JP6503172B2 - 振れ補正機能付き光学ユニット、および振れ補正機能付き光学ユニットの製造方法 - Google Patents
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を有し、前記ジンバル機構は、前記カバーと前記ホルダとの間に設けられた可動枠と、前記可動枠と前記カバーとの間において前記第1軸線方向で離間する2箇所に設けられた第1揺動支点と、前記可動枠と前記ホルダとの間において前記第2軸線方向で離間する2箇所に設けられた第2揺動支点と、を備え、前記ホルダおよび前記カバーのうちの一方側部材と前記板状バネとの第1接続部分では、前記光軸方向に交差する方向で重なる部分、および前記光軸方向で重なる部分の少なくとも一方が離間しているとともに、当該離間している部分の間には、前記一方側部材と前記板状バネを固定する第1接着剤が充填され、前記ホルダおよび前記カバーのうちの他方側部材と前記板状バネとの第2接続部分、および前記第1接続部分は、前記光軸を中心としたとき前記第1揺動支点および前記第2揺動支点と重ならない角度位置に配置されていることを特徴とする。
前記ホルダおよび前記カバーのうちの他方側部材と前記板状バネとを、前記光軸を中心としたとき前記第1揺動支点および前記第2揺動支点と重ならない角度位置で接続した状態で、当該他方側部材に対する前記一方側部材の姿勢を調整した後、前記光軸を中心としたとき前記第1揺動支点および前記第2揺動支点と重ならない角度位置で前記一方側部材と前記板状バネとが前記光軸方向に交差する方向で重なる部分、および前記光軸方向で重なる部分を接着剤により固定することを特徴とする。
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軸方向、Y軸方向、Z軸方向とし、光軸L(レンズ光軸/光学素子の光軸)に沿う方向をZ軸方向とする。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軸方向の一方側には+Xを付し、他方側には−Xを付し、Y軸方向の一方側には+Yを付し、他方側には−Yを付し、Z軸方向の一方側(被写体側/光軸方向前側)には+Zを付し、他方側(被写体側とは反対側/光軸方向後側)には−Zを付して説明する。
図1は、本発明を適用した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。
図2は、本発明を適用した振れ補正機能付きの光学ユニット100を被写体側(Z軸方向の一方側+Z)からみた説明図であり、図2(a)、(b)は、光学ユニット100を被写体側からみたときの斜視図、および光学ユニット100の分解斜視図である。図3は、本発明を適用した光学ユニット100のYZ断面図である。
図2および図3に示すように、固定体20は角形の第1ケース210を備えている。第1ケース210は、可動体10の周りを囲む角筒状の胴部211と、胴部211のZ軸方向の一方側+Zの端部から径方向内側に張り出した矩形枠状の端板部212とを備えてお
り、端板部212には矩形の窓212aが形成されている。また、固定体20は、第1ケース210のZ軸方向の一方側+Zに固定されたカバー220と、カバー220のZ軸方向の他方側−Zに固定されたシート状のクッション部材230とを有している。クッション部材230は、矩形枠状に形成されており、カバー220の外周縁に沿うように配置されている。
図4は、本発明を適用した光学ユニット100の駆動機構50の説明図であり、図4(a)、(b)は、駆動機構50の分解斜視図、および駆動機構50をさらに細かく分解した分解斜視図である。
ケース210の胴部211との間では、X軸方向の一方側+X、X軸方向の他方側−X、Y軸方向の一方側+Y、およびY軸方向の他方側−Yのいずれにおいても、磁石52とコイル56とが対向している。
図5は、本発明を適用した光学ユニット100の可動体10を分解した様子を被写体側(Z軸方向の一方側+Z)からみた分解斜視図である。
し部と第1延在部1862との間に光軸方向後側(Z軸方向の他方側−Z)に向けて湾曲する第2湾曲部1966を備えており、第1延在部1962は、第2湾曲部1966から光軸L方向に直交する状態で延在している。
図6は、本発明を適用した光学ユニット100の要部を被写体側(Z軸方向の一方側+Z)からみた説明図であり、図6(a)、(b)は、カバー220とホルダ40とをジンバル機構30および板状バネ70を介して接続した状態の斜視図、およびカバー220とホルダ40とを分離した様子を示す分解斜視図である。図7は、本発明を適用した光学ユニット100の要部をさらに細かく分解した様子を被写体側(Z軸方向の一方側+Z)からみた分解斜視図である。図8は、本発明を適用した光学ユニット100の要部を被写体側とは反対側(Z軸方向の他方側−Z)からみた説明図であり、図8(a)、(b)は、カバー220とホルダ40とをジンバル機構30および板状バネ70を介して接続した状態の斜視図、およびカバー220とホルダ40とを分離した様子を示す分解斜視図である。図9は、本発明を適用した光学ユニット100の要部をさらに細かく分解した様子を被写体側とは反対側(Z軸方向の他方側−Z)からみた分解斜視図である。なお、可動体10とカバー220との間にはクッション部材230が配置されているが、図6〜図9では、クッション部材230の図示を省略してある。
ホルダ40において、円筒部41のZ方向の一方側+Zの端面には、周方向の複数個所にZ方向の一方側+Zに突出した接着用凸部49が形成されている。本形態において、接着用凸部49は、X軸方向の一方側+X、X軸方向の他方側−X、Y軸方向の一方側+Y、およびY軸方向の他方側−Yの計4個所に等角度間隔で形成されている。ここで、円筒部41のZ方向の一方側+Zの端面には円筒状のウエイト12が固定されており、ウエイト12のZ軸方向の寸法は、接着用凸部49のZ軸方向の突出寸法より大である。但し、ウエイト12の外径は、円筒部41の外径より小さいとともに、接着用凸部49と重なる位置にはZ方向に延在する溝120が形成されている。このため、接着用凸部49において光軸L方向と交差する方向に向いた側面490のうち、約1/2周に相当する部分は、ウエイト12の外周面から径方向外側に突出している。
ホルダ40において、X軸方向の一方側+X、X軸方向の他方側−X、Y軸方向の一方側+Y、およびY軸方向の他方側−Yのいずれにおいても、切り欠き451で分割された2つの側板部45のZ軸方向の一方側+Zの端部には、切り欠き451と隣り合う縁にZ軸方向の一方側+Zに向けて突出したストッパ用第1凸部461が形成されている。このため、ホルダ40には、X軸方向の一方側+X、X軸方向の他方側−X、Y軸方向の一方側+Y、およびY軸方向の他方側−Yのいずれにも、切り欠き451を挟んだ両側にストッパ用第1凸部461が2つずつ形成されている。また、側板部45のZ軸方向の一方側+Zの端部には、切り欠き452と隣り合う縁にもストッパ用第1凸部462が形成されている。ストッパ用第1凸部462は、ストッパ用第1凸部461より低い位置までしか突出していないが、可動体10が第1軸線R1周り、または第2軸線R2周りに回転した際、ストッパ用第1凸部461、462の双方がクッション部材230に当接して、可動体10の揺動範囲を規制する。このようにして、固定体20と可動体10との間には、ストッパ用第1凸部461、462とクッション部材230とによって、可動体10の揺動範囲を規制するストッパ9b(図3参照)が構成されている。
ホルダ40のZ軸方向の他方側−Zには、X軸方向の両側の端面482に、Z軸方向の他方側−Zに向けて突出したストッパ用第2凸部466が形成されている。本形態において、ストッパ用第2凸部466は、ストッパ用第1凸部461とZ軸方向で重なる位置に形成されている。従って、ホルダ40には、X軸方向の一方側+XおよびX軸方向の他方側−Xに、Y軸方向で離間するストッパ用第2凸部466が2つずつ形成されている。ここで、ストッパ用第2凸部466は、図2および図4等に示すストッパ部材240とZ軸
方向で重なっている。従って、外力によって、可動体10がZ軸方向の他方側−Zに変位した際、ストッパ用第2凸部466は、ストッパ部材240に当接し、その可動範囲を規制する。このようにして、固定体20と可動体10との間には、ストッパ用第2凸部466とストッパ部材240とによって、可動体10の光軸L方向の一方側(Z軸方向の他方側−Z)への可動範囲を規制するストッパ9d(図3参照)が構成されている。
カバー220は略四角形の平面形状を有する樹脂成形品である。カバー220は、外周端部が肉薄部229になっており、図3等に示す第1ケース210の胴部211に重なる。カバー220において、開口部221を第1軸線R1方向の両側で挟む2個所にはカバー側貫通部222が形成され、開口部221を第2軸線R2方向の両側で挟む2個所には貫通部223が形成されている。
図6および図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を第1軸線R1周りおよび第2軸線R2に揺動可能に支持するにあたって、固定体20のカバー220と可動体10のホルダ40との間には、以下に説明するジンバル機構30が構成されている。
6、第2連結部397、第3連結部398および第4連結部399を有している。本形態では、第1角部391、第2角部392、第3角部393および第4角部394のうち、第1軸線R1方向で対角をなす第2角部392および第4角部394に第1揺動支点31を設け、第2軸線R2方向で対角をなす第1角部391および第3角部393に第2揺動支点32を設ける。
図7および図9に示すように、本形態では、第1揺動支点31および第2揺動支点32の少なくとも一方の揺動支点には、可動枠39側との接点部(球体38との接点部)に弾性的な荷重を印加する接点用バネが設けられている。本形態において、接点用バネは、2個所の第1揺動支点31の各々に第1接点用バネ36として設けられ、2個所の第2揺動支点32の各々に第2接点用バネ37として設けられている。本形態において、第1接点用バネ36は、カバー220(固定体20側)に設けられ、第2接点用バネ37は、ホルダ40(可動体10側)に設けられている。
366および第2凸部367が折り返し部363の幅方向の一方のみに形成されているが、折り返し部363の幅方向の両側に形成されていてもよい。
向に対して直交する方向からみたとき、ジンバル機構30は、駆動機構50のZ軸方向の中心と重なる位置に設けられている。
振動数fa、fb、fcは、以下の関係
fc<fa<fb
を満たしている。このため、外乱による振動を抑制することができる。
本形態の可動体10は、可動体10と固定体20とに接続して、駆動機構50が停止状態にあるときの可動体10の姿勢を規定する板状バネ70を有している。本形態において、板状バネ70は、金属板を所定形状に加工したバネ部材であり、固定体20に接続される固定体側連結部71と、可動体10に接続される可動体側連結部72と、固定体側連結部71と可動体側連結部72とを連結する板バネ状のアーム部73とを有している。本形態において、アーム部73は、4本であり、固定体側連結部71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。
このように構成した光学ユニット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13によって検出され、制御用IC(図示せず)は、駆動機構50を制御する。すなわち、ジャイロスコープ13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に供給する電流バランスを制御する。その結果、可動体10は、第1軸線R1周りに揺動するとともに、第2軸線R2周りに揺動し、手振れが補正される。
図10は、本発明を適用した光学ユニット100におけるホルダ40と板状バネ70との接続部分(第1接続部分)の説明図であり、図10(a)、(b)、(c)は、ホルダ40と板状バネ70との接続部分(第1接続部分)を被写体側(Z軸方向の一方側+Z)からみた平面図、接着部分を拡大して示す平面図、および接着部分を拡大して示す側面図である。
以上説明したように、本形態では、可動体10側のホルダ40と板状バネ70とを接続する際、固定体20側のカバー220と板状バネ70とを接続した状態で、カバー220のカバー側基準面228とホルダ40のホルダ側基準面481とが平行となるように、カバー220に対する板状バネ70の姿勢を調整し、この状態で、ホルダ40と板状バネ70との接続部分(第1接続部分)でホルダ40と板状バネ70とが光軸L方向に交差する方向で重なる部分、および光軸L方向で重なる部分を接着剤Re1(第1接着剤)により
固定する。このため、ホルダ40とカバー220との相対位置関係を調整した状態でホルダ40とカバー220とを板状バネ70を介して接続した場合でも、板状バネ70が変形しない。従って、板状バネ70が余計な付勢力を発生させるのを抑制することができる。この場合、ホルダ40と板状バネ70との接続部分(第1接続部分)では、ホルダ40と板状バネ70とが光軸L方向に交差する方向で重なる部分、および光軸L方向で重なる部分の少なくとも一方が離間することになるが、その場合でも、離間している部分の間に接着剤Re1(第1接着剤)が充填されているため、ホルダ40と板状バネ70との固定に支障がない。
fc<fa<fb
とすることにより、外乱による振動を抑制することができる。
上記実施の形態では、ホルダ40において、ストッパ用第2凸部466の側方に形成したホルダ側基準面481を利用してカバー220に対する板状バネ70の姿勢を調整したが、ストッパ用第2凸部466のZ方向の他方側−Zの端面をホルダ側基準面として利用してもよい。かかる構成によれば、ストッパ用第2凸部466の端面という狭い領域に対して、光軸L方向に対して高い直交度を確保すればよいという利点がある。
上記実施の形態では、板状バネ70の可動体側連結部72に形成した貫通部720が切り欠き状であったが、貫通部720が穴であってもよい。この場合、ホルダ40の接着用凸部49についは、穴に嵌る軸状に形成することになる。また、上記実施の形態では、板状バネ70の固定体側連結部71に形成した貫通部710が穴であったが、貫通部710が切り欠き状であってもよい。
図11は、本発明の別の実施の形態に係る光学ユニット100におけるカバー220と
板状バネ70との接続部分(第1接続部分)の説明図であり、図11(a)、(b)、(c)は、カバー220と板状バネ70との接続部分(第1接続部分)を被写体とは反対側(Z軸方向の他方側−Z)からみた平面図、接着部分を拡大して示す平面図、および接着部分を拡大して示す側面図である。
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。
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。
Claims (13)
- 光学素子および該光学素子を保持するホルダを備えた可動体と、
該可動体に対して光軸方向で重なるカバーを備えた固定体と、
前記カバーと前記可動体との間において、前記可動体を光軸方向に交差する第1軸線周りに揺動可能に支持するとともに、前記光軸方向および前記第1軸線に交差する第2軸線周りに揺動可能に支持するジンバル機構と、
前記可動体を前記第1軸線周りおよび前記第2軸線周りに駆動する駆動機構と、
複数本のアーム部を備え、前記ホルダと前記カバーとに接続された板状バネと、
を有し、
前記ジンバル機構は、前記カバーと前記ホルダとの間に設けられた可動枠と、前記可動枠と前記カバーとの間において前記第1軸線方向で離間する2箇所に設けられた第1揺動支点と、前記可動枠と前記ホルダとの間において前記第2軸線方向で離間する2箇所に設けられた第2揺動支点と、を備え、
前記ホルダおよび前記カバーのうちの一方側部材と前記板状バネとの第1接続部分では、前記光軸方向に交差する方向で重なる部分、および前記光軸方向で重なる部分の少なくとも一方が離間しているとともに、当該離間している部分の間には、前記一方側部材と前記板状バネを固定する第1接着剤が充填され、
前記ホルダおよび前記カバーのうちの他方側部材と前記板状バネとの第2接続部分、および前記第1接続部分は、前記光軸を中心としたとき前記第1揺動支点および前記第2揺動支点と重ならない角度位置に配置され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。 - 前記第1接続部分では、少なくとも前記光軸方向で重なる部分が離間してい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。
- 前記第1接続部分では、前記一方側部材において前記光軸方向に交差する方向に側面を向けて前記光軸方向に延在する接着用凸部の側面と、前記板状バネの側面とが前記第1接着剤によって接着されていることを特徴とする請求項1または2記載の振れ補正機能付き光学ユニット。
- 前記第1接続部分では、前記光軸方向に貫通して前記接着用凸部が嵌った切り欠きある
いは穴からなる貫通部が前記板状バネに形成され、
前記接着用凸部の側面と前記貫通部の内周側面とが前記第1接着剤によって接着されていることを特徴とする請求項3に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。 - 前記板状バネは、前記第1接続部分に前記アーム部の一方の端部から周方向に延在する第1連結部を備え、当該第1連結部と前記アーム部とが繋がる根元部分が前記第1接着剤によって前記一方側部材に固定されていることを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。
- 前記カバーの前記ホルダとは反対側にはカバー側基準面が形成され、
前記ホルダの前記カバーとは反対側には、前記カバー側基準面と平行なホルダ側基準面が形成されていることを特徴とする請求項1乃至5の何れか一項に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。 - 前記ホルダ側基準面は、前記光軸を挟む両側に形成されていることを特徴とする請求項6に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。
- 前記固定体は、前記ホルダに対して前記カバーとは反対側にストッパ部材を備え、
前記ホルダの前記ストッパ部材側の面には、当該ストッパ部材に向けて突出した複数のストッパ用凸部が形成され、
当該ストッパ用凸部の前記ストッパ部材側の面によって、前記ホルダ側基準面が構成されていることを特徴とする請求項6または7に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。 - 前記第2接続部分では、前記他方側部材と前記板状バネとが第2接着剤によって接着されてい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。
- 前記板状バネは、前記第2接続部分に前記アーム部の他方の端部から周方向に延在する第2連結部を備え、当該第2連結部と前記アーム部とが繋がる根元部分が前記第2接着剤によって固定されていることを特徴とする請求項9に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。
- 前記他方側部材は、前記カバーであり、
前記第2連結部は、前記ジンバル機構の前記第1揺動支点が設けられている個所で途切れていることを特徴とする請求項9または10に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。 - 前記第1接続部分と前記第2接続部分とは、前記光軸を中心とする同一の角度位置に設けられていることを特徴とする請求項9乃至11の何れか一項に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。
- 光学素子および該光学素子を保持するホルダを備えた可動体と、
該可動体に対して光軸方向で重なるカバーを備えた固定体と、
前記カバーと前記可動体との間において、前記可動体を光軸方向に交差する第1軸線周りに揺動可能に支持するとともに、前記光軸方向および前記第1軸線に交差する第2軸線周りに揺動可能に支持するジンバル機構と、
前記可動体を前記第1軸線周りおよび前記第2軸線周りに駆動する駆動機構と、
複数本のアーム部を備え、前記ホルダと前記カバーとに接続された板状バネと、
を有し、
前記ジンバル機構が、前記カバーと前記ホルダとの間に設けられた可動枠と、前記可動枠と前記カバーとの間において前記第1軸線方向で離間する2箇所に設けられた第1揺動
支点と、前記可動枠と前記ホルダとの間において前記第2軸線方向で離間する2箇所に設けられた第2揺動支点と、を備えた振れ補正機能付き光学ユニットの製造方法であって、
前記ホルダおよび前記カバーのうちの一方側部材と前記板状バネとを接続する工程では、前記ホルダおよび前記カバーのうちの他方側部材と前記板状バネとを、前記光軸を中心としたとき前記第1揺動支点および前記第2揺動支点と重ならない角度位置で接続した状態で、当該他方側部材に対する前記一方側部材の姿勢を調整した後、前記光軸を中心としたとき前記第1揺動支点および前記第2揺動支点と重ならない角度位置で前記一方側部材と前記板状バネとが前記光軸方向に交差する方向で重なる部分、および前記光軸方向で重なる部分を接着剤により固定することを特徴とする振れ補正機能付き光学ユニットの製造方法。
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