JP6460745B2 - 振れ補正機能付き光学ユニット - Google Patents

Description

本発明は、カメラ付き携帯電話機等に搭載される振れ補正機能付き光学ユニットに関するものである。

近年、携帯電話機は、撮影用の光学ユニットが搭載された光学機器として構成されている。かかる光学ユニットにおいては、ユーザーの手振れによる撮影画像の乱れを抑制するために、光学モジュールを揺動させて振れを補正する構成が提案されている。かかる振れ補正を行うには、光学モジュールを固定体に対して揺動可能な可動体とし、磁気駆動機構によって可動体を光軸に交差する軸線周りに揺動する構成が提案されている（特許文献１参照）。

また、特許文献１に記載の光学ユニットでは、可動体の光軸方向後側端部にコイルを設ける一方、光軸方向後側端部と対向する固定体の底部に磁石を配置して磁気駆動機構が構成されている。

特許第４６２６７８０号公報

特許文献１に記載の光学ユニットにおいて、可動体に設けた撮像素子からの信号出力やコイルへの給電を行うには、可動体にフレキシブル配線基板を接続するとともに、フレキシブル配線基板を固定体の外側に引き出すことになる。その際、フレキシブル配線基板の引き回し位置によっては、可動体が揺動した際にフレキシブル配線基板が撓んで、フレキシブル配線基板から可動体に大きな負荷が加わるおそれがあるが、特許文献１には、フレキシブル配線基板の引き出し位置等について一切記載されていない。このため、特許文献１に記載の構成では、フレキシブル配線基板から可動体に加わる負荷によって可動体を適正に揺動させることができないおそれがある。

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、可動体にフレキシブル配線基板を接続した場合でも、フレキシブル配線基板から可動体に加わる負荷を低減することのできる振れ補正機能付き光学ユニットを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る振れ補正機能付き光学ユニットは、光学素子を保持する可動体と、前記可動体の外側に配置され、第１揺動支持部を介して前記可動体を光軸に交差する第１軸線周りに揺動可能に支持する可動枠と、前記可動枠の外側に配置され、第２揺動支持部を介して前記可動枠を前記光軸および前記第１軸線に交差する第２軸線周りに揺動可能に支持する固定体と、前記可動体の光軸方向後側端部と該光軸方向後側端部と対向する前記固定体の底部との間に設けられ、前記可動体に前記第１軸線周りおよび前記第２軸線周りの駆動力を印加する磁気駆動機構と、前記可動体に接続され、前記固定体の側面から外側に引き出されたフレキシブル配線基板と、を有し、前記光軸に対して直交する方向からみたとき、前記第１揺動支持部、前記第２揺動支持部、および前記フレキシブル配線基板の前記固定体からの引き出し位置は、前記可動体の中心より光軸方向前側に位置し、前記フレキシブル配線基板は、前記引き出し位置と前記可動体への接続位置との間に、光軸方向後側に向けて延在する部分と光軸方向前側に向けて延在する部分との間で折り返された折り返し部分を複数有していることを特徴とする。

本発明では、第１揺動支持部、第２揺動支持部、およびフレキシブル配線基板の固定体からの引き出し位置がいずれも、可動体の中心より光軸方向前側に位置するため、フレキシブル配線基板の引き出し位置を第１揺動支持部および第２揺動支持部に近づけることができる。このため、可動体が揺動した際でも、引き出し位置付近でのフレキシブル配線基板の変位が小さい。従って、可動体が揺動した際にフレキシブル配線基板が撓んでも、フレキシブル配線基板から可動体に加わる負荷を小さくすることができる。それ故、可動体を適正に揺動させることができる。また、磁気駆動機構は、可動体の光軸方向後側端部と固定体の底部との間に設けられているため、固定体の光軸に交差する方向のサイズを小さくすることができる。また、磁気駆動機構は、第１揺動支持部および第２揺動支持部から大きく離間している。このため、比較的小さな駆動力で可動体を揺動させることができる。さらに、フレキシブル配線基板は、引き出し位置と可動体への接続位置との間に、複数の折り返し部分を備えているため、フレキシブル配線基板の変形に伴う形状復帰力（バネ定数）を小さくすることができる。このため、可動体が揺動した際にフレキシブル配線基板が撓んでも、フレキシブル配線基板から可動体に加わる負荷を小さくすることができる。それ故、可動体を適正に揺動させることができる。

本発明において、前記光軸に対して直交する方向からみたとき、前記第１揺動支持部および前記第２揺動支持部は、前記引き出し位置より光軸方向前側に位置することが好ましい。

本発明において、前記フレキシブル配線基板は、前記可動体との接続位置と前記引き出し位置との間に、前記可動体の側面に固定されずに、前記可動体の側面に沿って前記光軸周りに延在する延在部分を備えていることが好ましい。かかる構成によれば、フレキシブル配線基板の変形に伴う形状復帰力（バネ定数）を小さくすることができるので、可動体が揺動した際にフレキシブル配線基板が撓んでも、フレキシブル配線基板から可動体に加わる負荷を小さくすることができる。それ故、可動体を適正に揺動させることができる。

本発明において、前記固定体と前記可動体とに接続して、前記磁気駆動機構が休止しているときの前記可動体の姿勢を規定するバネ部材を備え、前記光軸に対して直交する方向からみたとき、前記バネ部材は、前記第１揺動支持部および前記第２揺動支持部より光軸方向前側で前記固定体および前記前記可動体に接続していることが好ましい。かかる構成によれば、バネ部材の固定体や前記可動体への接続が第１揺動支持部および第２揺動支持部に近い位置にある。このため、可動体が揺動した際のバネ部材の光軸に対して交差する方向の変位が小さい。従って、バネ部材の設計が容易である。

本発明において、前記光軸に対して直交する方向からみたとき、前記フレキシブル配線基板は、前記中心より光軸方向前側で前記固定体の側面に固定されている構成を採用することができる。

この場合、前記光軸に対して直交する方向からみたとき、前記フレキシブル配線基板の前記固定体への固定位置は、前記第１揺動支持部および前記第２揺動支持部より光軸方向後側に位置することが好ましい。かかる構成によれば、フレキシブル配線基板の形状復帰力（バネ力）がバネ部材を変形させにくい。

本発明において、前記磁気駆動機構は、前記光軸方向後側端部に固定された磁石と、前記底部に固定されたコイルと、を備えていることが好ましい。かかる構成によれば、コイ
ルが固定体側に配置されているので、コイルに給電した際に発生する熱が可動体に保持された光学素子に影響を及ぼしにくい。

本発明において、前記可動体には、前記光軸に対して直交する方向からみたときに前記第１揺動支持部および前記第２揺動支持部より光軸方向前側にウエイト部材を備えていることが好ましい。かかる構成によれば、可動体の重心を第１揺動支持部および第２揺動支持部に近づけることができるので、可動体の自重による揺動を小さく抑えることができる。

本発明において、前記光軸方向からみたとき、前記固定体は円形であることが好ましい。かかる構成によれば、光学機器に用いたレンズ等の形状に振れ補正機能付き光学ユニットの形状を合わせることができるので、レンズから特定の角度方向に振れ補正機能付き光学ユニットが極端に突出することを抑制することができる。

本発明において、前記光軸方向からみたとき、前記固定体は矩形であり、前記第１揺動支持部および前記第２揺動支持部は、前記固定体の角部分に配置されている構成を採用することができる。かかる構成によれば、可動体の側面に振れ検出センサ等を配置するスペースを容易に確保することができる。

本発明では、第１揺動支持部、第２揺動支持部、およびフレキシブル配線基板の固定体からの引き出し位置がいずれも、可動体の中心より光軸方向前側に位置するため、フレキシブル配線基板の引き出し位置を第１揺動支持部および第２揺動支持部に近づけることができる。このため、可動体が揺動した際でも、引き出し位置付近でのフレキシブル配線基板の変位が小さい。従って、可動体が揺動した際にフレキシブル配線基板が撓んでも、フレキシブル配線基板から可動体に加わる負荷を小さくすることができる。それ故、可動体を適正に揺動させることができる。また、磁気駆動機構は、可動体の光軸方向後側端部と固定体の底部との間に設けられているため、固定体の光軸に交差する方向のサイズを小さくすることができる。また、磁気駆動機構は、第１揺動支持部および第２揺動支持部から大きく離間している。このため、比較的小さな駆動力で可動体を揺動させることができる。

本発明の実施の形態１に係る振れ補正機能付きの光学ユニットを携帯電話機等の光学機器に搭載した様子を模式的に示す説明図である。 本発明の実施の形態１に係る振れ補正機能付きの光学ユニットの説明図である。 本発明の実施の形態１に係る振れ補正機能付きの光学ユニットの分解斜視図である。 本発明の実施の形態１に係る振れ補正機能付きの光学ユニットの磁気駆動機構の平面構成を示す説明図である。 本発明の実施の形態１に係る振れ補正機能付きの光学ユニットに用いたフレキシブル配線基板の説明図である。 本発明の実施の形態２に係る振れ補正機能付きの光学ユニットの断面図である。 本発明の実施の形態３に係る振れ補正機能付きの光学ユニットの断面図である。 本発明の実施の形態４に係る振れ補正機能付きの光学ユニットの断面図である。 本発明の実施の形態５に係る振れ補正機能付きの光学ユニットを携帯電話機等の光学機器に搭載した様子を模式的に示す説明図である。

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明においては、撮像ユニットの手振れを防止するための構成を例示する。また、以下の説明では、互いに直交する３方向を各々Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸とし、光軸Ｌ（レンズ光軸／光学素子の光軸）に沿う方向をＺ軸とする。また、以下の説明では、各方向の振れのうち、Ｘ軸周りの回転は、いわゆるピッチング（縦揺れ）に相当し、Ｙ軸周りの回転は、いわゆるヨーイング（横揺れ）に相当し、Ｚ軸周りの回転は、いわゆるローリングに相当する。また、Ｘ軸の一方側には＋Ｘを付し、他方側には−Ｘを付し、Ｙ軸の一方側には＋Ｙを付し、他方側には−Ｙを付し、Ｚ軸の一方側（被写体側とは反対側／光軸方向後側Ｌ２）には＋Ｚを付し、他方側（被写体側／光軸方向前側Ｌ１）には−Ｚを付して説明する。また、以下の説明では、Ｘ軸が本発明における「第１軸線」に対応し、Ｙ軸が本発明における「第２軸線」に対応する場合を中心に説明する。

［実施の形態１］
（撮影用の光学ユニットの全体構成）
図１は、本発明の実施の形態１に係る振れ補正機能付きの光学ユニット１００を携帯電話機等の光学機器１０００に搭載した様子を模式的に示す説明図である。

図１に示す光学ユニット１００（振れ補正機能付き光学ユニット）は、カメラ付き携帯電話機等の光学機器１０００に用いられる薄型カメラであって、光学機器１０００のシャーシ２０００（機器本体）に支持された状態で搭載される。かかる光学ユニット１００では、撮影時に光学機器１０００に手振れ等の振れが発生すると、撮像画像に乱れが発生する。そこで、本形態の光学ユニット１００には、後述するように、光学モジュール１を備えた可動体１０を固定体２０内で揺動可能に支持するとともに、光学ユニット１００に搭載したジャイロスコープ、あるいは光学機器１０００の本体側に搭載したジャイロスコープ等の振れ検出センサによって手振れを検出した結果に基づいて、光学モジュール１を揺動させる磁気駆動機構（図１では図示せず）が設けられている。本形態において、光軸Ｌの方向からみたとき、レンズ１ａは円形であり、光学モジュール１も円形である。

（光学ユニット１００の概略構成）
図２は、本発明の実施の形態１に係る振れ補正機能付きの光学ユニット１００の説明図であり、図２（ａ）、（ｂ）は、光学ユニットを被写体側からみたときの斜視図、および光学ユニットの断面構成を模式的に示す説明図である。なお、図２（ｂ）では、フレキシブル配線基板の引き出し方向、光軸Ｌおよび振れ検出センサを通る位置で切断した様子を示してある。図３は、本発明の実施の形態１に係る振れ補正機能付きの光学ユニット１００の分解斜視図である。

図２、図３および図４において、本形態の光学ユニット１００は、固定体２０と、光学モジュール１を保持する可動体１０と、可動体１０が固定体２０に対して変位可能に支持された状態とするジンバル機構３０と、可動体１０を固定体２０に対して相対変位させる磁気駆動力を可動体１０に印加する磁気駆動機構５０とを有している。また、光学ユニット１００は、可動体１０と固定体２０とに接続して、磁気駆動機構５０が休止している期間、可動体１０の姿勢を規定する板状のバネ部材７０を有している。

可動体１０は、光学モジュール１と、光学モジュール１を保持するホルダ８とを備えており、光学モジュール１は、レンズ１ａや撮像素子１ｂを有している。ホルダ８は、光軸方向後側Ｌ２に位置する矩形のホルダ底部８１と、ホルダ底部８１の外縁から光軸方向前側Ｌ１に向けて延在する角筒状のホルダ胴部８２と、ホルダ胴部８２から光軸方向前側Ｌ
１に突出した円筒部８３とを有している。

固定体２０は、ケース２１を備えており、ケース２１は、光軸方向後側Ｌ２に位置する円形のケース底部２１１と、ケース底部２１１の外縁から光軸方向前側Ｌ１に向けて延在する円筒状のケース胴部２１２とを有している。また、固定体２０は、ケース胴部２１２に光軸方向前側Ｌ１で重なるカバー２２と、カバー２２とケース胴部２１２との間に保持された固定枠２３とを有しており、カバー２２および固定枠２３も光軸Ｌ方向からみたとき、円形である。カバー２２には、被写体からの光を光学モジュール１に導く円形の穴２２０が形成されている。

（ジンバル機構３０の構成）
図２および図３に示すように、ジンバル機構３０は、可動体１０の外側に配置された可動枠３１と、固定体２０のうち、可動枠３１の外側に配置された固定枠２３とを用いて構成されている。本形態において、可動枠３１は、Ｘ軸方向で対向する辺部３１１、３１３と、Ｙ軸方向で対向する辺部３１３、３１４を備えた矩形枠からなる。固定枠２３は、外形は円形であるが、可動枠３１の辺部３１１、３１２、３１３、３１４に沿って延在する辺部２３１、２３２、２３３、２３４を有しており、辺部２３１、２３３はＸ軸方向で対向し、辺部２３２、２３４はＹ軸方向で対向している。

ジンバル機構３０は、可動体１０が可動枠３１に対してＸ軸（第１軸線）周りに揺動可能に支持された状態とする第１揺動支持部３６と、可動枠３１が固定枠２３に対してＹ軸（第２軸線）周りに揺動回転可能に支持された状態とする第２揺動支持部３７とが構成されている。

本形態では、第１揺動支持部３６を構成するにあたって、可動枠３１の辺部３１１、３１３の内面には球体３９ａが固定されており、かかる球体３９ａは、可動体１０のホルダ８においてＸ軸方向に向かう面に形成された半球状の凹部１９に支持されている。従って、可動体１０は、第１揺動支持部３６の球体３９ａによって可動枠３１にＸ軸周りに揺動可能に支持されている。

また、第２揺動支持部３７を構成するにあたって、可動枠３１の辺部３１２、３１４の外面には球体３９ｂが固定されており、かかる球体３９ｂは、固定体２０の固定枠２３においてＸ軸方向に延在する辺部２３２、２３４の内面に形成された半球状の凹部２３９に支持されている。従って、可動枠３１は、第２揺動支持部３７の球体３９ｂによって固定枠２３にＹ軸周りに揺動可能に支持されている。

なお、第１揺動支持部３６に構成するにあたっては、可動枠３１および可動体１０の一方に形成された軸が他方に形成された軸穴に支持された構成を採用してもよい。また、第２揺動支持部３７に構成するにあたっては、可動枠３１および固定枠２３の一方に形成された軸が他方に形成された軸穴に支持された構成を採用してもよい。

（バネ部材７０の構成）
バネ部材７０は、金属板を所定形状に加工した板状バネであり、外形が円形状で内周形状が多角形の枠状の固定体側連結部７１と、円環状の可動体側連結部７２と、固定体側連結部７１と可動体側連結部７２とを連結する複数の板バネ部７３とを有している。本形態において、板バネ部７３は、固定体側連結部７１の角部分から周方向の一方側から他方側に折り返しながら可動体側連結部７２まで延在している。

ここで、固定体側連結部７１は、固定枠２３の光軸方向前側Ｌ１の端面とカバー２２との間で溶接や接着等により固定され、可動体側連結部７２は、ホルダ８の円筒部８３等に
溶接や接着等により固定されている。

（磁気駆動機構５０の構成）
図４は、本発明の実施の形態１に係る振れ補正機能付きの光学ユニット１００の磁気駆動機構５０の平面構成を示す説明図であり、図４（ａ）、（ｂ）は、磁気駆動機構５０の第１構成例を示す説明図、および磁気駆動機構５０の第２構成例を示す説明図である。

図２、図３および図４（ａ）に示すように、磁気駆動機構５０は、板状の磁石５２と、磁石５２に対向するコイル５６とを備えている。本形態において、磁石５２は、可動体１０の光軸方向後側Ｌ２の端部８８（ホルダ底部８１の光軸方向後側Ｌ２の面）に固定され、コイル５６は、ケース２１において可動体１０の端部８８に光軸方向後側Ｌ２で対向するケース底部２１１に固定されている。

ここで、磁石５２は、光軸Ｌ方向でＳ極とＮ極とに着磁された四角形の永久磁石であり、コイル５６は、光軸Ｌ周りの４箇所において、長辺５６ａが磁石５２の縁５２１に沿って延在するように配置された空芯コイルである。

なお、図４（ｂ）に示すように、磁気駆動機構５０において、磁石５２として光軸Ｌ周りにＳ極とＮ極が２箇所ずつ交互に形成された永久磁石を用いてもよい。この場合も、コイル５６は、光軸Ｌ周りの４箇所に配置されるが、長辺５６ａは磁石５２の着磁分極線５２２に沿うように配置される。

このように構成した磁気駆動機構５０において、コイル５６にはフレキシブル配線基板（図示せず）が接続されており、かかるフレキシブル配線基板を介してコイル５６への給電が行われる。

（フレキシブル配線基板６０の構成）
図５は、本発明の実施の形態１に係る振れ補正機能付きの光学ユニット１００に用いたフレキシブル配線基板６０の説明図であり、図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、フレキシブル配線基板６０を光軸方向前側Ｌ１からみた説明図、フレキシブル配線基板の斜視図、およびフレキシブル配線基板の展開図である。

図２および図５に示すように、本形態の光学ユニット１００において、可動体１０にはフレキシブル配線基板６０が接続されており、かかるフレキシブル配線基板６０は、固定体２０の側面（ケース胴部２１２）から外側に引き出されている。かかるフレキシブル配線基板６０は、光学モジュール１の撮像素子１ｂでの検出結果を出力する。また、フレキシブル配線基板６０には振れ検出センサ１５が実装されており、振れ検出センサ１５は、手振れが発生したときの振れの方向や大きさをフレキシブル配線基板６０を介して固定体２０の外側に設けられた制御部に出力する。

本形態では、ケース胴部２１２（固定体２０の側面）に切り欠き状の開口部２１５が形成されており、フレキシブル配線基板６０は、開口部２１５を介して固定体２０の側面から外側に引き出されている。また、フレキシブル配線基板６０は、開口部２１５の縁に接着等により固定されている。従って、本形態では、フレキシブル配線基板６０の固定体２０からの引き出し位置および固定体２０への固定位置Ｄ（図２参照）は、いずれも開口部２１５が形成されている位置である。

フレキシブル配線基板６０は、Ｘ軸方向に延在する第１部分６１と、第１部分６１から可動体１０の側面に沿って延在する第２部分６２とを有しており、第１部分６１の一部が固定体２０から外側に引き出されている。従って、第１部分６１は、固定体２０の内側に
位置する内側部分６１２と、固定体２０の外側に位置する外側部分６１１とからなる。

このように構成したフレキシブル配線基板６０において、第１部分６１の内側部分６１２は、光軸方向後側Ｌ２に向けて延在した後、光軸方向前側Ｌ１に向けて折り返された折り返し部分６１３を複数有している。

また、第２部分６２において、先端部６２１は、振れ検出センサ１５が実装されているとともに、先端部６２１は、可動体１０のＹ方向の他方側−Ｙの面に接着等により固定されている。従って、振れ検出センサ１５は、手振れが発生したときの振れの方向や大きさを検出することができ、フレキシブル配線基板６０を介して固定体２０の外側に設けられた制御部に出力することができる。

ここで、第２部分６２は、先端部６２１を除く部分は、可動体１０の側面に固定されずに、可動体１０の側面に沿って光軸Ｌ周りに延在する延在部分６２２になっている。従って、延在部分６２２は、可動体１０のＸ軸方向の一方側＋Ｘの側面と、可動体１０のＹ軸方向の一方側＋Ｙの側面に固定されずに、可動体１０のＸ軸方向の一方側＋Ｘの側面、および可動体１０のＹ軸方向の一方側＋Ｙの側面に沿って延在している。

（各部位の光軸Ｌ方向における位置関係）
再び図２において、本形態の光学ユニット１００では、光軸Ｌに対して直交する方向からみたとき、各部位の光軸Ｌ方向における位置関係は、光軸方向後側Ｌ２から光軸方向前側Ｌ１に向かって、磁気駆動機構５０、磁石５２を除く可動体１０の光軸Ｌ方向における中心Ｃ、フレキシブル配線基板６０の固定体２０からの引き出し位置（開口部２１５）、ジンバル機構３０（第１揺動支持部３６および第２揺動支持部３７）、およびバネ部材７０の順になっている。

すなわち、ジンバル機構３０（第１揺動支持部３６および第２揺動支持部３７）、およびフレキシブル配線基板６０の固定体２０からの引き出し位置（開口部２１５）は、可動体１０の中心Ｃより光軸方向前側Ｌ１に位置する。また、ジンバル機構３０は、フレキシブル配線基板６０の固定体２０からの引き出し位置（開口部２１５）より光軸方向前側Ｌ１に位置する。また、バネ部材７０は、ジンバル機構３０より光軸方向前側Ｌ１で固定体２０および可動体１０に接続している。また、フレキシブル配線基板６０は、可動体１０の中心Ｃより光軸方向前側Ｌ１で固定体２０の側面に固定されている。また、フレキシブル配線基板６０の固定体２０への固定位置Ｄは、ジンバル機構３０より光軸方向後側Ｌ２に位置する。

（磁気駆動機構５０等の構成および基本動作）
本形態の光学ユニット１００において、図１に示す光学機器１０００が振れると、かかる振れは、ジャイロスコープ等の振れ検出センサ１５によって検出され、制御用ＩＣ（図示せず）は、磁気駆動機構５０を制御する。すなわち、振れ検出センサ１５で検出した振れを打ち消すような駆動電流をコイル５６に供給する。その際、４つのコイル５６のうちの一部に通電し、他のコイル５６には通電しない。または、４つのコイル５６の全てに通電するが、４つのコイル５６に供給する電流バランスを制御する。その結果、可動体１０（光学モジュール１は、Ｘ軸周りまたはＹ軸周りに揺動し、手振れが補正される。あるいは、光学モジュール１は、Ｘ軸周りに揺動するとともに、Ｙ軸周りに揺動し、手振れが補正される。

（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態の光学ユニット１００では、ジンバル機構３０（第１揺動支持部３６および第２揺動支持部３７）、およびフレキシブル配線基板６０の固定体２０
からの引き出し位置（開口部２１５）は、磁石５２を除く可動体１０の中心Ｃより光軸方向前側Ｌ１に位置する。従って、フレキシブル配線基板６０の固定体２０からの引き出し位置（開口部２１５）をジンバル機構３０に近づけることができる。このため、可動体１０が揺動した際でも、フレキシブル配線基板６０の固定体２０からの引き出し位置付近でのフレキシブル配線基板６０の変位が小さい。従って、可動体１０が揺動した際にフレキシブル配線基板６０が撓んでも、フレキシブル配線基板６０から可動体１０に加わる負荷を小さくすることができる。それ故、可動体１０を適正に揺動させることができる。

また、磁気駆動機構５０は、可動体１０の光軸方向後側Ｌ２の端部８８と固定体２０のケース底部２１１との間に設けられているため、固定体２０の光軸Ｌに交差する方向のサイズを小さくすることができる。また、磁気駆動機構５０は、ジンバル機構３０から大きく離間しているため、比較的小さな駆動力で可動体１０を揺動させることができる。

また、ジンバル機構３０は、フレキシブル配線基板６０の固定体２０からの引き出し位置（開口部２１５）より光軸方向前側Ｌ１に位置し、バネ部材７０は、ジンバル機構３０より光軸方向前側Ｌ１で固定体２０および可動体１０に接続している。このため、バネ部材７０の固定体２０や可動体１０への接続がジンバル機構３０に近い位置にある。このため、可動体１０が揺動した際のバネ部材７０の光軸Ｌに対して交差する方向の変位が小さい。従って、バネ部材７０の設計が容易である。また、フレキシブル配線基板６０の固定体２０への固定位置Ｄは、ジンバル機構３０より光軸方向後側Ｌ２に位置しており、ジンバル機構３０に対してバネ部材７０とは反対側に位置する。従って、フレキシブル配線基板６０の形状復帰力（バネ力）がバネ部材７０を変形させにくい。

また、フレキシブル配線基板６０は、引き出し位置と可動体１０への接続位置（先端部６２１）との間に、複数の折り返し部分６１３を備えているため、フレキシブル配線基板６０の変形に伴う形状復帰力（バネ定数）を小さくすることができる。また、フレキシブル配線基板６０は、可動体１０との接続位置（先端部６２１）とフレキシブル配線基板６０の固定体２０からの引き出し位置（開口部２１５）との間に、可動体１０の側面に固定されずに、可動体の側面に沿って光軸Ｌ周りに延在する延在部分６２２を備えているため、フレキシブル配線基板６０の変形に伴う形状復帰力（バネ定数）を小さくすることができる。従って、可動体１０が揺動した際にフレキシブル配線基板６０が撓んでも、フレキシブル配線基板６０から可動体１０に加わる負荷を小さくすることができる。それ故、可動体を適正に揺動させることができる。

また、磁気駆動機構５０では、コイル５６が固定体２０側に配置されているので、コイル５６に給電した際に発生する熱が可動体１０に保持された撮像素子１ｂ等の光学素子に影響を及ぼしにくい。

また、光軸Ｌ方向からみたとき、固定体２０は円形であるため、光学機器に用いたレンズ等の形状に光学ユニット１００の形状を合わせることができるので、レンズから特定の角度方向に光学ユニット１００が極端に突出することを抑制することができる。

［実施の形態２］
図６は、本発明の実施の形態２に係る振れ補正機能付きの光学ユニット１００の断面図であり、図２（ｂ）と同様、フレキシブル配線基板６０の引き出し方向、光軸Ｌおよび振れ検出センサ１５を通る位置で切断した様子を示してある。なお、本形態および後述する形態はいずれも、基本的な構成が実施の形態１と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付してそれらの説明を省略する。

図６に示すように、本形態の光学ユニット１００において、可動体１０には、ジンバル
機構３０（第１揺動支持部３６および第２揺動支持部３７）より光軸方向前側Ｌ１に金属製のウエイト部材１７が設けられている。このため、可動体１０の重心をジンバル機構３０に近づけることができるので、可動体１０の自重による揺動を小さく抑えることができる。

［実施の形態３］
図７は、本発明の実施の形態３に係る振れ補正機能付きの光学ユニット１００の断面図であり、図２（ｂ）と同様、フレキシブル配線基板６０の引き出し方向、光軸Ｌおよび振れ検出センサ１５を通る位置で切断した様子を示してある。図７に示すように、本形態の光学ユニット１００において、可動体１０には、レンズ１ａを光軸Ｌ方向に駆動するフォーカシング用のレンズ駆動装置の磁石１ｆが搭載されている。このような場合、ホルダ８を磁性部材とすれば、ホルダ８をレンズ駆動装置のバックヨークとして利用することができる。また、磁気駆動機構５０に用いた磁石５２の磁界をレンズ駆動装置に利用することもできる。

［実施の形態４］
図８は、本発明の実施の形態４に係る振れ補正機能付きの光学ユニット１００の断面図であり、図２（ｂ）と同様、フレキシブル配線基板６０の引き出し方向、光軸Ｌおよび振れ検出センサ１５を通る位置で切断した様子を示してある。図８に示すように、本形態の光学ユニット１００において、可動体１０は、光軸方向後側Ｌ２の端部８８が光軸方向後側Ｌ２に向けて突出した凸曲面からなり、それ故、磁石５２も、光軸方向後側Ｌ２に凸曲面を向けている。これに対して、固定体２０のケース底部２１１は、光軸方向後側Ｌ２に向けて凹んだ凹曲面からなり、それ故、コイル５６も、光軸方向後側Ｌ２に向けて凹んだ凹曲面からなる。

かかる構成によれば、磁石５２とコイル５６の間隔を狭めた場合でも、可動体１０が揺動したときに磁石５２とコイル５６が接触することがない。それ故、磁気駆動機構５０における効率を向上することができる。

［実施の形態５］
図９は、本発明の実施の形態５に係る振れ補正機能付きの光学ユニット１００を携帯電話機等の光学機器１０００に搭載した様子を模式的に示す説明図である。図９に示すように、本形態の光学ユニット１００は、光軸Ｌ方向からみたとき、固定体２０が矩形であり、図２等を参照して説明した第１揺動支持部３６および第２揺動支持部３７は、固定体２０の角部分に配置されている。このため、可動体１０の側面に振れ検出センサ１５等を配置するスペースを容易に確保することができる。

［光学ユニット１００の他の構成例］
上記実施の形態では、カメラ付き携帯電話機に用いる光学ユニット１００に本発明を適用した例を説明したが、薄型のデジタルカメラ等に用いる光学ユニット１００に本発明を適用してもよい。また、本発明の実施の形態１に係る振れ補正機能付きの光学ユニット１００は、携帯電話機やデジタルカメラ等の他、冷蔵庫等、一定間隔で振動を有する装置内に固定し、遠隔操作可能にしておくことで、外出先、たとえば買い物の際に、冷蔵庫内部の情報を得ることができるサービスに用いることもできる。かかるサービスでは、姿勢安定化装置付きのカメラシステムであるため、冷蔵庫の振動があっても安定な画像を送信可能である。また、本装置を児童、学生のかばん、ランドセルあるいは帽子等の、通学時に装着するデバイスに固定してもよい。この場合、一定間隔で、周囲の様子を撮影し、あらかじめ定めたサーバへ画像を転送すると、この画像を保護者等が、遠隔地において観察することで、子供の安全を確保することができる。かかる用途では、カメラを意識することなく移動時の振動があっても鮮明な画像を撮影することができる。また、カメラモジュー
ルのほかにＧＰＳを搭載すれば、対象者の位置を同時に取得することも可能となり、万が一の事故の発生時には、場所と状況の確認が瞬時に行える。さらに、本発明を適用した振れ補正機能付き光学ユニット１００を自動車において前方が撮影可能な位置に搭載すれば、ドライブレコーダーとして用いることができる。また、本発明を適用した振れ補正機能付き光学ユニット１００を自動車において前方が撮影可能な位置に搭載して、一定間隔で自動的に周辺の画像を撮影し、決められたサーバに自動転送してもよい。また、道路交通情報通信システム等の渋滞情報と連動させて、この画像を配信することで、渋滞の状況をより詳細に提供することができる。かかるサービスによれば、自動車搭載のドライブレコーダーと同様に事故発生時等の状況を、意図せずに通りがかった第三者が記録し状況の検分に役立てることも可能である。また、自動車の振動に影響されることなく鮮明な画像を取得できる。かかる用途の場合、電源をオンにすると、制御部に指令信号が出力され、かかる指令信号に基づいて、振れ制御が開始される。

また、本発明の実施の形態１に係る振れ補正機能付きの光学ユニット１００は、レーザポインタ、携帯用や車載用の投射表示装置や直視型表示装置等、光を出射する光学機器の振れ補正に適用してもよい。また、天体望遠鏡システムあるいは双眼鏡システム等、高倍率での観察において三脚等の補助固定装置を用いることなく観察するのに用いてもよい。また、狙撃用のライフル、あるいは戦車等の砲筒とすることで、トリガ時の振動に対して姿勢の安定化が図れるので、命中精度を高めることができる。

１・・光学モジュール、１ａ・・レンズ、１ｂ・・撮像素子、８・・ホルダ、１０・・可動体、１５・・振れ検出センサ、１７・・ウエイト部材、２０・・固定体、２１・・ケース、２２・・カバー、２３・・固定枠、３０・・ジンバル機構、３１・・可動枠、３６・・第１揺動支持部、３７・・第２揺動支持部、３９ａ、３９ｂ・・球体、５０・・磁気駆動機構、５２・・磁石、５６・・コイル、６０・・フレキシブル配線基板、７０・・バネ部材、７１・・固定体側連結部、７２・・可動体側連結部、７３・・板バネ部、８１・・ホルダ底部、８２・・ホルダ胴部、８８・・端部、１００・・光学ユニット、２１１・・ケース底部、２１２・・ケース胴部、２１５・・開口部、６１３・・折り返し部分、６２１・・先端部、６２２・・延在部分、１０００・・光学機器、Ｃ・・中心、Ｄ・・固定位置、Ｌ・・光軸、Ｌ１・・光軸方向前側、Ｌ２・・光軸方向後側

Claims (10)

1. 光学素子を保持する可動体と、
   前記可動体の外側に配置され、第１揺動支持部を介して前記可動体を光軸に交差する第１軸線周りに揺動可能に支持する可動枠と、
   前記可動枠の外側に配置され、第２揺動支持部を介して前記可動枠を前記光軸および前記第１軸線に交差する第２軸線周りに揺動可能に支持する固定体と、
   前記可動体の光軸方向後側端部と該光軸方向後側端部と対向する前記固定体の底部との間に設けられ、前記可動体に前記第１軸線周りおよび前記第２軸線周りの駆動力を印加する磁気駆動機構と、
   前記可動体に接続され、前記固定体の側面から外側に引き出されたフレキシブル配線基板と、
   を有し、
   前記光軸に対して直交する方向からみたとき、前記第１揺動支持部、前記第２揺動支持部、および前記フレキシブル配線基板の前記固定体からの引き出し位置は、前記可動体の中心より光軸方向前側に位置し、
   前記フレキシブル配線基板は、前記引き出し位置と前記可動体への接続位置との間に、光軸方向後側に向けて延在する部分と光軸方向前側に向けて延在する部分との間で折り返された折り返し部分を複数有していることを特徴とする振れ補正機能付き光学ユニット。
2. 前記光軸に対して直交する方向からみたとき、前記第１揺動支持部および前記第２揺動支持部は、前記引き出し位置より光軸方向前側に位置す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. 前記フレキシブル配線基板は、前記可動体との接続位置と前記引き出し位置との間に、前記可動体の側面に固定されずに、前記可動体の側面に沿って前記光軸周りに延在する延在部分を備えてい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. 前記固定体と前記可動体とに接続して、前記磁気駆動機構が休止しているときの前記可動体の姿勢を規定するバネ部材を備え、
   前記光軸に対して直交する方向からみたとき、前記バネ部材は、前記第１揺動支持部お
   よび前記第２揺動支持部より光軸方向前側で前記固定体および前記前記可動体に接続していることを特徴とする請求項１乃至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. 前記光軸に対して直交する方向からみたとき、前記フレキシブル配線基板は、前記中心より光軸方向前側で前記固定体の側面に固定されてい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. 前記光軸に対して直交する方向からみたとき、前記フレキシブル配線基板の前記固定体への固定位置は、前記第１揺動支持部および前記第２揺動支持部より光軸方向後側に位置することを特徴とする請求項５に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。
7. 前記磁気駆動機構は、前記光軸方向後側端部に固定された磁石と、前記底部に固定されたコイルと、を備えていることを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。
8. 前記可動体には、前記光軸に対して直交する方向からみたときに前記第１揺動支持部および前記第２揺動支持部より光軸方向前側にウエイト部材を備えていることを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。
9. 前記光軸方向からみたとき、前記固定体は円形であることを特徴とする請求項１乃至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. 前記光軸方向からみたとき、前記固定体は矩形であり、
    前記第１揺動支持部および前記第２揺動支持部は、前記固定体の角部分に配置されていることを特徴とする請求項１乃至９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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