JP7096107B2 - 光学ユニット - Google Patents
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Description
本発明は、振れ補正機能付き光学ユニットに関するものである。
光学ユニットは、一例として光学モジュールを備える可動体と、可動体を変位可能に保持する固定体とから構成されている。例えば、特許文献1には、第1保持体2を板バネ8及び板バネ9によって、光軸方向へ移動可能に第2保持体3に支持させ、当該第2保持体3を複数本のワイヤ10によって光軸方向に略直交する方向へ移動可能に固定体4に支持させている。
この光学ユニットでは、板バネ8のX軸方向及びY軸方向における四隅にワイヤ固定部8dが形成され、当該ワイヤ固定部8dにワイヤ10の一端がそれぞれ固定され、ワイヤ10の他端は固定体4を構成する基板18に固定されている。この構成により、光学ユニットにおいて光軸方向に力が加わった場合、板バネ8のワイヤ固定部8dが撓み、光軸方向における力に抗することができる。一方、光学ユニットに光軸周り方向の振れが生じた場合、ワイヤ10が固定体4に対する第1保持体2及び第2保持体3のローリングを許容することができる。
しかしながら、この構成では、光軸方向及光軸周り方向(ローリング方向)への振れを補正するための部材が複数必要となるとともに、ワイヤ固定部8dと基板18との間に複数のワイヤ10を所定の張力で取りつける必要があり、光学ユニットの組立性が煩雑なものとなる。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、光軸方向及び光軸周り方向における可動体の振れ補正を簡素な構成で行うとともに組立性に考慮した光学ユニットを提供することを目的とする。
上記課題を達成するため、本発明に係る光学ユニットは、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ローリング支持機構と、前記可動体を前記光軸周りに回動させるローリング駆動機構と、を備え、前記ローリング支持機構は、前記可動体と前記固定体との間の位置であって前記光軸周りにおける複数箇所に配置され、前記可動体を光軸周りに回転可能に支持する弾性部材を備え、前記弾性部材は、前記可動体に接続されている一端部と、前記固定体に接続されている他端部と、前記一端部と前記他端部との間に配置される第1弾性部及び第2弾性部と、を備え、前記第1弾性部は、前記光軸方向に沿って延び、前記光軸周り方向に弾性力を生じさせ、前記第2弾性部は、前記第1弾性部から前記光軸と交差する方向に延び、前記光軸方向に弾性力を生じさせる、ことを特徴とする。
本態様によれば、前記可動体と前記固定体との間に前記弾性部材が配置され、前記弾性部材は、一端部が前記可動体に接続され、他端部が前記固定体に接続され、前記一端部と前記他端部との間に前記光軸方向に沿って延び、前記光軸周り方向に弾性力を生じさせる前記第1弾性部と、前記第1弾性部から前記光軸と交差する方向に延び、前記光軸方向に弾性力を生じさせる前記第2弾性部とを備えているので、一の弾性部材により、前記光軸方向と前記光軸と交差する方向に弾性力を生じさせることができる。その結果、前記光学ユニットにおいて前記光軸方向に衝撃が加わっても、前記第2弾性部が前記光軸方向に弾性力を生じさせるので、前記第1弾性部の意図しない塑性変形を防止できる。
また、一の弾性部材により前記光軸方向及び前記光軸周り方向に弾性力を生じさせることができるので、前記光学ユニットにおける前記光軸方向及び前記光軸周り方向における振れ補正の構成を簡素化することができる。加えて、前記可動体と前記固定体との間に弾性部材を複数配置するだけで前記光学ユニットを組み立てることができるので、前記光学ユニットにおける組立性を向上させることができる。
本発明に係る光学ユニットにおいて、前記弾性部材は板バネとして構成され、前記第1弾性部において前記光軸方向における長さは、前記第2弾性部の前記光軸方向における板厚より大きく、前記第2弾性部の前記光軸と交差する方向における長さは、前記第1弾性部の前記光軸と交差する方向における板厚より大きい、ことを特徴とする。
本態様によれば、前記弾性部材は板バネとして構成され、前記第1弾性部において前記光軸方向における長さは、前記第2弾性部の前記光軸方向における板厚より大きく、前記第2弾性部の前記光軸と交差する方向における長さは、前記第1弾性部の前記光軸と交差する方向における板厚より大きい。つまり、前記光軸方向において前記光学ユニットに力が作用した場合、前記光軸方向において前記第2弾性部の板厚は前記第1弾性部の前記光軸方向における長さより小さいので、前記光軸方向に変形し易い。その結果、前記光軸方向において前記光学ユニットに落下等の衝撃が加わった際、前記第2弾性部が前記光軸方向に撓み、衝撃の少なくとも一部を吸収することで前記第1弾性部が塑性変形することを防止できる。
一方、前記光軸と交差する方向に力が作用した場合、前記光軸と交差する方向において前記第1弾性部の板厚は前記第2弾性部の前記光軸と交差する方向における長さより小さいので、前記第1弾性部が撓むことになり、当該第1弾性部において前記光軸と交差する方向に沿った弾性力が生じる。これにより、前記光学ユニットにおける前記光軸と交差する方向、例えば、光軸周り方向において前記可動体が前記固定体に対して変位すると、前記第1弾性部に生じた弾性力が前記可動体を元の状態に戻そうとするので、前記光学ユニットの振れを補正できる。したがって、一の弾性部材により、前記光軸方向及び前記光軸と交差する方向に弾性力を生じさせるので、簡素な構成で第1弾性部の塑性変形を防止するとともに前記光学ユニットにおける前記光軸方向及び前記光軸と交差する方向における振れを補正できる。
本発明に係る光学ユニットにおいて、前記弾性部材において前記第1弾性部はU字形状に形成され、前記第1弾性部の一端は前記一端部と前記他端部のいずれか一方に接続され、前記第1弾性部の他端は、前記第2弾性部を介して他方と接続されている、ことを特徴とする。
本態様によれば、前記弾性部材において前記第1弾性部はU字形状に形成され、前記第1弾性部の一端は前記一端部と前記他端部のいずれか一方に接続され、前記第1弾性部の他端は、前記第2弾性部を介して他方と接続されている。前記光軸周り方向に前記可動体が変位する際、前記U字形状の第1弾性部において前記可動体側に位置する部位と前記固定体側に位置する部位とが前記光軸周り方向において互いに反対方向に変位する。その結果、前記U字形状の第1弾性部において前記可動体側に位置する部位及び前記固定体側に位置する部位の変位量が前記光軸周り方向における前記可動体の変位量の半分となり、前記第1弾性部に係る負荷を低下させることができる。その結果、前記光学ユニットにおける前記光軸方向に作用する力、例えば、落下等の衝撃力に対する耐久性を高めることができる。これにより、前記弾性部材における前記第1弾性部の座屈を抑制できる。
本発明に係る光学ユニットにおいて、前記弾性部材において前記第1弾性部はU字形状に形成され、前記第1弾性部の両端には前記第2弾性部がそれぞれ配置され、前記第1弾性部は、前記第2弾性部を介して前記一端部及び前記他端部と接続されている、ことを特徴とする。
本態様によれば、前記U字形状の第1弾性部の両端にそれぞれ前記第2弾性部を備えるので、前記光学ユニットにおける前記光軸方向に作用する力、例えば、落下等による衝撃力に対する耐久性を高めることができる。その結果、前記弾性部材における前記第1弾性部の座屈を確実に抑制できる。
本発明に係る光学ユニットにおいて、前記一端部は、前記光軸周り方向において第1の方向に延び、前記他端部は、前記光軸周り方向において前記第1の方向と反対の第2の方向に延びている、ことを特徴とする。
本態様によれば、前記光軸周り方向において、前記一端部と他端部とを互いに反対の方向に配置するので、例えば、前記一端部と前記他端部とを前記光軸の半径方向において前記光軸から同じ距離に配置することができ、前記光軸の半径方向において前記光学ユニットにおける前記弾性部材の占有領域を小さくでき、前記光学ユニットの装置サイズの小型化を図ることができる。
本発明に係る光学ユニットにおいて、前記第2弾性部は、前記第1弾性部から前記一端部または前記他端部に向かうに連れて板幅が広くなるテーパー形状に形成されている、ことを特徴とする。
本態様によれば、前記第2弾性部は前記第1弾性部から前記一端部または前記他端部に向かうに連れて板幅が広くなるテーパー形状に形成されているので、前記第2弾性部が前記光軸方向に変形する際、前記第2弾性部における前記一端部または前記他端部と隣接する部分の強度を高めることができ、前記弾性部材の破損を低減できる。
本発明に係る光学ユニットにおいて、前記弾性部材において前記第2弾性部はU字形状に形成され、前記第1弾性部は、前記第2弾性部の一端と前記一端部との間に位置する第1部位と、前記第2弾性部の他端と前記他端部との間に位置する第2部位と、を有する、ことを特徴とする。
本態様によれば、前記第2弾性部をU字形状に形成したので、前記光学ユニットにおける前記光軸方向に作用する力、例えば、落下等による衝撃力に対する耐久性を高めることができる。その結果、前記弾性部材における前記第1弾性部の座屈を確実に抑制できる。
本発明に係る光学ユニットにおいて、前記弾性部材において前記第1弾性部はI字形状に形成され、前記第2弾性部は、前記一端部と前記第1弾性部との間及び前記他端部と前記第1弾性部との間の少なくとも一方に配置されている、ことを特徴とする。
本態様によれば、前記第1弾性部をI字形状に形成したので、U字形状に形成した場合に比べて前記光軸の半径方向における前記弾性部材の占有領域を小さくでき、ひいては前記光学ユニットの前記光軸の半径方向における装置サイズの小型化を図ることができる。
本発明に係る光学ユニットにおいて、前記ローリング支持機構は、前記可動体及び前記固定体のいずれか一方から他方に向けて突出する、少なくとも1つの突出部を備え、前記突出部には、前記弾性部材の前記一端部及び前記他端部のいずれか一方が固定され、前記突出部は、前記可動体及び前記固定体のいずれか他方と接触することで前記可動体の振れを規制する、ことを特徴とする。
本態様によれば、前記突出部には、前記弾性部材の前記一端部及び前記他端部のいずれか一方が固定され、前記突出部は、前記可動体及び前記固定体のいずれか他方と接触することで前記可動体の振れを規制するので、前記弾性部材の近傍で前記可動体の振れを規制することができる。その結果、前記可動体の振れを規制する規制部を前記弾性部材から離れた位置に設ける場合に比べて、各部材の寸法公差等の影響を小さくでき、前記振れを精度良く規制することができる。
本発明に係る光学ユニットにおいて、前記ローリング支持機構は、前記可動体及び前記固定体のいずれか他方に、前記突出部を受け入れる受入部を備え、前記光軸と交差し、前記突出部及び前記受入部を通る第1軸線方向において、前記突出部と前記受入部との間には、第1の長さで間隙が形成され、前記弾性部材は、前記第1弾性部の板厚方向が前記第1軸線方向に交差する方向に配置され、前記第1弾性部は、前記光軸方向に沿って延びる第1部位及び第2部位を備え、前記第1部位と前記第2部位とは、前記第1軸線方向において第2の長さで間隔をおいて配置され、前記第1の長さは前記第2の長さよりも短い、ことを特徴とする。
本態様によれば、前記突出部と前記受入部との間隙の長さである第1の長さが前記第1軸線方向における前記第1弾性部の前記第1部位と前記第2部位との長さである第2の長さよりも短く設定されているので、前記可動体が前記第1軸線方向に落下等の衝撃により変位させられた際、前記突出部と前記受入部とが接触する。これにより、前記弾性部材の前記第1弾性部における前記第1軸線方向の変形を前記第1の長さ以下とすることができる。これにより、前記第1弾性部の前記第1部位及び前記第2部位が前記第1軸線方向において弾性変形領域を超えて変形することがないので、前記第1弾性部の塑性変形を防止できる。
本発明に係る光学ユニットにおいて、前記突出部は前記可動体に設けられ、前記第1軸線方向において、前記突出部における前記受入部と対向する部位は、前記光軸を中心とする円弧状に形成されている、ことを特徴とする。
本態様によれば、前記突出部は前記可動体に設けられ、前記第1軸線方向において、前記突出部における前記受入部と対向する部位は、前記光軸を中心とする円弧状に形成されているので、前記可動体が前記固定体に対して前記光軸周り方向に変位する際、前記突出部と前記受入部とが干渉することを抑制できる。これにより、前記光軸の半径方向において前記光学ユニットの装置サイズの小型化を図ることができる。
本発明に係る光学ユニットにおいて、前記突出部及び前記受入部の少なくとも一方は、前記弾性部材の一端部及び他端部の少なくとも一方を位置決めする位置決め部を備えている、ことを特徴とする。
本態様によれば、前記突出部及び前記受入部の少なくとも一方は、前記弾性部材の一端部及び他端部の少なくとも一方を位置決めする位置決め部を備えているので、前記光学ユニットの組立時において前記弾性部材を容易に位置決めすることができる。加えて、前記突出部及び前記受入部の少なくとも一方に前記弾性部材を取りつけた状態、すなわち、前記弾性部材の他端部に負荷が生じていない状態で、前記突出部及び前記受入部の他方に前記他端部を組み付けることができるので、前記弾性部材に負荷が生じたまま固定されることを防止でき、前記可動体と前記固定体との位置関係を精度良く組み立てることができる。
本発明に係る光学ユニットにおいて、前記位置決め部は、前記突出部及び前記受入部の少なくとも一方に形成される凸部であり、前記弾性部材の一端部及び他端部の少なくとも一方には、前記凸部と嵌合する凹部又は孔が形成されている、ことを特徴とする。
本態様によれば、前記位置決め部は、前記突出部及び前記受入部の少なくとも一方に形成された凸部であり、前記弾性部材の一端部及び他端部の少なくとも一方には、前記凸部と嵌合する凹部又は孔が形成されているので、前記凸部と前記凹部又は孔とを嵌合させるだけで、前記弾性部材の取り付けが行われるので、前記光学ユニットの組立性を向上させることができる。
本発明に係る光学ユニットにおいて、前記突出部及び前記受入部の少なくとも一方は、前記弾性部材の回転を規制する回転規制部を備えている、ことを特徴とする。
本態様によれば、前記突出部及び前記受入部の少なくとも一方は、前記弾性部材の回転を規制する回転規制部を備えているので、前記光学ユニットの組立時において前記弾性部材を前記突出部及び前記受入部の少なくとも一方に対して角度を規定した状態で取りつけることができる。これにより前記弾性部材の位置と角度を精度良く、前記突出部及び前記受入部に固定できる。
本発明に係る光学ユニットにおいて、前記光学モジュールはピッチング方向及びヨーイング方向における振れ補正機構を備えている、ことを特徴とする。
本態様によれば、上述した各態様における作用効果と同様の作用効果を得ることができる。
本発明によれば、前記可動体と前記固定体との間に前記弾性部材が配置され、前記弾性部材は、一端部が前記可動体に接続され、他端部が前記固定体に接続され、前記一端部と前記他端部との間に前記光軸方向に沿って延び、前記光軸周り方向に弾性力を生じさせる前記第1弾性部と、前記第1弾性部から前記光軸と交差する方向に延び、前記光軸方向に弾性力を生じさせる前記第2弾性部とを備えているので、一の弾性部材により、前記光軸方向と前記光軸と交差する方向に弾性力を生じさせることができる。その結果、前記光学ユニットにおいて前記軸線方向に衝撃が加わっても、前記第2弾性部が前記光軸方向に弾性力を生じさせるので、前記第1弾性部の意図しない塑性変形を防止できる。また、一の弾性部材により前記光軸方向及び前記光軸周り方向に弾性力を生じさせることができるので、前記光学ユニットにおける前記光軸方向及び前記光軸周り方向における振れ補正の構成を簡素化することができる。加えて、前記可動体と前記固定体との間に弾性部材を複数配置するだけで前記光学ユニットを組み立てることができるので、前記光学ユニットにおける組立性を向上させることができる。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。尚、各実施例において同一の構成については、同一の符号を付し、最初の実施例においてのみ説明し、以後の実施例においてはその構成の説明を省略する。
尚、図1~図16の各図において、符号Lが付された一点鎖線は光軸を示し、符号L1が付された一点鎖線は光軸と交差する第1軸線を示し、符号L2が付された一点鎖線は光軸L及び第1軸線L1と交差する第2軸線L2を示している。各図においてZ軸方向は光軸方向であり、R方向は光軸周り方向であり、X軸方向は光軸と交差する方向、言い換えるとヨーイング方向であり、Y軸方向は光軸と交差する方向、言い換えるとピッチング方向である。第1軸線方向とは第1軸線L1に沿った方向であり、第2軸線方向とは第2軸線L2に沿った方向である。
<<<実施形態1>>>
<<<光学ユニットの全体構成の概略>>>
図1及び図2において、本実施形態1に係る光学ユニット10の構成について説明する。光学ユニット10は、光学モジュール12を備える可動体14と、可動体14を光軸周り方向Rに変位可能な状態で保持する固定体16と、可動体14を光軸周り方向Rに駆動するローリング駆動機構18と、固定体16に対して可動体14を光軸周り方向Rに回転可能に支持するローリング支持機構20とを備えている。
<<<光学ユニットの全体構成の概略>>>
図1及び図2において、本実施形態1に係る光学ユニット10の構成について説明する。光学ユニット10は、光学モジュール12を備える可動体14と、可動体14を光軸周り方向Rに変位可能な状態で保持する固定体16と、可動体14を光軸周り方向Rに駆動するローリング駆動機構18と、固定体16に対して可動体14を光軸周り方向Rに回転可能に支持するローリング支持機構20とを備えている。
<<<光学モジュールについて>>>
本実施形態において、光学モジュール12は略矩形筐体状に形成されており、例えばカメラ付携帯電話機やタブレット型PC等に搭載される薄型カメラ等として用いられる。光学モジュール12は、被写体側+Zにレンズ12aを備え、矩形筐体状のハウジング12bの内部に撮像を行うための光学機器等が内蔵されている。本実施形態における光学モジュール12は、一例として、光学モジュール12に生じたピッチング方向Y及びヨーイング方向Xの補正を行うアクチュエーターを内蔵し、ピッチング方向Y及びヨーイング方向Xの振れ補正が可能な構成となっている。
本実施形態において、光学モジュール12は略矩形筐体状に形成されており、例えばカメラ付携帯電話機やタブレット型PC等に搭載される薄型カメラ等として用いられる。光学モジュール12は、被写体側+Zにレンズ12aを備え、矩形筐体状のハウジング12bの内部に撮像を行うための光学機器等が内蔵されている。本実施形態における光学モジュール12は、一例として、光学モジュール12に生じたピッチング方向Y及びヨーイング方向Xの補正を行うアクチュエーターを内蔵し、ピッチング方向Y及びヨーイング方向Xの振れ補正が可能な構成となっている。
尚、本実施形態において、光学モジュール12は、ピッチング方向Y及びヨーイング方向Xの振れ補正が可能な構成としたが、この構成に限定はされず、例えば、ピッチング方向Y及びヨーイング方向Xのいずれか一方のみの振れ補正が可能な構成でもよく、ピッチング方向Y及びヨーイング方向Xの補正を行わず、オートフォーカス機能を備える構成であってもよい。
<<<可動体について>>>
図1及び図2において、可動体14は、光学モジュール12と、ホルダ枠22と、磁石24A、24Bとを備えている。ホルダ枠22は、光学モジュール12のレンズ12a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矩形枠状の部材(図2ないし図4)として構成されている。本実施形態においてホルダ枠22は、一例として光学モジュール12を着脱可能に構成されている。
図1及び図2において、可動体14は、光学モジュール12と、ホルダ枠22と、磁石24A、24Bとを備えている。ホルダ枠22は、光学モジュール12のレンズ12a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矩形枠状の部材(図2ないし図4)として構成されている。本実施形態においてホルダ枠22は、一例として光学モジュール12を着脱可能に構成されている。
ホルダ枠22において対向する2面を利用して、ローリング補正用の磁石24A、24Bがこれらの外面に取り付けられている。ホルダ枠22において第1軸線方向及び第2軸線方向においてホルダ枠22から外周部、すなわち固定体16側に向けて突出する複数の突出部26が形成されている。本実施形態において複数の突出部26は光軸Lを挟んで対向する位置にそれぞれ形成され、一例として第1軸線方向及び第2軸線方向にそれぞれ一組ずつ突出部26が形成されている。尚、突出部26の構成については後述する。
<<<固定体について>>>
図1ないし図3において、固定体16は、固定枠28と、底板30と、コイル32A、32Bとを備えている。本実施形態において、固定枠28は、光軸周り方向Rにおいて可動体14のホルダ枠22の少なくとも3面を取り囲むように設けられる矩形枠状の部材として構成されている。本実施例において、固定枠28は、ホルダ枠22に対して+X軸方向の一部が切り取られる形状を成している。
図1ないし図3において、固定体16は、固定枠28と、底板30と、コイル32A、32Bとを備えている。本実施形態において、固定枠28は、光軸周り方向Rにおいて可動体14のホルダ枠22の少なくとも3面を取り囲むように設けられる矩形枠状の部材として構成されている。本実施例において、固定枠28は、ホルダ枠22に対して+X軸方向の一部が切り取られる形状を成している。
矩形枠状の固定枠28の四隅には、ホルダ枠22の突出部26を受け入れる凹状の受入部34が第1軸線又は第2軸線に沿ってそれぞれ形成されている。尚、受入部34については後述する。さらに、固定枠28にホルダ枠22が挿入された際、固定枠28の内面において磁石24A、24Bと対向する位置には、それぞれコイル取付け部28a(図2)が設けられている。
図1及び図3に示すように、コイル取付け部28aには、コイル32A、32Bがそれぞれ取り付けられている。本実施形態において、コイル32A及びコイル32Bは一例として巻線コイルとして構成されているが、コイルをパターンとして基板配線内に取り込んだパターン基板(コイル基板)としてもよい。
本実施形態において図1及び図3において可動体14が固定体16内に配置された状態において、磁石24Aとコイル32A、磁石24Bとコイル32Bとは対向状態となる。
本実施形態において、磁石24Aとコイル32Aとの対、磁石24Bとコイル32Bとの対は、ローリング駆動機構18を構成している。ローリング駆動機構18により、可動体14のローリングの補正が行われる。
本実施形態において、磁石24Aとコイル32Aとの対、磁石24Bとコイル32Bとの対は、ローリング駆動機構18を構成している。ローリング駆動機構18により、可動体14のローリングの補正が行われる。
光学ユニット10において光軸周り方向Rに振れが発生すると、不図示の磁気センサー(ホール素子)とローリング検出用及び補正用の磁石24A、24Bのいずれかとの対により、その磁束密度の変化から、光学ユニット10の光軸周り方向Rの振れが検出される。この振れの検出結果に基づいて、ローリング駆動機構18がその振れを補正するように作用する。即ち、光学ユニット10の振れを打ち消す方向に可動体14を動かすようにコイル32A、32Bに電流が流され、ローリング駆動機構18が駆動させられ、光軸周り方向Rの振れが補正される。
尚、振れを補正する動作のための駆動源としては、ローリング駆動機構18のようなコイル32A、32Bと磁石24A、24Bとの各対により構成されるボイスコイルモーターに限定されない。他の駆動源としてステッピングモーターやピエゾ素子等を利用したものを使用することも可能である。
本実施形態において、底板30は、図3において固定枠28の-Z方向側端部に取り付けられている。底板30は、矩形状の平板部材として構成されている。本実施形態において、底板30には、中央部に開口部30aが形成され、開口部30aの周囲には外縁部30bが形成されている。本実施形態において、可動体14が固定体16に保持された状態(図3)において外縁部30bの一部が、Z軸方向においてローリング支持機構20を覆うように、ローリング支持機構20の-Z方向側に配置されている。本実施形態において、底板30の外縁部30bは、可動体14の-Z軸方向への変位を規制する第3規制部52として機能する。第3規制部52については後述する。
<<<ローリング支持機構について>>>
図1ないし図3において、ローリング支持機構20は、突出部26と、受入部34と、弾性部材36とを備えて構成されている。図3ないし図6において、弾性部材36は、一例として、U字形状に形成された板バネとして構成されている。本実施形態において弾性部材36は、一端部36aと、他端部36bと、第1弾性部36cと、第2弾性部36dとを備えている。
図1ないし図3において、ローリング支持機構20は、突出部26と、受入部34と、弾性部材36とを備えて構成されている。図3ないし図6において、弾性部材36は、一例として、U字形状に形成された板バネとして構成されている。本実施形態において弾性部材36は、一端部36aと、他端部36bと、第1弾性部36cと、第2弾性部36dとを備えている。
本実施形態において、図17に示すように弾性部材36は、板厚t1の板材を適宜折り曲げて板バネとして形成している。本実施形態において第1弾性部36cは、図17に示すよう光軸方向に沿って延びる第1部位36eと、光軸方向に沿って第1部位36eと並行に延びる第2部位36fとを備えている。
一端部36aから上方に第1部位36eが延びた後、湾曲して下方側に第2部位36fが延びている。第2部位36fの下端は第2弾性部36dに接続されている。第2弾性部36dにおいて第2部位36fと接続された側と反対の側は、他端部36bと接続されている。本実施形態では、図7及び図8に示すように可動体14が固定体16に対して回転した際、第1部位36eと第2部位36fとが光軸周り方向Rにおいて互いに反対方向に弾性変形するので、光軸周り方向Rにおいて第1弾性部36cにおける第1部位36e及び第2部位36fの変形量を可動体14の変形量の半分とすることができ、弾性部材36に掛かる負荷を小さくできる。その結果、光学ユニット10における光軸方向に作用する力、例えば、落下等の衝撃力に対する耐久性を高めることができる。これにより、弾性部材36における第1弾性部36cの座屈を抑制できる。
本実施形態において、第2弾性部36dは、第2軸線方向において、第1弾性部36cの第2部位36fと接続された側から他端部36bに向かうにつれて板幅、第1軸線方向における幅が広くなる形状を有している。これにより、第2弾性部36dにおける他端部36bとの接続部分の強度を高めることができる。尚、図17における弾性部材36の姿勢は、一例として第1弾性部36cが光軸Lに沿い、第1部位36eと第2部位36fとが第1軸線方向に間隔をおいて配置された状態を示している。
本実施形態において第1弾性部36cは、光軸方向において長さL3で形成され、第2弾性部36dは、一例として第2軸線方向において長さL4で形成されている。第1部位36eと第2部位36fとは、第1軸線方向において第2の長さとしての長さL5の間隔をおいて配置されている。
ここで、図17に示すように、第2軸線方向において、第1弾性部36cの板厚はt1であり、第2弾性部36dにおける第2軸線方向における長さはL4である。長さL4は板厚t1よりも大きく設定されている。したがって、弾性部材36において第2軸線方向に力が作用した場合、第1弾性部36cが第2軸線方向において弾性変形する。これにより、第1弾性部36cに生じた弾性力により、光軸周り方向Rにおける振れを補正できる。
一方、光軸方向において、第1弾性部36cにおける光軸方向における長さはL3であり、第2弾性部36dの板厚はt1である。長さL3は板厚t1よりも大きく設定されている。したがって、弾性部材36において光軸方向に力が作用した場合、第2弾性部36dが光軸方向において弾性変形する。これにより、第2弾性部36dに生じた弾性力により、光軸方向における振れを補正できる。
言い換えると、本実施形態における弾性部材36において、第1弾性部36cは光軸周り方向Rに弾性力を生じさせることができ、第2弾性部36dは光軸方向に弾性力を生じさせることができる。したがって、一の弾性部材36により光軸方向及び光軸周り方向Rに弾性力を生じさせることができる。その結果、光学ユニット10において光軸方向に衝撃が加わっても、第2弾性部36dが光軸方向に弾性力を生じさせるので、第1弾性部36cの意図しない塑性変形を防止できる。さらに、光学ユニット10における光軸方向及び光軸周り方向Rにおける振れ補正の構成を簡素化することができる。
本実施形態において、弾性部材36の一端部36aには、「凹部又は孔」としての第1被位置決め部36gと被回転規制部36hが形成されている。本実施形態において第1被位置決め部36gは、一端部36aを貫通する貫通孔として構成されている。被回転規制部36hは、一端部36aを貫通する長孔として構成されている。
他端部36bには、「凹部又は孔」としての第2被位置決め部36jが形成されている。本実施形態において第2被位置決め部36jは、他端部36bを貫通する貫通孔として構成されている。
図5に示すように、本実施形態において一端部36aは、ホルダ枠22の突出部26に固定され、他端部36bは、固定枠28の受入部34に固定されている。具体的には、突出部26には、突出部26から-Z方向に突出するピン状の凸部として第1位置決め部26aと、突出部26から-Z方向に突出するピン状の回転規制部26bとを備えている。一方、受入部34には、受入部34から-Z方向に突出するピン状の凸部として第2位置決め部34aが形成されている。
本実施形態において、弾性部材36の第1被位置決め部36gには、突出部26の第1位置決め部26aが挿入され、被回転規制部36hには回転規制部26bが挿入されている。一方、第2被位置決め部36jには、第2位置決め部34aが挿入されている。
本実施形態において光学ユニット10を組み立てる際、最初に、弾性部材36の第1被位置決め部36gに突出部26の第1位置決め部26aを挿入し、第1位置決め部26aを溶着させる。これにより、ホルダ枠22に対して弾性部材36の位置決めが成される。次いで、長孔形状の被回転規制部36hに回転規制部26bを挿入し、回転規制部26bを溶着させる。これにより、弾性部材36のホルダ枠22に対する回転規制がなされる。これにより、弾性部材36のホルダ枠22に対する取付け作業が完了する。
次いで、固定枠28に対してホルダ枠22を-Z方向側から挿入する。その後、弾性部材36の第2被位置決め部36jに受入部34の第2位置決め部34aを挿入し、第2位置決め部34aを溶着することで、可動体14が固定体16に保持される。
したがって、弾性部材36を位置決めピンである第1位置決め部26a及び回転規制部26bに取り付けて第1位置決め部26a及び回転規制部26bを溶着させる。この状態は、弾性部材36の第2被位置決め部36jには、負荷が生じていない状態である。その後、弾性部材36の第2被位置決め部36jを位置決めピンである第2位置決め部34aに取り付けて第2位置決め部34aを溶着させる。つまり、弾性部材36に負荷が生じていない状態で可動体14を固定体16に組み付けることができるので、可動体14及び固定体16に対する弾性部材36の位置決め及び回転規制を容易にでき、可動体14と固定体16との位置関係を精度良く組み立てることができる。さらに、これらの作業で可動体14と固定体16との組立作業が終了するので、光学ユニット10の組立作業を簡素化でき、組立性を向上させることができる。
本実施形態において、図4及び図5に示すように、弾性部材36の一端部36aは、突出部26に設けられた第1弾性部材固定部26cに第1位置決め部26a及び回転規制部26bにより固定されている。より具体的には、一端部36aの+Z方向側には第1弾性部材固定部26cが位置し、一端部36aを支持している。
弾性部材36の他端部36bは、受入部34に設けられた第2弾性部材固定部34bに第2位置決め部34aにより固定されている。より具体的には、他端部36bの+Z方向側には第2弾性部材固定部34bが位置し、他端部36bを支持している。図5に示すように、本実施形態において弾性部材36の第2弾性部36dの+Z方向側及び-Z方向側には、第2弾性部36dのZ軸方向における変位を妨げる部材を配置していない。これにより、第2弾性部36dは、例えば符号Z1が付された矢印方向に衝撃が加わった際、固定体16に対する可動体14の-Z軸方向側への変位を受けて第2弾性部36dは-Z方向に弾性変形する。尚、図5において符号36d-1が付された二点鎖線は、-Z方向に弾性変形した第2弾性部36dを模式的に表している。
第2弾性部36dが弾性変形することで、弾性部材36には光軸方向における弾性力が生じる。この弾性力により、可動体14は、固定体16に対して光軸方向に変位した位置から光軸方向における元の位置に復帰することができる。
また、図4ないし図6に示すように、弾性部材36は可動体14と固定体16との間において、第1弾性部36cの板厚方向が光軸周り方向Rに向くように配置されている。したがって、可動体14を回転方向である光軸周り方向Rと異なる光軸方向や光軸と交差する方向に対しては不用意に変位しないようにしっかり支持した状態で、光軸周り方向Rには円滑に変形することが可能となる。
<<<突出部と受入部との関係について>>>
図4ないし図9において、突出部26と受入部34との関係について説明する。
まず、突出部26について説明する。本実施形態において突出部26は、ホルダ枠22の四隅から第1軸線方向または第2軸線方向に沿って突出している。より具体的には、本実施形態における突出部26は、第1被規制部38と、第2被規制部40a、40bと、第3被規制部42a、42bとを備えている。尚、以下の説明では、一例として第1軸線方向に沿って突出する突出部26と突出部26を受け入れる受入部34の構成を説明するが、第2軸線方向に沿って突出する突出部26と突出部26を受け入れる受入部34の場合、突出部26及び受入部34における第1軸線方向と第2軸線方向との関係が入れ替わるものとする。
図4ないし図9において、突出部26と受入部34との関係について説明する。
まず、突出部26について説明する。本実施形態において突出部26は、ホルダ枠22の四隅から第1軸線方向または第2軸線方向に沿って突出している。より具体的には、本実施形態における突出部26は、第1被規制部38と、第2被規制部40a、40bと、第3被規制部42a、42bとを備えている。尚、以下の説明では、一例として第1軸線方向に沿って突出する突出部26と突出部26を受け入れる受入部34の構成を説明するが、第2軸線方向に沿って突出する突出部26と突出部26を受け入れる受入部34の場合、突出部26及び受入部34における第1軸線方向と第2軸線方向との関係が入れ替わるものとする。
本実施形態において、第1被規制部38は、一例として突出部26において第1軸線方向の先端側に形成されている(図4及び図6)。本実施形態において、第1被規制部38は、図6に示すように全体として円弧状の曲面として形成されている。具体的には、一例として光軸Lを中心とした仮想円C1の円周に沿う曲面として構成されている。
本実施形態において、第2軸線方向において第1被規制部38の中央部分には、溝部44が形成されている。溝部44には、弾性部材36の第1弾性部36cが配置されている。また、第1被規制部38において、溝部44により第2軸線方向における中央部分が切り欠かれて、第2軸線方向において2つに分割され、第1被規制部38a、38bが形成されている。
突出部26において第1弾性部材固定部26cが設けられた側の第1被規制部38aの-Z軸方向側端部には、第1被規制部38aの一部が切り取られて逃げ部38c(図4)が形成されている。逃げ部38cは、可動体14が固定体16に対して-Z軸方向に変位した際、第1被規制部38aが弾性部材36の他端部36b及び第2弾性部36dと干渉することを回避するために設けられている。
尚、本実施形態では、第1被規制部38を仮想円C1の円周に沿う円弧状の曲面として形成したが、この構成に限定されるものではなく、例えば、仮想円C1の円周に接する接線(不図示)に沿って溝部44から第2軸線における外側に延びるとともに第2軸線方向における外側に延びるにつれて光軸L、すなわち中心方向側に傾斜するテーパー形状であってもよい。
本実施形態において、突出部26の第2軸線方向の両側の端部の側面は、第2被規制部40a、40bとして構成されている(図4ないし図6)。さらに、突出部26の+Z方向側の端部及び-Z方向側の端部には第3被規制部42a、42b(図5、図6及び図9)が形成されている
<<<受入部について>>>
次いで、図5ないし図9において、受入部34について説明する。本実施形態において受入部34は、固定枠28の四隅において第1軸線方向または第2軸線方向に沿って凹む凹部として構成され、その内側に突出部26を受け入れる構成となっている。より具体的には、本実施形態における受入部34は、第1規制部46a、46bと、第2規制部48a、48bと、第3規制部50とを備えている。
次いで、図5ないし図9において、受入部34について説明する。本実施形態において受入部34は、固定枠28の四隅において第1軸線方向または第2軸線方向に沿って凹む凹部として構成され、その内側に突出部26を受け入れる構成となっている。より具体的には、本実施形態における受入部34は、第1規制部46a、46bと、第2規制部48a、48bと、第3規制部50とを備えている。
図6に示すように、受入部34に突出部26が受け入れられている状態において、第1軸線方向において、第1被規制部38a、38bと対向するように第1規制部46a、46bが形成されている。第1規制部46aは、第1被規制部38aに対向する面として形成され、第1規制部46bは、第1被規制部38bに対向する面として形成されている。
本実施形態において、第1軸線方向において、第1規制部46a、46bと第1被規制部38a、38bとの間隔は第1の長さL6で形成されている。尚、本実施形態において第1の長さL6は、第1軸線方向において、第1規制部46aと第1被規制部38aとの間隔が最も狭い部位における距離である。
本実施形態では、第1被規制部38a、38bは光軸Lを中心とした仮想円C1に沿う円弧形状に形成されているので、第1規制部46aと第1被規制部38aとの間隔及び第1規制部46bと第1被規制部38bとの間隔は、第2軸線方向の外側に向かうにつれて広がるように構成されている。言い換えると、第1被規制部38は対向する第1規制部46a、46bとの第1軸線方向における間隔が第2軸線方向外側に向かうにつれて広がる形状を有している。
したがって、図7に示すように、固定体16に対して可動体14が光軸周り方向Rに回転する際、第1規制部46a、46bに対する第1被規制部38a、38bの干渉を抑制できる。
本実施形態において、例えば図6における可動体14、すなわちホルダ枠22に第1軸線方向に衝撃が作用した場合、受入部34内において突出部26が第1規制部46a、46b側に向かって変位する。この際、ホルダ枠22が第1軸線方向において第1の長さL6以上に変位しようとすると、突出部26の第1被規制部38a、38bが第1規制部46a、46bと接触する。これにより、ホルダ枠22の第1軸線方向において第1の長さL6を超える第1規制部46a、46bに接近する方向への変位(振れ)が規制される。
本実施形態において、可動体14と固定体16との間には、光軸Lを挟んで第1軸線上の反対の位置にさらに1組の突出部26及び受入部34が形成されている。したがって、第1軸線上には光軸Lを挟んで2組の突出部26及び受入部34が配置されているので、固定体16に対する可動体14の変位、図6において突出部26が第1規制部46a、46bに接近する方向及び離間する方向の両方向の変位を規制することができる。したがって、弾性部材36における第1軸線方向における所定以上の変形を抑制できるので、意図しない変形を抑制できる。
本実施形態において、第1規制部46a、46bと第1被規制部38a、38bとの間隔L6、すなわち第1の長さは、弾性部材36の第1部位36eと第2部位36fとの間隔L5、すなわち第2の長さよりも小さい距離となっている。ここで、第1規制部46a、46bと第1被規制部38a、38bとの間隔L6を、弾性部材36における第1部位36e又は第2部位36fの第1軸線方向における弾性変形領域内の距離とすることが望ましい。
これにより、固定体16に対して可動体14が第1軸線方向に変位した場合であっても、弾性部材36の第1部位36e及び第2部位36fにおける変形を弾性変形領域内とすることができ、弾性部材36における第1部位36e及び第2部位36fの塑性変形を防止できる。
本実施形態において、受入部34において、第2規制部48a、48bは第1軸線方向に沿って延びる面として構成されている。本実施形態において第2規制部48aは、突出部26に形成された第2被規制部40aと対向する位置に設けられている。同様に、第2規制部48bは突出部26に形成された第2被規制部40bと対向する位置に設けられている。本実施形態において、第2規制部48aと第2被規制部40aとの対、第2規制部48bと第2被規制部40bとの対は、第2軸線方向において間隔をおいて形成され、可動体14の回転方向における振れ規制手段として機能する。
本実施形態において、第2軸線方向において第2規制部48aと第2被規制部40aとの間隔及び第2規制部48bと第2被規制部40bとの間隔は、長さL7で形成されている。
本実施形態において、図7に示すように可動体14が固定体16に対して光軸周り方向Rに長さL7以上回転すると、固定体16の第2規制部48bに、可動体14の第2被規制部40bが接触する。これにより、固定体16に対する可動体14の長さL7以上の回転(振れ)が規制される。同様に、可動体14が固定体16に対して図7に示す方向と反対の方向に長さL7以上回転すると、固定体16の第2規制部48aに、可動体14の第2被規制部40aが接触し、可動体14の回転(振れ)が規制される。
本実施形態において、受入部34には、弾性部材36の第1弾性部36cと対向する弾性部材対向部34c、34dが形成されている。具体的には、受入部34において、弾性部材対向部34cは、第2規制部48aが設けられた側に設けられ、弾性部材対向部34dは第2規制部48bが設けられた側に設けられている。
本実施形態において、弾性部材36の第1弾性部36cと弾性部材対向部34cとの間隔及び第1弾性部36cと弾性部材対向部34dとの間隔は長さL8に設定されている。本実施形態において、第2規制部48aと第2被規制部40aとの間隔及び第2規制部48bと第2被規制部40bとの間隔の長さL7は、第1弾性部36cと弾性部材対向部3cとの間隔及び第1弾性部36cと弾性部材対向部34dとの間隔の長さL8よりも小さく設定されている。
したがって、図7及び図8に示すように可動体14が固定体16に対して回転し、弾性部材36の第1弾性部36cの第1部位36eと第2部位36fとが光軸周り方向Rにおいて反対方向にそれぞれ弾性変形した際、第1部位36eが弾性部材対向部34dと接触することを防止でき、第2部位36fが弾性部材対向部34cと接触することを防止できる。
さらに、第2規制部48aと第2被規制部40aとの間隔及び第2規制部48bと第2被規制部40bとの間隔の長さL7を、弾性部材36における第1部位36e又は第2部位36fの第2軸線方向における弾性変形領域内の距離とすることが望ましい。これにより、第1弾性部36cにおける意図しない変形、つまり塑性変形を防止できる。
次いで、図3、図9において第3規制部50、52について説明する。本実施形態において、受入部34において、+Z軸方向側端部には、第3規制部50が設けられている。第3規制部50は、突出部26の+Z方向側に長さL9の間隔をおいて配置され、突出部26を+Z方向側から覆うように構成されている。具体的には、第3規制部50は、突出部26の+Z軸方向側端部の第3被規制部42aと長さL9の間隔で対向している。第3規制部50は、可動体14が+Z軸方向へ長さL9以上変位しようとすると可動体14の+Z軸方向側への変位を規制する。
一方、突出部26の-Z方向側には、長さL10の間隔をおいて底板30の外縁部30bが配置されている。外縁部30bにおいて突出部26と対向する部位は、可動体14の-Z軸方向への変位を規制する第3規制部52として機能する。具体的には、第3規制部52は、突出部26の-Z軸方向側端部の第3被規制部42bと長さL10の間隔で対向している。第3規制部52は、可動体14が-Z軸方向へ長さL10以上変位しようとすると可動体14の-Z軸方向側への変位を規制する。
ここで、長さL9及び長さL10を、弾性部材36の第2弾性部36dの光軸方向における弾性変形領域内の距離とすることが望ましい。これにより、第2弾性部36dにおける意図しない変形、つまり塑性変形を防止できる。
本実施形態では、可動体14及び固定体16において光軸Lを挟んで第1軸線方向に二組の突出部26及び受入部34を設け、光軸Lを挟んで第2軸線方向に二組の突出部26及び受入部34を設ける構成としている。そして、各突出部26に第1被規制部38、第2被規制部40、第3被規制部42を設け、各受入部34及び底板30に第1規制部46、第2規制部48、第3規制部50、52を設けている。これら被規制部38、40、42と規制部46、48、50、52との対向する対がそれぞれ第1軸線方向、第2軸線方向及び光軸方向における可動体14の固定体16に対する変位(振れ)を規制するように構成されている。
さらに、弾性部材36を、これら変位(振れ)を規制する手段である突出部26と受入部34とに取り付けることで、弾性部材36における可動体14の振れの負荷を直接的に低減することができ、意図しない変形、言い換えると、塑性変形等を抑制し、光学ユニット10の光学的性能を維持することができる。さらに、弾性部材36の取りつけ部位を規制手段としたので、可動体14の振れを精度良く規制できる。
<<<第1実施形態の変更形態>>>
(1)本実施形態において、可動体14及び固定体16において光軸Lを挟んで第1軸線方向に二組の突出部26及び受入部34を設け、光軸Lを挟んで第2軸線方向に二組の突出部26及び受入部34を設ける構成としたが、突出部26及び受入部34の対を光軸周り方向Rにおいて等間隔で回転対称の位置に設ける構成としてもよい。この構成でも上述した構成と同様の作用効果を得ることができる。尚、本変更形態については、後述する第2実施形態以降の各形態においても適用可能である。
(1)本実施形態において、可動体14及び固定体16において光軸Lを挟んで第1軸線方向に二組の突出部26及び受入部34を設け、光軸Lを挟んで第2軸線方向に二組の突出部26及び受入部34を設ける構成としたが、突出部26及び受入部34の対を光軸周り方向Rにおいて等間隔で回転対称の位置に設ける構成としてもよい。この構成でも上述した構成と同様の作用効果を得ることができる。尚、本変更形態については、後述する第2実施形態以降の各形態においても適用可能である。
(2)本実施形態において、弾性部材36には、第1弾性部36cと他端部36bとの間に第2弾性部36dを設ける構成としたが、この構成に代えて、第1弾性部36cと一端部36aとの間に第2弾性部36dを設ける構成としてもよく、図10に示すように、第1弾性部36cと一端部36aとの間及び第1弾性部36cと他端部36bとの間にそれぞれ第2弾性部36dを設ける構成としてもよい。特に第2弾性部36dを2箇所設けることにより、弾性部材36、ひいては光学ユニット10における光軸方向の耐久性を向上させることができる。その結果、弾性部材36における第2弾性部36dの座屈を抑制できる。尚、図10において符号36d-1が付された二点鎖線は、光軸方向において弾性変形した第2弾性部36dを模式的に図示している。
<<<第2実施形態>>>
図11及び図12において光学ユニット10の第2実施形態について説明する。第1実施形態とは弾性部材54の形状が異なる点で相違する。尚、弾性部材54以外の構成については第1実施形態と同様の構成である。
図11及び図12において光学ユニット10の第2実施形態について説明する。第1実施形態とは弾性部材54の形状が異なる点で相違する。尚、弾性部材54以外の構成については第1実施形態と同様の構成である。
図11において、本実施形態においてもホルダ枠22の四隅に設けられた突出部26に弾性部材54の一端部54aが取り付けられ、不図示の固定枠28の受入部34に他端部54bが取り付けられる構成である。
図12において、弾性部材54は、一端部54aと、他端部54bと、第1弾性部54cと、第2弾性部54dとを備えて全体としてU字形状に形成されている。第1弾性部54cは、光軸方向に沿って延設されており、第1部位54eと第2部位54fとを備えている。第1部位54eと第2部位54fとは、一例として第2軸線方向において間隔をおいて配置されている。尚、図12における弾性部材54の姿勢は、一例であり、第1部位54eと第2部位54fとが間隔をおく方向が第1軸線方向であってもよい。また、図12において光軸方向はZ軸方向に設定されている。
本実施形態において、第2弾性部54dは、第1弾性部54cの第1部位54eと第2部位54fとの間に形成されている。第2弾性部54dは、一例として第2軸線方向、言い換えると光軸Lと交差する方向に延設されている。本実施形態における第2弾性部54dは、第1部位54eから第2軸線方向に延びた後、湾曲してUターンし、第2部位54fに接続されている。つまり本実施形態における第2弾性部54dは、弾性部材54におけるU字形状部分を構成している。
本実施形態における弾性部材54において一端部54aと他端部54bとの間に光軸方向の力、例えば、符号Z2が付された力が作用すると、他端部54bは固定体16に固定されているので、一端部54aは力Z2が作用する方向、図12において-Z方向に変位しようとする。これにより、第1部位54eと第2部位54fとは、光軸方向(Z軸方向)において反対方向に変位しようとする。その結果、第2弾性部54dにおいて第1部位54eにつながる部位は、-Z軸方向側に変位し、第2部位54fにつながる部位は+Z方向側に変位しようとする。
その結果、第2弾性部54dの変位量は可動体14の変位量よりも小さくできるので、第2弾性部54dに掛かる負荷を低減できる。また、第2弾性部54dをU字形状に形成したので、第2弾性部54dの耐久性を高めることができ、第2弾性部54dにおける座屈を抑制できる。
<<<第3実施形態>>>
図13において、光学ユニット10の第3実施形態について説明する。第1実施形態及び第2実施形態とは弾性部材56の形状が異なる点で相違する。尚、弾性部材56以外の構成については第1実施形態と同様の構成である。
図13において、光学ユニット10の第3実施形態について説明する。第1実施形態及び第2実施形態とは弾性部材56の形状が異なる点で相違する。尚、弾性部材56以外の構成については第1実施形態と同様の構成である。
弾性部材56は、一端部56aと、他端部56bと、第1弾性部56cと、第2弾性部56dと、第3弾性部56eとを備えて全体としてU字形状に形成されている。第1弾性部56cは、光軸方向に沿って延設されており、第1部位56fと第2部位56gとを備えている。第2弾性部56dは、光軸と交差する方向、図13では第2軸線方向に沿って延設されており、第1部位56hと第2部位56jとを備えている。第3弾性部56eは、光軸方向に沿って延設されており、第1部位56kと第2部位56mとを備えている。
本実施形態において、弾性部材56において、一端部56aから順に第1部位56f、第1部位56h、第1部位56kが設けられ、他端部56bから第2部位56g、第2部位56j、第2部位56mが設けられている。第3弾性部56eはU字形状に形成されている。本実施形態において第1部位56f、56h、56kと第2部位56g、56j、56mとは一例として第2軸線方向において間隔をおいて配置されている。尚、図13における弾性部材56の姿勢は、一例であり、第1部位56f、56h、56kと第2部位56g、56j、56mとが間隔をおく方向が第1軸線方向であってもよい。また、図13において光軸方向はZ軸方向に設定されている。
本実施形態では、光軸周り方向Rに弾性力を生じさせる部分を2つ、具体的には第1弾性部56cと第3弾性部56eとを設けている。また、光軸方向に弾性力を生じさせる部分として第2弾性部56dを設けている。本実施形態において、光軸周り方向Rに弾性力を生じさせる部分を2つ設けたので、光軸周り方向Rへの振れを確実に規制することができる。さらに、第2弾性部56dにおいて第1部位56h及び第2部位56jを設けたので、第2弾性部56dの耐久性を高めることができ、第2弾性部56dにおける座屈を抑制できる。
<<<第4実施形態>>>
図14及び図15において光学ユニット10の第4実施形態について説明する。第1実施形態ないし第3実施形態とは弾性部材58の形状が異なる点で相違する。尚、弾性部材58以外の構成については第1実施形態と同様の構成である。
図14及び図15において光学ユニット10の第4実施形態について説明する。第1実施形態ないし第3実施形態とは弾性部材58の形状が異なる点で相違する。尚、弾性部材58以外の構成については第1実施形態と同様の構成である。
図15において、本実施形態においてもホルダ枠22の四隅に設けられた突出部26に弾性部材58の一端部58aが取り付けられ、不図示の固定枠28の受入部34に他端部58bが取り付けられる構成である。
図15において、弾性部材58は、一端部58aと、他端部58bと、第1弾性部58cと、第2弾性部58d、58eとを備えている。第1弾性部58cは、光軸方向に沿って延設されており、第1部位58fと第2部位58gとを備えている。第1部位58fと第2部位58gとは、一例として第2軸線方向において間隔をおいて配置されている。本実施形態において第1弾性部58cはU字形状に形成されている。尚、図15における弾性部材58の姿勢は、一例であり、第1部位58fと第2部位58gとが間隔をおく方向が第1軸線方向であってもよい。また、図15において光軸方向はZ軸方向に設定されている。
本実施形態では、一端部58aと第1弾性部58cの第1部位58fとの間に第2弾性部58dが形成され、他端部58bと第1弾性部58cの第2部位58gとの間に第2弾性部58eが形成されている。また、本実施形態における弾性部材58は、第2軸線を挟んで一方の側に一端部58aが形成され、他方の側に他端部58bが形成されている。
本実施形態においても弾性部材58において2つの第2弾性部58d、58eが形成されることから、弾性部材58における光軸方向の耐久性を高めることができ、第2弾性部58d、58eにおける座屈を抑制できる。
<<<第5実施形態>>>
図16(A)において第5実施形態について説明する。図16(A)及び図16(B)において、本実施形態においてもホルダ枠22の四隅に設けられた突出部26に弾性部材60の一端部60aが取り付けられ、不図示の固定枠28の受入部34に他端部60bが取り付けられる構成である。
図16(A)において第5実施形態について説明する。図16(A)及び図16(B)において、本実施形態においてもホルダ枠22の四隅に設けられた突出部26に弾性部材60の一端部60aが取り付けられ、不図示の固定枠28の受入部34に他端部60bが取り付けられる構成である。
図16(A)において弾性部材60は、全体としてI字形状に形成されており、一端部60aと、他端部60bと、第1弾性部60cと、第2弾性部60dとを備えている。本実施形態において、一端部60aには、第2弾性部60dの一端が接続され、光軸と交差する方向に延びている。第2弾性部60dの他端には、第1弾性部60cが接続されている。第1弾性部60cは光軸方向に沿って延設され、-Z方向側の端部において他端部60bと接続されている。
本実施形態において弾性部材60の一端部60aと、他端部60bとは、一例として第2軸線方向において反対側に配置されている。本実施形態においても、弾性部材60は光軸周り方向Rに弾性力を生じさせる第1弾性部60cと、光軸方向に弾性力を生じさせる第2弾性部60dを備えているので、光学ユニット10における振れ規制手段の構成を簡素化することができる。また、弾性部材60は、第1弾性部60cをI字形状に形成したので、光学ユニット10における光軸Lを中心とした半径方向において弾性部材60の占有領域を小さくでき、装置の小型化を図ることができる。
<<<第5実施形態の変更形態>>>
本実施形態では、図16(A)に示すように第2弾性部60dを一端部60aと第1弾性部60cとの間に配置する構成としたが、この構成に代えて、第2弾性部60dを他端部60bと第1弾性部60cとの間に配置する構成としてもよく、図16(B)に示すように第2弾性部60dを一端部60aと第1弾性部60cとの間に配置し、第2弾性部60eを他端部60bと第1弾性部60cとの間に配置して、第2弾性部を2つ設ける構成としてもよい。
本実施形態では、図16(A)に示すように第2弾性部60dを一端部60aと第1弾性部60cとの間に配置する構成としたが、この構成に代えて、第2弾性部60dを他端部60bと第1弾性部60cとの間に配置する構成としてもよく、図16(B)に示すように第2弾性部60dを一端部60aと第1弾性部60cとの間に配置し、第2弾性部60eを他端部60bと第1弾性部60cとの間に配置して、第2弾性部を2つ設ける構成としてもよい。
尚、本発明は上記実施例に限定されることなく、特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で、種々の変形が可能であり、それらも本発明の範囲内に含まれるものであることは言うまでもない。
10 光学ユニット、12 光学モジュール、12a レンズ、12b ハウジング、
14 可動体、16 固定体、18 ローリング駆動機構、20 ローリング支持機構、
22 ホルダ枠、24A 磁石、24B 磁石、26 突出部、26a 第1位置決め部、
26b 回転規制部、26c 第1弾性部材固定部、28 固定枠、
28a コイル取付け部、30 底板、30a 開口部、30b 外縁部、
32A コイル、32B コイル、34 受入部、34a 第2位置決め部、
34b 第2弾性部材固定部、34c 弾性部材対向部、34d 弾性部材対向部、
36 弾性部材、36a 一端部、36b 他端部、36c 第1弾性部、
36d 第2弾性部、36e 第1部位、36f 第2部位、36g 第1被位置決め部、
36h 被回転規制部、36j 第2被位置決め部、38 第1被規制部、
38a 第1被規制部、38b 第1被規制部、38c 逃げ部、40 第2被規制部、
40a 第2被規制部、40b 第2被規制部、42 第3被規制部、
42a 第3被規制部、42b 第3被規制部、44 溝部、46 第1規制部、
46a 第1規制部、46b 第1規制部、48 第2規制部、48a 第2規制部、
48b 第2規制部、50 第3規制部、52 第3規制部、54 弾性部材、
54a 一端部、54b 他端部、54c 第1弾性部、54d 第2弾性部、
54e 第1部位、54f 第2部位、56 弾性部材、56a 一端部、
56b 他端部、56c 第1弾性部、56d 第2弾性部、56e 第3弾性部、
56f 第1部位、56g 第2部位、56h 第1部位、56j 第2部位、
56k 第1部位、56m 第2部位、58 弾性部材、58a 一端部、
58b 他端部、58c 第1弾性部、58d 第2弾性部、58e 第2弾性部、
58f 第1部位、58g 第2部位、60 弾性部材、60a 一端部、
60b 他端部、60c 第1弾性部、60d 第2弾性部、60e 第2弾性部、
C1 仮想円、L 光軸、L1 第1軸線、L2 第2軸線、L3 長さ、L4 長さ、
L5 長さ、L6 長さ、L7 長さ、L8 長さ、L9 長さ、L10 長さ、
R 光軸周り方向、X ヨーイング方向、Y ピッチング方向、Z1 矢印方向、
Z2 力、t1 板厚
14 可動体、16 固定体、18 ローリング駆動機構、20 ローリング支持機構、
22 ホルダ枠、24A 磁石、24B 磁石、26 突出部、26a 第1位置決め部、
26b 回転規制部、26c 第1弾性部材固定部、28 固定枠、
28a コイル取付け部、30 底板、30a 開口部、30b 外縁部、
32A コイル、32B コイル、34 受入部、34a 第2位置決め部、
34b 第2弾性部材固定部、34c 弾性部材対向部、34d 弾性部材対向部、
36 弾性部材、36a 一端部、36b 他端部、36c 第1弾性部、
36d 第2弾性部、36e 第1部位、36f 第2部位、36g 第1被位置決め部、
36h 被回転規制部、36j 第2被位置決め部、38 第1被規制部、
38a 第1被規制部、38b 第1被規制部、38c 逃げ部、40 第2被規制部、
40a 第2被規制部、40b 第2被規制部、42 第3被規制部、
42a 第3被規制部、42b 第3被規制部、44 溝部、46 第1規制部、
46a 第1規制部、46b 第1規制部、48 第2規制部、48a 第2規制部、
48b 第2規制部、50 第3規制部、52 第3規制部、54 弾性部材、
54a 一端部、54b 他端部、54c 第1弾性部、54d 第2弾性部、
54e 第1部位、54f 第2部位、56 弾性部材、56a 一端部、
56b 他端部、56c 第1弾性部、56d 第2弾性部、56e 第3弾性部、
56f 第1部位、56g 第2部位、56h 第1部位、56j 第2部位、
56k 第1部位、56m 第2部位、58 弾性部材、58a 一端部、
58b 他端部、58c 第1弾性部、58d 第2弾性部、58e 第2弾性部、
58f 第1部位、58g 第2部位、60 弾性部材、60a 一端部、
60b 他端部、60c 第1弾性部、60d 第2弾性部、60e 第2弾性部、
C1 仮想円、L 光軸、L1 第1軸線、L2 第2軸線、L3 長さ、L4 長さ、
L5 長さ、L6 長さ、L7 長さ、L8 長さ、L9 長さ、L10 長さ、
R 光軸周り方向、X ヨーイング方向、Y ピッチング方向、Z1 矢印方向、
Z2 力、t1 板厚
Claims (15)
- 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ローリング支持機構と、
前記可動体を前記光軸周りに回動させるローリング駆動機構と、を備え、
前記ローリング支持機構は、前記可動体と前記固定体との間の位置であって前記光軸周りにおける複数箇所に配置され、前記可動体を光軸周りに回転可能に支持する弾性部材を備え、
前記弾性部材は、前記可動体に接続されている一端部と、前記固定体に接続されている他端部と、前記一端部と前記他端部との間に配置される第1弾性部及び第2弾性部と、を備え、
前記第1弾性部は、前記光軸方向に沿って延び、前記光軸周り方向に弾性力を生じさせ、
前記第2弾性部は、前記第1弾性部から前記光軸と交差する方向に延び、前記光軸方向に弾性力を生じさせる、
ことを特徴とする光学ユニット。 - 請求項1に記載の光学ユニットにおいて、前記弾性部材は板バネとして構成され、前記第1弾性部において前記光軸方向における長さは、前記第2弾性部の前記光軸方向における板厚より大きく、前記第2弾性部の前記光軸と交差する方向における長さは、前記第1弾性部の前記光軸と交差する方向における板厚より大きい、
ことを特徴とする光学ユニット。 - 請求項2に記載の光学ユニットにおいて、前記弾性部材において前記第1弾性部はU字形状に形成され、
前記第1弾性部の一端は前記一端部と前記他端部のいずれか一方に接続され、前記第1弾性部の他端は、前記第2弾性部を介して他方と接続されている、
ことを特徴とする光学ユニット。 - 請求項2に記載の光学ユニットにおいて、前記弾性部材において前記第1弾性部はU字形状に形成され、
前記第1弾性部の両端には前記第2弾性部がそれぞれ配置され、前記第1弾性部は、前記第2弾性部を介して前記一端部及び前記他端部と接続されている、
ことを特徴とする光学ユニット。 - 請求項4に記載の光学ユニットにおいて、前記一端部は、前記光軸周り方向において第1の方向に延び、前記他端部は、前記光軸周り方向において前記第1の方向と反対の第2の方向に延びている、
ことを特徴とする光学ユニット。 - 請求項3から請求項5のいずれか一項に記載の光学ユニットにおいて、前記第2弾性部は、前記第1弾性部から前記一端部または前記他端部に向かうに連れて板幅が広くなるテーパー形状に形成されている、
ことを特徴とする光学ユニット。 - 請求項2に記載の光学ユニットにおいて、前記弾性部材において前記第2弾性部はU字形状に形成され、
前記第1弾性部は、前記第2弾性部の一端と前記一端部との間に位置する第1部位と、前記第2弾性部の他端と前記他端部との間に位置する第2部位と、を有する、
ことを特徴とする光学ユニット。 - 請求項2に記載の光学ユニットにおいて、前記弾性部材において前記第1弾性部はI字形状に形成され、
前記第2弾性部は、前記一端部と前記第1弾性部との間及び前記他端部と前記第1弾性部との間の少なくとも一方に配置されている、
ことを特徴とする光学ユニット。 - 請求項2から請求項7のいずれか一項に記載の光学ユニットにおいて、前記ローリング支持機構は、前記可動体及び前記固定体のいずれか一方から他方に向けて突出する、少なくとも1つの突出部を備え、
前記突出部には、前記弾性部材の前記一端部及び前記他端部のいずれか一方が固定され、
前記突出部は、前記可動体及び前記固定体のいずれか他方と接触することで前記可動体の振れを規制する、
ことを特徴とする光学ユニット。 - 請求項9に記載の光学ユニットにおいて、前記ローリング支持機構は、前記可動体及び前記固定体のいずれか他方に、前記突出部を受け入れる受入部を備え、
前記光軸と交差し、前記突出部及び前記受入部を通る第1軸線方向において、前記突出部と前記受入部との間には、第1の長さで間隙が形成され、
前記弾性部材は、前記第1弾性部の板厚方向が前記第1軸線方向に交差する方向に配置され、
前記第1弾性部は、前記光軸方向に沿って延びる第1部位及び第2部位を備え、前記第1部位と前記第2部位とは、前記第1軸線方向において第2の長さで間隔をおいて配置され、
前記第1の長さは前記第2の長さよりも短い、
ことを特徴とする光学ユニット。 - 請求項10に記載の光学ユニットにおいて、前記突出部は前記可動体に設けられ、
前記第1軸線方向において、前記突出部における前記受入部と対向する部位は、前記光軸を中心とする円弧状に形成されている、
ことを特徴とする光学ユニット。 - 請求項10又は請求項11に記載の光学ユニットにおいて、前記突出部及び前記受入部の少なくとも一方は、前記弾性部材の一端部及び他端部の少なくとも一方を位置決めする位置決め部を備えている、
ことを特徴とする光学ユニット。 - 請求項12に記載の光学ユニットにおいて、前記位置決め部は、前記突出部及び前記受入部の少なくとも一方に形成される凸部であり、
前記弾性部材の一端部及び他端部の少なくとも一方には、前記凸部と嵌合する凹部又は孔が形成されている、
ことを特徴とする光学ユニット。 - 請求項12又は請求項13に記載の光学ユニットにおいて、前記突出部及び前記受入部の少なくとも一方は、前記弾性部材の回転を規制する回転規制部を備えている、
ことを特徴とする光学ユニット。 - 請求項1から請求項14のいずれか一項に記載の光学ユニットにおいて、前記光学モジュールはピッチング方向及びヨーイング方向におけ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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