JP2022156414A - 振れ補正機能付き光学ユニット - Google Patents
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Abstract
【課題】振れ補正機能付き光学ユニットを小型化し、回転支持機構の構成を簡素化する。【解決手段】振れ補正機能付き光学ユニット1は、可動体10を光軸L回りに回転可能に支持する回転支持機構12と、ジンバル機構13を備える。回転支持機構12は、板ばね部53を備える金属部材50によって可動体10とジンバル機構13とを接続する。板ばね部53は、板厚方向が光軸L回りの周方向を向く第1板ばね部54と、板厚方向が径方向を向く第2板ばね部55を備える。第1板ばね部54は、径方向に延びてから逆向きに折り返した形状であり、周方向に弾性変形するときのばね定数が小さいので、可動体10を光軸L回りに回転可能に支持できる。第2板ばね部55は、径方向に弾性変形するときのばね定数が小さいので、落下等による衝撃が加わったときに、第1板ばね部54の塑性変形を抑制できる。【選択図】図4
Description
本発明は、カメラモジュールを光軸回りに回転させて振れを補正する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、カメラモジュールを備える可動体を、光軸回り、光軸と交差する第1軸回り、並びに光軸および第1軸と交差する第2軸回りに回転させるものがある。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記載される。
特許文献1の振れ補正機能付き光学ユニットは、固定体と、固定体に対して光軸回りに回転可能に支持される可動体を有する。可動体は、レンズを備えるカメラモジュールと、カメラモジュールの周りを囲む支持体と、支持体の内側で、カメラモジュールを第1軸回りおよび第2軸回りに回転可能に支持するジンバル機構を備える。また、振れ補正機能付き光学ユニットは、可動体を光軸回りに回転可能に支持する回転支持機構を備える。回転支持機構は、可動体の底部から光軸方向の後ろ側に突出した凸部と、凸部を囲むボールベアリングを備える。
本発明者らは、特願2020-36404号において、可動体の外部にジンバル機構を設け、ジンバル機構と可動体との間に回転支持機構を設けた振れ補正機能付き光学ユニットを出願している。特願2020-36404号の回転支持機構は、光軸方向に対向する2本の環状のレール部材の間に転動体を挿入したボールベアリングをカメラモジュールの鏡筒部を囲むように配置し、一方のレールを可動体の被写体側の端面に固定し、他方のレールをジンバル機構によって第1軸回りに回転可能に支持する構成である。
特願2020-36404号の回転支持機構は、振れ補正機能付き光学ユニットの光軸方向の高さを小さくできる。また、ジンバルフレームは光軸回りに回転しないため、光軸回りに回転する部分の外形が小さい。従って、回転スペースを大きく確保する必要がないので、振れ補正機能付き光学ユニットの外形を小さくすることができる。
しかしながら、特願2020-36404号の回転支持機構は、2本のレール部材、リテーナ、および複数の転動体を用いて構成され、さらに、与圧機構を構成するマグネットを複数個用いる複雑な構成であるため、部品コストが高く、組立作業も複雑で手間がかかる。
本発明の課題は、このような点に鑑みて、回転支持機構を備える振れ補正機能付き光学ユニットの小型化を図るとともに、回転支持機構の構成を簡素化することにある。
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、カメラ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前記カメラモジュ
ールの光軸を中心として回転可能に支持する回転支持機構と、を有し、前記回転支持機構は、前記可動体に接続される可動体側固定部、前記固定体に接続される固定体側固定部、および、前記可動体側固定部と前記固定体側固定部とを接続する板ばね部を備え、前記板ばね部は、板厚方向が前記光軸回りの周方向を向く第1板ばね部を備え、前記第1板ばね部は、前記光軸を中心として径方向に延びる第1アーム部と、前記第1アーム部に対して前記光軸方向に隣り合う位置で前記径方向に延びる第2アーム部と、前記第1アーム部と前記第2アーム部を前記径方向に折り返した形状に接続する接続部と、を備えることを特徴とする。
ールの光軸を中心として回転可能に支持する回転支持機構と、を有し、前記回転支持機構は、前記可動体に接続される可動体側固定部、前記固定体に接続される固定体側固定部、および、前記可動体側固定部と前記固定体側固定部とを接続する板ばね部を備え、前記板ばね部は、板厚方向が前記光軸回りの周方向を向く第1板ばね部を備え、前記第1板ばね部は、前記光軸を中心として径方向に延びる第1アーム部と、前記第1アーム部に対して前記光軸方向に隣り合う位置で前記径方向に延びる第2アーム部と、前記第1アーム部と前記第2アーム部を前記径方向に折り返した形状に接続する接続部と、を備えることを特徴とする。
本発明によれば、可動体と固定体を接続する回転支持機構が、板厚方向が周方向を向く第1板ばね部を備えており、第1板ばね部は、光軸を中心として径方向に延びる2本のアーム部と、2本のアーム部を径方向に折り返した形状に接続する接続部を備えている。従って、第1板ばね部が周方向に弾性変形することによって可動体を光軸回りに回転可能に支持できる。また、第1板ばね部の弾性力によって可動体を原点位置に復帰させることができるため、原点復帰用の磁気ばねが不要である。さらに、第1板ばね部は光軸方向に変形しにくいので、可動体の荷重を支持でき、可動体を吊ることができる。よって、回転支持機構の構成を簡素化できるので、部品コストを削減でき、組立作業を容易化できる。
本発明において、前記周方向に分散配置される少なくとも3個の前記板ばね部を備え、前記3個の前記板ばね部は、前記光軸方向から見て前記カメラモジュールと重なる位置に配置されることが好ましい。このようにすると、径方向に延びる板ばね部を少なくとも3箇所に放射状に配置できるので、可動体をバランス良く支持できる。また、光軸方向から見て板ばね部とカメラモジュールとが重なるので、光軸方向から見た振れ補正機能付き光学ユニットの外形を小さくすることができる。
本発明において、前記板ばね部は、板厚方向が前記径方向を向く第2板ばね部を備え、前記第2板ばね部は、前記可動体側固定部と前記第1板ばね部とを接続するか、あるいは、前記固定体側固定部と前記第1板ばね部とを接続することが好ましい。このようにすると、落下等による衝撃が加わったときに、第2板ばね部が弾性変形することによって第1板ばね部に加わる径方向の衝撃が緩和される。従って、第1板ばね部の塑性変形を抑制できるので、耐衝撃性を高めることができる。
本発明において、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、前記回転支持機構を前記光軸と交差し且つ前記第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を有し、前記固定体側固定部は、前記ジンバル機構を介して前記固定体に接続され、前記固定体は、前記回転支持機構および前記ジンバル機構を介して前記可動体を支持することが好ましい。このようにすると、光軸回りに回転するユニットがジンバル機構を含まないので、回転スペースを大きく確保する必要がない。従って、振れ補正機能付き光学ユニットの外形を小さくすることができる。
本発明において、前記可動体は第1部材を備え、前記第1部材は、前記光軸を囲み前記光軸方向から見て前記カメラモジュールと重なる第1環状板部を備え、前記回転支持機構は、前記第1環状板部と前記光軸方向で対向する第2環状板部を備えるとともに前記ジンバル機構によって前記第1軸回りに回転可能に支持される第2部材を備え、前記可動体側固定部は、前記第1環状板部に固定され、前記固定体側固定部は、前記第2環状板部に固定されることが好ましい。このように、2枚の環状板部を放射状に配置した板ばねによって接続する構成にすることで、回転支持機構を小型で簡素な構成にすることができる。
本発明において、前記固定体側固定部、および、前記固定体側固定部の縁から前記光軸方向に屈曲して前記径方向に延びる前記第1板ばね部を備える第1金属部材と、前記可動
体側固定部、および、前記可動体側固定部の縁から前記光軸方向に屈曲して前記光軸回りの周方向に延びる前記第2板ばね部を備える第2金属部材と、を有し、前記第1金属部材の板厚は、前記第2金属部材の板厚よりも小さいことが好ましい。このように、板ばね部を2部品に分けることにより、第1板ばね部と第2板ばね部の板厚が異なる構成を実現できる。従って、第1板ばね部のばね定数を小さくすることができるので、可動体を小さい力で回転させることができる。よって、ローリング補正用の磁気駆動機構を小型化できる。また、第2板ばね部のばね定数を大きくすることができるので、耐衝撃性を高めることができる。
体側固定部、および、前記可動体側固定部の縁から前記光軸方向に屈曲して前記光軸回りの周方向に延びる前記第2板ばね部を備える第2金属部材と、を有し、前記第1金属部材の板厚は、前記第2金属部材の板厚よりも小さいことが好ましい。このように、板ばね部を2部品に分けることにより、第1板ばね部と第2板ばね部の板厚が異なる構成を実現できる。従って、第1板ばね部のばね定数を小さくすることができるので、可動体を小さい力で回転させることができる。よって、ローリング補正用の磁気駆動機構を小型化できる。また、第2板ばね部のばね定数を大きくすることができるので、耐衝撃性を高めることができる。
本発明において、前記周方向に分散配置される4個の前記第1板ばね部を備え、前記固定体側固定部は、環状であり、前記固定体側固定部の外周縁には、4箇所の第1切欠き部が設けられ、各第1切欠き部の縁に前記第1板ばね部が接続され、周方向で隣合う前記第1板ばね部の一方は、前記第1切欠き部の前記周方向の一方側の縁から前記光軸方向へ屈曲して前記径方向へ延びており、周方向で隣合う前記第1板ばね部の他方は、前記第1切欠き部の前記周方向の他方側の縁から前記光軸方向へ屈曲して前記径方向へ延びていることが好ましい。このように、4個の第1板ばね部と固定体側固定部を1部品で構成すれば、部品点数を削減でき、回転支持機構の組立が容易である。また、4個の第1板ばね部の位置精度を高めることができる。さらに、第1板ばね部の折り曲げ方向が揃わないように構成されているので、第1板ばね部の折り曲げ角度の誤差に起因して可動体の回転位置がずれることを回避できる。従って、無通電時の可動体の回転位置(初期位置)がずれることを回避できる。
本発明において、前記周方向に分散配置される4個の前記第2板ばね部を備え、前記可動体側固定部は、環状であり、前記可動体側固定部の内周縁には、4箇所の第2切欠き部が設けられ、各第2切欠き部の縁に前記第2板ばね部が接続され、周方向で隣合う前記第2板ばね部の一方は、前記第2切欠き部の前記周方向の一方側の縁から前記光軸方向へ屈曲して前記周方向の一方側へ延びており、周方向で隣合う前記第2板ばね部の他方は、前記第2切欠き部の前記周方向の他方側の縁から前記光軸方向へ屈曲して前記周方向の他方側へ延びていることが好ましい。このように、4個の第2板ばね部と可動体側固定部を1部品で構成すれば、部品点数を削減でき、回転支持機構の組立が容易である。また、4個の第2板ばね部の位置精度を高めることができる。さらに、周方向で隣り合う第2板ばね部が逆向きに折り曲げられているので、第2板ばね部の折り曲げ角度の誤差に起因して可動体の回転位置がずれることを回避できる。従って、無通電時の可動体の回転位置(初期位置)がずれることを回避できる。
本発明において、前記第2部材は、前記第2環状板部から前記第1軸方向の両側へ突出する一対の第2延設部、および、前記第2環状板部から前記第2軸方向の両側へ突出する一対の第2突出板部を備え、前記一対の第2延設部は前記ジンバル機構に接続され、前記一対の第2延設部、および、前記一対の第2突出板部のそれぞれには、前記径方向に延びて前記第2環状板部の内周縁に開口する第2スリットが設けられ、前記第1板ばね部は、前記第2スリットに配置されることが好ましい。このようにすると、第2部材と第1板ばね部を光軸方向と交差する方向から見て重なる位置に配置できる。従って、回転支持機構の光軸方向の高さを低くすることができ、振れ補正機能付き光学ユニットの光軸方向の高さを低くすることができる。
本発明において、前記第1部材は、前記第1環状板部から前記第1軸方向の両側、および前記第2軸方向の両側へ突出する4箇所の第1突出板部を備え、前記第1突出板部には、前記光軸方向から見て前記第2スリットと重なるとともに前記第1環状板部の内周縁に開口する第1スリットが設けられ、前記第2板ばね部の先端と前記第1板ばね部との接合部は、前記第1スリットに配置されることが好ましい。このようにすると、第2板ばね部
と第1板ばね部との接合部を、光軸方向と交差する方向から見て第1部材と重なる位置に配置できる。従って、振れ補正機能付き光学ユニットの光軸方向の高さを低くすることができる。
と第1板ばね部との接合部を、光軸方向と交差する方向から見て第1部材と重なる位置に配置できる。従って、振れ補正機能付き光学ユニットの光軸方向の高さを低くすることができる。
本発明において、前記第1部材は、前記第1突出板部の前記周方向の縁から前記光軸方向に延びて前記第2突出板部または前記第2延設部と前記光軸方向に対向する光軸方向ストッパ部を備えることが好ましい。このようにすると、4箇所の光軸方向ストッパ部が周方向に均等配置されるので、第1環状板部と第2環状板部が光軸方向に大きく接近することを規制できる。従って、可動体の位置精度の低下を抑制できる。また、ジンバル機構との接続用の形状(第2延設部)を利用してストッパ機部を構成できるので、第2部材の部品形状が複雑化することを避けることができる。
本発明において、前記第1環状板部および前記第2環状板部の一方の縁から前記光軸方向に延びて前記第1環状板部および前記第2環状板部の他方の縁と前記径方向に対向する径方向ストッパ部を備えることが好ましい。このようにすると、第1環状板部と第2環状板部が径方向に位置ずれすることを規制できる。従って、可動体の位置精度の低下を抑制できる。
本発明において、前記可動体の前記光軸回りの回転範囲を規制する回転規制機構を備え、前記回転規制機構は、前記第1環状板部と前記第2環状板部の一方の外周縁から外周側へ延びる第1回転規制部と、前記第1環状板部と前記第2環状板部の他方の外周縁から前記光軸方向に延びる第2回転規制部と、を備え、前記第1回転規制部と前記第2回転規制部の一方は、前記第1回転規制部と前記第2回転規制部の他方の周方向の両側に配置されることが好ましい。このようにすると、第1環状板部と第2環状板部の間に周方向に対向する回転規制機構を構成できる。従って、可動体の回転範囲を規制できる。また、第1回転規制部と第2回転規制部の配置を容易に変更できるので、回転範囲の管理が容易である。さらに、回転規制機構を外周側に配置するため、回転範囲を精度良く管理できる。
本発明によれば、本発明によれば、可動体と固定体を接続する回転支持機構が、板厚方向が周方向を向く第1板ばね部を備えており、第1板ばね部は、光軸を中心として径方向に延びる2本のアーム部と、2本のアーム部を径方向に折り返した形状に接続する接続部を備えている。従って、第1板ばね部が周方向に弾性変形することによって可動体を光軸回りに回転可能に支持できる。また、第1板ばね部の弾性力によって可動体を原点位置に復帰させることができるため、原点復帰用の磁気ばねが不要である。さらに、第1板ばね部は光軸方向に変形しにくいので、可動体の荷重を支持でき、可動体を吊ることができる。よって、回転支持機構の構成を簡素化できるので、部品コストを削減でき、組立作業を容易化できる。
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の分解斜視図である。図3は、カバーを外した振れ補正機能付き光学ユニットを被写体側から見た平面図である。
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の分解斜視図である。図3は、カバーを外した振れ補正機能付き光学ユニットを被写体側から見た平面図である。
図1に示すように、振れ補正機能付き光学ユニット1は、カメラモジュール2を備える可動体10と、可動体10を支持する固定体11と、を備える。固定体11は、可動体10を外周側から囲む枠状のケース3と、ケース3に被写体側から固定されるカバー4と、ケース3に反被写体側から固定されて可動体を反被写体側から覆うベース5を備える。また、振れ補正機能付き光学ユニット1は、可動体10から引き出されるフレキシブルプリント基板6と、ケース3の外周面に沿って引き回されるフレキシブルプリント基板7を備える。
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、カメラモジュール2の傾きを補正する。
カメラモジュール2は、レンズ2aと、レンズ2aの光軸L上に配置された撮像素子2bを備える(図4、図5参照)。振れ補正機能付き光学ユニット1は、レンズ2a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回りにカメラモジュール2を回転させて振れ補正を行う。
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。Z軸方向は、光軸方向である。-Z方向は、カメラモジュール2の反被写体側であり、+Z方向は、カメラモジュール2の被写体側である。第1軸R1および第2軸R2は、Z軸回り(光軸回り)で、X軸およびY軸に対して45度傾斜する。
振れ補正機能付き光学ユニット1は、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と、ジンバル機構13とを有する。ジンバル機構13は、回転支持機構12を第1軸R1回りに回転可能に支持するとともに、回転支持機構12を第2軸R2回りに回転可能に支持する揺動支持機構である。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3に示すように、ジンバル機構13は、ジンバルフレーム14と、ジンバルフレーム14と回転支持機構12とを第1軸R1回りに回転可能に接続する第1接続機構15を備える。第1接続機構15は、ジンバルフレーム14の第1軸R1方向の両側に設けられている。また、ジンバル機構13は、ジンバルフレーム14と固定体11とを第2軸R2回りに回転可能に接続する第2接続機構16を備える。第2接続機構16は、ジンバルフレ
ーム14の第2軸R2方向の両側に設けられている。
ーム14の第2軸R2方向の両側に設けられている。
また、振れ補正機能付き光学ユニット1は、可動体10を第1軸R1回りおよび第2軸R2回りに回転させる振れ補正用磁気駆動機構20を備える。図3に示すように、振れ補正用磁気駆動機構20は、可動体10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21と、可動体10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22を備える。第1振れ補正用磁気駆動機構21と第2振れ補正用磁気駆動機構22とは、Z軸回りの周方向に配列されている。本例では、第1振れ補正用磁気駆動機構21は、カメラモジュール2の-Y方向に配置される。第2振れ補正用磁気駆動機構22は、カメラモジュール2の-X方向に配置される。
可動体10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、およびY軸回りのヨーイング補正を行う。
さらに、振れ補正機能付き光学ユニット1は、可動体10をZ軸回りに回転させるローリング補正用磁気駆動機構23を有する。図3に示すように、第1振れ補正用磁気駆動機構21、第2振れ補正用磁気駆動機構22、および、ローリング補正用磁気駆動機構23は、Z軸回りの周方向に配列されている。本例では、ローリング補正用磁気駆動機構23は、カメラモジュール2の+Y方向に配置される。ローリング補正用磁気駆動機構23は、光軸Lを間に挟んで、第1振れ補正用磁気駆動機構21とは反対側に位置する。
(固定体)
固定体11において、カバー4およびベース5は板状であり、非磁性の金属からなる。図2に示すように、カバー4およびベース5の外周縁には、ケース3の側に略直角に屈曲したフック8が形成されている。ケース3は樹脂製である。フック8は、ケース3の外周面に設けられた突起9に係止される。図1に示すように、ジンバル機構13およびカメラモジュール2は、カバー4の開口部4aの内側に配置され、カバー4から+Z方向に突出している。
固定体11において、カバー4およびベース5は板状であり、非磁性の金属からなる。図2に示すように、カバー4およびベース5の外周縁には、ケース3の側に略直角に屈曲したフック8が形成されている。ケース3は樹脂製である。フック8は、ケース3の外周面に設けられた突起9に係止される。図1に示すように、ジンバル機構13およびカメラモジュール2は、カバー4の開口部4aの内側に配置され、カバー4から+Z方向に突出している。
ケース3は、可動体10および回転支持機構12を外周側から囲む矩形の枠部18と、枠部18の+X方向に配置される矩形の配線収容部19を備える。枠部18は、Y軸方向で対向する第1側板部181および第2側板部182と、X軸方向で対向する第3側板部183および第4側板部184を備える。第1側板部181は第2側板部182の-Y方向に位置する。第3側板部183は、第4側板部184の+X方向に位置する。
枠部18は、第3側板部183の-Z方向の端縁を切り欠いた切欠き部183aを備える(図3参照)。可動体10の-Z方向の端部分からは、撮像素子2bに接続されるフレキシブルプリント基板6が+X方向に引き出されている。フレキシブルプリント基板6は、第3側板部183の切欠き部183aを通って枠部18の+X方向に引き出され、配線収容部19に収容される。
配線収容部19は、Y軸方向で対向する第1壁部191および第2壁部192と、枠部18の第3側板部183とX軸方向で対向する第3壁部193を備える。配線収容部19は、第3壁部193の-Z方向の端縁を切り欠いた切欠き部193aを備える。図3に示すように、フレキシブルプリント基板6は、配線収容部19の内側で第3側板部183、第1壁部191、および第3壁部193の内面に沿う方向に引き回され、切欠き部193aを通って配線収容部19の外側へ引き出される。
図2に示すように、ケース3の第1側板部181には、第1コイル固定孔181aが設
けられている。第1コイル固定孔181aには、第1コイル21Cが固定される。ケース3の第4側板部184には、第2コイル固定孔184aが設けられている。第2コイル固定孔184aには、第2コイル22Cが固定される。また、第2側板部182には、第3コイル固定孔182aが設けられている。第3コイル固定孔182aには、第3コイル23Cが配置されている。第1コイル21C、第2コイル22C、および第3コイル23Cは、周方向に長い長円形の空芯コイルである。
けられている。第1コイル固定孔181aには、第1コイル21Cが固定される。ケース3の第4側板部184には、第2コイル固定孔184aが設けられている。第2コイル固定孔184aには、第2コイル22Cが固定される。また、第2側板部182には、第3コイル固定孔182aが設けられている。第3コイル固定孔182aには、第3コイル23Cが配置されている。第1コイル21C、第2コイル22C、および第3コイル23Cは、周方向に長い長円形の空芯コイルである。
図3に示すように、第1側板部181に固定された第1コイル21Cと可動体10の-Y方向の側面に固定された第1磁石21MとはY方向で対向しており、第1振れ補正用磁気駆動機構21を構成する。また、第4側板部184に固定された第2コイル22Cと可動体10の-X方向の側面に固定された第2磁石22MとはX方向で対向しており、第2振れ補正用磁気駆動機構22を構成する。そして、第2側板部182に固定された第3コイル23Cと可動体10の+Y方向の側面に固定された第3磁石23MとはY方向で対向しており、ローリング補正用磁気駆動機構23を構成する。
第1コイル21C、第2コイル22C、および第3コイル23Cは、フレキシブルプリント基板7に電気的に接続される。フレキシブルプリント基板7は、枠部18の外周面に固定される。本形態では、フレキシブルプリント基板7は、枠部18における第1側板部181、第4側板部184、および第2側板部182の外周面に沿って、この順番に引き回されている。図1、図2では図示を省略しているが、フレキシブルプリント基板7は、第2側板部182から配線収容部19の側面に延びて、配線収容部19に固定される給電基板(図示省略)に接続される。
フレキシブルプリント基板7において、第1コイル21Cの中心と重なる位置、および、第2コイル22Cの中心と重なる位置の2箇所に磁性板17(図2参照)が固定される。第1コイル21Cと重なる磁性板17と第1磁石21Mとは、可動体10をX軸回りの回転方向における基準角度位置に復帰させるための磁気バネを構成する。また、第2コイル22Cと重なる磁性板17と第2磁石22Mとは、可動体10をY軸回りの回転方向における基準角度位置に復帰させるための磁気バネを構成する。さらに、フレキシブルプリント基板7には、各コイルの中心に、角度位置センサSが配置される。振れ補正機能付き光学ユニット1は、角度位置センサSの出力に基づき、可動体10のX軸回り、Y軸回り、Z軸回りの回転方向における角度位置を取得する。
(ジンバル機構)
図4、図5は、振れ補正機能付き光学ユニット1の断面図である。図4は、図3のA-A位置で切断した断面図であり、図5は、図3のB-B位置で切断した断面図である。図3、図5に示すように、枠部18の第2軸R2方向の対角位置には、それぞれ、ジンバルフレーム14と固定体11とを第2軸R2回りに回転可能に接続する第2接続機構16が設けられる。枠部18の第2軸R2方向の対角位置に設けられた一対の凹部161には、それぞれ、第2ジンバルフレーム受け部材162が固定される。図5に示すように、第2ジンバルフレーム受け部材162は、球体163と、球体163が固定される第2スラスト受け部材164を備える。第2ジンバルフレーム受け部材162を凹部161に固定することにより、球体163が第2軸R2上の位置で固定体11に支持される。ジンバル機構13を組み立てる際、第2ジンバルフレーム受け部材162の内周側にジンバルフレーム14を挿入して第2軸R2上で球体163に点接触させる。これにより、第2接続機構16が構成される。
図4、図5は、振れ補正機能付き光学ユニット1の断面図である。図4は、図3のA-A位置で切断した断面図であり、図5は、図3のB-B位置で切断した断面図である。図3、図5に示すように、枠部18の第2軸R2方向の対角位置には、それぞれ、ジンバルフレーム14と固定体11とを第2軸R2回りに回転可能に接続する第2接続機構16が設けられる。枠部18の第2軸R2方向の対角位置に設けられた一対の凹部161には、それぞれ、第2ジンバルフレーム受け部材162が固定される。図5に示すように、第2ジンバルフレーム受け部材162は、球体163と、球体163が固定される第2スラスト受け部材164を備える。第2ジンバルフレーム受け部材162を凹部161に固定することにより、球体163が第2軸R2上の位置で固定体11に支持される。ジンバル機構13を組み立てる際、第2ジンバルフレーム受け部材162の内周側にジンバルフレーム14を挿入して第2軸R2上で球体163に点接触させる。これにより、第2接続機構16が構成される。
図3、図4に示すように、可動体10に対して第1軸R1方向の両側には、それぞれ、ジンバルフレーム14と回転支持機構12とを第1軸R1回りに回転可能に接続する第1接続機構15が設けられる。第1接続機構15は、可動体10に対して第1軸R1方向の
両側において回転支持機構12に固定される第1ジンバルフレーム受け部材151を備える。図4に示すように、第1ジンバルフレーム受け部材151は、球体152と、球体152が固定される第1スラスト受け部材153を備える。第1スラスト受け部材153を回転支持機構12に固定することにより、球体152が第1軸R1上の位置で回転支持機構12によって支持される。ジンバル機構13を組み立てる際、第1ジンバルフレーム受け部材151の内周側にジンバルフレーム14を挿入して第1軸R1上で球体152に点接触させる。これにより、第1接続機構15が構成される。
両側において回転支持機構12に固定される第1ジンバルフレーム受け部材151を備える。図4に示すように、第1ジンバルフレーム受け部材151は、球体152と、球体152が固定される第1スラスト受け部材153を備える。第1スラスト受け部材153を回転支持機構12に固定することにより、球体152が第1軸R1上の位置で回転支持機構12によって支持される。ジンバル機構13を組み立てる際、第1ジンバルフレーム受け部材151の内周側にジンバルフレーム14を挿入して第1軸R1上で球体152に点接触させる。これにより、第1接続機構15が構成される。
ジンバルフレーム14は、金属製の板バネからなる。図1、図4、図5に示すように、ジンバルフレーム14は、可動体10の+Z方向に位置するジンバルフレーム本体部140と、ジンバルフレーム本体部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、ジンバルフレーム本体部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を備える。ジンバルフレーム14は、ジンバルフレーム本体部140の中央をZ軸方向に貫通する開口部143を備える。
図2、図4に示すように、一対の第1軸側延設部141のそれぞれは、第1軸R1上において、第1軸R1方向を可動体10の側に向かって内周側に窪む第1軸側凹曲面144を備える。また、第1軸側延設部141は、第1軸側凹曲面144の-Z方向に、外周側へ向かう方向へ突出する突出部146を備える。次に、一対の第2軸側延設部142のそれぞれは、第2軸R2上において、第2軸R2方向を可動体10の側に向かって内周側に窪む第2軸側凹曲面147を備える。また、第2軸側凹曲面147の+Z方向に、周方向の両側の側縁を切り欠いた一対の切欠き148を備える。
第1スラスト受け部材153は、Z軸方向に延びる板部154と、板部154の周方向の両側の側縁から可動体10側へ屈曲した一対の腕部155と、一対の腕部155の-Z方向において板部154の周方向の両側の側縁から可動体10側へ屈曲した一対の腕部156を備える(図4、図6参照)。板部154には球体152が溶接により固定される。後述するように、回転支持機構12は、可動体10の第1軸R1方向の両側において-Z方向に延びる一対の第2延設部47を備えており、第1ジンバルフレーム受け部材151は、腕部155、156の先端が第2延設部47の先端部に溶接により固定される。第2延設部47の先端部は、周方向の両側の側縁から外周側へ屈曲した一対の突出部157を備えており、腕部155、156の間に突出部157が嵌合する。
ジンバル機構13を組み立てる際には、ジンバルフレーム14の第1軸側延設部141を内周側に撓ませて第1ジンバルフレーム受け部材151の内周側に挿入する。これにより、第1軸側延設部141は外周側へ付勢されるので、各第1軸側延設部141の第1軸側凹曲面144と第1ジンバルフレーム受け部材151の球体152とは、接触した状態を維持できる。また、第1軸側延設部141の先端に設けられた突出部146は、板部154の-Z方向側から径方向外側へ突出する(図4参照)。これにより、第1ジンバルフレーム受け部材151からジンバルフレーム14が+Z方向に抜けることが防止される。
第2スラスト受け部材164は、Z軸方向に延びる板部165と、板部165の周方向の両側の側縁から可動体10側へ屈曲した一対の腕部167を備える。板部165には球体163が溶接により固定される。
ジンバル機構13を組み立てる際には、ジンバルフレーム14の第2軸側延設部142を内周側に撓ませて第2ジンバルフレーム受け部材162の内周側に挿入する。これにより、第2軸側延設部142は外周側へ付勢されるので、各第2軸側延設部142の第2軸側凹曲面147と第2ジンバルフレーム受け部材162の球体163とは、接触した状態
を維持できる。また、第2軸側延設部142の切欠き148に第2スラスト受け部材164の腕部167が嵌合する。これにより、第2ジンバルフレーム受け部材162からジンバルフレーム14が+Z方向に抜けることが防止される。
を維持できる。また、第2軸側延設部142の切欠き148に第2スラスト受け部材164の腕部167が嵌合する。これにより、第2ジンバルフレーム受け部材162からジンバルフレーム14が+Z方向に抜けることが防止される。
(可動体)
図6は、可動体10および回転支持機構12を被写体側から見た斜視図である。図7は、可動体10および回転支持機構12を被写体側から見た平面図である。図8は、可動体10および回転支持機構12の側面図であり、第2軸R2方向から見た図である。図9は、回転支持機構12および第1部材25の分解斜視図である。図4、図5、図6に示すように、可動体10は、カメラモジュール2と、カメラモジュール2を保持する枠状のホルダ24と、ホルダ24に固定される第1部材25を備える。ホルダ24は樹脂製であり、第1部材25は磁性金属からなる。
図6は、可動体10および回転支持機構12を被写体側から見た斜視図である。図7は、可動体10および回転支持機構12を被写体側から見た平面図である。図8は、可動体10および回転支持機構12の側面図であり、第2軸R2方向から見た図である。図9は、回転支持機構12および第1部材25の分解斜視図である。図4、図5、図6に示すように、可動体10は、カメラモジュール2と、カメラモジュール2を保持する枠状のホルダ24と、ホルダ24に固定される第1部材25を備える。ホルダ24は樹脂製であり、第1部材25は磁性金属からなる。
図6,図9に示すように、第1部材25は、光軸Lを囲みカメラモジュール2の外周部分に+Z方向から重なる第1環状板部26と、第1環状板部26から外周側へ突出しカメラモジュール2の外周側において-Z方向へ屈曲してホルダ24に接続される第1延設部27を備える。本形態では、第1環状板部26とカメラモジュール2とのZ軸方向(光軸方向)の隙間に回転支持機構12が配置される。また、第1部材25は、光軸L周りの4箇所に設けられた第1突出板部28を備える。第1突出板部28は、第1環状板部26から第1軸R1方向の両側、および、第2軸R2方向の両側の4方向に突出する。
第1延設部27は、第1環状板部26の-X方向、+Y方向、-Y方向の3箇所に配置される。第1延設部27が配置される角度位置は、振れ補正用磁気駆動機構20の第1磁石21Mおよび第2磁石22Mと、ローリング補正用磁気駆動機構23の第3磁石23Mが配置される角度位置である。第1延設部27は、第1環状板部26から外周側へ延びて-Z方向へ屈曲する第1延設部第1部分271と、第1延設部第1部分271の-Z方向の先端に接続され第1延設部第1部分271よりも周方向の幅が広い矩形の第1延設部第2部分272を備える。第1延設部第2部分272はホルダ24に固定される。
図4、図5に示すように、カメラモジュール2は、カメラモジュール本体部30Aと、カメラモジュール本体部30Aの中央から+Z方向に突出するカメラモジュール円筒部30Bを備える。カメラモジュール円筒部30Bにはレンズ2aが収容される。ホルダ24は、カメラモジュール本体部30Aを外周側から囲んでいる。カメラモジュール円筒部30Bは、第1環状板部26の中央に設けられた円形穴26a(図6、図9参照)から+Z方向に突出し、ジンバルフレーム14の開口部143に配置される(図1参照)。
図7に示すように、カメラモジュール本体部30Aおよびホルダ24は、+Z方向から見た場合の輪郭形状が略8角形である。ホルダ24は、X方向に平行に延びる第1側壁31および第2側壁32と、Y方向に平行に延びる第3側壁33および第4側壁34を備える。第1側壁31は、第2側壁32の-Y方向に位置する。第3側壁33は、第4側壁34の+X方向に位置する。第3側壁33の-Z方向の端縁には、カメラモジュール2の-Z方向の端部から+X方向へ引き出されるフレキシブルプリント基板6を通す切欠き部33aが設けられている。
さらに、ホルダ24は、第1軸R1方向の対角に位置する第5側壁35および第6側壁36と、第2軸R2方向の対角に位置する第7側壁37および第8側壁38を備える。第5側壁35は、第6側壁36の-X方向に位置する。第7側壁37は、第8側壁38の-X方向に位置する。図6に示すように、第5側壁35、第6側壁36、第7側壁37、および第8側壁38の+Z方向の端面には、+Z方向に突出するホルダ凸部39が形成される。
図7に示すように、ホルダ24の第1側壁31には第1磁石21Mが固定され、第3側壁33には第2磁石22Mが固定される。第1磁石21Mおよび第2磁石22Mは、Z軸方向に2極着磁されている。第1磁石21Mおよび第2磁石22Mの着磁分極線は、周方向に延びている。第1磁石21Mおよび第2磁石22Mは、Z軸方向に同一の極を向けて配置されている。ホルダ24の第4側壁34には、第3磁石23Mが固定される。第3磁石23Mは、周方向に極着磁されている。第1磁石21M、第2磁石22M、および第3磁石23Mは、光軸L回りの周方向に配列される。第3磁石23Mは、光軸Lを挟んで第1磁石21Mと反対側に配置される。
図7に示すように、ホルダ24の第1側壁31、第2側壁32、および第4側壁34の外周面には、内周側に凹む凹部40が形成されており、第1磁石21M、第2磁石22M、および第3磁石23Mは、凹部40に収容される。第1磁石21M、第2磁石22M、および第3磁石23Mは、各凹部40の-Z方向の端部に設けられた底面41(図8参照)に+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。
3箇所の凹部40は、それそれ、周方向の両側の内面に溝部42が形成されている。図7に示すように、各凹部40には、第1延設部27の-Z方向の先端に設けられた第1延設部第2部分272が挿入される。第1延設部第2部分272は、周方向の両端が溝部42に挿入されており、接着剤により各凹部40に固定される。第1延設部第2部分272は、第1磁石21M、第2磁石22M、および第3磁石23Mの径方向内側に挿入されている。第1延設部第2部分272は磁性金属からなるため、各磁石に対するヨークとして機能する。
(回転支持機構)
図9に示すように、回転支持機構12は、第1部材25の第1環状板部26とZ軸方向で対向する第2環状板部46が設けられた第2部材45と、第1環状板部26と第2環状板部46とを接続する金属部材50を備える。金属部材50は、第1環状板部26に固定される環状の可動体側固定部51、第2環状板部46に固定される環状の固定体側固定部52、および、可動体側固定部51と固定体側固定部52とを接続する板ばね部53を備える。板ばね部53は、光軸回りの周方向に弾性変形する第1板ばね部54と、光軸を中心として径方向に弾性変形する第2板ばね部55を備える。
図9に示すように、回転支持機構12は、第1部材25の第1環状板部26とZ軸方向で対向する第2環状板部46が設けられた第2部材45と、第1環状板部26と第2環状板部46とを接続する金属部材50を備える。金属部材50は、第1環状板部26に固定される環状の可動体側固定部51、第2環状板部46に固定される環状の固定体側固定部52、および、可動体側固定部51と固定体側固定部52とを接続する板ばね部53を備える。板ばね部53は、光軸回りの周方向に弾性変形する第1板ばね部54と、光軸を中心として径方向に弾性変形する第2板ばね部55を備える。
第2部材45は、光軸Lを囲む第2環状板部46と、第2環状板部46から第1軸R1方向の両側に突出する一対の第2延設部47と、第2環状板部46から第2軸R2方向の両側に突出する一対の第2突出板部48を備える。一対の第2延設部47には、ジンバルフレーム14の第1軸側延設部141が第1軸R1回りに回転可能に接続される(図4参照)。従って、第2部材45は、ジンバル機構13によって第1軸R1回りに回転可能に支持される。
一対の第2延設部47は、それぞれ、第2環状板部46から第1軸R1方向に延びる第2延設部第1部分471と、可動体10の外周側をZ軸方向に延びる第2延設部第2部分472を備える。図4に示すように、第2延設部第2部分472は、可動体10の第1軸R1方向の外側で、僅かな隙間を開けて可動体10と対向する。図4、図7に示すように、第2延設部第2部分472には、可動体10とは反対側の面に第1ジンバルフレーム受け部材151が固定される。
(金属部材)
図9に示すように、金属部材50は、第2環状板部46に固定される第1金属部材56と、第1環状板部26に固定される第2金属部材57の2部品を組み立てて構成される。
第1金属部材56および第2金属部材57は、エッチング加工した金属板を折り曲げて製造される。第1金属部材56と第2金属部材57は、板厚が異なっており、第1金属部材56の板厚は、第2金属部材57の板厚よりも小さい。例えば、本形態では、第1金属部材56の板厚は30μmであり、第2金属部材57の板厚は70μmである。このため、第1金属部材56に設けられた第1板ばね部54のばね定数は、第2金属部材57に設けられた第2板ばね部55のばね定数よりも小さい。
図9に示すように、金属部材50は、第2環状板部46に固定される第1金属部材56と、第1環状板部26に固定される第2金属部材57の2部品を組み立てて構成される。
第1金属部材56および第2金属部材57は、エッチング加工した金属板を折り曲げて製造される。第1金属部材56と第2金属部材57は、板厚が異なっており、第1金属部材56の板厚は、第2金属部材57の板厚よりも小さい。例えば、本形態では、第1金属部材56の板厚は30μmであり、第2金属部材57の板厚は70μmである。このため、第1金属部材56に設けられた第1板ばね部54のばね定数は、第2金属部材57に設けられた第2板ばね部55のばね定数よりも小さい。
(第1金属部材)
第1金属部材56は、環状の固定体側固定部52と、固定体側固定部52の外周縁を切り欠いた第1切欠き部58の縁に接続される第1板ばね部54を備える。第1切欠き部58は、固定体側固定部52の径方向に延びる第1縁部59を備えており、第1板ばね部54は、第1縁部59から略直角に屈曲して、板厚方向が固定体側固定部52の周方向を向くように折り曲げられ、固定体側固定部52の径方向外側に向かって延びている。固定体側固定部52を第2環状板部46に固定すると、第1板ばね部54は、第2環状板部46に対して+Z方向へ立ち上がり、板厚方向が光軸回りの周方向を向くとともに、光軸Lを中心として径方向外側へ延びるように配置される。従って、第1板ばね部54は、光軸Lを中心として周方向に弾性変形する。
第1金属部材56は、環状の固定体側固定部52と、固定体側固定部52の外周縁を切り欠いた第1切欠き部58の縁に接続される第1板ばね部54を備える。第1切欠き部58は、固定体側固定部52の径方向に延びる第1縁部59を備えており、第1板ばね部54は、第1縁部59から略直角に屈曲して、板厚方向が固定体側固定部52の周方向を向くように折り曲げられ、固定体側固定部52の径方向外側に向かって延びている。固定体側固定部52を第2環状板部46に固定すると、第1板ばね部54は、第2環状板部46に対して+Z方向へ立ち上がり、板厚方向が光軸回りの周方向を向くとともに、光軸Lを中心として径方向外側へ延びるように配置される。従って、第1板ばね部54は、光軸Lを中心として周方向に弾性変形する。
固定体側固定部52の外周縁には、4箇所の第1切欠き部58が周方向に間隔を空けて設けられており、各第1切欠き部58の第1縁部59からは、第1板ばね部54が径方向外側へ延びている。ここで、固定体側固定部52が固定される相手部材である第2部材45には、第2環状板部46の内周縁から径方向外側へ延びる第2スリット49が4箇所に形成される。第2スリット49は、一対の第2延設部47および一対の第2突出板部48のそれぞれにおける周方向の中央において径方向に延びている。従って、第2部材45には、第1軸R1方向の両側および第2軸R2方向の両側の4箇所に、放射状に延びる4本の第2スリット49が設けられている。第1金属部材56は、4個の第1板ばね部54が、それぞれ第2スリット49に配置されるように位置決めされて第2環状板部46に固定される。これにより、4個の第1板ばね部54は、光軸Lを中心として、第1軸R1方向の両側、および、第2軸R2方向の両側に放射状に配置される。
第1金属部材56は、4個の第1板ばね部54が固定体側固定部52に接続される箇所の金属板の曲げ方向が同一方向に揃わないように構成されている。具体的には、周方向で隣り合う2箇所の第1板ばね部54は、固定体側固定部52から+Z方向へ曲がる箇所の金属板の曲げ方向が逆向きである。図9に示すように、本形態では、周方向で隣り合う2箇所の第1切欠き部58では、第1板ばね部54が接続される第1縁部59の位置が周方向で逆になっている。従って、周方向で隣り合う第1板ばね部54の一方は、第1切欠き部58の周方向の一方側の縁(第1縁部59)から+Z方向へ屈曲し、周方向で隣り合う第1板ばね部54の他方は、第1切欠き部58の周方向の他方側の縁(第1縁部59)から+Z方向へ屈曲している。
第1板ばね部54の曲げ方向が同一方向に揃っている場合には、第1金属部材56の製造時に第1板ばね部54の曲げ角度の誤差があると、第1板ばね部54の周方向の位置ずれが同一方向に発生するため、第1部材25と第2部材45が周方向に位置ずれする。その結果、無通電時の可動体10の回転位置(初期位置)がずれるという問題がある。しかしながら、本形態では、周方向に隣り合う第1板ばね部54の曲げ方向が周方向で逆向きであるため、曲げ角度の誤差があったとしても、第1部材25と第2部材45の周方向の位置ずれを回避でき、無通電時の可動体10の回転位置(初期位置)がずれることを回避できる。
第1板ばね部54は、光軸Lを中心として径方向に延びる第1アーム部541および第
2アーム部542と、第1アーム部541と第2アーム部542を接続する接続部543を備える。本形態では、第1アーム部541、第2アーム部542、および接続部543は同一面内に配置される。第1アーム部541と第2アーム部542は光軸方向に隣り合う位置で径方向に延びており、接続部543は第1アーム部541と第2アーム部542の径方向外側の端部を径方向で逆向きに折り返した形状に接続する。第1アーム部541は第2アーム部542の-Z方向に位置し、固定体側固定部52の第1縁部59に接続される。第2アーム部542の径方向内側の端部には、第2板ばね部55に溶接等により接合される矩形の第1接合部544が設けられている。
2アーム部542と、第1アーム部541と第2アーム部542を接続する接続部543を備える。本形態では、第1アーム部541、第2アーム部542、および接続部543は同一面内に配置される。第1アーム部541と第2アーム部542は光軸方向に隣り合う位置で径方向に延びており、接続部543は第1アーム部541と第2アーム部542の径方向外側の端部を径方向で逆向きに折り返した形状に接続する。第1アーム部541は第2アーム部542の-Z方向に位置し、固定体側固定部52の第1縁部59に接続される。第2アーム部542の径方向内側の端部には、第2板ばね部55に溶接等により接合される矩形の第1接合部544が設けられている。
図4、図5に示すように、第1板ばね部54は、径方向の中央部分が-Z方向に湾曲しており、第2延設部第1部分471もしくは第2突出板部48に設けられた第2スリット49に収容される。第1板ばね部54の先端部は、+Z方向に傾斜しながら径方向外側に延びており、第2スリット49の先端よりも径方向外側において、第2延設部第1部分471もしくは第2突出板部48の+Z方向に位置する。第1板ばね部54の+Z方向に配置される第1突出板部28は、径方向の長さが第1板ばね部54よりも短いので、第1板ばね部54の先端部は第1突出板部28とは干渉しない。このような構成により、第1板ばね部54の径方向の長さを確保しながら、回転支持機構12の光軸方向の高さを低くし、且つ、光軸方向から見た外径を小さくして、回転支持機構12をコンパクトな構成にすることができる。
(第2金属部材)
第2金属部材57は、環状の可動体側固定部51と、可動体側固定部51の内周縁を切り欠いた第2切欠き部60の縁に接続される第2板ばね部55を備える。第2切欠き部60は、可動体側固定部51の径方向に対して交差する第2縁部61を備えており、第2板ばね部55は、第2縁部61から略直角に屈曲して、板厚方向が可動体側固定部51の径方向を向いた状態で、径方向と交差する平面内を可動体側固定部51の周方向に延びている。可動体側固定部51を第1環状板部26の+Z方向の面に固定すると、第2板ばね部55は、第1環状板部26に対して-Z方向へ延びて、板厚方向が光軸を中心とする径方向を向いた状態で、径方向と交差する平面内において周方向へ延びるように配置される。従って、第2板ばね部55は、光軸Lを中心とする径方向に弾性変形する。
第2金属部材57は、環状の可動体側固定部51と、可動体側固定部51の内周縁を切り欠いた第2切欠き部60の縁に接続される第2板ばね部55を備える。第2切欠き部60は、可動体側固定部51の径方向に対して交差する第2縁部61を備えており、第2板ばね部55は、第2縁部61から略直角に屈曲して、板厚方向が可動体側固定部51の径方向を向いた状態で、径方向と交差する平面内を可動体側固定部51の周方向に延びている。可動体側固定部51を第1環状板部26の+Z方向の面に固定すると、第2板ばね部55は、第1環状板部26に対して-Z方向へ延びて、板厚方向が光軸を中心とする径方向を向いた状態で、径方向と交差する平面内において周方向へ延びるように配置される。従って、第2板ばね部55は、光軸Lを中心とする径方向に弾性変形する。
可動体側固定部51の内周縁には、周方向に間隔を空けて配置される4箇所の第2切欠き部60が設けられている。また、各第2切欠き部60の第2縁部61に対して周方向で隣合う部位を外周側へ大きく切り欠いた第3切欠き部62が4箇所に設けられている。さらに、可動体側固定部51の外周縁には、各第3切欠き部62の外周側を径方向外側へ突出させた突出部63が4箇所に設けられている。第2板ばね部55の先端には、径方向外側へ略直角に屈曲した矩形の第2接合部551が設けられている。第2接合部551と、第1板ばね部54の第1接合部544とが溶接により接合されることにより、第1板ばね部54と第2板ばね部55とが接続され、板ばね部53が形成される。第2板ばね部55は、第2縁部61から略直角に屈曲した後、第3切欠き部62の側へ周方向に延びるため、第2接合部551と第1接合部544との溶接個所は第3切欠き部62に配置され、可動体側固定部51の内周縁と干渉しないように構成されている。
ここで、可動体側固定部51が固定される相手部材である第1部材25には、第1環状板部26の内周縁から径方向外側へ延びる第1スリット29が4箇所に設けられている。第1スリット29は、第1環状板部26から第1軸R1方向の両側、および、第2軸R2方向の両側の4方向に突出する第1突出板部28の周方向の中央において径方向に延びている。従って、第1部材25には、第1軸R1方向の両側および第2軸R2方向の両側の4箇所に、放射状に延びる4本の第1スリット29が設けられている。4本の第1スリット29は、それぞれ、第2部材45に設けられた第2スリット49と光軸方向から見て重
なる。また、第1部材25には、各第1スリット29と周方向で隣り合う部分を切り欠いた切欠き部69が4箇所に設けられている。切欠き部69は、可動体側固定部51の第3切欠き部62と重なる位置に設けられている。第2金属部材57は、4個の第2板ばね部55が切欠き部69に配置されるとともに、第2板ばね部55の先端に設けられた第2接合部551が第1スリット29の周方向の中央に配置されるように位置決めされて第1環状板部26に固定される。
なる。また、第1部材25には、各第1スリット29と周方向で隣り合う部分を切り欠いた切欠き部69が4箇所に設けられている。切欠き部69は、可動体側固定部51の第3切欠き部62と重なる位置に設けられている。第2金属部材57は、4個の第2板ばね部55が切欠き部69に配置されるとともに、第2板ばね部55の先端に設けられた第2接合部551が第1スリット29の周方向の中央に配置されるように位置決めされて第1環状板部26に固定される。
第2金属部材57では、第1金属部材56と同様に、4箇所の第2板ばね部55が可動体側固定部51に接続される箇所の金属板の曲げ方向が同一方向に揃わないように構成されている。具体的には、周方向で隣り合う2箇所の第2板ばね部55は、可動体側固定部51から-Z方向へ曲がる箇所の金属板の曲げ方向が逆向きである。図9に示すように、本形態では、周方向で隣り合う2箇所の第2切欠き部60では、第2板ばね部55が接続される第2縁部61の位置が周方向で逆になっている。従って、周方向で隣り合う第2板ばね部55の一方は、第2切欠き部60の周方向の一方側の縁(第2縁部61)から-Z方向へ屈曲し、周方向で隣り合う第2板ばね部55の他方は、第2切欠き部60の周方向の他方側の縁(第2縁部61)から-Z方向へ屈曲している。
第2板ばね部55の曲げ方向が同一方向に揃っている場合には、第2金属部材57の製造時に第2板ばね部55の曲げ角度の誤差があると、第2板ばね部55の周方向の位置ずれが同一方向に発生するため、第1部材25と第2部材45が周方向に位置ずれする。その結果、無通電時の可動体10の回転位置(初期位置)がずれるという問題がある。しかしながら、本形態では、周方向に隣り合う第2板ばね部55の曲げ方向が周方向で逆向きであるため、曲げ角度の誤差があったとしても、第1部材25と第2部材45の周方向の位置ずれを回避でき、無通電時の可動体10の回転位置(初期位置)がずれることを回避できる。
(径方向のストッパ機構)
回転支持機構12は、第2環状板部46の外周縁から+Z方向に屈曲して第1環状板部26の外周側まで延びる径方向ストッパ部64を備える。径方向ストッパ部64と、第2環状板部46の外周縁とが衝突することにより、第1環状板部26と第2環状板部46の径方向の位置ずれが規制される。本形態では、径方向ストッパ部64と第1環状板部26の外周端面との径方向の隙間T1は0.1mmに設定される(図7参照)。
回転支持機構12は、第2環状板部46の外周縁から+Z方向に屈曲して第1環状板部26の外周側まで延びる径方向ストッパ部64を備える。径方向ストッパ部64と、第2環状板部46の外周縁とが衝突することにより、第1環状板部26と第2環状板部46の径方向の位置ずれが規制される。本形態では、径方向ストッパ部64と第1環状板部26の外周端面との径方向の隙間T1は0.1mmに設定される(図7参照)。
図7、図9に示すように、径方向ストッパ部64は、周方向で隣り合う第1延設部27と第2延設部47との間、および、周方向で隣り合う第1延設部27と第2突出板部48との間にそれぞれ1箇所ずつ配置される。また、径方向ストッパ部64は、後述する第1回転規制部71と第2延設部47との間、および、第1回転規制部71と第2突出板部48との間にそれぞれ1箇所ずつ配置される。従って、径方向ストッパ部64は、8箇所に配置される。8箇所の径方向ストッパ部64は、光軸回りに略均等配置される。
(光軸方向のストッパ機構)
回転支持機構12は、第2部材45の+Z方向の移動範囲を規制するストッパ機構として、第1部材25に設けられた光軸方向ストッパ部65と、第2部材45に設けられ、光軸方向ストッパ部65とZ軸方向(光軸方向)に対向する延出部66を備える。図6、図8、図9に示すように、光軸方向ストッパ部65は、第1突出板部28の周方向の縁から略直角に屈曲して-Z方向に延びている。延出部66は、第2延設部第1部分471の周方向の端部、および、第2突出板部48の周方向の端部に設けられている。光軸方向ストッパ部65と延出部66とが衝突することにより、第1部材25に対する第2部材45の+Z方向の移動範囲が規制される。本形態では、光軸方向ストッパ部65と延出部66とのZ軸方向の隙間T2は、0.1mmに設定される(図8参照)。
回転支持機構12は、第2部材45の+Z方向の移動範囲を規制するストッパ機構として、第1部材25に設けられた光軸方向ストッパ部65と、第2部材45に設けられ、光軸方向ストッパ部65とZ軸方向(光軸方向)に対向する延出部66を備える。図6、図8、図9に示すように、光軸方向ストッパ部65は、第1突出板部28の周方向の縁から略直角に屈曲して-Z方向に延びている。延出部66は、第2延設部第1部分471の周方向の端部、および、第2突出板部48の周方向の端部に設けられている。光軸方向ストッパ部65と延出部66とが衝突することにより、第1部材25に対する第2部材45の+Z方向の移動範囲が規制される。本形態では、光軸方向ストッパ部65と延出部66とのZ軸方向の隙間T2は、0.1mmに設定される(図8参照)。
本形態では、各第1突出板部28の周方向の両側の縁に一対の光軸方向ストッパ部65が設けられている。図6、図8に示すように、第1突出板部28および一対の光軸方向ストッパ部65は、径方向から見て門型の形状をしており、第2スリット49に配置される第1板ばね部54を周方向の両側および+Z方向から囲むように配置される。延出部66は、第2延設部第1部分471の周方向の両端、および、第2突出板部48の周方向の両端に設けられている。このため、第2延設部第1部分471および第2突出板部48は、延出部66が設けられた径方向内側の部分が、延出部66が設けられていない径方向外側の部分よりも周方向の幅が広い形状となっている。
また、回転支持機構12は、第2部材45の-Z方向の移動範囲を規制するストッパ機構として、ホルダ24の第1軸R1方向の対角位置および第2軸R2方向の対角位置の4箇所に設けられたホルダ凸部39と、第2部材45に設けられ、ホルダ凸部39とZ軸方向に対向する位置まで延びた第2突出板部48の先端部、および、第2延設部第1部分471を備える。
図8に示すように、ホルダ凸部39の+Z方向の先端は、カメラモジュール本体部30Aの+Z方向の端面よりも+Z方向に突出している。従って、ホルダ凸部39の先端面と第2突出板部48もしくは第2延設部第1部分471とのZ軸方向の隙間は、カメラモジュール2と第2突出板部48もしくは第2延設部第1部分471とのZ軸方向の隙間よりも狭い。よって、ホルダ凸部39と第2突出板部48もしくは第2延設部第1部分471とが衝突することにより、第2部材45の-Z方向の移動範囲が規制される。本形態では、ホルダ凸部39と第2突出板部48とのZ軸方向の隙間T3は、0.1mmに設定される(図8参照)。また、ホルダ凸部39と第2延設部第1部分471とのZ軸方向の隙間も同様に、0.1mmに設定される。
(回転規制機構)
回転支持機構12は、可動体10の光軸L回りの回転範囲を規制する回転規制機構70を備える。図6、図7に示すように、回転規制機構70は、第1部材25に設けられた第1回転規制部71と、第2部材45に設けられた第2回転規制部72を備える。第1回転規制部71は、第1環状板部26から外周側(本形態では、+X方向)へ突出して-Z方向へ屈曲する。第1回転規制部71の-Z方向の先端は、ホルダ24の第3側壁33に固定される。
回転支持機構12は、可動体10の光軸L回りの回転範囲を規制する回転規制機構70を備える。図6、図7に示すように、回転規制機構70は、第1部材25に設けられた第1回転規制部71と、第2部材45に設けられた第2回転規制部72を備える。第1回転規制部71は、第1環状板部26から外周側(本形態では、+X方向)へ突出して-Z方向へ屈曲する。第1回転規制部71の-Z方向の先端は、ホルダ24の第3側壁33に固定される。
第2回転規制部72は、第2環状板部46の外周縁から+Z方向(光軸方向)へ屈曲して第1回転規制部71と周方向で対向する位置まで延びる突出部である。第2回転規制部72は、第1回転規制部71の周方向の両側に1箇所ずつ設けられている。本形態では、第1回転規制部71は、第1環状板部26と第2環状板部46の径方向の位置ずれを規制する径方向ストッパ部64と一体に形成されている。2箇所の第2回転規制部72は、第1回転規制部71の周方向の両側を囲う。従って、第1回転規制部71と第2回転規制部72とが衝突することにより、第2部材45に対する可動体10の光軸L回りの回転範囲が規制される。
(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、カメラモジュール2を備える可動体10と、固定体11と、固定体11に対して可動体10をカメラモジュール2の光軸Lを中心として回転可能に支持する回転支持機構12と、を有する。回転支持機構12は、可動体10に接続される可動体側固定部51、固定体11に接続される固定体側固定部52、および、可動体側固定部51と固定体側固定部52とを接続する板ばね部53を備える。板ばね部53は、板厚方向が光軸L回りの周方向を向く第1板ばね部54を
備え、第1板ばね部54は、光軸Lを中心として径方向に延びる第1アーム部541と、第1アーム部541に対してZ軸方向(光軸方向)に隣り合う位置で径方向に延びる第2アーム部542と、第1アーム部541と第2アーム部542を径方向に折り返した形状に接続する接続部543と、を備える。
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、カメラモジュール2を備える可動体10と、固定体11と、固定体11に対して可動体10をカメラモジュール2の光軸Lを中心として回転可能に支持する回転支持機構12と、を有する。回転支持機構12は、可動体10に接続される可動体側固定部51、固定体11に接続される固定体側固定部52、および、可動体側固定部51と固定体側固定部52とを接続する板ばね部53を備える。板ばね部53は、板厚方向が光軸L回りの周方向を向く第1板ばね部54を
備え、第1板ばね部54は、光軸Lを中心として径方向に延びる第1アーム部541と、第1アーム部541に対してZ軸方向(光軸方向)に隣り合う位置で径方向に延びる第2アーム部542と、第1アーム部541と第2アーム部542を径方向に折り返した形状に接続する接続部543と、を備える。
本形態によれば、可動体10と固定体11を接続する回転支持機構12が、板厚方向が周方向を向く第1板ばね部54を備えており、第1板ばね部54は、光軸Lを中心として径方向に延びる2本のアーム部(第1アーム部541、第2アーム部542)と、2本のアーム部を径方向に折り返した形状に接続する接続部543を備えている。このように、板厚方向が周方向を向き、径方向に長い板ばね形状は、周方向に弾性変形しやすいので、可動体10を光軸L回りに回転可能に支持できる。また、第1板ばね部54の弾性力によって可動体10を原点位置に復帰させることができるため、原点復帰用の磁気ばねが不要である。さらに、第1板ばね部54はZ軸方向(光軸方向)に変形しにくいので、可動体10の荷重を支持でき、固定体11から可動体10を吊る構造にすることができる。よって、回転支持機構12の構成を簡素化できるので、部品コストを削減でき、組立作業を容易化できる。
本形態では、周方向に分散配置される4個の板ばね部53を備え、4個の板ばね部53は、光軸方向から見てカメラモジュール2と重なる位置に配置される。従って、径方向に延びる4個の第1板ばね部54が放射状に配置されるので、可動体10をバランス良く支持できる。また、Z軸方向(光軸方向)から見て第1板ばね部54とカメラモジュール2とが重なるので、Z軸方向(光軸方向)から見た振れ補正機能付き光学ユニットの外形を小さくすることができる。
本形態では、板ばね部53は、板厚方向が径方向を向く第2板ばね部55を備えており、第2板ばね部55は、可動体側固定部51と第1板ばね部54とを接続する。従って、落下等による衝撃が加わったときに、第2板ばね部55が弾性変形することによって第1板ばね部54に加わる径方向の衝撃が緩和される。よって、第1板ばね部54の塑性変形を抑制でき、径方向に長い第1板ばね部54の座屈を抑制できるので、耐衝撃性を高めることができる。
なお、可動体側固定部51と第1板ばね部54との間でなく、固定体側固定部52と第1板ばね部54との間に第2板ばね部55を配置し、第2板ばね部55が固定体側固定部52と第1板ばね部54とを接続する構成を採用してもよい。例えば、第1金属部材56に第2板ばね部55を設け、第2金属部材57に第1板ばね部54を設けることができる。この構成でも、上記形態と同様に、第2板ばね部55が弾性変形することによって第1板ばね部54の塑性変形を抑制できる。
また、板ばね部53は、光軸回りの少なくとも3箇所に分散配置されていればよく、5箇所以上に配置してもよい。少なくとも3個所に板ばね部53を配置すれば、可動体10をバランス良く支持でき、可動体10が光軸Lに対して傾くことを規制できる。
本形態では、回転支持機構12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、回転支持機構12を光軸Lと交差し且つ第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13を有する。固定体側固定部52は、ジンバル機構13を介して固定体11に接続されており、固定体11は、回転支持機構12およびジンバル機構13を介して可動体10を支持する。このように、ジンバル機構13と可動体10との間に回転支持機構12を配置すると、光軸L回りに回転するユニットがジンバル機構13を含まないので、固定体11の内側に回転スペースを大きく確保する必要がない。従って、振れ補正機能付き光学ユニットの外形を小さくすることができる。
本形態では、可動体10は第1部材25を備え、第1部材25は、光軸Lを囲みZ軸方向(光軸方向)から見てカメラモジュール2と重なる第1環状板部26を備える。回転支持機構12は、第1環状板部26とZ軸方向(光軸方向)で対向する第2環状板部46を備えるとともにジンバル機構13によって第1軸R1回りに回転可能に支持される第2部材45を備える。可動体側固定部51は、第1環状板部26に固定され、固定体側固定部52は、第2環状板部46に固定される。このように、2枚の環状板部を放射状に配置した板ばねによって接続する構成にすることで、回転支持機構12を小型で簡素な構成にすることができる。
本形態では、固定体側固定部52、および、固定体側固定部52の縁からZ軸方向(光軸方向)に屈曲して径方向に延びる第1板ばね部54を備える第1金属部材56と、可動体側固定部51、および、可動体側固定部51の縁からZ軸方向(光軸方向)に屈曲して光軸L回りの周方向に延びる第2板ばね部55を備える第2金属部材57と、を有しており、第1金属部材56の板厚は、第2金属部材57の板厚よりも小さい。このように、板ばね部53を2部品に分けることにより、第1板ばね部54と第2板ばね部55の板厚が異なる構成を実現できる。従って、第1板ばね部54の板厚を薄くすることにより、ばね定数を小さくすることができるので、可動体10を小さい力で回転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23を小型化でき、ローリング補正時の通電量も少なくすることができる。また、第2板ばね部55の板厚を厚くすることにより、ばね定数を大きくすることができるので、耐衝撃性を高めることができる。
本形態では、周方向に分散配置される4個の第1板ばね部54を備え、固定体側固定部52は、環状であり、固定体側固定部52の外周縁には、4箇所の第1切欠き部58が設けられ、各第1切欠き部58の縁(第1縁部59)に第1板ばね部が接続される。このように、4個の第1板ばね部54と固定体側固定部52を1部品で構成すれば、部品点数を削減でき、回転支持機構12の組立が容易である。また、4個の第1板ばね部54の位置精度を高めることができる。さらに、本形態では、周方向で隣合う第1板ばね部54の一方は、第1切欠き部58の周方向の一方側の縁からZ軸方向(光軸方向)へ屈曲して径方向へ延びており、周方向で隣合う第1板ばね部54の他方は、第1切欠き部58の周方向の他方側の縁からZ軸方向(光軸方向)へ屈曲して径方向へ延びている。このように、第1板ばね部54の折り曲げ方向が揃わないように構成することにより、第1板ばね部54の折り曲げ角度の誤差に起因して可動体10の回転位置がずれることを回避できる。従って、無通電時の可動体10の回転位置(初期位置)がずれることを回避できる。
本形態では、周方向に分散配置される4個の第2板ばね部55を備え、可動体側固定部51は、環状であり、可動体側固定部51の内周縁には、4箇所の第2切欠き部60が設けられ、各第2切欠き部60の縁(第2縁部61)に前記第2板ばね部が接続される。このように、4個の第2板ばね部55と可動体側固定部51を1部品で構成すれば、部品点数を削減でき、回転支持機構12の組立が容易である。また、4個の第2板ばね部55の位置精度を高めることができる。さらに、本形態では、周方向で隣合う第2板ばね部55の一方は、第2切欠き部60の周方向の一方側の縁からZ軸方向(光軸方向)へ屈曲して周方向の一方側へ延びており、周方向で隣合う第2板ばね部55の他方は、第2切欠き部60の周方向の他方側の縁からZ軸方向(光軸方向)へ屈曲して周方向の他方側へ延びている。このように、第2板ばね部55の折り曲げ方向が揃わないように構成することにより、第2板ばね部55の折り曲げ角度の誤差に起因して可動体10の回転位置がずれることを回避できる。従って、無通電時の可動体10の回転位置(初期位置)がずれることを回避できる。
本形態では、第2部材45は、第2環状板部46から第1軸R1方向の両側へ突出して
ジンバル機構13に接続される一対の第2延設部47、および、第2環状板部46から第2軸R2方向の両側へ突出する一対の第2突出板部48を備える。一対の第2延設部47、および、一対の第2突出板部48のそれぞれには、径方向に延びて第2環状板部46の内周縁に開口する第2スリット49が設けられ、第1板ばね部54は、第2スリット49に配置されている。このように、第2部材45にスリットを設けることで、第2部材45と第1板ばね部54をZ軸方向と交差する方向から見て重なる位置に配置できる。従って、回転支持機構12のZ軸方向(光軸方向)の高さを低くすることができ、振れ補正機能付き光学ユニット1のZ軸方向(光軸方向)の高さを低くすることができる
ジンバル機構13に接続される一対の第2延設部47、および、第2環状板部46から第2軸R2方向の両側へ突出する一対の第2突出板部48を備える。一対の第2延設部47、および、一対の第2突出板部48のそれぞれには、径方向に延びて第2環状板部46の内周縁に開口する第2スリット49が設けられ、第1板ばね部54は、第2スリット49に配置されている。このように、第2部材45にスリットを設けることで、第2部材45と第1板ばね部54をZ軸方向と交差する方向から見て重なる位置に配置できる。従って、回転支持機構12のZ軸方向(光軸方向)の高さを低くすることができ、振れ補正機能付き光学ユニット1のZ軸方向(光軸方向)の高さを低くすることができる
本形態では、第1部材25は、第1環状板部26から第1軸R1方向の両側、および第2軸R2方向の両側へ突出する4箇所の第1突出板部28を備える。第1突出板部28には、光軸方向から見て第2スリット49と重なるとともに第1環状板部26の内周縁に開口する第1スリット29が設けられ、第2板ばね部55の先端と第1板ばね部54との接合部は、第1スリット29に配置される。このように、第1部材25にスリットを設けることで、第2板ばね部55と第1板ばね部54との接合部を、Z軸方向(光軸方向)と交差する方向から見て第1部材25と重なる位置に配置できる。従って、振れ補正機能付き光学ユニット1のZ軸方向(光軸方向)の高さを低くすることができる。
本形態では、第1部材25は、第1突出板部28の周方向の縁からZ軸方向(光軸方向)に延びて第2突出板部48または第2延設部47とZ軸方向(光軸方向)に対向する光軸方向ストッパ部65を備える。このようにすると、第1環状板部26と第2環状板部46がZ軸方向(光軸方向)に大きく接近することを規制できる。従って、可動体10の位置精度の低下を抑制できる。また、ジンバル機構13との接続用の形状(第2延設部47)を利用してストッパ機部を構成できるので、第2部材45の部品形状が複雑化することを避けることができる。
本形態では、第2環状板部46の縁から+Z方向に延びて第1環状板部26の縁と径方向に対向する径方向ストッパ部64を備えているので、第1環状板部26と第2環状板部46が径方向に位置ずれすることを規制できる。従って、可動体10の位置精度の低下を抑制できる。
なお、径方向ストッパ部は、第1環状板部26の縁に設けることもできる。すなわち、第1環状板部26の縁から-Z方向に延びて第1環状板部26の縁と径方向に対向する径方向ストッパ部を設ける構成を採用してもよい。このような構成でも、第1環状板部26と第2環状板部46が径方向に位置ずれすることを規制できる。従って、可動体10の位置精度の低下を抑制できる。
本形態では、可動体10の光軸L回りの回転範囲を規制する回転規制機構70を備え、回転規制機構70は、第1環状板部26から外周側へ延びる第1回転規制部71と、第2環状板部46の外周縁からZ軸方向(光軸方向)に延びる第2回転規制部72と、を備える。第1回転規制部71と第2回転規制部72の一方は、第1回転規制部71と第2回転規制部72の他方の周方向の両側に配置される。このようにすると、第1環状板部26と第2環状板部46の間に周方向に対向する回転規制機構70を構成できる。従って、可動体10の回転範囲を規制できる。
なお、第2回転規制部72が第1回転規制部71の周方向の両側を囲う構成に代えて、第1回転規制部71が第2回転規制部72の周方向の両側を囲う構成を採用してもよい。すなわち、回転規制機構70は、第1回転規制部71と第2回転規制部72の一方が、第1回転規制部71と第2回転規制部72の他方の周方向の両側を囲う構成であればよい。また、第1回転規制部71が光軸方向に延びて、第2回転規制部72が外周側へ延びる構
成を採用してもよい。
成を採用してもよい。
1…振れ補正機能付き光学ユニット、2…カメラモジュール、2a…レンズ、2b…撮像素子、3…ケース、4…カバー、4a…開口部、5…ベース、6、7…フレキシブルプリント基板、8…フック、9…突起、10…可動体、11…固定体、12…回転支持機構、13…ジンバル機構、14…ジンバルフレーム、15…第1接続機構、16…第2接続機構、17…磁性板、18…枠部、19…配線収容部、20…振れ補正用磁気駆動機構、21…第1振れ補正用磁気駆動機構、21C…第1コイル、21M…第1磁石、22…第2振れ補正用磁気駆動機構、22C…第2コイル、22M…第2磁石、23…ローリング補正用磁気駆動機構、23C…第3コイル、23M…第3磁石、24…ホルダ、25…第1部材、26…第1環状板部、26a…円形穴、27…第1延設部、28…第1突出板部、29…スリット、30A…カメラモジュール本体部、30B…カメラモジュール円筒部、31…第1側壁、32…第2側壁、33…第3側壁、33a…切欠き部、34…第4側壁、35…第5側壁、36…第6側壁、37…第7側壁、38…第8側壁、39…ホルダ凸部、40…凹部、41…底面、42…溝部、45…第2部材、46…第2環状板部、47…第2延設部、48…第2突出板部、49…第2スリット、50…金属部材、51…可動体側固定部、52…固定体側固定部、53…板ばね部、54…第1板ばね部、55…第2板ばね部、56…第1金属部材、57…第2金属部材、58…第1切欠き部、59…第1縁部、60…第2切欠き部、61…第2縁部、62…第3切欠き部、63…突出部、64…径方向ストッパ部、65…光軸方向ストッパ部、66…延出部、69…切欠き部、70…回転規制機構、71…第1回転規制部、72…第2回転規制部、140…ジンバルフレーム本体部、141…第1軸側延設部、142…第2軸側延設部、143…開口部、144…第1軸側凹曲面、146…突出部、147…第2軸側凹曲面、148…切欠き、151…第1ジンバルフレーム受け部材、152…球体、153…第1スラスト受け部材、154…板部、155、156…腕部、157…突出部、161…凹部、162…第2ジンバルフレーム受け部材、163…球体、164…第2スラスト受け部材、165…板部、167…腕部、181…第1側板部、181a…第1コイル固定孔、182…第2側板部、182a…第3コイル固定孔、183…第3側板部、183a…切欠き部、184…第4側板部、184a…第2コイル固定孔、191…第1壁部、192…第2壁部、193…第3壁部、193a…切欠き部、271…第1延設部第1部分、272…第1延設部第2部分、471…第2延設部第1部分、472…第2延設部第2部分、541…第1アーム部、542…第2アーム部、543…接続部、544…第1接合部、551…第2接合部、L…光軸、R1…第1軸、R2…第2軸、S…角度位置センサ、T1、T2、T3…隙間
Claims (13)
- カメラ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前記カメラモジュールの光軸を中心として回転可能に支持する回転支持機構と、を有し、
前記回転支持機構は、
前記可動体に接続される可動体側固定部、前記固定体に接続される固定体側固定部、および、前記可動体側固定部と前記固定体側固定部とを接続する板ばね部を備え、
前記板ばね部は、板厚方向が前記光軸回りの周方向を向く第1板ばね部を備え、
前記第1板ばね部は、
前記光軸を中心として径方向に延びる第1アーム部と、
前記第1アーム部に対して前記光軸方向に隣り合う位置で前記径方向に延びる第2アーム部と、
前記第1アーム部と前記第2アーム部を前記径方向に折り返した形状に接続する接続部と、を備えることを特徴とする振れ補正機能付き光学ユニット。 - 前記周方向に分散配置される少なくとも3個の前記板ばね部を備え、
前記3個の前記板ばね部は、前記光軸方向から見て前記カメラモジュールと重なる位置に配置され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。 - 前記板ばね部は、板厚方向が前記径方向を向く第2板ばね部を備え、
前記第2板ばね部は、前記可動体側固定部と前記第1板ばね部とを接続するか、あるいは、前記固定体側固定部と前記第1板ばね部とを接続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、前記回転支持機構を前記光軸と交差し且つ前記第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を有し、
前記固定体側固定部は、前記ジンバル機構を介して前記固定体に接続され、
前記固定体は、前記回転支持機構および前記ジンバル機構を介して前記可動体を支持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。 - 前記可動体は第1部材を備え、前記第1部材は、前記光軸を囲み前記光軸方向から見て前記カメラモジュールと重なる第1環状板部を備え、
前記回転支持機構は、前記第1環状板部と前記光軸方向で対向する第2環状板部を備えるとともに前記ジンバル機構によって前記第1軸回りに回転可能に支持される第2部材を備え、
前記可動体側固定部は、前記第1環状板部に固定され、
前記固定体側固定部は、前記第2環状板部に固定されることを特徴とする請求項4に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。 - 前記固定体側固定部、および、前記固定体側固定部の縁から前記光軸方向に屈曲して前記径方向に延びる前記第1板ばね部を備える第1金属部材と、
前記可動体側固定部、および、前記可動体側固定部の縁から前記光軸方向に屈曲して前記光軸回りの周方向に延びる前記第2板ばね部を備える第2金属部材と、を有し、
前記第1金属部材の板厚は、前記第2金属部材の板厚よりも小さい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。 - 前記周方向に分散配置される4個の前記第1板ばね部を備え、
前記固定体側固定部は、環状であり、前記固定体側固定部の外周縁には、4箇所の第1切欠き部が設けられ、各第1切欠き部の縁に前記第1板ばね部が接続され、
周方向で隣合う前記第1板ばね部の一方は、前記第1切欠き部の前記周方向の一方側の縁から前記光軸方向へ屈曲して前記径方向へ延びており、
周方向で隣合う前記第1板ばね部の他方は、前記第1切欠き部の前記周方向の他方側の縁から前記光軸方向へ屈曲して前記径方向へ延びてい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。 - 前記周方向に分散配置される4個の前記第2板ばね部を備え、
前記可動体側固定部は、環状であり、前記可動体側固定部の内周縁には、4箇所の第2切欠き部が設けられ、各第2切欠き部の縁に前記第2板ばね部が接続され、
周方向で隣合う前記第2板ばね部の一方は、前記第2切欠き部の前記周方向の一方側の縁から前記光軸方向へ屈曲して前記周方向の一方側へ延びており、
周方向で隣合う前記第2板ばね部の他方は、前記第2切欠き部の前記周方向の他方側の縁から前記光軸方向へ屈曲して前記周方向の他方側へ延びていることを特徴とする請求項6または7に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。 - 前記第2部材は、前記第2環状板部から前記第1軸方向の両側へ突出する一対の第2延設部、および、前記第2環状板部から前記第2軸方向の両側へ突出する一対の第2突出板部を備え、前記一対の第2延設部は前記ジンバル機構に接続され、
前記一対の第2延設部、および、前記一対の第2突出板部のそれぞれには、前記径方向に延びて前記第2環状板部の内周縁に開口する第2スリットが設けられ、
前記第1板ばね部は、前記第2スリットに配置されることを特徴とする請求項5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。 - 前記第1部材は、前記第1環状板部から前記第1軸方向の両側、および前記第2軸方向の両側へ突出する4箇所の第1突出板部を備え、
前記第1突出板部には、前記光軸方向から見て前記第2スリットと重なるとともに前記第1環状板部の内周縁に開口する第1スリットが設けられ、
前記第2板ばね部の先端と前記第1板ばね部との接合部は、前記第1スリットに配置されることを特徴とする請求項9に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。 - 前記第1部材は、前記第1突出板部の前記周方向の縁から前記光軸方向に延びて前記第2突出板部または前記第2延設部と前記光軸方向に対向する光軸方向ストッパ部を備えることを特徴とする請求項10に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。
- 前記第1環状板部および前記第2環状板部の一方の縁から前記光軸方向に延びて前記第1環状板部および前記第2環状板部の他方の縁と前記径方向に対向する径方向ストッパ部を備えることを特徴とする請求項5から11の何れか一項に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。
- 前記可動体の前記光軸回りの回転範囲を規制する回転規制機構を備え、
前記回転規制機構は、
前記第1環状板部と前記第2環状板部の一方の外周縁から外周側へ延びる第1回転規制部と、
前記第1環状板部と前記第2環状板部の他方の外周縁から前記光軸方向に延びる第2回転規制部と、を備え、
前記第1回転規制部と前記第2回転規制部の一方は、前記第1回転規制部と前記第2回転規制部の他方の周方向の両側に配置されることを特徴とする請求項5から12の何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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