JP5993695B2 - 光学ユニットおよび光学ユニットの製造方法 - Google Patents
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Description
図1は、本発明を適用した振れ補正機能付きの光学ユニットを携帯電話機等の光学機器に搭載した様子を模式的に示す説明図である。図2は、本発明を適用した振れ補正機能付きの光学ユニットの説明図であり、図2(a)、(b)は、外観等を示す斜視図、および分解斜視図である。図3は、本発明を適用した振れ補正機能付きの光学ユニットを細かく分解したときの分解斜視図である。図4は、本発明を適用した振れ補正機能付きの光学ユニットの断面図であり、図4(a)、(b)はYZ断面図およびXZ断面図である。なお、図4(a)、(b)では、撮像ユニットの内部についてはレンズホルダ等の図示を省略してある。
本形態の光学ユニット100において、可動体3は、撮像ユニット1と、撮像ユニット1のケース14の外周面を囲む矩形枠状のホルダ7とによって構成されている。ホルダ7は、光軸方向前側に位置する矩形枠状の第1ホルダ部材71と、光軸方向後側で第1ホルダ部材71に対向する矩形枠状の第2ホルダ部材72とからなる。本形態において、第1ホルダ部材71と第2ホルダ部材72との間には、振れ補正用駆動機構500に用いた平板状の永久磁石520が保持されている。すなわち、永久磁石520において光軸方向前側の面には第1ホルダ部材71が固定され、永久磁石520において光軸方向後側の面には第2ホルダ部材72が固定されており、永久磁石520、第1ホルダ部材71および第2ホルダ部材72によって角筒状の永久磁石アセンブリ75が構成されている。このため、角筒状の永久磁石アセンブリ75の内側に撮像ユニット1を挿入した後、撮像ユニット1のケース14の外周面と、永久磁石アセンブリ75の内周面(永久磁石520の内面)とを接着剤等により固定すれば、永久磁石520、第1ホルダ部材71、第2ホルダ部材72および撮像ユニット1を一体化して可動体3を構成することができる。
板状バネ部材600は、固定体200側に連結される矩形枠状の固定体側連結部620と、可動体3側に連結される可動体側連結部610と、可動体側連結部610と固定体側連結部620の間で延在する複数本のアーム部630とを備えており、アーム部630の両端は各々、可動体側連結部610および固定体側連結部620に繋がっている。ここで、固定体側連結部620は、詳しくは後述するように、矩形の枠部650と、枠部650の辺部分から外側に向けて突出した凸部660とを備えている。
本形態の光学ユニット100では、コイル部560と、コイル部560に鎖交する磁界を発生させる永久磁石520と、コイル部560に対する給電用のフレキシブル配線基板420によって、振れ補正用駆動機構500が構成されている。より具体的には、可動体3においてケース14の4つの側面には平板状の永久磁石520が各々固定されており、上カバー250の角筒部210の内面にはコイル部560が固定されている。永久磁石520は、外面側および内面側が異なる極に着磁されている。また、永久磁石520は、光軸L方向に配置された2つの磁石片からなり、かかる磁石片は、コイル部560と対向する側の面が光軸方向で異なる極に着磁されている。また、コイル部560は、略四角形の枠状に形成されており、上下の長辺部分が有効辺として利用される。
撮像ユニット1に対して光軸方向後側(Z軸方向の一方側+Z)では、撮像ユニット1と固定体200の下カバー700の底板部710との間に、撮像ユニット1を揺動させる際の支点となる揺動支点180が設けられており、撮像ユニット1は、板状バネ部材600によって揺動支点180を介して下カバー700に向けて付勢されている。本形態においては、下カバー700の底板部710に固定されたエラストマー製の弾性部材185と、可動体3の光軸方向後側端部に設けられた支持板19に形成された凸部190とによって揺動支点180が形成されている。かかる構成によれば、可動体3に光軸方向後側に向かう衝撃が加わった際、弾性部材185によって衝撃を吸収できるので、下カバー700(固定体200)の底板部710が変形することがない。また、振れ補正の制御中に可動体3に加わった不要な振動を弾性部材185で吸収することができるので、共振の発生を防止することができる。
本形態の振れ補正機能付きの光学ユニット100では、可動体3の光軸方向後側への可動範囲を規定するストッパ機構900が構成されている。より具体的には、固定体200に用いた上カバー250の角筒部210の内面に矩形枠状の板状ストッパ部材9が固定されており、かかる板状ストッパ部材9は、板状バネ部材600に対して光軸方向後側に位置する。板状ストッパ部材9の外形寸法は、第2ホルダ部材72の外形寸法より大きいが、第2ホルダ部材72の外形寸法は、板状ストッパ部材9の内形寸法より大きい。このため、板状ストッパ部材9は、第2ホルダ部材72に対して板状バネ部材600を介して光軸方向後側で対向している。
図5は、本発明を適用した振れ補正機能付きの光学ユニット100における上カバー250への板状バネ部材600および板状ストッパ部材9の固定構造を光軸方向後側の斜めからみた様子を示す説明図であり、図5(a)、(b)、(c)は、上カバー250に板状バネ部材600と板状ストッパ部材9とを固定した様子を示す説明図、上カバー250に板状バネ部材600を固定した後、板状ストッパ部材9を固定する前の様子を示す説明図、および上カバー250に板状バネ部材600および板状ストッパ部材9を固定する前の様子を示す説明図である。図6は、本発明を適用した振れ補正機能付きの光学ユニット100に用いた上カバー250、板状バネ部材600および板状ストッパ部材9の各部材の説明図であり、図6(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)は、上カバー250の底面図、上カバー250の側面図、板状バネ部材600の底面図、板状バネ部材600の側面図、板状ストッパ部材9の底面図、および板状ストッパ部材9の側面図である。図7は、本発明を適用した振れ補正機能付きの光学ユニット100における上カバー250、板状バネ部材600および板状ストッパ部材9の位置関係等を示す分解斜視図である。なお、図5〜図7において、各部材の形状を溶接前の状態で示してある。また、図5〜図7においては、板状バネ部材600を光学ユニット100に組み込んだ状態で、可動体側連結部610が固定体側連結部620より光軸方向前側に位置するように変形した形状で示してある。
本形態において、板状バネ部材600の固定体側連結部620は、矩形の枠部650と、枠部650の辺部分から外側に向けて突出した複数の凸部660とを備えている。ここで、枠部650の外形寸法は、角筒部210の内形寸法より小であるが、凸部660は、側板部230の外側までわずかに突出しており、光軸方向からみたとき、凸部660は、側板部230の光軸方向後側端面231のうち、底部234に相当する部分に、互いの板厚方向が直交するように重なっている。かかる構成によれば、凸部660と側板部230の光軸方向後側端面231とを確実に重ねることができる。本形態では、凸部660は、矩形の枠部650の辺毎に2以上が形成されている。より具体的には、枠部650の4つの辺のうち、Y軸方向の一方側+Yに位置する辺には2つの凸部660が形成され、他の3つの辺には各々、3つの凸部660が形成されている。
本形態において、板状ストッパ部材9は、矩形の枠部950と、枠部950の辺部分の中央から端にずれた位置で外側に向けて突出した複数の凸部960とを備えている。ここで、枠部950の外形寸法は、角筒部210の内形寸法より小であるが、凸部960は、側板部230の外面と重なる位置まで突出している。このため、板状ストッパ部材9は、凸部960を含めた外形寸法は、角筒部210の外形寸法と同一である。従って、光軸方向からみたとき、凸部960は、側板部230の光軸方向後側端面231のうち、中間部236に相当する部分に互いの板厚方向が直交するように重なっている。かかる凸部960は、枠部950のY軸方向の一方側+Yに位置する辺には1つ形成され、他の3つの辺には2つずつ形成されている。なお、枠部950のY軸方向の一方側+Yに位置する辺には凸部960が1つだけ形成されている。このため、Y軸方向の一方側+Yには、枠部950と側板部230との間に、図2等に示すフレキシブル配線基板420を通すスペースが確保されている。
図8は、本発明を適用した振れ補正機能付きの光学ユニット100における上カバー250への板状バネ部材600および板状ストッパ部材9の固定工程を示す説明図であり、図8(a)、(b)、(c)、(d)は、上カバー250に板状バネ部材600を固定した状態の底面図、上カバー250に板状バネ部材600を固定した状態の側面図、上カバー250に板状ストッパ部材9を固定した状態の底面図、上カバー250に板状ストッパ部材9を固定した状態の側面図である。なお、図8において、各部材の形状を溶接前の状態で示してある。また、図8においては、板状バネ部材600を光学ユニット100に組み込んだ状態で、可動体側連結部610が固定体側連結部620より光軸方向前側に位置するように変形した形状で示してある。
上記実施の形態では、カメラ付き携帯電話機に用いる光学ユニット100に本発明を適用した例を説明したが、薄型のデジタルカメラ等に用いる光学ユニット100に本発明を適用してもよい。また、上記形態では、撮像ユニット1にレンズ駆動機構等が構成されている例を説明したが、撮像ユニット1にレンズ駆動機構が搭載されていない固定焦点タイプの光学ユニットに本発明を適用してもよい。
3 可動体
7 ホルダ
9 板状ストッパ部材
100 振れ補正機能付きの光学ユニット
180 揺動支点
200 固定体
250 上カバー(固定体)
420 フレキシブル配線基板
500 振れ補正用駆動機構
520 永久磁石
600 板状バネ部材
610 可動体側連結部
620 固定体側連結部
630 アーム部
660、661、662 板状バネ部材の凸部
960、970 板状ストッパ部材の凸部
Claims (12)
- 光学素子を保持する可動体と、該可動体と光軸に直交する方向で対向する複数の側板部が前記可動体の周りを囲む金属製のカバーを備えた固定体と、前記可動体と前記固定体との間に配置された金属製の板状バネ部材と、前記可動体を前記固定体に対して光軸に交差する軸線周りに回転させる駆動機構と、を有する光学ユニットにおいて、
前記板状バネ部材は、前記複数の側板部の各々に連結された外周側の固定体側連結部と、前記可動体に連結された内周側の可動体側連結部と、前記固定体側連結部と前記可動体側連結部とを結ぶアーム部と、を備え、
前記固定体側連結部は、前記複数の側板部の各々の光軸方向における被写体側との反対側の端面である光軸方向後側端面に沿って光軸周りに延在する枠部と、前記枠部から前記側板部の前記可動体とは反対側の面である外面側に向けて突出し、光軸方向からみたときに前記光軸方向後側端面に重なる重なり部分で前記光軸方向後側端面と溶接された凸部と、を備え、
前記凸部は、前記固定体側連結部において前記複数の側板部が各々、溶接により固定される溶接個所毎に前記枠部の延在方向で互いに離間するように複数設けられ、
前記複数の凸部は各々、前記枠部からの突出方向における先端部が前記枠部の延在方向に沿う幅方向の全体にわたって前記光軸方向後側端面との溶接による溶融部になっていることを特徴とする光学ユニット。 - 前記カバーは、光軸方向からみたときの平面形状が四角であり、前記四角形の4つの辺の各々に相当する4箇所に前記側板部を備えた角筒部を有し、
前記固定体側連結部は、四角形の辺毎に前記凸部を2つ以上備えていることを特徴とする請求項1に記載の光学ユニット。 - 前記辺毎に設けられた前記2つ以上の凸部のうち、辺の中央側に位置する凸部の前記枠部の延在方向における寸法は、他の凸部の前記枠部の延在方向における寸法より大であることを特徴とする請求項2に記載の光学ユニット。
- 前記光軸方向後側端面には、光軸方向からみたときに前記溶融部と重なる個所に光軸方向前側に向けて凹んで前記凸部が内側に配置される切り欠きが形成されていることを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載の光学ユニット。
- 前記固定体において前記可動体に光軸方向後側で対向する底板部と、前記可動体との間には、当該可動体を揺動可能に支持する揺動支点が設けられ、
前記駆動機構は、前記揺動支点を中心に前記可動体を揺動させることを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載の光学ユニット。 - 光学素子を保持する可動体と、該可動体と光軸に直交する方向で対向する複数の側板部が前記可動体の周りを囲む金属製のカバーを備えた固定体と、前記可動体と前記固定体との間に配置された金属製の板状バネ部材と、前記可動体を前記固定体に対して光軸に交差する軸線周りに回転させる駆動機構と、を有する光学ユニットの製造方法において、
前記板状バネ部材は、前記複数の側板部の各々に連結された外周側の固定体側連結部と、前記可動体に連結された内周側の可動体側連結部と、前記固定体側連結部と前記可動体側連結部とを結ぶアーム部と、を備え、
前記固定体側連結部は、前記複数の側板部の各々の光軸方向における被写体側との反対側の端面である光軸方向後側端面に沿って光軸周りに延在する枠部と、前記枠部から前記側板部の前記可動体とは反対側の面である外面側に向けて突出し、光軸方向からみたときに前記光軸方向後側端面に重なる重なり部分で前記光軸方向後側端面と溶接される凸部と、を備え、
前記凸部は、前記固定体側連結部において前記複数の側板部が各々、溶接により固定される溶接個所毎に前記枠部の延在方向で互いに離間するように複数設けられ、
前記固定体側連結部と前記固定体とを連結する連結工程では、前記光軸方向後側端面と前記凸部との前記重なり部分にレーザビームを照射して前記凸部の前記枠部からの突出方向における先端部を前記枠部の延在方向に沿う幅方向の全体にわたって溶融させて前記固定体側連結部と前記固定体とを溶接することを特徴とする光学ユニットの製造方法。 - 前記カバーは、光軸方向からみたときの平面形状が四角形であり、前記四角形の4つの辺の各々に相当する4個所に前記側板部を備えた角筒部を備え、
前記固定体側連結部は、四角形の辺毎に前記凸部を2つ以上備えていることを特徴とする請求項6に記載の光学ユニットの製造方法。 - 前記辺毎に設けられた前記2つ以上の凸部のうち、辺の中央側に位置する凸部の前記枠部の延在方向における寸法は、他の凸部の前記枠部の延在方向における寸法より大であることを特徴とする請求項7に記載の光学ユニットの製造方法。
- 前記辺毎に設けられた前記2つ以上の凸部のうち、一部の凸部を前記光軸方向後側端面に向けて押圧した状態で他の凸部に対してレーザビームを照射する第1溶接工程と、
該第1溶接工程の後、前記一部の凸部に対してレーザビームを照射する第2溶接工程と、
を行うことを特徴とする請求項7または8に記載の光学ユニットの製造方法。 - 前記第2溶接工程では、前記凸部に対して前記側板部とは反対側に、前記可動体の光軸方向後側への可動範囲を規定する板状ストッパ部材を重ね、前記一部の凸部に対するレーザビームの照射によって前記板状ストッパ部材、前記板状バネ部材および前記側板部を接合することを特徴とする請求項9に記載の光学ユニットの製造方法。
- 前記複数の凸部には、光軸方向後側から視認可能な凹部を形成しておき、当該凹部にレーザビームを照射することを特徴とする請求項6乃至10の何れか一項に記載の光学ユニットの製造方法。
- 前記光軸方向後側端面には、光軸方向からみたときに前記溶融部と重なる個所に光軸方
向前側に向けて凹んで前記凸部が内側に配置される切り欠きを設けておくことを特徴とする請求項6乃至11の何れか一項に記載の光学ユニットの製造方法。
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