JP2022122227A - 光学ユニット - Google Patents
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Abstract
【課題】可動体を固定体に対して3軸を回転軸として回転可能な光学ユニットの小型化。
【解決手段】可動体14と固定体16と回転支持機構60とジンバル機構20とを備え、可動体14は、可動体側面140として、第1側面141、第2側面142、第3側面143及び第4側面144を有し、第1側面141と第3側面143とは反対側に面するとともに、第2側面142と第4側面144とは反対側に面し、フレキシブルプリント基板51は、第1側面141側で可動体14に対して接続され、可動体側面140に対して隙間G1及びG2が設けられるとともに可動体側面140に面する側面対向領域R1及びR2を有し、側面対向領域R1及びR2は、第1側面141及び第2側面142には面するとともに、第3側面143及び第4側面144には面さないように配置されている光学ユニット1。
【選択図】図3
【解決手段】可動体14と固定体16と回転支持機構60とジンバル機構20とを備え、可動体14は、可動体側面140として、第1側面141、第2側面142、第3側面143及び第4側面144を有し、第1側面141と第3側面143とは反対側に面するとともに、第2側面142と第4側面144とは反対側に面し、フレキシブルプリント基板51は、第1側面141側で可動体14に対して接続され、可動体側面140に対して隙間G1及びG2が設けられるとともに可動体側面140に面する側面対向領域R1及びR2を有し、側面対向領域R1及びR2は、第1側面141及び第2側面142には面するとともに、第3側面143及び第4側面144には面さないように配置されている光学ユニット1。
【選択図】図3
Description
本発明は、光学ユニットに関する。
従来から、光学モジュールを備える可動体を固定体に対して回転可能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、光学モジュールを備える可動体を固定体に対してローリング方向(光学モジュールの光軸方向)を回転軸として回転可能に支持する支持部を備える光学ユニットが開示されている。
特許文献1に開示される光学ユニットは、フレキシブルプリント基板が接続される可動体を固定体に対して容易に組み付けることが可能である。一方、可動体を固定体に対して光軸方向を回転軸として回転可能な従来の光学ユニットにおいて、さらに、ジンバル機構などを設け、光軸方向と交差する方向であるピッチング方向及びヨーイング方向などを回転軸として回転可能な構成とすることもできる。しかしながら、このような構成とすると、可動体に接続されるフレキシブルプリント基板の移動スペースを広くとる必要が出てくるので、装置が大型化する。そこで、本発明は、可動体を固定体に対して3軸を回転軸として回転可能な光学ユニットを小型化することを目的とする。
本発明の光学ユニットは、光学モジュールを備えフレキシブルプリント基板が接続される可動体と、固定体と、前記光学モジュールの光軸方向を回転軸として前記可動体を前記固定体に対して回転可能に支持する回転支持機構と、前記光軸方向と交差する少なくとも2方向を回転軸として前記可動体を前記固定体に対して回転可能に支持するジンバル機構と、を備え、前記可動体は、各々が前記光軸方向と交差する方向に面する可動体側面として、第1側面、第2側面、第3側面及び第4側面を有し、前記第1側面と前記第3側面とは反対側に面するとともに、前記第2側面と前記第4側面とは反対側に面し、前記フレキシブルプリント基板は、前記第1側面側で前記可動体に対して接続され、前記可動体側面に対して隙間が設けられるとともに前記可動体側面に面する側面対向領域を有し、前記側面対向領域は、前記第1側面及び前記第2側面には面するとともに、前記第3側面及び前記第4側面には面さないように配置されていることを特徴とする。
本態様によれば、フレキシブルプリント基板は、第1側面側で可動体に対して接続され、可動体側面に対して隙間が設けられるとともに可動体側面に面する側面対向領域を有する。このように側面対向領域が可動体側面に対して隙間が設けられる構成とすることで、フレキシブルプリント基板の可動体に対する可動域が広がり、可動体を固定体に対して3軸を回転軸として好適に回転させることができる。また、側面対向領域が形成されることによりフレキシブルプリント基板は、可動体側面に面する配置となるので、光軸方向と交差する方向に光学ユニットが大型化することを抑制できる。さらに、側面対向領域は、第1側面及び第2側面には面するとともに、第3側面及び第4側面には面さないように配置されている。第1側面、第2側面、第3側面及び第4側面のいずれにも面する構成とすると、光軸方向と交差する方向において4方向にフレキシブルプリント基板を配置するスペースを確保しなくてはならないが、第3側面及び第4側面には面さないようにフレキシブルプリント基板を配置することで、光軸方向と交差する方向に光学ユニットが大型化することを抑制できる。
また、本発明の光学ユニットにおいては、前記側面対向領域は、前記第1側面における前記第2側面とは離れた側から前記第2側面における前記第1側面とは離れた側まで至るように配置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、可動体を固定体に対して回転させることに伴って必要となるフレキシブルプリント基板の移動スペースを広くとることができ、可動体を固定体に対して大きく回転させることが容易になる。
また、本発明の光学ユニットにおいては、前記フレキシブルプリント基板は、前記第1側面に対して面接触で固定されることなく接続され、前記第1側面に面する前記側面対向領域全体が前記第1側面に対して隙間が設けら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、広い範囲においてフレキシブルプリント基板と第1側面とが隙間を設けた状態でフレキシブルプリント基板が配置されることとなる。したがって、第1側面と対向する位置において、可動体を固定体に対して回転させることに伴って必要となるフレキシブルプリント基板の移動スペースを広くとることができ、可動体を固定体に対して大きく回転させることが容易になる。
また、本発明の光学ユニットにおいては、前記フレキシブルプリント基板は、前記固定体に設けられる固定体側固定部に固定され、前記固定体側固定部は、前記光軸方向と交差する方向において前記第2側面と対向する位置の一部のみに配置されるとともに、前記光軸方向において前記側面対向領域の一部のみを固定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、第2側面と対向する位置におけるフレキシブルプリント基板の固定体に対する固定領域を小さくすることができる。したがって、第2側面と対向する位置において、フレキシブルプリント基板を大きく移動させることを可能にし、可動体を固定体に対して大きく回転させることが容易になる。
また、本発明の光学ユニットにおいては、前記固定体側固定部には切り込みが設けられており、前記切り込みに前記側面対向領域は固定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、光軸方向と交差する方向において第2側面と対向する位置の一部であって光軸方向において側面対向領域の一部を、簡単に固定体に固定することができる。
また、本発明の光学ユニットにおいては、前記固定体は、前記光軸方向と交差する方向において前記可動体を囲む固定体側面を有し、前記側面対向領域は、前記可動体側面と前記固定体側面との間の隙間に配置され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、可動体を固定体に対して回転させることに伴ってフレキシブルプリント基板が移動して外部の構成部材に接触することを固定体側面により抑制できるとともに、光学ユニットを大型化させることなくフレキシブルプリント基板を好適に配置することができる。
また、本発明の光学ユニットにおいては、前記可動体は、前記光学モジュールを保持するホルダと、前記ホルダを支持するためのホルダ支持部と、を有し、前記回転支持機構は、前記ホルダに固定されるホルダ固定部と、前記ホルダ支持部に固定されるホルダ支持部固定部と、前記ホルダ固定部と前記ホルダ支持部固定部とを接続する弾性部と、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、回転支持機構を簡単かつ小型に形成することができる。
また、本発明の光学ユニットにおいては、前記ジンバル機構は、前記固定体と接続される固定体側脚部と、前記可動体と接続される可動体側脚部と、前記固定体側脚部及び前記可動体側脚部が設けられるジンバルフレーム部と、を有し、前記光軸方向から見た際に、前記弾性部の位置は、前記固定体側脚部の位置及び前記可動体側脚部の位置に対してず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、可動体が固定体に対して光軸方向を回転軸として回転した際に、弾性部が固定体側脚部または可動体側脚部と干渉することを抑制することができる。
また、本発明の光学ユニットにおいては、前記側面対向領域が前記第1側面及び前記第2側面に面するよう前記フレキシブルプリント基板を曲げた状態で保持する曲げ保持部を備え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、フレキシブルプリント基板の姿勢を好適に保つことができ、フレキシブルプリント基板が固定体や可動体に干渉することを抑制することができる。
また、本発明の光学ユニットにおいては、前記側面対向領域が前記第1側面及び前記第2側面に面するよう前記フレキシブルプリント基板を曲面状に曲げた状態と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、フレキシブルプリント基板を曲げることに伴う該フレキシブルプリント基板にかかる負荷を軽減することができる。
また、本発明の光学ユニットにおいては、フレキシブルプリント基板は、前記第1側面と対向する前記側面対向領域として、前記可動体との接続部から前記第1側面に沿って前記第2側面側に向かう前記第1側面と交差する交差面を経て、前記第1側面と対向する対向面が設けられ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、交差面により光軸方向において、可動体を固定体に対して大きく移動させることが容易になる。
また、本発明の光学ユニットにおいては、前記第1側面に沿って前記第2側面側に向かう方向における前記交差面の長さは、前記第1側面に沿って前記第2側面側に向かう方向における前記対向面の長さの0.5倍以上2.0倍以下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、交差面により光軸方向と、対向面により第1側面と交差する方向と、の両方において、可動体を固定体に対してバランスよく大きく移動させることが容易になる。
また、本発明の光学ユニットにおいては、前記交差面は、前記可動体との接続部から前記第1側面と交差する方向に延設されてから第1カーブ部分を経て前記第1側面に沿って前記第2側面側に向かい、前記第1カーブ部分は、外側がラウンド状に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、第1カーブ部分の外側がラウンド状になっておらず角張っている構成と比べて、可動体を固定体に対して回転させた際に、第1カーブ部分の外側部分の移動量を減らすことができる。すなわち、フレキシブルプリント基板がほかの構成部材と干渉することを抑制することができる。
また、本発明の光学ユニットにおいては、前記対向面は、前記交差面側から前記交差面と交差する方向に延設されてから第2カーブ部分を経て前記第1側面に沿って前記第2側面側に向かい、前記第2カーブ部分は、外側がラウンド状に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、第2カーブ部分の外側がラウンド状になっておらず角張っている構成と比べて、可動体を固定体に対して回転させた際に、第2カーブ部分の外側部分の移動量を減らすことができる。すなわち、フレキシブルプリント基板がほかの構成部材と干渉することを抑制することができる。
また、本発明の光学ユニットにおいては、前記可動体との接続部は、前記第1側面における前記第2側面とは離れた側であって前記第2側面から最も離れた位置を含まない位置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、配線を簡単かつコンパクトにすることができる。
また、本発明の光学ユニットにおいては、前記対向面は、前記対向面と対向する側から見た際に、前記交差面とは離れる方向に突出する湾曲部を有し、前記交差面側から前記第2側面側に向かう構成とすることができる。このような構成とすることで、フレキシブルプリント基板を折り曲げた際に折り曲げ位置のばらつきなどにより折り曲げ部が長くなることを抑制することができる。
可動体を固定体に対して3軸を回転軸として回転可能な本発明の光学ユニットは、小型化することができる。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において、X軸、Y軸及びZ軸は各々直行する方向であり、+X方向及び-X方向に見た図を側面図、+Y方向に見た図を平面図、-Y方向に見た図を底面図、+Z方向に見た図を背面図、-Z方向に見た図を正面図とする。そして、+Y方向は、外部からの光束の入射方向D1に対応する。
<光学ユニットを備える装置の概略>
最初に、本発明の実施例1の光学ユニット1について説明する。図1は、本実施例の光学ユニット1を備える装置の一例としてのスマートフォン100の概略斜視図である。本実施例の光学ユニット1は、スマートフォン100において好ましく使用可能である。本実施例の光学ユニット1は、薄型に構成でき、スマートフォン100におけるY軸方向における厚さを薄く構成できるためである。ただし、本実施例の光学ユニット1は、スマートフォン100に限定されず、カメラやビデオなど、特に限定なく様々な装置に使用可能である。
最初に、本発明の実施例1の光学ユニット1について説明する。図1は、本実施例の光学ユニット1を備える装置の一例としてのスマートフォン100の概略斜視図である。本実施例の光学ユニット1は、スマートフォン100において好ましく使用可能である。本実施例の光学ユニット1は、薄型に構成でき、スマートフォン100におけるY軸方向における厚さを薄く構成できるためである。ただし、本実施例の光学ユニット1は、スマートフォン100に限定されず、カメラやビデオなど、特に限定なく様々な装置に使用可能である。
図1で表されるように、スマートフォン100は、光束を入射するカバーガラス101を備えている。スマートフォン100におけるカバーガラス101の内部に、光学ユニット1を備えている。スマートフォン100は、カバーガラス101を介して外部から入射方向D1に光束を入射し、入射光束に基づいて被写体像を撮像することが可能な構成となっている。
<光学ユニットの全体構成の概略>
図2から図6を用いて、本実施例に係る光学ユニット1の構成についての概略を説明する。光学ユニット1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、X軸方向を回転軸(揺動軸)とする方向(ピッチング方向)、Z軸方向を回転軸(揺動軸)とする方向(ヨーイング方向)及びY軸方向を回転軸(揺動軸)とする方向(ローリング方向)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、ヨーイング方向及びローリング方向に駆動する駆動機構18(駆動機構18A、駆動機構18B及び駆動機構18C)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)可能に支持するジンバル機構20と、固定体16に対して可動体14をローリング方向に回転(揺動)可能に支持する回転支持機構60と、を備えている。
図2から図6を用いて、本実施例に係る光学ユニット1の構成についての概略を説明する。光学ユニット1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、X軸方向を回転軸(揺動軸)とする方向(ピッチング方向)、Z軸方向を回転軸(揺動軸)とする方向(ヨーイング方向)及びY軸方向を回転軸(揺動軸)とする方向(ローリング方向)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、ヨーイング方向及びローリング方向に駆動する駆動機構18(駆動機構18A、駆動機構18B及び駆動機構18C)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)可能に支持するジンバル機構20と、固定体16に対して可動体14をローリング方向に回転(揺動)可能に支持する回転支持機構60と、を備えている。
<可動体について>
また、本実施例の光学ユニット1は、図5及び図6などで表されるように、可動体14として、可動体本体部14Aとホルダ14Bとホルダ支持部14Cとを有する。可動体本体部14Aは、光学モジュール12を有する。また、ホルダ14Bは、可動体本体部14Aを保持するとともに、駆動機構18を構成する磁石24(磁石24A、磁石24B及び磁石24C)が設けられている。そして、ホルダ支持部14Cは、略直方体の骨組みで構成されており内部にホルダ14Bを収容する。
また、本実施例の光学ユニット1は、図5及び図6などで表されるように、可動体14として、可動体本体部14Aとホルダ14Bとホルダ支持部14Cとを有する。可動体本体部14Aは、光学モジュール12を有する。また、ホルダ14Bは、可動体本体部14Aを保持するとともに、駆動機構18を構成する磁石24(磁石24A、磁石24B及び磁石24C)が設けられている。そして、ホルダ支持部14Cは、略直方体の骨組みで構成されており内部にホルダ14Bを収容する。
なお、可動体本体部14Aは撮像素子50を有しており、撮像素子50にはフレキシブルプリント基板51が接続されている。撮像素子50は可動体本体部14Aに取り付けられており、撮像素子50及び撮像素子50に接続されるフレキシブルプリント基板51が可動体本体部14Aの一部を構成するとみなすこともできる。
ホルダ14Bは、光学モジュール12のレンズ12aが設けられる前面(-Y方向側に対応する被写体側の面)及びその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。そして、ホルダ14Bは、周囲を略直方体の骨組みで構成されるホルダ支持部14Cで囲われる。ここで、ホルダ14B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14Bとが一体的に構成されていてもよい。ホルダ14Bにおいて固定体16の固定体側面160と対向する可動体側面140のうちの3面を利用して、ピッチング、ヨーイング及びローリングの補正用の磁石24A、磁石24B及び磁石24Cがこれらの外面に取り付けられている。詳細には、ピッチング補正用の磁石24Aは可動体側面140のうちの第3側面143に取り付けられ、ヨーイング補正用の磁石24Bは可動体側面140のうちの第2側面142に取り付けられ、ローリング補正用の磁石24Cは可動体側面140のうちの第4側面144に取り付けられている。
<固定体について>
また、本実施例の光学ユニット1は、図2から図6で表されるように、固定体16を備えている。そして、固定体16として、固定体側面160などを有する外側カバー部16Aと、可動体14を内包するとともに外側カバー部16Aの内部に収容される枠体部16Bと、を備えている。枠体部16Bは、被写体側の面及びその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である。そして、枠体部16Bは、磁石24Aと対向する位置にコイル32Aを備え、磁石24Bと対向する位置にコイル32Bを備え、磁石24Cと対向する位置にコイル32Cを備えている。図5及び図6では、コイル32A、コイル32B及びコイル32Cは枠体部16Bから離れた位置に表されているが、コイル32Aは枠体部16Bのコイル配置位置16f(図5参照)に配置され、コイル32Bは固定体16のコイル配置位置16g(図5参照)に配置され、コイル32Cは固定体16のコイル配置位置16h(図5参照)に配置されている。なお、本実施例において、コイル32はコイル32A、コイル32B及びコイル32Cはいずれも一例として巻線コイルとして構成されているが、コイル32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。
また、本実施例の光学ユニット1は、図2から図6で表されるように、固定体16を備えている。そして、固定体16として、固定体側面160などを有する外側カバー部16Aと、可動体14を内包するとともに外側カバー部16Aの内部に収容される枠体部16Bと、を備えている。枠体部16Bは、被写体側の面及びその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である。そして、枠体部16Bは、磁石24Aと対向する位置にコイル32Aを備え、磁石24Bと対向する位置にコイル32Bを備え、磁石24Cと対向する位置にコイル32Cを備えている。図5及び図6では、コイル32A、コイル32B及びコイル32Cは枠体部16Bから離れた位置に表されているが、コイル32Aは枠体部16Bのコイル配置位置16f(図5参照)に配置され、コイル32Bは固定体16のコイル配置位置16g(図5参照)に配置され、コイル32Cは固定体16のコイル配置位置16h(図5参照)に配置されている。なお、本実施例において、コイル32はコイル32A、コイル32B及びコイル32Cはいずれも一例として巻線コイルとして構成されているが、コイル32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。
<光学モジュールについて>
なお、本実施例の光学モジュール12は、スマートフォン100のほか、例えばスマートフォン以外の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に用いることができる。光学モジュール12は、被写体側にレンズ12aを備えるとともに、撮像を行うための光学機器等が内蔵されている。
なお、本実施例の光学モジュール12は、スマートフォン100のほか、例えばスマートフォン以外の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に用いることができる。光学モジュール12は、被写体側にレンズ12aを備えるとともに、撮像を行うための光学機器等が内蔵されている。
ここで、本実施例の光学ユニット1は、光学モジュール12に生じたピッチングの振れ(X軸方向を回転軸とする回動方向の振れ)、ヨーイングの振れ(Z軸方向を回転軸とする回動方向の振れ)及びローリングの振れ(Y軸方向を回転軸とする回動方向の振れ)の補正を行う駆動機構18を内蔵している。そして、ピッチングの振れの補正、ヨーイングの振れの補正及びローリングの振れの補正が可能な構成となっている。詳細には、ピッチングの振れの補正は駆動機構18のうちの駆動機構18A(コイル32A)を駆動させることにより行い、ヨーイングの振れの補正は駆動機構18のうちの駆動機構18B(コイル32B)を駆動させることにより行い、ローリングの振れの補正は駆動機構18のうちの駆動機構18C(コイル32C)を駆動させることにより行う。
<駆動機構について>
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、磁石24Cとコイル32Cは、それぞれ対向状態となる。また、上記のように、磁石24Aとコイル32Aとの対、磁石24Bとコイル32Bとの対、磁石24Cとコイル32Cとの対は、それぞれ、駆動機構18A、駆動機構18B、駆動機構18C、を構成している。そして、これらの駆動機構18により、可動体14のピッチング、ヨーイング及びローリングの補正が行われる。
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、磁石24Cとコイル32Cは、それぞれ対向状態となる。また、上記のように、磁石24Aとコイル32Aとの対、磁石24Bとコイル32Bとの対、磁石24Cとコイル32Cとの対は、それぞれ、駆動機構18A、駆動機構18B、駆動機構18C、を構成している。そして、これらの駆動機構18により、可動体14のピッチング、ヨーイング及びローリングの補正が行われる。
また、ピッチング、ヨーイング及びローリングの補正は以下のように行われる。光学ユニット1にピッチング方向、ヨーイング方向、ローリング方向の少なくとも一方向の振れが発生すると、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1の振れを検出してもよい。振れの検出結果に基づいて、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1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32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1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、ヨーイングの軸方向及びローリングの軸方向を回転軸として、回転させる駆動機構18を備えている。ここで、駆動機構18は、可動体14に対してフレキシブルプリント基板51が接続されている側(+Z方向側)以外の位置に配置されていることが好ましい。駆動機構18をフレキシブルプリント基板51が形成されていない側に配置できるので、駆動機構18とフレキシブルプリント基板51との接触を抑制するために光学ユニット1を大きくする必要が無くなり、光学ユニット1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。
ここで、図5及び図6などで表されるように、コイル32A、コイル32B及びコイル32Cはいずれもフレキシブルプリント基板52に接続及び固定されている。本実施例の光学ユニット1においては、フレキシブルプリント基板52が固定体16に対して固定されることで、コイル32A、コイル32B及びコイル32Cが固定体16の所望の位置(コイル配置位置16f、コイル配置位置16g及びコイル配置位置16h)に固定される。
<ジンバル機構について>
本実施例のジンバル機構20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構成である。具体的には、図5及び図6などで表されるように、ジンバル機構20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23と、ジンバルフレーム部23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脚部21と、第2脚部22と、を備えることによって構成されている。なお、第1脚部21と第2脚部22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脚部21と第2脚部22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。
本実施例のジンバル機構20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構成である。具体的には、図5及び図6などで表されるように、ジンバル機構20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23と、ジンバルフレーム部23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脚部21と、第2脚部22と、を備えることによって構成されている。なお、第1脚部21と第2脚部22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脚部21と第2脚部22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。
本実施例のジンバル機構20は、第1脚部21に内側に向けて凹んだ凹曲面21aが設けられており、第2脚部22に内側に向けて凹んだ凹曲面22aが設けられている。そして、第1脚部21は凹曲面21aが外側に向けて広がるように力がかかるように構成されており、第2脚部22は凹曲面22aが外側に向けて広がるように力がかかるように構成されている。
なお、枠体部16Bの凹曲面21aと対向する位置には、内側に突出するとともに凹曲面21aに嵌まる球面状の凸曲面41aが取り付けられた、固定体側支持部41が設けられている。また、ホルダ支持部14Cの凹曲面22aと対向する位置には、内側に突出するとともに凹曲面22aに嵌まる球面状の凸曲面42aが取り付けられた、可動体側支持部42が設けられている。なお、固定体側支持部41は固定体16としての枠体部16Bの取り付け位置161に取り付けられ、可動体側支持部42は可動体14としてのホルダ支持部14Cの取り付け位置145に取り付けられる。
ここで、本実施例の光学ユニット1は、凸曲面41aを凹曲面21a内に配置させ凸曲面41aに凹曲面21aを押し付けることで、第1軸線L1(図2参照)を回転軸として固定体16に対してジンバル機構20を回転可能に支持させている。また、本実施例の光学ユニット1は、凸曲面42aを凹曲面22a内に配置させ凸曲面42aに凹曲面22aを押し付けることで、第2軸線L2(図2参照)を回転軸としてジンバル機構20に対して可動体14を回転可能に支持させている。すなわち、本実施例のジンバル機構20は、第1軸線L1を回転軸として固定体16に対してジンバル機構20を回転可能に支持させるとともに第2軸線L2を回転軸としてジンバル機構20に対して可動体14を回転可能に支持させることで、固定体16に対して可動体14を光軸方向(Y軸方向)と交差する方向すべてを回転軸として回転可能に支持する構成となっている。そして、本実施例の光学ユニット1は、駆動機構18A及び駆動機構18Bを駆動することにより、ピッチング方向及びヨーイング方向を回転軸として、固定体16に対して可動体14を回転可能な構成となっている。
<回転支持機構について>
本実施例の回転支持機構60は、図5及び図6で表されるように、略矩形の第1枠部61と、略矩形の第2枠部62と、第1枠部61と第2枠部62とをつなぐ弾性部63と、を有している。第1枠部61には4隅に突出部61aが形成され、第2枠部62には4隅に突出部62aが形成されている。そして、各々の突出部61aと突出部62aとが弾性部63により接続されている。弾性部63は、光軸方向と交差する方向に湾曲する湾曲部が複数形成された金属製の板バネである。そして湾曲部の湾曲方向(凹凸の向く方向)は、Y軸方向に延びる第3軸線L3(図4参照)に向く方向である。このため、第1枠部61と第2枠部62とは、第3軸線L3を回転軸として容易に回転するが、Y軸方向と沿う方向には接近及び離間しづらい構成となっている。
本実施例の回転支持機構60は、図5及び図6で表されるように、略矩形の第1枠部61と、略矩形の第2枠部62と、第1枠部61と第2枠部62とをつなぐ弾性部63と、を有している。第1枠部61には4隅に突出部61aが形成され、第2枠部62には4隅に突出部62aが形成されている。そして、各々の突出部61aと突出部62aとが弾性部63により接続されている。弾性部63は、光軸方向と交差する方向に湾曲する湾曲部が複数形成された金属製の板バネである。そして湾曲部の湾曲方向(凹凸の向く方向)は、Y軸方向に延びる第3軸線L3(図4参照)に向く方向である。このため、第1枠部61と第2枠部62とは、第3軸線L3を回転軸として容易に回転するが、Y軸方向と沿う方向には接近及び離間しづらい構成となっている。
そして、第1枠部61はホルダ14Bの-Y方向側の面に固定され、第2枠部62はホルダ支持部14Cの+Y方向側の骨組み部分に固定されている。このため、ホルダ14Bは、ホルダ支持部14Cに対して第3軸線L3を回転軸として容易に回転する。なお、上記のように、ジンバル機構20を介して固定体16としての枠体部16Bにホルダ支持部14Cは支持され、回転支持機構60を介してホルダ支持部14Cにホルダ14Bは支持されている。したがって、光学モジュール12を有する可動体本体部14Aは、ホルダ14Bと回転支持機構60とホルダ支持部14Cとジンバル機構20とを介して、固定体16に対して第3軸線L3を回転軸として容易に回転する。
<可動体に接続されるフレキシブルプリント基板の配置>
以下に、図2から図6に加えて、図7を参照して可動体14に接続されるフレキシブルプリント基板51の配置について説明する。なお、上記のように、本実施例の光学ユニット1は、光学モジュール12を備えフレキシブルプリント基板51が接続される可動体14と、固定体16と、光学モジュール12の光軸方向(Y軸方向:ローリング方向)を回転軸として可動体14を固定体16に対して回転可能に支持する回転支持機構60と、光軸方向と交差する少なくとも2方向(X軸方向:ピッチング方向、Z軸方向:ヨーイング方向)を回転軸として可動体14を固定体16に対して回転可能に支持するジンバル機構20と、を備えている。
以下に、図2から図6に加えて、図7を参照して可動体14に接続されるフレキシブルプリント基板51の配置について説明する。なお、上記のように、本実施例の光学ユニット1は、光学モジュール12を備えフレキシブルプリント基板51が接続される可動体14と、固定体16と、光学モジュール12の光軸方向(Y軸方向:ローリング方向)を回転軸として可動体14を固定体16に対して回転可能に支持する回転支持機構60と、光軸方向と交差する少なくとも2方向(X軸方向:ピッチング方向、Z軸方向:ヨーイング方向)を回転軸として可動体14を固定体16に対して回転可能に支持するジンバル機構20と、を備えている。
上記のように、本実施例の光学ユニット1は、可動体14のホルダ14Bに、各々が光軸方向と交差する方向に面する可動体側面140を有している。そして、図3、図5及び図6で表されるように、可動体側面140として、第1側面141、第2側面142、第3側面143及び第4側面144を有している。詳細には、図3などで表されるように、第1側面141と第3側面143とは反対側に面するとともに、第2側面142と第4側面144とは反対側に面している。
ここで、図3で表されるように、フレキシブルプリント基板51は、第1側面141側で可動体14に対して接続され、可動体側面140に対して隙間G1及びG2が設けられるとともに可動体側面140に面する側面対向領域R1及びR2を有している。そして、側面対向領域R1及びR2は、第1側面141及び第2側面142には面するとともに、第3側面143及び第4側面144には面さないように配置されている。すなわち、側面対向領域R1及びR2は、可動体側面140のうちの一部の側面のみに面する配置となっている。
このように側面対向領域R1及びR2が可動体側面140に対して隙間G1及びG2が設けられる構成とすることで、フレキシブルプリント基板51の可動体14に対する可動域が広がり、可動体14を固定体16に対して3軸を回転軸として好適に回転させることができる。また、このように、フレキシブルプリント基板51が、可動体側面140に面する側面対向領域R1及びR2を有することで、フレキシブルプリント基板51は、可動体側面140に対して交差する方向に面が向いて配置されるのではなく、可動体側面140に面する配置となるので、光軸方向と交差する方向に光学ユニット1が大型化することを抑制できる。フレキシブルプリント基板は略平面状なので、厚みは幅に比べて小さく、フレキシブルプリント基板51が可動体側面140と交差する方向に配置される構成では、フレキシブルプリント基板51の幅に対応する長さがそのまま光学ユニット1が大型化につながるためである。
また、第1側面141と第2側面142と第3側面143と第4側面144のいずれにも面する構成(可動体側面140のうちの全部の側面に面する構成)とすると、光軸方向と交差する方向において4方向にフレキシブルプリント基板51を配置するスペースを確保しなくてはならない。しかしながら、本実施例のように、第3側面143及び第4側面144には面さないようにフレキシブルプリント基板51を配置することで、光軸方向と交差する方向に光学ユニット1が大型化することを抑制することができる。なお、第1側面141にのみ面するようにフレキシブルプリント基板51を配置する構成ではフレキシブルプリント基板51の移動スペースが限られて可動体14を固定体16に対して大きく回転させることが困難になる場合があるが、第1側面141と第2側面142とにフレキシブルプリント基板51が面する配置とすることで、可動体14を固定体16に対して大きく回転させることが容易になる。
また、図3で表されるように、本実施例の光学ユニット1においては、側面対向領域R1及びR2は、第1側面141における第2側面142とは離れた側(-X方向側)から第2側面142における第1側面141とは離れた側(-Z方向側)まで至るように配置されている。本実施例の光学ユニット1は、このような構成となっていることで、可動体14を固定体16に対して回転させることに伴って必要となるフレキシブルプリント基板51の移動スペースを広くとることができており、可動体14を固定体16に対して大きく回転させることが容易になっている。なお、「第1側面141における第2側面142とは離れた側(-X方向側)から第2側面142における第1側面141とは離れた側(-Z方向側)まで至る」とは、第1側面141のX軸方向における中央よりも第2側面142とは離れた側から第2側面142のZ軸方向における中央よりも第1側面141とは離れた側まで至ればよい意味である。
また、図3などで表されるように、本実施例の光学ユニット1においては、フレキシブルプリント基板51は、第1側面141に対して面接触で固定されることなく接続され、第1側面141に面する側面対向領域R1全体が第1側面141に対して隙間G1が設けられている構成となっている。本実施例の光学ユニット1は、このような構成となっていることで、広い範囲においてフレキシブルプリント基板51と第1側面141とが隙間G1を設けた状態でフレキシブルプリント基板51が配置されている。したがって、本実施例の光学ユニット1は、第1側面141と対向する位置において、可動体14を固定体16に対して回転させることに伴って必要となるフレキシブルプリント基板51の移動スペースを広くとることができており、可動体14を固定体16に対して大きく回転させることが容易になっている。
また、図3及び図4で表されるように、本実施例の光学ユニット1においては、フレキシブルプリント基板51は、固定体16に設けられる固定体側固定部162に固定されている。そして、固定体側固定部162は、側面対向領域R2の一部のみを固定している。詳細には、固定体側固定部162は、光軸方向と交差する方向であるZ軸方向において第2側面142と対向する位置の一部のみ(-Z方向側の一部のみ)に配置されるとともに、光軸方向であるY軸方向において側面対向領域R2の一部のみ(-Y方向側の一部のみ)を固定する構成となっている。本実施例の光学ユニット1は、このような構成となっていることで、第2側面142と対向する位置におけるフレキシブルプリント基板51の固定体16に対する固定領域を小さくしている。したがって、本実施例の光学ユニット1は、第2側面142と対向する位置において、フレキシブルプリント基板51を大きく移動させることを可能にし、可動体14を固定体16に対して大きく回転させることを容易にしている。
詳細には、本実施例の光学ユニット1においては、図4で表されるように、固定体側固定部162には切り込み162aが設けられており、切り込み162aに側面対向領域R2は固定されている。本実施例の光学ユニット1は、このような構成となっていることで、光軸方向と交差する方向において第2側面142と対向する位置の一部であって光軸方向において側面対向領域R2の一部を、簡単に固定体16に固定することができる。
また、図2などで表されるように、本実施例の光学ユニット1においては、固定体16としての外側カバー部16Aは、光軸方向と交差する方向において可動体14を囲む固定体側面160を有する。そして、図3で表されるように、側面対向領域R1及びR2は、可動体側面140と固定体側面160との間の隙間G3に配置される構成となっている。本実施例の光学ユニット1は、このような構成となっていることで、可動体14を固定体16に対して回転させることに伴ってフレキシブルプリント基板51が移動して外部の構成部材(例えば、スマートフォン100内の光学ユニット1以外の構成部材)に接触することを固定体側面160により抑制できているとともに、光学ユニット1を大型化させることなくフレキシブルプリント基板51を好適に配置することができている。
なお、本実施例においては、図3で表されるように、隙間G3に枠体部16Bが配置される構成となっている。このような構成においては、側面対向領域R1及びR2は、枠体部16Bに対しても隙間G4が生じるように配置されることが好ましい。
また、上記のように、本実施例の光学ユニット1においては、可動体14は、光学モジュール12及びフレキシブルプリント基板51の接続部を有する可動体本体部14Aを保持するホルダ14Bと、ホルダ14Bを支持するためのホルダ支持部14Cと、を有する。そして、回転支持機構60は、ホルダ14Bに固定されるホルダ固定部としての第1枠部61と、ホルダ支持部14Cに固定されるホルダ支持部固定部としての第2枠部62と、第1枠部61と第2枠部62とを接続する弾性部63と、を有している。本実施例の光学ユニット1は、このような構成となっていることで、回転支持機構60を簡単かつ小型に形成することができている。
また、上記のように、本実施例の光学ユニット1においては、ジンバル機構20は、固定体16と接続される固定体側脚部である第1脚部21と、可動体14と接続される可動体側脚部である第2脚部22と、第1脚部21及び第2脚部22が設けられるジンバルフレーム部23と、を有する。そして、図3で表されるように、光軸方向から見た際に、弾性部63の接続位置である突出部61aの位置は、第1脚部21の位置及び第2脚部22の位置に対してずれている。すなわち、光軸方向から見た際に、弾性部63の位置は、第1脚部21の位置及び第2脚部22の位置に対してずれている。本実施例の光学ユニット1は、このような構成となっていることで、可動体14が固定体16に対して光軸方向を回転軸として回転した際に、弾性部63が第1脚部21または第2脚部22と干渉することを抑制している。
また、図3及び図4などで表されるように、本実施例の光学ユニット1においては、側面対向領域R1及びR2が第1側面141及び第2側面142に面するようフレキシブルプリント基板51を曲げた状態で保持する板金である曲げ保持部53を備えている。本実施例の光学ユニット1は、このような構成となっていることで、フレキシブルプリント基板51の姿勢を好適に保つことができ、フレキシブルプリント基板51が固定体16や可動体14に干渉することを抑制している。ただし、曲げ保持部53を備えていない構成としてもよい。
なお、本実施例の光学ユニット1においては、フレキシブルプリント基板51は側面対向領域R1と側面対向領域R2との境界部分において略90°の角度となるように折り曲げた状態で保持されているが、このような構成に限定されない。フレキシブルプリント基板51は、側面対向領域R1と側面対向領域R2との境界部分において、例えば、曲面状に曲げられていてもよいし、鈍角で複数回折り曲げられていてもよいし、山折りと谷折りを織り交ぜて曲げられていてもよい。
上記のように、側面対向領域R1及びR2が第1側面141及び第2側面142に面するようフレキシブルプリント基板51を曲面状に曲げた状態とすることで、フレキシブルプリント基板51を曲げることに伴う該フレキシブルプリント基板51にかかる負荷を軽減することができる。
また、本実施例の光学ユニット1においては、フレキシブルプリント基板51の側面対向領域R1及びR2は、フレキシブルプリント基板51が略180°折り曲げられることで2重となっている。以下に、図6を参照して、本実施例のフレキシブルプリント基板51の折り曲げ方の詳細について説明する。
図6は、フレキシブルプリント基板51の展開図である。なお、以下で説明する山折り線及び谷折り線はいずれも、図6で表される状態を基準とするものである。図6で表されるように、フレキシブルプリント基板51は、可動体14の撮像素子50に接続される領域51a、側面対向領域R1を形成する領域51b及び領域51c、側面対向領域R2を形成する領域51d及び領域51e、外部との接続部54が設けられる領域51f、を有する。図6で表される状態においては、領域51a、領域51b、領域51c、領域51d、領域51e及び領域51fは、1枚の平面状となっている。
フレキシブルプリント基板51は、本実施例の光学ユニット1に組み込まれる際には、図6で表される状態から谷折り線V1を基準に略180°折り曲げる。なお、本実施例のフレキシブルプリント基板51には、この際に局所的な膨らみなどを発生させず且つ折り曲げが容易になるように、谷折り線V1に対応する位置にスリット55が設けられている。ただし、スリット55を有さない構成としてもよい。谷折り線V1を基準に略180°折り曲げることで、領域51bと領域51cとにより2重になった領域が側面対向領域R1に対応するようになり、領域51dと領域51eとにより2重になった領域が側面対向領域R2に対応するようになる。
次に、谷折り線V2を基準に略90°折り曲げる。このことで、領域51bと領域51cとにより2重になった領域が、可動体本体部14Aをホルダ14Bに支持させた際に、第1側面141と面する配置となる。次に、山折り線V3を基準に略90°折り曲げる。そして、最後に、谷折り線V4を基準に略90°折り曲げる(谷折り線V4を基準に略90°折り曲げることで山折り線V5を基準に90°折れ曲がる)。このことで、領域51dと領域51eとにより2重になった領域が、可動体本体部14Aをホルダ14Bに支持させた際に、第2側面142と面する配置となる。なお、谷折り線V1、谷折り線V2、山折り線V3及び谷折り線V4の折り曲げ順序は上記の順でなくてもよいが、谷折り線V1、谷折り線V2、山折り線V3及び谷折り線V4で折り曲げることにより、フレキシブルプリント基板51は図6で表される状態から図2から図5で表される状態となる。
ここで、本実施例の光学ユニット1には、上記のようにフレキシブルプリント基板51が、谷折り線V1を基準に略180°折り曲げられ、2重になった領域が側面対向領域R1及びR2に対応するようになっているので、側面対向領域R1及びR2の光軸方向に行ける長さが短くなっている。そして、側面対向領域R1及びR2の光軸方向における長さは、固定体16及び可動体14の光軸方向における長さよりも短くなっている。このような構成となっていることで、本実施例の光学ユニット1は、光軸方向の大きさを小さくできている。
<別の光学ユニットの実施例>
次に、図8から図10を参照し、図2から図7で表される上記実施例の光学ユニット1とは異なる光学ユニット10の実施例について説明する。本実施例の光学ユニット10は、フレキシブルプリント基板51の構成及びフレキシブルプリント基板51の保持構成以外は光学ユニット1と同様の構成であり、下記で説明する以外のことについては光学ユニット1と同様の特徴を有している。
次に、図8から図10を参照し、図2から図7で表される上記実施例の光学ユニット1とは異なる光学ユニット10の実施例について説明する。本実施例の光学ユニット10は、フレキシブルプリント基板51の構成及びフレキシブルプリント基板51の保持構成以外は光学ユニット1と同様の構成であり、下記で説明する以外のことについては光学ユニット1と同様の特徴を有している。
なお、図8から図10においては、図2から図7で表される光学ユニット1の構成部材と対応する構成部材については、同じ符号を付している。ここで、図8は外側カバー部16Aを外した状態を表している。また、図9及び図10は、フレキシブルプリント基板51の構成がわかりやすいようにフレキシブルプリント基板51と可動体本体部14Aのみを表した図となっている。
図8から図10で表されるように、本実施例の光学ユニット10においては、フレキシブルプリント基板51は、側面対向領域R1を形成する領域51g及び領域51h、側面対向領域R2を形成する領域51i、外部との接続部54が設けられる領域51j、を有している。領域51gは、2層にフレキシブルプリント基板51が重なった状態で、撮像素子50が設けられた基板であるリジッドFPCの接続部50aに接続されている。ここで、リジッドFPCとは、例えば、4層のフレキシブルプリント基板などからなる高剛性の基板である。なお、領域51gは、2層にフレキシブルプリント基板51が重なった状態となっているので、1層のフレキシブルプリント基板51からなる図2から図7で表される光学ユニット1の領域51aよりも幅が狭く構成されている。
領域51hは、フレキシブルプリント基板51における2つの折り曲げ部56である折り曲げ部56a及び折り曲げ部56bの間の領域である。領域51hも、領域51gと同様、2層にフレキシブルプリント基板51が重なった状態となっている。折り曲げ部56aには金属製の曲げ保持部53aが取り付けられ、折り曲げ部56bには金属製の曲げ保持部53bが取り付けられている。なお、図8で表されるように、枠体部16Bには、フレキシブルプリント基板51の折り曲げ部56aの近傍を挟んで支持する、切り込み部163が設けられている。
領域51iは、リジッドFPC59とともに対向領域R2を形成している。領域51iも、領域51g及び領域51hと同様、2層にフレキシブルプリント基板51が重なった状態となっている。そして、リジッドFPC59からは、外部との接続部54が設けられる領域51jが+X方向に延設されている。領域51jは、1層のフレキシブルプリント基板51で構成されている。なお、接続部54はリジッドFPCである。
すなわち、本実施例の光学ユニット10においては、フレキシブルプリント基板51は、第1側面141と対向する側面対向領域R1として、可動体14との接続部50aから第1側面141に沿って第2側面142側に向かう第1側面141と交差する交差面としての領域51gを経て、第1側面141と対向する対向面としての領域51hが設けられる構成である。本実施例の光学ユニット10は、このような構成の交差面としての領域51gを有することで、領域51gにより光軸方向(Y軸方向)において、可動体14を固定体16に対して大きく移動させることが容易になる。可動体14を固定体16に対して大きく移動させることが容易になることで、可動体14を固定体16に対して移動させる際の消費電力を低下することができる。また、Y軸方向における領域51gの幅を狭く構成することができ、可動体14を固定体16に対して移動させた際における領域51gの他の構成部材に対する干渉も抑制することができる。
また、図9で表されるように、本実施例の光学ユニット10においては、第1側面141に沿って第2側面142側に向かう方向(X軸方向)における領域51gの長さR1aは、第1側面141に沿って第2側面142側に向かう方向における領域51hの長さR1bと同等である。このように、第1側面141に沿って第2側面142側に向かう方向における領域51gの長さR1aは、第1側面141に沿って第2側面142側に向かう方向における領域51hの長さR1bの0.5倍以上2.0倍以下である構成とすることが好ましい。このような構成とすることで、領域51gにより光軸方向(Y軸方向)と、領域51hにより第1側面141と交差する方向(Z軸方向)と、の両方において、可動体14を固定体16に対してバランスよく大きく移動させることが容易になるためである。
また、図8から図10で表されるように、本実施例の光学ユニット10においては、領域51gは、可動体14との接続部50aから第1側面141と交差する方向(+Z方向)に延設されてから第1カーブ部分57を経て第1側面141に沿って第2側面142側(+X方向)に向かい、第1カーブ部分57は、外側がラウンド状になっている。本実施例の光学ユニット10は、このような構成となっていることで、第1カーブ部分57の外側がラウンド状になっておらず角張っている構成と比べて、可動体14を固定体16に対してX軸方向を回転軸として回転させた際に、第1カーブ部分57の外側部分の移動量を減らすことができる。すなわち、フレキシブルプリント基板51がほかの構成部材と干渉することを抑制することができる。
また、図8から図10で表されるように、本実施例の光学ユニット10においては、領域51hは、領域51g側から領域51gと交差する方向(-Y方向)に延設されてから第2カーブ部分58を経て第1側面141に沿って第2側面142側に向かい、第2カーブ部分58は、外側がラウンド状になっている。本実施例の光学ユニット10は、このような構成となっていることで、第2カーブ部分58の外側がラウンド状になっておらず角張っている構成と比べて、可動体14を固定体16に対してY軸方向を回転軸として回転させた際に、第2カーブ部分58の外側部分の移動量を減らすことができる。すなわち、フレキシブルプリント基板51がほかの構成部材と干渉することを抑制することができる。
また、図8から図10で表されるように、本実施例の光学ユニット10においては、可動体14との接続部50aは、可動体本体部14Aの-X方向側の端部よりも若干+X方向側に設けられている。別の表現をすると、可動体14との接続部50aは、第1側面141における第2側面142とは離れた側であって第2側面142から最も離れた位置を含まない位置に構成されている。このような構成とすることで、配線を簡単かつコンパクトにすることができる。
また、図8から図10で表されるように、本実施例の光学ユニット10においては、対向面としての領域51hは、湾曲部151を有し、領域51hと対向する側である+Z方向から見た際に、+X方向(交差面である領域51g側から第2側面である領域51i側に向かう方向)において、一旦-Y方向側に向かって膨らみ、その後+Y方向側に膨らむ構成をしている。すなわち、領域51hは、+Z方向から見た際に、湾曲部151が設けられることにより、領域51g側から領域51i側に向かう方向において蛇行している構成となっている。このような構成とすることで、折り曲げ部56aを形成するためにフレキシブルプリント基板51を折り曲げた際に折り曲げ位置のばらつきなどにより折り曲げ部56aがX軸方向において長くなることを抑制することができる。
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。
1…光学ユニット、10…光学ユニット、12…光学モジュール、12a…レンズ、14…可動体、14A…可動体本体部、14B…ホルダ、14C…ホルダ支持部、16…固定体、16A…外側カバー部、16B…枠体部、16f…コイル配置位置、16g…コイル配置位置、16h…コイル配置位置、18…駆動機構、18A…駆動機構、18B…駆動機構、18C…駆動機構、20…ジンバル機構、21…第1脚部(固定体側脚部)、21a…凹曲面、22…第2脚部(可動体側脚部)、22a…凹曲面、23…ジンバルフレーム部、24…磁石、24A…磁石、24B…磁石、24C…磁石、32…コイル、32A…コイル、32B…コイル、32C…コイル、41…固定体側支持部、41a…凸曲面、42…可動体側支持部、42a…凸曲面、50…撮像素子、50a…接続部、51…フレキシブルプリント基板、51a…領域、51b…領域、51c…領域、51d…領域、51e…領域、51f…領域、51g…領域(交差面)、51h…領域(対向面)、51i…領域、51j…領域、52…フレキシブルプリント基板、53…曲げ保持部、53a…曲げ保持部、53b…曲げ保持部、54…接続部、55…スリット、56…折り曲げ部、56a…折り曲げ部、56b…折り曲げ部、57…第1カーブ部分、58…第2カーブ部分、59…リジッドFPC、60…回転支持機構、61…第1枠部(ホルダ固定部)、61a…突出部、62…第2枠部(ホルダ支持部固定部)、62a…突出部、63…弾性部、100…スマートフォン、101…カバーガラス、140…可動体側面、141…第1側面、142…第2側面、143…第3側面、144…第4側面、145…取り付け位置、160…固定体側面、161…取り付け位置、162…固定体側固定部、162a…切り込み、163…切り込み部、D1…入射方向(光軸方向)、G1…隙間、G2…隙間、G3…隙間、G4…隙間、L1…第1軸線、L2…第2軸線、L3…第3軸線(光軸方向)、R1…側面対向領域、R1a…領域51gの長さ、R1b…領域51hの長さ、R2…側面対向領域、V1…谷折り線、V2…谷折り線、V3…山折り線、V4…谷折り線、V5…山折り線
Claims (16)
- 光学モジュールを備えフレキシブルプリント基板が接続される可動体と、
固定体と、
前記光学モジュールの光軸方向を回転軸として前記可動体を前記固定体に対して回転可能に支持する回転支持機構と、
前記光軸方向と交差する少なくとも2方向を回転軸として前記可動体を前記固定体に対して回転可能に支持するジンバル機構と、を備え、
前記可動体は、各々が前記光軸方向と交差する方向に面する可動体側面として、第1側面、第2側面、第3側面及び第4側面を有し、
前記第1側面と前記第3側面とは反対側に面するとともに、前記第2側面と前記第4側面とは反対側に面し、
前記フレキシブルプリント基板は、前記第1側面側で前記可動体に対して接続され、前記可動体側面に対して隙間が設けられるとともに前記可動体側面に面する側面対向領域を有し、
前記側面対向領域は、前記第1側面及び前記第2側面には面するとともに、前記第3側面及び前記第4側面には面さないように配置されていることを特徴とする光学ユニット。 - 請求項1に記載の光学ユニットにおいて、
前記側面対向領域は、前記第1側面における前記第2側面とは離れた側から前記第2側面における前記第1側面とは離れた側まで至るように配置されていることを特徴とする光学ユニット。 - 請求項1または2に記載の光学ユニットにおいて、
前記フレキシブルプリント基板は、前記第1側面に対して面接触で固定されることなく接続され、前記第1側面に面する前記側面対向領域全体が前記第1側面に対して隙間が設けられていることを特徴とする光学ユニット。 - 請求項1から3のいずれか1項に記載の光学ユニットにおいて、
前記フレキシブルプリント基板は、前記固定体に設けられる固定体側固定部に固定され、
前記固定体側固定部は、前記光軸方向と交差する方向において前記第2側面と対向する位置の一部のみに配置されるとともに、前記光軸方向において前記側面対向領域の一部のみを固定することを特徴とする光学ユニット。 - 請求項4に記載の光学ユニットにおいて、
前記固定体側固定部には切り込みが設けられており、
前記切り込みに前記側面対向領域は固定されていることを特徴とする光学ユニット。 - 請求項1から5のいずれか1項に記載の光学ユニットにおいて、
前記固定体は、前記光軸方向と交差する方向において前記可動体を囲む固定体側面を有し、
前記側面対向領域は、前記可動体側面と前記固定体側面との間の隙間に配置されることを特徴とする光学ユニット。 - 請求項1から6のいずれか1項に記載の光学ユニットにおいて、
前記可動体は、前記光学モジュールを保持するホルダと、前記ホルダを支持するためのホルダ支持部と、を有し、
前記回転支持機構は、前記ホルダに固定されるホルダ固定部と、前記ホルダ支持部に固定されるホルダ支持部固定部と、前記ホルダ固定部と前記ホルダ支持部固定部とを接続する弾性部と、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、
前記ジンバル機構は、前記固定体と接続される固定体側脚部と、前記可動体と接続される可動体側脚部と、前記固定体側脚部及び前記可動体側脚部が設けられるジンバルフレーム部と、を有し、
前記光軸方向から見た際に、前記弾性部の位置は、前記固定体側脚部の位置及び前記可動体側脚部の位置に対してずれていることを特徴とする光学ユニット。 - 請求項1から8のいずれか1項に記載の光学ユニットにおいて、
前記側面対向領域が前記第1側面及び前記第2側面に面するよう前記フレキシブルプリント基板を曲げた状態で保持する曲げ保持部を備えることを特徴とする光学ユニット。 - 請求項1から9のいずれか1項に記載の光学ユニットにおいて、
前記側面対向領域が前記第1側面及び前記第2側面に面するよう前記フレキシブルプリント基板を曲面状に曲げた状態としていることを特徴とする光学ユニット。 - 請求項1から10のいずれか1項に記載の光学ユニットにおいて、
前記フレキシブルプリント基板は、前記第1側面と対向する前記側面対向領域として、前記可動体との接続部から前記第1側面に沿って前記第2側面側に向かう前記第1側面と交差する交差面を経て、前記第1側面と対向する対向面が設けられることを特徴とする光学ユニット。 - 請求項11に記載の光学ユニットにおいて、
前記第1側面に沿って前記第2側面側に向かう方向における前記交差面の長さは、前記第1側面に沿って前記第2側面側に向かう方向における前記対向面の長さの0.5倍以上2.0倍以下であることを特徴とする光学ユニット。 - 請求項11または12に記載の光学ユニットにおいて、
前記交差面は、前記可動体との接続部から前記第1側面と交差する方向に延設されてから第1カーブ部分を経て前記第1側面に沿って前記第2側面側に向かい、
前記第1カーブ部分は、外側がラウンド状になっていることを特徴とする光学ユニット。 - 請求項11から13のいずれか1項に記載の光学ユニットにおいて、
前記対向面は、前記交差面側から前記交差面と交差する方向に延設されてから第2カーブ部分を経て前記第1側面に沿って前記第2側面側に向かい、
前記第2カーブ部分は、外側がラウンド状になっていることを特徴とする光学ユニット。 - 請求項11から14のいずれか1項に記載の光学ユニットにおいて、
前記可動体との接続部は、前記第1側面における前記第2側面とは離れた側であって前記第2側面から最も離れた位置を含まない位置であることを特徴とする光学ユニット。 - 請求項11から15のいずれか1項に記載の光学ユニットにおいて、
前記対向面は、前記対向面と対向する側から見た際に、前記交差面とは離れる方向に突出する湾曲部を有し、前記交差面側から前記第2側面側に向かう構成であることを特徴とする光学ユニット。
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JP2021018842 | 2021-02-09 |
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JP (1) | JP2022122227A (ja) |
-
2021
- 2021-04-12 JP JP2021067130A patent/JP2022122227A/ja active Pending
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