JP2022018721A

JP2022018721A - 振れ補正機能付き光学ユニット

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Publication number: JP2022018721A
Application number: JP2020122046A
Authority: JP
Inventors: 伸司南澤; Shinji Minamizawa
Original assignee: Nidec Sankyo Corp
Current assignee: Nidec Sankyo Corp
Priority date: 2020-07-16
Filing date: 2020-07-16
Publication date: 2022-01-27
Also published as: US11747643B2; CN113946080A; CN113946080B; US20220019087A1

Abstract

【課題】フレキシブルプリント基板に起因する可動体の揺動負荷の増大およびアクチュエータ特性の低下を抑制する。【解決手段】振れ補正機能付き光学ユニット１は、可動体５を揺動させて振れ補正を行う。固定体８は、可動体５に対してＸ軸方向（第１方向）で離間した基板固定部８０を備える。可動体５から引き出されるフレキシブルプリント基板９は、可動体５と基板固定部８０との間で光軸Ｌと交差する仮想平面Ｖ内に配置される平面部９３と、基板固定部８０に固定される第１基板９４（被固定部）と、を備える。平面部９３は、仮想平面Ｖ内において湾曲する形状をしている。基板固定部８０は、第１基板９４（被固定部）を固定可能な固定可能領域（固定面８１）を備え、固定可能領域（固定面８１）のＹ軸方向（第２方向）の幅は、第１基板９４（被固定部）のＹ軸方向（第２方向）の幅よりも大きい。【選択図】図４

Description

本発明は、光学モジュールを揺動させて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の中には、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、光学モジュールを備える可動体と、固定体と、固定体に対して可動体を光軸と交差する回転軸（Ｘ軸、Ｙ軸）周りに回転可能に支持する揺動支持機構を有する。可動体からは、光学モジュールに接続されるフレキシブルプリント基板（フレキシブル配線基板）が引き出される。フレキシブルプリント基板の端部（固定端）は、固定体に設けられた位置決め部に固定される。

特開２０２０－８６３６７号公報

振れ補正機能付き光学ユニットでは、可動体は、フレキシブルプリント基板を撓ませながら揺動する。このとき、フレキシブルプリント基板が備えるバネ性によって、可動体の動きが阻害され、可動体を揺動させるための負荷が増大することがある。特許文献１では、フレキシブルプリント基板を撓みやすくするため、光軸方向から見て重なるように折り返した形状に引き回している。

しかしながら、フレキシブルプリント基板を複数回折り返す作業は手間がかかり、多くのタクトタイムを要している。また、曲げ形状を安定させるために治具を用いたり、曲げ後の変形を防ぐための処理を行う工程が必要となっている。

また、フレキシブルプリント基板の折り曲げ寸法がばらつくと、フレキシブルプリント基板の固定端の位置がばらつく。従来、フレキシブルプリント基板の固定端を固定体に固定する際、固定端に設けた位置決め用の凹部や穴を固定体の位置決め部に嵌合させているが、固定端の位置がばらついている状態で無理に凹部や穴を嵌合させると、フレキシブルプリント基板に突っ張りや変形が生じる。その結果、フレキシブルプリント基板から可動体に力が加わるので、可動体の初期位置がずれたり、可動体の滑らかな動きが阻害される。そのため、安定したアクチュエータ特性が得られないという問題がある。

本発明の課題は、このような点に鑑みて、フレキシブルプリント基板に起因する可動体の揺動負荷の増大およびアクチュエータ特性の低下を抑制することにある。

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る可動体と、固定体と、前記固定体に対して前記可動体を光軸と交差する第１軸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軸と交差する
第２軸周りに揺動可能に支持する揺動支持機構と、前記可動体を前記第１軸周りおよび前記第２軸周りに揺動させる振れ補正用駆動機構と、前記可動体から引き出されるフレキシブルプリント基板と、を有し、前記光軸と直交する方向を第１方向とし、前記光軸と直交し且つ前記第１方向と直交する方向を第２方向とする場合に、前記固定体は、前記可動体に対して前記第１方向で離間した基板固定部を備え、前記フレキシブルプリント基板は、前記可動体と前記基板固定部との間で前記光軸と交差する仮想平面内に配置される平面部と、前記基板固定部に固定される被固定部と、を備え、前記平面部は、前記仮想平面内で湾曲した湾曲部を備え、前記被固定部は、前記基板固定部に当接することにより前記光軸方向に位置決めされ、前記基板固定部は、前記被固定部を固定可能な固定可能領域を備え、前記固定可能領域の前記第２方向の幅は、前記被固定部の前記第２方向の幅よりも大きいことを特徴とする。

本発明によれば、可動体に接続されるフレキシブルプリント基板は、光軸と交差する仮想平面内に配置される平面部を備えており、平面部は、前記仮想平面内で湾曲した湾曲部を備えている。従って、フレキシブルプリント基板を折り返す作業を行わずに撓みやすい形状が得られるので、フレキシブルプリント基板の加工手間を削減できる。また、固定体に設けられた基板固定部の固定可能領域は、フレキシブルプリント基板に設けられた被固定部よりも第２方向の幅が大きい。従って、基板固定部にフレキシブルプリント基板を固定する際、被固定部の位置を第２方向にずらすことによってフレキシブルプリント基板の突っ張りや変形を抑制できる。これにより、フレキシブルプリント基板を自然な状態にすることができるため、フレキシブルプリント基板の形状精度の低下によって可動体に意図しない力が加わることを抑制できる。よって、フレキシブルプリント基板に起因する可動体の揺動負荷の増大およびアクチュエータ特性の低下を抑制できる。

本発明において、前記固定可能領域の前記第１方向の幅は、前記被固定部の前記第１方向の幅よりも大きいことが好ましい。このようにすると、基板固定部にフレキシブルプリント基板を固定する際、被固定部の位置を第１方向にずらすことによってフレキシブルプリント基板の突っ張りや変形を抑制でき、フレキシブルプリント基板を自然な状態にすることができる。よって、フレキシブルプリント基板に起因する可動体の揺動負荷の増大およびアクチュエータ特性の低下を抑制できる。

本発明において、前記平面部は、前記第１方向に対して傾斜し、前記基板固定部は、前記被固定部が当接する固定面を備え、前記固定面は、前記平面部と同一方向に傾斜することが好ましい。このようにすると、平面部と被固定部の傾きを同一にすることができるので、平面部と被固定部を曲げずに配置できる。これにより、フレキシブルプリント基板を自然な状態で配置できるので、フレキシブルプリント基板から可動体に意図しない力が加わることを抑制できる。また、フレキシブルプリント基板が固定体に干渉するおそれを少なくすることができる。

本発明において、前記平面部は、前記第１方向において前記可動体に近づくに従って、前記光軸方向において前記可動体の揺動中心が位置する側に向かう方向に傾斜することが好ましい。このようにすると、フレキシブルプリント基板が配置される仮想平面と可動体の揺動中心との距離を小さくすることができる。従って、フレキシブルプリント基板が撓むことによる、可動体の揺動負荷の増大を抑制できる。

本発明において、前記仮想平面と前記光軸との交点は、前記可動体の揺動中心と一致することが好ましい。このようにすると、フレキシブルプリント基板が撓むことによる、可動体の揺動負荷の増大を抑制できる。

本発明において、前記平面部は、前記第１軸および前記第２軸と交差することが好まし
い。このようにすると、可動体が第１軸回りおよび第２軸回りに揺動する際に、可動体の動きに追従して平面部が撓む際の負荷が少ない。従って、フレキシブルプリント基板が撓むことによる、可動体の揺動負荷の増大を抑制できる。

本発明において、前記湾曲部は、前記仮想平面内において逆向きに湾曲した第１湾曲部および第２湾曲部を備え、前記平面部は、前記第１方向に延びる第１直線部、前記第１直線部から逆向きに湾曲した前記第１湾曲部、前記第１湾曲部から前記第１直線部と略平行に延びる第２直線部、前記第２直線部から逆向きに湾曲した前記第２湾曲部、前記第２湾曲部から前記第２直線部と略平行に延びる第３直線部、を備えることが好ましい。このように、フレキシブルプリント基板の平面形状を蛇行状にすることで、光軸に交差する第１軸回りおよび第２軸回りに可動体が揺動するときにフレキシブルプリント基板を撓みやすくすることができる。従って、可動体の揺動負荷の増大を抑制できる。

本発明において、前記フレキシブルプリント基板は、前記可動体から前記基板固定部が位置する側へ延びる引き出し部と、前記引き出し部から前記光軸方向で前記可動体の揺動中心に近づく方向へ曲げられた第１曲げ部と、前記第１曲げ部と前記平面部との間で前記仮想平面に沿う方向へ曲げられた第２曲げ部と、を備えることが好ましい。このようにすると、フレキシブルプリント基板の光軸方向の位置を可動体の揺動中心に近づけることができる。従って、フレキシブルプリント基板が撓むことによる、可動体の揺動負荷の増大を抑制できる。

本発明において、前記第１曲げ部および前記第２曲げ部を保持する曲げ補助部材を備えることが好ましい。このようにすると、第１曲げ部および第２曲げ部の形状を維持できるため、平面部９３の光軸方向の位置を可動体の揺動中心に近づけた状態でフレキシブルプリント基板の形状を維持しやすい。

本発明を適用した振れ補正機能付き光学ユニットの斜視図である。図１の振れ補正機能付き光学ユニットの分解斜視図である。振れ補正機能付き光学ユニットをＸＺ平面で切断した断面図である。ベースを取り外した振れ補正機能付き光学ユニットを像側から見た底面図である。ベースを取り外した振れ補正機能付き光学ユニットを像側から見た斜視図である。曲げ補助部材の斜視図および側面図である。

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の実施形態を説明する。

（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の分解斜視図である。図３は、振れ補正機能付き光学ユニット１をＸＺ平面で切断した断面図である。図４は、ベース２０を取り外した振れ補正機能付き光学ユニット１を像側から見た底面図である。図５は、ベース２０を取り外した振れ補正機能付き光学ユニット１を像側から見た斜視図である。

振れ補正機能付き光学ユニット１は、レンズ２および撮像素子３（図３参照）を備えた光学モジュール４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角速度、振れ量等に基づき、光学モジュール４の傾きを補正する。

振れ補正機能付き光学ユニット１は、光学モジュール４が備えるレンズ２の光軸Ｌと直交する第１軸Ｒ１（図２参照）回りに光学モジュール４を回転させるとともに、光軸Ｌおよび第１軸Ｒ１と直交する第２軸Ｒ２（図２参照）回りに光学モジュール４を回転させて振れ補正を行う。本形態の振れ補正機能付き光学ユニット１は、ピッチング補正およびヨーイング補正を行う。

以下の説明では、互いに直交する３軸をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸とする。Ｚ軸は光軸Ｌと一致する。Ｘ軸およびＹ軸を含む平面をＸＹ平面とした場合に、第１軸Ｒ１および第２軸Ｒ２は、ＸＹ平面上に位置する。第１軸Ｒ１および第２軸Ｒ２は、Ｘ軸およびＹ軸に対して４５度傾斜する。

また、以下の説明では、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に沿った方向をＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向とする。Ｘ軸方向の一方側を－Ｘ方向、他方側を＋Ｘ方向とし、Ｙ軸方向の一方側を－Ｙ方向、他方側を＋Ｙ方向とし、Ｚ軸方向の一方側を－Ｚ方向、他方側を＋Ｚ方向とする。Ｘ軸方向は第１方向であり、Ｙ軸方向は第２方向である。Ｚ軸方向は、光軸Ｌに沿った光軸方向である。－Ｚ方向は、光学モジュール４の像側であり、＋Ｚ方向は、光学モジュール４の被写体側である。また、第１軸Ｒ１に沿った方向を第１軸Ｒ１方向、第２軸Ｒ２に沿った方向を第２軸Ｒ２方向とする。

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、光学モジュール４を備える可動体５と、ジンバル機構７と、ジンバル機構７を介して可動体５を支持する固定体８と、振れ補正用駆動機構６と、フレキシブルプリント基板９、１０を備える。フレキシブルプリント基板９は可動体５に接続される。振れ補正用駆動機構６への給電用のフレキシブルプリント基板１０は、固定体８に固定される。

ジンバル機構７は、可動体５を第１軸Ｒ１回りおよび第２軸Ｒ２回りに揺動可能に支持する揺動支持機構である。可動体５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軸回りのピッチ方向、および、Ｙ軸回りのヨー方向に回転可能である。

振れ補正用駆動機構６は、可動体５に対してＸ軸回りの駆動力を発生させる第１振れ補
正用駆動機構６Ｘと、可動体５に対してＹ軸回りの駆動力を発生させる第２振れ補正用駆動機構６Ｙを備える。図４に示すように、本形態では、第１振れ補正用駆動機構６Ｘは、可動体５の－Ｙ方向に配置される。第２振れ補正用駆動機構６Ｙは、可動体５の－Ｘ方向に配置される。

（可動体）
図３に示すように、可動体５は、光学モジュール４と、光学モジュール４を囲む金属製のホルダ１５を備える。光学モジュール４は、ホルダ１５の中央から＋Ｚ方向に突出する鏡筒４ａを備えており、鏡筒４ａにレンズ２が保持される。光学モジュール４の－Ｚ方向の端部には、基板３０が配置される。

フレキシブルプリント基板９は、撮像素子３が搭載される基板３０に接続され、光学モジュール４の－Ｚ方向の端部から＋Ｘ方向に引き出される。ホルダ１５は、可動体５の＋Ｙ方向の側面を構成するホルダ側壁１４の－Ｚ方向の縁を切り欠いたホルダ切欠き部１３を備える。フレキシブルプリント基板９は、ホルダ切欠き部１３を通って可動体５の＋Ｘ方向に引き出されている。

図３、図４に示すように、可動体５の－Ｙ方向の側面には、第１マグネット６１Ｘが固定される。また、可動体５の－Ｘ方向の側面には、第２マグネット６１Ｙが固定される。第１マグネット６１Ｘおよび第２マグネット６１Ｙは、Ｚ軸方向に分極着磁されている。図４に示すように、ホルダ１５における第１軸Ｒ１方向の対角部分には、それぞれ、ジンバルフレーム受け部材１６が固定される。

（固定体）
図２、図３に示すように、固定体８は、可動体５の外周側を囲むケース１９と、ケース１９に－Ｚ方向から固定されたベース２０と、ケース１９に＋Ｚ方向から被さるカバー２１を備える。ケース１９、ベース２０、およびカバー２１は金属製である。ケース１９は、ベース２０とカバー２１との間に収容される。図１、図３に示すように、可動体５およびジンバル機構７の一部は、カバー２１の開口部２１ａから＋Ｚ方向に突出している。

また、固定体８は、可動体５から＋Ｙ方向に引き出されたフレキシブルプリント基板９に＋Ｚ方向から被さる配線ケース２２を備える。配線ケース２２は樹脂製である。ベース２０は、ケース１９から＋Ｘ方向に延びており、配線ケース２２を－Ｚ方向から覆っている。図３に示すように、フレキシブルプリント基板９は、ベース２０と配線ケース２２との間に収容される。

図４、図５に示すように、配線ケース２２のＹ軸方向の両端には、Ｘ軸方向に延びる一対の側壁２５、２６が配置される。配線ケース２２は、側壁２５、２６の－Ｘ方向の端部に繋がる側壁２７と、側壁２５、２６の＋Ｘ方向の端部に繋がる基板固定部８０を備える。フレキシブルプリント基板９は、Ｙ軸方向に延びる側壁２７の－Ｚ方向の縁を切り欠いた切欠き部２８に通され、一対の側壁２５、２６の間に引き出されている。

側壁２５、２６、２７は、配線ケース２２の＋Ｚ方向の端部に配置される端板部２９の外周縁から－Ｚ方向へ突出する。端板部２９の＋Ｘ方向の縁からは、基板固定部８０が－Ｚ方向へ突出する。後述するように、フレキシブルプリント基板９は、基板固定部８０に固定される。

図３、図４に示すように、ケース１９の－Ｙ方向の側面には、第１コイル６２Ｘが固定される。また、ケース１９の－Ｘ方向の側面には、第２コイル６２Ｙが固定される。図２に示すように、第１コイル６２Ｘおよび第２コイル６２Ｙは、周方向に長い長円形の空芯
コイルである。第１コイル６２Ｘおよび第２コイル６２Ｙは、フレキシブルプリント基板１０に電気的に接続される。フレキシブルプリント基板１０は、ケース１９の－Ｘ方向の側面および－Ｙ方向の側面に沿って引き回され、ケース１９の－Ｙ方向の側面から配線ケース２２の－Ｙ方向の側面へ延びて、配線ケース２２の端板部２９に配置される給電基板１１に接続される。

図２、図４に示すように、ケース１９における第２軸Ｒ２方向の対角部分には、それぞれ、ジンバルフレーム受け部材１６が固定される。ケース１９に固定されるジンバルフレーム受け部材１６は、可動体５のホルダ１５に固定されるジンバルフレーム受け部材１６と同一部材であり、径方向内側へ突出する凸曲面（図示省略）を備えている。

図２、図３に示すように、ケース１９は、可動体５の＋Ｘ方向に配置されるケース側壁１８の－Ｚ方向の縁を切り欠いたケース切欠き部１７を備える。可動体５から引き出されたフレキシブルプリント基板９は、ケース切欠き部１７および配線ケース２２の切欠き部２８を通って配線ケース２２の内部へ延びており、配線ケース２２から＋Ｘ方向へ引き出されている。

（ジンバル機構）
図２～図４に示すように、ジンバル機構７は、ジンバルフレーム７０と、第１接続機構７１と、第２接続機構７２を備える。第１接続機構７１は、ジンバルフレーム７０と可動体５とを第１軸Ｒ１回りに回転可能に接続する。第２接続機構７２は、ジンバルフレーム７０とケース１９とを第２軸Ｒ２回りに回転可能に接続する。ジンバル機構７が構成されると、可動体５は、光軸Ｌ、第１軸Ｒ１、および第２軸Ｒ２が交差する交点である揺動中心Ｐ（図３参照）を中心に揺動可能となる。

ジンバルフレーム７０は、金属製の板バネからなる。図３、図４に示すように、ジンバルフレーム７０は、鏡筒４ａが配置される開口部７３を備えたジンバルフレーム本体部７４と、ジンバルフレーム本体部７４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ジンバルフレーム延設部７５と、ジンバルフレーム本体部７４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ジンバルフレーム延設部７６とを備える。

第１接続機構７１は、ホルダ１５における第１軸Ｒ１方向の対角部分に固定されたジンバルフレーム受け部材１６と、一対の第１ジンバルフレーム延設部７５によって構成される。各ジンバルフレーム受け部材１６は、径方向内側へ突出する凸曲面（図示省略）を備えている。一方、各第１ジンバルフレーム延設部７５の先端には、それぞれ、径方向内側へ凹む凹曲面が設けられている。各ジンバルフレーム受け部材１６とホルダ１５との隙間に第１ジンバルフレーム延設部７５を挿入して凹曲面に凸曲面を点接触させることにより、第１接続機構７１が構成される。

第２接続機構７２は、ケース１９における第２軸Ｒ２方向の対角部分に固定されたジンバルフレーム受け部材１６と、一対の第２ジンバルフレーム延設部７６によって構成される。各ジンバルフレーム受け部材１６は、径方向内側へ突出する凸曲面（図示省略）を備えている。一方、各第１ジンバルフレーム延設部７５は、それぞれ、径方向内側へ凹む凹曲面を備えている。各ジンバルフレーム受け部材１６とケース１９との隙間に第２ジンバルフレーム延設部７６を挿入して凹曲面に凸曲面を点接触させることにより、第２接続機構７２が構成される。

（振れ補正用駆動機構）
ジンバル機構７が構成されると、可動体５の－Ｙ方向の側面に固定された第１マグネッ
ト６１Ｘとケース１９に固定された第１コイル６２Ｘとが第１振れ補正用駆動機構６Ｘを構成する。従って、第１コイル６２Ｘへの給電により、可動体５は、Ｘ軸回りに回転する。また、可動体５の－Ｘ方向の側面に固定された第２マグネット６１Ｙとケース１９に固定された第２コイル６２Ｙとが第２振れ補正用駆動機構６Ｙを構成する。従って、第２コイル６２Ｙへの給電により、可動体５はＹ軸回りに回転する。振れ補正用駆動機構６は、第１振れ補正用駆動機構６Ｘによる可動体５のＸ軸回りの回転と、第２振れ補正用駆動機構６Ｙによる可動体５のＹ軸回りの回転とを合成して、可動体５を第１軸Ｒ１回り、および第２軸Ｒ２回りに回転させる。

（フレキシブルプリント基板）
図３に示すように、フレキシブルプリント基板９は、可動体５の底部から＋Ｘ方向に引き出される引き出し部９１、引き出し部９１から＋Ｘ方向および＋Ｚ方向に対して傾斜した方向へ延びる傾斜部９２、傾斜部９２から＋Ｘ方向へ延びる平面部９３、平面部９３の＋Ｘ方向の端部に接続される第１基板９４、第１基板９４から＋Ｘ方向へ延びる延伸部９５、延伸部９５の先端に接続される第２基板９６を備える。フレキシブルプリント基板９は、延伸部９５および第２基板９６が配線ケース２２から＋Ｘ方向へ引き出されている。第２基板９６は、振れ補正機能付き光学ユニット１が搭載される光学機器に接続される外部接続用の基板である。

図２に示すように、フレキシブルプリント基板９は、第１基板９４の＋Ｙ方向の端部から＋Ｚ方向へ延びる分岐部９７と、分岐部９７の先端に接続される第３基板９８を備える。図１に示すように、分岐部９７は、配線ケース２２の＋Ｘ方向の側面に設けられた溝部２３とベース２０の＋Ｘ方向の端部に設けられた立ち上がり部２４との隙間から＋Ｚ方向へ引き出されている。第３基板９８は配線ケース２２の端板部２９に配置され、－Ｙ方向の端部が給電基板１１に重なる。上記のように、給電基板１１は、振れ補正用駆動機構６への給電用のフレキシブルプリント基板１０に接続される。従って、第３基板９８に設けられた端子と給電基板１１に設けられた端子とを接続することにより、フレキシブルプリント基板９を介してフレキシブルプリント基板１０に給電される。

フレキシブルプリント基板９は、第１基板９４、第２基板９６、および第３基板９８がガラスエポキシ樹脂等からなるリジッド基板であり、他の部分（引き出し部９１、傾斜部９２、平面部９３、延伸部９５、分岐部９７）はポリイミド樹脂等からなる可撓性基板９０（図３参照）である。

図３に示すように、本形態では、フレキシブルプリント基板９において可撓性基板９０からなる部分は、多層構造である。ここで、多層構造とは、複数の層が積層されるすべてを含む。本形態では、可撓性基板９０は第１層９０１、第２層９０２、第３層９０３からなる３層の積層構造であるが、層数は３に限定されない。また、各層は、片面側のみに配線が形成される構成と、両面に配線が形成される構成のどちらでもよい。本形態では、各層は他の層と接着されていない非接着領域を備えているが、非接着領域を備えていなくてもよい。

図３に示すように、フレキシブルプリント基板９は、引き出し部９１と傾斜部９２とを繋ぐ第１曲げ部Ｂ１と、傾斜部９２と平面部９３とを繋ぐ第２曲げ部Ｂ２を備える。第１曲げ部Ｂ１と第２曲げ部Ｂ２は、鈍角をなす形状に曲げられている。第１曲げ部Ｂ１と第２曲げ部Ｂ２の２か所で可撓性基板を曲げたことにより、フレキシブルプリント基板９は、引き出し部９１に対して可動体５の揺動中心Ｐが位置する側（すなわち、＋Ｚ方向）に平面部９３が配置される。引き出し部９１に対して＋Ｚ方向に平面部９３が位置していれば、可動体５が揺動して－Ｚ方向に傾いたときに、フレキシブルプリント基板９がベース２０に干渉しにくい。

図３に示すように、平面部９３は、光軸Ｌに対して交差する仮想平面Ｖ内に配置される。本形態では、仮想平面Ｖと光軸Ｌとの交点が可動体５の揺動中心Ｐと一致する。従って、フレキシブルプリント基板９は、揺動中心Ｐを中心として可動体５が揺動する際に、平面部９３を撓ませるための負荷が小さい形状になっている。

平面部９３は、Ｘ軸方向に対してわずかに傾斜しており、その傾斜方向は、可動体５に近づくに従って被写体側（＋Ｚ方向）へ向かう方向である。本形態では、平面部９３が傾いていることによって、平面部９３が配置される仮想平面Ｖと光軸Ｌとの交点が揺動中心Ｐと一致する状態が形成されている。

フレキシブルプリント基板９は、固定体８に固定される被固定部を備える。本形態では、第１基板９４が被固定部である。図３に示すように、固定体８は、可動体５に対してＸ軸方向で離間した基板固定部８０を備えており、第１基板９４（被固定部）は、基板固定部８０に固定される。可動体５は、基板固定部８０と可動体５との間に設けられた平面部９３を撓ませながら揺動する。

図４、図５に示すように、基板固定部８０は、配線ケース２２の＋Ｘ方向の端部においてＹ方向に延びている。基板固定部８０は、第１基板９４を固定可能な固定可能領域を備える。本形態では、固定可能領域は、基板固定部８０の－Ｚ方向の先端に設けられた固定面８１である。第１基板９４は、固定面８１に対して－Ｚ方向から当接することによってＺ軸方向に位置決めされる。

図３に示すように、固定面８１は、Ｘ軸方向に対してわずかに傾斜しており、その傾斜角度は、平面部９３の傾斜角度と同一である。フレキシブルプリント基板９は、平面部９３と第１基板９４が一直線に延びており、第１基板９４は、平面部９３が配置される仮想平面Ｖ上に配置される。

図４に示すように、固定面８１は、Ｙ軸方向（第２方向）の幅Ｄ１が第１基板９４のＹ軸方向の幅Ｄ０よりも大きい。従って、第１基板９４を基板固定部８０に固定する際、固定面８１のＹ軸方向の幅Ｄ１の範囲内で、第１基板９４の固定位置をＹ軸方向にずらすことが可能である。また、固定面８１は、Ｘ軸方向（第１方向）の幅Ｄ３が第１基板９４のＸ軸方向の幅Ｄ２よりも大きい。従って、第１基板９４を基板固定部８０に固定する際、固定面８１のＸ軸方向の幅Ｄ３の範囲内で、第１基板９４の固定位置をＸ軸方向にずらすことが可能である。

図４、図５に示すように、平面部９３は、仮想平面Ｖ内で湾曲する湾曲部を備える。本形態では、第１湾曲部９３１および第２湾曲部９３２の２つの湾曲部を備える。平面部９３は仮想平面Ｖ内で２回逆向きに曲げられてＹ軸方向に蛇行して延びている。平面部９３は、第２曲げ部Ｂ２を介して傾斜部９２と繋がる第１直線部９３３、第１直線部９３３から逆向きに湾曲した第１湾曲部９３１、第１湾曲部９３１から第１直線部９３３と略平行に延びる第２直線部９３４、第２直線部９３４から逆向きに湾曲した第２湾曲部９３２、第２湾曲部９３２から第２直線部９３４と略平行に延びる第３直線部９３５、を備える。

（曲げ補助部材）
図６（ａ）は、曲げ補助部材１００の斜視図である。図６（ｂ）は、曲げ補助部材１００の側面図である。フレキシブルプリント基板９の傾斜部９２には、第１曲げ部Ｂ１と第２曲げ部Ｂ２を保持して曲げ形状を維持させる曲げ補助部材１００が取り付けられている。本形態では、曲げ補助部材１００は板金部材である。曲げ補助部材１００は、傾斜部９２および引き出し部９１を－Ｚ方向から支持する第１屈曲板１１０と、傾斜部９２および
平面部９３を＋Ｚ方向から支持する第２屈曲板１２０と、第１屈曲板１１０と第２屈曲板１２０とを接続する湾曲状の折り返し部１３０を備える。

第１屈曲板１１０は、傾斜部９２に沿う第１傾斜板１１１と、第１傾斜板１１１に対して鈍角をなすように屈曲した第１支持板１１２を備える。第２屈曲板１２０は、傾斜部９２に沿う第２傾斜板１２１と、第２傾斜板１２１に対して鈍角をなすように屈曲した第２支持板１２２を備える。第１傾斜板１１１と第２傾斜板１２１は、傾斜部９２を挿入可能な隙間を開けて対向する。折り返し部１３０は、第１傾斜板１１１と第２傾斜板１２１の一方の側端を接続する。第１傾斜板１１１と第２傾斜板１２１の他方の側端には、傾斜部９２の挿入をガイドするガイド部１１４、１２４が設けられている。

第１支持板１１２は、第１傾斜板１１１の－Ｚ方向の端部から－Ｘ方向へ延びており、第２支持板１２２は、第２傾斜板１２１の＋Ｚ方向の端部から＋Ｘ方向へ延びている。第１傾斜板１１１の＋Ｚ方向の端部には、第２傾斜板１２１とは反対側に略直角に屈曲した第１折り曲げ部１１３が設けられている。第２傾斜板１２１の－Ｚ方向の端部には第１傾斜板１１１とは反対側に略直角に屈曲した第２折り曲げ部１２３が設けられている。

曲げ補助部材１００は、第１支持板１１２に対する第１傾斜板１１１の屈曲角度が、第１曲げ部Ｂ１の屈曲角度と一致し、第２支持板１２２に対する第２傾斜板１２１の屈曲角度が、第２曲げ部Ｂ２の屈曲角度と一致する。従って、第１傾斜板１１１と第２傾斜板１２１の隙間に傾斜部９２を挿入して挟持させることで、第１曲げ部Ｂ１の曲げ形状が第１支持板１１２によって維持されるとともに、第２曲げ部Ｂ２の曲げ形状が第２支持板１２２によって維持される。

（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４を備える可動体５と、固定体８と、固定体８に対して可動体５を光軸Ｌと交差する第１軸Ｒ１周りに揺動可能に支持すると共に、可動体５を光軸Ｌおよび第１軸Ｒ１と交差する第２軸Ｒ２周りに揺動可能に支持するジンバル機構７と、可動体５を第１軸Ｒ１周りおよび第２軸Ｒ２周りに揺動させる振れ補正用駆動機構６と、可動体５から引き出されるフレキシブルプリント基板９と、を有する。光軸Ｌと直交する方向をＸ軸方向（第１方向）とし、光軸Ｌと直交し且つＸ軸方向（第１方向）と直交する方向をＹ軸方向（第２方向）とする場合に、固定体８は、可動体５に対してＸ軸方向（第１方向）で離間した基板固定部８０を備える。フレキシブルプリント基板９は、可動体５と基板固定部８０との間で光軸Ｌと交差する仮想平面Ｖ内に配置される平面部９３と、基板固定部８０に固定される第１基板９４（被固定部）と、を備える。平面部９３は、仮想平面Ｖ内で湾曲した湾曲部（第１湾曲部９３１、第２湾曲部９３２）を備え、第１基板９４（被固定部）は、基板固定部８０に当接することにより光軸方向に位置決めされる。基板固定部８０は、第１基板９４（被固定部）を固定可能な固定可能領域（固定面８１）を備え、固定可能領域（固定面８１）のＹ軸方向（第２方向）の幅Ｄ１は、第１基板９４（被固定部）のＹ軸方向（第２方向）の幅Ｄ０よりも大きい。

このように、本形態では、フレキシブルプリント基板９が光軸Ｌと交差する仮想平面Ｖ内に配置される平面部９３を備えており、平面部９３は、仮想平面Ｖ内で湾曲した湾曲部（第１湾曲部９３１、第２湾曲部９３２）を備える。このような構成では、可動体５が揺動する際に平面部９３が容易に撓むため、可動体５の動きが阻害されにくい。従って、可動体５を揺動させる際の揺動負荷の増大を抑制できる。また、フレキシブルプリント基板９を折り返す作業を行わなくとも撓みやすい基板形状が得られるので、フレキシブルプリント基板９の加工手間を削減できる。

また、本形態では、固定体８に設けられた基板固定部８０の固定可能領域（固定面８１）は、フレキシブルプリント基板９に設けられた第１基板９４（被固定部）よりもＹ軸方向（第２方向）の幅が大きい。従って、基板固定部８０にフレキシブルプリント基板９を固定する際、第１基板９４（被固定部）の位置をＹ軸方向（第２方向）にずらすことによってフレキシブルプリント基板９の突っ張りや変形を抑制でき、フレキシブルプリント基板９を自然な状態にすることができる。従って、フレキシブルプリント基板９の形状精度の低下によって可動体５に意図しない力が加わることを抑制できる。よって、フレキシブルプリント基板９の形状精度の低下に起因するアクチュエータ特性の低下を抑制できる。例えば、可動体５の初期位置がずれたり、可動体５の滑らかな動きが阻害されるおそれが少ない。また、可動体５の揺動負荷を抑制できるので、振れ補正を行う際の消費電流を少なくすることができる。

本形態では、フレキシブルプリント基板９の第１基板９４（被固定部）が固定される固定可能領域（固定面８１）のＸ軸方向（第１方向）の幅Ｄ３は、第１基板９４（被固定部）のＸ軸方向（第１方向）の幅Ｄ２よりも大きい。従って、基板固定部８０にフレキシブルプリント基板９を固定する際、第１基板９４（被固定部）の位置をＸ軸方向（第１方向）にずらすことによってフレキシブルプリント基板９の突っ張りや変形を抑制できる。よって、フレキシブルプリント基板９の形状精度の低下に起因するアクチュエータ特性の低下を抑制できる。

本形態では、フレキシブルプリント基板９の平面部９３は、Ｘ軸方向（第１方向）に対して傾斜する。また、基板固定部８０は、第１基板９４（被固定部）が当接する固定面８１を備え、固定面８１は、平面部９３と同一方向に傾斜する。従って、固定面８１に固定される第１基板９４（被固定部）の傾きを平面部９３の傾きと同一にすることができるので、平面部９３と第１基板９４（被固定部）を曲げずに一直線に配置できる。これにより、フレキシブルプリント基板９の変形を抑制できるので、フレキシブルプリント基板９から可動体５に意図しない力が加わることを抑制できる。また、フレキシブルプリント基板９が固定体８に干渉するおそれを少なくすることができる。

本形態では、フレキシブルプリント基板９の平面部９３は、Ｘ軸方向（第１方向）において可動体５に近づくに従って、光軸方向において可動体５の揺動中心Ｐが位置する側に向かう方向（すなわち、＋Ｚ方向）に傾斜する。このような方向に傾斜していれば、フレキシブルプリント基板９が配置される仮想平面Ｖと可動体５の揺動中心Ｐとの距離を小さくすることができる。従って、フレキシブルプリント基板９が撓むことによる、可動体５の揺動負荷の増大を抑制できる。

本形態では、仮想平面Ｖと光軸Ｌとの交点は、可動体５の揺動中心Ｐと一致しているため、フレキシブルプリント基板９が撓むことによる、可動体５の揺動負荷の増大を抑制できる。なお、仮想平面Ｖと光軸Ｌとの交点は、可動体５の揺動中心Ｐと一致していなくてもよいが、仮想平面Ｖと光軸Ｌとの交点は、揺動中心Ｐに近いことが好ましい。また、平面部９３が第１軸Ｒ１および第２軸Ｒ２と交差することが好ましい。平面部９３が第１軸Ｒ１および第２軸Ｒ２と交差する場合には、可動体５が第１軸Ｒ１回りおよび第２軸Ｒ２回りに揺動する際に、可動体５の動きに追従して平面部９３が撓む際の負荷が少ない。従って、フレキシブルプリント基板９が撓むことによる、可動体５の揺動負荷の増大を抑制できる。

本形態では、フレキシブルプリント基板９の平面部９３は、仮想平面Ｖ内において逆向きに湾曲した第１湾曲部９３１および第２湾曲部９３２を備える。より詳細には、平面部９３は、Ｘ軸方向（第１方向）に延びる第１直線部９３３、第１直線部９３３から逆向きに湾曲した第１湾曲部９３１、第１湾曲部９３１から第１直線部９３３と略平行に延びる
第２直線部９３４、第２直線部９３４から逆向きに湾曲した第２湾曲部９３２、第２湾曲部９３２から第２直線部９３４と略平行に延びる第３直線部９３５、を備える。このように、フレキシブルプリント基板９の平面形状を蛇行状にすることで、光軸Ｌに交差する第１軸Ｒ１回りおよび第２軸Ｒ２回りに可動体５が揺動するときにフレキシブルプリント基板９が撓みやすくすることができる。従って、可動体５の揺動負荷の増大を抑制できる。なお、平面部９３は、２回逆向きに曲げられた形状に限定されるものではなく、１回逆向きに曲げられた形状、もしくは、３回以上逆向きに曲げられた形状であってもよい。

本形態では、フレキシブルプリント基板９は、可動体５から基板固定部８０が位置する側（＋Ｘ方向）へ延びる引き出し部９１と、引き出し部９１から光軸方向で可動体５の揺動中心Ｐに近づく方向（＋Ｚ方向）へ曲げられた第１曲げ部Ｂ１と、第１曲げ部Ｂ１と平面部９３との間で仮想平面Ｖに沿う方向へ曲げられた第２曲げ部Ｂ２と、を備える。このように、２か所に曲げ部を設けることにより、フレキシブルプリント基板９の光軸方向の位置を可動体５の揺動中心Ｐに近づけることができる。従って、フレキシブルプリント基板９が撓むことによる、可動体５の揺動負荷の増大を抑制できる。

本形態では、フレキシブルプリント基板９の第１曲げ部Ｂ１および第２曲げ部Ｂ２を保持する曲げ補助部材１００を備えるため、第１曲げ部Ｂ１および第２曲げ部Ｂ２の形状を維持できる。従って、平面部９３の光軸方向の位置を可動体５の揺動中心Ｐに近づけた状態でフレキシブルプリント基板９の形状を維持しやすい。

（他の実施形態）
上記形態は、可動体５をピッチング方向およびヨーイング方向に揺動させて２軸回りの振れ補正を行う形態であったが、本発明は、可動体５を３軸回りに揺動させる振れ補正機能付き光学ユニットに適用可能である。

１…振れ補正機能付き光学ユニット、２…レンズ、３…撮像素子、４…光学モジュール、４ａ…鏡筒、５…可動体、６…振れ補正用駆動機構、６Ｘ…第１補正用駆動機構、６Ｙ…第２補正用駆動機構、７…ジンバル機構、８…固定体、９、１０…フレキシブルプリント基板、１１…給電基板、１３…ホルダ切欠き部、１４…ホルダ側壁、１５…ホルダ、１６…ジンバルフレーム受け部材、１７…ケース切欠き部、１８…ケース側壁、１９…ケース、２０…ベース、２１…カバー、２１ａ…開口部、２２…配線ケース、２３…溝部、２４…立ち上がり部、２５、２６、２７…側壁、２８…切欠き部、２９…端板部、３０…基板、６１Ｘ…第１マグネット、６１Ｙ…第２マグネット、６２Ｘ…第１コイル、６２Ｙ…第２コイル、７０…ジンバルフレーム、７１…第１接続機構、７２…第２接続機構、７３…開口部、７４…ジンバルフレーム本体部、７５…第１ジンバルフレーム延設部、７６…第２ジンバルフレーム延設部、８０…基板固定部、８１…固定面（固定可能領域）、９０…可撓性基板、９１…引き出し部、９２…傾斜部、９３…平面部、９４…第１基板、９５…延伸部、９６…第２基板、９７…分岐部、９８…第３基板、１００…曲げ補助部材、１１０…第１屈曲板、１１１…第１傾斜板、１１２…第１支持板、１１３…第１折り曲げ部、１１４…第１ガイド部、１２０…第２屈曲板、１２１…第２傾斜板、１２２…第２支持板、１２３…第２折り曲げ部、１２４…第２ガイド部、１３０…折り返し部、９０１…第１層、９０２…第２層、９０３…第３層、９３１…第１湾曲部、９３２…第２湾曲部、９３３…第１直線部、９３４…第２直線部、９３５…第３直線部、Ｂ１…第１曲げ部、Ｂ２…第２曲げ部、Ｌ…第光軸、Ｐ…揺動中心、Ｒ１…第１軸、Ｒ２…第２軸、Ｖ…仮想平面

Claims

光学モジュールを備える可動体と、
固定体と、
前記固定体に対して前記可動体を光軸と交差する第１軸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軸と交差する第２軸周りに揺動可能に支持する揺動支持機構と、
前記可動体を前記第１軸周りおよび前記第２軸周りに揺動させる振れ補正用駆動機構と、
前記可動体から引き出されるフレキシブルプリント基板と、を有し、
前記光軸と直交する方向を第１方向とし、前記光軸と直交し且つ前記第１方向と直交する方向を第２方向とする場合に、
前記固定体は、前記可動体に対して前記第１方向で離間した基板固定部を備え、
前記フレキシブルプリント基板は、
前記可動体と前記基板固定部との間で前記光軸と交差する仮想平面内に配置される平面部と、前記基板固定部に固定される被固定部と、を備え、
前記平面部は、前記仮想平面内で湾曲した湾曲部を備え、
前記被固定部は、前記基板固定部に当接することにより前記光軸方向に位置決めされ、
前記基板固定部は、前記被固定部を固定可能な固定可能領域を備え、
前記固定可能領域の前記第２方向の幅は、前記被固定部の前記第２方向の幅よりも大きいことを特徴とする振れ補正機能付き光学ユニット。
前記固定可能領域の前記第１方向の幅は、前記被固定部の前記第１方向の幅よりも大きい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。
前記平面部は、前記第１方向に対して傾斜し、
前記基板固定部は、前記被固定部が当接する固定面を備え、前記固定面は、前記平面部と同一方向に傾斜す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。
前記平面部は、前記第１方向において前記可動体に近づくに従って、前記光軸方向において前記可動体の揺動中心が位置する側に向かう方向に傾斜す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。
前記仮想平面と前記光軸との交点は、前記可動体の揺動中心と一致することを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。
前記平面部は、前記第１軸もしくは前記第２軸と交差することを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。
前記湾曲部は、前記仮想平面内において逆向きに湾曲した第１湾曲部および第２湾曲部を備え、
前記平面部は、前記第１方向に延びる第１直線部、前記第１直線部から逆向きに湾曲した前記第１湾曲部、前記第１湾曲部から前記第１直線部と略平行に延びる第２直線部、前記第２直線部から逆向きに湾曲した前記第２湾曲部、前記第２湾曲部から前記第２直線部と略平行に延びる第３直線部、を備え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。
前記フレキシブルプリント基板は、
前記可動体から前記基板固定部が位置する側へ延びる引き出し部と、前記引き出し部か
ら前記光軸方向で前記可動体の揺動中心に近づく方向へ曲げられた第１曲げ部と、前記第１曲げ部と前記平面部との間で前記仮想平面に沿う方向へ曲げられた第２曲げ部と、を備えることを特徴とする請求項１から７の何れか一項に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。
前記第１曲げ部および前記第２曲げ部を保持する曲げ補助部材を備えることを特徴とする請求項８に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。