JP7270502B2 - 振れ補正機能付き光学ユニット - Google Patents
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Description
部は、前記光軸方向から見た場合の輪郭形状が半円形状であり、前記リテーナは、前記外側リテーナ部分から径方向内側に向かって前記球体保持穴内に突出する外側突起と、前記内側リテーナ部分から径方向外側に向かって前記球体保持穴内に突出する内側突起と、を備え、前記球体は、前記外側突起と前記内側突起との間で転動するものとすることができる。このようにすれば、外側リテーナ部分の形状および内側リテーナ部分の形状を半円弧形状とすることができる。これにより、外側リテーナ部分および内側リテーナ部分を長く設けることができるので、外側リテーナ部分および内側リテーナ部分が撓みやすくなる。従って、回転支持機構の姿勢の変動によってプレートロール環状部とプレートホルダ環状部とが同軸上からズレた場合には、プレートロール環状部とプレートホルダ環状部との径方向の相対移動を、外側壁から、外側突出部、外側リテーナ部分および外側突起を経由して、球体に伝えることができる。また、プレートロール環状部とプレートホルダ環状部との径方向の相対移動を、内側壁から、内側突出部、内側リテーナ部分および内側突起を経由して、球体に伝えることができる。
図1は振れ補正機能付き光学ユニットの斜視図である。図2は、被写体側カバーを除いた振れ補正機能付き光学ユニットの斜視図である。図3は、光学ユニット本体部の斜視図である。図4は、光学ユニット本体部を光軸方向から見た場合の平面図である。図3および図4では、光学ユニット本体部から引き出された第1フレキシブルプリント基板、第2フレキシブルプリント基板、および第3フレキシブルプリント基板を省略して示す。図5は、図4のA-A線断面図である。図6は、図4のB-B線断面図である。図7は、光学ユニット本体部の分解斜視図である。
方向に引き出されている。第3フレキシブルプリント基板8はカバー2から-Y方向に引き出されている。Z軸方向は、光軸Lに沿った光軸方向である。-Z方向は、撮像モジュール5の像側であり、+Z方向は、撮像モジュール5の被写体側である。第1軸R1および第2軸R2は、Z軸回り(光軸L回り)で、X軸およびY軸に対して45度傾斜する。
ユニット本体部3の外周面から-Y方向に引き出されている。
図8は、可動体20、回転支持機構21、およびジンバル機構22の説明図である。図8に示すように、可動体20は、撮像モジュール5と、撮像モジュール5を外周側から囲む枠状のホルダ29と、を備える。撮像モジュール5は、撮像モジュール本体部30と、撮像モジュール本体部30の中央から+Z方向に突出する円筒部分31と、を備える。円筒部分31にはレンズ4が収容されている。円筒部分31は、光軸Lと同軸であり、一定の外径寸法で光軸L方向に延びる。撮像モジュール本体部30には撮像素子9が収容されている。撮像素子9は、レンズ4の光軸Lで、レンズ4の-Z方向に位置する。ここで、ホルダ29と、撮像モジュール5においてホルダ29の径方向内側に位置する撮像モジュール本体部30とは、可動体本体部32を構成する。撮像モジュール5の円筒部分31は、可動体本体部32の中心から+Z方向に突出する可動体突出部33を構成する。
図9は回転支持機構21を+Z方向から見た場合の分解斜視図である。図10は回転支持機構21を-Z方向から見た場合の分解斜視図である。図9、図10に示すように、回転支持機構21は、可動体20に固定されるプレートロール51と、Z軸方向でプレートロール51に対向する対向部56を備えるプレートホルダ52と、プレートロール51とプレートホルダ52とを光軸L回りに回転可能とする回転機構53とを備える。また、回転支持機構21は、プレートロール51をプレートホルダ52に接近する方向に付勢する第1与圧機構54および第2与圧機構55を備える。
向および+Z方向に突出する。本例において、各球体保持穴72aは、径方向よりも周方向が長い長穴である。球体71が球体保持穴72aの中心に位置するときに、リテーナ72において球体保持穴72aの外周側に位置する外側リテーナ部分72bと球体71との間、および、リレーナにおいて球体保持穴72aの内周側に位置する内側リテーナ部分72cと球体71との間には、隙間が設けられている。
突起63aおよび突起63bが塑性変形して潰れた状態となる。これにより、プレートロール51と可動体20とは固定される。プレートロール51と可動体20とが固定されると、可動体20は、プレートロール51と一体に、光軸L回りに回転可能となる。
図11は、ジンバルフレームおよび第1軸側シャフトの分解斜視図である。図4に示すように、ジンバル機構22は、ジンバルフレーム80と、ジンバルフレーム80とプレートホルダ52とを第1軸R1回りに回転可能に接続する第1接続機構81とを備える。また、ジンバル機構22は、ジンバルフレーム80と固定体23とを第2軸R2回りに回転可能に接続する第2接続機構82、を備える。図5、図7に示すように、第1接続機構81は、ジンバルフレーム80から第1軸R1上をプレートホルダ52の側に突出する第1軸側シャフト83と、プレートホルダ52に設けられて第1軸側シャフト83の先端が回転可能に接触する第1軸側凹曲面69と、を備える。図6、図7に示すように、第2接続機構82は、固定体23から第2軸R2上をジンバルフレーム80の側に突出する第2軸側シャフト84と、ジンバルフレーム80に設けられて第2軸側シャフト84の先端が接触する第2軸側凹曲面95と、を備える。
ジンバルフレーム80は、金属製の板バネからなる。図8に示すように、ジンバルフレーム80は、プレートホルダ52の+Z方向に位置するジンバルフレーム本体部85と、ジンバルフレーム本体部85から第1軸R1方向の両側に向かってに突出して-Z方向に延びる一対の第1軸側ジンバルフレーム延設部86と、ジンバルフレーム本体部85から第2軸R2方向の両側に向かってに突出して-Z方向に延びる一対の第2軸側ジンバルフレーム延設部87と、を備える。ジンバルフレーム本体部85は、第1軸R1方向に延びる略長方形形状の中央板部分85aと、中央板部分85aの第2軸R2方向の一方側(-Y方向の側)から外周側に向かって+Z方向に傾斜する第1傾斜板部分85bと、中央板部分85aの第2軸R2方向の他方側(+Y方向の側)から外周側に向かって+Z方向に傾斜する第2傾斜板部分85cと、を備える。また、ジンバルフレーム本体部85は、中央に、Z軸方向に貫通する開口部90を備る。開口部90には、可動体突出部33が挿入される。
85から離間する方向に向かって-Z方向に傾斜する第1軸側ジンバルフレーム延設部第2延設部分86b(傾斜延設部分)と、第1軸側ジンバルフレーム延設部第2延設部分86bの-Z方向の端からプレートホルダ52の外周側を-Z方向に延びる第1軸側ジンバルフレーム延設部第3延設部分86c(接続用延設部分)と、を備える。
図7に示すように、一対のプレートホルダ延設部66は、一対の第1軸側ジンバルフレーム延設部86と可動体20との間に位置する。そして、第1軸側シャフト83を保持する第1軸側ジンバルフレーム延設部第3延設部分86cと、第1軸側凹曲面69を備えるプレートホルダ第3延設部分66cとは、第1軸R1上において、対向する。第1接続機構81は、第1軸側シャフト83において、第1軸側ジンバルフレーム延設部86から内周側に突出する先端が第1軸側凹曲面69に接触することにより構成される。本例では、第1軸側シャフト83と、第1軸側凹曲面69とは、点接触する。これにより、回転支持機構21は、第1接続機構81を介して、第1軸R1回りに回転可能な状態で、ジンバル
フレーム80に支持される。従って、回転支持機構21に支持された可動体20は、ジンバル機構22により、第1軸R1回りに回転可能に支持される。第1軸側シャフト83が第1軸側凹曲面69に接触した状態において、各プレートホルダ延設部66は、各第1軸側ジンバルフレーム延設部86に設けられた一対のジンバルフレーム延設部突部94の内側に位置する。
図12は、ケースおよび第2軸側シャフトの分解斜視図である。図7に示すように、固定体23は、可動体20および回転支持機構21を外周側から囲む枠状のケース97(枠体)を有する。ケース97は、金属製であり、非磁性材料からなる。ケース97をZ軸方向から見た場合の形状は、8角形である。図12に示すように、ケース97は、8角形の枠状板部98と、可動体本体部32の径方向外側に位置する枠部99と、を備える。枠部99は、枠状板部98の外周縁から屈曲して-Z方向に延びる。
を備える。第3コイル保持用開口部113には、第3コイル114(ローリング補正用コイル)が挿入されている。第3コイル114は、Z軸方向に長い楕円形状であり、中心穴を径方向に向けている。ここで、図2に示すように、第4側板104、第1側板101および第3側板103の外周面に沿って第3フレキシブルプリント基板8が引き回されている。第1コイル110、第2コイル112および第3コイル114は、第3フレキシブルプリント基板8に電気的に接続されている。
図6に示すように、第2接続機構82は、ケース97の内側に可動体20、回転支持機構21およびジンバルフレーム80を配置し、第2軸側シャフト84の先端部分を第2軸側ジンバルフレーム延設部第3延設部分87cの第2軸側凹曲面95に挿入して、接触させることにより構成される。第2接続機構82によって固定体23とジンバルフレーム80とが接続されることにより、ジンバルフレーム80、回転支持機構21および可動体20は、第2軸R2回りに回転可能な状態で、固定体23に支持される。
ジンバル機構22により支持された可動体20がケース97の内周側に配置されると、ホルダ29の第1側壁35と枠部99の第1側板101とは、X軸方向で隙間を開けて対
向する。ホルダ29の第2側壁36と第2側板102とは、X軸方向で隙間を開けて対向する。ホルダ29の第3側壁37と第3側板103とは、Y軸方向で隙間を開けて対向する。ホルダ29の第4側壁38と第4側板104とは、Y軸方向で隙間を開けて対向する、ホルダ29の第5側壁39と第5側板105とは、第1軸R1方向で隙間を開けて対向する。ホルダ29の第6側壁40と第6側板106とは、第1軸R1方向で隙間を開けて対向する。ホルダ29の第7側壁41と第7側板107とは、第2軸R2方向で隙間を開けて対向する。ホルダ29の第8側壁42と第8側板108とは、第2軸R2方向で隙間を開けて対向する。
本例では、プレートロール環状部57とプレートホルダ環状部65との間に位置するリテーナ72は、球体保持穴72aの外周側に外側突出部73を備える。外側突出部73は、プレートホルダ環状部65のプレートホルダ円弧壁68に接触する。また、リテーナ72は、球体保持穴72aの内周側に内側突出部74を備える。内側突出部74は、プレートロール環状部57のプレートロール環状壁60に接触する。従って、回転支持機構21の姿勢が変化することによってプレートロール環状部57とプレートホルダ環状部65とが同軸上からズレると、プレートロール環状部57とプレートホルダ環状部65との径方向の相対移動が、プレートホルダ円弧壁68から、外側突出部73および外側リテーナ部
分72bを経由して、球体71に伝わる。また、プレートロール環状部57とプレートホルダ環状部65との径方向の相対移動が、プレートロール環状壁60から、内側突出部74および内側リテーナ部分72cを経由して、球体71に伝わる。これにより、球体71が活性化されるので、プレートロール環状部57とプレートホルダ環状部65との間に挟まれた球体71に凝着現象が発生した場合でも、球体71を転動可能な状態に戻すことができる。よって、回転支持機構21によって可動体20をスムーズに回転させることができる。
機構81、および固定体23とジンバルフレーム80とを回転可能に接続する第2接続機構82、を備える。第1接続機構81は、ジンバルフレーム80に固定されて第1軸R1上をプレートホルダ52の側に突出する第1軸側シャフト83トと、プレートホルダ52に設けられて第1軸側シャフト83の先端が回転可能に接触する第1軸側凹曲面69と、を備える。固定体23は、可動体20、回転支持機構21およびジンバルフレーム80を外周側から囲むケース97を備え、第2接続機構82は、ケース97に固定されて第2軸R2上をジンバルフレーム80の側に突出する第2軸側シャフト84と、ジンバルフレーム80に設けられて第2軸側シャフト84の先端が回転可能に接触する第2軸側凹曲面95と、を備える。従って、固定体23によって、可動体20を光軸L回り、第1軸R1回りおよび第2軸R2回りに回転可能に支持することができる。
図13は、別の構成例のリテーナ72Aの説明図である。図13では、プレートホルダ52を取り外した回転支持機構21を+Z方向から見ている。振れ補正機能付き光学ユニット1では、回転支持機構21のリテーナ72に替えて、本例のリテーナ72Aを用いることができる。
Claims (8)
- レンズを備える可動体と、
前記可動体を前記レンズの光軸を中心に回転可能に支持する回転支持機構と、を有し、
前記回転支持機構は、前記可動体に固定されたプレートロールと、前記光軸方向で前記プレートロールに対向する対向部を備えるプレートホルダと、前記プレートロールを前記プレートホルダに対して回転可能とする回転機構と、を備え、
前記プレートロールは、前記光軸と同軸のプレートロール環状部を備え、
前記プレートホルダは、前記対向部として、前記プレートロール環状部に対向するプレートホルダ環状部を備え、
前記回転機構は、前記プレートロール環状部および前記プレートホルダ環状部に接触した状態で転動する3以上の複数の球体と、各球体を転動可能に収容する複数の球体保持穴を有し前記プレートロール環状部と前記プレートホルダ環状部との間に配置された環状のリテーナと、前記プレートロール環状部と前記プレートホルダ環状部とを接近させる力を発生させる与圧機構と、を備え、
前記プレートロール環状部および前記プレートホルダ環状部の一方は、外周側端縁から前記光軸方向を他方に向かって延びる外側壁を備え、他方は、内周側端縁から前記光軸方向を一方に向かって延びる内側壁を備え、
前記リテーナは、各球体保持穴の径方向外側に位置する外側リテーナ部分から外周側に突出して前記外側壁に接触する外側突出部と、各球体保持穴の径方向内側に位置する内側リテーナ部分から内周側に突出して前記内側壁に接触する内側突出部と、を備えることを特徴とする振れ補正機能付き光学ユニット。 - 前記球体、前記プレートロール、および前記プレートホルダは、金属製であり、
前記リテーナは、樹脂製であ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。 - 複数の前記球体保持穴は、等角度間隔に設けられ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。
- 前記プレートロール環状部は、前記光軸と同軸のプレートロール環状溝を備え、
前記プレートホルダ環状部は、前記光軸回りの周方向に延びるプレートホルダ円弧溝を前記球体と同数備え、
前記プレートロール環状溝と前記プレートホルダ円弧溝とは、前記球体保持穴を介して対向し、
各球体は、前記光軸方向の一方の端部分が前記環状溝に挿入され、他方の端部分が前記円弧溝に挿入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。 - 各球体保持穴は、径方向よりも周方向が長い長穴であり、
前記球体が前記球体保持穴の中心に位置するときに、前記外側リテーナ部分と前記球体との間、および前記内側リテーナ部分と球体との間には、隙間が設けられていることを特徴とする請求項1から4のうちのいずれか一項に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。 - 前記球体保持穴は、円形であり、
前記内側突出部および前記外側突出部は、前記光軸方向から見た場合の輪郭形状が半円形状であり、
前記リテーナは、前記外側リテーナ部分から径方向内側に向かって前記球体保持穴内に突出する外側突起と、前記内側リテーナ部分から径方向外側に向かって前記球体保持穴内に突出する内側突起と、を備え、
前記球体は、前記外側突起と前記内側突起との間で転動することを特徴とする請求項1から4のうちのいずれか一項に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。 - 前記可動体は、前記光軸と同軸で前記レンズを内周側に保持する円筒部分を備え、
前記プレートロール環状部は、前記内側壁を備え、
前記プレートホルダ環状部は、前記外側壁を備え、
前記円筒部分は、前記内側壁の内周側に嵌っていることを特徴とする請求項1から6のうちのいずれか一項に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。 - 前記回転支持機構を前記光軸と交差する第1軸回りに回転可能に支持するとともに、前記光軸および前記第1軸と交差する第2軸回りに回転可能に支持するジンバル機構と、
前記ジンバル機構および前記回転支持機構を介して前記可動体を支持する固定体と、を有し、
前記ジンバル機構は、ジンバルフレーム、前記プレートホルダと前記ジンバルフレームとを前記第1軸回りに回転可能に接続する第1接続機構、および前記固定体と前記ジンバルフレームとを回転可能に接続する第2接続機構、を備え、
前記第1接続機構は、前記ジンバルフレームに固定されて前記第1軸上を前記プレートホルダの側に突出する第1軸側シャフトと、前記プレートホルダに設けられて前記第1軸側シャフトの先端が回転可能に接触する第1軸側凹曲面と、を備え、
前記固定体は、前記可動体、前記回転支持機構および前記ジンバルフレームを外周側から囲む枠体を備え、
前記第2接続機構は、前記枠体に固定されて前記第2軸上を前記ジンバルフレームの側に突出する第2軸側シャフトと、前記ジンバルフレームに設けられて前記第2軸側シャフトの先端が回転可能に接触する第2軸側凹曲面と、を備えることを特徴とする請求項1から7のうちのいず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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