JP7344785B2 - 振れ補正機能付き光学ユニット - Google Patents
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Description
ンバル機構と、前記ジンバル機構を介して前記可動体を支持する固定体と、前記可動体を、前記第1軸回りおよび前記第2軸回りに回転させる振れ補正用磁気駆動機構と、前記可動体が前記光軸と直交する径方向へ移動する移動範囲を規制するストッパ機構と、を有し、前記固定体は、前記可動体を径方向外側から囲む固定体側枠板部を有し、前記振れ補正用磁気駆動機構は、前記固定体側枠板部に固定されたコイルと、前記可動体に固定された磁石と、を備え、前記固定体側枠板部は、非磁性金属からなり、前記コイルは、前記固定体側枠板部の前記可動体とは反対側の面に固定され、前記磁石は、前記固定体側枠板部と所定の隙間を開けて対向するとともに、前記固定体側枠板部を介して前記コイルと対向し、前記ストッパ機構は、前記固定体側枠板部と前記磁石とを備えることを特徴とする。
ンジ部分と、を備えるものとすることができる。フランジ部を備えれば、固定体側枠板部の径方向の厚みを薄くした場合でも、コイルを保持する固定体側枠板部が撓むことを抑制できる。
図1は、振れ補正機能付き光学ユニットの斜視図である。図2は、カバーを外した振れ
補正機能付き光学ユニットを被写体側から見た場合の平面図である。図3は、振れ補正機能付き光学ユニットの分解斜視図である。図1、図2に示すように、振れ補正機能付き光学ユニット1は、レンズ2などの光学素子を備えたカメラモジュール3を有する。振れ補正機能付き光学ユニット1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撮影機器、或いは、ヘルメット、自転車、ラジコンヘリコプター等の移動体に搭載されるアクションカメラやウエアラブルカメラに搭載される。これらの光学機器では、撮影時に光学機器が傾くと、カメラモジュール3が傾いて、撮影画像が乱れる。振れ補正機能付き光学ユニット1は、撮影画像の乱れを回避するために、ジャイロスコープ等の検出手段によって検出された加速度や角速度、振れ量等に基づいて、カメラモジュール3の傾きを補正する。
いて球体15と接触する凹曲面19を有する支持部20と、を備える。ジンバルフレーム受け部材17は、可動体4に設けられた第1保持部13に保持される。固定体側接続機構12は、金属製の球体15および当該球体15が固定された金属製のスラスト受け部材16を備えるジンバルフレーム受け部材17と、ジンバルフレーム10において球体15と接触する凹曲面19を有する支持部20と、を備える。ジンバルフレーム受け部材17は、固定体6に設けられた第2保持部14に保持される。図4に示すように、ジンバルフレーム受け部材17は、球体15の中心が第1軸R1上もしくは第2軸R2上に配置されるように保持される。
図5は、ホルダ、第1磁石25Xおよび第2磁石25Yを-Z方向から見た場合の斜視図である。図6は、ホルダ、第1磁石25Xおよび第2磁石25Yを+Z方向から見た場合の斜視図である。図3に示すように、可動体4は、カメラモジュール3と、カメラモジュール3を囲む枠状のホルダ31と、を備える。カメラモジュール3は、Z軸方向から見た場合の形状が8角形の本体部3aと、本体部3aの中央部分から+Z方向に突出する鏡筒部3bと、本体部3aの-Z方向の端部に配置される基板3cと、を備える。また、カメラモジュール3は、鏡筒部3bに保持されるレンズ2と、基板3cに搭載される撮像素子(不図示)を備える。撮像素子は本体部3aに収容され、レンズ2の光軸L上に配置される。本体部3aは、外周側へ突出する複数の突出部30を備える。突出部30は、+Y方向の側面および-Y方向の側面の-Z方向の端部にそれぞれ2箇所ずつ形成されている。基板3cには、フレキシブルプリント基板110が接続されている。フレキシブルプリント基板110は、基板3cから+X方向に引き出されている。
、ホルダ側枠板部32の-Z方向の端から屈曲して外周側に突出するフランジ部33と、を備える。
部38aの-Z方向の端は、Z軸方向から見た場合の形状が台形の第2封鎖板45bによって封鎖されている。
1に固定される。また、ホルダ31は金属製であり、ホルダ側枠板部32は深絞り加工などによって形成される。従って、フランジ部33は、ホルダ側枠板部32を形成する加工工程において、容易に設けることができる。
図7は、ケース、第1コイル26Xおよび第2コイル26Yを+Z方向から見た場合の斜視図である。図8は、ケースおよび第1コイル26Xおよび第2コイル26Yを-Z方向から見た場合の斜視図である。図1、図3に示すように、固定体6は、枠状のケース50と、ケース50に+Z方向の側から被せられた第1カバー8と、ケース50を-Z方向の側から覆うベース9と、を備える。固定体6には、フレキシブルプリント基板60に固定された第1コイル26Xおよび第2コイル26Yが保持される。ケース50は、可動体4の外周側を径方向外側から囲む矩形枠状である。ケース50は、金属製の平板部材である、第1カバー8、ケース50、およびベース9は金属製であり、非磁性材料からなる。すなわち、第1カバー8、ケース50、およびベース9は非磁性金属である。ベース9は、平板部材である。ケース50、第1カバー8、およびベース9は、溶接により互いに固定される。第1カバー8は、略矩形の開口部を備えている。図1に示すように、振れ補正機能付き光学ユニット1は、ジンバルフレーム10の一部が、第1カバー8の開口部から+Z方向に突出する。また、図2に示すように、ジンバルフレーム10の径方向の中央に設けられた中央穴73からは、カメラモジュール3の鏡筒部3bが+Z方向に突出する。
側第3枠板部分53の可動体4とは反対側の面には、第1振れ補正用磁気駆動機構7Xの第1コイル26Xが固定される。第1コイル26Xおよび第2コイル26Yは、空芯コイルであり、+Z方向側および-Z方向側に位置する2本の長辺が有効辺として利用される。図3に示すように、固定体側第1枠板部分51および固定体側第3枠板部分53の径方向外側には、フレキシブルプリント基板60が固定されている。フレキシブルプリント基板60は、固定体側第3枠板部分53に対して径方向外側から重なる第1基板部分61、および、固定体側第1枠板部分51に対して径方向外側から重なる第2基板部分62を備える。第1基板部分61には、第1コイル26Xが固定され、第2基板部分62に第2コイル26Yが固定される。第1コイル26Xおよび第2コイル26Yは、フレキシブルプリント基板60に電気的に接続されている。
図2、図3に示すように、ジンバルフレーム10は、Z軸方向から見て略正方形のジンバルフレーム本体部70と、ジンバルフレーム本体部70における第1軸R1方向の対角位置から径方向外側に向かって-Z方向に屈曲してZ軸方向に延びる第1ジンバルフレーム延設部71と、ジンバルフレーム本体部70における第2軸R2方向の対角位置から径方向外側に向かって-Z方向に屈曲してZ軸方向に延びる第2ジンバルフレーム延設部72と、を備える。ジンバルフレーム本体部70の中央には、ジンバルフレーム本体部70を貫通する中央穴73が設けられている。図2に示すように、ジンバルフレーム本体部70は、Z軸方向から見た場合にカメラモジュール3の本体部3aと重なる。
バルフレーム延設部第2延設部分86は、支持部20の+Z方向に、周方向の幅が支持部20よりも狭い通過部84を備える。
振れ補正機能付き光学ユニット1を組み立てる際には、可動体側接続機構11の一対のジンバルフレーム受け部材17(可動体側ジンバルフレーム受け部材)は、図9(b)に示すように、一対の第1ジンバルフレーム延設部71の支持部20の凹曲面19を球体15に接触させた状態とする。この状態で、図5に示すように、2つのジンバルフレーム受け部材17(可動体側ジンバルフレーム受け部材)を、それぞれホルダ側第5枠板部分39の外周側の端面、およびホルダ側第6枠板部分40の外周側の端面に固定する。具体的には、一方のジンバルフレーム受け部材17のスラスト受け部材16の一対の腕部94および足部92を、ホルダ側第5枠板部分39の外周側の端面に溶接する。また、他方のジンバルフレーム受け部材17のスラスト受け部材16の一対の腕部94および足部92を、ホルダ側第6枠板部分40の外周側の端面に溶接する。
よび足部92を、固定体側第5枠板部分55の外周側の端面に溶接する。また、他方のジンバルフレーム受け部材17のスラスト受け部材16の一対の腕部94および足部92を、固定体側第6枠板部分56の外周側の端面に溶接する。
図10は、図2のA-A線断面図であり、第1ストッパ機構および第2ストッパ機構の説明図である。ここで、振れ補正機能付き光学ユニット1を搭載する光学機器に外部から衝撃が加わった場合には、振れ補正機能付き光学ユニット1にも衝撃が加わる。振れ補正機能付き光学ユニット1に衝撃が加わると、可動体4が光軸Lと直交する径方向に移動して可動体4に保持された部品と、固定体に保持された部品とが衝突することがある。例えば、径方向で対向する第1磁石25Xおよび第1コイル26X、或いは、第2磁石25Yおよび第2コイル26Yが衝突すると、第1コイル26Xおよび第2コイル26Yが損傷して、断線などが発生するという問題がある。また、可動体4が径方向に過度に移動すると、可動体4を支持するジンバルフレーム10に塑性変形を発生させる可能性がある。このような問題に対して、振れ補正機能付き光学ユニット1は、可動体4と固定体との間に可動体4の径方向の移動範囲を規制する第1ストッパ機構111を備える。
図2、図10に示すように、第1ストッパ機構111は、ケース50の固定体側第1枠板部分51と第2磁石25Yとを備える。固定体側第1枠板部分51と第2磁石25Yとは、X軸方向で所定の隙間を開けて対向する。また、第1ストッパ機構111は、ケース50の固定体側第3枠板部分53と第1磁石25Xとを備える。固定体側第3枠板部分53と第1磁石25Xとは、Y軸方向で所定の隙間を開けて対向する。さらに、第1ストッパ機構111は、ホルダ側第2枠板部分36に設けた第1屈曲板部36aと、固定体側第2枠板部分52とを備える。第1屈曲板部36aと、固定体側第2枠板部分52とは、X軸方向で所定の隙間を開けて対向する。また、第1ストッパ機構111は、ホルダ側第4枠板部分38に設けた第2屈曲板部38aと、ホルダ31の固定体側第4枠板部分54と
を備える。第2屈曲板部38aと、固定体側第4枠板部分54とは、Y軸方向で所定の隙間を開けて対向する。
第2ストッパ機構112は、可動体4のホルダ31に設けられたフランジ部33と、固定体6のベース9においてZ軸方向でフランジ部33と対向する対向部117と、を備える。図10に示すように、対向部117は、ベース9の+Z方向の表面においてケース50の固定体側フランジ部47の内周側に位置する表面部分である。フランジ部33と対向部117とは、Z軸方向で所定の隙間を開けて対向する。
本例では、第1コイル26Xおよび第2コイル26Yはケース50の固定体側枠板部46の径方向外側の面に固定されている。従って、可動体4が径方向に移動したときに、第1コイル26Xと第1磁石25X、或いは、第2コイル26Yと第2磁石25Yが衝突することがない。よって、外部からの衝撃によって可動体4が径方向に過度に移動した場合でも、第1コイル26Xおよび第2コイル26Yが破損することを防止できる。
フランジ部分、47c…第3枠板部分フランジ部分、47d…第4枠板部分フランジ部分、47e…第5枠板部分フランジ部分、47f…第6枠板部分フランジ部分、47g…第7枠板部分フランジ部分、50…ケース、51…固定体側第1枠板部分、52…固定体側第2枠板部分、53…固定体側第3枠板部分、54…固定体側第4枠板部分、55…固定体側第5枠板部分、56…固定体側第6枠板部分、57…固定体側第7枠板部分、59…基板通過孔、60…フレキシブルプリント基板、61…第1基板部分、62…第2基板部分、64…磁性板、65…磁気センサ、70…ジンバルフレーム本体部、71…第1ジンバルフレーム延設部、72…第2ジンバルフレーム延設部、73…中央穴、75…中央板部分、76…角板部分、81…第1ジンバルフレーム延設部第1延設部分、82…第1ジンバルフレーム延設部第2延設部分、84…通過部、85…第2ジンバルフレーム延設部第1延設部分、86…第2ジンバルフレーム延設部第2延設部分、92…足部、94…腕部、110…フレキシブルプリント基板、111…第1ストッパ機構、112…第2ストッパ機構、117…対向部、R1…第1軸、R2…第2軸
Claims (5)
- カメラモジュールを備える可動体と、
前記可動体を、前記カメラモジュールの光軸と交差する第1軸回り、並びに、前記光軸および前記第1軸に交差する第2軸回りに回転可能に支持するジンバル機構と、
前記ジンバル機構を介して前記可動体を支持する固定体と、
前記可動体を、前記第1軸回りおよび前記第2軸回りに回転させる振れ補正用磁気駆動機構と、
前記可動体が前記光軸と直交する径方向へ移動する移動範囲を規制するストッパ機構と、を有し、
前記固定体は、前記可動体を径方向外側から囲む固定体側枠板部を有し、
前記振れ補正用磁気駆動機構は、前記固定体側枠板部に固定されたコイルと、前記可動体に固定された磁石と、を備え、
前記固定体側枠板部は、非磁性金属からなり、
前記コイルは、前記固定体側枠板部の前記可動体とは反対側の面に固定され、
前記磁石は、前記固定体側枠板部と所定の隙間を開けて対向するとともに、前記固定体側枠板部を介して前記コイルと対向し、
前記ストッパ機構は、前記固定体側枠板部と前記磁石とを備えることを特徴とする振れ補正機能付き光学ユニット。 - 前記可動体は、前記カメラモジュールを外周側から囲むホルダを備え、
前記ホルダは、磁性金属からなり、
前記磁石は、前記ホルダに固定されてい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。 - 前記振れ補正用磁気駆動機構として、前記光軸回りの周方向で前記第1軸と前記第2軸との間に設けられた第1振れ補正用磁気駆動機構と、前記周方向で前記第1軸に対する前記第1振れ補正用磁気駆動機構とは反対側において当該第1軸と前記第2軸との間に設けられた第2振れ補正用磁気駆動機構とを備え、
前記コイルとして、前記固定体側枠板部の外側面に固定された前記第1振れ補正用磁気駆動機構の第1コイルと、前記固定体側枠板部の外側面に固定された前記第2振れ補正用磁気駆動機構の第2コイルと、を備え、
前記磁石として、前記ホルダに固定されて前記固定体側枠板部を介して前記第1コイルと対向する前記第1振れ補正用磁気駆動機構の第1磁石と、前記ホルダに固定されて前記固定体側枠板部を介して前記第2コイルと対向する前記第2振れ補正用磁気駆動機構の第2磁石と、を備え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。 - 前記固定体は、前記固定体側枠板部の前記光軸方向の一方側の端から屈曲して外周側に延びるフランジ部を備え、
前記固定体側枠板部は、前記第1コイルが固定された固定体側第1枠板部分と、前記光軸を間に挟んで前記固定体側第1枠板部分とは反対側に位置する固定体側第2枠板部分と、前記第2コイルが固定された固定体側第3枠板部分と、前記光軸を間に挟んで前記固定体側第3枠板部分とは反対側に位置する固定体側第4枠板部分と、を備え、
前記フランジ部は、前記固定体側第1枠板部分から屈曲する第1枠板部分フランジ部分と、前記固定体側第3枠板部分から屈曲する第3枠板部分フランジ部分と、を備えることを特徴とする請求項3に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。 - 前記ホルダは、前記カメラモジュールを囲む金属製のホルダ側枠板部を備え、
前記ホルダ側枠板部は、前記第1磁石が固定されたホルダ側第1枠板部分と、前記光軸を間に挟んで前記ホルダ側第1枠板部分とは反対側に位置して前記固定体側第2枠板部分
と対向するホルダ側第2枠板部分と、前記第2磁石が固定されたホルダ側第3枠板部分と、前記光軸を間に挟んで前記固定体側第3枠板部分とは反対側に位置して前記固定体側第4枠板部分に対向するホルダ側第4枠板部分と、を備え、
前記ホルダ側第2枠板部分は、周方向の途中で外周側に張り出して前記固定体側第2枠板部分と所定の隙間を開けて対向する第1屈曲板部を備え、
前記ホルダ側第4枠板部分は、周方向の途中で外周側に張り出して前記固定体側第4枠板部分と所定の隙間を開けて対向する第2屈曲板部を備え、
前記ストッパ機構は、前記第1屈曲板部および前記第2屈曲板部を備え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。
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