CN102187273A - 带抖动修正功能的光学单元、光学设备及带抖动修正功能的光学单元的制造方法 - Google Patents

带抖动修正功能的光学单元、光学设备及带抖动修正功能的光学单元的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供能提高耐冲击性的带抖动修正功能的光学单元、装设有该带抖动修正功能的光学单元的光学设备及该带抖动修正功能的光学单元的制造方法。具体而言,在带抖动修正功能的光学单元(200)中,在可动模块(1)的外侧由模块盖侧凸缘部(168)和传感器盖侧凸缘部(188)形成有突部(103),因此,在上述突部(103)的前后及周围配置前侧限位构件(290)及后侧限位构件(270)。其结果是,构成了限位构件,该限位构件限制可动模块(1)在X轴方向上的两个方向、Y轴方向上的两个方向、Z轴方向上的两个方向、绕X轴的两个方向、绕Y轴的两个方向和绕Z轴的两个方向的可动范围。因此,可动模块(1)不会过度地变位。

Description

带抖动修正功能的光学单元、光学设备及带抖动修正功能的光学单元的制造方法
技术领域
本发明涉及一种使装设有透镜的模块摆动以对手抖动等抖动进行修正的带抖动修正功能的光学单元、装设有该带抖动修正功能的光学单元的光学设备及该带抖动修正功能的光学单元的制造方法。
背景技术
装设在移动电话机和数码照相机等上的摄影用光学装置、激光笔、携带用和车载用的投影显示装置等光学设备中,当传递来手抖动和外部振动时,光轴容易产生抖动。
因此,针对携带用的摄影用光学装置等中使用的摄影用光学单元,提出了以下技术:隔着弹性体将装设有透镜的可动模块支承在固定体上,并在可动模块的各侧面上构成致动器,根据装设于可动模块的手抖动检测传感器的检测结果,使可动模块绕与致动器光轴方向(Z轴方向)正交的X轴和Y轴摆动以修正手抖动(参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特开2007-129295号公报的图12
发明内容
发明所要解决的技术问题
然而,在专利文献1中,尽管可动模块在全方向上能变位,但耐冲击性未被考虑。因此,当冲击从外部施加到装设有摄影用光学单元而使可动模块变位时,存在于可动模块与固定体之间的部位、可动模块会损伤。因此,专利文献1中记载的光学单元具有耐冲击性较低这样的问题。
本发明鉴于上述技术问题而作,其目的在于提供一种能提高耐冲击性的带抖动修正功能的光学单元、装设有该带抖动修正功能的光学单元的光学设备及该带抖动修正功能的光学单元的制造方法。
解决技术问题所采用的技术方案
为解决上述技术问题,在本发明中,带抖动修正功能的光学单元包括:可动模块,在该可动模块上装设有光学元件;固定体,该固定体对上述可动模块进行支承;抖动检测传感器,该抖动检测传感器对上述可动模块的晃动进行检测;以及抖动修正用磁驱动机构,该抖动修正用磁驱动机构根据上述抖动检测传感器的检测结果使上述可动模块在上述固定体上摆动以修正该可动模块的抖动,其特征是,具有弹簧构件,该弹簧构件与上述固定体和上述可动模块连接,当将上述固定体中彼此正交的三个方向分别作为X轴、Y轴、Z轴,并将沿着上述光轴的方向作为Z轴时,在上述可动模块与上述固定体之间构成有限位机构,该限位机构对上述可动模块在X轴方向上的两方向、Y轴方向上的两方向、Z轴方向上的两方向、绕X轴的两方向、绕Y轴的两方向及绕Z轴的两方向的可动范围进行限制。
在本发明中,即便因来自外部的冲击而使可动模块变位,其变位也会被限位机构限制。所以,弹簧构件、可动模块不会破损,因此,能提高带抖动修正功能的光学单元的耐冲击性。
在本发明的另一实施方式中,带抖动修正功能的光学单元包括:可动模块,在该可动模块上装设有光学元件;固定体,该固定体对上述可动模块进行支承;抖动检测传感器,该抖动检测传感器对上述可动模块的晃动进行检测;以及抖动修正用磁驱动机构,该抖动修正用磁驱动机构根据该抖动检测传感器的检测结果使上述可动模块在上述固定体上摆动以修正该可动模块的抖动,其特征是,具有:弹簧构件,该弹簧构件连接于上述固定体与上述可动模块之间;以及摆动支点,该摆动支点构成于上述固定体与上述可动模块之间,上述弹簧构件对上述可动模块朝上述摆动支点施力,上述固定体中构成上述摆动支点的部分具有弹簧部,该弹簧部使上述摆动支点能在光轴方向上变位。
在本发明中,由于在可动模块的后侧构成有摆动支点,所以,即便在因来自外部的冲击而沿可动模块被固定体按压的方向施加有冲击的情况下,由于在固定体上形成有使摆动支点能在光轴方向上变位的弹簧部,因此,在集中于摆动支点的冲击到达使摆动支点破损的大小之前,弹簧部会弯曲,从而使可动模块的摆动支点以外的部分承受冲击。所以,集中于摆动支点的冲击不会达到因弹簧部的弯曲而产生的弹簧的回复力以上,从而使摆动支点不会破损。因此,能提高带抖动修正功能的光学单元的耐冲击性。由于将弹簧部的弯曲量设定在不超过弹簧部的应力极限的范围内,因此,弹簧部不会因冲击而发生塑性变形,当没有冲击时,该弹簧部能回复到原来的形状,也能经得起反复的冲击。
在本发明中,较为理想的是,上述弹簧部是对上述固定体进行加工而成的板簧部。若这样构成,则即使不追加新的构件,也能提高带抖动修正功能的光学单元的耐冲击性。
在本发明中,较为理想的是,上述固定体中形成有上述摆动支点及上述板簧部的部分的后方朝前方凹陷。若这样构成,则即使摆动支点朝后侧变位,固定体中的板簧部也不会朝后方突出。
在采用上述结构的本发明中,较为理想的是,当将上述固定体中彼此正交的三个方向分别作为X轴、Y轴、Z轴,并将沿着上述光轴的方向作为Z轴时,在上述可动模块与上述固定体之间构成有限位机构,该限位机构对上述可动模块在X轴方向上的两方向、Y轴方向上的两方向、Z轴方向上的两方向、绕X轴的两方向、绕Y轴的两方向及绕Z轴的两方向的可动范围进行限制。若采用上述结构,则即便因来自外部的冲击而使可动模块变位,其变位也会被限位机构限制。所以,弹簧构件、可动模块不会破损,因此,能提高带抖动修正功能的光学单元的耐冲击性。
在本发明中,能采用以下结构,上述摆动支点部是枢轴部,该枢轴部包括:从上述固定体及上述可动模块中的一方朝Z轴方向突出的支承突起;以及在另一侧与上述支承突部嵌合的支承用凹部,在上述限位机构中,上述可动模块在X轴方向上的两方向的可动范围及在Y轴方向上的两方向的可动范围被限制在上述支承突部的外周侧面与上述支承用凹部的内周侧面之间。
在本发明中,较为理想的是,上述可动模块具有突部,该突部朝与Z轴方向交叉的方向突出,在上述限位机构中,上述可动模块在X轴方向上的两方向、Y轴方向上的两方向、Z轴方向上的两方向、绕X轴的两方向、绕Y轴的两方向及绕Z轴的两方向的可动范围中的至少一个可动范围被限制。
在该情况下,较为理想的是,上述可动模块从Z轴方向观察时的形状为矩形,在上述限位机构中,上述可动模块绕X轴的两方向的可动范围、绕Y轴的两方向的可动范围及绕Z轴的两方向的可动范围中的至少一个可动范围在从Z轴方向观察上述可动模块时观察到的角部分被限制在上述突部与上述固定体之间。当可动模块绕X轴、绕Y轴及绕Z轴变位时,其动作在角部分最大。所以,在角部分对于突部与固定体的间隙尺寸允许较大的误差,因此,组装是容易的,并能正确地设定可动范围。
在本发明中,较为理想的是,在上述限位机构中,上述可动模块在Z轴方向上的两方向的可动范围在从Z轴方向观察时在上述可动模块的摆动中心线上被限制在上述突部与上述固定体之间。即使可动模块摆动,在与其摆动中心轴线沿Z轴方向重叠的位置沿Z轴方向的变位也是较小的,因此,若在上述位置限制Z轴方向的变位,则能正确地限制可动模块的Z轴方向的可动范围。
在本发明中,较为理想的是,在上述限位机构中,上述可动模块在X轴方向上的两方向的可动范围及Y轴方向上的两方向的可动范围被限制在上述突部与上述固定体之间。
在本发明中,较为理想的是,上述突起在Z轴方向上配置于构成上述抖动修正用磁驱动机构的磁体及线圈的Z轴方向上的位置与上述摆动支点的Z轴方向上的位置之间。由于上述位置是空开的空间,因此,即便在使带抖动修正功能的光学单元小型化的情况下,也能构成突起及利用突起的限位机构。
在本发明中,较为理想的是,在上述限位机构中,限制上述可动模块的Z轴方向上的一侧可动范围的部分中上述可动模块侧和上述固定体侧中的至少一侧形成为以上述可动模块的摆动中心侧作为中心的圆弧面。若采用上述结构,则即便在可动模块倾斜时,也能正确地限制可动模块的Z轴方向的可动范围。
在本发明中,能采用以下结构,在上述限位机构中,上述可动模块朝Z轴方向前侧的可动范围例如被限制在上述可动模块侧的前端部与上述固定体侧的前端部之间,上述可动模块侧的前端部和上述固定体侧的前端部中的至少一方形成为以上述可动模块的摆动中心侧作为中心的圆弧面。
在本发明中,也可采用以下结构,在上述限位机构中,上述可动模块在X轴方向上的两方向的可动范围、Y轴方向上的两方向的可动范围、绕X轴的两方向的可动范围及绕Y轴的两方向的可动范围中的至少一个可动范围被限制在配置于抖动修正用磁驱动机构中使用的空芯线圈内侧的突部与磁体之间。根据上述结构,能可靠地限制可动模块在X轴方向上的两方向的可动范围、Y轴方向上的两方向的可动范围、绕X轴的两方向的可动范围及绕Y轴的两方向的可动范围等。
在本发明中,较为理想的是,上述可动模块和上述固定体中构成上述限位机构的部分中的至少一方由树脂或橡胶构成。若这样构成,则限位机构工作时的振动不易朝周围传播。
另外,上述可动模块和上述固定体中构成上述限位机构的部分中的至少一方也可采用由粘贴于上述可动模块或上述固定体的缓冲吸收材构成的结构。即使这样构成,限位机构工作时的振动也不易朝周围传播。
在本发明中,较为理想的是,上述抖动检测传感器装设于上述可动模块。
在本发明中,能采用以下结构,上述光学元件是透镜,在上述可动模块中上述透镜的后侧装设有摄像元件,上述抖动检测传感器对摄影时的抖动进行检测。
在设置有本发明中使用的带抖动修正功能的光学单元的光学设备中,较为理想的是,带抖动修正功能的光学单元隔着缓冲吸收材装设于光学设备主体。
在本发明中,带抖动修正功能的光学单元的制造方法的特征是采用以下的方法,该带抖动修正功能的光学单元包括:可动模块,在该可动模块上装设有光学元件;固定体,该固定体对上述可动模块进行支承;抖动检测传感器,该抖动检测传感器对上述可动模块的晃动进行检测;抖动修正用磁驱动机构,该抖动修正用磁驱动机构根据上述抖动检测传感器的检测结果使上述可动模块在上述固定体上摆动以修正该可动模块的抖动;以及弹簧构件,该弹簧构件连接于上述固定体与上述可动模块之间。
首先,将上述可动模块以与上述固定体隔着规定间隔的方式配置后,在上述固定体和上述可动模块上安装上述弹簧构件。
另外,也可将上述可动模块与上述弹簧构件连结后,以与上述固定体隔着规定间隔的方式对上述可动模块进行配置,然后,将上述固定体与上述弹簧构件连结。
此外,还可将上述固定体与上述弹簧构件连结后,以与上述固定体隔着规定间隔的方式对上述可动模块进行配置,然后,将上述可动模块与上述弹簧构件连结。
即使在采用上述任一种方法的情况下,也能在可动模块与固定体之间确保规定间隙。
发明效果
在使用本发明的带抖动修正功能的光学单元中,当构成限位构件时,即使因来自外部的冲击使可动模块变位,其变位也会被限位机构限制,该限位构件限制可动模块在X轴方向上的两个方向、Y轴方向上的两个方向、Z轴方向上的两个方向、绕X轴的两个方向、绕Y轴的两个方向和绕Z轴的两个方向的可动范围。所以,弹簧构件、可动模块不会破损,因此,能提高带抖动修正功能的光学单元的耐冲击性。
在使用本发明的带抖动修正功能的光学单元中,在因来自外部的冲击而沿可动模块被固定体按压的方向施加有冲击的情况下,由于在固定体上形成有能使摆动支点在光轴方向上变位的弹簧部,因此,在集中于摆动支点的冲击达到使摆动支点破损的大小之前,弹簧部会弯曲,从而使可动模块的摆动支点以外的部分承受冲击。所以,集中于支承机构的冲击不会达到因弹簧部的弯曲而产生的弹簧的回复力以上,从而使支承机构不会破损。因此,能提高带抖动修正功能的光学单元的耐冲击性。由于将弹簧部的弯曲量设定在不超过弹簧部的应力极限的范围内,因此,弹簧部不会因冲击而发生塑性变形,当没有冲击时,该弹簧部能回复到原来的形状,也经得起反复的冲击。
在使用本发明的带抖动修正功能的光学单元的制造方法中,将可动模块以与固定体隔着规定间隔的方式配置后,在固定体和可动模块上安装弹簧构件。或者,也可将可动模块与弹簧构件连结后,以与固定体隔着规定间隔的方式对上述可动模块进行配置,然后,将固定体与弹簧构件连结。或者,还可将固定体与弹簧构件连结后,以与固定体隔着规定间隔的方式对可动模块进行配置,然后,将可动模块与弹簧构件连结。因此,能在可动模块与固定体之间确保规定间隙,所以,即便在可动模块上施加有冲击的情况下,也不会对可动模块产生过大的抖动,且可动模块不会与固定体剧烈地碰撞。因此,能提高带抖动修正功能的光学单元的耐冲击性。
附图说明
图1是表示应用本发明的带抖动修正功能的光学单元整体的说明图。
图2是在应用本发明的带抖动修正功能的光学单元的可动模块内构成的透镜驱动模块的说明图。
图3是示意表示图2所示的透镜驱动模块的动作的说明图。
图4是表示应用本发明的带抖动修正功能的光学单元的截面结构的说明图。
图5是表示将应用本发明的带抖动修正功能的光学单元在与图4不同的位置剖切时的截面结构的说明图。
图6是从前侧观察应用本发明的带抖动修正功能的光学单元的分解立体图。
图7是从后侧观察应用本发明的带抖动修正功能的光学单元的分解立体图。
图8是应用本发明的带抖动修正功能的光学单元的可动模块和与该可动模块连接的构件的说明图。
图9是从前侧观察应用本发明的带抖动修正功能的光学单元所使用的可动模块和柔性基板的分解立体图。
图10是从后侧观察应用本发明的带抖动修正功能的光学单元所使用的可动模块和柔性基板的分解立体图。
图11是应用本发明的带抖动修正功能的光学单元中构成支承机构等的构件的说明图。
图12(a)、图12(b)分别是从X轴方向观察应用本发明的带抖动修正功能的光学单元的底座、弹簧构件和传感器盖的说明图和剖视图。
图13是应用本发明的带抖动修正功能的光学单元中限制可动模块的可动范围的构件的说明图。
图14是应用本发明的带抖动修正功能的光学单元中限制可动模块的可动范围的机构的说明图。
图15是应用本发明的带抖动修正功能的光学单元的限位机构的另一实施方式1的说明图。
图16是应用本发明的带抖动修正功能的光学单元的限位机构的另一实施方式2的说明图。
图17是应用本发明的带抖动修正功能的光学单元的限位机构的另一实施方式3的说明图。
图18是应用本发明的带抖动修正功能的光学单元的限位机构的另一实施方式4的说明图。
图19是应用本发明的带抖动修正功能的光学单元的限位机构的另一实施方式5的说明图。
图20是装设有应用本发明的带抖动修正功能的光学单元的光学设备的说明图。
(符号说明)
1     可动模块
1a    透镜驱动模块
160   模块盖
168   模块盖侧凸缘部
170   手抖动检测传感器
180   传感器盖
188   传感器盖侧凸缘部
200   带抖动修正功能的光学单元
210   固定体
220   底座
230x  手抖动修正用线圈(第一抖动修正用线圈)
230y  手抖动修正用线圈(第二抖动修正用线圈)
240x  手抖动修正用磁体(第一手抖动修正用磁体)
240y  手抖动修正用磁体(第二手抖动修正用磁体)
250x  第一手抖动修正用磁驱动机构
250y  第二手抖动修正用磁驱动机构
260   固定盖
270   后侧限位构件
280   弹簧构件(施力构件)
290   前侧限位构件
300   柔性基板
400   支承机构
500   光学设备
具体实施方式
以下,参照附图对用于实施本发明的实施方式进行说明。在下面的说明中,将固定体中彼此正交的三个方向分别设为X轴、Y轴、Z轴,并将沿着光轴L(透镜光轴)的方向作为Z轴进行说明。因此,在以下的说明中,在各方向的抖动中,绕X轴的旋转相当于所谓的俯仰(pitching)(纵向摆动),绕Y轴的旋转相当于所谓的偏转(yawing)(横向摆动),绕Z轴的旋转相当于所谓的滚转(rolling)。另外,在以下的说明中,将“被拍摄体侧”作为“前侧”或“上侧”进行说明,并将“与被拍摄体侧相反的一侧”作为“后侧”或“下侧”进行说明。
(带抖动修正功能的光学单元的整体结构)
图1是表示应用本发明的带抖动修正功能的光学单元整体的说明图,图1(a)是从被拍摄体侧(前侧)观察应用本发明的带抖动修正功能的光学单元的立体图,图1(b)是从与被拍摄体相反的一侧即后侧观察的立体图,图1(c)是表示将带抖动修正功能的光学单元装设于移动电话机等光学设备后的状态的说明图。
图1(a)、图1(b)所示的带抖动修正功能的光学单元200(带手抖动修正功能的光学单元)是在带摄像头的移动电话机中使用的薄型照相机,其整体上呈大致长方体形状。在本实施方式中,带抖动修正功能的光学单元200包括:大致矩形板状的底座220;以及覆盖在该底座220的上方的箱状的固定盖260,底座220和固定盖260彼此固定从而构成固定体210的一部分。在固定体210中,在固定盖260的前侧端部(被拍摄体侧端部)有时也固定有快门机构、滤光器驱动机构及附属模块,其中,上述滤光器驱动机构将各种滤光器切换成在光轴上出现的状态及从光轴上消失的状态,上述附属模块内置有光圈机构。
固定盖260在从光轴L方向(Z轴方向)观察时呈矩形形状,在前侧具有矩形的顶板部261。在顶板部261上形成有矩形的开口部261a,从顶板部261的外周缘朝着后方延伸出四片侧板部262。四片侧板部262中位于Y轴方向上的两片侧板部262的后端缘形成有缺口262d,通过缺口262d从位于Y轴方向上的两片侧板部262中的一片侧板部262沿Y轴方向伸出柔性基板300的引出部350。
在固定盖260的内侧配置有供透镜(光学元件)用的聚焦机构内置的可动模块1,并且如后面所述,构成了使可动模块1摆动以进行手抖动修正的手抖动修正机构。可动模块1具有供透镜用的聚焦机构内置的透镜驱动模块1a,该透镜驱动模块1a被保持在方筒状的模块盖160的内侧。
在此,柔性基板300的引出部350被粘接剂等固定于侧板部262,在本实施方式中,通过上述柔性基板300进行可动模块1、后述手抖动修正机构与外部的电连接。例如,柔性基板300的引出部350的端部与配置于外部的连接器(未图示)连接。
(透镜驱动模块的结构)
图2是在应用本发明的带抖动修正功能的光学单元200的可动模块1内构成的透镜驱动模块1a的说明图,图2(a)、图2(b)分别是从斜上方观察透镜驱动模块1a的外观图及分解立体图。图3是示意表示图2所示的透镜驱动模块1a的动作的说明图。图3的左半部分是表示移动体3位于无限远的位置(通常摄影位置)时的图,图3的右半部分是表示移动体3位于近拍位置(近接摄影位置)时的图。
在图2(a)、图2(b)及图3中,透镜驱动模块1a用于使透镜(光学元件)沿着光轴L方向朝接近被拍摄体(物体侧)的A方向(前侧)、朝接近与被拍摄体相反的一侧(摄像元件侧/像侧)的B方向(后侧)这两个方向移动,该透镜驱动模块1a呈大致长方体形状。透镜驱动模块1a大致具有:将三片透镜121(光学元件)及固定光圈保持在内侧的移动体3;使该移动体3沿着光轴L的方向移动的透镜驱动机构5;以及装设有透镜驱动机构5和移动体3等的支承体2。移动体3包括:对透镜121及固定光圈进行保持的圆筒状的透镜保持件12;以及用外周侧面对后述透镜驱动用线圈30s、30t进行保持的透镜驱动用线圈保持件13。
支承体2包括:在与被拍摄体侧相反的一侧定位摄像元件15的矩形板状的摄像元件保持件19;在被拍摄体侧覆盖摄像元件保持件19的箱状的壳体18;以及配置于壳体18内侧的矩形板状的隔板11,在壳体18及隔板11的中央分别形成有用于将来自被拍摄体的光引入透镜121的圆形的射入窗18a、110。此外,在摄像元件保持件19的中央形成有将射入光引导至摄像元件15的孔19a。
另外,在透镜驱动模块1a中,支承体2具有安装有摄像元件15的基板154,基板154固定于摄像元件保持件19的下表面。在此,基板154是双面基板,在基板154的下表面侧连接有图1所示的柔性基板300。
在本实施方式中,壳体18由钢板等强磁性板构成,也起到轭部的作用。因此,壳体18与后述透镜驱动用磁体17一起构成交链磁场产生体4,该交链磁场产生体4使保持于透镜驱动用线圈保持件13的透镜驱动用线圈30s、30t产生交链磁场。上述交链磁场产生体4与卷绕于透镜驱动用线圈保持件13的外周面的透镜驱动用线圈30s、30t一起构成透镜驱动机构5。
支承体2与移动体3通过金属制的弹簧构件14s、14t连接。弹簧构件14s、14t的基本结构相同,包括:保持于支承体2侧的外周侧连结部14a;保持于移动体3侧的圆环状的内周侧连结部14b;以及将外周侧连结部14a与内周侧连结部14b连接的臂状的板簧部14c。弹簧构件14s、14t中、摄像元件侧的弹簧构件14s的外周侧连结部14a被摄像元件保持件19保持,内周侧连结部14b与移动体3的透镜驱动用线圈保持件13的摄像元件侧端面连结。被拍摄体侧的弹簧构件14t的外周侧连结部14a被隔板11保持,内周侧连结部14b与移动体3的透镜驱动用线圈保持件13的被拍摄体侧端面连结。这样,移动体3通过弹簧构件14s、14t被支承体2支承成能在光轴L方向上移动。上述弹簧构件14s、14t均由铍铜、非磁性的SUS类钢材等这样的非磁性金属制成,通过对规定厚度的薄板进行冲压加工或使用照相平版印刷术的蚀刻加工而形成。弹簧构件14s、14t中,弹簧构件14s被一分为二成弹簧片14e、14f,透镜驱动用线圈30s、30t的各末端分别与弹簧片14e、14f连接。此外,弹簧构件14s中,在弹簧片14e、14f上分别形成有端子14d,弹簧构件14s(弹簧片14e、14f)也起到对透镜驱动用线圈30s、30t供电的供电构件的作用。
在本实施方式中,在透镜驱动用线圈保持件13的前侧端面上保持着环状的磁性片61,上述磁性片61的位置相对于透镜驱动用磁体17为前侧位置。磁性片61利用作用于磁性片61与透镜驱动用磁体17之间吸引力对移动体3施加光轴L方向的作用力。因此,能防止移动体3在未通电时因自重而变位,从而使移动体3维持期望的姿势,此外还能提高耐冲击性。另外,磁性片61配置于透镜保持件12的前侧端面,磁性片61在未通电时(原点位置)与透镜驱动用磁体17吸引,从而能使透镜保持件12静止在后侧。
在本实施方式的透镜驱动模块1a中,当从光轴L方向观察时,透镜121呈圆形,但支承体2中使用的壳体18呈矩形箱状。因此,壳体18具有角筒状本体部18c,在角筒状本体部18c的上表面侧具有形成有射入窗18a的上板部18g。在本实施方式中,角筒状本体部18c呈方筒状,从光轴L方向观察时,在相当于四边形的边的各位置设有四个侧板部18b。在四个侧板部18b的各个内表面上固接有透镜驱动用磁体17,上述透镜驱动用磁体17分别由矩形的平板状永磁体构成。四个透镜驱动用磁体17均在光轴L方向上按磁性被一分为二,在任一个透镜驱动用磁体17中,内表面和外表面均被磁化成不同的极。例如,在四个透镜驱动用磁体17中,例如上半部分的内表面被磁化成N极,外表面被磁化成S极,下半部分的内表面被磁化成S极,外表面被磁化成N极。因此,在四个透镜驱动用磁体17中,相邻的永磁体彼此的磁极配置相同,能对线圈高效地产生交链磁感应线。
移动体3包括:对透镜121等进行保持的圆筒状的透镜保持件12;以及在外周侧面卷绕有线圈(透镜驱动用线圈30s、30t)的透镜驱动用线圈保持件13,利用透镜保持件12及透镜驱动用线圈保持件13构成移动体3的侧壁部分。透镜保持件12的上半部为大直径的大径圆筒部12b,下半部为直径比大径圆筒部12b的直径小的小径圆筒部12a。透镜驱动用线圈保持件13具有用于将透镜保持件12保持在内侧的圆形的透镜保持件收纳孔130。
本实施方式中,在从光轴L方向观察透镜驱动用线圈保持件13时,该透镜驱动用线圈保持件13的内周形状呈圆形,但限定透镜驱动用线圈保持件13的外周形状的外周侧面131呈四边形,在相当于四边形的四条边的各位置上包括四个面132。在上述透镜驱动用线圈保持件13的外周侧面131上,在光轴L方向上的两端部及中央位置以环绕其全周的方式形成有肋状突起131a、131b、131c,形成于摄像元件侧端部的肋状突起131a与形成于中央位置的肋状突起131b之间的凹部为第一线圈卷绕部132a,形成于被拍摄体侧端部的肋状突起131c与形成于中央位置的肋状突起131b之间的凹部为第二线圈卷绕部132b。
在透镜驱动用线圈保持件13中,在四个面132中的各个面上,在第一线圈卷绕部132a和第二线圈卷绕部132b中分别形成有以避开四边形的角部分的方式将其余部分切除而成的矩形的通孔(通孔133a、133b),上述通孔133a、133b在内外方向上贯穿透镜驱动用线圈保持件13的侧面壁。这样,本实施方式中,利用透镜驱动用线圈保持件13的通孔133a、133b构成了在移动体3的外周侧面131上朝内侧凹陷的挖空部。不过,在周向上,通孔133a、133b以各面132的周向长度尺寸(四边形的边的尺寸)的大致1/3的尺寸形成于透镜驱动用线圈保持件13的外周侧面131中相邻角部分之间的中央部分。因此,在透镜驱动用线圈保持件13的角部分以相等的厚度形成有沿着光轴L方向延伸的厚壁的支柱部分134。
在这样构成的透镜驱动用线圈保持件13中,在第一线圈卷绕部132a上卷绕有透镜驱动用线圈30s,在第二线圈卷绕部132b上卷绕有透镜驱动用线圈30t。在此,在从光轴L方向观察时,第一线圈卷绕部132a及第二线圈卷绕部132b呈四边形,因此,透镜驱动用线圈30s、30t均被卷绕成方筒状。由于四个透镜驱动用磁体17均在光轴L方向上按磁性被一分为二,在任一个透镜驱动用磁体17中内表面和外表面均被磁化成不同的极,因此,两个透镜驱动用线圈30s、30t的卷绕方向是相反的。
这样构成的透镜驱动用线圈保持件13配置于壳体18的内侧。其结果是,透镜驱动用线圈30s、30t的四个边部分别与固接在壳体18的方筒状本体部18c的内表面上的透镜驱动用磁体17对向。
(透镜驱动机构的动作)
在本实施方式的透镜驱动模块1a中,移动体3通常位于摄像元件侧(摄像元件侧),当在这样的状态下对透镜驱动用线圈30s、30t通以规定方向的电流时,透镜驱动用线圈30s、30t分别受到朝上(前侧)的电磁力。藉此,固接有透镜驱动用线圈30s、30t的移动体3开始朝被拍摄体侧(前侧)移动。此时,在弹簧构件14t与移动体3的前端之间以及弹簧构件14s与移动体3的后端之间产生对移动体3的移动进行限制的弹力。因此,在欲使移动体3朝前侧移动的电磁力与对移动体3的移动进行限制的弹力平衡时,移动体3停止。此时,根据弹簧构件14s、14t作用于移动体3的弹力来调整流入透镜驱动用线圈30s、30t的电流量,从而能使移动体3停止在期望的位置。
另外,在透镜驱动模块1a中,透镜121呈圆形,但与上述透镜形状无关,透镜驱动用线圈30s、30t呈四边形,透镜驱动用磁体17是平板状永磁体,该平板状永磁体分别固接于支承体2中内周面形成为四边形的壳体18的相当于方筒状本体部18c的边的多个内表面上。因此,即使在移动体3与支承体2之间,在移动体3的外周侧没有足够的空间,由于透镜驱动用线圈30s、30t与透镜驱动用磁体17的对向面积较宽,因此,也能发挥足够的推力。
对于这样构成的透镜驱动模块1a,需要将摄像元件15和透镜驱动用线圈30s、30t与装置主体的控制部(未图示)电连接。因此,本实施方式中,在透镜驱动模块1a的与被拍摄体侧相反的一侧配置柔性基板300(参照图1),在形成于柔性基板300的配线图案上电连接摄像元件15和透镜驱动用线圈30s、30t。
(手抖动修正机构的整体结构)
如图1(c)所示,本实施方式的带抖动修正功能的光学单元200装设于移动电话机等光学设备500上,用于摄影。在上述光学设备500中,当进行摄影时,Z轴大致朝向水平方向。因此,由于按下快门时的手抖动,可能会产生绕X轴的纵向抖动,并产生绕Y轴的横向抖动。因此,在本实施方式中,附加了下面参照图4~图16进行说明的手抖动修正功能。在上述手抖动修正机构中,在可动模块1中设置手抖动检测传感器,并利用手抖动修正用磁驱动机构来使相对于固定体210配置成能绕X轴及绕Y轴摆动的可动模块1摆动。
本实施方式中,按下面所示的顺序来说明构成带抖动修正功能的光学单元200的抖动修正机构的各结构。
带抖动修正功能的光学单元200的整体结构··图4~图7
可动模块1的详细结构··图4、图5、图6~图10
可动模块1用的支承机构的结构··图4、图5、图11及图12
可动模块1用的可动范围限制机构的结构··图13及图14
图4是表示应用本发明的带抖动修正功能的光学单元200的截面结构的说明图,图4(a)、图4(b)分别是将带抖动修正功能的光学单元200在相当于图1(a)的Y1-Y1′线的位置剖切时的纵剖视图和在相当于图1(a)的X1-X1′线的位置剖切时的纵剖视图。图5是表示将应用本发明的带抖动修正功能的光学单元200在与图4不同的位置剖切时的截面结构的说明图,图5(a)、图5(b)分别是将带抖动修正功能的光学单元200在相当于图1(a)的C1-C1′线的位置剖切时的纵剖视图和在相当于图1(a)的C2-C2′线的位置剖切时的纵剖视图。图6及图7分别是从前侧观察应用本发明的带抖动修正功能的光学单元200的分解立体图和从后侧观察的分解立体图。图8是应用本发明的带抖动修正功能的光学单元200的可动模块1及与该可动模块1连接的构件的说明图,图8(a)、图8(b)分别是从前侧观察可动模块1及与该可动模块1连接的构件的立体图和从后侧观察的立体图。
本实施方式中,如图4~图7所示,固定体210具有从后侧(下侧)朝前侧(上侧)将底座220、后侧限位构件270、前侧限位构件290和固定盖260依次重叠固定的结构。这些构件的详细结构将在后面说明,底座220起到将可动模块1支承成能摆动的功能,后侧限位构件270及前侧限位构件290起到阻止能摆动的可动模块1的过度变位的功能,固定盖260作为带抖动修正功能的光学单元200的外壳起作用,并起到保持手抖动修正用线圈230x、230y的功能。
在底座220与可动模块1之间配置有图4~图8所示的柔性基板300及弹簧构件280(施力构件),上述柔性基板300及弹簧构件280与可动模块1连接。另外,弹簧构件280也与固定体20连接。
柔性基板300起到进行抖动检测传感器170、抖动修正用磁驱动机构与外部的电连接的功能,弹簧构件280起到将可动模块1支承成能摆动、且对可动模块1朝底座220施力的功能。
(可动模块1的详细结构及手抖动检测传感器17的配置)
图9和图10分别是从前侧观察应用本发明的带抖动修正功能的光学单元200所使用的可动模块1及柔性基板300的分解立体图和从后侧观察的分解立体图。
如图4~图10所示,可动模块1具有将透镜驱动模块1a保持于内侧的模块盖160。从Z轴方向观察时,模块盖160呈矩形形状,从矩形形状的顶板部161的外周缘朝后侧延伸出四个侧板部162。在模块盖160中,在顶板部161中形成有圆形的开口部161a。
模块盖160的后端部开口,金属制的传感器盖180与模块盖160的后端部连结以覆盖上述开口。为了进行上述连结,本实施方式中,在模块盖160的后端部具有朝外侧伸出的弯曲部169,上述弯曲部169在其四个角部分具有模块盖侧凸缘部168,该模块盖侧凸缘部168在与Z轴交叉的面内(本实施方式中是与Z轴正交的面内)朝外侧大幅度伸出。
传感器盖180包括:底板部181;以及在底板部181的外周缘朝前侧竖立的四个侧板部182,在其四个角部分分别形成有传感器盖侧凸缘部188,该传感器盖侧凸缘部188在侧板部182的前端缘处在与Z轴交叉的面内(本实施方式中是与Z轴正交的面内)朝外侧伸出。
此处,传感器盖侧凸缘部188与模块盖侧凸缘部168形成为在Z轴方向上重叠。另外,在传感器盖侧凸缘部188及模块盖侧凸缘部168中形成有小孔188a、168a。因此,本实施方式中,在螺钉198的轴部贯穿小孔188a、168a的状态下,将内周面形成有阴螺纹的筒状构件199固定在轴部。这样,当将传感器盖180与模块盖160连结时,如图4~图8所示,在可动模块1的外周面上,由模块盖侧凸缘部168和传感器盖侧凸缘部188形成突部103,该突部103在可动模块1的四个角部分朝外侧伸出。
在传感器盖180中,四个侧板部182中、在Y轴方向上对向的侧板部182在其前端缘形成有缺口182a。因此,在将传感器盖180与模块盖160连结的状态下,在传感器盖180与模块盖160之间形成有在Y轴方向上开口的间隙。所以,能将柔性基板300的一部分配置于传感器盖180与透镜驱动模块1a之间,并能从Y轴方向的一侧将柔性基板300的引出部350从可动模块1引出。
柔性基板300呈将沿Y轴方向延伸的大致矩形形状的片材在长度方向上的三个部位(折弯部分301、302、303)折弯而形成的形状。因此,柔性基板300包括:朝外部引出的引出部分350;与引出部分350相连的第一平板部分310;通过折弯部分301与第一平板部分310相连的第二平板部分320;通过折弯部分302与第二平板部分320相连的第三平板部分330;以及通过折弯部分303与第三平板部分330相连的第四平板部分340,第一平板部分310、第二平板部分320、第三平板部分330及第四平板部分340形成从Z轴方向的后侧朝前侧依次叠起的形状。此处,折弯部分301、303折弯成锐角,另一方面,折弯部分302呈缓慢弯曲成U字形的形状。
在上述柔性基板300中,第一平板部分310及第二平板部分320配置于传感器盖180的后侧(下侧),第三平板部分330及第四平板部分340配置于传感器盖180与透镜驱动模块1a之间。因此,构成如下结构:在柔性基板300中,折弯部分302的一侧被拉绕到可动模块1的内部,在柔性基板300中,折弯部分302的另一侧从可动模块1朝外部延伸。
在柔性基板300中,在第三平板部分330的下表面上安装有手抖动检测传感器170,手抖动检测传感器170的下表面粘接固定于传感器盖180。所以,在柔性基板300中,被拉绕到可动模块1内部的部分与可动模块1一体变位,在柔性基板300中,从可动模块1朝外侧引出的部分中接近可动模块1的部分跟随可动模块1的摆动而变形。
另外,在第三平板部分330的上表面通过可挠的双面胶带370固定有加强用的金属板380。在此状态下,手抖动检测传感器170的下表面侧被传感器盖180屏蔽,且手抖动检测传感器170的上表面侧被金属板380屏蔽。另外,金属板380设于手抖动检测传感器170与摄像元件15(参照图2)之间,从而也起到对摄像元件15的下表面侧进行屏蔽的功能。参照图2说明的摄像元件15通过基板154(双面基板)与柔性基板300的第四平板部分340电连接,透镜驱动用线圈30s、30t也通过弹簧片14e、14f被电连接。在本实施方式中,手抖动检测传感器170是表面安装型的陀螺传感器(角速度传感器),对两轴、较为理想的是正交的两轴的角速度进行检测。当进行上述检测时,对陀螺传感器输入激发信号,并根据输出信号与输入信号的相位差等来对手抖进行检测。因此,当电磁波噪音从外部侵入时,手抖检测传感器170会进行误检测,且手抖检测传感器170自身有时也会成为电磁波噪音的产生源。
在柔性基板300中,在配置于传感器盖180后侧的第一平板部分310及第二平板部分320形成有大直径的圆孔310a、320a,上述孔310a、320a是用于在传感器盖180的后表面侧配置支承机构400的缺口部分,该支承机构400将可动模块1支承成能摆动。这样,本实施方式中,在柔性基板300上形成缺口,以避开支承机构400的方式配置柔性基板300。因此,能将底座220与可动模块1之间的空间有效地用作柔性基板300的拉绕空间。
另外,在第一平板部分310、折弯部分301、第二平板部分320和折弯部分302中,在宽度方向的中央部分形成有沿Y轴方向延伸的狭缝300a,上述狭缝300a从形成在第一平板部分310上的孔310a连续延伸至折弯部分302。因此,柔性基板300因形成有狭缝300a及孔310a、320a而相应地在宽度方向(X轴方向)上也容易变形。另外,由于在X轴方向上柔性基板300的配置是对称的,因此,无论可动模块1绕Y轴朝哪一个方向摆动,柔性基板300作用于可动模块1的力均相同。因此,能使可动模块1合适地摆动,从而能可靠地进行手抖动修正。而且,在柔性基板300中,由于在从可动模块1引出的引出部分设置有沿Y轴方向折弯的折弯部分301、302,因此,在使可动模块1绕X轴摆动时,柔性基板300变形时的形状复原力不容易对可动模块1的摆动造成影响。
(支承机构400/摆动支点的结构)
图11是应用本发明的带抖动修正功能的光学单元200中的构成支承机构400等的构件的说明图,图11(a)、图11(b)、图11(c)、图11(d)分别是从前侧观察带抖动修正功能的光学单元200的底座220、弹簧构件280及传感器盖180的立体图、从后侧观察的立体图、从前侧观察的分解立体图和从后侧观察的分解立体图。图12(a)、图12(b)分别是从X轴方向观察应用本发明的带抖动修正功能的光学单元200的底座220、弹簧构件280和传感器盖180的说明图和剖视图。
参照图4、图5、图9及图10说明的传感器盖180的底板部181如图11所示,从前侧观察时,中央的圆形部分186朝后方凹陷,且圆形部分186的中央部分朝着前方突出成有底圆筒状,从而形成下表面开口的凹部187(支承用座部)。
在传感器盖180的后侧相对配置的底座220中,从矩形的底板部221的外周缘朝前侧竖立有四个侧板部222,在Y轴方向上相对的侧板部222中的一个形成有用于引出参照图9及图10说明的柔性基板300的缺口222a。在底座220中,在底板部221的中央部分形成有朝前侧(上侧)突出的有底圆筒状的支承突起227,在支承突起227的前端面形成有半球状的小突起227a。因此,如图12(a)所示,当在底座220的前侧(上侧)配置传感器盖180时,如图4、图5及图12(b)所示,底座220的支承突起227嵌入传感器盖180的凹部187中,且小突起227a与凹部187的底部下表面187a抵接。
这样,本实施方式中,在固定体210的底座220与可动模块1的传感器盖180之间,利用凹部187的底部下表面187a和支承突起227的小突起227a形成了枢轴部(摆动支点),上述枢轴部构成了使可动模块1能相对于固定体210摆动的支承机构400。在本实施方式中,在手抖动检测传感器170的后侧,支承机构400配置于与手抖动检测传感器170在Z轴方向上重叠的位置。
再次参照图11,底座220是金属板的冲压加工品,从前侧(上侧)观察时,在底板部221上,在外周区域221a与形成有支承突起227的中央区域221b之间形成有朝后侧凹陷的凹部226,上述凹部226包围形成有支承突起227的中央区域221b的三侧。另外,在底座220的底板部221中,在中央区域221b以包围形成有支承突起227的区域的三侧的方式形成有狭缝228,利用上述狭缝228形成沿Y轴方向延伸的板簧部229。因此,支承突起227形成于板簧部229的前端。因此,在板簧部229沿Z轴方向变形的情况下,支承机构400整体在Z轴方向上变位。
在此,板簧部229比底座220的后表面稍靠前侧。因此,如图4(a)、图4(b)所示,板簧部229的后表面相对于底座220的后表面及固定盖260的后端缘隔着规定尺寸G10位于前侧。
(弹簧构件280的结构)
在可动模块1的传感器盖180与底座220之间配置有对可动模块1朝底座220施力的弹簧构件280,上述弹簧构件280产生使凹部187的底部下表面187a与支承突起227的小突起227a抵接的方向上的作用力。弹簧构件280是俯视呈矩形形状的板簧,其是通过对磷青铜、铍铜、非磁性的SUS类钢材等金属制的薄板进行冲压加工、或进行使用照相平版印刷术的蚀刻加工而形成的。
在弹簧构件280中,在四个角部分形成有与固定体210连结的固定体侧连结部281。在本实施方式中,固定体侧连结部281固定于构成固定体210的多个构件中、图4~图7所示的后侧限位构件270上。本实施方式中,在弹簧构件280的固定体侧连结部281中形成有小孔281a,另一方面,在后侧限位构件270后侧的面上的四个角部分形成有小突起277a。因此,在将后侧限位构件270的小突起277a嵌入弹簧构件280的小孔281a,以将弹簧构件280和后侧限位构件270定位后,通过粘接、铆接、加热小突起277a使其熔融等方法将固定体侧连结部281与固定体210连结。
另外,在弹簧构件280的中央部分形成有与可动模块1的传感器盖180连结的大致矩形的可动模块侧连结部282,在可动模块侧连结部282的中央区域形成有圆形的孔282a,该孔282a供传感器盖180的底板部181的朝后方突出的圆形部分186嵌入。通过粘接等方法将上述弹簧构件280的可动模块侧连结部282固定于传感器盖180的底板部181的后表面。
弹簧构件280呈万向簧片形状,具有两端与中央的可动模块侧连结部282和四个固定体侧连结部281连接的四条狭窄的臂部283。在本实施方式中,四条臂部283分别沿着可动模块侧连结部282的边部朝X轴方向或Y轴方向延伸。在此,弹簧构件280在装设于带抖动修正功能的光学装置200的状态下,可动模块侧连结部282在Z轴方向(光轴L方向)上的位置同底座220的支承突起227与传感器盖180的凹部187的底部下表面187a抵接的位置相同。另外,可动模块侧连结部282比固定体侧连结部281靠前侧。因此,臂部283对可动模块1朝底座220施力。
在本实施方式中,四条臂部283均从固定体侧连结部281朝着周向的同一个方向延伸,并且,四条臂部283以彼此相同的形状和尺寸绕光轴按等角度间隔配置。因此,四条臂部283均以90度、180度、270度呈旋转对称。另外,弹簧构件280具有由面积较宽的平板部分构成的可动模块侧连结部282,并通过上述可动模块侧连结部282以较宽的面积与传感器盖180连接。因此,弹簧构件280产生使凹部187的底部下表面187a与支承突起227的小突起227a抵接的方向的作用力,并在可动模块1未受到外力时将可动模块的光轴L保持成与Z轴平行的姿势。
此处,在传感器盖180的后侧,参照图9和图10说明的柔性基板300的第一平板部分310和第二平板部分320配置在弹簧构件280与底座220之间。因此,弹簧构件280中,在X轴方向上两个固定体侧连结部281通过梁部284连结,但在Y轴方向上没有形成梁部284,在固定体侧连结部281之间存在缺口。因此,在Y轴方向上的一侧,柔性基板300可穿过固定体侧连结部281之间。
另外,在传感器盖180的底板部181的后表面上,与弹簧构件280的臂部283在Z轴方向上重叠的部分成为凹部181e,该凹部181e与连接有弹簧构件280的可动模块侧连结部282的区域比较朝远离臂部283的方向(前侧)凹陷。因此,在传感器盖180的底板部181与臂部283之间存在间隙。因此,传感器盖180的底板部181与臂部283完全不接触,并且,即使可动模块1摆动、弹簧构件280发生变形时,传感器盖180的底板部181与臂部283也不会接触。
(抖动修正用磁驱动机构的结构)
本实施方式中,如图4、图5、图6和图7所示,作为产生使可动模块1摆动的磁驱动力的手抖动修正用磁驱动机构,由使可动模块1以支承机构400为支点绕X轴摆动的第一手抖动修正用磁驱动机构250x、使可动模块1以支承机构400为支点绕Y轴摆动的第二手抖动修正用磁驱动机构250y构成,下面说明上述第一手抖动修正用磁驱动机构250x和第二手抖动修正用磁驱动机构250y的结构。
首先,在可动模块1中,在Y轴方向上彼此对向的模块盖160的两个侧板部162的外表面保持有构成第一手抖动修正用磁驱动机构250x的矩形板状的手抖动修正用磁体240x(第一手抖动修正用磁体),在X轴方向上彼此对向的固定盖162的另外两个侧板部262的外表面保持有构成第二手抖动修正用磁驱动机构250y的矩形板状的手抖动修正用磁体240y(第二手抖动修正用磁体)。此处,手抖动修正用磁体240x、240y均由矩形的平板状永磁体构成。在本实施方式中,手抖动修正用磁体240x、240y由在Z轴方向上排列的两片平板状永磁体构成,在这些平板状永磁体中,外表面侧和内表面侧被磁化成不同的极。另外,在Z轴方向上排列的两片平板状永磁体中,磁化方向是相反的。对于手抖动修正用磁体240x、240y,也可在一片永磁体上磁化出不同极性的两极。
另外,在固定体210中,在Y轴方向上彼此对向的固定盖260的两个侧板部262的内表面粘接固定有构成第一手抖动修正用磁驱动机构250x的手抖动修正用线圈230x(第一手抖动修正用线圈),在X轴方向上彼此对向的固定盖260的两个侧板部262的内表面粘接固定有构成第二手抖动修正用磁驱动机构250y的手抖动修正用线圈230y(第二手抖动修正用线圈)。上述手抖动修正用线圈230x、230y分别与手抖动修正用磁体240x、240y对向。另外,手抖动修正用线圈230x、230y的沿Z轴方向的两个有效边部分别与手抖动修正用磁体240x、240y的在Z轴方向上排列的两片平板状永磁体对向。在此,手抖动修正用线圈230x、230y的各端部通过柔性基板300或其他柔性基板与外部电连接。在固定盖260的侧板部262中形成有较小的开口部262a,该开口部262a用于在将手抖动修正用线圈230x、230y固定于侧板部262后进行加强用的粘接剂的涂布等。
这样,本实施方式中,构成了在Y轴方向上隔着支承机构400相对的两个部位形成一对并使可动模块1绕X轴摆动的第一手抖动修正用磁驱动机构250x,在第一手抖动修正用磁驱动机构250x中,两个手抖动修正用线圈230x通过配线连接成在通电时对可动模块1产生绕X轴的朝向同一个方向的磁驱动力。因此,在对两个手抖动修正用线圈230x通电时,两个第一手抖动修正用磁驱动机构250x对可动模块1施加绕穿过支承机构400的X轴的朝向同一个方向的力矩。另外,本实施方式中,构成了在X轴方向上隔着支承机构400相对的两个部位形成一对并使可动模块1绕Y轴摆动的第二手抖动修正用磁驱动机构250y,在第二手抖动修正用磁驱动机构250y中,两个手抖动修正用线圈230y通过配线连接成在通电时对可动模块1产生绕Y轴的朝向同一个方向的磁驱动力。因此,在对两个手抖动修正用线圈230y通电时,两个第二手抖动修正用磁驱动机构250y对可动模块1施加绕穿过支承机构400的Y轴的朝向同一个方向的力矩。
在本实施方式中,模块盖160由磁性体构成,并作为手抖动修正用磁体240x、240y用的轭起作用。另外,在模块盖160的后侧端部形成有朝外侧折弯得较小的弯曲部169,该弯曲部169起到提高聚磁性能的功能。
装设有这样构成的带抖动修正功能的光学单元200的带摄像头移动电话机中,用于对拍摄时的手抖动进行检测的陀螺传感器等手抖动检测传感器170装设在可动模块1上,根据该手抖动检测传感器170的检测结果,装设在带摄像头移动电话机上的控制部对手抖动修正用线圈230x和手抖动修正用线圈230y中的一方或双方进行通电,使可动模块1绕X轴和Y轴中的一方或双方摆动。若将该摆动合成,则可使可动模块1相对于XY面整体摆动。因此,能可靠地修正带摄像头移动电话等可能发生的所有的手抖动。
为了进行上述手抖动修正,本实施方式中,将手抖动检测传感器170装设于可动模块200本身,控制部(未图示)对第一手抖动修正用磁驱动机构250x和第二手抖动修正用磁驱动机构250y进行闭环控制,以使由手抖动检测传感器170检测出的角速度为零。另外,控制部(未图示)对第一手抖动修正用磁驱动机构250x和第二手抖动修正用磁驱动机构250y进行闭环控制,以使由手抖动检测传感器170检测出的角速度的积分值、即角度变位为零。
此处,抖动检测传感器170装设在可动模块1上。因此,光轴L的抖动直接由抖动检测传感器170进行检测,从而能高精度地修正抖动。
另外,由于使可动模块1以在可动模块1的后侧形成的支承机构400为中心摆动,因此柔性基板300的变形极小。因此,柔性基板300变形时的形状复原力小,能使可动模块1迅速地摆动。
在此,当以支承机构400的摆动支点(枢轴部)作为基准时,磁力对可动模块1作用的磁力中心位置(手抖动修正用磁体240x、240y的中心位置)在Z轴方向上的位置比可动模块1的Z轴方向的中心及带抖动修正功能的光学单元200的Z轴方向的中心靠前侧(远离的位置)。因此,具有第一手抖动修正用磁驱动机构250x和第二手抖动修正用磁驱动机构250y使可动模块1摆动所需的磁驱动力可以较小的优点。
与此相对,在将支承机构400的摆动支点(枢轴部)作为基准时,若磁力对可动模块1作用的磁力中心位置在Z轴方向上的位置比可动模块1的Z轴方向的中心及带抖动修正功能的光学单元200的Z轴方向的中心靠后侧(较近的位置),则能以极小的变位使可动模块1大幅度摆动,因此,具有手抖动修正的响应性优良的优点。
(可动模块1用的可动范围限制机构的结构)
图13是应用本发明的带抖动修正功能的光学单元200中限制可动模块1的可动范围的构件的说明图,图13(a)、图13(b)、图13(c)、图13(d)分别是从前侧观察在可动模块1上配置后侧限位构件270和前侧限位构件290后的状态的立体图、从后侧观察的立体图、从前侧观察的分解立体图和从后侧观察的分解立体图。图14是应用本发明的带抖动修正功能的光学单元200中限制可动模块1的可动范围的机构的说明图,图14(a)、图14(b)、图14(c)分别是从前侧观察应用本发明的带抖动修正功能的光学单元在可动模块上配置后侧限位构件后的状态的俯视图、穿过图1(a)中带抖动修正功能的光学单元200的角部附近的Y2-Y2′剖视图、穿过图1(a)中带抖动修正功能的光学单元200的角部附近的X2-X2′剖视图。
如图4、图5、图6、图7和图13所示,在本实施方式中,在可动模块1的四周配置有矩形框状的前侧限位构件290和后侧限位构件270,利用这些前侧限位构件290和后侧限位构件270来限制可动模块1在X轴方向上的两个方向、Y轴方向上的两个方向、Z轴方向上的两个方向、绕X轴的两个方向、绕Y轴的两个方向和绕Z轴的两个方向的可动范围。
首先,如图14(a)、图14(b)、图14(c)所示,从前侧观察时,后侧限位构件270在四个角部分分别包括内壁272a和内壁272b,内壁272a与在可动模块1的角部分沿X轴方向和Y轴方向伸出的突部103在X轴方向的外侧隔开极小的间隙GX1相对,内壁272b与突部103在Y轴方向的外侧隔开极小的间隙GY1相对。因此,可动模块1在X轴方向上的两个方向、Y轴方向上的两个方向、绕X轴的两个方向、绕Y轴的两个方向和绕Z轴的两个方向的可动范围被限制。因此,在对可动模块1在X轴方向上的两个方向、Y轴方向上的两个方向、绕X轴的两个方向、绕Y轴的两个方向和绕Z轴的两个方向的可动范围中的一部分可动范围进行限制的情况下,也只要采用相同的结构即可。
接着,如图14(b)、图14(c)所示,后侧限位构件270包括与突部103在Z轴方向的后侧相对的板状部274。另外,前侧限位构件290的框部分的角部297与突部103在Z轴方向的前侧相对。因此,可动模块1在Z轴方向上的两个方向的可动范围被限制。
此处,前侧限位构件290和后侧限位构件270是树脂制的,与金属制时不同,具有冲击吸收性和振动吸收性。因此,即使可动模块1与前侧限位构件290和后侧限位构件270抵接,也不会产生不必要的声音和振动,振动也不会朝周围传播。从上述观点可以看出,也可将前侧限位构件290及后侧限位构件270中至少与突部103抵接的部分用硬质橡胶制成。另外,也可在前侧限位构件290及后侧限位构件270中与突部103抵接的部分粘贴橡胶制、树脂制的缓冲吸收材。在限位机构中,只要彼此相互干涉的部分中的一方具有缓冲吸收性即可,因此,在可动模块1侧,可将与固定体210干涉的部分做成橡胶制、树脂制的结构或粘贴橡胶制、树脂制的缓冲吸收材。
这样,在本实施方式中,突起103、后侧限位构件270及前侧限位构件290构成了限位机构,该限位构件在Z轴方向上,利用手抖动修正用磁体240x、240y及手抖动修正用线圈230x、230y在Z轴方向上的位置与支承机构400在Z轴方向上的位置之间存在的狭小的空出空间,限制可动模块1在X轴方向上的两个方向、Y轴方向上的两个方向、Z轴方向上的两个方向、绕X轴的两个方向、绕Y轴的两个方向及绕Z轴的两个方向的可动范围。
另外,在图4、图5和图12所示的支承机构400中,底座220的支承突起227嵌入传感器盖180的凹部187中,本实施方式中,该支承机构400也限制了可动模块1在X轴方向上的两个方向和Y轴方向上的两个方向的可动范围。即,如图4所示,在支承突起227的外周面与凹部187的内周面之间,在X轴方向上空开极小的间隙GX2,在Y轴方向上空开极小的间隙GY2。
此外,在图4、图5和图12所示的支承机构400中,底座220的支承突起227的小突起227a与凹部187的底部下表面187a抵接,该支承机构400也限制了可动模块1的朝Z轴方向后侧的移动。此处,当可动模块1因掉落等的冲击而朝Z轴方向后侧急剧变位时,直到可动模块1的突部103与后侧限位构件270的板状部274抵接为止,小突起227a和凹部187的底部下表面187a的负载集中,小突起227a和凹部187的底部下表面187a可能会变形。然而,在本实施方式中,由于支承突起227形成于在底座220上形成的板簧部229的前端部,因此,当可动模块1朝Z轴方向的后侧变位时,支承机构400整体沿Z轴方向变位。因此,当受到掉落等的冲击时,即使小突起227a和凹部187的底部下表面187a的负载集中,小突起227a和凹部187的底部下表面187a也不会变形。
此处,如图4(a)、图4(b)所示,板簧部229相对于底座220的后表面和固定盖260的后端缘隔开规定尺寸G10位于前侧。因此,即使可动模块1因掉落等的冲击而朝Z轴方向的后侧急剧变位,板簧部229朝后侧变位,板簧部229也不会从底座220的后表面和固定盖260的后端缘突出到后侧。
(带抖动修正功能的光学单元200的制造方法1)
本实施方式的带抖动修正功能的光学单元200的制造方法中,在组装与限位机构相关的部分时,首先,以与固定体210中使用的后侧限位构件270隔着规定间隙(图14(a)、图14(b)、图14(c)所示的间隙GX1、GY1)的方式配置可动模块1中使用的传感器盖180。此时,使用图像处理装置等以进行间隙的监视。
接着,在后侧限位构件270(固定体210)和可动模块1上安装弹簧构件280。在此,若在后侧限位构件270的小突起277a与弹簧构件280的小孔281a之间确保有足够的间隙,则能吸收各构件的尺寸误差。另外,由于弹簧构件280与传感器盖180在平板部分彼此连结,因此,通过调节弹簧构件280的可动模块侧连结部282与传感器盖180的相对位置,也能吸收各构件的尺寸误差。
根据上述方法,能在可动模块1与固定体210之间确保规定的间隙,从而能高精度地构成限位机构。
(带抖动修正功能的光学单元200的制造方法2)
为了制造本实施方式的带抖动修正功能的光学单元200,在将可动模块1中使用的传感器盖180与弹簧构件280连结后,以与固定体210中使用的后侧限位构件270隔着规定间隙(图14(a)、图14(b)、图14(c)所示的间隙GX1、GY1)的方式配置可动模块1。此时,也使用图像处理装置等以进行间隙的监视。然后,将固定体210与弹簧构件280连结。在此,若在后侧限位构件270的小突起277a与弹簧构件280的小孔281a之间确保有足够的间隙,则能吸收各构件的尺寸误差。根据上述方法,能在可动模块1与固定体210之间确保规定的间隙,从而能高精度地构成限位机构。
(带抖动修正功能的光学单元200的制造方法3)
为了制造本实施方式的带抖动修正功能的光学单元200,在将固定体210中使用的后侧限位构件270与弹簧构件280连结后,以与固定体210隔着规定间隙(图14(a)、图14(b)、图14(c)所示的间隙GX1、GY1)的方式配置可动模块1。此时,也使用图像处理装置等以进行间隙的监视。然后,将可动模块1与弹簧构件280连结。此时,由于弹簧构件280与传感器盖180在平板部分彼此连结,因此,通过调节弹簧构件280的可动模块侧连结部282与传感器盖180的相对位置,能吸收各构件的尺寸误差。根据上述方法,能在可动模块1与固定体210之间确保规定的间隙,从而能高精度地构成限位机构。
(本实施方式的主要效果)
如上所述,在本实施方式的带抖动修正功能的光学单元200中,在Y轴方向上隔着支承突起227的两侧的两个部位配置有两个成对的第一手抖动修正用磁驱动机构250x,并在X轴方向上隔着支承突起227的两侧的两个部位配置有两个成对的第二手抖动修正用磁驱动机构250y。另外,两个第一手抖动修正用磁驱动机构250x分别产生使可动模块1朝同一个方向摆动的磁力,两个第二手抖动修正用磁驱动机构250y分别产生使可动模块1朝同一个方向摆动的磁力。因此,与只在支承突起227的一侧配置第一手抖动修正用磁驱动机构250x的结构、只在支承突起227的一侧配置第二手抖动修正用磁驱动机构250y的结构不同,其驱动能力稳定,从而能高精度地修正手抖动。例如,两个第一手抖动修正用磁驱动机构250x中,构成第一手抖动修正用磁驱动机构250x的手抖动修正用磁体240x与手抖动修正用线圈230x的位置关系在两个第一手抖动修正用磁驱动机构250x中的一方偏向磁驱动力变小的方向时,在另一个第一手抖动修正用磁驱动机构250x中会偏向修正一个第一手抖动修正用磁驱动机构250x的手抖动修正用磁体240x与手抖动修正用线圈230x的错位的方向、即磁驱动力变大的方向,因此,第一手抖动修正用磁驱动机构250x的驱动能力稳定。上述作用对于第二手抖动修正用磁驱动机构250y也同样。
另外,由于手抖动检测传感器170装设于可动模块1,因此,可利用抖动检测传感器170直接对光轴L的抖动进行检测。所以,能高精度地修正可动模块1的手抖动。然而,当将手抖动检测传感器170装设于可动模块1时,相应地,在柔性基板300的引出等方面,可动模块1的结构会变得复杂,但在本实施方式中,由于在可动模块1中使用模块盖160和传感器盖180,因此,可动模块1的组装是容易的。另外,在将模块盖160与传感器盖180连结时,由于利用了从模块盖160及传感器盖180朝外侧突出的模块盖侧凸缘部168及传感器盖侧凸缘部188,因此,模块盖160与传感器盖180的连结及分解是容易的。所以,可动模块1的组装是容易的。另外,即便在组装可动模块1时产生故障的情况下,也可容易地分解可动模块1,以回收价格高的抖动检测传感器170并将其再利用。
此外,在本实施方式中,模块盖侧凸缘部168与传感器盖侧凸缘部188通过螺钉198连结成能拆装。因此,能更容易地分解可动模块1,以回收抖动检测传感器170并将其再利用。而且,螺钉198的轴部固定于在内周设有供螺钉198螺合的螺钉孔的筒状构件199。因此,无需在模块盖侧凸缘部168及传感器盖侧凸缘部188形成螺钉孔,所以,能使模块盖侧凸缘部168及传感器盖侧凸缘部188薄板化,此外,还能使模块盖160及传感器盖180薄板化,从而能实现可动模块1的小型化、轻量化。
另外,可动模块1从光轴L方向观察时呈矩形形状,模块盖侧凸缘部168及传感器盖侧凸缘部188在矩形形状的角部分伸出。因此,无需在可动模块1的相当于边部的部分固定模块盖侧凸缘部168与传感器盖侧凸缘部188,所以,能利用可动模块1的相当于边部的部分来配置抖动修正用磁驱动机构(第一手抖动修正用磁驱动机构250x及第二手抖动修正用磁驱动机构250y)。
此外,在可动模块1的外侧由模块盖侧凸缘部168及传感器盖侧凸缘部188形成有突部103,因此,利用该突部103、前侧限位构件290、后侧限位构件270构成限位机构,该限位机构限制可动模块1在X轴方向上的两个方向、Y轴方向上的两个方向、Z轴方向上的两个方向、绕X轴的两个方向、绕Y轴的两个方向和绕Z轴的两个方向的可动范围。因此,可动模块1不会过度变位,从而能防止弹簧构件280的塑性变形等。另外,由于突部103形成为模块盖侧凸缘部168与传感器盖侧凸缘部188的双片结构,因此,对于构成限位机构具有足够的强度。因此,能使模块盖侧凸缘部168及传感器盖侧凸缘部188薄板化,此外,还能使模块盖160及传感器盖180薄板化,从而能实现可动模块1的小型化、轻量化。
尤其在本实施方式中,利用在可动模块1的角部分伸出的突部103构成限位机构,当可动模块1绕X轴、Y轴及Z轴变位时,上述角部分的动作在角部分最大。所以,在角部分中,对于突部103与固定体210(前侧限位构件290、后侧限位构件270)的间隙尺寸允许较大的误差,因此,组装是容易的,并能正确地设定可动范围。
另外,为了使可动模块1能摆动,在固定体210的底座220与可动模块1的传感器盖180之间构成了包括枢轴部的支承机构400,因此,能防止可动模块1在Z轴方向上变位。另外,作为弹簧构件280使用的万向簧片状的板簧包括较长的臂部283,因此,变形量(变位量)与弹簧力的线性度较高,容易进行可动模块的抖动修正。
此外,传感器盖180是金属制的,对手抖动检测传感器170的后侧进行屏蔽。另外,金属板(屏蔽构件)380设于手抖动检测传感器170与摄像元件15之间,从而也起到对摄像元件15的下表面侧进行屏蔽的功能。因此,能可靠地防止因从外部进入抖动检测传感器170的电磁波噪音而引起的异常、因从抖动检测传感器170发出的电磁波噪音而引起的异常的产生。
另外,由于抖动检测传感器170配置于可动模块1的后侧端部,并以用后侧覆盖上述抖动检测传感器170的方式将金属制的传感器盖180安装于可动模块1,因此,传感器盖180构成可动模块1的最后端部。所以,金属制的传感器盖180作为屏蔽构件起作用,并起到了构成可动模块1用的支承机构400时的支承用承接部(凹部187)、与弹簧构件280的连结部等其他功能。因此,能以较少的零件数可靠地防止因从外部进入抖动检测传感器170的电磁波噪音而引起的异常、因从抖动检测传感器170发出的电磁波噪音而引起的异常的产生。
另外,在本实施方式中,在第一抖动修正用磁驱动机构250x和第二抖动修正用磁驱动机构250y中的任意一个,将磁体(手抖动修正用磁体240x、240y)保持在作为可动体侧的可动模块1侧,并将线圈(手抖动修正用线圈230x、230y)保持在固定体210侧,由于对于作为可动体侧的可动模块1的配线数较少也可,因此能使配线结构简化。此外,若是在固定体210侧,由于能增加抖动修正用线圈230x、230y的卷绕数,因此能发挥很大的驱动力。
(关于限位机构的另一实施方式1)
图15是应用本发明的带抖动修正功能的光学单元200的限位机构的另一实施方式1的说明图,图15(a)、图15(b)、图15(c)分别是从Z轴方向的前侧观察固定盖260和模块盖160的分解立体图、剖视图及将构成限位机构的部分放大的剖视图。本实施方式1及以下说明的另一实施方式的基本结构与参照图1~图14说明的结构相同。所以,对于共同的部分标注相同的符号来图示,并省略其说明。
如图15所示,在本实施方式中,在固定盖260的顶板部261中形成的开口部261a是比在模块盖160的顶板部161中形成的开口部161a稍大的圆形的孔。因此,固定盖260的顶板部261在Z轴方向的前侧覆盖模块盖160的顶板部161。所以,在本实施方式的带抖动修正功能的光学单元200中,利用顶板部161、261作为对可动模块1的朝Z轴方向前侧的可动范围进行限制的限位机构。
另外,在模块盖160的顶板部161中,与固定盖260的顶板部261的开口缘附近隔着间隙GZ11对向的部分是以可动模块1的摆动支点(构成支承机构400的枢轴部)侧作为中心的圆弧面161s,该圆弧面161s与顶板部261的开口缘附近抵接以起到限位件的作用。因此,即便在可动模块1倾斜时,也能正确地限制可动模块1的朝Z轴方向前侧的可动范围。圆弧面161s是通过对模块盖160进行冲压加工而形成的,但也可采用将树脂制或硬质橡胶制的缓冲吸收材粘贴于模块盖160的结构等。另外,在利用固定盖260作为限位件的情况下,能通过冲压加工来形成固定盖260中至少与圆弧面161s抵接的部分,但也可采用将树脂制或硬质橡胶制的缓冲吸收材粘贴于固定盖260的结构等。
(关于限位机构的另一实施方式2)
图16是应用本发明的带抖动修正功能的光学单元200的限位机构的另一实施方式2的说明图,图16(a)、图16(b)、图16(c)分别是从Z轴方向的后侧观察固定盖260和模块盖160的分解立体图、剖视图及将构成限位机构的部分放大的剖视图。
如图16所示,在本实施方式的带抖动修正功能的光学单元200中,利用在固定盖260的内侧连接顶板部261的角与侧板部262的角的入角部分和在模块盖160的外侧连接顶板部161的角与侧板部162的角部的出角部分,作为对可动模块1的朝Z轴方向前侧的可动范围进行限制的限位机构。在此,在固定盖260的入角部分粘接固定有树脂制或硬质橡胶制的限位片267(缓冲吸收材),限位片267中与模块盖160的出角部分隔着间隙GZ12对向的表面是以可动模块1的摆动支点(构成支承机构400的枢轴部)侧作为中心的圆弧面267s,上述圆弧面267s与模块盖160的出角部分抵接以起到限位件的作用。因此,即便在可动模块1倾斜时,也能正确地限制可动模块1的朝Z轴方向前侧的可动范围。
(关于限位机构的另一实施方式3)
图17是应用本发明的带抖动修正功能的光学单元200的限位机构的另一实施方式3的说明图,是模块盖160及传感器盖180的立体图。
如图17所示,在本实施方式的带抖动修正功能的光学单元200中,在可动模块1的相当于边部的部分具有朝与Z轴方向交叉的方向(本实施方式中是与Z轴方向正交的方向)突出的突部104。所以,若将在Z轴方向上的两侧夹住突部104的抵接部分形成于固定体210,则能构成对可动模块1在Z轴方向上的两个方向的可动范围进行限制的限位机构。若这样构成,则从Z轴方向观察时,突部104位于可动模块1的X轴方向及Y轴方向的摆动中心线上,即便可动模块1摆动,Z轴方向上的变位也是较小的。因此,能正确地限制可动模块1的Z轴方向的可动范围。
(关于限位机构的另一实施方式4)
图18是应用本发明的带抖动修正功能的光学单元200的限位机构的另一实施方式4的说明图,是模块盖160及传感器盖180的立体图。
如图18所示,在本实施方式的带抖动修正功能的光学单元200中,在从可动模块1的角部突出的突部103形成有狭缝状的缺口103a。所以,若将位于缺口103a内的突起形成于固定体210,则能构成对可动模块1的绕Z轴的可动范围进行限制的限位机构。
(关于限位机构的另一实施方式5)
图19是应用本发明的带抖动修正功能的光学单元200的限位机构的另一实施方式5的说明图,是带抖动修正功能的光学单元200的主要部分剖视图。
如图19所示,在本实施方式的带抖动修正功能的光学单元200中,在固接于固定盖220的侧板部262的内表面的由空芯线圈构成的手抖动修正用线圈230x、230y的内侧形成有突部164,该突部164比手抖动修正用线圈230x、230y朝内侧突出。因此,突部164和手抖动修正用磁体240x、240y构成限位机构,该限位机构限制可动模块1在X轴方向上的两个方向的可动范围、Y轴方向上的两个方向的可动范围、绕X轴的两个方向的可动范围及绕Y轴的两个方向的可动范围。若这样构成,则能可靠地防止手抖动修正用线圈230x、230y与手抖动修正用磁体240x、240y的抵接,从而能可靠地防止手抖动修正用线圈230x、230y的断线等。这样的突部164例如是通过将固接于固定盖160的侧板部162的内表面的树脂片、硬质橡胶片等缓冲吸收材粘贴于固定盖220的侧板部262的内表面而构成的。为了限制可动模块1在X轴方向上的两个方向的可动范围、Y轴方向上的两个方向的可动范围、绕X轴的两个方向的可动范围及绕Y轴的两个方向的可动范围中的一部分可动范围,也可利用突部164和手抖动修正用磁体240x、240y。
(朝光学设备的装设结构)
图20是装设有应用本发明的带抖动修正功能的光学单元200的光学设备500的说明图。
如图20所示,为将本实施方式的带抖动修正功能的光学单元200装设于光学设备500,较为理想的是,将带抖动修正功能的光学单元200隔着缓冲吸收材510、520、530装设于光学设备主体。在此,缓冲吸收材520配置于带抖动修正功能的光学单元200的X轴方向的侧面,缓冲吸收材530配置于带抖动修正功能的光学单元200的Z轴方向的后侧,缓冲吸收材510配置于带抖动修正功能的光学单元200的Z轴方向的前侧。
在此,在缓冲吸收材510中形成有开口部511,该开口部511用于使来自被拍摄体的光射入带抖动修正功能的光学单元200。另外,缓冲吸收材510具有能覆盖带抖动修正功能的光学单元200的前端面整体的尺寸。
也可使缓冲吸收材510的一部分从带抖动修正功能的光学单元200中使用的固定盖260的开口部261a进入内侧,以利用该部分作为可动模块1用的限位件。相反地,也可在可动模块1中设置能从固定盖260的开口部261a朝外侧突出的突起,以利用该突起和缓冲吸收材510构成限位机构。此外,也可不在固定盖260上形成顶板部261,而使缓冲吸收材510与可动模块1在Z轴方向上对向,使缓冲吸收材510作为可动模块1用的限位件起作用。
(其他实施方式)
(手抖动修正用磁驱动机构的结构)
上述实施方式中,作为手抖动修正用磁驱动机构,对可动模块1设置了第一手抖动修正用磁驱动机构250x和第二手抖动修正用磁驱动机构250y两者,但在将本发明应用于仅设置第一手抖动修正用磁驱动机构250x和第二手抖动修正用磁驱动机构250y中的一个以仅修正用户使用时容易产生手抖动的方向的抖动的情形下,也可仅设置第一手抖动修正用磁驱动机构250x或第二手抖动修正用磁驱动机构250y,使其在支承突起227的两侧以两个为一对。这种情况下,采用将柔性基板300的引出方向限定于Y轴方向的结构即可。
在上述实施方式中,在第一手抖动修正用磁驱动机构250x和第二手抖动修正用磁驱动机构250y中均采用将磁体(手抖动修正用磁体240x、240y)保持在作为可动体侧的可动模块1侧,并将线圈(手抖动修正用线圈230x、230y)保持在固定体210侧的结构,但也可以采用将手抖动修正用线圈保持在作为可动体侧的可动模块1侧,而将手抖动修正用磁体保持在固定体210侧的结构。
(施力构件的结构)
上述实施方式中,作为施力构件,使用了包括彼此朝周向的同一个方向直线延伸的多条臂部287的弹簧构件280,但只要是多条臂部287朝同一个方向延伸的结构,则也可采用臂部287边弯曲边延伸的结构。
上述实施方式中,作为用于将可动模块1朝着底座220施力的施力构件,仅使用了弹簧构件280,但作为该施力构件,也可使用通过磁力作用将可动模块1朝着底座220施力的磁力弹簧、通过机构将可动模块1朝着底座220施力的弹簧构件。另外,作为磁力弹簧,采用在固定体210中手抖动修正用磁体240x、240y的后侧配置磁性体的结构。这样构成时,能可靠地维持可动模块1被支承机构400支承的状态。另外,在手抖动修正用磁驱动机构停止驱动的中立期间,利用磁力弹簧将可动模块1朝着底座220施力,至于弹簧构件280,能使其处于不产生作用力的非变形状态。若这样构成,则在可动模块1摆动时,弹簧构件280变形,产生作用力。即,在可动模块1不摆动的期间,弹簧构件280保持平坦形状。因此,能有效地利用弹簧构件280受到的力与弹簧构件280的变形量具有线性度的部分,因此,能使可动模块1合适地摆动,从而能可靠地进行手抖动修正。
本发明中,较为理想的是在弹簧构件280中,在臂部283与固定侧连结部281的连接部分、臂部283与可动模块侧连结部282的连接部分或者臂部283整体固接有凝胶材料、弹性片材等振动吸收材,若采取这样的措施,则在使可动模块1摆动时能使臂部283的振动迅速停止,因此,也能使可动模块1的振动迅速停止。
(摆动支点的结构)
在上述实施方式中,在支承突起227的前端形成有小突起227a,但也可将支承突起227整体形成为半球状。另外,上述实施方式中,在底座220上形成有支承突起227,在传感器盖180上形成有凹部187,但也可在传感器盖180上形成支承突起,在底座220上形成承接支承突起的凹部。
(支承机构的结构)
将可动模块1支承成能以与被拍摄体侧相反的一侧为中心进行摆动时,作为枢轴部的替代,也可将从与被拍摄体侧相反的一侧朝着被拍摄体侧延伸的多根吊索用作摆动支承部,并利用该多根吊索将可动模块1支承成能摆动。
在采用这种结构的情况下,即便不设置对可动模块1的摆动中心进行限定的枢轴部等,也能将可动模块1支承成能摆动。
此外,也可不使用枢轴部而使用一片或多片图6所示的板簧状的弹簧构件280等,以将可动模块1支承成能摆动。采用这种结构的情况也与使用吊索的情况相同,即便不设置对可动模块1的摆动中心进行限定的枢轴部等,也能将可动模块1支承成能摆动。为了采用上述结构,在以一片板簧状的弹簧构件280支承可动模块1的情况下,可动模块1以与弹簧构件280连接的部位作为中心进行摆动。例如,在可动模块1的光轴方向的端部连接有弹簧构件280的情况下,可动模块1以上述端部作为中心进行摆动。另外,在可动模块1的光轴方向的中间部分连接有弹簧构件280的情况下,可动模块1以该中间部分作为中心进行摆动。与此相对,在可动模块1中沿光轴方向分离的两处分别连接有两片板簧状的弹簧构件280的情况下,可动模块1以连接有两片弹簧构件280的部位之间作为中心进行摆动。
(其它结构)
上述实施方式中,将本发明应用于使用透镜驱动用线圈30s、30t呈方筒状、透镜驱动用磁体17呈平板状的透镜驱动模块1a的带抖动修正功能的光学单元200,但也可将本发明应用于使用透镜驱动用线圈30s、30t呈圆筒状、壳体18呈方筒状且在壳体18的角部分配置有透镜驱动用磁体17的可动模块的带抖动修正功能的光学单元。
上述实施方式中,说明的是将本发明应用于带摄像头的移动电话机所使用的带抖动修正功能的光学单元200的例子,但也可说明将本发明应用于薄型数码照相机等所使用的带抖动修正功能的光学单元200的例子。另外,上述实施方式中,说明的是可动模块1中除了透镜121和摄像元件15以外还在支承体2上支承有沿光轴L方向对包括透镜121的移动体3进行磁驱动的透镜驱动机构5的例子,但也可将本发明应用于可动模块1没有装设透镜驱动机构5的定焦型的带抖动修正功能的光学单元。
此外,除了移动电话机、数码照相机等之外,应用本发明的带抖动修正功能的光学单元200还可固定于冰箱等隔一定间隔具有振动的装置内,通过设置成能进行远距离操作,而用于能在外出目的地例如在购物时获得冰箱内部的信息的服务。在上述服务中,由于是带姿势稳定化装置的照相***,因此,即便有冰箱的振动也能传送稳定的图像。另外,也可将本装置固定于儿童、学生的书包、双背带书包或帽子等上学时使用的装备上。在该情况下,当以一定间隔对周围的情况进行摄影,并朝事先确定的服务器传送图像时,家长能通过在远距离的地点观察该图像来确保孩子的安全。在上述用途中,即便照相机在无意识地移动时产生振动,也能拍摄出清晰的图像。此外,若除了照相机模块以外还装设有GPS,则也能同时获得对象者的位置,当万一发生事故时,能瞬间进行地点和状况的确认。此外,若将应用本发明的带抖动修正功能的光学单元200装设于汽车的前方能进行摄影的位置,则能用作汽车行驶记录仪。另外,也可将应用本发明的带抖动修正功能的光学单元200装设于汽车的前方能进行摄影的位置,从而以一定间隔自动地对周边的图像进行摄影,并自动地传送至确定的服务器。此外,通过使应用本发明的带抖动修正功能的光学单元200与车载导航装置的VICS(Vehicle Information and Communication System/道路交通信息通信***)等的拥堵信息联动并发送该图像,从而能更详细地提供拥堵的状态。根据上述服务,与汽车装设的汽车行驶记录仪相同,无意识地恰巧通过的第三者记录下发生事故时等的状况,有助于状况的调查。另外,能不被汽车的振动影响地获得清晰的图像。在上述用途的情况下,当接通电源时,朝控制部800输出指令信号,并根据上述指令信号开始手抖动控制。
另外,应用本发明的带抖动修正功能的光学单元200也可使用于激光笔、携带用和车载用的投影显示装置、直视型显示装置等射出光的光学设备的抖动修正。此外,还可在天文望远镜***或双眼镜***等高倍率的观察中用于不使用三脚架等辅助固定装置地进行观察。另外,通过将文具或汤匙等设为可动部作为手有残疾不能停止手抖动这样的身体残疾者的辅助器具来进行生活支援。此外,通过将本发明的带抖动修正功能的光学单元200使用于狙击用的来复枪或坦克等的炮筒,能实现姿势对触发时的振动的稳定化,因此,能提高命中精度。

Claims (22)

1.一种带抖动修正功能的光学单元,包括:
可动模块,在该可动模块上装设有光学元件;
固定体,该固定体对所述可动模块进行支承;
抖动检测传感器,该抖动检测传感器对所述可动模块的晃动进行检测;以及
抖动修正用磁驱动机构,该抖动修正用磁驱动机构根据所述抖动检测传感器的检测结果使所述可动模块在所述固定体上摆动以修正该可动模块的抖动,其特征在于,
具有弹簧构件,该弹簧构件与所述固定体和所述可动模块连接,
将所述固定体中彼此正交的三个方向分别作为X轴、Y轴、Z轴,并将沿着所述光轴的方向作为Z轴时,在所述可动模块与所述固定体之间构成有限位机构,该限位机构对所述可动模块在X轴方向上的两方向、Y轴方向上的两方向、Z轴方向上的两方向、绕X轴的两方向、绕Y轴的两方向及绕Z轴的两方向的可动范围进行限制。
2.一种带抖动修正功能的光学单元,包括:
可动模块,在该可动模块上装设有光学元件;
固定体,该固定体对所述可动模块进行支承;
抖动检测传感器,该抖动检测传感器对所述可动模块的晃动进行检测;以及
抖动修正用磁驱动机构,该抖动修正用磁驱动机构根据该抖动检测传感器的检测结果使所述可动模块在所述固定体上摆动以修正该可动模块的抖动,其特征在于,
具有:
弹簧构件,该弹簧构件连接于所述固定体与所述可动模块之间;以及
摆动支点,该摆动支点构成于所述固定体与所述可动模块之间,
所述弹簧构件对所述可动模块朝所述摆动支点施力,
所述固定体中构成所述摆动支点的部分具有弹簧部,该弹簧部使所述摆动支点能在光轴方向上变位。
3.如权利要求2所述的带抖动修正功能的光学单元,其特征在于,
所述弹簧部是对所述固定体进行加工而成的板簧部。
4.如权利要求2或3所述的带抖动修正功能的光学单元,其特征在于,
所述固定体中形成有所述摆动支点及所述板簧部的部分的后方朝前方凹陷。
5.如权利要求2至4中任一项所述的带抖动修正功能的光学单元,其特征在于,
将所述固定体中彼此正交的三个方向分别作为X轴、Y轴、Z轴,并将沿着光轴的方向作为Z轴时,在所述可动模块与所述固定体之间构成有限位机构,该限位机构对所述可动模块在X轴方向上的两方向、Y轴方向上的两方向、Z轴方向上的两方向、绕X轴的两方向、绕Y轴的两方向及绕Z轴的两方向的可动范围进行限制。
6.如权利要求5所述的带抖动修正功能的光学单元,其特征在于,
所述摆动支点部是枢轴部,该枢轴部包括:从所述固定体及所述可动模块中的一方朝Z轴方向突出的支承突起;以及在另一侧与所述支承突部嵌合的支承用凹部,
在所述限位机构中,所述可动模块在X轴方向上的两方向的可动范围及在Y轴方向上的两方向的可动范围被限制在所述支承突部的外周侧面与所述支承用凹部的内周侧面之间。
7.如权利要求1、5或6所述的带抖动修正功能的光学单元,其特征在于,
所述可动模块具有突部,该突部朝与Z轴方向交叉的方向突出,
在所述限位机构中,所述可动模块在X轴方向上的两方向、Y轴方向上的两方向、Z轴方向上的两方向、绕X轴的两方向、绕Y轴的两方向、绕Z轴的两方向的可动范围中的至少一个可动范围被限制。
8.如权利要求7所述的带抖动修正功能的光学单元,其特征在于,
所述可动模块从Z轴方向观察时的形状为矩形,
在所述限位机构中,所述可动模块绕X轴的两方向的可动范围、绕Y轴的两方向的可动范围及绕Z轴的两方向的可动范围中的至少一个可动范围在从Z轴方向观察所述可动模块时观察到的角部分被限制在所述突部与所述固定体之间。
9.如权利要求7或8所述的带抖动修正功能的光学单元,其特征在于,
在所述限位机构中,所述可动模块在Z轴方向上的两方向的可动范围在从Z轴方向观察时在所述可动模块的摆动中心线上被限制在所述突部与所述固定体之间。
10.如权利要求7至9中任一项所述的带抖动修正功能的光学单元,其特征在于,
在所述限位机构中,所述可动模块在X轴方向上的两方向的可动范围及Y轴方向上的两方向的可动范围被限制在所述突部与所述固定体之间。
11.如权利要求7至10中任一项所述的带抖动修正功能的光学单元,其特征在于,
所述突起在Z轴方向上配置于构成所述抖动修正用磁驱动机构的磁体及线圈的Z轴方向上的位置与所述摆动支点的Z轴方向上的位置之间。
12.如权利要求1或5所述的带抖动修正功能的光学单元,其特征在于,
在所述限位机构中,限制Z轴方向上的一侧可动范围的部分的所述可动模块侧和所述固定体侧中的至少一侧形成为以所述可动模块的摆动中心侧作为中心的圆弧面。
13.如权利要求12所述的带抖动修正功能的光学单元,其特征在于,
在所述限位机构中,所述可动模块朝Z轴方向前侧的可动范围被限制在所述可动模块侧的前端部与所述固定体侧的前端部之间,
所述可动模块侧的前端部和所述固定体侧的前端部中的至少一方形成为以所述可动模块的摆动中心侧作为中心的圆弧面。
14.如权利要求1或5所述的带抖动修正功能的光学单元,其特征在于,
在所述限位机构中,所述可动模块在X轴方向上的两方向的可动范围、Y轴方向上的两方向的可动范围、绕X轴的两方向的可动范围及绕Y轴的两方向的可动范围中的至少一个可动范围被限制在配置于所述抖动修正用磁驱动机构中使用的空芯线圈内侧的突部与磁体之间。
15.如权利要求1、5、6、7、8、9、10、11、12、13或14所述的带抖动修正功能的光学单元,其特征在于,
所述可动模块和所述固定体中构成所述限位机构的部分中的至少一方由树脂或橡胶构成。
16.如权利要求1、5、6、7、8、9、10、11、12、13或14所述的带抖动修正功能的光学单元,其特征在于,
所述可动模块和所述固定体中构成所述限位机构的部分中的至少一方由粘贴于所述可动模块或所述固定体的缓冲吸收材构成。
17.如权利要求1至16中任一项所述的带抖动修正功能的光学单元,其特征在于,
所述抖动检测传感器装设于所述可动模块。
18.如权利要求1至17中任一项所述的带抖动修正功能的光学单元,其特征在于,
所述光学元件是透镜,在所述可动模块中所述透镜的后侧装设有摄像元件,
所述抖动检测传感器对摄影时的抖动进行检测。
19.一种光学设备,具有如权利要求1至18中任一项所述的带抖动修正功能的光学单元,其特征在于,
所述带抖动修正功能的光学单元隔着缓冲吸收材装设于光学设备主体上。
20.一种带抖动修正功能的光学单元的制造方法,该带抖动修正功能的光学单元包括:
可动模块,在该可动模块上装设有光学元件;
固定体,该固定体对所述可动模块进行支承;
抖动检测传感器,该抖动检测传感器对所述可动模块的晃动进行检测;
抖动修正用磁驱动机构,该抖动修正用磁驱动机构根据所述抖动检测传感器的检测结果使所述可动模块在所述固定体上摆动以修正该可动模块的抖动;以及
弹簧构件,该弹簧构件连接于所述固定体与所述可动模块之间,其特征在于,
将所述可动模块以与所述固定体隔着规定间隔的方式配置后,在所述固定体和所述可动模块上安装所述弹簧构件。
21.一种带抖动修正功能的光学单元的制造方法,该带抖动修正功能的光学单元包括:
可动模块,在该可动模块上装设有光学元件;
固定体,该固定体对所述可动模块进行支承;
抖动检测传感器,该抖动检测传感器对所述可动模块的晃动进行检测;
抖动修正用磁驱动机构,该抖动修正用磁驱动机构根据所述抖动检测传感器的检测结果使所述可动模块在所述固定体上摆动以修正该可动模块的抖动;以及
弹簧构件,该弹簧构件连接于所述固定体与所述可动模块之间,其特征在于,
将所述可动模块与所述弹簧构件连结后,以与所述固定体隔着规定间隔的方式对所述可动模块进行配置,然后,将所述固定体与所述弹簧构件连结。
22.一种带抖动修正功能的光学单元的制造方法,该带抖动修正功能的光学单元包括:
可动模块,在该可动模块上装设有光学元件;
固定体,该固定体对所述可动模块进行支承;
抖动检测传感器,该抖动检测传感器对所述可动模块的晃动进行检测;
抖动修正用磁驱动机构,该抖动修正用磁驱动机构根据所述抖动检测传感器的检测结果使所述可动模块在所述固定体上摆动以修正该可动模块的抖动;以及
弹簧构件,该弹簧构件连接于所述固定体与所述可动模块之间,其特征在于,
将所述固定体与所述弹簧构件连结后,以与所述固定体隔着规定间隔的方式对所述可动模块进行配置,然后,将所述可动模块与所述弹簧构件连结。
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