JP7269774B2 - 振れ補正機能付き光学ユニット、配線部材及びその製造方法 - Google Patents
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Description
この振れ補正機能付き光学ユニットは、可動体3と、固定体5と、固定体5に固定される磁石26と、可動体3を構成する部材である壁56に固定されるコイル62及び磁性部材67と、を備えている。磁石26と磁性部材67とによる磁気吸引力で可動体3を原点位置に復帰させる姿勢復帰機構7と、磁石26と通電されたコイル62とによる磁気吸引力により駆動力を付与する揺動用磁気駆動機構6とが開示されている。更に、ホール素子64(以下「磁気検出センサ」とも言う)が磁石26と磁性部材67との間に配置されている構成が開示されている。
しかし、上記従来の構造では、その組み付けが簡単ではないと共に、各部品の公差バラツキや組み立て誤差が生じ、前記位置合わせが不充分になる虞がある。前記位置合わせが不充分であると、駆動トルクの低下や位置検出精度の低下を来し、振れ補正能力が安定しなくなるという問題が生じる。
「磁性部材の中心」とは、前記磁石との磁気吸引力を利用して前記可動体を原点位置に復帰させる磁性部材としての機能上の中心を意味する。例えば、磁性部材が別体の一対で構成される場合は、その一対の磁性部材としての機能上の中心を意味する。
「コイルの中心」とは、前記可動体を揺動させる前記揺動駆動機構を成すコイルとしての機能上の中心を意味する。
また、「載置面」は、厳密に平面でなくても、前記磁気検出センサ、前記磁性部材、及び前記コイルを固定することができればよいという意味で本願明細書では使われている。
これにより、完成品に組付けられる前の状態の配線部材に、前記磁気検出センサ、前記磁性部材、及び前記コイルを固定することが可能となり、それらの機能上の中心を位置合わせして組み付けることを従来の構造より簡単に行うことができる。
更に、前記磁気検出センサ、前記磁性部材、及び前記コイルが前記載置面に前記位置合わせをして固定された状態の配線部材を、前記固定体又は可動体に取り付けることで、前記磁石との位置合わせも容易に行うことができる。
以って、振れ補正機能付き光学ユニットにおける駆動トルクの低下や位置検出精度の低下を抑制することができ、振れ補正能力を安定した状態で発揮させることができる。
更に、前記配線部材は、前記磁気検出センサの中心、前記磁性部材の中心、及び前記コイルの中心を同軸上に位置合わせするための位置決め穴を有している。これにより、前記コイルと前記磁性部材を前記載置面に組み付けて固定するに際して、前記位置決め穴を基準として、例えば位置決め冶具を使用して、前記磁性部材および前記コイルを位置精度良く前記載置面に配置することができる。
また、前記載置面同士を接続する箇所の線幅が前記載置面の前記線幅の方向における幅よりも細いので、前記配線部材を屈曲させての引き回しがし易くなり、隣り合う載置面同士の位置の微調整を容易に行うことができる。また、屈曲させた際に前記配線部材に生じるストレスを低減することができる。
これにより、完成品に組付けられる前の状態の配線部材に、前記磁気検出センサ、前記磁性部材、及び前記コイルを固定することが可能となり、それらの機能上の中心を位置合わせして組み付けることを従来より簡単に行うことができる。
更に、前記磁気検出センサ、前記磁性部材、及び前記コイルが前記載置面に前記位置合わせをして固定された状態の配線部材を、振れ補正機能付き光学ユニットの組み付け位置に取り付けることで、その組み付け作業を容易に行うことができる。
本発明の実施形態1に係る振れ補正機能付き光学ユニット1は、光学モジュール3の、少なくともピッチング(縦振れ)及びヨーイング(横振れ)補正機能を備えた光学ユニットである。光学モジュール3は、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3を保持して光学モジュール3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部分が振れ補正機能付き光学ユニット1の主要な構成部材である。
磁気検出センサ81、82はホール素子より成る。配線部材13はフレキシブル配線基板より成る。
そして、磁気検出センサ81、磁性部材11、及びコイル31が固定されている状態の載置面91が固定体7の装着部位15に装着され、磁気検出センサ82、磁性部材12、及びコイル32が固定されている状態の載置面92が固定体7の装着部位16に装着されることで、磁石33、34との相対位置が定まるように構成されている。
ここで、磁気検出センサ81の中心81cとは、そのセンサ本体の外形の中心ではなく、磁気検出センサ81としての機能上の中心を意味する。
磁性部材11の中心11cとは、磁石33との磁気吸引力を利用して可動体を原点位置に復帰させる磁性部材としての機能上の中心を意味する。例えば、磁性部材が別体の一対で構成される場合は、その一対の磁性部材としての機能上の中心を意味する。
「コイルの中心」とは、前記可動体を揺動させる前記揺動駆動機構を成すコイルとしての機能上の中心を意味する。
本実施形態1の振れ補正機能付き光学ユニット1は、可動体5をピッチング(縦振れ)方向Yとヨーイング(横振れ)方向Xに変位可能な状態で周囲から囲って保持する固定体7と、可動体5を固定体7に対して、光学モジュール3の光軸方向Lと交差する第1軸線L1周りに回転可能に支持するジンバルフレーム25を有する支持機構21と、を備える。この支持機構21は、第1支持部19を介して、可動体5を固定体7に対して第1軸線L1周りに回転可能に支持している。
本実施形態1では、更に、支持機構21は、第2支持部20を介して、可動体5をジンバルフレーム25に光軸方向L及び前記第1軸線方向L1に交差する第2軸線L2周りに回転可能に支持している。
これらの補正用のコイル31、32と磁石33、34により可動体5のピッチングとヨーイングの補正が行われる。
可動体5は、図3に表したように、光学モジュール3と、光学モジュール3を保持すると共にピッチング及びヨーイングの検出用及び補正用の磁石33、34を取り付ける枠体17を備える。
光学モジュール3は、被写体側+Zにレンズ3aを備え、矩形筐体状のハウジング3b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。枠体17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矩形枠状の部材である。枠体17の2つの面を利用してピッチング及びヨーイング検出用の磁石33、34がこれらの外面側に取り付けられている。
固定体7は、図1及び図2に表したように、外部ケーシング39と、外部ケーシング39内に組付けられると共に、ピッチング及びヨーイングの補正用コイル31、32が配線部材13と共に配設されている。本実施形態1では、図2に示したように、補正用のコイル31、32は配線部材13の背面側であって、磁石33、34に対応する位置に配置されている。
外部ケーシング39は、被写体側+Zとなる前面に窓部4を有し、被写体と反対側-Zとなる後面が開放されている構造であり、光学モジュール3より一回り大きな矩形容器状の部材である。
図1と図3に表したように、支持機構21は、金属製の平板材料を折り曲げることによって形成されるバネ性を有するジンバルフレーム25を備える。本実施形態1では、ジンバルフレーム25は、光学モジュール3の被写体側+Zに配置され、光学モジュール3の入光部側のベースフレーム24の中央部には円形の開口部30が形成されている。ジンバルフレーム25は、中央に開口部30が形成された矩形枠状のベースフレーム24と、ベースフレーム24の四方のコーナー部から光軸Lを中心にして第1軸線L1方向に延在する第1延在部26と、第2軸線L2方向に延在する第2延在部28と、を備えて全体としてX字状に形成されている。
本実施形態1では、ジンバルフレーム25は、前記X字状を成して位置する第1延在部26と第2延在部28をその延設する方向に長く形成し、これらの先端部を光軸方向Lに沿う方向に折り曲げることによって第1支持部用延設部27と第2支持部用延設部29がそれぞれ形成されている。第1支持部用延設部27に第1支持部19が設けられ、第2支持部用延設部29に第2支持部20が設けられる。
尚、第1支持部用延設部27と第2支持部用延設部29については、必ずしもその全部が板状でなくてもよく、その一部のみを板状に形成してバネ性を発揮させるようにしてもよい。また、第1支持部用延設部27と第2支持部用延設部29の一方を板状以外の他の形状(例えばロッド形状等)にすることも可能である。
次に、載置面91への磁気検出センサ81、磁性部材11、及びコイル31の固定の仕方の一例を説明する。
図6に表したように、磁気検出センサ81の4つの端子69をランド59と位置合わせして半田付けすることで、磁気検出センサ81は載置面91に位置決めされた状態で固定される。
尚、載置面92においても同様のセンサ固定部位と位置決め穴が設けられているが、その構造は載置面91と同様であるので、その説明は省略する。
続いて、位置決めピン75、77が位置決め穴57、58に挿入されて状態で、その位置決めピン75、77にコイル31を挿入する。これにより図5に表した状態となる。位置決め穴57、58は、磁気検出センサ81の中心81c、磁性部材11の中心11c、及びコイル31の中心31cを同軸Lc上に位置合わせするために設けられているので、これにより、コイル31も位置決めされた状態で固定させる。コイル31は磁性部材11に接着剤によって載置面91に固定される。
これにより、磁性部材11は、コイル31に通電されない場合には、磁石33との間に磁力が発生させる役割を有しており、コイル31に通電された場合には、磁石33とコイル31との間の磁力を高めるバックヨークとしての役割を発揮することができる。
これにより、切り欠き部97によって、延在部95を屈曲して引き回して配置した場合に、載置面91に生じるストレスを低減させることができる。
ここで、「対応する位置」とは、この明細書では、コイル31の巻きはじめ位置105と巻き終わり位置106がランド201、202のそれぞれの位置と厳密にZ方向において一致することは必要としない。コイル31の巻きはじめ位置105と巻き終わり位置106がランド201、202のそれぞれの位置に対して互いに近い相対配置であればよい意味で使われている。言い換えると、コイル31の巻きはじめ位置105と巻き終わり位置106が、ランド201、202のX方向における存在領域のそれぞれの位置と重なる相対配置であればよい意味で使われている。この「重なる」も、厳密な重なりは必要とせず、少しのずれにより重ならない相対配置も含む。例えば、コイル31の巻きはじめ位置105は、図7のような引き回し方でコイルの一端101をランド201の幅方向におけるほぼ中央位置に降ろすのではなく、コイル31の内周の位置(位置決め穴57と接する位置)からランド201の前記存在領域への距離が短くなるように直接降ろしたものでもよい。
これにより、コイル31の巻きはじめ位置105と巻き終わり位置106の引き出し線の一端101、他端102をそのままランド201、202に接続することができ、半田等による接続が容易である。
配線部材13は、磁気検出センサ81、82、磁性部材11、12、及びコイル31、32が固定される載置面91、92を備え、磁気検出センサ81、82の中心81c、82c、磁性部材11、12の中心11c、12c、及びコイル31、32の中心31c、32cは、同軸Lc上に位置して載置面91,92に固定されている。即ち、磁気検出センサ81、82、磁性部材11、12、及びコイル31、32が配線部材13の載置面91、92に固定される。
これにより、完成品に組付けられる前の状態の配線部材13に、磁気検出センサ81、82、磁性部材11、12、及びコイル31、32を固定することが可能となり、それらの機能上の中心を位置合わせして組み付けることを従来の構造より簡単に行うことができる。
更に、磁気検出センサ81、82、磁性部材11、12、及びコイル31、32が載置面91、92に前記位置合わせをして固定された状態の配線部材13を、固定体7又は可動体5に取り付けることで、磁石33、34との位置合わせも容易に行うことができる。
従って、振れ補正機能付き光学ユニット1における駆動トルクの低下や位置検出精度の低下を抑制することができ、振れ補正能力を安定した状態で発揮させることができる。
また、載置面91、92同士を接続する箇所14の線幅が載置面91、92の同方向における幅よりも細いので、配線部材13を屈曲させての引き回しがし易くなり、隣り合う載置面91、92同士の位置の微調整を容易に行うことができる。また、屈曲させた際に配線部材13に生じるストレスを低減することができる。
本発明の実施形態2に係る振れ補正機能付き光学ユニット1について、図7に基づいて説明する。図7は実施形態1の図5に対応する図である。実施形態1と異なる部分について説明し、共通する部分は各部材に同一符号を付して、その説明は省略する。
実施形態2では、図7に表したように一対の磁性部材11a、11bで形成されている。即ち、実施形態1のように四角枠形状ではなく、物体の2つの部材として構成されている。磁性部材11aと磁性部材11bは、同じ磁気特性となるように形成されている。
実施形態2によっても上記した実施形態1と同様の効果が得られる。
本発明に係る補正機能付き光学ユニット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。
また、配線部材13はフレキシブル配線基板に限定されず、他の種類の配線部材であってよいが、フレキシブル配線基板と同様の特性を有するものが好ましい。
3b…ハウジング、4…窓部、5…可動体、7…固定体、
11…磁性部材、12…磁性部材、13…配線部材、15…装着部位、
16…装着部位、17…枠体、19…第1支持部、20…第2支持部、
21…支持機構、23…揺動駆動機構、24…ベースフレーム、
25…ジンバルフレーム、26…第1延在部、27…第1支持部用延設部、
28…第2延在部、29…第2支持部用延設部、30…開口部、31…コイル、
32…コイル、33…磁石、34…磁石、35…接着剤、39…外部ケーシング、
56…センサ固定部位、57…位置決め穴、58…位置決め穴、
75…位置決めピン、77…位置決めピン、
81…磁気検出センサ、82…磁気検出センサ、85…有効辺、86…有効辺、
91…載置面、92…載置面、95…延在部、
101…コイルの一端、102…コイルの他端、
105…巻き始め位置、106…巻き終わり位置、
201…ランド、202…ランド
D…折れ線、E…折れ線、L…光軸方向、L1…第1軸線、L2…第2軸線、
Lc…同軸、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)、Z…光軸に沿う方向
Claims (9)
- 光学モジュールを備える可動体と、
前記可動体を揺動可能に支持する固定体と、
磁石とコイルの対の一方が前記可動体に固定され、磁石とコイルの対の他方が前記固定体に固定されて、前記可動体を前記固定体に対して揺動させる揺動駆動機構と、
前記可動体を原点位置に復帰させる磁性部材と、
前記磁石の磁界を検出する磁気検出センサと、
前記コイルが接続される配線部材と、を有し、
前記配線部材は、前記磁気検出センサ、前記磁性部材、及び前記コイルが固定される載置面を備え、
前記載置面には、前記磁気検出センサが固定されるセンサ固定部位が設けられ、
前記磁気検出センサは、前記配線部材の前記載置面に設けた前記センサ固定部位に固定され、
前記磁性部材は、以下の(1)と(2)のいずれかであり、
(1)前記磁気検出センサを内側に配置可能とした四角枠形状に形成する、
(2)前記磁気検出センサの両側に配置可能とした一対の磁性部材とする、
前記磁性部材は、前記磁気検出センサを内側に挟んだ状態で前記載置面に取付けられ、
前記コイルは、前記磁気検出センサ及び前記磁性部材が固定された前記載置面に前記磁性部材を介して固定され、
前記磁気検出センサの中心、前記磁性部材の中心、及び前記コイルの中心は、同軸上に位置して、前記磁気検出センサ、前記磁性部材、及び前記コイルが前記載置面に固定されている、ことを特徴とする振れ補正機能付き光学ユニット。 - 請求項1に記載の振れ補正機能付き光学ユニットにおいて、
前記揺動駆動機構を成す前記磁石は可動体に固定され、
前記揺動駆動機構を成す前記コイルは固定体に固定される、
ことを特徴とする振れ補正機能付き光学ユニット。 - 請求項1又は2に記載の振れ補正機能付き光学ユニットにおいて、
前記コイルの前記磁石に対する有効辺に、前記磁性部材の一部が固定されている、ことを特徴とする振れ補正機能付き光学ユニット。 - 請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の振れ補正機能付き光学ユニットにおいて、
前記配線部材は、前記磁気検出センサの中心、前記磁性部材の中心、及び前記コイルの中心を同軸上に位置合わせするための位置決め穴、とを有する、ことを特徴とする振れ補正機能付き光学ユニット。 - 請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の振れ補正機能付き光学ユニットにおいて、
前記配線部材は前記載置面を複数備え、
前記配線部材は、前記載置面同士を接続する箇所の線幅が前記載置面の前記線幅の方向における幅よりも細い、ことを特徴とする振れ補正機能付き光学ユニット。 - 請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の振れ補正機能付き光学ユニットにおいて、
前記配線部材は、
前記載置面から面に沿う方向に延在する延在部を有し、
前記載置面の前記延在部と接続される箇所に切り欠き部が形成されている、ことを特徴とする振れ補正機能付き光学ユニット。 - 請求項6に記載の振れ補正機能付き光学ユニットにおいて、
前記配線部材は、前記コイルの一端と他端に電気的に接続するためのランドをそれぞれ備え、
前記コイルの巻きはじめ位置と巻き終わり位置は、前記それぞれのランドに対応する位置である、ことを特徴とする振れ補正機能付き光学ユニット。 - 磁気検出センサ、磁性部材、及びコイルが固定される2以上の載置面を備える配線部材であって、
前記載置面のそれぞれには、前記磁気検出センサが固定されるセンサ固定部位が設けられ、
前記磁気検出センサは、前記配線部材の前記載置面に設けた前記センサ固定部位に固定され、
前記磁性部材は、前記磁気検出センサの両側に配置可能とした一対の磁性部材とし、
前記一対の磁性部材は、前記磁気検出センサを内側に挟んだ状態で前記載置面に取付けられ、
前記コイルは、前記磁気検出センサ及び前記一対の磁性部材が固定された前記載置面に前記一対の磁性部材を介して固定され、
前記磁気検出センサの中心、前記一対の磁性部材の中心、及び前記コイルの中心は、同軸上に位置して、前記磁気検出センサ、前記一対の磁性部材及び前記コイルが前記載置面に固定されている、ことを特徴とする配線部材。 - 磁気検出センサ、磁性部材、及びコイルが固定される2以上の載置面を備える配線部材の製造方法であって、
前記載置面のセンサ固定部位に前記磁気検出センサを固定する工程と、
前記磁性部材を、前記磁気検出センサの両側に配置可能とした一対の磁性部材として形成する工程と、
前記一対の磁性部材を、前記磁気検出センサの中心を基準にして位置合わせしながら前記載置面に固定する工程と、
前記コイルを、前記磁気検出センサ及び前記一対の磁性部材の中心を基準にして位置合わせしながら前記載置面に固定する工程と、を有する、配線部材の製造方法。
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