JP7495298B2

JP7495298B2 - Optical Unit

Info

Publication number: JP7495298B2
Application number: JP2020141808A
Authority: JP
Inventors: 努新井; 猛須江
Original assignee: Nidec Instruments Corp
Current assignee: Nidec Instruments Corp
Priority date: 2020-06-22
Filing date: 2020-08-25
Publication date: 2024-06-04
Anticipated expiration: 2040-08-25
Also published as: JP2022001931A

Description

本発明は、光学ユニットに関する。 The present invention relates to an optical unit.

従来から、様々な光学ユニットが使用されている。このうち、外部からの入射光束を撮像素子に向けて反射させる反射部を備える可動体を、固定体に対して可動させる、光学ユニットが使用されている。例えば、特許文献１には、板バネで反射部としてのプリズムを備える可動体を支持し、固定体に対して該プリズムを可動させる光学ユニットが開示されている。 Conventionally, various optical units have been used. Among these, an optical unit is used in which a movable body having a reflecting part that reflects an incident light beam from the outside toward an imaging element is moved relative to a fixed body. For example, Patent Document 1 discloses an optical unit in which a movable body having a prism as a reflecting part is supported by a leaf spring, and the prism is moved relative to a fixed body.

ＣＮ１０７３５７０２６ＡCN107357026A

上記のような、反射部を備える可動体を固定体に対して可動させる構成の光学ユニットにおいては、反射部を備える可動体を固定体に対して大きく変位させることが望ましい。例えば手振れ補正などを効果的に解消できるためである。しかしながら、反射部を備える可動体を固定体に対して可動させる構成の従来の光学ユニットにおいては、可動体を固定体に対して大きく変位させることが困難な場合があった。例えば、特許文献１の光学ユニットにおいては、板バネの強度を低下させると可動体を固定体に対して大きく変位させることが可能になるが、板バネの強度を低下させると可動体が振動しやすくなり光学ユニットの駆動周波数と可動体の共振周波数とが近くなる場合などがある。このため、強度の低い板バネを採用することは困難である。また、反射部を備える可動体を固定体に対して可動させる構成としては、レンズを反射部に対してシフトさせる構成や反射部を１軸のみで揺動させる構成があるが、これらのような構成では、可動体を固定体に対して大きく変位させることが困難である。そこで、本発明は、反射部を備える可動体を固定体に対して大きく変位させることが可能な光学ユニットを提供することを目的とする。 In the optical unit having the above-mentioned configuration in which the movable body having the reflecting part is moved relative to the fixed body, it is desirable to displace the movable body having the reflecting part largely relative to the fixed body. For example, this is because image stabilization can be effectively eliminated. However, in the conventional optical unit having the configuration in which the movable body having the reflecting part is moved relative to the fixed body, it was sometimes difficult to displace the movable body largely relative to the fixed body. For example, in the optical unit of Patent Document 1, if the strength of the leaf spring is reduced, it becomes possible to displace the movable body largely relative to the fixed body, but if the strength of the leaf spring is reduced, the movable body becomes more likely to vibrate, and the drive frequency of the optical unit and the resonance frequency of the movable body may become close. For this reason, it is difficult to adopt a leaf spring with low strength. In addition, as a configuration in which the movable body having the reflecting part is moved relative to the fixed body, there are a configuration in which the lens is shifted relative to the reflecting part and a configuration in which the reflecting part is oscillated only on one axis, but in such configurations, it is difficult to displace the movable body largely relative to the fixed body. Therefore, the present invention aims to provide an optical unit that can displace the movable body having the reflecting part largely relative to the fixed body.

本発明の光学ユニットは、外部からの入射方向から撮像素子に向かう反射方向に入射光束を反射させる反射部と、前記反射部を備える可動体と、固定体と、前記固定体に対して前記可動体を可動させる可動機構と、第１軸線周りに揺動可能に前記可動体を支持する第１支持部を備えるジンバル機構と、前記第１軸線方向と交差する第２軸線周りに前記固定体に対して揺動可能に前記ジンバル機構を支持するベアリング機構と、を備えることを特徴とする。 The optical unit of the present invention is characterized by comprising a reflecting section that reflects an incident light beam from an external incident direction to a reflection direction toward an imaging element, a movable body that includes the reflecting section, a fixed body, a movable mechanism that moves the movable body relative to the fixed body, a gimbal mechanism that includes a first support section that supports the movable body so that it can swing about a first axis, and a bearing mechanism that supports the gimbal mechanism so that it can swing relative to the fixed body around a second axis that intersects with the first axis direction.

本態様によれば、第１軸線周りに揺動可能に可動体を支持する第１支持部を備えるジンバル機構と、第１軸線方向と交差する第２軸線周りに固定体に対して揺動可能に前記ジンバル機構を支持するベアリング機構と、を備える。このようなジンバル機構とベアリング機構とにおいて２軸で可動体を固定体に対して揺動可能（回転可能）に支える構成を備えることで、反射部を備える可動体を固定体に対して大きく変位させることができる。 According to this aspect, the device includes a gimbal mechanism having a first support part that supports a movable body so that it can swing about a first axis, and a bearing mechanism that supports the gimbal mechanism so that it can swing relative to a fixed body around a second axis that intersects with the first axis. By providing a configuration in which the gimbal mechanism and the bearing mechanism support the movable body so that it can swing (rotate) relative to the fixed body on two axes, the movable body having a reflecting part can be largely displaced relative to the fixed body.

本発明の光学ユニットにおいては、前記ジンバル機構は、前記反射方向に沿うローリング軸と交差するピッチング軸を基準に前記可動体を揺動可能に配置され、前記ベアリング機構は、前記ローリング軸と交差するとともに前記ピッチング軸とも交差するヨーイング軸を基準に前記ジンバル機構を揺動可能に配置されている。このような構成とすることで、可動体を固定体に対してピッチング軸及びヨーイング軸を揺動軸として大きく変位させることが可能になる。 In the optical unit of the present invention, the gimbal mechanism is arranged so that the movable body can be swung with respect to a pitching axis that intersects with a rolling axis along the reflection direction, and the bearing mechanism is arranged so that the gimbal mechanism can be swung with respect to a yawing axis that intersects with the rolling axis and also with the pitching axis. With this configuration, it becomes possible to largely displace the movable body with respect to the fixed body, with the pitching axis and yawing axis as the swinging axes.

本発明の光学ユニットにおいては、前記可動機構は、前記可動体に設けられた磁石と、前記固定体の前記磁石と対向する位置に設けられたコイルと、を有する構成とすることができる。このような構成とすることで、可動機構を簡単に形成でき、コイルに繋がるケーブルなどが可動体の可動を妨げることを抑制できる。 In the optical unit of the present invention, the movable mechanism can be configured to have a magnet provided on the movable body and a coil provided on the fixed body at a position opposite the magnet. With such a configuration, the movable mechanism can be easily formed and it is possible to prevent cables connected to the coil from interfering with the movement of the movable body.

本発明の光学ユニットにおいては、前記可動機構は、前記可動体の前記入射方向側に設けられた第１磁石と、前記可動体の両方の前記交差方向側に設けられた前記第１磁石よりも小さい第２磁石と、を前記磁石として有する構成とすることができる。このような構成とすることで、光学ユニットを入射方向において薄く形成したことに伴って可動機構の性能が低下することを抑制することができる。 In the optical unit of the present invention, the movable mechanism can be configured to have as the magnets a first magnet provided on the incident direction side of the movable body and a second magnet smaller than the first magnet provided on both sides of the movable body in the cross direction. By configuring in this way, it is possible to suppress a decrease in performance of the movable mechanism that would otherwise occur if the optical unit were made thin in the incident direction.

本発明の光学ユニットにおいては、前記ジンバル機構は、前記第２軸線に沿う支軸を有し、前記ベアリング機構は、内輪が前記支軸に固定され、外輪が前記固定体に形成されたハウジングに固定され、前記固定体は、前記支軸の端部を前記ハウジングに対して前記第２軸線に沿って押圧する予圧発生部材を有する構成とすることができる。このような構成とすることで、簡単かつ安価な構造でベアリング機構に効果的に予圧を付与することができる。 In the optical unit of the present invention, the gimbal mechanism has a support shaft along the second axis, the bearing mechanism has an inner ring fixed to the support shaft and an outer ring fixed to a housing formed on the fixed body, and the fixed body has a preload generating member that presses the end of the support shaft against the housing along the second axis. With this configuration, it is possible to effectively apply preload to the bearing mechanism with a simple and inexpensive structure.

本発明の光学ユニットにおいては、前記予圧発生部材は、弾性部材である構成とすることができる。このような構成とすることで、予圧発生部材を簡単かつ安価に構成することができる。 In the optical unit of the present invention, the preload generating member can be configured as an elastic member. By configuring it in this way, the preload generating member can be constructed simply and inexpensively.

本発明の光学ユニットにおいては、前記弾性部材は、板バネである構成とすることができる。このような構成とすることで、構成部材を増やすことなく予圧発生部材を簡単かつ安価に構成することができる。 In the optical unit of the present invention, the elastic member can be a leaf spring. By adopting such a configuration, the preload generating member can be constructed simply and inexpensively without increasing the number of components.

本発明の光学ユニットにおいては、前記板バネは、一方の端部で前記固定体に固定され、他方の端部に設けられた接触部で前記支軸の端部を前記ハウジングに対して前記第２軸線に沿って押圧する構成とすることができる。このような構成とすることで、回転軸上の１点に予圧をかけることができ、強い予圧をかけても摺動抵抗を最小限にすることができる。 In the optical unit of the present invention, the leaf spring can be configured so that one end is fixed to the fixed body, and a contact portion provided at the other end presses the end of the support shaft against the housing along the second axis. With this configuration, a preload can be applied to one point on the rotation axis, and sliding resistance can be minimized even when a strong preload is applied.

本発明の光学ユニットにおいては、前記板バネは、複数方向の端部で前記固定体に固定され、前記複数方向の端部とは異なる位置に設けられた接触部で前記支軸の端部を前記ハウジングに対して前記第２軸線に沿って押圧する構成とすることができる。このような構成とすることで、ベアリング機構に強い予圧を付与することができるとともに、必要な強い予圧をかけても摺動抵抗を最小限にすることができる。 In the optical unit of the present invention, the leaf spring can be configured such that its ends in multiple directions are fixed to the fixed body, and a contact portion provided at a position different from the ends in multiple directions presses the end of the support shaft against the housing along the second axis. With this configuration, it is possible to apply a strong preload to the bearing mechanism, and even when the necessary strong preload is applied, sliding resistance can be minimized.

本発明の光学ユニットにおいては、前記接触部は凸部を有し、前記支軸は、前記接触部に対して平面または前記凸部の曲率よりも小さい曲率の凹部で接触する構成とすることができる。このような構成とすることで、回転軸上の１点に予圧を与えることができ、ベアリング機構の部品精度などに基づくベアリングの中心ズレなどが生じても、余計な負荷がかかることを抑制できる。 In the optical unit of the present invention, the contact portion has a convex portion, and the support shaft can be configured to contact the contact portion at a flat surface or at a concave portion having a curvature smaller than the curvature of the convex portion. With this configuration, a preload can be applied to one point on the rotation axis, and even if the bearing is misaligned due to the component accuracy of the bearing mechanism, it is possible to prevent unnecessary load from being applied.

本発明の光学ユニットにおいては、前記支軸は凸部を有し、前記接触部は、前記凸部に対して平面または前記凸部の曲率よりも小さい曲率の凹部で接触する構成とすることができる。このような構成とすることで、回転軸上の１点に予圧を与えることができ、ベアリング機構の部品精度などに基づくベアリングの中心ズレなどが生じても、余計な負荷がかかることを抑制できる。 In the optical unit of the present invention, the support shaft has a convex portion, and the contact portion can be configured to contact the convex portion at a flat surface or at a concave portion with a curvature smaller than that of the convex portion. With this configuration, a preload can be applied to one point on the rotation axis, and even if the bearing is misaligned due to component accuracy of the bearing mechanism, it is possible to prevent unnecessary load from being applied.

本発明の光学ユニットは、反射部を備える可動体を固定体に対して大きく変位させることができる。 The optical unit of the present invention can greatly displace the movable body having the reflecting portion relative to the fixed body.

本発明の一実施例に係る光学ユニットを備えるスマートフォンの斜視図である。1 is a perspective view of a smartphone equipped with an optical unit according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施例に係る光学ユニットの概略側面図である。1 is a schematic side view of an optical unit according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施例に係る光学ユニットの概略正面図である。FIG. 2 is a schematic front view of an optical unit according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施例に係る光学ユニットの斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of an optical unit according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施例に係る光学ユニットの斜視断面図である。1 is a perspective cross-sectional view of an optical unit according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施例に係る光学ユニットの分解斜視図である。FIG. 2 is an exploded perspective view of an optical unit according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施例に係る光学ユニットのベアリング機構及びベアリング機構取り付け部の概略断面図である。4 is a schematic cross-sectional view of a bearing mechanism and a bearing mechanism mounting portion of an optical unit according to an embodiment of the present invention. FIG. 本発明の一実施例に係る光学ユニットのベアリング機構取り付け部の概略斜視図である。FIG. 2 is a schematic perspective view of a bearing mechanism mounting portion of an optical unit according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施例に係る光学ユニットにおける、図７及び図８とは別の、ベアリング機構及びベアリング機構取り付け部の概略断面図である。FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of a bearing mechanism and a bearing mechanism mounting portion in an optical unit according to an embodiment of the present invention, different from FIGS. 7 and 8. 本発明の一実施例に係る光学ユニットにおける、図７及び図８、並びに、図９とはさらに別の、ベアリング機構取り付け部の概略断面図である。FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of a bearing mechanism attachment portion, which is further different from those in FIGS. 7 and 8 and FIG. 9, in an optical unit according to an embodiment of the present invention. 図１０の、ベアリング機構取り付け部の概略斜視図である。FIG. 11 is a schematic perspective view of a bearing mechanism mounting portion in FIG. 10 . 一般的に使用されるベアリング機構及びベアリング機構取り付け部の概略断面図である。1 is a schematic cross-sectional view of a commonly used bearing mechanism and a bearing mechanism mounting portion. 図１２のベアリング機構及びベアリング機構取り付け部とは別の、一般的に使用されるベアリング機構及びベアリング機構取り付け部の概略断面図である。13 is a schematic cross-sectional view of a commonly used bearing mechanism and bearing mechanism mounting portion different from the bearing mechanism and bearing mechanism mounting portion of FIG. 12.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸は各々直交する方向であり、＋Ｘ方向及び－Ｘ方向に見た図を側面図、＋Ｙ方向に見た図を平面図、－Ｙ方向に見た図を底面図、＋Ｚ方向に見た図を背面図、－Ｚ方向に見た図を正面図とする。そして、＋Ｙ方向は、外部からの光束の入射方向Ｄ１に対応する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In each figure, the X-axis, Y-axis, and Z-axis are orthogonal directions, and the views seen in the +X and -X directions are side views, the views seen in the +Y direction are plan views, the views seen in the -Y direction are bottom views, the views seen in the +Z direction are rear views, and the views seen in the -Z direction are front views. The +Y direction corresponds to the incident direction D1 of the light beam from outside.

＜光学ユニットを備える装置の概略＞
図１は、本実施例の光学ユニット１を備える装置の一例としてのスマートフォン１００の概略斜視図である。本実施例の光学ユニット１は、スマートフォン１００において好ましく使用可能である。本実施例の光学ユニット１は、薄型に構成でき、スマートフォン１００におけるＹ軸方向における厚さを薄く構成できるためである。ただし、本実施例の光学ユニット１は、スマートフォン１００に限定されず、カメラやビデオなど、特に限定なく様々な装置に使用可能である。 <Outline of device equipped with optical unit>
1 is a schematic perspective view of a smartphone 100 as an example of a device including an optical unit 1 according to the present embodiment. The optical unit 1 according to the present embodiment can be preferably used in the smartphone 100. This is because the optical unit 1 according to the present embodiment can be configured to be thin, and the thickness of the smartphone 100 in the Y-axis direction can be configured to be thin. However, the optical unit 1 according to the present embodiment is not limited to the smartphone 100, and can be used in various devices such as cameras and videos without any particular limitation.

図１で表されるように、スマートフォン１００は、光束を入射するレンズ１０１を備えている。スマートフォン１００におけるレンズ１０１の内部に、光学ユニット１を備えている。スマートフォン１００は、レンズ１０１を介して外部から入射方向Ｄ１に光束を入射し、入射光束に基づいて被写体像を撮像することが可能な構成となっている。 As shown in FIG. 1, the smartphone 100 has a lens 101 that receives a light beam. The lens 101 in the smartphone 100 has an optical unit 1 inside. The smartphone 100 is configured such that a light beam is incident from the outside through the lens 101 in an incident direction D1, and an image of a subject is captured based on the incident light beam.

＜光学ユニットの全体構成＞
図２は、本実施例の光学ユニット１を概略的に表す側面図である。図２で表されるように、本実施例の光学ユニット１は、反射部としてのプリズム１０を有する反射ユニット２００と、撮像素子１０３ａが設けられた基板１０３とレンズ１０２とを有するカメラ１０４と、を有している。反射ユニット２００は、レンズ１０１を介して外部から入射方向Ｄ１に光束を入射し、入射光束をプリズム１０の反射面１０ａで撮像素子１０３ａに向かう反射方向Ｄ２に入射光束を反射させる。なお、本実施例の反射ユニット２００は、反射部としてプリズム１０を備えているが、反射部の構成はプリズム１０に限定されず、反射部としてミラーを備える構成などとしてもよい。 <Overall configuration of optical unit>
Fig. 2 is a side view that shows the optical unit 1 of the present embodiment. As shown in Fig. 2, the optical unit 1 of the present embodiment includes a reflection unit 200 having a prism 10 as a reflection unit, and a camera 104 having a substrate 103 on which an image sensor 103a is provided and a lens 102. The reflection unit 200 receives a light beam from the outside in an incident direction D1 through the lens 101, and reflects the incident light beam on the reflection surface 10a of the prism 10 in a reflection direction D2 toward the image sensor 103a. The reflection unit 200 of the present embodiment includes the prism 10 as a reflection unit, but the configuration of the reflection unit is not limited to the prism 10, and may include a mirror as the reflection unit.

＜反射ユニットの構成＞
図３は、本実施例の光学ユニット１の反射ユニット２００の内部構成などを概略的に表す正面図である。また、図４は、本実施例の光学ユニット１の反射ユニット２００の斜視図である。また、図５は、図４と同じ方向から見た本実施例の光学ユニット１の反射ユニット２００の断面図である。そして、図６は、本実施例の光学ユニット１の反射ユニット２００の分解斜視図である。図３、図５及び図６で表されるように、反射ユニット２００は、固定体２１０と、プリズム１０を備える可動体２２０と、ジンバル機構２４０と、ベアリング機構２５０と、を備えている。 <Configuration of Reflection Unit>
Fig. 3 is a front view showing a schematic internal configuration of the reflection unit 200 of the optical unit 1 of this embodiment. Fig. 4 is a perspective view of the reflection unit 200 of the optical unit 1 of this embodiment. Fig. 5 is a cross-sectional view of the reflection unit 200 of the optical unit 1 of this embodiment as viewed from the same direction as Fig. 4. Fig. 6 is an exploded perspective view of the reflection unit 200 of the optical unit 1 of this embodiment. As shown in Figs. 3, 5 and 6, the reflection unit 200 includes a fixed body 210, a movable body 220 including a prism 10, a gimbal mechanism 240, and a bearing mechanism 250.

＜ジンバル機構について＞
反射ユニット２００の構成として、最初に、ジンバル機構２４０の構成について説明する。なお、本明細書において「ジンバル機構」とは、係合する被係合物（本実施例では可動体２２０）に対する係合部分（本実施例では保持機構２３０）において軸線周りに揺動（回転）可能な構成を意味する。このため、係合する被係合物に対する係合部分において固定されて自身が歪むことを前提とする「板バネ」は、本発明の「ジンバル機構」に該当しない。 <About the gimbal mechanism>
As a configuration of the reflection unit 200, the configuration of the gimbal mechanism 240 will be described first. In this specification, the term "gimbal mechanism" refers to a configuration that can swing (rotate) around an axis at an engagement portion (holding mechanism 230 in this embodiment) with respect to an engaged object (movable body 220 in this embodiment). For this reason, a "leaf spring" that is fixed at an engagement portion with respect to an engaged object and is assumed to distort itself does not fall under the "gimbal mechanism" of the present invention.

ジンバル機構２４０は、図３、図５及び図６で表されるように、第１軸線Ａ１周りに揺動可能に可動体２２０を支持する第１支持部２４０ａを備えている。また、図３、図５及び図６で表されるように、可動体２２０には第１支持部２４０ａに係合する係合部２１４が設けられている。そして、第１支持部２４０ａと係合部２１４とで、ジンバル機構２４０に対して可動体２２０を揺動可能に保持させる保持機構２３０を構成している。詳細には、図５及び図６で表されるように、２つの係合部２１４はともに外側に向けて球状の突部Ｂが設けられ、対応する各々の第１支持部２４０ａには該突部Ｂを受ける球面状に凹んだ凹部Ｃが設けられている。このように球状の部材と該球状の部材を受ける受け部材を有する構成の保持機構２３０を備える構成とすることで、摺動摩擦を低減でき、低い消費電力で可動体２２０を固定体２１０に対して揺動することができる。なお、球状の部材を受ける受け部材としては、球面状に凹んだ凹部のほか円形の孔部などとしてもよい。 As shown in Figs. 3, 5 and 6, the gimbal mechanism 240 includes a first support portion 240a that supports the movable body 220 so as to be swingable around the first axis A1. As shown in Figs. 3, 5 and 6, the movable body 220 is provided with an engagement portion 214 that engages with the first support portion 240a. The first support portion 240a and the engagement portion 214 constitute a holding mechanism 230 that holds the movable body 220 swingably relative to the gimbal mechanism 240. In detail, as shown in Figs. 5 and 6, both of the two engagement portions 214 are provided with a spherical protrusion B facing outward, and the corresponding first support portions 240a are provided with a spherically recessed recess C that receives the protrusion B. By providing a holding mechanism 230 having a configuration including a spherical member and a receiving member that receives the spherical member, sliding friction can be reduced, and the movable body 220 can be swung relative to the fixed body 210 with low power consumption. The receiving member for receiving the spherical member may be a circular hole or the like in addition to a spherically recessed recess.

また、本実施例の光学ユニット１においては、図３、図５及び図６で表されるように、ジンバル機構２４０は、第１支持部２４０ａが両端部分に設けられＸ軸Ｚ軸平面に平行な棒状のフレーム部２４０ｃを有している。そして、棒状であるフレーム部２４０ｃの中央部分には、ベアリング機構２５０と接続される円柱状の支軸２４０ｂが設けられている。 In the optical unit 1 of this embodiment, as shown in Figures 3, 5, and 6, the gimbal mechanism 240 has a rod-shaped frame portion 240c that is parallel to the X-axis and Z-axis plane and has first support portions 240a at both ends. A cylindrical support shaft 240b that is connected to the bearing mechanism 250 is provided in the center of the rod-shaped frame portion 240c.

＜ベアリング機構について＞
本実施例の光学ユニット１においては、ベアリング機構２５０は、Ｙ軸方向から見て（平面視で）リング状をしており、中央部に支軸２４０ｂを挿入して支持する挿入口が設けられ、該挿入口の周囲に不図示の複数の球体がリング状に並べて設けられている。そして、ベアリング機構２５０は、図５及び図６で表される固定体２１０の固定枠２１２に設けられたベアリング機構取り付け部２１２ｂに、固定されている。 <Bearing mechanism>
In the optical unit 1 of this embodiment, the bearing mechanism 250 is ring-shaped when viewed from the Y-axis direction (in a plan view), has an insertion opening in the center for inserting and supporting the support shaft 240b, and has a plurality of spheres (not shown) arranged in a ring shape around the insertion opening. The bearing mechanism 250 is fixed to a bearing mechanism mounting portion 212b provided on a fixed frame 212 of a fixed body 210 shown in Figures 5 and 6.

ベアリング機構取り付け部２１２ｂに固定されたベアリング機構２５０の挿入口２５０ａに、支軸２４０ｂが挿入されたジンバル機構２４０は、その挿入方向であるＹ軸方向を揺動軸（回転軸）として、固定体２１０に対して揺動（回転）可能となっている。別の表現をすると、Ｙ軸方向（第１軸線Ａ１方向と交差する方向）に沿う第２軸線Ａ２周りに、ジンバル機構２４０は固定体２１０に対して揺動可能となっている。 The gimbal mechanism 240, with the support shaft 240b inserted into the insertion port 250a of the bearing mechanism 250 fixed to the bearing mechanism mounting portion 212b, can swing (rotate) relative to the fixed body 210 with the Y-axis direction, which is the insertion direction, as the swing axis (rotation axis). In other words, the gimbal mechanism 240 can swing relative to the fixed body 210 around the second axis A2 along the Y-axis direction (direction intersecting with the first axis A1 direction).

このように、本実施例の光学ユニット１は、第１軸線Ａ１周りに揺動可能に可動体２２０を支持する第１支持部２４０ａを備えるジンバル機構２４０と、第１軸線Ａ１方向と交差する第２軸線Ａ２周りに固定体２１０に対して揺動可能にジンバル機構２４０を支持するベアリング機構２５０と、を備えている。本実施例の光学ユニット１は、このようなジンバル機構２４０とベアリング機構２５０とにおいて２軸で可動体２２０を固定体２１０に対して揺動可能（回転可能）に支える構成を備えていることで、プリズム１０を備える可動体２２０を固定体２１０に対して大きく変位させることができる。また、ジンバル機構２４０を備える構成とすることで、可動体２２０を固定体２１０に対して浮かせた状態で保持できるので衝撃に強くなる。 In this way, the optical unit 1 of this embodiment includes a gimbal mechanism 240 having a first support portion 240a that supports the movable body 220 so that it can swing around the first axis A1, and a bearing mechanism 250 that supports the gimbal mechanism 240 so that it can swing relative to the fixed body 210 around the second axis A2 that intersects with the first axis A1 direction. The optical unit 1 of this embodiment includes a configuration in which the gimbal mechanism 240 and the bearing mechanism 250 support the movable body 220 so that it can swing (rotate) relative to the fixed body 210 on two axes, so that the movable body 220 including the prism 10 can be largely displaced relative to the fixed body 210. In addition, the configuration including the gimbal mechanism 240 allows the movable body 220 to be held in a floating state relative to the fixed body 210, making it more resistant to impacts.

また、プリズム１０を備える可動体２２０を固定体２１０に対して大きく変位させることができる構成としては、ジンバル機構２４０により交差する２軸で可動体２２０を固定体２１０に対して揺動可能に支える構成が考えられる。ただし、薄い光学ユニット１を形成しようとする場合、ジンバル機構２４０により交差する２軸で可動体２２０を固定体２１０に対して揺動可能に支える構成とすると、コイルと磁石とからなる磁気回路を構成することが困難になる場合がある。コイルや磁石の配置スペースが小さくなってしまうためである。しかしながら、本実施例の光学ユニット１のように、ジンバル機構２４０により１軸で可動体２２０を固定体２１０に対して揺動可能に支え、ベアリング機構２５０により別の１軸で可動体２２０を固定体２１０に対して揺動可能に支える構成とすることで、コイルや磁石の配置スペースを確保しやすくなり、薄い光学ユニット１を形成しようとする場合でも、磁気回路を構成することが容易になる。 In addition, as a configuration that can largely displace the movable body 220 equipped with the prism 10 relative to the fixed body 210, a configuration in which the movable body 220 is supported by the gimbal mechanism 240 so that it can swing relative to the fixed body 210 on two intersecting axes is considered. However, when attempting to form a thin optical unit 1, if the movable body 220 is supported by the gimbal mechanism 240 so that it can swing relative to the fixed body 210 on two intersecting axes, it may be difficult to form a magnetic circuit consisting of a coil and a magnet. This is because the arrangement space for the coil and magnet becomes small. However, as in the optical unit 1 of this embodiment, by using a configuration in which the movable body 220 is supported by the gimbal mechanism 240 so that it can swing relative to the fixed body 210 on one axis and the bearing mechanism 250 so that the movable body 220 is supported by the bearing mechanism 250 so that it can swing relative to the fixed body 210 on another axis, it becomes easier to secure the arrangement space for the coil and magnet, and it becomes easier to form a magnetic circuit even when attempting to form a thin optical unit 1.

また、本実施例の光学ユニット１においては、ジンバル機構２４０は、反射方向Ｄ２（－Ｚ方向）に沿うローリング軸（Ｚ軸）と交差するピッチング軸（Ｘ軸）を基準に可動体２２０を揺動可能に配置されているとともに、ベアリング機構２５０は、ローリング軸と交差するとともにピッチング軸とも交差するヨーイング軸（Ｙ軸）を基準にジンバル機構２４０を揺動可能に配置されている。このような構成とすることで、可動体２２０を固定体２１０に対してピッチング軸及びヨーイング軸を揺動軸として大きく変位させることができる。また、このような構成とすることで、図３で表されるように、固定枠２１２における正面視でのショルダー部分２１２ａを凹ましてこの部分を薄く形成することができる。なお、本実施例の光学ユニット１においては、ジンバル機構２４０の揺動軸である第１軸線Ａ１はピッチング軸方向（Ｘ軸方向）に沿っており、ベアリング機構２５０の揺動軸である第２軸線Ａ２はヨーイング軸方向（Ｙ軸方向）に沿っている。ただし、このような構成に限定されず、ジンバル機構２４０及びベアリング機構２５０の構成によっては、ジンバル機構２４０による可動体２２０の保持方向及びベアリング機構２５０によるジンバル機構２４０の保持方向が、ジンバル機構２４０による可動体２２０の揺動軸方向及びベアリング機構２５０によるジンバル機構２４０の揺動軸方向とずれていてもよい。別の表現をすると、第１軸線Ａ１及び第２軸線Ａ２がピッチング軸方向（Ｘ軸方向）及びヨーイング軸方向（Ｙ軸方向）とずれた方向となっていてもよい。 In the optical unit 1 of this embodiment, the gimbal mechanism 240 is arranged so that the movable body 220 can be swung with respect to a pitching axis (X-axis) that intersects with a rolling axis (Z-axis) along the reflection direction D2 (-Z direction), and the bearing mechanism 250 is arranged so that the gimbal mechanism 240 can be swung with respect to a yawing axis (Y-axis) that intersects with the rolling axis and also with the pitching axis. With this configuration, the movable body 220 can be largely displaced with respect to the fixed body 210 with the pitching axis and the yawing axis as the swinging axis. With this configuration, as shown in FIG. 3, the shoulder portion 212a in the front view of the fixed frame 212 can be recessed to make this portion thin. In addition, in the optical unit 1 of this embodiment, the first axis A1, which is the swing axis of the gimbal mechanism 240, is along the pitching axis direction (X-axis direction), and the second axis A2, which is the swing axis of the bearing mechanism 250, is along the yawing axis direction (Y-axis direction). However, this is not limited to the above configuration, and depending on the configuration of the gimbal mechanism 240 and the bearing mechanism 250, the direction in which the gimbal mechanism 240 holds the movable body 220 and the direction in which the gimbal mechanism 240 holds the gimbal mechanism 240 may be shifted from the direction of the oscillation axis of the movable body 220 by the gimbal mechanism 240 and the direction of the oscillation axis of the gimbal mechanism 240 by the bearing mechanism 250. In other words, the first axis A1 and the second axis A2 may be shifted from the pitching axis direction (X-axis direction) and the yawing axis direction (Y-axis direction).

ただし、本発明はこのような構成に限定されない。例えば、ベアリング機構２５０の位置を変更し、ジンバル機構２４０を本実施例の光学ユニット１と同様に反射方向Ｄ２に沿うローリング軸と交差するピッチング軸を基準に可動体２２０を揺動可能に配置させ、ベアリング機構２５０をローリング軸を基準にジンバル機構２４０を揺動可能に配置する構成などとしてもよい。このような構成とすることで、可動体２２０を固定体２１０に対してピッチング軸及びローリング軸を揺動軸として大きく変位させることができるとともに、固定枠２１２における平面視でのショルダー部分を凹まして薄く形成することができる。 However, the present invention is not limited to such a configuration. For example, the position of the bearing mechanism 250 may be changed, and the gimbal mechanism 240 may be arranged so that the movable body 220 can be oscillated with respect to a pitching axis intersecting with a rolling axis along the reflection direction D2, as in the optical unit 1 of this embodiment, and the bearing mechanism 250 may be arranged so that the gimbal mechanism 240 can be oscillated with respect to the rolling axis. With such a configuration, the movable body 220 can be largely displaced with respect to the fixed body 210 with the pitching axis and the rolling axis as the oscillating axis, and the shoulder portion of the fixed frame 212 in a plan view can be recessed to form a thin shape.

また、上記のように、本実施例の光学ユニット１においては、ジンバル機構２４０は、第１支持部２４０ａが設けられＸ軸Ｚ軸平面に平行な棒状のフレーム部２４０ｃを有している。そして、フレーム部２４０ｃの両端部にアーム状の第１支持部２４０ａを有している。このような構成とすることで、フレーム部２４０ｃに対してアーム状の第１支持部２４０ａの配置を調整しやすくなり、簡単にジンバル機構２４０製造公差の影響を低減することができる。 As described above, in the optical unit 1 of this embodiment, the gimbal mechanism 240 has a rod-shaped frame portion 240c that is provided with a first support portion 240a and is parallel to the X-axis and Z-axis plane. The frame portion 240c has arm-shaped first support portions 240a at both ends. This configuration makes it easier to adjust the position of the arm-shaped first support portion 240a relative to the frame portion 240c, and can easily reduce the effects of manufacturing tolerances of the gimbal mechanism 240.

＜可動体の駆動機構について＞
反射ユニット２００の構成として、次に、可動体２２０の駆動機構について説明する。図５及び図６で表されるように、可動体２２０は、プリズム１０及び係合部２１４に加えて、磁石２２１ａ及び２２１ｂをホルダ枠２２２に備えている。磁石２２１ａはプリズム１０よりも＋Ｚ方向側（反射方向Ｄ２における後方側）に設けられ、磁石２２１ｂはプリズム１０よりも＋Ｘ方向側及び－Ｘ方向側に設けられている。 <Driving mechanism for moving body>
Next, a drive mechanism for the movable body 220 will be described as a configuration of the reflection unit 200. As shown in Fig. 5 and Fig. 6, the movable body 220 includes magnets 221a and 221b in a holder frame 222 in addition to the prism 10 and the engagement portion 214. The magnet 221a is provided on the +Z direction side (the rear side in the reflection direction D2) of the prism 10, and the magnet 221b is provided on the +X direction side and the -X direction side of the prism 10.

一方、図４から図６であらわされるように、固定体２１０は、ＦＦＣ（フレキシブルフラットケーブル）２１３と電気的に繋がるコイル２１１ａ及び２１１ｂを、固定枠２１２に備えている。コイル２１１ａは磁石２２１ａと対向する位置に設けられ、コイル２１１ｂは磁石２２１ｂと対向する位置に設けられている。本実施例において、コイル２１１ａ及び２１１ｂ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。本実施例の光学ユニット１は、コイル２１１ａ及び２１１ｂに電流を流すことにより、固定体２１０に対して可動体２２０の位置を変えることができる。そして、磁石２２１ａ及び２２１ｂと、コイル２１１ａ及び２１１ｂと、保持機構２３０と、ベアリング機構２５０と、により、固定体２１０に対して可動体２２０を可動させる可動機構を構成している。 On the other hand, as shown in Fig. 4 to Fig. 6, the fixed body 210 includes coils 211a and 211b, which are electrically connected to a FFC (flexible flat cable) 213, in a fixed frame 212. The coil 211a is provided at a position facing the magnet 221a, and the coil 211b is provided at a position facing the magnet 221b. In this embodiment, the coils 211a and 211b are configured as wound coils as an example, but they may be patterned boards (coil boards) in which the coils are incorporated as patterns into the board wiring. The optical unit 1 of this embodiment can change the position of the movable body 220 relative to the fixed body 210 by passing a current through the coils 211a and 211b. The magnets 221a and 221b, the coils 211a and 211b, the holding mechanism 230, and the bearing mechanism 250 constitute a movable mechanism that moves the movable body 220 relative to the fixed body 210.

また、本実施例の光学ユニット１においては、固定体２１０に対して可動体２２０を可動させる可動機構は、可動体２２０に設けられた磁石２２１ａ及び２２１ｂと、固定体２１０の磁石２２１ａ及び２２１ｂと対向する位置に設けられたコイル２１１ａ及び２１１ｂと、を有する。このような構成としていることで、可動機構を簡単に形成でき、コイル２１１ａ及び２１１ｂに繋がるケーブルとしてのＦＦＣ２１３などが可動体２２０の可動を妨げることを抑制している。 In addition, in the optical unit 1 of this embodiment, the movable mechanism that moves the movable body 220 relative to the fixed body 210 has magnets 221a and 221b provided on the movable body 220, and coils 211a and 211b provided in positions facing the magnets 221a and 221b of the fixed body 210. With this configuration, the movable mechanism can be easily formed, and the FFC 213 as a cable connected to the coils 211a and 211b is prevented from interfering with the movement of the movable body 220.

ここで、図６で表されるように、本実施例の光学ユニット１においては、可動機構は、プリズム１０に対して可動体２２０の反射方向Ｄ２における後方側に設けられた１つの第１磁石２２１ａと、プリズム１０に対して可動体２２０の両方の反射方向Ｄ２と交差する交差方向側に設けられた第１磁石２２１ａよりも小さい合計２つの第２磁石２２１ｂと、を有している。第２磁石２２１ｂを第１磁石２２１ａよりも小さくしているのは、第２磁石２２１ｂを配置可能なスペースが小さいからである。なお、固定体２１０は、１つの第１磁石２２１ａに対応する１つのコイル２１１ａと、２つの第２磁石２２１ｂに対応する２つのコイル２１１ｂと、を有している。１つの磁石を小さくしただけでは可動機構の性能が低下する虞があるが、本実施例の光学ユニット１は、第２磁石２２１ｂを２つ設ける構成とすることで、光学ユニット１を入射方向Ｄ１において薄く形成したことに伴って可動機構の性能が低下することを抑制している。 Here, as shown in FIG. 6, in the optical unit 1 of this embodiment, the movable mechanism has one first magnet 221a provided on the rear side in the reflection direction D2 of the movable body 220 with respect to the prism 10 , and a total of two second magnets 221b smaller than the first magnet 221a provided on the intersecting direction side intersecting both reflection directions D2 of the movable body 220 with respect to the prism 10. The reason why the second magnet 221b is smaller than the first magnet 221a is that the space in which the second magnet 221b can be arranged is small. Note that the fixed body 210 has one coil 211a corresponding to one first magnet 221a and two coils 211b corresponding to two second magnets 221b. There is a risk that the performance of the movable mechanism will decrease if only one magnet is made smaller, but the optical unit 1 of this embodiment is configured to provide two second magnets 221b, thereby suppressing the performance of the movable mechanism from decreasing due to the optical unit 1 being formed thin in the incident direction D1.

ここで、以下に、本実施例の光学ユニット１におけるベアリング機構取り付け部２１２ｂの詳細について、図７及び図８、並びに、従来使用されているベアリング機構取り付け部２１２ｂの参考例である図１２及び図１３、を参照して説明する。最初に、図１２で表される従来のベアリング機構取り付け部２１２ｂの一例について説明する。 Hereinafter, details of the bearing mechanism mounting portion 212b in the optical unit 1 of this embodiment will be described with reference to Figs. 7 and 8, as well as Figs. 12 and 13 which are reference examples of a conventionally used bearing mechanism mounting portion 212b. First, an example of a conventional bearing mechanism mounting portion 212b shown in Fig. 12 will be described.

図１２で表されるベアリング機構取り付け部２１２ｂは、ハウジング２１０１に収容された２つのベアリング機構２５０でコイルバネ収容部２１１０に収容されたコイルバネ３０を挟み、２つのベアリング機構２５０の両方の外側にストッパー３１を設け、コイルバネ３０による弾性力で２つのベアリング機構２５０のそれぞれをストッパー３１に向けて押圧させることで、ベアリング機構２５０に対して図中の方向Ｆに予圧を与えることが可能な構成となっている。ここで、２つのベアリング機構２５０はいずれも本実施例のベアリング機構２５０と同様の構成であり、内輪２５０１が支軸２４０ｂに対して接着により固定され、外輪２５０２が固定体２１０に形成されたハウジング２１０１に対して圧入またはカシメられることにより固定される。ここで、内輪２５０１と外輪２５０２との間には複数の球体２５０３が配置されている。内輪２５０１の球体２５０３との接触面には円周状の溝２５０１ａが形成され、外輪２５０２の球体２５０３との接触面には円周状の溝２５０２ａが形成されている。球体２５０３は、溝２５０１ａ及び溝２５０２ａと対向する位置で周回することが可能である。 12, the bearing mechanism mounting portion 212b is configured such that the coil spring 30 housed in the coil spring housing portion 2110 is sandwiched between two bearing mechanisms 250 housed in the housing 2101, stoppers 31 are provided on the outside of both of the two bearing mechanisms 250, and the elastic force of the coil spring 30 presses each of the two bearing mechanisms 250 toward the stoppers 31, thereby allowing a preload to be applied to the bearing mechanism 250 in the direction F in the figure. Here, both of the two bearing mechanisms 250 have the same configuration as the bearing mechanism 250 of this embodiment, and the inner ring 2501 is fixed to the support shaft 240b by adhesion, and the outer ring 2502 is fixed by being pressed or crimped to the housing 2101 formed on the fixed body 210. Here, a plurality of balls 2503 are arranged between the inner ring 2501 and the outer ring 2502. A circumferential groove 2501a is formed on the contact surface of the inner ring 2501 with the sphere 2503, and a circumferential groove 2502a is formed on the contact surface of the outer ring 2502 with the sphere 2503. The sphere 2503 can rotate at a position facing the groove 2501a and the groove 2502a.

しかしながら、図１２で表されるベアリング機構取り付け部２１２ｂは、２つのベアリング機構２５０でコイルバネ３０を挟む構成であるので、大型化しやすく構造が複雑になる。そこで、図１３で表されるベアリング機構取り付け部２１２ｂのように、１つのベアリング機構２５０を用いる構成がある。次に、図１３で表されるベアリング機構取り付け部２１２ｂについて説明する。 However, the bearing mechanism mounting part 212b shown in FIG. 12 has a configuration in which the coil spring 30 is sandwiched between two bearing mechanisms 250, which tends to make the structure large and complicated. Therefore, there is a configuration that uses one bearing mechanism 250, such as the bearing mechanism mounting part 212b shown in FIG. 13. Next, the bearing mechanism mounting part 212b shown in FIG. 13 will be described.

図１３で表されるベアリング機構取り付け部２１２ｂは、コイルバネ収容部２１１０に収容されたコイルバネ３０を用いてベアリング機構２５０の端部を押圧することで、ベアリング機構２５０に対して図中の方向Ｆに予圧を与えることが可能な構成となっている。しかしながら、図１３で表されるベアリング機構取り付け部２１２ｂは、コイルバネ３０がコイルバネ収容部２１１０や支軸２４０ｂに対して擦れるので、摺動抵抗が発生し、ベアリング機構２５０に効果的に予圧を付与することができない。なお、図１３で表されるベアリング機構２５０の構成、並びに、内輪２５０１と支軸２４０ｂとの固定方法及び外輪２５０２とハウジング２１０１との固定方法については、図１２で表されるベアリング機構取り付け部２１２ｂと同様であるので、それらの説明は省略する。 The bearing mechanism mounting part 212b shown in FIG. 13 is configured to apply a preload to the bearing mechanism 250 in the direction F in the figure by pressing the end of the bearing mechanism 250 using the coil spring 30 housed in the coil spring housing part 2110. However, in the bearing mechanism mounting part 212b shown in FIG. 13, the coil spring 30 rubs against the coil spring housing part 2110 and the support shaft 240b, so sliding resistance is generated and it is not possible to effectively apply a preload to the bearing mechanism 250. Note that the configuration of the bearing mechanism 250 shown in FIG. 13, the method of fixing the inner ring 2501 to the support shaft 240b, and the method of fixing the outer ring 2502 to the housing 2101 are the same as those of the bearing mechanism mounting part 212b shown in FIG. 12, so their description will be omitted.

一方、図７及び図８で表される本実施例のベアリング機構取り付け部２１２ｂは、支軸２４０ｂの底部２４００を図７中の方向Ｆに押圧する予圧発生部材としての板バネ２１００を備える。このように、支軸２４０ｂの底部２４００を押圧する構成とすることで、予圧発生部材がその収容部や支軸２４０ｂに対して擦れることが抑制でき、ベアリング機構２５０に効果的に予圧を付与することができる。なお、図７及び図８で表されるベアリング機構２５０の構成、並びに、内輪２５０１と支軸２４０ｂとの固定方法及び外輪２５０２とハウジング２１０１との固定方法については、図１２及び図１３で表されるベアリング機構取り付け部２１２ｂと同様であるので、それらの説明は省略する。 On the other hand, the bearing mechanism mounting part 212b of this embodiment shown in Figures 7 and 8 includes a leaf spring 2100 as a preload generating member that presses the bottom 2400 of the support shaft 240b in the direction F in Figure 7. By configuring it to press the bottom 2400 of the support shaft 240b in this way, it is possible to prevent the preload generating member from rubbing against its housing and the support shaft 240b, and to effectively apply a preload to the bearing mechanism 250. Note that the configuration of the bearing mechanism 250 shown in Figures 7 and 8, as well as the method of fixing the inner ring 2501 to the support shaft 240b and the method of fixing the outer ring 2502 to the housing 2101 are similar to those of the bearing mechanism mounting part 212b shown in Figures 12 and 13, and therefore their description will be omitted.

ここで、まとめると、本実施例の光学ユニット１においては、ジンバル機構２４０は第２軸線Ａ２に沿う支軸２４０ｂを有し、ベアリング機構２５０は内輪２５０１が支軸２４０ｂに固定され外輪２５０２が固定体２１０に形成されたハウジング２１０１に固定されている。そして、固定体２１０は、支軸２４０ｂの端部である底部２４００をハウジング２１０１に対して第２軸線Ａ２に沿って押圧する予圧発生部材としての板バネ２１００を有する。本実施例の光学ユニット１は、このような構成であることで、簡単かつ安価な構造でベアリング機構２５０に効果的に予圧を付与することができる。 To summarize, in the optical unit 1 of this embodiment, the gimbal mechanism 240 has a support shaft 240b along the second axis A2, and the bearing mechanism 250 has an inner ring 2501 fixed to the support shaft 240b and an outer ring 2502 fixed to a housing 2101 formed on the fixed body 210. The fixed body 210 has a leaf spring 2100 as a preload generating member that presses the bottom portion 2400, which is the end of the support shaft 240b, against the housing 2101 along the second axis A2. With this configuration, the optical unit 1 of this embodiment can effectively apply a preload to the bearing mechanism 250 with a simple and inexpensive structure.

上記のように、本実施例における予圧発生部材は弾性部材としての板バネ２１００である。別の表現をすると、新たな構成部材を増やすことなく固定体２１０の一部を予圧発生部材としている。このような構成とすることで、例えば新たにコイルバネを用意するなど構成部材を増やすことなく予圧発生部材を簡単かつ安価に構成することができる。 As described above, the preload generating member in this embodiment is the leaf spring 2100 as an elastic member. In other words, a part of the fixed body 210 is used as the preload generating member without adding any new components. With this configuration, the preload generating member can be constructed simply and inexpensively without adding any additional components, such as a new coil spring.

なお、上記のように、支軸２４０ｂは円柱状をしているが、詳細には、図７で表されるように、支軸２４０ｂは内部に空洞を有する円筒状をしており、底部２４００に平面部２４００ａを有している。そして、図７で表されるように、板バネ２１００における支軸２４０ｂに対する接触部としての凸部２１００ａは、平面部２４００ａに接触している。なお、本実施例においては底部２４００に平面部２４００ａを有しているが、底部２４００に凸部２１００ａの曲率よりも小さい曲率の凹部を備えていてもよい。このように、接触部が凸部２１００ａを有し、支軸２４０ｂが凸部２１００ａに対して平面または凸部２１００ａの曲率よりも小さい曲率の凹部で接触する構成とすることで、回転軸上の１点に予圧を与えることができ、ベアリング機構２５０の部品精度などに基づくベアリングの中心ズレなどが生じても、余計な負荷がかかることを抑制できる。 As described above, the support shaft 240b has a cylindrical shape, but in detail, as shown in FIG. 7, the support shaft 240b has a cylindrical shape with a cavity inside, and has a flat surface portion 2400a on the bottom portion 2400. As shown in FIG. 7, the convex portion 2100a as a contact portion for the support shaft 240b in the leaf spring 2100 contacts the flat surface portion 2400a. In this embodiment, the bottom portion 2400 has the flat surface portion 2400a, but the bottom portion 2400 may have a concave portion with a curvature smaller than that of the convex portion 2100a. In this way, by configuring the contact portion to have the convex portion 2100a and the support shaft 240b to contact the convex portion 2100a with a flat surface or a concave portion with a curvature smaller than that of the convex portion 2100a, a preload can be applied to one point on the rotation axis, and even if the center of the bearing is misaligned due to the component accuracy of the bearing mechanism 250, excessive load can be suppressed.

以下に、図７及び図８で表される本実施例のベアリング機構取り付け部２１２ｂとは異なる構成のベアリング機構取り付け部２１２ｂについて、図９を参照して説明する。ここで、図９は、図７に対応する図である。なお、図９で表されるベアリング機構取り付け部２１２ｂは、下記で説明する箇所以外は図７及び図８で表されるベアリング機構取り付け部２１２ｂと同様の構成であり、図７及び図８で表されるベアリング機構取り付け部２１２ｂと同様の特徴を有している。 Below, a bearing mechanism mounting part 212b having a different configuration from the bearing mechanism mounting part 212b of this embodiment shown in Figures 7 and 8 will be described with reference to Figure 9. Here, Figure 9 is a view corresponding to Figure 7. Note that the bearing mechanism mounting part 212b shown in Figure 9 has the same configuration as the bearing mechanism mounting part 212b shown in Figures 7 and 8 except for the parts described below, and has the same characteristics as the bearing mechanism mounting part 212b shown in Figures 7 and 8.

図９で表されるベアリング機構取り付け部２１２ｂを備える光学ユニットにおいては、支軸２４０ｂは凸部２４００ｂを有し、板バネ２１００における支軸２４０ｂに対する接触部は平面部２１００ｂを有している。なお、本実施例においては支軸２４０ｂに対する接触部に平面部２１００ｂを有しているが、該接触部に凸部２４００ｂの曲率よりも小さい曲率の凹部を備えていてもよい。このように、支軸２４０ｂが凸部２４００ｂを有し、支軸２４０ｂに対する接触部が凸部２４００ｂに対して平面または凸部２４００ｂの曲率よりも小さい曲率の凹部で接触する構成とすることで、回転軸上の１点に予圧を与えることができ、ベアリング機構２５０の部品精度などに基づくベアリングの中心ズレなどが生じても、余計な負荷がかかることを抑制できる。 In the optical unit having the bearing mechanism mounting portion 212b shown in FIG. 9, the support shaft 240b has a convex portion 2400b, and the contact portion of the leaf spring 2100 with the support shaft 240b has a flat portion 2100b. In this embodiment, the contact portion with the support shaft 240b has a flat portion 2100b, but the contact portion may have a concave portion with a curvature smaller than that of the convex portion 2400b. In this way, by configuring the support shaft 240b to have a convex portion 2400b and the contact portion with the support shaft 240b to contact the convex portion 2400b with a flat surface or a concave portion with a curvature smaller than that of the convex portion 2400b, a preload can be applied to one point on the rotation axis, and even if the center of the bearing is misaligned due to the component accuracy of the bearing mechanism 250, excessive load can be suppressed.

図７及び図８で表される光学ユニット１、並びに、図９で表される光学ユニット１においては、いずれも、板バネ２１００は、一方の端部２１０２で固定体２１０に固定され、他方の端部２１０５に設けられた接触部で支軸２４０ｂの端部である底部２４００をハウジング２１０１に対して第２軸線Ａ２に沿って押圧する構成となっている。このような構成とすることで、ベアリング機構２５０に強すぎない予圧を付与することができる。また、回転軸上の１点に予圧をかけることができ、強い予圧をかけても摺動抵抗を最小限にすることができる。ただし、本発明はこのような構成に限定されない。 In both the optical unit 1 shown in Figures 7 and 8, and the optical unit 1 shown in Figure 9, the leaf spring 2100 is fixed to the fixed body 210 at one end 2102, and the contact portion provided at the other end 2105 presses the bottom portion 2400, which is the end of the support shaft 240b, against the housing 2101 along the second axis A2. With this configuration, it is possible to apply a preload that is not too strong to the bearing mechanism 250. In addition, it is possible to apply a preload to one point on the rotation axis, and even if a strong preload is applied, it is possible to minimize sliding resistance. However, the present invention is not limited to this configuration.

以下に、図７及び図８で表される本実施例のベアリング機構取り付け部２１２ｂ、または、図９で表される本実施例のベアリング機構取り付け部２１２ｂとは異なる構成のベアリング機構取り付け部２１２ｂについて、図１０及び図１１を参照して説明する。ここで、図１０は図７に対応する図であり、図１１は図８に対応する図である。なお、図１０及び図１１で表されるベアリング機構取り付け部２１２ｂは、下記で説明する箇所以外は図７及び図８で表されるベアリング機構取り付け部２１２ｂ、並びに、図９で表されるベアリング機構取り付け部２１２ｂと同様の構成であり、図７及び図８で表されるベアリング機構取り付け部２１２ｂ、並びに、図９で表されるベアリング機構取り付け部２１２ｂと同様の特徴を有している。 Below, the bearing mechanism mounting part 212b of this embodiment shown in Figures 7 and 8, or the bearing mechanism mounting part 212b of this embodiment shown in Figure 9, which has a different configuration, will be described with reference to Figures 10 and 11. Here, Figure 10 is a view corresponding to Figure 7, and Figure 11 is a view corresponding to Figure 8. The bearing mechanism mounting part 212b shown in Figures 10 and 11 has the same configuration as the bearing mechanism mounting part 212b shown in Figures 7 and 8 and the bearing mechanism mounting part 212b shown in Figure 9, except for the parts described below, and has the same characteristics as the bearing mechanism mounting part 212b shown in Figures 7 and 8 and the bearing mechanism mounting part 212b shown in Figure 9.

図１０及び図１１で表されるベアリング機構取り付け部２１２ｂを備える光学ユニットにおいては、板バネ２１００は、複数方向の端部２１０２及び２１０３で固定体２１０に固定され、複数方向の端部２１０２及び２１０３とは異なる位置２１０４に設けられた接触部としての凸部２１００ａで支軸２４０ｂの端部である底部２４００をハウジング２１０１に対して第２軸線Ａ２に沿って押圧する構成となっている。このような構成とすることで、ベアリング機構２５０に強い予圧を付与することができるとともに、必要な強い予圧をかけても摺動抵抗を最小限にすることができる。なお、本実施例においては、端部２１０２及び２１０３の２か所で固定体２１０に固定されているが、３か所以上で固定体２１０に固定されていてもよい。 In the optical unit having the bearing mechanism mounting portion 212b shown in Figures 10 and 11, the leaf spring 2100 is fixed to the fixed body 210 at the ends 2102 and 2103 in multiple directions, and the protrusion 2100a as a contact portion provided at a position 2104 different from the ends 2102 and 2103 in multiple directions presses the bottom portion 2400, which is the end of the support shaft 240b, against the housing 2101 along the second axis A2 . With this configuration, a strong preload can be applied to the bearing mechanism 250, and the sliding resistance can be minimized even when a necessary strong preload is applied. In this embodiment, the leaf spring 2100 is fixed to the fixed body 210 at two points, the ends 2102 and 2103, but it may be fixed to the fixed body 210 at three or more points.

なお、図７及び図９で表されるように、図７及び図８で表されるベアリング機構２５０、並びに、図９で表されるベアリング機構２５０においては、ベアリング機構２５０に対して方向Ｆだけではなく方向Ｆに対して斜めにずれた方向にも予圧がかかっていた。一方、図１０及び図１１で表されるベアリング機構２５０では、方向Ｆにだけ予圧がかかる。このため、図１０及び図１１で表されるベアリング機構２５０では、効率的に予圧がかかる。 As shown in Figures 7 and 9, in the bearing mechanism 250 shown in Figures 7 and 8 and the bearing mechanism 250 shown in Figure 9, preload is applied to the bearing mechanism 250 not only in direction F but also in a direction obliquely shifted from direction F. On the other hand, in the bearing mechanism 250 shown in Figures 10 and 11, preload is applied only in direction F. Therefore, in the bearing mechanism 250 shown in Figures 10 and 11, preload is applied efficiently.

本発明は、上述の実施例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施例中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。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。 The present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and can be realized in various configurations without departing from the spirit of the present invention. For example, the technical features in the embodiments corresponding to the technical features in each aspect described in the Summary of the Invention column can be replaced or combined as appropriate to solve some or all of the above-mentioned problems or to achieve some or all of the above-mentioned effects. Furthermore, if a technical feature is not described as essential in this specification, it can be deleted as appropriate.

１…光学ユニット、１０…プリズム（反射部）、１０ａ…反射面、３０…コイルバネ、３１…ストッパー、１００…スマートフォン、１０１…レンズ、１０２…レンズ、１０３…基板、１０３ａ…撮像素子、１０４…カメラ、２００…反射ユニット、２１０…固定体、２１１ａ…コイル（可動機構）、２１１ｂ…コイル（可動機構）、２１２…固定枠、２１２ａ…ショルダー部分、２１２ｂ…ベアリング機構取り付け部、２１３…ＦＦＣ、２１４…係合部、２２０…可動体、２２１ａ…磁石（第１磁石、可動機構）、２２１ｂ…磁石（第２磁石、可動機構）、２２２…ホルダ枠、２３０…保持機構（可動機構）、２４０…ジンバル機構、２４０ａ…第１支持部、２４０ｂ…支軸、２４０ｃ…フレーム部、２５０…ベアリング機構（可動機構）、２１００…板バネ（予圧発生部材、弾性部材）、２１００ａ…凸部（接触部）、２１００ｂ…平面部（接触部）、２１０１…ハウジング、２１０２…端部、２１０３…端部、２１０４…位置、２１０５…端部、２４００…底部（端部）、２４００ａ…平面部、２４００ｂ…凸部、２５０１…内輪、２５０１ａ…溝、２５０２…外輪、２５０２ａ…溝、２５０３…球体、Ａ１…第１軸線、Ａ２…第２軸線、Ｂ…突部、Ｃ…孔部、Ｄ１…入射方向、Ｄ２…反射方向 1...optical unit, 10...prism (reflecting portion), 10a...reflecting surface, 30...coil spring, 31...stopper, 100...smartphone, 101...lens, 102...lens, 103...substrate, 103a...imaging element, 104...camera, 200...reflecting unit, 210...fixed body, 211a...coil (movable mechanism), 211b...coil (movable mechanism), 212...fixed frame, 212a...shoulder portion, 212b...bearing mechanism mounting portion, 213...FFC, 214...engagement portion, 220...movable body, 221a...magnet (first magnet, movable mechanism), 221b...magnet (second magnet, movable mechanism), 222...holder frame, 230...holding mechanism (movable moving mechanism), 240... gimbal mechanism, 240a... first support part, 240b... support shaft, 240c... frame part, 250... bearing mechanism (movable mechanism), 2100... leaf spring (preload generating member, elastic member), 2100a... convex part (contact part), 2100b... flat part (contact part), 2101... housing, 2102... end part, 2103... end part, 2104... position, 2105... end part, 2400... bottom part (end part), 2400a... flat part, 2400b... convex part, 2501... inner ring, 2501a... groove, 2502... outer ring, 2502a... groove, 2503... sphere, A1... first axis, A2... second axis, B... protrusion, C... hole, D1... incident direction, D2... reflection direction

Claims

外部からの入射方向から撮像素子に向かう反射方向に入射光束を反射させる反射部と、
前記反射部を備える可動体と、
固定体と、
前記固定体に対して前記可動体を可動させる可動機構と、
第１軸線周りに揺動可能に前記可動体を支持する第１支持部を備えるジンバル機構と、
前記第１軸線方向と交差する第２軸線周りに前記固定体に対して揺動可能に前記ジンバル機構を支持するベアリング機構と、
を備え、
前記ジンバル機構は、前記第２軸線に沿う支軸を有し、
前記ベアリング機構は、内輪が前記支軸に固定され、外輪が前記固定体に形成されたハウジングに固定され、
前記固定体は、前記支軸の端部を前記ハウジングに対して前記第２軸線に沿って押圧する予圧発生部材を有することを特徴とする光学ユニット。 a reflecting section that reflects an incident light beam from an external incident direction to a reflection direction toward the image sensor;
A movable body including the reflecting portion;
A fixed body;
a movable mechanism for moving the movable body relative to the fixed body;
a gimbal mechanism including a first support portion that supports the movable body so as to be swingable around a first axis;
a bearing mechanism that supports the gimbal mechanism so as to be swingable relative to the fixed body about a second axis that intersects with the first axis direction;
Equipped with
the gimbal mechanism has a support shaft along the second axis,
The bearing mechanism has an inner ring fixed to the support shaft and an outer ring fixed to a housing formed on the fixed body,
The optical unit according to claim 1, wherein the fixed body has a preload generating member that presses the end of the support shaft against the housing along the second axis.

請求項１に記載の光学ユニットにおいて、
前記ジンバル機構は、前記反射方向に沿うローリング軸と交差するピッチング軸を基準に前記可動体を揺動可能に配置され、
前記ベアリング機構は、前記ローリング軸と交差するとともに前記ピッチング軸とも交差するヨーイング軸を基準に前記ジンバル機構を揺動可能に配置されていることを特徴とする光学ユニット。 2. The optical unit according to claim 1,
the gimbal mechanism is disposed so as to be able to swing the movable body about a pitching axis that intersects with a rolling axis along the reflection direction,
The optical unit according to claim 1, wherein the bearing mechanism is arranged so as to be capable of swinging the gimbal mechanism about a yawing axis that intersects with the rolling axis and also intersects with the pitching axis.

請求項１または２に記載の光学ユニットにおいて、
前記可動機構は、前記可動体に設けられた磁石と、前記固定体の前記磁石と対向する位置に設けられたコイルと、を有することを特徴とする光学ユニット。 3. The optical unit according to claim 1,
An optical unit, characterized in that the movable mechanism has a magnet provided on the movable body and a coil provided on the fixed body at a position opposite the magnet.

請求項３に記載の光学ユニットにおいて、
前記可動機構は、前記反射部に対して前記可動体の前記反射方向における後方側に設けられた第１磁石と、前記反射部に対して前記可動体の両方の前記反射方向と交差する交差方向側に設けられた前記第１磁石よりも小さい第２磁石と、を前記磁石として有することを特徴とする光学ユニット。 4. The optical unit according to claim 3,
The optical unit is characterized in that the movable mechanism has as its magnets a first magnet provided on the rear side of the movable body in the reflection direction relative to the reflection portion, and a second magnet smaller than the first magnet provided on the intersecting side of the movable body that intersects with the reflection direction of both of the movable bodies relative to the reflection portion.

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、
前記予圧発生部材は、弾性部材であることを特徴とする光学ユニット。 5. The optical unit according to claim 1 ,
The optical unit according to claim 1, wherein the preload generating member is an elastic member.

請求項５に記載の光学ユニットにおいて、
前記弾性部材は、板バネであることを特徴とする光学ユニット。 6. The optical unit according to claim 5 ,
The optical unit according to claim 1, wherein the elastic member is a leaf spring.

請求項６に記載の光学ユニットにおいて、
前記板バネは、一方の端部で前記固定体に固定され、他方の端部に設けられた接触部で前記支軸の端部を前記ハウジングに対して前記第２軸線に沿って押圧することを特徴とする光学ユニット。 7. The optical unit according to claim 6 ,
An optical unit characterized in that the leaf spring is fixed to the fixed body at one end and a contact portion provided at the other end presses the end of the support shaft against the housing along the second axis.

請求項６に記載の光学ユニットにおいて、
前記板バネは、複数方向の端部で前記固定体に固定され、前記複数方向の端部とは異なる位置に設けられた接触部で前記支軸の端部を前記ハウジングに対して前記第２軸線に沿って押圧することを特徴とする光学ユニット。 7. The optical unit according to claim 6 ,
An optical unit characterized in that the leaf spring is fixed to the fixed body at its ends in multiple directions, and presses the end of the support shaft against the housing along the second axis with a contact portion provided at a position different from the ends in multiple directions.

請求項７または８に記載の光学ユニットにおいて、
前記接触部は凸部を有し、
前記支軸は、前記接触部に対して平面または前記凸部の曲率よりも小さい曲率の凹部で接触することを特徴とする光学ユニット。 9. The optical unit according to claim 7 ,
The contact portion has a protrusion,
The optical unit according to claim 1, wherein the support shaft contacts the contact portion at a flat surface or at a concave portion having a curvature smaller than that of the convex portion.

請求項７または８に記載の光学ユニットにおいて、
前記支軸は凸部を有し、
前記接触部は、前記凸部に対して平面または前記凸部の曲率よりも小さい曲率の凹部で接触することを特徴とする光学ユニット。 9. The optical unit according to claim 7 ,
The support shaft has a protruding portion,
The optical unit according to claim 1, wherein the contact portion contacts the convex portion at a flat surface or at a concave portion having a curvature smaller than that of the convex portion.