KR102136099B1 - 롤링 보정 기능을 구비한 광학 유닛 및 3축 흔들림 보정 기능을 구비한 광학 유닛 - Google Patents

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니혼 덴산 산쿄 가부시키가이샤
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Abstract

[과제] 광축 둘레의 흔들림을 보정하는 롤링 보정 기능을 구비한 광학 유닛(1)에 있어서, 촬상 소자(40)에서 발생한 열을 효율적으로 방열하는 것.
[해결 수단] 롤링 보정 기능을 구비한 광학 유닛(1)은, 촬상 소자(40)가 탑재된 기판(41) 및 방열 부재(90)를 회전 다이 시트(50)에 고정하고, 기판(41)으로부터의 열을 방열 부재(90)로 전달하고, 회전 다이 시트(50)를 회전시켜 롤링 보정을 행한다. 또한, 회전 지지 기구(60)의 회전축(59)은, 방열 부재(90)에 의해 회전 다이 시트(50)에 고정되어 있다. 따라서, 촬상 소자(40)의 발열을 기판(41)으로부터 방열 부재(90)로 전달하고, 방열 부재(90)로부터 회전축(59)으로 전달하여 방열할 수 있다. 촬상 소자(40) 및 방열 부재(90)는, 광축(L) 방향으로 보아 동일 위치에서 회전축(59)과 겹쳐 있기 때문에, 촬상 소자(40)에서 발생한 열을 효율적으로 회전축(59)으로부터 방열할 수 있다.

Description

롤링 보정 기능을 구비한 광학 유닛 및 3축 흔들림 보정 기능을 구비한 광학 유닛{OPTICAL UNIT WITH ROLLING CORRECTION FUNCTION AND OPTICAL UNIT WITH THREE-AXIS SHAKE CORRECTION FUCTION}
본 발명은 광축 둘레의 흔들림을 보정하는 흔들림 보정 기능을 구비한 광학 유닛에 관한 것이다.
휴대 단말기나 이동체에 탑재되는 광학 유닛에는, 휴대 단말기나 이동체의 이동 시의 촬영 화상의 흐트러짐을 억제하기 위하여, 광학 모듈을 요동 혹은 회전시켜 흔들림을 보정하는 기구를 구비하는 것이 있다. 이러한 종류의 광학 유닛은, 피칭(상하 흔들림/틸팅) 및 요잉(좌우 흔들림/패닝)의 2방향의 기울기에 대응하여, 광학 모듈을 피칭 방향 및 요잉 방향으로 요동시키는 요동 기구를 구비한다. 또한, 광축 둘레의 요동에 대응하여, 광학 모듈을 광축 둘레로 회전시키는 롤링 보정 기구를 구비한다.
촬상 소자를 구비하는 광학 유닛에서는, 촬상 소자의 발열을 방열하는 방열 구조를 마련하는 것이 제안되어 있다. 특허문헌 1에는, CCD와 지지판 사이에 방열성 세라믹을 끼운 구조가 개시되어 있다.
일본 특허 공개 제2008-131251호 공보
촬상 소자를 탑재한 광학 유닛에 있어서, 촬상 소자의 고화소화에 의해, 촬상 소자로부터의 발열량이 증대된다는 문제가 있다. 이로 인해, 촬상 소자에서 발생한 열을 효율적으로 방열하는 것이 가능한 구성이 요구되고 있다.
본 발명의 과제는, 이러한 점을 감안하여, 광축 둘레의 흔들림을 보정하는 광학 유닛에 있어서, 촬상 소자에서 발생한 열을 효율적으로 방열하는 데 있다.
상기한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 롤링 보정 기능을 구비한 광학 유닛은, 광학 소자와, 상기 광학 소자의 반피사체측에 배치된 촬상 소자와, 상기 촬상 소자가 탑재된 기판 및 상기 기판의 반피사체측에 배치되고 상기 기판으로부터의 열이 전달되는 방열 부재가 고정된 회전 부재와, 상기 회전 부재의 상기 반피사체측에 배치된 고정 부재와, 상기 방열 부재에 의해 상기 회전 부재에 고정된 회전축 및 상기 고정 부재에 마련된 베어링부를 구비하는 회전 지지 기구와, 상기 회전 부재를 상기 광학 소자의 광축 둘레로 회전시키는 롤링용 자기 구동 기구를 갖고, 상기 촬상 소자 및 상기 방열 부재는, 적어도 일부가, 상기 광축 방향으로부터 보아 동일 위치에서 상기 회전축과 겹쳐 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 롤링 보정을 행하기 위하여 회전 지지 기구에 의해 회전 가능하게 지지된 회전 부재에, 촬상 소자가 탑재된 기판 및 기판으로부터의 열이 전달되는 방열 부재가 고정되어 있다. 또한, 회전 지지 기구의 회전축은, 방열 부재에 의해 회전 부재에 고정되어 있다. 따라서, 촬상 소자의 발열을 기판으로부터 방열 부재로 전달하고, 방열 부재로부터 회전축으로 전달하여 회전축으로부터 방열할 수 있다. 또한, 촬상 소자 및 방열 부재는, 광축 방향으로부터 보아 동일 위치에서 회전축과 겹쳐 있다. 따라서, 촬상 소자에서 발생한 열을 기판 및 방열 부재를 경유하여 최단 경로로 회전축으로 전달할 수 있기 때문에, 촬상 소자에서 발생한 열을 효율적으로 방열할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 기판은, 상기 방열 부재와 열 전도층에 의해 접촉하는 것이 바람직하다. 이렇게 하면, 열 전도층에 의해 기판으로부터 방열 부재로 효율적으로 방열할 수 있다. 따라서, 촬상 소자의 발열을 효율적으로 방열할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 회전축은, 상기 방열 부재에 고정되는 고정부와, 상기 고정부로부터 상기 반피사체측으로 연장되는 축부를 구비하고, 상기 고정부는, 상기 방열 부재의 관통 구멍 또는 오목부에 삽입되는 볼록부와, 상기 볼록부의 외주측에서 상기 방열 부재에 상기 반피사체측으로부터 맞닿는 맞닿음부를 구비하는 것이 바람직하다. 이렇게 하면, 회전축과 방열 부재가 광축 방향으로 접촉하는 부위를 마련할 수 있으므로, 방열량을 크게 할 수 있다. 또한, 상기 맞닿음부는, 상기 축부보다 대직경의 플랜지부인 것이 바람직하다. 이렇게 하면, 접촉 면적을 크게 할 수 있기 때문에, 방열량을 크게 할 수 있다.
혹은, 상기 회전축은, 상기 방열 부재에 상기 피사체측으로부터 맞닿는 맞닿음부와, 상기 방열 부재의 관통 구멍을 통하여 상기 방열 부재의 상기 반피사체측으로 연장되는 축부를 구비하는 형태여도 된다. 이와 같은 형태라도, 회전축과 방열 부재의 접촉 면적을 크게 할 수 있기 때문에, 방열량을 크게 할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 회전축 및 상기 회전 부재의 적어도 한쪽은, 필러 함유된 수지 부재인 것이 바람직하다. 이렇게 하면, 회전축 및 회전 부재의 적어도 한쪽 열 전도율을 크게 할 수 있다. 따라서, 방열량을 크게 할 수 있다. 또한, 회전 부재 및 회전축의 적어도 한쪽의 강도를 높일 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 방열 부재의 외주 단부는, 상기 회전 부재 및 상기 기판으로부터 노출되는 노출부를 구비하는 것이 바람직하다. 이렇게 하면, 방열 부재의 외주 단부로부터 방열할 수 있기 때문에, 촬상 소자의 발열을 효율적으로 방열할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 기판은 다각형이며, 상기 방열 부재는, 상기 기판의 각 변을 따르는 복수의 변을 구비하고 있고, 상기 노출부는, 상기 방열 부재의 모든 변에 마련되어 있는 것이 바람직하다. 이렇게 하면, 방열 부재의 모든 변으로부터 방열할 수 있으므로, 모든 변으로부터 균등하게 방열시킬 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 방열 부재는, 상기 광축 방향으로부터 보아 상기 촬상 소자보다 큰 것이 바람직하다. 이렇게 하면, 방열 부재를 촬상 소자의 발열 개소와 용이하게 겹치게 할 수 있다. 따라서, 용이하게 방열할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 방열 부재는, 상기 기판과 평행한 방열 부재 본체부와, 상기 방열 부재 본체부의 외주연으로부터 상기 반피사체측으로 연장되는 돌출부를 구비하는 것이 바람직하다. 이렇게 하면, 돌출부로부터 방열할 수 있다. 또한, 돌출부를 플렉시블 프린트 기판의 고정부로서 겸용할 수 있기 때문에, 방열량의 증대 및 플렉시블 프린트 기판의 고정 구조의 간소화를 도모할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 롤링용 자기 구동 기구는, 상기 회전축의 외주측에서 상기 회전 부재와 상기 고정 부재의 한쪽에 고정되는 코일과, 다른 쪽에 고정되어 상기 코일과 상기 광축 방향에서 대향하는 자석을 구비한다. 이렇게 하면, 회전축의 외주측에서, 회전 부재와 고정 부재 사이에 롤링용 자기 구동 기구를 구성할 수 있다. 따라서, 롤링용 자기 구동 기구의 공간 절약화를 도모할 수 있다.
이어서, 본 발명의 3축 흔들림 보정 기능을 구비한 광학 유닛은, 상기한 롤링 보정 기능을 구비한 광학 유닛과, 상기 롤링 보정 기능을 구비한 광학 유닛의 상기 광축과 교차하는 축 둘레의 흔들림을 보정하는 흔들림 보정 기구를 갖는다. 이렇게 하면, 3축 흔들림 보정 기능을 구비한 광학 유닛에 있어서, 촬상 소자에서 발생하는 열을 효율적으로 방열할 수 있다.
이 경우에, 상기 흔들림 보정 기구는, 상기 롤링 보정 기능을 구비한 광학 유닛을 상기 광축과 교차하는 제1 축선 둘레 및 제2 축선 둘레로 요동시키는 요동용 자기 구동 기구이며, 상기 롤링 보정 기능을 구비한 광학 유닛은, 상기 제1 축선과 상기 제2 축선 사이의 각도 위치에 배치되는 요동 지지부와, 상기 요동 지지부에 의해 지지되는 가동 프레임을 구비하는 짐벌 기구에 의해 지지되는 것이 바람직하다. 이렇게 하면, 요동용 자기 구동 기구가 배치되는 각도 위치 사이의 스페이스를 이용하여 짐벌 기구의 요동 지지부를 배치할 수 있다. 따라서, 3축 흔들림 보정 기능을 구비한 광학 유닛을 소형화할 수 있다. 또한, 짐벌 기구의 일부를 구성하는 롤링 보정 기능을 구비한 광학 유닛의 부재에, 롤링 보정을 위한 회전 지지 기구가 직접 고정되어 있기 때문에, 광축과 교차하는 2축(제1 축선 및 제2 축선)의 교점과, 롤링 보정의 회전축을 일치시키기 쉽다. 또한, 롤링 보정 기능을 구비한 광학 유닛은, 롤링 보정의 회전축과 촬상 소자의 중심을 일치시키기 쉬운 구조이다. 따라서, 회전축과 촬상 소자의 중심의 어긋남에 기인하는 것에 의한 상의 일그러짐을 억제할 수 있다.
본 발명에 따르면, 롤링 보정을 행하기 위하여 회전 지지 기구에 의해 회전 가능하게 지지된 회전 부재에, 촬상 소자가 탑재된 기판 및 기판으로부터의 열이 전달되는 방열 부재가 고정되어 있다. 또한, 회전 지지 기구의 회전축은, 방열 부재에 의해 회전 부재에 고정되어 있다. 따라서, 촬상 소자의 발열을 기판으로부터 방열 부재로 전달하고, 방열 부재로부터 회전축으로 전달하여 회전축으로부터 방열할 수 있다. 또한, 촬상 소자 및 방열 부재는, 광축 방향으로부터 보아 동일 위치에서 회전축과 겹쳐 있다. 따라서, 촬상 소자에서 발생한 열을 기판 및 방열 부재를 경유하여 최단 경로로 회전축으로 전달할 수 있기 때문에, 촬상 소자에서 발생한 열을 효율적으로 방열할 수 있다.
도 1은 본 발명을 적용한 3축 흔들림 보정 기능을 구비한 광학 유닛의 외관 사시도.
도 2는 도 1의 3축 흔들림 보정 기능을 구비한 광학 유닛의 분해 사시도.
도 3은 도 1의 3축 흔들림 보정 기능을 구비한 광학 유닛의 단면도(A-A 단면도).
도 4는 도 1의 3축 흔들림 보정 기능을 구비한 광학 유닛의 단면도(B-B 단면도).
도 5는 롤링 보정 기능을 구비한 광학 유닛을 피사체측 및 반피사체측으로부터 본 사시도.
도 6은 롤링 보정 기능을 구비한 광학 유닛을 피사체측으로부터 본 분해 사시도.
도 7은 롤링 보정 기능을 구비한 광학 유닛을 반피사체측으로부터 본 분해 사시도.
도 8은 촬상 소자, 기판, 방열 부재, 회전 다이 시트 및 회전축의 단면 사시도 및 회전축의 고정 구조의 변형예를 도시하는 설명도.
도 9는 촬상 소자, 기판, 방열 부재, 회전 다이 시트 및 회전축을 피사체측으로부터 본 평면도.
도 10은 롤링용 자기 구동 기구 및 회전 지지 기구의 평면도 및 단면도.
도 11은 변형예의 방열 부재를 구비한 롤링 보정 기능을 구비한 광학 유닛을 내장한 3축 흔들림 보정 기능을 구비한 광학 유닛의 단면도.
이하에, 도면을 참조하여, 본 발명을 적용한 롤링 보정 기능을 구비한 광학 유닛(1) 및 롤링 보정 기능을 구비한 광학 유닛(1)을 구비한 3축 흔들림 보정 기능을 구비한 광학 유닛(100)의 실시 형태를 설명한다. 본 명세서에 있어서, 부호 L은 롤링 보정 기능을 구비한 광학 유닛(1)의 광축이며, L1 방향은 광축(L) 방향의 피사체측이며, L2 방향은 광축(L) 방향의 반피사체측이다.
(3축 흔들림 보정 기능을 구비한 광학 유닛)
도 1은 본 발명을 적용한 3축 흔들림 보정 기능을 구비한 광학 유닛(100)의 외관 사시도이며, 도 2는 도 1의 3축 흔들림 보정 기능을 구비한 광학 유닛(100)의 분해 사시도이다. 또한, 도 3, 도 4는 도 1의 3축 흔들림 보정 기능을 구비한 광학 유닛(100)의 단면도이며, 도 3은 도 1의 A-A 단면도, 도 4는 도 1의 B-B 단면도이다. 도 1, 도 2에 도시하는 XYZ의 3방향은 서로 직교하는 방향이며, X 방향의 일방측을 +X, 타방측을 -X로 나타내고, Y 방향의 일방측을 +Y, 타방측을 -Y로 나타내고, Z 방향의 일방측을 +Z, 타방측을 -Z로 나타낸다. Z 방향은, 롤링 보정 기능을 구비한 광학 유닛(1)이 기준 자세일 때, 롤링 보정 기능을 구비한 광학 유닛(1)의 광축(L) 방향과 일치한다. 또한, 이때, 피사체측(L1)은 +Z 방향과 일치하고, 반피사체측(L2)은 -Z 방향과 일치한다.
3축 흔들림 보정 기능을 구비한 광학 유닛(100)은, 광축(L) 둘레의 흔들림을 보정하는 롤링 보정 기능을 구비한 광학 유닛(1)을, 광축(L)과 직교하는 축 둘레의 흔들림을 보정하는 흔들림 보정 기구를 구비한 유닛에 내장하고, 피칭(상하 흔들림) 방향 및 요잉(좌우 흔들림) 방향의 흔들림 보정을 행하도록 구성한 것이다. 처음에, 롤링 보정 기능을 구비한 광학 유닛(1) 전체를 광축(L)과 직교하는 축 둘레로 요동 가능하게 지지하는 요동 지지 기구 및 피칭(상하 흔들림) 방향 및 요잉(좌우 흔들림) 방향의 흔들림 보정을 행하기 위한 요동용 구동 기구에 대하여 설명한다.
3축 흔들림 보정 기능을 구비한 광학 유닛(100)은, 롤링 보정 기능을 구비한 광학 유닛(1)과, 롤링 보정 기능을 구비한 광학 유닛(1)을 보유 지지하는 홀더(300)와, 3축 흔들림 보정 기능을 구비한 광학 유닛(100)이 탑재되는 광학 기기 본체에 고정되는 지지체(400)와, 지지체(400)에 대하여 롤링 보정 기능을 구비한 광학 유닛(1) 및 홀더(300)를 요동 가능하게 지지하는 짐벌 기구(500)와, 지지체(400)에 대하여 롤링 보정 기능을 구비한 광학 유닛(1)을 요동시키는 요동용 자기 구동 기구(600)와, 롤링 보정 기능을 구비한 광학 유닛(1)을 기준 자세로 복귀시키기 위한 자기 스프링을 구성하는 자성 부재(700)를 구비한다.
도 2에 도시하는 바와 같이, 롤링 보정 기능을 구비한 광학 유닛(1)은, 원통형의 홀더 통부(11)를 구비하는 렌즈 홀더(10)와, 렌즈 홀더(10)의 반피사체측(L2)(-Z 방향)의 단부에 고정되는 고정 부재(20)와, 홀더 통부(11)의 내주측에 보유 지지되는 렌즈 유닛(2)(도 3, 도 4 참조)을 구비하고 있고, 렌즈 유닛(2)의 피사체측(L1)의 선단에, 커버 유리(6)를 구비한 캡(5)이 설치되어 있다. 또한, 홀더 통부(11)의 외주측에는, 가동체인 롤링 보정 기능을 구비한 광학 유닛(1)의 무게 중심 위치를 조정하기 위한 웨이트(19)가 고정되어 있다.
도 2에 도시하는 바와 같이, 홀더(300)는, 롤링 보정 기능을 구비한 광학 유닛(1)의 홀더 통부(11)가 보유 지지되는 원형의 보유 지지 구멍(311)이 형성된 홀더 본체부(310)와, 보유 지지 구멍(311)에 보유 지지되는 홀더 통부(11)의 X 방향의 양측에 마련된 1쌍의 벽부(301, 302)와, 홀더 통부(11)의 Y 방향의 양측에 마련된 1쌍의 벽부(303, 304)를 구비한다. 홀더(300)는, 짐벌 기구(500)에 의해, 광축(L) 방향(Z 방향)과 직교하는 제1 축선(R1) 둘레로 요동 가능하게 지지되어 있음과 함께, 광축(L) 방향 및 제1 축선(R1)과 직교하는 제2 축선(R2) 둘레로 요동 가능하게 지지되어 있다. 제1 축선(R1) 및 제2 축선(R2)은, X 방향 및 Y 방향에 대하여 45도 기울어 있다. 롤링 보정 기능을 구비한 광학 유닛(1)은 홀더(300)에 고정되어 있기 때문에, 홀더(300)와 일체가 되어 요동한다.
도 1, 도 2에 도시하는 바와 같이, 지지체(400)는, 광축(L) 방향으로 보아 대략 팔각형의 외형을 한 통형 케이스(410)와, 통형 케이스(410)에 대하여 피사체측(L1)으로부터 부착되는 피사체측 케이스(420)와, 통형 케이스(410)에 대하여 반피사체측(L2)으로부터 부착되는 반피사체측 케이스(430)를 구비한다. 피사체측 케이스(420)의 중앙에는, 롤링 보정 기능을 구비한 광학 유닛(1)의 피사체측(L1)의 선단부가 배치되는 원형의 개구부(421)가 형성되어 있다. 또한, 피사체측 케이스(420)에는, 개구부(421)를 사이에 두고 반대측의 2개소에, 후술하는 짐벌 기구(500)의 제2 요동 지지부(502)가 형성되어 있다. 통형 케이스(410)에는, -X 방향의 측면을 반피사체측(L2)으로부터 절결한 절결(411)이 형성되어 있다.
짐벌 기구(500)는, 홀더(300)와 지지체(400) 사이에 구성되어 있다. 짐벌 기구(500)는, 홀더 본체부(310)의 제1 축선(R1) 상의 대각 위치에 마련된 제1 요동 지지부(501)와, 지지체(400)의 피사체측 케이스(420)에 있어서의 제2 축선(R2) 상의 대각 위치에 마련된 제2 요동 지지부(502)와, 제1 요동 지지부(501) 및 제2 요동 지지부(502)에 의해 지지되는 가동 프레임(503)을 구비한다. 가동 프레임(503)은, 광축 둘레의 4개소에 마련된 지지점부를 구비하고 있고, 각 지지점부의 외측면에는 용접 등에 의해 금속제의 구체(도시 생략)가 고정되어 있다. 이 구체는, 홀더(300)에 마련된 제1 요동 지지부(501) 및 지지체(400)에 마련된 제2 요동 지지부(502)에 보유 지지되는 접점 스프링(505)과 점접촉한다. 따라서, 가동 프레임(503)은, 광축(L) 방향과 직교하는 2방향(제1 축선(R1) 방향 및 제2 축선(R2) 방향)의 각 방향 둘레로 회전 가능한 상태에서 지지된다.
요동용 자기 구동 기구(600)는, 홀더(300)와 지지체(400)의 사이에 마련된 4조의 자기 구동 기구(601)를 구비한다. 각 자기 구동 기구(601)는, 자석(602)과 코일(603)을 구비한다. 코일(603)은 홀더(300)의 벽부(301 내지 304)의 외측면에 보유 지지된다. 자석(602)은, 지지체(400)의 통형 케이스(410)의 X 방향의 양측의 내측면 및 Y 방향의 양측의 내측면에 보유 지지된다. 요동용 자기 구동 기구(600)는, 롤링 보정 기능을 구비한 광학 유닛(1)의 렌즈 홀더(10)의 홀더 통부(11)의 외주측의 스페이스를 이용하여 배치된다.
홀더(300)와 지지체(400) 사이에서는, +X 방향측, -X 방향측, +Y 방향측, -Y 방향측의 어느 것에서도, 자석(602)과 코일(603)이 대향하는 자기 구동 기구(601)가 구성된다. 홀더(300)의 +Y 방향측 및 -Y 방향측에 위치하는 2조의 자기 구동 기구(601)는, 코일(603)에 대한 통전 시에 X축 둘레의 동일한 방향의 자기 구동력 발생시킨다. 또한, 홀더(300)의 +X 방향측 및 -X 방향측에 위치하는 2조의 자기 구동 기구(601)는, 코일(603)에 대한 통전 시에 Y축 둘레의 동일한 방향의 자기 구동력을 발생시킨다. 요동용 자기 구동 기구(600)는, X축 둘레의 회전 및 Y축 둘레의 회전을 합성함으로써, 롤링 보정 기능을 구비한 광학 유닛(1) 및 홀더(300)를 제1 축선(R1) 둘레 및 제2 축선(R2) 둘레로 회전시킨다. X축 둘레의 흔들림 보정 및 Y축 둘레의 흔들림 보정을 행하는 경우는, 제1 축선(R1) 둘레의 회전 및 제2 축선(R2) 둘레의 회전을 합성한다.
자성 부재(700)는, 벽부(301 내지 304)의 내측면에 고정되고, 코일(603)을 사이에 두고 자석(602)과 직경 방향에서 대향한다. 자성 부재(700)와 자석(602)은, 가동체인 롤링 보정 기능을 구비한 광학 유닛(1) 및 홀더(300)를 기준 자세로 복귀시키기 위한 자기 스프링을 구성한다.
(롤링 보정 기능을 구비한 광학 유닛)
도 5는 롤링 보정 기능을 구비한 광학 유닛(1)을 피사체측(L1) 및 반피사체측(L2)으로부터 본 사시도이다. 도 3, 도 4에 도시하는 바와 같이, 롤링 보정 기능을 구비한 광학 유닛(1)은, 광학 소자인 렌즈(3)를 경통(4)에 조립한 렌즈 유닛(2)과, 렌즈 유닛(2)을 보유 지지하는 렌즈 홀더(10)와, 렌즈 유닛(2)의 피사체측(L1)의 단부에 설치되는 캡(5)과, 렌즈 홀더(10)의 반피사체측(L2)의 단부에 고정되는 고정 부재(20)를 구비한다. 렌즈 홀더(10)는, 고정 부재(20)와의 사이에 탄성 부재(18)를 끼워 넣은 상태에서, 나사 부재(17)에 의해 고정 부재(20)에 나사 고정된다.
(렌즈 홀더 및 고정 부재)
도 2 내지 도 5에 도시하는 바와 같이, 렌즈 홀더(10)는, 원통형의 홀더 통부(11)와, 홀더 통부(11)의 반피사체측(L2)의 단부로부터 직경 방향 외측으로 확대되는 단차부(12)와, 단차부(12)의 외주연으로부터 반피사체측(L2)에 통형으로 연장되는 측판부(13)를 구비한다. 도 3, 도 4에 도시하는 바와 같이, 렌즈 유닛(2)의 경통(4)은, 홀더 통부(11)의 내주측에 보유 지지된다. 이 상태에서, 렌즈 유닛(2)의 광축(L)은, 렌즈 홀더(10)의 홀더 통부(11)의 중심 축선과 일치한다. 단차부(12)는, 광축(L) 방향으로부터 본 경우의 형상이, 정사각형의 4개소의 코너부가 절결된 형상이다. 측판부(13)에는, 한쪽 측면 및 그 양측의 코너부에 마련된 모따기면의 반피사체측(L2)의 테두리를 소정의 높이로 절결한 절결부(14)가 형성되어 있다. 또한, 측판부(13)에는, 절결부(14)가 형성된 측면을 제외한 다른 3방향의 측면에 각각 1개소씩 보스부(15)가 형성되어 있다.
고정 부재(20)는 전체적으로 판상이며, 광축(L) 방향에 대하여 수직으로 배치된다. 고정 부재(20)는, 측판부(13)를 광축(L) 방향으로부터 본 형상의 일방측(절결부(14)측)의 테두리를 직선 상에 절결한 형상이다. 따라서, 측판부(13)의 반피사체측(L2)의 단부에 고정 부재(20)가 고정되면, 절결부(14)와 고정 부재(20) 사이에 광축(L) 방향의 반피사체측(L2) 및 광축(L) 방향과 직교하는 방향으로 개구되는 개구부(7)가 형성된다. 이 개구부(7)로부터, 후술하는 플렉시블 프린트 기판(8, 9)이 롤링 보정 기능을 구비한 광학 유닛(1)의 외부로 취출된다.
고정 부재(20)의 외주연과, 렌즈 홀더(10)의 측판부(13) 사이에는, 절결부(14)가 형성된 범위를 제외하고, 탄성 부재(18)가 끼워져 있다. 따라서, 개구부(7)가 형성된 범위를 제외하고, 탄성 부재(18)에 의해 렌즈 홀더(10)와 고정 부재(20)의 간극이 시일된다. 고정 부재(20)에는, 측판부(13)에 형성된 보스부(15)와 광축(L) 방향으로 대향하는 3개소에 직경 방향 외측으로 돌출되는 돌출부(21)가 형성되어 있다. 고정 부재(20)를 렌즈 홀더(10)에 고정하는 나사 부재(17)는, 돌출부(21)에 형성된 나사 구멍에 통과되어 보스부(15)에 나사 고정된다. 나사 부재(17)에 의한 고정 개소는, 탄성 부재(18)가 끼워진 위치보다 직경 방향 외측이다. 3개소의 나사 부재(17)의 나사 체결 상태를 조절함으로써, 렌즈 홀더(10)에 보유 지지되는 렌즈 유닛(2)의 광축(L)의 기울기가 조절된다. 따라서, 촬상 소자(40)에 대한 렌즈 유닛(2)의 경각 조정을 행할 수 있다.
(롤링 보정 기능을 구비한 광학 유닛의 내부 구조)
도 3, 도 4에 도시하는 바와 같이, 렌즈 유닛(2)의 반피사체측(L2)에는, 촬상 소자(40)가 탑재된 기판(41)과, 촬상 소자(40)를 피사체측(L1)으로부터 덮듯이 씌워진 커버 부재(30)와, 기판(41)의 반피사체측(L2)에 배치되는 판상의 방열 부재(90)와, 방열 부재(90) 및 기판(41)이 고정되는 회전 다이 시트(50)와, 회전 다이 시트(50)를 광축(L) 둘레로 회전 가능하게 지지하는 회전 지지 기구(60)와, 회전 다이 시트(50)를 광축(L) 둘레로 회전시키는 롤링용 자기 구동 기구(70)가 마련되어 있다.
(커버 부재)
도 6, 도 7은 롤링 보정 기능을 구비한 광학 유닛(1)의 분해 사시도이며, 도 6은 피사체측으로부터 본 분해 사시도이며, 도 7은 반피사체측으로부터 본 분해 사시도이다. 도 6, 도 7에 도시하는 바와 같이, 커버 부재(30)는, 촬상 소자(40)를 피사체측(L1)으로부터 덮는 대략 직사각형의 단부 판부(31)와, 단부 판부(31)의 외주연으로부터 반피사체측(L2)으로 돌출되는 측판부(32)와, 단부 판부(31)의 외주연보다 직경 방향 내측으로부터 피사체측(L1)으로 상승되는 원통형의 통부(34)를 구비한다. 통부(34)의 내주측이며, 또한, 단부 판부(31)의 중앙에는, 촬상 소자(40)에 대한 광 입사 영역을 규정하는 애퍼쳐(35)가 형성되어 있다. 렌즈 유닛(2)으로부터의 광은, 애퍼쳐(35)를 통과하여 촬상 소자(40)로 입사한다. 애퍼쳐(35)의 위치 및 형상은, 촬상 소자(40)에 따라 결정된다. 본 형태에서는, 광축(L) 방향으로부터 본 촬상 소자(40)의 형상이 직사각형이기 때문에, 애퍼쳐(35)는 직사각형이다.
도 3, 도 4에 도시하는 바와 같이, 커버 부재(30)의 단부 판부(31)는, 기판(41)의 외주연에 대하여 피사체측(L1)으로부터 맞닿는다. 이에 의해, 촬상 소자(40)는, 애퍼쳐(35)를 제외하고 외측으로부터 덮인 상태로 된다. 애퍼쳐(35)를 둘러싸고 피사체측(L1)으로 상승되는 통부(34)의 외주면은, 홀더 통부(11)의 내주면과 소정의 간극을 이격하여 직경 방향으로 대향한다. 또한, 커버 부재(30)의 단부 판부(31)는, 통부(34)의 외주측에 있어서, 렌즈 홀더(10)의 단차부(12)와 소정의 간극을 이격하여 광축(L) 방향으로 대향한다. 즉, 렌즈 홀더(10)와 커버 부재(30) 사이에는, 굴곡된 좁은 간극이 형성되어, 래비린스 구조가 형성되어 있다.
(회전 다이 시트에 대한 기판, 방열 부재, 회전축의 고정 구조)
도 6에 도시하는 바와 같이, 회전 다이 시트(50)는, 피사체측(L1)을 향하는 방열 부재 고정면(51)과, 방열 부재 고정면(51)의 외주연의 3개소로부터 피사체측(L1)으로 돌출되는 기판 고정부(52)를 구비한다. 또한, 회전 다이 시트(50)에는, 방열 부재 고정면(51)의 중앙을 관통하는 원형 구멍(53)이 형성되어 있다. 방열 부재 고정면(51)은, 광축(L)에 대하여 수직인 면이다. 회전 다이 시트(50)에는, 방열 부재(90) 및 기판(41)이 고정된다. 본 형태에서는, 방열 부재 고정면(51)에 방열 부재(90)가 고정되고, 3개소의 기판 고정부(52)에 기판(41)이 고정된다. 기판 고정부(52)에 기판(41)을 고정하면, 기판(41)은, 방열 부재(90)에 부착된 열 전도성 시트(99)와 접촉한다(도 3, 도 4, 도 8 참조).
도 8의 (a)는, 촬상 소자(40), 기판(41), 방열 부재(90), 회전 다이 시트(50) 및 회전축(59)의 단면 사시도이다. 본 형태에서는, 방열 부재(90)에 회전 지지 기구(60)의 회전축(59)이 고정되고, 방열 부재(90)에 의해, 회전축(59)이 회전 다이 시트(50)에 고정되어 있다. 도 8의 (a)에 도시하는 바와 같이, 회전축(59)은, 방열 부재(90)에 고정되는 고정부(591)와, 고정부(591)로부터 반피사체측(L2)으로 돌출되는 축부(592)를 구비한다. 고정부(591)는, 축부(592)보다 대직경의 플랜지부(593)와, 플랜지부(593)의 중앙으로부터 피사체측(L1)으로 돌출되는 볼록부(594)를 구비한다. 방열 부재(90)의 중앙에는 원형의 관통 구멍인 회전축 고정 구멍(91)이 형성되어 있다. 회전축(59)의 볼록부(594)는 회전축 고정 구멍(91)에 삽입되고, 플랜지부(593)는, 회전축 고정 구멍(91)의 외주측에 있어서 방열 부재(90)에 반피사체측(L2)으로부터 맞닿는다. 즉, 플랜지부(593)는, 방열 부재(90)에 반피사체측(L2)으로부터 맞닿아 방열 부재(90)와의 접촉 면적을 확보하기 위한 맞닿음부로서 기능한다. 또한, 볼록부(594)는, 회전축 고정 구멍(91)에 고정된다. 본 형태에서는, 회전축 고정 구멍(91)으로부터 피사체측(L1)으로 돌출된 볼록부(594)를 코오킹함으로써, 회전축(59)이 방열 부재(90)에 고정되어 있다. 또한, 볼록부(594)는, 코오킹이 아니라 압입에 의해 고정해도 된다. 또한, 플랜지부(593)를 방열 부재(90)에 고정할 수도 있다. 혹은, 회전축(59) 및 방열 부재(90)를 금속제로 하는 경우에는, 레이저 용접에 의해 회전축(59)을 고정할 수도 있다. 코오킹 이외의 방법에 의해 회전축(59)을 고정하는 경우, 회전축 고정 구멍(91)은 관통 구멍이 아니라 오목부여도 된다.
회전 다이 시트(50)의 원형 구멍(53)은, 플랜지부(593)보다 대직경이다. 따라서, 방열 부재(90)를 회전 다이 시트(50)에 고정할 때, 플랜지부(593)는 원형 구멍(53)에 배치되고, 방열 부재(90)는 회전 다이 시트(50)의 방열 부재 고정면(51)에 맞닿아 고정된다. 회전축(59)의 축부(592)는, 회전 다이 시트(50)의 원형 구멍(53)으로부터 반피사체측(L2)으로 돌출된다. 도 3, 도 4에 도시하는 바와 같이, 회전축(59)의 축부(592)는, 회전 다이 시트(50)의 반피사체측(L2)에 있어서, 고정 부재(20)에 마련된 베어링부(61)에 회전 가능하게 보유 지지된다. 회전축(59)의 선단은, 베어링부(61)로부터 반피사체측(L2)으로 돌출되어 있다. 따라서, 회전축(59)의 선단은, 고정 부재(20)의 반피사체측(L2)으로 노출되어 있으므로, 회전축(59)으로부터 효율적으로 방열할 수 있다. 또한, 베어링부(61)를 통하여 고정 부재(20)에 열을 전도함으로써 방열할 수 있다.
도 8의 (b), 도 8의 (c)는 회전축(59)의 고정 구조의 변형예를 도시하는 설명도이다. 도 8의 (b)에 도시하는 회전축(59A)은, 축부(592A)보다도 소직경의 볼록부(594A)를 구비하고, 볼록부(594A)의 외주측에 피사체측(L1)을 향하는 단차부(595A)가 형성되어 있다. 이 형태에서는, 단차부(595A)가 방열 부재(90)에 반피사체측(L2)으로부터 맞닿는 맞닿음부가 되어, 코오킹, 압입, 레이저 용접 등의 방법에 의해 회전축(59A)을 방열 부재(90)에 고정할 수 있다. 또한, 도 8의 (c)에 도시하는 회전축(59B)은, 피사체측(L1)의 단부에 형성된 플랜지부(593B)가 방열 부재(90)가 피사체측으로부터 맞닿는 맞닿음부가 되고, 축부(592B)는 회전축 고정 구멍(91)을 통하여 반피사체측(L2)으로 돌출된다. 도 8의 (c)의 형태에서는, 플랜지부(593B)를 레이저 용접에 의해 방열 부재(90)에 고정하거나, 혹은, 축부(592B)를 회전축 고정 구멍(91)에 압입하여 고정할 수 있다.
도 6, 도 7에 도시하는 바와 같이, 회전 다이 시트(50)에 있어서, 렌즈 홀더(10)의 절결부(14)가 마련된 각도 위치에는, 외주측에 직사각 형상으로 돌출되는 돌출부(58)가 형성되어 있다. 방열 부재 고정면(51)의 외형은, 돌출부(58)가 형성된 각도 위치를 제외하고 대략 원형이다. 방열 부재 고정면(51)의 외주연에 형성된 3개소의 기판 고정부(52) 중 1개소는, 돌출부(58)의 중앙에 형성되어 있다. 다른 2개소의 기판 고정부(52)는, 원형 구멍(53)을 사이에 두고 돌출부(58)와 반대측에 형성되고, 돌출부(58)의 중앙에 형성된 기판 고정부(52)에 대하여 대칭으로 배치되어 있다. 3개소의 기판 고정부(52)는, 각각 광축(L) 방향의 도중 위치에 형성된 기판 고정면(54)과, 기판 고정면(54)으로부터 피사체측(L1)으로 돌출되는 기판 고정용 볼록부(55)를 구비한다.
방열 부재(90)의 외형은 대략 직사각형이며, 기판 고정부(52)와 겹쳐지는 3개소에 절결(92)이 형성되어 있다. 따라서, 방열 부재(90)는, 3개소의 절결(92)에 기판 고정부(52)를 끼워 맞추어, 방열 부재(90)의 중앙에 고정된 회전축(59)을 원형 구멍(53)에 배치하고, 방열 부재 고정면(51)에 피사체측(L1)으로부터 맞닿는 상태로 부착된다. 한편, 촬상 소자(40)가 탑재된 기판(41)에는, 기판 고정용 볼록부(55)와 겹쳐지는 3개소에 고정 구멍(42)이 형성되어 있다. 기판(41)의 고정 구멍(42)에 기판 고정용 볼록부(55)를 끼워 맞추어, 기판 고정면(54)에 기판(41)의 단부를 맞닿게 하면, 방열 부재(90)의 피사체측(L1)의 면에 부착된 열 전도성 시트(99)의 표면에 기판(41)이 접촉한다.
방열 부재(90)는, 알루미늄이나 구리 등의 비자성의 금속제의 판재이다. 촬상 소자(40)에 의한 발열은, 기판(41)으로부터 열 전도성 시트(99)를 경유하여 방열 부재(90)로 전달된다. 열 전도성 시트(99)는, 기판(41)과 방열 부재(90) 사이에 열 전도층을 형성하는 것이면 된다. 예를 들어, 열 전도성이 좋은 고무 시트를 사용할 수 있다. 혹은, 열 전도성이 좋은 겔상 페이스트나 열 전도성의 접착재를 방열 부재(90)의 표면에 도포하여, 열 전도층을 형성해도 된다. 회전 다이 시트(50)는 필러 함유된 수지 부재이기 때문에, 열 전도성이 좋다. 예를 들어, 유리 섬유 강화재이며 또한 고열 전도성 필러 함유된 수지 부재를 사용한다. 필러 함유된 수지 부재를 사용함으로써, 방열 부재(90)로부터의 열은, 회전 다이 시트(50)에 효율적으로 전달된다. 또한, 본 형태에서는, 회전축(59)도 필러 함유된 수지 부재이며, 방열 부재(90)에 회전축(59)이 고정되어 있기 때문에, 방열 부재(90)로부터의 열은, 회전축(59)에 효율적으로 전달된다. 또한, 회전축(59)과 회전 다이 시트(50)의 어느 한쪽만이 필러 함유된 수지 부재여도 되고, 회전축(59)은 금속이어도 된다.
도 9는 촬상 소자(40), 기판(41), 방열 부재(90), 회전 다이 시트(50) 및 회전축(59)을 피사체측(L1)으로부터 본 평면도이다. 본 형태에서는, 방열 부재(90) 및 기판(41)은 모두 직사각형이며, 방열 부재(90)는, 기판(41)보다 훨씬 크다. 도 9에 도시하는 바와 같이, 방열 부재(90)의 외주연은, 기판(41)의 외주연의 4변을 따라 연장되도록 존재하는 제1변(90a), 제2변(90b), 제3변(90c), 제4변(90d)을 구비한다. 제1변(90a), 제2변(90b), 제3변(90c), 제4변(90d)은, 기판 고정부(52)와 겹쳐지는 절결(92)이 형성된 3개소를 제외하고, 기판(41)의 외주연보다 외주측에 위치한다. 즉, 방열 부재(90)는, 제1변(90a), 제2변(90b), 제3변(90c), 제4변(90d)의 모든 변이, 기판(41)으로부터 외주측으로 돌출되어 있다.
도 3, 도 4, 도 8에 도시하는 바와 같이, 방열 부재(90)의 외주연은, 절결(92)이 형성된 3개소를 제외하고, 기판(41) 및 회전 다이 시트(50)로부터 노출된 상태로 되어 있다. 즉, 방열 부재(90)는, 제1변(90a), 제2변(90b), 제3변(90c), 제4변(90d)의 모든 변에, 기판(41) 및 회전 다이 시트(50)로부터 노출된 노출부(93)가 마련되어 있다. 노출부(93)는, 기판(41) 및 회전 다이 시트(50)뿐만 아니라, 다른 부재와도 접촉하고 있지 않다. 따라서, 방열 부재(90)의 모든 변에 있어서, 노출부(93)로부터 방열할 수 있기 때문에, 둘레 방향으로 균등하게 방열할 수 있다. 따라서, 촬상 소자(40)에서 발생하는 열을, 방열 부재(90)로부터 효율적으로 방열할 수 있다.
또한, 본 형태에서는, 기판(41) 및 방열 부재(90)는 직사각형이지만, 직사각형 이외의 다각형이어도 된다. 방열 부재(90)는, 기판(41)보다 훨씬 크고, 기판(41)의 각 변을 따르는 방열 부재(90)의 각 변이, 기판(41)의 각 변으로부터 외주측으로 돌출되어 있고, 모든 변에 노출부가 마련되어 있는 것이 바람직하다.
도 8, 도 9에 도시하는 바와 같이, 기판(41)에 탑재된 촬상 소자(40)는, 광축(L) 방향으로 보아, 방열 부재(90) 및 회전축(59)과 동일 위치에서 겹쳐 있다. 또한, 방열 부재(90)는, 촬상 소자(40)보다 커, 촬상 소자(40) 전체가, 광축(L) 방향으로 보아 방열 부재(90) 및 회전축(59)과 겹쳐 있다. 따라서, 촬상 소자(40)로부터 기판(41) 및 방열 부재(90)를 경유하여 회전축(59)으로 열을 전달하는 경로가 짧으므로, 효율적으로 열을 전달할 수 있다. 따라서, 촬상 소자(40)로부터 발생하는 열을, 회전축(59)으로부터 효율적으로 방열할 수 있다.
도 6, 도 7에 도시하는 바와 같이, 방열 부재(90)에는, 회전축(59)의 직경 방향 외측이며, 또한, 광축(L)을 중심으로 하여 대칭인 2개소에, 자성 부재(81)를 설치하기 위한 자성 부재 배치 구멍(95)이 형성되어 있다. 자성 부재 배치 구멍(95)은, 광축(L)을 중심으로 하여 대칭인 2개소에 형성되어 있다. 자성 부재(81)는, 후술하는 바와 같이 회전 다이 시트(50)를 기준 회전 위치로 복귀시키기 위한 자기 스프링(자세 복귀 기구(80))을 구성하는 부재이다.
(회전 지지 기구)
도 3, 도 4, 도 7에 도시하는 바와 같이, 고정 부재(20)의 직경 방향의 중앙에는, 베어링 보유 지지부(22)가 형성되어 있다. 베어링 보유 지지부(22)는, 고정 부재(20)를 광축(L) 방향으로 관통하는 보유 지지 구멍(23)을 구비한다. 고정 부재(20)의 반피사체측(L2)의 면에는, 보유 지지 구멍(23)을 둘러싸고 반피사체측(L2)으로 상승되는 환상 돌출부(24)가 형성되어 있다. 회전 지지 기구(60)는, 회전 다이 시트(50)에 고정되는 회전축(59)과, 베어링 보유 지지부(22)에 보유 지지되는 베어링부(61)와, 베어링부(61)의 직경 방향 외측에서 고정 부재(20)와 회전 다이 시트(50) 사이에 구성되는 회전 지지부(65)를 구비한다. 즉, 회전 지지 기구(60)는, 회전축(59) 및 베어링부(61)와 회전 지지부(65)의 2조의 회전 지지부에 의해 구성되어 있다.
도 10은 롤링용 자기 구동 기구(70) 및 회전 지지 기구(60)의 평면도 및 단면도이며, 도 10의 (a)는 평면도이며, 도 10의 (b)는 도 10의 (a)의 C-C 단면도이다. 도 10의 (b)에 도시하는 바와 같이, 베어링부(61)는, 고정 부재(20)의 보유 지지 구멍(23)의 내주면에 고정되는 외륜(62)과, 회전축(59)의 외주면에 고정되는 내륜(63)과, 외륜(62)과 내륜(63) 사이에 배치되는 볼(64)을 구비한다. 도 3, 도 4, 도 5의 (b)에 도시하는 바와 같이, 회전축(59)의 선단은, 베어링부(61)의 내륜(63)으로부터 반피사체측(L2)으로 돌출되어 있고, 고정 부재(20)에 형성된 환상 돌출부(24)로부터 반피사체측(L2)으로 돌출되어 있다. 도 3, 도 4에 도시하는 바와 같이, 회전 지지부(65)는, 고정 부재(20)의 피사체측(L1)의 면에 형성된 고정 부재측 환상 홈(66)과, 회전 다이 시트(50)의 반피사체측(L2)의 면에 형성된 회전 부재측 환상 홈(67)(도 8 참조)과, 고정 부재측 환상 홈(66)과 회전 부재측 환상 홈(67) 사이에 배치된 전동체(68)와, 고정 부재측 환상 홈(66)과 회전 부재측 환상 홈(67) 사이에서 전동체(68)를 보유 지지하는 리테이너(69)를 구비한다.
도 3, 도 4에 도시하는 바와 같이, 고정 부재측 환상 홈(66)은, 베어링부(61)의 외륜(62)의 외주면보다 직경 방향 외측에 형성되어 있다. 그로 인해, 고정 부재측 환상 홈(66)의 저면은, 베어링부(61)의 외륜(62)의 피사체측(L1)의 단부면으로부터 반피사체측(L2)으로 오목해진 위치에 있다. 또한, 회전 지지부(65)는, 고정 부재측 환상 홈(66)과 회전 부재측 환상 홈(67)이 광축(L) 방향으로 대향하는 구조로 되어 있기 때문에, 광축(L) 방향의 두께가 베어링부(61)보다도 작다. 따라서, 회전 지지 기구(60)는, 베어링부(61)와 같은 볼 베어링을 광축(L) 방향으로 2조 겹쳐 배치하는 구성과 비교하여, 광축(L) 방향의 높이가 작은 구조로 되어 있다.
(롤링용 자기 구동 기구)
도 10의 (a)에서는, 회전 다이 시트(50)가 기준 회전 위치에 있는 경우의 롤링용 자기 구동 기구(70)의 평면도를 도시하고 있다. 도 3에 도시하는 바와 같이, 방열 부재(90)에 의해 회전 다이 시트(50)에 고정된 회전축(59)이 베어링 보유 지지부(22)에 설치된 베어링부(61)에 의해 회전 가능하게 보유 지지되면, 회전 다이 시트(50)와 고정 부재(20) 사이에 롤링용 자기 구동 기구(70)가 구성된다. 롤링용 자기 구동 기구(70)는, 회전 다이 시트(50)에 고정된 회전축(59)을 사이에 끼워 직경 방향의 양측에 배치된 1쌍의 코일(71)과, 고정 부재(20)의 베어링 보유 지지부(22)를 사이에 끼워 직경 방향의 양측에 배치된 1쌍의 자석(72)을 구비한다. 코일(71)과 자석(72)은, 광축(L) 방향에서 소정의 갭을 두고 대향한다.
도 10의 (a)에 도시하는 바와 같이, 자석(72)은 둘레 방향으로 2분할되어 있고, 코일(71)과 대향하는 면의 자극이 직경 방향으로 연장되는 착자 분극선(73)을 경계로 하여 상이하게 착자되어 있다. 코일(71)은 공심 코일이며, 직경 방향으로 연장되는 긴 변 부분이 유효변으로서 이용된다. 한쪽 코일(71)의 내측에는 홀 소자(74)가 배치된다. 홀 소자(74)는, 코일(71)에 대한 급전용 플렉시블 프린트 기판(9)에 고정된다. 홀 소자(74)는, 회전 다이 시트(50)가 미리 정한 기준 회전 위치에 있을 때에, 자석(72)의 착자 분극선(73)과 대향한다. 롤링용 자기 구동 기구(70)는, 홀 소자(74)의 신호에 기초하여 검출된 롤링 방향의 원점 위치에 기초하여 제어되고, 회전 다이 시트(50)에 커버 부재(30), 촬상 소자(40), 기판(41) 및 방열 부재(90)를 고정한 회전체를 광축(L) 둘레로 회전시켜 롤링 보정을 행한다. 즉, 롤링 보정 기능을 구비한 광학 유닛(1)은, 렌즈 유닛(2) 및 렌즈 홀더(10)를 포함하지 않는 소형의 회전체를 회전시킴으로써 롤링 보정을 행한다.
도 4, 도 7에 도시하는 바와 같이, 회전 다이 시트(50)에는, 고정 부재(20)를 향하여 돌출되는 회전 규제용 볼록부(512)가 형성되어 있다. 또한, 도 4, 도 6에 도시하는 바와 같이, 고정 부재(20)에는 회전 규제용 볼록부(512)의 선단이 삽입되는 회전 규제용 오목부(25)가 형성되어 있다. 도 6에 도시하는 바와 같이, 회전 규제용 오목부(25)는 둘레 방향으로 소정의 각도 범위에 걸쳐 연장되도록 존재한다. 회전 규제용 볼록부(512) 및 회전 규제용 오목부(25)는, 고정 부재(20)에 대한 회전 다이 시트(50)의 회전 범위(롤링 보정의 회전 범위)를 규제하는 회전 규제부를 구성한다.
(자세 복귀 기구)
롤링 보정 기능을 구비한 광학 유닛(1)은, 회전 다이 시트(50)를 미리 정한 기준 회전 위치로 복귀시키기 위한 자세 복귀 기구(80)를 구비한다. 자세 복귀 기구(80)는, 회전 다이 시트(50)에 고정된 2개의 자성 부재(81)와, 롤링용 자기 구동 기구(70)를 구성하는 2개의 자석(72)에 의해 구성되는 2조의 자기 스프링이다. 상술한 바와 같이, 각 자성 부재(81)는, 방열 부재(90)의 자성 부재 배치 구멍(95)에 배치되어 있다. 자성 부재(81)는, 코일(71)을 사이에 끼워 자석(72)과 광축(L) 방향으로 대향한다. 도 10의 (a)에 도시하는 바와 같이, 자성 부재(81)는 둘레 방향의 치수가 직경 방향의 치수보다 큰 직사각형이다. 회전 다이 시트(50)가 기준 회전 위치에 위치할 때, 자성 부재(81)의 둘레 방향 중심(82)은, 자석(72)의 착자 분극선(73)과 광축(L) 방향으로 보아 겹쳐지는 위치에 있다.
회전 다이 시트(50)가 기준 회전 위치로부터 회전하면, 자성 부재(81)의 중심(82)이, 자석(72)의 착자 분극선(73)으로부터 둘레 방향으로 어긋나기 때문에, 자성 부재(81)와 자석(72) 사이에는, 자성 부재(81)의 중심(82)과, 자석(72)의 착자 분극선(73)의 각도 위치를 일치시키는 방향의 자기 흡인력이 작용한다. 즉, 회전 다이 시트(50)가 기준 회전 위치로부터 어긋나면, 자세 복귀 기구(80)는, 회전 다이 시트(50)를 기준 회전 위치로 복귀시키는 방향의 자기 흡인력이 작용한다. 또한, 본 형태에서는, 자성 부재(81)와 자석(72)으로 이루어지는 자기 스프링을 2조 사용하고 있지만, 자기 스프링은 1조여도 된다. 즉, 자성 부재(81)는 1개뿐이어도 된다. 또한, 롤링용 자기 구동 기구(70)는, 코일(71)과 자석(72)을 적어도 1조 구비하고 있으면 된다.
(플렉시블 프린트 기판의 고정 구조)
도 4에 도시하는 바와 같이, 촬상 소자(40)가 탑재된 기판(41)에는, 촬상 소자용의 플렉시블 프린트 기판(8)이 접속되어 있다. 플렉시블 프린트 기판(8)이 접속되는 기판(41)의 테두리는, 렌즈 홀더(10)의 절결부(14)와 고정 부재(20) 사이에 형성되는 개구부(7)에 면하고 있다. 플렉시블 프린트 기판(8)은, 기판(41)으로부터 개구부(7)를 통하여 직경 방향 외측으로 인출된 후, U자형으로 접혀 고정 부재(20)의 반피사체측(L2)에 배치된다.
도 4, 도 5의 (b)에 도시하는 바와 같이, 롤링용 자기 구동 기구(70)용의 플렉시블 프린트 기판(9)은, 회전 다이 시트(50)의 반피사체측(L2)의 면에 형성된 고정 홈(511)(도 7, 도 8 참조)에 배치되고, 코일(71)의 위치에 배치된다. 플렉시블 프린트 기판(9)은, 한쪽 코일(71)과 다른 쪽 코일(71) 사이의 각도 위치로부터 직경 방향 외측으로 인출된다. 이 각도 위치에는 개구부(7)가 마련되어 있다. 따라서, 롤링용 자기 구동 기구(70)용의 플렉시블 프린트 기판(9)은, 촬상 소자(40)용의 플렉시블 프린트 기판(8)과 함께, 개구부(7)를 통하여 직경 방향 외측으로 인출된 후, U자형으로 접혀 고정 부재(20)의 반피사체측(L2)에 배치된다.
도 4에 도시하는 바와 같이, 롤링용 자기 구동 기구(70)용의 플렉시블 프린트 기판(9) 및 촬상 소자(40)용의 플렉시블 프린트 기판(8)은, 개구부(7)의 외측에서, U자형으로 접힌 직후의 부분이 회전 다이 시트(50)로부터 돌출되는 돌출부(58)에 마련된 고정면(581)에 고정되어 있다. 즉, 고정면(581)에는, 플렉시블 프린트 기판(8, 9)이 겹쳐진 상태에서 통합하여 고정된다. 도 7에 도시하는 바와 같이, 돌출부(58)는 대략 직육면체형이며, 돌출부(58)의 반피사체측(L2)의 단부면이 고정면(581)으로 되어 있다.
도 7에 도시하는 바와 같이, 고정면(581)은 플렉시블 프린트 기판(8, 9)이 인출되는 방향(즉, 직경 방향)과 직교하는 방향의 폭이 긴, 가로로 긴 직사각형면이다. 고정면(581)의 폭 방향의 중앙에는, 플렉시블 프린트 기판(9)의 두께에 대응하는 깊이의 폭넓은 홈(582)이 형성되어 있다. 홈(582)의 폭 방향의 중앙에는, 회전 다이 시트(50)로부터 직경 방향 외측으로 인출되는 플렉시블 프린트 기판(9)의 부분을 통과시키기 위한 오목부(583)가 형성되어 있다.
고정면(581)에는, 플렉시블 프린트 기판(8)을 고정하기 위한 고정부로서, 볼록부(584) 및 훅부(585)가 형성되어 있다. 또한, 플렉시블 프린트 기판(8)에는, 걸림 결합 구멍(8a) 및 걸이부(8b)가 형성되어 있다. 플렉시블 프린트 기판(8)을 고정면(581)에 고정할 때에는, 플렉시블 프린트 기판(9)에 플렉시블 프린트 기판(8)을 겹치고, 고정면(581)을 따라 플렉시블 프린트 기판(8)을 슬라이드시켜, 걸이부(8b)를 훅부(585)에 걸림 결합시킨다. 또한, 걸림 결합 구멍(8a)에 볼록부(584)를 감입한다(도 5의 (b) 참조). 이에 의해, 촬상 소자(40)용의 플렉시블 프린트 기판(8)이 고정면(581)에 고정된다. 또한, 롤링용 자기 구동 기구(70)용의 플렉시블 프린트 기판(9)은, 플렉시블 프린트 기판(8)에 의해 눌려지므로, 고정면(581)에 고정된다.
(본 형태의 주된 작용 효과)
본 형태의 롤링 보정 기능을 구비한 광학 유닛(1)은, 롤링 보정을 행하기 위하여 회전 지지 기구(60)에 의해 회전 가능하게 지지된 회전 다이 시트(50)에, 촬상 소자(40)가 탑재된 기판(41) 및 기판(41)으로부터의 열이 전달되는 방열 부재(90)가 고정되어 있다. 또한, 회전축(59)은, 방열 부재(90)에 의해 회전 다이 시트(50)에 고정되어 있다. 따라서, 촬상 소자(40)의 발열을 기판(41)으로부터 방열 부재(90)로 전달하고, 방열 부재(90)로부터 회전축(59)으로 전달하여 방열할 수 있다. 또한, 촬상 소자(40) 및 방열 부재(90)는, 광축(L) 방향으로 보아 동일 위치에서 회전축(59)과 겹쳐 있다. 따라서, 촬상 소자(40)에서 발생한 열을 기판(41) 및 방열 부재(90)를 경유하여 짧은 경로로 회전축(59)으로 전달할 수 있으므로, 촬상 소자(40)에서 발생한 열을 효율적으로 방열할 수 있다. 또한, 기판(41)은, 방열 부재(90)와 열 전도층(열 전도성 시트(99))에 의해 접촉하기 때문에, 열 전도층에 의해 기판(41)으로부터 방열 부재(90)로 효율적으로 방열할 수 있다. 따라서, 촬상 소자(40)의 발열을 효율적으로 방열할 수 있다.
본 형태에서는, 회전축(59)은, 방열 부재(90)에 고정되는 고정부(591)와, 고정부(591)로부터 반피사체측(L2)으로 연장되는 축부(592)를 구비하고, 고정부(591)는 축부(592)보다 대직경의 플랜지부(593)를 구비하고 있다. 따라서, 회전축(59)에, 방열 부재(90)와 광축(L) 방향으로 접촉하는 부위를 마련할 수 있으므로, 이 부위로부터 열을 전도시킬 수 있다. 또한, 플랜지부(593)는 축부(592)보다 대직경이기 때문에, 방열 부재(90)와의 접촉 면적이 크다. 따라서, 방열량을 크게 할 수 있다. 또한, 회전축(59)에 축부(592)보다 대직경의 플랜지부(593)를 마련하는 대신, 도 8의 (b)에 도시하는 바와 같이, 축부(592A)에 단차부(595A)를 마련하고, 단차부(595A)와 방열 부재(90)를 광축(L) 방향으로 맞닿게 하는 형태를 채용해도 된다. 또한, 도 8의 (c)에 도시하는 바와 같이, 피사체측(L1)으로부터 방열 부재(90)에 맞닿는 플랜지부(593B)를 마련한 형태를 채용해도 된다.
본 형태에서는, 회전축(59) 및 회전 다이 시트(50)는, 필러 함유된 수지 부재로 형성되어 있기 때문에, 회전축(59) 및 회전 다이 시트(50)의 열 전도율이 크다. 따라서, 방열량을 크게 할 수 있다. 또한, 회전축(59) 및 회전 다이 시트(50)의 강도를 높일 수 있다.
본 형태의 방열 부재(90)는, 외주 단부에 회전 다이 시트(50) 및 기판(41)으로부터 노출되는 노출부(93)를 구비하고 있기 때문에, 노출부(93)로부터 방열할 수 있어, 촬상 소자(40)의 발열을 효율적으로 방열할 수 있다. 또한, 방열 부재(90)의 4변 모두에 노출부(93)가 마련되어 있기 때문에, 방열 부재(90)의 모든 변으로부터 균등하게 방열시킬 수 있다. 따라서, 효율적으로 방열할 수 있다.
본 형태의 방열 부재(90)는, 광축(L) 방향으로 보아 촬상 소자(40)보다 크기 때문에, 방열 부재(90)를 촬상 소자(40)의 발열 개소와 용이하게 겹치게 할 수 있다. 따라서, 용이하게 방열할 수 있다.
본 형태의 롤링 보정 기능을 구비한 광학 유닛(1)은, 롤링용 자기 구동 기구(70)로서, 회전축(59)의 외주측에서 회전 다이 시트(50)에 고정되는 코일(71)과, 고정 부재(20)에 고정되고 코일(71)과 광축(L) 방향에서 대향하는 자석(72)을 구비하고 있고, 회전축(59)의 외주측에서, 회전 다이 시트(50)와 고정 부재(20) 사이에 롤링용 자기 구동 기구(70)를 구성할 수 있다. 또한, 회전 다이 시트(50)에 자석(72)을 고정하고, 고정 부재(20)에 코일(71)을 고정해도 된다. 이와 같은 구성에 의해, 롤링용 자기 구동 기구(70)의 공간 절약화를 도모할 수 있다.
본 형태의 롤링 보정 기능을 구비한 광학 유닛(1)은, 롤링 보정 기능을 구비한 광학 유닛(1)의 광축(L)과 교차하는 축 둘레의 흔들림을 보정하는 흔들림 보정 기구를 구비한 3축 흔들림 보정 기능을 구비한 광학 유닛(100)을 구성할 수 있다. 이에 의해, 3축 흔들림 보정 기능을 구비한 광학 유닛(100)에 있어서, 촬상 소자(40)에서 발생하는 열을 효율적으로 방열할 수 있다.
(변형예)
도 11은 변형예의 방열 부재(90A)를 구비한 롤링 보정 기능을 구비한 광학 유닛(1A)을 내장한 3축 흔들림 보정 기능을 구비한 광학 유닛(100A)의 단면도이다. 이하, 상기 형태의 방열 부재(90)와 상이한 점만 설명한다. 변형예의 방열 부재(90A)는, 상기 형태의 방열 부재(90)와 동일 형상의 방열 부재 본체부(96)와, 방열 부재 본체부(96)의 외주연으로부터 반피사체측(L2)으로 굴곡하여 직선형으로 연장되는 돌출부(97)를 구비한다. 돌출부(97)는, 고정 부재(20)의 반피사체측(L2)까지 연장되어 있으며, 그 선단부는 지지체(400)의 반피사체측 케이스(430)의 근방까지 돌출되어, 플렉시블 배선 기판을 고정하는 고정부로 되어 있다. 이와 같이, 돌출부(97)를 플렉시블 프린트 기판의 고정부로서 겸용할 수 있기 때문에, 방열량의 증대 및 플렉시블 프린트 기판의 고정 구조의 간소화를 도모할 수 있다.
예를 들어, 도 11에 도시하는 변형예의 3축 흔들림 보정 기능을 구비한 광학 유닛(100A)에서는, 기판(41)에 접속되는 플렉시블 프린트 기판(8), 롤링용 자기 구동 기구의 코일에 급전하는 플렉시블 프린트 기판(9A) 및 요동용 자기 구동 기구의 코일로 급전하는 플렉시블 프린트 기판(9B)이 광축(L)을 중심으로 하여 감은 형상으로 배치되어 있고, 그 감기 개시 부분이 돌출부(97)에 고정되어 있다.
1, 1A: 롤링 보정 기능을 구비한 광학 유닛
2: 렌즈 유닛
3: 렌즈
4: 경통
5: 캡
6: 커버 유리
7: 개구부
8, 9, 9A, 9B: 플렉시블 프린트 기판
8a: 걸림 결합 구멍
8b: 걸이부
10: 렌즈 홀더
11: 홀더 통부
12: 단차부
13: 측판부
14: 절결부
15: 보스부
17: 나사 부재
18: 탄성 부재
19: 웨이트
20: 고정 부재
21: 돌출부
22: 베어링 보유 지지부
23: 보유 지지 구멍
24: 환상 돌출부
25: 회전 규제용 오목부
30: 커버 부재
31: 단부 판부
32: 측판부
34: 통부
35: 애퍼쳐
40: 촬상 소자
41: 기판
42: 고정 구멍
50: 회전 다이 시트
51: 방열 부재 고정면
52: 기판 고정부
53: 원형 구멍
54: 기판 고정면
55: 기판 고정용 볼록부
58: 돌출부
59, 59A, 59B: 회전축
60: 회전 지지 기구
61: 베어링부
62: 외륜
63: 내륜
64: 볼
65: 회전 지지부
66: 고정 부재측 환상 홈
67: 회전 부재측 환상 홈
68: 전동체
69: 리테이너
70: 롤링용 자기 구동 기구
71: 코일
72: 자석
73: 착자 분극선
74: 홀 소자
80: 자세 복귀 기구
81: 자성 부재
82: 자성 부재의 중심
90a: 제1변
90b: 제2변
90c: 제3변
90d: 제4변
90, 90A: 방열 부재
91: 회전축 고정 구멍
92: 절결하고
93: 노출부
95: 자성 부재 배치 구멍
96: 방열 부재 본체부
97: 돌출부
99: 열 전도성 시트
100, 100A: 3축 흔들림 보정 기능을 구비한 광학 유닛
300: 홀더
301, 302, 303, 304: 벽부
310: 홀더 본체부
311: 보유 지지 구멍
400: 지지체
410: 통형 케이스
411: 절결하고
420: 피사체측 케이스
421: 개구부
430: 반피사체측 케이스
500: 짐벌 기구
501: 제1 요동 지지부
502: 제2 요동 지지부
503: 가동 프레임
505: 접점 스프링
511: 고정 홈
512: 회전 규제용 볼록부
581: 고정면
582: 홈
583: 오목부
584: 볼록부
585: 훅부
591: 고정부
592, 592A, 592B: 축부
593, 593B: 플랜지부
594, 594A: 볼록부
595A: 단차부
600: 요동용 자기 구동 기구
601: 자기 구동 기구
602: 자석
603: 코일
700: 자성 부재
L: 광축
L1: 피사체측
L2: 반피사체측
R1: 제1 축선
R2: 제2 축선

Claims (13)

  1. 광학 소자와,
    상기 광학 소자의 반피사체측에 배치된 촬상 소자와,
    상기 촬상 소자가 탑재된 기판 및 상기 기판의 반피사체측에 배치되고 상기 기판으로부터의 열이 전달되는 방열 부재가 고정된 회전 부재와,
    상기 회전 부재의 상기 반피사체측에 배치된 고정 부재와,
    상기 방열 부재에 고정된 회전축 및 상기 고정 부재에 마련된 베어링부를 구비하는 회전 지지 기구와,
    상기 회전 부재를 상기 광학 소자의 광축 둘레로 회전시키는 롤링용 자기 구동 기구를 갖고,
    상기 회전축은 상기 방열 부재에 의해 상기 회전 부재에 고정되고,
    상기 촬상 소자 및 상기 방열 부재는, 적어도 일부가, 상기 광축 방향으로부터 보아 동일 위치에서 상기 회전축과 겹쳐 있는 것을 특징으로 하는 롤링 보정 기능을 구비한 광학 유닛.
  2. 제1항에 있어서, 상기 기판은, 상기 방열 부재와 열 전도층에 의해 접촉하는 것을 특징으로 하는 롤링 보정 기능을 구비한 광학 유닛.
  3. 제2항에 있어서, 상기 회전축은, 상기 방열 부재에 고정되는 고정부와, 상기 고정부로부터 상기 반피사체측으로 연장되는 축부를 구비하고,
    상기 고정부는, 상기 방열 부재의 관통 구멍 또는 오목부에 삽입되는 볼록부와, 상기 볼록부의 외주측에서 상기 방열 부재에 상기 반피사체측으로부터 맞닿는 맞닿음부를 구비하는 것을 특징으로 하는 롤링 보정 기능을 구비한 광학 유닛.
  4. 제3항에 있어서, 상기 맞닿음부는, 상기 축부보다 대직경의 플랜지부인 것을 특징으로 하는 롤링 보정 기능을 구비한 광학 유닛.
  5. 제2항에 있어서, 상기 회전축은, 상기 방열 부재에 피사체측으로부터 맞닿는 맞닿음부와, 상기 방열 부재의 관통 구멍을 통하여 상기 방열 부재의 상기 반피사체측으로 연장되는 축부를 구비하는 것을 특징으로 하는 롤링 보정 기능을 구비한 광학 유닛.
  6. 제1항에 있어서, 상기 회전축 및 상기 회전 부재의 적어도 한쪽은, 필러 함유된 수지 부재인 것을 특징으로 하는 롤링 보정 기능을 구비한 광학 유닛.
  7. 제1항에 있어서, 상기 방열 부재의 외주 단부는, 상기 회전 부재 및 상기 기판으로부터 노출되는 노출부를 구비하는 것을 특징으로 하는 롤링 보정 기능을 구비한 광학 유닛.
  8. 제7항에 있어서, 상기 기판은 다각형이며,
    상기 방열 부재는, 상기 기판의 각 변을 따르는 복수의 변을 구비하고 있고,
    상기 노출부는, 상기 방열 부재의 모든 변에 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 롤링 보정 기능을 구비한 광학 유닛.
  9. 제1항에 있어서, 상기 방열 부재는, 상기 광축 방향으로부터 보아 상기 촬상 소자보다 큰 것을 특징으로 하는 롤링 보정 기능을 구비한 광학 유닛.
  10. 제1항에 있어서, 상기 방열 부재는, 상기 기판과 평행으로 연장되도록 존재하는 방열 부재 본체부와, 상기 방열 부재 본체부의 외주연으로부터 상기 반피사체측으로 연장되는 돌출부를 구비하는 것을 특징으로 하는 롤링 보정 기능을 구비한 광학 유닛.
  11. 제1항에 있어서, 상기 롤링용 자기 구동 기구는, 상기 회전축의 외주측에서 상기 회전 부재와 상기 고정 부재의 한쪽에 고정되는 코일과, 다른 쪽에 고정되어 상기 코일과 상기 광축 방향에서 대향하는 자석을 구비하는 것을 특징으로 하는 롤링 보정 기능을 구비한 광학 유닛.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 기재된 롤링 보정 기능을 구비한 광학 유닛과,
    상기 롤링 보정 기능을 구비한 광학 유닛의 상기 광축과 교차하는 축 둘레의 흔들림을 보정하는 흔들림 보정 기구를 갖는 것을 특징으로 하는 3축 흔들림 보정 기능을 구비한 광학 유닛.
  13. 제12항에 있어서, 상기 흔들림 보정 기구는, 상기 롤링 보정 기능을 구비한 광학 유닛을 상기 광축과 교차하는 제1 축선 둘레 및 제2 축선 둘레로 요동시키는 요동용 자기 구동 기구이며,
    상기 롤링 보정 기능을 구비한 광학 유닛은, 상기 제1 축선과 상기 제2 축선 사이의 각도 위치에 배치되는 요동 지지부와, 상기 요동 지지부에 의해 지지되는 가동 프레임을 구비하는 짐벌 기구에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 3축 흔들림 보정 기능을 구비한 광학 유닛.
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