JP7465063B2 - 光学ユニット - Google Patents
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Description
最初に、本発明の実施例1に係る光学ユニットについて図1から図5を用いて説明する。なお、図3において、符号Lが付された一点鎖線は光軸を示す。そして、図1及び図2において、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。また、各図において、Z軸方向は光軸方向であり、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の軸方向であり、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の軸方向である。
図1から図3を参照して、本実施例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、Z軸方向(光軸方向)を回動軸とする方向(ローリング方向)、Y軸方向を回動軸とする方向(ピッチング方向)及びX軸方向を回動軸とする方向(ヨーイング方向)に変位可能な状態で可動体14を保持する固定体16と、を備えている。また、可動体14をローリング方向、ピッチング方向及びヨーイング方向に駆動する回動駆動機構18A~18Cと、固定体16に対して可動体14をピッチング方向及びヨーイング方向に回動可能に支持するスラスト受け部材20と、スラスト受け部材20に支持されるとともに固定体16に対して可動体14をローリング方向に回動可能に支持するロール固定体9と、を備えている。ここで、スラスト受け部材20及びロール固定体9は、可動体14を固定体16に対して移動可能に支持する支持機構としての役割をしている。
本実施例において、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、被写体側にレンズ12a(光学素子)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。本実施例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に生じたローリングの振れ(Z軸方向を回動軸とする回動方向の振れ)、ピッチングの振れ(Y軸方向を回動軸とする回動方向の振れ)及びヨーイングの振れ(X軸方向を回動軸とする回動方向の振れ)の補正を行うアクチュエーターを内蔵し、ピッチングの振れの補正及びヨーイングの振れの補正が可能な構成となっている。
図2及び図3で表されるように、光学モジュール12は、被写体側とは反対側(後面)に撮像素子50を備えている。撮像素子50はハウジング12bの後面に固定されている。そして、図2で表されるように、撮像素子50は、複数のランド50aを有している。ランド50aは撮像素子50のグランドを構成する銅箔であるが、該ランド50aは、金属製のローリングフレーム11にはんだ付けにより固定されている。
図1から図3において、可動体14は、光学モジュール12と、ホルダ枠22と、ロール固定体9と、磁石24A~24C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(被写体側の面)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として構成されている。本実施例のホルダ枠22は、一例として光学モジュール12及びロール固定体9を着脱可能に構成されている。ホルダ枠22において固定体16と対向する3面を利用して、ローリング、ピッチング及びヨーイングの補正用の磁石24A~24Cがこれらの外面に取り付けられている。なお、図3においては、磁石24A~24Cの設けられる位置が分かり易いようにホルダ枠22とは離れた位置にある状態で磁石24A~24Cを表しているが、磁石24A~24Cはホルダ枠22に取り付けられている。
図1から図3において、固定体16は、固定枠28と、コイル32A~32Cと、を備えている。なお、コイル32A~32Cは、磁石24A~24Cと対向する位置において固定枠28に取り付けられている。図2で表されるように、本実施例において可動体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、磁石24Cとコイル32C、は対向状態となる。また、本実施例において、磁石24Aとコイル32Aとの対、磁石24Bとコイル32Bとの対、磁石24Cとコイル32Cとの対は、夫々回動駆動機構18A~18Cを構成している。すなわち、回動駆動機構18A~18Cは、可動体14と固定体16とが対向し光軸方向と交差する3面に設けられ、可動体14を固定体16に対して移動させる駆動部としての役割をしている。回動駆動機構18A~18Cにより、可動体14のローリング、ピッチング及びヨーイングの補正が行われる。なお、本実施例において、コイル32A~コイル32Cは一例としてシート状コイルとして構成されている。ただし、シート状コイルの代わりに巻線コイルなどを使用してもよい。
ジンバル機構21は、金属製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兼ね備えた機構である。具体的には、図3で表されるように、本実施例のジンバル機構21は、ジンバルフレーム25を有し、ジンバルフレーム25の四方のコーナー部から被写体側とは反対側に光軸方向に90°折り曲げられて形成される、2つの第1支持部用延設部27aと、2つの第2支持部用延設部27bと、を備えることによって構成されている。なお、第1支持部用延設部27aと第2支持部用延設部27b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。本実施例のジンバル機構21は、このような構成となっていることで、外側方向に向けて与圧を与えることが可能な構成となっている。
スラスト受け部材20は、可動体14を固定体16に対して、第1軸線L1と第2軸線L2を回動軸として、回動可能に支持する。スラスト受け部材20としては、第1支持部用延設部27aを支持する2つの第1スラスト受け部材20aと、第2支持部用延設部27bを支持する2つの第2スラスト受け部材20bと、を有している。そして、第1スラスト受け部材20aは固定体16の矩形枠状の固定枠28における4隅のうちの対向する2か所に配置され、第2スラスト受け部材20bは矩形枠状の可動体14の4隅(詳細にはロール固定体9の折り曲げ部9b)のうちの対向する2か所に配置される。すなわち、第1スラスト受け部材20aは固定体16に固定され、第2スラスト受け部材20bは可動体14に固定される。なお、矩形枠状の固定枠28と矩形枠状の可動体14とは4隅の位置が揃うように配置され、第1スラスト受け部材20a及び第2スラスト受け部材20bは該4隅に1つずつ配置される。
図1及び図2で表されるように、ロール固定体9は、第1軸線L1に沿う方向における2か所で第1スラスト受け部材20aを介してジンバルフレーム25と固定され、第2軸線L2に沿う方向における2か所で第2スラスト受け部材20bを介してジンバルフレーム25と固定されている。詳細には、ロール固定体9は、折り曲げ部9bに孔部B3が形成されており、該孔部B3を通して第1支持部用延設部27a及び第2支持部用延設部27bの球凸面B1が第1スラスト受け部材20a及び第2スラスト受け部材20bの球凹面B2に当接されることで、ジンバルフレーム25と固定されている。
次に、図1~図3に加えて、図4及び図5を参照して、本実施例の光学ユニット10の要部であるローリングフレーム11について詳細に説明する。
次に、実施例2の光学ユニット10について図6を用いて説明する。なお、上記実施例1と共通する構成部材は同じ符号で示しており、詳細な説明は省略する。
また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
11…ローリングフレーム(放熱部材)、
12…光学モジュール(カメラモジュール)、12a…レンズ(光学素子)、
12b…ハウジング、14…可動体、16…固定体、
18A…回動駆動機構(駆動部)、18B…回動駆動機構(駆動部)、
18C…回動駆動機構(駆動部)、20…スラスト受け部材(支持機構)、
20a…第1スラスト受け部材(第1支持機構)、
20b…第2スラスト受け部材(第2支持機構)、21…ジンバル機構、
22…ホルダ枠、24A…磁石、24B…磁石、24C…磁石、
25…ジンバルフレーム(放熱部材)、27a…第1支持部用延設部、
27b…第2支持部用延設部、28…固定枠、32A…コイル、32B…コイル、
32C…コイル、50…撮像素子、111…矩形枠状部、112…突出部、
113…接続部、113a…固定部、113b…U字形状部、113c…係合部、
114…延設部、B1…球凸面、B2…球凹面、B3…孔部
Claims (7)
- 撮像素子と光学素子とを搭載したカメラモジュールを備える可動体と、
固定体と、
前記可動体を前記固定体に対して移動可能に支持する支持機構と、
前記可動体を前記固定体に対して移動させる駆動部と、を備え、
前記可動体は、光軸方向において前記固定体と接触しない状態で前記支持機構に支持され、
前記撮像素子と前記支持機構とに接続される金属製の放熱部材を備え、
前記放熱部材は、前記撮像素子に設けられる金属製のランドに対してはんだ付けで固定され、
前記金属製のランドは、光軸方向と交差する方向における前記撮像素子の端部に複数形成され、
前記放熱部材は、前記光軸方向に突出するとともに前記撮像素子の前記光軸方向と交差する側面と面接触する形状であって、複数の前記金属製のランドにはんだ付けされる、突出部を有す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、
前記放熱部材は、前記支持機構における前記可動体を前記固定体に対して移動させる移動支点部分に接続されることを特徴とする光学ユニット。 - 請求項1または2に記載の光学ユニットにおいて、
前記放熱部材は、前記撮像素子における光軸方向と交差する側面と接触する配置となっていることを特徴とする光学ユニット。 - 請求項3に記載の光学ユニットにおいて、
前記放熱部材は、前記撮像素子を囲む配置となっていることを特徴とする光学ユニット。 - 請求項1から4のいずれか1項に記載の光学ユニットにおいて、
前記支持機構は、前記可動体を前記固定体に対して光軸方向を回動軸として回動可能に支持する構成であることを特徴とする光学ユニット。 - 請求項1から4のいずれか1項に記載の光学ユニットにおいて、
前記支持機構は、
前記固定体に固定され、前記可動体を前記固定体に対して光軸方向と交差する第1方向を揺動軸として揺動可能に支持する第1支持機構と、
前記可動体に固定され、前記可動体を前記固定体に対して光軸方向及び前記第1方向の両方と交差する第2方向を揺動軸として揺動可能に支持する第2支持機構と、を有することを特徴とする光学ユニット。 - 請求項6に記載の光学ユニットにおいて、
前記放熱部材は、前記支持機構を介して前記可動体と前記固定体とに支持されるジンバルフレームであり、
前記ジンバルフレームは、球凸面と球凹面とが当接することにより前記支持機構に支持される構成であることを特徴とする光学ユニット。
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