JP2022181059A - 光学ユニットおよびスマートフォン - Google Patents

Abstract

【課題】光学ユニットに対する衝撃を低下可能な光学ユニットおよびスマートフォンを提供すること。【解決手段】光学ユニットは、固定体と、前記固定体に対して可動可能に配置される可動体と、前記可動体を支持する支持機構と、前記固定体に対して前記可動体を揺動する揺動機構とを備える。前記可動体は、光軸を有する光学素子と、前記光学素子を保持するホルダとを有し、前記ホルダは、底部と、側部とを有し、前記支持機構は、前記ホルダの前記底部を支持し、前記光学素子の底面は、前記光軸に沿って延びる光軸方向に前記支持機構と重なる位置において、前記ホルダの前記底部の上面から離れて位置する。【選択図】図３Ａ

Description

本発明は、光学ユニットおよびスマートフォンに関する。

カメラによって静止画または動画を撮影する際に、手振れに起因して撮影した像がぶれることがある。このような像ブレを防いだ鮮明な撮影を可能にするための手振れ補正装置が実用化されている。手振れ補正装置は、カメラに振れが生じた場合に、振れに応じてカメラモジュールの位置および姿勢を補正することによって像のぶれを解消できる。

手振れ補正装置を薄型のスマートフォン等に搭載することが検討されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１の手振れ補正装置では、ハウジング内の合焦ユニットハウジングに、撮像素子が実装された基板を固定することにより、薄型化を実現している。

特開２０２０－９５１３６号公報

しかしながら、特許文献１の手振れ補正装置では、落下等の衝撃を受けると、装置が大きくダメージを受け、手振れを適切に補正できなくなることがある。特に、可動体は、固定体に対して可動可能に配置されているため、衝撃を受けた際に激しく動いて周囲と衝突すると、装置が大きくダメージを受けることがある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされており、その目的は、光学ユニットに対する衝撃を低下可能な光学ユニットおよびスマートフォンを提供することである。

本発明のある観点からの例示的な光学ユニットは、固定体と、前記固定体に対して可動可能に配置される可動体と、前記可動体を支持する支持機構と、前記固定体に対して前記可動体を揺動する揺動機構とを備える。前記可動体は、光軸を有する光学素子と、前記光学素子を保持するホルダとを有し、前記ホルダは、底部と、側部とを有し、前記支持機構は、前記ホルダの前記底部を支持し、前記光学素子の底面は、前記光軸に沿って延びる光軸方向に前記支持機構と重なる位置において、前記ホルダの前記底部の上面から離れて位置する。

本発明の別の観点からの例示的なスマートフォンは、上記に記載の光学ユニットを備える。

本発明のある例示的な観点によれば、光学ユニットに生じる衝撃を低減できる。

図１は、本実施形態の光学ユニットを備えたスマートフォンの模式的な斜視図である。 図２は、本実施形態の光学ユニットの模式的な斜視図である。 図３Ａは、本実施形態の光学ユニットの模式図である。 図３Ｂは、本実施形態の光学ユニットの模式図である。 図４Ａは、本実施形態の光学ユニットの模式図である。 図４Ｂは、本実施形態の光学ユニットの模式図である。 図５Ａは、本実施形態の光学ユニットの模式図である。 図５Ｂは、本実施形態の光学ユニットの模式図である。 図６Ａは、本実施形態の光学ユニットの模式的な斜視図である。 図６Ｂは、本実施形態の光学ユニットの模式的な斜視図である。 図７は、本実施形態の光学ユニットの模式的な分解斜視図である。 図８は、本実施形態の光学ユニットにおける可動体および固定体の模式的な分解図である。 図９は、本実施形態の光学ユニットにおける光学素子およびホルダの模式的な分解図である。 図１０は、図６ＢのＸ－Ｘ線に沿った模式的な断面図である。 図１１は、図１０の一部拡大図である。 図１２Ａは、本実施形態の光学ユニットにおける固定体および支持機構の模式的な斜視図である。 図１２Ｂは、本実施形態の光学ユニットにおける固定体および支持機構の模式的な分解斜視図である。 図１３Ａは、本実施形態の光学ユニットにおけるホルダの模式的な斜視図である。 図１３Ｂは、本実施形態の光学ユニットにおけるホルダの模式的な斜視図である。 図１４は、本実施形態の光学ユニットにおける可動体および固定体の模式的な分解図である。 図１５Ａは、本実施形態の光学ユニットにおけるホルダの模式的な斜視図である。 図１５Ｂは、本実施形態の光学ユニットにおけるホルダの模式的な斜視図である。 図１６は、本実施形態の光学ユニットの模式的な分解斜視図である。 図１７は、本実施形態の光学ユニットの模式的な断面図である。 図１８Ａは、本実施形態の光学ユニットの模式的な斜視図である。 図１８Ｂは、本実施形態の光学ユニットの模式的な斜視図である。 図１８Ｃは、本実施形態の光学ユニットの模式的な斜視図である。 図１９は、本実施形態の光学ユニットの模式的な断面図である。

以下、図面を参照して本発明による光学ユニットおよびスマートフォンの例示的な実施形態を説明する。なお、図中、同一または相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。なお、本願明細書では、発明の理解を容易にするため、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を記載することがある。ここで、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸は、光学ユニットの使用時の向きを限定しないことに留意されたい。

本実施形態の光学ユニットは、スマートフォンの光学部品として好適に用いられる。

まず、図１を参照して、本実施形態の光学ユニット１００を備えたスマートフォン２００を説明する。図１は、本実施形態の光学ユニット１００を備えたスマートフォン２００の模式的な斜視図である。

図１に示すように、本実施形態のスマートフォン２００は、光学ユニット１００を備える。光学ユニット１００は、一例としてスマートフォン２００に搭載される。スマートフォン２００では、光学ユニット１００を介して外部から光Ｌが入射し、光学ユニット１００に入射した光に基づいて被写体像が撮像される。光学ユニット１００は、スマートフォン２００が振れた際の撮影画像の振れの補正に用いられる。なお、光学ユニット１００は、撮像素子を備えてもよく、光学ユニット１００は、撮像素子に光を伝達する光学部材を備えてもよい。スマートフォン２００が光学ユニット１００を備えることにより、スマートフォン２００における振れを補正できる。

光学ユニット１００は、小型に作製されることが好ましい。これにより、スマートフォン２００自体の小型化が可能になるか、または、スマートフォン２００を大型化することなくスマートフォン２００内に別部品を搭載できる。

なお、光学ユニット１００の用途は、スマートフォン２００に限定されず、カメラおよびビデオなど、特に限定なく様々な装置に使用できる。例えば、光学ユニット１００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撮影機器、あるいは、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およびウエアラブルカメラに搭載されてもよい。

次に、図１および図２を参照して、本実施形態の光学ユニット１００を説明する。図２は、本実施形態の光学ユニット１００の模式的な斜視図である。

図２に示すように、光学ユニット１００は、可動体１１０と、固定体１２０と、カバー１９０とを備える。可動体１１０は、少なくとも撮像素子を有する光学素子１１２を有する。ここでは、固定体１２０は、カバー１９０で覆われる。

光学素子１１２は、光軸Ｐａを有する。光軸Ｐａは、光学素子１１２の＋Ｚ方向側の面の中心からＺ方向に延びる。光学素子１１２には、光軸Ｐａに沿った光が入射する。光学素子１１２の＋Ｚ方向側の表面に、光学素子１１２の光入射面が配置される。光軸Ｐａは、光入射面に対して法線方向に延びる。光軸Ｐａは、光軸方向Ｄｐに延びる。光軸方向Ｄｐは、光学素子１１２の光入射面の法線に平行である。

光軸方向Ｄｐに対して直交する方向は、光軸Ｐａと交差し、光軸Ｐａに対して垂直な方向である。本明細書において、光軸Ｐａに対して直交する方向を「径方向」と記載することがある。径方向外側は、径方向のうち光軸Ｐａから離れる方向を示す。図２において、Ｒは、径方向の一例を示す。また、光軸Ｐａを中心として回転する方向を「周方向」と記載することがある。図２において、Ｓは、周方向を示す。

可動体１１０を固定体１２０に挿入して可動体１１０を固定体１２０に装着すると、光学素子１１２の光軸ＰａはＺ軸方向に対して平行になる。この状態から、可動体１１０が固定体１２０に対して移動すると、光学素子１１２の光軸Ｐａが揺動するため、光軸ＰａはＺ軸方向に対して平行な状態ではなくなる。

以下では、固定体１２０に対して可動体１１０が移動しておらず、光軸ＰａがＺ軸方向に対して平行な状態が保持されることを前提に説明する。すなわち、光軸Ｐａを基準として、可動体１１０、固定体１２０等の形状、位置関係、動作等を説明する記載においては、光軸Ｐａの傾きに関して特に記載がない限り、光軸ＰａがＺ軸方向に平行な状態であることを前提とする。

可動体１１０は、少なくとも第１方向（例えば、Ｚ方向）に延びる第１回転軸を中心に回転可能である。可動体１１０は、固定体１２０に収容される。なお、可動体１１０が固定体１２０に収容される場合、可動体１１０の全体が、固定体１２０の内部に位置しなくてもよく、可動体１１０の一部が固定体１２０から露出または突出してもよい。

次に、図１～図３Ｂを参照して、本実施形態の光学ユニット１００を説明する。図３Ａは、本実施形態の光学ユニット１００の模式図であり、図３Ｂは、本実施形態の光学ユニット１００の模式的な分解図である。図３Ａおよび図３Ｂでは、カバー１９０を省略している。

図３Ａおよび図３Ｂに示すように、光学ユニット１００は、可動体１１０と、固定体１２０と、支持機構１３０と、揺動機構１４０とを備える。

可動体１１０は、光学素子１１２と、ホルダ１１４とを有する。光学素子１１２は、少なくとも撮像素子を有する。光学素子１１２は、ホルダ１１４に収容される。ホルダ１１４は、光学素子１１２を保持する。

支持機構１３０は、固定体１２０に対して可動体１１０を支持する。揺動機構１４０は、固定体１２０に対して可動体１１０を揺動する。

本実施形態の光学ユニット１００では、光学素子１１２がホルダ１１４に対して少なくとも部分的に離れて位置することで、光学ユニット１００が衝撃を受けた際にホルダ１１４の底面が衝撃によって撓んで変形することで衝撃を低減できる。また、ホルダ１１４の底面のうち衝撃に対して比較的弱い支持機構１３０付近が撓むことが好ましいが、ホルダ１１４の底面が撓んだ場合でも光学素子１１２と接触しないことにより、光学ユニット１００内部における衝撃の影響を低減できる。

＜可動体１１０＞
ここでは、可動体１１０は、薄型の略直方体形状である。Ｚ軸に沿って見た場合、可動体１１０は、回転対称構造を有する。可動体１１０のＸ軸方向に沿った長さは、可動体１１０のＹ軸方向に沿った長さと略等しい。また、可動体１１０のＺ軸方向に沿った長さは、可動体１１０のＸ軸方向またはＹ軸方向に沿った長さよりも小さい。

可動体１１０は、光学素子１１２と、ホルダ１１４とを有する。光学素子１１２は、一部に突起部分を有する略直方体形状である。ホルダ１１４は、光学素子１１２を収容する。ホルダ１１４は、一方側の面の一部が開口された略中空の直方体形状である。

光学素子１１２は、底面１１２ａと、側面１１２ｂとを有する。ここでは、側面１１２ｂは、底面１１２ａに対して直交する方向に延びる。

ホルダ１１４は、底部１１４ａと、側部１１４ｂとを有する。側部１１４ｂは、底部１１４ａの外縁から＋Ｚ方向に突出する。ホルダ１１４の底部１１４ａは、上面１１４ａ１と、下面１１４ａ２とを有する。底部１１４ａの上面１１４ａ１は、光学素子１１２と対向する。底部１１４ａの下面１１４ａ２は、固定体１２０と対向する。

ここでは、光学素子１１２の底面１１２ａの少なくとも一部は、ホルダ１１４の底部１１４ａの少なくとも一部と接触する。このため、光学素子１１２は、ホルダ１１４の底部１１４ａによって支持される。

＜固定体１２０＞
固定体１２０は、開口部１２０ｈを有する。可動体１１０は、固定体１２０の内側に載置される。典型的には、可動体１１０は、固定体１２０の外側から固定体１２０の内側に装着される。

固定体１２０は、底部１２１と、側部１２２とを有する。底部１２１は、ＸＹ平面に広がる。底部１２１は、薄板形状である。側部１２２は、底部１２１から＋Ｚ方向に突出する。

＜支持機構１３０＞
支持機構１３０は、可動体１１０を支持する。支持機構１３０は、固定体１２０に配置される。典型的には、支持機構１３０は、固定体１２０の底部１２１に配置される。

例えば、支持機構１３０は、固定体１２０に接着剤によって接着されてもよい。あるいは、支持機構１３０は、固定体１２０と一体で樹脂成型されてもよい。すなわち、支持機構１３０と固定体１２０とは単一の部材であってもよい。支持機構１３０が固定体１２０に配置されると、支持機構１３０は、固定体１２０から可動体１１０に向かって突出する。このため、固定体１２０に対して可動体１１０が揺動する場合でも可動体１１０が固定体１２０に衝突することを抑制できる。

＜揺動機構１４０＞
揺動機構１４０は、固定体１２０に対して可動体１１０を揺動させる。揺動機構１４０により、可動体１１０の回転中心が光軸Ｐａ上で固定された状態で可動体１１０は固定体１２０に対して揺動する。

揺動機構１４０は、固定体１２０に対して可動体１１０を揺動する。揺動機構１４０により、回転中心を基準として固定体１２０に対して可動体１１０を揺動できる。

光学素子１１２を備える光学機器では、撮影時に光学機器が傾くと、光学素子１１２が傾いて、撮影画像が乱れる。光学ユニット１００は、撮影画像の乱れを回避するために、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、角速度および振れ量等に基づいて、光学素子１１２の傾きを補正する。本実施形態では、光学ユニット１００は、Ｘ軸を回転軸とする回転方向（ヨーイング方向）、Ｙ軸を回転軸とする回転方向（ピッチング方向）およびＺ軸を回転軸とする回転方向（ローリング方向）に可動体１１０を揺動（回転）させることにより、光学素子１１２の傾きを補正する。

例えば、可動体１１０のピッチング、ヨーイングおよ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１００にピッチング方向、ヨーイング方向およびローリング方向の少なくとも１つの方向の振れが発生すると、不図示の磁気センサー（ホール素子）によって振れを検出し、その結果に基づいて揺動機構１４０を駆動して可動体１１０を揺動させる。なお、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１００の振れを検出してもよい。振れの検出結果に基づいて揺動機構１４０に電流を供給してその振れを補正する。

なお、揺動機構１４０以外の揺動機構が、固定体１２０に対して可動体１１０を揺動してもよい。Ｘ軸方向は、光学素子１１２の光軸Ｐａが延びる光軸方向Ｄｐに対して直交する方向であり、ヨーイング方向の回転の軸となる。Ｙ軸方向は、光学素子１１２の光軸Ｐａが延びる光軸方向Ｄｐに対して直交する方向であり、ピッチング方向の回転の軸となる。Ｚ軸方向は、光軸方向Ｄｐと平行であり、ローリング方向の回転の軸となる。

本実施形態の光学ユニット１００では、光学素子１１２の底面１１２ａは、ホルダ１１４の底部１１４ａから離れた領域１１２ａ１を有する。領域１１２ａ１は、光軸Ｐａに沿って延びる光軸方向Ｄｐに支持機構１３０と重なる位置において、ホルダ１１４の底部１１４ａの上面から離れて位置する。領域１１２ａ１のＸ方向の長さおよびＹ方向の長さは、ホルダ１１４の底部１１４ａの下面１１４ａ２のうちの支持機構１３０によって支持される領域の外縁のＸ方向の長さおよびＹ方向の長さとほぼ等しい。

このように、本実施形態の光学ユニット１００は、可動体１１０と、固定体１２０と、支持機構１３０と、揺動機構１４０とを備える。可動体１１０は、固定体１２０に対して可動可能に配置される。支持機構１３０は、可動体１１０を支持する。揺動機構１４０は、固定体１２０に対して可動体１１０を揺動する。可動体１１０は、光学素子１１２と、ホルダ１１４とを有する。光学素子１１２は、光軸Ｐａを有する。ホルダ１１４は、光学素子１１２を保持する。

ホルダ１１４は、底部１１４ａと、側部１１４ｂとを有する。支持機構１３０は、ホルダ１１４の底部１１４ａを支持する。光学素子１１２の底面１１２ａは、光軸Ｐａに沿って延びる光軸方向Ｄｐに支持機構１３０と重なる位置において、ホルダ１１４の底部１１４ａの上面から離れて位置する。

光学素子１１２の底面１１２ａが光軸Ｐａに沿って延びる光軸方向Ｄｐに支持機構１３０と重なる位置においてホルダ１１４の底部１１４ａの上面１１４ａ１に対して離れていることにより、光学ユニット１００が衝撃を受けてもホルダ１１４の底部１１４ａの上面１１４ａ１のうち光軸Ｐａに沿って延びる光軸方向Ｄｐに支持機構１３０と重なる位置が光学素子１１２の底面１１２ａと衝突することを抑制でき、ホルダ１１４の底部１１４ａおよび支持機構１３０の接触部分の衝撃を低減できる。

なお、図３Ａおよび図３Ｂに示した光学ユニット１００では、光学素子１１２の底面１１２ａのうちホルダ１１４の底部１１４ａを介して支持機構１３０と対向する部分（領域１１２ａ１）が窪んでいたが、本実施形態はこれに限定されない。光学素子１１２の底面１１２ａのうちホルダ１１４の底部１１４ａを介して支持機構１３０と対向する部分（領域１１２ａ１）よりも径方向外側も窪んでもよい。

次に、図１～図４Ａを参照して、本実施形態の光学ユニット１００を説明する。図４Ａは、本実施形態の光学ユニット１００の模式図である。

図４Ａに示すように、光学素子１１２の底面１１２ａのうちホルダ１１４の底部１１４ａから離れた領域１１２ａ１は、ホルダ１１４の底部１１４ａの下面１１４ａ２のうちの支持機構１３０に支持される領域の外縁よりも広い。このため、領域１１２ａ１のＸ方向の長さおよびＹ方向の長さは、ホルダ１１４の底部１１４ａの下面１１４ａ２のうちの支持機構１３０によって支持される領域の外縁のＸ方向の長さおよびＹ方向の長さよりもそれぞれ大きい。

このように、光学素子１１２の底面１１２ａは、光軸方向Ｄｐに支持機構１３０と重なる位置から径方向外側において、ホルダ１１４の底部１１４ａの上面１１４ａ１から離れて位置する。

光学素子１１２の底面１１２ａが光軸に沿って延びる光軸方向Ｄｐに支持機構１３０と重なる位置から径方向Ｒにおいてもホルダ１１４の底部１１４ａの上面１１４ａ１に対して離れていることにより、光学ユニット１００が衝撃を受けてもホルダ１１４の底部１１４ａの上面１１４ａ１が光学素子１１２の底面１１２ａと強く衝突することを抑制でき、ホルダ１１４の底部１１４ａおよび支持機構１３０の接触部分の衝撃を低減できる。

なお、図３Ａ～図４Ａに示した光学ユニット１００では、光学素子１１２の底面１１２ａは、ホルダ１１４の底部１１４ａの上面１１４ａ１と部分的に接触したが、本実施形態はこれに限定されない。光学素子１１２の底面１１２ａのいずれの領域も、ホルダ１１４の底部１１４ａの上面１１４ａ１と接触しなくてもよい。

次に、図１～図４Ｂを参照して、本実施形態の光学ユニット１００を説明する。図４Ｂは、本実施形態の光学ユニット１００の模式図である。

図４Ｂに示すように、ホルダ１１４の側部１１４ｂのうち内周面には段差が設けられる。また、光学素子１１２の側面１１２ｂは、段差形状である。光学素子１１２は、ホルダ１１４の側部１１４ｂの段差によって支持される。

光学素子１１２の底面１１２ａの全面は、ホルダ１１４の底部１１４ａの上面１１４ａ１から離れて位置する。このため、光学素子１１２の底面１１２ａのいずれの領域も、ホルダ１１４の底部１１４ａの上面１１４ａ１と接触しない。したがって、光学ユニット１００が衝撃を受けても、光学素子１１２がホルダ１１４の底部１１４ａの全面に対して離れていることにより、ホルダ１１４の底部１１４ａおよび支持機構１３０の接触部分の衝撃を低減できる。

また、支持機構１３０は、ホルダ１１４の底部１１４ａを支持する。光学素子１１２は、ホルダ１１４の側部１１４ｂに支持される。光学ユニット１００が衝撃を受けても、光学素子１１２がホルダ１１４の底部１１４ａに対して離れていることにより、ホルダ１１４の底部１１４ａおよび支持機構１３０の接触部分の衝撃を低減できる。

なお、支持機構１３０は、ホルダ１１４の底部１１４ａから光軸方向Ｄｐに突起する凸部を支持してもよい。あるいは、支持機構１３０は、ホルダ１１４の底部１１４ａにおいて光軸方向Ｄｐに窪んだ窪みを支持してもよい。

次に、図１～図５Ａを参照して、本実施形態の光学ユニット１００を説明する。図５Ａは、本実施形態の光学ユニット１００の模式図である。

図５Ａに示すように、ホルダ１１４は、底部１１４ａと、側部１１４ｂと、凸部１１４ｐとを有する。凸部１１４ｐは、ホルダ１１４の底部１１４ａに位置する。凸部１１４ｐは、ホルダ１１４の底部１１４ａから－Ｚ方向（光軸方向Ｄｐ）に突出する。例えば、凸部１１４ｐは、球面の一部の形状である。光学素子１１２とは異なるホルダ１１４に凸部１１４ｐを設けるため、凸部１１４ｐを高精度に構成できる。

支持機構１３０は、ホルダ１１４の凸部１１４ｐを支持する。例えば、支持機構１３０は、球状である。支持機構１３０は、固定体１２０に配置される。

ホルダ１１４の底部１１４ａは、光軸方向Ｄｐに突起する凸部１１４ｐを含む。可動体１１０は、支持機構１３０を介して固定体１２０に対して摺動する。ホルダ１１４の底部１１４ａが、光軸方向Ｄｐに沿った凸部１１４ｐを有することにより、可動体１１０が支持機構１３０を介して固定体１２０に対して摺動できる。

なお、図５Ａに示した光学ユニット１００では、ホルダ１１４は、光軸方向Ｄｐに突起する凸部１１４ｐを有したが、本実施形態はこれに限定されない。ホルダ１１４は、光軸方向Ｄｐに窪んだ窪みを有してもよい。

次に、図１～図５Ｂを参照して、本実施形態の光学ユニット１００を説明する。図５Ｂは、本実施形態の光学ユニット１００の模式図である。

図５Ｂに示すように、ホルダ１１４は、底部１１４ａと、側部１１４ｂと、窪み１１４ｄとを有する。窪み１１４ｄは、ホルダ１１４の底部１１４ａに位置する。窪み１１４ｄは、ホルダ１１４の底部１１４ａから＋Ｚ方向に窪む。光学素子１１２とは異なるホルダ１１４に窪み１１４ｄを設けるため、窪み１１４ｄを高精度に構成できる。

ホルダ１１４の窪み１１４ｄは、支持機構１３０に対応しており、ホルダ１１４の窪み１１４ｄは、支持機構１３０と係合する。支持機構１３０は、ホルダ１１４の窪み１１４ｄに向かって光軸方向Ｄｐに突出する。ホルダ１１４の窪み１１４ｄと支持機構１３０との接触部分に応じてホルダ１１４は、支持機構１３０に支持された状態で摺動できる。

このように、ホルダ１１４の底部１１４ａは、光軸方向Ｄｐに窪んだ窪み１１４ｄを含む。可動体１１０は、支持機構１３０を介して固定体１２０に対して摺動する。ホルダ１１４の底部１１４ａが、光軸方向Ｄｐに沿った窪み１１４ｄを有することにより、可動体１１０が支持機構１３０を介して固定体１２０に対して摺動できる。

次に、図１～図６Ｂを参照して、本実施形態の光学ユニット１００を説明する。図６Ａおよび図６Ｂは、本実施形態の光学ユニット１００の模式的な斜視図である。図６Ｂは、カバー１９０を省略している。

図６Ａおよび図６Ｂに示すように、光学ユニット１００は、可動体１１０と、固定体１２０と、回路基板１７０と、カバー１９０とを備える。可動体１１０は、少なくとも撮像素子を有する光学素子１１２と、ホルダ１１４とを有する。ここでは、固定体１２０は、カバー１９０で覆われる。光学素子１１２は、回路基板１１２Ｃを有する。回路基板１１２Ｃおよび回路基板１７０の一部は、固定体１２０およびカバー１９０の内部から外部に延びる。回路基板１１２Ｃは、固定体１２０およびカバー１９０に対して－Ｘ方向に延びる。回路基板１７０は、固定体１２０およびカバー１９０に対して－Ｙ方向に延びる。

固定体１２０は、可動体１１０の周囲に位置する。可動体１１０は、固定体１２０に挿入されて固定体１２０に保持される。固定体１２０の外側面に回路基板１１２Ｃが装着されてもよい。回路基板１１２Ｃおよび回路基板１７０は、例えば、フレキシブル回路基板（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ：ＦＰＣ）を含む。典型的には、回路基板１７０は、可動体１１０を揺動するための信号を伝送する。回路基板１１２Ｃは、光学素子１１２において得られた信号を伝送する。

回路基板１１２Ｃは、光学素子１１２と電気的に接続する。回路基板１１２Ｃは、光学素子１１２において得られた撮像信号を外部に出力する。

可動体１１０は、少なくとも第１方向（例えば、Ｚ方向）に延びる第１回転軸を中心に回転可能である。可動体１１０および回路基板１７０は、固定体１２０に収容される。

図６Ｂに示すように、可動体１１０は、光学素子１１２と、ホルダ１１４とを有する。光学素子１１２は、ホルダ１１４に収容される。ホルダ１１４は、光学素子１１２を保持する。

次に、図１～図７を参照して、本実施形態の光学ユニット１００を説明する。図７は、本実施形態の光学ユニット１００の模式的な分解斜視図である。

図７に示すように、光学ユニット１００は、可動体１１０と、固定体１２０と、支持機構１３０と、揺動機構１４０と、回路基板１７０と、カバー１９０とを備える。

支持機構１３０は、固定体１２０に対して可動体１１０を支持する。揺動機構１４０は、固定体１２０に対して可動体１１０を揺動する。本実施形態の光学ユニット１００によれば、可動体１１０を支持する支持機構１３０を揺動機構１４０の内側に配置されるため、可動体１１０を安定的に支持できるとともに可動体１１０の揺動抵抗を低減できる。

＜可動体１１０＞
ここでは、可動体１１０は、光学素子１１２と、ホルダ１１４とを有する。ホルダ１１４は、光学素子１１２を収容する。

ホルダ１１４は、Ｚ方向からみた際に、光軸Ｐａに対して対称構造を有する。上記の構成により、光学ユニット１００が衝撃を受けた際のホルダ１１４の撓みを均一化できる。

光学素子１１２は、カメラモジュール１１２Ｍを有する。カメラモジュール１１２Ｍは、レンズユニット１１２Ｌと、回路基板１１２Ｃとを含む。レンズユニット１１２Ｌ内に撮像素子が内蔵される。回路基板１１２Ｃは、複数の配線を有する。複数の配線は、互いに絶縁される。回路基板１１２Ｃは、撮像素子において生成された信号を伝送する。また、回路基板１１２Ｃは、撮像素子を駆動する信号を伝送する。回路基板１１２Ｃの一部は、レンズユニット１１２Ｌとホルダ１１４との間に配置される。

このように、光学素子１１２は、カメラモジュール１１２Ｍを有する。カメラモジュール１１２Ｍは、レンズユニット１１２Ｌと、レンズユニット１１２Ｌと電気的に接続する回路基板１１２Ｃとを含む。回路基板１１２Ｃは、ホルダ１１４の底部１１４ａの上面１１４ａ１に対向する。このため、光学ユニット１００が衝撃を受けても、ホルダ１１４の底部１１４ａが回路基板１１２Ｃと接触することを抑制できる。

回路基板１１２Ｃは、平坦部分１１２ｐと、引出部分１１２ｑと、周囲部分１１２ｒと、外部端子接続部分１１２ｓとを有する。平坦部分１１２ｐおよび周囲部分１１２ｒは、電気的に接続される。外部端子接続部分１１２ｓには、外部端子が接続される。回路基板１１２Ｃにより、光学素子１１２において取得された撮像信号は、外部端子に出力される。

平坦部分１１２ｐは、ＸＹ平面に広がる薄板形状である。平坦部分１１２ｐの＋Ｚ方向側にレンズユニット１１２Ｌが配置される。平坦部分１１２ｐは、レンズユニット１１２Ｌとホルダ１１４との間に挟まれる。なお、平坦部分１１２ｐの少なくとも一部は、ホルダ１１４の底部１１４ａの上面１１４ａ１から離れて位置する。

引出部分１１２ｑは、平坦部分１１２ｐに対して＋Ｘ方向側に位置する。引出部分１１２ｑは、平坦部分１１２ｐと周囲部分１１２ｒとを接続する。

周囲部分１１２ｒは、引出部分１１２ｑと外部端子接続部分１１２ｓとを接続する。周囲部分１１２ｒは、平坦部分１１２ｐを囲む。周囲部分１１２ｒは、平坦部分１１２ｐの周囲を線状に囲む。周囲部分１１２ｒは、分岐して平坦部分１１２ｐを囲む。

周囲部分１１２ｒは、第１配線部分１１２ｇと、第２配線部分１１２ｈとを有する。第１配線部分１１２ｇは、平坦部分１１２ｐに対して＋Ｙ方向側に位置する。第２配線部分１１２ｈは、平坦部分１１２ｐに対して－Ｙ方向側に位置する。

外部端子接続部分１１２ｓには、外部端子が接続される。外部端子により、撮像素子からの信号および撮像素子への電力が入出力できる。外部端子接続部分１１２ｓは、平坦部分１１２ｐの－Ｘ方向側に位置する。外部端子接続部分１１２ｓは、第１配線部分１１２ｇの端部と接続する。また、外部端子接続部分１１２ｓは、第２配線部分１１２ｈの端部と接続する。

＜固定体１２０＞
固定体１２０は、底部１２１と、側部１２２とを有する。底部１２１は、ＸＹ平面に広がる。底部１２１は、薄板形状である。側部１２２は、底部１２１から＋Ｚ方向に突出する。

側部１２２は、第１側部１２２ａと、第２側部１２２ｂと、第３側部１２２ｃとを有する。可動体１１０が固定体１２０に装着されると、第１側部１２２ａ、第２側部１２２ｂおよび第３側部１２２ｃは、可動体１１０の周囲に位置する。第２側部１２２ｂは、第１側部１２２ａに接続し、第３側部１２２ｃは、第２側部１２２ｂに接続する。

第１側部１２２ａは、可動体１１０に対して＋Ｙ方向に位置する。第１側部１２２ａには、貫通孔が設けられる。第２側部１２２ｂは、可動体１１０に対して－Ｘ方向に位置する。第２側部１２２ｂには、貫通孔が設けられる。第３側部１２２ｃは、可動体１１０に対して－Ｙ方向に位置する。第３側部１２２ｃには、貫通孔が設けられる。

このように、第１側部１２２ａ、第２側部１２２ｂおよび第３側部１２２ｃにより、可動体１１０が固定体１２０に装着される場合、可動体１１０の三方は囲まれる。一方で、可動体１１０の＋Ｘ方向側には側部は設けられない。ただし、可動体１１０の＋Ｘ方向側に側部が設けられてもよい。

＜支持機構１３０＞
支持機構１３０は、可動体１１０を支持する。支持機構１３０は、固定体１２０に配置される。ここでは、支持機構１３０は、同心円状に可動体１１０を支持する。

＜揺動機構１４０＞
揺動機構１４０は、固定体１２０に対して可動体１１０を揺動させる。揺動機構１４０により、可動体１１０の回転中心が光軸Ｐａ上で固定された状態で可動体１１０は固定体１２０に対して揺動する。

揺動機構１４０は、固定体１２０に対して可動体１１０を揺動する。揺動機構１４０により、固定体１２０に対して可動体１１０を揺動できる。例えば、揺動機構１４０により、可動体１１０は固定体１２０に対して揺動する。この時、可動体１１０の回転中心は光軸Ｐａにある。

揺動機構１４０は、第１揺動機構１４２と、第２揺動機構１４４と、第３揺動機構１４６とを含む。第１揺動機構１４２、第２揺動機構１４４および第３揺動機構１４６は、固定体１２０に対して可動体１１０を異なる軸の周りにそれぞれ揺動する。

第１揺動機構１４２は、固定体１２０に対して可動体１１０を揺動する。第１揺動機構１４２により、可動体１１０の回転中心がＸＺ平面内に固定された状態で可動体１１０はＸ軸の周りに揺動する。ここでは、Ｘ軸方向は、ヨーイング方向の回転の軸となる。第１揺動機構１４２は、可動体１１０に対して＋Ｙ方向側に位置する。

第１揺動機構１４２は、磁石１４２ａと、コイル１４２ｂとを含む。磁石１４２ａは、径方向外側を向く面の磁極が、Ｘ軸方向に沿って延びる着磁分極線を境にして異なるように着磁されている。磁石１４２ａのＺ軸方向に沿った一方側の端部は一方の極性を有し、他方側の端部は他方の極性を有する。

磁石１４２ａは、ホルダ１１４の側部１１４ｂの＋Ｙ方向側に配置される。コイル１４２ｂは、回路基板１７０に配置される。コイル１４２ｂは、固定体１２０の第１側部１２２ａを貫通する貫通孔に位置する。

コイル１４２ｂに流れる電流の向きおよび大きさを制御することにより、コイル１４２ｂから発生する磁場の向きおよび大きさを変更できる。このため、コイル１４２ｂから発生する磁場と磁石１４２ａとの相互作用により、第１揺動機構１４２は、可動体１１０をＸ軸の周りに揺動する。

第２揺動機構１４４は、固定体１２０に対して可動体１１０を揺動する。第２揺動機構１４４により、可動体１１０の回転中心がＹＺ平面内に固定された状態で可動体１１０はＹ軸の周りに揺動する。ここでは、Ｙ軸方向は、ピッチング方向の回転の軸となる。第２揺動機構１４４は、可動体１１０に対して－Ｘ方向側に位置する。

第２揺動機構１４４は、磁石１４４ａと、コイル１４４ｂとを含む。磁石１４４ａは、径方向外側を向く面の磁極が、Ｙ軸方向に沿って延びる着磁分極線を境にして異なるように着磁されている。磁石１４４ａのＺ軸方向に沿った一方側の端部は一方の極性を有し、他方側の端部は他方の極性を有する。

磁石１４４ａは、ホルダ１１４の側部１１４ｂの－Ｘ方向側に配置される。コイル１４４ｂは、回路基板１７０に配置される。コイル１４４ｂは、固定体１２０の第２側部１２２ｂを貫通する貫通孔に位置する。

コイル１４４ｂに流れる電流の向きおよび大きさを制御することにより、コイル１４４ｂから発生する磁場の向きおよび大きさを変更できる。このため、コイル１４４ｂから発生する磁場と磁石１４４ａとの相互作用により、第２揺動機構１４４は、可動体１１０をＹ軸の周りに揺動する。

第３揺動機構１４６は、固定体１２０に対して可動体１１０を揺動する。詳細には、第３揺動機構１４６により、可動体１１０の回転中心がＸＺ平面内に固定された状態で可動体１１０はＺ軸の周りに揺動する。ここでは、Ｚ軸方向は、光軸Ｐａと平行であり、ローリング方向の回転の軸となる。第３揺動機構１４６は、可動体１１０に対して－Ｙ方向側に位置する。

第３揺動機構１４６は、磁石１４６ａと、コイル１４６ｂとを含む。磁石１４６ａは、径方向外側を向く面の磁極が、Ｚ軸方向に沿って延びる着磁分極線を境にして異なるように着磁されている。磁石１４６ａのＸ軸方向に沿った一方側の端部は一方の極性を有し、他方側の端部は他方の極性を有する。

磁石１４６ａは、ホルダ１１４の側部１１４ｂの－Ｙ方向側に配置される。コイル１４６ｂは、回路基板１７０に配置される。コイル１４６ｂは、固定体１２０の第３側部１２２ｃを貫通する貫通孔に位置する。

コイル１４６ｂに流れる電流の向きおよび大きさを制御することにより、コイル１４６ｂから発生する磁場の向きおよび大きさを変更できる。このため、コイル１４６ｂから発生する磁場と磁石１４６ａとの相互作用により、第３揺動機構１４６は、可動体１１０をＺ軸の周りに揺動する。

なお、本明細書において、磁石１４２ａ、磁石１４４ａおよび磁石１４６ａを総称して、磁石１４０ａと記載することがある。また、本明細書において、コイル１４２ｂ、コイル１４４ｂおよびコイル１４６ｂを総称して、コイル１４０ｂと記載することがある。

揺動機構１４０は、可動体１１０に設けられた磁石１４０ａと、固定体１２０に設けられたコイル１４０ｂとを有する。ここでは、磁石１４０ａは可動体１１０に配置され、コイル１４０ｂは固定体１２０に配置される。ただし、磁石１４０ａが固定体１２０に配置され、コイル１４０ｂが可動体１１０に配置されてもよい。このように、磁石１４０ａおよびコイル１４０ｂの一方は可動体１１０および固定体１２０の一方に配置され、磁石１４０ａおよびコイル１４０ｂの他方は可動体１１０および固定体１２０の他方に配置されてもよい。コイル１４０ｂに流れる電流の向きおよび大きさを制御することにより、コイル１４０ｂから発生する磁場の向きおよび大きさを変更できる。このため、コイル１４０ｂから発生する磁場と磁石１４０ａとの相互作用により、揺動機構１４０は、可動体１１０を揺動できる。

光学ユニット１００は、磁性体１４２ｃ、磁性体１４４ｃおよび磁性体１４６ｃをさらに備える。磁性体１４２ｃ、磁性体１４４ｃおよび磁性体１４６ｃは、回路基板１７０に配置される。磁性体１４２ｃは、回路基板１７０のうちコイル１４２ｂに対向して配置される。磁性体１４４ｃは、回路基板１７０のうちコイル１４４ｂに対向して配置される。磁性体１４６ｃは、回路基板１７０のうちコイル１４６ｂに対向して配置される。磁性体１４２ｃ、磁性体１４４ｃおよび磁性体１４６ｃは、硬磁性体であってもよい。

光学ユニット１００は、磁石１４８ａおよび磁性体１４８ｃをさらに備える。磁石１４８ａは、ホルダ１１４の側部１１４ｂの＋Ｘ方向側に配置される。磁性体１４８ｃは、固定体１２０の＋Ｘ方向側に配置される。磁石１４８ａおよび磁性体１４８ｃは互いに対向する。磁性体１４８ｃは、硬磁性体であってもよい。

次に、図１～図８を参照して、本実施形態の光学ユニット１００を説明する。図８は、本実施形態の光学ユニット１００における可動体１１０および固定体１２０の模式的な分解図である。なお、図８では、図面が過度に複雑になることを避ける目的で可動体１１０の回路基板１１２Ｃを省略して示している。

図８に示すように、可動体１１０は、光学素子１１２と、ホルダ１１４とを有する。ホルダ１１４は、底部１１４ａと、側部１１４ｂと、凸部１１４ｐとを有する。底部１１４ａは、ＸＹ平面に広がる。底部１１４ａは、略直方体形状である。側部１１４ｂは、底部１１４ａの外縁から＋Ｚ方向に突出する。凸部１１４ｐは、ホルダ１１４の底部１１４ａから光軸Ｐａの延びる光軸方向Ｄｐに突起する。凸部１１４ｐは、半球状である。凸部１１４ｐは、ホルダ１１４の底部１１４ａの下面１１４ａ２の中央に位置する。

可動体１１０は、固定体１２０に収容される。固定体１２０には、支持機構１３０が配置される。支持機構１３０は、可動体１１０を支持する。支持機構１３０は、ホルダ１１４の凸部１１４ｐと接触して可動体１１０を支持する。

固定体１２０は、底部１２１と、側部１２２と、底部１２１に対して光軸方向Ｄｐに凹んだ凹部１２４を有する。固定体１２０には、支持機構１３０が配置される。支持機構１３０は、固定体１２０の凹部１２４に配置される。凹部１２４は、ホルダ１１４の凸部１１４ｐと向かい合う。

凹部１２４は、第１凹部１２４ａと、第２凹部１２４ｂと、第３凹部１２４ｃとを含む。第１凹部１２４ａ、第２凹部１２４ｂおよび第３凹部１２４ｃは、光軸Ｐａを中心とした同心円状に等間隔に配置される。本明細書において、第１凹部１２４ａ、第２凹部１２４ｂおよび第３凹部１２４ｃを総称して凹部１２４と記載することがある。

支持機構１３０は、可動体１１０を支持する。支持機構１３０は、固定体１２０に配置される。支持機構１３０は、固定体１２０の凹部１２４とホルダ１１４の凸部１１４ｐとの間に位置する。

支持機構１３０は、固定体１２０の底部１２１からホルダ１１４の凸部１１４ｐに向かって突出する。固定体１２０に対して可動体１１０が揺動する場合でも可動体１１０が固定体１２０に衝突することを抑制できる。

支持機構１３０は、複数の支持部１３０ｓを有する。複数の支持部１３０ｓは、それぞれ等しい形状である。ここでは、支持機構１３０は、第１支持部１３２と、第２支持部１３４と、第３支持部１３６とを含む。本明細書において第１支持部１３２、第２支持部１３４および第３支持部１３６を総称して支持部１３０ｓと記載することがある。

第１支持部１３２、第２支持部１３４および第３支持部１３６は、第１凹部１２４ａ、第２凹部１２４ｂおよび第３凹部１２４ｃにそれぞれ配置される。このため、第１支持部１３２、第２支持部１３４および第３支持部１３６は、光軸Ｐａを中心とした同心円状に等間隔に配置される。したがって、固定体１２０に対して可動体１１０を安定的に支持できる。

第１支持部１３２、第２支持部１３４および第３支持部１３６は、球形状または球面の一部の形状を有する。第１支持部１３２、第２支持部１３４および第３支持部１３６の球面の形状の部分がホルダ１１４の凸部１１４ｐと接触することにより、支持機構１３０に対して可動体１１０を摺動できる。

ホルダ１１４の底部１１４ａは、光軸方向Ｄｐに突起した凸部１１４ｐを有する。支持機構１３０は、光軸Ｐａに対して同心円状に配置される複数の支持部１３０ｓを有する。複数の支持部１３０ｓは、ホルダ１１４の凸部１１４ｐに対して径方向外側に位置する。同心円状に配置された支持部１３０ｓにより、光学素子１１２を充分に支持できる。

支持部１３０ｓは、球面または球面の一部の形状を有する。このため、支持部１３０ｓにより可動体１１０を摺動できる。

なお、図８では、ホルダ１１４の底部１１４ａには凸部１１４ｐが設けられたが、図５Ｂに示したように、ホルダ１１４の底部１１４ａに凹部１１４ｑが設けられてもよい。この場合において、光軸方向Ｄｐに見た場合、凹部１１４ｑは、複数の支持部１３０ｓと重なることが好ましい。これにより、光学ユニット１００が衝撃を受けた場合でも、複数の支持部１３０ｓがホルダ１１４に接触することを抑制できる。

次に、図１～図９を参照して、本実施形態の光学ユニット１００を説明する。図９は、本実施形態の光学ユニット１００における光学素子１１２およびホルダ１１４の模式的な分解斜視図である。

図９に示すように、光学素子１１２は、ホルダ１１４に収容される。光学素子１１２の外周面は、ホルダ１１４の内周面と対向する。光学素子１１２をホルダ１１４に収容した場合、光学素子１１２の底面１１２ａは、ホルダ１１４の底部１１４ａの上面１１４ａ１から離れて位置する。

光学素子１１２の側面１１２ｂには、突起部１１２ｖが設けられる。突起部１１２ｖは、側面１１２ｂから径方向外側に突起する。ここでは、突起部１１２ｖは、光軸Ｐａから見た場合に、側面１１２ｂから３方向に等間隔に設けられる。突起部１１２ｖは、光学素子１１２の底面１１２ａからＺ軸方向に沿って長さＬａだけ離れた場所に位置する。

ホルダ１１４の側部１１４ｂには、窪み１１４ｗが設けられる。窪み１１４ｗは、ホルダ１１４の側部１１４ｂの内周面から径方向外側に窪む。窪み１１４ｗの大きさは、突起部１１２ｖとほぼ等しいか、若干大きい。ここでは、光軸Ｐａからみた場合に、窪み１１４ｗは、側部１１４ｂの内周面から３方向に等間隔に設けられる。窪み１１４ｗは、ホルダ１１４の底部１１４ａの上面１１４ａ１からＺ軸方向に沿って長さＬｂだけ高い場所に位置する。

光学素子１１２の突起部１１２ｖをホルダ１１４の窪み１１４ｗに嵌めることにより、光学素子１１２をホルダ１１４に装着できる。光学素子１１２の底面１１２ａは、ホルダ１１４の底部１１４ａの上面１１４ａ１から離れて位置する。

光学素子１１２における突起部１１２ｖと光学素子１１２の底面１１２ａとの間の長さＬａは、ホルダ１１４における窪み１１４ｗと底部１１４ａの上面１１４ａ１との間の長さＬｂよりも小さい。このため、光学素子１１２をホルダ１１４に装着した際に、光学素子１１２の底面１１２ａがホルダ１１４の底部１１４ａの上面１１４ａ１とは接触することなく、光学素子１１２は、ホルダ１１４の側部１１４ｂに支持される。

次に、図１～図１１を参照して、本実施形態の光学ユニット１００を説明する。図１０は、図６ＢのＸ－Ｘ線に沿った本実施形態の光学ユニット１００の模式的な断面図である。なお、図１０では、第２支持部１３４のみを示しているが、第１支持部１３２および第３支持部１３６も同様である。

図１０に示すように、光学素子１１２において、レンズユニット１１２Ｌは、平坦部分１１２ｐと重なる。例えば、レンズユニット１１２Ｌは、平坦部分１１２ｐに接着される。したがって、平坦部分１１２ｐの底面が、光学素子１１２の底面１１２ａとなる。

光学素子１１２の底面１１２ａは、ホルダ１１４の底部１１４ａの上面１１４ａ１から離れて位置する。光学素子１１２の底面１１２ａとホルダ１１４の底部１１４ａの上面１１４ａ１との間には隙間Ｄがある。隙間Ｄは、図１０に示したホルダ１１４における窪み１１４ｗと底部１１４ａの上面１１４ａ１との間の長さＬｂと、光学素子１１２における突起部１１２ｖと光学素子１１２の底面１１２ａとの間の長さＬａとの差に相当する。

本実施形態の光学ユニット１００では、ホルダ１１４を介して第２支持部１３４に対向する部分に光学素子１１２とホルダ１１４との間の隙間Ｄが設けられる。このため、光学ユニット１００が衝撃を受けた際に、ホルダ１１４は撓むことができるため、ホルダ１１４と第２支持部１３４との間の衝撃を低減できる。

なお、隙間Ｄが小さすぎる場合、光学ユニット１００が受ける衝撃が大きいと、撓んだホルダ１１４が光学素子１１２と衝突することがある。このため、隙間Ｄが大きいほど、ホルダ１１４と第２支持部１３４との間の衝撃を低減できる。一方で、隙間Ｄが大きすぎると、光学素子１１２の＋Ｚ方向の位置が大きくなるため、光学ユニット１００を小型化しにくくなる。一例では、隙間Ｄの好ましい長さは、０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下である。

図１１は、図１０の一部拡大図である。ホルダ１１４の底部１１４ａは、凸部１１４ｐと、平板部１１４ｆとを有する。平板部１１４ｆは、凸部１１４ｐの径方向外側に位置する。平板部１１４ｆは、凸部１１４ｐと側部１１４ｂとの間に位置する。

このように、ホルダ１１４の底部１１４ａは、厚さの均一な平板部１１４ｆをさらに有する。平板部１１４ｆにより、ホルダ１１４の底部１１４ａが撓みやすくなり、ホルダ１１４の底部１１４ａおよび支持機構１３０の接触部分の衝撃を低減できる。

また、平板部１１４ｆは、底部１１４ａの凸部１１４ｐよりも径方向外側に位置する。なお、平板部１１４ｆは、底部１１４ａの窪み１１４ｄ（図５Ｂ）よりも径方向外側に位置してもよい。この場合、ホルダ１１４の底部１１４ａが撓みやすくなり、ホルダ１１４の底部１１４ａおよび支持機構１３０の接触部分の衝撃を低減できる。

また、ホルダ１１４の底部１１４ａにおいて、平板部１１４ｆと側部１１４ｂとの間は湾曲した湾曲部１１４ｒが設けられる。このように、ホルダ１１４の底部１１４ａは、ホルダ１１４の平板部１１４ｆと側部１１４ｂとの間を湾曲に接続する湾曲部１１４ｒをさらに有する。上記の構成により、湾曲部１１４ｒにより平板部１１４ｆの強度を向上できる。

また、ホルダ１１４の底部１１４ａには、側部１１４ｂから光軸方向Ｄｐに沿って突出した外周突出部１１４ｓが設けられる。外周突出部１１４ｓは、底部１１４ａから光軸方向Ｄｐに沿って突出する。

このように、ホルダ１１４の底部１１４ａは、側部１１４ｂから光軸方向Ｄｐに突出する外周突出部１１４ｓをさらに有する。上記の構成により、外周突出部１１４ｓによりホルダ１１４の底部１１４ａの強度を向上できる。

次に、図１～図１２Ｂを参照して、本実施形態の光学ユニット１００を説明する。図１２Ａは、本実施形態の光学ユニット１００における固定体１２０および支持機構１３０の模式的な斜視図である。図１２Ｂは、本実施形態の光学ユニット１００における固定体１２０の模式的な斜視図である。

図１２Ａに示すように、固定体１２０には、第１支持部１３２、第２支持部１３４および第３支持部１３６が配置される。第１支持部１３２、第２支持部１３４および第３支持部１３６は、光軸Ｐａを中心とした同心円状に位置する。第１支持部１３２、第２支持部１３４および第３支持部１３６は、それぞれ球状である。

図１２Ｂに示すように、固定体１２０の内周面１２０ｓには凹部１２４が設けられる。凹部１２４は、支持機構１３０に対応して設けられる。詳細には、凹部１２４は、第１支持部１３２に対応する第１凹部１２４ａと、第２支持部１３４に対応する第２凹部１２４ｂと、第３支持部１３６に対応する第３凹部１２４ｃとを含む。

次に、図１～図１３Ｂを参照して、本実施形態の光学ユニット１００を説明する。図１３Ａおよび図１３Ｂは、本実施形態の光学ユニット１００におけるホルダ１１４の模式的な斜視図である。図１３Ａは、＋Ｚ方向から見たホルダ１１４の模式的な斜視図であり、図１３Ｂは、－Ｚ方向から見たホルダ１１４の模式的な斜視図である。

図１３Ａおよび図１３Ｂに示すように、ホルダ１１４は、底部１１４ａと、側部１１４ｂとを有する。側部１１４ｂは、底部１１４ａの側方を囲む。側部１１４ｂの上面（＋Ｚ方向側）には、窪み１１４ｗが設けられる。

ホルダ１１４の底部１１４ａには、凸部１１４ｐ、平板部１１４ｆおよび外周突出部１１４ｓが設けられる。凸部１１４ｐは、ホルダ１１４の底部１１４ａから－Ｚ方向に突起する。凸部１１４ｐの径方向外側には平板部１１４ｆが設けられる。平板部１１４ｆの径方向外側には外周突出部１１４ｓが設けられる。

なお、図３Ａ～図１３Ｂに示したホルダ１１４において、凸部１１４ｐの径方向外側は平坦であったが、本実施形態はこれに限定されない。凸部１１４ｐの径方向外側には平坦でなくてもよい。

次に、図１～図１４を参照して、本実施形態の光学ユニット１００を説明する。図１４は、本実施形態の光学ユニット１００におけるホルダ１１４の模式的な斜視図である。

図１４に示すように、ホルダ１１４は、底部１１４ａと、側部１１４ｂとを有する。底部１１４ａは、凸部１１４ｐと、平板部１１４ｆと、凹部１１４ｑとを有する。凹部１１４ｑは、底部１１４ａの下面１１４ａ２に設けられる。例えば、凹部１１４ｑは、平板部１１４ｆよりも＋Ｚ方向に窪む。あるいは、凹部１１４ｑは、底部１１４ａの貫通孔であってもよい。

凹部１１４ｑは、凸部１１４ｐの径方向外側に位置する。凹部１１４ｑは、固定体１２０に配置される第１支持部１３２～第３支持部１３６に対応して配置される。凹部１１４ｑにより、第１支持部１３２～第３支持部１３６がホルダ１１４の底部１１４ａと衝突することを抑制できる。

また、ホルダ１１４の底部１１４ａに凹部１１４ｑが設けられる。ホルダ１１４の底部１１４ａに凹部１１４ｑが設けられることにより、ホルダ１１４の底部１１４ａを撓みやすくできる。

次に、図１～図１５Ｂを参照して、本実施形態の光学ユニット１００を説明する。図１５Ａおよび図１５Ｂは、本実施形態の光学ユニット１００におけるホルダ１１４の模式的な斜視図である。図１５Ａは、＋Ｚ方向から見たホルダ１１４の模式的な斜視図であり、図１５Ｂは、－Ｚ方向から見たホルダ１１４の模式的な斜視図である。

図１５Ａおよび図１５Ｂに示すように、ホルダ１１４は、底部１１４ａと、側部１１４ｂとを有する。底部１１４ａは、凸部１１４ｐと、平板部１１４ｆと、貫通孔１１４ｈとを有する。貫通孔１１４ｈは、底部１１４ａの下面１１４ａ２に設けられる。貫通孔１１４ｈは、底部１１４ａの貫通孔であってもよい。

貫通孔１１４ｈは、凸部１１４ｐの径方向外側に位置する。貫通孔１１４ｈは、固定体１２０に配置される第１支持部１３２～第３支持部１３６に対応して配置される。貫通孔１１４ｈにより、第１支持部１３２～第３支持部１３６がホルダ１１４の底部１１４ａと衝突することを抑制できる。

凹部１１４ｑは、ホルダ１１４の底部１１４ａを貫通する貫通孔１１４ｈを含む。貫通孔１１４ｈにより、光学ユニット１００が衝撃を受けた場合でも、複数の支持部１３０ｓがホルダ１１４に接触することを抑制できる。

貫通孔１１４ｈは、光軸Ｐａの周囲から光軸Ｐａを中心に放射状に延びる。ホルダ１１４の底部１１４ａの貫通孔１１４ｈが光軸Ｐａを中心に放射状に延びることにより、ホルダ１１４の底部１１４ａを均一に撓ませることができ、ホルダ１１４の底部１１４ａおよび支持機構１３０の接触部分の衝撃を低減できる。

なお、図３～図１５に示した光学ユニット１００では、可動体１１０（回路基板１１２Ｃ）とホルダ１１４との間が空いていたが、本実施形態はこれに限定されない。可動体１１０（回路基板１１２Ｃ）とホルダ１１４との間に部材が配置されてもよい。

次に、図１～図１７を参照して本実施形態の光学ユニット１００を説明する。図１６は、本実施形態の光学ユニット１００の模式的な分解斜視図であり、図１７は、本実施形態の光学ユニット１００の模式的な断面図である。図１６および図１７の光学ユニット１００は、回路基板１１２Ｃとホルダ１１４との間に緩衝部材１１８が配置される点を除いて、図７および図１０の光学ユニット１００に示した光学ユニット１００と同様の構成を有しており、冗長を避ける目的で重複する説明を省略する。

図１６および図１７に示すように、光学ユニット１００は、ホルダ１１４の底部１１４ａと光学素子１１２との間に位置する緩衝部材１１８をさらに備える。緩衝部材１１８は、光学素子１１２およびホルダ１１４とともに固定体１２０に対して可動できる。このため、緩衝部材１１８は、可動体１１０の一部である。

緩衝部材１１８は、弾性材料から構成される。緩衝部材１１８の弾性率は、光学素子１１２およびホルダ１１４の弾性率よりも高い。詳細には、緩衝部材１１８の弾性率は、光学素子１１２およびホルダ１１４の互いに向かいあう部分の弾性率よりも高い。例えば、緩衝部材１１８は、シリコーンまたはゴムから構成される。

緩衝部材１１８は、光学素子１１２およびホルダ１１４の一方にシート状の部材を貼り付けてもよい。あるいは、緩衝部材１１８は、緩衝部材１１８の材料を光学素子１１２およびホルダ１１４の一方に塗布することによって作製されてもよい。

ホルダ１１４の底部１１４ａと光学素子１１２との間に緩衝部材１１８が位置することにより、ホルダ１１４の底部１１４ａが変形しても光学素子１１２に衝撃が伝わることを抑制でき、ホルダ１１４の底部１１４ａおよび支持機構１３０の接触部分の衝撃を低減できる。

緩衝部材１１８は、ホルダ１１４の底部１１４ａおよび光学素子１１２の少なくとも一方と離れて配置される。緩衝部材１１８がホルダ１１４の底部１１４ａおよび光学素子１１２の少なくとも一方と離れて配置されることにより、ホルダ１１４の底部１１４ａおよび支持機構１３０の接触部分の衝撃を低減できる。

典型的には、緩衝部材１１８の厚さ（Ｚ軸方向に沿った長さ）は、可動体１１０（回路基板１１２Ｃ）とホルダ１１４との間の隙間Ｄよりも小さい。例えば、回路基板１１２Ｃと緩衝部材１１８との間に隙間があるとともに、緩衝部材１１８がホルダ１１４との間に隙間があってもよい。または、回路基板１１２Ｃおよび緩衝部材１１８が接触する一方で、緩衝部材１１８がホルダ１１４との間に隙間があってもよい。あるいは、緩衝部材１１８およびホルダ１１４が接触する一方で回路基板１１２Ｃと緩衝部材１１８との間に隙間があってもよい。

ただし、緩衝部材１１８の厚さ（Ｚ軸方向に沿った長さ）は、可動体１１０（回路基板１１２Ｃ）とホルダ１１４との間の隙間Ｄと等しくてもよい。この場合、回路基板１１２Ｃと緩衝部材１１８とが接触するとともに、緩衝部材１１８がホルダ１１４と接触してもよい。

なお、図５～図１７を参照して上述した説明では、可動体１１０および固定体１２０は、Ｚ方向から見ると、略正方形状であったが、本実施形態はこれに限定されない。可動体１１０および固定体１２０は、Ｚ方向から見た際に一方向に延びた矩形状であってもよい。

また、図５～図１７を参照して上述した説明では、回路基板１１２Ｃは、可動体１１０を囲んだが、本実施形態はこれに限定されない。回路基板１１２Ｃは、可動体１１０を囲まなくてもよい。

次に、図１８Ａおよび図１８Ｂを参照して本実施形態の光学ユニット１００を説明する。図１８Ａおよび図１８Ｂは、本実施形態の光学ユニット１００の模式的な斜視図である。なお、図１８Ｂでは、図面が過度に複雑になることを避ける目的で、固定体１２０を覆うカバー１９０を省略している。

図１８Ａおよび図１８Ｂに示すように、光学ユニット１００は、可動体１１０、固定体１２０、支持機構１３０、揺動機構１４０および回路基板１７０を備える。ここでは、固定体１２０は、Ｘ軸方向に延びる。カバー１９０は、固定体１２０に対して＋Ｚ方向側に位置する。カバー１９０は、固定体１２０の開口部を覆う。回路基板１７０または回路基板１１２Ｃは、例えば、フレキシブル回路基板を含む。

回路基板１１２Ｃは、Ｘ方向に延びる。回路基板１１２Ｃは、固定体１２０およびカバー１９０に対して＋Ｘ方向に延びる。

回路基板１７０は、Ｘ方向に延びる。回路基板１７０は、固定体１２０およびカバー１９０に対して－Ｘ方向に延びる。回路基板１７０には、コイル１４２ｂ、１４４ｂおよび１４６ｂが取り付けられる。

固定体１２０は、可動体１１０とともに回路基板１１２Ｃを収容する。回路基板１１２Ｃは、２つに分離される。回路基板１１２Ｃは、第１配線部分１１２ｇと、第２配線部分１１２ｈとを有する。第１配線部分１１２ｇおよび第２配線部分１１２ｈは、単一の回路基板から構成されもてよく、異なる回路基板から構成されてもよい。

第１配線部分１１２ｇおよび第２配線部分１１２ｈは、対称構造を有する。Ｚ方向から見た際に、第１配線部分１１２ｇおよび第２配線部分１１２ｈは、対称である。第１配線部分１１２ｇおよび第２配線部分１１２ｈは、それぞれＹ方向に折れ曲がった折曲部を有する。回路基板１１２Ｃは、蛇腹構造を有する。

なお、図１８Ｂに示した光学ユニット１００では、回路基板１１２Ｃは、蛇腹構造を有したが、本実施形態はこれに限定されない。

次に、図１８Ａ～図１８Ｃを参照して本実施形態の光学ユニット１００を説明する。図１８Ｃは、本実施形態の光学ユニット１００の模式的な斜視図である。図１８Ｃでは、図面が過度に複雑になることを避ける目的で、固定体１２０を覆うカバー１９０と共に回路基板１７０を省略している。

図１８Ｃに示すように、光学ユニット１００は、可動体１１０、固定体１２０、支持機構１３０、揺動機構１４０および回路基板１７０を備える。ここでは、固定体１２０は、Ｘ軸方向に延びる。カバー１９０は、固定体１２０に対して＋Ｚ方向側に位置する。カバー１９０は、固定体１２０の開口部を覆う。回路基板１１２Ｃおよび回路基板１７０は、例えば、フレキシブル回路基板を含む。

回路基板１１２Ｃは、Ｘ方向に延びる。回路基板１１２Ｃは、固定体１２０およびカバー１９０に対して＋Ｘ方向に延びる。

回路基板１７０は、Ｘ方向に延びる。回路基板１７０は、固定体１２０およびカバー１９０に対して－Ｘ方向に延びる。回路基板１７０には、コイル１４２ｂ、１４４ｂおよび１４６ｂが取り付けられる。

固定体１２０は、可動体１１０とともに回路基板１１２Ｃを収容する。回路基板１１２Ｃは、２つに分離される。回路基板１１２Ｃは、第１配線部分１１２ｇと、第２配線部分１１２ｈとを有する。第１配線部分１１２ｇおよび第２配線部分１１２ｈは、単一の回路基板から構成されもてよく、異なる回路基板から構成されてもよい。

第１配線部分１１２ｇおよび第２配線部分１１２ｈは、対称構造を有する。Ｚ方向から見た際に、第１配線部分１１２ｇおよび第２配線部分１１２ｈは、対称である。

なお、図２～図１８に示した光学ユニット１００では、光学素子１１２の底面１１２ａがホルダ１１４の底部１１４ａの上面１１４ａ１に対して離れて位置することによって、光学素子１１２の底面１１２ａとホルダ１１４の底部１１４ａの上面１１４ａ１との間の空間がいわゆるダンパー機能を有しており、ダンパー機能を構成する部材が可動体１１０に配置されたが、本実施形態はこれに限定されない。ダンパー機能を構成する部材が固定体１２０に配置されてもよい。

次に、図１９を参照して本実施形態の光学ユニット１００を説明する。図１９は、本実施形態の光学ユニット１００の模式的な断面図である。

図１９に示すように、光学ユニット１００は、可動体１１０、固定体１２０、支持機構１３０および揺動機構１４０に加えて緩衝部材１８０をさらに備える。緩衝部材１８０は、固定体１２０と支持機構１３０との間に配置される。詳細には、緩衝部材１８０は、固定体１２０の凹部１２４に配置され、固定体１２０と支持機構１３０との間に位置する。

本実施形態の光学ユニット１００によれば、緩衝部材１８０により、ホルダ１１４の底部１１４ａと支持機構１３０との接触部分に強い負荷がかかることを抑制でき、ホルダ１１４の底部１１４ａおよび支持機構１３０の少なくとも一方にダメージが生じることを抑制できる。

さらに、図１９に示したように、光学素子１１２の底面１１２ａ（平坦部分１１２ｐの底面）とホルダ１１４の底部１１４ａの上面１１４ａ１とが離れていることにより、ホルダ１１４の底部１１４ａと支持機構１３０との接触部分に強い負荷がかかることを抑制できる。

なお、図１９に示した光学ユニット１００では、光学素子１１２の底面１１２ａ（平坦部分１１２ｐの底面）とホルダ１１４の底部１１４ａの上面１１４ａ１とが離れていたが、本実施形態はこれに限定されない。光学素子１１２の底面１１２ａ（平坦部分１１２ｐの底面）とホルダ１１４の底部１１４ａの上面１１４ａ１と接触してもよい。例えば、光学素子１１２の底面１１２ａ（平坦部分１１２ｐの底面）の全面がホルダ１１４の底部１１４ａの上面１１４ａ１と接触してもよい。

なお、図２～図１９に示した光学ユニット１００およびその各部材では、可動体１１０は略薄板形状であったが、本実施形態はこれに限定されない。可動体１１０は略球体形状であってもよく、固定体１２０は可動体１１０の形状に応じて可動体１１０を揺動可能に支持してもよい。

スマートフォン２００は、本実施形態の光学ユニット１００を備える。スマートフォン２００における回路基板１１２Ｃの弾性抵抗を低減できる。

なお、本実施形態の光学ユニット１００の用途の一例として図１にスマートフォン２００を図示したが、光学ユニット１００の用途はこれに限定されない。光学ユニット１００は、デジタルカメラまたはビデオカメラとして好適に用いられる。例えば、光学ユニット１００は、ドライブレコーダーの一部として用いられてもよい。あるいは、光学ユニット１００は、飛行物体（例えば、ドローン）のための撮影機に搭載されてもよい。

以上、図面を参照して本発明の実施形態を説明した。ただし、本発明は、上記の実施形態に限られず、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である。また、上記の実施形態に開示される複数の構成要素を適宜組み合わせることによって、種々の発明の形成が可能である。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。図面は、理解しやすくするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示しており、図示された各構成要素の厚み、長さ、個数、間隔等は、図面作成の都合上から実際とは異なる場合もある。また、上記の実施形態で示す各構成要素の材質、形状、寸法等は一例であって、特に限定されず、本発明の効果から実質的に逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

１００ 光学ユニット
１１０ 可動体
１１２ 光学素子
１１４ ホルダ
１２０ 固定体
１３０ 支持機構
１４０ 揺動機構
１７０ 回路基板
１８０ 回路基板

Claims (20)

1. 固定体と、
   前記固定体に対して可動可能に配置される可動体と、
   前記可動体を支持する支持機構と、
   前記固定体に対して前記可動体を揺動する揺動機構と
   を備える、光学ユニットであって、
   前記可動体は、光軸を有する光学素子と、前記光学素子を保持するホルダとを有し、
   前記ホルダは、底部と、側部とを有し、
   前記支持機構は、前記ホルダの前記底部を支持し、
   前記光学素子の底面は、前記光軸に沿って延びる光軸方向に前記支持機構と重なる位置において、前記ホルダの前記底部の上面から離れて位置する、光学ユニット。
2. 前記光学素子の前記底面は、前記光軸方向に前記支持機構と重なる位置から径方向外側において、前記ホルダの前記底部の前記上面から離れて位置する、請求項１に記載の光学ユニット。
3. 前記光学素子の前記底面の全面は、前記ホルダの前記底部の前記上面から離れて位置する、請求項１または２に記載の光学ユニット。
4. 前記支持機構は、前記ホルダの前記底部を支持し、
   前記光学素子は、前記ホルダの前記側部に支持される、請求項１から３のいずれかに記載の光学ユニット。
5. 前記ホルダの前記底部と前記光学素子との間に位置する緩衝部材をさらに備える、請求項１から４のいずれかに記載の光学ユニット。
6. 前記緩衝部材は、前記ホルダの前記底部および前記光学素子の少なくとも一方と離れて配置される、請求項５に記載の光学ユニット。
7. 前記ホルダの前記底部は、前記光軸方向に突起する凸部または前記光軸方向に窪んだ窪みを含み、
   前記可動体は、前記支持機構を介して前記固定体に対して摺動する、請求項１から６のいずれかに記載の光学ユニット。
8. 前記ホルダの前記底部は、厚さの均一な平板部をさらに有する、請求項７に記載の光学ユニット。
9. 前記平板部は、前記底部の前記凸部または前記窪みよりも径方向外側に位置する、請求項８に記載の光学ユニット。
10. 前記ホルダの前記底部は、前記ホルダの前記平板部と前記側部との間を湾曲に接続する湾曲部をさらに有する、請求項８または９に記載の光学ユニット。
11. 前記ホルダの前記底部は、前記側部から前記光軸方向に突出する外周突出部をさらに有する、請求項１から１０のいずれかに記載の光学ユニット。
12. 前記ホルダの前記底部に凹部が設けられる、請求項７に記載の光学ユニット。
13. 前記凹部は、前記ホルダの前記底部を貫通する貫通孔を含む、請求項１２に記載の光学ユニット。
14. 前記貫通孔は、前記光軸の周囲から前記光軸を中心に放射状に延びる、請求項１３に記載の光学ユニット。
15. 前記ホルダの前記底部は、前記光軸方向に突起した凸部を有し、
    前記支持機構は、前記光軸に対して同心円状に配置される複数の支持部を有し、
    前記複数の支持部は、前記ホルダの前記凸部に対して径方向外側に位置する、請求項１４に記載の光学ユニット。
16. 前記光軸方向に見た場合、前記凹部は、前記複数の支持部と重なる、請求項１５に記載の光学ユニット。
17. 前記支持部は、球面または球面の一部の形状を有する、請求項１５または１６に記載の光学ユニット。
18. 前記ホルダは、前記光軸に対して対称構造を有する、請求項１から１７のいずれかに記載の光学ユニット。
19. 前記光学素子は、カメラモジュールを有し、
    前記カメラモジュールは、レンズユニットと、前記レンズユニットと電気的に接続する回路基板とを含み、
    前記回路基板は、前記ホルダの前記底部の前記上面に対向する、請求項１から１８のいずれかに記載の光学ユニット。
20. 請求項１から１９のいずれかに記載の光学ユニットを備える、スマートフォン。

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