JP2023031796A - 光学ユニット - Google Patents
光学ユニット Download PDFInfo
- Publication number
- JP2023031796A JP2023031796A JP2021137506A JP2021137506A JP2023031796A JP 2023031796 A JP2023031796 A JP 2023031796A JP 2021137506 A JP2021137506 A JP 2021137506A JP 2021137506 A JP2021137506 A JP 2021137506A JP 2023031796 A JP2023031796 A JP 2023031796A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- support
- holder
- optical unit
- optical element
- swing axis
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Adjustment Of Camera Lenses (AREA)
- Studio Devices (AREA)
- Mounting And Adjusting Of Optical Elements (AREA)
Abstract
Description
本発明は、光学ユニットに関する。
カメラによって静止画又は動画を撮影する際に手振れに起因して像ブレが生じることがある。そして、像ブレを抑制して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、カメラが手振れした場合に、手振れに応じてカメラモジュールの姿勢を補正することによって像ブレを抑制する(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1には、光学素子と、光学素子ホルダと、フレームと、第1ヒンジと、第1支持部とを備えた光学システムが記載されている。光学素子は、光学素子ホルダに保持される。光学素子ホルダは、第1ヒンジ及び第1支持部を介してフレームに支持される。光学素子ホルダは、第1軸を中心として揺動可能である。光学素子は、第1軸と交差する第2軸に進行する光を、第1軸及び第2軸と交差する方向に反射する。
しかしながら、特許文献1のように、光学素子ホルダと、光学素子ホルダを揺動可能に支持するフレームとを有する光学システムでは、光学システムに衝撃が加わった際に、例えば、光学素子が光を反射する方向に、光学素子ホルダがフレームから外れる場合がある。
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、光学要素が光を反射する方向に、ホルダが支持部から外れることを抑制可能な光学ユニットを提供することにある。
本発明の例示的な光学ユニットは、光学要素と、ホルダと、支持部と、支持機構とを有する。前記光学要素は、第1方向の一方側に進行する光を前記第1方向と交差する第2方向の一方側に反射する。前記ホルダは、前記光学要素を保持する。前記支持部は、第1揺動軸線を中心として揺動可能に、前記ホルダを支持する。前記支持機構は、前記ホルダ及び前記支持部の少なくとも一方に配置され、前記ホルダを支持する。前記第1揺動軸線は、前記第1方向及び前記第2方向と交差する第3方向に沿って延びる。前記ホルダは、前記第2方向の一方側を向く第1面と、前記第2方向の他方側を向く第2面とを有する。前記支持部は、前記第1面に対して前記第2方向の一方側に面する第3面と、前記第2面に対して前記第2方向の他方側に面する第4面とを有する。前記第2方向から見て、前記第1面と前記第3面とは重なる。前記第2方向から見て、前記第2面と前記第4面とは重なる。
例示的な本発明によれば、光学要素が光を反射する方向に、ホルダが支持部から外れることを抑制可能な光学ユニットを提供できる。
以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図中、同一又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。
本明細書では、理解の容易のため、互いに交差する第1方向X、第2方向Y及び第3方向Zを適宜記載している。また、本明細書では、第1方向X、第2方向Y及び第3方向Zは互いに直交しているが、直交していなくてもよい。また、第1方向の一方側を第1方向Xの一方側X1と記載し、第1方向の他方側を第1方向Xの他方側X2と記載する。また、第2方向の一方側を第2方向Yの一方側Y1と記載し、第2方向の他方側を第2方向Yの他方側Y2と記載する。また、第3方向の一方側を第3方向Zの一方側Z1と記載し、第3方向の他方側を第3方向Zの他方側Z2と記載する。また、便宜上、第1方向Xを上下方向として説明する場合がある。第1方向Xの一方側X1は下方向を示し、第1方向Xの他方側X2は上方向を示す。ただし、上下方向、上方向、及び下方向は、説明の便宜上定めるものであり、鉛直方向に一致する必要はない。また、あくまで説明の便宜のために上下方向を定義したに過ぎず、本発明に係る光学ユニットの使用時及び組立時の向きを限定しない。
まず、図1を参照して、光学ユニット1の用途の一例について説明する。図1は、本発明の実施形態に係る光学ユニット1を備えたスマートフォン200を模式的に示す斜視図である。スマートフォン200は、光学ユニット1を有する。光学ユニット1は、入射した光を特定の方向に反射する。図1に示すように、光学ユニット1は、例えばスマートフォン200の光学部品として好適に用いられる。なお、光学ユニット1の用途は、スマートフォン200に限定されず、デジタルカメラ及びビデオカメラなどの種々の装置に使用できる。
スマートフォン200は、光の入射するレンズ202を有する。スマートフォン200では、光学ユニット1は、レンズ202よりも内側に配置される。光Lがレンズ202を介してスマートフォン200の内部に入射すると、光Lは光学ユニット1によって進行方向が変更される。そして、光Lは、レンズユニット(図示せず)を介して撮像素子(図示せず)で撮像される。
次に、図2から図16を参照して、光学ユニット1について説明する。図2は、本実施形態に係る光学ユニット1を示す斜視図である。図3は、本実施形態に係る光学ユニット1を可動体2と支持体3とに分解した分解斜視図である。図2及び図3に示すように、光学ユニット1は、光学要素10と、ホルダ20と、支持部101とを少なくとも有する。本実施形態では、光学ユニット1は、支持機構40を有する。なお、本実施形態では、支持部101は、第1支持部30及び第2支持部60を有する。以下、詳細に説明する。
図4は、本実施形態に係る光学ユニット1の可動体2の分解斜視図である。図2から図4に示すように、光学ユニット1は、可動体2と、支持体3とを有する。支持体3は、第2揺動軸線A2を中心として揺動可能に、可動体2を支持する。
可動体2は、光学要素10を有する。また、可動体2は、ホルダ20と、第1支持部30とを有する。光学要素10は、光の進行方向を変える。ホルダ20は、光学要素10を保持する。第1支持部30は、第1揺動軸線A1を中心として揺動可能に、ホルダ20及び光学要素10を支持する。また、第1支持部30は、第2揺動軸線A2を中心として揺動可能に、支持体3に支持される。より具体的には、第1支持部30は、第2揺動軸線A2を中心として揺動可能に、支持体3の第2支持部60に支持される。
つまり、第1支持部30は、第1揺動軸線A1を中心として揺動可能に、ホルダ20を支持する。また、第2支持部60は、第1揺動軸線A1と交差する第2揺動軸線A2を中心として揺動可能に、第1支持部30を支持する。従って、第1揺動軸線A1及び第2揺動軸線A2のそれぞれを中心として光学要素10を揺動できるため、第1揺動軸線A1及び第2揺動軸線A2のそれぞれを中心として光学要素10の姿勢を補正できる。よって、2つの方向において像ブレを抑制できる。その結果、1つの揺動軸線のみを中心として光学要素10を揺動させる場合に比べて、補正精度を向上できる。なお、第1揺動軸線A1は、ピッチング軸とも呼ばれる。第2揺動軸線A2は、ロール軸とも呼ばれる。
本実施形態では、上述したように、第1支持部30は、ホルダ20及び光学要素10を支持する。また、第1支持部30は、第2支持部60に支持される。すなわち、ホルダ20及び光学要素10は、第1支持部30を介して、間接的に支持体3の第2支持部60に支持される。なお、ホルダ20及び光学要素10は、第1支持部30を介さずに、直接的に支持体3の第2支持部60に支持されてもよい。すなわち、可動体2は、第1支持部30を有しなくてもよい。
本実施形態では、第1支持部30及び第2支持部60は、支持部101を構成する。つまり、支持部101は、第1支持部30及び第2支持部60を有する。支持部101は、第1揺動軸線A1を中心として揺動可能に、ホルダ20を支持する。
第1揺動軸線A1は、第1方向X及び第2方向Yに対して交差する第3方向Zに沿って延びる軸線である。また、第2揺動軸線A2は、第1方向Xに沿って延びる軸線である。従って、第1方向X及び第2方向Yと交差する第1揺動軸線A1を中心として光学要素10を揺動できる。また、第1方向Xに沿って延びる第2揺動軸線A2を中心として光学要素10を揺動できる。よって、光学要素10の姿勢を適切に補正できる。また、第1方向X及び第2方向Yは、光L(図5A)の進行方向に沿った方向である。つまり、光の進行方向である第1方向X及び第2方向Yと交差する第1揺動軸線A1を中心として光学要素10を揺動できる。従って、光学要素10の姿勢をより適切に補正できる。
また、第1支持部30は、第3方向Zにホルダ20を支持する。従って、第1支持部30を、第3方向Zに沿って延びる第1揺動軸線A1を中心として容易に揺動できる。具体的には、本実施形態では、第1支持部30は、支持機構40を介して第3方向Zにホルダ20を支持する。
図5Aは、図2のVA-VA線に沿った断面図である。図5Bは、図2のVB-VB線に沿った断面図である。図5Cは、図2のVC-VC線に沿った断面図である。図5Dは、図2のVD-VD線に沿った断面図である。図6は、本実施形態に係る光学ユニット1の光学要素10及びホルダ20の分解斜視図である。図5Aから図5D及び図6に示すように、光学要素10は、プリズムからなる。プリズムは、空気よりも屈折率の高い透明な材料から形成される。なお、光学要素10は、例えば、板状の鏡であってもよい。本実施形態では、光学要素10は、略三角柱形状を有する。具体的には、光学要素10は、光入射面11と、光出射面12と、反射面13と、一対の側面14とを有する。光入射面11には、光Lが入射される。光出射面12は、光入射面11に接続する。光出射面12は、光入射面11に対して垂直に配置される。反射面13は、光入射面11及び光出射面12に接続する。反射面13は、光入射面11及び光出射面12のそれぞれに対して約45度傾斜する。反射面13は、第1方向Xの一方側X1に進行する光Lを、第1方向Xと交差する第2方向Yの一方側Y1に反射する。すなわち、光学要素10は、第1方向Xの一方側X1に進行する光Lを、第1方向Xと交差する第2方向Yの一方側Y1に反射する。一対の側面14は、光入射面11、光出射面12及び反射面13に接続する。
また、光学要素10の光軸L10と第2揺動軸線A2とは、重なって配置される。なお、本明細書において、光学要素10の光軸L10とは、光学要素10の光入射面11に対して垂直で且つ反射面13の中心を通過する軸線、又は光の入射するレンズ202の光軸、又は反射先にあるレンズユニットの光軸と反射面13との交点を通り、レンズユニットの光軸に対して垂直な方向に延びる軸線、又は、撮像素子の中心を通る直線と反射面13との交点を通り、撮像素子の中心を通る直線に対して垂直な方向に延びる軸線の少なくともいずれかと一致する軸線を意味する。典型的には、光学要素10の光入射面11に対して垂直で且つ反射面13の中心を通過する軸線と、光の入射するレンズ202の光軸と、反射先にあるレンズユニットの光軸と反射面13との交点を通り、レンズユニットの光軸に対して垂直な方向に延びる軸線と、撮像素子の中心を通る直線と反射面13との交点を通り、撮像素子の中心を通る直線に対して垂直な方向に延びる軸線とは全て一致する。
ホルダ20及び支持機構40の一方は、凸部を有する。ホルダ20及び支持機構40の他方は、凸部に接触する凹部を有する。本実施形態では、ホルダ20の側面部22及び支持機構40の一方は、凸部を有する。側面部22及び支持機構40の他方は、凸部に接触する凹部を有する。凸部及び凹部は、第1揺動軸線A1上に配置される。ホルダ20が第1揺動軸線A1を中心として揺動することにより、凸部及び凹部が互いに摺動する。従って、ホルダ20と支持機構40との接触位置から揺動中心までの長さを小さくできる。ホルダ20を揺動させる際に必要な力は、接触位置から揺動中心までの長さと摩擦力との積であるので、凸部及び凹部を第1揺動軸線A1上に配置することによって、ホルダ20を揺動させる際に必要な力を低減できる。つまり、光学ユニット1の駆動に必要な力を低減できる。
本実施形態では、側面部22は、支持機構40とは反対側に窪む軸上凹部22bを有する。支持機構40は、側面部22側に突出する軸上凸部45を有する。軸上凸部45は、軸上凹部22bに接触する。なお、軸上凹部22bは、本発明の「凹部」の一例である。また、軸上凸部45は、本発明の「凸部」の一例である。
具体的には、ホルダ20は、例えば樹脂からなる。ホルダ20は、ホルダ本体21と、一対の側面部22とを有する。また、ホルダ20は、一対の対向側面22aと、軸上凹部22bとを有する。
ホルダ本体21は、第1方向X及び第2方向Yと交差する第3方向Zに延びる。光学要素10は、ホルダ本体21に載置される。具体的には、ホルダ本体21は、支持面21aと、複数の凹部21dとを有する。本実施形態では、ホルダ本体21は、3つの凹部21dを有する。支持面21aは、光学要素10を支持する。支持面21aは、光学要素10の反射面13に面し、一対の側面部22に接続される面である。支持面21aは、光Lの入射方向に対して約45度傾斜した傾斜面であり、傾斜面の略全域にわたって光学要素10の反射面13と接触する。光Lの入射方向は、第1方向Xの一方側X1に向かう方向である。凹部21dは、支持面21aに配置される。凹部21dは、光学要素10とは反対側に窪む。なお、ホルダ本体21は、凹部21dを有しなくてもよい。
また、ホルダ本体21は、背面21bと、下面21cとを有する。背面21bは、支持面21aのうち光Lの出射方向とは反対側の端部に接続する。なお、「光Lの出射方向」は、第2方向Yの一方側Y1である。また、「光Lの出射方向とは反対側の端部」は、第2方向Yの他方側Y2の端部である。下面21cは、支持面21a及び背面21bに接続する。
一対の側面部22は、ホルダ本体21から第3方向Zと交差する交差方向に延びる。交差方向は、例えば、第1方向X及び第2方向Yを含む。一対の側面部22は、ホルダ本体21の第3方向Zの両端に配置される。一対の側面部22は、光学要素10に対して第3方向Zの両側に配置される。一対の側面部22は、第3方向Zに互いに対称な形状を有する。一対の対向側面22aは、一対の側面部22のそれぞれに配置される。一対の対向側面22aは、一対の支持機構40にそれぞれ対向する。支持機構40の詳細構造については、後述する。軸上凹部22bは、対向側面22aに配置される。軸上凹部22bは、第1揺動軸線A1上においてホルダ20の内側に向かって窪む。軸上凹部22bは、支持機構40の軸上凸部45の少なくとも一部を収容する。軸上凹部22bは、凹状の球面の少なくとも一部を有する。
図7は、本実施形態に係る光学ユニット1のホルダ20及び第1支持部30の構造を示す分解斜視図である。図8は、本実施形態に係る光学ユニット1のホルダ20及び第1支持部30の構造を示す断面斜視図である。図7及び図8に示すように、本実施形態では、ホルダ20は、第2方向Yの一方側Y1を向く第1面S1と、第2方向Yの他方側Y2を向く第2面S2とを有する。また、支持部101は、第1面S1に対して第2方向Yの一方側Y1に面する第3面S3と、第2面S2に対して第2方向Yの他方側Y2に面する第4面S4とを有する。第2方向Yから見て、第1面S1と第3面S3とは重なる。また、第2方向Yから見て、第2面S2と第4面S4とは重なる。従って、支持部101の第3面S3は、ホルダ20が第2方向Yの一方側Y1に移動することを制限する。また、支持部101の第4面S4は、ホルダ20が第2方向Yの他方側Y2に移動することを制限する。よって、光学ユニット1に衝撃等が加わった場合であっても、ホルダ20が支持部101から第2方向Yに脱落することを抑制できる。なお、本実施形態では、第1面S1、第2面S2、第3面S3及び第4面S4の各々は、第3方向Zの両側に配置される。
本実施形態では、第1面S1は、側面部22に配置される。また、第2面S2は、側面部22のうち、第1面S1に対して第2方向Yの他方側Y2に配置される。そして、第3面S3及び第4面S4は、側面部22に対して第2方向Yの両側に配置される。従って、第1面S1及び第2面S2を支持部101に対して第2方向Yの両側に配置する場合に比べて、側面部22の慣性モーメントが小さくなるので、ホルダ20を揺動させるために必要な力を小さくできる。なお、第1面S1及び第2面S2を支持部101に対して第2方向Yの両側に配置する構成については、後述する。
具体的には、側面部22は、幅広部221と、幅広部221よりも第2方向Yの幅が狭い幅狭部222とを有する。幅狭部222は、幅広部221に対して第1方向Xの一方側X1に配置される。第1面S1は、幅狭部222のうち第2方向Yの一方側Y1の部分に配置される。第2面S2は、幅狭部222のうち第2方向Yの他方側Y2の部分に配置される。第3面S3及び第4面S4は、第1支持部30に配置される。また、第3面S3及び第4面S4は、第1支持部30の第1壁部321及び第2壁部322にそれぞれ配置される。
光学ユニット1は、支持機構40を有する。支持機構40は、ホルダ20と第1支持部30とを接続する。支持機構40は、弾性変形可能である。また、支持機構40は、ホルダ20及び支持部101の少なくとも一方に配置される。本実施形態では、支持機構40は、ホルダ20及び支持部101の少なくとも他方に対して、第1揺動軸線A1の軸線方向に予圧を付与する。従って、ホルダ20が第1支持部30に対して第1揺動軸線A1の軸線方向に位置ズレすることを抑制できる。また、各部材の寸法に製造誤差が生じた場合であっても、第1揺動軸線A1の軸線方向にがたつき等が生じることを抑制できる。言い換えると、例えば、第1揺動軸線A1の軸線方向にホルダ20の位置が変位することを抑制できる。第1揺動軸線A1の軸線方向は、第3方向Zに沿った方向である。なお、本明細書において「予圧を付与する」とは、予め荷重を与えることを意味する。
次に、図9及び図10を参照して、支持機構40の詳細構造について説明する。図9は、本実施形態に係る光学ユニット1の光学要素10、ホルダ20及び支持機構40を示す分解斜視図である。図10は、本実施形態に係る光学ユニット1の光学要素10、ホルダ20、支持機構40、第1支持部30及び第2磁石121を示す分解斜視図である。図9及び図10に示すように、支持機構40は、ホルダ20と第1支持部30との間に配置される。支持機構40は、ホルダ20に対して第1揺動軸線A1の軸線方向に予圧を付与する。
具体的には、本実施形態では、各支持機構40は、単一の部材である。支持機構40は、1枚の板部材を折り曲げることによって形成されている。支持機構40は、弾性部材である。支持機構40は、本実施形態では板バネである。支持機構40は、第1支持部30に配置される。
上述したように、本実施形態では、支持機構40は、弾性部材である。この場合、光学ユニット1に衝撃等が加わると、支持機構40は塑性変形する可能性がある。しかしながら、本実施形態では、支持部101は、第3面S3及び第4面S4を有し、ホルダ20が第2方向Yに移動することを制限する。よって、弾性部材である支持機構40が塑性変形することを抑制できる。つまり、支持機構40として弾性部材を用いる場合に、第1面S1から第4面S4を設けてホルダ20の移動を制限することは、特に効果的である。
支持機構40は、ホルダ20側に位置する第1面部41と、第1支持部30側に位置する第2面部42と、第1面部41及び第2面部42を接続する湾曲部43とを有する。従って、支持機構40を第1揺動軸線A1の軸線方向に容易に変形できる。その結果、湾曲部43のたわみにより弾性力が生じるため、簡素な構成で、ホルダ20に対して軸線方向に容易に予圧を付与できる。
具体的には、第1面部41は、第1揺動軸線A1の軸線方向においてホルダ20に対向する。第1面部41は、ホルダ20の側面部22に対向する。第1面部41は、第1方向X及び第2方向Yに沿って延びる。第1面部41は、側面部22に沿って配置される。第2面部42は、第1揺動軸線A1の軸線方向において第1支持部30に対向する。第2面部42は、第1支持部30の側面部32に対向する。第2面部42は、第1方向X及び第2方向Yに沿って延びる。第2面部42は、側面部32に沿って配置される。
湾曲部43は、弾性変形可能である。よって、第1面部41及び第2面部42は、互いに接近又は離隔する方向に移動可能である。本実施形態では、支持機構40がホルダ20と第1支持部30との間に配置された状態で、第1面部41及び第2面部42が互いに接近するように、支持機構40は第1揺動軸線A1の軸線方向に圧縮弾性変形される。従って、支持機構40は、変形量に応じた反力によってホルダ20に予圧を付与する。
また、本実施形態では、ホルダ20は、支持機構40を軸として揺動する。従って、支持機構40が揺動軸として機能するので、ホルダ20の揺動が安定する。
具体的には、支持機構40は、ホルダ20に向かって突出する凸部、又は、ホルダ20とは反対側に窪む凹部を有する。支持機構40の凸部又は凹部は、ホルダ20の凹部又は凸部に接触する。本実施形態では、支持機構40は、軸上凸部45を有する。軸上凸部45は、ホルダ20に向かって突出する。支持機構40の軸上凸部45は、ホルダ20の軸上凹部22bに接触する。
また、本実施形態では、軸上凸部45は、第1面部41に配置される。軸上凸部45は、第1揺動軸線A1上においてホルダ20に向かって突出する。軸上凸部45は、球面の少なくとも一部を有する。軸上凸部45の一部は、軸上凹部22bに収容される。従って、軸上凸部45と軸上凹部22bとが点接触するので、支持機構40によってホルダ20を安定して支持できる。
また、本実施形態では、支持機構40は一対設けられている。つまり、光学ユニット1は、支持機構40を一対有する。一対の支持機構40は、ホルダ20に対して第3方向Zの両側に配置される。つまり、一対の支持機構40は、ホルダ20に対して第1揺動軸線A1の軸線方向の両側に配置される。従って、支持機構40をホルダ20の片側のみに配置する場合に比べて、ホルダ20をより安定して支持できる。また、支持機構40は、第3方向Zに圧縮弾性変形した状態でホルダ20を第3方向Zの両側から支持する。
具体的には、一対の支持機構40の軸上凸部45は、ホルダ20の一対の軸上凹部22bにそれぞれ接触する。ホルダ20は、軸上凸部45と接触する2つの接点で支持機構40によって、第1揺動軸線A1の軸線方向の両側から支持される。従って、ホルダ20は、2つの接点を通過する第1揺動軸線A1を中心として揺動可能である。
支持機構40は、取付部47を有する。取付部47は、例えば第2面部42に配置される。取付部47は、第2面部42の上端に配置される。取付部47は、第1支持部30の側面部32の上端に取り付けられる。取付部47は、例えば、側面部32の上端を第1方向Xに挟み込むことにより、側面部32に取り付けられる。なお、支持機構40は、取付部47を有しなくてもよく、例えば、接着剤等を用いて第1支持部30に固定されてもよい。
図11は、本実施形態に係る光学ユニット1の可動体2を示す斜視図である。図12は、本実施形態に係る光学ユニット1の第1支持部30を第1方向Xの一方側X1から示す図である。図13は、本実施形態に係る光学ユニット1の支持体3の分解斜視図である。図14は、本実施形態に係る光学ユニット1の第2支持部60周辺を示す斜視図である。
図11から図14に示すように、可動体2及び支持体3の一方は、可動体2及び支持体3の他方に向かって突出する第1凸部71を有する。具体的には、第1支持部30及び第2支持部60の一方は、第1支持部30及び第2支持部60の他方に向かって突出する第1凸部71を有する。可動体2及び支持体3の他方は、第1凸部71に接触する。第1凸部71は、第2揺動軸線A2上に配置される。従って、可動体2は、第1凸部71を中心として揺動する。よって、可動体2と支持体3との接触位置から揺動中心までの長さを小さくできる。可動体2を揺動させる際に必要な力は、接触位置から揺動中心までの長さと摩擦力との積であるので、第1凸部71を第2揺動軸線A2上に配置することによって、可動体2を揺動させる際に必要な力を低減できる。つまり、光学ユニット1の駆動に必要な力を低減できる。なお、第1凸部71の材質は、特に限定されるものではないが、第1凸部71は、例えばセラミック、樹脂又は金属により形成される。
また、第1凸部71が第2揺動軸線A2上に配置されることによって、可動体2と支持体3との接触位置は、第1凸部71に対して移動しない。従って、例えば、可動体2が揺動する際に可動体2及び支持体3の他方が第1凸部71に対して摺動する場合に比べて、可動体2及び支持体3の他方と第1凸部71との間の摩擦力を小さくできる。また、光軸L10と第2揺動軸線A2とが重なって配置されるため、可動体2を揺動させた際に光軸L10が第2揺動軸線A2からずれることを抑制できる。
また、本実施形態では、支持体3が、第1凸部71を有する。従って、可動体2が揺動する際に第1凸部71が回転することを抑制できる。よって、第1凸部71によって可動体2を安定して支持できる。その結果、可動体2の揺動が安定する。
また、可動体2及び支持体3の一方は、可動体2及び支持体3の他方に向かって突出する複数の第2凸部72を有する。具体的には、第1支持部30及び第2支持部60の一方は、第1支持部30及び第2支持部60の他方に向かって突出する複数の第2凸部72を有する。複数の第2凸部72は、第2揺動軸線A2から離隔した位置に配置される。可動体2及び支持体3の他方は、複数の第2凸部72に接触する。第1凸部71及び複数の第2凸部72は、第2揺動軸線A2と交差する同一平面上に配置される。従って、同一平面上に配置される第1凸部71及び複数の第2凸部72によって、可動体2を支持できる。その結果、可動体2を安定して支持できる。なお、第1凸部71及び複数の第2凸部72が配置される同一平面としては、例えば、対向面61aを含む平面、又は、下対向面31eを含む平面が挙げられる。また、第2凸部72の材質は、特に限定されるものではないが、第2凸部72は、例えばセラミック、樹脂又は金属により形成される。
また、第2凸部72の位置は、一定である。言い換えると、第2凸部72は、可動体2及び支持体3の一方に対して移動しない。本実施形態では、第2凸部72は、支持体3に対して移動しない。言い換えると、本実施形態では、可動体2が揺動した場合も、支持体3に対する第2凸部72の位置は、一定である。従って、可動体2をより安定して支持できる。
また、本実施形態では、第2凸部72の数は、2つである。従って、3つの凸部(第1凸部71及び第2凸部72)で可動体2を支持するため、4つ以上の凸部によって可動体2を支持する場合に比べて、可動体2をより安定して支持できる。また、本実施形態では、3点で可動体2に対して点接触するため、可動体2をさらに安定して支持できる。
可動体2及び支持体3の他方は、第1凸部71とは反対方向に窪む第1凹部31fを有する。第1凹部31fは、第1凸部71に接触する。従って、凹状の第1凹部31fで第1凸部71を受けることによって、第1凸部71の中心が第1凹部31fの中心軸からずれることを抑制できる。その結果、回転中心がずれることに起因する像ブレを抑制できる。また、回転中心がずれることに起因して可動体2の揺動が不安定になることを、抑制できる。その結果、例えば、揺動に必要な電流値が変動することを抑制できる。
また、本実施形態では、可動体2は第1凹部31fを有し、支持体3は第1凸部71を有する。従って、第1凸部71が球体である場合、球体を第2支持部60に配置した状態で可動体2を支持体3に組み付けることができるため、組立作業を容易にできる。
次に、図10及び図11を参照して、第1支持部30周辺の構造について詳細に説明する。図10及び図11に示すように、第1支持部30は、支持本体31と、一対の側面部32とを有する。一対の側面部32は、第1揺動軸線A1の軸線方向においてホルダ20の両側に配置される。支持本体31は、一対の側面部32を接続する。
支持本体31は、上対向面31aを有する。上対向面31aは、ホルダ20に対して第1方向Xに対向する。なお、上対向面31aは、ホルダ20の底面に対して離隔する。
一対の側面部32は、支持本体31の第3方向Zの両端に配置される。一対の側面部32は、第3方向Zに互いに対称な形状を有する。側面部32は、内側面32aを有する。内側面32aは、ホルダ20に対して第3方向Zに対向する。
第1支持部30及びホルダ20の一方は、取付溝32bを有する。取付溝32bは、第1揺動軸線A1上において第1支持部30及びホルダ20の他方とは反対側に窪む。従って、支持機構40を取付溝32bに沿って移動させることによって、ホルダ20及び支持機構40を容易に第1支持部30に取り付けることができる。本実施形態では、第1支持部30は、取付溝32bを有する。取付溝32bは、第1揺動軸線A1上においてホルダ20とは反対側に窪む。取付溝32bは、支持機構40の少なくとも一部を収容するとともに、第1揺動軸線A1と交差する方向に延びる。
本実施形態では、取付溝32bは、内側面32aに配置される。取付溝32bは、支持機構40の一部を収容する。取付溝32bは、第1方向Xに延びる。
各側面部32は、一対の支柱部32cと、接続部32dとを有する。一対の支柱部32cは、第2方向Yに互いに離隔する。支柱部32cは、第1方向Xに延びる。接続部32dは、支柱部32cの上部同士を接続する。接続部32dの第3方向Zの長さは、支柱部32cの第3方向Zの長さよりも短い。そして、一対の支柱部32cと接続部32dとによって、取付溝32bが構成される。
また、支持機構40は、取付溝32bに沿って移動可能である。本実施形態では、支持機構40は、取付溝32bに沿って第1方向Xに移動可能である。支持機構40を取付溝32bに沿って移動させることによって、支持機構40の取付部47が接続部32dを第3方向Zに挟む。よって、支持機構40が第1支持部30に固定される。
図7及び図8に示すように、支持部101は、第1壁部321と、第2壁部322とを有する。第1壁部321は、幅狭部222に対して第2方向Yの一方側Y1に配置される。第2壁部322は、幅狭部222に対して第2方向Yの他方側Y2に配置される。第3面S3は、第1壁部321に配置される。第4面S4は、第2壁部322に配置される。従って、側面部22の幅狭部222を、第1方向Xの他方側X2から第1壁部321と第2壁部322との間に挿入することによって、ホルダ20を支持部101に容易に組み付けることができる。本実施形態では、第1支持部30の側面部32は、第1壁部321と第2壁部322とを有する。
第1壁部321及び第2壁部322は、支柱部32cに対してホルダ20側に配置される。また、第1壁部321及び第2壁部322は、支柱部32cよりも第1方向Xの長さが短い。第1壁部321及び第2壁部322は、幅広部221に対して第1方向Xの一方側X1に配置される。第1壁部321、第2壁部322及び支持本体31によって、幅狭部222を収容する収容部S32が形成される。
また、本実施形態では、幅狭部222は、第3方向Zから見て、接続面222aと、第1面取り部222bと、第2面取り部222cとを有する。接続面222aは、第1面S1と第2面S2とを接続する。第1面取り部222bは、第1面S1と接続面222aとの接続部分に配置される。第2面取り部222cは、第2面S2と接続面222aとの接続部分に配置される。従って、ホルダ20が第1揺動軸線A1を中心として揺動する際に幅狭部222が側面部32に接触することを抑制できる。
ここで、図5Bを参照して、ホルダ20と支持部101との隙間について説明する。図5Bに示すように、第1面S1と第3面S3との間の距離W1は、軸上凹部22bの半径R1よりも小さい。また、第2面S2と第4面S4との間の距離W2は、軸上凹部22bの半径R1よりも小さい。従って、軸上凸部45が軸上凹部22bから第2方向Yに外れる前に、第1面S1又は第2面S2が第3面S3又は第4面S4に接触する。よって、ホルダ20が支持部101から外れることを抑制できる。本実施形態では、ホルダ20が第1支持部30から外れることを抑制できる。なお、距離W1は、本発明の「第1距離」の一例である。距離W2は、本発明の「第2距離」の一例である。
また、ホルダ20は、第2方向Yの他方側Y2を向く第5面S5を有する。第2支持部60は、第5面S5に対して第2方向Yの他方側Y2に面する第6面S6を有する。第2方向Yから見て、第5面S5と第6面S6とは重なる。距離W2は、第5面S5と第6面S6との間の距離W3よりも小さい。従って、第5面S5が第6面S6に接触する前に、第2面S2が第4面S4に接触する。よって、ホルダ20が第2支持部60に接触することを抑制できる。なお、距離W3は、本発明の「第3距離」の一例である。本実施形態では、第5面S5は、ホルダ20のうち第2方向Yの他方側Y2の面である。また、第6面S6は、第2支持部60の背面部63のうち、第2方向Yの一方側Y1の面である。
図15は、本実施形態に係る光学ユニット1の支持機構40の第3方向Zの変形量W40を示す図である。図15では、支持機構40を圧縮弾性変形させた状態を断面で示し、圧縮弾性変形させていない状態を2点鎖線で示している。支持機構40の第3方向Zの変形量W40(図15参照)は、ホルダ20と支持部101との間の第3方向Zの距離W4よりも大きい。つまり、ホルダ20が支持部101に対して第3方向Zに移動できる量(距離W4)よりも、圧縮弾性変形している支持機構40の変形量(戻り量)W40の方が大きい。よって、衝撃等によってホルダ20が支持部101に対して第3方向Zに移動した場合であっても、支持機構40がホルダ20から離れることを抑制できる。その結果、ホルダ20が支持部101から脱落することを抑制できる。なお、距離W4は、本発明の「第4距離」の一例である。距離W4は、ホルダ20と支持部101との間の第3方向Zの隙間のうち、最も小さい部分における距離である。本実施形態では、距離W4は、ホルダ20のホルダ本体21と第1支持部30の側面部22との間の距離である。
また、図5A及び図5Bに示すように、距離W1及び距離W2は、反射面13と支持部101との間の第2方向Yの距離W5よりも小さい。従って、反射面13が支持部101に接触する前に、第1面S1又は第2面S2が第3面S3又は第4面S4に接触する。よって、光学要素10が支持部101に接触することを抑制できる。なお、距離W5は、本発明の「第5距離」の一例である。距離W5は、反射面13と支持部101との間の第2方向Yの隙間のうち、最も小さい部分における距離である。本実施形態では、反射面13と第1支持部30との間で最も小さい距離は、W51である。反射面13と第2支持部60との間で最も小さい距離は、W52である。距離W5は、距離W51及び距離W52のうち小さい方の距離である。
図10及び図11を参照して、側面部32周辺の構造について説明する。側面部32は、外側面32eと、収容凹部32fとを有する。外側面32eは、第3方向Zの外側を向く。収容凹部32fは、外側面32eに配置される。収容凹部32fは、第2揺動機構120の第2磁石121の少なくとも一部を収容する。また、側面部32は、切欠き部32gを有する。切欠き部32gは、収容凹部32fの第2方向Yの端部に配置される。切欠き部32gには、磁石支持板122の突起122aが配置される。磁石支持板122は、第2磁石121を支持する。切欠き部32gは、磁石支持板122を支持する。磁石支持板122の材質は、特に限定されないが、例えば磁性体を用いてもよい。この場合、磁石支持板122は、バックヨークとも呼ばれる。磁性体からなる磁石支持板122を用いることによって、磁気漏れを抑制できる。
また、可動体2及び支持体3の他方は、第2凹部31gを有する。本実施形態では、可動体2は、第2凹部31gを有する。具体的には、支持本体31は、下対向面31eと、第1凹部31fと、第2凹部31gとを有する。下対向面31eは、支持体3に対して第1方向Xに対向する。第1凹部31f及び第2凹部31gは、下対向面31eに配置される。
第1凹部31fは、第2揺動軸線A2上に配置される。第1凹部31fは、凹状の球面の一部を有する。従って、凹状の球面によって第1凸部71を受けるため、例えば、第1凸部71が第1凹部31f内で横ずれしにくくなる。その結果、可動体2を安定して支持できる。その一方、例えば、第1凹部31fを断面矩形状にした場合、第1凸部71は第1凹部31fに対して横ずれしやすい。また、本実施形態では、例えば、第1凸部71及び第1凹部31fを断面矩形状にする場合と異なり、第1凸部71と第1凹部31fとを容易に点接触させることができる。
第2凹部31gは、第2凸部72とは反対方向に窪む。第2凹部31gは、第1凹部31fから離隔する。すなわち、第2凹部31gは、第2揺動軸線A2から離隔する。第2凹部31gは、複数設けられる。本実施形態では、第2凹部31gは、2つ設けられる。2つの第2凹部31gは、第2揺動軸線A2までの距離が等しい位置に配置される。第2凹部31gは、摺動面31hと、内側面31iとを有する。
また、第2凹部31gは、第2凸部72に接触する。具体的には、第2凹部31gの摺動面31hは、第2凸部72に接触する。摺動面31hは、下対向面31eと略平行に配置される。すなわち、第2凹部31gの深さは略一定である。
また、図12に示すように、光軸方向から見て、第2凹部31gの輪郭は、第2凸部72の外側に配置される。従って、第2凸部72が第2凹部31gの内側面31iに接触することを抑制できる。その結果、第2凸部72と第2凹部31gとの間の摩擦を抑制できる。具体的には、内側面31iは、摺動面31hを囲う。内側面31iは、第2凸部72から離隔する。すなわち、光軸方向から見て、第2凹部31gの輪郭は、第2凸部72に対して離隔する。また、内側面31iは、第1支持部30が第2揺動軸線A2を中心として第2揺動機構120によって揺動された場合に、第2凸部72が接触しない位置に配置される。
また、図3及び図5Aに示すように、第2凸部72は、第1凹部31fよりも第2方向Yの他方側Y2に配置される。従って、光学要素10の反射面13に第2凸部72が接触することを抑制できる。その結果、光学要素10を配置するスペースを容易に確保できる。また、より大きい光学要素10を搭載することもできる。具体的には、反射面13の一部は、下対向面31eに対して、第1方向Xの一方側X1及び第2方向Yの一方側Y1に突出する。従って、第1支持部30のうち第2凸部72が配置された部分に光学要素10が接触することを抑制できる。その結果、光学要素10を配置するスペースを確保できる。
図13及び図14に示すように、支持体3は、第2支持部60と、第1凸部71と、第2凸部72とを有する。支持体3は、対向面61aを有することが好ましい。
具体的には、第2支持部60は、第1揺動軸線A1と交差する第2揺動軸線A2を中心として揺動可能に、第1支持部30を支持する。また、第2支持部60は、第1方向Xに第1支持部30を支持する。
図16は、本実施形態に係る光学ユニット1の第2支持部60を第1方向Xの他方側X2から示す図である。図13、図14及び図16に示すように、第2支持部60は、支持本体61と、一対の側面部62と、背面部63とを有する。支持本体61は、対向面61aと、第1収容凹部61bと、少なくとも2つの第2収容凹部61cとを有する。本実施形態では、支持本体61は、1つの第1収容凹部61bと、2つの第2収容凹部61cとを有する。なお、本実施形態では、第2支持部60が第1収容凹部61b及び第2収容凹部61cを有する例について説明するが、可動体2及び支持体3の一方が、可動体2及び支持体3の他方とは反対方向に窪む第1収容凹部及び第2収容凹部を有してもよい。また、例えば、可動体2及び支持体3の一方が第1収容凹部を有し、可動体2及び支持体3の他方が第2収容凹部を有してもよい。
対向面61aは、第1支持部30の下対向面31eに対して第1方向Xに対向する。第1収容凹部61b及び第2収容凹部61cは、対向面61aに配置される。第1収容凹部61b及び第2収容凹部61cは、第1方向Xにおいて可動体2とは反対方向に窪む。つまり、第1収容凹部61b及び第2収容凹部61cは、第1方向Xの一方側X1に窪む。第1収容凹部61bは、第1支持部30の第1凹部31fに対して第1方向Xに対向する。第1収容凹部61bは、第2揺動軸線A2を中心とする同一円周C(図16参照)上に配置される。第1収容凹部61bは、第1凸部71の一部を収容する。従って、第1凸部71は、第2揺動軸線A2上に配置される。
また、第2収容凹部61cは、第1収容凹部61bから離隔する。従って、第2収容凹部61cは、第2揺動軸線A2から離隔する。また、本実施形態では、第2収容凹部61cは、第1収容凹部61bからの距離を隔てて離隔する。また、第2収容凹部61cは、第2凸部72の一部を収容する。従って、複数の第2凸部72は、第2揺動軸線A2を中心とする同一円周C上に配置される。従って、第1凸部71からの距離が等しい位置で可動体2を支持できる。その結果、可動体2をより安定して支持できる。なお、第2揺動軸線A2の軸線方向は、第1方向Xに沿った方向である。
また、2つの第2収容凹部61cは、第3方向Zに並んだ状態で、第1収容凹部61bよりも光学要素10に遠い位置に配置される。
第1収容凹部61bは、第1凸部71の一部を保持する。本実施形態では、第1凸部71の下半分が第1収容凹部61b内に配置される。第1凸部71は、球面の少なくとも一部を有する。従って、第1凸部71が可動体2及び支持体3の他方に点接触するため、第1凸部71と可動体2及び支持体3の他方との間の摩擦力をより小さくできる。本実施形態では、第1凸部71が可動体2に点接触するため、第1凸部71と可動体2との間の摩擦力をより小さくできる。
また、本実施形態では、第1凸部71は、球体である。従って、第1凸部71と第1凹部31fとの間の摩擦は転がり摩擦になる。その結果、第1凸部71と第1凹部31fとの間の摩擦力が大きくなることを抑制できる。具体的には、第1凸部71は、第1収容凹部61b内で回転可能である。従って、第1凸部71と第1凹部31fとの間の摩擦は、転がり摩擦になる。なお、第1凸部71は、第1凹部31fに対して例えば接着剤を用いて固定されていてもよい。
第2収容凹部61cは、第2凸部72の一部を保持する。本実施形態では、第2凸部72の下半分が第2収容凹部61c内に配置される。第2凸部72は、球面の少なくとも一部を有する。従って、第2凸部72が可動体2及び支持体3の他方に点接触するため、第2凸部72と可動体2及び支持体3の他方との間の摩擦力を小さくできる。本実施形態では、第2凸部72が可動体2に対して点接触するため、第2凸部72と可動体2との間の摩擦力を小さくできる。
また、本実施形態では、第2凸部72は、球体である。従って、第2凸部72と可動体2及び支持体3の他方との間の摩擦が転がり摩擦になるため、摩擦力を抑制できる。本実施形態では、第2凸部72と可動体2との間の摩擦が転がり摩擦になる。具体的には、第2凸部72は、第2収容凹部61c内で回転可能である。従って、第2凸部72と第1支持部30の第2凹部31gとの間の摩擦は転がり摩擦になる。なお、第2凸部72は、第2凹部31gに対して例えば接着剤を用いて固定されていてもよい。
また、図5C及び図16に示すように、第1収容凹部61bは、中心凹部611を有してもよい。中心凹部611は、第1収容凹部61bと同心円状に配置される。中心凹部611の縁に第1凸部71が接触する。中心凹部611の直径は、第1凸部71の直径よりも小さい。従って、例えば、第1凸部71の外周面と第1収容凹部61bの内周面との間に隙間が生じている場合であっても、中心凹部611によって第1凸部71を位置決めできる。すなわち、第1凸部71の中心を中心凹部611の中心軸上に配置できる。その結果、第1凸部71の中心を第1収容凹部61bの中心軸上に容易に配置できる。
また、図5D及び図16に示すように、第2収容凹部61cは、中心凹部611を有してもよい。中心凹部611は、第2収容凹部61cと同心円状に配置される。中心凹部611の縁に第2凸部72が接触する。中心凹部611の直径は、第2凸部72の直径よりも小さい。従って、例えば、第2凸部72の外周面と第2収容凹部61cの内周面との間に隙間が生じている場合であっても、中心凹部611によって第2凸部72を位置決めできる。すなわち、第2凸部72の中心を中心凹部611の中心軸上に配置できる。その結果、第2凸部72の中心を第2収容凹部61cの中心軸上に容易に配置できる。
また、第1凸部71及び第2凸部72の材質は、セラミックである。従って、第1凸部71及び第2凸部72が摩耗することを抑制できる。なお、第1凸部71及び第2凸部72の材質は、金属であってもよい。この場合も、第1凸部71及び第2凸部72が摩耗することを抑制できる。また、第1凸部71及び第2凸部72の全体が金属によって形成されていてもよいし、例えばメッキ処理により第1凸部71及び第2凸部72の表面のみが金属によって形成されていてもよい。また、第1凸部71及び第2凸部72は、樹脂によって形成されていてもよい。
また、第1凸部71は、光学要素10の反射面13(図5A参照)に対して第1方向Xの一方側X1に配置される。従って、光路を遮断することなく、第1凸部71を配置することができる。
図5C、図11及び図13に示すように、光学ユニット1は、可動体2及び支持体3の少なくとも一方に配置される予圧部150を有する。本実施形態では、光学ユニット1は、一対の予圧部150を有する。また、本実施形態では、光学ユニット1は、可動体2及び支持体3の一方に配置される磁石151と、可動体2及び支持体3の他方に配置される磁性部材152とを有する。磁性部材152は、磁性体からなる板状の部材である。そして、支持体3が可動体2を支持する方向(第1方向X)から見て、磁石151と磁性部材152とは重なる。従って、支持体3が可動体2を支持する方向において、磁石151と磁性部材152との間に互いに引き合う力(以下、引力とも記載する)を生じさせることができる。
このように、磁石151と磁性部材152は重なるため、可動体2と支持体3との間には、互いに近づく方向に力が作用する。言い換えると、可動体2及び支持体3には、引力が作用する。従って、第1揺動機構110及び第2揺動機構120を駆動しない場合、磁石151と磁性部材152との間の引力によって、可動体2は基準位置に保持される。基準位置は、図5Bに示すように、第1支持部30の側面部32と第2支持部60の側面部62とが平行になる位置である。また、磁石151と磁性部材152との間に引力が生じることによって、第1方向Xの他方側X2に可動体2が移動することを抑制できる。
また、磁石151及び磁性部材152の一方の少なくとも一部は、可動体2及び支持体3の少なくとも一方の内部に配置される。本実施形態では、磁石151は、支持体3に配置される。磁性部材152は、可動体2に配置される。
具体的には、可動体2は、磁性部材152が配置される収容部31jを有する。本実施形態では、第1支持部30は、一対の収容部31jを有する。収容部31jは、支持本体31の下対向面31eに配置される。収容部31jは、下対向面31eから第1方向Xの他方側X2に向かって窪む。磁性部材152は、収容部31jに嵌っている。従って、磁性部材152は、収容部31jに固定される。例えば、磁性部材152は、接着剤又は圧入によって、収容部31jに固定される。
また、支持体3は、磁石151が配置される第3収容凹部61dを有する。本実施形態では、第2支持部60は、一対の第3収容凹部61dを有する。第3収容凹部61dは、支持本体61の対向面61aに配置される。第3収容凹部61dは、対向面61aから第1方向Xの一方側X1に向かって窪む。磁石151は、第3収容凹部61dに嵌っている。従って、磁石151は、第3収容凹部61dに固定される。例えば、磁石151は、接着剤又は圧入によって、第3収容凹部61dに固定される。
図14及び図16に示すように、第2支持部60において、一対の側面部62は、支持本体61の第3方向Zの両端に配置される。一対の側面部62は、第3方向Zに互いに対称な形状を有する。側面部62は、第2揺動機構120の第2コイル125が配置される収容穴62aを有する。収容穴62aは、側面部62を厚み方向に貫通する。つまり、収容穴62aは、側面部62を第3方向Zに貫通する。
背面部63は、支持本体61の第2方向Yの他方側Y2の端部に配置される。背面部63は、第1揺動機構110の第1コイル115が配置される収容穴63aを有する。収容穴63aは、背面部63を厚み方向に貫通する。つまり、収容穴63aは、背面部63を第2方向Yに貫通する。
FPC(Flexible Printed Circuit)80は、一対の側面部62の外側及び背面部63の外側を覆うように配置される。FPC80は、例えば、半導体素子、接続端子及び配線を有する。FPC80は、第1揺動機構110の第1コイル115及び第2揺動機構120の第2コイル125に対して、所定のタイミングで電力を供給する。
具体的には、図13に示すように、FPC80は、基板81、接続端子82、補強板83及び磁性部材84を有する。基板81は、例えばポリイミド基板からなる。基板81は、可撓性を有する。基板81は、複数のピン挿入孔81aを有する。ピン挿入孔81aは、第1コイル115に対向する。各ピン挿入孔81aには、第1コイル115のコイルピン(図示せず)が配置される。
接続端子82は、基板81に配置される。接続端子82は、第1揺動機構110及び第2揺動機構120に対向する。接続端子82は、図示しないホール素子の端子に電気的に接続される。なお、1つのホール素子に対して例えば4つの接続端子82が配置される。補強板83は、基板81に3つ配置される。補強板83は、第1揺動機構110及び第2揺動機構120に対向する。補強板83は、基板81が撓むことを抑制する。
磁性部材84は、基板81に3つ配置される。2つの磁性部材84は、第2揺動機構120の第2磁石121に対向する。第2コイル125に通電しない状態において、第2磁石121及び磁性部材84の間には引力が生じる。よって、可動体2は、第2揺動軸線A2を中心とする回転方向において、基準位置に配置される。また、残り1つの磁性部材84は、第1揺動機構110の第1磁石111に対向する。第1コイル115に通電しない状態において、第1磁石111及び磁性部材84の間には引力が生じる。よって、可動体2は、第1揺動軸線A1を中心とする回転方向において、基準位置に配置される。また、第1磁石111及び磁性部材84の間に引力が生じることによって、第2方向Yの一方側Y1にホルダ20が抜け出ることを抑制できる。
図5A及び図5Bに示すように、光学ユニット1は、第1揺動機構110をさらに有する。第1揺動機構110は、第1揺動軸線A1を中心としてホルダ20を第1支持部30に対して揺動する。従って、2つの揺動軸線(第1揺動軸線A1及び第2揺動軸線A2)のそれぞれを中心として光学要素10を容易に揺動できる。第1揺動機構110は、第1磁石111と、第1コイル115とを有する。第1コイル115は、第1磁石111に対して第2方向Yに対向する。
第1磁石111は、ホルダ20及び第2支持部60の一方に配置される。一方、第1コイル115は、ホルダ20及び第2支持部60の他方に配置される。従って、第1コイル115に電流を流した際に生じる磁場に起因して、第1磁石111に力が作用する。そして、ホルダ20は、第1支持部30に対して揺動する。よって、第1磁石111及び第1コイル115を用いた簡素な構成でホルダ20を揺動できる。本実施形態では、第1磁石111は、ホルダ20に配置される。第1コイル115は、第2支持部60に配置される。第1コイル115を第2支持部60に配置することによって、第1コイル115は第2支持部60に対して揺動しない。従って、第1コイル115を例えば第1支持部30に配置する場合と比較して、第1コイル115に対して容易に配線できる。
具体的には、第1磁石111は、ホルダ20の背面21bに配置される。すなわち、第1磁石111は、ホルダ20のうち第2方向Yの他方側Y2の端部20aに配置される。第1磁石111は、n極からなるn極部111aと、s極からなるs極部111bとを有する。第1磁石111は、第1方向Xに分極されている。
第1コイル115は、第2支持部60の背面部63の収容穴63aに配置される。すなわち、第1コイル115は、第2支持部60のうち第2方向Yの他方側Y2の端部60aに配置される。従って、第1コイル115及び第1磁石111が光路上に配置されることを抑制できる。よって、第1コイル115及び第1磁石111によって光路が遮断されることを抑制できる。
第1コイル115に通電することによって、第1コイル115の周辺に磁場が生じる。そして、第1磁石111には磁場に起因する力が作用する。その結果、ホルダ20及び光学要素10は、第1揺動軸線A1を中心として、第1支持部30及び第2支持部60に対して揺動する。
第2揺動機構120は、第2揺動軸線A2を中心として可動体2を揺動する。具体的には、第2揺動機構120は、第2揺動軸線A2を中心として第1支持部30を第2支持部60に対して揺動する。第2揺動機構120は、第2磁石121と、第2磁石121に対向する第2コイル125とを有する。第2磁石121は、第1支持部30及び第2支持部60の一方に配置される。一方、第2コイル125は、第1支持部30及び第2支持部60の他方に配置される。従って、第2コイル125に電流を流した際に生じる磁場により、第1支持部30は第2支持部60に対して揺動する。よって、第2磁石121及び第2コイル125を用いた簡素な構成で第1支持部30を揺動できる。本実施形態では、第2磁石121は、第1支持部30に配置される。第2コイル125は、第2支持部60に配置される。第2コイル125を第2支持部60に配置することによって、第2コイル125は第2支持部60に対して揺動しない。従って、第2コイル125を例えば第1支持部30に配置する場合と比較して、第2コイル125に対して容易に配線できる。
具体的には、第2磁石121は、第1支持部30の側面部32の収容凹部32f(図10参照)に配置される。すなわち、第2磁石121は、第1支持部30のうち第1方向Xと交差する方向の端部30aに配置される。本実施形態では、第2磁石121は、第3方向Zの端部30aに配置される。第2磁石121は、n極からなるn極部121aと、s極からなるs極部121bとを有する。第2磁石121は、第1方向Xと交差する第2方向Yに分極されている。従って、光の入射方向に沿った第2揺動軸線A2を中心として、可動体2を揺動できる。
第2コイル125は、第2磁石121に対して第3方向Zに対向する。第2コイル125は、第2支持部60の側面部62の収容穴62a(図14参照)に配置される。すなわち、第2コイル125は、第2支持部60のうち第3方向Zの端部60bに配置される。
第2コイル125に通電することによって、第2コイル125の周辺に磁場が生じる。そして、第2磁石121には磁場に起因する力が作用する。その結果、第1支持部30、ホルダ20及び光学要素10は、第2揺動軸線A2を中心として、第2支持部60に対して揺動する。
なお、図1に示したように光学ユニット1をスマートフォン200に用いる場合、スマートフォン200内のホール素子(図示せず)がスマートフォン200の姿勢を検知する。そして、第1揺動機構110及び第2揺動機構120は、スマートフォン200の姿勢に応じて制御される。また、光学ユニット1は、第2支持部60に対するホルダ20の姿勢を検知可能であることが好ましい。この場合、第2支持部60に対するホルダ20の姿勢を高精度に制御できる。なお、スマートフォン200の姿勢を検知するセンサとして、例えばジャイロセンサを用いてもよい。
以下、図17を参照して、本実施形態の変形例について説明する。以下では、図1から図16で示した本実施形態と異なる点を主に説明する。
(変形例)
図17を参照して、本実施形態の変形例を説明する。図17は、本実施形態の変形例に係る光学ユニット1のホルダ20、支持部101及び支持機構40の構造を模式的に示す平面図である。図17では、図面簡略化のため、光学要素10等を省略している。本実施形態の変形例では、第1面S1及び第2面S2を支持部101に対して第2方向Yの両側に配置する例について説明する。
図17を参照して、本実施形態の変形例を説明する。図17は、本実施形態の変形例に係る光学ユニット1のホルダ20、支持部101及び支持機構40の構造を模式的に示す平面図である。図17では、図面簡略化のため、光学要素10等を省略している。本実施形態の変形例では、第1面S1及び第2面S2を支持部101に対して第2方向Yの両側に配置する例について説明する。
図17に示すように、光学ユニット1は、ホルダ20、支持部101及び支持機構40を有する。支持機構40は、図1から図16で示した実施形態と同様、ホルダ20及び支持部101の少なくとも一方に配置され、ホルダ20を支持する。
また、図1から図16で示した実施形態と同様、ホルダ20は、第2方向Yの一方側Y1を向く第1面S1と、第2方向Yの他方側Y2を向く第2面S2とを有する。また、支持部101は、第1面S1に対して第2方向Yの一方側Y1に面する第3面S3と、第2面S2に対して第2方向Yの他方側Y2に面する第4面S4とを有する。第2方向Yから見て、第1面S1と第3面S3とは重なる。また、第2方向Yから見て、第2面S2と第4面S4とは重なる。
具体的には、支持部101は、断面視でホルダ20側に突出する突出部101aを有する。第3面S3は、突出部101aに配置される。第4面S4は、突出部101aのうち、第3面S3に対して第2方向Yの一方側Y1に配置される。ホルダ20は、突出部101aに対して第2方向Yの他方側Y2に配置される第1突出部20bと、突出部101aに対して第2方向Yの一方側Y1に配置される第2突出部20cとを有する。第1突出部20b及び第2突出部20cは、断面視で第3方向Zに突出する。第1面S1は、第1突出部20bに配置される。第2面S2は、第2突出部20cに配置される。第2面S2は、第1面S1に対して第2方向Yの一方側Y1に配置される。
以上、図面を参照しながら本発明の実施形態(変形例を含む。)について説明した。但し、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、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てい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。例えば、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、特に限定されるものではなく、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。
例えば、上記した実施形態では、支持部101が第1支持部30と第2支持部60とを有する例について示したが、本発明はこれに限らない。例えば、支持部101は、第1支持部30及び第2支持部60の一方のみであってもよい。言い換えると、上記した実施形態では、2つの揺動軸線(A1、A2)を中心としてホルダ20を揺動するように、2つの支持部(30、60)を設ける例について示したが、本発明はこれに限らない。例えば、1つの揺動軸線を中心として揺動するように、1つの支持部を設けてもよい。
また、上記した実施形態では、第1支持部30が、第1揺動軸線A1を中心として揺動可能にホルダ20を支持し、第2支持部60が、第2揺動軸線A2を中心として揺動可能に第1支持部30を支持する例について示したが、本発明はこれに限らない。例えば、第1支持部30が、第2揺動軸線A2を中心として揺動可能にホルダ20を支持し、第2支持部60が、第1揺動軸線A1を中心として揺動可能に第1支持部30を支持してもよい。
また、上記した実施形態では、支持機構40が、板バネからなる弾性部材である例について示したが、本発明はこれに限らない。支持機構40は、板バネ以外の弾性部材であってもよい。また、支持機構40は、例えば、シャフト又は支持ピン等の、弾性部材以外の部材であってもよい。
本発明は、例えば、光学ユニットに利用できる。
1 :光学ユニット
10 :光学要素
13 :反射面
20 :ホルダ
21 :ホルダ本体
22 :側面部
22b :軸上凹部(凹部)
30 :第1支持部
40 :支持機構
45 :軸上凸部(凸部)
60 :第2支持部
101 :支持部
221 :幅広部
222 :幅狭部
222a :接続面
222b :第1面取り部
222c :第2面取り部
321 :第1壁部
322 :第2壁部
A1 :第1揺動軸線
A2 :第2揺動軸線
L :光
R1 :半径
S1 :第1面
S2 :第2面
S3 :第3面
S4 :第4面
S5 :第5面
S6 :第6面
W1 :距離(第1距離)
W2 :距離(第2距離)
W3 :距離(第3距離)
W4 :距離(第4距離)
W5 :距離(第5距離)
W40 :変形量
X :第1方向
X1 :一方側
Y :第2方向
Y1 :一方側
Y2 :他方側
Z :第3方向
10 :光学要素
13 :反射面
20 :ホルダ
21 :ホルダ本体
22 :側面部
22b :軸上凹部(凹部)
30 :第1支持部
40 :支持機構
45 :軸上凸部(凸部)
60 :第2支持部
101 :支持部
221 :幅広部
222 :幅狭部
222a :接続面
222b :第1面取り部
222c :第2面取り部
321 :第1壁部
322 :第2壁部
A1 :第1揺動軸線
A2 :第2揺動軸線
L :光
R1 :半径
S1 :第1面
S2 :第2面
S3 :第3面
S4 :第4面
S5 :第5面
S6 :第6面
W1 :距離(第1距離)
W2 :距離(第2距離)
W3 :距離(第3距離)
W4 :距離(第4距離)
W5 :距離(第5距離)
W40 :変形量
X :第1方向
X1 :一方側
Y :第2方向
Y1 :一方側
Y2 :他方側
Z :第3方向
Claims (12)
- 第1方向の一方側に進行する光を前記第1方向と交差する第2方向の一方側に反射する光学要素と、
前記光学要素を保持するホルダと、
第1揺動軸線を中心として揺動可能に、前記ホルダを支持する支持部と、
前記ホルダ及び前記支持部の少なくとも一方に配置され、前記ホルダを支持する支持機構と
を有し、
前記第1揺動軸線は、前記第1方向及び前記第2方向と交差する第3方向に沿って延び、
前記ホルダは、
前記第2方向の一方側を向く第1面と、
前記第2方向の他方側を向く第2面と
を有し、
前記支持部は、
前記第1面に対して前記第2方向の一方側に面する第3面と、
前記第2面に対して前記第2方向の他方側に面する第4面と
を有し、
前記第2方向から見て、前記第1面と前記第3面とは重なり、
前記第2方向から見て、前記第2面と前記第4面とは重なる、光学ユニット。 - 前記支持機構は、弾性部材である、請求項1に記載の光学ユニット。
- 前記ホルダは、前記支持機構を軸として揺動する、請求項2に記載の光学ユニット。
- 前記ホルダは、
前記第3方向に延びるホルダ本体と、
前記ホルダ本体から前記第3方向と交差する交差方向に延びる一対の側面部と
を有し、
前記光学要素は、前記ホルダ本体に載置され、
前記一対の側面部は、前記光学要素に対して前記第3方向の両側に配置され、
前記第1面は、前記側面部に配置され、
前記第2面は、前記側面部のうち、前記第1面に対して前記第2方向の他方側に配置され、
前記第3面及び前記第4面は、前記側面部に対して前記第2方向の両側に配置される、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の光学ユニット。 - 前記側面部及び前記支持機構の一方は、凸部を有し、
前記側面部及び前記支持機構の他方は、前記凸部に接触する凹部を有し、
前記凸部及び前記凹部は、前記第1揺動軸線上に配置され、
前記ホルダが前記第1揺動軸線を中心として揺動することにより、前記凸部及び前記凹部が互いに摺動する、請求項4に記載の光学ユニット。 - 前記第1面と前記第3面との間の第1距離は、前記凹部の半径よりも小さく、
前記第2面と前記第4面との間の第2距離は、前記凹部の半径よりも小さい、請求項5に記載の光学ユニット。 - 前記支持部は、
前記第1揺動軸線を中心として揺動可能に、前記ホルダを支持する第1支持部と、
前記第1揺動軸線と交差する第2揺動軸線を中心として揺動可能に、前記第1支持部を支持する第2支持部と
を有する、請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の光学ユニット。 - 前記第3面及び前記第4面は、前記第1支持部に配置され、
前記ホルダは、前記第2方向の他方側を向く第5面を有し、
前記第2支持部は、前記第5面に対して前記第2方向の他方側に面する第6面を有し、
前記第2方向から見て、前記第5面と前記第6面とは重なり、
前記第2面と前記第4面との間の第2距離は、前記第5面と前記第6面との間の第3距離よりも小さい、請求項7に記載の光学ユニット。 - 前記支持機構を一対有し、
一対の前記支持機構は、前記ホルダに対して前記第3方向の両側に配置され、
前記支持機構は、弾性変形可能であるとともに、前記第3方向に圧縮弾性変形した状態で前記ホルダを前記第3方向の両側から支持し、
前記支持機構の前記第3方向の変形量は、前記ホルダと前記支持部との間の前記第3方向の第4距離よりも大きい、請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の光学ユニット。 - 前記光学要素は、前記第1方向の一方側に進行する光を前記第2方向の一方側に反射する反射面を有し、
前記第1面と前記第3面との間の第1距離、及び、前記第2面と前記第4面との間の第2距離は、前記反射面と前記支持部との間の前記第2方向の第5距離よりも小さい、請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の光学ユニット。 - 前記側面部は、幅広部と、前記幅広部よりも前記第2方向の幅が狭い幅狭部とを有し、
前記幅狭部は、前記幅広部に対して前記第1方向の一方側に配置され、
前記支持部は、前記幅狭部に対して前記第2方向の一方側に配置される第1壁部と、前記幅狭部に対して前記第2方向の他方側に配置される第2壁部とを有し、
前記第1面は、前記幅狭部のうち前記第2方向の一方側の部分に配置され、
前記第2面は、前記幅狭部のうち前記第2方向の他方側の部分に配置され、
前記第3面は、前記第1壁部に配置され、
前記第4面は、前記第2壁部に配置される、請求項4に記載の光学ユニット。 - 前記幅狭部は、前記第3方向から見て、
前記第1面と前記第2面とを接続する接続面と、
前記第1面と前記接続面との接続部分に配置される第1面取り部と、
前記第2面と前記接続面との接続部分に配置される第2面取り部と
を有する、請求項11に記載の光学ユニット。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021137506A JP2023031796A (ja) | 2021-08-25 | 2021-08-25 | 光学ユニット |
CN202222250021.1U CN218350669U (zh) | 2021-08-25 | 2022-08-25 | 光学单元 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021137506A JP2023031796A (ja) | 2021-08-25 | 2021-08-25 | 光学ユニット |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2023031796A true JP2023031796A (ja) | 2023-03-09 |
Family
ID=84916429
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021137506A Pending JP2023031796A (ja) | 2021-08-25 | 2021-08-25 | 光学ユニット |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2023031796A (ja) |
CN (1) | CN218350669U (ja) |
-
2021
- 2021-08-25 JP JP2021137506A patent/JP2023031796A/ja active Pending
-
2022
- 2022-08-25 CN CN202222250021.1U patent/CN218350669U/zh active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN218350669U (zh) | 2023-01-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN216052393U (zh) | 光学单元 | |
CN218350668U (zh) | 光学单元 | |
CN217385951U (zh) | 光学单元及智能手机 | |
CN220121122U (zh) | 光学单元及智能手机 | |
CN112782903B (zh) | 光学元件驱动机构及光学模组 | |
CN217385953U (zh) | 光学单元和智能手机 | |
CN114265262B (zh) | 光学单元 | |
JP2023031796A (ja) | 光学ユニット | |
JP2017207548A (ja) | 撮像装置 | |
CN108931875B (zh) | 双轴倾斜活动装置、照相装置、光学装置以及电子设备 | |
JP2023031797A (ja) | 光学ユニット及び光学ユニットの製造方法 | |
CN216160900U (zh) | 光学单元 | |
CN219202100U (zh) | 光学单元 | |
JP2008116608A (ja) | 二次元駆動装置 | |
JP2022180991A (ja) | 光学ユニット及びスマートフォン | |
CN211928276U (zh) | 用于光学元件驱动机构的弹性元件的安装结构 | |
JP2023031807A (ja) | 光学ユニット | |
JP2023119549A (ja) | アクチュエータ |