特許 6969961 光学ユニットおよび３軸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】6969961

(24)【登録日】2021年11月1日

(45)【発行日】2021年11月24日

(54)【発明の名称】光学ユニットおよび３軸振れ補正機能付き光学ユニット

(51)【国際特許分類】

   G03B 5/00 20210101AFI20211111BHJP

   G02B 7/02 20210101ALI20211111BHJP

   G03B 17/55 20210101ALI20211111BHJP

   G03B 17/02 20210101ALI20211111BHJP

【ＦＩ】

   G03B5/00 J

   G02B7/02 Z

   G03B17/55

   G03B17/02

【請求項の数】21

【全頁数】26

(21)【出願番号】特願2017-194255(P2017-194255)

(22)【出願日】2017年10月4日

(65)【公開番号】特開2018-180506(P2018-180506A)

(43)【公開日】2018年11月15日

【審査請求日】2020年9月3日

(31)【優先権主張番号】特願2017-78792(P2017-78792)

(32)【優先日】2017年4月12日

(33)【優先権主張国】JP

(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

(72)【発明者】

【氏名】五明 正人

(72)【発明者】

【氏名】小松 亮二

【審査官】 藏田 敦之

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−１１６８３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１３２７２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−０４４７９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１８８７２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０８５９２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１１７１２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０７１１７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−０１６１１３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０３Ｂ ５／００ − ５／０８

Ｇ０２Ｂ ７／０２ − ７／１６

Ｇ０３Ｂ １７／５５

Ｇ０３Ｂ １７／０２

Ｈ０４Ｎ ５／２２２ − ５／２５７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光学素子と、
前記光学素子の反被写体側に配置された撮像素子と、
前記撮像素子が搭載された基板が固定された回転部材と、
前記回転部材の前記反被写体側に配置される固定部材と、
前記回転部材と固定部材の一方に設けられた回転軸、および、他方に設けられた軸受部を備える回転支持機構と、
前記回転部材を前記光学素子の光軸回りに回転させるローリング用磁気駆動機構と、を有し、
前記光学素子は、前記光学素子を保持するホルダ部材を介して前記固定部材に固定され、
前記ローリング用磁気駆動機構は、前記回転部材と前記固定部材の一方に設けられた磁石と、他方に設けられたコイルとを備え、
前記コイルと前記磁石は、前記光学素子の光軸方向の投影面積の少なくとも一部が前記基板と重なっており、
前記回転部材を基準回転位置に復帰させる姿勢復帰機構を備え、
前記姿勢復帰機構は、前記磁石と、前記回転部材および前記固定部材のうちで前記コイルが搭載された側の部材に固定される磁性部材と、を備え、
前記磁石は、前記光軸を中心とする周方向で２つに分極着磁され、
前記磁性部材は、前記回転部材が前記基準回転位置にあるとき、前記磁性部材の前記周方向の中心は、前記光軸方向から見て前記磁石の着磁分極線と重なることを特徴とする光学ユニット。

【請求項2】

前記固定部材に前記軸受部が設けられ、前記軸受部は前記固定部材を前記光軸方向に貫通する保持孔に配置され、
前記回転軸は前記回転部材に設けられ、前記軸受部から前記固定部材の前記反被写体側に露出することを特徴とする請求項１に記載の光学ユニット。

【請求項3】

光学素子と、
前記光学素子の反被写体側に配置された撮像素子と、
前記撮像素子が搭載された基板が固定された回転部材と、
前記回転部材の前記反被写体側に配置される固定部材と、
前記回転部材に設けられた回転軸、および、前記固定部材に設けられた軸受部を備える回転支持機構と、
前記回転部材を前記光学素子の光軸回りに回転させるローリング用磁気駆動機構と、を有し、
前記光学素子は、前記光学素子を保持するホルダ部材を介して前記固定部材に固定され、
前記ローリング用磁気駆動機構は、前記回転部材と前記固定部材の一方に設けられた磁石と、他方に設けられたコイルとを備え、
前記軸受部は前記固定部材を前記光学素子の光軸方向に貫通する保持孔に配置され、
前記回転軸は、前記軸受部から前記固定部材の前記反被写体側に露出し、
前記回転部材を基準回転位置に復帰させる姿勢復帰機構を備え、
前記姿勢復帰機構は、前記磁石と、前記回転部材および前記固定部材のうちで前記コイルが搭載された側の部材に固定される磁性部材と、を備え、
前記磁石は、前記光軸を中心とする周方向で２つに分極着磁され、
前記磁性部材は、前記回転部材が前記基準回転位置にあるとき、前記磁性部材の前記周方向の中心は、前記光軸方向から見て前記磁石の着磁分極線と重なることを特徴とする光学ユニット。

【請求項4】

前記コイルと前記磁石は、前記光軸方向の投影面積の少なくとも一部が前記基板と重なることを特徴とする請求項３に記載の光学ユニット。

【請求項5】

前記基板からの熱が伝達される放熱部材が前記回転部材に固定されていることを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の光学ユニット。

【請求項6】

前記回転部材はフィラー入りの樹脂部材であり、
前記基板は、前記放熱部材の表面に設けられた熱伝導層と接触することを特徴とする請求項５に記載の光学ユニット。

【請求項7】

前記放熱部材は、前記基板の前記反被写体側に配置され、
前記回転部材は、前記放熱部材の前記反被写体側に形成された前記回転軸を備えることを特徴とする請求項５または６に記載の光学ユニット。

【請求項8】

前記基板に接続される第１フレキシブルプリント基板、および、前記コイルと接続される第２フレキシブルプリント基板のいずれか一方に設けられたパターンを介してグランド電位と接続されるシールド部を備え、
前記撮像素子と前記回転部材との間に前記シールド部が配置され、且つ、前記光軸方向から見た場合に前記撮像素子と前記シールド部とが重なっていることを特徴とする請求項５から７の何れか一項に記載の光学ユニット。

【請求項9】

前記シールド部は、前記第１フレキシブルプリント基板または前記第２フレキシブルプリント基板の一部を構成しており、
前記シールド部には、前記グランド電位と接続されたグランドパターンが形成されていることを特徴とする請求項８に記載の光学ユニット。

【請求項10】

前記放熱部材は金属製の板材であり、前記シールド部を介して前記グランド電位と接続されることを特徴とする請求項８または９に記載の光学ユニット。

【請求項11】

前記放熱部材は、前記光軸方向から見た面積が前記撮像素子より大きく、前記光軸方向
から見た場合に前記撮像素子全体を包含する範囲に配置されていることを特徴とする請求項１０に記載の光学ユニット。

【請求項12】

前記放熱部材と前記回転部材との間に配置される電磁波吸収シートを備えることを特徴とする請求項８から１１のいずれか一項に記載の光学ユニット。

【請求項13】

光学素子と、
前記光学素子の反被写体側に配置された撮像素子と、
前記撮像素子が搭載された基板が固定された回転部材と、
前記回転部材の前記反被写体側に配置される固定部材と、
前記回転部材と固定部材の一方に設けられた回転軸、および、他方に設けられた軸受部を備える回転支持機構と、
前記回転部材を前記光学素子の光軸回りに回転させるローリング用磁気駆動機構と、を有し、
前記光学素子は、前記光学素子を保持するホルダ部材を介して前記固定部材に固定され、
前記ローリング用磁気駆動機構は、前記回転部材と前記固定部材の一方に設けられた磁石と、他方に設けられたコイルとを備え、
前記コイルと前記磁石は、前記光学素子の光軸方向の投影面積の少なくとも一部が前記基板と重なっており、
前記基板に接続される第１フレキシブルプリント基板を備え、
前記回転部材は、前記第１フレキシブルプリント基板が固定される固定面を備え、
前記固定面は、前記回転部材の基板支持部から前記反被写体側に突出する突出部の前記反被写体側の端面であることを特徴とする光学ユニット。

【請求項14】

光学素子と、
前記光学素子の反被写体側に配置された撮像素子と、
前記撮像素子が搭載された基板が固定された回転部材と、
前記回転部材の前記反被写体側に配置される固定部材と、
前記回転部材に設けられた回転軸、および、前記固定部材に設けられた軸受部を備える回転支持機構と、
前記回転部材を前記光学素子の光軸回りに回転させるローリング用磁気駆動機構と、を有し、
前記光学素子は、前記光学素子を保持するホルダ部材を介して前記固定部材に固定され、
前記ローリング用磁気駆動機構は、前記回転部材と前記固定部材の一方に設けられた磁石と、他方に設けられたコイルとを備え、
前記軸受部は前記固定部材を前記光学素子の光軸方向に貫通する保持孔に配置され、
前記回転軸は、前記軸受部から前記固定部材の前記反被写体側に露出し、
前記基板に接続される第１フレキシブルプリント基板を備え、
前記回転部材は、前記第１フレキシブルプリント基板が固定される固定面を備え、
前記固定面は、前記回転部材の基板支持部から前記反被写体側に突出する突出部の前記反被写体側の端面であることを特徴とする光学ユニット。

【請求項15】

前記固定面に凸部が形成され、
前記第１フレキシブルプリント基板は、前記凸部が嵌る係合穴を備えることを特徴とする請求項１３または１４に記載の光学ユニット。

【請求項16】

光学素子と、
前記光学素子の反被写体側に配置された撮像素子と、
前記撮像素子が搭載された基板が固定された回転部材と、
前記回転部材の前記反被写体側に配置される固定部材と、
前記回転部材と固定部材の一方に設けられた回転軸、および、他方に設けられた軸受部を備える回転支持機構と、
前記回転部材を前記光学素子の光軸回りに回転させるローリング用磁気駆動機構と、を有し、
前記光学素子は、前記光学素子を保持するホルダ部材を介して前記固定部材に固定され、
前記ローリング用磁気駆動機構は、前記回転部材と前記固定部材の一方に設けられた磁石と、他方に設けられたコイルとを備え、
前記コイルと前記磁石は、前記光学素子の光軸方向の投影面積の少なくとも一部が前記基板と重なっており、
前記回転支持機構は、
前記軸受部として、前記回転軸に固定される内輪および前記固定部材に固定される外輪を備えるボールベアリングを有し、
更に、前記回転部材に形成された回転部材側環状溝と前記固定部材に形成された固定部材側環状溝の間に複数の転動体を配置した回転支持部を有し、
前記複数の転動体は、前記ボールベアリングの外周面より径方向外側に配置されることを特徴とする光学ユニット。

【請求項17】

光学素子と、
前記光学素子の反被写体側に配置された撮像素子と、
前記撮像素子が搭載された基板が固定された回転部材と、
前記回転部材の前記反被写体側に配置される固定部材と、
前記回転部材に設けられた回転軸、および、前記固定部材に設けられた軸受部を備える回転支持機構と、
前記回転部材を前記光学素子の光軸回りに回転させるローリング用磁気駆動機構と、を有し、
前記光学素子は、前記光学素子を保持するホルダ部材を介して前記固定部材に固定され、
前記ローリング用磁気駆動機構は、前記回転部材と前記固定部材の一方に設けられた磁石と、他方に設けられたコイルとを備え、
前記軸受部は前記固定部材を前記光学素子の光軸方向に貫通する保持孔に配置され、
前記回転軸は、前記軸受部から前記固定部材の前記反被写体側に露出し、
前記回転支持機構は、
前記軸受部として、前記回転軸に固定される内輪および前記固定部材に固定される外輪を備えるボールベアリングを有し、
更に、前記回転部材に形成された回転部材側環状溝と前記固定部材に形成された固定部材側環状溝の間に複数の転動体を配置した回転支持部を有し、
前記複数の転動体は、前記ボールベアリングの外周面より径方向外側に配置されることを特徴とする光学ユニット。

【請求項18】

前記ホルダ部材と前記固定部材とが前記光軸方向に対向する部位に挟まれる弾性部材と、
前記弾性部材の径方向外側で前記ホルダ部材と前記固定部材の一方を他方に対して前記光軸方向にねじ止めするねじ部材と、を備えることを特徴とする請求項１から１７の何れか一項に記載の光学ユニット。

【請求項19】

前記撮像素子への光入射領域を規定するアパーチャが形成され、前記アパーチャを除いて前記撮像素子の被写体側を覆うカバー部材を有し、
前記カバー部材は、前記アパーチャが形成された端板部と、前記アパーチャの外周側において前記端板部から前記被写体側へ立ち上がる筒部とを備え、
前記ホルダ部材は、前記筒部の外周面と隙間を隔てて対向するホルダ筒部、および、前記筒部の外周側において前記端板部と隙間を隔てて対向する段部を備えることを特徴とする請求項１から１８の何れか一項に記載の光学ユニット。

【請求項20】

請求項１から１９の何れか一項に記載の光学ユニットと、
前記光学ユニットの前記光軸と交差する軸回りの振れを補正する振れ補正機構とを有することを特徴とする３軸振れ補正機能付き光学ユニット。

【請求項21】

前記振れ補正機構は、前記光学ユニットを前記光軸と交差する第１方向回りおよび第２方向回りに揺動させる揺動用磁気駆動機構であり、
前記光学ユニットは、前記第１方向と前記第２方向の間の角度位置に配置される揺動支持部と、前記揺動支持部によって支持される可動枠と、を備えるジンバル機構によって支持されることを特徴とする請求項２０に記載の３軸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、光軸回りの振れを補正するローリング補正を行う光学ユニットに関する。

【背景技術】

【0002】

携帯端末や移動体に搭載される光学ユニットには、携帯端末や移動体の移動時の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あるいは回転させて振れを補正する機構を備えるものがある。この種の光学ユニットは、ピッチング（縦揺れ／チルティング）およびヨーイング（横揺れ／パンニング）の２方向の傾きに対応して、光学モジュールをピッチング方向およびヨーイング方向に揺動させる揺動機構を備える。また、光軸回りの振れに対応して、光学モジュールを光軸回りに回転させるローリング補正機構を備える。

【0003】

ローリング補正機構を備える光学ユニットは、レンズなどの光学素子および撮像素子を備える光学モジュールを回転させてローリング補正を行う。このような光学ユニットは、回転対象である光学モジュールが撮像素子だけでなくレンズなどの光学素子を含む大型のユニットであるため、大きな駆動力が必要であり、ローリング補正機構を構成する磁気駆動機構が大型化する。また、大型のユニットを回転させるため、ローリング補正機構を駆動するための消費電力が大きい。そこで、特許文献１には、ローリング補正を行う場合に光学素子（レンズ）は回転させず、撮像素子を搭載した基板（撮像基板）を備える可動部を回転させるようにした光学ユニット（撮像装置）が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１５−２１０３９２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１の光学ユニット（撮像装置）においては、ローリング補正機構（回転ブレ補正機構）は磁気駆動機構であり、撮像素子を搭載した基板を備える可動部に固定されたコイルと、固定部材に固定された磁石とが光軸方向に対向している。

【0006】

しかしながら、特許文献１では、ローリング補正機構（回転ブレ補正機構）により回転させられる可動部は、撮像素子を搭載した基板の径方向外側に設けられた回転保持機構によって光軸を中心として回転可能に支持される。回転保持機構は、可動部の外周面と、固定部の内周面との間に転動体であるボールを配置して構成されている。また、特許文献１では、ローリング補正機構である磁気駆動機構は、撮像素子を搭載した基板の径方向外側に構成されている。すなわち、可動部に固定されたコイルと、固定部材に固定された磁石は、撮像素子を搭載した基板の径方向外側に配置されている。このように、回転保持機構やローリング補正機構が撮像素子を搭載した基板の径方向外側に配置されている場合、光学ユニットを小型化することが困難である。

【0007】

本発明の課題は、このような点に鑑みて、光軸回りの振れを補正するローリング補正機構を備えた光学ユニットを小型化することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記の課題を解決するために、本発明の光学ユニットは、光学素子と、前記光学素子の反被写体側に配置された撮像素子と、前記撮像素子が搭載された基板が固定された回転部材と、前記回転部材の前記反被写体側に配置される固定部材と、前記回転部材と固定部材の一方に設けられた回転軸、および、他方に設けられた軸受部を備える回転支持機構と、前記回転部材を前記光学素子の光軸回りに回転させるローリング用磁気駆動機構と、を有し、前記光学素子は、前記光学素子を保持するホルダ部材を介して前記固定部材に固定され、前記ローリング用磁気駆動機構は、前記回転部材と前記固定部材の一方に設けられた磁石と、他方に設けられたコイルとを備え、前記コイルと前記磁石は、前記光学素子の光軸方向の投影面積の少なくとも一部が前記基板と重なっており、前記回転部材を基準回転位置に復帰させる姿勢復帰機構を備え、前記姿勢復帰機構は、前記磁石と、前記回転部材および前記固定部材のうちで前記コイルが搭載された側の部材に固定される磁性部材と、を備え、前記磁石は、前記光軸を中心とする周方向で２つに分極着磁され、前記磁性部材は、前記回転部材が前記基準回転位置にあるとき、前記磁性部材の前記周方向の中心は、前記光軸方向から見て前記磁石の着磁分極線と重なることを特徴とする。

【0009】

本発明によれば、撮像素子が搭載された基板を光学素子およびホルダ部材から分離して回転させるため、回転する部分を軽量にすることができる。これにより、ローリング用磁気駆動機構を小型化でき、消費電力を少なくすることができる。また、ローリング用磁気駆動機構から加えられる駆動力に対する応答性が良いので、精度良くローリング補正を行うことができる。更に、回転する部分の軽量化により回転支持機構を小型化し簡略化することもできる。加えて、本発明は、ローリング用磁気駆動機構である磁石とコイルの光軸方向の投影面積が基板と重なっているため、ローリング用磁気駆動機構を径方向に小型化できる。従って、光学ユニットを径方向に小型化でき、光学ユニットを軽量化できる。また、基板を固定した回転部材が回転軸もしくは軸受部を備えているため、撮像素子と回転
軸とを近接させることができ、撮像素子から回転軸までの介在部品が少なくなるので積み上げの公差分も少なくなる為、ローリング補正の回転中心と撮像素子の中心とを一致させやすい。従って、回転中心と撮像素子の中心とのずれに起因する像の欠けを抑制できる。また、ローリング用磁気駆動機構の磁石および磁性部材が磁気バネとして機能するので、回転部材を基準回転位置（原点位置）へ復帰させることができる。磁気バネは、板バネを用いた従来の姿勢復帰機構のように、取り付け時の部材の変形や衝撃による部材の変形のおそれがない。また、回転角度の増大による部材の変形のおそれがないので、回転範囲を大きく設定することができる。

【0010】

本発明において、前記固定部材に前記軸受部が設けられ、前記軸受部は前記固定部材を前記光軸方向に貫通する保持孔に配置され、前記回転軸は前記回転部材に設けられ、前記軸受部から前記固定部材の前記反被写体側に露出することが望ましい。このような回転支持機構は光軸方向のサイズが小型であり、光軸方向に薄型化されている。従って、光学ユニットを光軸方向に小型化でき、光学ユニットを軽量化できる。

【0011】

また、上記の課題を解決するために、本発明の光学ユニットは、光学素子と、前記光学素子の反被写体側に配置された撮像素子と、前記撮像素子が搭載された基板が固定された回転部材と、前記回転部材の前記反被写体側に配置される固定部材と、前記回転部材に設けられた回転軸、および、前記固定部材に設けられた軸受部を備える回転支持機構と、前記回転部材を前記光学素子の光軸回りに回転させるローリング用磁気駆動機構と、を有し、前記光学素子は、前記光学素子を保持するホルダ部材を介して前記固定部材に固定され、前記ローリング用磁気駆動機構は、前記回転部材と前記固定部材の一方に設けられた磁石と、他方に設けられたコイルとを備え、前記軸受部は前記固定部材を前記光学素子の光軸方向に貫通する保持孔に配置され、前記回転軸は、前記軸受部から前記固定部材の前記反被写体側に露出し、前記回転部材を基準回転位置に復帰させる姿勢復帰機構を備え、前記姿勢復帰機構は、前記磁石と、前記回転部材および前記固定部材のうちで前記コイルが搭載された側の部材に固定される磁性部材と、を備え、前記磁石は、前記光軸を中心とする周方向で２つに分極着磁され、前記磁性部材は、前記回転部材が前記基準回転位置にあるとき、前記磁性部材の前記周方向の中心は、前記光軸方向から見て前記磁石の着磁分極線と重なることを特徴とする。

【0012】

本発明によれば、上記の光学ユニットと同様に、撮像素子が搭載された基板を光学素子およびホルダ部材から分離して回転させるため、回転する部分を軽量にすることができる。これにより、ローリング用磁気駆動機構を小型化でき、消費電力を少なくすることができる。また、ローリング用磁気駆動機構から加えられる駆動力に対する応答性が良いので、精度良くローリング補正を行うことができる。更に、回転する部分の軽量化により回転支持機構を小型化し簡略化することもできる。加えて、本発明は、固定部材の像側に露出する回転軸を備えた回転支持機構は光軸方向のサイズが小型であり、光軸方向に薄型化されている。従って、光学ユニットを光軸方向に小型化でき、光学ユニットを軽量化できる。また、基板が固定される回転部材が回転軸もしくは軸受部を備えているため、撮像素子と回転軸とを近接させることができ、撮像素子から回転軸までの介在部品が少なくなるので積み上げの公差分も少なくなる為、ローリング補正の回転中心と撮像素子の中心とを一致させやすい。従って、回転中心と撮像素子の中心とのずれに起因する像の欠けを抑制できる。また、ローリング用磁気駆動機構の磁石および磁性部材が磁気バネとして機能するので、回転部材を基準回転位置（原点位置）へ復帰させることができる。磁気バネは、板バネを用いた従来の姿勢復帰機構のように、取り付け時の部材の変形や衝撃による部材の
変形のおそれがない。また、回転角度の増大による部材の変形のおそれがないので、回転範囲を大きく設定することができる。

【0013】

本発明において、前記コイルと前記磁石は、前記光軸方向の投影面積の少なくとも一部が前記基板と重なることが望ましい。このようにすると、ローリング用磁気駆動機構を径方向に小型化できる。従って、光学ユニットを径方向に小型化でき、光学ユニットを軽量化できる。

【0015】

本発明において、前記基板からの熱が伝達される放熱部材が前記回転部材に固定されていることが望ましい。また、この場合に、前記回転部材はフィラー入りの樹脂部材であり、前記基板は、前記放熱部材の表面に設けられた熱伝導層と接触することが望ましい。このようにすると、撮像素子の発熱を基板から回転部材へ効率良く伝達できる。従って、撮像素子の発熱を効率良く放熱できる。

【0016】

また、前記放熱部材は、前記基板の前記反被写体側に配置され、前記回転部材は、前記放熱部材の前記反被写体側に形成された前記回転軸を備える構造を採用すれば、回転部材へ伝達された熱を回転軸から放熱できる。従って、撮像素子の発熱を効率良く放熱できる。

【0017】

本発明において、前記基板に接続される第１フレキシブルプリント基板、および、前記コイルと接続される第２フレキシブルプリント基板のいずれか一方に設けられたパターンを介してグランド電位と接続されるシールド部を備え、前記撮像素子と前記回転部材との間に前記シールド部が配置され、且つ、前記光軸方向から見た場合に前記撮像素子と前記シールド部とが重なっていることが望ましい。このようにすると、グランド電位のシールド部によってコイルで発生するノイズから撮像素子を遮蔽することができる。従って、ノイズの影響による映像乱れなどの問題が発生するおそれを少なくすることができる。

【0018】

例えば、前記シールド部は、前記第１フレキシブルプリント基板または前記第２フレキシブルプリント基板の一部を構成しており、前記シールド部には、前記グランド電位と接続されたグランドパターンが形成されている。このようにすると、グランド電位のパターン（グランドパターン）によってコイルで発生するノイズから撮像素子を遮蔽することができる。また、フレキシブルプリント基板を引き回すことによって撮像素子と回転部材との間にシールド部を配置することができるので、容易にシールド部を設けることができる。

【0019】

本発明において、前記放熱部材は金属製の板材であり、前記シールド部を介して前記グランド電位と接続されることが望ましい。このようにすると、放熱部材もグランド電位となるので、放熱部材もグランド電位のシールドとして機能する。従って、コイルで発生するノイズの影響をさらに低減させることができる。また、放熱部材にノイズ遮蔽と放熱性改善の両方の機能を持たせることができるので、部品点数の増大を抑制できる。

【0020】

本発明において、前記放熱部材は、前記光軸方向から見た面積が前記撮像素子より大きく、前記光軸方向から見た場合に前記撮像素子全体を包含する範囲に配置されていることが望ましい。このようにすると、撮像素子の全面積をカバーできるため、撮像素子に対するノイズの影響を効果的に抑制できる。

【0021】

本発明において、前記放熱部材と前記回転部材との間に配置される電磁波吸収シートを備えることが望ましい。電磁波吸収シートを追加することにより、更に、撮像素子に対するノイズの影響を抑制できる。

【0022】

また、上記の課題を解決するために、本発明の光学ユニットは、光学素子と、前記光学素子の反被写体側に配置された撮像素子と、前記撮像素子が搭載された基板が固定された回転部材と、前記回転部材の前記反被写体側に配置される固定部材と、前記回転部材と固定部材の一方に設けられた回転軸、および、他方に設けられた軸受部を備える回転支持機構と、前記回転部材を前記光学素子の光軸回りに回転させるローリング用磁気駆動機構と、を有し、前記光学素子は、前記光学素子を保持するホルダ部材を介して前記固定部材に固定され、前記ローリング用磁気駆動機構は、前記回転部材と前記固定部材の一方に設けられた磁石と、他方に設けられたコイルとを備え、前記コイルと前記磁石は、前記光学素子の光軸方向の投影面積の少なくとも一部が前記基板と重なっており、前記基板に接続される第１フレキシブルプリント基板を有し、前記回転部材は、前記第１フレキシブルプリント基板が固定される固定面を備え、前記固定面は、前記回転部材の基板支持部から前記反被写体側に突出する突出部の前記反被写体側の端面であることを特徴とする。あるいは、本発明の光学ユニットは、光学素子と、前記光学素子の反被写体側に配置された撮像素子と、前記撮像素子が搭載された基板が固定された回転部材と、前記回転部材の前記反被写体側に配置される固定部材と、前記回転部材に設けられた回転軸、および、前記固定部材に設けられた軸受部を備える回転支持機構と、前記回転部材を前記光学素子の光軸回りに回転させるローリング用磁気駆動機構と、を有し、前記光学素子は、前記光学素子を保持するホルダ部材を介して前記固定部材に固定され、前記ローリング用磁気駆動機構は、前記回転部材と前記固定部材の一方に設けられた磁石と、他方に設けられたコイルとを備え、前記軸受部は前記固定部材を前記光学素子の光軸方向に貫通する保持孔に配置され、前記回転軸は、前記軸受部から前記固定部材の前記反被写体側に露出し、前記基板に接続される第１フレキシブルプリント基板を備え、前記回転部材は、前記第１フレキシブルプリント基板が固定される固定面を備え、前記固定面は、前記回転部材の基板支持部から前記反被写体側に突出する突出部の前記反被写体側の端面であることを特徴とする。このように、第１フレキシブルプリント基板を回転部材に固定することにより、撮像素子が搭載された基板と第１フレキシブルプリント基板との接続部に負荷がかかることを抑制できる。

【0023】

この場合に、前記固定面に凸部が形成され、前記第１フレキシブルプリント基板は、前記凸部が嵌る係合穴を備えることが望ましい。このようにすると、第１フレキシブルプリント基板を固定面に確実に位置決めできる。

【0024】

また、上記の課題を解決するために、本発明の光学ユニットは、光学素子と、前記光学素子の反被写体側に配置された撮像素子と、前記撮像素子が搭載された基板が固定された回転部材と、前記回転部材の前記反被写体側に配置される固定部材と、前記回転部材と固定部材の一方に設けられた回転軸、および、他方に設けられた軸受部を備える回転支持機構と、前記回転部材を前記光学素子の光軸回りに回転させるローリング用磁気駆動機構と
、を有し、前記光学素子は、前記光学素子を保持するホルダ部材を介して前記固定部材に固定され、前記ローリング用磁気駆動機構は、前記回転部材と前記固定部材の一方に設けられた磁石と、他方に設けられたコイルとを備え、前記コイルと前記磁石は、前記光学素子の光軸方向の投影面積の少なくとも一部が前記基板と重なっており、前記回転支持機構は、前記軸受部として、前記回転軸に固定される内輪および前記固定部材に固定される外輪を備えるボールベアリングを有し、更に、前記回転部材に形成された回転部材側環状溝と前記固定部材に形成された固定部材側環状溝の間に複数の転動体を配置した回転支持部を有し、前記複数の転動体は、前記ボールベアリングの外周面より径方向外側に配置されることを特徴とする。あるいは、本発明の光学ユニットは、光学素子と、前記光学素子の反被写体側に配置された撮像素子と、前記撮像素子が搭載された基板が固定された回転部材と、前記回転部材の前記反被写体側に配置される固定部材と、前記回転部材に設けられた回転軸、および、前記固定部材に設けられた軸受部を備える回転支持機構と、前記回転部材を前記光学素子の光軸回りに回転させるローリング用磁気駆動機構と、を有し、前記光学素子は、前記光学素子を保持するホルダ部材を介して前記固定部材に固定され、前記ローリング用磁気駆動機構は、前記回転部材と前記固定部材の一方に設けられた磁石と、他方に設けられたコイルとを備え、前記軸受部は前記固定部材を前記光学素子の光軸方向に貫通する保持孔に配置され、前記回転軸は、前記軸受部から前記固定部材の前記反被写体側に露出し、前記回転支持機構は、前記軸受部として、前記回転軸に固定される内輪および前記固定部材に固定される外輪を備えるボールベアリングを有し、更に、前記回転部材に形成された回転部材側環状溝と前記固定部材に形成された固定部材側環状溝の間に複数の転動体を配置した回転支持部を有し、前記複数の転動体は、前記ボールベアリングの外周面より径方向外側に配置されることを特徴とする。このようにすると、回転支持機構を光軸方向に薄型化することができる。従って、光学ユニットを光軸方向に薄型化することができる。

【0025】

本発明において、前記ホルダ部材と前記固定部材とが前記光軸方向に対向する部位に挟まれる弾性部材と、前記弾性部材の径方向外側で前記ホルダ部材と前記固定部材の一方を他方に対して前記光軸方向にねじ止めするねじ部材と、を備えることが望ましい。このようにすると、ねじ部材のねじ締め具合の調節により、固定部材に対するホルダ部材の傾きを調節できる。従って、撮像素子に対する光学素子の傾角調整を行うことができる。

【0026】

本発明において、前記撮像素子への光入射領域を規定するアパーチャを除いて前記撮像素子の被写体側を覆うカバー部材を有し、前記カバー部材は、前記アパーチャが形成された端板部と、前記アパーチャの外周側において前記端板部から前記被写体側へ立ち上がる筒部とを備え、前記ホルダ部材は、前記筒部の外周面と隙間を隔てて対向するホルダ筒部、および、前記筒部の外周側において前記端板部と隙間を隔てて対向する段部を備えることが望ましい。このようにすると、ホルダ部材とカバー部材との間にラビリンス構造を設けることができる。従って、塵埃が撮像素子側へ入り込むおそれを少なくすることができる。

【0027】

次に、本発明の３軸振れ補正機能付き光学ユニットは、上記の光学ユニットと、前記光学ユニットの前記光軸と交差する軸回りの振れを補正する振れ補正機構とを有する。このようにすると、３軸振れ補正機能付き光学ユニットを小型化することができる。

【0028】

この場合に、前記振れ補正機構は、前記光学ユニットを前記光軸と交差する第１方向回りおよび第２方向回りに揺動させる揺動用磁気駆動機構であり、前記光学ユニットは、前記第１方向と前記第２方向の間の角度位置に配置される揺動支持部と、前記揺動支持部に
よって支持される可動枠と、を備えるジンバル機構によって支持されることが望ましい。このようにすると、揺動用磁気駆動機構が配置される角度位置（第１方向および第２方向）の間のスペースを利用してジンバル機構の揺動支持部を配置できる。従って、３軸振れ補正機能付き光学ユニットを小型化できる。また、ジンバル機構の一部を構成する光学ユニットのホルダ部材にローリング補正のための回転支持機構が直接固定されているため、光軸と交差する２軸の交点と、ローリング補正の回転軸とを一致させ易い。また、光学ユニットは、ローリング補正の回転軸と撮像素子の中心とを一致させ易い構造である。従って、回転軸と撮像素子の中心とのずれに起因するによる像の欠けを抑制できる。

【発明の効果】

【0029】

本発明によれば、撮像素子が搭載された基板を光学素子およびホルダ部材から分離して回転させるため、回転する部分を軽量にすることができる。これにより、ローリング用磁気駆動機構を小型化でき、消費電力を少なくすることができる。また、ローリング用磁気駆動機構から加えられる駆動力に対する応答性が良いので、精度良くローリング補正を行うことができる。更に、回転する部分の軽量化により回転支持機構を小型化し簡略化することもできる。加えて、ローリング用磁気駆動機構の径方向のサイズ、あるいは、回転支持機構の光軸方向のサイズを小型化できるため、光学ユニットの小型化および軽量化が可能である。また、基板が固定される回転部材が回転軸もしくは軸受部を備えているため、撮像素子と回転軸とを近接させることができ、撮像素子から回転軸までの介在部品が少なくなるので積み上げの公差分も少なくなる為、ローリング補正の回転中心と撮像素子の中心とを一致させやすい。従って、回転中心と撮像素子の中心とのずれに起因する像の欠けを抑制できる。また、ローリング用磁気駆動機構の磁石および磁性部材が磁気バネとして機能するので、回転部材を基準回転位置（原点位置）へ復帰させることができる。磁気バネは、板バネを用いた従来の姿勢復帰機構のように、取り付け時の部材の変形や衝撃による部材の変形のおそれがない。また、回転角度の増大による部材の変形のおそれがないので、回転範囲を大きく設定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0030】

【図1】本発明を適用した光学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2】図１の光学ユニットの断面図である。

【図3】図１の光学ユニットの断面図である。

【図4】ローリング用磁気駆動機構および姿勢復帰機構と、回転支持機構の一部を示す平面図および断面図である。

【図5】第１フレキシブルプリント基板および第２フレキシブルプリント基板が固定される固定面の説明図である。

【図6】３軸振れ補正機能付き光学ユニットの斜視図である。

【図7】図６の３軸振れ補正機能付き光学ユニットの分解斜視図である。

【図8】変形例の光学ユニットにおけるノイズシールド構造の説明図である。

【図9】ノイズシールド構造の変形例の説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0031】

以下に、図面を参照して、本発明を適用した光学ユニット１の実施形態を説明する。本明細書において、符号Ｌは光学ユニット１の光軸であり、Ｌ１方向は光軸Ｌ方向の被写体側であり、Ｌ２方向は光軸Ｌ方向の反被写体側である。

【0032】

図１は本発明を適用した光学ユニット１の斜視図であり、図１（ａ）は被写体側Ｌ１から見た斜視図、図１（ｂ）は反被写体側Ｌ２から見た斜視図である。また、図２、図３は図１の光学ユニット１の断面図であり、図２は図１（ａ）のＡ−Ａ断面図であり、図３は図１（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。図１に示すように、光学ユニット１は、レンズユニット２と、レンズユニット２を保持するホルダ部材であるレンズホルダ１０と、レンズホルダ１０の反被写体側Ｌ２の端部に固定される固定部材２０を備える。図２、図３に示すように、レンズユニット２は、光学素子であるレンズ３を鏡筒４に組み付けて構成されている。鏡筒４の被写体側Ｌ１の先端には、円筒状のキャップ５およびカバーガラス６が取り
付けられる。レンズホルダ１０は、固定部材２０との間に後述する弾性部材９０を挟み込んだ状態で、ねじ部材９１によって固定部材２０にねじ止めされる。

【0033】

図１に示すように、レンズホルダ１０は、円筒状のホルダ筒部１１と、ホルダ筒部１１の反被写体側Ｌ２の端部から径方向外側に拡がる段部１２と、段部１２の外周縁から反被写体側Ｌ２に筒状に延びる側板部１３を備える。レンズユニット２の鏡筒４は、ホルダ筒部１１の内周側に保持される。この状態で、レンズユニット２の光軸Ｌは、レンズホルダ１０のホルダ筒部１１の中心軸線と一致する。段部１２は、光軸Ｌ方向から見た場合の形状が、正方形の４箇所の角部が切り欠かれた形状である。側板部１３には、一方の側面およびその両側の角部に設けられた面取り面の反被写体側Ｌ２の縁を所定の高さで切り欠いた切り欠き部１４が形成されている。また、側板部１３には、切り欠き部１４が形成された側面を除く他の３方向の側面にそれぞれ１箇所ずつボス部１５が形成されている。

【0034】

固定部材２０は全体として板状であり、光軸Ｌ方向に対して垂直に配置される。固定部材２０は、側板部１３を光軸Ｌ方向から見た形状の一方側（切り欠き部１４側）の縁を直線上に切り欠いた形状である。従って、側板部１３の反被写体側Ｌ２の端部に固定部材２０が固定されると、切り欠き部１４と固定部材２０との間に光軸Ｌ方向の反被写体側Ｌ２および光軸Ｌ方向と直交する方向に開口する開口部７が形成される。この開口部７から、後述する第１フレキシブルプリント基板８および第２フレキシブルプリント基板９が光学ユニット１の外部へ取り出される。

【0035】

固定部材２０の外周縁は、切り欠き部１４の側の縁を除き、レンズホルダ１０の側板部１３の反被写体側Ｌ２の端面１６と光軸Ｌ方向に対向する。固定部材２０の外周縁と、側板部１３の端面１６との間には弾性部材９０が挟まれている。弾性部材９０は、開口部７が形成された範囲を除く周方向の全範囲に配置されている。従って、開口部７が形成された範囲を除き、弾性部材９０によって側板部１３と固定部材２０との隙間がシールされる。

【0036】

固定部材２０には、外周縁の３箇所に径方向外側に突出する突出部２１が形成されている。突出部２１は、側板部１３に形成されたボス部１５と光軸Ｌ方向に対向する。固定部材２０をレンズホルダ１０に固定するねじ部材９１は、突出部２１に形成されたねじ穴に通されてボス部１５にねじ止めされる。ねじ部材９１による固定箇所は、弾性部材９０が挟まれた位置より径方向外側である。３箇所のねじ部材９１のねじ締め状態を調節することにより、レンズホルダ１０に保持されるレンズユニット２の光軸Ｌの傾きが調節される。従って、撮像素子４０に対するレンズユニット２の傾角調整を行うことができる。

【0037】

図２、図３に示すように、レンズユニット２の反被写体側Ｌ２には、撮像素子４０が搭載された基板４１と、撮像素子４０を被写体側Ｌ１から覆うように被せられたカバー部材３０と、基板４１が固定される回転台座５０と、回転台座５０を光軸Ｌ周りに回転可能に支持する回転支持機構６０と、回転台座５０を光軸Ｌ周りに回転させるローリング用磁気駆動機構７０が設けられている。回転台座５０は、撮像素子４０が搭載された基板４１の反被写体側Ｌ２に配置される。回転台座５０は、光軸Ｌに対して垂直な板状の基板支持部５１と、基板支持部５１の中央から反被写体側Ｌ２に突出する回転軸５２を備える。基板支持部５１には、基板４１が固定される。

【0038】

本形態の光学ユニット１において、回転台座５０は、光軸Ｌ回りに回転する回転部材であり、回転台座５０と、回転台座５０に固定された基板４１および撮像素子４０と、カバー部材３０は、光軸Ｌを中心として一体になって回転する回転体１Ａ（図２、図３参照）を構成する。一方、レンズホルダ１０、レンズユニット２、および固定部材２０は、回転体１Ａを回転可能に支持する固定体１Ｂ（図２、図３参照）を構成する。

【0039】

カバー部材３０は、撮像素子４０を被写体側Ｌ１から覆う略矩形の端板部３１と、端板部３１の外周縁から反被写体側Ｌ２側へ突出する側板部３２と、側板部３２の反被写体側Ｌ２の縁から径方向外側へ広がるフランジ部３３と、端板部３１の外周縁より径方向内側から被写体側Ｌ１に立ち上がる円筒状の筒部３４を備える。筒部３４の内周側で、且つ、端板部３１の中央には、撮像素子４０への光入射領域を規定するアパーチャ３５が形成されている。レンズユニット２からの光は、アパーチャ３５を通過して撮像素子４０へ入射する。アパーチャ３５の位置および形状は、撮像素子４０に応じて決定される。例えば、光軸Ｌ方向から見た撮像素子４０の形状が矩形である場合、アパーチャ３５は矩形である。

【0040】

カバー部材３０のフランジ部３３は、基板４１の外周縁に対して被写体側Ｌ１から当接する。これにより、撮像素子４０は、アパーチャ３５を除いて外側から覆われた状態となる。アパーチャ３５を囲んで被写体側Ｌ１に立ち上がる筒部３４の外周面は、ホルダ筒部１１の内周面と所定の隙間を隔てて径方向に対向する。また、カバー部材３０の端板部３１は、筒部３４の外周側において、レンズホルダ１０の段部１２と所定の隙間を隔てて光軸Ｌ方向に対向する。つまり、レンズホルダ１０とカバー部材３０との間には、屈曲した狭い隙間３６が形成され、ラビリンス構造が形成されている。

【0041】

回転台座５０において、基板支持部５１の被写体側Ｌ１の面には、基板４１より１回り小さい凹部５３が形成されている。凹部５３の底面には板状の放熱部材５４が固定され、放熱部材５４の基板４１側の面には熱伝導性シート５５が貼り付けられている。放熱部材５４は、アルミや銅などの金属製の板材である。基板支持部５１の被写体側Ｌ１の面に基板４１を固定すると、基板４１は、熱伝導性シート５５と接触する。従って、撮像素子４０による発熱は、基板４１から熱伝導性シート５５を経由して放熱部材５４に伝達される。熱伝導性シート５５は、基板４１と放熱部材５４との間に熱伝導層を形成するものであればよい。あるいは、熱伝導性の良いゲル状ペーストを放熱部材５４の表面に塗布し、熱伝導層を形成してもよい。回転台座５０はフィラー入りの樹脂部材であるため、熱伝導性が良い。従って、放熱部材５４からの熱は、回転台座５０に効率的に伝達される。また、回転台座５０には、放熱部材５４の反被写体側Ｌ２に回転軸５２が形成されている。従って、回転台座５０に伝達された熱は、回転軸５２から効率的に放熱される。

【0042】

図３に示すように、凹部５３の径方向外側には、基板支持部５１から被写体側Ｌ１に突出する位置決めピン５６が形成されている。位置決めピン５６は、周方向に離れた複数箇所に形成されている。基板４１には、位置決めピン５６と光軸Ｌ方向から見て重なる位置に位置決め穴４２が形成されている。本形態では、位置決めピン５６および位置決め穴４２は、図２に示す１箇所、および、図３に示す２箇所の合計３箇所に形成されている。複数の位置決めピン５６のそれぞれを位置決め穴４２に通すことにより、基板支持部５１に対して基板４１が位置決めされる。また、カバー部材３０は、フランジ部３３に形成された位置決め穴３７に位置決めピン５６を通すことにより、基板支持部５１および基板４１に対して位置決めされる。

【0043】

図３に示すように、基板支持部５１には、凹部５３の径方向外側で、且つ、位置決めピン５６より径方向内側の位置に、磁性部材８１を取り付けるための凹部５７が形成されている。凹部５７は、光軸Ｌを中心として対称な２箇所に形成されている。磁性部材８１は、後述するように、回転台座５０を基準回転位置に復帰させるための磁気バネ（姿勢復帰機構８０）を構成する部材である。

【0044】

図２に示すように、撮像素子４０が搭載された基板４１には、撮像素子用の第１フレキシブルプリント基板８が接続されている。第１フレキシブルプリント基板８が接続される
基板４１の縁は、レンズホルダ１０の切り欠き部１４と固定部材２０との間に形成される開口部７に面している。第１フレキシブルプリント基板８は、基板４１から開口部７を通って径方向外側へ引き出された後、Ｕ字状に折り返されて固定部材２０の反被写体側Ｌ２に引き回される。第１フレキシブルプリント基板８は、開口部７の外側で、Ｕ字状に折り返された直後の部分が回転台座５０に固定されている。回転台座５０には、基板支持部５１の開口部７側の縁から反被写体側Ｌ２に突出する突出部５８が形成されている。突出部５８の反被写体側Ｌ２の端面は、第１フレキシブルプリント基板８を固定する固定面５９となっている。第１フレキシブルプリント基板８の固定構造については後述する。

【0045】

（回転支持機構）
固定部材２０の径方向の中央には、軸受保持部２２が形成されている。軸受保持部２２は、固定部材２０を光軸Ｌ方向に貫通する保持孔２３を備える。固定部材２０の反被写体側Ｌ２の面には、保持孔２３を囲んで反被写体側Ｌ２に立ち上がる環状突出部２４が形成されている。回転支持機構６０は、軸受保持部２２に保持される軸受部６１と、軸受部６１の径方向外側で固定部材２０と回転台座５０との間に構成される回転支持部６５を備える。すなわち、回転支持機構６０は、軸受部６１および回転支持部６５の２組の回転支持部によって構成されている。

【0046】

軸受部６１は、保持孔２３の内周面に固定される外輪６２と、回転軸５２の外周面に固定される内輪６３と、外輪６２と内輪６３との間に配置されるボール６４を備える。図２、図３に示すように、回転軸５２の光軸Ｌ方向の先端は、固定部材２０の反被写体側Ｌ２に露出している。より詳しく述べると、回転軸５２は、軸受部６１の内輪６３から反被写体側Ｌ２に突出しており、固定部材２０に形成された環状突出部２４より反被写体側Ｌ２に突出している。回転支持部６５は、固定部材２０の被写体側Ｌ１の面に形成された固定部材側環状溝６６と、回転台座５０の基板支持部５１の反被写体側Ｌ２の面に形成された回転部材側環状溝６７と、固定部材側環状溝６６と回転部材側環状溝６７との間に配置された転動体６８と、固定部材側環状溝６６と回転部材側環状溝６７との間で転動体６８を保持するリテーナ６９を備える。

【0047】

固定部材側環状溝６６は、軸受部６１の外輪６２の外周面より径方向外側に形成されている。そのため、固定部材側環状溝６６の底面は、軸受部６１の外輪６２の被写体側Ｌ１の端面より反被写体側Ｌ２に窪んだ位置にある。また、回転支持部６５は、固定部材側環状溝６６と回転部材側環状溝６７が光軸Ｌ方向に対向する構造となっているため、光軸Ｌ方向の厚さが軸受部６１よりも小さい。従って、回転支持機構６０は、軸受部６１のようなボールベアリングを光軸Ｌ方向に２組重ねて配置する構成と比較して、光軸Ｌ方向の高さが小さい構造となっている。

【0048】

（ローリング用磁気駆動機構）
図４はローリング用磁気駆動機構７０および姿勢復帰機構８０と、回転支持機構６０の一部を示す平面図および断面図である。図４（ａ）は光軸Ｌ方向の被写体側Ｌ１から見た平面図であり、回転台座５０が基準回転位置にある場合の平面図である。また、図４（ｂ）は図４（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。図３に示すように、回転台座５０の回転軸５２が軸受保持部２２に取り付けられた軸受部６１を介して回転可能に保持されると、回転台座５０の基板支持部５１と固定部材２０との間にローリング用磁気駆動機構７０が構成される。ローリング用磁気駆動機構７０は、回転台座５０の回転軸５２を間に挟んで径方向の両側に配置された一対のコイル７１と、固定部材２０の軸受保持部２２を間に挟んで径方向の両側に配置された一対の磁石７２を備える。コイル７１と磁石７２は、光軸Ｌ方向で所定のギャップを空けて対向する。

【0049】

図４（ａ）に示すように、磁石７２は周方向に２分割されており、コイル７１と対向す
る面の磁極が径方向に延びる着磁分極線７３を境にして異なるように着磁されている。コイル７１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。一方のコイル７１の内側にはホール素子７４が配置される。ホール素子７４は、コイル７１への給電用の第２フレキシブルプリント基板９に固定される。ホール素子７４は、回転台座５０が予め定めた基準回転位置にあるときに、磁石７２の着磁分極線７３と対向する。ローリング用磁気駆動機構７０は、ホール素子７４の信号に基づいて検出されたローリング方向の原点位置に基づいて制御され、回転台座５０に撮像素子４０および基板４１を固定した回転体１Ａを光軸Ｌ回りに回転させてローリング補正を行う。つまり、光学ユニット１は、レンズユニット２およびレンズホルダ１０を含まない小型の回転体１Ａを回転させることによってローリング補正を行う。

【0050】

図２に示すように、回転台座５０には、基板支持部５１から固定部材２０に向けて突出する回転規制用凸部５１２が形成されている。また、固定部材２０には、回転規制用凸部５１２の先端が挿入される回転規制用凹部２５が形成されている。回転規制用凹部２５は周方向に所定の角度範囲にわたって延在する。回転規制用凸部５１２および回転規制用凹部２５は、固定部材２０に対する回転台座５０の回転範囲（ローリング補正の回転範囲）を規制する回転規制部を構成する。

【0051】

（姿勢復帰機構）
光学ユニット１は、回転台座５０を予め定めた基準回転位置に復帰させるための姿勢復帰機構８０を備える。姿勢復帰機構８０は、回転台座５０に固定された２個の磁性部材８１と、ローリング用磁気駆動機構７０を構成する２個の磁石７２によって構成される２組の磁気バネである。上述したように、各磁性部材８１は、基板支持部５１の被写体側Ｌ１の面に形成された凹部５７に固定されており、コイル７１を間に挟んで磁石７２と光軸Ｌ方向に対向する。図４（ａ）に示すように、磁性部材８１は周方向の寸法が径方向の寸法より大きい長方形である。回転台座５０が基準回転位置に位置するとき、磁性部材８１の周方向の中心８２は、磁石７２の着磁分極線７３と光軸Ｌ方向から見て重なる位置にある。

【0052】

回転台座５０が基準回転位置から回転すると、磁性部材８１の中心８２が、磁石７２の着磁分極線７３から周方向にずれるため、磁性部材８１と磁石７２との間には、磁性部材８１の中心８２と、磁石７２の着磁分極線７３の角度位置を一致させる方向の磁気吸引力が働く。すなわち、回転台座５０が基準回転位置からずれると、姿勢復帰機構８０は、回転台座５０を基準回転位置に復帰させる方向の磁気吸引力が働く。なお、本形態では、磁性部材８１と磁石７２からなる磁気バネを２組用いているが、磁気バネは１組であってもよい。すなわち、磁性部材８１は１個のみであってもよい。また、ローリング用磁気駆動機構７０は、コイル７１と磁石７２を少なくとも１組備えていればよい。

【0053】

（フレキシブルプリント基板の固定構造）
図３に示すように、回転台座５０には、ローリング用磁気駆動機構７０用の第２フレキシブルプリント基板９が固定される。第２フレキシブルプリント基板９は、基板支持部５１の反被写体側Ｌ２の面に形成された固定溝５１３に配置されて、コイル７１の位置へ引き回される。第２フレキシブルプリント基板９および固定溝５１３は、回転軸５２を中心として一方のコイル７１から他方のコイル７１までの角度範囲で周方向に延在する。第２フレキシブルプリント基板９は、一対のコイル７１と他方のコイル７１の間の角度位置から径方向外側へ引き出される。この角度位置には、レンズホルダ１０の切り欠き部１４と固定部材２０との間に形成される開口部７が設けられている。従って、ローリング用磁気駆動機構７０用の第２フレキシブルプリント基板９は、撮像素子４０用の第１フレキシブルプリント基板８と共に、開口部７から光学ユニット１の外部へ引き出される（図１、図２、図３参照）。

【0054】

ローリング用磁気駆動機構７０用の第２フレキシブルプリント基板９は、撮像素子４０用の第１フレキシブルプリント基板８と同様に、Ｕ字状に折り返されて固定部材２０の反被写体側Ｌ２に引き回される。第２フレキシブルプリント基板９は、開口部７の外側で、Ｕ字状に折り返された直後の部分が回転台座５０から突出する突出部５８に設けられた固定面５９に固定されている。つまり、固定面５９には、第１フレキシブルプリント基板８および第２フレキシブルプリント基板９が重なった状態でまとめて固定される。

【0055】

図５は第１フレキシブルプリント基板８および第２フレキシブルプリント基板９が固定される固定面５９の説明図であり、固定面５９を反被写体側Ｌ２から見た斜視図である。図５（ａ）は撮像素子４０用の第１フレキシブルプリント基板８の図示を省略した図であり、図５（ｂ）は撮像素子４０用の第１フレキシブルプリント基板８およびローリング用磁気駆動機構７０用の第２フレキシブルプリント基板９の図示を省略した図である。図５（ｂ）に示すように、固定面５９は第１フレキシブルプリント基板８および第２フレキシブルプリント基板９が引き出される方向（すなわち、径方向）と直交する方向の幅が長い横長の矩形面である。固定面５９の幅方向の中央には、第２フレキシブルプリント基板９の厚さに対応する深さの幅広の溝５９１が形成されている。溝５９１の幅方向の中央には、回転台座５０から径方向外側へ引き出される第２フレキシブルプリント基板９の部分（可撓性基板９Ａ）を通すための凹部５９２が形成されている。

【0056】

固定面５９には、第１フレキシブルプリント基板８および第２フレキシブルプリント基板９を固定するための固定部として、凸部５９３およびフック部５９４が形成されている。凸部５９３は、溝５９１の底面から円柱状に突出しており、凹部５９２の幅方向の両側に１箇所ずつ形成されている。フック部５９４は、固定面５９の幅方向の両端に１箇所ずつ形成されている。フック部５９４は、固定面５９より反被写体側Ｌ２に突出する突き当て部５９５と、突き当て部５９５から径方向外側へ屈曲して延びる押さえ部５９６を備えた屈曲形状である。

【0057】

図５（ａ）に示すように、ローリング用磁気駆動機構７０用の第２フレキシブルプリント基板９は、凹部５９２を通る幅の可撓性基板９Ａと、溝５９１と略同一幅の幅広部９Ｂを備えており、幅広部９Ｂは、可撓性基板に補強板を固定した構造となっている。幅広部９Ｂには、幅方向に離間した２箇所に係合穴５９７が形成されている。第２フレキシブルプリント基板９は、幅広部９Ｂを溝５９１に重ね合わせて各係合穴５９７に凸部５９３を嵌め込むことにより、固定面５９に位置決めされる。

【0058】

図１（ｂ）に示すように、撮像素子４０用の第１フレキシブルプリント基板８は、基板４１の幅方向の両側に接続される２本の可撓性基板８Ａ、８Ｂと、可撓性基板８Ａ、８Ｂが所定の間隔を空けた状態で接続される幅広部８Ｃを備える。幅広部８Ｃは、可撓性基板に補強板を固定した構造となっている。幅広部８Ｃには、幅方向に離間した２箇所に係合穴５９８が形成されている。また、幅広部８Ｃには、幅方向の両側の縁から突出する引っ掛け部５９９が形成されている。第１フレキシブルプリント基板８を固定面５９に固定する際には、第２フレキシブルプリント基板９の幅広部９Ｂの上に第１フレキシブルプリント基板８の幅広部８Ｃを重ねて、固定面５９に沿って幅広部８Ｃをスライドさせて、引っ掛け部５９９をフック部５９４に係合させる。また、係合穴５９８に凸部５９３を嵌め込む。これにより、幅広部８Ｃが固定面５９に固定され、撮像素子４０用の第１フレキシブルプリント基板８が固定面５９に固定される。また、ローリング用磁気駆動機構７０用の第２フレキシブルプリント基板９は、幅広部８Ｃによって幅広部９Ｂが押さえられるので、固定面５９に固定される。

【0059】

（３軸振れ補正機能付き光学ユニット）
図６は３軸振れ補正機能付き光学ユニット１００の斜視図である。また、図７は図６の３軸振れ補正機能付き光学ユニット１００の分解斜視図である。図６、図７に示すＸＹＺの３方向は互いに直交する方向であり、Ｘ方向の一方側を＋Ｘ、他方側を−Ｘで示し、Ｙ方向の一方側を＋Ｙ、他方側を−Ｙで示し、Ｚ方向の一方側を＋Ｚ、他方側を−Ｚで示す。Ｚ方向は、光学ユニット１の光軸Ｌ方向と一致する。被写体側Ｌ１は＋Ｚ方向と一致し、反被写体側Ｌ２は−Ｚ方向と一致する。

【0060】

３軸振れ補正機能付き光学ユニット１００は、上記の光学ユニット１を、光軸Ｌと直交する軸回りの振れを補正する振れ補正機構を備えたユニットに組み込んで、ローリング補正と、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ように構成したものである。３軸振れ補正機能付き光学ユニット１００は、光学ユニット１と、光学ユニット１を保持するホルダ３００と、光学ユニット１およびホルダ３００を収容するケースである固定体４００と、固定体４００に対してホルダ３００を揺動可能に支持するジンバル機構５００と、ホルダ３００を固定体４００に対して揺動させる揺動用磁気駆動機構６００と、ホルダ３００と固定体４００とを接続するバネ部材７００を備える。

【0061】

ホルダ３００は、ジンバル機構５００により、光軸Ｌ方向（Ｚ方向）と直交する第１軸線Ｒ１回りに揺動可能に支持されているとともに、光軸Ｌ方向および第１軸線Ｒ１と直交する第２軸線Ｒ２回りに揺動可能に支持されている。第１軸線Ｒ１および第２軸線Ｒ２は、固定体４００の対角方向であり、Ｘ方向およびＹ方向に対して４５度傾いている。光学ユニット１はホルダ３００に固定されている。従って、光学ユニット１はホルダ３００と一体になって揺動する。

【0062】

固定体４００は、光軸Ｌ方向（Ｚ方向）から見た場合に略正方形の外形をした第１ケース４１０と、第１ケース４１０に対して−Ｚ方向側から組み付けられる第２ケース４２０を備える。第１ケース４１０は、溶接等により第２ケース４２０と固定される。第１ケース４１０は、ホルダ３００の周りを囲む角筒状の胴部４１１と、胴部４１１の＋Ｚ方向の端部から内側に張り出した矩形枠状の端板部４１２を備える。端板部４１２の中央には窓４１３が形成されている。胴部４１１は、Ｘ方向に対向する一対の側板４０１、４０２と、Ｙ方向に対向する一対の側板４０３、４０４を備える。第２ケース４２０は、矩形枠状の第１部材４２１と、第１部材４２１の−Ｚ方向側に取り付けられる矩形枠状の第２部材４２２の２部材によって構成される。

【0063】

ホルダ３００は、光学ユニット１（ローリング補正機能付き光学ユニット）が固定されるホルダ本体部３１０と、ホルダ本体部３１０に固定された光学ユニット１のＸ方向の両側においてＹ方向に延在する一対の壁部３０１、３０２と、光学ユニット１のＹ方向の両側においてＸ方向に延在する一対の壁部３０３、３０４を備える。光学ユニット１は、レンズホルダ１０のホルダ筒部１１が壁部３０３〜３０６の内周側に配置されるようにホルダ３００に組み付けられる。ホルダ本体部３１０は、光軸方向から見た場合に略矩形であり、壁部３０１〜３０４はホルダ本体部３１０の外周縁に設けられている。また、ホルダ本体部３１０の−Ｚ方向の端部には、固定体４００の第２ケース４２０と当接してホルダ３００の揺動範囲を規制するストッパー３１２が設けられている。

【0064】

ジンバル機構５００は、ホルダ３００と固定体４００との間に構成されている。ジンバル機構５００は、ホルダ本体部３１０の第１軸線Ｒ１上の対角位置に設けられた第１揺動支持部５０１と、固定体４００の第２軸線Ｒ２上の対角位置に設けられた第２揺動支持部５０２と、第１揺動支持部５０１および第２揺動支持部５０２によって支持される可動枠５０３を備える。第１軸線Ｒ１および第２軸線Ｒ２は光軸Ｌ方向と直交し、且つ、Ｘ方向およびＹ方向に対して４５度傾いた方向であり、第１軸線Ｒ１と第２軸線Ｒ２は互いに直交する。第２揺動支持部５０２は、固定体４００の第２ケース４２０を構成する第１部材
４２１に形成されている。可動枠５０３は、光軸回りの４か所に設けられた支点部５０４と、光軸回りで隣り合う支点部５０４を繋ぐ連結部５０５を備える板状ばねである。

【0065】

可動枠５０３における各支点部５０４の内側面には溶接等によって金属製の球体（図示省略）が固定されている。この球体は、ホルダ３００に設けられた第１揺動支持部５０１、および、固定体４００に設けられた第２揺動支持部５０２に保持される接点ばね５１１と点接触する。接点ばね５１１は板状ばねであり、第１揺動支持部５０１に保持される接点ばね５１１は第１軸線Ｒ１方向に弾性変形可能であり、第２揺動支持部５０２に保持される接点ばね５１１は第２軸線Ｒ２方向に弾性変形可能である。従って、可動枠５０３は、光軸Ｌ方向と直交する２方向（第１軸線Ｒ１方向および第２軸線Ｒ２方向）の各方向回りに回転可能な状態で支持される。

【0066】

揺動用磁気駆動機構６００は、ホルダ３００と固定体４００の間に設けられた４組の磁気駆動機構６０１を備える。各磁気駆動機構６０１は、磁石６０２とコイル６０３を備える。コイル６０３はホルダ３００のＸ方向の両側の壁部３０１、３０２、ならびにホルダ３００のＹ方向の両側の壁部３０３、３０４の外側面に保持される。磁石６０２は、固定体４００の第１ケース４１０に設けられた側板４０１、４０２、４０３、４０４の内側面に保持される。第１ケース４１０は磁性材料から構成されており、磁石６０２に対するヨークとして機能する。揺動用磁気駆動機構６００は、光学ユニット１のレンズホルダ１０のホルダ筒部１１の外周側のスペースを利用して配置される。

【0067】

ホルダ３００と固定体４００との間では、＋Ｘ方向側、−Ｘ方向側、＋Ｙ方向側、−Ｙ方向側のいずれにおいても、磁石６０２とコイル６０３とが対向する磁気駆動機構６０１が構成される。磁石６０２は光軸Ｌ方向（すなわち、Ｚ方向）に２分割され、内面側の磁極が分割位置（着磁分極線）を境にして異なるように着磁されている。コイル６０３は空芯コイルであり、＋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。

【0068】

ホルダ３００の＋Ｙ方向側および−Ｙ方向側に位置する２組の磁気駆動機構６０１は、コイル６０３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、ホルダ３００の＋Ｘ方向側および−Ｘ方向側に位置する２組の磁気駆動機構６０１は、コイル６０３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。磁気駆動機構６０１は、＋Ｙ方向側および−Ｙ方向側に位置する２組の磁気駆動機構６０１によるＸ軸回りの回転、および＋Ｘ方向側および−Ｘ方向側に位置する２組の磁気駆動機構６０１によるＹ軸回りの回転を合成することにより、光学ユニット１を第１軸線Ｒ１回りおよび第２軸線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。

【0069】

バネ部材７００は、ホルダ本体部３１０の−Ｚ方向の端部に配置され、ホルダ３００と固定体４００を接続する。揺動用磁気駆動機構６００が駆動されていない静止状態にあるときのホルダ３００およびホルダ３００に固定された光学ユニット１の姿勢は、バネ部材７００によって定まる。バネ部材７００は、金属板を加工した矩形枠状の板バネである。バネ部材７００は、その外周部に設けられた固定体側連結部７０１が固定体４００の第２ケース４２０の内周側に固定される。また、バネ部材７００の内周部に設けられた可動体側連結部７０２がホルダ本体部３１０の外周面に設けられた固定用凸部３１３に固定され、固定体側連結部７０１と可動体側連結部７０２はアーム部７０３によって繋がっている。なお、バネ部材７００を用いる代わりに、光学ユニット１の姿勢復帰機構８０と同様の磁気バネを用いることもできる。

【0070】

３軸振れ補正機能付き光学ユニット１００は、上記のように、Ｘ軸回りの振れ補正、お
よびＹ軸回りの振れ補正を行う振れ補正部である揺動用磁気駆動機構６００を備えており、光学ユニット１は、揺動用磁気駆動機構６００によるＸ軸回りおよびＹ軸回りの振れ補正を行っていない基準状態であるとき、光学ユニット１の光軸Ｌ方向が図６、図７のＺ方向と一致する姿勢となるように、３軸振れ補正機能付き光学ユニット１００に組み込まれている。

【0071】

従って、３軸振れ補正機能付き光学ユニット１００は、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にはローリング用磁気駆動機構７０が組み込まれているのでローリング補正を行うことができる。光学ユニット１は、ジャイロスコープなどの振れ検出センサを備えており、振れ検出センサによって直交する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６００およびローリング用磁気駆動機構７０を駆動する。あるいは、３軸振れ補正機能付き光学ユニット１００が搭載される光学機器本体に搭載される振れ検出センサの信号に基づいて、光学機器本体の制御部が揺動用磁気駆動機構６００およびローリング用磁気駆動機構７０を制御してもよい。

【0072】

（本形態の主な作用効果）
本形態の光学ユニットは、撮像素子４０が搭載された基板４１をレンズユニット２およびレンズホルダ１０から分離して回転させて光軸Ｌ回りの回転補正（ローリング補正）を行う。従って、回転する部分（回転体１Ａ）を軽量にすることができるため、ローリング用磁気駆動機構７０を小型化でき、消費電力を少なくすることができる。また、ローリング用磁気駆動機構７０から加えられる駆動力に対する回転体１Ａの応答性が良いので、精度良くローリング補正を行うことができる。更に、回転する部分の軽量化により回転支持機構６０を小型化し簡略化することもできる。加えて、本形態は、ローリング用磁気駆動機構７０の径方向のサイズ、および、回転支持機構６０の光軸Ｌ方向のサイズを小型化できるため、光学ユニット１の小型化および軽量化が可能である。

【0073】

具体的には、ローリング用磁気駆動機構７０のコイル７１および磁石７２は、光軸Ｌ方向の投影面積の少なくとも一部が、撮像素子４０が搭載された基板４１と重なっている。従って、基板４１より径方向外側に確保すべきローリング用磁気駆動機構７０の配置空間が狭くてよいので、光学ユニット１の径方向の小型化を図ることができる。また、回転支持機構６０は、回転台座５０に設けられた回転軸５２をボールベアリングである軸受部６１によって回転可能に支持するとともに、軸受部６１の径方向外側に配置され、且つ、基板４１の光軸Ｌ方向の投影面積の範囲内に配置される回転支持部６５によって回転台座５０の基板支持部５１を回転可能に支持する構造である。従って、基板４１より径方向外側に回転支持機構６０を設けるための空間を確保する必要がないので、光学ユニット１の径方向の小型化を図ることができる。

【0074】

また、本形態の回転支持機構６０は、軸受部６１の径方向外側に回転支持部６５の転動体６８が配置されているので、軸受部６１のようなボールベアリングを光軸Ｌ方向に２組重ねて配置する構成と比較して、光軸Ｌ方向の厚さを小さくすることができる。つまり、回転支持機構６０は径方向のサイズが小型であり、且つ、光軸Ｌ方向にも薄型化されている。従って、光学ユニット１を小型化でき、且つ、光学ユニット１を軽量化できる。また、回転体１Ａは、基板４１が固定される回転台座５０に回転軸５２が形成されているため、撮像素子４０と回転軸５２とを近接させることができ、撮像素子４０から回転軸５２までの介在部品が少なくなるので積み上げの公差分も少なくなる為、ローリング補正の回転中心と撮像素子４０の中心とを一致させやすい。従って、回転中心と撮像素子４０の中心とのずれに起因する像の欠けを抑制できる。

【0075】

本形態は、回転台座５０を基準回転位置に復帰させる姿勢復帰機構８０として、ローリ
ング用磁気駆動機構７０の磁石７２と、コイル７１が搭載された回転台座５０に搭載される磁性部材８１を備えた磁気バネを用いている。このような姿勢復帰機構８０は、従来用いていた板バネのように取り付け時の部材の変形や、衝撃による部材の変形のおそれがない。また、回転角度の増大による部材の変形のおそれがないので、回転範囲を大きく設定することができる。

【0076】

本形態の回転台座５０には、熱伝導性シート５５などの熱伝導層を介して基板４１からの熱が伝達される放熱部材５４が固定されている。また、回転台座５０は、フィラー入りの樹脂によって構成された樹脂部材であり、放熱部材５４の取付位置の裏側に回転軸５２が形成されている。従って、撮像素子４０の発熱を基板４１から回転台座５０へ効率良く伝達でき、回転軸５２から回転支持機構６０を介して固定部材２０に効率良く放熱できる。よって、撮像素子４０の発熱を効率良く放熱できる。

【0077】

本形態の回転台座５０は、開口部７側の縁に形成された突出部５８を備えており、突出部５８の反被写体側Ｌ２の端面（固定面５９）には、撮像素子４０用の第１フレキシブルプリント基板８、および、ローリング用磁気駆動機構７０用の第２フレキシブルプリント基板９をまとめて固定することができる。従って、回転時に加わる第１フレキシブルプリント基板８と撮像素子４０との接続部に負荷がかかることを抑制できる。また、第２フレキシブルプリント基板９に負荷がかかることを抑制できる。固定面５９と第１フレキシブルプリント基板８および第２フレキシブルプリント基板９には、凸部５９３と係合穴５９７、５９８からなる係合構造が設けられているため、第１フレキシブルプリント基板８および第２フレキシブルプリント基板９を確実に位置決めできる。更に、引っ掛け部５９９とフック部５９４からなる係合構造が設けられているため、第１フレキシブルプリント基板８および第２フレキシブルプリント基板９を確実に固定できる。また、基板支持部５１から反被写体側Ｌ２に突出する突出部５８の反被写体側Ｌ２の端面を固定面５９とすることで、第１フレキシブルプリント基板８および第２フレキシブルプリント基板９を引き出す際にＲ状に撓んだ部分を形成できるので、回転時の第１フレキシブルプリント基板８および第２フレキシブルプリント基板９の動きをスムーズにすることができる。

【0078】

本形態では、レンズホルダ１０と固定部材２０の外周縁との間に弾性部材９０が挟まれており、弾性部材９０が挟まれた位置よりも径方向外側の位置で、レンズホルダ１０と固定部材２０とがねじ部材９１によって締め付け固定されている。従って、ねじ部材９１の締め付け具合の調節によって固定部材２０に対するレンズホルダ１０の傾きを調節でき、撮像素子４０に対するレンズユニット２の光軸Ｌの傾きを調節できる。

【0079】

本形態では、撮像素子４０への光入射領域を規定するアパーチャ３５を除いて撮像素子４０を覆うカバー部材３０が基板４１に固定され、アパーチャ３５を除いて撮像素子４０の被写体側Ｌ１が覆われている。更に、カバー部材３０は、アパーチャ３５の外周側に筒部３４が設けられ、筒部３４の外周面および端板部３１の被写体側Ｌ１の表面は、レンズホルダ１０の内側面との間にラビリンス構造を構成している。従って、基板４１の反被写体側Ｌ２から、撮像素子４０側へ塵埃が入り込むおそれを少なくすることができる。

【0080】

本形態の光学ユニット１をジンバル機構５００によって揺動可能に支持し、揺動用磁気駆動機構６００によって光軸Ｌと直交するＸ軸回りの振れ補正、およびＹ軸回りの振れ補正を行う３軸振れ補正機能付き光学ユニット１００として用いることができる。また、３軸振れ補正機能付き光学ユニット１００は、内部に組み込まれる光学ユニット１が径方向に小型化されている。また、光学ユニット１のホルダ筒部１１の外周側のスペースを利用して揺動用磁気駆動機構６００を配置することができる。また、揺動用磁気駆動機構６００が配置される角度位置の間のスペースを利用してジンバル機構５００の第１揺動支持部５０１および第２揺動支持部５０２を配置することができる。従って、３軸振れ補正機能
付き光学ユニット１００の小型化を図ることができる。

【0081】

また、光学ユニット１は、ジンバル機構５００を構成するホルダ３００と一体に回転するレンズホルダ１０を備えており、このレンズホルダ１０にローリング補正のための回転支持機構６０が直接固定されている。従って、光軸Ｌと直交するＸ軸方向およびＹ軸方向の２軸の交点と、ローリング補正の回転軸とを一致させ易い。また、光学ユニット１は、ローリング補正の回転軸５２と撮像素子４０の中心とを一致させ易い構造である。従って、回転軸５２と撮像素子４０の中心とのずれに起因するによる像の欠けを抑制できる。

【0082】

（変形例）
（１）上記形態は、回転台座５０に回転軸５２が設けられ、固定部材２０に軸受部６１が設けられていたが、回転台座５０に軸受部が設けられ、固定部材２０に回転軸が設けられていてもよい。また、軸受部６１としてボールベアリングでなくすべり軸受を用いても良い。

【0083】

（２）上記形態は、回転台座５０にコイル７１が固定され、固定部材２０に磁石７２が固定されていたが、回転台座５０に磁石が固定され、固定部材２０にコイルが固定されていてもよい。この場合、姿勢復帰機構８０を構成する磁性部材８１は、回転台座５０と固定部材２０のうち、コイルが固定された側の部材（固定部材２０）に固定すればよい。

【0084】

（３）上記形態は、レンズホルダ１０に切り欠き部１４が形成され、切り欠き部１４と固定部材２０との間に外部と連通する開口部７を形成し、この開口部７からフレキシブルプリント基板８、９が光学ユニット１の外部へ取り出されているが、開口部７を設けず、レンズホルダ１０の反被写体側Ｌ２の端部を固定部材２０によって完全に塞ぐ構造を採用しても良い。このようにすると、光学ユニット１の内部への塵埃の侵入を抑制できる。また、この場合、固定部材２０に両面基板を取り付け、第１フレキシブルプリント基板８および第２フレキシブルプリント基板９を両面基板に対して被写体側Ｌ１から接続する部分と、両面基板の反被写体側Ｌ２から光学ユニット１の外部に引き出す部分とに分けることにより、第１フレキシブルプリント基板８および第２フレキシブルプリント基板９を外部と接続することができる。

【0085】

（４）上記形態では、回転台座５０は板状の基板支持部５１を備えており、撮像素子４０が搭載された基板４１は基板支持部５１の被写体側Ｌ１に配置され、ローリング用磁気駆動機構７０のコイル７１は、基板支持部５１の反被写体側Ｌ２に配置されている。このため、ローリング用磁気駆動機構７０を駆動する際、基板４１に搭載された回路や撮像素子４０がコイル７１側で発生する各種のノイズの影響を受けるおそれがあり、映像乱れなどの問題が発生するおそれがあった。例えば、コイル７１への通電をＰＷＭ制御により行う場合には、ＰＷＭ制御の制御波形に起因する電気的ノイズによって映像乱れが発生するおそれがあった。そこで、基板４１および撮像素子４０へのノイズの影響を低減させるため、光学ユニット１にノイズシールド構造を設けることが好ましい。

【0086】

図８は変形例の光学ユニット１におけるノイズシールド構造の説明図であり、回転部材５０、放熱部材５４、基板４１、撮像素子４０、および第２フレキシブルプリント基板９の断面図（図１のＡ−Ａ線の位置における断面図）である。図８の形態では、第２フレキシブルプリント基板９は、コイル７１と接続される給電用パターンが形成されたコイル接続部９Ｃと、放熱部材５４と接続されるグランドパターンが形成されたシールド部９Ｄを備える。コイル接続部９Ｃは、上記形態と同様に、基板支持部５１の反被写体側Ｌ２の面に形成された固定溝５１３（図３参照）に配置されて、コイル７１の位置へ引き回される。一方、シールド部９Ｄは、基板支持部５１に形成された凹部５３の底面に配置される。

【0087】

コイル接続部９Ｃおよびシールド部９Ｄは、第２フレキシブルプリント基板９の可撓性基板９Ａから分岐して延びている。つまり、シールド部９Ｄは、第２フレキシブルプリント基板９の一部を構成している。シールド部９Ｄにはグランドパターンが形成されている。シールド部９Ｄに形成されたグランドパターンは、可撓性基板９Ａに形成されたパターンを経由して、光学ユニット１を制御する上位装置のグランド電位に接続されている。グランドパターンは、シールド部９Ｄ全体に形成されていてもよいし、一部に形成されていてもよい。例えば、シールド部９Ｄに網目状のグランドパターンが形成されていてもよい。グランドパターンは、金属製の板材である放熱部材５４と電気的に接続される。つまり、シールド部９Ｄを介して、放熱部材５４がグランド電位となるように構成されている。

【0088】

図８の例では、放熱部材５４が配置される凹部５３は、第２フレキシブルプリント基板９が引き回される側（すなわち、回転台座５０において突出部５８が形成された側）では基板支持部５１の外周縁まで延びている。従って、シールド部９Ｄは、基板支持部５１の外周側から凹部５３に引き込まれ、凹部５３に配置された放熱部材５４と凹部５３の底面の間に配置されている。また、放熱部材５４と基板４１との間には熱伝導性シート５５などの熱伝導層が介在している。放熱部材５４は、光軸Ｌ方向から見た場合に撮像素子４０と重なるように配置されている。図８の例では、放熱部材５４は、光軸Ｌ方向から見た面積が撮像素子４０より大きく、撮像素子４０全体を包含する範囲に放熱部材５４が配置されている。言い換えれば、撮像素子４０は、その全体が光軸Ｌ方向から見て放熱部材５４と重なっている。

【0089】

このように、図８の例では、撮像素子４０および基板４１と、回転部材５０の基板支持部５１との間にグランド電位のシールド部９Ｄが配置されている。従って、基板支持部５１の反被写体側Ｌ２に取り付けられたコイル７１と、撮像素子４０および基板４１との間にシールド部９Ｄが配置されることになるので、コイル７１で発生するノイズから撮像素子４０および基板４１を遮蔽することができる。よって、コイル７１で発生するノイズの影響を低減させることができ、映像乱れなどの問題が発生するおそれを少なくすることができる。

【0090】

また、図８の例では、金属製の放熱部材５４がグランドパターンと接続され、放熱部材５４もグランド電位となっている。従って、放熱部材５４もシールドとして機能するので、コイル７１で発生するノイズの影響をさらに低減させることができる。また、放熱部材５４は、光軸Ｌ方向から見た場合に撮像素子４０と重なっており、撮像素子４０全体を包含する範囲に配置されている。従って、コイル７１で発生するノイズから撮像素子４０を効果的に遮蔽することができ、ノイズの影響を効果的に低減させることができる。また、放熱部材５４にノイズ遮蔽と放熱性改善の両方の機能を持たせることができるので、部品点数の増大を抑制できる。

【0091】

なお、図８の例では、シールド部９Ｄが放熱部材５４と同じ範囲に配置されており、グランドパターンも撮像素子４０全体を包含する範囲に設けられているが、グランドパターンは撮像素子４０よりも小さくてもよい。また、放熱部材５４についても、撮像素子４０よりも小さくてもよい。すなわち、シールド部９Ｄに形成されたグランドパターンおよび放熱部材５４が、光軸Ｌ方向から見て撮像素子４０の一部と重なっている構成を採用することもできる。このような構成では、図８の例よりはノイズの遮蔽効果が小さいものの、コイル７１で発生するノイズの影響を低減させることができる。

【0092】

（５）図９は、ノイズシールド構造の変形例の説明図である。以下、図８の例と異なる点のみ説明する。図９の例では、放熱部材５４とシールド部９Ｄとの間に電磁波吸収シート９Ｅが配置されている。このように、電磁波吸収シート９Ｅを追加することにより、電磁波吸収シート９Ｅによってノイズを遮蔽できる。従って、ノイズの遮蔽効果を高めること
ができる。なお、図９の例では、電磁波吸収シート９Ｅは放熱部材５４と同一形状であり、撮像素子４０全体を包含する範囲に設けられているが、電磁波吸収シート９Ｅが撮像素子４０より小さく、一部が撮像素子４０と重なる構成であってもよい。また、電磁波吸収シート９Ｅとシールド部９Ｄの配置は逆であってもよい。

【0093】

（６）図８、図９の形態において、シールド部９Ｄは、第２フレキシブルプリント基板９でなく第１フレキシブルプリント基板８に設けられていてもよい。また、シールド部９Ｄは、第２フレキシブルプリント基板９および第１フレキシブルプリント基板８とは別体の部材であってもよい。例えば、第２フレキシブルプリント基板９および第１フレキシブルプリント基板８とは別体の基板にグランドパターンを設けて凹部５３に配置し、第２フレキシブルプリント基板９もしくは第１フレキシブルプリント基板８に形成されたパターンを介して、凹部５３に配置した基板のグランドパターンを上位装置のグランド電位と接続することができる。

【符号の説明】

【0094】

１…光学ユニット、１Ａ…回転体、１Ｂ…固定体、２…レンズユニット、３…レンズ、４…鏡筒、５…キャップ、６…カバーガラス、７…開口部、８…第１フレキシブルプリント基板、８Ａ、８Ｂ…可撓性基板、８Ｃ…幅広部、９…第２フレキシブルプリント基板、９Ａ…可撓性基板、９Ｂ…幅広部、９Ｃ…コイル接続部、９Ｄ…シールド部、９Ｅ…電磁波吸収シート、１０…レンズホルダ（ホルダ部材）、１１…ホルダ筒部、１２…段部、１３…側板部、１４…切り欠き部、１５…ボス部、１６…端面、２０…固定部材、２１…突出部、２２…軸受保持部、２３…保持孔、２４…環状突出部、２５…回転規制用凹部、３０…カバー部材、３１…端板部、３２…側板部、３３…フランジ部、３４…筒部、３５…アパーチャ、３６…隙間、３７…位置決め穴、４０…撮像素子、４１…基板、４２…位置決め穴、５０…回転台座（回転部材）、５１…基板支持部、５２…回転軸、５３…凹部、５４…放熱部材、５５…熱伝導性シート、５６…位置決めピン、５７…凹部、５８…突出部、５９…固定面、６０…回転支持機構、６１…軸受部、６２…外輪、６３…内輪、６４…ボール、６５…回転支持部、６６…固定部材側環状溝、６７…回転部材側環状溝、６８…転動体、６９…リテーナ、７０…ローリング用磁気駆動機構、７１…コイル、７２…磁石、７３…着磁分極線、７４…ホール素子、８０…姿勢復帰機構、８１…磁性部材、８２…磁性部材の中心、９０…磁性部材弾性部材、９１…ねじ部材、１００…３軸振れ補正機能付き光学ユニット、３００…ホルダ、３０１、３０２、３０３、３０４…壁部、３１０…ホルダ本体部、３１２…ストッパー、３１３…固定用凸部、４００…固定体、４０１、４０２、４０３、４０４…側板、４１０…第１ケース、４１１…胴部、４１２…端板部、４１３…窓、４２０…第２ケース、４２１…第１部材、４２２…第２部材、５００…ジンバル機構、５０１…第１揺動支持部、５０２…第２揺動支持部、５０３…可動枠、５０４…支点部、５０５…連結部、５１１…接点ばね、５１２…回転規制用凸部、５１３…固定溝、５９１…溝、５９２…凹部、５９３…凸部、５９４…フック部、５９５…突き当て部、５９６…押さえ部、５９７…係合穴、５９８…係合穴、５９９…引っ掛け部、６００…揺動用磁気駆動機構、６０１…磁気駆動機構、６０２…磁石、６０３…コイル、７００…バネ部材、７０１…固定体側連結部、７０２…可動体側連結部、７０３…アーム部、Ｌ…光軸、Ｌ１…被写体側、Ｌ２…反被写体側、Ｒ１…第１軸線、Ｒ２…第２軸線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】