特開 2022-59847 光学ユニット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022059847

(43)【公開日】2022-04-14

(54)【発明の名称】光学ユニット

(51)【国際特許分類】

   G03B 5/00 20210101AFI20220407BHJP

   H02K 33/02 20060101ALI20220407BHJP

   H04N 5/222 20060101ALI20220407BHJP

【ＦＩ】

G03B5/00 J

H02K33/02 B

H04N5/222 100

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020167703

(22)【出願日】2020-10-02

(71)【出願人】

【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】100095452

【弁理士】

【氏名又は名称】石井 博樹

(72)【発明者】

【氏名】羽多野 慎司

(72)【発明者】

【氏名】須江 猛

(72)【発明者】

【氏名】笠原 章吾

【テーマコード（参考）】

2K005

5C122

5H633

【Ｆターム（参考）】

2K005CA14

5C122EA54

5C122GD01

5C122GD09

5C122HA82

5H633BB03

5H633BB15

5H633BB16

5H633BB20

5H633GG02

5H633GG06

5H633GG08

5H633HH03

5H633HH05

5H633HH09

5H633HH13

5H633JA03

5H633JB05

(57)【要約】

【課題】光学モジュールを備える可動体を固定体に対してジンバル機構により移動させる構成の光学ユニットを小型化する。
【解決手段】光学モジュール１２を備える可動体１４と、固定体１６と、光学モジュール１２の少なくとも一部を通す孔部１１０ａが設けられるジンバルフレーム１１０を備え、可動体１４を固定体１６に対して光軸方向と交差する方向を揺動軸として揺動可能に支持する支持機構としてのジンバル機構１００と、コイル３２と磁石２４とを有し、支持機構で支持された可動体１４を固定体１６に対して移動させる駆動機構１８と、を備え、コイル３２及び磁石２４のうちの一方は可動体側駆動機構として可動体１４における光軸方向と交差する方向側に形成される側面部に設けられ、孔部１１０ａは、光軸方向から見て可動体側駆動機構の少なくとも一部が孔部１１０ａから見える大きさで設けられている光学ユニット１０。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

光束が入射する光学モジュールを備える可動体と、
固定体と、
前記光学モジュールの少なくとも一部を通す孔部が設けられバネ性を有するジンバルフレームを前記光学モジュールの光軸方向において前記可動体よりも前記光束が入射する側に備え、前記可動体を前記固定体に対して前記光軸方向と交差する方向を揺動軸として揺動可能に支持する支持機構としてのジンバル機構と、
コイルと磁石とを有し、前記支持機構で支持された前記可動体を前記固定体に対して移動させる駆動機構と、
を備え、
前記コイル及び前記磁石のうちの一方は可動体側駆動機構として前記可動体における前記光軸方向と交差する方向側に形成される側面部に設けられ、前記コイル及び前記磁石のうちの他方は固定体側駆動機構として前記固定体における前記可動体側駆動機構と対向する位置に設けられ、
前記孔部は、前記光軸方向から見て前記可動体側駆動機構の少なくとも一部が前記孔部から見える大きさで設けられていることを特徴とする光学ユニット。

【請求項2】

請求項１に記載の光学ユニットにおいて、
前記ジンバル機構は、前記可動体を前記固定体に対して前記光軸方向と交差する方向を揺動軸として複数方向に揺動可能に支持し、
前記駆動機構は、前記可動体側駆動機構と前記固定体側駆動機構とを複数有し、
前記孔部は、複数の前記駆動機構のすべてにおいて、前記光軸方向から見て前記可動体側駆動機構の少なくとも一部が前記孔部から見える大きさで設けられていることを特徴とする光学ユニット。

【請求項3】

請求項１または２に記載の光学ユニットにおいて、
前記ジンバル機構は、前記光軸方向から見て前記ジンバルフレームの端部が前記固定体の外周面に揃う位置となる大きさで設けられていることを特徴とする光学ユニット。

【請求項4】

請求項１から３のいずれか１項に記載の光学ユニットにおいて、
前記可動体の前記光軸方向における前記光束が入射する側に設けられ、前記可動体を前記固定体に対して前記光軸方向を回転軸として回転可能に支持する回転支持機構を備え、
前記ジンバル機構は、前記可動体を前記固定体に対して最大範囲で揺動させた場合でも、前記ジンバルフレームと前記回転支持機構とが接触しない大きさで前記孔部が設けられていることを特徴とする光学ユニット。

【請求項5】

請求項１から４のいずれか１項に記載の光学ユニットにおいて、
前記可動体は、前記光軸方向から見て四角形であり、
前記孔部は、前記光軸方向から見た前記可動体の４方向の面に対応する４つの第１辺と、前記光軸方向から見た前記可動体の４方向の角部に対応し４つの前記第１辺同士の間に位置する４つの第２辺と、を有する８角形をしており、
前記ジンバル機構は、前記ジンバルフレームの前記第２辺と対応する位置に、前記固定体または前記可動体のいずれかと接続する接続部分を有することを特徴とする光学ユニット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光学ユニットに関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、光学モジュールを備える可動体と、固定体と、可動体を固定体に対して複数方向に揺動可能に支持する支持機構と、支持機構で支持された可動体を固定体に対して移動させる駆動機構と、を備える光学ユニットが使用されている。例えば、特許文献１には、光学モジュールを備える可動体と、固定体と、移動体を固定体に対して第１軸線周り及び第２軸線周りに回転可能に支持するジンバル機構と、ジンバル機構で支持された可動体を固定体に対して移動させるコイルと磁石とを有する駆動機構と、を備えた光学ユニットが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】ＷＯ２０１９／２２１０３８Ａ１

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１の光学ユニットのような、従来から使用される可動体を固定体に対して複数方向に揺動可能な光学ユニットにおいては、可動体を固定体に対して揺動させる際に可動体がジンバル機構に接触しないように、可動体とジンバル機構のジンバルフレームとを離した位置に配置しなければならないことで、光学ユニットが大型化しがちであった。なお、特許文献１の光学ユニットは、可動体を固定体に対して光軸方向を回転軸として回転可能に支持するローリング支持機構を備えるが、このように、可動体を固定体に対して光軸方向を回転軸として回転可能に支持する回転支持機構を備える光学ユニットにおいては、回転支持機構の配置によっては、光学ユニットが特に大型化しがちであった。そこで、本発明は、光学モジュールを備える可動体を固定体に対してジンバル機構により移動させる構成の光学ユニットを小型化することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の光学ユニットは、光束が入射する光学モジュールを備える可動体と、固定体と、前記光学モジュールの少なくとも一部を通す孔部が設けられバネ性を有するジンバルフレームを前記光学モジュールの光軸方向において前記可動体よりも前記光束が入射する側に備え、前記可動体を前記固定体に対して前記光軸方向と交差する方向を揺動軸として揺動可能に支持する支持機構としてのジンバル機構と、コイルと磁石とを有し、前記支持機構で支持された前記可動体を前記固定体に対して移動させる駆動機構と、を備え、前記コイル及び前記磁石のうちの一方は可動体側駆動機構として前記可動体における前記光軸方向と交差する方向側に形成される側面部に設けられ、前記コイル及び前記磁石のうちの他方は固定体側駆動機構として前記固定体における前記可動体側駆動機構と対向する位置に設けられ、前記孔部は、前記光軸方向から見て前記可動体側駆動機構の少なくとも一部が前記孔部から見える大きさで設けられていることを特徴とする。

【0006】

本態様によれば、ジンバル機構は孔部が設けられるジンバルフレームを有し、孔部は光軸方向から見て可動体側駆動機構の少なくとも一部が孔部から見える大きさで設けられている。すなわち、可動体における光軸方向と交差する方向側に形成される側面部に設けられる可動体側駆動機構が光軸方向から見て孔部から見えるほど大きな孔部がジンバル機構に設けられている。このため、このような大きな孔部により、可動体が固定体に対して揺動する際において可動体がジンバル機構に接触することを抑制しつつ、光軸方向におけるジンバル機構の配置を可動体に近づけることができる。したがって、光学ユニットを小型化することができる。

【0007】

本発明の光学ユニットにおいては、前記ジンバル機構は、前記可動体を前記固定体に対して前記光軸方向と交差する方向を揺動軸として複数方向に揺動可能に支持し、前記駆動機構は、前記可動体側駆動機構と前記固定体側駆動機構とを複数有し、前記孔部は、複数の前記駆動機構のすべてにおいて、前記光軸方向から見て前記可動体側駆動機構の少なくとも一部が前記孔部から見える大きさで設けられている構成とすることができる。このような構成とすることで、可動体を固定体に対して特に広い範囲で移動させることを可能にしつつ、光学ユニットを小型化することができる。

【0008】

本発明の光学ユニットにおいては、前記ジンバル機構は、前記光軸方向から見て前記ジンバルフレームの端部が前記固定体の外周面に揃う位置となる大きさで設けられている構成とすることができる。このような構成とすることで、ジンバル機構が固定体に対して光軸方向と交差する方向にはみ出さないぎりぎりの配置にすることができ、孔部を特に効果的に大きく構成することができる。このため、このような特に大きな孔部により、可動体が固定体に対して揺動する際において可動体がジンバル機構に接触することを抑制しつつ、ジンバル機構の配置を光軸方向において可動体に特に近づけることができる。したがって、光学ユニットを特に小型化することができる。

【0009】

本発明の光学ユニットにおいては、前記可動体の前記光軸方向における前記光束が入射する側に設けられ、前記可動体を前記固定体に対して前記光軸方向を回転軸として回転可能に支持する回転支持機構を備え、前記ジンバル機構は、前記可動体を前記固定体に対して最大範囲で揺動させた場合でも、前記ジンバルフレームと前記回転支持機構とが接触しない大きさで前記孔部が設けられている構成とすることができる。このような構成とすることで、一般的に大型化しやすい回転支持機構を可動体の光軸方向における光束が入射する側に備える構成の光学ユニットにおいて、光学ユニットを小型化することができる。なお、回転支持機構を可動体の光軸方向における光束が入射する側に備える構成とすることで、回転支持機構を可動体の内部に設ける構成などと比べて、回転支持機構を簡単に形成することができる。

【0010】

本発明の光学ユニットにおいては、前記可動体は、前記光軸方向から見て四角形であり、前記孔部は、前記光軸方向から見た前記可動体の４方向の面に対応する４つの第１辺と、前記光軸方向から見た前記可動体の４方向の角部に対応し４つの前記第１辺同士の間に位置する４つの第２辺と、を有する８角形をしており、前記ジンバル機構は、前記ジンバルフレームの前記第２辺と対応する位置に、前記固定体または前記可動体のいずれかと接続する接続部分を有する構成とすることができる。このような構成とすることで、接続部分を太く構成することが容易となり、接続部分の太さを調整することにより、ジンバル機構による固定体及び可動体を支持する際に必要な予圧を簡単に調整することができる。

【発明の効果】

【0011】

光学モジュールを備える可動体を固定体に対してジンバル機構により移動させる構成の本発明の光学ユニットは、小型化することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の一実施例に係る光学ユニットの平面図である。

【図2】本発明の一実施例に係る光学ユニットの分解斜視図である。

【図3】図３とは異なる方向から見た本発明の一実施例に係る光学ユニットの分解斜視図である。

【図4】本発明の一実施例に係る光学ユニットの可動体の周辺部分の構成部材の分解斜視図である。

【図5】本発明の一実施例に係る光学ユニットのジンバル機構及び接続部の斜視図である。

【図6】本発明の一実施例に係る光学ユニットの可動体の周辺部分の構成部材の側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明の実施の形態を図１から図６に基づいて説明する。なお、図２及び図３において、符号Ｌが付された一点鎖線は光軸を示している。そして、Ｒ方向は光軸周り方向である。また、各図において、Ｚ軸方向は、光軸方向であり、ローリングの軸方向である。また、Ｘ軸方向は、光軸と交差する方向、言い換えるとヨーイングの軸方向である。また、Ｙ軸方向は、光軸と交差する方向、言い換えるとピッチングの軸方向である。ここで、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向において、矢印の向く方向を＋方向、その反対方向を－方向とする。

【0014】

＜光学ユニットの全体構成の概略＞
最初に、本実施例に係る光学ユニット１０の構成についての概略を説明する。図１などで表されるように、光学ユニット１０は、光学モジュール１２を備える可動体１４と、Ｘ軸方向を回転軸とする方向（ヨーイング方向）、Ｙ軸方向を回転軸とする方向（ピッチング方向）及びＺ軸方向を回転軸とする方向（ローリング方向）に変位可能な状態で可動体１４を保持する固定体１６と、を備えている。また、固定体１６に対して可動体１４をヨーイング方向、ピッチング方向及びローリング方向に駆動する（回転させる）駆動機構１８と、固定体１６に対して可動体１４をピッチング方向及びヨーイング方向に回転可能に支持するジンバル機構１００と、固定体１６に対して可動体１４をローリング方向に回転可能に支持する回転支持機構２００と、を備えている。

【0015】

＜光学モジュール及び可動体について＞
図１、図２及び図４で表されるように、本実施例において、レンズなどを有する光学モジュール１２は、略矩形筐体状の可動体１４に形成されており、例えばカメラ付携帯電話機やタブレット型ＰＣ等に搭載される薄型カメラ等に用いられる。光学モジュール１２は、被写体側（＋Ｚ方向側）にレンズを備え、矩形筐体状のハウジングの内部に撮像を行うための光学機器等が内蔵されている。本実施例の光学ユニット１０は、一例として、光学モジュール１２に生じたピッチングの振れ（Ｙ軸方向を回転軸とする回動方向の振れ）、ヨーイングの振れ（Ｘ軸方向を回転軸とする回動方向の振れ）及びローリングの振れ（Ｚ軸方向を回転軸とする回動方向の振れ）の補正を行うアクチュエーターを内蔵し、ピッチングの振れの補正、ヨーイングの振れの補正及びローリングの振れの補正が可能な構成となっている。また、図４で表されるように、可動体１４には、磁石２４Ａと磁石２４Ｂと磁石２４Ｃとが取り付けられている。

【0016】

＜固定体について＞
図１から図４で表されるように、固定体１６は、＋Ｚ方向側から固定体１６の内部に設けられる構成部材の一部を覆う上面側カバー部１６０と、－Ｚ方向側から固定体１６の内部に設けられる構成部材を覆う下面側カバー部１６１と、固定体１６の内部において可動体１４を囲う固定枠１６２と、を備えている。ここで、上面側カバー部１６０は、可動体１４を挿入可能な略矩形の孔部１６０ａを有し、孔部１６０ａの４隅のうちの２つの対向する隅には、ジンバル機構１００の延設部分１２０（延設部分１２０Ｂ）の段差部１２１に係合することで＋Ｚ方向にジンバル機構１００が固定体１６から抜け出さないようにジンバル機構１００の固定体１６に対する＋Ｚ方向への移動を規制する規制部１６０ｂが設けられている。また、固定枠１６２は、光軸方向（Ｚ軸方向）と交差する方向である光軸周り方向（Ｒ方向）から可動体１４の４面を取り囲むように設けられている。

【0017】

また、図４で表されるように、固定枠１６２の４隅のうちの２つの対向する隅１６２ａには、ジンバル機構１００の延設部分１２０（延設部分１２０Ｂ）を固定する接続部２０（接続部２０Ｂ）が固定される。そして、固定枠１６２の４隅のうちの別の２つの対向する隅１６２ｂには、ジンバル機構１００の延設部分１２０（延設部分１２０Ａ）と回転支持機構２００の延設部分２２１を固定する接続部２０（接続部２０Ａ）が配置される。

【0018】

また、図４で表されるように、固定枠１６２には、磁石２４Ａと対向する位置にコイル３２Ａが設けられ、磁石２４Ｂと対向する位置にコイル３２Ｂが設けられ、磁石２４Ｃと対向する位置にコイル３２Ｃが設けられている。本実施例において、コイル３２Ａ、コイル３２Ｂ及びコイル３２Ｃは一例として巻線コイルとして構成されているが、コイルをパターンとして基板配線内に取り込んだパターン基板（コイル基板）としてもよい。

【0019】

＜駆動機構について＞
駆動機構１８は、磁石２４と、該磁石２４と対向するコイル３２と、の対で構成される。磁石２４のうち、磁石２４Ａ及び磁石２４ＢはＮ極とＳ極とがＺ軸方向に並んで配置され、磁石２４ＣはＮ極とＳ極とがＸ軸方向に並んで配置される。磁石２４がこのような配置で並べられていることで、駆動機構１８のうち、磁石２４Ａとコイル３２Ａの対でＹ軸方向を回転軸とするピッチング駆動機構１８Ａを構成し、磁石２４Ｂとコイル３２Ｂの対でＸ軸方向を回転軸とするヨーイング駆動機構１８Ｂを構成し、磁石２４Ｃとコイル３２Ｃの対でＺ軸方向を回転軸とするローリング駆動機構１８Ｃを構成している。ここで、磁石２４Ａと磁石２４ＢはＮ極とＳ極とが１つずつ並び、コイル３２Ａとコイル３２Ｂは１つのコイルで構成されている。一方、磁石２４ＣはＳ極、Ｎ極、Ｓ極と順に並び、コイル３２Ｃは２つのコイルで構成されている。しかしながら、磁石の構成やコイルの構成に特に限定はない。

【0020】

なお、本実施例の駆動機構１８は、磁石２４Ａ、２４Ｂ及び２４Ｃが可動体１４に形成され、コイル３２Ａ、３２Ｂ及び３２Ｃが固定体１６に形成されるが、磁石２４Ａ、２４Ｂ及び２４Ｃが固定体１６に形成され、コイル３２Ａ、３２Ｂ及び３２Ｃが可動体１４に形成される構成としてもよい。また、本実施例の光学ユニット１０は、駆動機構１８として、ピッチング駆動機構１８Ａ、ヨーイング駆動機構１８Ｂ及びローリング駆動機構１８Ｃを備えているが、このうちの１つまたは２つのみを備える構成としてもよい。

【0021】

また、ピッチング、ヨーイング及びローリングの補正は以下のように行われる。光学ユニット１０にピッチング方向、ヨーイング方向及びローリング方向の少なくともいずれか一方向の振れが発生すると、磁気センサー（ホール素子）によって振れを検出し、その結果に基づいて駆動機構１８を駆動させる。或いは、振れ検出センサ（ジャイロスコープ）などを用いて、光学ユニット１０の振れを検出してもよい。振れの検出結果に基づいて、駆動機構１８がその振れを補正するように作用する。即ち、光学ユニット１０の振れを打ち消す方向に可動体１４を動かすように各コイル３２Ａ、３２Ｂ及び３２Ｃに電流が流され、これにより振れが補正される。

【0022】

このように、本実施例の光学ユニット１０においては、可動体１４を固定体１６に対して、ピッチングの軸方向、ヨーイングの軸方向及びローリングの軸方向を回転軸として、回転させる駆動機構１８を備えている。ここで、駆動機構１８は、可動体１４に対してＸ軸方向のうちのフレキシブル配線基板５１が配置されている側（＋Ｘ方向側）以外の位置に配置されていることが好ましい。駆動機構１８をフレキシブル配線基板５１が形成されていない側に配置できるので、駆動機構１８とフレキシブル配線基板５１との接触を抑制するために光学ユニット１０を大きくする必要が無くなり、光学ユニット１０を小型化できるためである。なお、本明細書における「回転」とは、３６０°回転することを要せず、回転方向に揺動する場合を含む意味である。

【0023】

＜ジンバル機構について＞
図１から図５で表されるように、ジンバル機構１００は、光軸方向から見て略８角形の枠状のバネ性を有するジンバルフレーム１１０と、略８角形のジンバルフレーム１１０の１つおきの辺に対応する部分に形成された延設部分１２０と、を有している。延設部分１２０は、回転支持機構２００の延設部分２２１に固定される接続部２０Ａに接続される延設部分１２０Ａと、固定体１６の固定枠１６２に固定される接続部２０Ｂに接続される延設部分１２０Ｂと、を有している。ここで、図５で表されるように、延設部分１２０のうちの延設部分１２０Ｂには段差部１２１が設けられるが、上記のように、段差部１２１がジンバル機構１００に設けられるとともに、固定体１６の上面側カバー部１６０におけるＺ軸方向において該段差部１２１とオーバーラップする位置に規制部１６０ｂが設けられることで、ジンバル機構１００が固定体１６から＋Ｚ方向側に抜け出ることが抑制される。

【0024】

図５で表されるように、接続部２０の各々には球体が内側に向けて固定されることで形成された凸球面１７が設けられ、延設部分１２０の各々には内側に凹む凹曲面１９が形成されている。延設部分１２０の各々は外側に広がるように予圧がかかるようバネ性を有しており、凸球面１７に凹曲面１９を内側から嵌め込むことで、ジンバル機構１００は接続部２０に対して揺動可能に支持される。上記のように、ジンバルフレーム１１０はバネ性を有し、駆動機構１８はピッチング駆動機構１８Ａとヨーイング駆動機構１８Ｂとを有するので、ジンバル機構１００は固定体に対してピッチングの軸方向（Ｙ軸方向）及びヨーイングの軸方向（Ｘ軸方向）を揺動軸として揺動可能である。

【0025】

また、上記のように、本実施例の光学ユニット１０は、固定体１６にジンバル機構１００の延設部分１２０Ｂが接続部２０Ｂにより固定され、回転支持機構２００の延設部分２２１にジンバル機構１００の延設部分１２０Ａが接続部２０Ａにより固定されている。そして、詳細は後述するが、回転支持機構２００は、ジンバル機構１００に対して可動体１４をローリングの軸方向（Ｚ軸方向）を回転軸として回転可能に支持することが可能な構成となっている。このような構成となっていることで、本実施例の光学ユニット１０は、ジンバル機構１００及び回転支持機構２００を介して、固定体１６に対して可動体１４がピッチングの軸方向（Ｙ軸方向）、ヨーイングの軸方向（Ｘ軸方向）及びローリングの軸方向（Ｚ軸方向）を回転軸（揺動軸）として移動可能な構成となっている。

【0026】

ジンバルフレーム１１０には、光学モジュール１２の一部を通す孔部１１０ａが設けられており、図１で表されるように、孔部１１０ａは、光軸方向（Ｚ軸方向）から見て孔部１１０ａから磁石２４Ａ、２４Ｂ及び２４Ｃのいずれもが見える大きさとなっている。本実施例の光学ユニット１０は、孔部１６０ａがこのような大きさとなっていることで、固定体１６に対して可動体１４が傾いた場合でも可動体１４がジンバル機構１００に対して接触しない構成となっている。ここで、図６（ａ）は固定体１６に対して可動体１４が傾いていない状態を表しており、図６（ｂ）は固定体１６に対して可動体１４が最大範囲で傾いている状態を表している。図６（ｂ）で表されるように、固定体１６に対して可動体１４が最大範囲で傾いても、可動体１４及び可動体１４に配置される構成部材（本実施例では回転支持機構２００）は、これらは孔部１１０ａを通り、ジンバル機構１００に対して接触しない。

【0027】

＜回転支持機構について＞
図２から図４で表されるように、回転支持機構２００は、上面側カバープレート２１０を有する。また、ジンバルフレーム１１０の延設部分１２０Ａと接続するために接続部２０Ａが固定される延設部分２２１が設けられた、プレートロール本体２２０を有する。また、プレートロール本体２２０に固定されるとともに、光軸周り方向（Ｒ方向）の円状に形成される第１環状溝２３１を有する環状プレート２３０を有する。また、第１環状溝２３１と対向する位置に配置される複数の球体２４１を所定の間隔に保つリテーナ２４０を有する。さらに、可動体１４に固定されるとともに、第１環状溝２３１と対向する位置において光軸周り方向の円状に形成される第２環状溝２５１を有する下面側カバープレート２５０を有する。

【0028】

上面側カバープレート２１０と下面側カバープレート２５０とは、上面側カバープレート２１０に設けられた係合部２１２と下面側カバープレート２５０に設けられた被係合部２５２とが係合することで固定される。そして、第１環状溝２３１を有する環状プレート２３０と複数の球体２４１を所定の間隔に保つリテーナ２４０と下面側カバープレート２５０とでベアリング機構を形成するので、上面側カバープレート２１０及び下面側カバープレート２５０に対して環状プレート２３０が固定されたプレートロール本体２２０は光軸周り方向に回転する。下面側カバープレート２５０は可動体１４に固定され、プレートロール本体２２０はジンバル機構１００を介して固定体１６に固定されるので、可動体１４は、ジンバル機構１００に対してローリングの軸方向（Ｚ軸方向）を回転軸として回転可能であるとともに、固定体１６に対してもローリングの軸方向を回転軸として回転可能である。

【0029】

なお、図２及び図４で表されるように、略４角形の可動体１４には光軸方向から見て各々の４隅近傍に磁石２６２が設けられている。また、プレートロール本体２２０における各々の磁石２６２と対向する位置には磁性体２２２が設けられている。このような構成となっていることで、磁石２６２と磁性体２２２とで両者が引き合う磁気バネを構成し、可動体１４の固定体１６に対するローリングの軸方向の原点位置が自動で調整される。

【0030】

ここで、一旦まとめると、本実施例の光学ユニット１０は、光束が入射する光学モジュール１２を備える可動体１４と、固定体１６と、を備えている。また、光学モジュール１２の少なくとも一部を通す孔部１１０ａが設けられバネ性を有するジンバルフレーム１１０を光学モジュール１２の光軸方向において可動体１４よりも光束が入射する側（＋Ｚ方向側）に備え、可動体１４を固定体１６に対して光軸方向（Ｚ軸方向）と交差する方向（Ｘ軸方向及びＹ軸方向）を揺動軸として揺動可能に支持する支持機構としてのジンバル機構１００を備えている。また、ジンバル機構１００とは別の支持機構としての回転支持機構２００を備えている。さらに、コイル３２と磁石２４とを有し、支持機構で支持された可動体１４を固定体１６に対して移動させる駆動機構１８を備えている。ここで、本実施例の光学ユニット１０は、駆動機構１８のうち、可動体１４における光軸方向と交差する方向側に形成される側面部に設けられる可動体側駆動機構として磁石２４を有し、固定体１６における可動体側駆動機構と対向する位置に設けられる固定体側駆動機構としてコイル３２を有している。ただし、可動体側駆動機構としてコイル３２を有し、固定体側駆動機構として磁石２４を有していてもよい。そして、ジンバルフレーム１１０に設けられた孔部１１０ａは、光軸方向から見て可動体側駆動機構（磁石２４）の少なくとも一部が孔部１１０ａから見える大きさで設けられている。

【0031】

このように、本実施例の光学ユニット１０においては、ジンバル機構１００は孔部１１０ａが設けられるジンバルフレーム１１０を有し、孔部１１０ａは光軸方向から見て可動体側駆動機構の少なくとも一部が孔部１１０ａから見える大きさで設けられている。すなわち、可動体１４における光軸方向と交差する方向側に形成される側面部に設けられる可動体側駆動機構が光軸方向から見て孔部１１０ａから見えるほど大きな孔部１１０ａがジンバル機構１００に設けられている。このため、このような大きな孔部１１０ａにより、可動体１４が固定体１６に対して揺動する際において可動体１４がジンバル機構１００に接触することを抑制しつつ、光軸方向におけるジンバル機構１００の配置を可動体１４に近づけることができる。したがって、上記のような構成とすることで、光学ユニット１０を小型化することができる。

【0032】

また、上記のように、本実施例の光学ユニット１０においては、ジンバル機構１００は、可動体１４を固定体１６に対して光軸方向と交差する方向を揺動軸として複数方向（Ｘ軸方向及びＹ軸方向）に揺動可能に支持し、駆動機構１８は、可動体側駆動機構である磁石２４と固定体側駆動機構であるコイル３２とを複数（磁石２４は磁石２４Ａ、２４Ｂ及び２４Ｃの３つ、コイル３２はコイル３２Ａ、３２Ｂ及び３２Ｃの３つ）有している。そして、孔部１１０ａは、図１で表されるように、複数の駆動機構１８のすべてにおいて、光軸方向から見て可動体側駆動機構（磁石２４は磁石２４Ａ、２４Ｂ及び２４Ｃ）の少なくとも一部が孔部１１０ａから見える大きさで設けられている。このような構成としていることで、本実施例の光学ユニット１０は、可動体１４を固定体１６に対して特に広い範囲で移動させることを可能にしつつ、小型化している。

【0033】

ここで、図１で表されるように、本実施例の光学ユニット１０においては、ジンバル機構１００は、光軸方向から見てジンバルフレーム１１０の－Ｘ方向側、＋Ｙ方向側及び－Ｙ方向側において端部が固定体１６の外周面に揃う位置となる大きさで設けられている。このような構成としていることで、ジンバル機構１００が固定体１６に対して光軸方向と交差する方向にはみ出さないぎりぎりの配置にすることができ、孔部１１０ａを特に効果的に大きく構成している。このため、本実施例の光学ユニット１０は、このような特に大きな孔部１１０ａにより、可動体１４が固定体１６に対して揺動する際において可動体１４がジンバル機構１００に接触することを抑制しつつ、ジンバル機構１００の配置を光軸方向において可動体１４に特に近づけることを可能にしている。したがって、光学ユニット１０を特に小型化することを可能にしている。なお、「外周面に揃う位置」とは、可動体１４が固定体１６に対して揺動していない基準位置において、外周面に完全に揃う位置である場合のほか、外周面に概ね揃う位置である場合も含む意味である。

【0034】

ここで、本実施例の光学ユニット１０は、可動体１４の光軸方向における光束が入射する側（＋Ｚ方向側）に、可動体１４を固定体１６に対して光軸方向を回転軸として回転可能に支持する回転支持機構２００を備えている。そして、ジンバル機構１００は、可動体１４を固定体１６に対して最大範囲で揺動させた場合でも、ジンバルフレーム１１０と回転支持機構２００とが接触しない大きさで孔部１１０ａが設けられている。本実施例の光学ユニット１０は、このような構成としていることで、一般的に大型化しやすい回転支持機構２００を可動体１４の光軸方向における光束が入射する側に備える構成の光学ユニット１０において、光学ユニット１０を小型化することができる。なお、回転支持機構２００を可動体１４の光軸方向における光束が入射する側に備える構成とすることで、回転支持機構２００を可動体１４の内部に設ける構成などと比べて、回転支持機構２００を簡単に形成することができる。

【0035】

また、図１などで表されるように、本実施例の光学ユニット１０においては、可動体１４は、光軸方向から見て四角形である。また、孔部１１０ａは、光軸方向から見た可動体１４の４方向の面に対応する４つの第１辺１１１と、光軸方向から見た可動体１４の４方向の角部に対応し４つの第１辺１１１同士の間に位置する４つの第２辺１１２と、を有する８角形をしている。そして、ジンバル機構１００は、ジンバルフレーム１１０の第２辺１１２と対応する位置に、固定体１６または可動体１４のいずれかと接続する接続部分である延設部分１２０を有している。本実施例の光学ユニット１０は、このような構成としていることで、延設部分１２０を太く構成することが容易となり、延設部分１２０の太さを調整することにより、ジンバル機構１００による固定体１６及び可動体１４を支持する際に必要な予圧を簡単に調整することができる。なお、「固定体１６または可動体１４のいずれかと接続する」とは、固定体１６または可動体１４のいずれかと直接接続することのほか、固定体１６または可動体１４のいずれかと他の部材（例えば本実施例では回転支持機構２００）を介して接続することも含む意味である。

【0036】

本発明は、上述の実施例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施例中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

【符号の説明】

【0037】

１０…光学ユニット、１２…光学モジュール、１４…可動体、１６…固定体、１７…凸球面、１８…駆動機構、１８Ａ…ピッチング駆動機構、１８Ｂ…ヨーイング駆動機構、１８Ｃ…ローリング駆動機構、１９…凹曲面、２０…接続部、２０Ａ…接続部、２０Ｂ…接続部、２４…磁石（可動体側駆動機構）、２４Ａ…磁石（可動体側駆動機構）、２４Ｂ…磁石（可動体側駆動機構）、２４Ｃ…磁石（可動体側駆動機構）、３２…コイル（固定体側駆動機構）、３２Ａ…コイル（固定体側駆動機構）、３２Ｂ…コイル（固定体側駆動機構）、３２Ｃ…コイル（固定体側駆動機構）、５１…フレキシブル配線基板、１００…ジンバル機構（支持機構）、１１０…ジンバルフレーム、１１０ａ…孔部、１１１…第１辺、１１２…第２辺、１２０…延設部分（接続部分）、１２０Ａ…延設部分（接続部分）、１２０Ｂ…延設部分（接続部分）、１２１…段差部、１６０…上面側カバー部、１６０ａ…孔部、１６０ｂ…規制部、１６１…下面側カバー部、１６２…固定枠、１６２ａ…隅、１６２ｂ…隅、２００…回転支持機構（支持機構）、２１０…上面側カバープレート、２２０…プレートロール本体、２２１…延設部分、２２２…磁性体、２３０…環状プレート、２３１…第１環状溝、２４０…リテーナ、２４１…球体、２５０…下面側カバープレート、２５１…第２環状溝、２６２…磁石、Ｌ…光軸

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】