JP2022064282A - ケース及び光学ユニット - Google Patents
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Abstract
【課題】簡単な構成でフレキシブル配線基板にかかる負荷を低減する。【解決手段】光学モジュール12と光学モジュール12に一端が接続されるフレキシブル配線基板51とを備える可動ユニット100を、光学モジュール12を揺動可能に、保持するケース200であって、光学モジュール12とともに揺動可能であって光学モジュール12を収容するホルダ22と、ホルダ22に設けられ、フレキシブル配線基板51を固定する固定部70と、ホルダ22に設けられ、フレキシブル配線基板51における固定部70に固定される領域511よりも一端側とは反対側において、フレキシブル配線基板51を沿わせる載置面72aを有する台座72と、を備え、台座72は、載置面72aの延長線R上に光学モジュール12の揺動中心C1が位置する構成で設けられているケース200。【選択図】図7
Description
本発明は、ケース及び光学ユニットに関する。
従来から、光学モジュール及び撮像素子を有する可動体と、該可動体を揺動可能に保持するケースと、を備える様々な光学ユニットが使用されている。例えば、特許文献1には、レンズ及び撮像素子を有する可動モジュールと、該可動モジュールを揺動可能に保持する固定体と、を備える光学ユニットが開示されている。
光学モジュール及び撮像素子を有する可動体と、該可動体を揺動可能に保持するケースと、を備える従来の光学ユニットにおいては、可動体にフレキシブル配線基板が接続されるので、ケースに対して可動体が揺動すると、フレキシブル配線基板に負荷がかかる。フレキシブル配線基板に強い負荷がかかると、フレキシブル配線基板が損傷する虞や、フレキシブル配線基板の剛性などによっては可動体のケースに対する揺動が妨げられる虞がある。そこで、フレキシブル配線基板にかかる負荷を低減することが必要になるが、従来の光学ユニットにおいては、フレキシブル配線基板にかかる負荷を低減するための構成は複雑化しがちであった。そこで、本発明は、簡単な構成でフレキシブル配線基板にかかる負荷を低減することを目的とする。
本発明のケースは、光学モジュールと前記光学モジュールに一端が接続されるフレキシブル配線基板とを備える可動体ユニットを、前記光学モジュールを揺動可能に、保持するケースであって、前記光学モジュールとともに揺動可能であって前記光学モジュールを収容するホルダと、前記ホルダに設けられ、前記フレキシブル配線基板を固定する固定部と、前記ホルダに設けられ、前記フレキシブル配線基板における前記固定部に固定される領域よりも前記一端側とは反対側において、前記フレキシブル配線基板を沿わせる載置面を有する台座と、を備え、前記台座は、前記載置面の延長線上に前記光学モジュールの揺動中心が位置する構成で設けられていることを特徴とする。
フレキシブル配線基板の配置によって光学モジュールをケースに対して揺動させた際のフレキシブル配線基板にかかる負荷は大きく変化するが、フレキシブル配線基板の平面領域の延長線上に光学モジュールの揺動中心が位置するようにフレキシブル配線基板を配置することで、光学モジュールをケースに対して揺動させた際のフレキシブル配線基板にかかる負荷を低減することができる。そして、本態様によれば、載置面を有する台座という簡単な構成により、フレキシブル配線基板を台座の載置面に沿わせることで、フレキシブル配線基板の平面領域の延長線上に光学モジュールの揺動中心が位置するようにフレキシブル配線基板を配置することができる。このため、簡単な構成でフレキシブル配線基板にかかる負荷を低減することができる。
本発明の光学ユニットにおいては、前記ホルダに前記光学モジュールを揺動可能に収容し、前記固定部に前記フレキシブル配線基板を固定することで、前記ケースに前記可動体ユニットを保持させている構成とすることができる。このような構成とすることで、フレキシブル配線基板にかかる負荷を低減する簡単な構成の光学ユニットとすることができる。
本発明の光学ユニットにおいては、前記フレキシブル配線基板の面には補強板が固定され、前記固定部は、前記補強板が挿入される溝部を有する構成とすることができる。このような構成とすることで、フレキシブル配線基板が固定された補強板を溝部に挿入するだけの簡単な構成の固定部とすることができる。
本発明の光学ユニットにおいては、前記溝部は、前記補強板の長手方向の両端部に対応する位置であって前記補強板の挿入方向と交差する方向における両脇に構成されるとともに、前記載置面に向かって前記補強板の挿入方向に沿う方向に延設されている構成とすることができる。このような構成とすることで、フレキシブル配線基板を固定部に固定させるとともにフレキシブル配線基板を載置面に沿わせる構成を簡単に形成することができる。
本発明の光学ユニットにおいては、前記補強板は、溝部に圧入されたうえで、接着剤で接着されている構成とすることができる。このような構成とすることで、簡単な構成で補強板を溝部に確りと固定することができる。
本発明の光学ユニットにおいては、前記補強板は、ステンレス製またはポリイミド製である構成とすることができる。このような構成とすることで、補強板を簡単かつ頑丈に形成することができるとともにフレキシブル配線基板を汚染させる虞を低減することができる。
本発明の光学ユニットにおいては、前記固定部は、前記フレキシブル配線基板とは別体で構成され前記載置面に載置された状態の前記フレキシブル配線基板を前記ホルダの一面に向けて押さえる押さえ部と、前記押さえ部が挿入される溝部と、を有する構成とすることができる。このような構成とすることで、フレキシブル配線基板に補強板を固定することができないような場合などにおいても、押さえ部を溝部に挿入するだけの簡単な構成の固定部とすることができる。
本発明の光学ユニットにおいては、前記溝部は、前記押さえ部の長手方向の両端部に対応する位置であって前記押さえ部の挿入方向と交差する方向における両脇に構成されるとともに、前記載置面に向かって前記押さえ部の挿入方向に沿う方向に延設されている構成とすることができる。このような構成とすることで、フレキシブル配線基板を固定部に固定させるとともにフレキシブル配線基板を載置面に沿わせる構成を簡単に形成することができる。
本発明の光学ユニットにおいては、前記押さえ部は、前記押さえ部の挿入方向における上流側端部が前記固定部に固定された状態の前記フレキシブル配線基板に対して突出している構成とすることができる。このような構成とすることで、押さえ部を溝部に挿入しやすくなる。
本発明の光学ユニットにおいては、前記押さえ部は、前記押さえ部の挿入方向における下流側端部と前記載置面との距離が前記フレキシブル配線基板の厚みよりも大きい配置となっている構成とすることができる。このような構成とすることで、押さえ部でフレキシブル配線基板を載置面に強い力で押し付けてフレキシブル配線基板を損傷することを抑制することができる。
本発明の光学ユニットにおいては、前記フレキシブル配線基板は、複数枚のフレキシブル配線基板が重ねられて構成されており、重ねられた前記複数枚のフレキシブル配線基板の全体の厚みよりも前記距離が大きい配置となっている構成とすることができる。
本発明の光学ユニットにおいては、前記フレキシブル配線基板は、1枚のフレキシブル配線基板で構成されている構成とすることができる。
本発明の光学ユニットにおいては、前記押さえ部は、溝部に圧入されたうえで、接着剤で接着されている構成とすることができる。このような構成とすることで、簡単な構成で押さえ部を溝部に確りと固定することができる。
本発明の光学ユニットにおいては、前記押さえ部は、ステンレス製またはポリイミド製である構成とすることができる。このような構成とすることで、押さえ部を簡単かつ頑丈に形成することができるとともにフレキシブル配線基板を汚染させる虞を低減することができる。
本発明の光学ユニットは、簡単な構成でフレキシブル配線基板にかかる負荷を低減することができる。
以下、本発明の一実施例に係る光学ユニット10について図1から図7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。
<光学ユニットの全体構成の概略>
図1から図4を用いて、本実施例に係る光学ユニット10の構成についての概略を説明する。光学ユニット10は、レンズ12aなどの光学モジュール12及び撮像素子50を備える可動体14と、Y軸方向を回転軸(揺動軸)とする方向(ピッチング方向)及びX軸方向を回転軸(揺動軸)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(揺動)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)。
図1から図4を用いて、本実施例に係る光学ユニット10の構成についての概略を説明する。光学ユニット10は、レンズ12aなどの光学モジュール12及び撮像素子50を備える可動体14と、Y軸方向を回転軸(揺動軸)とする方向(ピッチング方向)及びX軸方向を回転軸(揺動軸)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(揺動)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)。
また、本実施例の光学ユニット10は、図3で表されるように、可動ユニット100と、可動ユニット100を収容するケース200と、を備えている。ここで、図3で表されるように、光学モジュール12、撮像素子50、撮像素子50に接続されるフレキシブル配線基板51、などにより、可動ユニット100を構成している。可動ユニット100は可動体14の一部を構成する。そして、可動体14を揺動可能に収容する収容部である固定枠28、フレキシブル配線基板51を固定する固定部70を有するホルダ22、などにより、可動ユニット100を収容するケース200を構成している。なお、ホルダ22は、ケース200の一部を構成するが、光学モジュール12とともに固定枠28に対して揺動するので、可動体14の一部を構成するとみなすことができる。
<光学モジュールについて>
本実施例において、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。本実施例における光学モジュール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。
本実施例において、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。本実施例における光学モジュール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。
なお、本実施例において、光学モジュール12は、ピッチングの振れ及びヨーイングの振れの補正が可能な構成としたが、この構成に限定はされず、例えば、ピッチングの振れ及びヨーイングの振れのいずれか一方のみの補正が可能な構成でもよい。なお、撮像素子50も光学モジュール12の一部を構成するとみなすことができる。
<可動体について>
図1から図4において、可動体14は、光学モジュール12と、ホルダ22と、磁石24A及び24Bとを備えている。ホルダ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。本実施例のホルダ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。ただし、光学モジュール12とホルダ22とが一体的に構成されていてもよい。ホルダ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4において、可動体14は、光学モジュール12と、ホルダ22と、磁石24A及び24Bとを備えている。ホルダ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。本実施例のホルダ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。ただし、光学モジュール12とホルダ22とが一体的に構成されていてもよい。ホルダ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。
<固定体について>
図1から図4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。本実施例において、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、壁部228c及び壁部228d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)を覆う壁部であり、壁部228b及び壁部228cはY軸方向を覆う壁部であり、壁部228dはX軸方向における可動体14が配置される側とは反対側を覆う壁部である。なお、図1から図4では省略されているが、Z軸方向において壁部228aと対向する側にも壁部が設けられる。
図1から図4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。本実施例において、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、壁部228c及び壁部228d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)を覆う壁部であり、壁部228b及び壁部228cはY軸方向を覆う壁部であり、壁部228dはX軸方向における可動体14が配置される側とは反対側を覆う壁部である。なお、図1から図4では省略されているが、Z軸方向において壁部228aと対向する側にも壁部が設けられる。
なお、本実施例の固定体16は、後述するフレキシブル配線基板51を壁部228a、壁部228b、壁部228c、壁部228d及び壁部228aと対向する側の不図示の壁部でカバー可能な構成になっており、該フレキシブル配線基板51のY軸方向及びZ軸方向における位置を位置決めする位置決め部52(図4参照)が設けられている。本実施例の光学ユニット10のように、フレキシブル配線基板51の少なくとも一部を覆うカバーを備えることで、フレキシブル配線基板51が他の構成部材などと接触して損傷することを抑制できる。
図2などに示すように、コイル取付け部28aには、コイル32A及び32Bがそれぞれ取り付けられている。本実施例において、コイル32A及びコイル32Bは一例として巻線コイルとして構成されているが、コイルをパターンとして基板配線内に取り込んだパターン基板(コイル基板)としてもよい。
本実施例において可動体14が固定体16内に配置された状態において、磁石24Aとコイル32A、磁石24Bとコイル32B、は対向状態となる。また、本実施例において、磁石24Aとコイル32Aとの対、磁石24Bとコイル32Bとの対は、回転駆動機構18を構成している。回転駆動機構18により、可動体14のピッチング及びヨーイングの補正が行われる。
また、ピッチング及びヨーイングの補正は以下のように行われる。光学ユニット10にピッチング方向とヨーイング方向の両方向又はいずれか一方向の振れが発生すると、不図示の磁気センサー(ホール素子)によって振れを検出し、その結果に基づいて回転駆動機構18を駆動させる。或いは、振れ検出センサ(ジャイロスコープ)などを用いて、光学ユニット10の振れを検出してもよい。振れの検出結果に基づいて、回転駆動機構18がその振れを補正するように作用する。即ち、光学ユニット10の振れを打ち消す方向に可動体14を動かすように各コイル32A及び32Bに電流が流され、これにより振れが補正される。
このように、本実施例の光学ユニット10においては、可動体14を固定体16に対して、ピッチングの軸方向及びヨーイングの軸方向を回転軸として、回転させる回転駆動機構18を備えている。ここで、回転駆動機構18は、可動体14に対してX軸方向のうちのフレキシブル配線基板51が配置されている側(+X方向側)以外の位置に配置されていることが好ましい。回転駆動機構18をフレキシブル配線基板51が形成されていない側に配置できるので、回転駆動機構18とフレキシブル配線基板51との接触を抑制するために光学ユニット10を大きくする必要が無くなり、光学ユニット10を小型化できるためである。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。
なお、振れを補正する動作のための駆動源としては、回転駆動機構18のようなコイル32A及び32Bと、磁石24A及び24Bと、の各対により構成されるボイスコイルモーターに限定されない。他の駆動源としてステッピングモーターやピエゾ素子等を利用したものを使用することも可能である。
<支持機構について>
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、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。
本実施例の支持機構20は、外側を向いた板金20aの半球状の凸曲面の内側に、ジンバル機構21の第1支持部用延設部27aに設けられた第1支持部19aが配置される。支持機構20は、このような構成で固定体16に対してジンバル機構21を支持している。また、内側を向いた板金20bの半球状の凸曲面の内側に、ジンバル機構21の第2支持部用延設部27bに設けられた第2支持部19bが配置される。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、本実施例の支持機構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、本実施例の支持機構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>
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。
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。
<撮像素子>
図3及び図4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、本実施例の撮像素子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3及び図4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、本実施例の撮像素子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。
<フレキシブル配線基板>
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+X方向側に配置されている。ここで、フレキシブル配線基板51の一端側(接続部50a側)には、フレキシブル配線基板51の面510に補強板60が接着されることにより固定され、補強板60が固定部70においてホルダ22に固定されている。また、フレキシブル配線基板51の他端側(位置決め部52側)は、位置決め部52により延設部228に固定されることで、固定枠28に対して位置決めされている。なお、本実施例のフレキシブル配線基板51は、3層で構成されている(図6参照)。
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+X方向側に配置されている。ここで、フレキシブル配線基板51の一端側(接続部50a側)には、フレキシブル配線基板51の面510に補強板60が接着されることにより固定され、補強板60が固定部70においてホルダ22に固定されている。また、フレキシブル配線基板51の他端側(位置決め部52側)は、位置決め部52により延設部228に固定されることで、固定枠28に対して位置決めされている。なお、本実施例のフレキシブル配線基板51は、3層で構成されている(図6参照)。
<固定部>
以下に、図1から図4に加えて、図5から図7を用いて、固定部70のさらに詳細な構成について説明する。図5及び図6などで表されるように、固定部70は、ホルダ22に形成されている。固定部70は、平板状の補強板60を、+Y方向側及び-Y方向側の両側に形成された溝部71で挟み込むことで、固定する。溝部71はZ軸方向に延設され、補強板60の端部61が溝部71に嵌るように溝部71に対して+Z方向に補強板60を挿入することで、補強板60は固定部70に固定される。
以下に、図1から図4に加えて、図5から図7を用いて、固定部70のさらに詳細な構成について説明する。図5及び図6などで表されるように、固定部70は、ホルダ22に形成されている。固定部70は、平板状の補強板60を、+Y方向側及び-Y方向側の両側に形成された溝部71で挟み込むことで、固定する。溝部71はZ軸方向に延設され、補強板60の端部61が溝部71に嵌るように溝部71に対して+Z方向に補強板60を挿入することで、補強板60は固定部70に固定される。
補強板60が固定部70に固定されることで、フレキシブル配線基板51は、一端側(接続部50a側)が可動体14を構成するホルダ22に固定される。一方、上記のように、フレキシブル配線基板51は、他端側(位置決め部52側)が固定体16を構成する固定枠28に固定される。したがって、フレキシブル配線基板51は、可動体14が固定体16に対して揺動することに伴って変位する。フレキシブル配線基板51が短いと可動体14が固定体16に対して揺動することの妨げになるため、フレキシブル配線基板51は、延設部228の内部でS字にカーブして長さが長くなるよう構成されており、可動体14が固定体16に対して揺動することの妨げにならないように構成されている。なお、上記のように本実施例のフレキシブル配線基板51は3層で構成されているので、Z軸方向にフレキシブル配線基板51を折り曲げて長さを長くするのは困難である。
また、図6で表されるように、固定部70には、フレキシブル配線基板51における補強板60が接着された領域511のすぐ他端側の領域512においてフレキシブル配線基板51の面513(面510とは反対側の面)を載置する載置面72aが設けられる台座72がホルダ22に形成されている。固定部70がこのような構成をしているため、接続部50aに接続されるフレキシブル配線基板51は、他端側に向かって、第1曲げ部51b、第2曲げ部51c及び平面領域51aが形成される。そして、第1曲げ部51bと第2曲げ部51cとの間の領域は、補強板60が接着され固定部70に固定される領域511に対応する。また、平面領域51a、すなわち、第2曲げ部51cよりも他端側の領域は、載置面72aに載置され載置面72aに沿って延設される領域512に対応する。
なお、本実施例においては、溝部71はZ軸方向に沿う方向である。このため、領域511は領域512(平面領域51a)に対して垂直方向になっている。ただし、このような構成に限定されない。溝部71の延設方向(補強板60の挿入方向)を平面領域51aに対して垂直方向とは異なる方向としてもよい。別の表現をすると、溝部71の延設方向(補強板60の挿入方向)を調整することで、領域511の平面領域51aに対する角度を調整できる。
図7で表されるように、平面領域51aは、載置面72aに沿う方向に延設される。そして、平面領域51aの-X方向における延長線R上には、光学モジュール12を有する可動体14の揺動中心C1(ピッチングの回転軸及びヨーイングの回転軸の位置)がある配置となっている。別の表現をすると、載置面72aの-X方向における延長線R上には、光学モジュール12を有する可動体14の揺動中心C1がある配置となっている。
ここで一旦、ケース200の観点からまとめると、本実施例の光学ユニット10におけるケース200は、光学モジュール12と光学モジュール12に一端が接続部50aにおいて接続されるフレキシブル配線基板51とを備える可動ユニット100を保持するケースであって、光学モジュール12を揺動可能に保持するケースである。そして、光学モジュール12とともに揺動可能であって光学モジュール12を収容するホルダ22を備えている。また、該ホルダ22に設けられ、フレキシブル配線基板51を固定する固定部70を備えている。また、該ホルダ22に設けられ、フレキシブル配線基板51における固定部70に固定される領域511よりも一端側とは反対側(位置決め部52側)において、フレキシブル配線基板51を沿わせる載置面72aを有する台座72を備えている。ここで、台座72は、載置面72aの延長線R上に光学モジュール12の揺動中心C1が位置する構成で設けられている。
フレキシブル配線基板51の配置によって光学モジュール12をケース200に対して揺動させた際のフレキシブル配線基板51にかかる負荷は大きく変化する。ここで、フレキシブル配線基板51の平面領域51aの延長線R上に光学モジュール12の揺動中心C1が位置するようにフレキシブル配線基板51を配置することで、光学モジュール12をケース200に対して揺動させた際のフレキシブル配線基板51にかかる負荷を低減することができる。そして、本実施例のケース200は、載置面72aを有する台座72という簡単な構成により、フレキシブル配線基板51を台座72の載置面72aに沿わせることで、フレキシブル配線基板51の平面領域51aの延長線R上に光学モジュール12の揺動中心C1が位置するようにフレキシブル配線基板51を配置することができる構成になっている。このため、本実施例のケース200は、簡単な構成でフレキシブル配線基板51にかかる負荷を低減することができる構成になっている。なお、「載置面72aの延長線R上に光学モジュール12の揺動中心C1が位置する」とは、厳格な意味において載置面72aの延長線R上に光学モジュール12の揺動中心C1が位置する構成のみを意味するのではなく、おおよそ載置面72aの延長線R上に光学モジュール12の揺動中心C1が位置する構成も含む意味である。
また、光学ユニット10の観点からまとめると、本実施例の光学ユニット10においては、ホルダ22に光学モジュール12を揺動可能に収容し、固定部70にフレキシブル配線基板51を固定することで、ケース200に可動ユニット100を保持させている構成としている。このような構成としていることで、フレキシブル配線基板51にかかる負荷を低減する簡単な構成の光学ユニット10としている。
また、上記のように、本実施例の光学ユニット10においては、フレキシブル配線基板51の面510には補強板60が固定され、固定部70は、補強板60が挿入される溝部71を有する構成である。本実施例の光学ユニット10においては、このような構成としていることで、フレキシブル配線基板51が固定された補強板60を溝部71に挿入するだけの簡単な構成の固定部70としている。
詳細には、溝部71は、図5で表されるように補強板60の長手方向(Y軸方向)の両端部に対応する位置であって補強板60の挿入方向(+Z方向)と交差する方向(Y軸方向)における両脇に構成されるとともに、図7で表されるように載置面72aに向かって補強板の挿入方向に沿う方向(Z軸方向)に延設されている。溝部71をこのような構成とすることで、フレキシブル配線基板51を固定部70に固定させるとともにフレキシブル配線基板51を載置面72aに沿わせる構成を簡単に形成することができる。
ここで、本実施例の光学ユニット10においては、補強板60は、図5で表される押圧部71aによって+X方向に押圧されることで溝部71に圧入されたうえで、接着剤で接着される構成となっている。このような構成とすることで、簡単な構成で補強板60を溝部71に確りと固定することができる。
ここで、補強板60は、ステンレス製またはポリイミド製であることが好ましい。このような構成とすることで、補強板60を簡単かつ頑丈に形成することができるとともにフレキシブル配線基板51を汚染させる虞を低減することができるためである。
次に、図1から図7で表される光学ユニット10とは別の光学ユニット11の一実施例について図8及び図9を参照して説明する。図8及び図9で表される本実施例の光学ユニット11は、フレキシブル配線基板51に補強板が固定されていない。しかしながら、フレキシブル配線基板51とは別体で構成される平板状の押さえ部80を備えている。本実施例の光学ユニット11は、フレキシブル配線基板51に補強板が固定されていない代わりに押さえ部80を備えていること以外は、光学ユニット10と同様の構成をしている。
本実施例の光学ユニット11は、光学ユニット10と同様に、フレキシブル配線基板51がホルダ22に配置される。そして、図8で表される状態から図9で表される状態のように押さえ部80を溝部71に対して+Z方向に挿入して固定することで、フレキシブル配線基板51がホルダ22に位置決めされる。なお、図8で表されるように、溝部71の-Z方向側の端部71bは、押さえ部80を挿入しやすいように、外側(-Z方向側)に行くにつれて幅が広くなるように構成されている。ただし、当該構成は、光学ユニット10も同様である。
このように、本実施例の光学ユニット11においては、固定部70は、フレキシブル配線基板51とは別体で構成され載置面72aに載置された状態のフレキシブル配線基板51をホルダ22の一面に向けて押さえる(別の表現をすると、ホルダ22とともにフレキシブル配線基板51を挟む)押さえ部80と、押さえ部80が挿入される溝部71と、を有する構成である。本実施例の光学ユニット11は、このような構成としていることで、押さえ部80を溝部71に挿入するだけの簡単な構成の固定部70とすることができている。なお、このような構成にすることは、フレキシブル配線基板51に補強板を固定することができないような場合などにおいて特に有効である。さらには、使用するホルダ22の形状に合わせて異なる形状の押さえ部80を使用することも可能となり、光学モジュール12の汎用性を高くすることもできる。
また、本実施例の光学ユニット11においては、図8及び図9で表されるように、溝部71は、押さえ部80の長手方向(Y軸方向)の両端部に対応する位置であって押さえ部80の挿入方向(+Z方向)と交差する方向(Y軸方向)における両脇に構成されている。また、図8で表されるように、溝部71は、載置面72aに向かって押さえ部の挿入方向に沿う方向(Z軸方向)に延設されている。本実施例の光学ユニット11は、このような構成としていることで、フレキシブル配線基板51を固定部70に固定させているとともにフレキシブル配線基板51を載置面72aに沿わせる(X軸方向に沿わせる)構成を簡単に形成することができている。
また、本実施例の光学ユニット11においては、図9で表されるように、押さえ部80の挿入方向における上流側端部80aは、フレキシブル配線基板51の-Z方向側の表面51eよりも-Z方向側に突出している。別の表現をすると、押さえ部80は、押さえ部80の挿入方向における上流側端部80aが固定部70に固定された状態のフレキシブル配線基板51に対して突出している。本実施例の光学ユニット11は、このような構成としていることで、押さえ部80を溝部71に挿入しやすくなっている。なお、上流側端部80aがフレキシブル配線基板51の-Z方向側の表面51eよりも-Z方向側に突出しているとは、上流側端部80aの-Z方向側の平均の位置がフレキシブル配線基板51の-Z方向側の表面51eの平均の位置よりも-Z方向側に配置されていればよい意味である。
また、本実施例の光学ユニット11においては、図9で表されるように、押さえ部80の挿入方向における下流側端部80bと載置面72aとの隙間Gがフレキシブル配線基板51の厚みD2よりも広くなっている。別の表現をすると、押さえ部80は、押さえ部80の挿入方向における下流側端部80bと載置面72aとの距離D1がフレキシブル配線基板51の厚みD2よりも大きい配置となっている。本実施例の光学ユニット11は、このような構成としていることで、押さえ部80でフレキシブル配線基板51を載置面72aに強い力で押し付けてフレキシブル配線基板51を損傷することを抑制することができている。
ここで、本実施例の光学ユニット11においては、フレキシブル配線基板51は、図8及び図9で表されるように、複数枚(3枚)のフレキシブル配線基板が重ねられて構成されている。ここで、押さえ部80の挿入方向における下流側端部80bと載置面72aとの距離D1がフレキシブル配線基板51の厚みD2よりも大きいとは、重ねられた複数枚のフレキシブル配線基板51の全体の厚み(厚みD2)よりも距離D1が大きい配置となっていればよい意味である。
上記のように、本実施例の光学ユニット11においては、フレキシブル配線基板51は、複数枚のフレキシブル配線基板51が重ねられて構成されているが、フレキシブル配線基板51を1枚のフレキシブル配線基板で構成してもよい。その場合、1枚のフレキシブル配線基板51の厚み(厚みD2)よりも距離D1が大きい配置となっていることが好ましい。
また、本実施例の光学ユニット11においては、押さえ部80は、溝部71に圧入されたうえで、接着剤で接着されている。本実施例の光学ユニット11は、このような構成としていることで、簡単な構成で押さえ部80を溝部71に確りと固定することができている。
また、押さえ部80は、金属製または樹脂製、特に、ステンレス製またはポリイミド製とすることが好ましい。このような構成とすることで、押さえ部80を簡単かつ頑丈に形成することができるとともにフレキシブル配線基板51を汚染させる虞を低減することができるためである。
なお、図8で表されるように、本実施例の光学ユニット11においては、押さえ部80は、上流側端部80a、下流側端部80b、側端部80e及び側端部80fの4つの辺状部分と、+X方向側表面80c及び-X方向側表面80dを有する平板状である。ここで、上流側端部80a及び下流側端部80bはY軸方向に沿った直線状であり、側端部80e及び側端部80fはZ軸方向に沿った直線状である。また、+X方向側表面80c及び-X方向側表面80dはX軸方向と直交する平面状である。押さえ部80は、このような構成となっていることで、フレキシブル配線基板51を歪みなく確りと押さえることができている。
ただし、押さえ部80の構成に特に限定はない。例えば、Y軸方向に延設される円柱状や四角柱状などの棒状の部材などであってもよい。例えば、このように押さえ部80を円柱状の部材で構成した場合、押さえ部80がフレキシブル配線基板51に当接した際にフレキシブル配線基板51が損傷する虞を低減できる。したがって、例えば、押さえ部80でフレキシブル配線基板51を載置面72aにも押し当てる構成などとすることも可能である。
本発明は、上述の実施例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施例中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
10…光学ユニット、11…光学ユニット、12…光学モジュール、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、24A…磁石、24B…磁石、25…ジンバルフレーム部、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…平面領域、51b…第1曲げ部、51c…第2曲げ部、51d…領域、51e…表面、52…位置決め部、60…補強板、61…端部、70…固定部、71…溝部、71a…押圧部、71b…端部、72…台座、72a…載置面、80…押さえ部、80a…上流側端部、80b…下流側端部、80c…+X方向側表面、80d…-X方向側表面、80e…側端部、80f…側端部、100…可動ユニット、200…ケース、510…面、511…領域、512…領域、513…面、C1…揺動中心(揺動軸の位置)、D1…下流側端部80bと載置面72aとの距離、D2…フレキシブル配線基板51の厚み、G…隙間、L…光軸、R…延長線
Claims (14)
- 光学モジュールと前記光学モジュールに一端が接続されるフレキシブル配線基板とを備える可動ユニットを、前記光学モジュールを揺動可能に、保持するケースであって、
前記光学モジュールとともに揺動可能であって前記光学モジュールを収容するホルダと、
前記ホルダに設けられ、前記フレキシブル配線基板を固定する固定部と、
前記ホルダに設けられ、前記フレキシブル配線基板における前記固定部に固定される領域よりも前記一端側とは反対側において、前記フレキシブル配線基板を沿わせる載置面を有する台座と、
を備え、
前記台座は、前記載置面の延長線上に前記光学モジュールの揺動中心が位置する構成で設けられていることを特徴とするケース。 - 前記ホルダに前記光学モジュールを揺動可能に収容し、前記固定部に前記フレキシブル配線基板を固定することで、請求項1に記載のケースに前記可動ユニットを保持させていることを特徴とする光学ユニット。
- 請求項2に記載の光学ユニットにおいて、
前記フレキシブル配線基板の面には補強板が固定され、
前記固定部は、前記補強板が挿入される溝部を有することを特徴とする光学ユニット。 - 請求項3に記載の光学ユニットにおいて、
前記溝部は、前記補強板の長手方向の両端部に対応する位置であって前記補強板の挿入方向と交差する方向における両脇に構成されるとともに、前記載置面に向かって前記補強板の挿入方向に沿う方向に延設されていることを特徴とする光学ユニット。 - 請求項3または4に記載の光学ユニットにおいて、
前記補強板は、溝部に圧入されたうえで、接着剤で接着されていることを特徴とする光学ユニット。 - 請求項3から5のいずれか1項に記載の光学ユニットにおいて、
前記補強板は、ステンレス製またはポリイミド製であることを特徴とする光学ユニット。 - 請求項2に記載の光学ユニットにおいて、
前記固定部は、前記フレキシブル配線基板とは別体で構成され前記載置面に載置された状態の前記フレキシブル配線基板を前記ホルダの一面に向けて押さえる押さえ部と、前記押さえ部が挿入される溝部と、を有することを特徴とする光学ユニット。 - 請求項7に記載の光学ユニットにおいて、
前記溝部は、前記押さえ部の長手方向の両端部に対応する位置であって前記押さえ部の挿入方向と交差する方向における両脇に構成されるとともに、前記載置面に向かって前記押さえ部の挿入方向に沿う方向に延設されていることを特徴とする光学ユニット。 - 請求項8に記載の光学ユニットにおいて、
前記押さえ部は、前記押さえ部の挿入方向における上流側端部が前記固定部に固定された状態の前記フレキシブル配線基板に対して突出していることを特徴とする光学ユニット。 - 請求項8または9に記載の光学ユニットにおいて、
前記押さえ部は、前記押さえ部の挿入方向における下流側端部と前記載置面との距離が前記フレキシブル配線基板の厚みよりも大きい配置となっていることを特徴とする光学ユニット。 - 請求項10に記載の光学ユニットにおいて、
前記フレキシブル配線基板は、複数枚のフレキシブル配線基板が重ねられて構成されており、重ねられた前記複数枚のフレキシブル配線基板の全体の厚みよりも前記距離が大きい配置となっていることを特徴とする光学ユニット。 - 請求項10に記載の光学ユニットにおいて、
前記フレキシブル配線基板は、1枚のフレキシブル配線基板で構成されていることを特徴とする光学ユニット。 - 請求項7から12のいずれか1項に記載の光学ユニットにおいて、
前記押さえ部は、溝部に圧入されたうえで、接着剤で接着されていることを特徴とする光学ユニット。 - 請求項7から13のいずれか1項に記載の光学ユニットにおいて、
前記押さえ部は、ステンレス製またはポリイミド製であることを特徴とする光学ユニット。
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