(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】P2023000841
(43)【公開日】2023-01-04
(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 20210101AFI20221222BHJP
G03B 17/56 20210101ALI20221222BHJP
G03B 17/02 20210101ALI20221222BHJP
H04N 23/50 20230101ALI20221222BHJP
H04N 23/57 20230101ALI20221222BHJP
【FI】
G03B5/00 J
G03B17/56 A
G03B17/02
H04N5/225 100
H04N5/225 700
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2021101890
(22)【出願日】2021-06-18
(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】100125690
【弁理士】
【氏名又は名称】小平 晋
(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】100153316
【弁理士】
【氏名又は名称】河口 伸子
(72)【発明者】
【氏名】笠原 章吾
(72)【発明者】
【氏名】須江 猛
(72)【発明者】
【氏名】南澤 伸司
【テーマコード(参考)】
2H100
2H105
2K005
5C122
【Fターム(参考)】
2H100BB06
2H100BB11
2H105AA06
2H105AA11
2K005CA04
2K005CA22
2K005CA34
2K005CA43
2K005CA44
2K005CA53
5C122EA06
5C122EA41
5C122EA54
5C122GE04
5C122GE05
5C122GE11
5C122GE19
5C122HA82
(57)【要約】
【課題】第1方向を回動の軸方向として第1中間部材を回動可能に保持する第2中間部材と、第2方向を回動の軸方向として第2中間部材を回動可能に保持する固定体とを備える振れ補正機能付き光学ユニットにおいて、第1方向での第2中間部材に対する第1中間部材のがたつきと第2方向での固定体に対する第2中間部材のがたつきとを確実に抑制しつつ、小型化することが可能な振れ補正機能付き光学ユニットを提供する。
【解決手段】この振れ補正機能付き光学ユニットでは、第1方向で第1中間部材のがたつきを抑制するための一方の第1バネ部5bの外側端とカメラモジュールの光軸Lとの距離D1は、他方の第1バネ部5bの外側端と光軸Lとの距離D2よりも長くなっており、第2方向で第2中間部材5のがたつきを抑制するための一方の第2バネ部5cの外側端と光軸Lとの距離D3は、他方の第2バネ部5cの外側端と光軸Lとの距離D4よりも長くなっている。
【選択図】
図8
【特許請求の範囲】
【請求項1】
カメラモジュールを有する可動体と、前記可動体を保持する第1中間部材と、前記第1中間部材を回動可能に保持する第2中間部材と、前記第2中間部材を回動可能に保持する固定体とを備え、
前記第1中間部材は、前記カメラモジュールの光軸に直交する第1方向を回動の軸方向として前記第2中間部材に対して回動可能となっており、
前記第2中間部材は、前記カメラモジュールの光軸に交差するとともに前記第1方向に交差する第2方向を回動の軸方向として前記固定体に対して回動可能となっており、
前記カメラモジュールの光軸が所定の基準位置にあるときに、前記第2方向は、前記カメラモジュールの光軸に直交しており、
前記第2中間部材は、前記第1方向において前記第2中間部材に対する前記第1中間部材のがたつきを抑制するためのバネ性を有する一対の第1バネ部と、前記第2方向において前記固定体に対する前記第2中間部材のがたつきを抑制するためのバネ性を有する一対の第2バネ部とを備え、
前記カメラモジュールの光軸の方向である光軸方向から見たときに、一対の前記第1バネ部のうちの一方の前記第1バネ部は、前記第1方向の一方の外側に伸び、他方の前記第1バネ部は、一方の前記第1バネ部の反対側に伸び、一対の前記第2バネ部のうちの一方の前記第2バネ部は、前記第2方向の一方の外側に伸び、他方の前記第2バネ部は、一方の前記第2バネ部の反対側に伸び、
前記カメラモジュールの光軸が前記基準位置にある状態で前記光軸方向から見たときに、一方の前記第1バネ部の前記第1方向における外側端と前記カメラモジュールの光軸との距離は、他方の前記第1バネ部の前記第1方向における外側端と前記カメラモジュールの光軸との距離よりも長くなっており、一方の前記第2バネ部の前記第2方向における外側端と前記カメラモジュールの光軸との距離は、他方の前記第2バネ部の前記第2方向における外側端と前記カメラモジュールの光軸との距離よりも長くなっ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】
前記カメラモジュールの光軸が前記基準位置にある状態で前記光軸方向から見たときに、他方の前記第1バネ部の幅は、一方の前記第1バネ部の幅よりも狭くなっており、他方の前記第2バネ部の幅は、一方の前記第2バネ部の幅よりも狭くなっていることを特徴とする請求項1記載の振れ補正機能付き光学ユニット。
【請求項3】
前記カメラモジュールの光軸を回動中心にして前記固定体に対して前記可動体を回動させるための第1磁気駆動機構と、前記カメラモジュールの光軸が任意の方向に傾くように前記固定体に対して前記可動体を回動させるための第2磁気駆動機構および第3磁気駆動機構とを備え、
前記第1中間部材は、前記カメラモジュールの光軸を回動中心とする前記可動体の回動が可能となるように前記可動体を保持し、
前記第2磁気駆動機構は、前記カメラモジュールの光軸が前記基準位置にあるときに前記カメラモジュールの光軸に直交するとともに前記第1方向および前記第2方向に対して傾いた第1光軸直交方向で対向配置される第2駆動用磁石および第2駆動用コイルを備え、
前記第3磁気駆動機構は、前記カメラモジュールの光軸が前記基準位置にあるときに前記カメラモジュールの光軸と前記第1光軸直交方向とに直交するとともに前記第1方向および前記第2方向に対して傾いた第2光軸直交方向で対向配置される第3駆動用磁石および第3駆動用コイルを備え、
前記固定体は、前記第2中間部材を回動可能に保持する中間部材保持部を備え、
前記カメラモジュールの光軸が前記基準位置にあるときに前記光軸方向から見たときの前記中間部材保持部の外形は、正方形状または長方形状となっており、
前記カメラモジュールの光軸が前記基準位置にあるときに前記光軸方向から見たときの外形が正方形状または長方形状となる前記中間部材保持部の4辺のうちの2辺は、前記第2光軸直交方向と平行になっており、
前記第1磁気駆動機構および前記第2磁気駆動機構は、前記第2光軸直交方向に平行な前記中間部材保持部の2辺のうちの1辺に沿って配置され、
前記第3磁気駆動機構は、前記第1光軸直交方向に平行な前記中間部材保持部の2辺のうちの1辺に沿って配置され、
前記第1磁気駆動機構および前記第2磁気駆動機構が配置される側に伸びる一方の前記第1バネ部の前記第1方向における外側端と前記カメラモジュールの光軸との距離が、他方の前記第1バネ部の前記第1方向における外側端と前記カメラモジュールの光軸との距離よりも長くなっており、
前記第1磁気駆動機構および前記第2磁気駆動機構が配置される側に伸びる一方の前記第2バネ部の前記第2方向における外側端と前記カメラモジュールの光軸との距離が、他方の前記第2バネ部の前記第2方向における外側端と前記カメラモジュールの光軸との距離よりも長くなっていることを特徴とする請求項1または2記載の振れ補正機能付き光学ユニット。
【請求項4】
前記可動体から前記第2光軸直交方向の一方側に引き出されるフレキシブルプリント基板を備えることを特徴とする請求項3記載の振れ補正機能付き光学ユニット。
【請求項5】
前記第1磁気駆動機構は、前記第1光軸直交方向で対向配置される第1駆動用磁石および第1駆動用コイルを2組備え、
前記第2磁気駆動機構は、前記第2駆動用磁石および前記第2駆動用コイルを1組備え、
前記第2光軸直交方向における前記第2駆動用磁石の両側に前記第1駆動用磁石が配置され、
前記第2光軸直交方向における前記第2駆動用コイルの両側に前記第1駆動用コイルが配置されていることを特徴とする請求項3または4記載の振れ補正機能付き光学ユニット。
【請求項6】
前記第1駆動用磁石は、前記第2光軸直交方向で分極された2個の着磁部によって構成され、
2個の前記第1駆動用磁石の、前記第2駆動用磁石側の磁極は同じ磁極になっていることを特徴とする請求項5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、携帯機器等に搭載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】
従来、携帯機器等に搭載される振れ補正機能付き光学ユニットが知られている(たとえば、特許文献1参照)。特許文献1に記載の振れ補正機能付き光学ユニットは、カバーに収容される光学ユニット本体部を備えている。光学ユニット本体部は、レンズおよび撮像素子を有する撮像モジュールを備えている。この振れ補正機能付き光学ユニットでは、レンズの光軸回り、光軸と直交する第1軸回り、および、光軸と第1軸とに直交する第2軸回りに撮像モジュールを回転させて振れ補正を行っている。
【0003】
特許文献1に記載の振れ補正機能付き光学ユニットでは、光学ユニット本体部は、撮像モジュールを有する可動体と、可動体を光軸回りに回転可能に支持する回転支持機構と、回転支持機構を第1軸回りおよび第2軸回りに回転可能に支持するジンバル機構と、ジンバル機構および回転支持機構を介して可動体を支持する固定体とを備えている。回転支持機構は、可動体に固定されるプレートロールと、光軸方向でプレートロールに対向する対向部を有するプレートホルダと、プレートロールとプレートホルダとを光軸回りに回転可能とする回転機構とを備えている。
【0004】
ジンバル機構は、ジンバルフレームと、ジンバルフレームとプレートホルダとを第1軸回りに回転可能に接続する第1接続機構と、ジンバルフレームと固定体とを第2軸回りに回転可能に接続する第2接続機構とを備えている。ジンバルフレームは、金属製の板バネである。ジンバルフレームは、ジンバルフレーム本体部と、ジンバルフレーム本体部から第1軸方向の両側に向かって突出する一対の第1軸側ジンバルフレーム延設部と、ジンバルフレーム本体部から第2軸方向の両側に向かって突出する一対の第2軸側ジンバルフレーム延設部とを備えている。
【0005】
第1接続機構は、ジンバルフレームから第1軸上をプレートホルダの側に突出する第1軸側シャフトと、プレートホルダに設けられて第1軸側シャフトの先端が回転可能に接触する第1軸側凹曲面とを備えている。第1軸側シャフトは、第1軸側ジンバルフレーム延設部に固定されている。第1軸側ジンバルフレーム延設部は、第1軸側シャフトを第1軸側凹曲面に向かって付勢しており、第1軸側シャフトの先端と第1軸側凹曲面とが所定の接触圧で接触している。そのため、第1軸線方向において、ジンバルフレームに対するプレートホルダのがたつきが抑制されている。
【0006】
第2接続機構は、固定体から第2軸上をジンバルフレーム側に突出する第2軸側シャフトと、ジンバルフレームに設けられて第2軸側シャフトの先端が接触する第2軸側凹曲面とを備えている。第2軸側凹曲面は、第2軸側ジンバルフレーム延設部に形成されている。第2軸側ジンバルフレーム延設部は、第2軸側凹曲面を第2軸側シャフトに向かって付勢しており、第2軸側シャフトの先端と第2軸側凹曲面とが所定の接触圧で接触している。そのため、第2軸線方向において、固定体に対するジンバルフレームのがたつきが抑制されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
特許文献1に記載の振れ補正機能付き光学ユニットにおいて適切な振れ補正を行うためには、第1軸線方向でのジンバルフレームに対するプレートホルダのがたつきと、第2軸線方向での固定体に対するジンバルフレームのがたつきとが確実に抑制されていることが好ましい。また、特許文献1に記載の振れ補正機能付き光学ユニットは、携帯機器に搭載されるため、より小型であることが好ましい。
【0009】
そこで、本発明の課題は、カメラモジュールを有する可動体を保持する第1中間部材と、カメラモジュールの光軸に直交する第1方向を回動の軸方向とする第1中間部材の回動が可能となるように第1中間部材を保持する第2中間部材と、カメラモジュールの光軸に交差するとともに第1方向に交差する第2方向を回動の軸方向とする第2中間部材の回動が可能となるように第2中間部材を保持する固定体とを備える振れ補正機能付き光学ユニットにおいて、第1方向での第2中間部材に対する第1中間部材のがたつきと第2方向での固定体に対する第2中間部材のがたつきとを確実に抑制しつつ、小型化することが可能な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】
【0010】
上記の課題を解決するため、本発明の振れ補正機能付き光学ユニットは、カメラモジュールを有する可動体と、可動体を保持する第1中間部材と、第1中間部材を回動可能に保持する第2中間部材と、第2中間部材を回動可能に保持する固定体とを備え、第1中間部材は、カメラモジュールの光軸に直交する第1方向を回動の軸方向として第2中間部材に対して回動可能となっており、第2中間部材は、カメラモジュールの光軸に交差するとともに第1方向に交差する第2方向を回動の軸方向として固定体に対して回動可能となっており、カメラモジュールの光軸が所定の基準位置にあるときに、第2方向は、カメラモジュールの光軸に直交しており、第2中間部材は、第1方向において第2中間部材に対する第1中間部材のがたつきを抑制するためのバネ性を有する一対の第1バネ部と、第2方向において固定体に対する第2中間部材のがたつきを抑制するためのバネ性を有する一対の第2バネ部とを備え、カメラモジュールの光軸の方向である光軸方向から見たときに、一対の第1バネ部のうちの一方の第1バネ部は、第1方向の一方の外側に伸び、他方の第1バネ部は、一方の第1バネ部の反対側に伸び、一対の第2バネ部のうちの一方の第2バネ部は、第2方向の一方の外側に伸び、他方の第2バネ部は、一方の第2バネ部の反対側に伸び、カメラモジュールの光軸が基準位置にある状態で光軸方向から見たときに、一方の第1バネ部の第1方向における外側端とカメラモジュールの光軸との距離は、他方の第1バネ部の第1方向における外側端とカメラモジュールの光軸との距離よりも長くなっており、一方の第2バネ部の第2方向における外側端とカメラモジュールの光軸との距離は、他方の第2バネ部の第2方向における外側端とカメラモジュールの光軸との距離よりも長くなっていることを特徴とする。
【0011】
本発明の振れ補正機能付き光学ユニットでは、第2中間部材は、第1方向において第2中間部材に対する第1中間部材のがたつきを抑制するためのバネ性を有する一対の第1バネ部と、第2方向において固定体に対する第2中間部材のがたつきを抑制するためのバネ性を有する一対の第2バネ部とを備えている。また、本発明では、カメラモジュールの光軸が基準位置にある状態でカメラモジュールの光軸の方向である光軸方向から見たときに、第1方向の一方の外側に伸びる一方の第1バネ部の第1方向における外側端とカメラモジュールの光軸との距離は、一方の第1バネ部の反対側に伸びる他方の第1バネ部の第1方向における外側端とカメラモジュールの光軸との距離よりも長くなっており、第2方向の一方の外側に伸びる一方の第2バネ部の第2方向における外側端とカメラモジュールの光軸との距離は、一方の第2バネ部の反対側に伸びる他方の第2バネ部の第2方向における外側端とカメラモジュールの光軸との距離よりも長くなっている。
【0012】
そのため、本発明では、一方の第1バネ部のバネ定数を小さくして、一対の第1バネ部の付勢力のばらつきを抑制することが可能になるとともに、一方の第2バネ部のバネ定数を小さくして、一対の第2バネ部の付勢力のばらつきを抑制することが可能になる。したがって、本発明では、一対の第1バネ部によって第1方向での第2中間部材に対する第1中間部材のがたつきを確実に抑制することが可能になるとともに、一対の第2バネ部によって第2方向での固定体に対する第2中間部材のがたつきを確実に抑制することが可能になる。
【0013】
また、本発明では、他方の第1バネ部の第1方向における外側端とカメラモジュールの光軸との距離が一方の第1バネ部の第1方向における外側端とカメラモジュールの光軸との距離よりも短くなっているとともに、他方の第2バネ部の第2方向における外側端とカメラモジュールの光軸との距離が一方の第2バネ部の第2方向における外側端とカメラモジュールの光軸との距離よりも短くなっているため、振れ補正機能付き光学ユニットを小型化することが可能になる。
【0014】
本発明において、カメラモジュールの光軸が基準位置にある状態で光軸方向から見たときに、他方の第1バネ部の幅は、一方の第1バネ部の幅よりも狭くなっており、他方の第2バネ部の幅は、一方の第2バネ部の幅よりも狭くなっていることが好ましい。
【0015】
このように構成すると、他方の第1バネ部のバネ定数および他方の第2バネ部のバネ定数も小さくすることが可能になるため、一対の第1バネ部の付勢力のばらつきと一対の第2バネ部の付勢力のばらつきとを効果的に抑制することが可能になる。したがって、第1方向での第2中間部材に対する第1中間部材のがたつきと第2方向での固定体に対する第2中間部材のがたつきとをより確実に抑制することが可能になる。また、このように構成すると、一方の第1バネ部のバネ定数と他方の第1バネ部のバネ定数とを揃えることが可能になるとともに、一方の第2バネ部のバネ定数と他方の第2バネ部のバネ定数とを揃えることが可能になるため、一対の第1バネ部をバランス良く変形させることが可能になるとともに、一対の第2バネ部をバランス良く変形させることが可能になる。
【0016】
本発明において、振れ補正機能付き光学ユニットは、カメラモジュールの光軸を回動中心にして固定体に対して可動体を回動させるための第1磁気駆動機構と、カメラモジュールの光軸が任意の方向に傾くように固定体に対して可動体を回動させるための第2磁気駆動機構および第3磁気駆動機構とを備え、第1中間部材は、カメラモジュールの光軸を回動中心とする可動体の回動が可能となるように可動体を保持し、第2磁気駆動機構は、カメラモジュールの光軸が基準位置にあるときにカメラモジュールの光軸に直交するとともに第1方向および第2方向に対して傾いた第1光軸直交方向で対向配置される第2駆動用磁石および第2駆動用コイルを備え、第3磁気駆動機構は、カメラモジュールの光軸が基準位置にあるときにカメラモジュールの光軸と第1光軸直交方向とに直交するとともに第1方向および第2方向に対して傾いた第2光軸直交方向で対向配置される第3駆動用磁石および第3駆動用コイルを備え、固定体は、第2中間部材を回動可能に保持する中間部材保持部を備え、カメラモジュールの光軸が基準位置にあるときに光軸方向から見たときの中間部材保持部の外形は、正方形状または長方形状となっており、カメラモジュールの光軸が基準位置にあるときに光軸方向から見たときの外形が正方形状または長方形状となる中間部材保持部の4辺のうちの2辺は、第2光軸直交方向と平行になっており、第1磁気駆動機構および第2磁気駆動機構は、第2光軸直交方向に平行な中間部材保持部の2辺のうちの1辺に沿って配置され、第3磁気駆動機構は、第1光軸直交方向に平行な中間部材保持部の2辺のうちの1辺に沿って配置され、第1磁気駆動機構および第2磁気駆動機構が配置される側に伸びる一方の第1バネ部の第1方向における外側端とカメラモジュールの光軸との距離が、他方の第1バネ部の第1方向における外側端とカメラモジュールの光軸との距離よりも長くなっており、第1磁気駆動機構および第2磁気駆動機構が配置される側に伸びる一方の第2バネ部の第2方向における外側端とカメラモジュールの光軸との距離が、他方の第2バネ部の第2方向における外側端とカメラモジュールの光軸との距離よりも長くなっていることが好ましい。
【0017】
このように構成すると、第1磁気駆動機構および第2磁気駆動機構が、第2光軸直交方向に平行な中間部材保持部の2辺のうちの1辺に沿って配置され、第3磁気駆動機構が、第1光軸直交方向に平行な中間部材保持部の2辺のうちの1辺に沿って配置されているため、振れ補正機能付き光学ユニットが搭載される携帯機器等では、中間部材保持部の2辺のそれぞれに沿った領域において磁気干渉が生じないように各種の部品を配置すれば良い。したがって、振れ補正機能付き光学ユニットが搭載される携帯機器等の設計の自由度の低下を抑制することが可能になる。
【0018】
また、このように構成すると、第1磁気駆動機構および第2磁気駆動機構が配置される側に伸びる一方の第1バネ部の第1方向における外側端とカメラモジュールの光軸との距離が、他方の第1バネ部の第1方向における外側端とカメラモジュールの光軸との距離よりも長くなっており、第1磁気駆動機構および第2磁気駆動機構が配置される側に伸びる一方の第2バネ部の第2方向における外側端とカメラモジュールの光軸との距離が、他方の第2バネ部の第2方向における外側端とカメラモジュールの光軸との距離よりも長くなっているため、第1磁気駆動機構および第2磁気駆動機構が第2光軸直交方向に平行な中間部材保持部の1辺に沿って配置されていても、一方の第1バネ部および一方の第2バネ部と、第1磁気駆動機構および第2磁気駆動機構との干渉を防止することが可能になる。
【0019】
本発明において、振れ補正機能付き光学ユニットは、たとえば、可動体から第2光軸直交方向の一方側に引き出されるフレキシブルプリント基板を備えている。この場合には、フレキシブルプリント基板の影響で、可動体は、第2光軸直交方向を回動の軸方向として回動するときよりも、第1光軸直交方向を回動の軸方向として回動するときの方が回動しにくくなる。しかしながら、第1光軸直交方向に平行な中間部材保持部の1辺に沿って配置されるのが第3磁気駆動機構のみであるため、第3磁気駆動機構を構成する第3駆動用磁石や第3駆動用コイルを大きくして第3磁気駆動機構の駆動力を高めることが可能になる。したがって、フレキシブルプリント基板の影響で、第1光軸直交方向を回動の軸方向として可動体が回動しにくくなっても、第1光軸直交方向を回動の軸方向として可動体を適切に回動させることが可能になる。
【0020】
本発明において、第1磁気駆動機構は、第1光軸直交方向で対向配置される第1駆動用磁石および第1駆動用コイルを2組備え、第2磁気駆動機構は、第2駆動用磁石および第2駆動用コイルを1組備え、第2光軸直交方向における第2駆動用磁石の両側に第1駆動用磁石が配置され、第2光軸直交方向における第2駆動用コイルの両側に第1駆動用コイルが配置されていることが好ましい。
【0021】
このように構成すると、第2光軸直交方向における第1駆動用磁石の両側に第2駆動用磁石が配置され、かつ、第2光軸直交方向における第1駆動用コイルの両側に第2駆動用コイルが配置されている場合と比較して、第2光軸直交方向において振れ補正機能付き光学ユニットを小型化することが可能になる。また、このように構成すると、第2光軸直交方向の中心に第2駆動用磁石を配置することが可能になるため、たとえば、第2光軸直交方向を回動の軸方向とする固定体に対する可動体の回動位置を検知するための磁気センサが第1光軸直交方向において第2駆動用磁石に対向配置されている場合、第1光軸直交方向を回動の軸方向として固定体に対して可動体が回動したときの、第2駆動用磁石と磁気センサとの光軸方向のずれ量を抑制することが可能になる。したがって、第2駆動用磁石と磁気センサとを用いて、第2光軸直交方向を回動の軸方向とする固定体に対する可動体の回動位置を適切に検知することが可能になる。
【0022】
本発明において、第1駆動用磁石は、第2光軸直交方向で分極された2個の着磁部によって構成され、2個の第1駆動用磁石の、第2駆動用磁石側の磁極は同じ磁極になっていることが好ましい。このように構成すると、第2光軸直交方向における第2駆動用磁石の両側に第1駆動用磁石が配置されていても、2個の第1駆動用磁石が発生させる磁気の、第2駆動用磁石に対するバランスが良くなる。したがって、第1磁気駆動機構が第2磁気駆動機構の磁気回路に与える影響を低減することが可能になる。
【発明の効果】
【0023】
以上のように、本発明では、カメラモジュールを有する可動体を保持する第1中間部材と、カメラモジュールの光軸に直交する第1方向を回動の軸方向とする第1中間部材の回動が可能となるように第1中間部材を保持する第2中間部材と、カメラモジュールの光軸に交差するとともに第1方向に交差する第2方向を回動の軸方向とする第2中間部材の回動が可能となるように第2中間部材を保持する固定体とを備える振れ補正機能付き光学ユニットにおいて、第1方向での第2中間部材に対する第1中間部材のがたつきと第2方向での固定体に対する第2中間部材のがたつきとを確実に抑制しつつ、振れ補正機能付き光学ユニットを小型化することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【
図1】本発明の実施の形態にかかる振れ補正機能付き光学ユニットの斜視図である。
【
図2】
図1に示す振れ補正機能付き光学ユニットの平面図である。
【
図3】
図1に示す振れ補正機能付き光学ユニットの分解斜視図である。
【
図4】
図3に示す第2中間部材および第2支点部等の分解斜視図である。
【
図5】
図4に示すホルダ、第1中間部材および第1支点部等の分解斜視図である。
【
図6】
図2に示すホルダ、第1磁気駆動機構、第2磁気駆動機構および第3磁気駆動機構等を抜き出して示す平面図である。
【
図7】
図6に示す第1駆動用コイルおよび第2駆動用コイルを抜き出して示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【0025】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。
【0026】
(振れ補正機能付き光学ユニットの全体構成)
図1は、本発明の実施の形態にかかる振れ補正機能付き光学ユニット1の斜視図である。
図2は、
図1に示す振れ補正機能付き光学ユニット1の平面図である。
図3は、
図1に示す振れ補正機能付き光学ユニット1の分解斜視図である。
図4は、
図3に示す第2中間部材5および第2支点部13等の分解斜視図である。
図5は、
図4に示すホルダ16、第1中間部材4および第1支点部12等の分解斜視図である。
図6は、
図2に示すホルダ16、第1磁気駆動機構7、第2磁気駆動機構8および第3磁気駆動機構9等を抜き出して示す平面図である。
【0027】
以下の説明では、
図1等に示すように、互いに直交する3方向のそれぞれをX方向、Y方向およびZ方向とし、X方向を左右方向、Y方向を前後方向、Z方向を上下方向とする。また、左右方向の一方側である
図1等のX1方向側を「右」側、その反対側である
図1等のX2方向側を「左」側、前後方向の一方側である
図1等のY1方向側を「前」側、その反対側である
図1等のY2方向側を「後ろ」側、上下方向の一方側である
図1等のZ1方向側を「上」側、その反対側である
図1等のZ2方向側を「下」側とする。
【0028】
本形態の振れ補正機能付き光学ユニット1(以下、「光学ユニット1」とする。)は、たとえば、スマートフォン等の携帯機器に搭載される小型かつ薄型のユニットであり、撮影用のレンズおよび撮像素子を有するカメラモジュール2を備えている。光学ユニット1は、全体として厚さの薄い扁平な略直方体状に形成されている。また、光学ユニット1は、撮影時に振れが発生した場合の撮影画像に乱れが発生することを回避するための振れ補正機能を備えている。
【0029】
光学ユニット1は、カメラモジュール2を有する可動体3と、可動体3を保持する第1中間部材4と、第1中間部材4を回動可能に保持する第2中間部材5と、第2中間部材5を回動可能に保持する固定体6とを備えている。本形態では、第1中間部材4は、カメラモジュール2の光軸Lを回動中心とする可動体3の回動が可能となるように可動体3を保持している。すなわち、可動体3は、カメラモジュール2の光軸Lを回動中心にして第1中間部材4に対して回動可能となっている。
【0030】
第1中間部材4は、カメラモジュール2の光軸Lに直交する第1方向(
図2等のV方向)を回動の軸方向として第2中間部材5に対して回動可能となっている。すなわち、第1中間部材4は、第1方向を軸線方向とする第1軸線L1(
図2参照)を回動中心にして第2中間部材5に対して回動可能となっている。第2中間部材5は、第1方向に交差するとともにカメラモジュール2の光軸Lに交差する第2方向(
図2等のW方向)を回動の軸方向として固定体6に対して回動可能となっている。すなわち、第2中間部材5は、第2方向を軸線方向とする第2軸線L2(
図2参照)を回動中心にして固定体6に対して回動可能となっている。本形態の第2方向は第1方向に直交している。このように、可動体3と固定体6との間には、2軸のジンバル機構が構成されている。
【0031】
本形態では、第1中間部材4および第2中間部材5が所定の基準位置に配置されていてカメラモジュール2の光軸Lが所定の基準位置にあるときに、カメラモジュール2の光軸Lの方向である光軸方向は、上下方向と一致している。また、カメラモジュール2の光軸Lが基準位置にあるときに、第2方向は、光軸Lに直交している。より具体的には、第1中間部材4が所定の基準位置に配置されていて第2中間部材5に対して回動していないときに、第2方向は、光軸Lに直交している。一方、第1中間部材4が第2中間部材5に対して回動しているときには、第2方向は、光軸Lに交差してはいるが、直角には交わっていない。
【0032】
第1方向は、上下方向から見たときに、前後方向に対して
図2の反時計回りの方向へ約45°ずれた方向となっている。本形態の前後方向(Y方向)は、カメラモジュール2の光軸Lが基準位置にあるときにカメラモジュール2の光軸Lに直交するとともに第1方向および第2方向に対して傾いた第1光軸直交方向となっている。また、左右方向(X方向)は、カメラモジュール2の光軸Lが基準位置にあるときに第1光軸直交方向である前後方向とカメラモジュール2の光軸Lとに直交するとともに第1方向および第2方向に対して傾いた第2光軸直交方向となっている。
【0033】
光学ユニット1は、カメラモジュール2の光軸Lを回動中心にして固定体6に対して可動体3を回動させるための第1磁気駆動機構7と、カメラモジュール2の光軸Lが任意の方向に傾くように固定体6に対して可動体3を回動させるための第2磁気駆動機構8および第3磁気駆動機構9とを備えている。第1方向における第1中間部材4の両端部には、第2中間部材5に対する第1中間部材4の回動の支点となる第1支点部12が配置されている。第2方向における第2中間部材5の両端部には、固定体6に対する第2中間部材5の回動の支点となる第2支点部13が配置されている。可動体3と第1中間部材4との間には、第1中間部材4に対する可動体3の回動を可能にするための回動支持部14が配置されている。
【0034】
可動体3は、全体として光軸方向の厚さが薄い扁平な直方体状に形成されている。可動体3は、カメラモジュール2が固定されるホルダ16と、ホルダ16に固定される回動部材17とを備えている。ホルダ16は、樹脂材料で形成されている。ホルダ16は、正方形の枠状に形成されており、第1中間部材4および第2中間部材5が所定の基準位置に配置されている状態で光軸方向から見たときのホルダ16の外形は、正方形状となっている。カメラモジュール2は、ホルダ16によってカメラモジュール2の外周側が覆われるように、ホルダ16の内周面に固定されている。
【0035】
また、可動体3、第1中間部材4および第2中間部材5が所定の基準位置に配置されているときには、外形が正方形状をなすホルダ16の4辺のうちの2辺は、前後方向と平行になっており、ホルダ16の残りの2辺は、左右方向と平行になっている。なお、第1方向におけるホルダ16の両端部は、面取りされており、第1方向に略直交する平面となっている。同様に、第2方向におけるホルダ16の両端部は、面取りされており、第2方向に略直交する平面となっている。
【0036】
図6に示すように、ホルダ16の後側面には、第1磁気駆動機構7の一部を構成する後述の第1駆動用磁石35が配置される凹部16aと、第2磁気駆動機構8の一部を構成する後述の第2駆動用磁石37が配置される凹部16bとが形成されている。ホルダ16の左側面には、第3磁気駆動機構9の一部を構成する後述の第3駆動用磁石39が配置される凹部16cが形成されている。
【0037】
回動部材17は、ステンレス鋼等の金属材料によって形成されている。また、回動部材17は、金属板を所定形状に折り曲げることで形成されている。回動部材17は、回動支持部14に載置される被載置部17aと、ホルダ16に固定される被固定部17bとを備えている。被載置部17aは、円環状に形成されている。また、被載置部17aは、略平板状に形成されている。被載置部17aの厚さ方向は、光軸方向と一致している。
【0038】
被載置部17aは、ホルダ16よりも上側に配置されている。被載置部17aの下面には、回動支持部14の一部を構成する後述の球体31が配置される円環状の溝部(図示省略)が形成されている。この溝部は、上側に向かって窪んでいる。また、この溝部は、カメラモジュール2の光軸Lを中心とする円環状に形成されている。被載置部17aの内周側には、カメラモジュール2の上端部が配置されている。
【0039】
被固定部17bは、被載置部17aの外周面に繋がっている。本形態では、被載置部17aの外周面の前後左右方向の両側に被固定部17bが繋がっており、4個の被固定部17bが光軸Lを中心にして90°ピッチで配置されている。被固定部17bの先端側は、下側に向かって折れ曲がっている。ホルダ16には、被固定部17bの先端部が固定されている。また、被載置部17aの外周面には、平板状の突出部17cが繋がっている。突出部17cは、被載置部17aから第2方向の両側に突出している。突出部17cの厚さ方向は、光軸方向と一致している。
【0040】
上述のように、カメラモジュール2は、レンズおよび撮像素子を備えている。撮像素子は、カメラモジュール2の下端側に配置されており、カメラモジュール2の上側に配置される被写体がカメラモジュール2によって撮影される。カメラモジュール2の下端側からは、フレキシブルプリント基板18が引き出されている。フレキシブルプリント基板18は、カメラモジュール2から右側に引き出されている。すなわち、光学ユニット1は、可動体3から右側に引き出されるフレキシブルプリント基板18を備えている。
【0041】
第1中間部材4は、ステンレス鋼等の金属材料によって形成されている。また、第1中間部材4は、金属板を所定形状に折り曲げることで形成されている。第1中間部材4は、回動支持部14が載置される載置部4aと、載置部4aから第1方向の両側に向かって伸びる2本の腕部4bとを備えている。載置部4aは、円環状に形成されている。また、載置部4aは、略平板状に形成されている。載置部4aの厚さ方向は、光軸方向と一致している。
【0042】
載置部4aは、ホルダ16よりも上側に配置されている。また、載置部4aは、回動部材17の被載置部17aの下側に配置されている。
図5に示すように、載置部4aの上面には、回動支持部14の一部を構成する後述の球体31の一部分が配置される円環状の溝部4cが形成されている。溝部4cは、下側に向かって窪んでいる。また、溝部4cは、カメラモジュール2の光軸Lを中心とする円環状に形成されている。載置部4aの内周側には、カメラモジュール2の上端部が配置されている。
【0043】
腕部4bは、載置部4aの外周面に繋がっている。腕部4bの先端側は、下側に向かって折れ曲がっている。腕部4bの先端部4dは、平板状に形成されている。先端部4dの厚さ方向は、第1方向と略一致している。先端部4dは、第1方向において、ホルダ16の外側に配置されている。また、載置部4aの外周面には、磁石取付部4eが繋がっている。磁石取付部4eは、載置部4aから第2方向の両側に突出している。
【0044】
磁石取付部4eの上面には、磁石19(
図5参照)が取り付けられている。磁石19は、回動部材17の突出部17cの下側に配置されている。磁石19は、突出部17cを磁気的に吸引している。磁石19は、円環状に形成される載置部4aの周方向において2極に着磁されている。すなわち、磁石19は、載置部4aの周方向で分極された2個の着磁部によって構成されている。
【0045】
第2中間部材5は、ステンレス鋼等の金属材料によって形成されている。また、第2中間部材5は、バネ性を有する金属板を所定形状に折り曲げることで形成された板バネである。第2中間部材5は、回動部材17および第1中間部材4よりも上側に配置される基部5aと、基部5aから第1方向の両側に向かって伸びる2本の腕部5bと、基部5aから第2方向の両側に向かって伸びる2本の腕部5cとによって構成されている。基部5aの中心には、円形の貫通穴が形成されている。基部5aの外形は、正方形状となっている。腕部5b、5cは、外形が正方形状となる基部5aの四隅のそれぞれから基部5aの外側に向かって伸びている。基部5aの内周側には、カメラモジュール2の上端部が配置されている。
【0046】
腕部5bの先端側は、下側に向かって折れ曲がっている。腕部5bの先端部5dは、平板状に形成されている。先端部5dの厚さ方向は、第1方向と略一致している。先端部5dは、第1方向において、腕部4bの先端部4dの外側に配置されている。腕部5cの先端側は、下側に向かって折れ曲がっている。腕部5cの先端部5eは、平板状に形成されている。先端部5eの厚さ方向は、第2方向と略一致している。先端部5eは、第2方向において、磁石取付部4eよりも外側に配置されている。
【0047】
図4に示すように、先端部5dには、第1支点部12の一部を構成する後述の球体27の一部分が配置される凹部5fが形成されている。凹部5fは、半球状に形成されている。凹部5fは、第1方向の内側に向かって窪んでいる。先端部5eには、第2支点部13の一部を構成する後述の球体29の一部分が配置される凹部5gが形成されている。凹部5gは、半球状に形成されている。凹部5gは、第2方向の内側に向かって窪んでいる。第2中間部材5のより具体的な構成については後述する。
【0048】
固定体6は、第2中間部材5を回動可能に保持する四角筒状の中間部材保持部21aを有するケース体21と、ケース体21の上面側に固定されるカバー22と、ケース体21の下面側に固定されるベース板23とを備えている。ケース体21は、樹脂材料で形成されている。ケース体21は、上述の中間部材保持部21aと、内周側にフレキシブルプリント基板18が収容される四角筒状のFPC収容部21bとから構成されている。
【0049】
図3に示すように、中間部材保持部21aは、上下方向の両端が開口する四角筒状に形成されている。中間部材保持部21aは、光軸Lを中心とする径方向において可動体3、第1中間部材4および第2中間部材5の外側に配置されている。中間部材保持部21aの外形は、正方形状となっている。より具体的には、上下方向から見たときの中間部材保持部21aの外形は、正方形状となっている。すなわち、第1中間部材4および第2中間部材5が所定の基準位置に配置されていてカメラモジュール2の光軸Lが所定の基準位置にあるときにカメラモジュール2の光軸方向から見たときの中間部材保持部21aの外形は、正方形状となっている。
【0050】
外形が正方形状をなす中間部材保持部21aの4辺のうちの2辺は、前後方向と平行になっており、中間部材保持部21aの残りの2辺は、左右方向と平行になっている。中間部材保持部21aの後面部には、第1磁気駆動機構7の一部を構成する後述の第1駆動用コイル36および第2磁気駆動機構8の一部を構成する後述の第2駆動用コイル38が配置される貫通穴21cが形成されている(
図3参照)。中間部材保持部21aの左面部には、第3磁気駆動機構9の一部を構成する後述の第3駆動用コイル40が配置される貫通穴21dが形成されている(
図3参照)。
【0051】
FPC収容部21bは、上下方向の両端が開口する四角筒状に形成されている。FPC収容部21bは、中間部材保持部21aの右側面に繋がっている。カバー22は、ケース体21を上側から覆っている。カバー22には、第2中間部材5等が配置される貫通穴が形成されている。ベース板23は、ケース体21の下面の開口(すなわち、中間部材保持部21aおよびFPC収容部21bの下面の開口)を塞いでいる。
【0052】
第1支点部12は、第1中間部材4の腕部4bの先端部4dに固定される支持部材26と、支持部材26に固定される球状の球体27とを備えている(
図5参照)。支持部材26および球体27は、金属材料で形成されている。支持部材26は、球体27が固定される平板状の固定部26aを備えている。固定部26aの厚さ方向は、第1方向と一致している。球体27は、第1方向における固定部26aの内側面に固定されている。固定部26aは、第1方向において、先端部4dの外側に配置されている。第2中間部材5の腕部5bの先端部5dは、第1方向において、先端部4dと固定部26aとの間に配置されている。球体27の一部は、凹部5fの中に配置されている。2本の腕部5bのバネ性によって、球体27は、凹部5fの底面に所定の接触圧で接触している。
【0053】
第2支点部13は、中間部材保持部21aに固定される支持部材28と、支持部材28に固定される球状の球体29とを備えている(
図4参照)。支持部材28および球体29は、金属材料で形成されている。支持部材28は、球体29が固定される平板状の固定部28aを備えている。固定部28aの厚さ方向は、第2方向と一致している。球体29は、第2方向における固定部28aの内側面に固定されている。固定部28aは、第2方向において、第2中間部材5の腕部5cの先端部5eの外側に配置されている。球体29の一部は、凹部5gの中に配置されている。2本の腕部5cのバネ性によって、球体29は、凹部5gの底面に所定の接触圧で接触している。
【0054】
回動支持部14は、平板状かつ円環状に形成される球体保持部材30と、球体保持部材30に保持される球状の複数の球体31とを備えている(
図5参照)。本形態の回動支持部14は、6個の球体31を備えている。球体保持部材30および球体31は、金属材料で形成されている。球体保持部材30は、球体保持部材30の厚さ方向と光軸方向とが一致するように配置されている。また、球体保持部材30は、球体保持部材30の中心と光軸Lとが一致するように配置されている。球体保持部材30は、光軸方向において被載置部17aと載置部4aとの間に配置されている。
【0055】
球体保持部材30には、球体31を保持するための複数(具体的には、6個)の貫通穴が形成されている。6個の貫通穴は、カメラモジュール2の光軸Lを中心とする等角度ピッチで球体保持部材30に形成されている。球体保持部材30の貫通穴に保持される球体31の一部分は、被載置部17aの下面に形成される溝部および載置部4aの上面に形成される溝部4cの中に配置されている。
【0056】
球体31は、磁石19と突出部17cの間に生じる磁気的吸引力によって、被載置部17aの溝部の底面および載置部4aの溝部4cの底面に所定の接触圧で接触している。なお、磁石19は、上述のように、円環状に形成される載置部4aの周方向において2極に着磁されており、磁石19および突出部17cは、カメラモジュール2の光軸Lを中心とする可動体3の回動方向において可動体3を所定の基準位置で保持する機能を果たしている。具体的には、磁石19および突出部17cは、第1磁気駆動機構7の一部を構成する後述の第1駆動用コイル36に電流が供給されていないときに、光軸Lを中心とする可動体3の回動方向において可動体3を所定の基準位置で保持する機能を果たしている。
【0057】
光学ユニット1では、可動体3の傾きの変化を検知するための所定の検知機構によって可動体3の傾きの変化が検知されると、この検知機構の検知結果に基づいて、第1磁気駆動機構7の一部を構成する後述の第1駆動用コイル36、第2磁気駆動機構8の一部を構成する後述の第2駆動用コイル38、および、第3磁気駆動機構9の一部を構成する後述の第3駆動用コイル40の少なくともいずれか1つに電流が供給されて、振れが補正される。
【0058】
(第1~第3磁気駆動機構およびその周辺部の構成)
図7は、
図6に示す第1駆動用コイル36および第2駆動用コイル38を抜き出して示す正面図である。
【0059】
第1磁気駆動機構7は、前後方向で対向配置される第1駆動用磁石35および第1駆動用コイル36を備えている。本形態の第1磁気駆動機構7は、第1駆動用磁石35および第1駆動用コイル36を2組備えている。すなわち、第1磁気駆動機構7は、2個の第1駆動用磁石35と2個の第1駆動用コイル36とを備えている。第2磁気駆動機構8は、前後方向で対向配置される第2駆動用磁石37および第2駆動用コイル38を備えている。本形態の第2磁気駆動機構8は、第2駆動用磁石37および第2駆動用コイル38を1組備えている。第3磁気駆動機構9は、左右方向で対向配置される第3駆動用磁石39および第3駆動用コイル40を備えている。本形態の第3磁気駆動機構9は、第3駆動用磁石39および第3駆動用コイル40を1組備えている。
【0060】
第2駆動用磁石37は、長方形の平板状に形成されている。第2駆動用磁石37は、ホルダ16の凹部16bに固定されている。すなわち、第2駆動用磁石37は、ホルダ16の後面側に固定されている。また、第2駆動用磁石37は、可動体3、第1中間部材4および第2中間部材5が所定の基準位置に配置されているときの、ホルダ16の左右方向の中心部に固定されている。
【0061】
可動体3、第1中間部材4および第2中間部材5が所定の基準位置に配置されているときに、第2駆動用磁石37の厚さ方向は前後方向と一致している。また、長方形の平板状に形成される第2駆動用磁石37の4辺のうちの2辺は、カメラモジュール2の光軸方向と平行になっている。第2駆動用磁石37は、上下方向において2極に着磁されている。すなわち、第2駆動用磁石37は、上下方向で分極された2個の着磁部によって構成されている。
【0062】
第2駆動用コイル38は、たとえば、導線が空芯状に巻回されることで形成された空芯コイルである。第2駆動用コイル38は、左右方向に平行な直線状の2個の直線部38aと、2個の直線部38aの左右方向の両端を繋ぐ円弧状の2個の円弧部38bとから構成されている(
図7参照)。第2駆動用コイル38は、フレキシブルプリント基板42(
図4参照)に取り付けられている。フレキシブルプリント基板42は、中間部材保持部21aの外周面に固定されている。
【0063】
第2駆動用コイル38は、中間部材保持部21aの貫通穴21cの中に配置されている。すなわち、第2駆動用コイル38は、中間部材保持部21aの後ろ側部分の中に配置されており、第2駆動用磁石37の後ろ側に配置されている。また、第2駆動用コイル38は、中間部材保持部21aの左右方向の中心部に配置されている。第2磁気駆動機構8は、カメラモジュール2の光軸Lに直交するとともに左右方向に平行な軸線を回動中心にして固定体6に対して可動体3を回動させる。
【0064】
第3駆動用磁石39は、長方形の平板状に形成されている。第3駆動用磁石39は、ホルダ16の凹部16cに固定されている。すなわち、第3駆動用磁石39は、ホルダ16の左面側に固定されている。また、第3駆動用磁石39は、可動体3、第1中間部材4および第2中間部材5が所定の基準位置に配置されているときの、ホルダ16の前後方向の中心部に固定されている。
【0065】
可動体3、第1中間部材4および第2中間部材5が所定の基準位置に配置されているときに、第3駆動用磁石39の厚さ方向は左右方向と一致している。また、長方形の平板状に形成される第3駆動用磁石39の4辺のうちの2辺は、カメラモジュール2の光軸方向と平行になっている。第2駆動用磁石37と同様に、第3駆動用磁石39は、上下方向において2極に着磁されている。すなわち、第3駆動用磁石39は、上下方向で分極された2個の着磁部によって構成されている。第3駆動用磁石39の光軸方向の幅は、第2駆動用磁石37の光軸方向の幅と等しくなっている。第3駆動用磁石39の前後方向の幅は、第2駆動用磁石37の左右方向の幅よりも広くなっている。
【0066】
第3駆動用コイル40は、たとえば、導線が空芯状に巻回されることで形成された空芯コイルである。第3駆動用コイル40は、前後方向に平行な直線状の2個の直線部と、2個の直線部の前後方向の両端を繋ぐ円弧状の2個の円弧部とから構成されている。第3駆動用コイル40は、フレキシブルプリント基板42に取り付けられている。第3駆動用コイル40の光軸方向の幅は、第2駆動用コイル38の光軸方向の幅と等しくなっている。第3駆動用コイル40の前後方向の幅は、第2駆動用コイル38の左右方向の幅よりも広くなっている。
【0067】
第3駆動用コイル40は、中間部材保持部21aの貫通穴21dの中に配置されている。すなわち、第3駆動用コイル40は、中間部材保持部21aの左側部分の中に配置されており、第3駆動用磁石39の左側に配置されている。また、第3駆動用コイル40は、中間部材保持部21aの前後方向の中心部に配置されている。第3磁気駆動機構9は、カメラモジュール2の光軸Lに直交するとともに前後方向に平行な軸線を回動中心にして固定体6に対して可動体3を回動させる。
【0068】
第1駆動用磁石35は、長方形の平板状に形成されている。第1駆動用磁石35は、ホルダ16の凹部16aに固定されている。すなわち、第1駆動用磁石35は、ホルダ16の後面側に固定されている。可動体3、第1中間部材4および第2中間部材5が所定の基準位置に配置されているときに、第1駆動用磁石35の厚さ方向は前後方向と一致している。また、長方形の平板状に形成される第1駆動用磁石35の4辺のうちの2辺は、カメラモジュール2の光軸方向と平行になっている。第1駆動用磁石35は、第2駆動用磁石37の左右方向の両側に配置されている。
【0069】
第1駆動用磁石35は、左右方向において2極に着磁されている。すなわち、第1駆動用磁石35は、左右方向で分極された2個の着磁部によって構成されている。本形態では、2個の第1駆動用磁石35の、第2駆動用磁石37側の磁極が同じ磁極になっている。すなわち、第2駆動用磁石37の左側に配置される第1駆動用磁石35の右側の磁極と、第2駆動用磁石37の右側に配置される第1駆動用磁石35の左側の磁極とが同じ磁極になっている。
【0070】
第1駆動用コイル36は、たとえば、導線が空芯状に巻回されることで形成された空芯コイルである。第1駆動用コイル36は、光軸方向に平行な直線状の2個の直線部36aと、2個の直線部36aの光軸方向の両端を繋ぐ円弧状の2個の円弧部36bとから構成されている(
図7参照)。上述のように、本形態では、第2駆動用磁石37の左側に配置される第1駆動用磁石35の右側の磁極と、第2駆動用磁石37の右側に配置される第1駆動用磁石35の左側の磁極とが同じ磁極になっているため、2個の第1駆動用コイル36のうちの一方の第1駆動用コイル36の巻回方向と他方の第1駆動用コイル36の巻回方向とが逆方向になっている。
【0071】
第1駆動用コイル36は、フレキシブルプリント基板42に取り付けられている。第1駆動用コイル36は、中間部材保持部21aの貫通穴21cの中に配置されている。すなわち、第1駆動用コイル36は、中間部材保持部21aの後ろ側部分の中に配置されており、第1駆動用磁石35の後ろ側に配置されている。また、第1駆動用コイル36は、第2駆動用コイル38の左右方向の両側に配置されている。
【0072】
上述のように、第1駆動用磁石35および第2駆動用磁石37は、ホルダ16の後面側に固定され、第1駆動用コイル36および第2駆動用コイル38は、中間部材保持部21aの後ろ側部分の中に配置されている。また、第3駆動用磁石39は、ホルダ16の左面側に固定され、第3駆動用コイル40は、中間部材保持部21aの左側部分の中に配置されている。
【0073】
すなわち、第1磁気駆動機構7および第2磁気駆動機構8は、左右方向に平行な中間部材保持部21aの2辺のうちの1辺(具体的には、後ろ側の辺)に沿って配置され、第3磁気駆動機構9は、前後方向に平行な中間部材保持部21aの2辺のうちの1辺(具体的には、左側の辺)に沿って配置されている。すなわち、第1磁気駆動機構7、第2磁気駆動機構8および第3磁気駆動機構9は、上下方向から見たときの外形が正方形状となる中間部材保持部21aの2辺に沿って配置されている。
【0074】
第1駆動用磁石35には、カメラモジュール2の光軸Lを回動中心とした固定体6に対する可動体3の回動位置を検知するための磁気センサ43(
図4参照)が対向配置されている。第2駆動用磁石37には、カメラモジュール2の光軸Lに直交するとともに左右方向に平行な軸線を回動中心とした固定体6に対する可動体3の回動位置を検知するための磁気センサ44(
図4参照)が対向配置されている。第3駆動用磁石39には、カメラモジュール2の光軸Lに直交するとともに前後方向に平行な軸線を回動中心とした固定体6に対する可動体3の回動位置を検知するための磁気センサ45(
図4参照)が対向配置されている。
【0075】
磁気センサ43~45は、ホール素子を有するホールセンサである。磁気センサ43~45は、フレキシブルプリント基板42に実装されている。磁気センサ43は、空芯コイルである第1駆動用コイル36の内周側に配置されている。磁気センサ44は、空芯コイルである第2駆動用コイル38の内周側に配置されている。磁気センサ45は、空芯コイルである第3駆動用コイル40の内周側に配置されている。
【0076】
フレキシブルプリント基板42の、第2駆動用コイル38が取り付けられている面の反対側の面には、磁性材料からなる第2磁性板が固定され、フレキシブルプリント基板42の、第3駆動用コイル40が取り付けられている面の反対側の面には、磁性材料からなる第3磁性板が固定されている。第2駆動用磁石37と第2磁性板の間に生じる磁気的吸引力と、第3駆動用磁石39と第3磁性板の間に生じる磁気的吸引力とによって、基準位置に配置される第1中間部材4および第2中間部材5の位置が保持されている。すなわち、第2駆動用磁石37、第2磁性板、第3駆動用磁石39および第3磁性板は、第2駆動用コイル38や第3駆動用コイル40に電流が供給されていないときに、第1中間部材4および第2中間部材5の姿勢を維持する機能を果たしている。
【0077】
(第2中間部材の構成)
図8は、
図2に示す第2中間部材5の平面図である。
【0078】
上述のように、第2中間部材5は、基部5aから第1方向の両側に向かって伸びる2本の腕部5b(一対の腕部5b)と、基部5aから第2方向の両側に向かって伸びる2本の腕部5c(一対の腕部5c)とを備えている。また、第1中間部材4の腕部4bの先端部4dに固定された支持部材26に固定される球体27は、2本の腕部5bのバネ性によって、腕部5bに形成される凹部5fの底面に所定の接触圧で接触し、中間部材保持部21aに固定された支持部材28に固定される球体29は、2本の腕部5cのバネ性によって、腕部5cに形成される凹部5gの底面に所定の接触圧で接触している。
【0079】
本形態では、2本の腕部5bのバネ性によって球体27が凹部5fの底面に所定の接触圧で接触することで、第1方向において第2中間部材5に対する第1中間部材4のがたつきが抑制されている。また、2本の腕部5cのバネ性によって球体29が凹部5gの底面に所定の接触圧で接触することで、第2方向において固定体6に対する第2中間部材5のがたつきが抑制されている。本形態の2本の腕部5bは、第1方向において第2中間部材5に対する第1中間部材4のがたつきを抑制するためのバネ性を有する一対の第1バネ部となっており、2本の腕部5cは、第2方向において固定体6に対する第2中間部材5のがたつきを抑制するためのバネ性を有する一対の第2バネ部となっている。
【0080】
また、上述のように、腕部5bは、基部5aから第1方向の両側に向かって伸びている。すなわち、カメラモジュール2の光軸方向から見たときに、2本の腕部5bのうちの一方の腕部5bは、第1方向の一方の外側に伸び、他方の腕部5bは、一方の腕部5bの反対側に伸びている。具体的には、カメラモジュール2の光軸方向から見たときに、一方の腕部5bは、斜め左後ろ側に伸び、他方の腕部5bは、斜め右前側に伸びている。以下の説明では、2本の腕部5bのそれぞれを区別して表す場合には、斜め左後ろ側に伸びる一方の腕部5bを「一方側腕部5b」とし、斜め右前側に伸びる他方の腕部5bを「他方側腕部5b」とする。
【0081】
また、腕部5cは、基部5aから第2方向の両側に向かって伸びている。すなわち、カメラモジュール2の光軸方向から見たときに、2本の腕部5cのうちの一方の腕部5cは、第2方向の一方の外側に伸び、他方の腕部5cは、一方の腕部5cの反対側に伸びている。具体的には、カメラモジュール2の光軸方向から見たときに、一方の腕部5cは、斜め右後ろ側に伸び、他方の腕部5cは、斜め左前側に伸びている。以下の説明では、2本の腕部5cのそれぞれを区別して表す場合には、斜め右後ろ側に伸びる一方の腕部5cを「一方側腕部5c」とし、斜め左前側に伸びる他方の腕部5cを「他方側腕部5c」とする。
【0082】
本形態では、カメラモジュール2の光軸Lが基準位置にある状態で光軸方向から見たときに、一方側腕部5bの第1方向における外側端と光軸Lとの距離D1(
図8参照)は、他方側腕部5bの第1方向における外側端と光軸Lとの距離D2(
図8参照)よりも長くなっている。すなわち、第1磁気駆動機構7および第2磁気駆動機構8が配置される側に伸びる一方側腕部5bの第1方向における外側端と光軸Lとの距離D1が、他方側腕部5bの第1方向における外側端と光軸Lとの距離D2よりも長くなっている。すなわち、カメラモジュール2の光軸Lが基準位置にある状態で光軸方向から見たときに、一方側腕部5bの第1方向の長さが他方側腕部5bの第1方向の長さよりも長くなっている。
【0083】
距離D1は、具体的には、光軸Lが基準位置にある状態で光軸方向から見たときの、一方側腕部5bの先端部5dの第1方向における外側面と光軸Lとの第1方向の最短距離である。距離D2は、具体的には、光軸Lが基準位置にある状態で光軸方向から見たときの、他方側腕部5bの先端部5dの第1方向における外側面と光軸Lとの第1方向の最短距離である。
【0084】
光軸Lが基準位置にある状態で光軸方向から見たときに、2本の腕部5bの幅(すなわち、腕部5bの厚さ方向と第1方向とに直交する方向の腕部5bの幅)は一定になっている。また、一方側腕部5bの幅H1(
図8参照)と、他方側腕部5bの幅H2(
図8参照)とは等しくなっている。なお、2本の腕部5bの幅は、腕部5bの基端から先端に向かうにしたがって(すなわち、第1方向の内側端から第1方向の外側端に向かうにしたがって)狭くなっていても良い。この場合には、2本の腕部5bの幅は、腕部5bの基端から先端に向かうにしたがって連続的に狭くなっていても良いし、段階的に狭くなっていても良い。
【0085】
また、カメラモジュール2の光軸Lが基準位置にある状態で光軸方向から見たときに、一方側腕部5cの第2方向における外側端と光軸Lとの距離D3(
図8参照)は、他方側腕部5cの第2方向における外側端と光軸Lとの距離D4(
図8参照)よりも長くなっている。すなわち、第1磁気駆動機構7および第2磁気駆動機構8が配置される側に伸びる一方側腕部5cの第2方向における外側端と光軸Lとの距離D3が、他方側腕部5cの第2方向における外側端と光軸Lとの距離D4よりも長くなっている。すなわち、カメラモジュール2の光軸Lが基準位置にある状態で光軸方向から見たときに、一方側腕部5cの第2方向の長さが他方側腕部5cの第2方向の長さよりも長くなっている。
【0086】
距離D3は、具体的には、光軸Lが基準位置にある状態で光軸方向から見たときの、一方側腕部5cの先端部5eの第2方向における外側面と光軸Lとの第2方向の最短距離である。距離D4は、具体的には、光軸Lが基準位置にある状態で光軸方向から見たときの、他方側腕部5cの先端部5eの第2方向における外側面と光軸Lとの第2方向の最短距離である。距離D3は、距離D1よりも長くなっており、距離D4は、距離D2よりも長くなっている。また、距離D4は、距離D1よりも短くなっている。
【0087】
光軸Lが基準位置にある状態で光軸方向から見たときに、2本の腕部5cの幅(すなわち、腕部5cの厚さ方向と第2方向とに直交する方向の腕部5cの幅)は、腕部5cの基端から先端に向かうにしたがって(すなわち、第2方向の内側端から第2方向の外側端に向かうにしたがって)狭くなっている。具体的には、2本の腕部5cの幅は、腕部5cの基端から先端に向かうにしたがって連続的に狭くなっている。なお、2本の腕部5cの幅は、腕部5cの基端から先端に向かうにしたがって段階的に狭くなっていても良い。また、2本の腕部5cの幅は一定になっていても良い。
【0088】
一方側腕部5cの基端の幅H3(
図8参照)と、他方側腕部5cの基端の幅H4(
図8参照)とは等しくなっている。また、一方側腕部5cの第2方向の外側端の幅H5(
図8参照)と、他方側腕部5cの第2方向の外側端の幅H6(
図8参照)とは等しくなっている。
【0089】
(本形態の主な効果)
以上説明したように、本形態では、第2中間部材5は、第1方向において第2中間部材5に対する第1中間部材4のがたつきを抑制するための一対の腕部5bと、第2方向において固定体6に対する第2中間部材5のがたつきを抑制するための一対の腕部5cとを備えている。また、本形態では、カメラモジュール2の光軸Lが基準位置にある状態で光軸方向から見たときに、一方側腕部5bの第1方向における外側端と光軸Lとの距離D1が他方側腕部5bの第1方向における外側端と光軸Lとの距離D2よりも長くなっており、一方側腕部5cの第2方向における外側端と光軸Lとの距離D3が他方側腕部5cの第2方向における外側端と光軸Lとの距離D4よりも長くなっている。
【0090】
そのため、本形態では、一方側腕部5bのバネ定数を小さくして、一対の腕部5bの付勢力のばらつきを抑制することが可能になるとともに、一方側腕部5cのバネ定数を小さくして、一対の腕部5cの付勢力のばらつきを抑制することが可能になる。したがって、本形態では、一対の腕部5bによって第1方向での第2中間部材5に対する第1中間部材4のがたつきを確実に抑制することが可能になるとともに、一対の腕部5cによって第2方向での固定体6に対する第2中間部材5のがたつきを確実に抑制することが可能になる。また、本形態では、距離D2が距離D1よりも短くなっているとともに、距離D4が距離D3よりも短くなっているため、光学ユニット1を小型化することが可能になる。
【0091】
本形態では、第1磁気駆動機構7および第2磁気駆動機構8は、左右方向に平行な中間部材保持部21aの後ろ側の辺に沿って配置され、第3磁気駆動機構9は、前後方向に平行な中間部材保持部21aの左側の辺に沿って配置されている。そのため、本形態の光学ユニット1が搭載される携帯機器等では、中間部材保持部21aの2辺のそれぞれに沿った領域において磁気干渉が生じないように各種の部品を配置すれば良い。したがって、本形態では、光学ユニット1が搭載される携帯機器等の設計の自由度の低下を抑制することが可能になる。
【0092】
なお、本形態では、第1磁気駆動機構7および第2磁気駆動機構8が配置される側に伸びる一方側腕部5bの第1方向における外側端と光軸Lとの距離D1が、他方側腕部5bの第1方向における外側端と光軸Lとの距離D2よりも長くなっており、かつ、第1磁気駆動機構7および第2磁気駆動機構8が配置される側に伸びる一方側腕部5cの第2方向における外側端と光軸Lとの距離D3が、他方側腕部5cの第2方向における外側端と光軸Lとの距離D4よりも長くなっているため、第1磁気駆動機構7および第2磁気駆動機構8が中間部材保持部21aの後ろ側の辺に沿って配置されていても、一方側腕部5b、5cと、第1磁気駆動機構7および第2磁気駆動機構8との干渉を防止することが可能になる。
【0093】
本形態では、フレキシブルプリント基板18がカメラモジュール2から右側に引き出されているため、フレキシブルプリント基板18の影響で、可動体3は、左右方向を回動の軸方向として回動するときよりも、前後方向を回動の軸方向として回動するときの方が回動しにくくなる。しかしながら、本形態では、前後方向に平行な中間部材保持部21aの1辺に沿って配置されるのが第3磁気駆動機構9のみであるため、上述のように、第3駆動用磁石39の前後方向の幅を第2駆動用磁石37の左右方向の幅よりも広くするとともに、第3駆動用コイル40の前後方向の幅を第2駆動用コイル38の左右方向の幅よりも広くして、第3磁気駆動機構9の駆動力を高めることが可能になる。したがって、本形態では、フレキシブルプリント基板18の影響で、前後方向を回動の軸方向として可動体3が回動しにくくなっても、前後方向を回動の軸方向として可動体3を適切に回動させることが可能になる。
【0094】
本形態では、第1駆動用磁石35は、第2駆動用磁石37の左右方向の両側に配置され、第1駆動用コイル36は、第2駆動用コイル38の左右方向の両側に配置されている。そのため、本形態では、第1駆動用磁石35の左右方向の両側に第2駆動用磁石37が配置され、かつ、第1駆動用コイル36の左右方向の両側に第2駆動用コイル38が配置されている場合と比較して、左右方向において光学ユニット1を小型化することが可能になる。たとえば、第2駆動用コイル38の円弧部38bの2個分、左右方向において光学ユニット1を小型化することが可能になる。
【0095】
また、本形態では、左右方向において2個の第1駆動用磁石35の間に第2駆動用磁石37が配置されているため、第2駆動用磁石37をホルダ16の左右方向の中心部に固定することが可能になるとともに、第2駆動用磁石37に対向配置される磁気センサ44を、第3磁気駆動機構9の駆動力で回動する可動体3の回動中心軸の軸線上に配置することが可能になる。したがって、本形態では、前後方向を回動の軸方向として固定体6に対して可動体3が回動したときの、第2駆動用磁石37と磁気センサ44との光軸方向のずれ量を抑制することが可能になる。その結果、本形態では、第2駆動用磁石37と磁気センサ44とを用いて、左右方向を回動の軸方向とする固定体6に対する可動体3の回動位置を適切に検知することが可能になる。
【0096】
本形態では、第2駆動用磁石37の左側に配置される第1駆動用磁石35の右側の磁極と、第2駆動用磁石37の右側に配置される第1駆動用磁石35の左側の磁極とが同じ磁極になっている。そのため、本形態では、第2駆動用磁石37の左右方向の両側に第1駆動用磁石35が配置されていても、2個の第1駆動用磁石35が発生させる磁気の、第2駆動用磁石37に対するバランスが良くなる。したがって、本形態では、第1磁気駆動機構7が第2磁気駆動機構8の磁気回路に与える影響を低減することが可能になる。
【0097】
(他の実施の形態)
上述した形態は、本発明の好適な形態の一例ではあるが、これに限定されるものではなく本発明の要旨を変更しない範囲において種々変形実施が可能である。
【0098】
上述した形態において、光軸Lが基準位置にある状態で光軸方向から見たときに、他方側腕部5bの幅H2が一方側腕部5bの幅H1よりも狭くなっていても良い。また、上述した形態において、光軸Lが基準位置にある状態で光軸方向から見たときに、他方側腕部5cの基端の幅H4が一方側腕部5cの基端の幅H3よりも狭くなっているとともに、他方側腕部5cの第2方向の外側端の幅H6が一方側腕部5cの第2方向の外側端の幅H5よりも狭くなっていても良い。
【0099】
この場合には、他方側腕部5b、5cのバネ定数も小さくすることが可能になるため、一対の腕部5bの付勢力のばらつきと一対の腕部5cの付勢力のばらつきとを効果的に抑制することが可能になる。したがって、第1方向での第2中間部材5に対する第1中間部材4のがたつきと第2方向での固定体6に対する第2中間部材5のがたつきとをより確実に抑制することが可能になる。また、この場合には、一方側腕部5bのバネ定数と他方側腕部5bのバネ定数とを揃えることが可能になるため、一対の腕部5bをバランス良く変形させることが可能になる。また、一方側腕部5cのバネ定数と他方側腕部5cのバネ定数とを揃えることが可能になるため、一対の腕部5cをバランス良く変形させることが可能になる。
【0100】
上述した形態において、第2駆動用磁石37の左側に配置される第1駆動用磁石35の右側の磁極と、第2駆動用磁石37の右側に配置される第1駆動用磁石35の左側の磁極とが異なる磁極になっていても良い。この場合には、2個の第1駆動用コイル36のうちの一方の第1駆動用コイル36の巻回方向と他方の第1駆動用コイル36の巻回方向とが同じ方向になっている。
【0101】
上述した形態において、第1駆動用磁石35の左右方向の両側に第2駆動用磁石37が配置されるとともに、第1駆動用コイル36の左右方向の両側に、第2駆動用コイル38が配置されていても良い。また、上述した形態において、前後方向を回動の軸方向として可動体3を適切に回動させることができるのであれば、第1磁気駆動機構7および第3磁気駆動機構9が中間部材保持部21aの左側の辺に沿って配置されていても良い。この場合には、第3駆動用磁石39の前後方向の両側に第1駆動用磁石35が配置されるとともに、第3駆動用コイル40の前後方向の両側に第1駆動用コイル36が配置されていても良いし、第1駆動用磁石35の前後方向の両側に第3駆動用磁石39が配置されるとともに、第1駆動用コイル36の前後方向の両側に第3駆動用コイル40が配置されていても良い。また、この場合には、距離D4が距離D3よりも長くなる。
【0102】
上述した形態において、前後方向を回動の軸方向として可動体3を適切に回動させることができるのであれば、1組の第1駆動用磁石35および第1駆動用コイル36と第2磁気駆動機構8とが中間部材保持部21aの後ろ側の辺に沿って配置され、もう1組の第1駆動用磁石35および第1駆動用コイル36と第3磁気駆動機構9とが中間部材保持部21aの左側の辺に沿って配置されていても良い。
【0103】
上述した形態において、可動体3は、第1中間部材4に固定されていて第1中間部材4に対して回動可能となっていなくても良い。この場合には、第1磁気駆動機構7および回動支持部14が不要になる。また、この場合には、第1中間部材4がホルダ16に固定されても良い。第1中間部材4がホルダ16に固定される場合には、回動部材17が不要になる。
【0104】
上述した形態において、上下方向から見たときの中間部材保持部21aの外形が長方形状になっていても良い。この場合には、たとえば、第1方向と第2方向とが直交していない。すなわち、上述した形態において、第1方向と第2方向とが直交していなくても良い。また、上述した形態において、第1駆動用コイル36、第2駆動用コイル38および第3駆動用コイル40がホルダ16に取り付けられ、第1駆動用磁石35、第2駆動用磁石37および第3駆動用磁石39が中間部材保持部21aに取り付けられていても良い。また、上述した形態において、ケース体21は、FPC収容部21bを備えていなくても良い。すなわち、ケース体21は、中間部材保持部21aのみによって構成されていても良い。
【符号の説明】
【0105】
1 光学ユニット(振れ補正機能付き光学ユニット)
2 カメラモジュール
3 可動体
4 第1中間部材
5 第2中間部材
5b 腕部(第1バネ部)
5c 腕部(第2バネ部)
6 固定体
7 第1磁気駆動機構
8 第2磁気駆動機構
9 第3磁気駆動機構
18 フレキシブルプリント基板
21a 中間部材保持部
35 第1駆動用磁石
36 第1駆動用コイル
37 第2駆動用磁石
38 第2駆動用コイル
39 第3駆動用磁石
40 第3駆動用コイル
D1 一方の第1バネ部の第1方向における外側端とカメラモジュールの光軸との距離
D2 他方の第1バネ部の第1方向における外側端とカメラモジュールの光軸との距離
D3 一方の第2バネ部の第2方向における外側端とカメラモジュールの光軸との距離
D4 他方の第2バネ部の第2方向における外側端とカメラモジュールの光軸との距離
H1 一方の第1バネ部の幅
H2 他方の第1バネ部の幅
H3、H5 一方の第2バネ部の幅
H4、H6 他方の第2バネ部の幅
L カメラモジュールの光軸
V 第1方向
W 第2方向
X 第2光軸直交方向
Y 第1光軸直交方向