全て、基準形状になっている。可動体20を原点位置から第1回転方向CWに回転させるときは、第1駆動部材(駆動部材201、202)に通電して第1駆動部材(駆動部材201、202)を記憶形状に復帰させる。これにより、第1駆動部材(駆動部材201、202)は縮むため、駆動部材201の両端に接続されているプレートロール延設部58とプレートホルダ延設部66が近づくと共に、駆動部材202の両端に接続されているプレートロール延設部58とプレートホルダ延設部66が近づく。従って、プレートロール51がプレートホルダ52に対して第1回転方向CWに回転し、可動体20が第1回転方向CWに回転する。また、このとき、通電していない第2駆動部材(駆動部材203、204)には引っ張り方向の力が作用し、第2駆動部材(駆動部材203、204)は伸ばされる。第1駆動部材(駆動部材201、202)が記憶形状(第2形状)まで縮むと、第2駆動部材(駆動部材203、204)は第1形状まで伸ばされる。
As shown in FIG. 10, when the
可動体20を第2回転方向CCWに回転させるときは、第2駆動部材(駆動部材203、204)に通電して第2駆動部材(駆動部材203、204)を記憶形状に復帰させる。これにより、第2駆動部材(駆動部材203、204)は縮むため、駆動部材203に接続されているプレートロール延設部58とプレートホルダ延設部66が近づくと共に、
駆動部材204に接続されているプレートロール延設部58とプレートホルダ延設部66が近づく。従って、プレートロール51がプレートホルダ52に対して第2回転方向CCWに回転し、可動体20が第2回転方向CCWに回転する。また、このとき、通電していない第1駆動部材(駆動部材203、204)には引っ張り方向の力が作用し、第1駆動部材(駆動部材203、204)は伸ばされる。第2駆動部材(駆動部材203、204)が記憶形状(第2形状)まで縮むと、第1駆動部材(駆動部材201、202)は第1形状まで伸ばされる。
When the
The
以上のように、ローリング駆動機構28は、第1駆動部材(駆動部材201、202)と第2駆動部材(駆動部材203、204)への通電状態を制御することにより、可動体20の光軸L回りの振れ補正を行うことができる。なお、本形態では、第1駆動部材(駆動部材201、202)と第2駆動部材(駆動部材203、204)は、それぞれ駆動部材200を2本ずつ備えているが、1本ずつでもよいし、3本以上であってもよい。
As described above, the rolling
(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、光学素子であるレンズ4を備える可動体20と、可動体20をレンズ4の光軸Lを中心に回転可能に支持する回転支持機構21と、回転支持機構21を光軸Lと交差する第1軸R1回りに回転可能に支持するとともに、光軸Lおよび第1軸R1と交差する第2軸R2回りに回転可能に支持するジンバル機構22と、ジンバル機構22および回転支持機構21を介して可動体20を支持する固定体23と、可動体20を光軸L回りに回転させるローリング駆動機構28と、可動体20を第1軸R1回りおよび第2軸R2回りに揺動させる振れ補正用駆動機構25と、を有する。ローリング駆動機構28は、形状記憶合金からなる駆動部材200を備える。駆動部材200は、可動体20に接続される第1部分211、および、固定体23に接続される第2部分212を備え、第1部分211と第2部分212は光軸L回りの周方向に離間する。駆動部材200は、通電により所定の温度になると記憶形状に復帰するので、駆動部材200の通電状態を制御して光軸L方向から見た場合の駆動部材200の長さを変化させることにより、可動体20を光軸L回りに回転させることができる。
(Main action and effect of this form)
As described above, the optical unit 1 with the shake correction function of the present embodiment rotatably supports the
本形態では、可動体20を光軸L回りに回転させるローリング駆動機構28が、形状記憶合金からなる駆動部材200を備えており、駆動部材200によって可動体20と固定体23とが接続されている。従って、駆動部材200に通電することによって駆動部材200の形状を変化させて、可動体20を回転させ、ローリング補正を行うことができる。また、このような駆動部材200は、磁気駆動機構と比較して小さくできるとともに、配置の自由度が高い。従って、ローリング駆動機構28を小型化できるとともに、設計の自由度の向上を図ることができる。
In this embodiment, the rolling
本形態では、ローリング駆動機構28が第1駆動部材(駆動部材201、202)および第2駆動部材(駆動部材203、204)の2組の駆動部材を備えており、2組の駆動部材の制御によって可動体20を第1回転方向CWと第2回転方向CCWに回転させる。すなわち、第1駆動部材(駆動部材201、202)に通電し、且つ、第2駆動部材(駆動部材203、204)に通電しないことにより、第1駆動部材(駆動部材201、202)を記憶形状に復帰させて可動体20を第1回転方向CWに回転させるとともに、第2駆動部材(駆動部材203、204)を記憶形状から変形させ、第2駆動部材に通電し、且つ、第1駆動部材(駆動部材201、202)に通電しないことにより、第1駆動部材(駆動部材201、202)を記憶形状に復帰させて可動体20を第1回転方向CWとは逆向きの第2回転方向CCWに回転させるとともに、第1駆動部材(駆動部材201、202)を記憶形状から変形させることができる。従って、付勢部材を用いずに、駆動部材200の通電の制御のみで、可動体20を第1回転方向CWと第2回転方向CCWの両方向に回転させることができる。
In this embodiment, the rolling
本形態では、駆動部材200は形状記憶合金からなるワイヤ210であり、第1部分211および第2部分212の一方は、ワイヤ210を折り返した屈曲部である。ワイヤ210を用いることにより、駆動部材200の小型化および軽量化が可能であり、配置スペースを小さくすることができる。また、屈曲部を備えたワイヤ210はフックや凸部に係止することができる。従って、駆動部材200の取り付け構造を簡素化でき、取付作業も容易である。
In the present embodiment, the
本形態では、回転支持機構21にローリング駆動機構28が取り付けられている。すなわち、回転支持機構21は、可動体20に固定されたプレートロール51と、光軸L方向でプレートロール51に対向するプレートホルダ52と、プレートロール51およびプレートホルダ52に接触した状態で摺動もしくは転動する摺動部品53と、を備える。プレートホルダ52は、ジンバルフレーム80を介して固定体23に接続され、プレートロール51は、光軸L方向から見た場合に可動体20に重なるプレートロール環状部57と、プレートロール環状部57から第2軸R2方向の両側に突出する一対のプレートロール延設部58を備える。また、プレートホルダ52は、プレートロール環状部57に対向するプレートホルダ環状部65と、プレートホルダ環状部65から第1軸R1方向の両側に突出する一対のプレートホルダ延設部66を備る。プレートロール延設部58は、ワイヤ210の屈曲部を係止するワイヤ係止部220を備える。プレートホルダ延設部66は、ワイヤ210の端部が固定されるワイヤ固定部230を備える。以上のような構成により、周方向で隣り合うプレートロール延設部58とプレートホルダ延設部66との間にワイヤ210を掛け渡すことができ、回転支持機構21にローリング駆動機構28を取り付けることができる。なお、ワイヤ係止部220とワイヤ固定部230の配置は入れ替え可能である。すなわち、プレートホルダ延設部66にワイヤ係止部220を設け、プレートロール延設部58にワイヤ固定部230を設けることもできる。
In this embodiment, the rolling
このように、回転支持機構21にローリング駆動機構28を取り付けることにより、ローリング補正のための機構を1箇所に集めることができる。また、このような構成では、ローリング駆動機構28は、回転支持機構21の外周側に大きく飛び出すことがなく、光軸L方向においても回転支持機構21の範囲内にローリング駆動機構28が配置される。従って、ローリング駆動機構の配置スペースが小さく、他の機構と干渉するおそれが少ない。従って、振れ補正機能付き光学ユニット1の小型化に有利である。
By attaching the rolling
本形態では、駆動部材200に接続されるフレキシブルプリント基板(図示せず)を備え、フレキシブルプリント基板には、駆動部材200に通電するための通電パターンが形成されている。このように、フレキシブルプリント基板を用いることにより、ローリング駆動機構28に対する配線作業を容易化することができる。
In this embodiment, a flexible printed circuit board (not shown) connected to the
(変形例1)
上記形態では、ローリング駆動機構28を回転支持機構21に取り付けていたが、以下に説明する変形例1−5においては、ローリング駆動機構28を取り付ける部位は回転支持機構21に限定されるものではない。図11は、ローリング駆動機構28の変形例1を模式的に示す側面図である。上記形態は、可動体20の光軸L方向の一方側(被写体側)の端部にローリング駆動機構28の駆動部材200を配置したものであったが、駆動部材200の光軸L方向の配置は、上記形態の配置に限定されるものではない。図11に示すように、変形例1のローリング駆動機構28は、第1駆動機構28Aおよび第2駆動機構28Bを備える。第1駆動機構28Aは、可動体20の光軸L方向の一方側の端部に配置される。また、第2駆動機構28Bは、可動体20の光軸L方向の他方側の端部に配置される。
(Modification example 1)
In the above embodiment, the rolling
第1駆動機構28Aと第2駆動機構28Bは、それぞれ、少なくとも1つの駆動部材200を備える。各駆動部材200の構成は、上記形態と同様である。可動体20には、光軸L方向の一方側の端部、および、他方側の端部にそれぞれ、駆動部材200を係止するワイヤ係止部220が設けられている。また、固定体23には、光軸L方向の一方側の端部、および、他方側の端部にそれぞれ、駆動部材200を固定するワイヤ固定部230が設けられている。駆動部材200は、周方向に離間するワイヤ係止部220とワイヤ固定部230の間に架け渡されている。
The
図11に示す変形例1では、第1駆動機構28Aおよび第2駆動機構28Bが同一の構成であり、上下2箇所のワイヤ係止部220と、上下2箇所のワイヤ固定部230は、光軸L方向から見て重なっている。可動体20のローリング補正を行う際には、第1駆動機構28Aおよび第2駆動機構28Bを同期して駆動する。すなわち、第1駆動機構28Aの駆動部材200と、第2駆動機構28Bの駆動部材200に同期して通電する。これにより、変形例1では、可動体20に対して、光軸L方向の上下2箇所に同時に駆動力を加えることができる。従って、ローリング補正を行う際に可動体20が傾くことを抑制できる。よって、ローリング補正における可動体20の動作および姿勢を安定させることができる。
In the first modification shown in FIG. 11, the
(変形例2)
図12は、ローリング駆動機構28の変形例2およびその動作を模式的に示す平面図である。上記形態は、可動体20を第1回転方向CWに回転させる第1駆動部材(駆動部材201、202)と、可動体20を第2回転方向CCWに回転させる第2駆動部材(駆動部材203、204)備えるものであったが、変形例2は、1本の駆動部材200によって第1回転方向CWと第2回転方向CCWの2方向に可動体20を回転させるものである。図12(a)に示すように、変形例2のローリング駆動機構28は、1本の駆動部材200を備える。駆動部材200の形状は上記形態と同一である。
(Modification 2)
FIG. 12 is a plan view schematically showing a
変形例2のローリング駆動機構28は、駆動部材200への通電量を制御することにより、記憶形状よりも長く伸ばされた形状から記憶形状に復帰する途中の任意の長さに駆動部材200を変形させる。そのため、変形例2では、駆動部材200を構成するワイヤとして、通電量の大小に応じて長さが変化するものを用いる。変形例2のローリング駆動機構28は、上記形態と同様に、駆動部材200を第1形状と第2形状(記憶形状)の間で変化させる。図12(c)に示す長さまで伸びた形状が第1形状であり、図12(b)に示す長さまで縮んだ形状が第2形状である。図12(a)に示すように、可動体20がローリング補正の原点位置であるとき、駆動部材200は、第1形状から第2形状(記憶形状)に変化する途中の形状(基準形状)になっている。基準形状の光軸L方向から見た長さは、第1形状の光軸L方向から見た長さと、第2形状(記憶形状)の光軸L方向から見た長さの中間の長さである。変形例2の駆動部材200は、基準電流を通電した状態において基準形状になっている。従って、駆動部材200に基準電流を通電することにより、可動体20は原点位置に保持される。
The rolling
変形例2のローリング駆動機構28は、駆動部材200に通電する電流を基準電流から減少させることにより、図12(b)に示すように、可動体20を基準位置から第1回転方向CWへ回転させる。駆動部材200に通電する電流を基準電流から減少させると、駆動部材200は、光軸L方向から見た長さが基準形状より短くなる。従って、可動体20が基準位置から第1回転方向CWへ回転する。また、ローリング駆動機構28は、駆動部材200に通電する電流を基準電流から増加させることにより、図12(c)に示すように、可動体20を基準位置から第1回転方向CWとは逆向きの第2回転方向CCWへ回転させる。駆動部材200に通電する電流を基準電流から増加させると、駆動部材200は、光軸L方向から見た長さが基準形状より長くなる。従って、可動体20が基準位置から
第2回転方向CCWへ回転する。
The rolling
このように、変形例2では、ローリング補正の原点位置(基準位置)を駆動部材200に基準電流を通電した状態での位置にしている。これにより、電流の増減のみによって可動体20を第1回転方向CWと第2回転方向CCWの両方向に回転させることができる。また、駆動部材200の数が1本だけであっても、可動体20を第1回転方向CWと第2回転方向CCWの両方向に回転させることができる。従って、ローリング駆動機構28の小型化および設計の自由度の向上を図ることができる。
As described above, in the
(変形例3および変形例4)
図13(a)は、ローリング駆動機構28の変形例3を模式的に示す平面図である。図13(b)は、ローリング駆動機構28の変形例4を模式的に示す平面図である。変形例3、4のローリング駆動機構28は、複数の駆動部材200を備える。複数の駆動部材200は、光軸Lを中心とする周方向の複数位置に配置される。各駆動部材200は、変形例2と同様に、1本のみで可動体20を第1回転方向CWと第2回転方向CCWの両方向に回転させることができるものとする。図13(a)に示すように、変形例3のローリング駆動機構28は、光軸Lを挟んで反対側に配置される2本の駆動部材200を備える。また、図13(b)に示すように、変形例4のローリング駆動機構28は、光軸Lを中心として周方向に均等に分散して配置される3本の2本の駆動部材200を備える。
(
FIG. 13A is a plan view schematically showing a
変形例3、4は、複数の駆動部材200に同期して通電する。変形例3、4において、複数の駆動部材200は、光軸Lを中心として回転対称に構成される。従って、可動体20に対して、同一回転方向の駆動力が複数位置に加わるので、駆動力を大きくすることができる。また、変形例3、4において、複数の駆動部材200は、周方向の位置が異なるので、駆動力が作用する部位を周方向に分散させることができる。変形例3、4では、複数の駆動部材200が周方向に均等に分散して配置されるので、駆動力が作用する部位を周方向に均等に分散させることができる。さらに、変形例3、4では、複数の駆動部材200の光軸L方向の位置が略同一である。従って、ローリング補正における可動体20の動作および姿勢を安定させることができる。
(変形例5)
図14は、ローリング駆動機構28の変形例5を模式的に示す平面図である。変形例5のローリング駆動機構28は、駆動部材200および付勢部240を備える。駆動部材200および付勢部240は、可動体20と固定体23とを接続する。駆動部材200は、上記形態と同様に、第1形状と第2形状(記憶形状)の間で変化する。付勢部240は、コイルばねなどの弾性部材からなり、駆動部材200を第1形状に伸ばす方向の付勢力を発生させる。付勢部240は、駆動部材200が第1形状に伸びた状態で、自由長よりも伸びた状態になるように取り付けられている。駆動部材200が第1形状から第2形状(記憶形状)に変化すると、付勢部240が伸長して付勢力が増大し、駆動部材200が第2形状(記憶形状)から第1形状に変化すると、付勢部240が縮んで付勢力が減少する。
(Modification 5)
FIG. 14 is a plan view schematically showing a
変形例5のローリング駆動機構28は、駆動部材200に通電することにより、駆動部材200を第1形状から第2形状(記憶形状)に復帰させて可動体20を第1回転方向CWに回転させる。可動体20を第2回転方向CCWに回転させるときは、駆動部材200への通電を切って駆動部材200の温度を低下させ、付勢部材240の付勢力によって可動体20を回転させる。ローリング駆動機構28は、可動体20が第2形状(記憶形状)に復帰しているときは、可動体20が第1回転方向CWへ回転したことによって付勢部材240が伸びて付勢力が増加しているので、この状態で駆動部材200の温度が低下すると、付勢部材240の付勢力によって駆動部材200を伸ばすことができる。従って、可
動体20が第2回転方向CCWへ回転する。
The rolling
このように、変形例5は、付勢部材240を用いることにより、通電のオンオフのみで可動体20を第1回転方向CWと第2回転方向CCWへ回転させることができる。従って、ローリング駆動機構28の駆動制御が容易である。なお、付勢部240は、弾性部材に限定されるものではない。例えば、可動体20と固定体23の一方に配置される磁石と、可動体20と固定体23の他方に配置される磁性部材との間に作用する磁気吸引力によって可動体20を付勢する機構を用いることもできる。
As described above, in the modified example 5, by using the urging
1…振れ補正機能付き光学ユニット、2…カバー、3…光学ユニット本体部、4…レンズ、5…撮像モジュール、6…第1フレキシブルプリント基板、7…第2フレキシブルプリント基板、8…第3フレキシブルプリント基板、9…撮像素子、10…像側カバー、11…被写体側カバー、12…第1カバー、13…第2カバー、19…補強板、20…可動体、21…回転支持機構、22…ジンバル機構、23…固定体、25…振れ補正用駆動機構、26…第1振れ補正用磁気駆動機構、27…第2振れ補正用磁気駆動機構、28…ローリング駆動機構、28A…第1駆動機構、28B…第2駆動機構、29…ホルダ、30…撮像モジュール本体部、31…円筒部分、35…第1側壁、36…第2側壁、37…第3側壁、38…第4側壁、39…第5側壁、40…第6側壁、41…第7側壁、42…第8側壁、44…第1ヨーク、45…第1マグネット、46…第2ヨーク、47…第2マグネット、51…プレートロール、52…プレートホルダ、53…摺動部材、54…第1与圧機構、55…第2与圧機構、56…対向部、57…プレートロール環状部、58…プレートロール延設部、59…プレートロール環状板、60…プレートロール環状壁、62…与圧用マグネット、63…固定部、63a,63b…突起、65…プレートホルダ環状部、66…プレートホルダ延設部、66a…プレートホルダ第1延設部分、66b…プレートホルダ第2延設部分、66c…プレートホルダ第3延設部分、67…プレートホルダ環状板、68…プレートホルダ円弧壁、69…第1軸側凹曲面、75…貫通孔、77…板部材、79…プレートロール固定孔、80…ジンバルフレーム、81…第1接続機構、82…第2接続機構、83…第1軸側シャフト、84…第2軸側シャフト、85…ジンバルフレーム本体部、85a…中央板部分、85b…第1傾斜板部分、85c…第2傾斜板部分、86…第1軸側ジンバルフレーム延設部、86a…第1軸側ジンバルフレーム延設部第1延設部分、86b…第1軸側ジンバルフレーム延設部第2延設部分、86c…第1軸側ジンバルフレーム延設部第3延設部分、87…第2軸側ジンバルフレーム延設部、87a…第2軸側ジンバルフレーム延設部第1延設部分、87b…第2軸側ジンバルフレーム延設部第2延設部分、87c…第2軸側ジンバルフレーム延設部第3延設部分、90…開口部、91…リブ、92…ジンバルフレーム延設部貫通孔、93…第1軸側シャフト支持用筒部、94…ジンバルフレーム延設部突部、95…第2軸側凹曲面、97…ケース、98…枠状板部、99…枠部、101…第1側板、102…第2側板、103…第3側板、104…第4側板、105…第5側板、106…第6側板、107…第7側板、108…第8側板、109…第1コイル保持用開口部、110…第1コイル、111…第2コイル保持用開口部、112…第2コイル、115…切欠き部、117…貫通孔、118…筒部、123…第1磁性板、141…弾性係合部、143…係止部、200、201、202、203,204…駆動部材、210…ワイヤ、211…第1部分、212…第2部分、213…直線部分、214…ワイヤ端部、215…係止部品、220…ワイヤ係止部、230…ワイヤ固定部、240…付勢部、CCW…第2回転方向、CW…第1回転方向、L…光軸、R1…第1軸、R2…第2軸 1 ... Optical unit with runout correction function, 2 ... Cover, 3 ... Optical unit body, 4 ... Lens, 5 ... Imaging module, 6 ... 1st flexible print board, 7 ... 2nd flexible print board, 8 ... 3rd flexible Printed board, 9 ... Imaging element, 10 ... Image side cover, 11 ... Subject side cover, 12 ... First cover, 13 ... Second cover, 19 ... Reinforcing plate, 20 ... Movable body, 21 ... Rotation support mechanism, 22 ... Gimbal mechanism, 23 ... fixed body, 25 ... runout correction drive mechanism, 26 ... first runout correction magnetic drive mechanism, 27 ... second runout correction magnetic drive mechanism, 28 ... rolling drive mechanism, 28A ... first drive mechanism , 28B ... 2nd drive mechanism, 29 ... Holder, 30 ... Imaging module main body, 31 ... Cylindrical part, 35 ... 1st side wall, 36 ... 2nd side wall, 37 ... 3rd side wall, 38 ... 4th side wall, 39 ... 5th side wall, 40 ... 6th side wall, 41 ... 7th side wall, 42 ... 8th side wall, 44 ... 1st yoke, 45 ... 1st magnet, 46 ... 2nd yoke, 47 ... 2nd magnet, 51 ... plate roll , 52 ... Plate holder, 53 ... Sliding member, 54 ... First pressurizing mechanism, 55 ... Second pressurizing mechanism, 56 ... Opposing portion, 57 ... Plate roll annular portion, 58 ... Plate roll extending portion, 59 ... Plate roll annular plate, 60 ... Plate roll annular wall, 62 ... Pressurizing magnet, 63 ... Fixed part, 63a, 63b ... Projection, 65 ... Plate holder annular part, 66 ... Plate holder extension part, 66a ... Plate holder first Extension part, 66b ... Plate holder 2nd extension part, 66c ... Plate holder 3rd extension part, 67 ... Plate holder annular plate, 68 ... Plate holder arc wall, 69 ... First axis side concave curved surface, 75 ... Penetration Hole, 77 ... Plate member, 79 ... Plate roll fixing hole, 80 ... Gimbal frame, 81 ... First connection mechanism, 82 ... Second connection mechanism, 83 ... First shaft side shaft, 84 ... Second shaft side shaft, 85 ... Gimbal frame main body, 85a ... Central plate, 85b ... First inclined plate, 85c ... Second inclined plate, 86 ... First axis side gimbal frame extension, 86a ... First axis side gimbal frame extension Part 1 extension part, 86b ... 1st axis side gimbal frame extension part 2nd extension part, 86c ... 1st axis side gimbal frame extension part 3rd extension part, 87 ... 2nd axis side gimbal frame extension Installation part, 87a ... 2nd axis side gimbal frame extension part 1st extension part, 87b ... 2nd axis side gimbal frame extension part 2nd extension part, 87c ... 2nd axis side gimbal frame extension part 3rd Extension part, 90 ... Opening , 91 ... Ribs, 92 ... Gimbal frame extension through hole, 93 ... First shaft side shaft support cylinder, 94 ... Gimbal frame extension protrusion, 95 ... Second shaft side concave curved surface, 97 ... Case, 98 ... Frame-shaped plate, 99 ... Frame, 101 ... 1st side plate, 102 ... 2nd side plate, 103 ... 3rd side plate, 104 ... 4th side plate, 105 ... 5th side plate, 106 ... 6th side plate, 107 ... 7th side plate, 108 ... 8th side plate, 109 ... 1st coil holding opening, 110 ... 1st coil, 111 ... 2nd coil holding opening, 112 ... 2nd coil, 115 ... notch, 117 ... Through hole, 118 ... Cylinder part, 123 ... First magnetic plate, 141 ... Elastic engaging part, 143 ... Locking part, 200, 201, 202, 203, 204 ... Drive member, 210 ... Wire, 211 ... First part , 212 ... 2nd part, 213 ... straight part, 214 ... wire end part, 215 ... locking part, 220 ... wire locking part, 230 ... wire fixing part, 240 ... urging part, CCW ... second rotation direction, CW ... 1st rotation direction, L ... Optical axis, R1 ... 1st axis, R2 ... 2nd axis
Claims (10)
前記可動体を前記光学素子の光軸を中心に回転可能に支持する回転支持機構と、
前記回転支持機構を前記光軸と交差する第1軸回りに回転可能に支持するとともに、前記光軸および前記第1軸と交差する第2軸回りに回転可能に支持するジンバル機構と、
前記ジンバル機構および前記回転支持機構を介して前記可動体を支持する固定体と
前記可動体を前記光軸回りに回転させるローリング駆動機構と、
前記可動体を前記第1軸回りおよび前記第2軸回りに揺動させる振れ補正用駆動機構と、を有し、
前記ローリング駆動機構は、形状記憶合金からなる駆動部材を備え、
前記駆動部材は、前記可動体に接続される第1部分、および、前記固定体に接続される第2部分を備え、前記第1部分と前記第2部分は前記光軸回りの周方向に離間し、
前記駆動部材は、通電により所定の温度になると記憶形状に復帰し、
前記駆動部材の通電状態を制御して前記光軸方向から見た場合の前記駆動部材の長さを変化させることにより、前記可動体を前記光軸回りに回転させることを特徴とする振れ補正機能付き光学ユニット。 A movable body equipped with an optical element and
A rotary support mechanism that rotatably supports the movable body about the optical axis of the optical element,
A gimbal mechanism that rotatably supports the rotary support mechanism around a first axis that intersects the optical axis, and rotatably supports the optical axis and a second axis that intersects the first axis.
A fixed body that supports the movable body via the gimbal mechanism and the rotation support mechanism, a rolling drive mechanism that rotates the movable body around the optical axis, and a rolling drive mechanism.
It has a runout correction drive mechanism that swings the movable body around the first axis and around the second axis.
The rolling drive mechanism includes a drive member made of a shape memory alloy.
The driving member includes a first portion connected to the movable body and a second portion connected to the fixed body, and the first portion and the second portion are separated in a circumferential direction around the optical axis. And
The drive member returns to its memory shape when it reaches a predetermined temperature by energization.
A runout correction function characterized by rotating the movable body around the optical axis by controlling the energized state of the drive member and changing the length of the drive member when viewed from the optical axis direction. With optical unit.
前記駆動部材に通電する電流を前記基準電流から減少させることにより、前記可動体を前記原点位置から第1回転方向へ回転させ、
前記駆動部材に通電する電流を前記基準電流から増加させることにより、前記可動体を前記原点位置から前記第1回転方向とは逆向きの第2回転方向へ回転させ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。 The driving member has a reference shape in the process of returning to the storage shape by energizing a reference current, and when the driving member has the reference shape, the movable body is located at the origin position of the rolling correction.
By reducing the current energizing the drive member from the reference current, the movable body is rotated from the origin position in the first rotation direction.
The first aspect of the present invention is that the movable body is rotated from the origin position to the second rotation direction opposite to the first rotation direction by increasing the current energizing the drive member from the reference current. Optical unit with runout correction function described in.
前記駆動部材に通電することにより、前記駆動部材を前記記憶形状に変化させて前記可動体を第1回転方向に回転させ、
前記駆動部材の通電を行わない状態で、前記付勢部の付勢力によって前記可動体を前記第1回転方向とは逆向きの第2回転方向に回転させ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。 The driving member is provided with an urging portion that generates an urging force in a direction extending from the memory shape.
By energizing the drive member, the drive member is changed to the memory shape and the movable body is rotated in the first rotation direction.
The first aspect of claim 1, wherein the movable body is rotated in a second rotation direction opposite to the first rotation direction by the urging force of the urging portion without energizing the drive member. Optical unit with runout correction function.
前記複数の駆動部材は、同期して通電されることを特徴とする請求項1から3の何れか一項に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。 A plurality of the driving members arranged at a plurality of positions in the circumferential direction about the optical axis are provided.
The optical unit with a runout correction function according to any one of claims 1 to 3, wherein the plurality of driving members are energized in synchronization with each other.
前記複数の前記駆動部材は、第1駆動部材および第2駆動部材を含み、
前記第1駆動部材に通電し、且つ、前記第2駆動部材に通電しないことにより、前記第1駆動部材を前記記憶形状に復帰させて前記可動体を第1回転方向に回転させるとともに、前記第2駆動部材を前記記憶形状から変形させ、
前記第2駆動部材に通電し、且つ、前記第1駆動部材に通電しないことにより、前記第2駆動部材を前記記憶形状に復帰させて前記可動体を前記第1回転方向とは逆向きの第2回転方向に回転させるとともに、前記第1駆動部材を前記記憶形状から変形させることを
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。 The rolling drive mechanism includes a plurality of the drive members.
The plurality of the driving members include a first driving member and a second driving member.
By energizing the first drive member and not energizing the second drive member, the first drive member is returned to the memory shape, the movable body is rotated in the first rotation direction, and the first drive member is rotated. 2 The driving member is deformed from the memory shape,
By energizing the second driving member and not energizing the first driving member, the second driving member is returned to the storage shape and the movable body is moved in the direction opposite to the first rotation direction. The optical unit with a runout correction function according to claim 1, wherein the first driving member is deformed from the storage shape while being rotated in two rotation directions.
前記第1部分および前記第2部分の一方は、前記ワイヤを折り返した屈曲部であることを特徴とする請求項1から6の何れか一項に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。 The driving member is a wire made of a shape memory alloy.
The optical unit with a runout correction function according to any one of claims 1 to 6, wherein one of the first portion and the second portion is a bent portion in which the wire is folded back.
前記プレートホルダは、前記ジンバル機構を介して前記固定体に接続され、
前記プレートロールは、光軸方向から見た場合に前記可動体に重なるプレートロール環状部と、前記プレートロール環状部から前記第2軸方向の両側に突出する一対のプレートロール延設部を備え、
前記プレートホルダは、前記プレートロール環状部に対向するプレートホルダ環状部と、前記プレートホルダ環状部から前記第1軸方向の両側に突出する一対のプレートホルダ延設部を備え、
前記一対のプレートロール延設部と前記一対のプレートホルダ延設部の一方は、前記屈曲部を係止するワイヤ係止部を備え、
前記一対のプレートロール延設部と前記一対のプレートホルダ延設部の他方は、前記ワイヤの端部が固定されるワイヤ固定部を備えることを特徴とする請求項7に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。 The rotation support mechanism is a sliding member that slides in contact with a plate roll fixed to the movable body, a plate holder facing the plate roll in the optical axis direction, and the plate roll and the plate holder. And with
The plate holder is connected to the fixed body via the gimbal mechanism.
The plate roll includes a plate roll annular portion that overlaps the movable body when viewed from the optical axis direction, and a pair of plate roll extending portions that project from the plate roll annular portion on both sides in the second axial direction.
The plate holder includes a plate holder annular portion facing the plate roll annular portion and a pair of plate holder extending portions projecting from the plate holder annular portion on both sides in the first axial direction.
One of the pair of plate roll extension portions and the pair of plate holder extension portions includes a wire locking portion for locking the bent portion.
The runout correction function according to claim 7, wherein the other of the pair of plate roll extension portions and the pair of plate holder extension portions includes a wire fixing portion to which the end portion of the wire is fixed. Optical unit.
前記2組の駆動機構は、同期して駆動され、
前記2組の駆動機構のそれぞれは、少なくとも1つの前記駆動部材を備えることを特徴とする請求項1から8の何れか一項に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。 The rolling drive mechanism includes two sets of drive mechanisms arranged at two locations, one end of the movable body on one side in the optical axis direction and the other end of the movable body in the optical axis direction. Prepare,
The two sets of drive mechanisms are driven synchronously and
The optical unit with a runout correction function according to any one of claims 1 to 8, wherein each of the two sets of drive mechanisms includes at least one drive member.
前記フレキシブルプリント基板には、前記駆動部材に通電するための通電パターンが形成されていることを特徴とする請求項1から9の何れか一項に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。
A flexible printed circuit board connected to the drive member is provided.
The optical unit with a runout correction function according to any one of claims 1 to 9, wherein the flexible printed circuit board is formed with an energization pattern for energizing the drive member.
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