JP6046427B2 - 光学ユニット - Google Patents

Description

本発明は、カメラ付き携帯電話機等に搭載される光学ユニットに関するものである。

デジタルカメラやカメラ付き携帯電話機等の撮像装置は、ユーザーの手振れ等の振れによる撮影画像の乱れを抑制するために、振れ補正機能を備えた振れ補正機能付き光学ユニットとして構成されている。かかる光学ユニットでは、撮像素子を保持する基板が後板部の光軸方向前側に重ねて配置された可動体と、固定体において可動体の後板部に光軸方向後側で対向する底板部との間に揺動支点が構成されている。このため、手振れ等の影響で光学ユニットが振れた際、駆動機構は可動体を揺動支点を中心に揺動させて振れの補正を行う（例えば、特許文献１参照）。

ここで、撮像素子および揺動支点はいずれも光軸上に配置されている。また、揺動支点は、固定体の底板部に形成された凸部が可動体の後板部に構成した構造になっている。

特開２００９−２８８７６９号公報

しかしながら、特許文献１に記載の光学ユニットでは、外部からの衝撃によって可動体が光軸方向後側に変位した際、後板部において揺動支点が当接している個所に応力が集中して加わるため、基板に大きな力が加わる。従って、撮像素子や、撮像素子と基板との間のワイヤボンディング等の接続部に過大な力が加わるので、光学ユニットの耐衝撃性能が低いという問題点がある。

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、耐衝撃性能を向上することのできる光学ユニットを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、撮像素子、該撮像素子を保持する基板、および該基板の光軸方向後側に重なる後板部を備えた可動体と、前記後板部に光軸方向後側で対向する底板部を備えた固定体と、前記後板部と前記底板部との間において前記撮像素子に光軸方向で重なる位置に構成された揺動支点と、前記揺動支点を中心に前記固定体に対して前記可動体を揺動させる駆動機構と、を有する光学ユニットにおいて、前記揺動支点は、前記光軸方向に弾性変形可能であり、前記後板部は、端板部と、前記揺動支点に対して光軸方向で重なる位置で前記端板部より前記底板部に向けて突出した凸状底部と、を備え、当該凸状底部は、前記揺動支点に光軸方向前側で重なる第１底部と、該第１底部より光軸方向後側で前記底板部に対向する第２底部とを備え、前記揺動支点は弾性部材を備え、前記揺動支点は、前記弾性部材が前記底板部の側から前記第１底部に当接するように突出するか、もしくは、前記第１底部から前記底板部に向けて突出した凸部を前記底板部の側で前記弾性部材が受ける構成であり、前記弾性部材は、ゴム製であって、前記底板部において前記第１底部に光軸方向後側で対向する位置には、前記第１底部からみて前記第２底部が光軸方向後側に突出している寸法より厚いゴム製の板状部が設けられていることを特徴とする。

本発明では、外部からの衝撃によって可動体が光軸方向後側に変位した際、揺動支点は、光軸方向に弾性変形可能であるため、衝撃を吸収することができる。また、後板部において、撮像素子と重なる位置に凸状底部が設けられ、かかる凸状底部の第１底部が揺動支点と重なっている。このため、凸状底部の第１底部と基板との間に隙間が空いているので、可動体が光軸方向後側に変位した際の力は、後板部から基板に直接伝わることがない。また、可動体が光軸方向後側に変位した際の力は、凸状底部全体に分散するので、基板の特定個所に大きな力が集中して伝わるという事態が発生しにくい。さらに、凸状底部は、第１底部より光軸方向後側で底板部に対向する第２底部を備えているため、可動体が光軸方向後側に大きく変位した際でも、第２底部が底板部に当接してストッパとして機能する。それ故、揺動支点が過度に変形しない。

また、本発明では、前記揺動支点を構成する弾性部材がゴム製であって、前記底板部において前記第１底部に光軸方向後側で対向する位置には、前記第１底部からみて前記第２底部が光軸方向後側に突出している寸法より厚いゴム製の板状部が設けられている。従って、可動体が光軸方向後側に大きく変位した際、まず、第１底部がゴム製の板状部に当接するので、衝撃を吸収することができる。

本発明において、前記第２底部と前記端板部とは、テーパ面によって繋がっていることが好ましい。かかる構成によれば、可動体が光軸方向後側に変位した際の力が凸状底部から端板部に伝わる際、さらに分散して伝わる。このため、基板の特定個所に大きな力が集中して伝わるという事態が発生しにくい。

本発明において、前記揺動支点は、例えば、前記底板部の側から前記第１底部に当接するように突出した弾性部材によって構成されている。

本発明において、前記揺動支点は、前記第１底部から前記底板部に向けて突出した凸部と、前記底板部の側で前記凸部を受ける弾性部材と、を備えている構成を採用してもよい。

本発明において、前記凸状底部は、前記揺動支点を間に挟む両側２個所に当該揺動支点を中心とする円弧部を備えた外周形状を備えていることが好ましい。かかる構成によれば、可動体が光軸方向後側に変位した際の力が凸状底部から端板部に伝わる際、さらに分散して伝わる。このため、基板の特定個所に大きな力が集中して伝わるという事態が発生しにくい。

この場合、前記凸状底部は、前記両側２個所に形成された前記円弧部のうちの一方の円弧部の端部と、他方の円弧部の端部とが直線部によって繋がった外周形状を有していることが好ましい。かかる構成によれば、直線部が設けられている領域をフレキシブル配線基板等の配線材を通す個所として利用することができる。

本発明において、前記凸状底部は、前記揺動支点を中心とする円形の外周形状を備えている構成を採用してもよい。

本発明において、前記凸状底部の外周に形成されている円弧の直径は、前記撮像素子を光軸方向からみたときの辺の寸法より大であることが好ましい。かかる構成によれば、可動体が光軸方向後側に変位した際の力は、撮像素子の特定個所に集中して伝わるという事態が発生しにくい。

本発明において、前記駆動機構は、前記固定体の振れを補正するように前記可動体を前記揺動支点を中心に揺動させる振れ補正用駆動機構であることが好ましい。かかる構成によれば、光学ユニットの手振れ等の振れを補正することができる。

本発明では、外部からの衝撃によって可動体が光軸方向後側に変位した際、揺動支点は、光軸方向に弾性変形可能であるため、衝撃を吸収することができる。また、後板部において、撮像素子と重なる位置に凸状底部が設けられ、かかる凸状底部の第１底部が揺動支点と重なっている。このため、凸状底部の第１底部と基板との間に隙間が空いているので、可動体が光軸方向後側に変位した際の力は、後板部から基板に直接伝わることがない。また、可動体が光軸方向後側に変位した際の力は、凸状底部全体に分散するので、基板の特定個所に大きな力が集中して伝わるという事態が発生しにくい。さらに、凸状底部は、第１底部より光軸方向後側で底板部に対向する第２底部を備えているため、可動体が光軸方向後側に大きく変位した際でも、第２底部が底板部に当接してストッパとして機能する。それ故、揺動支点が過度に変形しない。加えて、可動体が光軸方向後側に大きく変位した際、まず、第１底部からみて第２底部が光軸方向後側に突出している寸法より厚いゴム製の板状部が第２底部に当接するので、衝撃を吸収することができる。

本発明の実施の形態１に係る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。 本発明の実施の形態１に係る振れ補正機能付きの光学ユニットの外観等を示す斜視図である。 本発明の実施の形態１に係る光学ユニットの固定体および可動体を分解したときの分解斜視図である。 本発明の実施の形態１に係る光学ユニットの固定体および可動体をさらに分解したときの分解斜視図である。 本発明の実施の形態１に係る振れ補正機能付きの光学ユニットの光軸方向後側の構成を示す説明図である。 本発明の実施の形態１に係る振れ補正機能付きの光学ユニットに構成した揺動支点の断面構成を示す説明図である。 本発明の実施の形態１に係る振れ補正機能付きの光学ユニットにおいて可動体の後板部を構成する補強板の構成を示す説明図である。 本発明の実施の形態１に係る光学ユニットの断面図である。 本発明の実施の形態２に係る振れ補正機能付きの光学ユニットに構成した揺動支点の断面構成を示す説明図である。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明においては、光学ユニットとして撮像ユニットの手振れを防止するための構成を例示する。また、以下の説明では、互いに直交する３方向を各々Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸とし、光軸Ｌ（レンズ光軸）に沿う方向をＺ軸とする。また、Ｚ軸方向（光軸方向）のうち、被写体側を「前側」とし、被写体側とは反対側を「後側」として説明する。また、以下の説明では、各方向の振れのうち、Ｘ軸周りの回転は、いわゆるピッチング（縦揺れ）に相当し、Ｙ軸周りの回転は、いわゆるヨーイング（横揺れ）に相当し、Ｚ軸周りの回転は、いわゆるローリングに相当する。また、Ｘ軸の一方側には＋Ｘを付し、他方側には−Ｘを付し、Ｙ軸の一方側には＋Ｙを付し、他方側には−Ｙを付し、Ｚ軸の一方側（被写体側とは反対側／光軸方向後側）には＋Ｚを付し、他方側（被写体側／光軸方向前側）には−Ｚを付して説明する。

［実施の形態１］
（光学ユニットの全体構成）
図１は、本発明の実施の形態１に係る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１に示す光学ユニット１００（振れ補正機能付き光学ユニット）は、カメラ付き携帯電話機等の光学機器１０００に用いられる薄型カメラであって、光学機器１０００のシャーシ１１００（機器本体）に支持された状態で搭載される。かかる光学ユニット１００では、撮影時に光学機器１０００に手振れ等の振れが発生すると、撮像画像に乱れが発生する。そこで、本形態の光学ユニット１００には、後述するように、撮像ユニット１を備えた可動体３を固定体２００内で揺動可能に支持した状態とするとともに、可動体３、固定体２００、あるいは固定体２００の外側に設けたジャイロスコープ等の振れ検出センサ１７０（振れ検出手段）によって手振れを検出した結果に基づいて、可動体３を揺動させて振れを補正する振れ補正用駆動機構（図１では図示せず）が設けられている。

光学ユニット１００では、振れ補正用駆動機構への給電等を行うためのフレキシブル配線基板４２０が引き出されており、フレキシブル配線基板４２０は、固定体２００の外側に設けられた駆動制御部９００に電気的に接続されている。

（可動体３の全体構成）
図２は、本発明の実施の形態１に係る振れ補正機能付きの光学ユニットの外観等を示す斜視図であり、図２（ａ）、（ｂ）は、光学ユニットを被写体側（光軸方向前側）からみたときの斜視図、および光学ユニットを被写体側からみたときの分解斜視図である。図３は、本発明の実施の形態１に係る光学ユニットの固定体および可動体を分解したときの分解斜視図である。図４は、本発明の実施の形態１に係る光学ユニットの固定体および可動体をさらに分解したときの分解斜視図である。図５は、本発明の実施の形態１に係る振れ補正機能付きの光学ユニットの光軸方向後側の構成を示す説明図であり、図５（ａ）、（ｂ）は、光学ユニットを光軸方向後側からみたときの分解斜視図、および光学ユニットをさらに分解して光軸方向後側からみたときの分解斜視図である。

図２、図３、図４および図５において、可動体３は、鋼板等の強磁性板からなる矩形箱状の角形ケース１４と、角形ケース１４に対して光軸方向後側に設けられた補強板１９とを有しており、補強板１９は、可動体３の光軸方向後側の後板部（後面部３９）を構成している。角形ケース１４は、撮像ユニット１の外周部分を構成しているとともに、ヨークとして機能している。可動体３では、角形ケース１４からフレキシブル配線基板４１０が引き出されている。

角形ケース１４の内側には、レンズ１ａ（図１参照／光学素子）を備えた撮像ユニット１が保持されている。本形態において、撮像ユニット１は、角形ケース１４の内側に、レンズ１ａを保持するレンズホルダ、レンズホルダを保持する円筒状のスリーブ、レンズホルダをフォーカシング方向に駆動するレンズ駆動機構、撮像素子１ｂ、撮像素子１ｂを支持する素子ホルダ１ｃ等を備えており、素子ホルダ１ｃは、角形ケース１４の光軸方向後側端部から側方に張り出している。撮像素子１ｂは、フレキシブル配線基板４１０の端部４１１に貼付された矩形の剛性基板４１３の中央に実装されており、フレキシブル配線基板４１０は、撮像ユニット１から信号を出力する機能等を担っている。また、フレキシブル配線基板４１０は、角形ケース１４の内側に構成されたレンズ駆動機構に電気的に接続されている。

角形ケース１４は、可動体３の前面部３１を構成する前板部１４１、および角筒状胴部１４２を備えており、角筒状胴部１４２の外面には板状の永久磁石５２０が接着剤等により固定されている。また、前板部１４１において光軸Ｌが通る部分には開口部１４１ａが形成されている。本形態において、撮像ユニット１の光軸方向前側端部が開口部１４１ａから光軸方向前側に突出している。

本形態においては、可動体３の前面部３１（角形ケース１４の前板部１４１）には、可動体３の前面部３１の角３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ（前板部１４１の角）に光軸方向後側に凹んだ凹部３ｆが形成されている。本形態において、凹部３ｆは、前面部３１と平行な底部３ｇを備えた段差からなり、凹部３ｆの底部３ｇは、可動体３において最も光軸方向前側に位置する部分より光軸方向後側に位置する。

可動体３の後面部３９は、角形ケース１４の光軸方向後側に設けられた補強板１９によって構成されている。補強板１９は、金属板に対するプレス加工品であり、略矩形の端板部１９１と、端板部１９１の外周縁から光軸方向前側に向けて起立した４つの連結板部１９２とを備えている。本形態では、補強板１９は、連結板部１９２を介して撮像ユニット１の後端部（素子ホルダ１ｃ）に連結されている。補強板１９の端板部１９１と撮像ユニット１の後端部（素子ホルダ１ｃ）との間には隙間が空いており、かかる隙間には、フレキシブル配線基板４１０の端部４１１に貼付された剛性基板４１３が挿入されている。なお、剛性基板４１３を貼付した構造に代えて、端部４１１自体が剛性基板でもよい。

図５に示すように、フレキシブル配線基板４１０の端部４１１は、フレキシブル配線基板４１０をＹ軸方向の他方側−Ｙで一方側＋Ｙに折り曲げた部分からなり、フレキシブル配線基板４１０において端部４１１に対して補強板１９を挟んでＺ軸方向で重なる部分４１２は、Ｙ軸方向に延在する切り欠き４１２ａによって、光軸Ｌが通る部分をＸ軸方向の両側で挟む細幅の帯状部分４１２ｂになっている。このため、補強板１９の中央部分は、フレキシブル配線基板４１０においてＹ軸方向に延在する切り欠き４１２ａによって光軸方向後側に向けて露出した状態にあり、かかる露出した部分を利用して、後述する揺動支点１８０が可動体３の後面部３９（補強板１９）に当接するようになっている。

（固定体２００の構成）
再び図２、図３、図４および図５において、光学ユニット１００は、可動体３が固定体２００に変位可能に支持された状態とするバネ部材６００と、可動体３と固定体２００との間で可動体３を固定体２００に対して相対変位させる磁気駆動力を発生させる振れ補正用駆動機構５００とを有している。

固定体２００は上カバー２５０および下カバー７００等を備えており、上カバー２５０は、可動体３の周りを囲む角筒状胴部２１０と、角筒状胴部２１０の前側を塞ぐ前板部２２０とを備えている。上カバー２５０において、角筒状胴部２１０は、被写体側（光軸Ｌが延在している側）とは反対側（光軸方向後側）の端部が開放端になっており、前板部２２０には、被写体からの光が入射する開口部２２０ａが形成されている。本形態において、開口部２２０ａは、光軸Ｌが通る位置を中心とする円形の孔２２０ｂに対して、Ｘ軸方向の両側およびＹ軸方向の両側に矩形の穴２２０ｃを繋げた形状を有している。

（揺動支点１８０の構成）
図６は、本発明の実施の形態１に係る振れ補正機能付きの光学ユニットに構成した揺動支点の断面構成を示す説明図であり、図６（ａ）、（ｂ）は、光学ユニットの揺動支点周辺のＹＺ断面図、およびＸＺ断面図である。図７は、本発明の実施の形態１に係る振れ補正機能付きの光学ユニットにおいて可動体の後板部を構成する補強板の構成を示す説明図であり、図７（ａ）、（ｂ）は、補強板を光軸方向後側からみたときの斜視図、および補強板の底面図である。なお、図６では、剛性基板４１３は図示されているが、フレキシブル配線基板４１０の図示は省略されている。

図４および図５等において、下カバー７００は、金属板に対するプレス加工品であり、略矩形の底板部７１０と、底板部７１０の外周縁から被写体側に向けて起立する３つの側板部７２０とを備えている。下カバー７００の底板部７１０と、可動体３の後面部３９を構成する補強板１９との間には揺動支点１８０が構成されている。本形態では、光軸Ｌが通る位置に揺動支点１８０が設けられている。

このため、図６に示すように、揺動支点１８０および撮像素子１ｂはいずれも光軸Ｌ上に位置する。本形態において、揺動支点１８０は、下カバー７００の底板部７１０に形成された穴７１０ａに固定された揺動支点用の弾性部材１８２からなる。かかる弾性部材１８２は、底板部７１０に重なる円形の板状部１８３と、板状部１８３から光軸方向前側に突出した揺動支点用の半球状凸部１８４とを備えており、揺動支点１８０（半球状凸部１８４）は、可動体３の補強板１９に当接する。本形態において、弾性部材１８２はゴム等からなる。このため、揺動支点１８０は、光軸方向において弾性変形可能である。

図６および図７に示すように、補強板１９は、端板部１９１と、端板部１９１から光軸方向後側（底板部７１０が位置する側）に向けて突出した凸状底部１９３とを有しており、凸状底部１９３は、撮像素子１ｂおよび揺動支点１８０に光軸Ｌ方向で重なっている。また、凸状底部１９３は、フレキシブル配線基板４１０に形成された切り欠き４１２ａからＺ軸方向後側に向けて露出している（図５参照）。

ここで、凸状底部１９３は、揺動支点１８０に光軸方向前側で重なって揺動支点１８０が当接する平面状の第１底部１９４と、第１底部１９４より光軸方向後側で底板部７１０に対向する平面状の第２底部１９５とを備えており、第２底部１９５は、第１底部１９４の端部から連続して段状に屈曲して光軸方向後側に向いた部分からなる。本形態において、凸状底部１９３は、Ｙ軸方向に延在する長円形状を有している。より具体的には、凸状底部１９３は、Ｙ軸方向で揺動支点１８０を間に挟む両側２個所に揺動支点１８０を中心とする円弧部１９３ｅ、１９３ｆを備えた外周形状を備えており、図５に示す切り欠き４１２ａに対応するように、一方の円弧部１９３ｅの端部と他方の円弧部１９３ｆの端部とは、Ｙ方向に直線的に延在する直線部１９３ｇ、１９３ｈによって繋がっている。また、凸状底部１９３の中央部分に位置する矩形領域は、揺動支点１８０が当接する第１底部１９４になっており、かかる第１底部１９４をＹ軸方向の両側で挟む部分が第２底部１９５になっている。本形態では、円弧部１９３ｅ、１９３ｆが位置する側では、第２底部１９５と端板部１９１とはテーパ面１９３ａ、１９３ｂを介して繋がっており、第１底部１９４と第２底部１９５とはテーパ面１９４ａを介して繋がっている。

ここで、凸状底部１９３は、撮像素子１ｂに対して光軸Ｌ方向で重なっており、円弧部１９３ｅ、１９３ｆの直径（凸状底部１９３の長手方向の寸法／凸状底部１９３のＹ軸方向の長さ寸法）は、撮像素子１ｂの１辺の長さより大である。このため、凸状底部１９３は、円弧部１９３ｅ、１９３ｆが位置する両端部が撮像素子１ｂより外側に張り出している。

また、弾性部材１８２の板状部１８３は、凸状底部１９３の第１底部１９４に光軸方向後側（底板部７１０の側）で対向している。ここで、板状部１８３の厚さ寸法ｄは、第１底部１９４からみて第２底部１９５が光軸方向後側に突出している寸法ｈより大である。なお、端板部１９１のＹ軸方向の他方側端部付近には、Ｘ軸方向に延在する補強溝１９６が形成されている。

（永久磁石アセンブリ７５の構成）
図２、図３および図４に示すように、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の角形ケース１４の外周面を囲む矩形枠状のホルダ７と、矩形枠状のストッパ部材８とを備えており、ストッパ部材８はホルダ７の光軸方向後側の面に溶接等の方法で固定されている。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。より具体的には、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を内側に保持した角形ケース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、ストッパ部材８、角形ケース１４、補強板１９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。

（バネ部材６００の構成）
バネ部材６００は、固定体２００側に連結される矩形枠状の固定側連結部６１０と、可動体３側に連結される可動側連結部６２０と、可動側連結部６２０と固定側連結部６１０の間で延在する複数本のアーム部６３０とを備えた板状バネ部材であり、アーム部６３０の両端は各々、可動側連結部６２０および固定側連結部６１０に繋がっている。かかるバネ部材６００を可動体３と固定体２００とに接続するにあたって、本形態では、可動側連結部６２０がストッパ部材８の光軸方向後側端面に溶接等の方法で固定されている。また、固定側連結部６１０は、上カバー２５０の切り欠き２１８、２１９内に嵌った状態で、上カバー２５０の切り欠き２１８、２１９の前側端面に溶接等の方法で固定されている。かかるバネ部材６００は、銅合金や非磁性のＳＵＳ系鋼材等といった非磁性の金属製であり、所定厚の薄板に対するプレス加工、あるいはフォトリソグラフィ技術を用いたエッチング加工により形成したものである。

ここで、バネ部材６００の可動側連結部６２０を可動体３に連結する一方、固定側連結部６１０を固定体２００に固定すると、可動体３は、揺動支点１８０によって光軸方向前側に押し上げられた状態となる。このため、バネ部材６００において、可動側連結部６２０は固定側連結部６１０よりも光軸方向前側に押し上げられた状態となり、バネ部材６００のアーム部６３０は、可動体３を光軸方向後側に付勢する。従って、可動体３は、バネ部材６００によって揺動支点１８０に向けて付勢された状態になり、可動体３は、揺動支点１８０によって揺動可能な状態で固定体２００に支持された状態となる。

（振れ補正用駆動機構の構成）
図８は、本発明の実施の形態１に係る光学ユニットの断面図であり、図８（ａ）、（ｂ）は、光学ユニットのＹＺ断面図、およびＸＺ断面図である。

本形態の光学ユニット１００では、コイル５６０と、コイル５６０に鎖交する磁界を発生させる永久磁石５２０とによって、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において角形ケース１４の４つの外面には平板状の永久磁石５２０が各々固定されており、固定体２００では、上カバー２５０の角筒状胴部２１０の内面にコイル５６０が設けられている。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５６０は、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。また、永久磁石５２０は１個の磁石を光軸方向において２極の異なる極がコイル５６０の有効辺と対向するように着磁されていてもよい。

図４および図８に示すように、永久磁石５２０およびコイル５６０のうち、可動体３をＹ軸方向の両側で挟む２箇所に配置された永久磁石５２０およびコイル５６０はＹ側振れ補正用駆動機構５００ｙを構成しており、図８（ａ）に矢印Ｙ０で示すように、揺動支点１８０を通ってＸ軸方向に延在する軸線を中心にして可動体３をＹ軸方向に揺動させる。また、撮像ユニット１をＸ軸方向の両側で挟む２箇所に配置された永久磁石５２０およびコイル５６０はＸ側振れ補正用駆動機構５００ｘを構成しており、図８（ｂ）に矢印Ｘ０で示すように、揺動支点１８０を通ってＹ軸方向に延在する軸線を中心にして可動体３をＸ軸方向に揺動させる。

かかるＹ側振れ補正用駆動機構５００ｙおよびＸ側振れ補正用駆動機構５００ｘを構成するにあたって、本形態では、上カバー２５０の４つの内面に沿って延在するフレキシブル配線基板４２０の帯状部分４２５の内面および外面に、コイル５６０を支持する基板５５０およびポリイミド製の板状補強部材４２８を各々貼付したものが用いられている。コイル５６０は、導電配線技術を利用して微細な銅配線を基板５５０上に形成した構造を有しており、複数層の銅配線（コイル５６０）が絶縁膜を介して多層に形成されている。また、銅配線（コイル５６０）の表面も絶縁膜で覆われている。かかるコイル５６０としては、例えば、旭化成エレクトロニクス株式会社製のＦＰコイル（ファインパターンコイル（登録商標））を挙げることができる。

フレキシブル配線基板４２０の帯状部分４２５のうち、Ｙ軸方向の一方側＋Ｙに位置する部分にはフォトリフレクタ５８０が実装され、Ｘ軸方向の一方側＋Ｘに位置する部分にはフォトリフレクタ５９０が実装されている。かかるフォトリフレクタ５８０、５９０は、基板５５０に形成された穴を介して可動体３の側面（角形ケース１４の側面）に対向している。本形態では、可動体３の側面（角形ケース１４の側面）のうち、フォトリフレクタ５８０、５９０と対向する位置には反射シート５８１、５９１が貼付されている。

（ストッパ機構の構成）
本形態の光学ユニット１００において、可動体３は、揺動支点１８０によって揺動可能な状態で固定体２００に支持された状態にある。従って、外部から大きな力が加わって撮像ユニット１が大きく変位すると、バネ部材６００のアーム部６３０が塑性変形するおそれがある。そこで、本形態では、可動体３では、ホルダ７の光軸方向後側端面に矩形枠状のストッパ部材８が溶接等の方法により固定されている。かかるストッパ部材８は、矩形枠状の本体部分８１０と、本体部分８１０の角で外側に向けて突出した凸部８１を備えており、かかる凸部８１は、永久磁石５２０より外側に突出している。ここで、凸部８１は、固定体２００の側に設けられた基板５５０と狭い隙間を介して対向している。従って、凸部８１および基板５５０は、光軸方向における振れ補正用駆動機構５００と揺動支点１８０との間において、可動体３が光軸方向に直交する方向に変位した際の可動範囲を規定するストッパ機構を構成している。なお、凸部８１が当接する箇所は、基板５５０のうち、コイル５６０が構成されていない箇所に設定されている。

（振れ補正動作）
図１〜図８を参照して説明した光学ユニット１００では、以下に説明する振れ補正が行われる。振れ補正を実行するタイミングは、光学ユニット１００の外部（光学機器本体）からの指令信号により規定される。具体的なタイミングとしては、シャッタボタン等の撮影開始スイッチが半分だけ押し込まれた時に指令信号が出力される場合、撮影開始スイッチが半分だけ押し込まれ、オートフォーカス動作が行われて完了した時に指令信号が出力される場合、撮影開始スイッチが深く押し込まれた時に指令信号が出力される場合がある。また、カメラによって取り込まれた映像がモニター部に表示されている間、常時、手振れ補正が実行される場合もある。

本形態では、図１に示す光学機器１０００および光学ユニット１００が手振れ等によって振れると、かかる振れは振れ検出センサ１７０によって検出され、駆動制御部９００は、振れを打ち消すような駆動電流を振れ補正用駆動機構５００に供給する。その結果、振れ補正用駆動機構５００は、揺動支点１８０を中心に可動体３（撮像ユニット１）を揺動させ、振れを補正する。より具体的には、図８（ｂ）に示すＸ側振れ補正用駆動機構５００ｘは、揺動支点１８０を中心に撮像ユニット１をＹ軸周りに揺動させ、Ｘ方向の振れを補正し、図８（ａ）に示すＹ側振れ補正用駆動機構５００ｙは、揺動支点１８０を中心に撮像ユニット１をＸ軸周りに揺動させ、Ｙ方向の振れを補正する。また、撮像ユニット１のＸ軸周りの揺動、およびＹ軸周りの揺動を合成すれば、可動体３を全方位に向けて揺動させることができる。それ故、光学ユニット１００で想定される全ての振れを確実に補正することができる。かかる可動体３に対する駆動の際、可動体３の揺動は、フォトリフレクタ５８０、５９０によって監視される。

ここで、可動体３では、図２、図３および図４を参照して説明したように、前面部３１の角３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄに光軸方向後側に凹んだ凹部３ｆが形成されている。このため、対角方向に可動体３を揺動させた際、前面部３１の天面部３１ｓが固定体２００の前板部２２０に当接する前に角３ａ、３ｃや角３ｂ、３ｄが前板部２２０に当接するという事態が発生しない。従って、可動体３の前面部３１と固定体２００の前板部２２０との間に光軸方向で広い隙間を設けなくても可動体３の揺動可能な角度範囲が広い。

また、外部からの衝撃で可動体３が光軸方向前側に変位したときには、可動体３の前面部３１（天面部３１ｓ）が固定体２００の前板部２２０に当接し、それ以上の変位が阻止される。ここで、可動体３の前面部３１と固定体２００の前板部２２０との間の光軸方向の距離が比較的短いので、可動体３が光軸方向前側に変位可能な距離が短い。従って、可動体３が光軸方向前側に変位したときでも、図４等に示すバネ部材６００に塑性変形が発生することを防止することができる。

（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態の光学ユニット１００において、可動体３を固定体２００に対して揺動可能に支持された状態とする揺動支点１８０は、光軸Ｌ方向に弾性変形可能である。このため、外部からの衝撃によって可動体３が光軸方向後側に変位した際、揺動支点１８０は、光軸Ｌ方向に弾性変形可能であるため、衝撃を吸収することができる。

また、可動体３の後面部３９を構成する補強板１９（後板部）は、端板部１９１と、揺動支点１８０に対して光軸Ｌ方向で重なる位置で端板部１９１より下ケース７００（固定体２００）の底板部７１０に向けて突出した凸状底部１９３とを備えており、凸状底部１９３は、揺動支点１８０に光軸方向前側で重なる第１底部１９４と、第１底部１９４より光軸方向後側で底板部７１０に対向する第２底部１９５とを備えている。このため、凸状底部１９３の底部（第１底部１９４および第２底部１９５）と、撮像素子１ｂを保持する剛性基板４１３との間に隙間が空いているので、可動体３が光軸方向後側に変位した際の力は、補強板１９から剛性基板４１３に直接伝わることがない。また、可動体３が光軸方向後側に変位した際の力は、凸状底部１９３全体に分散するので、剛性基板４１３の特定個所に大きな力が集中して伝わるという事態が発生しにくい。それ故、撮像素子１ｂの損傷が発生しにくい。

また、凸状底部１９３は、第１底部１９４より光軸方向後側で底板部７１０に対向する第２底部１９５を備えているため、可動体３が光軸方向後側に大きく変位した際でも、第２底部１９５が底板部７１０に当接してストッパとして機能する。それ故、揺動支点１８０が過度に変形しない。しかも、底板部７１０において第１底部１９４に光軸方向後側で対向する位置には、第１底部１９４からみて第２底部１９５が光軸方向後側に突出している寸法より厚いゴム製の板状部１８３が設けられているため、可動体３が光軸方向後側に大きく変位した際、まず、第１底部１９４がゴム製の板状部１８３に当接する。従って、可動体３が光軸方向後側に変位した際の衝撃を吸収することができる。

また、補強板１９において、第２底部１９５と端板部１９１とは、テーパ面１９３ａ、１９３ｂによって外周側に広がるように繋がっているため、可動体３が光軸方向後側に変位した際の力が凸状底部１９３から端板部１９１に伝わる際、分散して伝わる。また、凸状底部１９３は、揺動支点１８０を間に挟む両側２個所に揺動支点１８０を中心とする円弧部１９３ｅ、１９３ｆを備えた外周形状を備えている。このため、可動体３がいずれの方向に揺動させた場合でも、可動体３が下カバー７００の底板部７１０に当接しにくい。また、可動体３が光軸方向後側に変位した際の力が凸状底部１９３から端板部１９１に伝わる際、分散して伝わる。このため、剛性基板４１３の特定個所に大きな力が集中して伝わるという事態が発生しにくいので、撮像素子１ｂの損傷が発生しにくい。また、第２底部１９５と端板部１９１とは、テーパ面１９３ａ、１９３ｂによって外周側に広がるように繋がっているため、角張った段部が存在しない。それ故、可動体３と下ケース７００の底板部７１０との間にフレキシブル配線基板４１０等の配線材が位置する場合でも、かかる配線材が引っ掛かりにくいという利点がある。

また、凸状底部１９３は、円弧部１９３ｅ、１９３ｆの端部同士が直線部１９３ｇ、１９３ｈによって繋がった長円状の外周形状を有している。このため、凸状底部１９３において直線部１９３ｇ、１９３ｈが設けられている領域をフレキシブル配線基板４１０等の配線材を通す個所として利用することができる。また、凸状底部１９３の外周に形成されている円弧の直径は、撮像素子１ｂを光軸方向からみたときの辺の寸法より大であり、凸状底部１９３は、撮像素子１ｂより外側に張り出している。このため、可動体３が光軸方向後側に変位した際の力は、撮像素子１ｂの特定個所に集中して伝わるという事態が発生しにくい。

［実施の形態２］
図９は、本発明の実施の形態２に係る振れ補正機能付きの光学ユニットに構成した揺動支点の断面構成を示す説明図であり、図９（ａ）、（ｂ）は、光学ユニットの揺動支点周辺のＹＺ断面図、およびＸＺ断面図である。なお、図９では、剛性基板４１３は図示されているが、フレキシブル配線基板４１０の図示は省略されている。また、本形態の基本的な構成、および以下に説明する実施の形態の基本的な構成は、実施の形態１と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付してそれらの説明を省略する。

実施の形態１では、揺動支点１８０は、下カバー７００の底板部７１０に形成された穴７１０ａに固定された揺動支点用の弾性部材１８２からなる構成であったが、図９に示すように、本形態において、揺動支点１８０は、補強板１９の第１底部１９４から下ケース７００の底板部７１０に向けて突出した凸部１９９と、底板部７１０の側で凸部１９９を受ける板状の弾性部材１８５とを備えている。かかる構成の揺動支点１８０においても、底板部７１０において第２底部１９５に光軸方向後側で対向する位置には、第１底部１９４からみて第１底部１９４が光軸方向後側に突出している寸法より厚いゴム製の板状部１８３が設けられている構成となる。その他の構成は実施の形態１と同様である。

かかる構成によれば、実施の形態１と同様な効果に加えて、可動体３の位置がずれた際、凸部１９９もずれるので、揺動中心が常に光軸Ｌ上に位置するという利点がある。

［他の実施の形態］
上記実施の形態では、凸状底部１９３は、揺動支点１８０を間に挟む両側２個所に揺動支点１８０を中心とする円弧部１９３ｅ、１９３ｆを備えた長円状の外周形状を備えていたが、凸状底部１９３が、揺動支点１８０を中心とする円形の平面形状を有するように構成してもよい。

上記実施の形態では、振れ検出手段として、ジャイロスコープからなる振れ検出センサ１７０を用いたが、撮像素子１ｂによって得られた画像のシフトによって振れを検出するシステムを振れ検出手段として用いた光学ユニット１００に本発明を適用してもよい。

また、本発明を適用した振れ補正機能付きの光学ユニット１００は、携帯電話機やデジタルカメラ等の他、冷蔵庫等、一定間隔で振動を有する装置内に固定し、遠隔操作可能にしておくことで、外出先、たとえば買い物の際に、冷蔵庫内部の情報を得ることができるサービスに用いることもできる。かかるサービスでは、姿勢安定化装置付きのカメラシステムであるため、冷蔵庫の振動があっても安定な画像を送信可能である。また、本装置を児童、学生のカバン、ランドセルあるいは帽子等の、通学時に装着するデバイスに固定してもよい。この場合、一定間隔で、周囲の様子を撮影し、あらかじめ定めたサーバへ画像を転送すると、この画像を保護者等が、遠隔地において観察することで、子供の安全を確保することができる。かかる用途では、カメラを意識することなく移動時の振動があっても鮮明な画像を撮影することができる。また、カメラモジュールのほかにＧＰＳを搭載すれば、対象者の位置を同時に取得することも可能となり、万が一の事故の発生時には、場所と状況の確認が瞬時に行える。さらに、本発明を適用した振れ補正機能付き光学ユニット１００を自動車において前方が撮影可能な位置に搭載すれば、ドライブレコーダーとして用いることができる。また、本発明を適用した振れ補正機能付き光学ユニット１００を自動車において前方が撮影可能な位置に搭載して、一定間隔で自動的に周辺の画像を撮影し、決められたサーバに自動転送してもよい。また、カーナビゲーションの道路交通情報通信システム等の渋滞情報と連動させて、この画像を配信することで、渋滞の状況をより詳細に提供することができる。かかるサービスによれば、自動車搭載のドライブレコーダーと同様に事故発生時等の状況を、意図せずに通りがかった第三者が記録し状況の検分に役立てることもできる。また、自動車の振動に影響されることなく鮮明な画像を取得できる。かかる用途の場合、電源をオンにすると、制御部に指令信号が出力され、かかる指令信号に基づいて、振れ制御が開始される。

１ 撮像ユニット
１ａ レンズ（光学素子）
１ｂ 撮像素子
３ 可動体
１９ 補強板（後板部）
１００ 振れ補正機能付きの光学ユニット
１８０ 揺動支点
１８２、１８５ 弾性部材
１８３ 板状部
１９３ 凸状底部
１９３ａ、１９３ｂ テーパ面
１９３ｅ、１９３ｆ 円弧部
１９４ 第１底部
１９５ 第２底部
１９９ 凸部
２００ 固定体
４１３ 剛性基板（基板）
５００ 振れ補正用駆動機構
５００ｘ Ｘ側振れ補正用駆動機構
５００ｙ Ｙ側振れ補正用駆動機構
５２０ 永久磁石
５６０ コイル
６００ バネ部材
７００ 下ケース（固定体）
７１０ 底板部

Claims (7)

1. 撮像素子、該撮像素子を保持する基板、および該基板の光軸方向後側に重なる後板部を備えた可動体と、
   前記後板部に光軸方向後側で対向する底板部を備えた固定体と、
   前記後板部と前記底板部との間において前記撮像素子に光軸方向で重なる位置に構成された揺動支点と、
   前記揺動支点を中心に前記固定体に対して前記可動体を揺動させる駆動機構と、
   を有する光学ユニットにおいて、
   前記揺動支点は、前記光軸方向に弾性変形可能であり、
   前記後板部は、端板部と、前記揺動支点に対して光軸方向で重なる位置で前記端板部より前記底板部に向けて突出した凸状底部と、を備え、
   当該凸状底部は、前記揺動支点に光軸方向前側で重なる第１底部と、該第１底部より光軸方向後側で前記底板部に対向する第２底部とを備え、
   前記揺動支点は弾性部材を備え、
   前記揺動支点は、前記弾性部材が前記底板部の側から前記第１底部に当接するように突出するか、もしくは、前記第１底部から前記底板部に向けて突出した凸部を前記底板部の側で前記弾性部材が受ける構成であり、
   前記弾性部材は、ゴム製であって、
   前記底板部において前記第１底部に光軸方向後側で対向する位置には、前記第１底部からみて前記第２底部が光軸方向後側に突出している寸法より厚いゴム製の板状部が設けられていることを特徴とする光学ユニット。
2. 前記第２底部と前記端板部とは、テーパ面によって繋がっ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。
3. 前記第２底部は、前記揺動支点を間に挟む両側２個所に当該揺動支点を中心とする円弧部を備えた外周形状を備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の光学ユニット。
4. 前記凸状底部は、前記両側２個所に形成された前記円弧部のうちの一方の円弧部の端部と、他方の円弧部の端部とが直線部によって繋がった外周形状を有していることを特徴と
   する請求項３に記載の光学ユニット。
5. 前記凸状底部は、前記揺動支点を中心とする円形の外周形状を備えていることを特徴とする請求項３に記載の光学ユニット。
6. 前記凸状底部の外周に形成されている円弧の直径は、前記撮像素子を光軸方向からみたときの辺の寸法より大であることを特徴とする請求項３乃至５の何れか一項に記載の光学ユニット。
7. 前記駆動機構は、前記固定体の振れを補正するように前記可動体を前記揺動支点を中心に揺動させる振れ補正用駆動機構であることを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の光学ユニット。

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