JP7493421B2 - 光学ユニット - Google Patents
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Description
最初に、本発明の光学ユニットとして、実施例1に係る光学ユニット1について図1から図3用いて説明する。詳細は下記で説明するように、本実施例の光学ユニット1は、光学モジュール22を備える可動体20と、光学モジュール22の光軸方向(Z軸方向)と交差する周囲方向において可動体20を囲む固定体10と、可動体20を固定体10に対して光軸方向と交差する方向(X軸方向及びY軸方向)を回転軸として回転可能に支持する回転支持機構としてのジンバル機構30と、固定体10に配置されるコイル11(コイル11A及び11B)と可動体20におけるコイル11と対向する位置に配置される磁石21(磁石21A及び21B)とを有する駆動機構41と、を備えている。
最初に、本実施例の光学ユニット1の全体構成について図1を用いて説明する。本実施例の光学ユニット1は、カメラやスマートフォンなどにおいて好ましく使用可能である。本実施例の光学ユニット1は、コンパクトに構成でき、カメラやスマートフォンをコンパクト構成できるためである。ただし、本実施例の光学ユニット1は、カメラやスマートフォンに限定されず、特に用途を限定することなく様々な装置に使用可能である。
可動体20は、略直方体をしている。光学モジュール22は、上面部20a、下面部20d、X軸方向における両側の側面部20b及びY軸方向における両側の側面部20cにより可動体20の内部に保持されており、可動体20の+Z方向の面である上面部20aからレンズが突出した状態となるように配置されている。また、X軸方向における可動体20の両側の側面部20bには、駆動機構41を構成する磁石21Aが設けられている。また、Y軸方向における可動体20の両側の側面部10cには、駆動機構41を構成する磁石21Bが設けられている。ここで、磁石21A及び磁石21Bは、同様の構成であるが、詳細な構成は後述の駆動機構41の説明の中で説明する。
固定体10は、略直方体をしており、ケース部10Aが上面部10a、X軸方向における両側の側面部10b及びY軸方向における両側の側面部10cを構成し、底部10Bが下面部10dを構成している。固定体10は、可動体20をZ軸方向から上面部10aと下面部10dとで囲み、可動体20をX軸方向から側面部10bで囲むとともに可動体20をY軸方向から側面部10cで囲む。ここで、固定体10の+Z方向の面である上面部10aには、光学モジュール22のレンズを通す孔部12が設けられている。
ジンバル機構30は、光学モジュール22を通す円形の孔部33を有し外形が矩形のジンバルフレーム部31と、可動体20及び固定体10との接続部32と、を有している。接続部32は矩形のジンバルフレーム部31の4角に形成されており、このうち対角線上の2つの接続部32は可動体20に対して揺動可能に接続されており、別の対角線上の2つの接続部32は固定体10に対して揺動可能に接続されている。なお、ジンバル機構30としては、従来から光学ユニットに使用される一般的なジンバル機構を特に限定なく使用することができる。
次に、本実施例の光学ユニット1の要部である駆動機構41について、図1に加え、図2及び図3を用いて説明する。なお、図2及び図3はコイル11のうちのコイル11Aと磁石21のうちの磁石21Aとで構成される駆動機構41(ピッチング軸揺動機構)の図であるが、上記のようにコイル11Aとコイル11Bとは同様の構成であるとともに磁石21Aと磁石21Bとは同様の構成である。このため、下記の説明は、X軸方向とY軸方向とを読み替えて、コイル11Bと磁石21Bとで構成される駆動機構41(ヨーイング軸揺動機構)の説明とみなすことができる。
図2及び図3で表されるように、磁石21Aは、+Z方向側から順に、平板状の磁石211と、折り曲げ部BでX軸方向において外側に折り曲げられた板状の磁石212と、平板状の磁石213と、で構成されている。また、図3で表されるように、平板状の磁石211及び平板状の磁石213はいずれも、Z軸方向における端部側がX軸方向において内側になるように配置されている。すなわち、図3で表されるように、磁石21Aの各々の磁石は、Y軸方向から見て円弧を描くような配置で設けられている。
図2及び図3で表されるように、コイル11Aは、+Z方向側から順に、Y軸方向に沿って延びる有効辺111と、非有効辺112及び113と、Y軸方向に沿って延びる有効辺114と、で構成されている。また、コイル11Aは、図3で表されるように、非有効辺がX軸方向における中央でX軸方向において外側に凸となるように折り曲げ部Bで折り曲げられることで非有効辺112と非有効辺113とに分けられている。また、有効辺111と非有効辺112との間でX軸方向において外側に凸となるように折り曲げ部Bで折り曲げられ、非有効辺113と有効辺114との間でX軸方向において外側に凸となるように折り曲げ部Bで折り曲げられている。
次に、実施例2の光学ユニットについて図4を用いて説明する。ここで、図4は本発明の実施例2に係る光学ユニットの駆動機構41の正面図であり、実施例1の光学ユニット1における図3に対応する図である。なお、上記実施例1と共通する構成部材は同じ符号で示しており、詳細な説明は省略する。本実施例の光学ユニットは、下記に説明する部分の構成以外は、実施例1の光学ユニット1と同様の構成である。このため、下記で説明する部分以外においては、実施例1の光学ユニット1と同様の技術的特徴を有する。
次に、実施例3の光学ユニットについて図5を用いて説明する。ここで、図5は本発明の実施例3に係る光学ユニットの駆動機構41の正面図であり、実施例1の光学ユニット1における図3に対応する図である。なお、上記実施例1及び実施例2と共通する構成部材は同じ符号で示しており、詳細な説明は省略する。本実施例の光学ユニットは、下記に説明する部分の構成以外は、実施例1の光学ユニット1と同様の構成である。このため、下記で説明する部分以外においては、実施例1の光学ユニット1と同様の技術的特徴を有する。
Claims (6)
- 光学モジュールを備える可動体と、
前記光学モジュールの光軸方向と交差する周囲方向において前記可動体を囲む固定体と、
前記可動体を前記固定体に対して前記光軸方向と交差する方向を回転軸として回転可能に支持する回転支持機構と、
前記可動体及び前記固定体の一方に配置されるコイルと、前記可動体及び前記固定体の他方における前記コイルと対向する位置に配置される複数の磁石と、を有する駆動機構と、
を備え、
前記コイルは、前記光軸方向の端部が前記回転軸に近づく方向に折り曲げられ、
複数の前記磁石は、前記回転軸方向から見て、前記光軸方向に沿って並べられるよりも前記コイルと対向する面が前記コイルに対して平行に近くなるように、並べて配置されることを特徴とする光学ユニット。 - 請求項1に記載の光学ユニットにおいて、
複数の前記磁石は、隣り合う磁石に対して段差を有した状態で、並べて配置されることを特徴とする光学ユニット。 - 請求項1または2に記載の光学ユニットにおいて、
前記コイルは、前記光軸方向の両端部側の領域が前記回転軸方向に延びる有効辺を形成していることを特徴とする光学ユニット。 - 請求項3に記載の光学ユニットにおいて、
前記駆動機構は、前記回転支持機構による最大回転範囲で前記可動体が前記固定体に対して回転した場合でも前記有効辺と前記磁石のうちの少なくとも1つとが対向する配置となるように、前記コイル及び前記磁石が配置されていることを特徴とする光学ユニット。 - 請求項3または4に記載の光学ユニットにおいて、
前記コイルは、前記有効辺とは異なる位置で折り曲げられていることを特徴とする光学ユニット。 - 請求項1から5のいずれか1項に記載の光学ユニットにおいて、
前記コイルは、3回以上折り曲げられ、
前記磁石は、3つ以上であることを特徴とする光学ユニット。
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