TW201918749A - 帶抖動修正功能的光學單元 - Google Patents

Abstract

本發明旨在實現具備濾光片切換功能的帶抖動修正功能的光學單元的小型化，並且實現消耗電力的降低。帶抖動修正功能的光學單元包括固定體、具有光學元件的活動體、相對於所述固定體可擺動地支撐所述活動體的擺動支撐機構、以及使所述活動體擺動的抖動修正用驅動機構，所述活動體包括濾光片、及切換所述濾光片的有無的濾光片切換機構，所述擺動支撐機構在從與所述光學元件的光軸方向正交的方向觀察時，配置在與所述抖動修正用驅動機構重合的位置上，所述濾光片及所述濾光片切換機構配置在所述光學元件的被攝體側。

Description

帶抖動修正功能的光學單元

本發明是有關於一種進行搭載在帶有相機的移動終端設備等之中的光學模組的執行抖動修正的帶抖動修正功能的光學單元。

在搭載於移動終端、行車記錄儀（drive recorder）、無人直升機等的攝像裝置等光學設備中所使用的攝影用的光學單元中，為了抑制因為抖動而產生的攝影圖像的紊亂，已開發出使光學模組移動而對抖動進行修正以消除抖動的功能。在所述抖動修正功能中，採用了如下的結構：相對於包含光學設備的框體的固定體，可移動地支撐包括光學元件的光學模組（活動體），利用抖動修正用驅動機構使所述光學模組相應於抖動而擺動。例如，在專利文獻1中，公開了一種利用平衡環架（gimbal）機構可擺動地支撐光學模組的結構。

並且，在通常的攝影用的光學單元中，在攝像部中包括紅外線截止濾光片（infrared ray cut filter）以使紅外線不會入射，但是在監視用相機等的用途中所使用的晝夜攝影用的光學單元中，為了不但在亮處，而且在暗處也能夠進行清晰的影像的攝影，可以在抵達至攝像部的光路中在需要時配置紅外線截止濾光片切換機構，以切換紅外線截止濾光片的有無。例如，在專利文獻2中，記載了如下的技術：在兩個安裝板上安裝虛擬濾光片（dummy filter）及紅外線截止濾光片，通過使兩個安裝板相互滑動而對兩個濾光片進行切換。

[現有技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1]日本專利特開2014-6522號公報 [專利文獻2]日本專利特開2012-242463號公報

[發明所要解決的問題]

如上所述，在光學模組中需要根據用途具備各種功能，但是也要求光學模組自身的小型化，從而不容易裝入各機構。特別是，在可移動地支撐著光學模組的帶抖動修正功能的光學單元中，由於在光路中配置濾光片切換裝置，而使得光學模組自身的重量增加，移動控制變得困難，並且重量平衡的調整變得困難，因此裝入濾光片切換裝置變得更困難。並且，通過光學模組的重量增加，伴隨著抖動修正的光學單元的消耗電力也增加。

本發明是鑒於如上所述的情況而完成的，其目的在於實現具備濾光片切換功能的帶抖動修正功能的光學單元的小型化，並且實現消耗電力的降低。 [解決問題的技術手段]

本發明的帶抖動修正功能的光學單元包括固定體、包含光學元件的活動體、相對於所述固定體可擺動地支撐所述活動體的擺動支撐機構、以及使所述活動體擺動的抖動修正用驅動機構，所述活動體包括濾光片、以及切換所述濾光片的有無的濾光片切換機構，所述擺動支撐機構在從與所述光學元件的光軸方向正交的方向觀察時，配置在與所述抖動修正用驅動機構重合的位置上，所述濾光片及所述濾光片切換機構配置在所述光學元件的被攝體側。

在所述帶抖動修正功能的光學單元中，包含切換濾光片的有無的濾光片切換機構，因此能夠一方面具有抖動修正的效果，一方面選擇濾光片的有無而拍攝所需的影像。並且，當除了濾光片切換機構以外的活動體的重心位置位於比活動體的擺動中心位置（擺動支點）更靠攝像部之側時，可以利用濾光片切換機構使活動體的重心位置與擺動中心位置相同或相近，所以能夠不使用另外的重心調整用的構件而構成活動體。因此，能夠抑制活動體的重量的增加，可以抑制擺動所需的扭矩（torque），所以能夠降低活動體的擺動時的消耗電力。再者，在攝像部與光學元件之間配置濾光片及濾光片切換機構的結構中，為了配置濾光片切換機構等，在攝像部與光學元件之間在光軸方向上需要大空間，活動體的光軸方向上的全長增大。並且，例如，當除了濾光片切換機構以外的活動體的重心位置位於與活動體的擺動中心位置相同的位置時，通過在攝像部與光學元件之間配置濾光片切換機構，而使得活動體的重心位置移動至攝像部側。這時，為了使已移動的重心位置返回至活動體的擺動中心位置，必須將重心調整用的構件配置在比擺動中心位置更靠被攝體之側。其結果為，活動體不僅僅增大相當於濾光片與濾光片切換機構的空間的程度，而且還富餘地增大相當於設置重心調整用的構件的空間的程度。因此，在攝像部與光學元件之間配置濾光片或濾光片切換機構的結構中，由於活動體大型化，活動體的重量增加，而使得擺動所需的扭矩增大，活動體的擺動時的消耗電力增加。與此相比，在本發明的帶抖動修正功能的光學單元中，在光學元件的被攝體側配置濾光片及濾光片切換機構，所以能夠將活動體的大小形成得小。因此，可以降低活動體的擺動時的消耗電力，並且實現光學單元的小型化。

在本發明的帶抖動修正功能的光學單元的優選實施方式中，所述濾光片及所述濾光片切換機構可配置在相對於所述活動體的擺動中心位置與所述光學元件的攝像部側為相反側的位置。

可以使活動體的重心位置與活動體的擺動中心位置相同或相近，所以能夠降低活動體的擺動所需的扭矩。因此，能夠降低活動體的擺動時的消耗電力。

在本發明的帶抖動修正功能的光學單元的優選實施方式中，所述抖動修正用驅動機構是包括磁鐵、以及在所述磁鐵的磁場內使電磁力起作用的線圈的磁驅動機構，所述磁鐵設置在所述固定體上，所述線圈設置在所述活動體上。

通過將磁鐵設置在固定體上，將重量輕於磁鐵的線圈設置在活動體上，可以與將線圈設置在固定體上，將磁鐵設置在活動體上的情況相比，降低活動體的重量。因此，能夠降低活動體的擺動所需的扭矩，所以能夠進一步降低擺動時的消耗電力。

在本發明的帶抖動修正功能的光學單元的優選實施方式中，所述活動體可包括連接於所述抖動修正用驅動機構、攝像部及所述濾光片切換機構的柔性配線基板。

通過一個柔性配線基板，可以進行對抖動修正用驅動機構（線圈）的供電、對攝像部（攝像元件）的供電、以及對濾光片切換機構的供電。因此，與分別連接各別的柔性配線基板的結構相比較，可以抑制在活動體的擺動時的柔性配線基板的應力所引起的擺動阻力扭矩的產生。因此，可以降低擺動時所需的電力，能夠實現消耗電力的降低。並且，能夠減少柔性配線基板的數量，因此可以降低製造成本。

在本發明的帶抖動修正功能的光學單元的優選實施方式中，所述活動體可包括重心位置調整構件。

通過重心位置調整構件，可以細緻地調整活動體的重心位置，所以能夠將活動體的重心位置配置在與擺動中心位置相同的位置上。因此，能夠降低活動體的擺動所需的扭矩，所以能夠進一步降低擺動時的消耗電力。

在本發明的帶抖動修正功能的光學單元的優選實施方式中，所述濾光片可以是紅外線截止濾光片。

通過使紅外線截止濾光片（紅外線（infrared ray，IR）濾光片）能夠進出於光學元件的光路，而使得當在亮處使規定以上的紅外線入射至攝像部時，可以將紅外線截止濾光片插入至光路而使紅外線的入射減少，將適當的波長的光量輸入至攝像部。另一方面，在暗處，可以通過從光路上拆下紅外線截止濾光片，而使紅外線入射至攝像部。因此，通過切換紅外線截止濾光片的有無，使得不但在亮處，而且在暗處也能夠進行清晰的影像的攝影，從而能夠在晝夜進行攝影。再者，濾光片可以設為使紅外線截止濾光片與抗反射濾光片組合而成的濾光片。並且，在濾光片中，除了紅外線截止濾光片以外，還包含抗反射濾光片、中性密度（neutral density，ND）濾光片、偏振濾光片等各種濾光片。 [發明的效果]

根據本發明，能夠實現具備濾光片切換功能的帶抖動修正功能的光學單元的小型化，並且能夠實現消耗電力的降低。

以下，一邊參照圖式，一邊對本發明的帶抖動修正功能的光學單元的實施方式進行說明。在以下的說明中，將相互正交的三個方向分別設為X軸方向、Y軸方向、Z軸方向，並設為在靜置狀態下，在Z軸方向上配置光軸L（透鏡光軸/光學元件的光軸）。並且，在各方向上的抖動之中，圍繞著X軸的旋轉相當於所謂俯仰（pitching）（縱搖），圍繞著Y軸的旋轉相當於所謂偏擺（yawing）（橫搖），圍繞著Z軸的旋轉相當於所謂翻滾（rolling）。並且，在X軸方向上的一側標注+X，在X軸方向上的另一側標注-X，在Y軸方向上的一側標注+Y，在Y軸方向上的另一側標注-Y，在Z軸方向上的一側（被攝體側/光軸方向前側）標注+Z，在Z軸方向上的另一側（與被攝體側為相反側/光軸方向後側）標注-Z來進行說明。並且，在圖1～圖8中，將使Z軸的一側+Z側朝向上方而配置的狀態設為靜置狀態。以下，只要沒有特別聲明，就是以所述靜置狀態進行說明。

[第一實施方式]（帶抖動修正功能的光學單元101的概略結構） 圖1是表示帶抖動修正功能的光學單元（以下簡稱為光學單元）101的組裝狀態的外觀的立體圖。圖2是沿光軸L方向將光學單元101加以分解的分解立體圖。圖3是光學單元101的後述活動體20的分解立體圖。圖4是光學單元101的後述蓋框120及平衡環架機構（擺動支撐機構）30的從-Z側觀察的立體圖。圖5是光學單元101的穿過光軸L的Y-Z平面上的縱截面圖。圖6是光學單元101的後述平衡環架機構30及抖動修正用驅動機構40附近的X-Y平面上的橫截面圖。

圖1所示的光學單元101是裝入至搭載於移動終端、行車記錄儀、無人直升機等的攝像裝置等光學設備（圖略）中的薄型相機，以支撐於光學設備的底架（chassis）（設備本體）上的狀態而搭載。在這種光學單元101中，當攝影時光學設備中產生手抖動等抖動時，攝像圖像會產生紊亂。因此，在本實施方式的光學單元101中，設為能夠使活動體20基於陀螺儀（gyroscope）等抖動檢測傳感器（圖略）檢測出抖動的結果進行擺動，來修正俯仰及偏擺，所述活動體20包括光軸L沿Z軸方向延伸的光學模組（光學元件）210。

在圖1～圖6中，本實施方式的光學單元101包括固定體10、包括光學模組210的活動體20、設為相對於固定體10可擺動地支撐活動體20的狀態的作為擺動支撐機構的平衡環架機構30、以及使活動體20擺動的抖動修正用驅動機構40。並且，如圖2及圖6所示，活動體20相對於固定體10經由平衡環架機構30圍繞著與光軸L方向交叉的第一軸線R1可擺動地受到支撐，並且圍繞著與光軸L方向及第一軸線R1方向交叉的第二軸線R2可擺動地受到支撐。並且，在光學單元101中，通過使活動體20圍繞著與這些光軸L正交的兩條軸線（第一軸線R1及第二軸線R2）擺動，來對俯仰及偏擺進行修正。

再者，在本實施方式的光學單元101中，固定體10在從光軸L方向（+Z方向）觀察時，呈正方形。並且，如圖6所示，第一軸線R1及第二軸線R2與光軸L方向正交。而且，第一軸線R1與第二軸線R2正交，並且相對於X軸及Y軸配置成45°的角度。

（固定體10的結構） 如圖2及圖5等所示，固定體10包括圍繞著活動體20的周圍的方筒狀的第一殼體110、固定在第一殼體110的上方（Z軸方向上的一側+Z）的蓋框120、以及配置在第一殼體110的下方（Z軸方向上的另一端側-Z）的第二殼體130。在本實施方式中，第一殼體110是利用配置在四方的側板部111形成為矩形筒狀。蓋框120形成為從第一殼體110的Z軸方向上的一側+Z的端部朝向徑向內側伸出的矩形框形狀。並且，在蓋框120的中央部形成有圓形的開口窗121，通過開口窗121將來自被攝體的光引導至光學模組210。並且，第二殼體130形成為打開上方的矩形的箱狀，在底部形成有用於將與光學模組210連接的柔性配線基板71、柔性配線基板72拉出至外部的開口部131。所述開口部131被從Z軸方向上的另一側-Z與第二殼體130重合的底板140覆蓋著，從開口部131拉出的柔性配線基板71、柔性配線基板72是從第二殼體130與底板140之間拉出至外部。

並且，在固定體10上，如圖5等所示，在第一殼體110與第二殼體130之間，設置有規定活動體20的朝向Z軸方向的另一側-Z的活動範圍的矩形框狀的止動構件150。止動構件150在使第一殼體110與第二殼體130在Z方向上重合時，保持為夾於第一殼體110與第二殼體130之間的狀態。

（活動體20的結構） 如圖2及圖3等所示，活動體20包括包含透鏡211等光學元件的光學模組210、保持光學模組210的支架框（holder frame）220、及濾光片切換機構230。光學模組210如圖5所示，包括保持透鏡211、攝像元件（攝像部）212、聚焦驅動用的致動器（未圖示）等的透鏡支架（lens holder）213，光學模組210經由所述透鏡支架213而保持於支架框220上。

支架框220如圖5所示，構成活動體20的外周部分，大致包括將透鏡支架213保持於內側的筒狀的支架保持部221、以及在所述支架保持部221的下端部（Z軸方向的另一側-Z的端部）呈凸緣狀擴徑的壁厚的底座部222。在底座部222的外周部上，在比支架保持部221更靠徑向外側的位置上，設置有分別保持構成後述抖動修正用驅動機構40的四個線圈42的線圈保持部223，在這些線圈保持部223與支架保持部221之間，形成有配置後述平衡環架機構30的活動框310的活動框配置空間240。並且，在線圈保持部223上，設置有在使線圈42保持於線圈保持部223的狀態下，從線圈42的外表面（與磁鐵41相對向的面）更向外方突出的突出部224，所述突出部224與磁鐵41相對向。因此，在活動體20因為外力而在X軸方向或Y軸方向上產生了位移時，線圈保持部223的突出部224抵接於磁鐵41，而防止線圈42與磁鐵41接觸。再者，在本實施方式中，利用合成樹脂形成有支架框220，將支架保持部221、底座部222、線圈保持部223形成為一體。

並且，設置在活動體20上的攝像元件212及聚焦驅動用的致動器等與信號輸出（通信）用的柔性配線基板71連接。攝像元件212是封裝在封裝有陀螺儀及電容器（capacitor）等電子零件的封裝基板214上，在封裝基板214上連接著所述柔性配線基板71。再者，與封裝基板214連接的柔性配線基板71將牽繞至外部的部分分割成兩條。另一方面，構成抖動修正用驅動機構40的線圈42與供電用的柔性配線基板72連接。這些柔性配線基板71、柔性配線基板72與設置在光學設備的本體側的上層的控製部等電性連接。

再者，這些柔性配線基板71、柔性配線基板72如圖5所示，在透鏡支架213的下方（Z軸方向上的另一側-Z）經多次彎曲後被拉出至外部。如圖1所示，與線圈42連接的柔性配線基板72配置在與光學模組210連接的柔性配線基板71的被分成兩條的部分之間，兩個柔性配線基板71、柔性配線基板72的朝向外部的拉出方向相一致。並且，柔性配線基板71、柔性配線基板72均具有可撓性，不會阻礙通過抖動修正用驅動機構40而使支架框220及保持於所述支架框220上的光學模組210移動。

（抖動修正用驅動機構40的結構） 抖動修正用驅動機構40如圖5及圖6等所示，是利用板狀的磁鐵41、及使電磁力在磁鐵41的磁場內起作用的線圈42的磁驅動機構。在本實施方式中，如圖2及圖3所示，在活動體20（支架框220）的圓周方向上每隔90°而隔開地設置有四組磁鐵41與線圈42的組合。並且，如圖5及圖6所示，各磁鐵41保持於第一殼體110上，各線圈42保持於支架框220上，在本實施方式中，在第一殼體110與支架框220之間構成有抖動修正用驅動機構40。

磁鐵41分別保持於四個各側板部111的內表面上，所述四個各側板部111是在第一殼體110的圓周方向上每隔90°而隔開地配置。各側板部111分別配置在X軸方向上的一側+X、X軸方向上的另一側-X、Y軸方向上的一側+Y、Y軸方向上的另一側-Y。因此，在第一殼體110與支架框220之間，在X軸方向上的一側+X、X軸方向上的另一側-X、Y軸方向上的一側+Y、及Y軸方向上的另一側-Y，磁鐵41與線圈42均相對向。

在本實施方式中，四個磁鐵41將外表面側及內表面側磁化為不同的極。並且，磁鐵41是在光軸L方向（Z軸方向）上分離成兩個而磁化，以位於線圈42側（內表面側）的磁極411、磁極412在光軸L方向上不同的方式進行磁化（參照圖3及圖5）。因此，對兩磁極411、磁極412進行分離的磁化分極線413是沿與光軸L正交的方向配置。分別配置在X軸方向上的一側+X及X軸方向上的另一側-X的兩個磁鐵41是沿Y軸方向配置磁化分極線413，配置在Y軸方向上的一側+Y及Y軸方向上的另一側-Y的兩個磁鐵41是沿X軸方向配置磁化分極線413。

再者，四個磁鐵41中，對外表面側及內表面側的磁化圖案是相同的。因此，在圓周方向上相鄰的磁鐵41彼此不會相互吸附，所以容易進行組裝等。而且，第一殼體110包含磁性材料，作為針對磁鐵41的磁軛（yoke）而發揮作用。

線圈42是不含磁心（core）的空芯線圈，如上所述，保持於支架框220上。並且，線圈42分別保持於支架框220的X軸方向上的一側+X、X軸方向上的另一側-X、Y軸方向上的一側+Y、及Y軸方向上的另一側-Y。其中，配置在支架框220的X軸方向上的一側+X、X軸方向上的另一側-X的兩線圈42通過繞組而形成為以X軸方向為線圈的軸心方向的環狀。並且，配置在Y軸方向上的一側+Y、及Y軸方向上的另一側-Y的兩線圈42通過繞組而形成為以Y軸方向為線圈的軸心方向的環狀。因此，所有線圈42均形成為以與光軸L方向正交的方向為線圈的軸心方向的環狀。並且，所述四個線圈42形成為相同的平面形狀、相同的厚度（高度）尺寸。

再者，四個線圈42之中，以X軸方向為線圈的軸心方向的兩個線圈42形成為沿Y軸方向延伸的矩形形狀。並且，以Y軸方向為線圈的軸心方向的兩個線圈42形成為沿X軸方向延伸的矩形形狀。而且，所有線圈42均是將上下配置的長邊部用作與各磁鐵41的磁極411、磁極412相對峙的有效邊，在所述線圈42未經勵磁的狀態下，兩條有效邊與相向的磁鐵41的磁化分極線413平行，配置在從磁化分極線413算起上下相等的距離。

（平衡環架機構30的結構） 在本實施方式的光學單元101中，為了修正俯仰方向及偏擺方向上的抖動，圍繞著與光軸L方向交叉的第一軸線R1可擺動地支撐活動體20，並且圍繞著與光軸L方向及第一軸線R1交叉的第二軸線R2可擺動地支撐活動體20。因此，在固定體10與活動體20之間，構成了平衡環架機構（擺動支撐機構）30。

在本實施方式中，平衡環架機構30包含矩形的活動框310，活動框310如圖5及圖6等所示，配置在支架框220的活動框配置空間240內，並配置在固定體10的蓋框120的下表面（Z軸方向上的另一側-Z的面）與活動體20的支架框220之間。在本實施方式中，活動框310包含具有彈性的金屬材料等，如圖4及圖6等所示，形成為矩形形狀，具有在圓周方向上隔開90°間隔而配置的四個角部321、以及連結各角部321的連結部322。在活動框310的四個角部321的內側分別固定有球體311。並且，各連結部322具有在與各自的延伸方向及Z軸方向正交的方向上彎曲的曲折形狀。因此，活動框310在受到外部衝擊時，具有能夠吸收衝擊的彈性。

另一方面，在蓋框120的下表面（-Z側的面），如圖4所示，在圍繞著光軸L的四個角部321之中，位於第一軸線R1所延伸的方向上的對角的兩個部位的角部321，分別形成有朝向Z軸方向上的另一側-Z而開口的槽部122。而且，在各槽部122上，分別安裝有接點用彈簧330，如圖6所示，在這些接點用彈簧330上，分別支撐著活動框310的四個球體311之中，位於第一軸線R1所延伸的方向上的對角的兩個球體311。並且，在支架框220的底座部222的上表面，如圖6所示，在位於第二軸線R2延伸的方向上的對角的兩個部位的角部321，分別形成有朝向Z軸方向上的一側+Z而開口的槽部225。在各槽部225，分別安裝有接點用彈簧330，在這些接點用彈簧330上，分別支撐著活動框310的四個球體311之中、位於第二軸線R2所延伸的方向上的對角的兩個球體311。

具體來說，各接點用彈簧330是通過對可彈性變形的包含不銹鋼等金屬的板材進行壓製成型，而屈曲形成為縱截面呈U字狀，使彈性的載荷（彈力）從徑向內側朝向外側，作用至與設置在活動框310上的球體311的接觸點。即，設置在活動框310的四個部位的角部321上的各球體311，與安裝在固定體10的蓋框120或活動體20的支架框220上的各接點用彈簧330，從徑向外側彈性接觸。

這時，如圖6所示，固定在蓋框120上的接點用彈簧330在第一軸線R1方向上以成對的方式相向，與活動框310的球體311之間構成第一擺動支點。另一方面，固定在支架框220上的接點用彈簧330在第二軸線R2方向上以成對的方式相向，與活動框310的球體311之間構成第二擺動支點。因此，活動體20的擺動中心位置（擺動支點）35配置在使所述第一擺動支點與第二擺動支點組合而成的第一軸線R1與第二軸線R2的交點上。

如上所述，通過活動框310的各球體311與接點用彈簧330可擺動地接觸，而相對於固定體10的蓋框120可擺動地支撐著活動體20的支架框220。並且，在如上所述而構成的平衡環架機構30中，各接點用彈簧330的所施加的力設定得相等。再者，在本實施方式中，在抖動修正用驅動機構40中使用了磁驅動機構，所以用於平衡環架機構30的活動框310、接點用彈簧330均包含非磁性材料。

並且，在本實施方式中，活動框310配置在與線圈保持部223相同的高度位置（Z軸方向上的同一位置）上。因此，當從與光軸L方向正交的方向觀察時，平衡環架機構30配置在與抖動修正用驅動機構40重合的位置上。特別是在本實施方式中，如圖5所示，當從與光軸L方向正交的方向觀察時，平衡環架機構30配置在與抖動修正用驅動機構40的Z軸方向上的中心位置重合的位置上。更詳細來說，在抖動修正用驅動機構40的無勵磁狀態下，平衡環架機構30設置在Z軸方向上與磁鐵41的磁化分極線413相同的高度位置上。因此，平衡環架機構30的第一擺動支點及第二擺動支點配置在Z軸方向上與抖動修正用驅動機構40的中心位置重合的位置上，活動體20的擺動中心位置35也配置在與抖動修正用驅動機構40的中心位置重合的位置上。

再者，在固定體10的蓋框120與活動體20的支架框220之間，設置有板狀彈簧510，所述板狀彈簧510連接於這些蓋框120及支架框220兩者，對抖動修正用驅動機構40處於停止狀態時的活動體20的姿勢進行限定。板狀彈簧510是將金屬板加工成規定形狀的彈簧構件，如圖2所示，包括構成其外周部的固定體側連結部511、構成內周部的圓環狀的活動體側連結部512、以及連結這些固定體側連結部511與活動體側連結部512之間的板彈簧狀的臂部513。

固定體側連結部511通過四處凸部125來定位，所述四處凸部125是以與固定體10的蓋框120的下表面（Z軸方向上的另一側-Z的面）重合的狀態形成在蓋框120上，並且固定體側連結部511通過黏合等而固定。並且，雖然省略了圖示，但活動體側連結部512是通過形成於活動體20的支架框220的支架保持部221上的四處突起部226而定位，並通過黏合等而固定。

（濾光片切換機構230的結構） 濾光片切換機構230包括電子濾光片機構，所述電子濾光片機構包括利用液晶的電子濾光片（濾光片）231。本實施方式的電子濾光片231是能夠通過例如改變所施加的驅動電壓來調整光的透過率的可變濾光片（ND濾光片）。因此，濾光片切換機構230不包含機械性的驅動機構，能夠以電子方式切換光的透過量（階調），即本發明中所謂的濾光片的有無。

在本實施方式的光學單元101中，濾光片切換機構230是固定在活動體20的透鏡支架213的上端部，將電子濾光片231配置在比透鏡（光學元件）211更靠被攝體之側（Z軸方向上的一側+Z）。並且，電子濾光片231及濾光片切換機構230在Z軸方向上，配置在相對於活動體20的擺動中心位置（擺動支點）35與光學模組210的攝像元件（攝像部）212側為相反側的位置。再者，雖然省略了圖示，但電子濾光片231連接於連接著線圈42的供電用的柔性配線基板72，能夠經由所述柔性配線基板72施加適當的驅動電壓。

在光學模組210中，在攝像元件212側配置有封裝基板214等，除了濾光片切換機構230以外的活動體20的重心位置位於比活動體20的擺動中心位置（擺動支點）35更靠攝像元件212之側（Z軸方向上的另一側的-Z）。因此，通過將濾光片切換機構230配置在光學模組210的被攝體側，可以利用濾光片切換機構230使活動體20的重心位置與擺動中心位置35相同或相近。再者，除了濾光片切換機構230以外，還可以使用配重塊（weight）（重心位置調整構件），來調整活動體20的重心位置。

（作用效果） 在如上所述而構成的帶抖動修正功能的光學單元101中，針對俯仰及偏擺，可以通過利用平衡環架機構（擺動支撐機構）30及抖動修正用驅動機構40，使活動體20圍繞著第一軸線R1或第二軸線R2擺動，來對抖動進行修正。並且，光學單元101因為包含濾光片切換機構230，所以一方面具有抖動修正的效果，一方面可以選擇濾光片的有無，即，這時可以對電子濾光片231的光的透過率進行調製，以拍攝所需的光量的影像。

並且，在光學單元101中，不使用另外的重心調整用構件，就可以使活動體20的重心位置與擺動中心位置35相同或相近，因此與包括濾光片切換機構230及重心位置調整構件兩者的情況相比較，可以抑制活動體20的重量的增加，能夠抑制擺動所需的扭矩。因此，能夠降低活動體20擺動時的消耗電力。

並且，在本實施方式的光學單元101中，濾光片切換機構230不含驅動機構，因此體型較小且重量較輕，容易進行活動體20的重心位置的調整，並且能夠使活動體20自身構成得體型較小且重量較輕。此外，在濾光片的切換時不會使活動體20振動，所以也不會妨礙抖動修正時的活動體20的擺動，能夠以高精度對抖動進行修正。

[其他實施方式] 圖7是示意性地表示本發明的第二實施方式的光學單元的活動體部分的前視圖，是主要表示濾光片切換機構260的說明圖。再者，第二實施方式及後述第三實施方式的基本結構與第一實施方式相同，因此對相對應的部分標注相同的符號，並且省略它們的說明。

在圖1等所示的第一實施方式的光學單元101中，是利用包括能夠進行電子控制的電子濾光片（所謂ND濾光片）231的電子濾光片機構來構成濾光片切換機構230，而在第二實施方式中，如圖7的示意圖所示，是利用機械性的驅動機構，來構成能夠切換濾光片261的有無的濾光片切換機構260。更具體來說，在圖7所示的濾光片切換機構260中，例如利用紅外線截止濾光片（IR濾光片）來構成濾光片261，並且包括滑動驅動機構265，所述滑動驅動機構265使所述濾光片261沿與光軸L方向正交的方向直進移動，並且能夠相對於光路進出。

如圖7所示，滑動驅動機構265包括保持濾光片261的濾光片支架263、以及使濾光片支架263相對於光路進退移動的致動器264。例如，通過在致動器264中使用具有旋轉軸的馬達，而使得滑動驅動機構265可以包含將馬達的旋轉運動轉換成直線運動的齒條齒輪（rack pinion）機構等。在圖7中，濾光片支架263包括兩個開口部611、開口部612，在其中一個開口部611上固定有濾光片261，在另一個開口部612上固定有虛擬濾光片262。致動器264如上所述，包含例如具有旋轉軸的馬達等，但在圖7中，通過在將濾光片261配置在光學模組210的光路中的狀態下使致動器264反轉（圖7中為左轉、沿逆時針方向旋轉），可以使濾光片261從光路中退避而將虛擬濾光片262配置在光路上。並且，通過在使濾光片261從光路中退避的狀態下使致動器264正轉（圖7中為右轉、沿順時針方向旋轉），可以使虛擬濾光片262從光路中退避而使濾光片261進入至光路。

再者，在濾光片261中，也可以利用使紅外線截止濾光片與抗反射濾光片組合而成的濾光片，還可以使用抗反射濾光片、ND濾光片、偏振濾光片等各種濾光片。並且，在虛擬濾光片262中，與用於保護光學模組210的單個玻璃板（蓋玻璃（cover glass））、濾光片261同樣地，也可以使用抗反射濾光片等其它濾光片，還可以設為通過在濾光片支架263的開口部611、開口部612安裝具有不同功能的兩個濾光片，來切換兩個濾光片。

在本實施方式中，雖然省略了圖示，但濾光片切換機構260是固定在支架保持部221上，並且配置在光學模組210的被攝體側。其中，具有重量較輕的濾光片261的濾光片支架263是配置在比光學模組210更靠被攝體之側。此外，重量大於濾光片支架263的致動器264是配置在比濾光片支架263更靠攝像元件212之側，但配置在比活動體20的擺動中心位置35更靠被攝體之側。如上所述，通過將致動器264配置在比擺動中心位置35更靠被攝體之側，可以使活動體20的重心位置與擺動中心位置35相同或相近。

並且，在光學模組210的視角大的情況下（廣角的情況），雖然省略了圖示，但是濾光片切換機構260呈比被攝體側的透鏡大一圈的形狀。即，重量較輕的濾光片261的直徑形成為等於或大於視角的直徑，濾光片支架263配置在比光學模組210更靠被攝體之側。並且，重量大於濾光片支架263的致動器264配置在比支架框220更靠外周側（徑向外側）的位置。因此，不使視角變窄，就能夠進行濾光片261的切換。此外，致動器264通過配置在比活動體20的擺動中心位置35更靠被攝體之側，可以使活動體20的重心位置與擺動中心位置35相同或相近。

在第二實施方式中，也具有濾光片切換機構260，所以一方面具有抖動修正的效果，一方面能夠選擇濾光片261的有無，即，這時能夠選擇紅外線截止濾光片的有無。當在亮處，規定量以上的紅外線入射至攝像元件（攝像部）212時，可以將濾光片261插入至光路而使紅外線的入射減少，將適當的波長的光量輸入至攝像元件212。另一方面，在暗處，則通過使濾光片261從光路中離開而退避，而使紅外線入射至攝像元件212。因此，在第二實施方式中，通過切換濾光片261的有無，可以不但在亮處，而且在暗處也能夠進行清晰的影像的攝影，從而能夠在晝夜進行攝影。

並且，在第二實施方式中，也可以利用濾光片切換機構260自身，使活動體20的重心位置與擺動中心位置35相同或相近，所以能夠抑制活動體20的重量的增加，能夠抑制擺動所需的扭矩。因此，可以降低活動體20的擺動時的消耗電力。

再者，在第二實施方式中，利用使濾光片261直進移動的滑動驅動機構265來構成濾光片切換機構260，但是如圖8所示的第三實施方式的濾光片切換機構270，也可以通過使濾光片261旋轉移動的旋轉驅動機構275來構成濾光片切換機構。

例如，在圖8所示的濾光片切換機構270中，使用具有旋轉軸的馬達作為致動器264，利用所述馬達的旋轉運動，使濾光片支架273圍繞著旋轉軸直接旋轉移動。因此，使濾光片261沿與光軸L方向正交的方向進行旋轉（圓弧）移動，而能夠出入於光學模組210的光路。這時，與第二實施方式同樣地，濾光片切換機構270也固定在支架保持部221上，並配置在光學模組210的被攝體側。而且，具有重量比較輕的濾光片261的濾光片支架273配置在比光學模組210更靠被攝體之側。並且，重量大於濾光片支架273的致動器264配置在比濾光片支架273更靠攝像元件（攝像部）212之側，但配置在比活動體20的擺動中心位置35更靠被攝體之側。如上所述，在第三實施方式中，也可以通過將致動器264配置在比擺動中心位置35更靠被攝體之側，而使活動體20的重心位置與擺動中心位置35相同或相近。

在第三實施方式中，因為也具有濾光片切換機構270，所以能夠一方面具有抖動修正的效果，一方面選擇濾光片261的有無。因此，通過切換濾光片261的有無，可以不但在亮處，而且在暗處也能夠進行清晰的影像的攝影，從而能夠在晝夜進行攝影。並且，可以利用濾光片切換機構270自身，使活動體20的重心位置與擺動中心位置35相同或相近，所以能夠抑制活動體20的重量的增加，能夠抑制擺動所需的扭矩。因此，能夠降低活動體20的擺動時的消耗電力。

再者，在第二實施方式及第三實施方式中，構成了切換具有不同功能的兩個濾光片的濾光片切換機構260、濾光片切換機構270，但是濾光片切換機構的結構並不限定於這些。例如，也可以設為如下的結構：通過能夠使一個濾光片進出於光學模組210的光路，來隻切換濾光片的有無。

此外，本發明並不限定於所述實施方式，在不脫離本發明的主旨的範圍內可以施加各種變更。例如，在平衡環架機構30中，是設為使固定在活動框310上的球體311與接點用彈簧330接觸的結構，但是也可以不一定為球體，而設為如下的結構：使將棒狀構件等的前端面形成為球狀而成的球狀前端面與接點用彈簧330接觸。

並且，在本實施方式中，是對具有俯仰及偏擺的修正功能的光學單元進行了說明，但除了俯仰及偏擺以外，還可以設為具有針對翻滾的修正功能的結構。

10‧‧‧固定體

20‧‧‧活動體

30‧‧‧平衡環架機構

35‧‧‧擺動中心位置

40‧‧‧抖動修正用驅動機構

41‧‧‧磁鐵

42‧‧‧線圈

71、72‧‧‧柔性配線基板

101‧‧‧光學單元

110‧‧‧第一殼體

111‧‧‧側板部

120‧‧‧蓋框

121‧‧‧開口窗

122、225‧‧‧槽部

125‧‧‧凸部

130‧‧‧第二殼體

131、611、612‧‧‧開口部

140‧‧‧底板

150‧‧‧止動構件

210‧‧‧光學模組

211‧‧‧透鏡

212‧‧‧攝像元件

213‧‧‧透鏡支架

214‧‧‧封裝基板

220‧‧‧支架框

221‧‧‧支架保持部

222‧‧‧底座部

223‧‧‧線圈保持部

224‧‧‧突出部

226‧‧‧突起部

230、260、270‧‧‧濾光片切換機構

231‧‧‧電子濾光片

240‧‧‧活動框配置空間

261‧‧‧濾光片

262‧‧‧虛擬濾光片

263、273‧‧‧濾光片支架

264‧‧‧致動器

265‧‧‧滑動驅動機構

275‧‧‧旋轉驅動機構

310‧‧‧活動框

311‧‧‧球體

321‧‧‧角部

322‧‧‧連結部

330‧‧‧接點用彈簧

411、412‧‧‧磁極

413‧‧‧磁化分極線

510‧‧‧板狀彈簧

511‧‧‧固定體側連結部

512‧‧‧活動體側連結部

513‧‧‧臂部

圖1是本發明的第一實施方式的帶抖動修正功能的光學單元的外觀立體圖。 圖2是圖1的帶抖動修正功能的光學單元的分解立體圖。 圖3是圖1的帶抖動修正功能的光學單元中的活動體的分解立體圖。 圖4是從-Z側觀察圖1的帶抖動修正功能的光學單元中的蓋框（cover frame）及平衡環架機構的立體圖。 圖5是圖1的帶抖動修正功能的光學單元中的穿過光軸的Y-Z平面上的縱截面圖。 圖6是圖1的帶抖動修正功能的光學單元中的平衡環架機構及抖動修正用驅動機構附近的X-Y平面上的橫截面圖。 圖7是從+Z側觀察本發明的第二實施方式的帶抖動修正功能的光學單元的前視圖，是表示濾光片切換機構的變形例的圖。 圖8是從+Z側觀察本發明的第三實施方式的帶抖動修正功能的光學單元的前視圖，是表示濾光片切換機構的變形例的圖。

Claims (10)

1. 一種帶抖動修正功能的光學單元，包括：固定體；活動體，包含光學元件；擺動支撐機構，相對於所述固定體可擺動地支撐所述活動體；以及抖動修正用驅動機構，使所述活動體擺動；並且 所述活動體包括濾光片、以及切換所述濾光片的有無的濾光片切換機構， 所述擺動支撐機構在從與所述光學元件的光軸方向正交的方向觀察時，配置在與所述抖動修正用驅動機構重合的位置上， 所述濾光片及所述濾光片切換機構配置在所述光學元件的被攝體側。
2. 如申請專利範圍第1項所述的帶抖動修正功能的光學單元，其中所述抖動修正用驅動機構是包括磁鐵、以及在所述磁鐵的磁場內使電磁力起作用的線圈的磁驅動機構，所述磁鐵設置在所述固定體上，所述線圈設置在所述活動體上。
3. 如申請專利範圍第1項所述的帶抖動修正功能的光學單元，其中所述活動體包括連接於所述抖動修正用驅動機構、攝像部及所述濾光片切換機構的柔性配線基板。
4. 如申請專利範圍第1項所述的帶抖動修正功能的光學單元，其中所述活動體包括重心位置調整構件。
5. 如申請專利範圍第1項所述的帶抖動修正功能的光學單元，其中所述濾光片是紅外線截止濾光片。
6. 如申請專利範圍第1項所述的帶抖動修正功能的光學單元，其中所述濾光片及所述濾光片切換機構配置在相對於所述活動體的擺動中心位置與所述光學元件的攝像部側為相反側的位置上。
7. 如申請專利範圍第6項所述的帶抖動修正功能的光學單元，其中所述抖動修正用驅動機構是包括磁鐵、以及在所述磁鐵的磁場內使電磁力起作用的線圈的磁驅動機構，所述磁鐵設置在所述固定體上，所述線圈設置在所述活動體上。
8. 如申請專利範圍第7項所述的帶抖動修正功能的光學單元，其中所述活動體包括連接於所述抖動修正用驅動機構、攝像部及所述濾光片切換機構的柔性配線基板。
9. 如申請專利範圍第8項所述的帶抖動修正功能的光學單元，其中所述活動體包括重心位置調整構件。
10. 如申請專利範圍第9項所述的帶抖動修正功能的光學單元，其中所述濾光片是紅外線截止濾光片。