JP2023084803A - 光学ユニット及びスマートフォン - Google Patents

Abstract

【課題】コイル周辺の強度を向上させながら、厚さをより薄くすることが可能な光学ユニット及びスマートフォンを提供する。【解決手段】光学ユニット１００は、光学素子１１０ｐと磁石１４０Ａ～１４０Ｄとを有する可動体１１０と、可動体の周囲に位置し、可動体を揺動可能に支持する固定体１２０とを有し、固定体は、磁石にそれぞれ隣接するコイル１４１Ａ～１４１Ｃと、磁石とコイルとが重なる方向からみてコイルの外側に配置され、コイルがそれぞれ収容される収容部１５０Ａ～１５０Ｃとを有し、収容部は、磁石とコイルとが重なる方向に対して直交する２つの方向のうち、光学素子の光軸方向に対して略平行な第１方向の一方側に配置され、第１方向に対して直交する第２方向に延びる少なくとも１つの第１金属部材と、第１方向に延び、第１金属部材に連結する少なくとも１つの第２金属部材とを有する。【選択図】図４

Description

本発明は、光学ユニット及びスマートフォンに関する。

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及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る。一般的には、このような部材は樹脂で作製される。一方、コイル周辺の部材の厚さを薄くすると、強度が確保できない。

本開示は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、コイル周辺の強度を向上させながら、厚さをより薄くすることが可能な光学ユニット及びスマートフォンを提供することにある。

本開示の例示的な光学ユニットは、可動体と、固定体とを有する。前記可動体は、光学素子と１つ以上の磁石とを有する。前記固定体は、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。前記固定体は、コイルと、収容部とを有する。前記コイルは、前記磁石にそれぞれ隣接する。前記収容部は、前記磁石と前記コイルとが重なる方向からみて前記コイルの外側に配置される。前記収容部には、前記コイルがそれぞれ収容される。前記収容部は、少なくとも１つの第１金属部材と、少なくとも１つの第２金属部材とを有する。前記第１金属部材は、前記磁石と前記コイルとが重なる方向に対して直交する２つの方向のうち、光学素子の光軸方向に対して略平行な第１方向の一方側に配置され、前記第１方向に対して直交する第２方向に延びる。前記第２金属部材は、前記第１方向に延び、前記第１金属部材に連結する。

本開示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有する。

例示的な本発明によれば、コイル周辺の強度を向上させながら、厚さをより薄くすることができる。

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４は、図３に示す光学ユニットから樹脂部材を除去した状態を示すである。 図５は、樹脂部材を除去した状態における収容部を示す拡大図である。 図６は、図３に示す光学ユニットの収容部の拡大図である。 図７は、固定体の他の形態を示す図である。

以下、本開示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、互いに直交する第１方向Ｚ、第２方向Ｘ及び第３方向Ｙを適宜記載している。また、第１方向Ｚの一方側を第１方向一方側Ｚ１と記載し、第１方向Ｚの他方側を第１方向他方側Ｚ２と記載する。また、第２方向Ｘの一方側を第２方向一方側Ｘ１と記載し、第２方向Ｘの他方側を第２方向他方側Ｘ２と記載する。また、第３方向Ｙの一方側を第３方向一方側Ｙ１と記載し、第３方向Ｙの他方側を第３方向他方側Ｙ２と記載する。ただし、あくまで説明の便宜のために方向を定義したに過ぎず、特に水平方向、鉛直方向を定義する必要がある場合を除き、本開示の例示的な光学ユニット及びスマートフォンの使用時の向きを限定しない。また、本明細書において「直交する方向」とは、略直交する方向も含む。

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、又は、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、カメラ及びビデオなど、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及びウエアラブルカメラに搭載されてもよい。

次に、図１～図４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４は、図３に示す光学ユニット１００から樹脂部材を除去した状態を示す図である。

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、回路基板１８０とを備える。可動体１１０は、光学素子１１０ｐと、磁石１４０Ａ、１４０Ｂ、１４０Ｃ、１４０Ｄとを有する。光学素子１１０ｐは、少なくとも撮像素子を有する。なお、本明細書において、磁石１４０Ａ～磁石１４０Ｄを総称して、磁石１４０と記載することがある。

光学素子１１０ｐは、光軸Ｐａを有する。光軸Ｐａは、光学素子１１０ｐの第１方向一方側Ｚ１の面の中心から第１方向Ｚ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の第１方向一方側Ｚ１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は、第１方向Ｚ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］
図３に示すように、可動体１１０は、薄型の略直方体形状である。可動体１１０は、第１方向Ｚを中心とした軸対称構造である。可動体１１０の第２方向Ｘに沿った長さは、可動体１１０の第３方向Ｙに沿った長さと略等しい。また、可動体１１０の第１方向Ｚに沿った長さは、可動体１１０の第２方向Ｘ又は第３方向Ｙ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１１８ｅと、側部１１８ａ、１１８ｂ、１１８ｃ、１１８ｄとを有する。底部１１８ｅと、側部１１８ａ、１１８ｂ、１１８ｃ、１１８ｄとは、例えば、樹脂製である。側部１１８ａ、１１８ｂ、１１８ｃ、１１８ｄは、それぞれ、底部１１８ｅの四方の外縁から第１方向一方側Ｚ１に突出する。側部１１８ａは、底部１１８ｅの第３方向一方側Ｙ１に位置する。側部１１８ｂは、底部１１８ｅの第２方向他方側Ｘ２に位置する。側部１１８ｃは、底部１１８ｅの第３方向他方側Ｙ２側に位置する。側部１１８ｄは、底部１１８ｅの第２方向一方側Ｘ１に位置する。底部１１８ｅは、固定体１２０と面する。側部１１８ａ、１１８ｂ、１１８ｃ、１１８ｄには、それぞれ、少なくとも一部に鉄部材が配置してもよい。鉄部材は、ヨークとして機能し、磁石１４０Ａ～磁石１４０Ｄの磁力を強める。

側部１１８ａの第３方向一方側Ｙ１の面には、磁石１４０Ａが配置される。側部１１８ｂの第２方向他方側Ｘ２の面には、磁石１４０Ｂが配置される。側部１１８ｃの第３方向他方側Ｙ２の面には、磁石１４０Ｃが配置される。側部１１８ｄの第２方向一方側Ｘ１の面には、磁石１４０Ｄが配置される。

光学素子１１０ｐの底面の少なくとも一部は、ホルダ１１８の底部１１８ｅ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１１８ｅによって支持される。ホルダ１１８は、第１方向Ｚ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。光学素子１１０ｐとホルダ１１８との間には、複数の配線を有する図示しない回路基板の一部が配置される。光学素子１１０ｐ内の撮像素子は、回路基板と電気的に接続する。回路基板は、ホルダ１１８の底部１１８ｅの上面に対向する。回路基板は、互いに絶縁された複数の配線を有する。複数の配線のうちの一部の配線は、撮像素子において生成された信号を伝送する。また、複数の配線のうちの別の一部の配線は、撮像素子を駆動する信号を伝送する。回路基板より、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］
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から露出又は突出してもよい。

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は第１方向Ｚ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は第１方向Ｚ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が第１方向Ｚ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が第１方向Ｚに平行な状態であることを前提とする。

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、コイル１４１Ａ、１４１Ｂ、１４１Ｃと、収容部１５０Ａ、１５０Ｂ、１５０Ｃと、樹脂部材１６０とを有する。可動体１１０が固定体１２０に収容された状態において、コイル１４１Ａは、磁石１４０Ａに隣接する。コイル１４１Ｂは、磁石１４０Ｂに隣接する。コイル１４１Ｃは、磁石１４０Ｃに隣接する。具体的には、コイル１４１Ａは、磁石１４０Ａより第３方向一方側Ｙ１に位置する。コイル１４１Ｂは、磁石１４０Ｂより第２方向他方側Ｘ２に位置する。コイル１４１Ｃは、磁石１４０Ｃより第３方向他方側Ｙ２に位置する。

収容部１５０Ａは、コイル１４１Ａを収容する。具体的には、収容部１５０Ａは、コイル１４１Ａと磁石１４０Ａとが重なる第３方向Ｙからみて、コイル１４１Ａの外側に配置される。収容部１５０Ｂは、コイル１４１Ｂを収容する。具体的には、収容部１５０Ｂは、コイル１４１Ｂと磁石１４０Ｂとが重なる第２方向Ｘからみて、コイル１４１Ｂの外側に配置される。収容部１５０Ｃは、コイル１４１Ｃを収容する。具体的には、収容部１５０Ｃは、コイル１４１Ｃと磁石１４０Ｃとが重なる第３方向Ｙからみて、コイル１４１Ｃの外側に配置される。

樹脂部材１６０は、例えば、収容部１５０Ａ～１５０Ｃの少なくとも一部を覆う。図３に示す樹脂部材１６０は、図４に示す固定体１２０に樹脂素材をインサートモールドすることで形成される。

回路基板１８０は、固定体１２０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。具体的には、コイル１４１Ａ～１４１Ｃは、回路基板１８０に電気的に接続される。回路基板１８０は、コイル１４１Ａ～１４１Ｃに電流を流す。

次に図４及び図５を参照して、樹脂部材１６０を除去した状態における固定体１２０について説明する。図５は、樹脂部材１６０を除去した状態における収容部１５０を示す拡大図である。図５は、理解を容易にするため、可動体１１０の構成の一部及び固定体１２０の構成の一部のみを図示している。具体的には、図５は、磁石１４０Ａ、１４０Ｂ、１４０Ｃと、コイル１４１Ａ、１４１Ｂ、１４１Ｃと、収容部１５０Ａ、１５０Ｂ、１５０Ｃと、側部１１８ａ、１１８ｂ、１１８ｃとを示す。

図４及び図５に示すように、光学ユニット１００は、揺動機構１７０Ａを有する。揺動機構１７０Ａは、第１揺動機構の一例である。揺動機構１７０Ａは、磁石１４０Ａと、コイル１４１Ａとを有する。コイル１４１Ａは、第１コイルの一例である。収容部１５０Ａは、コイル１４１Ａと、第１金属部材１５１Ａ、１５３Ａと、第２金属部材１５２Ａ、１５４ＡＵ、１５４ＡＤとを有する。収容部１５０Ａは、第１収容部の一例である。

第１金属部材１５１Ａは、コイル１４１Ａに対して、磁石１４０Ａとコイル１４１Ａとが重なる第３方向Ｙに対して直交する２つの方向のうち、光軸Ｐａが延びる方向に対して略平行な第１方向Ｚの第１方向一方側Ｚ１に配置される。第１金属部材１５１Ａは、第１方向Ｚに対して直交する第２方向Ｘに延びる。第１金属部材１５３Ａは、コイル１４１Ａに対して、第１方向Ｚの第１方向他方側Ｚ２に配置される。第１金属部材１５３Ａは、第２方向Ｘに延びる。

第２金属部材１５２Ａは、第１方向Ｚに延びる。第２金属部材１５２Ａは、コイル１４１Ａの第２方向一方側Ｘ１に配置される。第２金属部材１５２Ａは、少なくとも第１金属部材１５１Ａに連結する。図５に示す例では、第２金属部材１５２Ａは、第１金属部材１５１Ａ及び第１金属部材１５３Ａに連結する。具体的には、第１金属部材１５１Ａの第２方向一方側Ｘ１の端部と、第２金属部材１５２Ａの第１方向一方側Ｚ１の端部とが連結される。第１金属部材１５３Ａの第２方向一方側Ｘ１の端部と、第２金属部材１５２Ａの第１方向他方側Ｚ２の端部とが連結される。

第２金属部材１５４ＡＵは、第１金属部材１５１Ａの第２方向他方側Ｘ２の端部から第１方向他方側Ｚ２向かって延びる。第２金属部材１５４ＡＤは、第１金属部材１５３Ａの第２方向他方側Ｘ２の端部から第１方向一方側Ｚ１に向かって延びる。

例えば、第１金属部材１５１Ａ、１５３Ａ及び第２金属部材１５２Ａ、１５４ＡＵ、１５４ＡＤは、非磁性体であることが好ましい。第１金属部材１５１Ａ、１５３Ａ及び第２金属部材１５２Ａ、１５４ＡＵ、１５４ＡＤは、一例として、非磁性ステンレスである。

以上のように、コイル１４１の周囲に少なくとも第１金属部材１５１と第２金属部材１５２とを配置する。この場合、固定体の全体が樹脂で作製される場合に比べて、コイル１４１の周囲を含む固定体の強度を向上させながら、光学ユニット１００の第１方向Ｚに沿った厚さをより薄くできる。

揺動機構１７０Ａは、固定体１２０に対して揺動軸Ｐ１の周りに可動体１１０を揺動させる。揺動軸Ｐ１は、光学素子１１０ｐの底面の中心を通り、第２方向Ｘに延びる。揺動軸Ｐ１は、第１揺動軸の一例である。揺動軸Ｐ１は、可動体１１０のヨーイング方向の回転軸である。

揺動機構１７０Ａにおいて、磁石１４０Ａは、径方向外側を向く面の磁極が、第２方向Ｘ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１４０Ａの第１方向Ｚ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。

コイル１４１Ａに流れる電流の向き及び大きさを制御すると、コイル１４１Ａから発生する磁場の向き及び大きさが変更できる。したがって、コイル１４１Ａ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１７０Ａは、可動体１１０を揺動軸Ｐ１の周りに揺動する。

また、光学ユニット１００は、揺動機構１７０Ｂを有する。揺動機構１７０Ｂは、第２揺動機構の一例である。揺動機構１７０Ｂは、磁石１４０Ｂと、コイル１４１Ｂとを有する。コイル１４１Ｂは、第２コイルの一例である。収容部１５０Ｂは、コイル１４１Ｂと、第１金属部材１５１Ｂ、１５３Ｂと、第２金属部材１５２Ｂ、１５４Ｂ、１５５ＢＵ、１５５ＢＤ、１５６ＢＵ、１５６ＢＤとを有する。収容部１５０Ｂは、第２収容部の一例である。

第１金属部材１５１Ｂは、コイル１４１Ｂに対して、第１方向Ｚの第１方向一方側Ｚ１に配置される。第１金属部材１５１Ｂは、第１方向Ｚに対して直交する第３方向Ｙに延びる。第１金属部材１５３Ｂは、コイル１４１Ｂに対して、第１方向Ｚの第１方向他方側Ｚ２に配置される。第１金属部材１５３Ｂは、第３方向Ｙに延びる。

第２金属部材１５２Ｂは、第１方向Ｚに延びる。第２金属部材１５２Ｂは、コイル１４１Ｂの第３方向一方側Ｙ１に配置される。第２金属部材１５２Ｂは、少なくとも第１金属部材１５１Ｂに連結する。図５に示す例では、第２金属部材１５２Ｂは、第１金属部材１５１Ｂ及び第１金属部材１５３Ｂに連結する。具体的には、第２金属部材１５２Ｂの第１方向一方側Ｚ１の端部は、第１金属部材１５１Ｂに連結される。第２金属部材１５２Ｂの第１方向他方側Ｚ２の端部は、第１金属部材１５３Ｂに連結される。

第２金属部材１５４Ｂは、第１方向Ｚに延びる。第２金属部材１５４Ｂは、コイル１４１Ｂの第３方向他方側Ｙ２に配置される。第２金属部材１５４Ｂは、少なくとも第１金属部材１５１Ｂに連結する。図５に示す例では、第２金属部材１５４Ｂは、第１金属部材１５１Ｂ及び第１金属部材１５３Ｂに連結する。具体的には、第２金属部材１５４Ｂの第１方向一方側Ｚ１の端部は、第１金属部材１５１Ｂに連結される。第２金属部材１５４Ｂの第１方向他方側Ｚ２の端部は、第１金属部材１５３Ｂに連結される。

第２金属部材１５５ＢＵは、第１金属部材１５１Ｂの第３方向一方側Ｙ１の端部から第１方向他方側Ｚ２向かって延びる。第２金属部材１５５ＢＤは、第１金属部材１５３Ａの第３方向一方側Ｙ１の端部から第１方向一方側Ｚ１に向かって延びる。第２金属部材１５６ＢＵは、第１金属部材１５１Ｂの第３方向他方側Ｙ２の端部から第１方向他方側Ｚ２に向かって延びる。第２金属部材１５６ＢＤは、第１金属部材１５３Ａの第３方向他方側Ｙ２の端部から第１方向一方側Ｚ１に向かって延びる。

揺動機構１７０Ｂは、固定体１２０に対して揺動軸Ｐ２の周りに可動体１１０を揺動させる。揺動軸Ｐ２は、光学素子１１０ｐの底面の中心を通り、第３方向Ｙに延びる。揺動軸Ｐ２は、第２揺動軸の一例である。揺動軸Ｐ２は、可動体１１０のピッチング方向の回転軸である。つまり、揺動軸Ｐ１及び揺動軸Ｐ２は、互いに直交する。

揺動機構１７０Ｂにおいて、磁石１４０Ｂは、径方向外側を向く面の磁極が、第３方向Ｙ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１４０Ｂの第１方向Ｚ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。

コイル１４１Ｂに流れる電流の向き及び大きさを制御すると、コイル１４１Ｂから発生する磁場の向き及び大きさが変更できる。したがって、コイル１４１Ｂから発生する磁場と磁石１４０Ｂとの相互作用により、揺動機構１７０Ｂは、可動体１１０を揺動軸Ｐ２の周りに揺動する。

以上のように、収容部１５０Ａは、コイル１４１Ａを収容する。また、収容部１５０Ｂは、コイル１４１Ｂを収容する。したがって、可動体１１０をヨーイング方向に揺動させるためのコイル１４１Ａと、可動体１１０をピッチング方向に揺動させるためのコイル１４１Ｂとに対して、それぞれ、少なくとも第１金属部材１５１と第２金属部材１５２とが配置される。つまり、固定体１２０において、第１金属部材１５１及び第２金属部材１５２が必要な箇所にのみ配置される。よって、光学ユニット１００の第１方向Ｚに沿った厚さをより薄くできる。

光学ユニット１００の第１方向Ｚに沿った厚さをより薄くするためには、第２金属部材１５２Ａの第１方向Ｚに沿った長さ及び第２金属部材１５２Ｂの第１方向Ｚに沿った長さは、可能な限り短いことが望ましい。その結果、第２金属部材１５２Ａの第１方向Ｚに沿った長さは、第２金属部材１５２Ｂの第１方向Ｚに沿った長さと同じである。したがって、収容部１５０Ａ及び収容部１５０Ｂの第１方向Ｚに沿った長さが揃えられる。よって、光学ユニット１００の第１方向Ｚに沿った厚さをより薄くできる。

また、光学ユニット１００は、揺動機構１７０Ｃを有する。揺動機構１７０Ｃは、第３揺動機構の一例である。揺動機構１７０Ｃは、磁石１４０Ｃと、コイル１４１Ｃとを有する。コイル１４１Ｃは、第３コイルの一例である。収容部１５０Ｃは、コイル１４１Ｃと、第１金属部材１５１Ｃ、１５３Ｃと、第２金属部材１５２Ｃ、１５４ＣＵ、１５４ＣＤとを有する。収容部１５０Ｃは、第３収容部の一例である。

第１金属部材１５１Ｃは、コイル１４１Ｃに対して、第１方向Ｚの第１方向一方側Ｚ１に配置される。第１金属部材１５１Ｃは、第１方向Ｚに対して直交する第２方向Ｘに延びる。第１金属部材１５３Ｃは、コイル１４１Ｃに対して、第１方向Ｚの第１方向他方側Ｚ２に配置される。第１金属部材１５３Ｃは、第２方向Ｘに延びる。

第２金属部材１５２Ｃは、第１方向Ｚに延びる。第２金属部材１５２Ｃは、コイル１４１Ｃの第２方向一方側Ｘ１に配置される。第２金属部材１５２Ｃは、少なくとも第１金属部材１５１Ｃに連結する。図５に示す例では、第２金属部材１５２Ｃは、第１金属部材１５１Ｃ及び第１金属部材１５３Ｃに連結する。具体的には、第１金属部材１５１Ｃの第２方向一方側Ｘ１の端部と、第２金属部材１５２Ｃの第１方向一方側Ｚ１の端部とが連結される。第１金属部材１５３Ｃの第２方向一方側Ｘ１の端部と、第２金属部材１５２Ａの第１方向他方側Ｚ２の端部とが連結される。

第２金属部材１５４ＣＵは、第１金属部材１５１Ｃの第２方向他方側Ｘ２の端部から第１方向他方側Ｚ２に向かって延びる。第２金属部材１５４ＣＤは、第１金属部材１５３Ｃの第２方向他方側Ｘ２の端部から第１方向一方側Ｚ１に向かって延びる。

揺動機構１７０Ｃは、固定体１２０に対して揺動軸Ｐ３の周りに可動体１１０を揺動させる。揺動軸Ｐ３は、光学素子１１０ｐの底面の中心を通り、第１方向Ｚに対して平行に延びる。揺動軸Ｐ３は、第３揺動軸の一例である。揺動軸Ｐ３は、可動体１１０のローリング方向の回転軸である。

揺動機構１７０Ｃにおいて、磁石１４０Ｃは、径方向外側を向く面の磁極が、第１方向Ｚ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１４０Ｃの第２方向Ｘ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。

コイル１４１Ｃに流れる電流の向き及び大きさを制御すると、コイル１４１Ｃから発生する磁場の向き及び大きさが変更できる。したがって、コイル１４１Ｃから発生する磁場と磁石１４０Ｃとの相互作用により、揺動機構１７０Ｃは、可動体１１０を揺動軸Ｐ３の周りに揺動する。

上述のように、光学ユニット１００に配置されたすべてのコイルに対して第１金属部材及び第２金属部材を配置することで、光学ユニット１００の第１方向Ｚに沿った厚さをより薄くできる。

収容部１５０Ｃにおいても、光学ユニット１００の第１方向Ｚに沿った厚さをより薄くするためには、第２金属部材１５２Ａの第１方向Ｚに沿った長さ、第２金属部材１５２Ｂの第１方向Ｚに沿った長さ及び第２金属部材１５２Ｃの第１方向Ｚに沿った長さは、可能な限り短いことが望ましい。その結果、第２金属部材１５２Ｃの第１方向Ｚに沿った長さは、第２金属部材１５２Ａの第１方向Ｚに沿った長さ、及び第２金属部材１５２Ｂの第１方向Ｚに沿った長さと同じである。したがって、収容部１５０Ａ、収容部１５０Ｂ及び収容部１５０Ｃの第１方向Ｚに沿った長さが揃えられる。よって光学ユニット１００の第１方向Ｚに沿った厚さをより薄くできる。

例えば、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、角速度及び振れ量等に基づいて、光学素子１１０ｐの傾きを補正する。具体的には、光学ユニット１００にピッチング方向、ヨーイング方向及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、図示しない磁気センサー（ホール素子）によって振れを検出する。そして、磁気センサー（ホール素子）の検出結果に基づいて揺動機構１７０Ａ～１７０Ｃの少なくともいずれか１つを駆動して可動体１１０を揺動させる。詳細には、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、振れの検出結果に基づいて揺動機構１７０Ａ～１７０Ｃの少なくともいずれか１つに電流を供給して振れを補正する。

次に、図５を参照して、第２金属部材１５４ＡＵ、１５４ＡＤ、１５５ＢＵ、１５５ＢＤ、１５６ＢＵ、１５６ＢＤ、１５４ＣＵ、１５４ＣＤに配置された孔Ｈについて説明する。

第２金属部材１５４ＡＵ、１５４ＡＤ、１５５ＢＵ、１５５ＢＤ、１５６ＢＵ、１５６ＢＤ、１５４ＣＵ、１５４ＣＤは、孔Ｈを有する。第２金属部材１５４ＡＵ、１５４ＡＤ、１５４ＣＵ、１５４ＣＤにおける孔Ｈは、それぞれ、第２金属部材１５４ＡＵ、１５４ＡＤ、１５４ＣＵ、１５４ＣＤを第３方向Ｙに貫通する。第２金属部材１５５ＢＵ、１５５ＢＤ、１５６ＢＵ、１５６ＢＤにおける孔Ｈは、それぞれ、第２金属部材１５５ＢＵ、１５５ＢＤ、１５６ＢＵ、１５６ＢＤを第２方向Ｘに貫通する。樹脂部材１６０のインサートモールドの際に、孔Ｈに樹脂部材１６０が流入して、樹脂部材１６０が孔Ｈに位置する。したがって、孔Ｈの貫通方向以外の方向へ樹脂部材１６０が移動しにくくなる。

また、樹脂部材１６０のインサートモールドの際に、樹脂部材１６０が第２金属部材１５４ＡＵ、１５４ＡＤ、１５５ＢＵ、１５５ＢＤ、１５６ＢＵ、１５６ＢＤ、１５４ＣＵ、１５４ＣＤを挟んだ両側で固まると、孔Ｈの貫通方向へも樹脂部材１６０が移動しにくくなる。その結果、樹脂部材１６０が収容部１５０Ａ、１５０Ｂ、１５０Ｃから外れにくくなる。

なお、孔Ｈは、第２金属部材１５２Ａ、１５２Ｂ、１５４Ｂ、１５２Ｃに配置されてもよい。また、孔Ｈは、第１金属部材１５１Ａ、１５３Ａ、１５１Ｂ、１５３Ｂ、１５１Ｃ、１５３Ｃに配置されてもよい。孔Ｈが第１金属部材１５１Ａ、１５３Ａ、１５１Ｂ、１５３Ｂ、１５１Ｃ、１５３Ｃに配置されると、樹脂部材１６０が第３方向Ｙに沿って移動しにくくなる。

次に、図４を参照して、固定体１２０についてより詳細に説明する。固定体１２０は、基部１２１と、平板部１２３とを有する。基部１２１の周囲には、収容部１５０Ａ、１５０Ｂ、１５０Ｃが配置される。本実施形態において、第１金属部材１５３Ａ、１５３Ｂ、１５３Ｃは、基部１２１の一部である。また、基部１２１は、基部１２１を第１方向Ｚに貫通する貫通孔１２２を有する。貫通孔１２２は、光学素子１１０ｐと対向する領域に位置する。例えば、可動体１１０が揺動していない状態で、磁石１４０Ａ、１４０Ｂ、１４０Ｃと貫通孔１２２は、光軸方向Ｄｐからみて重なる。したがって、磁石１４０Ａ、１４０Ｂ、１４０Ｃの可動範囲と重なる位置に貫通孔１２２があり、磁石１４０Ａ、１４０Ｂ、１４０Ｃの可動範囲を広げることができる。

平板部１２３は、第１方向に直交する方向に延びる。図４に示す例では、平板部１２３は、収容部１５０Ａ及び収容部１５０Ｃの第２方向一方側Ｘ１の端部から第２方向一方側Ｘ１に向かって延びる。平板部１２３は、例えば、各第１金属部材及び各第２金属部材と同じ材質であり、非磁性を有する金属製である。放熱性の高い金属製の平板部１２３を固定体１２０に配置することで、固定体１２０の放熱性能をより向上させることができる。

次に、図３及び図６を参照して、樹脂部材１６０について説明する。図６は、図３に示す光学ユニット１００の収容部１５０Ａの拡大図である。

樹脂部材１６０は、第１金属部材１５１Ａ、１５３Ａの一部を覆う。また、樹脂部材１６０は、図６には図示しない第２金属部材１５２Ａ、１５４ＡＵ、１５４ＡＤの全部を覆う。具体的には、樹脂部材１６０は、第１金属部材１５１Ａの両端部及び第１金属部材１５３Ａの両端部を覆う。一方、第１金属部材１５１Ａにおけるコイル１４１Ａと対向する領域、及び第１金属部材１５３Ａにおけるコイル１４１Ａと対向する領域は、樹脂部材１６０に覆われない。したがって、第１金属部材１５１Ａにおけるコイル１４１Ａと対向する領域、及び第１金属部材１５３Ａにおけるコイル１４１Ａと対向する領域を樹脂部材１６０が覆った場合と比べて、第１金属部材１５１Ａと第１金属部材１５３Ａとの間の距離を大きく確保できる。よって、可動体１１０の揺動角度をより大きくできる。つまり、光学ユニット１００の補正角度をより大きくできる。なお、樹脂部材１６０は、第２金属部材１５２Ａ、１５４ＡＵ、１５４ＡＤの一部を覆っていてもよい。

本実施形態において、固定体１２０は、充填剤１９０を更に備える。充填剤１９０は、コイル１４１Ａと収容部１５０Ａとの間に充填される。具体的には、充填剤１９０は、コイル１４１Ａと、第１金属部材１５１Ａ、第１金属部材１５３Ａ、樹脂部材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１４１Ａに影響を与えることを抑制することができる。詳細には、コイル１４１Ａと、第１金属部材１５１Ａ、第１金属部材１５３Ａとの間に絶縁材料の充填剤１９０が充填されることで、コイル１４１Ａと、第１金属部材１５１Ａ、第１金属部材１５３Ａとが導通することを抑制できる。

充填剤１９０は、例えば、シリコーン樹脂である、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１４１Ａと第１金属部材１５１Ａ、１５３Ａとの間に充填されることによって、コイル１４１Ａで発生した熱を、充填剤１９０を介して第１金属部材１５１Ａ、１５３Ａから放熱することができる。なお、充填剤１９０は、コイル１４１Ａと収容部１５０Ａとの間に限らず、コイル１４１Ｂと収容部１５０Ｂとの間及びコイル１４１Ｃと収容部１５０Ｃとの間に充填されてもよい。

本実施形態において、回路基板１８０は、第２金属部材１５２Ａ、１５４ＡＵ、１５４ＡＤを覆う樹脂部材１６０に固定される。樹脂部材１６０は、第２金属部材１５２Ａ、１５４ＡＵ、１５４ＡＤに比べて形状自由度が高く、小型複雑構造に適している。したがって、より高精度に回路基板１８０の取付位置を決めることが出来る。よって、樹脂部材１６０に覆われていない第１金属部材１５１Ａにおけるコイル１４１Ａと対向する領域、及び第１金属部材１５３Ａにおけるコイル１４１Ａと対向する領域と、コイル１４１Ａとの絶縁が安定する。

次に、図４及び図７を参照して、固定体１２０の成形について説明する。図７は、固定体１２０の他の形態を示す図である。

固定体１２０は、図４に示す第１形態と、図７に示す平板状の第２形態とを有する。例えば、固定体１２０において、基部１２１と収容部１５０Ａ、１５０Ｂ、１５０Ｃとが単一部品で構成される。具体的には、第２形態の固定体１２０は、第１金属部材１５１Ａ～１５１Ｃ、１５３Ａ～１５３Ｃ、第２金属部材１５２Ａ～１５２Ｃ、１５４ＡＵ、１５４ＡＤ、１５４Ｂ、１５５ＢＵ、１５５ＢＤ、１５６ＢＵ、１５６ＢＤ、１５４ＣＵ、１５４ＣＤ、及び平板部１２３が１つに連結された一枚板として形成される。例えば、一枚の金属板をプレス機によってプレスすることにより、第２形態の固定体１２０は形成される。

第２形態の固定体１２０において、所定の位置が所定の角度で折り曲げられることで、第１形態の固定体１２０が形成される。固定体１２０を曲げ加工形成が可能な単一部材による構成とすることで、固定体１２０の生産性を向上させるとともに、部品点数を削減することができ、固定体１２０の製造原価を低減できる。

第２形態の固定体１２０から第１形態の固定体１２０が形成されると、第２金属部材１５２Ａの一方の端部１２４Ａは、基部１２１に固着され、第２金属部材１５２Ｃの一方の端部１２４Ｃは、基部１２１に固着される。その結果、第２金属部材１５２Ｃは、基部１２１の一部である第１金属部材１５１Ｃと連結する。具体的には、端部１２４Ａは、第１形態において、第２形態における接触部１２５Ａに位置する。端部１２４Ｃは、第１形態において、第２形態における接触部１２５Ｃに位置する。端部１２４Ａ及び端部１２４Ｃは、それぞれ、例えばかしめ又は溶接により接触部１２５Ａ及び接触部１２５Ｃに固着される。なお、端部１２４Ａ及び端部１２４Ｃと、接触部１２５Ａ及び接触部１２５Ｃとの固着方法は、かしめ又は溶接に限らない。

以上のように、光学ユニット１００を薄型化することで、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。

本実施形態において、基部１２１と収容部１５０Ａ、１５０Ｂ、１５０Ｃとは、単一部品で構成されず、それぞれが別部品であってもよい。この場合、例えば、各部品は、溶接等によって連結される。

以上、図面（図１～図７）を参照して本開示の実施形態について説明した。ただし、本開示は、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できる。また、上記の実施形態に開示される複数の構成要素は適宜改変可能である。例えば、ある実施形態に示される全構成要素のうちのある構成要素を別の実施形態の構成要素に追加してもよく、又は、ある実施形態に示される全構成要素のうちのいくつかの構成要素を実施形態から削除してもよい。

また、図面は、発明の理解を容易にするために、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さ、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構成は一例であって、特に限定されるものではなく、本開示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ことは言うまでもない。

本開示は、光学ユニットの分野に利用可能である。

１００ ：光学ユニット
１１０ ：可動体
１１０ｐ ：光学素子
１１８ ：ホルダ
１１８ａ～１１８ｄ ：側部
１１８ｅ ：底部
１２０ ：固定体
１２１ ：基部
１２２ ：貫通孔
１２３ ：平板部
１２４Ａ、１２４Ｃ ：端部
１２５Ａ、１２５Ｃ ：接触部
１４０、１４０Ａ～１４０Ｄ ：磁石
１４１、１４１Ａ～１４１Ｃ ：コイル
１５０、１５０Ａ～１５０Ｃ ：収容部
１５１、１５１Ａ～１５１Ｃ、１５３、１５３Ａ～１５３Ｃ ：第１金属部材
１５２、１５２Ａ～１５２Ｃ、１５４Ｂ ：第２金属部材
１５４ＡＤ、１５４ＡＵ、１５４ＣＤ、１５４ＣＵ、１５５ＢＤ、１５５ＢＵ、１５６ＢＤ、１５６ＢＵ ：第２金属部材
１６０ ：樹脂部材
１７０Ａ～１７０Ｃ ：揺動機構
１８０ ：回路基板
１９０ ：充填剤
２００ ：スマートフォン
Ｄｐ ：光軸方向
Ｈ ：孔
Ｐ１～Ｐ３ ：揺動軸
Ｐａ ：光軸
Ｘ ：第２方向
Ｘ１ ：第２方向一方側
Ｘ２ ：第２方向他方側
Ｙ ：第３方向
Ｙ１ ：第３方向一方側
Ｙ２ ：第３方向他方側
Ｙ３ ：第３方向他方側
Ｚ ：第１方向
Ｚ１ ：第１方向一方側
Ｚ２ ：第１方向他方側

Claims (14)

1. 光学素子と１つ以上の磁石とを有する可動体と、
   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
   を有し、
   前記固定体は、
   前記磁石にそれぞれ隣接するコイルと、
   前記磁石と前記コイルとが重なる方向からみて前記コイルの外側に配置され、前記コイルがそれぞれ収容される収容部とを有し、
   前記収容部は、
   前記磁石と前記コイルとが重なる方向に対して直交する２つの方向のうち、前記光学素子の光軸方向に対して略平行な第１方向の一方側に配置され、前記第１方向に対して直交する第２方向に延びる少なくとも１つの第１金属部材と、
   前記第１方向に延び、前記第１金属部材に連結する少なくとも１つの第２金属部材と
   を有する、光学ユニット。
2. 前記固定体は、前記第１金属部材の一部及び前記第２金属部材を覆う樹脂部材を更に有する、請求項１に記載の光学ユニット。
3. 前記第１金属部材及び前記第２金属部材は、孔を有し、
   前記孔には、前記樹脂部材が位置する、請求項２に記載の光学ユニット。
4. 前記第２金属部材を覆う前記樹脂部材に前記コイルに電流を流す回路基板が固定される、請求項２又は請求項３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
   を有し、
   前記第１揺動機構は、第１コイルを有し、
   前記第２揺動機構は、第２コイルを有し、
   前記収容部は、
   前記第１コイルを収容する第１収容部と、
   前記第２コイルを収容する第２収容部と
   を有し、
   前記第１揺動軸及び前記第２揺動軸は、それぞれ、前記第１方向に対して直交する方向に延び、
   前記第１揺動軸及び前記第２揺動軸は、互いに直交する、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. 前記第１収容部における前記第２金属部材の長さは、前記第２収容部における前記第２金属部材の長さと同じである、請求項５に記載の光学ユニット。
7. 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揺動機構を更に有し、
   前記第３揺動機構は、第３コイルを有し、
   前記第３揺動軸は、前記第１方向に対して平行に延び、
   前記収容部は、前記第３コイルを収容する第３収容部を更に有する、請求項５又は請求項６に記載の光学ユニット。
8. 前記第３収容部における前記第２金属部材の長さは、前記第１収容部における前記第２金属部材の長さと同じである、請求項７に記載の光学ユニット。
9. 前記固定体は、前記コイルと前記収容部との間に充填される充填剤を更に備える、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. 前記固定体は、外周に前記収容部が配置される基部を更に備え、
    前記基部は、前記光学素子と対向する領域に貫通孔を有する、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. 前記基部は、前記第１方向に直交する方向に延びる金属製の平板部を有する、請求項１０に記載の光学ユニット。
12. 前記基部と前記収容部とが単一部品で構成される、請求項１０又は請求項１１に記載の光学ユニット。
13. 前記第２金属部材の一方の端部が前記基部に固着される、請求項１２に記載の光学ユニット。
14. 請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載の光学ユニットを有する、スマートフォン。

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