特許 6255290 振れ補正機能付き光学ユニットにおける共振防止方法、および振れ補正機能付き光学ユニット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6255290

(24)【登録日】2017年12月8日

(45)【発行日】2017年12月27日

(54)【発明の名称】振れ補正機能付き光学ユニットにおける共振防止方法、および振れ補正機能付き光学ユニット

(51)【国際特許分類】

   H04N 5/225 20060101AFI20171218BHJP

   G03B 5/00 20060101ALI20171218BHJP

   H04N 5/232 20060101ALI20171218BHJP

【ＦＩ】

   H04N5/225 900

   G03B5/00 J

   H04N5/232 480

【請求項の数】10

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2014-67070(P2014-67070)

(22)【出願日】2014年3月27日

(65)【公開番号】特開2015-192240(P2015-192240A)

(43)【公開日】2015年11月2日

【審査請求日】2017年2月8日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002233

【氏名又は名称】日本電産サンキョー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100142619

【弁理士】

【氏名又は名称】河合 徹

(74)【代理人】

【識別番号】100125690

【弁理士】

【氏名又は名称】小平 晋

(74)【代理人】

【識別番号】100153316

【弁理士】

【氏名又は名称】河口 伸子

(74)【代理人】

【識別番号】100090170

【弁理士】

【氏名又は名称】横沢 志郎

(72)【発明者】

【氏名】南澤 伸司

【審査官】 佐藤 直樹

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−０９６８５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−１０９４３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−３０４８６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−０９８４７０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｎ ５／２２５

Ｇ０３Ｂ ５／００

Ｈ０４Ｎ ５／２３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光学素子を保持する可動モジュールと、
該可動モジュールの周りを囲む胴部を備えた支持体と、
前記可動モジュールと前記支持体との間において、バネ性を有する可動枠をもって前記可動モジュールを揺動可能に支持するジンバル機構と、
前記可動モジュールおよび前記支持体に接続されて前記可動モジュールの姿勢を保持するバネ部材と、
前記可動モジュールを揺動させる振れ補正用駆動機構と、
を有する振れ補正機能付き光学ユニットを移動体に搭載した際の前記可動モジュールの共振を防止する方法であって、
前記可動枠の固有振動周波数をｆａとし、前記バネ部材の固有振動周波数をｆｂとし、前記支持体が搭載される移動体の振動周波数帯域をｆｗとしたとき、前記可動枠の固有振動周波数ｆａおよび前記バネ部材の固有振動周波数ｆｂを、前記移動体の振動周波数帯域ｆｗからずらしておくことを特徴とする振れ補正機能付き光学ユニットにおける共振防止方法。

【請求項2】

光学素子を保持する可動モジュールと、該可動モジュールの周りを囲む胴部を備えた支持体と、
前記可動モジュールと前記支持体との間において、バネ性を有する可動枠をもって前記可動モジュールを揺動可能に支持するジンバル機構と、
前記可動モジュールおよび前記支持体に接続されて前記可動モジュールの姿勢を保持するバネ部材と、
前記可動モジュールを揺動させる振れ補正用駆動機構と、
を有し、
前記可動枠の固有振動周波数をｆａとし、前記バネ部材の固有振動周波数をｆｂとし、前記支持体が搭載される移動体の振動周波数帯域をｆｗとしたとき、前記可動枠の固有振動周波数ｆａおよび前記バネ部材の固有振動周波数ｆｂが、前記移動体の振動周波数帯域ｆｗからずれていることを特徴とする振れ補正機能付き光学ユニット。

【請求項3】

前記バネ部材の固有振動周波数ｆｂ、および前記移動体の振動周波数帯域ｆｗは、以下の関係
ｆｂ＜ｆｗ
を満たしていることを特徴とする請求項２に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。

【請求項4】

前記可動枠の固有振動周波数ｆａ、前記バネ部材の固有振動周波数ｆｂ、および前記移動体の振動周波数帯域ｆｗは、以下の関係
ｆｂ＜ｆｗ＜ｆａ
を満たし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。

【請求項5】

前記可動枠の固有振動周波数ｆａと前記バネ部材の固有振動周波数ｆｂが１３５Ｈｚ以上の差を有していることを特徴とする請求項２乃至４の何れか一項に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。

【請求項6】

光学素子を保持する可動モジュールと、
該可動モジュールの周りを囲む胴部を備えた支持体と、
前記可動モジュールと前記支持体との間において、バネ性を有する可動枠をもって前記可動モジュールを揺動可能に支持するジンバル機構と、
前記可動モジュールおよび前記支持体に接続されて前記可動モジュールの姿勢を保持するバネ部材と、
前記可動モジュールを揺動させる振れ補正用駆動機構と、
を有し、
前記可動枠の固有振動周波数をｆａとし、前記バネ部材の固有振動周波数をｆｂとしたとき、前記可動枠の固有振動周波数ｆａと前記バネ部材の固有振動周波数ｆｂが１３５Ｈｚ以上の差を有していることを特徴とする振れ補正機能付き光学ユニット。

【請求項7】

前記可動枠の固有振動周波数ｆａ、および前記バネ部材の固有振動周波数ｆｂは、以下の関係
ｆｂ＜ｆａ
を満たしていることを特徴とする請求項６に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。

【請求項8】

前記可動枠の固有振動周波数ｆａのうち、光軸方向の固有振動周波数をｆａ１とし、光軸に直交する方向の固有振動周波数をｆａ２としたとき、
固有振動周波数ｆａ１および固有振動周波数ｆａ２とは、
以下の関係
ｆａ１＜ｆａ２
を満たしていることを特徴とする請求項２乃至７の何れか一項に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。

【請求項9】

前記可動枠は、同一形状の板材が複数枚、光軸方向で貼り合わされてなることを特徴とする請求項２乃至８の何れか一項に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。

【請求項10】

前記バネ部材は、光軸方向に厚さ方向を向ける板状バネからなることを特徴とする請求項２乃至９の何れか一項に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、自動車やラジコンヘリコプター等の移動体に搭載可能な振れ補正機能付き光学ユニットにおける共振防止方法、および振れ補正機能付き光学ユニットに関するものである。

【背景技術】

【0002】

撮影用の光学ユニット等においては、振れによる撮影画像の乱れを抑制するために、光学モジュールを揺動可能な可動モジュールとし、振れに対応させて可動モジュールを揺動させて振れを補正する構成が提案されている。例えば、可動モジュールの光軸方向の後側に設けたピボットによって可動モジュールを揺動可能に支持し、光学ユニットの振れを補正するように、ピボットを中心に可動モジュールを揺動させる構成が提案されている（特許文献１、２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１０−９６８０５号公報

【特許文献2】特開２０１０−９６８６３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

光軸後側に設けたピボットによって可動モジュールを揺動可能に支持した構成の場合、比較的小さな振れには対応可能であるが、大きな振れには十分に対応することができない。

【0005】

そこで、本願発明者は、バネ性を有する可動枠を用いたジンバル機構によって可動モジュールを揺動可能に支持するとともに、可動モジュールおよび支持体に接続したバネ部材によって可動モジュールの姿勢を保持することを検討している。しかしながら、バネ性を有する２つの部材（可動枠およびバネ部材）を用いると、可動モジュールが複数の固有振動周波数を有することになる。その結果、光学モジュールを自動車やラジコンヘリコプター等の移動体に搭載した際、移動体の振動周波数帯域に可動モジュールの固有振動周波数（可動枠の固有振動周波数、およびバネ部材の固有振動周波数）が重なってしまい、移動体の振動によって可動モジュールが共振してしまうという問題点がある。

【0006】

例えば、図１０（ｂ）に示すように、バネ部材は、可動モジュールの姿勢を保持することから、約６０Ｈｚのチルト方向（揺動方向）の固有振動周波数ｆｂ′を有しており、光学ユニットは、チルト方向の固有振動周波数より低い周波数帯域に振れ補正の高いゲインを有している。また、可動枠は、約１２０Ｈｚの光軸方向（上下シフト方向）の固有振動周波数ｆａ１′と、約３３０Ｈｚの光軸方向に直交する横シフト方向の固有振動周波数ｆａ２′を有している。従って、固有振動周波数ｆｂ′と固有振動周波数ｆａ１′との間には６０Ｈｚの差がある。従って、自動車やラジコンヘリコプター等の移動体が移動しながら光学ユニットによって撮影する際の振動周波数帯域ｆｗ′の幅が５０Ｈｚ程度であれば、バネ部材のチルト方向（揺動方向）の固有振動周波数ｆｂ′（約６０Ｈｚ）や可動枠の光軸方向（上下シフト方向）の固有振動周波数ｆａ１′（約１２０Ｈｚ）と重ならない。しかしながら、自動車やラジコンヘリコプター等の移動体は加減速しながら光学ユニットによって撮影するため、振動周波数帯域ｆｗ′の幅が６５Ｈｚとなることがある。このような場合、移動体の振動周波数帯域ｆｗ′がバネ部材のチルト方向（揺動方向）の固有振
動周波数ｆｂ′（約６０Ｈｚ）や可動枠の光軸方向（上下シフト方向）の固有振動周波数ｆａ１′（約１２０Ｈｚ）と重なってしまい、可動モジュールが共振する。

【0007】

かかる共振を防止する方法としては、光学モジュールを緩衝部材や緩衝機構等を介して移動体に搭載する対策があるが、かかる対策の場合、光学モジュールを移動体に搭載するのに多大な手間がかかるという問題点がある。

【0008】

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、自動車やラジコンヘリコプター等の移動体に搭載した場合でも、移動体の振動によって可動モジュールが共振することを光学ユニット自身で抑制することのできる振れ補正機能付き光学ユニットにおける共振防止方法、および振れ補正機能付き光学ユニットを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記課題を解決するために、本発明は、光学素子を保持する可動モジュールと、該可動モジュールの周りを囲む胴部を備えた支持体と、前記可動モジュールと前記支持体との間において、バネ性を有する可動枠をもって前記可動モジュールを揺動可能に支持するジンバル機構と、前記可動モジュールおよび前記支持体に接続されて前記可動モジュールの姿勢を保持するバネ部材と、前記可動モジュールを揺動させる振れ補正用駆動機構と、を有する振れ補正機能付き光学ユニットを移動体に搭載した際の前記可動モジュールの共振を防止する方法であって、前記可動枠の固有振動周波数をｆａとし、前記バネ部材の固有振動周波数をｆｂとし、前記支持体が搭載される移動体の振動周波数帯域をｆｗとしたとき、前記可動枠の固有振動周波数ｆａおよび前記バネ部材の固有振動周波数ｆｂを、前記移動体の振動周波数帯域ｆｗからずらしておくことを特徴とする。

【0010】

また、本発明に係る振れ補正機能付き光学ユニットは、光学素子を保持する可動モジュールと、該可動モジュールの周りを囲む胴部を備えた支持体と、前記可動モジュールと前記支持体との間において、バネ性を有する可動枠をもって前記可動モジュールを揺動可能に支持するジンバル機構と、前記可動モジュールおよび前記支持体に接続されて前記可動モジュールの姿勢を保持するバネ部材と、前記可動モジュールを揺動させる振れ補正用駆動機構と、を有し、前記可動枠の固有振動周波数をｆａとし、前記バネ部材の固有振動周波数をｆｂとし、前記支持体が搭載される移動体の振動周波数帯域をｆｗとしたとき、前記可動枠の固有振動周波数ｆａおよび前記バネ部材の固有振動周波数ｆｂが、前記移動体の振動周波数帯域ｆｗからずれていることを特徴とする。

【0011】

本発明では、支持体と可動モジュールとの間には、バネ性を有する可動枠およびバネ部材が介在するが、可動枠の固有振動周波数ｆａおよびバネ部材の固有振動周波数ｆｂは、自動車やラジコンヘリコプター等の移動体の振動周波数帯域ｆｗからずれている。このため、振れ補正機能付き光学ユニットを移動体に搭載しても、可動モジュールに共振が発生しにくい。

【0012】

本発明は、前記バネ部材の固有振動周波数ｆｂ、および前記移動体の振動周波数帯域ｆｗは、以下の関係
ｆｂ＜ｆｗ
を満たしている場合に適用すると効果的である。すなわち、振れ補正機能付き光学ユニットは、バネ部材のチルト方向の固有振動周波数より低い周波数帯域に振れ補正の高いゲインを有しているため、移動体の振動周波数帯域ｆｗがバネ部材の固有振動周波数ｆｂより高い場合には、振れ補正を効果的に行うことができないが、それでも、可動枠の固有振動周波数ｆａおよびバネ部材の固有振動周波数ｆｂが移動体の振動周波数帯域ｆｗからずれているため、振れ補正機能付き光学ユニットを移動体に搭載しても、可動モジュールに共振が発生しにくい。

【0013】

本発明において、前記可動枠の固有振動周波数ｆａ、前記バネ部材の固有振動周波数ｆｂ、および前記移動体の振動周波数帯域ｆｗは、以下の関係
ｆｂ＜ｆｗ＜ｆａ
を満たしていることが好ましい。すなわち、バネ部材の固有振動周波数ｆｂを低周波数側にシフトさせ、可動枠の固有振動周波数ｆａを高周波数側にシフトさせて、可動枠の固有振動周波数ｆａとバネ部材の固有振動周波数ｆｂとの差を広げ、可動枠の固有振動周波数ｆａとバネ部材の固有振動周波数ｆｂとの間に移動体の振動周波数帯域ｆｗが位置することが好ましい。かかる構成によれば、バネ部材の固有振動周波数ｆｂを低周波数側にシフトさせる結果、バネ部材のバネ係数が小さくなるので、振れ補正用駆動機構が可動モジュールを揺動させるのに必要なトルクが小さくて済むという利点がある。

【0014】

本発明では、前記可動枠の固有振動周波数ｆａと前記バネ部材の固有振動周波数ｆｂが１３５Ｈｚ以上の差を有していることが好ましい。かかる構成によれば、例えば、自動車やラジコンヘリコプター等の移動体の加減速によって、撮像期間中、移動体の振動周波数帯域ｆｗが±６５Ｈｚの幅（１３０Ｈｚの幅）を有している場合でも、可動枠の固有振動周波数ｆａおよびバネ部材の固有振動周波数は、移動体の振動周波数帯域ｆｗからずれることになる。また、可動枠の固有振動周波数とバネ部材の固有振動周波数とを１３５Ｈｚ以上離すと、可動モジュールの姿勢の保持等に対するマイナス面が大きいが、移動体の振動周波数帯域ｆｗの幅１３０Ｈｚ（±６５Ｈｚ）に対して５Ｈｚ程度の余裕を有することになるので、可動モジュールの共振を防止しつつ、可動モジュールの姿勢の保持等を適正に行うことができる。

【0015】

また、本発明に係る振れ補正機能付き光学ユニットは、光学素子を保持する可動モジュールと、該可動モジュールの周りを囲む胴部を備えた支持体と、前記可動モジュールと前記支持体との間において、バネ性を有する可動枠をもって前記可動モジュールを揺動可能に支持するジンバル機構と、前記可動モジュールおよび前記支持体に接続されて前記可動モジュールの姿勢を保持するバネ部材と、前記可動モジュールを揺動させる振れ補正用駆動機構と、を有し、前記可動枠の固有振動周波数をｆａとし、前記バネ部材の固有振動周波数をｆｂとしたとき、前記可動枠の固有振動周波数ｆａと前記バネ部材の固有振動周波数ｆｂが１３５Ｈｚ以上の差を有していることを特徴とする。

【0016】

本発明では、例えば、例えば、自動車やラジコンヘリコプター等の移動体の加減速によって、撮像期間中、移動体の振動周波数帯域ｆｗが±６５Ｈｚの幅（１３０Ｈｚの幅）を有している場合でも、可動枠の固有振動周波数ｆａおよびバネ部材の固有振動周波数は、移動体の振動周波数帯域ｆｗからずれることになる。また、可動枠の固有振動周波数とバネ部材の固有振動周波数とを１３５Ｈｚ以上離すと、可動モジュールの姿勢の保持等に対するマイナス面が大きいが、移動体の振動周波数帯域ｆｗの幅１３０Ｈｚ（±６５Ｈｚ）に対して５Ｈｚ程度の余裕を有することになるので、可動モジュールの共振を防止しつつ、可動モジュールの姿勢の保持等を適正に行うことができる。

【0017】

本発明は、前記可動枠の固有振動周波数ｆａ、および前記バネ部材の固有振動周波数ｆｂは、以下の関係
ｆｂ＜ｆａ
を満たしている場合に適用すると効果的である。すなわち、光学ユニットは、バネ部材のチルト方向の固有振動周波数より低い周波数帯域に振れ補正の高いゲインを有しているため、移動体の振動周波数帯域ｆｗがバネ部材の固有振動周波数ｆｂより高い場合には、振れ補正を効果的に行うことができないが、それでも、可動枠の固有振動周波数ｆａおよびバネ部材の固有振動周波数ｆｂを移動体の振動周波数帯域ｆｗからずらせば、振れ補正機能付き光学ユニットを移動体に搭載しても、可動モジュールに共振が発生しにくい。

【0018】

本発明において、前記可動枠の固有振動周波数ｆａのうち、光軸方向の固有振動周波数をｆａ１とし、光軸に直交する方向の固有振動周波数をｆａ２としたとき、
固有振動周波数ｆａ１および固有振動周波数ｆａ２とは、
以下の関係
ｆａ１＜ｆａ２
を満たしていることが好ましい。かかる構成によれば、可動枠の固有振動周波数ｆａのうち、光軸方向の固有振動周波数ｆａ１を移動体の振動周波数帯域ｆｗより高周波数側に設定すれば、光軸に直交する方向の固有振動周波数ｆａ２も、移動体の振動周波数帯域ｆｗより高周波数側に設定することができる。

【0019】

本発明において、前記可動枠は、同一形状の板材が複数枚、光軸方向で貼り合わされてなることが好ましい。かかる構成によれば、可動枠を金属板に対するエッチングにより形成する場合でも、形状や幅寸法の精度を高めることができる。

【0020】

本発明において、前記バネ部材は、光軸方向に厚さ方向を向ける板状バネからなることが好ましい。

【発明の効果】

【0021】

本発明では、支持体と可動モジュールとの間には、バネ性を有する可動枠およびバネ部材が介在するが、可動枠の固有振動周波数ｆａおよびバネ部材の固有振動周波数ｆｂは、自動車やラジコンヘリコプター等の移動体の振動周波数帯域ｆｗからずれている。このため、振れ補正機能付き光学ユニットを移動体に搭載しても、可動モジュールに共振が発生しにくい。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明を適用した振れ補正機能付きの光学ユニットを、自動車やラジコンヘリコプター等の移動体に搭載した様子を模式的に示す説明図である。

【図2】本発明を適用した振れ補正機能付きの光学ユニットを被写体側からみた説明図である。

【図3】本発明を適用した振れ補正機能付きの光学ユニットを被写体側とは反対側からみた説明図である。

【図4】本発明を適用した振れ補正機能付きの光学ユニットの断面構成を示す説明図である。

【図5】本発明を適用した振れ補正機能付きの光学ユニットの内部をさらに細かく分解したときの分解斜視図である。

【図6】本発明を適用した振れ補正機能付きの光学ユニットの可動モジュールを分解した様子を被写体側からみた分解斜視図である。

【図7】図６に示す可動モジュールに用いた光学モジュール等を被写体側からみた分解斜視図である。

【図8】図６に示す可動モジュールに用いたフレーム等を被写体側からみた分解斜視図である。

【図9】本発明を適用した振れ補正機能付きの光学ユニットに用いたジンバル機構等の説明図である。

【図10】振れ補正機能付きの光学ユニットの振動の周波数特性を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明においては、撮像用の光学モジュールの手振れを防止するための構成を例示する。また、以下の説明では、互いに直交する３方向を各々Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向と
し、光軸Ｌ（レンズ光軸／光学素子の光軸）に沿う第１方向をＺ軸方向とし、Ｚ軸方向（第１方向）に交差する第２方向をＹ軸方向とし、Ｚ軸方向（第１方向）およびＹ軸方向（第２方向）に交差する第３方向をＸ軸方向とする。また、以下の説明では、各方向の振れのうち、Ｘ軸周りの回転は、いわゆるピッチング（縦揺れ）に相当し、Ｙ軸周りの回転は、いわゆるヨーイング（横揺れ）に相当し、Ｚ軸周りの回転は、いわゆるローリングに相当する。また、Ｘ軸方向の一方側には＋Ｘを付し、他方側には−Ｘを付し、Ｙ軸方向の一方側には＋Ｙを付し、他方側には−Ｙを付し、Ｚ軸方向の一方側（被写体側とは反対側／光軸方向後側）には＋Ｚを付し、他方側（被写体側／光軸方向前側）には−Ｚを付して説明する。

【0024】

（撮影用の光学ユニットの全体構成）
図１は、本発明を適用した振れ補正機能付きの光学ユニットを、自転車やラジコンヘリコプター等の移動体に搭載した様子を模式的に示す説明図である。

【0025】

図１に示す光学ユニット１００（振れ補正機能付き光学ユニット）は、自転車やラジコンヘリコプター等の移動体１０００に搭載されるカメラであって、移動体１０００のシャーシに支持された状態で搭載される。かかる光学ユニット１００では、撮影時に光学機器２０００に振れ等の振れが発生すると、撮像画像に乱れが発生する。そこで、本形態の光学ユニット１００には、後述するように、Ｚ軸方向に沿って光軸Ｌが延在する光学モジュール１を備えた可動モジュール１０を支持体２０内で揺動可能に支持するとともに、光学ユニット１００に搭載したジャイロスコープ（振れ検出センサ）によって手振れを検出した結果に基づいて、可動モジュール１０を揺動させる振れ補正用駆動機構（図１では図示せず）が設けられている。光学ユニット１００には、光学モジュール１や振れ補正用駆動機構への給電等行うためのフレキシブル配線基板１８００、１９００が引き出されており、かかるフレキシブル配線基板１８００、１９００は、上位の制御部等に電気的に接続されている。可動モジュール１０において、光学モジュール１は、光学素子として、Ｚ軸方向に沿って光軸Ｌが延在するレンズ１ａを備えている。本形態において、光軸Ｌの方向からみたとき、レンズ１ａは円形であるが、可動モジュール１０および光学モジュール１は角形である。

【0026】

（光学ユニット１００の概略構成）
図２は、本発明を適用した振れ補正機能付きの光学ユニット１００を被写体側（Ｚ軸方向の他方側−Ｚ）からみた説明図であり、図２（ａ）、（ｂ）は、光学ユニット１００を被写体側からみたときの斜視図、および光学ユニット１００の分解斜視図である。図３は、本発明を適用した振れ補正機能付きの光学ユニット１００を被写体側とは反対側（Ｚ軸方向の一方＋Ｚ）からみた説明図であり、図３（ａ）、（ｂ）は、光学ユニット１００を被写体側とは反対側からみたときの斜視図、および光学ユニット１００の分解斜視図である。図４は、本発明を適用した振れ補正機能付きの光学ユニット１００の断面構成を示す説明図であり、図４（ａ）、（ｂ）は、光学ユニット１００のＹＺ断面図、および光学ユニット１００のＺＸ断面図である。図５は、本発明を適用した振れ補正機能付きの光学ユニット１００の内部をさらに細かく分解したときの分解斜視図である。なお、図４（ａ）では、第１帯状部１８６０において第２帯状部１８７０と対応する部分にかっこ書きで符号を示してある。

【0027】

図２、図３、図４および図５において、本形態の光学ユニット１００は、支持体２０と、可動モジュール１０と、可動モジュール１０が支持体２０に対して揺動可能に支持された状態とする支持機構としてのジンバル機構３０（図４参照）と、可動モジュール１０と支持体２０との間で可動モジュール１０を支持体２０に対して相対変位させる磁気駆動力を発生させる振れ補正用駆動機構５００（図４参照）とを有している。

【0028】

支持体２０はケース１２００を備えている。ケース１２００は、可動モジュール１０の周りを囲む角筒状の胴部１２１０と、胴部１２１０のＺ軸方向の他方側−Ｚの端部から径方向内側に張り出した矩形枠状の端板部１２２０とを備えており、端板部１２２０には矩形の窓１２２１が形成されている。また、支持体２０は、ケース１２００のＺ軸方向の他方側−Ｚに固定されたカバー１６００と、カバー１６００のＺ軸方向の他方側−Ｚに固定されたカバーシート１７００とを有している。カバー１６００は、ケース１２００の端板部１２２０に重なる板状の枠部１６１０と、枠部１６１０の内縁からＺ軸方向の一方側＋Ｚに屈曲した角筒状の側板部１６２０とを備えており、側板部１６２０は、ケース１２００の開口部１２２１からケース１２００の内側に差し込まれている。側板部１６２０のＺ軸方向の一方側＋Ｚの端部の４つの角部分には、三角形の板状の連結部１６３０が形成されており、連結部１６３０には、後述する矩形枠２５を固定するための穴１６３２が形成されている。なお、カバーシート１７００には被写体からの光を光学モジュール１に導く窓１７１０が形成されている。

【0029】

（振れ補正用駆動機構５００の構成）
図４および図５に示すように、振れ補正用駆動機構５００は、板状の磁石５２０とコイル５６０とを利用した磁気駆動機構である。コイル５６０は、可動モジュール１０に保持され、磁石５２０は、ケース１２００の胴部１２１０の４つの側板部１２１１、１２１２、１２１３、１２１４の内面に保持されている。本形態において、磁石５２０は、外面側および内面側が異なる極に着磁されている。また、磁石５２０は、光軸Ｌ方向に２つに分極されており、コイル５６０の側に位置する磁極が光軸Ｌ方向で異なるように着磁されている。このため、コイル５６０は、上下の長辺部分が有効辺として利用される。なお、４つの磁石５２０は、外面側および内面側に対する着磁パターンが同一である。このため、周方向で隣り合う磁石５２０同士が吸着し合うことがないので、組み立て等が容易である。

【0030】

ケース１２００は磁性材料から構成されており、磁石５２０に対するヨークとして機能する。ケース１２００の端板部１２２０では、Ｚ軸方向からみたとき磁石５２０のコイル５６０と対向する面より径方向外側に開口縁が位置する窓１２２１が形成されている。このため、光軸Ｌ方向の前側において磁石５２０の磁力線がケース１２００（ヨーク）の端板部１２２０の側に向かうことを抑制することができる。

【0031】

（可動モジュール１０の構成）
図６は、本発明を適用した振れ補正機能付きの光学ユニット１００の可動モジュール１０を分解した様子を被写体側（Ｚ軸方向の他方側−Ｚ）からみた分解斜視図である。図７は、図６に示す可動モジュール１０に用いた光学モジュール１等を被写体側（Ｚ軸方向の他方側−Ｚ）からみた分解斜視図であり、図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、光学モジュール１とフレキシブル配線基板１８００とを分解した様子の分解斜視図、光学モジュール１等をさらに分解した様子の分解斜視図、および撮像素子１ｂ等の説明図である。

【0032】

図４、図５および図６に示すように、可動モジュール１０は、レンズ１ａ（光学素子）を備えた光学モジュール１と、ウエイト５とを有しており、光学モジュール１は、レンズ１ａを保持するホルダ４と、ホルダ４を保持するフレーム１１１０とを有している。

【0033】

図４、図５、図６および図７において、ホルダ４は、例えば、直方体形状の本体部１０１と、本体部１０１からＺ軸方向の他方側−Ｚに突出した円筒部１０２とを有しており、ホルダ４の内側には、レンズ１ａやフォーカシング駆動用のアクチュエータ（図示せず）等が設けられている。また、本体部１０１に対してＺ軸方向の一方側＋Ｚの端部には撮像用回路モジュール１０９０が設けられており、撮像用回路モジュール１０９０は、Ｕ字状に折り曲げられた可撓性の実装基板１０３を有している。実装基板１０３においてＺ軸方
向の他方側−Ｚに位置する部分１０３ａのＺ軸方向の他方側−Ｚに向く面には撮像素子１ｂが実装され、Ｚ軸方向の一方側＋Ｚに位置する部分１０３ｂの他方側−Ｚに向く面には、ｂ−ｔｏ−ｂコネクタのプラグ１０５が実装されている。実装基板１０３においてＺ軸方向の他方側−Ｚに位置する部分１０３ａのＺ軸方向の一方側＋Ｚに向く面には補強板１０７が貼付され、Ｚ軸方向の一方側＋Ｚに位置する部分１０３ｂの一方側＋Ｚに向く面にも補強板１０８が貼付されている。

【0034】

このように構成した光学モジュール１において、ホルダ４は、後述するフレーム１１１０の内側に保持され、この状態で、Ｚ軸方向の一方側＋Ｚから保護板１０９によって覆われる。保護板１０９は、フレーム１１１０をＺ軸方向の一方側＋Ｚから覆う矩形の端板部１０９ａと、矩形の端板部１０９ａの４つの辺のうち、Ｙ軸方向の一方側＋Ｙを除く３つの辺からＺ軸方向の他方側−Ｚに突出した側板部１０９ｂとを有している。

【0035】

（信号出力用のフレキシブル配線基板１８００の構成）
図４、図５、図６および図７に示すように、光学モジュール１には、撮像素子１ｂで得られた信号を出力するための信号出力用のフレキシブル配線基板１８００が接続されている。なお、光学モジュール１の内部にフォーカシング駆動用のアクチュエータ（図示せず）が設けられている場合、かかるアクチュエータへの駆動電流の供給は、フレキシブル配線基板１８００を利用して行われる。

【0036】

フレキシブル配線基板１８００は、実装基板１０３のＺ軸方向の一方側＋Ｚに位置する部分１０３ｂと他方側−Ｚに位置する部分１０３ａとの間に配置された矩形の第１接続部１８１０と、第１接続部１８１０のＹ軸方向の他方側−Ｙの端部で光軸Ｌ方向の後側（Ｚ軸方向の一方側＋Ｚ）に向けて湾曲する湾曲部１８２０と、湾曲部１８２０にＹ軸方向の一方側＋Ｙで繋がる矩形の第２接続部１８３０と、第２接続部１８３０から外部に引き回された引き回し部１８４０とを有している。

【0037】

第１接続部１８１０においてＺ軸方向の一方側＋Ｚに向く面には、プラグ１０５と係合するソケット１１５が実装されている。また、引き回し部１８４０のＹ軸方向の一方側＋Ｙの端部１８８０において、Ｚ軸方向の一方側＋Ｚの面にはコネクタ１１７が実装されている。従って、撮像素子１ｂで得られた信号は、実装基板１０３、ｂ−ｔｏ−ｂコネクタ（プラグ１０５およびソケット１１５）、フレキシブル配線基板１８００、およびコネクタ１１７を介して出力される。なお、端部１８８０のＺ軸方向の他方側−Ｚの面には補強板１１８が貼付されている。

【0038】

フレキシブル配線基板１８００の第２接続部１８３０のＺ軸方向の他方側−Ｚの面は、保護板１０９のＺ軸方向の一方側＋Ｚの面に接着剤によって固定されている。このため、可動モジュール１０の光軸Ｌ方向の後側端面１７（Ｚ軸方向の一方側＋Ｚの端面）は、フレキシブル配線基板１８００の第２接続部１８３０のＺ軸方向の一方側＋Ｚの面によって構成されている。本形態では、可動モジュール１０の光軸Ｌ方向の後側端面１７（フレキシブル配線基板１８００の第２接続部１８３０のＺ軸方向の一方側＋Ｚの面）には、ジャイロスコープ１３およびキャパシタ等の電子部品１４が実装されている。

【0039】

本形態において、引き回し部１８４０は、Ｙ軸方向に延在するスリット１８５０によってＸ軸方向で並列する第１帯状部１８６０と第２帯状部１８７０とに分割されており、第１帯状部１８６０と第２帯状部１８７０とにおいて、Ｘ軸方向の寸法（幅）は等しい。また、第１帯状部１８６０および第２帯状部１８７０の幅は、スリット１８５０の幅より大である。

【0040】

（フレーム１１１０の構成）
図８は、図６に示す可動モジュール１０に用いたフレーム１１１０等を被写体側（Ｚ軸方向の他方側−Ｚ）からみた分解斜視図である。図９は、本発明を適用した振れ補正機能付きの光学ユニット１００に用いたジンバル機構等の説明図であり、図９（ａ）、（ｂ）は、ジンバル機構等を被写体側（Ｚ軸方向の他方側−Ｚ）からみた分解斜視図、およびジンバル機構の支点の説明図である。

【0041】

図４、図５、図６、図８および図９に示すように、フレーム１１１０は、可動モジュール１０の外周部分を構成しており、概ね、ホルダ４を内側に保持する筒状のホルダ保持部１１２０と、ホルダ保持部１１２０のＺ軸方向の一方側＋Ｚの端部で拡径する肉厚のフランジ部１１３０とを有している。

【0042】

図９に示すように、フレーム１１１０において、ホルダ保持部１１２０の径方向外側には、ジンバル機構３０の可動枠３２が配置される可動枠配置空間１１４０と、コイル５６０を可動枠配置空間１１４０の外側で保持するコイル保持部１１５０とが設けられている。コイル保持部１１５０は、可動枠配置空間１１４０の径方向外側でフランジ部１１３０の外縁からＺ軸方向の他方側−Ｚに向けて突出した部分からなり、周方向の４個所に形成されている。本形態において、４つのコイル保持部１１５０のうち、Ｘ軸方向に位置するコイル保持部１１５０は、Ｙ軸方向で２つの凸部に分割され、Ｙ軸方向に位置するコイル保持部１１５０は、Ｘ軸方向で２つの凸部に分割されている。コイル５６０は空芯コイルであり、空芯コイルの開口部にコイル保持部１１５０が嵌った状態でコイル保持部１１５０に接着されている。この状態で、コイル保持部１１５０は、コイル５６０の外面（磁石５２０と対向する面）から一部が突出している。

【0043】

（給電用のフレキシブル配線基板１９００の構成）
図５、図６および図８に示すように、可動モジュール１０において、可動モジュール１０のＺ軸方向の一方側＋Ｚの端部には、コイル５６０に対する給電用のフレキシブル配線基板１９００が接続されている。フレキシブル配線基板１９００は、フレーム１１１０のＺ軸方向の一方側＋Ｚで、フレーム１１１０の外縁に沿って延在する矩形枠部分１９１０と、矩形枠部分１９１０から延在する帯状の引き回し部１９２０とを有しており、矩形枠部分１９１０には４つのコイル５６０が接続されている。

【0044】

本形態において、引き回し部１９２０の幅は、フレキシブル配線基板１８００のスリット１８５０の幅よりわずかに小であり、Ｚ軸方向からみたとき、引き回し部１９２０は、スリット１８５０の内側で延在し、フレキシブル配線基板１８００の端部１８８０に接続されている。このため、コイル５６０への給電は、コネクタ１１７を介して行われる。また、引き回し部１９２０の幅は、第１帯状部１８６０および第２帯状部１８７０の幅より小である。

【0045】

（支持体２０の詳細構成）
図２、図３、図４および図５に示すように、支持体２０は、ケース１２００のＺ軸方向の一方側＋Ｚを覆う矩形の第１底板１４００を有している。本形態において、第１底板１４００には、フレキシブル配線基板１８００の引き回し部１８４０およびフレキシブル配線基板１９００の引き回し部１９２０を外部に引き出すための開口部１４１０が形成されており、かかる開口部１４１０は、第１底板１４００に対してＺ軸方向の一方側＋Ｚから重なる第２底板１５００によって覆われている。第１底板１４００は、矩形の底板部１４２０と、底板部１４２０の４つの角からＺ軸方向の他方側−Ｚに向けて突出した側板部１４４０とを備えている。

【0046】

また、支持体２０は、可動モジュール１０の周りを囲むように配置された矩形枠状の板状ストッパ１３００を有している。本形態において、板状ストッパ１３００の内周側に位
置する部分は、可動モジュール１０のフレーム１１１０のうち、フレキシブル配線基板１９００の矩形枠部分１９１０が接着されている部分に対してＺ軸方向の一方側＋Ｚで重なる。このため、板状ストッパ１３００は、可動モジュール１０のＺ軸方向の一方側＋Ｚへの可動範囲を規定している。

【0047】

板状ストッパ１３００において各辺の外周縁には外側に向けて突出した凸部１３１０が形成されている。このため、第１底板１４００とケース１２００とをＺ方向で重ねた際、第１底板１４００の側板部１４４０とケース１２００の側板部１２１１、１２１２、１２１３、１２１４との間に板状ストッパ１３００の凸部１３１０が挟まった状態となる。このため、第１底板１４００の側板部１４４０、ケース１２００の側板部１２１１、１２１２、１２１３、１２１４、および板状ストッパ１３００の凸部１３１０を溶接等によって接合すれば、第１底板１４００、板状ストッパ１３００およびケース１２００を一体化することができる。

【0048】

（ジンバル機構３０の構成）
本形態の光学ユニット１００において、手振れを補正するには、可動モジュール１０を光軸Ｌ方向に交差する第１軸線Ｌ１（図２（ａ）参照）回りに揺動可能に支持するとともに、可動モジュール１０を光軸Ｌ方向および第１軸線Ｌ１に交差する第２軸線Ｌ２（図２（ａ）参照）回りに揺動可能に支持する必要があるため、可動モジュール１０と支持体２０との間には、以下に説明するジンバル機構３０（支持機構）が構成されている。

【0049】

図９に示すように、本形態では、ジンバル機構３０を構成するにあたって、矩形枠２５を介してカバー１６００（図２（ｂ）参照）に固定された矩形の可動枠３２を用いる。可動枠３２は、光軸Ｌ周りに第１角部３２１、第２角部３２２、第３角部３２３および第４角部３２４を有しており、第１角部３２１と第２角部３２２との間、第２角部３２２と第３角部３２３との間、第３角部３２３と第４角部３２４との間、および第４角部３２４と第１角部３２１との間に第１連結部３２６、第２連結部３２７、第３連結部３２８および第４連結部３２９を有している。本形態において、第１連結部３２６、第２連結部３２７、第３連結部３２８および第４連結部３２９は、各々の延在方向およびＺ軸方向に対して直交する方向に湾曲した蛇行部３２６ａ、３２７ａ、３２８ａ、３２９ａを有している。従って、可動枠３２はバネ性を有している。

【0050】

ここで、可動枠３２の第１角部３２１、第２角部３２２、第３角部３２３および第４角部３２４の内側には金属製の球体３８が溶接等によって固定されており、かかる球体３８は、径方向内側に半球状の凸面を向ける突部を構成している。

【0051】

また、ケース１２００（支持体２０）の端板部１２２０にはカバー１６００が固定されているとともに、カバー１６００の連結部１６３０には矩形枠２５が固定されている。矩形枠２５は、光軸Ｌ周りに第１角部２５１、第２角部２５２、第３角部２５３および第４角部２５４を有しており、第１角部２５１と第２角部２５２との間、第２角部２５２と第３角部２５３との間、第３角部２５３と第４角部２５４との間、および第４角部２５４と第１角部２５１との間に第１辺部２５６、第２辺部２５７、第３辺部２５８および第４辺部２５９を有している。第１角部２５１、第２角部２５２、第３角部２５３および第４角部２５４にはＺ軸方向の他方側−Ｚに向けて突出した凸部２５１ａ、２５２ａ、２５３ａ、２５４ａが形成されており、矩形枠２５は、カバー１６００の連結部１６３０に形成されている穴１６３２に凸部２５１ａ、２５２ａ、２５３ａ、２５４ａが嵌った状態でカバー１６００に固定される。

【0052】

また、矩形枠２５は、第２角部２５２および第４角部２５４からＺ軸方向の一方側＋Ｚ（光軸Ｌ方向の他方側）に突出した支持板部２５５を有している。本形態において、支持
板部２５５の径方向外側の面には、周方向の両脇で対向する壁面２５５ａ、２５５ｂと、Ｚ軸方向の一方側＋Ｚに向く壁面２５５ｃとが形成されており、壁面２５５ａ、２５５ｂの間は、径方向外側に向かって開口する凹部になっている。

【0053】

ここで、壁面２５５ａ、２５５ｂの間には、Ｌ字形状に折り曲げられた板状部材３３が固定されている。本形態において、板状部材３３は、Ｚ軸方向に延在する第１板部３３１と、第１板部３３１のＺ軸方向の一方側＋Ｚの端部で径方向外側に向けて折れ曲がった第２板部３３２とを有しており、第１板部３３１が矩形枠２５に形成された支持板部２５５の壁面２５５ｃおよび壁面２５５ａ、２５５ｂに固定されている。従って、矩形枠２５の第２角部２５２および第４角部２５４では、板状部材３３の第２板部３３２と、支持板部２５５の壁面２５５ａ、２５５ｂ、２５５ｃによって周囲が囲まれて径方向外側に向けて開口する凹部が形成され、かかる凹部の径方向内側に板状部材３３の第１板部３３１が位置する。本形態では、第１板部３３１の径方向外側の面には半球状に凹んだ受け部３３０が形成されている。

【0054】

また、フレーム１１１０において、Ｚ軸方向の一方側＋Ｚ（光軸Ｌ方向の他方側）からＺ軸方向の他方側−Ｚ（光軸Ｌ方向の一方側）に向けて突出したホルダ保持部１１２０の外周側には、Ｘ軸方向の一方側＋ＸかつＹ軸方向の他方側−Ｙ、およびＸ軸方向の他方側−ＸかつＹ軸方向の一方側＋Ｙに凹部１１６０が形成されている。

【0055】

ここで、凹部１１６０を径方向外側から塞ぐように、Ｌ字形状に折り曲げられた板状部材３４が固定されている。本形態において、板状部材３４は、Ｚ軸方向に延在する第１板部３４１と、第１板部３４１のＺ軸方向の他方側−Ｚの端部で径方向外側に向けて折れ曲がった第２板部３４２とを有している。本形態では、第１板部３４１の径方向外側の面には半球状に凹んだ受け部３４０が形成されている。

【0056】

このように構成した矩形枠２５、可動枠３２、球体３８、板状部材３３、３４、およびフレーム１１１０を用いて、可動モジュール１０を光軸Ｌ方向に交差する第１軸線Ｌ１周りに揺動可能に支持するとともに、可動モジュール１０を光軸Ｌ方向および第１軸線Ｌ１に交差する第２軸線Ｌ２周りに揺動可能に支持する。より具体的には、可動枠３２の第２角部３２２と矩形枠２５の第２角部２５２との揺動支持部、および可動枠３２の第４角部３２４と矩形枠２５の第４角部２５４との揺動支持部では、板状部材３３が可動枠３２の第２角部３２２および第４角部３２４の内側に位置することにより、球体３８が受け部３３０で支持される。その結果、可動枠３２において第１軸線Ｌ１上に位置する第２角部３２２および第４角部３２４が矩形枠２５（支持体２０）の第２角部２５２および第４角部２５４に揺動可能に支持される。

【0057】

また、可動枠３２の第１角部３２１とフレーム１１１０との揺動支持部、および可動枠３２の第３角部３２３とフレーム１１１０との揺動支持部では、フレーム１１１０に設けた板状部材３４が、可動枠３２の第１角部３２１および第３角部３２３の内側に位置することにより、球体３８が受け部３４０で支持される。その結果、可動枠３２において第２軸線Ｌ２上に位置する第１角部３２１および第３角部３２３は、フレーム１１１０（可動モジュール１０）を揺動可能に支持する。

【0058】

このようにして、可動モジュール１０は、ジンバル機構３０に用いた可動枠３２を介して、支持体２０に第１軸線Ｌ１周りに揺動可能に支持されるとともに、第２軸線Ｌ２周りに揺動可能に支持される。

【0059】

ここで、可動枠３２および板状部材３３、３４はいずれも、コイル保持部１１５０と同じ高さ位置（Ｚ軸方向における同一の位置）にある。このため、光軸Ｌ方向に対して直交
する方向からみたとき、ジンバル機構３０は、振れ補正用駆動機構５００と重なる位置に設けられている。特に本形態では、光軸Ｌ方向に対して直交する方向からみたとき、ジンバル機構３０は、振れ補正用駆動機構５００のＺ軸方向の中心と重なる位置に設けられている。

【0060】

ここで、可動枠３２は金属材料等で構成されており、第１連結部３２６、第２連結部３２７、第３連結部３２８および第４連結部３２９は、各々の延在方向およびＺ軸方向に対して直交する方向に湾曲した蛇行部３２６ａ、３２７ａ、３２８ａ、３２９ａを有しているため、可動枠３２はバネ性を有している。このため、可動枠３２は、可動モジュール１０の自重では撓まないが、外部から衝撃が加わった際、衝撃を吸収可能なバネ性を有している。また、可動枠３２は、第１連結部３２６、第２連結部３２７、第３連結部３２８および第４連結部３２９が各々、内側および外側に弾性変形可能である。このため、第１角部３２１、第２角部３２２、第３角部３２３および第４角部３２４のいずれにおいても、第１連結部３２６、第２連結部３２７、第３連結部３２８および第４連結部３２９の弾性によって、球体３８と受け部３３０、３４０とが弾性をもって接している。従って、球体３８と受け部３３０、３４０との間にガタつきが発生しない。

【0061】

（バネ部材７０の構成）
本形態の可動モジュール１０は、可動モジュール１０と支持体２０とに接続して、振れ補正用駆動機構５００が停止状態にあるときの可動モジュール１０の姿勢を保持するバネ部材７０を有している。本形態において、バネ部材７０は、金属板を所定形状に加工したバネ部材７０であり、矩形枠状の支持体側連結部７１と、円環状の可動体側連結部７２と、支持体側連結部７１と可動体側連結部７２とを連結するアーム部７３とを有している。本形態において、アーム部７３は、支持体側連結部７１の角部分から周方向の一方側から他方側に折り返しながら可動体側連結部７２まで延在している。

【0062】

ここで、支持体側連結部７１は、矩形枠２５のＺ軸方向の他方側−Ｚの面に固定され、可動体側連結部７２は、フレーム１１１０のホルダ保持部１１２０のＺ軸方向の他方側−Ｚの端面に溶接や接着等により固定されている。より具体的には、矩形枠２５の凸部２５１ａ、２５２ａ、２５３ａ、２５４ａが支持体側連結部７１の穴７１０に嵌った状態で、支持体側連結部７１が矩形枠２５に固定されている。また、ホルダ保持部１１２０のＺ軸方向の他方側−Ｚの端面には、凸部１１２３が形成されており、かかる凸部１１２３が可動体側連結部７２の切り欠き７２０に嵌った状態で、可動体側連結部７２がホルダ保持部１１２０に固定されている。

【0063】

ここで、ジンバル機構３０は、振れ補正用駆動機構５００のＺ軸方向の中心と重なる位置に設けられているのに対して、バネ部材７０は、振れ補正用駆動機構５００のＺ軸方向の中心と重なる位置よりＺ軸方向の他方側−Ｚに位置する。

【0064】

本形態において、ジンバル機構３０および振れ補正用駆動機構５００は、可動モジュール１０にＺ軸方向の途中位置に設けている。特に本形態では、ジンバル機構３０および振れ補正用駆動機構５００は、可動モジュール１０のＺ軸方向の中間位置（中央位置）に設けられている。また、ジンバル機構３０および振れ補正用駆動機構５００は、Ｚ軸方向において、可動モジュール１０のＺ軸方向における重心位置と同一の位置に設けられている。ここで、光学モジュール１は、Ｚ軸方向の中間位置よりＺ軸方向の一方側＋Ｚに重心がずれているが、本形態では、図７に示すように、可動モジュール１０は、光学モジュール１のＺ軸方向の他方側−Ｚの端部に取り付けられたウエイト５を有している。このため、光軸Ｌ方向において、可動モジュール１０の重心位置は、ウエイト５によって光学モジュール１の重心位置よりジンバル機構３０（支持機構）による支持位置側にシフトしている。従って、可動モジュール１０の重心位置は、可動モジュール１０のＺ軸方向の中間位置
（中央位置）に位置し、かかる重心位置とＺ軸方向における同一位置にジンバル機構３０が設けられている。

【0065】

（振れ補正用駆動機構５００等の構成および基本動作）
このように構成した光学ユニット１００において、図１に示す光学機器２０００が振れると、かかる振れはジャイロスコープ１３によって検出され、制御用ＩＣ（図示せず）は、振れ補正用駆動機構５００を制御する。すなわち、ジャイロスコープ１３で検出した振れを打ち消すような駆動電流をコイル５６０に供給する。その際、４つのコイル５６０のうちの一部に通電し、他のコイル５６０には通電しない。または、４つのコイル５６０の全てに通電するが、４つのコイル５６０に供給する電流バランスを制御する。その結果、可動モジュール１０は、第１軸線Ｌ１周りまたは第２軸線Ｌ２周りに揺動し、手振れが補正される。あるいは、可動モジュール１０は、第１軸線Ｌ１周りに揺動するとともに、第２軸線Ｌ２周りに揺動し、手振れが補正される。

【0066】

（フレキシブル配線基板１８００、１９００の引き回し構造）
図３に示すように、本形態の光学ユニット１００において、第１底板１４００の底板部１４２０には、開口部１４１０が形成されており、可動モジュール１０に接続されたフレキシブル配線基板１８００の引き回し部１８４０およびフレキシブル配線基板１９００の引き回し部１９２０は、開口部１４１０を介して光学ユニット１００の外部に引き出されている。

【0067】

図４、図５および図７に示すように、フレキシブル配線基板１８００は、可動モジュール１０の光軸Ｌ方向の後側端面１７のうち、光軸ＬよりＹ軸方向の一方側＋Ｙから引き出されている。本形態では、フレキシブル配線基板１８００は、可動モジュール１０の光軸Ｌ方向の後側端面１７のうち、Ｙ軸方向の一方側＋Ｙの端部から引き出されており、第２接続部１８３０と引き回し部１８４０との境界部分が引き出し部になっている。本形態では、引き回し部１８４０が第１帯状部１８６０と第２帯状部１８７０とに分割されているが、第１帯状部１８６０の引き出し部１８６１および第２帯状部１８７０の引き出し部１８７１はいずれも、第２接続部１８３０と引き回し部１８４０との境界部分に位置する。

【0068】

また、第１帯状部１８６０は、引き出し部１８６１からＹ軸方向において光軸Ｌより他方側−Ｙまで延在する第１延在部１８６２と、第１延在部１８６２の先端側で光軸方向後側（Ｚ軸方向の一方側＋Ｚ）に向けて湾曲する第１湾曲部１８６３と、第１湾曲部１８６３からＹ軸方向の一方側＋Ｙに向けて延在する第２延在部１８６４とを有している。また、第１帯状部１８６０は、引き出し部１８６１と第１延在部１８６２との間に引き出し部１８６１から光軸方向後側（Ｚ軸方向の一方側＋Ｚ）に向けて湾曲する第２湾曲部１８６６を備えており、第１延在部１８６２は、第２湾曲部１８６６から可動モジュール１０の光軸Ｌ方向の後側端面１７に隙間を介して平行に対向する状態で延在している。

【0069】

また、可動モジュール１０の後側端面１７には、光軸ＬよりＹ軸方向の一方側＋Ｙに後側端面１７に板状のスペーサ１８が接着剤によって固定されており、スペーサ１８は、後側端面１７と第１延在部１８６２との間に介在している。本形態において、スペーサ１８は、略矩形形状の板材であり、Ｚ軸方向の他方側−Ｚの面には、接着剤によって可動モジュール１０の後側端面１７と接着する際に接着剤溜まりとして機能する凹部１８２が形成されている。また、スペーサ１８のＺ軸方向の一方側＋Ｚの面には、接着剤によって第１帯状部１８６０、第２帯状部１８７０および引き回し部１９２０と接着する際に接着剤溜まりとして機能する凹部１８１が形成されている。

【0070】

ここで、可動モジュール１０の後側端面１７には光軸Ｌの延長線上にジャイロスコープ１３が固定されているが、ジャイロスコープ１３は、スペーサ１８よりもＺ軸方向の寸法
（厚さ寸法）が小である。このため、ジャイロスコープ１３と第１延在部１８６２との間には隙間があいている。また、ジャイロスコープ１３は、スペーサ１８に対してＹ軸方向の他方側−Ｙで隣り合う位置に配置されているが、スペーサ１８には、Ｙ軸方向の他方側−Ｙに凹部１８５が形成されており、ジャイロスコープ１３の一部は、スペーサ１８の凹部１８５の内側に位置する。このため、ジャイロスコープ１３を光軸Ｌの延長線上に配置することができる。

【0071】

また、第２延在部１８６４は、途中から第１底板１４００の開口部１４１０を通って外部に引き出されており、光軸ＬよりＹ軸方向の一方側＋Ｙで第１底板１４００のＺ軸方向の一方側＋Ｙの面に固定されている。本形態において、第１帯状部１８６０の第２延在部１８６４は、両面テープ等の可撓性のシート１９によって第１底板１４００に固定され、かかる固定位置が支持体２０の固定部１８６５になっている。ここで、Ｚ軸方向からみたとき、固定部１８６５は、引き出し部１８６１と重なる位置に設けられている。

【0072】

第１帯状部１８６０と同様に、第２帯状部１８７０は、第１帯状部１８６０に対してＸ軸方向の他方側−Ｘに、引き出し部１８７１からＹ軸方向において光軸Ｌより他方側−Ｙまで延在する第１延在部１８７２と、第１延在部１８７２の先端側で光軸方向後側（Ｚ軸方向の一方側＋Ｚ）に向けて湾曲する第１湾曲部１８７３と、第１湾曲部１８７３からＹ軸方向の一方側＋Ｙに向けて延在する第２延在部１８７４とを有している。また、第２帯状部１８７０も、第１帯状部１８６０と同様、引き出し部１８７１と第１延在部１８７２との間に引き出し部１８７１から光軸方向後側（Ｚ軸方向の一方側＋Ｚ）に向けて湾曲する第２湾曲部１８７６を備えており、第１延在部１８７２は、第２湾曲部１８７６から可動モジュール１０の光軸Ｌ方向の後側端面１７に隙間を介して平行に対向する状態で延在している。また、後側端面１７と第１延在部１８７２との間にはスペーサ１８が介在している。また、第２延在部１８７４は、第２延在部１８６４と同様、途中から第１底板１４００の開口部１４１０を通って外部に引き出されており、光軸ＬよりＹ軸方向の一方側＋Ｙで第１底板１４００のＺ軸方向の一方側＋Ｙの面に可撓性のシート１９によって第１底板１４００に固定されている。このため、シート１９による固定位置が、第２帯状部１８７０の支持体２０への固定部１８７５になっている。

【0073】

引き回し部１９２０は、フレーム１１１０の光軸Ｌ方向の後側から引き出されているが、第１帯状部１８６０および第２帯状部１８７０と同様に、第１帯状部１８６０と第２帯状部１８７０とによってＸ軸方向で挟まれた位置に、引き出し部１９２１からＹ軸方向において光軸Ｌより他方側−Ｙまで延在する第１延在部１９２２と、第１延在部１９２２の先端側で光軸方向後側（Ｚ軸方向の一方側＋Ｚ）に向けて湾曲する第１湾曲部１９２３と、第１湾曲部１９２３からＹ軸方向の一方側＋Ｙに向けて延在する第２延在部１９２４とを有している。また、引き回し部１９２０も、第１帯状部１８６０および第２帯状部１８７０と同様、引き出し部１９２１と第１延在部１９２２との間に引き出し部１９２１から光軸方向後側（Ｚ軸方向の一方側＋Ｚ）に向けて湾曲する第２湾曲部１９２６を備えており、第１延在部１９２２は、第２湾曲部１９２６から可動モジュール１０の光軸Ｌ方向の後側端面１７に隙間を介して平行に対向する状態で延在している。また、後側端面１７と第１延在部１９２２との間にはスペーサ１８が介在している。また、第２延在部１９２４は、第２延在部１８６４、１８７４と同様、途中から第１底板１４００の開口部１４１０を通って外部に引き出されており、光軸ＬよりＹ軸方向の一方側＋Ｙで第１底板１４００のＺ軸方向の一方側＋Ｙの面に可撓性のシート１９によって第１底板１４００に固定されている。このため、シート１９による固定位置が、引き回し部１９２０の支持体２０への固定部１９２５になっている。

【0074】

（振動に対する周波数特性）
図１０は、振れ補正機能付きの光学ユニットの振動の周波数特性を示す説明図であり、
図１０（ａ）、（ｂ）は、本発明を適用した振れ補正機能付きの光学ユニット１００の振動の周波数特性を示す説明図、および参考例に係る振れ補正機能付きの光学ユニット１００の振動の周波数特性を示す説明図である。なお、図１０（ｂ）に示す参考例の光学ユニットは、以下の条件
バネ部材７０（板状バネ７０ａ）の厚さ＝０．１ｍｍ
バネ部材７０（板状バネ７０ａ）のアーム部７３の幅＝０．１１０ｍｍ
可動枠３２の厚さ＝０．２５ｍｍ
蛇行部３２６ａ、３２７ａ、３２８ａ、３２９ａの幅＝０．２ｍｍ
とした場合の周波数特性である。なお、図１０では、周波数応答関数のゲイン（gain）を実線Ｇで示し、フェーズ（phase）を実線Ｐで示してある。

【0075】

図１に示すように、本形態の光学ユニット１００（振れ補正機能付き光学ユニット）は、自転車やラジコンヘリコプター等の移動体１０００に搭載し、かかる移動体１０００において光学ユニット１００によって撮影する。その際、加減速時を考慮すると、移動体１０００の振動周波数帯域ｆｗの幅は、例えば約１３０Ｈｚとなる。

【0076】

ここで、可動モジュール１０のチルト方向（揺動方向）の固有振動周波数は、可動モジュール１０の姿勢を保持するバネ部材７０（板状バネ７０ａ）の固有振動周波数ｆｂによって規定されている。また、可動モジュール１０の光軸方向（上下シフト方向）の固有振動周波数は、ジンバル機構３０に用いた可動枠３２の固有振動周波数ｆａのうち、光軸方向（上下シフト方向）の固有振動周波数ｆａ１によって規定されている。また、可動モジュール１０の光軸と直交する方向（横シフト方向）の固有振動周波数は、ジンバル機構３０に用いた可動枠３２の固有振動周波数ｆａのうち、光軸と直交する方向（横シフト方向）の固有振動周波数ｆａ２によって規定されている。

【0077】

そこで、本形態では、バネ部材７０（板状バネ７０ａ）の厚さについては０．１ｍｍのまま、アーム部７３の幅を０．１１０ｍｍから０．０６５ｍｍまで狭めてある。このため、図１０（ａ）に示すように、可動モジュール１０のチルト方向（揺動方向）の固有振動周波数（バネ部材７０（板状バネ７０ａ））の固有振動周波数ｆｂは、図１０（ｂ）に示す周波数特性と比較すれば分かるように、約６０Ｈｚから約４０Ｈｚまで低周波数側にシフトしている。

【0078】

また、本形態では、可動枠３２の厚さについては０．２５ｍｍから０．８ｍｍまで厚くするとともに、第１連結部３２６、第２連結部３２７、第３連結部３２８および第４連結部３２９（蛇行部３２６ａ、３２７ａ、３２８ａ、３２９ａ）の幅を０．２ｍｍから０．２４ｍｍまで広げてある。ここで、可動枠３２は、フォトリソグラフィ技術により金属板をエッチングすることより製造される。このため、可動枠３２の厚さを０．８ｍｍまで厚くすると、エッチング後の形状や寸法の精度が低下する。従って、本形態では、同一形状の板材を複数枚、光軸方向（厚さ方向）で貼り合わすことにより、可動枠３２が形成されている。本形態では、厚さが０．４ｍｍの同一形状の板材を２枚、光軸方向（厚さ方向）で貼り合わすことにより、可動枠３２が形成されている。このため、可動枠３２の形状や寸法の精度が高い。

【0079】

このような可動枠３２によれば、図１０（ａ）に示すように、可動モジュール１０の光軸方向（上下シフト方向）の固有振動周波数（可動枠３２の光軸方向（上下シフト方向）の固有振動周波数ｆａ１）は、図１０（ｂ）に示す周波数特性と比較すれば分かるように、約１２０Ｈｚから約２２０Ｈｚまで高周波数側にシフトする。また、図１０（ａ）に示すように、可動モジュール１０の光軸に直交する方向（横シフト方向）の固有振動周波数（可動枠３２の光軸に直交する方向（横シフト方向）の固有振動周波数ｆａ２）は、図１０（ｂ）に示す周波数特性と比較すれば分かるように、約７００Ｈｚまで高周波数側にシ
フトし、目立たなくなっている。

【0080】

その結果、可動枠３２の固有振動周波数ｆａ、バネ部材７０の固有振動周波数ｆｂ、および移動体１０００の振動周波数帯域ｆｗは、以下の関係
ｆｂ＜ｆｗ＜ｆａ
にあり、可動枠３２の固有振動周波数ｆａおよびバネ部材７０の固有振動周波数ｆｂは、移動体１０００の振動周波数帯域ｆｗからずれている。従って、光学ユニット１００を移動体１０００に搭載しても、可動モジュール１０では共振が発生しにくい。

【0081】

また、本形態では、バネ部材７０の固有振動周波数ｆｂを高周波数側にシフトさせるのではなく、以下の式
ｆｂ＜ｆｗ
を満たすように、バネ部材７０の固有振動周波数ｆｂを低周波数側にシフトさせてある。その結果、バネ部材７０のバネ係数が小さくなっているので、可動モジュール１０を揺動駆動する際の駆動力が小さく済む。それ故、振れ補正用駆動機構５００に用いた磁石５２０が薄くてよい等の利点がある。また、可動モジュール１０を揺動駆動する際の応答性が向上する等の利点もある。

【0082】

また、可動枠３２の固有振動周波数ｆａのうち、光軸方向の固有振動周波数ｆａ１と、光軸に直交する方向の固有振動周波数ｆａ２とは、以下の関係
ｆａ１＜ｆａ２
を満たしている。従って、本形態では、可動枠３２の固有振動周波数ｆａ（光軸方向の固有振動周波数ｆａ１、および光に直交する方向の固有振動周波数ｆａ２）を低周波数側にシフトさせるのではなく、以下の式
ｆｗ＜ｆａ
を満たすように、高周波数側にシフトさせてある。このため、可動枠３２の固有振動周波数ｆａ（光軸方向の固有振動周波数ｆａ１、および光に直交する方向の固有振動周波数ｆａ２）を低周波数側にシフトさせる場合に比して、可動枠３２の固有振動周波数ｆａ（光軸方向の固有振動周波数ｆａ１、および光軸に直交する方向の固有振動周波数ｆａ２）を移動体１０００の振動周波数帯域ｆｗからずらすのが容易である。

【0083】

また、可動枠３２の固有振動周波数ｆａとバネ部材７０の固有振動周波数ｆｂが１３５Ｈｚ以上の差を有しており、かかる範囲であれば、例えば、自動車やラジコンヘリコプター等の移動体１０００の加減速によって、撮像期間中、移動体１０００の振動周波数帯域ｆｗが±６５Ｈｚの幅（１３０Ｈｚの幅）を有している場合でも、可動枠３２の固有振動周波数ｆａおよびバネ部材７０の固有振動周波数ｆｂは、移動体１０００の振動周波数帯域ｆｗからずれることになる。また、可動枠３２の固有振動周波数ｆａとバネ部材７０の固有振動周波数ｆｂとを１３５Ｈｚ以上離すと、可動モジュール１０の姿勢の保持等に対するマイナス面が大きいが、本形態では、移動体１０００の振動周波数帯域ｆｗの幅１３０Ｈｚ（±６５Ｈｚ）に対して５Ｈｚ程度の余裕を有することになるので可動モジュール１０の共振を防止しつつ、可動モジュール１０の姿勢の保持等を適正に行うことができる。

【0084】

（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態の光学ユニット１００においては、ジンバル機構３０によって可動モジュール１０を支持しているため、大きな振れに対しても振れ補正を確実に行うことができる。また、ジンバル機構３０が可動モジュール１０のＺ軸方向の途中位置に設けられており、可動モジュール１０は、可動モジュール１０のＺ軸方向の途中位置を中心に揺動する。このため、可動モジュール１０を同一の角度揺動させた場合でも、可動モジュール１０が光軸方向後側を中心に揺動する構成より、Ｘ軸方向およびＹ軸方向におい
て光軸方向前側での可動モジュール１０の変位量の最大値が小さい。従って、可動モジュール１０の周りには、光軸Ｌ方向と直交する方向に大きなスペースを確保する必要がないため、光学ユニット１００の光軸Ｌ方向と直交する方向のサイズを小さくすることができる。

【0085】

ここで、ジンバル機構３０によって可動モジュール１０を支持する場合、バネ性を有する可動枠３２を用いるとともに、バネ部材７０（板状バネ７０ａ）によって、可動モジュール１０の姿勢を保持する必要がある。その結果、可動モジュール１０には、可動枠３２の固有振動周波数ｆａに対応する固有振動周波数が存在するとともに、バネ部材７０（板状バネ７０ａ）の固有振動周波数ｆｂに対応する固有振動周波数が存在することになる。しかるに、本形態では、図１０（ａ）を参照して説明したように、可動枠３２の固有振動周波数ｆａおよびバネ部材７０の固有振動周波数ｆｂを移動体１０００の振動周波数帯域ｆｗからずらしてある。従って、光学ユニット１００を移動体１０００に搭載しても、可動モジュール１０の共振を抑制することができる等の図１０を参照して説明した上記の効果を奏する。

【0086】

ここで、可動モジュール１０が、可動モジュール１０のＺ軸方向の途中位置を中心に揺動する場合、可動モジュール１０が光軸方向後側を中心に揺動する構成より、光軸方向後側での可動モジュール１０の変位量が大きいため、可動モジュール１０の光軸方向後側に設けられたフレキシブル配線基板１８００、１９００の引き回し部１８４０、１９２０の変位量も大きくなる。しかるに本形態では、フレキシブル配線基板１８００、１９００には、光軸ＬよりＹ軸方向の一方側＋Ｙにある引き出し部１８６１、１８７１、１９２１から光軸ＬよりＹ軸方向の他方側−Ｙまで延在する第１延在部１８６２、１８７２、１９２２と、第１延在部１８６２、１８７２、１９２２の先端側で光軸方向後側に向けて湾曲する第１湾曲部１８６３、１８７３、１９２３と、第１湾曲部１８６３、１８７３、１９２３からＹ軸方向の一方側＋Ｙに向けて延在する第２延在部１８６４、１８７４、１９２４とが設けられている。また、第２延在部１８６４、１８７４、１９２４において支持体２０に接続された固定部１８６５、１８７５、１９２５には、光軸ＬよりＹ軸方向の一方側＋Ｙにある。このため、フレキシブル配線基板１８００、１９００の引き出し部１８６１、１８７１、１９２１から固定部１８６５、１８７５、１９２５までの寸法が長いので、可動モジュール１０が揺動した際、フレキシブル配線基板１８００、１９００から可動モジュール１０に加わる力が小さい。それ故、可動モジュール１０を適正に揺動させることができるので、手振れ等の振れを適正に補正することができる。

【符号の説明】

【0087】

１ 光学モジュール
１ａ レンズ（光学素子）
４ ホルダ
１０ 可動モジュール
１３ ジャイロスコープ
２０ 支持体
３０ ジンバル機構
７０ バネ部材
７０ａ 板状バネ
７３ アーム部
３２ 可動枠
１００ 光学ユニット
３２６ 第１連結部
３２７ 第２連結部
３２８ 第３連結部
３２４ 第４連結部
３２６ａ、３２７ａ、３２８ａ、３２９ａ 蛇行部
５００ 振れ補正用駆動機構
５２０ 磁石
５６０ コイル
１０００ 移動体
１１１０ フレーム
１２００ ケース

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】