JP2021139986A - 振れ補正機能付き光学ユニット - Google Patents
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Abstract
Description
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補正用磁気駆動機構と、を有し、前記ローリング補正用磁気駆動機構は、前記可動体および前記固定体の一方に固定されたローリング補正用マグネットと、前記可動体および前記固定体の他方に固定された2つのローリング補正用コイルと、を備え、前記ローリング補正用マグネットは、周方向で分極着磁されており、前記光軸方向に平行に延びる第1着磁分極線および第2着磁分極線を備え、2つの前記ローリング補正用コイルは、前記光軸回りの周方向に配列されており、前記光軸を中心とする径方向から見た場合に、第1着磁分極線と一方のローリング補正用コイルの開口部とが重なり、第2着磁分極線と他方のローリング補正用コイルの開口部とが重なることを特徴とする。
ットのヨークとして機能する。従って、ローリング補正用磁気駆動機構の駆動力を確保しやすい。また、ケースを非磁性金属製とすれば、ケースを樹脂製とする場合などと比較して、ケースを径方向で薄くすることが容易である。これにより、ローリング補正用マグネットとローリング駆動用コイルとの間にケースが介在する場合でも、ローリング補正用マグネットとローリング駆動用コイルとを径方向で接近させることができる。従って、ローリング補正用磁気駆動機構の駆動力を確保しやすい。
することができる。このようにすれば、第3着磁分極線と重なる位置に配置されたホール素子からの出力に基づいて、可動体の角度位置を出力することができる。
を説明する。
図1は、振れ補正機能付き光学ユニットの斜視図である。図2は、振れ補正機能付き光学ユニットを被写体側から見た場合の平面図である。図3は、振れ補正機能付き光学ユニットの分解斜視図である。図4は、光学ユニット本体部の斜視図である。図4では、ベース、フレキシブルプリント基板、第1磁性板、および第2磁性板を省略して示す。図5は、光学ユニット本体部の平面図である。図5では、ベースおよびフレキシブルプリント基板を省略して示す。図6は、図2のA−A線断面図である。図7は、図2のB−B線断面図である。
続する第2接続機構17、を備える。第2接続機構17は、ジンバルフレーム15の第2軸方向R2の両側に設けられている。これにより、可動体10は、回転支持機構12およびジンバル機構13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11に支持される。
図8は、光学ユニット本体部3の分解斜視図である。図9は、可動体10および回転支持機構12の斜視図である。図10は、可動体10および回転支持機構12の分解斜視図である。図11は、可動体の分解斜視図である。図12は、第1レール部材およびストッパ部材の斜視図である。図12では、第1レール部材およびストッパ部材を−Z方向から見ている。図13は、回転支持機構12および可動体10を+Z方向から見た場合の分解斜視図である。図14は、回転支持機構12および可動体10を−Z方向から見た場合の分解斜視図である。
円形開口部33aを間に挟んだ第1軸R1方向の両側に、Z軸方向に貫通する貫通孔33bを備える。また、ホルダ端板部33は、円形開口部33aを間に挟んだ第2軸R2方向の両側にZ軸方向に貫通する貫通孔33bを備える。
図13、図14に示すように、回転支持機構12は、光軸Lと同軸な状態で可動体10に設けられた第1環状溝45と、第1環状溝45とZ軸方向で対向する第2環状溝65を有するプレートロール66とを備える。また、回転支持機構12は、第1環状溝45および第2環状溝65に挿入されて可動体10とプレートロール66との間で転動する複数の球体67と、球体67を転動可能に保持する環状のリテーナ68と、を備える。さらに、
図9に示すように、回転支持機構12は、第1環状溝45と第2環状溝65とをZ軸方向で接近させる力を付与する与圧機構69と、を備える。
85は、球体84を第1軸R1上でプレートロール延設部第2部分78と離間する位置に支持する。
ートロール突出部76の外周側の端縁とが重なる。すなわち、各プレートロール延設部第1部分77の形状は、第1磁性部材91および第2磁性部材92を周方向および径方向で位置決めする位置決め部として機能する。また、プレートロール突出部76の形状は、第3磁性部材93および第4磁性部材94を周方向および径方向で位置決めする位置決め部として機能する。
る。
図8に示すように、固定体11は、可動体10および回転支持機構12を外周側から囲む枠状のケース105を有する。図1に示すように、カバー4は、ケース105に+Z方向から被せられている。図3に示すように、ベース5は、ケース105の−Z方向の開口を塞ぐ。ケース105、カバー4、およびベース5は、金属製である。カバー4およびベース5は、溶接によってケース105に固定されている。
。各ジンバルフレーム受け部材83は、スラスト受け部材85の各腕部89の先端、および足部屈曲板部90bが、それぞれ第5枠板部分115および第6枠板部分116に溶接によって固定される。
図16は、ジンバルフレーム15の斜視図である。ジンバルフレーム15は、金属製の板バネからなる。図8に示すように、ジンバルフレーム15は、プレートロール66の+Z方向に位置する本体部140と、本体部140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第1軸側延設部141と、本体部140から第2軸R2方向の両側に向かって突出して−Z方向に延びる一対の第2軸側延設部142と、を備える。図14に示すように、本体部140は、第1軸R1方向に延びる略長方形形状の中央板部140aと、中央板部140a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140bと、中央板部140a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140cとを備える。また、本体部140は、中央に、Z軸方向に貫通する開口部15aを備える。図8に示すように、Z軸方向から見た場合に、カメラモジュール2のカメラモジュール円筒部31は、開口部15aの内側に位置する。
図17は、ローリング補正用磁気駆動機構23を径方向外側から見た場合の説明図である。図17では、ローリング補正用マグネット63と、2つのローリング補正用コイル123、124との間に位置するケース105の第4枠板部分114を省略して示す。
2振れ補正用磁気駆動機構22を構成する。従って、振れ補正用第2コイル122への給電により、可動体10はX軸回りに回転する。振れ補正用磁気駆動機構20は、第1振れ補正用磁気駆動機構21による可動体10のY軸回りの回転と、第2振れ補正用磁気駆動機構22による可動体10のX軸回りの回転と、を合成して、可動体10を第1軸R1回り、および第2軸R2回りに回転させる。
本例によれば、可動体10をZ軸回りに回転可能に支持する回転支持機構12が、ジンバル機構13によって第1軸R1回りおよび第2軸R2回りに回転可能に支持される。従って、可動体10が第1軸R1回り或いは第2軸R2回りに回転している状態でも、可動体10を光軸Lと一致する回転軸回りに回転させることができる。また、回転支持機構12は、可動体10に設けられた第1環状溝45とプレートロール66に設けられた第2環状溝65とに挿入されて転動する複数の球体84を備える。従って、可動体10が複数の板バネによって回転可能に支持されている場合と比較して、可動体10の回転軸が不安定になることがない。
2の有効辺は周方向に延びる。従って、振れ補正用磁気駆動機構20による駆動力を確保するために、振れ補正用第1コイル121および振れ補正用第2コイル122を径方向で大きくする必要はない。これにより、固定体11がZ軸方向で大きくなることを抑制できる。
図18は、変形例1のローリング補正用磁気駆動機構の説明図である。図19(a)は、変形例2のローリング補正用磁気駆動機構の説明図であり、図19(b)は、変形例3のローリング補正用磁気駆動機構の説明図であり、図19(c)は、変形例4のローリング補正用磁気駆動機構の説明図である。図18、図19では、ローリング補正用マグネット63が固定されたホルダ、および、ローリング補正用マグネット63と2つのローリング補正用コイル123、124との間に位置するケース105の第4枠板部分114を省略して示す。
ホール素子161からの第1出力と回転位置センサ用第2ホール素子162からの第2出力との加算信号を出力する。このようにすれば、回転位置センサ135は、加算信号に基づいて、可動体10の角度位置を精度よく検出することができる。
磁性部材は、磁性部材91〜94に替えて、プレートロール66に固定された第2のマグネットを備えてもよい。
8…プレートロール延設部第2部分、79…プレートロール延設部第3部分、80…段部、83…ジンバルフレーム受け部材、84…球体、85…スラスト受け部材、87…球体固定部、88…板部、89…腕部、90…足部、90a…足部突出板部、90b…足部屈曲板部、91〜94…第1磁性部材〜第4磁性部材、95…幅広部分、96…矩形部分、97…台形部分、98…第2のストッパ部材、99…ストッパ部、100…第1接続部、100…第1接続部、101…第2接続部、102…第3接続部、105…ケース、106…枠板部、106a…切欠き部、107…固定体側フランジ部、111〜118…第1枠板部分〜第8枠板部分、121…振れ補正用第1コイル、122…振れ補正用第2コイル、123…一方のローリング補正用コイル、124…他方のローリング補正用コイル、130…揺動位置センサ、131…第1ホール素子、132…第2ホール素子、135…回転位置センサ、136…ホール素子、137…第1磁性板、138…第2磁性板、140…本体部、140a…中央板部、140b…第1傾斜板部、140c…第2傾斜板部、141…第1軸側延設部、142…第2軸側延設部、145…第1軸側延設部第1部分、146…第1軸側延設部第2部分、147…第1軸側延設部第3部分、148…第1軸側凹曲面、151…第2軸側延設部第1部分、152…第2軸側延設部第2部分、152a…第1部分、152b…屈曲部、152c…第2部分、153…第2軸側延設部第3部分、154…第2軸側凹曲面、161〜163…回転位置センサ用ホール素子、L…光軸、P…光軸、第1軸、および第2軸の交差点、R1…第1軸、R2…第2軸
Claims (10)
- カメラモジュールを備える可動体と、
前記可動体を前記カメラモジュールのレンズ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補正用磁気駆動機構と、を有し、
前記ローリング補正用磁気駆動機構は、前記可動体および前記固定体の一方に固定されたローリング補正用マグネットと、前記可動体および前記固定体の他方に固定された2つのローリング補正用コイルと、を備え、
前記ローリング補正用マグネットは、周方向で分極着磁されており、前記光軸方向に平行に延びる第1着磁分極線および第2着磁分極線を備え、
2つの前記ローリング補正用コイルは、前記光軸回りの周方向に配列されており、
前記光軸を中心とする径方向から見た場合に、第1着磁分極線と一方のローリング補正用コイルの開口部とが重なり、第2着磁分極線と他方のローリング補正用コイルの開口部とが重なることを特徴とする振れ補正機能付き光学ユニット。 - 前記可動体は、前記カメラモジュールを前記光軸を中心とする外周側から囲む枠部を有するホルダを備え、
前記固定体は、前記枠部を外周側から囲むケースを備え、
前記ローリング補正用マグネットは、前記枠部に固定され、
2つの前記ローリング補正用コイルは、前記ケースの前記ローリング補正用マグネットとは反対側に固定されていることを特徴とする請求項1に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。 - 前記ホルダは、磁性金属製であり、
前記ケースは、非磁性金属からなることを特徴とする請求項2に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。 - 前記回転支持機構は、前記光軸と同軸な状態で前記可動体に設けられた第1環状溝と、前記光軸方向で前記1環状溝と対向する第2環状溝を有するプレートロールと、前記第1環状溝および前記第2環状溝に挿入されて前記可動体と前記プレートロールとの間で転動する複数の球体と、前記第1環状溝と前記第2環状溝とを前記光軸方向で接近させる力を付与する与圧機構を備え、
前記ジンバル機構は、前記プレートロールを前記第1軸回りに回転可能に支持し、
前記プレートロールは、非磁性であり、
前記与圧機構は、前記プレートロールの前記光軸回りの周方向の一部分に固定された磁性部材と、前記可動体の前記周方向の一部分に固定されて前記磁性部材を吸引するマグネットと、を備えることを特徴とする請求項1から3のうちのいずれか一項に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。 - 前記光軸回りにおける前記可動体の角度位置を検出するための位置センサを有し、
前記位置センサは、前記径方向から見た場合に一方の前記ローリング補正用コイルの開口部の内周側に位置する第1ホール素子を備えることを特徴とする請求項1から4うちのいずれか一項に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。 - 前記位置センサは、前記径方向から見た場合に他方の前記ローリング補正用コイルの開口部の内周側に位置する第2ホール素子を備え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。 - 前記ローリング補正用マグネットは、前記周方向に3極着磁されており、
前記位置センサは、前記第1ホール素子からの第1出力と前記第2ホール素子からの第2出力との差動信号を出力することを特徴とする請求項6に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。 - 前記ローリング補正用マグネットは、前記周方向に4極着磁されており、前記光軸方向に平行に延びる3つの着磁分極線を備え、
前記周方向の両側に位置する2つの前記着磁分極線は、それぞれ前記第1着磁分極線および第2着磁分極線であり、
前記位置センサは、前記第1ホール素子からの第1出力と前記第2ホール素子からの第2出力との加算信号を出力することを特徴とする請求項6に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。 - 前記光軸回りにおける前記可動体の角度位置を検出するための位置センサを有し、
前記ローリング補正用マグネットは、前記周方向に4極着磁されており、前記光軸方向に平行に延びる3つの着磁分極線を備え、
前記周方向の両側に位置する2つの前記着磁分極線は、それぞれ前記第1着磁分極線および第2着磁分極線であり、
前記位置センサは、前記径方向から見た場合に、前記周方向で前記第1着磁分極線と第2着磁分極線との間に位置する第3着磁分極線と重なる位置に配置されたホール素子を備えることを特徴とする請求項1から4うちのいずれか一項に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。 - 前記可動体を前記第1軸回りおよび前記第2軸回りに回転させる振れ補正用磁気駆動機構を有し、
前記振れ補正用磁気駆動機構と、前記ローリング補正用磁気駆動機構とは、前記光軸回りの周方向に配列されており、
前記振れ補正用磁気駆動機構は、前記可動体および前記固定体の一方に固定された振れ補正用マグネットと、他方に固定された振れ補正用コイルと、を備え、
前記振れ補正用マグネットは、前記光軸方向で分極着磁されており、周方向に延びる一つの着磁分極線を備え、
前記径方向から見た場合に、前記振れ補正用マグネットの前記着磁分極線は、前記振れ補正用コイルの開口部と重なることを特徴とする請求項1から9のうちのいずれか一項に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。
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