JP2023067174A - 光学ユニットおよびスマートフォン - Google Patents

Abstract

【課題】コイルを厚さ方向に大きくすることができる光学ユニットおよびスマートフォンを提供する。
【解決手段】本発明の例示的な光学ユニットは、可動体と固定体とを備える。可動体は、光学素子を有する。固定体は、可動体の周囲に位置する。固定体は、可動体を揺動可能に支持する。可動体は磁石を有する。固定体は、本体部と、回路基板と、コイルと、収容部と、金属部材とを有する。コイルは、回路基板に取り付けられる。収容部は、本体部の側面に設けられる。収容部は、コイルが配置される。収容部のうち光学素子の光軸方向に面する２面のうち少なくとも片側に、金属部材が配置される。
【選択図】図３

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。このため、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（例えば、特許文献１）。

特許文献１のレンズ駆動装置では、コイルがハウジングに取りつけられる。一例として、コイルは、基板を介してハウジングに取り付けられることができる。

特開２０１７－９０８８７号公報

特許文献１のレンズ駆動装置では、コイル周辺が比較的厚い部材で囲まれている。このため、コイルを配置するスペースが小さくなり、コイルを厚さ方向に大きくできない。一般的には、このような部材は樹脂で作製される。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的はコイルを厚さ方向に大きくすることができる光学ユニットおよびスマートフォン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、可動体と固定体とを備える。前記可動体は、光学素子を有する。前記固定体は、前記可動体の周囲に位置する。前記固定体は、前記可動体を揺動可能に支持する。前記可動体は磁石を有する。前記固定体は、本体部と、回路基板と、コイルと、収容部と、金属部材とを有する。前記コイルは、前記回路基板に取り付けられる。前記収容部は、前記本体部の側面に設けられる。前記収容部は、前記コイルが配置される。前記収容部のうち前記光学素子の光軸方向に面する２面のうち少なくとも片側に、前記金属部材が配置される。

本発明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。

本発明によれば、コイルを厚さ方向に大きくできる。

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３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４Ａは、本実施形態の固定体の模式的な斜視図である。 図４Ｂは、本実施形態の金属部材の模式的な平面図である。 図５は、光学ユニットの磁石の近傍の断面図である。 図６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、光学ユニットの磁石の近傍の断面図である。

以下、本発明の実施形態について、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。

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、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。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。

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自体の小型化できるか、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。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、蓋１２０Ｆ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１１０ｐを有する。ここでは、固定体１２０は、蓋１２０Ｆで覆われる。

光学素子１１０ｐは、光軸Ｐａを有する。光軸Ｐａは、光学素子１１０ｐの＋Ｚ方向側の面の中心からＺ方向に延びる。光学素子１１０ｐには、光軸Ｐａに沿った光が入射する。光学素子１１０ｐの＋Ｚ方向側の表面に、光学素子１１０ｐ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１１０ｐ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１１０ｐ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１１０ｐ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。

次に、図３を参照して、本実施形態の光学ユニット１００を説明する。図３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。

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。

固定体１２０は、可動体１１０の周囲に位置する。固定体１２０は、可動体１１０を揺動可能に支持する。固定体１２０は、本体部１２１と、回路基板１８０と、金属部材１６０とを有する。

回路基板１８０は、本体部１２１の外側面に装着される。回路基板１８０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１８０は、可動体１１０を揺動するための信号を伝送する。

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３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４Ａは、本実施形態の固定体１２０の模式的な斜視図である。図４Ｂは、本実施形態の金属部材１６０の模式的な平面図である。なお、図３では、蓋１２０Ｆは、省略している。

図３に示すように、光学ユニット１００は、光学素子１１０ｐを有する可動体１１０と、可動体１１０を揺動可能に支持する固定体１２０と、可動体１１０を固定体１２０に対して相対的に揺動させる揺動機構１４０と、可動体１１０に接続された回路基板１３０とを備える。

可動体１１０は、光学素子１１０ｐと、ホルダ１１８とを有する。光学素子１１０ｐおよび回路基板１３０の一部は、ホルダ１１８に収容される。ホルダ１１８は、光学素子１１０ｐを保持する。

光学素子１１０ｐは、少なくとも撮像素子を有する。このような光学素子１１０ｐは、カメラモジュールとも呼ばれる。

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＞
ここでは、可動体１１０は、薄型の略直方体形状である。可動体１１０は、Ｚ軸を中心とした軸対称構造である。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１１０ｐと、ホルダ１１８とを有する。光学素子１１０ｐは、ホルダ１１８に収容される。ホルダ１１８は、光学素子１１０ｐを保持する。

光学素子１１０ｐは、一部に突起部分を有する略直方体形状である。ホルダ１１８は、光学素子１１０ｐを収容する。ホルダ１１８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。

ホルダ１１８は、底部１１８ａと、側部１１８ｂとを有する。側部１１８ｂは、底部１１８ａの外縁から＋Ｚ方向に突出する。底部１１８ａは、固定体１２０と面する。

ここでは、光学素子１１０ｐの底面の少なくとも一部は、ホルダ１１８の底部１１８ａの少なくとも一部と接触する。このため、光学素子１１０ｐは、ホルダ１１８の底部１１８ａによって支持される。ホルダ１１８は、Ｚ軸を中心とした軸対称構造を有する。

光学素子１１０ｐは、撮像素子を内蔵する。回路基板１３０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１３０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１３０は、撮像素子を駆動する信号を伝送する。回路基板１３０の一部は、光学素子１１０ｐとホルダ１１８との間に配置される。

光学素子１１０ｐ内の撮像素子は、回路基板１３０と電気的に接続する。回路基板１３０は、ホルダ１１８の底部１１８ａの上面に対向する。

可動体１１０は、磁石を有する。本実施形態では、磁石は、磁石１４２ａと、磁石１４４ａと、磁石１４６ａとを含む。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。

＜回路基板１３０＞
回路基板１３０により、光学素子１１０ｐにおいて取得された撮像信号を外部端子に出力できる。

＜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の開口部１２０ｈに沿って固定体１２０に挿入される。

固定体１２０は、本体部１２１と、回路基板１８０と、コイルと、収容部１７０とを有する。

本実施形態では、コイルは、コイル１４２ｂと、コイル１４４ｂと、コイル１４６ｂとを含む。なお、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。コイル１４０ｂは、回路基板１８０に取り付けられる。

本体部１２１は樹脂である。したがって、製造が容易である。また、樹脂は形状自由度が高く、小型複雑構造に適している。本体部１２１は、底部１２３と、側部１２４とを有する。底部１２３は、ＸＹ平面に広がる。底部１２３は、薄板形状である。側部１２４は、底部１２３から＋Ｚ方向に突出する。

側部１２４は、第１側部１２４ａと、第２側部１２４ｂと、第３側部１２４ｃと、第４側部１２４ｄ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１２４ａ、第２側部１２４ｂおよび第３側部１２４ｃは、可動体１１０の周囲に位置する。第２側部１２４ｂは、第１側部１２４ａに接続し、第３側部１２４ｃは、第２側部１２４ｂに接続する。第４側部１２４ｄは、第３側部１２４ｃに接続する。

第１側部１２４ａは、可動体１１０に対して＋Ｙ方向に位置する。第２側部１２４ｂは、可動体１１０に対して－Ｘ方向に位置する。第３側部１２４ｃは、可動体１１０に対して－Ｙ方向に位置する。

収容部は、本体部１２１の側面に設けられる。本実施形態では、第１側部１２４ａに、収容部１７０ａが設けられる。第２側部１２４ｂに、収容部１７０ｂが設けられる。第３側部１２４ｃに、収容部１７０ｃが設けられる。なお、本明細書において、収容部１７０ａ、収容部１７０ｂおよび収容部１７０ｃを総称して、収容部１７０と記載することがある。

収容部１７０には、コイル１４０ｂが配置される。本実施形態では、収容部１７０ａに、コイル１４２ｂが配置される。収容部１７０ｂに、コイル１４４ｂが配置される。収容部１７０ｃに、コイル１４６ｂが配置される。

＜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上にある。

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１１０ｐ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１１０ｐ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１１０ｐ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１１０ｐ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１１０ｐ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１１０ｐ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。

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、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。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１１０ｐと、ホルダ１１８とを有する。光学素子１１０ｐは、光軸Ｐａを有する。ホルダ１１８は、光学素子１１０ｐを保持する。

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１１８の側部１１８ｂの＋Ｙ方向側に配置される。コイル１４２ｂは、回路基板１８０に配置される。コイル１４２ｂは、固定体１２０の第１側部１２４ａに設けられる収容部１７０ａに配置される。

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１１８の側部１１８ｂの－Ｘ方向側に配置される。コイル１４４ｂは、回路基板１８０に配置される。コイル１４４ｂは、固定体１２０の第２側部１２４ｂに設けられる収容部１７０ｂに配置される。

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１１８の側部１１８ｂの－Ｙ方向側に配置される。コイル１４６ｂは、回路基板１８０に配置される。コイル１４６ｂは、固定体１２０の第３側部１２４ｃに設けられる収容部１７０ｃに配置される。

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。

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。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、磁石１４８ａをさらに備える。磁石１４８ａは、ホルダ１１８の側部１１８ｂの＋Ｘ方向側に配置される。

＜金属部材１６０＞
図３および図４Ｂに示すように、金属部材１６０は、板状である。金属部材１６０は、本体部１２１に取付けられる。金属部材１６０は、例えば、接着によって本体部１２１に取付けられる。あるいは、インサート成形することによって本体部１２１と金属部材１６０とを一体化するように加工してもよい。収容部１７０のうち光学素子１１０ｐの光軸方向Ｄｐに面する２面のうち少なくとも片側に、金属部材１６０が配置される。本実施形態では、金属部材１６０は、収容部１７０のうち光学素子１１０ｐの光軸方向Ｄｐに面する２面の両側に配置される。すなわち、金属部材１６０は、収容部１７０のうち光学素子１１０ｐの光軸方向Ｄｐに面する上面および下面に配置される。なお、金属部材１６０は、収容部１７０のうち光学素子１１０ｐの光軸方向Ｄｐに面する２面の片側のみに配置されてもよい。すなわち、金属部材１６０は、収容部１７０のうち光学素子１１０ｐの光軸方向Ｄｐに面する上面または下面の一方のみに配置されてもよい。収容部１７０の上面および下面を樹脂で形成する場合に比べて、収容部１７０の上面および下面を金属部材１６０で形成する場合、収容部１７０の上面および下面を薄く形成することができる。その結果、収容部１７０に配置されるコイル１４０ｂを厚さ方向に大きくできる。また、光学ユニット１００を備えるスマートフォン２００を薄型化することができる。

金属部材１６０は、非磁性体であることが好ましい。金属部材１６０は、例えば、非磁性ステンレスである。したがって、コイル１４０ｂ－磁石１４０ａ間の磁気回路に影響を与えることを抑制することができる。図４Ｂに示すように、金属部材１６０は凹部１６２を備える。

光学ユニット１００は、第１揺動機構１４２と、第２揺動機構１４４とをさらに備える。第１揺動機構１４２は、固定体１２０に対して第１揺動軸（Ｘ軸）の周りに可動体１１０を揺動させる。第２揺動機構１４４は、固定体１２０に対して第２揺動軸（Ｙ軸）の周りに可動体１１０を揺動させる。第１揺動軸（Ｘ軸）および前記第２揺動軸（Ｙ軸）は、光軸方向Ｄｐに対して垂直である。第１揺動機構１４２および第２揺動機構１４４の各々は、コイル１４０ｂと磁石１４０ａとを含む。これにより、可動体１１０を２つの軸に揺動できる。

第１揺動機構１４２のコイル１４２ｂが配置される収容部１７０ａは、収容部１７０ａのうち光学素子１１０ｐの光軸方向Ｄｐに面する２面のうち少なくとも片側に、金属部材１６０が配置されている。本実施形態では、金属部材１６０は、収容部１７０ａのうち光学素子１１０ｐの光軸方向Ｄｐに面する２面の両側に配置される。また、第２揺動機構１４４のコイル１４４ｂが配置される収容部１７０ｂは、収容部１７０ｂのうち光学素子１１０ｐの光軸方向Ｄｐに面する２面のうち少なくとも片側に、金属部材１６０が配置されている。本実施形態では、金属部材１６０は、収容部１７０ｂのうち光学素子１１０ｐの光軸方向Ｄｐに面する２面の両側に配置される。したがって、必要な箇所にのみ金属部材１６０を配置することができる。

光学ユニット１００は、第３揺動機構１４６をさらに備える。第３揺動機構１４６は、固定体１２０に対して第３揺動軸（Ｚ軸）の周りに可動体１１０を揺動させる。第３揺動軸（Ｚ軸）は、光軸方向Ｄｐに対して平行である。第３揺動機構１４６は、コイル１４０ｂと磁石１４０ａとを含む。これにより、可動体１１０を３つの軸に揺動できる。

第１揺動機構１４２のコイル１４２ｂおよび第２揺動機構１４４のコイル１４４ｂの光軸方向Ｄｐの長さは、第３揺動機構１４６のコイル１４６ｂの光軸方向Ｄｐの長さよりも長い。したがって、必要な方向にのみ磁気特性を向上させることができる。

第３揺動機構１４６のコイル１４６ｂが取り付けられる収容部１７０ｃは、収容部１７０ｃのうち光学素子１１０ｐの光軸方向Ｄｐに面する２面の両側が、樹脂で形成されている。すなわち、ローリング用のコイル１４６ｂが取り付けられる収容部１７０ｃは、上面および下面が樹脂で形成されている。ローリング用のコイル１４６ｂは、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。したがって、ヨーイング用のコイル１４２ｂおよびピッチング用のコイル１４４ｂと比較して、駆動特性の向上のために、ローリング用のコイル１４６ｂは光学ユニット１００の厚さ方向（Ｚ軸方向）に厚くしなくてもよい。したがって、ローリング用のコイル１４６ｂが取り付けられる収容部１７０ｃは、金属部材１６０が設けられなくてもよい。したがって、必要な箇所にのみ金属部材１６０を配置することができる。

次に、図４Ａおよび図５を参照して、固定体１２０が備える切欠部１２２について説明する。図５は、光学ユニット１００の磁石１４４ａの近傍の断面図である。

図４Ａに示すように、固定体１２０は、底面に切欠部１２２を備える。図５に示すように、可動体１１０が揺動していない状態で、磁石１４４ａと切欠部１２２は、光軸方向Ｄｐからみて重なる。したがって、磁石１４４ａの可動範囲と重なる位置に切欠部１２２がある。その結果、磁石１４４ａの可動範囲を広げることができる。

次に、図６を参照して、金属部材１６０の凹部１６２について説明する。図６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６に示すように、回路基板１８０の一部は凹部１６２に配置される。したがって、回路基板１８０を凹部１６２によって位置決めすることができる。また、回路基板１８０を内側に入れることによって、コイル１４０ｂと磁石１４０ａとの距離を近づけることができる。また、回路基板１８０にコイル１４０ｂを接着する面積を大きくすることができる。

次に、図７を参照して、充填剤１９０について説明する。図７は、光学ユニット１００の磁石１４４ａの近傍の断面図である。

図７に示すように、光学ユニット１００は、充填剤１９０をさらに備える。充填剤１９０は、コイル１４４ｂと金属部材１６０との間に充填される。充填剤１９０は、絶縁材料であることが好ましい。充填剤１９０が絶縁材料であることによって、コイル１４４ｂに影響を与えることを抑制することができる。なお、金属部材１６０の充填剤１９０と対向する面が、絶縁材料で形成されていてもよい。充填剤１９０は、例えば、シリコン樹脂である、充填剤１９０は、熱伝導率が高いことが好ましい。充填剤１９０がコイル１４４ｂと金属部材１６０との間に充填されることによって、コイル１４４ｂで発生した熱を、充填剤１９０を介して金属部材１６０から放熱することができる。

以上、図面（図１～図７）を参照しながら本発明の実施形態を説明した。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。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、個数等は、図面作成の都合上から実際とは異なる。また、上記の実施形態で示す各構成要素の材質や形状、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。

１００ 光学ユニット
１１０ 可動体
１１０ｐ 光学素子
１２０ 固定体
１２１ 本体部
１２２ 切欠部
１３０ 回路基板
１４０ 揺動機構
１４０ａ、１４２ａ、１４４ａ、１４６ａ、１４８ａ 磁石
１４０ｂ、１４２ｂ、１４４ｂ、１４６ｂ コイル
１４２ 第１揺動機構
１４４ 第２揺動機構
１４６ 第３揺動機構
１６０ 金属部材
１６２ 凹部
１７０、１７０ａ、１７０ｂ、１７０ｃ 収容部
１８０ 回路基板
１９０ 充填剤
２００ スマートフォン
Ｄｐ 光軸方向

Claims (12)

1. 光学素子を有する可動体と
   前記可動体の周囲に位置し、前記可動体を揺動可能に支持する固定体と
   を備え、
   前記可動体は磁石を有し、
   前記固定体は、
   本体部と、
   回路基板と、
   前記回路基板に取り付けられるコイルと、
   前記本体部の側面に設けられ、前記コイルが配置される収容部と、
   金属部材と
   を有し、
   前記収容部のうち前記光学素子の光軸方向に面する２面のうち少なくとも片側に、前記金属部材が配置される、光学ユニット。
2. 前記本体部は樹脂である、請求項１に記載の光学ユニット。
3. 前記金属部材は、前記収容部のうち前記光学素子の光軸方向に面する２面の両側に配置される、請求項１または請求項２に記載の光学ユニット。
4. 前記金属部材は非磁性体である、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。
5. 前記固定体に対して第１揺動軸の周りに前記可動体を揺動させる第１揺動機構と、
   前記固定体に対して第２揺動軸の周りに前記可動体を揺動させる第２揺動機構と
   をさらに備え、
   前記第１揺動軸および前記第２揺動軸は、前記光軸方向に対して垂直であり、
   前記第１揺動機構および前記第２揺動機構の各々は、前記コイルと前記磁石とを含み、
   前記第１揺動機構のコイルが配置される収容部は、前記収容部のうち前記光学素子の光軸方向に面する２面のうち少なくとも片側に、前記金属部材が配置されており、
   前記第２揺動機構のコイルが配置される収容部は、前記収容部のうち前記光学素子の光軸方向に面する２面のうち少なくとも片側に、前記金属部材が配置されている、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の光学ユニット。
6. 前記固定体に対して第３揺動軸の周りに前記可動体を揺動させる第３揺動機構をさらに備え、
   前記第３揺動軸は、前記光軸方向に対して平行であり、
   前記第３揺動機構は、前記コイルと前記磁石とを含み、
   前記第１揺動機構のコイルおよび前記第２揺動機構のコイルの前記光軸方向の長さは、前記第３揺動機構のコイルの前記光軸方向の長さよりも長い、請求項５に記載の光学ユニット。
7. 前記第３揺動機構のコイルが取り付けられる収容部は、前記収容部のうち前記光学素子の光軸方向に面する２面の両側が、樹脂で形成されている、請求項６に記載の光学ユニット。
8. 前記固定体は、底面に切欠部を備え、
   前記可動体が揺動していない状態で、前記磁石と前記切欠部は前記光軸方向からみて重なる、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の光学ユニット。
9. 前記金属部材は凹部を備え、
   前記回路基板の一部は前記凹部に配置される、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。
10. 前記コイルと前記金属部材との間に充填される充填剤をさらに備える、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。
11. 前記充填剤は絶縁材料である、請求項１０に記載の光学ユニット。
12. 請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の光学ユニットを備える、スマートフォン。

Images