JP2022158798A - 振れ補正機能付き光学ユニット - Google Patents

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章吾 笠原
Shogo Kasahara
伸司 南澤
Shinji Minamizawa
猛 須江
Takeshi Sue
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【課題】可動体が揺動あるいは回転するときのフレキシブルプリント基板のばね定数を小さくするとともに、折り曲げ形状のばらつきに起因する特性のばらつきを少なくする。【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、X軸回り、Y軸回りに回転させて振れ補正を行う。可動体10に接続されるフレキシブルプリント基板6は、可動体10から+X方向に引き出される第1引き出し部6Aと、第1引き出し部6Aから+Z方向に屈曲してZ軸方向に立ち上がった姿勢で矩形状に引き回される曲げ部6Bと、曲げ部6Bの-Z方向の端から+X方向に屈曲する第2引き出し部6Cを備える。曲げ部6Bは、第1引き出し部6Aから-Y方向に延びる第1部分610、第1部分610から+X方向に延びる第2部分620、第2部分620から+Y方向に延びる第3部分630を備える。【選択図】図10

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、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第1軸(X軸)回り、並びに光軸および第1軸と交差する第2軸(Y軸)回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が引き出される。
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複数回折り返している。
特開2020-86369号公報
特許文献1では、フレキシブルプリント基板を複数回折り返すことによってばね定数を小さくしている。しかしながら、折り曲げ形状が複雑であったり折り曲げ回数が多いと、専用の治具が必要になる場合がある。また、折り曲げ作業の工数が多くなるとともに、折り曲げ形状のばらつきが累積するため、フレキシブルプリント基板の特性が安定しない。さらに、折り曲げ回数が多いと、折り曲げ後の形状が大型化するという問題がある。
本発明の課題は、このような点に鑑みて、可動体が揺動あるいは回転するときのフレキシブルプリント基板のばね定数を小さくするとともに、折り曲げ形状のばらつきに起因する特性のばらつきを少なくすることにある。
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、前記可動体を前記カメラモジュールの光軸と交差する第1軸回りに回転可能に支持するとともに、前記可動体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支持機構と、前記支持機構を介して前記可動体を支持する固定体と、前記可動体に接続されるフレキシブルプリント基板と、を有し、前記光軸と交差する方向を第1方向とし、前記光軸方向と交差し且つ前記第1方向と交差する方向を第2方向とするとき、前記フレキシブルプリント基板は、前記可動体から前記第1方向の一方側に引き出される第1引き出し部と、前記第1引き出し部から前記光軸方向の一方側に屈曲して前記第2方向の一方側へ延びる第1部分、前記第1部分から前記第1方向
の一方側に屈曲して前記第1方向の一方側へ延びる第2部分、および、前記第2部分から前記第2方向の他方側に屈曲して前記第2方向の他方側へ延びる第3部分、を備える曲げ部と、前記第3部分の前記光軸方向の一方側もしくは他方側の端から前記第1方向の一方側に屈曲して前記固定体から引き出される第2引き出し部と、を備えることを特徴とする。
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、可動体から引き出された後に屈曲して光軸方向に延びる姿勢となり、可動体の設置面に対して略垂直に立ち上がった姿勢で、可動体に隣り合う空間で略直角に2回屈曲して矩形状に引き回されている。このようにすると、フレキシブルプリント基板は、可動体が光軸回りのローリング方向に回転するときには、曲げ部全体が容易に撓むので、ばね定数が小さい。また、可動体が光軸に交差する第1軸回りのヨーイング方向に変形するとき、および、可動体が光軸に交差し且つ第1軸に交差する第2軸回りのピッチング方向に変形するときには、第1部分および第3部分が容易に撓むので、ばね定数が小さい。さらに、フレキシブルプリント基板の曲げ回数が多くならずに済むので、折り曲げ形状のばらつきに起因する特性のばらつきを小さくすることができる。また、折り曲げ加工が容易であるため、生産性を高めることができる。
本発明において、前記第1引き出し部は、前記可動体の前記第2方向の他方側の端に片寄せた位置に配置されることが好ましい。このようにすると、第1引き出し部を可動体の第2方向の中央から引き出した場合と比較して、第1部分における自由に撓む部分の長さを長くすることができる。従って、フレキシブルプリント基板のばね定数を小さくすることができる。
本発明において、前記第2引き出し部は、前記第1引き出し部よりも前記第2方向の他方側に配置されることが好ましい。このようにすると、第3部分における自由に撓む部分の長さを長くすることができる。従って、フレキシブルプリント基板のばね定数を小さくすることができる。
本発明において、前記フレキシブルプリント基板を屈曲した形状に保持する形状保持部材を備え、前記第1引き出し部と前記第1部分とが繋がる屈曲部に固定される前記形状保持部材は、前記第1引き出し部の記第2方向の他方側の端に片寄せた位置に配置されることが好ましい。このようにすると、形状保持部材によってフレキシブルプリント基板を撓みやすい形状に保つことができる。また、形状保持部材を第1部分の端に片寄せて配置することができ、自由に撓む部分の長さを長くすることができる。従って、フレキシブルプリント基板のばね定数を小さくすることができる。
本発明において、前記第3部分と前記第2引き出し部とが繋がる屈曲部に固定される前記形状保持部材は、前記第2引き出し部の記第2方向の他方側の端に片寄せた位置に配置されることが好ましい。このようにすると、形状保持部材を第3部分の端に片寄せて配置することができ、自由に撓む部分の長さを長くすることができる。従って、フレキシブルプリント基板のばね定数を小さくすることができる。
本発明において、前記第1引き出し部および前記第2引き出し部は、1枚の可撓性基板で構成され、前記曲げ部は、複数枚の前記可撓性基板を積層して構成され、前記第1部分の前記第2方向の他方側の端には、前記可撓性基板の間に補強板を挟んで接合した第1接合部が設けられ、前記第1接合部は、前記補強板を介して接合される前記可撓性基板を前記光軸方向で逆向きに折り返した形状に接続する第1折り返し部を備え、前記第3部分の前記第2方向の他方側の端には、前記可撓性基板の間に前記補強板を挟んで接合した第2接合部が設けられ、前記第2接合部は、前記補強板を介して接合される前記可撓性基板を
前記光軸方向で逆向きに折り返した形状に接続する第2折り返し部を備えることが好ましい。このようにすると、複数本の分岐部分に分岐させた可撓性基板を折り返して分岐部分を重ねた状態にして引き回すことができる。従って、広い面積のフレキシブルプリント基板が必要な場合でも、複数本に分岐させることによって曲げ部の光軸方向の高さを低くすることができる。これにより、フレキシブルプリント基板の配置スペースの光軸方向の高さを低くすることができる。また、重ねた可撓性基板は、補強板を介して接合された接合部を除いて、1枚ずつ分離した状態で撓むことができる。従って、フレキシブルプリント基板のばね定数の増大を回避できる。
本発明において、前記複数枚の前記可撓性基板は、第1可撓性基板と、前記第1部分において前記第1可撓性基板の前記第1方向の一方側に重なる第2可撓性基板と、前記第1部分において前記第2可撓性基板の前記第1方向の一方側に重なる第3可撓性基板を含み、前記第1接合部は、前記第1可撓性基板と前記第2可撓性基板を前記光軸方向の一方側から他方側へ折り返した形状に接続する前記第1折り返し部と、前記第2可撓性基板と前記第3可撓性基板を前記光軸方向の他方側から一方側へ折り返した形状に接続する第3折り返し部を備え、前記第3折り返し部は、前記第1折り返し部よりも前記第2方向の幅が狭いことが好ましい。このようにすると、曲げ部の第1部分では、積層されて曲げられた3枚の可撓性基板は、内周側に配置される可撓性基板の方が折り返し部に接続される部分の長さが短く、折り返し部に拘束されずに自由に撓む部分の長さが長い。従って、内周側に配置される可撓性基板の方が狭いスペースで変形しなければならないことによる、ばね定数の上昇を抑制できる。
本発明において、前記第2接合部は、前記第1可撓性基板と前記第2可撓性基板を前記光軸方向の一方側から他方側へ折り返した形状に接続する前記第2折り返し部と、前記第2可撓性基板と前記第3可撓性基板を前記光軸方向の他方側から一方側へ折り返した形状に接続する第4折り返し部を備え、前記第4折り返し部は、前記第2折り返し部よりも前記第2方向の幅が狭いことが好ましい。このようにすると、曲げ部の第3部分では、積層されて曲げられた3枚の可撓性基板は、内周側に配置される可撓性基板の方が折り返し部に接続される部分の長さが短く、折り返し部に拘束されずに自由に撓む部分の長さが長い。従って、内周側に配置される可撓性基板の方が狭いスペースで変形しなければならないことによる、ばね定数の上昇を抑制できる。
本発明において、前記第1接合部に配置される前記補強板、および、前記第2接合部に配置される前記補強板は、前記補強板を挟む前記可撓性基板の前記第2方向の他方側の端に片寄せした位置に配置されることが好ましい。このようにすると、補強板によって動きが拘束されずに自由に撓む部分の長さを長くすることができる。従って、フレキシブルプリント基板のばね定数を小さくすることができる。
本発明において、前記補強板は、前記第1接合部において、前記第1可撓性基板と前記第2可撓性基板との間に配置される第1補強板と、前記第2可撓性基板と前記第3可撓性基板との間に配置される第3補強板を含み、前記第3補強板は、前記第1補強板よりも前記第2方向の幅が狭いことが好ましい。このようにすると、曲げ部の第1部分では、積層されて曲げられた3枚の可撓性基板は、内周側に配置される可撓性基板の方が補強板によって動きが拘束される部分の長さが短く、自由に撓む部分の長さが長い。従って、内周側に配置される可撓性基板の方が狭いスペースで変形しなければならないことによる、ばね定数の上昇を抑制できる。
本発明において、前記補強板は、前記第2接合部において、前記第1可撓性基板と前記第2可撓性基板との間に配置される第2補強板と、前記第2可撓性基板と前記第3可撓性基板との間に配置される第4補強板を含み、前記第4補強板は、前記第2補強板よりも前
記第2方向の幅が狭いことが好ましい。このようにすると、曲げ部の第3部分では、積層されて曲げられた3枚の可撓性基板は、内周側に配置される可撓性基板の方が補強板によって動きが拘束される部分の長さが短く、自由に撓む部分の長さが長い。従って、内周側に配置される可撓性基板の方が狭いスペースで変形しなければならないことによる、ばね定数の上昇を抑制できる。
本発明において、前記固定体は、前記可動体の前記第1方向の一方側に配置される配線収容部を備え、前記配線収容部は、前記第2方向で対向し前記第1方向に延びる第1壁部および第2壁部と、前記第1壁部の前記第1方向の一方側の端と前記第2壁部の前記第1方向の一方側の端とを接続し前記第2方向に延びる第3壁部と、備え、前記曲げ部は、前記第1壁部および前記第3壁部の内面に沿って延びており、前記第3壁部は、前記第2引き出し部を通す配線引き出し口、および、前記第2引き出し部を固定する基板固定部を備えることが好ましい。このようにすると、配線収容部の内側にフレキシブルプリント基板が撓む空間を確保できる。また、配線収容部にフレキシブルプリント基板を固定することができるので、可動体10とフレキシブルプリント基板との接続箇所に外部からの負荷が加わることを回避できる。
本発明において、前記支持機構は、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、前記可動体および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、前記可動体および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と、を備える構成を採用することができる。
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、可動体から引き出された後に屈曲して光軸方向に延びる姿勢となり、可動体の設置面に対して略垂直に立ち上がった姿勢で、可動体に隣り合う空間で略直角に2回屈曲して矩形状に引き回されている。このようにすると、フレキシブルプリント基板は、可動体が光軸回りのロール方向に回転するときには、曲げ部全体が容易に撓むので、ばね定数が小さい。また、可動体が光軸に交差する第1軸回りのヨーイング方向に変形するとき、および、可動体が光軸に交差し且つ第1軸に交差する第2軸回りのピッチング方向に変形するときには、第1部分および第3部分が容易に撓むので、ばね定数が小さい。さらに、フレキシブルプリント基板の曲げ回数が多くならずに済むので、折り曲げ形状のばらつきに起因する特性のばらつきを小さくすることができる。また、折り曲げ加工が容易であるため、生産性を高めることができる。
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。 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3のA-A位置で切断した振れ補正機能付き光学ユニットの断面図である。 図3のB-B位置で切断した振れ補正機能付き光学ユニットの断面図である。 可動体および回転支持機構を被写体側から見た斜視図である。 可動体および回転支持機構を被写体側から見た平面図である。 可動体および回転支持機構の側面図である。 回転支持機構および第1部材の分解斜視図である。 カメラモジュールに接続されるフレキシブルプリント基板の斜視図である。 図10のフレキシブルプリント基板の平面図および側面図である。 図10のフレキシブルプリント基板の展開図である。 変形例1のフレキシブルプリント基板の斜視図である。 変形例1のフレキシブルプリント基板の展開図である。 変形例2のフレキシブルプリント基板の斜視図である。 変形例2のフレキシブルプリント基板の展開図である。 振れ補正機能付き光学ユニットの外形の変更に応じてフレキシブルプリント基板の屈曲位置を変更した例を示す説明図である。
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。
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。
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。
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。
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。
(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,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。
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。
(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。
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。
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。
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。
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)。
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)。
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。
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。
(フレキシブルプリント基板)
図10は、カメラモジュール2に接続されるフレキシブルプリント基板6の斜視図である。図11は、図10のフレキシブルプリント基板6の平面図および側面図である。図12は、図10のフレキシブルプリント基板の展開図である。図12(a)は、+Z側から見た展開図であり、図12(b)は、-Z側から見た展開図である。以下の説明では、第1方向はX軸方向と一致し、第1方向の一方側は+X方向であり、第1方向の他方側は-X方向である。また、第2方向はY軸方向と一致し、第2方向の一方側は-Y方向であり、第2方向の他方側は+Y方向である。
図2、図3に示すように、フレキシブルプリント基板6は、可動体10から+X方向(第1方向の一方側)に引き出される第1引き出し部6Aと、第1引き出し部6Aに接続され、配線収容部19の内側で引き回される曲げ部6Bと、曲げ部6Bに接続され、配線収容部19の外部へ引き出される第2引き出し部6Cを備える。上述したように、第1引き出し部6Aは、枠部18の第3側板部183に設けられた切欠き部183aを通過し、第2引き出し部6Cは、配線収容部19の第3壁部193に設けられた配線取り出し口である切欠き部193aを通過して、固定体11の外部へ延びている。
固定体11は、可動体10から+X方向に離間した位置でフレキシブルプリント基板6が固定される基板固定部6Dを備える。基板固定部6Dは、配線収容部19に設けられた切欠き部193aの+Z方向の内面である(図2参照)。第2引き出し部6Cは、補強板6Eを介して基板固定部6Dに固定される。
曲げ部6Bは、第1引き出し部6Aから+Z方向(光軸方向の一方側)に屈曲して-Y方向(第2方向の一方側)へ延びる第1部分610、第1部分610から+X方向(第1方向の一方側)に屈曲して+X方向へ延びる第2部分620、および、第2部分620から+Y方向(第2方向の他方側)に屈曲して+Y方向へ延びる第3部分630を備える。第2引き出し部6Cは、第3部分630の+Y方向の端部の-Z方向(光軸方向の他方側)の端から+X方向に屈曲して+X方向に延びている。
曲げ部6Bは、配線収容部19の内周面に沿って矩形状に延びている。第1部分610は、枠部18の第3側板部183に沿って延びており、第2部分620は、第1壁部191に沿って延びており、第3部分630は、第3壁部193に沿って延びている。曲げ部6Bは、第1引き出し部6Aに接続される第1部分610の+Y方向の端部、および、第2引き出し部6Cに接続される第2部分620の+Y方向の端部の2箇所は動かしにくいが、他の部分は固定体11に固定されていないので、配線収容部19の内部空間で容易に動くことができる。
図3に示すように、第1引き出し部6Aは、可動体10の+Y方向(第2方向の他方側)の端に片寄せた位置に配置される。可動体10の+X方向の端部は、ホルダ24の第3側壁33によって構成されており、第1引き出し部6Aは、第3側壁33の+Y方向の端に片寄せた位置に配置される。曲げ部6Bの第1部分610は、第1引き出し部6Aよりも-Y方向に延びる部分が自由に撓むことができる。本形態では、第1引き出し部6Aの位置を可能な限り+Y方向に寄せているので、第1部分610において自由に撓むことができる部分の長さが長い。
第2引き出し部6Cは、配線収容部19の第3壁部193の+Y方向(第2方向の他方側)の端に片寄せた位置に配置される。図3に示すように、配線収容部19の第3壁部193は、ホルダ24の第3側壁33よりもY軸方向(第2方向)の長さが長い。従って、第2引き出し部6Cは、第1引き出し部6Aよりも+Y方向(第2方向の他方側)に配置される。曲げ部6Bの第3部分630は、第2引き出し部6Cよりも-Y方向に延びる部分が自由に撓むことができる。本形態では、第2引き出し部6Cの位置を可能な限り+Y
方向に寄せているので、第3部分630において自由に撓むことができる部分の長さが長い。
フレキシブルプリント基板6には、可撓性基板を略直角に屈曲した形状に保持する形状保持部材90、91が固定される。形状保持部材90、91は、金属板を略直角に屈曲させた部材である。形状保持部材90は、第1引き出し部6Aと曲げ部6Bとの間の屈曲部、および、第2引き出し部6Cと曲げ部6Bとの間の屈曲部に固定される。形状保持部材91は、曲げ部6Bの第1部分610と第2部分620との間の屈曲部、および、第2部分620と第3部分630との間の屈曲部に固定される。図12に示すように、展開形状のフレキシブルプリント基板6に平面状に延ばした状態の形状保持部材90、91を固定しておき、フレキシブルプリント基板6を曲げ加工する際に、可撓性基板と形状保持部材90、91とを一緒に屈曲させる。
第1引き出し部6Aと曲げ部6Bとの間の屈曲部では、形状保持部材90は、第1引き出し部6Aおよび第1部分610の+Y方向(第2方向の他方側)の端に片寄せた位置に配置される。また、第2引き出し部6Cと曲げ部6Bとの間の屈曲部では、形状保持部材90は、第2引き出し部6Cおよび第3部分630の+Y方向(第2方向の他方側)の端に片寄せた位置に配置される。+Y方向の端に形状保持部材90を片寄せて配置することにより、形状保持部材90によって動きが拘束されない部分の長さを長くすることができる。
曲げ部6Bの展開形状は、図12に示す平面部分600の形状である。平面部分600の第1方向Xの中央には、Y軸方向(第2方向)に延びる1本のスリット609が設けられている。平面部分600は、スリット609の両側に配置される同一幅の2本の分岐部分601、602と、分岐部分601、602の+Y側の端部を接続する第1接続部603と、分岐部分601、602の-Y側の端部を接続する第2接続部604を備える。第1引き出し部6Aおよび第2引き出し部6Cは、平面部分600の-X側の縁から-X方向に延びている。
図12に示す平面部分600から曲げ部6Bを形成するときは、第1接続部603をZ軸方向に1回折り返し、第1補強板81を挟んで接合して、第1接合部640を形成する。また、第2接続部604をZ軸方向に1回折り返し、第2補強板82を挟んで接合して、第2接合部650を形成する。例えば、図12(b)に示すように、第1接続部603の-Z方向の面に2枚の第1補強板81を固定しておき、第1補強板81同士を接着することにより、第1接合部640を形成する。同様に、第2接続部604の-Z方向の面に2枚の第2補強板82を固定しておき、第2補強板82同士を接着することにより、第2接合部650を形成する。
平面部分600は、スリット609の位置で折り返されるので、2本の分岐部分601、602は、互いに分離した状態で第1方向Xに重なる。図12(a)に示すように、2本の分岐部分601、602のうち、-X側に配置される分岐部分601には、形状保持部材91がY軸方向(第2方向)に離間した2か所に固定される。形状保持部材91が固定される位置は、第1部分610と第2部分620との間の屈曲部、および、第2部分620と第3部分630との間の屈曲部に対応する位置である。上記のように、平面部分600をZ軸方向に折り返して第1接合部640および第2接合部650を形成した後に、形状保持部材91を略直角に屈曲させることにより、分岐部分601が2回屈曲する形状に曲がる。もう1本の分岐部分602は、分岐部分601の内周側で分岐部分601に沿う形状に曲がる。これにより、図10、図11に示す形状の曲げ部6Bが形成される。
以上の加工により、曲げ部6Bは、Z軸方向に立ちあがった姿勢の2枚の可撓性基板を
積層し、2回屈曲させてXY面に沿って矩形に引き回した構成となる。図10、図11に示すように、2枚の可撓性基板は、-Z側の縁に第1引き出し部6Aおよび第2引き出し部6Cが接続される第1可撓性基板600Aと、第1部分610において第1可撓性基板600Aの+Xに重なる第2可撓性基板600Bである。分岐部分601は第1可撓性基板600Aを構成し、分岐部分602は第2可撓性基板600Bを構成する。第1接合部640は、第1可撓性基板600Aと第2可撓性基板600BをZ軸方向で逆向きに折り返した形状に接続する第1折り返し部641を備える。また、第2接合部650は、第1可撓性基板600Aと第2可撓性基板600BをZ軸方向で逆向きに折り返した形状に接続する第2折り返し部651を備える。
(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、可動体10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、可動体10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支持機構(回転支持機構12およびジンバル機構13)と、支持機構を介して可動体10を支持する固定体11と、可動体10に接続されるフレキシブルプリント基板6と、を有する。フレキシブルプリント基板6は、可動体10から+X方向(第1方向の一方側)に引き出される第1引き出し部6Aと、第1引き出し部6Aから+Z方向(光軸方向の一方側)に屈曲して-Y方向(第2方向の一方側)へ延びる第1部分610、第1部分610から+X方向(第1方向の一方側)に屈曲して+X方向(第1方向の一方側)へ延びる第2部分620、および、第2部分620から+Y方向(第2方向の他方側)に屈曲して+Y方向(第2方向の他方側)へ延びる第3部分630、を備える曲げ部6Bと、第3部分630の-Z方向(光軸方向の他方側)の端から+X方向(第1方向の一方側)に屈曲して固定体11から引き出される第2引き出し部6Cと、を備える。
本形態では、可動体10に接続されるフレキシブルプリント基板6は、可動体10から引き出された後に屈曲してZ軸方向(光軸方向)に延びる姿勢となり、可動体10の設置面に対して略垂直に立ち上がった姿勢で、可動体10に隣り合う空間で略直角に2回屈曲して矩形状に引き回されている。これにより、フレキシブルプリント基板6は、可動体10が光軸L回りのローリング方向に回転するとき、および、可動体10が光軸Lに交差するX軸回りのヨーイング方向に変形するときには、曲げ部6B全体が容易に撓むので、ばね定数が小さい。また、可動体10が光軸Lに交差し且つX軸に交差するY軸回りのピッチング方向に変形するときには、第1部分610および第3部分630が容易に撓むので、ばね定数が小さい。さらに、フレキシブルプリント基板6の曲げ回数が多くならずに済むので、折り曲げ形状のばらつきに起因する特性のばらつきが小さい。また、折り曲げ加工が容易であるため、生産性を高めることができる。
なお、本形態では、第2引き出し部6Cは、第3部分630の-Z方向(光軸方向の他方側)の端から+X方向(第1方向の一方側)に屈曲しているが、第2引き出し部6Cを第3部分630の+Z方向(光軸方向の他方側)の端から-X方向(第1方向の一方側)に屈曲させるように構成してもよい。
また、本形態では、可動体10を回転支持機構12によって支持し、ジンバル機構13は回転支持機構12を介して可動体10を支持する構成であったが、可動体10をジンバル機構13によって支持し、回転支持機構12がジンバル機構13を介して可動体10を支持する構成を採用してもよい。
本形態では、第1引き出し部6Aは、可動体10の+Y方向(第2方向の他方側)の端に片寄せた位置に配置される。従って、第1引き出し部6Aを可動体10の第2方向の中央から引き出した場合と比較して、第1部分610における自由に撓む部分の長さが長い
ため、フレキシブルプリント基板6のばね定数が小さい。また、第2引き出し部6Cは、第1引き出し部6Aよりも+Y方向(第2方向の他方側)に配置される。従って、第3部分630における自由に撓む部分の長さが長いため、フレキシブルプリント基板6のばね定数が小さい。
本形態では、フレキシブルプリント基板6を屈曲した形状に保持する形状保持部材90、91を備えているため、フレキシブルプリント基板6を撓みやすい形状に保つことができる。また、第1引き出し部6Aと第1部分610とが繋がる屈曲部に固定される形状保持部材90は、第1引き出し部6Aの記+Y方向(第2方向の他方側)の端に片寄せた位置に配置されるとともに、第3部分630と第2引き出し部6Cとが繋がる屈曲部に固定される形状保持部材90は、第2引き出し部6Cの記+Y方向(第2方向の他方側)の端に片寄せた位置に配置される。従って、形状保持部材によって変形が阻害されずに自由に撓む部分の長さが長いため、フレキシブルプリント基板6のばね定数が小さい。
本形態では、第1引き出し部6Aおよび第2引き出し部6Cは、1枚の可撓性基板で構成されているが、曲げ部6Bは、2枚の可撓性基板(第1可撓性基板600A、第2可撓性基板600B)を積層して構成される。第1部分610の+Y方向(第2方向の他方側)の端には、2枚の可撓性基板の間に第1補強板81を挟んで接合した第1接合部640が設けられている。第1接合部640は、第1補強板81を介して接合される2枚の可撓性基板をZ軸方向(光軸方向)で逆向きに折り返した形状に接続する第1折り返し部641を備える。同様に、第3部分630の+Y方向(第2方向の他方側)の端には、2枚の可撓性基板の間に第2補強板82を挟んで接合した第2接合部650が設けられている。第2接合部650は、第2補強板82を介して接合される2枚の可撓性基板をZ軸方向(光軸方向)で逆向きに折り返した形状に接続する第2折り返し部651を備える。
このようにすると、2本の分岐部分601、602に分岐させた可撓性基板を折り返して分岐部分601、602を重ねた状態にして引き回すことができる。従って、広い面積のフレキシブルプリント基板6が必要な場合でも、複数本に分岐させることによって曲げ部6Bの光軸方向の高さを低くすることができる。これにより、フレキシブルプリント基板6の配置スペースの光軸方向の高さを低くすることができる。また、重ねた可撓性基板(第1可撓性基板600A、第2可撓性基板600B)は、補強板を介して接合された両端部(第1接合部640、第2接合部650)を除いて、1枚ずつ分離した状態で撓むことができる。従って、フレキシブルプリント基板のばね定数の増大を回避できる。
本形態では、第1接合部640に配置される第1補強板81、および、第2接合部650に配置される第2補強板82は、補強板を挟む第1可撓性基板600Aおよび第2可撓性基板600Bの+Y方向(第2方向の他方側)の端に片寄せした位置に配置される。これにより、曲げ部6Bの両端において、補強板によって動きが拘束されずに自由に撓む部分の長さを長くすることができる。従って、フレキシブルプリント基板6のばね定数を小さくすることができる。
本形態では、固定体11は、可動体10の+X方向(第1方向の一方側)に配置される矩形の配線収容部19を備えており、配線収容部19は、Y軸方向で対向しX軸方向に延びる第1壁部191および第2壁部192と、第1壁部191の+X方向(第1方向の一方側)の端と第2壁部192の+X方向(第1方向の一方側)の端とを接続し第2方向に延びる第3壁部193と、備える。曲げ部6Bは、第1壁部191および第3壁部193の内面に沿って延びており、第3壁部193は、第2引き出し部6Cを通す配線引き出し口である切欠き部193a、および、第2引き出し部6Cを固定する基板固定部6Dを備えている。従って、配線収容部19の内側にフレキシブルプリント基板6が撓む空間を確保できる。また、配線収容部19にフレキシブルプリント基板6を固定することができる
ので、可動体10とフレキシブルプリント基板6との接続箇所に外部からの負荷が加わることを回避できる。
(変形例1)
図13は、変形例1のフレキシブルプリント基板106の斜視図であり、図14は、変形例1のフレキシブルプリント基板106の展開図である。図14(a)は、+Z側から見た展開図であり、図14(b)は、-Z側から見た展開図である。上記形態では、2本に分岐した平面部分600をZ軸方向に1回折り返して曲げ部6Bを形成しているが、折り返し回数を増やすことにより、さらにZ軸方向の高さを低くすることができる。図13、図14に示すように、変形例1のフレキシブルプリント基板106では、曲げ部6Bは、1枚の可撓性基板からなる平面部分600をZ軸方向に3回折り返して構成される。
変形例1の曲げ部6Bは、第1可撓性基板600Aと、第1部分610において第1可撓性基板600Aの+X方向(第1方向の一方側)に重なる第2可撓性基板600Bと、第1部分610において第2可撓性基板600Bの+X方向(第1方向の一方側)に重なる第3可撓性基板600Cの3枚を積層して構成される。図14に示すように、平面部分600は、Y軸方向(第2方向)に平行に延びる2本のスリット609、および、Y軸方向に平行に延びる3本の分岐部分601、602、605を備える。分岐部分601、602、605は同一幅である。また、平面部分600は、3本の分岐部分601、602、605の+Y側の端部を接続する第1接続部603と、3本の分岐部分601、602、605の-Y側の端部を接続する第2接続部604を備える。分岐部分601は、曲げ部6Bの形状に折り曲げられたときには最も外周側に配置される第1可撓性基板600Aを構成し、分岐部分602は第2可撓性基板600Bを構成し、分岐部分605は最も内周側に配置される第3可撓性基板600Cを構成する。
第1部分610の+Y方向(第2方向の他方側)の端には、3枚の可撓性基板の間に補強板を挟んで接合した第1接合部640が設けられており、第1接合部640は、1枚の可撓性基板である第1接続部603をZ軸方向に2回折り返して構成される。
従って、変形例1の第1接合部640は、第1可撓性基板600Aと第2可撓性基板600Bを+Z方向から-Z方向へ折り返した形状に接続する第1折り返し部641と、第2可撓性基板600Bと第3可撓性基板600Cを-Z方向から+Z方向へ折り返した形状に接続する第3折り返し部642の2箇所の折り返し部を備える。また、変形例1の第1接合部640は、第1可撓性基板600Aと第2可撓性基板600Bの間に配置される第1補強板81と、第2可撓性基板600Bと第3可撓性基板600Cの間に配置される第3補強板83を備える。
同様に、第3部分630の+Y方向(第2方向の他方側)の端には、3枚の可撓性基板の間に補強板を挟んで接合した第2接合部650が設けられており、第2接合部650は、1枚の可撓性基板である第2接続部604をZ軸方向の一方側から他方側へ2回折り返して構成される。
従って、変形例1の第2接合部650は、第1可撓性基板600Aと第2可撓性基板600Bを+Z方向から-Z方向へ折り返した形状に接続する第2折り返し部651と、第2可撓性基板600Bと第3可撓性基板600Cを-Z方向から+Z方向へ折り返した形状に接続する第4折り返し部652の2箇所の折り返し部を備える。また、変形例1の第2接合部650は、第1可撓性基板600Aと第2可撓性基板600Bの間に配置される第2補強板82と、第2可撓性基板600Bと第3可撓性基板600Cの間に配置される第4補強板84を備える。
変形例1の曲げ部6Bでは、第1接合部640と第2接合部650のいずれの部位においても、内周側に配置される折り返し部(第3折り返し部642、第4折り返し部652)の方が、外周側に配置される折り返し部(第1折り返し部641、第2折り返し部651)よりもY軸方向(第2方向)の幅が狭い。
図14に示すように、第1接続部603は、第3折り返し部642を構成する部分のY軸方向(第2方向)の幅W2が、第1折り返し部641を構成する部分のY軸方向の幅W1よりも狭い。本形態では、第2接続部604は、第1接続部603とY軸方向で対称な形状である。従って、第2接続部604においても、同様の構成になっており、第4折り返し部652を構成する部分のY軸方向の幅は、第2折り返し部651を構成する部分のY軸方向の幅よりも狭い。
このような寸法設定により、曲げ部6Bでは、内周側に配置される折り返し部(第3折り返し部642、第4折り返し部652)の方が、外周側に配置される折り返し部(第1折り返し部641、第2折り返し部651)よりもY軸方向(第2方向)の幅が狭い形状になっている。従って、曲げ部6Bでは、矩形状に曲げられた3枚の可撓性基板のうちで内周側に配置される可撓性基板の方が折り返し部に接続されて動きが拘束される部分の長さが短く、自由に撓む部分の長さが長い。よって、内周側に配置される可撓性基板の方が狭いスペースで変形しなければならないことによる、フレキシブルプリント基板106のばね定数の上昇を抑制できる。
また、変形例1の曲げ部6Bでは、第1接合部640と第2接合部650のいずれの部位においても、内周側に配置される補強板(第3補強板83、第4補強板84)の方が、外周側に配置される補強板(第1補強板81、第2補強板82)よりもY軸方向(第2方向)の幅が狭い。従って、曲げ部6Bでは、矩形状に曲げられた3枚の可撓性基板のうちで内周側に配置される可撓性基板の方が補強板に固定されて動きが拘束される部分の長さが短く、自由に撓む部分の長さが長い。よって、内周側に配置される可撓性基板の方が狭いスペースで変形しなければならないことによる、フレキシブルプリント基板106のばね定数の上昇を抑制できる。
変形例1においても、上記形態と同様に、第1接合部640に配置される第1補強板81と第3補強板83、ならびに、第2接合部650に配置される第2補強板82と第4補強板84は、全て、3枚の可撓性基板の+Y方向(第2方向の他方側)の端に片寄せした位置に配置される。従って、曲げ部6Bの両端において、補強板によって動きが拘束されずに自由に撓む部分の長さを長くすることができるため、フレキシブルプリント基板106のばね定数を小さくすることができる。
(変形例2)
図15は、変形例2のフレキシブルプリント基板206の斜視図であり、図16は、変形例2のフレキシブルプリント基板206の展開図である。図16(a)は、+Z側から見た展開図であり、図16(b)は、-Z側から見た展開図である。図15、図16に示すように、変形例2のフレキシブルプリント基板206では、曲げ部6Bは、1枚の可撓性基板からなる平面部分600をZ軸方向に3回折り返して構成される。変形例1よりもさらに折り返し回数を多くしているため、Z軸方向の高さをさらに低くすることができる。なお、折り返し回数を4回以上にすることも可能である。
変形例2の曲げ部6Bは、第1可撓性基板600Aと、第1部分610において第1可撓性基板600Aの+X方向(第1方向の一方側)に重なる第2可撓性基板600Bと、第1部分610において第2可撓性基板600Bの+X方向(第1方向の一方側)に重なる第3可撓性基板600Cと、第1部分610において第3可撓性基板600Cの+X方
向(第1方向の一方側)に重なる第4可撓性基板600Dの4枚を積層して構成される。図16に示すように、平面部分600は、Y軸方向(第2方向)に平行に延びる3本のスリット609、および、Y軸方向に平行に延びる4本の分岐部分601、602、605、606を備える。分岐部分601、602、605、606は同一幅である。また、平面部分600は、4本の分岐部分601、602、605、606の+Y側の端部を接続する第1接続部603と、4本の分岐部分601、602、605、606の-Y側の端部を接続する第2接続部604を備える。分岐部分601は、曲げ部6Bの形状に折り曲げられたときには最も外周側に配置される第1可撓性基板600Aを構成し、分岐部分602は第2可撓性基板600Bを構成し、分岐部分605は第3可撓性基板600Cを構成し、分岐部分606は最も内周側に配置される第4可撓性基板600Dを構成する。
第1部分610の+Y方向(第2方向の他方側)の端には、4枚の可撓性基板の間に補強板を挟んで接合した第1接合部640が設けられており、第1接合部640は、1枚の可撓性基板である第1接続部603をZ軸方向に3回折り返して構成される。
従って、変形例2の第1接合部640は、変形例1の第1接合部640における第1折り返し部641および第3折り返し部642に加えて、第3可撓性基板600Cと第4可撓性基板600Dを+Z方向から-Z方向へ折り返した形状に接続する第5折り返し部643を備える。また、変形例1の第1接合部640における第1補強板81および第3補強板83に加えて、第3可撓性基板600Cと第4可撓性基板600Dの間に配置される第5補強板85を備える。
同様に、第3部分630の+Y方向(第2方向の他方側)の端には、4枚の可撓性基板の間に補強板を挟んで接合した第2接合部650が設けられており、第2接合部650は、1枚の可撓性基板である第2接続部604をZ軸方向の一方側から他方側へ3回折り返して構成される。
従って、変形例2の第2接合部650は、変形例1の第1接合部640における第2折り返し部651および第4折り返し部652に加えて、第3可撓性基板600Cと第4可撓性基板600Dを+Z方向から-Z方向へ折り返した形状に接続する第6折り返し部653を備える。また、変形例1の第2接合部650における第2補強板82および第4補強板84に加えて、第3可撓性基板600Cと第4可撓性基板600Dの間に配置される第6補強板86を備える。
変形例2の曲げ部6Bでは、第1接合部640と第2接合部650のいずれの部位においても、各接合部に配置される3個所の折り曲げ部は、外周側から内周側に向かうにしたがって、Y軸方向(第2方向)の幅が狭くなっている。
図16に示すように、第1接続部603は、第5折り返し部643(第1接合部第3折り返し部)を構成する部分のY軸方向(第2方向)の幅W3、第3折り返し部642を構成する部分のY軸方向(第2方向)の幅W2、および、第1折り返し部641を構成する部分のY軸方向の幅W1が、W1、W2、W3の順で狭くなっている。第2接続部604においても、同様の構成になっており、曲げ部6Bの内周側に向かうほど、折り返し部のY軸方向の幅が狭い。
このような寸法設定により、変形例2の曲げ部6Bでは、矩形状に曲げられた4枚の可撓性基板は、内周側に配置されるほど折り返し部に接続されて動きが拘束される部分の長さが短く、自由に撓む部分の長さが長い。また、内周側に配置されるほど補強板に固定されて動きが拘束される部分の長さが短く、自由に撓む部分の長さが長い。よって、内周側に配置されるほど狭いスペースで変形しなければならないことによる、フレキシブルプリ
ント基板206のばね定数の上昇を抑制できる。
変形例2においても、上記各形態と同様に、第1接合部640および第2接合部650に配置される全ての補強板は、4枚の可撓性基板の+Y方向(第2方向の他方側)の端に片寄せした位置に配置される。従って、曲げ部6Bの両端において、補強板によって動きが拘束されずに自由に撓む部分の長さを長くすることができるため、フレキシブルプリント基板206のばね定数を小さくすることができる。
(フレキシブルプリント基板の屈曲位置の変更例)
図17は、振れ補正機能付き光学ユニット1の外形の変更に応じてフレキシブルプリント基板6の屈曲位置を変更した例を示す説明図である。振れ補正機能付き光学ユニット1は、当該ユニットが搭載される機器側の構造や設置スペースに合わせて外形が変更されることがある。このとき、フレキシブルプリント基板6は、曲げ部6Bの屈曲位置やカメラモジュール2との接続位置を変更することにより、振れ補正機能付き光学ユニット1の外形の変更に対向することができる。また、設置する機器側のコネクタ位置の変更に合わせて、第2引き出し部6Cの配置を変更することも可能である。
図17(a)、図17(b)、図17(c)は、ケース3の外形が部分的に異なる3種類の振れ補正機能付き光学ユニット1を模式的に示しており、ケース3の外形と、カメラモジュール2およびフレキシブルプリント基板6の平面形状のみを表示している。図17(a)、図17(b)、図17(c)に示す3種類のケース3は、枠部18の形状は同一であり、配線収容部19の形状が異なる。以下、図17(a)、図17(b)、図17(c)に示す各ケース3の配線収容部をそれぞれ符号19、19(1)、19(2)で示す。また、各配線収容部に配置される曲げ部をそれぞれ符号6B、6B(1)、6B(2)で示す。曲げ部6B、6B(1)、6B(2)は、屈曲前の基板形状(長さ)が同一であり、2箇所の屈曲位置が異なる。
図17(a)に示すケース3は、図1、図2、図3に示すものと同一であり、配線収容部19のY軸方向の幅E1が、枠部18のY軸方向の幅E0よりも小さい。配線収容部19は、枠部18のY軸方向の中央に配置される。
次に、図17(b)に示すケース3の外形は、配線収容部19(1)のX軸方向の長さを小さくすることを優先した形状である。具体的には、配線収容部19(1)のX軸方向の長さD2は、図17(a)に示す配線収容部19のX軸方向の長さD1よりも小さい。その一方で、配線収容部19(1)のY軸方向の幅E2は、配線収容部19のY軸方向の幅E1よりも大きく、枠部18のY軸方向の幅E0と同一である。このような外形にすることで、振れ補正機能付き光学ユニット1のX軸方向の長さを小さくすることができる。
この場合には、曲げ部6B(1)は、第1部分610と第2部分620の間の1つ目の屈曲位置が曲げ部6Bにおける1つ目の屈曲位置よりも-Y方向にシフトしている。また、第2部分620と第3部分630の間の2つ目の屈曲位置は、曲げ部6Bにおける2つ目の屈曲位置よりも-X方向にシフトしている。このように屈曲位置をシフトさせることにより、曲げ部6B(1)は、配線収容部19(1)に収容可能な形状となる。また、この形状では、第2引き出し部6Cは、図17(a)に示す位置よりも+Y方向にシフトしている。曲げ部6B(1)は、第2部分620が短いものの、第1部分610および第3部分630は長いため、ローリング方向、ヨーイング方向、およびピッチング方向のばね定数が小さい状態を維持できる。
続いて、図17(c)に示すケース3の外形は、配線収容部19(2)のY軸方向の幅を小さくするとともに、枠部18の-Y方向の端に片寄せて配置することを優先した形状
である。具体的には、配線収容部19(2)のY軸方向の幅E3は、図17(a)に示す配線収容部19のY軸方向の幅D1よりも小さい。その一方で、配線収容部19(2)のX軸方向の長さD3は、配線収容部19のX軸方向の長さD1よりも大きい。このような外形にすることで、配線収容部19(2)の+Y方向に他の配線部材や部品の設置スペースを確保できる。
図17(c)に示すように、配線収容部19(2)を枠部18の-Y方向の端に片寄せて配置する場合、第1引き出し部6Aおよび第2引き出し部6Cは、図17(a)に示す位置よりも-Y方向に移動する。図17(c)に示す例では、第1引き出し部6Aは、カメラモジュール2の-Y方向の端に片寄せた位置に配置される。
曲げ部6B(2)は、曲げ部6B(1)と同様に、1つ目の屈曲位置が曲げ部6Bよりも-Y方向にシフトしている。これにより、第1部分610の長さを可能な限り長くする。そして、2つ目の屈曲位置は、曲げ部6Bにおける2つ目の屈曲位置よりも+X方向に大きくシフトしている。これにより、第1部分610と第3部分630を長くできない分、第2部分620の長さを長くしている。このように屈曲位置をシフトさせることにより、曲げ部6B(2)は、配線収容部19(2)に収容可能な形状となる。曲げ部6B(2)は、第1部分610および第3部分630が短いものの、第2部分620は長いため、ローリング方向、ヨーイング方向、およびピッチング方向のばね定数が小さい状態を維持できる。
以上のように、本形態のフレキシブルプリント基板6は、曲げ部6Bを形成するための基板の展開形状を変更することなく、屈曲位置をシフトさせて第1部分610、第2部分620、および第3部分630の長さを適宜変更することによって、低いばね定数を維持したままで、振れ補正機能付き光学ユニット1の外形の変更に対向することができる。
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、106、206…フレキシブルプリント基板、6A…第1引き出し部、6B、6B(1)、6B(2)…曲げ部、6C…第2引き出し部、6D…基板固定部、6E…補強板、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、19(1)、19(2)…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、81…第1補強板、82…第2補強板、83…第3補強板、84…第4補強板、85…第5補強板、86…第6補強板、90、91…形状保持部材、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、600A…第1可撓性基板、600B…第2可撓性基板、600C…第3可撓性基板、600D…第4可撓性基板、600…平面部分、601、602、605、606…分岐部分、603…第1接続部、604…第2接続部、609…スリット、610…第1部分、620…第2部分、630…第3部分、640…第1接合部、641…第1折り返し部、642…第3折り返し部、643…第5折り返し部、650…第2接合部、651…第2折り返し部、652…第4折り返し部、653…第6折り返し部、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)

  1. カメラモジュールを備える可動体と、
    前記可動体を前記カメラモジュールの光軸と交差する第1軸回りに回転可能に支持するとともに、前記可動体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支持機構と、
    前記支持機構を介して前記可動体を支持する固定体と、
    前記可動体に接続されるフレキシブルプリント基板と、を有し、
    前記光軸と交差する方向を第1方向とし、前記光軸方向と交差し且つ前記第1方向と交差する方向を第2方向とするとき、
    前記フレキシブルプリント基板は、
    前記可動体から前記第1方向の一方側に引き出される第1引き出し部と、
    前記第1引き出し部から前記光軸方向の一方側に屈曲して前記第2方向の一方側へ延びる第1部分、前記第1部分から前記第1方向の一方側に屈曲して前記第1方向の一方側へ延びる第2部分、および、前記第2部分から前記第2方向の他方側に屈曲して前記第2方向の他方側へ延びる第3部分、を備える曲げ部と、
    前記第3部分の前記光軸方向の一方側もしくは他方側の端から前記第1方向の一方側に屈曲して前記固定体から引き出される第2引き出し部と、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。
  2. 前記第1引き出し部は、前記可動体の前記第2方向の他方側の端に片寄せた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。
  3. 前記第2引き出し部は、前記第1引き出し部よりも前記第2方向の他方側に配置され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。
  4. 前記フレキシブルプリント基板を屈曲した形状に保持する形状保持部材を備え、
    前記第1引き出し部と前記第1部分とが繋がる屈曲部に固定される前記形状保持部材は、前記第1引き出し部の記第2方向の他方側の端に片寄せた位置に配置されることを特徴とする請求項1から3の何れか一項に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。
  5. 前記第3部分と前記第2引き出し部とが繋がる屈曲部に固定される前記形状保持部材は、前記第2引き出し部の記第2方向の他方側の端に片寄せた位置に配置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。
  6. 前記第1引き出し部および前記第2引き出し部は、1枚の可撓性基板で構成され、
    前記曲げ部は、複数枚の前記可撓性基板を積層して構成され、
    前記第1部分の前記第2方向の他方側の端には、前記可撓性基板の間に補強板を挟んで接合した第1接合部が設けられ、
    前記第1接合部は、前記補強板を介して接合される前記可撓性基板を前記光軸方向で逆向きに折り返した形状に接続する第1折り返し部を備え、
    前記第3部分の前記第2方向の他方側の端には、前記可撓性基板の間に前記補強板を挟んで接合した第2接合部が設けられ、
    前記第2接合部は、前記補強板を介して接合される前記可撓性基板を前記光軸方向で逆向きに折り返した形状に接続する第2折り返し部を備え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。
  7. 前記複数枚の前記可撓性基板は、第1可撓性基板と、前記第1部分において前記第1可撓性基板の前記第1方向の一方側に重なる第2可撓性基板と、前記第1部分において前記第2可撓性基板の前記第1方向の一方側に重なる第3可撓性基板を含み、
    前記第1接合部は、
    前記第1可撓性基板と前記第2可撓性基板を前記光軸方向の一方側から他方側へ折り返した形状に接続する前記第1折り返し部と、前記第2可撓性基板と前記第3可撓性基板を前記光軸方向の他方側から一方側へ折り返した形状に接続する第3折り返し部を備え、
    前記第3折り返し部は、前記第1折り返し部よりも前記第2方向の幅が狭い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。
  8. 前記第2接合部は、
    前記第1可撓性基板と前記第2可撓性基板を前記光軸方向の一方側から他方側へ折り返した形状に接続する前記第2折り返し部と、前記第2可撓性基板と前記第3可撓性基板を前記光軸方向の他方側から一方側へ折り返した形状に接続する第4折り返し部を備え、
    前記第4折り返し部は、前記第2折り返し部よりも前記第2方向の幅が狭いことを特徴とする請求項7に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。
  9. 前記第1接合部に配置される前記補強板、および、前記第2接合部に配置される前記補強板は、前記補強板を挟む前記可撓性基板の前記第2方向の他方側の端に片寄せした位置に配置されることを特徴とする請求項6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。
  10. 前記補強板は、
    前記第1接合部において、前記第1可撓性基板と前記第2可撓性基板との間に配置される第1補強板と、前記第2可撓性基板と前記第3可撓性基板との間に配置される第3補強板を含み、
    前記第3補強板は、前記第1補強板よりも前記第2方向の幅が狭い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。
  11. 前記補強板は、
    前記第2接合部において、前記第1可撓性基板と前記第2可撓性基板との間に配置される第2補強板と、前記第2可撓性基板と前記第3可撓性基板との間に配置される第4補強板を含み、
    前記第4補強板は、前記第2補強板よりも前記第2方向の幅が狭い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。
  12. 前記固定体は、前記可動体の前記第1方向の一方側に配置される配線収容部を備え、
    前記配線収容部は、前記第2方向で対向し前記第1方向に延びる第1壁部および第2壁部と、前記第1壁部の前記第1方向の一方側の端と前記第2壁部の前記第1方向の一方側の端とを接続し前記第2方向に延びる第3壁部と、備え、
    前記曲げ部は、前記第1壁部および前記第3壁部の内面に沿って延びており、
    前記第3壁部は、前記第2引き出し部を通す配線引き出し口、および、前記第2引き出し部を固定する基板固定部を備えることを特徴とする請求項1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。
  13. 前記支持機構は、
    前記可動体を前記光軸を中心として回転可能に支持する回転支持機構と、
    前記可動体および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、前記可動体および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と、を備えることを特徴とする請求項1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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