JP7085940B2 - 駆動装置及び光学ユニット - Google Patents
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Description
光学ユニットは、光学モジュールが装着される被装着部を有する可動体と、固定体と、前記固定体に対して前記可動体を前記被装着部に装着された状態の前記光学モジュールの光軸周りに回転可能に支持する支持部とを備えている。光学モジュールからフレキシブル配線基板が引き出され、該フレキシブル配線基板は、前記光学モジュールの光軸周りの回転を可能にする回転許容構造を備えている。この回転許容構造は、前記フレキシブル配線基板を渦巻き状や螺旋状にすることで構成され、前記固定体の内側(光軸中心側)に配設されている。
また、光学ユニットの光軸方向の高さ寸法を小さく(小型化)しようとする場合に、上記従来の構造では容易に実現することはできない。
これにより、前記光学モジュールの光軸周りの回転を可能にするフレキシブル配線基板の前記回転許容構造を、前記固定体の外周に沿う領域であって前記可動体側固定部と前記固定体側固定部の間の部分の前記「引き回される領域」を利用して配設することが可能となる。
従って、前記固定体に前記可動体を回転可能に取り付けた状態にして、続いてフレキシブル配線基板を有する光学モジュールを前記可動体に後付けする組付けを容易に行うことができる。
また、光学ユニットとして組み立てられた状態において、その光軸方向の高さ寸法を小さく(小型化)しようとする場合に、容易に実現することはできる。
従って、前記固定体に前記可動体を回転可能に取り付けた状態にして、続いてフレキシブル配線基板を有する光学モジュールを前記可動体に後付けする組付けを容易に行うことができる。
尚、以下の説明では、実施形態1の説明の中で、本発明の駆動装置及び光学ユニットの全体構成の概略について最初に説明し、次に本発明の特徴的構成となる要部の構成を中心にして、本発明に係る実施形態の駆動装置及び光学ユニットの具体的構成と、その作動態様について説明する。
最後に、上記三つの実施形態とは部分的構成を異にする本発明の他の実施形態について、図10及び図11に表す実施形態を含めて簡単に説明する。
(1)駆動装置及び光学ユニットの全体構成の概略(図1~図4参照)
本発明に係る実施形態の駆動装置2は、光学モジュール3が装着される被装着部5を有する可動体7と、固定体9と、固定体9に対して可動体7を被装着部5に装着された状態の光学モジュール3の光軸L周りに回転可能に支持する支持部11と、を備えている。
そして、可動体7は、光学モジュール3から引き出されるフレキシブル配線基板(以下、「FPC」ともいう)13が固定される可動体側固定部15を備え、固定体9は、FPC13が固定される固定体側固定部17を備えている。
そして、駆動装置2における固定体9の外周に沿う領域Cであって可動体側固定部15と固定体側固定部17の間の部分Dは、FPC13の厚み方向Tを光軸Lの方向Zと直交する方向X、Yとする姿勢で引き回される領域になっている。
そして、FPC13の回転許容構造23は、固定体9の内側ではなく、固定体9の外側に設けられているため、FPC13を有する光学モジュール3を可動体7に対して後付けで組み付ける作業を容易にしている。
また、本実施形態に係る光学モジュール3には、図示は省略するが、この種の装置及びユニットに設けられる光学モジュール3のピッチング(縦振れ)方向Yとヨーイング(横振れ)方向Xの動きを可能にする図示しない支持構造と、光学モジュール3のピッチング方向Yとヨーイング方向Xの振れ補正を行うアクチュエータとを備えていてもよい。
光学モジュール3は、光学モジュール3のレンズ3aが設けられる前面と、反対側の後面を除く、残りの4面を取り囲むように設けられる一例として矩形枠状のホルダ枠8によって支持されている。そして、ホルダ枠8の対向する2面を利用してローリング検出用の一組の磁石33がこれらの外面側に取り付けられている。
そして、光学モジュール3と、FPC13の一端と共にローリング方向Rに移動する磁石33を備えたホルダ枠8が可動体7になっている。
また、外部ケーシング39の内方には、コイル取付けフレーム35が一体に設けられており、このコイル取付けフレーム35に対して、前記一組の磁石33と対向する位置にローリング検出補正用の一組のコイル31が取り付けられている。尚、本実施形態ではコイル31としてコイルをパターンとして配線基板内に取り込んだパターン基板が一例として採用されている。
次に、本発明に係る実施形態の特徴的構成となる要部の構成を中心にして本実施形態に係る駆動装置2と光学ユニット1Aの具体的構成について説明する。
先ず、本実施形態では、FPC13Aの可動体側固定部15と固定体側固定部17の間の部分Dは、FPC13Aの厚み方向Tを光軸Lの方向Zと直交する方向X、Yに設定した姿勢で引き回されるように構成されている。
因みに、このように構成することで、FPC13Aの円滑な移動が可能になって回転許容構造23のシンプル且つコンパクト化を実現している。
因みに、このように構成することで、薄型カメラ等に好適な光軸方向Zの高さ寸法Hの小さな、光軸方向Zにコンパクトな駆動装置2及び光学ユニット1Aを提供できるようになる。
因みに、このように構成することで、固定体側固定部17の図2中の右側に光学モジュール3のローリング方向Rの移動に伴うFPC13Aの揺動を可能にする揺動許容空間29を形成することが可能になる。
ここで、「揺動」は、光学モジュール3のローリング方向Rの移動に伴うFPC13Aの移動や変形を表す意味で使われている。FPC13Aは、固定体側固定部17に固定された位置を支点Oとして移動し変形する、則ち揺動する。尚、固定体側固定部17の突出量Jは、光学モジュール3のローリング方向Rの変位量等に基づいて設定される。
因みに、このように構成することで、可動体側固定部15から引き出されたFPC13Aが対向する固定体9の外部ケーシング39の外周面から突出量Kだけ離れるので、光学モジュール3のローリング方向Rの動きに伴ってFPC13Aが移動する際、FPC13Aが外部ケーシング39の外周面に擦れる虞を低減することが可能になる。
これに伴って、FPC13Aは、可動体側固定部15から第1の方向Aに延びる部分13aと、固定体側固定部17から第1の方向Aと異なる方向である第2の方向Bに延びる部分13bと、を有している。
因みに、このようにL字状に構成することで、回転許容構造23から可動体7側に不要な反力が作用する虞を低減することができるようになり、回転許容構造23の構造をシンプルに構成することが可能になる。
因みに、このように構成することで、光学モジュール3がローリング方向Rに移動したとき、支点Oに直結されている部分であるFPC13Aの第2の方向Bに延びる部分13bの揺動が円滑に行われるようになって、回転許容構造23から可動体7側に不要な反力が作用する虞を効率的に低減することが可能になる。
また、幅広に形成されたFPC13Aの中間部がFPC13Aの可動体側固定部15と固定体側固定部17との間の部分Dに収まる部分になり、この部分を光軸方向Zに折り返すことによって2つ以上重なって光軸方向Zの高さ寸法Hが軸方向Zに占める領域E、Fの範囲内に収まるように構成されている。
そして、補強板43は、前記2つの固定部15、17と、これらに固定されるFPC13Aの部分13c、13dとの間に一例として設けられている。
また、補強板43は、FPC13Aの外側、則ちFPC13Aに対して固定部15、17と反対側に配設することが可能であり、多重折りしたFPC13Aの中に挟まれた状態で配設することも可能である。即ち、補強板43は、FPC13Aの最外周側にくる場合や折りたたまれたFPC13Aの間にくる場合も含む。
次に、このようにして構成される本実施形態に係る駆動装置2と光学ユニット1Aの作動態様を、光学モジュール3のローリング方向Rの動き(振れ)と、その振れ補正と併せて説明する。
光学モジュール3にローリング方向Rの振れが外部から加わると、光学モジュール3のローリング方向Rの振れは、光学モジュール3を保持しているホルダ枠8に伝達され、該ホルダ枠8に取り付けられているローリング検出用の一組の磁石33もローリング方向Rに変位する。
そして、ローリング方向Rの振れ補正後、駆動源への電流の供給が停止され、弾性部材12のバネ性により弾性部材12は、元の状態に戻る。
この場合、FPC13Aの第1の方向Aに延びる部分13aは、ほぼ第1の方向Aに沿って直線的に移動する。
一方、FPC13Aの第2の方向Bに延びる部分13bは、固定側固定部17に固定された部分を支点Oとして、前記第1の方向Aに延びる部分13aとの接続点Qを第1の方向Aにほぼ沿う方向に移動させるように揺動する。そして、このときFPC13Aは、光学モジュール3の動きに影響を与える反力を生じさせない状態で円滑に移動するため光学モジュール3の正確な振れ補正が可能になる。
また、前述したFPC13Aの引き回しにより、光軸方向Zと、光軸Lと直交する方向X、Yにコンパクトな光学ユニット1Aが提供できるようになり、光学モジュール3の動きに影響を与えないFPC13Aの配置が可能になる。
次に、フレキシブル配線基板(FPC)13の形状と、FPC13の引回し形態と、を変更した実施形態2に係る光学ユニット1Bの構成について説明する。
尚、駆動装置2としては、実施形態1で説明した駆動装置2を使用することが可能である。
従って、ここでは実施形態1と同様の構成については説明を省略し、実施形態1と異なる実施形態2特有の構成を中心にして説明する。
そして、本実施形態では、FPC13Bは、図7に表すように、途中で折り返さないで1枚の厚みを保ったまま引き回されるように構成されており、実施形態1に係るFPC13Aに設けられていたスリット37は設けられていない。
そして、このように構成される本実施形態に係る光学ユニット1Bによっても、実施形態1と同様の作用、効果を発揮でき、FPC13Bの後付けによる組付け作業の容易化と、光学ユニット1Bの小型化と、光学モジュール3に影響を与えないFPC13Bの引き回しとが可能になる。
次に、フレキシブル配線基板(FPC)13の中間部の引回し形態を変更した実施形態3に係る光学ユニット1Cの構成について説明する。
尚、駆動装置2としては、実施形態1で説明した駆動装置2を使用することが可能である。
従って、ここでは実施形態1と同様の構成については説明を省略し、実施形態1と異なる実施形態3特有の構成を中心にして説明する。
そして、このように構成される本実施形態に係る光学ユニット1Cによっても、実施形態1と同様の作用、効果を発揮でき、FPC13Cの後付けによる組付け作業の容易化と、光学ユニット1Cの小型化と、光学モジュール3に影響を与えないFPC13Cの引き回しとが可能になる。
ただし、本実施形態の場合には、FPC13Cの厚みが厚くなると、前記湾曲部の撓みによる反発力が光学モジュール3のローリング方向Rの動きに影響することが予想される。従って、なるべく厚みの薄いFPC13Cを使用して上記反発力の影響を少なくすることが好ましい。
本発明の実施形態に係る駆動装置2及び光学ユニット1は、以上述べたような構成を有することを基本とするものであるが、本願発明の要旨を逸脱しない範囲内での部分的構成の変更や省略等を行うことも勿論可能である。
因みに、このような構成の回転許容構造23を採用した場合には、光学モジュール3のローリング方向Rの動きに追従してFPC13Dは、図10中、仮想線で示す範囲で揺動するようになる。ここで、仮想線13D1は光学モジュール3が反時計回りに回転した場合のFPC13Dの位置を示し、仮想線13D2は光学モジュール3が時計回りに回転した場合のFPC13Dの位置を示す。従って、特にFPC13Dの径方向Gの外方への張出し量(仮想線13D2)が小さくなるから、光学ユニット1を搭載するカメラハウジングとのクリアランスが小さい場合等に当該構成は有効である。
また、両固定部15、17間の部分Dに存する固定体9の外部ケーシング39のコーナー部の形状は、円滑なフレキシブル配線基板(FPC)13の移動を可能にするために滑らかな曲線形状に形成することが望ましい。
3b…ハウジング、5…被装着部、7…可動体、8…ホルダ枠、9…固定体、
11…支持部、12…弾性部材、13…フレキシブル配線基板(FPC)、
13D1…仮想線、13D2…仮想線、
15…可動体側固定部、17…固定体側固定部、
23…回転を許容する構造(回転許容構造)、25…下辺(辺)、26…側面、
27…側面、29…揺動許容空間、31…コイル、33…磁石、
35…コイル取付けフレーム、37…スリット、39…外部ケーシング、
40…背面板、41…窓部、43…補強板、45…弾性屈曲部、
L…光軸、X…ヨーイング方向(横振れ方向)、Y…ピッチング方向(縦振れ方向)、
R…ローリング方向(光軸周りの振れの方向)、Z…光軸方向、
X、Y…光軸と直交する方向、A…第1の方向、B…第2の方向、
C…(固定体の)外周に沿う領域、D…(両固定部の)間の部分、T…厚み方向、
H…(光軸方向の)高さ寸法、E…光軸方向に占める領域、
F…光軸方向に占める領域、G…径方向、J…所定量(突出量)、
K…所定量(突出量)、M…長さ、N…長さ、P…折返し線、O…支点、Q…接続点、
α…角度
Claims (18)
- 光学モジュールが装着される被装着部を有する可動体と、
固定体と、
前記固定体に対して前記可動体を前記被装着部に装着された状態の前記光学モジュールの光軸周りに回転可能に支持する支持部と、を備え、
前記可動体は、前記光学モジュールから引き出されるフレキシブル配線基板が固定される可動体側固定部を備え、
前記固定体は、前記フレキシブル配線基板が固定される固定体側固定部を備え、
前記固定体の外周に沿う領域であって前記可動体側固定部と前記固定体側固定部の間の部分は、前記フレキシブル配線基板の厚み方向を前記光軸の方向と直交する方向とする姿勢で引き回される領域である、ことを特徴とする駆動装置。 - 請求項1に記載された駆動装置において、
前記固定体側固定部は、前記固定体側固定部が形成される辺よりも径方向外側に突出している、ことを特徴とする駆動装置。 - 請求項1又は2に記載された駆動装置において、
前記可動体側固定部の固定面方向は前記固定体側固定部の固定面方向と異なる、ことを特徴とする駆動装置。 - 光学モジュールを備える可動体と、
固定体と、
前記固定体に対して前記可動体を前記光学モジュールの光軸周りに回転可能に支持する支持部と、を備え、
前記可動体は、前記光学モジュールから引き出されるフレキシブル配線基板が固定される可動体側固定部を備え、
前記固定体は、前記フレキシブル配線基板が固定される固定体側固定部を備え、
前記フレキシブル配線基板は、前記固定体の外周に沿う領域であって前記可動体側固定部と前記固定体側固定部の間の部分に引き回され、
前記フレキシブル配線基板の前記可動体側固定部と前記固定体側固定部の間の部分は、前記可動体の前記光軸周りの回転を許容する構造である、ことを特徴とする光学ユニット。 - 請求項4に記載された光学ユニットにおいて、
前記フレキシブル配線基板の前記可動体側固定部と前記固定体側固定部の間の部分は、該フレキシブル配線基板の厚み方向を前記光軸の方向と直交する方向とする姿勢で引き回されている、ことを特徴とする光学ユニット。 - 請求項4又は5に記載された光学ユニットにおいて、 前記フレキシブル配線基板は、前記固定体及び可動体が前記光軸の方向に占める領域の内側に位置する、ことを特徴とする光学ユニット。
- 請求項6に記載された光学ユニットにおいて、 前記フレキシブル配線基板は、前記固定体が前記光軸の方向に占める領域の内側に位置する、ことを特徴とする光学ユニット。
- 請求項4から7のいずれか一項に記載された光学ユニットにおいて、
前記固定体側固定部は、前記固定体側固定部が形成される辺よりも径方向外側に突出している、ことを特徴とする光学ユニット。 - 請求項8に記載された光学ユニットにおいて、
前記可動体側固定部は、隣接する前記固定体の外周より径方向外側に突出している、ことを特徴とする光学ユニット。 - 請求項4から9のいずれか一項に記載された光学ユニットにおいて、
前記フレキシブル配線基板は、
前記可動体側固定部から第1の方向に延びる部分と、
前記固定体側固定部から前記第1の方向と異なる方向である第2の方向に延びる部分を有する、ことを特徴とする光学ユニット。 - 請求項10に記載された光学ユニットにおいて、
前記フレキシブル配線基板は、前記第1の方向に延びる部分と第2の方向に延びる部分とでL字形状を成している、ことを特徴とする光学ユニット。 - 請求項11に記載された光学ユニットにおいて、
前記第2の方向に延びる部分の長さは、前記第1の方向に延びる部分の長さより長い、ことを特徴とする光学ユニット。 - 請求項4から9のいずれか一項に記載された光学ユニットにおいて、
前記フレキシブル配線基板は、前記可動体側固定部と前記固定体側固定部との間の部分が前記光軸周りの方向に沿って湾曲している、ことを特徴とする光学ユニット。 - 請求項4から13のいずれか一項に記載された光学ユニットにおいて、
前記フレキシブル配線基板は、前記可動体側固定部と前記固定体側固定部との間の部分が折り返されて2つ以上重なっている、ことを特徴とする光学ユニット。 - 請求項14に記載された光学ユニットにおいて、 前記フレキシブル配線基板は、折り返されてできる折り返し部にスリットがある、ことを特徴とする光学ユニット。
- 請求項4から15のいずれか一項に記載された光学ユニットにおいて、 前記フレキシブル配線基板は、前記可動体側固定部に固定される部分、前記固定体側固定部に固定される部分の少なくとも一方に補強板があり、 前記補強板は、前記フレキシブル配線基板と前記可動体側固定部との間に位置する、及び/または前記補強板は、前記フレキシブル配線基板と前記固定体側固定部との間に位置することを特徴とする光学ユニット。
- 請求項4から15のいずれか一項に記載された光学ユニットにおいて、
前記フレキシブル配線基板は、前記可動体側固定部に固定される部分、前記固定体側固定部に固定される部分の少なくとも一方に補強板があり、
前記補強板は、前記フレキシブル配線基板に対して前記固定部と反対側に位置する、ことを特徴とする光学ユニット。 - 請求項4から17のいずれか一項に記載された光学ユニットにおいて、
前記光学モジュールは、前記光軸周りをローリング方向としてピッチング方向及びヨーイング方向に対する振れ補正機構を備えている、ことを特徴とする光学ユニット。
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