JP6691001B2 - 振れ補正機能付き光学ユニット - Google Patents

Description

本発明は、光学機器に搭載される振れ補正機能付き光学ユニットに関する。

従来から、撮影用の光学ユニットが搭載された各種の光学機器が用いられている。かかる光学ユニットは、手振れや振動による撮影画像の乱れを抑制するために、光学モジュールを揺動させて振れを補正する機構を備える。かかる機構は、光学モジュールを固定体に対して揺動可能に支持するための支持機構として、可動体と固定体との間に配置したジンバル機構を備える。ジンバル機構は、可動体と固定体との間において光軸方向に交差する第１軸線方向で離間する２か所に設けられた第１揺動支持部と、光軸方向および第１軸線方向に対して交差する第２軸線方向で離間する２か所に設けられた第２揺動支持部と、第１揺動支持部および第２揺動支持部によって四隅を支持される枠状のジンバルばねを備える。特許文献１には、かかるジンバル機構を備える振れ補正機能付き光学ユニットが開示されている。

特開２０１５−６４５０１号公報

特許文献１の振れ補正機能付き光学ユニットの可動体は、レンズ等を備えた光学モジュールと、光学モジュールを保持するホルダと、光学モジュールの外周側でホルダに保持されるコイルを備える。ジンバル機構は、第１揺動支持部、第２揺動支持部、およびジンバルばねが光学モジュールを囲むように配置され、コイルを保持するホルダの壁部がジンバル機構の外周側を囲んでいる。固定体は、可動体を覆う外装ケースと、外装ケースの胴部の内面に保持された磁石を備えており、磁石はコイルの外周側に位置する。

このように、光学モジュールの外周側でジンバルばね、コイル、磁石が重なって配置される場合、振れ補正機能付き光学ユニットを光学モジュールの光軸方向と交差する方向でさらなる薄型化を達成するためには、光学モジュールの小型化、コイルの薄型化、磁石の薄型化などを達成しなければならない。しかしながら、これらの部材やモジュールの小型化および薄型化には限界がある。従って、振れ補正機能付き光学ユニットを光学モジュールの光軸方向と交差する方向でさらに薄型化することは困難であり、振れ補正機能付き光学ユニットの小型化は困難であった。

本発明の課題は、このような点に鑑みて、振れ補正機能付き光学ユニットを小型化することにある。

上記の課題を解決するために、本発明の振れ補正機能付き光学ユニットは、光学モジュールをホルダで保持した可動体と、前記可動体を囲む胴部を備える固定体と、前記可動体を前記固定体に対して揺動可能に支持する支持機構と、前記可動体を揺動させる振れ補正用駆動機構と、を有し、前記ホルダは、前記光学モジュールの外周側に位置する複数の壁部を備え、前記壁部は前記振れ補正用駆動機構の一部を保持し、前記支持機構は、前記光学モジュールを囲む可動枠と、前記可動枠を支持する複数の揺動支持部とを備え、前記可動枠は、前記揺動支持部と接する支点部と、前記支点部と前記支点部を繋ぐ連結部とを備
え、前記支点部は前記壁部よりも外周側に位置し、前記連結部は前記壁部の内周側を通るように配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、可動体を揺動可能に支持する可動枠は、揺動支持部によって支持される支点部とその間を繋ぐ連結部を備える。そして、支点部は壁部の外周側に位置し、支点部と支点部を繋ぐ連結部は、壁部の内周側を通るように配置される。このようにすると、壁部の内周側に、支点部および揺動支持部を配置するスペースを確保する必要がない。従って、壁部および振れ補正用駆動機構を内周側に配置できる。よって、装置全体を小型化できる。

本発明において、前記ホルダは矩形であり、前記ホルダの各辺に沿って前記壁部が延在し、前記ホルダの角部に、周方向に隣り合う前記壁部の間に設けられた間隙部が位置し、前記揺動支持部は、前記間隙部に配置されることが望ましい。このようにすると、間隙部を利用してホルダの角部に揺動支持部を配置できる。従って、壁部および壁部に保持されるコイルもしくは磁石の幅を大きくすることができる。また、装置全体を小型化しつつ、可動枠の周長が短くなることを回避できる。よって、可動枠の周長が短くなることによる支持機能の低下を回避できる。この場合、例えば、前記コイルを前記壁部の外側面に保持する一方、前記磁石を前記胴部の内側面に保持した場合、光軸方向から見て前記コイルの前記壁部に沿う方向における両最外側面を、前記壁部の両側面より突出しているように構成することが好ましい。このように構成すれば、壁部に保持されるコイルの前記壁部に沿う方向における幅を大きくすることができる。

本発明において、前記連結部は、前記壁部の内周側に配置される蛇行部、および、前記蛇行部と前記支点部とを繋ぐ直線部を備え、前記直線部は前記間隙部に配置されることが望ましい。このようにすると、間隙部を利用してホルダの角部に直線部を配置できる。従って、壁部および壁部に保持されるコイルもしくは磁石の幅を大きくとることができる。この場合、前記支点部は、内側面に金属製の球体が固定された周方向に延在する部分であり、前記蛇行部と前記支点部とを繋ぐ直線部は、前記支点部の周方向両側から前記間隙部の内周側まで延在され、前記間隙部の内周側において前記蛇行部と接続されているように構成することができる。

本発明において、前記光学モジュールは、レンズを内蔵するとともに直方体状の外形を有する上部モジュールを備え、前記上部モジュールにおける前記直方体状の外形のそれぞれの側面は、前記ホルダの各辺に沿って設けられた前記壁部と対向し、前記連結部は、前記壁部の内周側に配置される蛇行部を備え、前記蛇行部は、前記上部モジュールの前記側面と前記壁部との間に配置されていることが望ましい。このようにすると、上部モジュールの側面と壁部との間のスペースを利用して蛇行部を配置するので、装置全体を小型化することができる。この場合、前記蛇行部は、前記上部モジュールの前記側面と前記壁部との間において、前記壁部に対して接近及び離間するように折り返される曲線部が前記壁部に沿うように形成することができる。

本発明において、前記ホルダは、直方体状の前記上部モジュールを配置する矩形の保持孔が形成された矩形の枠部と、前記枠部の各側端縁から立ち上がる前記壁部と、を備え、前記壁部の倒れを防止する補強部材が前記枠部から前記壁部にわたって設けられていることが好ましい。このようにすると、補強部材によって壁部の倒れを防止することができる。この場合、前記枠部の各側端縁から立ち上がる前記壁部の先端は、その中央に円形開口が形成された連結板によって連結されるように構成すれば、連結板によって、枠部の各側端縁から立ち上がる壁部の倒れを防止することが可能となる。

本発明において、前記ホルダは樹脂製であり、前記補強部材は金属板であり、前記連結
板は金属版であり、前記連結板は、前記光学モジュールの光軸方向における前記可動体の重心位置を調整するウェイトであり、前記補強部材は、前記壁部の先端から突出する突出部を備え、前記突出部は前記連結板である前記ウェイトと接合することが好ましい。このようにすれば、連結板によって、枠部の各側端縁から立ち上がる壁部の倒れを防止することが可能となるとともに、可動体の光軸方向における重心位置を調整することも可能となる。

本発明において、前記振れ補正用駆動機構は、コイルおよび磁石を備え、前記コイルおよび磁石の一方は、前記壁部の外側面に保持され、前記支点部は、前記コイルおよび前記磁石の前記一方よりも外周側に位置することが望ましい。このようにすると、コイルおよび磁石の一方を内周側に配置できるので、装置全体を小型化できる。

本発明において、前記コイルおよび前記磁石の他方は、前記胴部の内側面に保持され、前記コイルおよび前記磁石の前記他方は、その一部が前記支点部よりも内周側に位置することが望ましい。このようにすると、コイルおよび磁石の一方だけでなく、他方についても内周側に配置できる。従って、装置全体を小型化できる。

本発明において、前記揺動支持部は接点バネおよび接点バネ保持部を備え、前記接点バネ保持部は、前記接点バネを前記光軸方向と交差する方向で支持する接点バネ壁部を備えることが望ましい。このようにすると、接点バネを確実に保持できる。また、接点バネ保持部を壁部の外周側に配置できるため、装置を小型化しても接点バネ保持部を設けるスペースを確保できる。

本発明において、前記接点バネ保持部は、前記光軸方向への前記可動枠の移動を規制する規制部を備えることが望ましい。このようにすると、光軸方向への移動によって可動枠が揺動支持部から外れることを回避できる。

本発明によれば、可動体を揺動可能に支持する可動枠は、揺動支持部によって支持される支点部とその間を繋ぐ連結部を備える。そして、支点部は壁部の外周側に位置し、支点部と支点部を繋ぐ連結部は、壁部の内周側を通るように配置される。このようにすると、壁部の内周側に、支点部および揺動支持部を配置するスペースを確保する必要がない。従って、壁部および振れ補正用駆動機構を内周側に配置できる。よって、装置全体を小型化できる。

本発明を適用した振れ補正機能付き光学ユニットの斜視図である。 図１の光学ユニットの断面図である。 図１の光学ユニットの分解斜視図である。 可動体の分解斜視図である。 第１ケースおよびウェイトを取り外した光学ユニットの平面図である。 支持機構の分解斜視図である。 支持機構の説明図である。

以下に、図面を参照して、本発明を適用した振れ補正機能付き光学ユニットの実施の形態を説明する。本明細書において、ＸＹＺの３軸は互いに直交する方向であり、Ｘ軸方向の一方側を＋Ｘ、他方側を−Ｘで示し、Ｙ軸方向の一方側を＋Ｙ、他方側を−Ｙで示し、Ｚ軸方向の一方側を＋Ｚ、他方側を−Ｚで示す。Ｚ軸方向は光学ユニットが備える光学モジュールの光軸Ｌ（レンズの光軸）に沿う方向である。また、−Ｚ方向が光軸Ｌ方向の像
側、＋Ｚ方向が光軸Ｌ方向の被写体側である。

（全体構成）
図１は本発明を適用した振れ補正機能付き光学ユニット１００（以下、光学ユニット１００という）の斜視図であり、図１（ａ）は被写体側（＋Ｚ方向側）から見た斜視図、図１（ｂ）は像側（−Ｚ方向側）から見た斜視図である。また、図２は光学ユニット１００の断面図（図１（ａ）のＡ−Ａ断面図）であり、図３は光学ユニット１００の分解斜視図である。光学ユニット１００は、例えばカメラ付き携帯電話機、ドライブレコーダー等の光学機器に搭載される。また、光学ユニット１００は、ヘルメット、自転車、ラジコンヘリコプター等に搭載されるアクションカメラやウエアラブルカメラ等の光学機器に用いられる。このような光学ユニット１００では、撮影時に光学機器に振れが発生すると、撮像画像に乱れが発生する。従って、光学ユニット１００は、光学機器の振れを補正できる振れ補正機能付き光学ユニットとして構成されている。光学ユニット１００の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。

図２、図３に示すように、光学ユニット１００は、可動体１０と、固定体２０と、可動体１０を固定体２０に対して揺動可能に支持する支持機構３０と、可動体１０を固定体２０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５０と、可動体１０と固定体２０とを接続する板状バネ７０を備える。光学ユニット１００は、図示しないフレキシブル配線基板を介して、光学ユニット１００を搭載する光学機器の本体側に設けられた上位の制御部等に電気的に接続される。また、光学ユニット１００は、図示しないジャイロスコープ（振れ検出センサ）を搭載する。光学機器に手振れ等の振れが発生したとき、手振れを検出して振れ補正用駆動機構５０を駆動して、可動体１０を揺動させて振れ補正を行う。

可動体１０は、固定体２０に対して、光軸Ｌと交差する第１軸線Ｒ１（図１（ａ）参照）回りに揺動可能に支持されているとともに、光軸Ｌおよび第１軸線Ｒ１と交差する第２軸線Ｒ２（図１（ａ）参照）回りに揺動可能に支持されている。本形態では、第１軸線Ｒ１および第２軸線Ｒ２は、光軸Ｌと直交する。また、第１軸線Ｒ１および第２軸線Ｒ２は、互いに直交する。

（固定体）
固定体２０は、Ｚ軸方向に見た場合に正方形の外形をした第１ケース２１０および第２ケース２５０を備える。第１ケース２１０は、第２ケース２５０に対して＋Ｚ方向側から組み付けられ、溶接等により第２ケース２５０と固定される。第１ケース２１０は、可動体１０の周りを囲む角筒状の胴部２１１と、胴部２１１の＋Ｚ方向の端部から内側に張り出した矩形枠状の端板部２１２を備える。端板部２１２には矩形の窓２１４が形成されている。胴部２１１は、＋Ｘ方向側に位置する側板部２１６と、−Ｘ方向側に位置する側板部２１７と、＋Ｙ方向側に位置する側板部２１８と、−Ｙ方向側に位置する側板部２１９を備える。隣り合う側板部が繋がる角部には、−Ｚ方向に突出する突出部２１３が形成されている。

第２ケース２５０は、開口部２５２が形成された矩形枠状の底板部２５１と、底板部２５１の四隅で＋Ｚ方向に立ち上がる側壁部２５３、２５４、２５５、２５６を備える。第１ケース２１０を第２ケース２５０に組み付けたとき、側壁部２５３、２５４、２５５、２５６に第１ケース２１０の突出部２１３が被さる。図３に示すように、第１軸線Ｒ１上の対角位置に形成された側壁部２５３、２５５には、それぞれ、内周側に張り出す張り出し部２５７が設けられている。張り出し部２５７には、支持機構３０の第１揺動支持部３６を構成する第１接点バネ保持部３１が形成されている。第１接点バネ保持部３１は、張
り出し部２５７に形成された凹部３１１と、凹部３１１の内周側で＋Ｚ方向に突出する接点バネ壁部３１２と、凹部３１１の外周側に位置する規制部３１３を備える。規制部３１３は、張り出し部２５７において凹部３１１の外周側に位置する部位である。

（振れ補正用駆動機構）
振れ補正用駆動機構５０は、固定体２０と可動体１０の間に設けられた４組の磁気駆動機構５１を備える。各磁気駆動機構５１は、磁石５２とコイル５３を備える。コイル５３は空芯コイルであり、可動体１０の＋Ｘ方向側および−Ｘ方向側の側面、ならびに可動体１０の＋Ｙ方向側および−Ｙ方向側の側面に保持される。磁石５２は、第１ケース２１０の胴部２１１において、＋Ｘ方向側に位置する側板部２１６の内面、−Ｘ方向側に位置する側板部２１７の内面、＋Ｙ方向側に位置する側板部２１８の内面、−Ｙ方向側に位置する側板部２１９の内面に保持される。従って、可動体１０と第１ケース２１０の胴部２１１との間では、＋Ｘ方向側、−Ｘ方向側、＋Ｙ方向側、−Ｙ方向側のいずれにおいても、磁石５２とコイル５３とが対向する。

磁石５２は、胴部２１１に接する外面側と、コイル５３に面する内面側が異なる極に着磁されている。また、磁石５２は光軸Ｌ方向（すなわち、Ｚ軸方向）に２分割され、内面側の磁極が分割位置を境にして異なるように着磁されている。このため、コイル５３は、上下の長辺部分が有効辺として利用される。４つの磁石は、外面側および内面側に対する着磁パターンが同一である。第１ケース２１０は磁性材料から構成されており、磁石５２に対するヨークとして機能する。

（可動体）
図４は可動体１０の分解斜視図であり、図５は第１ケース２１０およびウェイト１１を取り外した光学ユニット１００の平面図である。可動体１０は、光学モジュール１と、光学モジュール１を保持するホルダ４０と、ホルダ４０の＋Ｚ方向側に固定されたウェイト１１を備える。光学モジュール１は、光軸ＬがＺ軸方向を向くように配置される。ウェイト１１は、後述するホルダ４０の枠部４１から立ち上がる壁部４３、４４、４５、４６の被写体側（＋Ｚ方向側）の端部（枠部４１に対して光軸Ｌ方向の逆側）を連結する連結板の役目を果たすとともに、可動体１０のＺ軸方向における重心位置を調整する。ウェイト１１は矩形の金属板であり、その中央には円形開口１３が形成されている。ウェイト１１の外周縁には各辺に２か所ずつ凹部１２が形成され、後述する補強部材８０の突出部８１とウェイト１１の凹部１２とを互いに係合させて固定することにより、枠部４１から立ち上がる壁部４３、４４、４５、４６を互いに保持させ、壁部４３、４４、４５、４６の倒れを防止することができる。ウェイト１１は非磁性の金属であるため、ウェイト１１と磁石５２との間には磁気的な吸引力が発生しない。

光学モジュール１は、光学素子としてのレンズおよび撮像素子等を内蔵する上部モジュール２と、ジャイロスコープおよび配線基板等の電子部品を内蔵する下部モジュール３を備える。上部モジュール２は直方体状の外形をしている。上部モジュール２の＋Ｚ方向の面からは円柱状のレンズホルダ４が突出する。下部モジュール３は上部モジュール２よりも一回り大きい直方体状である。下部モジュール３は上部モジュール２の−Ｚ方向側に位置しており、上部モジュール２から＋Ｘ方向側、−Ｘ方向側、＋Ｙ方向側、−Ｙ方向側に同一寸法だけ外側に張り出している。光学モジュール１をＺ軸方向に見た場合に、レンズホルダ４は光軸Ｌを中心とする円形であるが、上部モジュール２および下部モジュール３の外形は正方形である。

ホルダ４０は、可動体１０の外周部分を構成している。ホルダ４０は、Ｚ軸方向から見た場合に、略矩形、具体的には略正方形の平面形状をした枠部４１を備える。枠部４１には、光学モジュール１の上部モジュール２を配置する矩形の保持孔４２が形成されている
。ホルダ４０は、枠部４１の＋Ｘ方向側、−Ｘ方向側、＋Ｙ方向側、−Ｙ方向側の各側端縁から＋Ｚ方向に立ち上がる壁部４３、４４、４５、４６を備える。壁部４３、４４、４５、４６は、保持孔４２の外周側を囲むように配置され、枠部４１の各側端縁の中央でＸ軸方向もしくはＹ軸方向に直線状に延在する。保持孔４２に配置された上部モジュール２の外周面と壁部４３、４４、４５、４６との間には、後述する支持機構３０の可動枠３９を配置可能な空間が形成される。上部モジュール２の外周面は、＋Ｘ方向側を向く側面、−Ｘ方向側を向く側面、＋Ｙ方向側を向く側面、−Ｙ方向側を向く側面を備える。これらの側面は、ホルダ４０の各辺に沿って設けられた壁部４３、４４、４５、４６と対向する。

壁部４３、４４、４５、４６は、それぞれ、保持孔４２とは反対側を向く外側面に形成されたコイル保持部４７を備える。コイル保持部４７は、壁部４３、４４、４５、４６の外側面から突出する矩形の凸部である。コイル保持部４７の外周側には、磁気駆動機構５１のコイル５３が配置される。コイル５３は、その中央にコイル保持部４７が嵌った状態で、壁部４３、４４、４５、４６の外側面に接着剤等により固定される。コイル５３が壁部４３、４４、４５、４６に固定された状態では、図５に示すように、光軸Ｌ方向から見て壁部４３、４４、４５、４６の両側端面に対してコイル５３の両外側端面を突出させ、壁部４３、４４、４５、４６の幅に対してコイル５３の壁部４３、４４、４５、４６に沿う方向の幅を大きく設定しているが、可動枠３９の光軸Ｌ回りの４か所に設けられた支点部３９１は、第１ケース２１０の胴部２１１の四隅に設けられているから、壁部４３、４４、４５、４６の幅に対してコイル５３の幅を大きくしても、周方向に隣り合う壁部の間の隙間（間隙部４０１、４０２、４０３、４０４）の幅と周方向に隣り合うコイル５３間の隙間の幅とをほぼ同じに確保することができる。コイル５３は、コイル保持部４７に巻線を巻き付けて形成してもよいし、予め空芯コイルの形状に形成したものをコイル保持部４７に取り付けてもよい。図２に示すように、コイル保持部４７は、コイル５３の中央から磁石５２の側に突出しており、磁石５２と対向する。振動等によって可動体１０がＸ軸方向もしくはＹ軸方向に変位する際、コイル保持部４７が磁石５２と当接して可動体１０の移動範囲を規制する。

枠部４１は、第１軸線Ｒ１上の対角位置に形成された切り欠き部４８を備える。切り欠き部４８は、第１軸線Ｒ１上の対角位置に位置する２箇所の角部を第１軸線Ｒ１に対して垂直な平面で切断した部位である。図５に示すように、切り欠き部４８は、Ｘ方向側の壁部４３と＋Ｙ方向側の壁部４５の間に設けられた間隙部４０１、および、−Ｘ方向側の壁部４４と−Ｙ方向側の壁部４６の間に設けられた間隙部４０２に配置されている。可動体１０を固定体２０に対して組み付けると、第２ケース２５０の第１軸線Ｒ１上の対角位置に設けられた張り出し部２５７が切り欠き部４８と対向する。張り出し部２５７に設けられた第１接点バネ保持部３１は、枠部４１の第１軸線Ｒ１上の対角位置で、壁部４３と壁部４５の間の間隙部４０１、および、壁部４４と壁部４６の間の間隙部４０２に配置される。

枠部４１の第２軸線Ｒ２上の対角位置には、支持機構３０の第２揺動支持部３７を構成する第２接点バネ保持部３２が形成されている。第２接点バネ保持部３２は、＋Ｘ方向側の壁部４３と−Ｙ方向側の壁部４６の間に設けられた間隙部４０３、および、−Ｘ方向側の壁部４４と＋Ｙ方向側の壁部４５の間に設けられた間隙部４０４に配置されている。図４に示すように、第２接点バネ保持部３２は、＋Ｚ方向に立ち上がる接点バネ壁部３２２と、接点バネ壁部３２２の根元部から外周側に突出する突出部３２１と、突出部３２１の先端部から＋Ｚ方向に突出する規制部３２３を備える。

枠部４１の外周面は、＋Ｘ方向側、−Ｘ方向側、＋Ｙ方向側、−Ｙ方向側の各面がＺ軸方向の途中位置で段差のある形状になっている。すなわち、図３、図４に示すように、枠
部４１の外周面の＋Ｚ方向側の部分は、外周側に張り出した張り出し部４１１を形成する。一方、枠部４１の外周面の−Ｚ方向側の部分は、内周側に凹んだ段部４１２を形成する。段部４１２には、＋Ｘ方向側、−Ｘ方向側、＋Ｙ方向側、−Ｙ方向側を向く各面の中央で外周側に突出する固定用凸部４１３が形成されている。固定用凸部４１３は、後述するように、板状バネ７０を係合する係合部として機能する。

ホルダ４０は樹脂製であり、インサート成形で樹脂部分と一体化された補強部材８０を備える（図２、図４参照）。本形態の補強部材８０はＵ字型の金属板であり、壁部４３、４４、４５、４６内にそれぞれ１つずつ補強部材８０が埋め込み配置されている。補強部材８０は、枠部４１の各側端縁から＋Ｚ方向に立ち上がった壁部４３、４４、４５、４６の下端よりも下側（−Ｚ方向側）まで、即ち、枠部４１内まで延びている（図２参照）。従って、補強部材８０は、壁部４３、４４、４５、４６がその下端で傾いて折れないよう補強する機能を備え、ホルダ４０の耐衝撃性を高めている。また、補強部材８０は、壁部４３、４４、４５、４６の＋Ｚ方向の端面の２か所で＋Ｚ方向に突出する突出部８１を備える。ウェイト１１の外周側の端面には、突出部８１に対応する位置に凹部１２が形成されている。ウェイト１１をホルダ４０に固定するとき、突出部８１を凹部１２に配置することでウェイト１１の位置決めを行うことができる。また、補強部材８０とウェイト１１はいずれも金属製であるため、突出部８１と凹部１２で金属同士の接合を行って、ウェイト１１をホルダ４０に固定することができる。ウェイト１１を壁部４３、４４、４５、４６に固定すれば、枠部４１の各側端縁から片持ち状に＋Ｚ方向に立ち上がる壁部４３、４４、４５、４６を、ウェイト１１を介して連結し、互いに支え合うように構成することができ、壁部４３、４４、４５、４６の倒れを防止することができる。このため、ウェイト１１は壁部４３、４４、４５、４６に対する連結板としても作用しているから、この部品を単なる連結板としてのみ用い、ウェイト１１としての機能は他の部品に持たせるように構成してもよい。

なお、壁部４３、４４、４５、４６にインサートされた補強部材８０の下端同士を繋ぐ矩形枠状の金属部材を枠部４１にインサートしてもよい。この場合、矩形枠状の金属部材の各辺からＵ字型の金属板が立ち上がる一体型の補強部材を樹脂部分にインサートしてホルダ４０を形成する。

ホルダ４０は、図２に示すように、保持孔４２に上部モジュール２が配置され、且つ、枠部４１の下端部と下部モジュール３の上端部とがＺ軸方向に当接した状態で光学モジュール１を保持する。可動体１０を固定体２０に対して組み付けると、光学ユニット１００の下端部分では、図１（ｂ）、図２に示すように、第２ケース２５０の開口部２５２から−Ｚ方向側に枠部４１の下側部分および下部モジュール３が突出した状態となる。

（板状バネ）
板状バネ７０は、固定体２０と可動体１０とを接続して、振れ補正用駆動機構５０が停止状態にあるときの可動体１０の姿勢を規定する部材である。板状バネ７０は、金属板を加工した矩形枠状のバネ部材である。板状バネ７０は、固定体２０に接続される固定体側連結部７１と、可動体１０に接続される可動体側連結部７２と、固定体側連結部７１と可動体側連結部７２とを連結するアーム部７３を備える。図１（ｂ）に示すように、第２ケース２５０を−Ｚ方向側から見た場合の底板部２５１の四隅には、−Ｚ方向に突出する固定用凸部２５８が形成されている。固定体側連結部７１は板状バネ７０の外周部に形成され、固定用凸部２５８が嵌る穴が形成されている。一方、可動体側連結部７２は板状バネ７０の内周縁に形成されている。可動体側連結部７２は、ホルダ４０の外周面に形成された固定用凸部４１３に対応する位置に形成された凹部である。

板状バネ７０は、第２ケース２５０の底板部２５１に−Ｚ方向側から重なり、第２ケー
ス２５０の開口部２５２から突出する可動体１０の部分（ホルダ４０の枠部４１）を囲むように取り付けられる。板状バネ７０の固定体側連結部７１は、固定体２０（第２ケース２５０）に形成された固定用凸部２５８に固定され、板状バネ７０の可動体側連結部７２は、可動体１０（ホルダ４０）に形成された固定用凸部４１３に係合する。これにより、固定体２０と可動体１０とが板状バネ７０を介して接続される。

（支持機構）
図６は支持機構３０の分解斜視図である。また、図７は支持機構３０の説明図であり、図７（ａ）は支持機構３０を組み立てた状態の斜視図、図７（ｂ）は第１揺動支持部の断面図（図７（ａ）のＢ−Ｂ位置で切断した部分断面図）、図７（ｃ）は第２揺動支持部の断面図（図７（ａ）のＣ−Ｃ位置で切断した部分断面図）である。上述したように、本形態の光学ユニット１００において、可動体１０を第１軸線Ｒ１回りおよび第２軸線Ｒ２回りに揺動可能に支持するにあたって、固定体２０の第２ケース２５０と可動体１０のホルダ４０との間には、以下に説明する支持機構３０が構成されている。本形態では、支持機構３０としてジンバル機構を用いる。支持機構３０（ジンバル機構）は、第１軸線Ｒ１方向で離間する２か所に設けた第１揺動支持部３６と、第２軸線Ｒ２方向で離間する２か所に設けた第２揺動支持部３７と、第１揺動支持部３６および第２揺動支持部３７によって支持される可動枠３９を備える。

可動枠３９は概略矩形状の板バネからなるジンバルばねである。可動枠３９は、光軸Ｌ回りの４か所に設けられ可動体１０を揺動可能に支持する支点部３９１と、光軸Ｌ回りで隣り合う支点部３９１を繋ぐ連結部３９２を備える。支点部３９１のうちの２箇所は、第１軸線Ｒ１上の対角位置に設けられ、残りの２箇所は、第２軸線Ｒ２上の対角位置に設けられている。連結部３９２は、Ｘ軸方向もしくはＹ軸方向に延在する蛇行部３９３と、蛇行部３９３の両端からそれぞれ、支点部３９１まで延在する直線部３９４を備える。蛇行部３９３は、Ｚ軸方向（すなわち、光軸Ｌ方向）に対して垂直な面内で蛇行しながら、Ｘ軸方向もしくはＹ軸方向に延在する。具体的には、蛇行部３９３は、それぞれの壁部４３、４４、４５、４６の内側であって光学モジュール１の上部モジュール２の側面に対しては外側の位置において、それぞれの壁部４３、４４、４５、４６に対して接近及び離間するように蛇行する（折り返される）曲線部がそれぞれの壁部に沿うように形成されている。上部モジュール２のそれぞれの側面に対しても、曲線部が接近及び離間するように蛇行する（折り返される）。即ち、蛇行部３９３は、互いに平行に配置された壁部４３、４４、４５、４６と上部モジュール２の側面との間において、曲線部を折り返し湾曲させることにより形成されている。なお、光学ユニット１００の少なくとも非動作状態において、蛇行部３９３は、壁部４３、４４、４５、４６と上部モジュール２の側面とからは離間しており、接触はしていない。従って、蛇行部３９３は、光軸Ｌに対して直交する方向に弾性変形可能である。

各支点部３９１は周方向に延在する。各支点部３９１の内側面には溶接等によって金属製の球体３８が固定されている。この球体３８によって、各支点部３９１に可動枠３９の中心を向く半球状の凸面が設けられている。各支点部３９１の周方向の両端からそれぞれ、内周側に向けて直線部３９４が平行に延在する。従って、支点部３９１は、球体３８が固定された周方向に延在する延在部分であり、また、平行に延在する２本の直線部３９４を連結する部分である。直線部３９４は、壁部４３、４４、４５、４６の内周側まで延在しており、壁部４３、４４、４５、４６の内周側で蛇行部３９３に接続される。

第１揺動支持部３６は、固定体２０の第２ケース２５０に設けられた第１接点バネ保持部３１と、第１接点バネ保持部３１に保持される第１接点バネ３３を備える。第１接点バネ３３は、Ｕ字状に屈曲した金属製の板バネである。第１接点バネ３３は、Ｚ軸方向に延在する固定側板バネ部３３１および可動側板バネ部３３２と、Ｚ軸方向と交差する方向に
延在して固定側板バネ部３３１と可動側板バネ部３３２とを接続する折り返し部３３３と、可動側板バネ部３３２の＋Ｚ方向の端部から固定側板バネ部３３１と逆の側（すなわち、外周側）に突出する屈曲部３３４を備える。第１接点バネ３３は、固定側板バネ部３３１が第１接点バネ保持部３１の接点バネ壁部３１２に対して光軸Ｌ方向と直交する方向（第１軸線Ｒ１方向）で当接するとともに、折り返し部３３３が凹部３１１の底面に対して光軸Ｌ方向に当接するように配置される。従って、第１接点バネ３３は、接点バネ壁部３１２によって光軸Ｌ方向と直交する方向（第１軸線Ｒ１方向）で支持されるとともに、凹部３１１の底面によって光軸Ｌ方向の像側（−Ｚ方向）で支持される。

第２揺動支持部３７は、可動体１０のホルダ４０に設けられた第２接点バネ保持部３２と、第２接点バネ保持部３２に保持される第２接点バネ３４を備える。第２接点バネ３４は、Ｕ字状に屈曲した金属製の板バネであり、第１接点バネ３３と同一形状である。すなわち、第２接点バネ３４は、Ｚ軸方向に延在する固定側板バネ部３４１および可動側板バネ部３４２と、Ｚ軸方向と交差する方向に延在して固定側板バネ部３４１および可動側板バネ部３４２を接続する折り返し部３４３と、可動側板バネ部３４２の＋Ｚ方向の端部から固定側板バネ部３４１と逆の側（すなわち、外周側）に突出する屈曲部３４４を備える。第２接点バネ３４は、固定側板バネ部３４１が第２接点バネ保持部３２の接点バネ壁部３２２に対して光軸Ｌ方向と直交する方向（第２軸線Ｒ２方向）で当接するとともに、折り返し部３４３が突出部３２１に対して光軸Ｌ方向の像側（−Ｚ方向）から当接するように配置される。従って、第２接点バネ３４は、接点バネ壁部３２２によって光軸Ｌ方向と直交する方向（第２軸線Ｒ２方向）で支持されるとともに、突出部３２１によって光軸Ｌ方向の像側（−Ｚ方向）で支持される。

可動枠３９は、第１軸線Ｒ１方向の対角位置に設けられた支点部３９１の内周側に第１揺動支持部３６が配置され、第２軸線Ｒ２方向の対角位置に設けられた支点部３９１の内周側に第２揺動支持部３７配置されて、これら４箇所の揺動支持部によって支持される。第１接点バネ３３の可動側板バネ部３３２、および第２接点バネ３４の可動側板バネ部３４２には、それぞれ、支点部３９１に溶接された球体３８に接触する半球状の接点部３３５、３４５が形成されている。第１揺動支持部３６と第２揺動支持部３７は、第１軸線Ｒ１方向に弾性変形可能な状態に取り付けられた第１接点バネ３３と、第２軸線Ｒ２方向に弾性変形可能な状態に取り付けられた第２接点バネ３４を介して、可動枠３９を支持する。可動枠３９と第１接点バネ３３および第２接点バネ３４は、半球状の接点部３３５、３４５を介して球体３８と接触しているため、可動枠３９は、光軸Ｌ方向と直交する２方向（第１軸線Ｒ１方向および第２軸線Ｒ２方向）の各方向回りに回転可能な状態で支持される。

可動枠３９は、支点部３９１の＋Ｚ方向側に位置する第１接点バネ３３の屈曲部３３４、および第２接点バネ３４の屈曲部３４４によって、光軸Ｌ方向の被写体側（＋Ｚ方向側）への移動が規制される。また、可動枠３９は、第１接点バネ保持部３１において凹部３１１の外周側に位置する部位である規制部３１３、および、第２接点バネ保持部３２において突出部３２１の先端部に設けられた規制部３２３によって、光軸Ｌ方向の像側（−Ｚ方向側）への移動が規制される。つまり、第１揺動支持部３６および第２揺動支持部３７は、可動枠３９が光軸Ｌ方向の移動によって外れてしまうことがないように構成されている。

次に、図５を参照して、光軸Ｌ方向に見た場合の支持機構３０の平面構成を説明する。可動体１０のホルダ４０には、光学モジュール１の上部モジュール２を囲むように壁部４３、４４、４５、４６が設けられている。ホルダ４０は正方形であり、ホルダ４０の各辺に沿って壁部４３、４４、４５、４６が直線状に延在する。ホルダ４０の角部には、周方向に隣り合う壁部の間に設けられた隙間（上述した間隙部４０１、４０２、４０３、４０
４）が位置する。可動枠３９を支持する第１揺動支持部３６と第２揺動支持部３７は、隣り合う壁部の間に設けられた隙間の周方向位置、すなわち、間隙部４０１、４０２、４０３、４０４に配置されている。また、可動枠３９を支持する第１揺動支持部３６と第２揺動支持部３７は、正方形の外形をした固定体２０である第１ケース２１０および第２ケース２５０の角部に位置している。

可動枠３９は、第１揺動支持部３６と第２揺動支持部３７に支持される支点部３９１が壁部４３、４４、４５、４６よりも外周側に位置する。一方、可動枠３９の蛇行部３９３は、壁部４３、４４、４５、４６の内周側に位置しており、支点部３９１と支点部３９１とを繋ぐ連結部３９２は、光学モジュール１の上部モジュール２と壁部４３、４４、４５、４６との間の空間を通るように配置される。蛇行部３９３と支点部３９１とを繋ぐ直線部３９４は、間隙部４０１、４０２、４０３、４０４において第１軸線Ｒ１方向もしくは第２軸線Ｒ２方向と平行に壁部４３、４４、４５、４６よりも外周側の位置から壁部４３、４４、４５、４６の内周側の位置まで延在する。蛇行部３９３とその両側の直線部３９４は、全体として内周側に凹んだ形状に繋がっている。従って、蛇行部３９３の外側には、支点部３９１と支点部３９１の間に、壁部４３、４４、４５、４６および磁気駆動機構５１の一部を配置可能な空間が形成されている。

支点部３９１は、壁部４３、４４、４５、４６の外側面に取り付けられたコイル５３よりも外周側に位置する。また、支点部３９１は、コイル５３に対して外周側から対向する磁石５２の内側面よりも外周側に位置するが、磁石５２の外側面よりは内周側に位置する。コイル５３の全体、および磁石５２の内側部分は、壁部４３、４４、４５、４６とともに、支点部３９１と支点部３９１の間の空間に配置されている。

（作用効果）
以上のように、本形態の支持機構３０は、可動枠３９の支点部３９１が、隣り合う壁部の間に設けられた隙間（間隙部４０１、４０２、４０３、４０４）の周方向位置であるホルダ４０の角部において、壁部４３、４４、４５、４６よりも外周側に位置する。一方、支点部３９１と支点部３９１とを繋ぐ連結部３９２は、蛇行部３９３が壁部４３、４４、４５、４６の内周側を通るように内周側に凹んだ形状をしている。そして、この凹んだスペースに壁部４３、４４、４５、４６が配置されている。このような配置では、壁部４３、４４、４５、４６の内周側に支点部３９１および支点部３９１を支持する第１揺動支持部３６および第２揺動支持部３７を配置するスペースを確保する必要がない。従って、壁部４３、４４、４５、４６を内周側に配置できるので、光学ユニット１００を光軸方向Ｌと交差する方向で薄型化でき、光学ユニット１００を全体として小型化できる。また、連結部３９２が内周側に凹んだ形状であるため、小型化によって可動枠３９の周長が短くなって支持機能が低下することを回避できる。

また、本形態では、支点部３９１が磁気駆動機構５１を構成するコイル５３の全体および磁石５２の内側部分よりも外周側に位置する。従って、支点部３９１と支点部３９１との間で内周側に凹んだ連結部３９２によって囲まれるスペースに、壁部４３、４４、４５、４６だけでなくコイル５３の全体および磁石５２の内側部分を配置できる。よって、壁部４３、４４、４５、４６だけでなく振れ補正用駆動機構５０を内周側に配置できるので、光学ユニット１００を光軸方向Ｌと交差する方向で薄型化でき、光学ユニット１００を全体として小型化できる。

また、本形態では、ホルダ４０が矩形であり、その角部を利用して、支点部３９１を支持する第１揺動支持部３６および第２揺動支持部３７を配置するスペースを確保している。従って、支点部３９１を壁部４３、４４、４５、４６およびコイル５３よりも外周側に配置した構成でありながら、壁部４３、４４、４５、４６およびコイル５３の幅を大きく
とることができる。よって、小型化によって振れ補正用駆動機構５０の駆動力が低下することを回避できる。

また、本形態では、第１接点バネ３３と第２接点バネ３４が、それぞれ、接点バネ壁部３１２あるいは接点バネ壁部３２２によって光軸Ｌ方向と直交する方向で支持されるとともに、凹部３１１の底面あるいは突出部３２１によって光軸Ｌ方向の像側（−Ｚ方向）で支持される。従って、第１接点バネ３３と第２接点バネ３４を確実に支持できる。また、第１接点バネ保持部３１に規制部３１３が設けられ、第２接点バネ保持部３２に規制部３２３が設けられているので、可動枠３９が光軸Ｌ方向の移動によって第１揺動支持部３６および第２揺動支持部３７から外れてしまうことがないという利点がある。

（変形例）
上記形態は、ホルダ４０によってコイル５３を保持し、第１ケース２１０の胴部２１１に磁石５２が保持されるものであったが、ホルダ４０によって磁石５２を保持し、第１ケース２１０の胴部２１１によってコイル５３を保持する構成にしてもよい。

１…光学モジュール
２…上部モジュール
３…下部モジュール
４…レンズホルダ
１０…可動体
１１…ウェイト
１２…凹部
１３…円形開口
２０…固定体
３０…支持機構
３１…第１接点バネ保持部
３２…第２接点バネ保持部
３３…第１接点バネ
３４…第２接点バネ
３６…第１揺動支持部
３７…第２揺動支持部
３８…球体
３９…可動枠
４０…ホルダ
４１…枠部
４２…保持孔
４３、４４、４５、４６…壁部
４７…コイル保持部
４８…切り欠き部
５０…補正用駆動機構
５１…磁気駆動機構
５２…磁石
５３…コイル
７０…板状バネ
７１…固定体側連結部
７２…可動体側連結部
７３…アーム部
８０…補強部材
８１…突出部
１００…光学ユニット
２１０…第１ケース
２１１…胴部
２１２…端板部
２１３…突出部
２１４…窓
２１６、２１７、２１８、２１９…側板部
２５０…第２ケース
２５１…底板部
２５２…開口部
２５３…側壁部
２５７…張り出し部
２５８…固定用凸部
３１１…凹部
３１２…接点バネ壁部
３１３…規制部
３２１…突出部
３２２…接点バネ壁部
３２３…規制部
３３１…固定側板バネ部
３３２…可動側板バネ部
３３３…折り返し部
３３４…屈曲部
３３５…接点部
３４１…固定側板バネ部
３４２…可動側板バネ部
３４３…折り返し部
３４４…屈曲部
３４５…接点部
３９１…支点部
３９２…連結部
３９３…蛇行部
３９４…直線部
４０１、４０２、４０３、４０４…間隙部
４１１…張り出し部
４１２…段部
４１３…固定用凸部
Ｌ…光軸
Ｒ１…第１軸線
Ｒ２…第２軸線

Claims (15)

1. 光学モジュールをホルダで保持した可動体と、
   前記可動体を囲む胴部を備える固定体と、
   前記可動体を前記固定体に対して揺動可能に支持する支持機構と、
   前記可動体を揺動させる振れ補正用駆動機構と、を有し、
   前記ホルダは、前記光学モジュールの外周側に位置する複数の壁部を備え、前記壁部は前記振れ補正用駆動機構の一部を保持し、
   前記支持機構は、前記光学モジュールを囲む可動枠と、前記可動枠を支持する複数の揺動支持部とを備え、
   前記可動枠は、前記揺動支持部と接する支点部と、前記支点部と前記支点部を繋ぐ連結部とを備え、
   前記支点部は前記壁部よりも外周側に位置し、
   前記連結部は前記壁部の内周側を通るように配置され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。
2. 前記ホルダは矩形であり、
   前記ホルダの各辺に沿って前記壁部が延在し、
   前記ホルダの角部に、周方向に隣り合う前記壁部の間に設けられた間隙部が位置し、
   前記揺動支持部は、前記間隙部に配置されることを特徴とする請求項１に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。
3. 前記連結部は、前記壁部の内周側に配置される蛇行部、および、前記蛇行部と前記支点部とを繋ぐ直線部を備え、
   前記直線部は前記間隙部に配置されることを特徴とする請求項２に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。
4. 前記光学モジュールは、レンズを内蔵するとともに直方体状の外形を有する上部モジュールを備え、
   前記上部モジュールにおける前記直方体状の外形のそれぞれの側面は、前記ホルダの各辺に沿って設けられた前記壁部と対向し、
   前記連結部は、前記壁部の内周側に配置される蛇行部を備え、前記蛇行部は、前記上部モジュールの前記側面と前記壁部との間に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。
5. 前記蛇行部は、前記上部モジュールの前記側面と前記壁部との間において、前記壁部に対して接近及び離間するように折り返される曲線部が前記壁部に沿うように形成されていることを特徴とする請求項４に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。
6. 前記支点部は、内側面に金属製の球体が固定された周方向に延在する部分であり、
   前記蛇行部と前記支点部とを繋ぐ直線部は、前記支点部の周方向両側から前記間隙部の内周側まで延在され、前記間隙部の内周側において前記蛇行部と接続されていることを特徴とする請求項４に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。
7. 前記ホルダは、直方体状の前記上部モジュールを配置する矩形の保持孔が形成された矩形の枠部と、前記枠部の各側端縁から立ち上がる前記壁部と、を備え、
   前記壁部の倒れを防止する補強部材が前記枠部から前記壁部にわたって設けられていることを特徴とする請求項４に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。
8. 前記枠部の各側端縁から立ち上がる前記壁部の先端は、その中央に円形開口が形成され
   た連結板によって連結されていることを特徴とする請求項７に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。
9. 前記ホルダは樹脂製であり、前記補強部材は金属板であり、前記連結板は金属板であり、
   前記連結板は、前記光学モジュールの光軸方向における前記可動体の重心位置を調整するウェイトであり、
   前記補強部材は、前記壁部の先端から突出する突出部を備え、前記突出部は前記連結板である前記ウェイトと接合されることを特徴とする請求項８に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。
10. 前記振れ補正用駆動機構は、コイルおよび磁石を備え、
    前記コイルおよび磁石の一方は、前記壁部の外側面に保持され、
    前記支点部は、前記コイルおよび前記磁石の前記一方よりも外周側に位置することを特徴とする請求項１から９の何れか一項に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。
11. 前記コイルおよび前記磁石の他方は、前記胴部の内側面に保持され、
    前記コイルおよび前記磁石の前記他方は、その一部が前記支点部よりも内周側に位置することを特徴とする請求項１０に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。
12. 前記コイルは前記壁部の外側面に保持され、前記磁石は前記胴部の内側面に保持され、
    前記光学モジュールの光軸方向から見て前記コイルの前記壁部に沿う方向における両最外側面は、前記壁部の両側面より突出していることを特徴とする請求項１０に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。
13. 前記揺動支持部は接点バネおよび接点バネ保持部を備え、
    前記接点バネ保持部は、前記接点バネを前記光学モジュールの光軸方向と交差する方向で支持する接点バネ壁部を備えることを特徴とする請求項１０に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。
14. 前記揺動支持部は接点バネおよび接点バネ保持部を備え、
    前記接点バネ保持部は、前記接点バネを前記光学モジュールの光軸方向と交差する方向で支持する接点バネ壁部を備えることを特徴とする請求項１から９の何れか一項に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。
15. 前記接点バネ保持部は、前記光軸方向への前記可動枠の移動を規制する規制部を備えることを特徴とする請求項１４に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。

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