特許第6873829号(P6873829)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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(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】6873829
(24)【登録日】2021年4月23日
(45)【発行日】2021年5月19日
(54)【発明の名称】振れ補正機能付き光学ユニット
(51)【国際特許分類】
   G03B 5/00 20210101AFI20210510BHJP
   H04N 5/225 20060101ALI20210510BHJP
   H04N 5/232 20060101ALI20210510BHJP
【FI】
   G03B5/00 J
   H04N5/225 100
   H04N5/225 400
   H04N5/225 700
   H04N5/232 480
【請求項の数】8
【全頁数】22
(21)【出願番号】特願2017-109834(P2017-109834)
(22)【出願日】2017年6月2日
(65)【公開番号】特開2018-205480(P2018-205480A)
(43)【公開日】2018年12月27日
【審査請求日】2020年6月1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
(72)【発明者】
【氏名】須江 猛
(72)【発明者】
【氏名】南澤 伸司
【審査官】 三宅 克馬
(56)【参考文献】
【文献】 特開2017−021093(JP,A)
【文献】 特開2004−036675(JP,A)
【文献】 特開2013−047489(JP,A)
【文献】 特開2016−095337(JP,A)
【文献】 特開2015−064501(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
G03B 5/00
G03B 17/02
G03B 17/56
H04N 5/225
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
光学素子と当該光学素子の光軸上に配置された撮像素子とを備える揺動体と、
前記揺動体を、予め設定した軸線と光軸とが一致する基準姿勢および前記軸線に対して前記光軸が傾斜する傾斜姿勢の間で揺動可能に支持する揺動支持機構と、
前記揺動支持機構を介して前記揺動体を支持する支持体と、
前記揺動体の揺動中心と当該揺動体の重心とを前記軸線方向で一致させるための第1ウエイトおよび第2ウエイトと、を有し、
前記第1ウエイトは、前記揺動体に取り付けられており、
前記第2ウエイトは、流動性ウエイト部材であり、前記第1ウエイトよりも軽量で、前記揺動体に塗布さ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2】
前記揺動体は、前記光学素子を保持する鏡筒を備え、
前記第1ウエイトは、環状であり、その中心穴に前記鏡筒が挿入されて当該鏡筒に固定されており、
前記第2ウエイトは、前記光軸方向において前記第1ウエイトの像側で前記鏡筒に塗布されてい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。
【請求項3】
前記揺動支持機構は、前記揺動体を前記軸線と直交する第2の軸線回りに揺動可能に支持し、
前記第2ウエイトは、前記光軸方向で前記第1ウエイトと前記第2の軸線との間に位置す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】
前記揺動体は、前記鏡筒を外周側から保持する筒状の保持部を備える鏡筒ホルダを備え、
前記第2ウエイトは、接着剤であり、前記保持部および前記鏡筒に塗布されて当該保持部および当該鏡筒を接着していることを特徴とする請求項2または3に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。
【請求項5】
前記鏡筒は、前記保持部から被写体側に突出しており、
前記保持部は、前記被写体側の先端縁に前記像側に窪む切欠き凹部を備え、
前記切欠き凹部は、前記保持部を前記光軸と直交する径方向に貫通しており、
前記第2ウエイトは、前記切欠き凹部の内側に塗布されていることを特徴とする請求項4に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。
【請求項6】
前記切欠き凹部は、前記保持部の内壁面に開口する内周側開口と当該保持部の外壁面に開口する外周側開口とが同一形状であり、
前記径方向から見た場合に、前記内周側開口の中心と前記外周側開口の中心とが一致していることを特徴とする請求項5に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。
【請求項7】
前記切欠き凹部は、前記保持部の内壁面に開口する内周側開口が当該保持部の外壁面に開口する外周側開口よりも大きく、
前記径方向から見た場合に、前記外周側開口が前記内周側開口の内側に位置することを特徴とする請求項5に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。
【請求項8】
前記第2ウエイトは、金属の粉体が添加されたエポキシ樹脂であ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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、携帯端末や移動体に搭載されて撮像などに利用される振れ補正機能付き光学ユニットに関する。
【背景技術】
【0002】
携帯端末や車両、無人ヘリコプターなどの移動体に搭載される光学ユニットの中には、光学ユニットの揺れに起因する撮影画像の乱れを抑制するために、光学素子を揺動させて振れを補正する振れ補正機能を備えるものがある。特許文献1に記載の振れ補正機能付き光学ユニットは、光学素子および撮像素子を備える揺動体と、揺動体を揺動可能に支持する揺動支持機構と、揺動支持機構を介して揺動体を外周側から支持する支持体と、揺動体を揺動させる揺動用磁気駆動機構とを備える。揺動支持機構は、揺動体と支持体との間に配置したジンバル機構を備える。ジンバル機構は、揺動体を、予め設定した軸線と光軸とが一致する基準姿勢および軸線に対して光軸が傾斜する傾斜姿勢の間で揺動可能に支持する。また、揺動支持機構は、揺動体を、軸線と直交する第2の軸線回りに揺動可能に支持する。揺動用磁気駆動機構は、揺動体に固定されたコイルと、支持体に固定されてコイルに対向する磁石とを備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2015−64501号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
振れ補正機能付き光学ユニットは、揺動支持機構による揺動体の揺動中心(第2の軸線)と揺動体の重心とが軸線方向で一致しない場合、外部からの振動によって揺動体が共振するなどの不都合がある。従って、揺動体にウエイトを取り付けて重心の位置を調整することが行われている。重心の位置を調整する際には、まず、第1ウエイトを揺動体に固定して、重心の位置を粗調整する。その後に、第1ウエイトよりも重量の少ない第2ウエイトを揺動体に固定して、重心の位置を微調整する。
【0005】
ここで、重量の異なる2つのウエイトを用いて揺動体の重心の位置を調整する方法では、微調整用の第2ウエイトを必要とせずに調整が完了する場合がある。この場合には、微調整用の第2ウエイトが使用されず、在庫として残るという問題がある
【0006】
そこで、本発明の課題は、揺動支持機構による揺動体の揺動中心と揺動体の重心とを一致させる際に、揺動体の重心の位置を微調整するためのウエイトを在庫として残してしまうことがない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】
【0007】
上記課題を解決するために、本発明の振れ補正機能付き光学ユニットは、光学素子と当該光学素子の光軸上に配置された撮像素子とを備える揺動体と、前記揺動体を、予め設定した軸線と光軸とが一致する基準姿勢および前記軸線に対して前記光軸が傾斜する傾斜姿勢の間で揺動可能に支持する揺動支持機構と、前記揺動支持機構を介して前記揺動体を支持する支持体と、前記揺動体の揺動中心と当該揺動体の重心とを前記軸線方向で一致させるための第1ウエイトおよび第2ウエイトと、を有し、前記第1ウエイトは、前記揺動体に取り付けられており、前記第2ウエイトは、流動性ウエイト部材であり、前記第1ウエイトよりも軽量で、前記揺動体に塗布されていることを特徴とする。
【0008】
本発明では、揺動体にはその重心の位置を粗調節する第1ウエイトと微調整する第2ウエイトが取り付けられるが、第2ウエイトは、流動性ウエイト部材であり、揺動体に塗布されるものである。従って、第2ウエイトとして、所定重量の剛体のウエイトを予め容易しておく必要がない。よって、例えば、第2ウエイトが用いられることなく揺動体の重心の位置の調整が完了した場合でも、第2ウエイトを在庫として残してしまうことがない。また、第2ウエイトが、流動性ウエイト部材であれば、必要な量だけ揺動体に塗布できるので、揺動体の重心と揺動体の揺動中心とを高い分解能で一致させることが可能となる。
【0009】
本発明において、前記揺動体は、前記光学素子を保持する鏡筒を備え、前記第1ウエイトは、環状であり、その中心穴に前記鏡筒が挿入されて当該鏡筒に固定されており、前記第2ウエイトは、前記光軸方向において前記第1ウエイトの像側で前記鏡筒に塗布されていることが望ましい。このようにすれば、振れ補正機能付き光学ユニットを光軸方向の被写体側から見た場合に、揺動体に塗布される第2ウエイトを、第1ウエイトによって隠すことができる。従って、第2ウエイトの塗布状態に粗さが残る場合でも、振れ補正機能付き光学ユニットの見た目を損なうことがない。
【0010】
本発明において、前記揺動支持機構は、前記揺動体を前記軸線と直交する第2の軸線回りに揺動可能に支持し、前記第2ウエイトは、前記光軸方向で前記第1ウエイトと前記第2の軸線との間に位置することが望ましい。このようにすれば、第1ウエイトが第2の軸線(揺動体の揺動中心)から離間する位置にあるので、第1ウエイトによって揺動体の重心と第2の軸線との位置関係を大きく調整できる。また、第2ウエイトが、第1ウエイトよりも、第2の軸線(揺動体の揺動中心)に近い位置にあるので、第2ウエイトの塗布によって、揺動体の重心と揺動体の揺動中心との位置関係を高い分解能で調節できる。
【0011】
本発明において、前記揺動体は、前記鏡筒を外周側から保持する筒状の保持部を備える鏡筒ホルダを備え、前記第2ウエイトは、接着剤であり、前記保持部および前記鏡筒に塗布されて当該保持部および当該鏡筒を接着していることが望ましい。このようにすれば、第2ウエイトを利用して、鏡筒と鏡筒ホルダとを強固に固定できる。
【0012】
本発明において、前記鏡筒は、前記保持部から被写体側に突出しており、前記保持部は、前記被写体側の先端縁に前記像側に窪む切欠き凹部を備え、前記切欠き凹部は、前記保持部を前記光軸と直交する径方向に貫通しており、前記第2ウエイトは、前記切欠き凹部の内側に塗布されていることが望ましい。このようにすれば、第2ウエイトの塗布位置を規定できる。また、流動性のある第2ウエイトを塗布したときに、当該第2ウエイトを切欠き凹部に留めておくことができる。
【0013】
本発明において、前記切欠き凹部は、前記保持部の内壁面に開口する内周側開口と当該保持部の外壁面に開口する外周側開口とが同一形状であり、前記径方向から見た場合に、前記内周側開口の中心と前記外周側開口の中心とが一致しているものとすることができる。このようにすれば、切欠き凹部が、径方向の外側に向かって開口が拡大する形状ではなくなる。従って、揺動体が揺動した場合でも、切欠き凹部に保持された第2ウエイトが切欠き凹部から径方向の外側に脱落することを防止あるいは抑制できる。
【0014】
また、本発明において、前記切欠き凹部は、前記保持部の内壁面に開口する内周側開口が当該保持部の外壁面に開口する外周側開口よりも大きく、前記径方向から見た場合に、前記外周側開口が前記内周側開口の内側に位置するものとすることができる。このようにしても、切欠き凹部が、径方向の外側に向かって開口が拡大する形状ではなくなる。従って、揺動体が揺動した場合でも、切欠き凹部に保持された第2ウエイトが切欠き凹部から径方向の外側に脱落することを防止あるいは抑制できる。
【0015】
本発明において、前記第2ウエイトは、金属の粉体が添加されたエポキシ樹脂とすることができる。
【発明の効果】
【0016】
本発明によれば、揺動体の重心位置を微調整する第2ウエイトが流動性ウエイト部材からなる。従って、第2ウエイトとして、所定重量の剛体のウエイトを予め容易しておく必要がない。よって、第2ウエイトが用いられることなく揺動体の重心位置の調整が完了した場合でも、第2ウエイトを在庫として残してしまうことがない。
【図面の簡単な説明】
【0017】
図1】本発明を適用した光学ユニットを被写体側から見た斜視図である。
図2図1のA−A線における光学ユニットの断面図である。
図3図1の光学ユニットを被写体側から見た分解斜視図である。
図4】第1ユニットを被写体側から見た分解斜視図である。
図5】第1ユニットを反被写体側から見た分解斜視図である。
図6】可動体を被写体側から見た斜視図である。
図7】可動体を被写体側および反被写体側から見た斜視図である。
図8】光学モジュールホルダおよび揺動駆動用コイルの平面図である。
図9】光学ユニットを軸線と直交する平面で切断した断面図である。
図10】第2ユニットを被写体側および反被写体側から見た斜視図である。
図11図10のB−B線における第2ユニットの断面図である。
図12】第2ユニットを被写体側から見た分解斜視図である。
図13】第2ユニットを反被写体側から見た分解斜視図である。
図14】角度位置復帰機構の説明図である。
図15】可動ユニットの重心調整方法の説明図である。
図16】可動ユニットの重心調整方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下に、図面を参照して、本発明を適用した光学ユニットの実施形態を説明する。本明細書において、XYZの3軸は互いに直交する方向であり、X軸方向の一方側を+X、他方側を−Xで示し、Y軸方向の一方側を+Y、他方側を−Yで示し、Z軸方向の一方側を+Z、他方側を−Zで示す。Z軸方向は光学ユニットの軸線方向であり、光学素子の光軸方向である。+Z方向は光学ユニットの被写体側であり、−Z方向は光学ユニットの反被写体側(像側)である。
【0019】
(全体構成)
図1は本発明を適用した光学ユニットを被写体側から見た斜視図である。図2図1のA−A線における光学ユニットの断面図である。図3図1の光学ユニットを被写体側から見た場合の分解斜視図である。図1に示す光学ユニット1は、例えば、カメラ付き携帯電話機、ドライブレコーダー等の光学機器や、ヘルメット、自転車、ラジコンヘリコプター等の移動体に搭載されるアクションカメラやウエアラブルカメラ等の光学機器に用いられる。このような光学機器では、撮影時に光学機器に振れが発生すると、撮像画像に乱れが発生する。本例の光学ユニット1は、撮影画像の乱れを回避するため、搭載する光学モジュール2の傾きや回転を補正する振れ補正機能付き光学ユニットである。
【0020】
図2図3に示すように、光学ユニット1は、光学モジュール2を有する第1ユニット3と、−Z方向の側から第1ユニット3を回転可能に支持する第2ユニット4を備える。
【0021】
図2に示すように、第1ユニット3は、光学モジュール2を備える可動ユニット(揺動
体)5と、可動ユニット5を揺動可能に支持する揺動支持機構6と、揺動支持機構6を介して可動ユニット5を支持するホルダ7(支持体)と、可動ユニット5およびホルダ7を外周側から囲むケース体8とを備える。光学モジュール2は、光学素子9と、光学素子9の光軸上に配置された撮像素子10と、を備える。揺動支持機構6は、可動ユニット5を、予め定めた軸線Lと光学素子9の光軸とが一致する基準姿勢および軸線Lに対して光軸が傾斜する傾斜姿勢の間で揺動可能に支持する。揺動支持機構6はジンバル機構である。ここで、軸線LはZ軸と一致する。
【0022】
また、第1ユニット3は、可動ユニット5を揺動させる揺動用磁気駆動機構11と、揺動する可動ユニット5を基準姿勢に復帰させるための姿勢復帰機構12を備える。揺動用磁気駆動機構11は、可動ユニット5に保持された揺動駆動用コイル13と、ケース体8に保持された揺動駆動用磁石14と、を備える。揺動駆動用コイル13と揺動駆動用磁石14とは軸線Lと直交する径方向で対向する。姿勢復帰機構12は、可動ユニット5に保持されて揺動駆動用磁石14と対向する姿勢復帰用磁性部材15を備える。
【0023】
さらに、第1ユニット3は、可動ユニット5の揺動範囲を規制する揺動ストッパ機構17を備える。また、第1ユニット3は、揺動駆動用コイル13に電気的に接続されたフレキシブルプリント基板18と、撮像素子10に電気的に接続されたフレキシブルプリント基板19と、を備える。
【0024】
ここで、図1および図2に示すように、可動ユニット5には、可動ユニット5の重心と可動ユニット5の揺動中心とを一致させるための第1ウエイト41が取り付けられている。また、図2に示すように、可動ユニット5には、可動ユニット5の重心と可動ユニット5の揺動中心とを一致させるための第2ウエイト42が塗布されている。
【0025】
次に、第2ユニット4は、ホルダ7を軸線L回りに回転可能に支持する回転支持機構21と、回転支持機構21を介してホルダ7を支持する固定部材22とを備える。回転支持機構21は、回転台座24と、軸受機構25と、を備える。回転台座24は、軸受機構25を介して、固定部材22に回転可能に支持されている。軸受機構25はZ軸方向に配列された第1ボールベアリング27と第2ボールベアリング28とを備える。第1ボールベアリング27は第2ボールベアリング28の+Z方向に位置する。
【0026】
また、第2ユニット4は、回転台座24を回転させるローリング用磁気駆動機構31と、回転した回転台座24を予め定めた基準角度位置に復帰させるための角度位置復帰機構32を備える。ローリング用磁気駆動機構31は、回転台座24に保持されたローリング駆動用コイル35と、固定部材22に保持されたローリング駆動用磁石36とを備える。ローリング駆動用コイル35とローリング駆動用磁石36とはZ軸方向で対向する。角度位置復帰機構32は、回転台座24に固定された角度位置復帰用磁性部材37を備える。角度位置復帰用磁性部材37はZ軸方向から見た場合にローリング駆動用磁石36と重なる。さらに、第2ユニット4は、回転台座24の回転角度範囲を規制する回転ストッパ機構38を備える。また、第2ユニット4は、ローリング駆動用コイル35に電気的に接続されたフレキシブルプリント基板39と、固定部材22に固定されたカバー部材40を備える。
【0027】
ここで、回転台座24には、第1ユニット3のホルダ7が取り付けられる。従って、回転台座24が回転すると、第1ユニット3の可動ユニット5およびホルダ7が回転台座24と一体にZ軸回り(軸線L回り)を回転する。よって、第1ユニット3の可動ユニット5およびホルダ7と第2ユニット4の回転台座24とはZ軸回りに一体に回転する可動体43を構成している。一方、固定部材22には第1ユニット3のケース体8が取り付けられる。これにより、固定部材22とケース体8とは可動体43を回転可能に支持する固定
体44を構成する。回転台座24は回転支持機構21を構成するとともに、可動体43を構成している。
【0028】
(第1ユニット)
図3に示すように、ケース体8はZ軸方向から見た場合に略8角形の外形をした筒状ケース45と、筒状ケース45に対して+Z方向の側(被写体側)から組み付けられる被写体側ケース46と、を備える。筒状ケース45は磁性材料から形成される。被写体側ケース46は樹脂材料から形成される。
【0029】
筒状ケース45は、略8角形の筒状の胴部47と、胴部47の+Z方向の端部から内側に張り出した枠状の端板部48を備える。端板部48の中央には略8角形の開口部49が形成されている。胴部47は、X軸方向に対向する側板51、52と、Y軸方向に対向する側板53、54と、X軸方向およびY軸方向に対して45度傾いた4箇所の角部に設けられた側板55とを備える。X軸方向に対向する側板51、52とY軸方向に対向する側板53、54の内周面には、それぞれ、揺動駆動用磁石14が固定されている。各揺動駆動用磁石14はZ軸方向で分極着磁されている。各揺動駆動用磁石14の着磁分極線14aはZ軸(軸線L)と直交する方向を周方向に延びる。
【0030】
また、筒状ケース45は、+X方向の下端縁部分、+Y方向の下端縁部分、および、−Y方向の下端縁部分に、それぞれ位置決め用切欠き部56を備える。より詳細には、側板51の−Z方向の端縁のY軸方向の中央部分、側板53の−Z方向の端縁のX軸方向の中央部分、側板54の−Z方向の端縁のX軸方向の中央部分に、それぞれ矩形の、位置決め用切欠き部56を備える。また、胴部47は、−X方向の下端縁部分に、フレキシブルプリント基板18、19を引き回すための矩形の切欠き部57を備える。
【0031】
被写体側ケース46は、筒状ケース45の端板部48に当接する筒状の胴部58と、胴部58の+Z方向の端部から内側に張り出した端板部59とを備える。端板部59の中央には円形開口部60が形成されている。円形開口部60には、光学モジュール2の+Z方向の端部分が挿入される。
【0032】
(ホルダ)
図4は可動ユニット5およびホルダ7を+Z方向の側から見た場合の分解斜視図である。図5は可動ユニット5およびホルダ7を−Z方向の側から見た場合の分解斜視図である。図4に示すように、ホルダ7は、可動ユニット5の+Z方向の端部分が挿入されるホルダ環状部62と、ホルダ環状部62の−Z方向側に連続するホルダ胴部63とを備える。ホルダ胴部63は、周方向に配列された4つの窓部64と、周方向に隣り合う窓部64を区画する4本の縦枠部65を備える。4つの窓部64のうちの2つの窓部64はX軸方向に開口し、他の2つはY軸方向に開口する。4本の縦枠部65は、それぞれ、X軸方向とY軸方向の間の角度位置に配置されている。
【0033】
ホルダ胴部63は、+X方向の下端縁部分、+Y方向の下端縁部分、および、−Y方向の下端縁部分に、それぞれ位置決め用切欠き部67を備える。また、ホルダ胴部63は、−X方向の下端縁部分に、フレキシブルプリント基板18、19を引き回すための矩形の切欠き部68を備える。
【0034】
(可動ユニット)
図6は可動ユニット5を+Z方向の側(被写体側)から見た場合の斜視図である。図7(a)は可動ユニット5を+Z方向の側(被写体側)から見た場合の斜視図であり、図7(b)は可動ユニット5を−Z方向から見た場合の斜視図である。図8は光学モジュールホルダおよび光学モジュールホルダに保持された揺動駆動用コイル13を+Z方向の側(
被写体側)から見た場合の平面図である。図6図7に示すように、可動ユニット5は、光学モジュール2と、光学モジュール2を外周側から保持する光学モジュールホルダ71(鏡筒ホルダ)とを備える。光学モジュール2は、内周側に光学素子9を保持する鏡筒部72(鏡筒)と、鏡筒部72の−Z方向の端部分において内周側に基板73を保持する角筒部74を備える。基板73には撮像素子10が搭載されている。
【0035】
図6および図8に示すように、光学モジュールホルダ71はZ軸方向から見た場合に略8角形の底板部80と、底板部80のX軸方向の両端において、+Z方向に立ち上がりY軸方向に延在する一対の壁部81、82と、底板部80のY軸方向の両端において、+Z方向に立ち上がりX軸方向に延在する一対の壁部83、84とを備える。また、光学モジュールホルダ71は、底板部80の中心に設けられた光学モジュール保持部85(保持部)を備える。光学モジュール保持部85は筒状であり、軸線Lと同軸である。光学モジュール保持部85には光学モジュール2の鏡筒部72が挿入される。
【0036】
図7に示すように、鏡筒部72は光学モジュール保持部85に−Z方向の側から挿入され、光学モジュール保持部85を貫通して、光学モジュール保持部85から+Z方向に突出する。光学モジュール保持部85は鏡筒部72を外周側から保持する。ここで、図6および図7に示すように、鏡筒部72の+Z方向の端部分であって、光学モジュール保持部85から+Z方向に突出している部分の外周面には第1ウエイト41が取り付けられている。第1ウエイト41は、環状であり、その中心穴に鏡筒部72が挿入されている。鏡筒部72は第1ウエイト41をZ軸方向に貫通している。第1ウエイト41は圧入または接着剤によって鏡筒部72に固定されている。第1ウエイト41は、例えば、真鍮などの非磁性の金属からなる。
【0037】
光学モジュール保持部85は、+Z方向の先端縁に−Z方向の側に窪む切欠き凹部75を備える。切欠き凹部75は、Z軸回りの周方向の4か所に等角度間隔で設けられている。また、各切欠き凹部75は、それぞれ壁部81、82、83、84と対向する位置に設けられている。切欠き凹部75は、光学モジュール保持部85をZ軸(光軸)と直交する径方向に貫通している。
【0038】
切欠き凹部75の内側には第2ウエイト42が塗布されている。第2ウエイト42は光軸方向(Z軸方向)において第1ウエイト41の−Z方向(像側)に位置する。また、第2ウエイト42は、Z軸方向(光軸方向)で、第1ウエイト41と、揺動支持機構6による可動ユニットの揺動中心(図9に示す第1軸R1および第2軸R2)との間に位置する。
【0039】
ここで、第2ウエイト42は、流動性ウエイト部材である。流動性ウエイト部材は、少なくとも塗布の時点で、ペースト状など、流動性を備えるものである。流動性ウエイト部材は、比較的比重の大きい物質の粉体が添加されたエポキシ樹脂である。比重の大きい物質の粉体とは、例えば、タングステンなどの金属の粉体である。また、流動性ウエイト部材は、樹脂製の接着剤であり、例えば、UV硬化性接着剤、或いは、熱硬化性樹脂である。なお、流動性ウエイト部材として、ドリームウエイト(登録商標)など、バランス調整用エポキシ樹脂として市場の流通しているものを用いることができる。また、半田ペーストを流動性ウエイト部材として、第2ウエイトに採用することもできる。
【0040】
第2ウエイト42は、切欠き凹部75内で光学モジュール保持部85および鏡筒部72に塗布されており、光学モジュール保持部85および鏡筒部72を接着している。ここで、切欠き凹部75は、径方向から見た場合に、光学モジュール保持部85の内壁面に開口する内周側開口75aと当該光学モジュール保持部85の外壁面に開口する外周側開口75bとが同一の矩形形状であり、内周側開口75aの中心と外周側開口75bの中心とが
一致している。従って、図8に示すように、切欠き凹部75の周方向の両端を規定している一対の内壁面75cは平行に延びている。これにより、切欠き凹部75は径方向の外側に向かって開口が拡大する形状ではなくなっている。よって、可動ユニット5が、揺動、回転した場合でも、切欠き凹部75に保持された第2ウエイト42が切欠き凹部75から径方向の外側に脱落することが、切欠き凹部75の開口が径方向の外側に向かって拡大する形状となっている場合と比較して、防止あるいは抑制される。
【0041】
なお、各切欠き凹部75に保持された第2ウエイト42は、それぞれ、第1ウエイト41より軽量である。また、各切欠き凹部75に保持された第2ウエイト42の重量を合計した合計重量も、第1ウエイト41より軽量である。
【0042】
次に、図6図7に示すように、光学モジュールホルダ71の各壁部81、82、83、84における+Z方向の端面には、+Z方向に突出する2つの揺動ストッパ用凸部87が設けられている。2つの揺動ストッパ用凸部87は、各壁部81、82、83、84における周方向の両端部分から、それぞれ突出する。
【0043】
各壁部81、82、83、84において径方向の外側を向く外側面には、コイル固定部88が設けられている。各コイル固定部88には、図7に示すように、中心穴を径方向の外側に向けた姿勢で揺動駆動用コイル13が固定される。また、−X方向の側に位置する壁部82および+Y方向の側に位置する壁部83のコイル固定部88にはホール素子固定部89が設けられている。ホール素子固定部89にはホール素子90が固定される。ホール素子90はZ軸方向で各揺動駆動用コイル13の中心に位置する。ホール素子90は、フレキシブルプリント基板18に電気的に接続されている。
【0044】
図6に示すように、各壁部81、82、83、84において径方向の内側を向く内側面には、姿勢復帰用磁性部材15を固定するための磁性部材固定領域92が設けられている。磁性部材固定領域92は、内側面を一定幅でZ軸方向に延びる溝93である。姿勢復帰用磁性部材15は矩形板状でありZ軸方向の寸法が周方向の寸法よりも長い。また、姿勢復帰用磁性部材15のZ軸方向の寸法は、溝93のZ軸方向の寸法よりも短い。姿勢復帰用磁性部材15は、長手方向をZ軸方向に向けた姿勢で溝93内に固定されている。ここで、姿勢復帰用磁性部材15は、可動ユニット5が基準姿勢の状態を径方向から見た場合に、姿勢復帰用磁性部材15の中心が揺動駆動用磁石14の着磁分極線14aと重なるように、その固定位置が溝93内においてZ方向で調整された後に、接着剤によって、溝93内に固定される。
【0045】
(揺動支持機構)
図9はZ軸(軸線L)と直交して揺動支持機構6を通過する平面で光学ユニット1を切断した断面図である。揺動支持機構6は、光学モジュールホルダ71とホルダ7との間に構成されている。図9に示すように、揺動支持機構6は、光学モジュールホルダ71の第1軸R1(第2の軸線)上の対角位置に設けられた2箇所の第1揺動支持部101と、ホルダ胴部63の第2軸R2(第2の軸線)上の対角位置に設けられた2箇所の第2揺動支持部102と、第1揺動支持部101および第2揺動支持部102によって支持される可動枠103と、を備える。ここで、第1軸R1および第2軸R2はZ軸方向と直交し、且つ、X軸方向およびY軸方向に対して45度傾いた方向である。従って、第1揺動支持部101および第2揺動支持部102はX軸方向とY軸方向との間の角度位置に配置される。図4図5に示すように、第2揺動支持部102は、ホルダ胴部63の内側面に形成された凹部である。
【0046】
図9に示すように、可動枠103はZ軸方向から見た平面形状が略8角形の板状ばねである。可動枠103の外側面にはZ軸回りの4か所に溶接等によって金属製の球体104
が固定されている。この球体104は、光学モジュールホルダ71に設けられた第1揺動支持部101、および、ホルダ胴部63に設けられた第2揺動支持部102に保持される接点ばね105と点接触する。図4および図5に示すように、接点ばね105は板状ばねであり、第1揺動支持部101に保持される接点ばね105は第1軸R1方向に弾性変形可能であり、第2揺動支持部102に保持される接点ばね105は第2軸R2方向に弾性変形可能である。従って、可動枠103はZ軸方向と直交する2方向(第1軸R1方向および第2軸R2方向)の各方向回りに回転可能な状態で支持される。
【0047】
(揺動用磁気駆動機構)
揺動用磁気駆動機構11は、図9に示すように、可動ユニット5と筒状ケース45の間に設けられた第1揺動用磁気駆動機構11Aおよび第2揺動用磁気駆動機構11Bを備える。第1揺動用磁気駆動機構11Aは、X軸方向で対向する揺動駆動用磁石14と揺動駆動用コイル13とからなる組を2組備える。また、第1揺動用磁気駆動機構11Aは、−X方向の側の組の揺動駆動用コイル13の内側に配置されたホール素子90を備える。第2揺動用磁気駆動機構11Bは、Y軸方向で対向する揺動駆動用磁石14と揺動駆動用コイル13とからなる組を2組備える。また、第2揺動用磁気駆動機構11Bは、+Y方向の側の組の揺動駆動用コイル13の内側に配置されたホール素子90を備える。
【0048】
各揺動駆動用コイル13は光学モジュールホルダ71のX軸方向の両側の壁部81、82およびY軸方向の両側の壁部83、84の外側面に保持される。揺動駆動用磁石14は、筒状ケース45の筒状ケース45に設けられた側板51、52、53、54の内側面に保持される。各揺動駆動用磁石14は、図2および図3に示すようにZ軸方向に2分割され、内面側の磁極が着磁分極線14aを境にして異なるように着磁されている。揺動駆動用コイル13は、+Z方向側および−Z方向側の長辺部分が有効辺として利用される。可動ユニット5が基準姿勢のときに、各ホール素子90は、外周側に位置する揺動駆動用磁石14の着磁分極線14aと対向する。ここで、筒状ケース45は磁性材料から構成されているので、揺動駆動用磁石14に対するヨークとして機能する。
【0049】
可動ユニット5の+Y方向側および−Y方向側に位置する2組の第2揺動用磁気駆動機構11Bは、揺動駆動用コイル13への通電時にX軸回りの同一方向の磁気駆動力が発生するように配線接続されている。また、可動ユニット5の+X方向側および−X方向側に位置する2組の第1揺動用磁気駆動機構11Aは、揺動駆動用コイル13への通電時にY軸回りの同一方向の磁気駆動力が発生するように配線接続されている。揺動用磁気駆動機構11は、第2揺動用磁気駆動機構11BによるX軸回りの回転、および第1揺動用磁気駆動機構11AによるY軸回りの回転を合成することにより、光学モジュール2を第1軸R1回りおよび第2軸R2回りに回転させる。X軸回りの振れ補正、およびY軸回りの振れ補正を行う場合は、第1軸R1回りの回転および第2軸R2回りの回転を合成する。
【0050】
(揺動ストッパ機構)
図2に示すように、可動ユニット5の揺動範囲を規制する揺動ストッパ機構17は、可動ユニット5(光学モジュールホルダ71)に設けられた揺動ストッパ用凸部87と、ホルダ環状部62とから構成される。可動ユニット5が所定の揺動範囲を超える傾斜姿勢となると、揺動ストッパ用凸部87がホルダ環状部62に当接して、それ以上、可動ユニット5が傾斜することを規制する。また、揺動ストッパ機構17は、外力によって可動ユニット5が+Z方向に移動した場合に、揺動ストッパ用凸部87がホルダ環状部62に当接して、可動ユニット5がそれ以上、+Z方向に移動することを規制する。
【0051】
(姿勢復帰機構)
姿勢復帰機構12は、姿勢復帰用磁性部材15と、揺動駆動用磁石14と、を備える。図2に示すように、姿勢復帰用磁性部材15は、径方向において、揺動駆動用コイル13
を間に挟んで揺動駆動用磁石14とは反対側に配置されている。ホルダ7が基準姿勢の状態を径方向から見た場合には、姿勢復帰用磁性部材15の中心は、外周側に位置する揺動駆動用磁石14の着磁分極線14aと重なる位置にある。換言すれば、可動ユニット5が基準姿勢の状態では、着磁分極線14aを含んで軸線Lと直交する仮想面12aが姿勢復帰用磁性部材15の中心を通過する。
【0052】
ここで、可動ユニット5が基準姿勢から傾斜すると(光学モジュール2の光軸が軸線Lに対して傾斜すると)、姿勢復帰用磁性部材15の中心が、揺動駆動用磁石14の着磁分極線14aからZ軸方向にずれる。これにより、姿勢復帰用磁性部材15と揺動駆動用磁石14との間には、姿勢復帰用磁性部材15の中心を揺動駆動用磁石14の着磁分極線14aの位置する側に向わせる方向の磁気吸引力が働く。すなわち、可動ユニット5が基準姿勢から傾斜すると、姿勢復帰用磁性部材15と揺動駆動用磁石14との間に、可動ユニット5を基準姿勢に復帰させる方向の磁気吸引力が働く。従って、姿勢復帰用磁性部材15と、揺動駆動用磁石14とは、可動ユニット5を基準姿勢に復帰させる姿勢復帰機構12として機能する。
【0053】
(第2ユニット)
図10(a)は+Z方向の側から見た場合の第2ユニット4の斜視図であり、図10(b)は−Z方向の側から見た場合の第2ユニット4の斜視図である。図11は第2ユニット4の断面図である。図12は+Z方向の側(被写体側)から見た場合の第2ユニット4の分解斜視図である。図13は−Z方向の側(反被写体側)から見た場合の第2ユニット4の分解斜視図である。図10および図11に示すように、第2ユニット4は、ホルダ7を軸線L回りに回転可能に支持する回転支持機構21と、回転支持機構21を介してホルダ7を支持する固定部材22と、フレキシブルプリント基板39と、カバー部材40と、を備える。回転支持機構21は、回転台座24と軸受機構25(第1ボールベアリング27および第2ボールベアリング28)とを備える。
【0054】
図12に示すように、固定部材22はZ軸方向が薄い偏平形状をしている。固定部材22は−X方向の端縁部分に、矩形の切欠き部112を備える。固定部材22は、切欠き部112を除く外周縁部分に段部113を備える。段部113には、+X方向、+Y方向および−Y方向の各方向に突出する3つの突部114が設けられている。
【0055】
図12および図13に示すように、固定部材22は、Y軸方向の中央部分に+Z方向および−Z方向に突出する筒部115を備える。筒部115の中心穴116は固定部材22をZ軸方向に貫通する。図11に示すように、筒部115の内周側には、第1ボールベアリング27および第2ボールベアリング28が保持される。換言すれば、筒部115は第1ボールベアリング27の外輪および第2ボールベアリング28の外輪を外周側から保持する。
【0056】
また、固定部材22は、図12に示すように、+Z方向の端面に一対のローリング駆動用磁石保持凹部117を備える。一対のローリング駆動用磁石保持凹部117は、筒部115を間に挟んだ両側に設けられている。各ローリング駆動用磁石保持凹部117には、それぞれローリング駆動用磁石36が挿入されて固定されている。各ローリング駆動用磁石36は、固定部材22により、外周側から保護されている。ここで、ローリング駆動用磁石36は周方向に分極着磁されている。各ローリング駆動用磁石36の着磁分極線36aは、ローリング駆動用磁石36の周方向の中央を径方向に延びる。また、固定部材22は、筒部115から+X方向に離間する位置に、+Z方向に突出する回転ストッパ用凸部118を備える。
【0057】
さらに、固定部材22は、図13に示すように、−Z方向の端面にヨーク保持用凹部1
21を備える。ヨーク保持用凹部121は筒部115を囲んで設けられている。ヨーク保持用凹部121はY軸方向に延びている。Z軸方向から見た場合に、ヨーク保持用凹部121と一対のローリング駆動用磁石保持凹部117とは重なっており、ヨーク保持用凹部121と一対のローリング駆動用磁石保持凹部117とはZ軸方向で連通している。ヨーク保持用凹部121には、−Z方向からヨーク120が挿入される。ヨーク120は磁性材料から形成されている。ここで、ヨーク保持用凹部121と一対のローリング駆動用磁石保持凹部117とは連通しているので、ヨーク120は、ローリング駆動用磁石保持凹部117に保持されたローリング駆動用磁石36に、−Z方向から当接する。
【0058】
また、固定部材22は、図13に示すように、ヨーク保持用凹部121の外周側に−Z方向に突出する4つのカバー部材固定用凸部123を備える。4つのカバー部材固定用凸部123のうちの2つは、固定部材22の+Y方向の端縁部分において、X軸方向でヨーク保持用凹部121を間に挟んだ両側に設けられている。4つのカバー部材固定用凸部123のうちの他の2つは、固定部材22の−Y方向の端縁部分において、X軸方向でヨーク保持用凹部121を間に挟んだ両側に設けられている。4つのカバー部材固定用凸部123には、−Z方向からカバー部材40が固定される。カバー部材40は、ヨーク120を−Z方向から被う。カバー部材40の中心には円形の開口部40aが設けられている。図10(b)に示すように、カバー部材40が固定部材22に固定されたときに、開口部40aには軸部132の先端が挿入される。
【0059】
次に、回転台座24は、図13に示すようにZ軸方向が薄い偏平形状の台座本体131と、台座本体131から−Z方向に突出する軸部132を備える。図11に示すように、軸部132は、固定部材22の筒部115に保持された第1ボールベアリング27および第2ボールベアリング28に挿入される。すなわち、軸部132は、第1ボールベアリング27の内輪および第2ボールベアリング28の内輪によって外周側から保持される。軸部132は第1ボールベアリング27および第2ボールベアリング28を貫通し、その先端部分が第2ボールベアリング28から−Z方向に突出する。軸部132の先端部分には、バネ座金134が挿入される。また、軸部132の先端部分には、環状部材135が溶接などにより固定される。ここで、バネ座金134は、第2ボールベアリング28の内輪と環状部材135の間で圧縮され、第1ボールベアリング27および第2ボールベアリング28に与圧を付与する。
【0060】
図13に示すように、台座本体131における固定部材22に対向する面には、軸部132を間に挟んだ両側に一対のコイル固定部138が設けられている。一対のコイル固定部138には、中心穴をZ軸方向に向けた姿勢でローリング駆動用コイル35が保持される。一方のコイル固定部138に固定されたローリング駆動用コイル35の内側にはホール素子140が固定されている。ホール素子140は、周方向でローリング駆動用コイル35の中心に位置する。ホール素子140は、ローリング駆動用コイル35に電気的に接続されたフレキシブルプリント基板39に電気的に接続されている。
【0061】
図12に示すように、台座本体131の+Z方向の側の端面には、その外周縁から内側に一定幅だけ内側にオフセットした外周縁部分に、当該端面を+X方向の側およびY軸方向の両側から囲む略コの字形状の周壁142が設けられている。周壁142には、+X方向、+Y方向および−Y方向の各方向に突出する3つの突部143が設けられている。
【0062】
また、台座本体131の+Z方向の側の端面には、筒部115を間に挟んだY軸方向の両側に、角度位置復帰用磁性部材37を固定するための磁性部材固定領域144が設けられている。磁性部材固定領域144は一定幅でX軸方向に平行に延びる溝145である。角度位置復帰用磁性部材37は、四角柱形状であり、周方向(X軸方向)の寸法が径方向の寸法よりも長い。また、角度位置復帰用磁性部材37は周方向(X軸方向)の寸法が、
溝145の周方向(X軸方向)の寸法よりも短い。
【0063】
角度位置復帰用磁性部材37は、長手方向を周方向に向けた姿勢で溝145内(磁性部材固定領域144内)に固定されている。角度位置復帰用磁性部材37は、回転台座24が予め定めた基準角度位置にある状態をZ軸方向から見た場合に、角度位置復帰用磁性部材37の中心がローリング駆動用磁石36の着磁分極線36aと重なるように、その固定位置が溝145内において調整され、しかる後に、接着剤によって溝145内に固定される。
【0064】
ここで、台座本体131は、周方向で磁性部材固定領域144と異なる位置に開口部146を備える。本例では、開口部146は、軸部132から+X方向に離間した位置に設けられている。
【0065】
(ローリング用磁気駆動機構)
図10および図11に示すように、回転台座24が第1ボールベアリング27および第2ボールベアリング28を介して固定部材22に保持されると、ローリング用磁気駆動機構31が構成される。図11に示すように、ローリング用磁気駆動機構31は、回転台座24の軸部132を間に挟んだ両側に保持された一対のローリング用磁気駆動機構31を備える。各ローリング用磁気駆動機構31は、回転台座24に保持されたローリング駆動用コイル35と、固定部材22に保持されてZ軸方向で各ローリング駆動用コイル35と対向するローリング駆動用磁石36とを備える。ローリング駆動用磁石36は、周方向に2分割され、ローリング駆動用コイル35と対向する面の磁極が着磁分極線36aを境にして異なるように着磁されている。ローリング駆動用コイル35は空芯コイルであり、径方向に延びる長辺部分が有効辺として利用される。ホール素子140は、回転台座24が予め定めた基準角度位置にあるときに、−Z方向に位置するローリング駆動用磁石36の着磁分極線36aと対向する。
【0066】
(回転ストッパ機構)
また、回転台座24が第1ボールベアリング27および第2ボールベアリング28を介して固定部材22に保持されると、図10(a)に示すように、固定部材22の回転ストッパ用凸部118が回転台座24の開口部146に挿入される。これにより、固定部材22の回転ストッパ用凸部118と回転台座24の開口部146とは、回転台座24のZ軸回りの回転角度範囲を規制する回転ストッパ機構38を構成する。すなわち、回転台座24は、回転ストッパ用凸部118が開口部146の内周壁(当接部)と干渉しない範囲でZ軸回りを回転するものとなる。換言すれば、回転ストッパ機構38は、開口部146の内周壁が周方向から回転ストッパ用凸部118に当接することにより、回転台座24の回転角度範囲を規制する。
【0067】
(角度位置復帰機構)
図14は角度位置復帰機構32の説明図である。図14に示すように、角度位置復帰機構32は、角度位置復帰用磁性部材37と、ローリング駆動用磁石36とを備える。図11に示すように、角度位置復帰用磁性部材37はZ軸方向において、ローリング駆動用コイル35を間に挟んでローリング駆動用磁石36とは反対側に配置されている。また、図14に示すように、回転台座24が軸受機構25を介して固定部材22に回転可能に支持された状態であって、回転台座24が基準角度位置にある状態をZ軸方向から見た場合には、角度位置復帰用磁性部材37の中心37aは、−Z方向に位置するローリング駆動用磁石36の着磁分極線36aと重なる位置にある。換言すれば、回転台座24が基準角度位置にある状態では、着磁分極線36aを含んで軸線Lと平行な仮想面32aが角度位置復帰用磁性部材37の中心37aを通過する。
【0068】
ここで、回転台座24が基準回転位置からCW方向またはCCW方向に回転すると、角度位置復帰用磁性部材37の中心37aが、ローリング駆動用磁石36の着磁分極線36aから周方向にずれる。これにより、角度位置復帰用磁性部材37とローリング駆動用磁石36との間には、角度位置復帰用磁性部材37の中心37aをローリング駆動用磁石36の着磁分極線36aの位置する側に向わせる方向の磁気吸引力が働く。すなわち、回転台座24が基準角度位置から回転すると、角度位置復帰用磁性部材37とローリング駆動用磁石36との間に、回転台座24を基準角度位置に復帰させる方向の磁気吸引力が働く。従って、角度位置復帰用磁性部材37とローリング駆動用磁石36とは、回転台座24を基準角度位置に復帰させる角度位置復帰機構32として機能する。
【0069】
(第1ユニットの第2ユニットへの取り付け)
第1ユニット3が第2ユニット4に取り付けられる際には、ホルダ7のホルダ胴部63の下端部分に第2ユニット4の周壁142が挿入され、ホルダ胴部63に設けられた位置決め用切欠き部67に、第2ユニット4の周壁142から突出する突部143が挿入される。従って、ホルダ7は、径方向および周方向に位置決めされた状態で回転台座24に固定される。また、第1ユニット3が第2ユニット4に取り付けられる際には、筒状ケース45の下端部分に固定部材22の外周縁の段部113の+Z方向の側の部分が挿入され、筒状ケース45に設けられた位置決め用切欠き部56に、段部113に設けられた突部114が挿入される。従って、ケース体8は径方向および周方向に位置決めされた状態で固定部材22に固定されて、固定体44を構成する。これにより、光学ユニット1が完成する。
【0070】
(光学ユニットの振れ補正)
光学ユニット1は、上記のように、第1ユニット3が、X軸回りの振れ補正、およびY軸回りの振れ補正を行う揺動用磁気駆動機構11を備える。従って、ピッチング(縦揺れ)方向およびヨーイング(横揺れ)方向の振れ補正を行うことができる。また、光学ユニット1は、第2ユニット4が、第1ユニット3のホルダ7を回転させるローリング用磁気駆動機構31を備えるので、ローリング方向の振れ補正を行うことができる。ここで、光学ユニット1は、可動ユニット5にジャイロスコープを備えるため、ジャイロスコープによって直交する3軸回りの振れを検出して、検出した振れを打ち消すように揺動用磁気駆動機構11およびローリング用磁気駆動機構31を駆動する。
【0071】
なお、光学ユニット1の振れ補正は、ホール素子90からの出力およびホール素子140からの出力に基づいて行うこともできる。
【0072】
すなわち、ホール素子90は、可動ユニット5が基準姿勢のときに、揺動駆動用磁石14の着磁分極線14aと対向するので、ホール素子90からの出力に基づいて、可動ユニット5が基準姿勢であること、および、可動ユニット5が軸線Zに対して傾斜している角度を検出できる。従って、ホール素子90からの出力に基づいて、可動ユニット5の傾斜を打ち消して基準姿勢とするように揺動用磁気駆動機構11を駆動すれば、光学ユニット1のX軸回り、Y軸回りの振れ補正を行うことができる。また、ホール素子140は、回転台座24(可動体43)が基準角度位置にあるときに、Z軸方向でローリング駆動用磁石36の着磁分極線36aと対向するので、ホール素子140からの出力に基づいて、回転台座24(可動体43)が基準角度位置にあること、および、回転台座24(可動体43)の基準角度位置からの回転角度を検出できる。従って、ホール素子140からの出力に基づいて、回転台座24(可動体43)の回転を打ち消して基準角度位置とするようにローリング用磁気駆動機構31を駆動すれば、光学ユニット1のZ軸回りの振れ補正を行うことができる。
【0073】
また、光学ユニット1の振れ補正は、ジャイロスコープにより検出する3軸回りの振れ
と、ホール素子90からの出力と、ホール素子140からの出力と、基づいて行ってもよい。この場合には、ジャイロスコープによって3軸回りの振れを検出して、検出した振れを打ち消すように揺動用磁気駆動機構11およびローリング用磁気駆動機構31を駆動するとともに、可動ユニット5を基準姿勢に復帰させる際にホール素子90からの出力に基づいて揺動用磁気駆動機構11を駆動して、可動ユニット5が正確に基準姿勢となるようにする。また、回転台座24(可動体43)を基準角度位置に復帰させる際に、ホール素子140からの出力に基づいてローリング用磁気駆動機構31を駆動して、回転台座24(可動体43)が正確に基準角度位置に配置されるようにする。
【0074】
(可動ユニットの重心調整方法)
図15は可動ユニット5の重心調整方法の説明図である。図16は可動ユニット5の重心調整方法のフローチャートである。図15に示すように、本例では、可動ユニット5の重心調整を行うための装置として、可動ユニット5を軸線Lと直交する方向に振動させるための振動発生器150と、フレキシブルプリント基板18を介してホール素子90からの出力を検出する検出部149とを備える。振動発生器150は光学ユニット1が固定される台座部150aと、台座部を振動させる駆動部150bと、を備える。
【0075】
図16に示すように、可動ユニット5の重心調整を行う際には、まず、可動ユニット5(光学モジュール2の鏡筒部72)に第1ウエイト41を固定する(ステップST1)。その後、光学ユニット1を振動発生器150の台座部150aに固定する。光学ユニット1は、台座部150aの振動方向に対して軸線Lが垂直となるようにして、台座部150aに固定される。しかる後に、ホール素子90に給電してホール素子90からの出力を検出部149で監視するとともに(ステップST2)、振動発生器150を駆動して台座部150aを振動させる振動動作(ステップST3)を行う。振動動作は、光学ユニット1に対して軸線Lと直交する方向の外力を付与する外力付与動作である。そして、振動動作中におけるホール素子90からの出力の振幅を取得する(ステップST4)。
【0076】
次に、ホール素子90からの出力の振幅に基づいて、可動ユニット5の重心を揺動中心と一致させるのに必要な第2ウエイト42の重量を取得する(ステップST5)。ここで、本例では、予め、実験により、ホール素子90からの出力の振幅と、可動ユニット5の重心を可動ユニット5の揺動中心(第1軸R1および第2軸R2)をとZ軸方向で一致させるのに必要な第2ウエイト42の重量との対応関係をテーブルなどの形態で取得している。従って、ホール素子90からの出力の振幅に基づいて、可動ユニット5の重心を揺動中心と一致させるのに必要な第2ウエイト42の重量を取得できる。
【0077】
次に、取得した重量の第2ウエイト42を、ディスペンサーなどを用いて光学モジュールホルダ71の光学モジュール保持部85の切欠き凹部75に注入する。これにより、第2ウエイト42は、光学モジュール2の鏡筒部72と光学モジュールホルダ71の双方に塗布される。その後、第2ウエイト42が固化すると、第2ウエイト42は可動ユニット5に保持された状態となる。また、第2ウエイト42が固化すると、第2ウエイト42は、光学モジュールホルダ71と光学モジュール2(鏡筒部72)とを接着する。
【0078】
ここで、本例によれば、揺動支持機構6が備えるホール素子90からの出力を利用して、可動ユニット5の重心を調整できる。従って、可動ユニット5の重心調整を行う装置を簡易な構成とすることができる。
【0079】
(作用効果)
本例では、可動ユニット5にはその重心の位置を粗調節する第1ウエイト41と微調整する第2ウエイト42が取り付けられるが、第2ウエイト42は、流動性ウエイト部材であり、可動ユニット5に塗布されるものである。従って、第2ウエイト42として、所定
重量の剛体のウエイトを予め容易しておく必要がない。よって、第2ウエイト42が用いられることなく可動ユニット5の重心の位置の調整が完了した場合でも、第2ウエイト42を在庫として残してしまうことがない。また、第2ウエイト42が、流動性ウエイト部材であれば、必要な量だけ可動ユニット5に塗布できるので、可動ユニット5の重心と可動ユニット5の揺動中心とを高い分解能で一致させることができる。
【0080】
また、可動ユニット5に塗布された第2ウエイト42は、可動ユニット5の光軸方向(Z軸方向)において第1ウエイト41の−Z方向(像側)に位置する。従って、補正機能付き光学ユニットをZ軸方向(光軸方向)の被写体側から見た場合に、第2ウエイト42が第1ウエイト41によって隠される。よって、第2ウエイト42の塗布状態に粗さが残る場合でも、振れ補正機能付き光学ユニット1の見た目を損なうことがない。
【0081】
さらに、第2ウエイト42は、Z軸方向(光軸方向)で第1ウエイト41と、揺動支持機構6による可動ユニット5の揺動中心(第1軸R1および第2軸R2)との間に位置する。これにより、第1ウエイト41が可動ユニット5の揺動中心から離間する位置にあるので、第1ウエイト41によって可動ユニット5の重心と可動ユニット5の揺動中心との位置関係を大きく調整できる。また、第2ウエイト42が、第1ウエイト41よりも可動ユニット5の揺動中心に近い位置にあるので、第2ウエイト42の塗布によって、可動ユニット5の重心と可動ユニット5の揺動中心との位置関係を高い分解能で調整できる。
【0082】
また、本例では、第2ウエイト42は、接着剤であり、光学モジュール保持部85および鏡筒部72に塗布されて当該光学モジュール保持部85および当該鏡筒部72を接着している。従って、第2ウエイト42の塗布により、光学モジュール2と光学モジュールホルダ71とを強固に固定できる。
【0083】
さらに、第2ウエイト42は、切欠き凹部75の内側に塗布されている、従って、第2ウエイト42の塗布位置が規定される。また、流動性のある第2ウエイト42を塗布したときに、当該第2ウエイト42を切欠き凹部75内に留めておくことができる。
【0084】
(変形例)
なお、切欠き凹部75は、光学モジュール保持部85の内壁面に開口する内周側開口75aが当該光学モジュール保持部85の外壁面に開口する外周側開口75bよりも大きく、径方向から見た場合に、外周側開口75bが内周側開口75aの内側に位置するものとすることができる。このようにすれば、切欠き凹部75の周方向の両端を規定している一対の内壁面75cは、外周側に向かって互いに接近する方向に延びるものとなる。これにより、切欠き凹部75は径方向の外側に向かって開口が拡大する形状ではなくなるので、可動ユニット5が回転、揺動した場合でも、切欠き凹部75に保持された第2ウエイト42が切欠き凹部75から径方向の外側に脱落することを防止あるいは抑制できる。
【0085】
また、第2ウエイト42が塗布される切欠き凹部75は、4つに限られるものではない。この場合には、切欠き凹部75の数は3以上が望ましく、各切欠き凹部75を光軸回りの等角度間隔に設けることが望ましい。
【0086】
ここで、切欠き凹部75を設けずに、光学モジュール保持部85の+Z方向の環状端面と光学モジュール保持部85の内側に挿入された光学モジュール2の鏡筒部72の外周面との間に構成される円環状の段部に第2ウエイト42を塗布してもよい。この場合には、この円環状の段部の全周に亘って第2ウエイト42を塗布するものとすることができる。
【0087】
また、上記の例では、姿勢復帰用磁性部材15は矩形板状でありZ軸方向の寸法が周方向の寸法よりも長いものであるが、姿勢復帰用磁性部材15は正方形でもよく、Z軸方向
の寸法が周方向の寸法よりも短くてもよい。また、姿勢復帰用磁性部材15は板状であるが、直方体形状、柱形状、球形状としてもよい。
【符号の説明】
【0088】
1…光学ユニット(補正機能付き光学ユニット)、2…光学モジュール、3…第1ユニット、4…第2ユニット、5…可動ユニット(可動ユニット5)、6…揺動支持機構、7…ホルダ、8…ケース体、9…光学素子、10…撮像素子、11・11A・11B…揺動用磁気駆動機構、12…姿勢復帰機構、12a…仮想面、13…揺動駆動用コイル、14…揺動駆動用磁石、14a…着磁分極線、15…姿勢復帰用磁性部材、17…揺動ストッパ機構、18・19…フレキシブルプリント基板、21…回転支持機構、22…固定部材、24…回転台座、25…軸受機構、27…第1ボールベアリング、28…第2ボールベアリング、31…ローリング用磁気駆動機構、32…角度位置復帰機構、32a…仮想面、35…ローリング駆動用コイル、36…ローリング駆動用磁石、36a…着磁分極線、37…角度位置復帰用磁性部材、37a…角度位置復帰用磁性部材の中心、38…回転ストッパ機構、39…フレキシブルプリント基板、40…カバー部材、40a…開口部、41…第1ウエイト41、42…第2ウエイト42、43…可動体、44…固定体、45…筒状ケース、46…被写体側ケース、47…胴部、48…端板部、49…開口部、51〜55…側板、56…位置決め用切欠き部、57…切欠き部、58…胴部、59…端板部、60…円形開口部、62…ホルダ環状部、63…ホルダ胴部、64…窓部、65…縦枠部、67…位置決め用切欠き部、68…切欠き部、71…光学モジュールホルダ、72…鏡筒部(鏡筒)、73…基板、74…角筒部、75…切欠き凹部、75a…内側開口、75b…外側開口、75c…内壁面、80…底板部、81〜84…壁部、85…光学モジュール光学モジュール保持部85(光学モジュール保持部85)、87…揺動ストッパ用凸部、88…コイル固定部、89…ホール素子固定部、90…ホール素子、92…磁性部材固定領域、93…溝、101…第1揺動支持部、102…第2揺動支持部、103…可動枠、104…球体、112…切欠き部、113…段部、114…突部、115…筒部、116…中心穴、117…ローリング駆動用磁石保持凹部、118…回転ストッパ用凸部、120…ヨーク、121…ヨーク保持用凹部、123…カバー部材固定用凸部、131…台座本体、132…軸部、134…バネ座金、135…環状部材、138…コイル固定部、140…ホール素子、142…周壁、143…突部、144…磁性部材固定領域、145…溝、146…開口部、149…検出部、150…振動発生器、150a…台座部、150b…駆動部、L…軸線、R1…第1軸、R2…第2軸
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