JP6793006B2 - Optical unit - Google Patents

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Description

本発明は、移動体に搭載される光学ユニットに関する。 The present invention relates to an optical unit mounted on a moving body.

有人または無人の移動体(例えば、ヘリコプターやドローンなどの飛行体)に撮影用の光学ユニットを搭載して移動しながら撮影を行う場合に、前進や旋回により機体が傾いたときに撮影画像の傾きを補正する傾き補正機構が用いられる。傾き補正機構は、ピッチング(縦揺れ/チルティング)、ヨーイング(横揺れ/パンニング)、ローリング(光軸を中心とする回転)の3方向の傾きを補正する。特許文献1には、移動体に搭載される撮影手段が開示されている。特許文献1の撮影手段は、撮像部の傾きを補正する傾き補正機構として、移動体の前後軸を中心として撮像部を回転させる機構(ロール機構)、垂直軸を中心として撮像部を回転させる機構(チルト機構)、左右軸を中心として撮像部を回転させる機構(パン機構)を備える。 When shooting while moving by mounting an optical unit for shooting on a manned or unmanned moving object (for example, a flying object such as a helicopter or drone), the tilt of the captured image when the aircraft tilts due to forward movement or turning A tilt correction mechanism is used to correct. The tilt correction mechanism corrects tilts in three directions: pitching (pitch / tilting), yawing (rolling / panning), and rolling (rotation about the optical axis). Patent Document 1 discloses a photographing means mounted on a moving body. The photographing means of Patent Document 1 is a mechanism for rotating the image pickup unit (roll mechanism) about the front-rear axis of the moving body and a mechanism for rotating the image pickup unit around the vertical axis as a tilt correction mechanism for correcting the inclination of the image pickup unit. It is equipped with a (tilt mechanism) and a mechanism (pan mechanism) that rotates the imaging unit around the left and right axes.

特許文献1の傾き補正機構は、撮像部に対して外付けで組み付けられており、モータの回転に基づいて傾き補正を行う。チルト機構は、撮像部に連結された棒状部材をモータによって上下方向に移動させる機構である。パン機構は、撮像部を支持する枠体をモータによって垂直軸回りに回転させる機構である。ロール機構は、撮像部の後端に取り付けられた回転軸をモータによって回転させる機構である。 The tilt correction mechanism of Patent Document 1 is externally attached to the imaging unit, and tilt correction is performed based on the rotation of the motor. The tilt mechanism is a mechanism for moving a rod-shaped member connected to an imaging unit in the vertical direction by a motor. The pan mechanism is a mechanism that rotates a frame body that supports an imaging unit around a vertical axis by a motor. The roll mechanism is a mechanism for rotating a rotating shaft attached to the rear end of the imaging unit by a motor.

特開2002−311498号公報JP-A-2002-311498

特許文献1の傾き補正機構は、撮像部(光学ユニット)に対して外付けで回転軸や枠体が組み付けられている。また、駆動源としてモータを用いるため、モータの設置スペースも必要である。そのため、傾き補正機構を含む撮影装置が全体として大型になってしまう。従って、移動体に搭載する場合に占有スペースが大きくなってしまう。 In the tilt correction mechanism of Patent Document 1, a rotating shaft and a frame are externally attached to an imaging unit (optical unit). In addition, since a motor is used as a drive source, a space for installing the motor is also required. Therefore, the photographing device including the tilt correction mechanism becomes large as a whole. Therefore, when it is mounted on a moving body, the occupied space becomes large.

本発明の課題は、このような点に鑑みて、傾き補正機構を有する光学ユニット全体の大型化を抑制し、移動体に搭載される場合の占有スペースを少なくすることにある。 In view of these points, an object of the present invention is to suppress an increase in the size of the entire optical unit having a tilt correction mechanism and to reduce the occupied space when mounted on a moving body.

上記の課題を解決するために、本発明は、光学素子を備える光学モジュールと、固定体と、前記固定体に対して前記光学モジュールを傾斜させる傾き補正機構と、を有し、前記傾き補正機構は、前記光学モジュールの光軸回りに前記光学モジュールを回転させる第1傾き補正用駆動機構と、前記光学モジュールの光軸方向と直交する回転軸回りに前記光学モジュールを回転させる第2傾き補正用駆動機構と、を備え、前記第1傾き補正用駆動機構および前記第2傾き補正用駆動機構のそれぞれは、磁石と、前記磁石の着磁面に対して垂直な軸回りに巻き回されたコイルとを対向させた磁気駆動機構であり、前記光軸方向から見た場合に前記光学モジュールの外周側に配置される中枠部を有し、前記固定体は前記光軸方向から見た場合に前記中枠部の外周側に配置され、前記中枠部は前記固定体によって前記回転軸回りに回転可能に支持され、前記中枠部と前記固定体とを連結する回転軸受部が設けられた角度位置には、前記中枠部と前記光学モジュールとの間に前記第1傾き補正用駆動機構が配置され、前記回転軸受部が設けられた角度位置と異なる角度位置には、前記固定体と前記中枠部との間に前記第2傾き補正用駆動機構が配置されていることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention includes an optical module including an optical element, a fixed body, and a tilt correction mechanism for tilting the optical module with respect to the fixed body. Is a drive mechanism for first tilt correction that rotates the optical module around the optical axis of the optical module, and a second tilt correction drive mechanism that rotates the optical module around a rotation axis that is orthogonal to the optical axis direction of the optical module. A drive mechanism is provided, and each of the first tilt correction drive mechanism and the second tilt correction drive mechanism is a magnet and a coil wound around an axis perpendicular to the magnetic plane of the magnet. DOO Ri magnetic drive mechanism der made to face, and has a middle frame portion which is disposed on the outer peripheral side of the optical module when viewed from the optical axis direction, when the fixing body is viewed from the optical axis direction Is arranged on the outer peripheral side of the middle frame portion, the middle frame portion is rotatably supported around the rotation axis by the fixed body, and a rotary bearing portion for connecting the middle frame portion and the fixed body is provided. The first tilt correction drive mechanism is arranged between the middle frame portion and the optical module at the angle position, and the fixed body is located at an angle position different from the angle position where the rotary bearing portion is provided. The second tilt correction drive mechanism is arranged between the and the middle frame portion .

本発明によれば、磁石とコイルとを対向させた磁気駆動機構によって光学モジュールの傾き補正を行っており、磁石とコイルとを対向させた磁気駆動機構は全体として薄型に構成できる。従って、光軸回りおよび光軸方向と直交する回転軸回りの2軸回りに光学モジュールを回転させる第1傾き補正用駆動機構および第2傾き補正用駆動機構を設けた場合に、その占有スペースを少なくすることができる。よって、移動体に搭載した場合に移動体の前進や旋回によって移動体が傾いたときの光学モジュールの傾き補正を行うことができる構成でありながら、光学ユニットの大型化を抑制でき、占有スペースを少なくするこ
とができる。このように、中枠部を設けて固定体と中枠部を回転軸受部によって連結することにより、光学モジュールを安定して回転させることができる。また、中枠部を設けたことにより、中枠部の内側において回転軸受部と同じ角度位置に傾き補正用の駆動機構を配置することができる。
According to the present invention, the inclination of the optical module is corrected by the magnetic drive mechanism in which the magnet and the coil face each other, and the magnetic drive mechanism in which the magnet and the coil face each other can be configured to be thin as a whole. Therefore, when the first tilt correction drive mechanism and the second tilt correction drive mechanism that rotate the optical module around the optical axis and around the rotation axis orthogonal to the optical axis direction are provided, the occupied space is occupied. Can be reduced. Therefore, when mounted on a moving body, it is possible to correct the tilt of the optical module when the moving body is tilted due to the forward movement or turning of the moving body, but it is possible to suppress the increase in size of the optical unit and occupy a space. Can be reduced. In this way, by providing the middle frame portion and connecting the fixed body and the middle frame portion by the rotary bearing portion, the optical module can be stably rotated. Further, by providing the middle frame portion, the drive mechanism for tilt correction can be arranged at the same angle position as the rotary bearing portion inside the middle frame portion.

本発明において、前記固定体は、前記光軸方向から見た場合に前記回転軸の軸線方向に対向する一対の第1壁部を備え、前記一対の第1壁部に前記回転軸受部が固定され、前記固定体は、前記光軸方向および前記回転軸と直交する方向に対向する一対の第2壁部を備え、前記一対の第2壁部に前記第2傾き補正用駆動機構を構成する磁石またはコイルが固定されることが望ましい。このように、固定体が対向する壁部を備える形状であれば、対向する壁部に回転軸受部や磁気駆動機構を設けることができる。 In the present invention, the fixed body includes a pair of first wall portions facing the axial direction of the rotating shaft when viewed from the optical axis direction, and the rotary bearing portion is fixed to the pair of first wall portions. The fixed body is provided with a pair of second wall portions facing the optical axis direction and a direction orthogonal to the rotation axis, and the pair of second wall portions constitute the second inclination correction drive mechanism. It is desirable that the magnet or coil be fixed. As described above, if the fixed body has a shape having facing wall portions, a rotary bearing portion and a magnetic drive mechanism can be provided on the facing wall portions.

本発明において、前記第1傾き補正用駆動機構は、前記光学モジュールに保持された前記磁石および前記中枠部に保持された前記コイルを備え、前記第2傾き補正用駆動機構は、前記中枠部および前記固定体の一方に保持された前記磁石および他方に保持された前記コイルを備えることが望ましい。このように、光学モジュール側に第1傾き補正用駆動機構の磁石を配置すれば、第1傾き補正用駆動機構のへの給電用の配線を光学モジュールに設ける必要がない。従って、光学モジュールへの配線を簡略化できる。また、この場合に、前記第2傾き補正用駆動機構は、前記中枠部に保持された前記コイルおよび前記固定体に保持された前記磁石を備える構成とすれば、中枠部に第1傾き補正用駆動機構と第2傾き補正用駆動機構のコイルを集約することができるため、配線を簡略化することができる。 In the present invention, the first tilt correction drive mechanism includes the magnet held by the optical module and the coil held by the middle frame portion, and the second tilt correction drive mechanism includes the middle frame. It is desirable to include the magnet held in one of the portion and the fixed body and the coil held in the other. By arranging the magnet of the first tilt correction drive mechanism on the optical module side in this way, it is not necessary to provide the optical module with wiring for supplying power to the first tilt correction drive mechanism. Therefore, the wiring to the optical module can be simplified. Further, in this case, if the second tilt correction drive mechanism includes the coil held in the middle frame portion and the magnet held in the fixed body portion, the first tilt correction drive mechanism is provided in the middle frame portion. Since the coils of the correction drive mechanism and the second inclination correction drive mechanism can be integrated, wiring can be simplified.

本発明において、前記第1傾き補正用駆動機構を構成する磁石の着磁分極線と対向する位置に配置される磁気センサを有し、前記第1傾き補正用駆動機構は、前記磁気センサの信号に基づいて検出される原点位置に基づいて制御されることが望ましい。このようにすると、原点位置に復帰させるためのばねを設ける必要がない。また、ばねによって原点位置に復帰させる構成と異なり、原点位置に復帰する際の揺れ戻りをなくすことができる。また、駆動方向を検出して第1傾き補正用駆動機構の制御を行うことができる。 In the present invention, the first tilt correction drive mechanism has a magnetic sensor arranged at a position facing the magnetizing polarization line of the magnet constituting the first tilt correction drive mechanism, and the first tilt correction drive mechanism is a signal of the magnetic sensor. It is desirable to control based on the origin position detected based on. In this way, it is not necessary to provide a spring for returning to the origin position. Further, unlike the configuration in which the position is returned to the origin position by a spring, it is possible to eliminate the swing back when returning to the origin position. Further, the drive direction can be detected to control the first tilt correction drive mechanism.

本発明において、移動体のピッチング方向が前記回転軸回りの回転方向と一致し、前記移動体のローリング方向が前記光軸回りの回転方向と一致する姿勢で、前記移動体に搭載されることが望ましい。このようにすると、移動体に光学ユニットを搭載する場合に、第1傾き補正用駆動機構はローリング方向の傾き補正を行うことができる。また、第2傾き補正用駆動機構はピッチング方向の傾き補正を行うことができる。従って、例えば、飛行体に光学ユニットを搭載した場合に、飛行体が旋回する場合の機体のローリング方向の傾きによる撮影画像の傾きを補正できる。また、飛行体上昇あるいは降下する際に、移動体が進行方向に対して前傾あるいは後傾する場合のる撮影画像の傾きを補正できる。 In the present invention, the moving body may be mounted on the moving body in a posture in which the pitching direction of the moving body coincides with the rotation direction around the rotation axis and the rolling direction of the moving body coincides with the rotation direction around the optical axis. desirable. In this way, when the optical unit is mounted on the moving body, the first tilt correction drive mechanism can perform tilt correction in the rolling direction. Further, the second tilt correction drive mechanism can perform tilt correction in the pitching direction. Therefore, for example, when an optical unit is mounted on an airframe, it is possible to correct the inclination of the captured image due to the inclination of the airframe in the rolling direction when the airframe turns. In addition, it is possible to correct the inclination of the captured image when the moving object tilts forward or backward with respect to the traveling direction when the flying object ascends or descends.

本発明において、前記光学モジュールは、前記光学素子を前記光軸方向と直交する第1軸線回りの第1揺動方向、および前記光軸方向および前記第1軸線と直交する第2軸線回りの第2揺動方向に揺動させる揺動用磁気駆動機構を備えることが望ましい。このようにすると、傾き補正に加えて、光学ユニットの揺れに伴う振れ補正を行うことができる。従って、より見やすい撮影画像を得ることができる。 In the present invention, the optical module has a first swing direction around a first axis orthogonal to the optical axis direction of the optical element, and a second axis around the optical axis direction and a second axis orthogonal to the first axis direction. 2 It is desirable to provide a swing magnetic drive mechanism that swings in the swing direction. In this way, in addition to the tilt correction, it is possible to perform the runout correction due to the shake of the optical unit. Therefore, it is possible to obtain a photographed image that is easier to see.

本発明によれば、磁石とコイルとを対向させた磁気駆動機構によって光学モジュールの傾き補正を行っており、磁石とコイルとを対向させた磁気駆動機構は全体として薄型に構成できる。従って、光軸回りおよび光軸方向と直交する回転軸回りの2軸回りに光学モジュールを回転させる第1傾き補正用駆動機構および第2傾き補正用駆動機構を設けた場合に、その占有スペースを少なくすることができる。よって、移動体に搭載した場合に移動体の前進や旋回によって移動体が傾いたときの光学モジュールの傾き補正を行うことができる構成でありながら、光学ユニットの大型化を抑制でき、占有スペースを少なくすることができる。 According to the present invention, the inclination of the optical module is corrected by the magnetic drive mechanism in which the magnet and the coil face each other, and the magnetic drive mechanism in which the magnet and the coil face each other can be configured to be thin as a whole. Therefore, when the first tilt correction drive mechanism and the second tilt correction drive mechanism that rotate the optical module around the optical axis and around the rotation axis orthogonal to the optical axis direction are provided, the occupied space is occupied. Can be reduced. Therefore, when mounted on a moving body, it is possible to correct the tilt of the optical module when the moving body is tilted due to the forward movement or turning of the moving body, but it is possible to suppress the increase in size of the optical unit and occupy space. Can be reduced.

本発明を適用した光学ユニットを模式的に示す正面図および断面図である。It is a front view and sectional drawing which shows typically the optical unit to which this invention is applied. 光学モジュールを模式的に示す正面図および断面図である。It is a front view and a cross-sectional view which shows typically the optical module. 光学モジュールが搭載される移動体およびピッチング方向の傾き補正を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically the moving body which mounts an optical module, and the inclination correction in a pitching direction. 光学モジュールが搭載される移動体およびローリング方向の傾き補正を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically the moving body which mounts an optical module, and the inclination correction in a rolling direction.

(全体構成)
以下に、図面を参照して、本発明を適用した光学ユニットの実施の形態を説明する。本明細書において、XYZの3軸は互いに直交する方向であり、X軸方向の一方側を+X、他方側を−Xで示し、Y軸方向の一方側を+Y、他方側を−Yで示し、Z軸方向の一方側を+Z、他方側を−Zで示す。Z軸方向は、光学ユニットに搭載される光学モジュールの光軸方向Lと一致する。−Z方向は光軸方向Lの像側、+Z方向は光軸方向Lの被写体側である。
(overall structure)
Hereinafter, embodiments of an optical unit to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings. In the present specification, the three axes of XYZ are orthogonal to each other, one side in the X-axis direction is indicated by + X, the other side is indicated by −X, one side in the Y-axis direction is indicated by + Y, and the other side is indicated by −Y. , One side in the Z-axis direction is indicated by + Z, and the other side is indicated by −Z. The Z-axis direction coincides with the optical axis direction L of the optical module mounted on the optical unit. The −Z direction is the image side of the optical axis direction L, and the + Z direction is the subject side of the optical axis direction L.

図1(a)は本発明を適用した光学ユニット1を模式的に示す正面図(被写体側から見た図)であり、図1(b)は断面図(図1(a)のA−A断面図)である。光学ユニット1は、例えばラジコンヘリコプター等の飛行体、あるいは、飛行体以外の移動体に搭載される。また、飛行体などの移動体に載る人が持つ携帯機器やウエアラブルカメラ等に搭載される。光学ユニット1が搭載された移動体が移動中に傾くと、撮影画像が傾く。光学ユニット1は、撮影画像が傾くことを回避するため、光学モジュール10の傾きを補正する。 FIG. 1A is a front view (viewed from the subject side) schematically showing an optical unit 1 to which the present invention is applied, and FIG. 1B is a cross-sectional view (AA of FIG. 1A). Sectional view). The optical unit 1 is mounted on a flying object such as a radio-controlled helicopter or a moving body other than the flying object. In addition, it is mounted on a portable device, a wearable camera, etc. owned by a person who rides on a moving body such as a flying object. When the moving body on which the optical unit 1 is mounted is tilted during movement, the captured image is tilted. The optical unit 1 corrects the tilt of the optical module 10 in order to prevent the captured image from tilting.

光学ユニット1は、光学素子2を備える光学モジュール10と、光学モジュール10を支持する中枠部20と、中枠部20を介して光学モジュール10を支持する固定体30と、固定体30に対する光学モジュール10の傾きを変化させる傾き補正機構40を備える。傾き補正機構40は、光学モジュール10の光軸回りに光学モジュール10を回転させる第1傾き補正用駆動機構40Aと、光学モジュール10の光軸方向L(Z軸方向)と直交する回転軸L0回りに光学モジュール10を回転させる第2傾き補正用駆動機構40Bを備える。回転軸L0の向きはX軸方向と一致する。 The optical unit 1 includes an optical module 10 including an optical element 2, a middle frame portion 20 that supports the optical module 10, a fixed body 30 that supports the optical module 10 via the middle frame portion 20, and optics for the fixed body 30. A tilt correction mechanism 40 for changing the tilt of the module 10 is provided. The tilt correction mechanism 40 includes a first tilt correction drive mechanism 40A that rotates the optical module 10 around the optical axis of the optical module 10 and a rotation axis L0 rotation orthogonal to the optical axis direction L (Z-axis direction) of the optical module 10. A second tilt correction drive mechanism 40B for rotating the optical module 10 is provided. The direction of the rotation axis L0 coincides with the direction of the X axis.

図1(b)に示すように、光学モジュール10の像側(−Z方向)には回転軸受部50が配置される。回転軸受部50は中枠部20に固定される。光学モジュール10は像側(−Z方向)を向く後端面11を備え、回転軸受部50は後端面11に連結される。光学モジュール10は、回転軸受部50によって光軸回りに回転可能に支持される。図1(a)に示すように、中枠部20の光軸方向Lと直交する方向の両側には、回転軸受部60L、60Rが配置される。回転軸受部60L、60Rは固定体30に固定される。光学モジュール10および中枠部20は、回転軸受部60L、60Rによって光軸方向Lと直交する回転軸L0回りに回転可能に支持される。回転軸L0はX軸方向と一致する方向を向いており、回転軸受部60Lは光学モジュール10および中枠部20の−X方向側に配置され、回転軸受部60Rは光学モジュール10および中枠部20の+X方向側に配置される。 As shown in FIG. 1B, the rotary bearing portion 50 is arranged on the image side (−Z direction) of the optical module 10. The rotary bearing portion 50 is fixed to the inner frame portion 20. The optical module 10 includes a rear end surface 11 facing the image side (−Z direction), and the rotary bearing portion 50 is connected to the rear end surface 11. The optical module 10 is rotatably supported around the optical axis by the rotary bearing portion 50. As shown in FIG. 1A, rotary bearing portions 60L and 60R are arranged on both sides of the middle frame portion 20 in a direction orthogonal to the optical axis direction L. The rotary bearing portions 60L and 60R are fixed to the fixed body 30. The optical module 10 and the middle frame portion 20 are rotatably supported by the rotary bearing portions 60L and 60R around the rotation axis L0 orthogonal to the optical axis direction L. The rotary shaft L0 faces in the direction corresponding to the X-axis direction, the rotary bearing portion 60L is arranged on the −X direction side of the optical module 10 and the middle frame portion 20, and the rotary bearing portion 60R is the optical module 10 and the middle frame portion. It is arranged on the + X direction side of 20.

中枠部20は、光学モジュール10の外周側に配置される。中枠部20は、光学モジュール10の像側(−Z方向)に配置される底部21と、底部21から+Z方向側に立ち上がる側壁部22を備える。光学モジュール10を光軸回りに回転可能に支持する回転軸受部50は、底部21に固定される。側壁部22は、X軸方向に対向する一対の第1壁部23、24と、Y軸方向に対向する一対の第2壁部25、26と、X軸方向およびY軸方向に対して45度傾斜する第3壁部27を備える。第1壁部23、24はY軸方向に延在し、第2壁部25、26はX軸方向に延在する。第3壁部27は、Y軸方向に延在する壁部(第1壁部23、24)とX軸方向に延在する壁部(第2壁部25、26)とが繋がる4箇所の角部に設けられている。従って、中枠部20は、光軸方向Lから見た場合に略8角形である。 The middle frame portion 20 is arranged on the outer peripheral side of the optical module 10. The middle frame portion 20 includes a bottom portion 21 arranged on the image side (−Z direction) of the optical module 10 and a side wall portion 22 rising from the bottom portion 21 on the + Z direction side. The rotary bearing portion 50 that rotatably supports the optical module 10 around the optical axis is fixed to the bottom portion 21. The side wall portions 22 include a pair of first wall portions 23 and 24 facing in the X-axis direction, a pair of second wall portions 25 and 26 facing in the Y-axis direction, and 45 with respect to the X-axis direction and the Y-axis direction. A third wall portion 27 that is inclined by a degree is provided. The first wall portions 23 and 24 extend in the Y-axis direction, and the second wall portions 25 and 26 extend in the X-axis direction. The third wall portion 27 has four locations where the wall portion extending in the Y-axis direction (first wall portions 23, 24) and the wall portion extending in the X-axis direction (second wall portions 25, 26) are connected. It is provided at the corner. Therefore, the middle frame portion 20 is substantially octagonal when viewed from the optical axis direction L.

固定体30は、中枠部20の外周側に配置される。固定体30は、中枠部20の像側(−Z方向)に配置される底部31と、底部31から+Z方向側に立ち上がる側壁部32を備える。側壁部32は、X軸方向に対向する一対の第1壁部33、34と、Y軸方向に対向する一対の第2壁部35、36と、X軸方向およびY軸方向に対して45度傾斜する第3壁部37を備える。第1壁部33、34は、回転軸L0の軸線方向に対向する。回転軸受部60Lは第1壁部34の内側面に固定され、回転軸受部60Rは第1壁部33の内側面に固定される。第1壁部33、34はY軸方向に延在し、第2壁部35、36はX軸方向に延在する。第3壁部37は、Y軸方向に延在する壁部(第1壁部33、34)とX軸方向に延在する壁部(第2壁部35、36)とが繋がる4箇所の角部に設けられている。従って、固定体30は、光軸方向Lから見た場合に略8角形である。 The fixed body 30 is arranged on the outer peripheral side of the middle frame portion 20. The fixed body 30 includes a bottom portion 31 arranged on the image side (−Z direction) of the middle frame portion 20, and a side wall portion 32 rising from the bottom portion 31 in the + Z direction side. The side wall portions 32 include a pair of first wall portions 33 and 34 facing in the X-axis direction, a pair of second wall portions 35 and 36 facing in the Y-axis direction, and 45 with respect to the X-axis direction and the Y-axis direction. A third wall portion 37 that is inclined by a degree is provided. The first wall portions 33 and 34 face each other in the axial direction of the rotation axis L0. The rotary bearing portion 60L is fixed to the inner surface of the first wall portion 34, and the rotary bearing portion 60R is fixed to the inner surface of the first wall portion 33. The first wall portions 33 and 34 extend in the Y-axis direction, and the second wall portions 35 and 36 extend in the X-axis direction. The third wall portion 37 has four locations where the wall portion extending in the Y-axis direction (first wall portions 33, 34) and the wall portion extending in the X-axis direction (second wall portions 35, 36) are connected. It is provided at the corner. Therefore, the fixed body 30 is substantially octagonal when viewed from the optical axis direction L.

(傾き補正用駆動機構)
第1傾き補正用駆動機構40Aは、中枠部20と固定体30とを連結する回転軸受部60L、60Rが設けられた角度位置に配置される。すなわち、第1傾き補正用駆動機構40Aは、光学モジュール10のX軸方向の一方側(+X方向)および他方側(−X方向)において、光学モジュール10と中枠部20との間に配置される2組の磁気駆動機構41Aを備える。磁気駆動機構41Aは、磁石42Aと、磁石42Aの着磁面に対して垂直な軸回りに巻き回されたコイル43Aとを備え、磁石42Aとコイル43AはX軸方向に対向する。光学モジュール10は光軸方向Lから見た場合に略8角形であり、X軸方向の一方側(+X方向)および他方側(−X方向)を向く一対の側面12、13を備える。磁石42Aは側面12、13に固定され、コイル43Aは中枠部20の第1壁部33、34の内側面に固定される。
(Drive mechanism for tilt correction)
The first inclination correction drive mechanism 40A is arranged at an angle position where the rotary bearing portions 60L and 60R for connecting the middle frame portion 20 and the fixed body 30 are provided. That is, the first tilt correction drive mechanism 40A is arranged between the optical module 10 and the middle frame portion 20 on one side (+ X direction) and the other side (−X direction) of the optical module 10 in the X-axis direction. It is provided with two sets of magnetic drive mechanisms 41A. The magnetic drive mechanism 41A includes a magnet 42A and a coil 43A wound around an axis perpendicular to the magnetizing surface of the magnet 42A, and the magnet 42A and the coil 43A face each other in the X-axis direction. The optical module 10 is substantially octagonal when viewed from the optical axis direction L, and includes a pair of side surfaces 12 and 13 facing one side (+ X direction) and the other side (−X direction) in the X axis direction. The magnet 42A is fixed to the side surfaces 12 and 13, and the coil 43A is fixed to the inner side surface of the first wall portions 33 and 34 of the middle frame portion 20.

第2傾き補正用駆動機構40Bは、中枠部20と固定体30とを連結する回転軸受部60L、60Rが設けられた角度位置と異なる角度位置に配置される。すなわち、第2傾き補正用駆動機構40Bは、回転軸受部60L、60Rが設けられた角度位置から90度回転した角度位置に配置される。第2傾き補正用駆動機構40Bは、中枠部20のY軸方向の一方側(+Y方向)および他方側(−Y方向)において、中枠部20と固定体30との
間に配置される2組の磁気駆動機構41Bを備える。磁気駆動機構41Bは、磁石42Bと、磁石42Bの着磁面に対して垂直な軸回りに巻き回されたコイル43Bとを備え、磁石42Bとコイル43BはY軸方向に対向する。磁石42Bは中枠部20の第2壁部25、26の外側面に固定され、コイル43Bは固定体30の第2壁部35、36の内側面に固定される。
The second inclination correction drive mechanism 40B is arranged at an angle position different from the angle position where the rotary bearing portions 60L and 60R connecting the middle frame portion 20 and the fixed body 30 are provided. That is, the second inclination correction drive mechanism 40B is arranged at an angle position rotated by 90 degrees from the angle position where the rotary bearing portions 60L and 60R are provided. The second tilt correction drive mechanism 40B is arranged between the middle frame portion 20 and the fixed body 30 on one side (+ Y direction) and the other side (−Y direction) of the middle frame portion 20 in the Y-axis direction. It includes two sets of magnetic drive mechanisms 41B. The magnetic drive mechanism 41B includes a magnet 42B and a coil 43B wound around an axis perpendicular to the magnetizing surface of the magnet 42B, and the magnet 42B and the coil 43B face each other in the Y-axis direction. The magnet 42B is fixed to the outer surface of the second wall portions 25 and 26 of the inner frame portion 20, and the coil 43B is fixed to the inner surface of the second wall portions 35 and 36 of the fixed body 30.

磁気駆動機構41Aを構成する磁石42Aは、光軸回りの周方向に2分割され、磁気駆動機構41Bを構成する磁石42Bは、光軸方向Lに2分割されている。磁石42A、42Bは、コイル43A、43Bと対向する面の磁極が分割位置(着磁分極線)を境にして異なるように着磁されている。コイル43A、43Bは空芯コイルであり、コイル43Aは光軸方向Lに延在する辺が有効として利用され、コイル43Bは周方向に延在する辺が有効辺として利用される。2組の磁気駆動機構41Aは、通電時に光軸回りの同一方向の磁気駆動力が発生するように配線接続されている。また、2組の磁気駆動機構41Bは、通電時に回転軸L0周りの同一方向の磁気駆動力が発生するように配線接続されている。 The magnet 42A constituting the magnetic drive mechanism 41A is divided into two in the circumferential direction around the optical axis, and the magnet 42B constituting the magnetic drive mechanism 41B is divided into two in the optical axis direction L. The magnets 42A and 42B are magnetized so that the magnetic poles on the surfaces facing the coils 43A and 43B are different with respect to the divided position (magnetized polarization line). The coils 43A and 43B are air-core coils, the side extending in the optical axis direction L is effectively used for the coil 43A, and the side extending in the circumferential direction is used as the effective side for the coil 43B. The two sets of magnetic drive mechanisms 41A are wired and connected so that magnetic driving forces in the same direction around the optical axis are generated when energized. Further, the two sets of magnetic drive mechanisms 41B are wired and connected so that a magnetic drive force in the same direction around the rotation shaft L0 is generated when energized.

光学ユニット1は、第1傾き補正用駆動機構40Aの磁気駆動機構41Aを構成する磁石42Aの着磁分極線と対向する位置に配置される磁気センサ44(図1(a)参照)を備える。磁気センサ44は、コイル43Aが固定された中枠部20における第1壁部33の内側面に固定される。第1傾き補正用駆動機構40Aは、磁気センサ44からの信号に基づいて検出されたローリング方向の原点位置に基づいて制御される。 The optical unit 1 includes a magnetic sensor 44 (see FIG. 1A) arranged at a position facing the magnetizing polarization line of the magnet 42A constituting the magnetic driving mechanism 41A of the first tilt correction driving mechanism 40A. The magnetic sensor 44 is fixed to the inner surface of the first wall portion 33 in the inner frame portion 20 to which the coil 43A is fixed. The first tilt correction drive mechanism 40A is controlled based on the origin position in the rolling direction detected based on the signal from the magnetic sensor 44.

(光学モジュール)
図2(a)は光学モジュール10を模式的に示す正面図(被写体側(+Z方向)から見た図)であり、図2(b)は断面図(図2(a)のB−B断面図)である。光学モジュール10は、光学素子2を備える可動体14と、ホルダ15と、可動体14をホルダ15に対して揺動可能に支持するジンバル機構16(図2(a)参照)と、可動体14をホルダ15に対して揺動させる揺動用磁気駆動機構17と、可動体14とホルダ15とを接続するバネ部材18(図2(b)参照)を備える。図2(a)ではバネ部材18の図示を省略し、図2(b)ではジンバル機構16の図示を省略している。
(Optical module)
FIG. 2A is a front view schematically showing the optical module 10 (a view seen from the subject side (+ Z direction)), and FIG. 2B is a cross-sectional view (cross section BB of FIG. 2A). Figure). The optical module 10 includes a movable body 14 including an optical element 2, a holder 15, a gimbal mechanism 16 (see FIG. 2A) that swingably supports the movable body 14 with respect to the holder 15, and the movable body 14. A rocking magnetic drive mechanism 17 for swinging the holder 15 and a spring member 18 (see FIG. 2B) for connecting the movable body 14 and the holder 15 are provided. FIG. 2A omits the illustration of the spring member 18, and FIG. 2B omits the illustration of the gimbal mechanism 16.

可動体14は、ジンバル機構16により、光軸方向Lと直交する第1軸線R1回りに揺動可能に支持されているとともに、光軸方向Lおよび第1軸線R1と直交する第2軸線R2回りに揺動可能に支持されている。第1軸線R1および第2軸線R2は、ホルダ15の対角方向であり、X軸方向およびY軸方向に対して45度傾いている。 The movable body 14 is swingably supported around the first axis R1 orthogonal to the optical axis direction L by the gimbal mechanism 16 and around the second axis R2 orthogonal to the optical axis direction L and the first axis R1. It is supported so that it can swing. The first axis R1 and the second axis R2 are diagonal directions of the holder 15 and are inclined by 45 degrees with respect to the X-axis direction and the Y-axis direction.

可動体14は、光学素子2のX軸方向の両側においてY軸方向に延在する一対の側面141、142と、光学素子2のY軸方向の両側においてX軸方向に延在する一対の側面143、144を備える。ホルダ15は、X軸方向に対向する一対の壁部151、152と、Y軸方向に対向する一対の壁部153、154を備えており、壁部151、152の外側面は、第1傾き補正用駆動機構40Aの磁石42Aが固定される側面12、13を構成する。 The movable body 14 includes a pair of side surfaces 141 and 142 extending in the Y-axis direction on both sides of the optical element 2 in the X-axis direction, and a pair of side surfaces extending in the X-axis direction on both sides of the optical element 2 in the Y-axis direction. It includes 143 and 144. The holder 15 includes a pair of wall portions 151 and 152 facing in the X-axis direction and a pair of wall portions 153 and 154 facing in the Y-axis direction, and the outer surfaces of the wall portions 151 and 152 have a first inclination. The side surfaces 12 and 13 to which the magnet 42A of the correction drive mechanism 40A is fixed are configured.

ジンバル機構16は、可動体14とホルダ15との間に構成されている。ジンバル機構16は、可動体14の第1軸線R1上の対角位置に設けられた第1揺動支持部161と、ホルダ15の第2軸線R2上の対角位置に設けられた第2揺動支持部162と、第1揺動支持部161および第2揺動支持部162によって支持される可動枠163を備える。可動枠163は、光軸回りの4か所に設けられた支点部164と、光軸回りで隣り合う支点部164を繋ぐ連結部165を備える板状ばねである。 The gimbal mechanism 16 is configured between the movable body 14 and the holder 15. The gimbal mechanism 16 includes a first swing support portion 161 provided at a diagonal position on the first axis R1 of the movable body 14, and a second swing provided at a diagonal position on the second axis R2 of the holder 15. It includes a dynamic support portion 162 and a movable frame 163 supported by the first rocking support portion 161 and the second rocking support portion 162. The movable frame 163 is a plate-shaped spring including fulcrum portions 164 provided at four locations around the optical axis and connecting portions 165 connecting adjacent fulcrum portions 164 around the optical axis.

可動枠163における各支点部164の内側面には溶接等によって金属製の球体(図示
省略)が固定されている。この球体は、可動体14に設けられた第1揺動支持部161に保持される接点ばね(図示省略)、および、ホルダ15に設けられた第2揺動支持部162に保持される接点ばね(図示省略)と点接触する。接点ばねは板状ばねであり、第1揺動支持部161に保持される接点ばねは第1軸線R1方向に弾性変形可能であり、第2揺動支持部162に保持される接点ばねは第2軸線R2方向に弾性変形可能である。従って、可動枠163は、光軸方向Lと直交する2方向(第1軸線R1方向および第2軸線R2方向)の各方向回りに回転可能な状態で支持される。
A metal sphere (not shown) is fixed to the inner surface of each fulcrum portion 164 of the movable frame 163 by welding or the like. The sphere has a contact spring (not shown) held by the first swing support portion 161 provided on the movable body 14 and a contact spring held by the second swing support portion 162 provided on the holder 15. (Not shown) makes point contact. The contact spring is a plate-shaped spring, the contact spring held by the first swing support portion 161 is elastically deformable in the direction of the first axis R1, and the contact spring held by the second swing support portion 162 is the first. It can be elastically deformed in the direction of the two axes R2. Therefore, the movable frame 163 is supported in a state in which it can rotate in each of the two directions (the first axis R1 direction and the second axis R2 direction) orthogonal to the optical axis direction L.

揺動用磁気駆動機構17は、可動体14とホルダ15の間に設けられた4組の磁気駆動機構171を備える。各磁気駆動機構171は、磁石172とコイル173を備える。コイル173は可動体14のX軸方向の両側の側面141、142、ならびに可動体14のY軸方向の両側の側面143、144に保持される。磁石172は、ホルダ15の壁部151、152、153、154の内側面に保持される。従って、可動体14とホルダ15との間では、+X方向側、−X方向側、+Y方向側、−Y方向側のいずれにおいても、磁石172とコイル173とが対向する。磁石172は光軸方向L(すなわち、Z軸方向)に2分割され、内面側の磁極が分割位置(着磁分極線)を境にして異なるように着磁されている。コイル173は空芯コイルであり、+Z方向側および−Z方向側の長辺部分が有効辺として利用される。 The swing magnetic drive mechanism 17 includes four sets of magnetic drive mechanisms 171 provided between the movable body 14 and the holder 15. Each magnetic drive mechanism 171 includes a magnet 172 and a coil 173. The coil 173 is held on both side surfaces 141 and 142 of the movable body 14 in the X-axis direction, and on both side surfaces 143 and 144 of the movable body 14 in the Y-axis direction. The magnet 172 is held on the inner surface of the wall portions 151, 152, 153, 154 of the holder 15. Therefore, between the movable body 14 and the holder 15, the magnet 172 and the coil 173 face each other on any of the + X direction side, the −X direction side, the + Y direction side, and the −Y direction side. The magnet 172 is divided into two in the optical axis direction L (that is, in the Z-axis direction), and the magnetic poles on the inner surface side are magnetized differently with the divided position (magnetized polarization line) as a boundary. The coil 173 is an air-core coil, and the long side portions on the + Z direction side and the −Z direction side are used as effective sides.

可動体14の+Y方向側および−Y方向側に位置する2組の磁石172およびコイル173からなる2組の磁気駆動機構171は、通電時にX軸回りの同一方向の磁気駆動力が発生するように配線接続されている。従って、これら2組の磁気駆動機構171のコイル173に通電することにより、X軸回りの振れ補正を行うことができる。また、可動体14の+X方向側および−X方向側に位置する2組の磁石172とコイル173からなる2組の磁気駆動機構171は、通電時にY軸回りの同一方向の磁気駆動力が発生するように配線接続されている。従って、これら2組の磁気駆動機構171のコイル173に通電することにより、Y軸回りの振れ補正を行うことができる。 The two sets of magnetic drive mechanisms 171 consisting of two sets of magnets 172 and coils 173 located on the + Y direction side and the −Y direction side of the movable body 14 generate a magnetic drive force in the same direction around the X axis when energized. Wiring connection to. Therefore, by energizing the coils 173 of these two sets of magnetic drive mechanisms 171, it is possible to correct the runout around the X axis. Further, the two sets of magnetic drive mechanisms 171 composed of two sets of magnets 172 and coils 173 located on the + X direction side and the −X direction side of the movable body 14 generate a magnetic drive force in the same direction around the Y axis when energized. The wiring is connected so as to do. Therefore, by energizing the coils 173 of these two sets of magnetic drive mechanisms 171, it is possible to correct the runout around the Y axis.

バネ部材18は、光学モジュール10の−Z方向の端部に配置され、可動体14とホルダ15を接続する。揺動用磁気駆動機構17が駆動されていない静止状態にあるときの可動体14の姿勢は、バネ部材18によって定まる。バネ部材18は、金属板を加工した矩形枠状の板バネである。バネ部材18は、その外周部に設けられた固定体側連結部181がホルダ15に固定され、内周部に設けられた可動体側連結部182が可動体14に固定され、固定体側連結部181と可動体側連結部182はアーム部183によって繋がっている。 The spring member 18 is arranged at the end of the optical module 10 in the −Z direction, and connects the movable body 14 and the holder 15. The posture of the movable body 14 when the swinging magnetic drive mechanism 17 is in a stationary state where it is not driven is determined by the spring member 18. The spring member 18 is a rectangular frame-shaped leaf spring formed by processing a metal plate. In the spring member 18, the fixed body side connecting portion 181 provided on the outer peripheral portion thereof is fixed to the holder 15, the movable body side connecting portion 182 provided on the inner peripheral portion is fixed to the movable body 14, and the spring member 18 and the fixed body side connecting portion 181 The movable body side connecting portion 182 is connected by the arm portion 183.

(飛行体に搭載した場合の傾き補正)
図3(a)は光学モジュールが搭載される移動体を模式的に示す側面図であり、図3(b)はピッチング方向の傾き補正を示す説明図である。また、図4(a)は光学モジュールが搭載される移動体を模式的に示す平面図であり、図4(b)はローリング方向の傾き補正を示す説明図である。光学ユニット1は、移動体100のピッチング方向が回転軸L0回りの回転方向と一致し、移動体100のローリング方向が光軸回りの回転方向と一致する姿勢で移動体100に搭載される。すなわち、図3(a)、図4(a)に示すように、移動体100の進行方向F(直進方向)と光軸方向Lとが一致し、回転軸L0が進行方向Fと直交し、且つ、移動体100の左右方向H(図4(a)参照)と一致する姿勢となるように移動体100に搭載される。
(Inclination correction when mounted on an air vehicle)
FIG. 3A is a side view schematically showing a moving body on which the optical module is mounted, and FIG. 3B is an explanatory view showing tilt correction in the pitching direction. Further, FIG. 4A is a plan view schematically showing a moving body on which the optical module is mounted, and FIG. 4B is an explanatory view showing inclination correction in the rolling direction. The optical unit 1 is mounted on the moving body 100 in a posture in which the pitching direction of the moving body 100 coincides with the rotation direction around the rotation axis L0 and the rolling direction of the moving body 100 coincides with the rotation direction around the optical axis. That is, as shown in FIGS. 3A and 4A, the traveling direction F (straight direction) of the moving body 100 and the optical axis direction L coincide with each other, and the rotation axis L0 is orthogonal to the traveling direction F. Moreover, it is mounted on the moving body 100 so as to have a posture that matches the left-right direction H (see FIG. 4A) of the moving body 100.

移動体100が飛行体である場合、移動体100はピッチング方向に傾くことがある。例えば、図3(b)に示すように、移動体100が下降方向F1へ移動するとき、移動体100はピッチング方向に傾く。光学ユニット1は、光学モジュール10に搭載されたジ
ャイロスコープなどの傾き検出機構によって光学モジュール10のピッチング方向の傾きを検出し、第2傾き補正用駆動機構40Bを駆動して回転軸L0回りに中枠部20および光学モジュール10を回転させてピッチング方向の傾きを補正する。例えば、図3(b)に示すように、中枠部20を−F1方向へ回転させてピッチング方向の傾きを補正し、光軸方向Lと進行方向Fを一致させる。中枠部20が回転すると、光学モジュール10は中枠部20と一体になって−F1方向に回転するので、光軸方向Lと進行方向Fを一致させることができる。
When the moving body 100 is a flying body, the moving body 100 may tilt in the pitching direction. For example, as shown in FIG. 3B, when the moving body 100 moves in the descending direction F1, the moving body 100 tilts in the pitching direction. The optical unit 1 detects the inclination of the optical module 10 in the pitching direction by an inclination detecting mechanism such as a gyroscope mounted on the optical module 10, and drives the second inclination correction drive mechanism 40B to rotate around the rotation axis L0. The frame portion 20 and the optical module 10 are rotated to correct the inclination in the pitching direction. For example, as shown in FIG. 3B, the middle frame portion 20 is rotated in the −F1 direction to correct the inclination in the pitching direction, and the optical axis direction L and the traveling direction F are matched. When the middle frame portion 20 rotates, the optical module 10 is integrated with the middle frame portion 20 and rotates in the −F1 direction, so that the optical axis direction L and the traveling direction F can be matched.

また、移動体100が飛行体である場合、移動体が図4(a)に示す旋回方向F2に旋回するとき、図4(b)に示すように、移動体100はローリング方向に傾くことがある。図4(b)は移動体100を正面から(進行方向の前方から)見た状態を示す。光学ユニット1は、ジャイロスコープなどの傾き検出機構によって光学モジュール10のローリング方向の傾きを検出し、第1傾き補正用駆動機構40Aを駆動して回転軸L0回りに光学モジュール10を回転させてローリング方向の傾きを補正する。例えば、図4(b)に示すように、光学モジュール10をF3方向へ回転させてローリング方向の傾きを補正する。この場合には、中枠部20は回転せず、光学モジュール10は中枠部20に対して回転軸L0回りに相対回転する。 Further, when the moving body 100 is a flying body, when the moving body turns in the turning direction F2 shown in FIG. 4A, the moving body 100 may tilt in the rolling direction as shown in FIG. 4B. is there. FIG. 4B shows a state in which the moving body 100 is viewed from the front (from the front in the traveling direction). The optical unit 1 detects the tilt of the optical module 10 in the rolling direction by a tilt detection mechanism such as a gyroscope, drives the first tilt correction drive mechanism 40A, and rotates the optical module 10 around the rotation axis L0 to roll. Correct the tilt of the direction. For example, as shown in FIG. 4B, the optical module 10 is rotated in the F3 direction to correct the inclination in the rolling direction. In this case, the middle frame portion 20 does not rotate, and the optical module 10 rotates relative to the middle frame portion 20 around the rotation axis L0.

(本形態の主な作用効果)
以上のように、本形態の光学ユニット1は、光学素子2を備える光学モジュール10を固定体30に対して光軸回りに回転させる第1傾き補正用駆動機構40A、および、光学モジュール10を光軸方向Lと直交する回転軸L0回りに回転させる第2傾き補正用駆動機構40Bを備え、第1傾き補正用駆動機構40Aは磁石42Aとコイル43Aを対向させた磁気駆動機構41Aを備え、第2傾き補正用駆動機構40Bは磁石42Bとコイル43Bを対向させた磁気駆動機構41Bを備える。磁石とコイルとを対向させた磁気駆動機構41A、41Bは全体として薄型に構成できるため、第1傾き補正用駆動機構40Aおよび第2傾き補正用駆動機構40Bの占有スペースが少ない。よって、移動体100に搭載した場合に移動体100が傾いたときの光学モジュール10の傾き補正を行うことができる構成でありながら、光学ユニット1の大型化を抑制でき、占有スペースを少なくすることができる。
(Main action and effect of this form)
As described above, the optical unit 1 of the present embodiment illuminates the first tilt correction drive mechanism 40A for rotating the optical module 10 including the optical element 2 about the optical axis with respect to the fixed body 30, and the optical module 10. A second tilt correction drive mechanism 40B that rotates around a rotation axis L0 orthogonal to the axial direction L is provided, and the first tilt correction drive mechanism 40A includes a magnetic drive mechanism 41A in which a magnet 42A and a coil 43A face each other. 2. The tilt correction drive mechanism 40B includes a magnetic drive mechanism 41B in which the magnet 42B and the coil 43B face each other. Since the magnetic drive mechanisms 41A and 41B in which the magnet and the coil face each other can be configured to be thin as a whole, the space occupied by the first tilt correction drive mechanism 40A and the second tilt correction drive mechanism 40B is small. Therefore, although the structure is such that the tilt of the optical module 10 can be corrected when the moving body 100 is tilted when mounted on the moving body 100, it is possible to suppress the increase in size of the optical unit 1 and reduce the occupied space. Can be done.

本形態では、固定体30の内側に中枠部20を設け、固定体30と中枠部20を回転軸受部60L、60Rによって連結する。このように、中枠部20を介して回転させることにより、光学モジュール10を安定して回転させることができる。また、中枠部20を設けたことにより、中枠部20の内側において回転軸受部60L、60Rと同じ角度位置に第1傾き補正用駆動機構40Aを配置することができる。従って、光学ユニット1の大型化を抑制できる。 In this embodiment, the middle frame portion 20 is provided inside the fixed body 30, and the fixed body 30 and the middle frame portion 20 are connected by the rotary bearing portions 60L and 60R. By rotating the optical module 10 via the middle frame portion 20 in this way, the optical module 10 can be stably rotated. Further, by providing the middle frame portion 20, the first inclination correction drive mechanism 40A can be arranged at the same angle position as the rotary bearing portions 60L and 60R inside the middle frame portion 20. Therefore, it is possible to suppress the increase in size of the optical unit 1.

本形態では、固定体30は光軸方向Lから見た場合に略8角形であり、X軸方向に対向する一対の第1壁部33、34と、Y軸方向に対向する一対の第2壁部35、36を備える。このように、対向する壁部を備える形状であれば、対向する壁部に回転軸受部60L、60Rや第2傾き補正用駆動機構40Bを設けることができる。 In this embodiment, the fixed body 30 is substantially octagonal when viewed from the optical axis direction L, and is a pair of first wall portions 33 and 34 facing the X-axis direction and a pair of second wall portions facing the Y-axis direction. The walls 35 and 36 are provided. As described above, if the shape includes the facing wall portions, the rotary bearing portions 60L and 60R and the second inclination correction drive mechanism 40B can be provided on the facing wall portions.

本形態では、中枠部20は光軸方向Lから見た場合に略8角形であり、X軸方向に対向する一対の第1壁部23、24と、Y軸方向に対向する一対の第2壁部25、26を備える。このように、対向する壁部を備える形状であれば、対向する壁部に第1傾き補正用駆動機構40Aおよび第2傾き補正用駆動機構40Bを設けることができる。 In this embodiment, the middle frame portion 20 is substantially octagonal when viewed from the optical axis direction L, and the pair of first wall portions 23 and 24 facing the X-axis direction and the pair of first wall portions 23 and 24 facing the Y-axis direction. Two wall portions 25 and 26 are provided. As described above, if the shape includes the facing wall portions, the first tilt correction drive mechanism 40A and the second tilt correction drive mechanism 40B can be provided on the facing wall portions.

本形態では、光学モジュール10に第1傾き補正用駆動機構40Aの磁石42Aを配置しているので、第1傾き補正用駆動機構40Aのコイル43Aへの給電用の配線を光学モ
ジュール10に設ける必要がない。従って、光学モジュール10への配線を簡略化できる。なお、本形態では、第2傾き補正用駆動機構40Bのコイル43Bを固定体30に固定しているが、コイル43Bを中枠部20に集約すれば、コイル43A、43Bへの給電用の配線を中枠部20に集約することができる。
In this embodiment, since the magnet 42A of the first tilt correction drive mechanism 40A is arranged in the optical module 10, it is necessary to provide the optical module 10 with wiring for supplying power to the coil 43A of the first tilt correction drive mechanism 40A. There is no. Therefore, the wiring to the optical module 10 can be simplified. In this embodiment, the coil 43B of the second tilt correction drive mechanism 40B is fixed to the fixed body 30, but if the coil 43B is integrated in the middle frame portion 20, the wiring for supplying power to the coils 43A and 43B is provided. Can be aggregated in the middle frame portion 20.

本形態では、第1傾き補正用駆動機構40Aを構成する磁石42Aの着磁分極線と対向する位置に配置される磁気センサ44の出力に基づいてローリング方向の原点位置を検出する。このように、磁気センサ44の信号に基づいて原点位置へ復帰させる制御を行えば、原点位置に復帰させるためのばねを設ける必要がない。また、ばねによって原点位置に復帰させる構成と異なり、原点位置に復帰する際の揺れ戻りをなくすことができる。また、磁気センサ44の信号に基づいて駆動方向を検出することもできる。 In this embodiment, the origin position in the rolling direction is detected based on the output of the magnetic sensor 44 arranged at a position facing the magnetizing polarization line of the magnet 42A constituting the first inclination correction drive mechanism 40A. In this way, if the control for returning to the origin position is performed based on the signal of the magnetic sensor 44, it is not necessary to provide a spring for returning to the origin position. Further, unlike the configuration in which the position is returned to the origin position by a spring, it is possible to eliminate the swing back when returning to the origin position. It is also possible to detect the drive direction based on the signal of the magnetic sensor 44.

本形態では、移動体100が飛行体である場合に、飛行体のピッチング方向が回転軸L0回りの回転方向と一致し、飛行体のローリング方向が光軸回りの回転方向と一致する姿勢で、光学ユニット1を移動体100に搭載する。従って、飛行体(移動体100)が旋回する場合の機体のローリング方向の傾きによる撮影画像の傾きを補正できる。また、飛行体上昇あるいは降下する際に、移動体が進行方向に対して前傾あるいは後傾する場合のる撮影画像の傾きを補正できる。 In the present embodiment, when the moving body 100 is a flying body, the pitching direction of the flying body coincides with the rotation direction around the rotation axis L0, and the rolling direction of the flying body coincides with the rotation direction around the optical axis. The optical unit 1 is mounted on the moving body 100. Therefore, it is possible to correct the inclination of the captured image due to the inclination of the airframe in the rolling direction when the flying object (moving object 100) turns. In addition, it is possible to correct the inclination of the captured image when the moving object tilts forward or backward with respect to the traveling direction when the flying object ascends or descends.

本形態の光学ユニット1に搭載される光学モジュール10は、光学素子2を備える可動体14を光軸方向Lと直交する第1軸線R1回りの第1揺動方向、および光軸方向Lおよび第1軸線R1と直交する第2軸線R2回りの第2揺動方向に揺動させる揺動用磁気駆動機構17を備える。このため、傾き補正に加えて、光学ユニット1の揺れに伴う振れ補正を行うことができる。従って、より見やすい撮影画像を得ることができる。 The optical module 10 mounted on the optical unit 1 of the present embodiment has a movable body 14 including an optical element 2 in a first swing direction around a first axis R1 orthogonal to the optical axis direction L, and an optical axis direction L and a third. A swing magnetic drive mechanism 17 that swings in a second swing direction around a second axis R2 orthogonal to the first axis R1 is provided. Therefore, in addition to the tilt correction, it is possible to perform the runout correction due to the shake of the optical unit 1. Therefore, it is possible to obtain a photographed image that is easier to see.

(変形例)
(1)上記形態の第1傾き補正用駆動機構40Aおよび第2傾き補正用駆動機構40Bは、光学モジュール10の両側に1組ずつ磁気駆動機構41A、41Bを配置しているが、磁気駆動機構41A、41Bは1組のみであってもよい。
(Modification example)
(1) In the first tilt correction drive mechanism 40A and the second tilt correction drive mechanism 40B of the above embodiment, one set of magnetic drive mechanisms 41A and 41B are arranged on both sides of the optical module 10, but the magnetic drive mechanism Only one set of 41A and 41B may be used.

(2)上記形態では、第1傾き補正用駆動機構40Aが設けられた角度位置は、第2傾き補正用駆動機構40Bが設けられた角度位置から90度回転した角度位置であるが、これらは異なる角度位置に設けられていればよい。例えば、第1傾き補正用駆動機構40Aは、第2傾き補正用駆動機構40Bの角度位置から45度回転した角度位置(第3壁部27が設けられた角度位置)に設けられていてもよい。 (2) In the above embodiment, the angle position where the first tilt correction drive mechanism 40A is provided is an angle position rotated by 90 degrees from the angle position where the second tilt correction drive mechanism 40B is provided. It suffices if they are provided at different angular positions. For example, the first tilt correction drive mechanism 40A may be provided at an angle position (an angle position where the third wall portion 27 is provided) rotated by 45 degrees from the angle position of the second tilt correction drive mechanism 40B. ..

(3)第1傾き補正用駆動機構40Aを構成する磁石42Aとコイル43Aの配置を逆にしてもよい。また、第2傾き補正用駆動機構40Bを構成する磁石42Bとコイル43Bの配置を逆にしてもよい。 (3) The arrangement of the magnet 42A and the coil 43A constituting the first tilt correction drive mechanism 40A may be reversed. Further, the arrangement of the magnet 42B and the coil 43B constituting the second inclination correction drive mechanism 40B may be reversed.

(4)上記形態の固定体30および中枠部20は光軸方向Lから見た形状が略8角形であるが、矩形(正方形、長方形)あってもよい。また、対向する壁部は平面でなくてもよく、円弧面であってもよい。例えば、固定体30は光軸を中心とする円弧面を備える形状であってもよい。円弧面であっても回転軸受部60L、60Rを固定することができ、第1傾き補正用駆動機構40Aおよび第2傾き補正用駆動機構40Bを設けることができる。円弧面に第1傾き補正用駆動機構40Aもしくは第2傾き補正用駆動機構40Bを設ける場合には、磁石およびコイルを円弧面に沿う形状にすればよい。 (4) The fixed body 30 and the middle frame portion 20 of the above-described form are substantially octagonal in shape as viewed from the optical axis direction L, but may be rectangular (square, rectangular). Further, the facing wall portions may not be flat and may be arcuate. For example, the fixed body 30 may have a shape having an arc surface centered on the optical axis. The rotary bearing portions 60L and 60R can be fixed even on an arcuate surface, and the first tilt correction drive mechanism 40A and the second tilt correction drive mechanism 40B can be provided. When the first inclination correction drive mechanism 40A or the second inclination correction drive mechanism 40B is provided on the arc surface, the magnet and the coil may be shaped along the arc surface.

1…光学ユニット、2…光学素子、10…光学モジュール、11…後端面、12、13…
側面、14…可動体、15…ホルダ、16…ジンバル機構、17…揺動用磁気駆動機構、18…バネ部材、20…中枠部、21…底部、22…側壁部、23、24…第1壁部、25、26…第2壁部、27…第3壁部、30…固定体、31…底部、32…側壁部、33、34…第1壁部、35、36…第2壁部、37…第3壁部、40…傾き補正機構、40A…第1傾き補正用駆動機構、40B…第2傾き補正用駆動機構、41A、41B…磁気駆動機構、42A、42B…磁石、43A、43B…コイル、44…磁気センサ、50…回転軸受部、60L、60R…回転軸受部、100…移動体、141、142、143、144…側面、151、152、152、154…壁部、161…第1揺動支持部、162…第2揺動支持部、163…可動枠、164…支点部、165…連結部、171…磁気駆動機構、172…磁石、173…コイル、181…固定体側連結部、182…可動体側連結部、183…アーム部、F…進行方向、F1…下降方向、F2…旋回方向、H…左右方向、L…光軸方向、L0…回転軸、R1…第1軸線、R2…第2軸線
1 ... Optical unit, 2 ... Optical element, 10 ... Optical module, 11 ... Rear end face, 12, 13 ...
Side surface, 14 ... movable body, 15 ... holder, 16 ... gimbal mechanism, 17 ... rocking magnetic drive mechanism, 18 ... spring member, 20 ... middle frame part, 21 ... bottom, 22 ... side wall part, 23, 24 ... first Walls, 25, 26 ... 2nd wall, 27 ... 3rd wall, 30 ... Fixed body, 31 ... Bottom, 32 ... Side wall, 33, 34 ... 1st wall, 35, 36 ... 2nd wall , 37 ... 3rd wall, 40 ... tilt correction mechanism, 40A ... first tilt correction drive mechanism, 40B ... second tilt correction drive mechanism, 41A, 41B ... magnetic drive mechanism, 42A, 42B ... magnet, 43A, 43B ... coil, 44 ... magnetic sensor, 50 ... rotary bearing part, 60L, 60R ... rotary bearing part, 100 ... moving body, 141, 142, 143, 144 ... side surface, 151, 152, 152, 154 ... wall part, 161 ... 1st rocking support, 162 ... 2nd rocking support, 163 ... movable frame, 164 ... fulcrum, 165 ... connecting part, 171 ... magnetic drive mechanism, 172 ... magnet, 173 ... coil, 181 ... fixed body side Connecting part, 182 ... Movable body side connecting part, 183 ... Arm part, F ... Traveling direction, F1 ... Downward direction, F2 ... Turning direction, H ... Left and right direction, L ... Optical axis direction, L0 ... Rotation axis, R1 ... First Axis, R2 ... 2nd axis

Claims (7)

光学素子を備える光学モジュールと、固定体と、前記固定体に対して前記光学モジュールを傾斜させる傾き補正機構と、を有し、
前記傾き補正機構は、前記光学モジュールの光軸回りに前記光学モジュールを回転させる第1傾き補正用駆動機構と、前記光学モジュールの光軸方向と直交する回転軸回りに前記光学モジュールを回転させる第2傾き補正用駆動機構と、を備え、
前記第1傾き補正用駆動機構および前記第2傾き補正用駆動機構のそれぞれは、磁石と、前記磁石の着磁面に対して垂直な軸回りに巻き回されたコイルとを対向させた磁気駆動機構であり、
前記光軸方向から見た場合に前記光学モジュールの外周側に配置される中枠部を有し、
前記固定体は前記光軸方向から見た場合に前記中枠部の外周側に配置され、前記中枠部は前記固定体によって前記回転軸回りに回転可能に支持され、
前記中枠部と前記固定体とを連結する回転軸受部が設けられた角度位置には、前記中枠部と前記光学モジュールとの間に前記第1傾き補正用駆動機構が配置され、
前記回転軸受部が設けられた角度位置と異なる角度位置には、前記固定体と前記中枠部との間に前記第2傾き補正用駆動機構が配置されていることを特徴とする光学ユニット。
It has an optical module including an optical element, a fixed body, and a tilt correction mechanism for tilting the optical module with respect to the fixed body.
The tilt correction mechanism includes a first tilt correction drive mechanism that rotates the optical module around the optical axis of the optical module, and a second tilt correction mechanism that rotates the optical module around a rotation axis orthogonal to the optical axis direction of the optical module. Equipped with a drive mechanism for tilt correction
Each of the first tilt correction drive mechanism and the second tilt correction drive mechanism is a magnetic drive in which a magnet and a coil wound around an axis perpendicular to the magnetized surface of the magnet are opposed to each other. mechanism der is,
It has a middle frame portion arranged on the outer peripheral side of the optical module when viewed from the optical axis direction.
The fixed body is arranged on the outer peripheral side of the middle frame portion when viewed from the optical axis direction, and the middle frame portion is rotatably supported around the rotation axis by the fixed body.
The first tilt correction drive mechanism is arranged between the middle frame portion and the optical module at an angular position where the rotary bearing portion that connects the middle frame portion and the fixed body is provided.
An optical unit characterized in that the second tilt correction drive mechanism is arranged between the fixed body and the middle frame portion at an angle position different from the angle position where the rotary bearing portion is provided .
前記固定体は、前記光軸方向から見た場合に前記回転軸の軸線方向に対向する一対の第1壁部を備え、前記一対の第1壁部に前記回転軸受部が固定され、
前記固定体は、前記光軸方向および前記回転軸と直交する方向に対向する一対の第2壁部を備え、前記一対の第2壁部に前記第2傾き補正用駆動機構を構成する磁石またはコイルが固定されることを特徴とする請求項に記載の光学ユニット。
The fixed body includes a pair of first wall portions facing the axial direction of the rotating shaft when viewed from the optical axis direction, and the rotary bearing portion is fixed to the pair of first wall portions.
The fixed body includes a pair of second wall portions facing the optical axis direction and a direction orthogonal to the rotation axis, and the pair of second wall portions are magnets or magnets constituting the second inclination correction drive mechanism. The optical unit according to claim 1 , wherein the coil is fixed.
前記第1傾き補正用駆動機構は、前記光学モジュールに保持された前記磁石および前記中枠部に保持された前記コイルを備え、
前記第2傾き補正用駆動機構は、前記中枠部および前記固定体の一方に保持された前記磁石および他方に保持された前記コイルを備えることを特徴とする請求項1または2に記載の光学ユニット。
The first tilt correction drive mechanism includes the magnet held by the optical module and the coil held by the middle frame portion.
The optics according to claim 1 or 2 , wherein the second inclination correction drive mechanism includes the magnet held by one of the middle frame portion and the fixed body and the coil held by the other. unit.
前記第2傾き補正用駆動機構は、前記中枠部に保持された前記コイルおよび前記固定体に保持された前記磁石を備えることを特徴とする請求項に記載の光学ユニット。 The optical unit according to claim 3 , wherein the second inclination correction drive mechanism includes the coil held by the middle frame portion and the magnet held by the fixed body. 前記第1傾き補正用駆動機構を構成する磁石の着磁分極線と対向する位置に配置される磁気センサを有し、
前記第1傾き補正用駆動機構は、前記磁気センサの出力に基づいて検出される原点位置に基づいて制御されることを特徴とする請求項1からの何れか一項に記載の光学ユニット。
It has a magnetic sensor arranged at a position facing the magnetizing polarization line of the magnet constituting the first tilt correction drive mechanism.
The optical unit according to any one of claims 1 to 4 , wherein the first tilt correction drive mechanism is controlled based on an origin position detected based on an output of the magnetic sensor.
移動体のピッチング方向が前記回転軸回りの回転方向と一致し、前記移動体のローリング方向が前記光軸回りの回転方向と一致する姿勢で、前記移動体に搭載されることを特徴とする請求項1からの何れか一項に記載の光学ユニット。 A claim characterized in that the moving body is mounted on the moving body in a posture in which the pitching direction of the moving body coincides with the rotation direction around the rotation axis and the rolling direction of the moving body coincides with the rotation direction around the optical axis. Item 6. The optical unit according to any one of Items 1 to 5 . 前記光学モジュールは、前記光学素子を前記光軸方向と直交する第1軸線回りの第1揺動方向、および前記光軸方向および前記第1軸線と直交する第2軸線回りの第2揺動方向に揺動させる揺動用磁気駆動機構を備えることを特徴とする請求項1からの何れか一項に記載の光学ユニット。
In the optical module, the optical element has a first swing direction around the first axis orthogonal to the optical axis direction, and a second swing direction around the optical axis direction and the second axis orthogonal to the first axis direction. The optical unit according to any one of claims 1 to 6 , further comprising a swinging magnetic drive mechanism for swinging.
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