WO2022014254A1 - 振れ補正機能付き光学ユニットおよびフレキシブルプリント基板の折り曲げ方法 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to an optical unit with a shake correction function that swings an optical module to correct runout, and a method of bending a flexible printed circuit board connected to the optical module.
- Patent Document 1 discloses this kind of optical unit with a shake correction function.
- the optical unit with a runout correction function of Patent Document 1 can rotate around a movable body including an optical module, a fixed body, and a rotation axis (X-axis, Y-axis) at which the movable body intersects the optical axis with respect to the fixed body. It has a swing support mechanism that supports it, and swings the movable body in the pitching direction and the yawing direction. A flexible printed circuit board (flexible wiring board) connected to the optical module is pulled out from the movable body.
- the movable body swings while bending the flexible printed circuit board. At this time, the springiness of the flexible printed substrate may hinder the movement of the movable body and increase the load for swinging the movable body.
- Patent Document 1 in order to make the flexible printed substrate more flexible, it is folded back so as to overlap when viewed from the optical axis direction.
- the flexible printed substrate is processed into a shape having a small spring constant by folding it in multiple directions to make it easy to bend.
- the assemblability of the flexible printed circuit board is reduced.
- an object of the present invention is to suppress a decrease in assembling property and a decrease in shape accuracy of a flexible printed circuit board connected to a movable body.
- the movable body provided with the optical module, the fixed body, and the three axes orthogonal to each other are defined as X-axis, Y-axis, and Z-axis, and the optical unit is described.
- the direction along the optical axis of the module is the Z axis
- the movable body can swing around the X axis and the movable body can swing around the Y axis with respect to the fixed body.
- a swing support mechanism that supports the movable body so as to swing around the Z axis with respect to the fixed body, and a swing support mechanism that swings the movable body around the X axis and the Y axis.
- the flexible printed board has the movable body.
- the bent portion is provided with one or a plurality of bent portions to be formed, and the bent portion includes a first inclined portion extending in a direction toward one side in the Z-axis direction toward one side in the X-axis direction and a first folding portion.
- a second inclined portion connected to the first inclined portion via a portion and extending in a direction toward the other side in the Z-axis direction as it goes toward one side in the X-axis direction, and includes the first inclined portion.
- the second inclined portion is characterized in that it has a shape folded back in the Y-axis direction via the first folded portion when viewed from the Z-axis direction.
- a flexible printed substrate drawn from a movable body in a direction intersecting the optical axis (Z-axis direction) (X-axis direction) is arranged between a fixed portion fixed to the fixed body and the movable body.
- the bent portion is provided with a bent portion to be bent, and the bent portion has a shape extending in a direction inclined with respect to the Z-axis direction and the X-axis direction and folded back, and also has a shape folded back in the Y-axis direction when viewed from the Z-axis direction. It has become.
- the flexible printed substrate easily bends when the movable body swings around three axes, so that an increase in the swing load of the movable body can be suppressed.
- the first inclined portion and the second inclined portion constituting the bent portion extend in the inclined direction in any of the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions. While making it smaller, the lengths of the first inclined portion and the second inclined portion can be increased. Therefore, since the spring constant can be reduced, the swing load of the movable body can be reduced.
- the labor required for the bending work can be reduced and the deterioration of the assembling property can be suppressed as compared with the case of bending in multiple directions.
- the bent portion provided with the plurality of bent portions arranged in the X-axis direction and closest to the movable body has a smaller height in the Z-axis direction than the other bent portions.
- the spring constant of the flexible printed circuit board can be reduced, and the flexible printed circuit board can be easily bent. Therefore, it is possible to suppress an increase in the swing load of the movable body.
- the second folded portion for connecting the bent portions adjacent to each other in the X-axis direction is provided, and the positions of the second folded portion and the first folded portion are different in the Y-axis direction.
- the present invention it is preferable to provide a bending assist member attached to the first folded portion and the second folded portion. By doing so, it is easy to maintain the shape of the folded portion. Therefore, when the movable body is returned to the origin position, the flexible printed substrate easily returns to the original shape, so that the flexible printed substrate can be maintained in a flexible state.
- the flexible printed substrate includes a first surface and a second surface facing the back side of the first surface, and all the bending assist members are attached to one of the first surface and the second surface. It is preferable that it is. In this way, the work of attaching the bending auxiliary member to the flexible printed substrate is easy.
- the flexible printed circuit board includes a first surface and a second surface facing the back side of the first surface, and in the first folded portion, the first surface has a mountain-folded shape.
- the flexible printed circuit board is bent, and the bending auxiliary member is attached to the first surface.
- the flexible printed circuit board has a mountain-folded shape so that the second surface has a mountain-folded shape.
- the bending assisting member is bent and the bending assisting member is attached to the second surface. In this way, the folded portion can be held by the bending assist member from the outer peripheral side in both the first folded portion and the second folded portion.
- the bending auxiliary member is bent together with the flexible printed substrate, it can be deformed by pressing from the side of the bending auxiliary member. Therefore, there is little possibility that the wiring in the flexible printed board will be broken.
- the bending assist member includes a first fixing portion fixed to the first inclined portion, a second fixing portion fixed to the second inclined portion, the first fixing portion and the second fixing portion.
- the first fixing portion and the second fixing portion extend in the width direction of the flexible printed substrate, and the bending portion includes the first fixing portion and the first fixing portion. 2
- the bent portion includes a first bent portion connecting the first fixed portion and one end of the second fixed portion in the width direction, and the first fixed portion and the second fixed portion in the width direction. It is also possible to adopt a configuration including a second bent portion for connecting the ends. By doing so, it is possible to reduce the area where stress is applied to the flexible printed substrate when the bending auxiliary member is bent together with the flexible printed substrate. Therefore, it is possible to reduce the possibility that the wiring in the flexible printed substrate will be broken when the bent portion is bent.
- the fixed portion is connected to one of the first inclined portion and the second inclined portion, and the fixed portion is in the same direction as one of the first inclined portion and the second inclined portion. It is preferably extended. In this way, the fixed portion and the first inclined portion or the second inclined portion can be connected in a straight line. Therefore, since it is not necessary to bend the flexible printed circuit board between the fixed portion and the flexible portion, the number of times the flexible printed circuit board is bent can be reduced. Therefore, it is possible to suppress a decrease in the shape accuracy of the flexible printed circuit board.
- the two flexible printed boards arranged in the Y-axis direction are provided, and the two flexible printed boards are symmetrical with respect to a virtual plane that passes through the swing center of the movable body and is parallel to the XZ plane. It is preferable that it is configured in. Since the flexible printed substrate can be made thinner by dividing it into two, the height and width of the bent portion can be reduced. Therefore, the outer shape of the bent portion can be reduced, and the height of the optical unit with the shake correction function in the optical axis direction (Z-axis direction) can be reduced. Further, since the spring constant is smaller and the flexible printed substrate is more easily bent than when one thick flexible printed substrate is used, the load when the movable body swings can be reduced. Further, by forming the shape symmetrical with respect to the virtual surface passing through the swing center of the movable body, it is possible to deform the movable body in a well-balanced manner when the movable body swings.
- the present invention is a method for bending a flexible printed circuit board included in the optical unit with a runout correction function, wherein the flexible printed circuit board having a shape folded back in a plane has a shape that matches the bent shape of the bent portion.
- the flexible printed circuit board is bent into the shape of the bent portion by setting the flexible printed circuit board on the die provided with the receiving surface and pressing the flexible printed circuit board against the receiving surface by a punch provided with a pressing surface having an inverted shape of the receiving surface. It is a feature.
- the folding method of the present invention since it is only necessary to set the flexible printed substrate on the die and press it against the die with a punch, it can be bent more easily and with high shape accuracy than manually bending. Therefore, the labor required for the bending work can be reduced, and the deterioration of the assembling property can be suppressed. In addition, it is possible to suppress a decrease in shape accuracy of the flexible printed circuit board.
- a flexible printed substrate drawn from a movable body in a direction intersecting the optical axis (Z-axis direction) (X-axis direction) is arranged between a fixed portion fixed to the fixed body and the movable body.
- the bent portion is provided with a bent portion to be bent, and the bent portion has a shape extending in a direction inclined with respect to the Z-axis direction and the X-axis direction and folded back, and also has a shape folded back in the Y-axis direction when viewed from the Z-axis direction. It has become.
- the flexible printed substrate easily bends when the movable body swings around three axes, so that an increase in the swing load of the movable body can be suppressed.
- the first inclined portion and the second inclined portion constituting the bent portion extend in the inclined direction in any of the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions. While making it smaller, the lengths of the first inclined portion and the second inclined portion can be increased. Therefore, since the spring constant can be reduced, the swing load of the movable body can be reduced.
- the labor required for the bending work can be reduced and the deterioration of the assembling property can be suppressed as compared with the case of bending in multiple directions.
- FIG. 1 is a plan view of the optical unit 1 with a shake correction function to which the present invention is applied
- FIG. 2 is a side view of the optical unit 1 with a shake correction function to which the present invention is applied.
- a part of the configuration of the optical unit 1 with the shake correction function is schematically displayed or not shown.
- the optical unit 1 with a shake correction function has an optical module 4 provided with a lens 2 and an image pickup element 3.
- the optical unit 1 with a shake correction function is used, for example, in an optical device such as a mobile phone with a camera and a drive recorder, and an optical device such as an action camera and a wearable camera mounted on a moving body such as a helmet, a bicycle, and a radiocon helicopter. .. In such an optical device, if the optical device shakes during shooting, the captured image is distorted.
- the optical unit 1 with a shake correction function corrects the tilt of the optical module 4 based on the acceleration, the angular velocity, the amount of runout, etc. detected by a detection means such as a gyroscope in order to prevent the captured image from tilting.
- the three axes orthogonal to each other will be the X-axis, Y-axis, and Z-axis.
- the Z axis coincides with the optical axis L of the optical module 4.
- the optical unit 1 with a runout correction function performs runout correction in the pitching direction and the yawing direction by swinging the optical module 4 around the X axis and the Y axis. Further, the optical unit 1 with a runout correction function performs runout correction in the rolling direction by rotating the optical module 4 around the Z axis.
- the directions along the X-axis, Y-axis, and Z-axis are defined as the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction.
- One side in the X-axis direction is the -X direction
- the other side is the + X direction
- one side in the Y-axis direction is the -Y direction
- the other side is the + Y direction
- one side in the Z-axis direction is the -Z direction
- the other side is the other side.
- the Z-axis direction is the optical axis direction along the optical axis L.
- the ⁇ Z direction is the image side of the optical module 4
- the + Z direction is the subject side of the optical module 4.
- the optical unit 1 with a runout correction function includes a movable body 5 including an optical module 4, a gimbal mechanism (not shown), a rolling support mechanism (not shown), and a gimbal mechanism and a rolling mechanism.
- a fixed body 8 that supports the movable body 5 via the above, a rocking drive mechanism 6, a rolling drive mechanism 7, and a flexible printed substrate 9 are provided.
- the flexible printed substrate 9 is connected to the movable body 5.
- the movable body 5 includes an optical module 4 and a holder 5a that surrounds the optical module 4.
- the optical module 4 includes a lens barrel 4a that projects in the + Z direction from the center of the holder 5a, and the lens 2 is held by the lens barrel 4a.
- the flexible printed substrate 9 is pulled out from the end portion of the movable body 5 in the ⁇ Z direction in the + Z direction.
- the fixed body 8 includes a first case 21 that houses the movable body 5 and the flexible printed substrate 9, and a second case 20 that is fixed to the end portion of the first case 21 in the ⁇ Z direction.
- the first case 21 can also be composed of a plurality of members.
- the first case 21 may include a case for accommodating the movable body 5, a wiring case for accommodating the flexible printed substrate 9, and a cover for covering the case and the wiring case.
- the flexible printed circuit board 9 is fixed to the substrate fixing portion 22 protruding in the ⁇ Z direction from the end portion in the + X direction of the first case 21.
- the gimbal mechanism is a swing support mechanism that swingably supports the movable body 5 around the first axis R1 and around the second axis R2.
- the movable body 5 can swing around the swing center P, which is an intersection where the optical axis L, the first axis R1, and the second axis R2 intersect.
- the movable body 5 can rotate around the X axis and around the Y axis by combining the rotation around the first axis R1 and the rotation around the second axis R2. Therefore, the gimbal mechanism supports the movable body swingably around the X axis and swingably around the Y axis.
- the first axis R1 and the second axis R2 are orthogonal to, for example, the optical axis L, and are tilted by 45 degrees with respect to the X axis and the Y axis.
- the rolling support mechanism supports the movable body 5 so as to be swingable around the optical axis L (Z axis). Since the gimbal mechanism and the rolling support mechanism are known mechanisms, detailed description and illustration are omitted.
- the movable body 5 can be connected to the rolling support mechanism, and a gimbal mechanism can be configured between the rolling support mechanism and the fixed body 8.
- the swing drive mechanism 6 includes a first swing drive mechanism 6X that generates a driving force around the X axis with respect to the movable body 5, and a second swing drive mechanism 6 that generates a driving force around the Y axis with respect to the movable body 5.
- a drive mechanism 6Y is provided.
- the first rocking drive mechanism 6X, the second rocking drive mechanism 6Y, and the rolling drive mechanism 7 all have a magnet 61 arranged on the movable body 5 and a coil 62 arranged on the fixed body 8. It is a magnetic drive mechanism in which and are opposed to each other in the radial direction. The arrangement of the magnet 61 and the coil 62 may be reversed.
- the first swing drive mechanism 6X is arranged in the ⁇ Y direction of the movable body 5.
- the second swing drive mechanism 6Y is arranged in the ⁇ X direction of the movable body 5.
- the rolling drive mechanism 7 is arranged in the + Y direction of the movable body 5.
- the magnet 61 of the first swing drive mechanism 6X and the second swing drive mechanism 6Y is polarized and magnetized in the Z-axis direction.
- the magnet 61 of the rolling drive mechanism 7 is polarized and magnetized in the circumferential direction around the Z axis.
- the flexible printed substrate 9 includes two flexible printed substrates 9A and 9B extending in the X-axis direction.
- the flexible printed substrates 9A and 9B are symmetrically configured with reference to a virtual surface V that passes through the swing center P of the movable body 5 and is parallel to the XZ surface.
- the flexible printed boards 9A and 9B each include a drawer portion 91 that is pulled out from the movable body 5 in the + X direction, a flexure portion 92 that extends from the drawer portion 91 in the + X direction, and a fixed portion 93 that is connected to the flexure portion 92. ..
- the fixed portions 93 of the flexible printed substrates 9A and 9B are connected.
- the fixed body 8 includes a substrate fixing portion 22 separated from the movable body 5 in the + X direction, and the fixed portion 93 is a fixing surface 23 provided at the tip of the substrate fixing portion 22 by an adhesive. It is fixed to (see Fig. 2).
- the fixed surface 23 is inclined in the direction toward the + Z direction toward the + X direction.
- the fixed portion 93 extends in the same direction as the end portion of the flexible portion 92 in the + X direction and is fixed to the fixed surface 23.
- the flexible printed circuit board 9 includes a stretched portion 94 extending from the fixed portion 93 in the + X direction, and a wiring board 95 provided at the tip of the stretched portion 94. The stretched portion 94 and the wiring board 95 are pulled out to the outside of the fixed body 8.
- the wiring board 95 is provided with a terminal for connecting to an optical device on which the optical unit 1 with a runout correction function is mounted.
- the flexible printed substrate 9 includes a base film made of polyimide resin or the like, a conductor layer forming a wiring pattern, and a cover film.
- the flexible printed circuit board 9 may be a double-sided substrate in which wiring patterns are formed on both sides, or may be a single-sided substrate. Alternatively, it may be a multilayer board in which the wiring pattern is formed in multiple layers.
- a bending assisting member 10 for holding the flexible printed substrate 9 in a bent shape is fixed to the bending portion 92.
- a reinforcing plate 96 is fixed to the fixed portion 93.
- the bent portion 92 includes a plurality of bent portions that are folded back into a shape that protrudes in the + Z direction.
- the flexible portion 92 includes two bent portions 97A and 97B arranged in the X-axis direction. The heights of the two bent portions 97A and 97B in the Z-axis direction are different. In this embodiment, the height H1 in the Z-axis direction of the bent portion 97A closest to the movable body 5 is smaller than the height H2 in the Z-axis direction of the other bent portions 97B.
- the bent portions 97A and 97B each include a first inclined portion 971 and a second inclined portion 972 connected to the first inclined portion 971 via the first folded portion 973.
- the first inclined portion 971 extends in the direction toward the + Z direction (one side in the Z axis direction) toward the + X direction (one side in the X axis direction).
- the second inclined portion 972 extends in the direction toward the ⁇ Z direction (the other side in the Z axis direction) toward the + X direction (one side in the X axis direction).
- the first inclined portion 971 and the second inclined portion 972 are inclined by 45 ° with respect to the Z-axis direction.
- the bending angle of the bent portions 97A and 97B is 90 °.
- the height of the flexible portion 92 in the Z-axis direction is reduced by inclining the first inclined portion 971 and the second inclined portion 972 with respect to the Z-axis direction.
- the bent portions 97A and 97B are connected via the second folded portion 974.
- the second folded portion 974 connects the second inclined portion 972 of the bent portion 97A and the first inclined portion 971 of the bent portion 97B.
- the bent portion 92 is folded back in a shape protruding in the + Z direction in the first folded portion 973, and folded in a shape protruding in the ⁇ Z direction in the second folded portion 974.
- the bent portion 92 is folded back in the opposite directions at the first folded portion 973 and the second folded portion 974, and extends in the X-axis direction while meandering.
- the flexible portion 92 is provided with a first folded portion 973 and a second folded portion 974 at two locations each, and is folded back four times in the Z-axis direction.
- the second inclined portion 972 of the bent portion 97B is connected to the first inclined portion 971 arranged at the end portion of the bent portion 92 in the + X direction via the second folded portion 974.
- the fixed portion 93 is connected to a first inclined portion 971 arranged at an end portion of the bent portion 97 in the + X direction, and is inclined in the same direction as the first inclined portion 971.
- the positions of the first folded portion 973 and the second folded portion 974 in the Y-axis direction are different. Due to the misalignment of the first folded portion 973 and the second folded portion 974 in the Y-axis direction, the bent portions 97A and 97B have a shape folded in the Y-axis direction when viewed from the Z-axis direction. There is.
- the first inclined portion 971, the first folded portion 973, and the second inclined portion 972 are connected to each other in a semicircular curved shape when viewed from the Z-axis direction.
- the second inclined portion 972, the second folded portion 974, and the first inclined portion 971 are connected to each other in a semicircular curved shape when viewed from the Z-axis direction.
- the first inclined portion 971 and the second inclined portion 972 are curved, but they may be linear.
- the flexible printed boards 9A and 9B are folded back into a symmetrical shape with respect to the virtual surface V when viewed from the Z-axis direction.
- the bent portion 92 is folded back in a shape protruding in the ⁇ Y direction at the first folded portion 973, and folded back in a shape protruding in the + Y direction at the second folded portion 974.
- the first inclined portion 971 is inclined in the direction toward the ⁇ Y direction toward the + X direction.
- the second inclined portion 972 is inclined in the direction toward the + Y direction toward the + X direction.
- the bent portion 92 is folded back in a shape protruding in the + Y direction at the first folded portion 973, and is folded back in a shape protruding in the ⁇ Y direction at the second folded portion 974.
- the first inclined portion 971 is inclined in the direction toward the + Y direction toward the + X direction.
- the second inclined portion 972 is inclined in the direction toward the ⁇ Y direction toward the + X direction.
- FIG. 3 is an exploded perspective view of the flexible printed substrate 9 and the bending auxiliary member 10.
- FIG. 4 is a developed view of the flexible printed substrate 9, and is a diagram showing a state before bending.
- the bending auxiliary member 10 includes a first fixing portion 11 fixed to the first inclined portion 971, a second fixing portion 12 fixed to the second inclined portion 972, and a first fixing portion 11.
- a bending portion 13 for connecting the second fixing portion 12 and the second fixing portion 12 is provided.
- the bending auxiliary member 10 is a rectangular sheet metal member extending in the width direction (Y direction) of the flexible printed substrate 9.
- the flexible printed substrate 9 includes a first surface 901 facing in the + Z direction and a second surface 902 facing the back side ( ⁇ Z direction) of the first surface 901.
- all the bending auxiliary members 10 are fixed to the first surface 901.
- the first folded-back portion 973 is bent so that the first surface 901 has a mountain-folded shape, and the bending auxiliary member 10 is fixed to the outer peripheral side surface of the first folded-back portion 973.
- the second folded portion 974 the first surface 901 is bent so as to have a valley fold shape, and the bending auxiliary member 10 is fixed to the inner peripheral side surface of the second folded portion 974.
- the bending auxiliary member 10 is fixed to the flexible printed substrate 9 before the bending process, and the bending auxiliary member 10 is bent at the same time when the flexible printed substrate 9 is bent.
- the bending auxiliary member 10 is fixed to the flexible printed substrate 9 before bending with an adhesive or double-sided tape in a state where the bending portion 13 is not bent.
- the first fixing portion 11 and the second fixing portion 12 of each bending auxiliary member 10 are fixed to the flexible printed substrate 9.
- FIG. 5 is a perspective view of a processing tool used for bending the flexible printed substrate 9 and the flexible printed substrate 9 before processing.
- the processing tool is composed of a die 110 and punches 120, 130, 140.
- the die 110 includes receiving surfaces 111, 112, 113, 114, 115 arranged so as to have the same shape as the bending shape of the bending portion 92, and also includes a recess 116 for arranging the movable body 5.
- the punch 120 includes pressing surfaces 121 and 122 having the same shape as the bending shape of the bent portion 97A.
- the punch 130 includes pressing surfaces 131 and 132 having the same shape as the bending shape of the bent portion 97B.
- the punch 140 includes a pressing surface 141 having the same inclination angle as the first inclined portion 971 arranged at the end portion of the bent portion 92 in the + X direction.
- FIG. 6 is an explanatory diagram of a bending method of the flexible printed substrate 9.
- the bending method of this embodiment is a method of pressing and bending the flexible printed substrate 9 with the die 110 and the punches 120, 130, 140.
- the movable body 5 is arranged in the recess 116 provided in the die 110, and the flexible printed substrate 9 is set in a state of being extended on the receiving surfaces 111 to 115. ..
- the punch 120 is pressed toward the receiving surfaces 111 and 112 to form the bent portion 97A.
- the punch 120 is pressed with tension applied to the flexible printed substrate 9.
- the flexible printed substrate 9 is bent so that the surface (first surface 901) on the side to which the bending auxiliary member 10 is attached has a mountain-folded shape, and the first folded portion 973 is formed. Further, the first bending auxiliary member 10 is bent on the outer peripheral side of the first folded portion 973 to form the bent portion 13.
- the punch 130 is pressed toward the receiving surfaces 113 and 114 to form the bent portion 97B in the same manner as in the second step.
- the flexible printed substrate 9 is pulled in the direction along the receiving surface 114 by an elastic member or the like, and the punch 130 is pressed with tension applied to the flexible printed substrate 9.
- the first surface 901 is bent so as to have a valley fold shape in the + X direction of the first first folded portion 973, and the first second folded portion 974 is formed.
- the second bending auxiliary member 10 is bent on the inner peripheral side of the second folded portion 974 to form the bent portion 13.
- the flexible printed substrate 9 is bent so that the first surface 901 has a mountain-folded shape in the + X direction of the second folded-back portion 974, and the second folded-back portion 973 is formed. Further, the third bending auxiliary member 10 is bent on the outer peripheral side of the second first folded portion 973 to form the bent portion 13.
- the punch 140 is pressed toward the receiving surface 115 to bend the flexible printed substrate 9 and the bending auxiliary member 10 in the same manner as in the second and third steps. ..
- the first inclined portion 971 is formed at the end portion of the bent portion 92.
- the first surface 901 is bent so as to have a valley fold shape in the + X direction of the second first folded portion 973, and the second second folded portion 974 is formed.
- the fourth bending auxiliary member 10 is bent on the inner peripheral side of the second folded portion 974 to form the bent portion 13.
- the movable body 5 provided with the optical module 4, the fixed body 8 and the three axes orthogonal to each other are the X-axis, the Y-axis, and the Z-axis, and the optical module 4 is used.
- the direction along the optical axis of is the Z axis
- the movable body 5 is swingably supported around the X axis and the movable body 5 is swingably supported around the Y axis with respect to the fixed body 8.
- a dynamic support mechanism a rolling support mechanism that swings the movable body 5 around the Z axis with respect to the fixed body 8, and a swing drive mechanism 6 that swings the movable body 5 around the X axis and the Y axis. It also has a rolling drive mechanism 7 that swings the movable body 5 around the Z axis, and a flexible printed substrate 9 that is pulled out from the movable body 5.
- the flexible printed board 9 includes a drawer portion 91 that is pulled out from the movable body 5 in the X-axis direction, a fixed portion 93 that is fixed to the fixed body 8 at a position separated from the movable body 5 in the X-axis direction, and a drawer portion 91.
- the bent portions 97A and 97B are connected to the first inclined portion 971 via the first inclined portion 971 extending in the direction toward one side in the Z-axis direction toward one side in the X-axis direction and the first inclined portion 973. It is provided with a second inclined portion 972 extending in a direction toward the other side in the Z-axis direction as it goes toward one side in the X-axis direction.
- the first inclined portion 971 and the second inclined portion 972 are connected to each other in a shape folded back in the Y-axis direction via the first folded portion 973 when viewed from the Z-axis direction.
- the flexible printed substrate 9 drawn out from the movable body 5 in the direction intersecting the optical axis (Z-axis direction) (X-axis direction) is fixed to the fixed body 8 with the fixed portion 93 and the movable body 5. It is bent once or multiple times with.
- the bent portions 97A and 97B have a shape that extends in a direction inclined with respect to the Z-axis direction and the X-axis direction and is folded back, and is also a shape that is folded back in the Y-axis direction when viewed from the Z-axis direction. ..
- the flexible printed substrate 9 easily bends when the movable body 5 swings in any direction around the three axes, so that the swing load of the movable body 5 is small.
- the first inclined portion 971 and the second inclined portion 972 extend in the direction inclined in any of the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions, the height of the flexible portion 92 in the Z-axis direction is high.
- the length of the first inclined portion 971 and the second inclined portion 972 can be increased while reducing the size.
- the height of the optical unit 1 with the runout correction function can be reduced, and the spring constant of the flexible portion 92 can be reduced to reduce the swing load of the movable body 5.
- the flexible printed substrate 9 since the flexible printed substrate 9 only needs to be folded in one direction, the labor required for the bending work can be reduced and the deterioration of the assembling property can be suppressed as compared with the case of bending in multiple directions. In addition, deterioration of the shape accuracy of the flexible printed substrate 9 can be suppressed.
- FIGS. 7, 8 and 9 are diagrams showing simulation results of the bending shape of the flexible printed substrate 9 when runout correction is performed.
- FIG. 7 is a diagram when runout correction is performed in the pitching direction
- FIG. 8 is a view when runout correction is performed in the yawing direction
- FIG. 9 is a view when runout correction is performed in the rolling direction.
- the flexible printed substrate 9 does not deform so much that it comes into contact with the fixed body 8 when it swings in any direction.
- the flexible printed substrate 9 has a plurality of bent portions 97A and 97B arranged in the X-axis direction, and the bent portions 97A and 97B closest to the movable body 5 are other bent portions 97A and 97B.
- the height in the Z-axis direction is smaller than that of 97B. In this way, by reducing the height of the portion close to the movable body 5 in the Z-axis direction, the moving distance of the flexible printed substrate 9 in the optical axis direction (Z-axis direction) when the movable body 5 is tilted is reduced. be able to. Therefore, the flexible printed substrate 9 is unlikely to interfere with the case accommodating the movable body 5.
- the spring constant of the flexible printed substrate 9 can be reduced, and the flexible printed substrate 9 can be easily bent. Therefore, it is possible to suppress an increase in the swing load of the movable body 5.
- the second folded portion 974 connecting the adjacent bent portions 97A and 97B in the X-axis direction is provided, and the positions of the second folded portion 974 and the first folded portion 973 are different in the Y-axis direction.
- the planar shape seen from the Z-axis direction becomes a meandering shape, so that the flexible printed substrate 9 can swing in any direction around the three axes. Is easy to bend.
- the lengths of the first inclined portion 971 and the second inclined portion 972 become longer. Therefore, since the spring constant can be reduced, an increase in the swing load of the movable body 5 can be suppressed.
- the bending auxiliary member 10 attached to the first folded portion 973 and the second folded portion 974 is provided, it is easy to maintain the bending angle of each folded portion. Therefore, when the movable body 5 is returned to the origin position, the flexible printed substrate 9 easily returns to the original shape, so that the flexible printed substrate 9 can be maintained in a flexible state.
- the flexible printed substrate 9 includes a first surface 901 and a second surface 902 facing the back side of the first surface 901, but the bending auxiliary member 10 is all attached to the first surface 901. There is. Therefore, since it is not necessary to confirm to which surface each bending assisting member 10 is to be attached each time, the work of attaching the bending assisting member 10 to the flexible printed substrate 9 is easy.
- the fixed portion 93 is connected to the first inclined portion 971 provided at the end of the flexible portion 92 in the + X direction, and the fixed portion 93 extends in the same direction as the first inclined portion 971. ..
- the first inclined portion 971 provided at the end of the flexible portion 92 in the + X direction and the fixed portion 93 become a straight line, and the flexible printed substrate 9 is bent between the fixed portion 93 and the flexible portion 92. There is no need. Therefore, since the number of times the flexible printed substrate 9 is bent can be reduced, the assembling property can be improved and the deterioration of the shape accuracy of the flexible printed substrate 9 can be suppressed.
- two flexible printed boards 9A and 9B arranged in the Y-axis direction are provided, and the two flexible printed boards 9A and 9B pass through the swing center of the movable body 5 and form a virtual surface V parallel to the XZ plane. It is configured symmetrically as a reference. Since the flexible printed substrate 9 can be made thinner by dividing it into two, the height and width of the bent portions 97A and 97B can be reduced. Therefore, the outer shape of the flexible portion 92 can be reduced, and the height of the optical unit 1 with the shake correction function in the optical axis direction (Z-axis direction) can be reduced.
- the spring constant is smaller and the flexible printed substrate is more easily bent than when one thick flexible printed substrate is used, the load when the movable body swings can be reduced. Further, by forming the shape symmetrical with respect to the virtual surface V passing through the swing center of the movable body 5, it is possible to deform the movable body 5 in a well-balanced manner when the movable body 5 swings.
- the flexible portion 92 of the flexible printed substrate 9 is bent by the following bending method. That is, the first step of setting the flexible printed circuit board 9 having a shape folded back in the Y-axis direction in the XY plane on the die 110 provided with the receiving surfaces 111 to 115 matching the bent shapes of the bent portions 97A and 97B, and the receiving surface.
- the second to fourth steps of pressing the flexible printed circuit board 9 against the receiving surfaces 111 to 115 by the punches 120, 130, 140 provided with the pressing surfaces 121, 122, 131, 132, 141 having the inverted shape of 111 to 115.
- the flexible printed circuit board 9 is bent into the shape of the bent portion.
- the flexible printed substrate 9 since the flexible printed substrate 9 only needs to be set on the die 110 and the punches 120, 130, and 140 are pressed against the die 110, the flexible printed substrate 9 can be bent more easily and with high shape accuracy than manually bending one by one. .. Therefore, the labor required for the bending work can be reduced, and the deterioration of the assembling property can be suppressed. In addition, deterioration of the shape accuracy of the flexible printed substrate 9 can be suppressed.
- the flexible portion 92 is provided with two bent portions 97A and 97B and a half shape of the bent portion (first inclined portion 971), but at least one bent portion is sufficient. It may be 3 or more. Further, it is not necessary to include the half shape of the bent portion (first inclined portion 971). If the shape of half of the bent portion is not included, the fixed portion 93 is connected to the second inclined portion 972. Therefore, in this case, the fixed portion 93 may be inclined in the same direction as the second inclined portion 972 and may be extended in the same direction as the second inclined portion 972.
- the bending auxiliary member 10 is a sheet metal member and is bent together when the flexible printed substrate 9 is bent.
- the flexible printed substrate 9 is formed by manufacturing a bent shape in advance. It can also be attached to the first folded portion 973 and the second folded portion 974 after being bent.
- the bending auxiliary member 10 may be made of a material other than metal. For example, it may be made of resin.
- the bending assisting member 10 is plate-shaped and is fixed to the flexible printed substrate 9 with an adhesive or double-sided tape, but the bending assisting member 10 is provided with a holding portion for sandwiching the flexible printed substrate 9. It may be in shape. For example, a configuration may be adopted in which the end portion of the sheet metal member is bent to sandwich the flexible printed substrate 9.
- FIG. 10 is a side view showing another example of the mounting position of the bending assist member 10.
- the flexible printed substrate 9 is bent so that the second surface 902 has a mountain-folded shape. Therefore, in the example shown in FIG. 10, the bending assist member 10 is attached to the second surface 902 of the second folded-back portion 974.
- the bending auxiliary member 10 is attached to the surface having a mountain fold shape. Therefore, in both the first folded-back portion 973 and the second folded-back portion 974, the folded-back portion can be held by the bending auxiliary member 10 from the outer peripheral side. Further, in such a configuration, when the flexible printed substrate 9 and the bending assisting member 10 are bent by using the die 110 and the punches 120 to 140 as in the above embodiment, the flexible printed substrate 9 and the bending assisting member 10 are pressed from the side of the bending assisting member 10 instead of the flexible printed substrate 9. Can be transformed. Therefore, it is possible to reduce the possibility that the wiring in the flexible printed substrate 9 will be broken due to the pressing force.
- the bending auxiliary member 10 is a rectangular plate-shaped member, but it may have another shape.
- 11 (a) and 11 (b) are explanatory views of a bending auxiliary member of a modified example.
- the bending auxiliary member 10A shown in FIG. 11A has a first fixing portion 11 fixed to the first inclined portion 971, a second fixing portion 12 fixed to the second inclined portion 972, and a first fixing portion 11.
- a bent portion 13A for connecting the second fixing portion 12 and the second fixing portion 12 is provided.
- the first fixing portion 11 and the second fixing portion 12 extend substantially parallel to each other in the width direction of the flexible printed substrate 9, as in the above embodiment.
- the bent portion 13A connects a part of the first fixing portion 11 and the second fixing portion 12 in the width direction. In the example shown in FIG. 11A, the bent portion 13A connects the end portion of the first fixing portion 11 and the second fixing portion 12 on one side in the Y direction.
- the bending auxiliary member 10B shown in FIG. 11B has a first fixing portion 11 fixed to the first inclined portion 971, a second fixing portion 12 fixed to the second inclined portion 972, and a first fixing portion 11.
- a bending portion 13B for connecting the second fixing portion 12 and the second fixing portion 12 is provided.
- the first fixing portion 11 and the second fixing portion 12 extend substantially parallel to each other in the width direction of the flexible printed substrate 9, as in the above embodiment.
- the bent portion 13B includes a first bent portion 14 that connects one end (one end in the width direction) of the first fixed portion 11 and the second fixed portion 12 in the Y direction, and the first fixed portion 11 and the second fixed portion.
- a second bent portion 15 for connecting the other end portion (the other end in the width direction) of the portion 12 in the Y direction is provided.
- the weight of the bending assisting member 10A can be reduced.
- the bent portions 13A and 13B have a smaller width in the Y direction than the bent portion 13 of the above-described embodiment, they can be easily bent.
- 122, 131, 132, 141 can also have the same width as the bent portions 13A, 13B. This makes it possible to reduce the size of the die 110 and the punches 120, 130, 140.
- the pressing force is applied only in the range where the bent portions 13A and 13B overlap. Therefore, it is possible to reduce the possibility that the wiring in the flexible printed substrate 9 will be broken due to the pressing force.
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Abstract
振れ補正機能付き光学ユニット(1)は、可動体(5)を揺動させて振れ補正を行う。フレキシブルプリント基板(9)は、固定体(8)に固定される被固定部(93)と、被固定(93)と可動体(5)との間に配置される折り曲げ部(97A、97B)を備える。折り曲げ部(97A、97B)は、Z軸方向およびX軸方向に対して傾斜した方向へ延びてZ軸方向に折り返した形状であるとともに、Z軸方向から見た場合にはY軸方向に折り返した形状である。従って、可動体(5)が3軸回りに揺動する場合のフレキシブルプリント基板(9)のばね定数が小さいので、揺動負荷が小さい。また、折り曲げ部(97A、97B)は、フレキシブルプリント基板(9)を1方向に折り返しているので、多方向に折り曲げる場合と比較して、折り曲げ作業の手間を削減でき、形状精度も高い。
Description
本発明は、光学モジュールを揺動させて振れ補正を行う振れ補正機能付き光学ユニット、および、光学モジュールに接続されるフレキシブルプリント基板の折り曲げ方法に関する。
携帯端末や移動体に搭載される光学ユニットの中には、携帯端末や移動体の移動時の撮影画像の乱れを抑制するために、光学モジュールが搭載される可動体を揺動あるいは回転させて振れを補正する機構を備えるものがある。特許文献1には、この種の振れ補正機能付き光学ユニットが開示される。
特許文献1の振れ補正機能付き光学ユニットは、光学モジュールを備える可動体と、固定体と、固定体に対して可動体を光軸と交差する回転軸(X軸、Y軸)周りに回転可能に支持する揺動支持機構を有しており、可動体をピッチング方向およびヨーイング方向に揺動させる。可動体からは、光学モジュールに接続されるフレキシブルプリント基板(フレキシブル配線基板)が引き出される。
振れ補正機能付き光学ユニットでは、可動体は、フレキシブルプリント基板を撓ませながら揺動する。このとき、フレキシブルプリント基板が備えるばね性によって、可動体の動きが阻害され、可動体を揺動させるための負荷が増大することがある。特許文献1ではフレキシブルプリント基板を撓みやすくするため、光軸方向から見て重なるように折り返している。
可動体をピッチング方向およびヨーイング方向だけでなくローリング方向にも揺動させる場合には、従来、フレキシブルプリント基板を多方向に折り返すことによってばね定数が小さい形状に加工し、撓みやすくしていた。しかしながら、複雑な形状に折り曲げなければならないため、フレキシブルプリント基板の組立性が低下する。また、多方向に折り返す場合や多くの回数折り返す場合は、形状精度の管理が困難であった。
本発明の課題は、このような点に鑑みて、可動体に接続されるフレキシブルプリント基板の組立性の低下および形状精度の低下を抑制することにある。
上記の課題を解決するために、本発明の振れ補正機能付き光学ユニットは、光学モジュールを備える可動体と、固定体と、互いに直交する3軸をX軸、Y軸、Z軸とし、前記光学モジュールの光軸に沿う方向を前記Z軸としたとき、前記固定体に対して前記可動体を前記X軸回りに揺動可能に支持すると共に、前記可動体を前記Y軸回りに揺動可能に支持する揺動支持機構と、前記固定体に対して前記可動体を前記Z軸回りに揺動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X軸回りおよび前記Y軸回りに揺動させる揺動用駆動機構と、前記可動体を前記Z軸回りに揺動させるローリング用駆動機構と、前記可動体から引き出されるフレキシブルプリント基板と、を有し、前記フレキシブルプリント基板は、前記可動体から前記X軸方向へ引き出される引き出し部と、前記可動体から前記X軸方向に離間した位置で前記固定体に固定される被固定部と、前記引き出し部と前記被固定部との間に配置される1または複数の折り曲げ部と、を備え、前記折り曲げ部は、前記X軸方向の一方側へ向かうにしたがって前記Z軸方向の一方側へ向かう方向へ延びる第1傾斜部と、第1折り返し部を介して前記第1傾斜部に接続され前記X軸方向の一方側へ向かうにしたがって前記Z軸方向の他方側へ向かう方向へ延びる第2傾斜部と、を備え、前記第1傾斜部と前記第2傾斜部は、前記Z軸方向から見た場合に、前記第1折り返し部を介して前記Y軸方向に折り返した形状であることを特徴とする。
本発明によれば、可動体から光軸(Z軸方向)と交差する方向(X軸方向)へ引き出したフレキシブルプリント基板が、固定体に固定される被固定部と可動体との間に配置される折り曲げ部を備え、折り曲げ部は、Z軸方向およびX軸方向に対して傾斜した方向へ延びて折り返した形状であるとともに、Z軸方向から見た場合にはY軸方向に折り返した形状になっている。このような折り曲げ形状であれば、可動体が3軸回りに揺動する場合にフレキシブルプリント基板が容易に撓むため、可動体の揺動負荷の増大を抑制できる。特に、折り曲げ部を構成する第1傾斜部と第2傾斜部は、X軸、Y軸、Z軸のいずれの方向に対しても傾斜した方向に延びているので、折り曲げた状態での外形を小さくしながら、第1傾斜部と第2傾斜部の長さを長くすることができる。従って、ばね定数を小さくできるため、可動体の揺動負荷を小さくすることができる。また、フレキシブルプリント基板を1方向に折り返すだけでよいので、多方向に折り曲げる場合と比較して、折り曲げ作業に要する手間を削減でき、組立性の低下を抑制できる。また、フレキシブルプリント基板の形状精度の低下を抑制できる。
本発明において、前記X軸方向に並ぶ複数の前記折り曲げ部を備え、最も前記可動体に近い前記折り曲げ部は、他の前記折り曲げ部よりも前記Z軸方向の高さが小さいことが好ましい。このように、可動体に近い部位のZ軸方向の高さを小さくすることにより、可動体が傾いたときのフレキシブルプリント基板の光軸方向(Z軸方向)の移動距離を小さくすることができる。従って、可動体を収容するケースにフレキシブルプリント基板が干渉するおそれが少なく、振れ補正機能付き光学ユニットの光軸方向(Z軸方向)の高さを小さくできる。また、可動体から遠い部位のZ軸方向の高さを大きくすることにより、フレキシブルプリント基板のばね定数を小さくすることができ、撓みやすくすることができる。従って、可動体の揺動負荷の増大を抑制できる。
本発明において、前記X軸方向で隣り合う前記折り曲げ部を接続する第2折り返し部を備え、前記第2折り返し部と前記第1折り返し部は、前記Y軸方向の位置が異なることが好ましい。このように、折り返し部の位置をずらすことにより、撓み部は、側面形状だけでなく、Z軸方向から見た平面形状も蛇行した形状になるので、3軸回りのいずれの方向に揺動するときでも、フレキシブルプリント基板が撓みやすい。また、折り返し部をずらすことにより、第1傾斜部と第2傾斜部の長さが長くなる。従って、ばね定数を小さくすることができるので、可動体5の揺動負荷の増大を抑制できる。
本発明において、前記第1折り返し部および前記第2折り返し部に取り付けられた曲げ補助部材を備えることが好ましい。このようにすると、折り返し部の形状を維持しやすい。従って、可動体を原点位置に復帰させたときにフレキシブルプリント基板が元の形状に復帰しやすいので、フレキシブルプリント基板を撓みやすい状態に維持できる。
本発明において、前記フレキシブルプリント基板は、第1表面、および、前記第1表面の裏側を向く第2表面を備え、前記第1表面と前記第2表面の一方に全ての前記曲げ補助部材が取り付けられていることが好ましい。このようにすると、フレキシブルプリント基板に曲げ補助部材を取り付ける作業が容易である。
本発明において、前記フレキシブルプリント基板は、第1表面、および、前記第1表面の裏側を向く第2表面を備え、前記第1折り返し部では、前記第1表面が山折り形状となるように前記フレキシブルプリント基板が折り曲げられており、且つ、前記曲げ補助部材が前記第1表面に取り付けられており、前記第2折り返し部では、前記第2表面が山折り形状となるように前記フレキシブルプリント基板が折り曲げられており、且つ、前記曲げ補助部材が前記第2表面に取り付けられていることが好ましい。このようにすると、第1折り返し部と第2折り返し部のどちらの部位においても、折り返した部位を外周側から曲げ補助部材によって保持することができる。また、フレキシブルプリント基板と共に曲げ補助部材を折り曲げる際に、曲げ補助部材の側から押圧して変形させることができる。従って、フレキシブルプリント基板内の配線が断線するおそれが少ない。
本発明において、前記曲げ補助部材は、前記第1傾斜部に固定される第1固定部と、前記第2傾斜部に固定される第2固定部と、前記第1固定部と前記第2固定部とを接続する曲げ部と、を備え、前記第1固定部および前記第2固定部は、前記フレキシブルプリント基板の幅方向に延びており、前記曲げ部は、前記第1固定部と前記第2固定部の前記幅方向の一部を接続することが好ましい。あるいは、前記曲げ部は、前記第1固定部と前記第2固定部の前記幅方向の一端を接続する第1曲げ部と、前記第1固定部と前記第2固定部の前記幅方向の他端を接続する第2曲げ部と、を備える構成を採用することもできる。このようにすると、フレキシブルプリント基板と共に曲げ補助部材を折り曲げる際に、フレキシブルプリント基板に応力が加わる面積を少なくすることができる。従って、折り曲げ部を曲げ加工する際に、フレキシブルプリント基板内の配線が断線する恐れを少なくすることができる。
本発明において、前記被固定部は、前記第1傾斜部および前記第2傾斜部の一方に接続され、前記被固定部は、前記第1傾斜部および前記第2傾斜部の一方と同一方向へ延びていることが好ましい。このようにすると、被固定部と第1傾斜部もしくは第2傾斜部とを一直線に接続できる。従って、被固定部と撓み部との間でフレキシブルプリント基板を折り曲げる必要がないので、フレキシブルプリント基板の折り曲げ回数を減らすことができる。よって、フレキシブルプリント基板の形状精度の低下を抑制できる。
本発明において、前記Y軸方向に並ぶ2本の前記フレキシブルプリント基板を備え、前記2本の前記フレキシブルプリント基板は、前記可動体の揺動中心を通りXZ平面に平行な仮想面を基準として対称に構成されていることが好ましい。フレキシブルプリント基板を2本に分割すれば細くすることができるので、折り曲げ部の高さおよび幅を小さくすることができる。従って、撓み部の外形を小さくすることができ、振れ補正機能付き光学ユニットの光軸方向(Z軸方向)の高さを小さくできる。また、1本の太いフレキシブルプリント基板を用いるときよりもばね定数が小さく、撓みやすいので、可動体が揺動するときの負荷を小さくすることができる。さらに、可動体の揺動中心を通る仮想面を基準として対称な形状にすることで、可動体が揺動するときにバランス良く変形させることができる。
次に、本発明は、上記の振れ補正機能付き光学ユニットが備えるフレキシブルプリント基板の折り曲げ方法であって、平面内において折り返した形状の前記フレキシブルプリント基板を、前記折り曲げ部の折り曲げ形状と一致する形状の受け面を備えるダイにセットし、前記受け面の反転形状の押圧面を備えるパンチによって前記フレキシブルプリント基板を前記受け面に押し付けることにより、前記フレキシブルプリント基板を前記折り曲げ部の形状に折り曲げることを特徴とする。
本発明の折り曲げ方法によれば、フレキシブルプリント基板をダイにセットしてパンチでダイに押し付けるだけでよいため、手作業で折り曲げるよりも容易に、且つ、高い形状精度で折り曲げることができる。従って、折り曲げ作業に要する手間を削減でき、組立性の低下を抑制できる。また、フレキシブルプリント基板の形状精度の低下を抑制できる。
本発明によれば、可動体から光軸(Z軸方向)と交差する方向(X軸方向)へ引き出したフレキシブルプリント基板が、固定体に固定される被固定部と可動体との間に配置される折り曲げ部を備え、折り曲げ部は、Z軸方向およびX軸方向に対して傾斜した方向へ延びて折り返した形状であるとともに、Z軸方向から見た場合にはY軸方向に折り返した形状になっている。このような折り曲げ形状であれば、可動体が3軸回りに揺動する場合にフレキシブルプリント基板が容易に撓むため、可動体の揺動負荷の増大を抑制できる。特に、折り曲げ部を構成する第1傾斜部と第2傾斜部は、X軸、Y軸、Z軸のいずれの方向に対しても傾斜した方向に延びているので、折り曲げた状態での外形を小さくしながら、第1傾斜部と第2傾斜部の長さを長くすることができる。従って、ばね定数を小さくできるため、可動体の揺動負荷を小さくすることができる。また、フレキシブルプリント基板を1方向に折り返すだけでよいので、多方向に折り曲げる場合と比較して、折り曲げ作業に要する手間を削減でき、組立性の低下を抑制できる。また、フレキシブルプリント基板の形状精度の低下を抑制できる。
以下に、図面を参照して、本発明を適用した振れ補正機能付き光学ユニットの実施形態を説明する。
(全体構成)
図1は、本発明を適用した振れ補正機能付き光学ユニット1の平面図であり、図2は、本発明を適用した振れ補正機能付き光学ユニット1の側面図である。なお、図1、図2では、振れ補正機能付き光学ユニット1の構成の一部は模式的に表示するか、あるいは、図示を省略している。
図1は、本発明を適用した振れ補正機能付き光学ユニット1の平面図であり、図2は、本発明を適用した振れ補正機能付き光学ユニット1の側面図である。なお、図1、図2では、振れ補正機能付き光学ユニット1の構成の一部は模式的に表示するか、あるいは、図示を省略している。
振れ補正機能付き光学ユニット1は、レンズ2および撮像素子3を備えた光学モジュール4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光学機器や、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等の光学機器に用いられる。このような光学機器では、撮影時に光学機器の振れが発生すると、撮像画像に乱れが発生する。振れ補正機能付き光学ユニット1は、撮影画像が傾くことを回避するため、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、振れ量等に基づき、光学モジュール4の傾きを補正する。
以下の説明では、互いに直交する3軸をX軸、Y軸、Z軸とする。Z軸は光学モジュール4の光軸Lと一致する。振れ補正機能付き光学ユニット1は、X軸回りおよびY軸回りに光学モジュール4を揺動させることにより、ピッチング方向およびヨーイング方向の振れ補正を行う。また、振れ補正機能付き光学ユニット1は、Z軸回りに光学モジュール4を回転させることにより、ローリング方向の振れ補正を行う。
また、以下の説明では、X軸、Y軸、Z軸に沿った方向をX軸方向、Y軸方向、Z軸方向とする。X軸方向の一方側を-X方向、他方側を+X方向とし、Y軸方向の一方側を-Y方向、他方側を+Y方向とし、Z軸方向の一方側を-Z方向、他方側を+Z方向とする。Z軸方向は、光軸Lに沿った光軸方向である。-Z方向は、光学モジュール4の像側であり、+Z方向は、光学モジュール4の被写体側である。
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、光学モジュール4を備える可動体5と、ジンバル機構(図示省略)およびローリング支持機構(図示省略)と、ジンバル機構およびローリング機構を介して可動体5を支持する固定体8と、揺動用駆動機構6と、ローリング用駆動機構7と、フレキシブルプリント基板9を備える。フレキシブルプリント基板9は可動体5に接続される。
可動体5は、光学モジュール4と、光学モジュール4を囲むホルダ5aを備える。光学モジュール4は、ホルダ5aの中央から+Z方向に突出する鏡筒4aを備えており、鏡筒4aにレンズ2が保持される。フレキシブルプリント基板9は、可動体5の-Z方向の端部から+Z方向へ引き出される。
固定体8は、可動体5およびフレキシブルプリント基板9を収容する第1ケース21と、第1ケース21の-Z方向の端部に固定される第2ケース20を備える。なお、第1ケース21は、複数の部材によって構成することもできる。例えば、第1ケース21は、可動体5を収容するケースと、フレキシブルプリント基板9を収容する配線ケースと、ケースおよび配線ケースを覆うカバーを備えたものとすることができる。フレキシブルプリント基板9は、第1ケース21の+X方向の端部から-Z方向へ突出する基板固定部22に固定される。
ジンバル機構は、可動体5を第1軸R1回りおよび第2軸R2回りに揺動可能に支持する揺動支持機構である。可動体5は、光軸L、第1軸R1、および第2軸R2が交差する交点である揺動中心Pを中心に揺動可能である。可動体5は、第1軸R1回りの回転および第2軸R2回りの回転を合成することにより、X軸回りおよびY軸回りに回転可能である。従って、ジンバル機構は、可動体をX軸回りに揺動可能に支持するとともに、Y軸回りに揺動可能に支持する。図1に示すように、第1軸R1および第2軸R2は、例えば、光軸Lと直交し、X軸およびY軸に対して45度傾斜する。
ローリング支持機構は、可動体5を光軸L回り(Z軸回り)に揺動可能に支持する。ジンバル機構およびローリング支持機構は公知の機構であるため、詳細な説明および図示は省略する。例えば、可動体5をローリング支持機構に接続し、ローリング支持機構と固定体8との間にジンバル機構を構成することができる。
揺動用駆動機構6は、可動体5に対してX軸回りの駆動力を発生させる第1揺動用駆動機構6Xと、可動体5に対してY軸回りの駆動力を発生させる第2揺動用駆動機構6Yを備える。本形態では、第1揺動用駆動機構6X、第2揺動用駆動機構6Y、およびローリング用駆動機構7は、いずれも、可動体5に配置される磁石61と固定体8に配置されるコイル62とを径方向に対向させた磁気駆動機構である。なお、磁石61とコイル62の配置は、逆であってもよい。
図1に示すように、本形態では、第1揺動用駆動機構6Xは、可動体5の-Y方向に配置される。第2揺動用駆動機構6Yは、可動体5の-X方向に配置される。また、ローリング用駆動機構7は、可動体5の+Y方向に配置される。第1揺動用駆動機構6Xおよび第2揺動用駆動機構6Yの磁石61は、Z軸方向に分極着磁されている。一方、ローリング用駆動機構7の磁石61は、Z軸回りの周方向に分極着磁されている。
(フレキシブルプリント基板)
図1に示すように、フレキシブルプリント基板9は、X軸方向へ延びる2本のフレキシブルプリント基板9A、9Bを備える。フレキシブルプリント基板9A、9Bは、可動体5の揺動中心Pを通りXZ面に平行な仮想面Vを基準として対称に構成される。フレキシブルプリント基板9A、9Bは、それぞれ、可動体5から+X方向へ引き出される引き出し部91と、引き出し部91から+X方向へ延びる撓み部92と、撓み部92に接続される被固定部93を備える。本形態では、フレキシブルプリント基板9A、9Bの被固定部93は繋がっている。
図1に示すように、フレキシブルプリント基板9は、X軸方向へ延びる2本のフレキシブルプリント基板9A、9Bを備える。フレキシブルプリント基板9A、9Bは、可動体5の揺動中心Pを通りXZ面に平行な仮想面Vを基準として対称に構成される。フレキシブルプリント基板9A、9Bは、それぞれ、可動体5から+X方向へ引き出される引き出し部91と、引き出し部91から+X方向へ延びる撓み部92と、撓み部92に接続される被固定部93を備える。本形態では、フレキシブルプリント基板9A、9Bの被固定部93は繋がっている。
上記のように、固定体8は、可動体5から+X方向に離間した基板固定部22を備えており、被固定部93は、接着剤によって基板固定部22の先端に設けられた固定面23に固定される(図2参照)。固定面23は+X方向へ向かうにしたがって+Z方向へ向かう方向へ傾斜している。被固定部93は、撓み部92の+X方向の端部と同一方向へ延びて、固定面23に固定される。また、フレキシブルプリント基板9は、被固定部93から+X方向へ延びる延伸部94と、延伸部94の先端に設けられた配線基板95を備える。延伸部94および配線基板95は、固定体8の外部へ引き出されている。配線基板95には、振れ補正機能付き光学ユニット1が搭載される光学機器との接続用の端子が設けられている。
フレキシブルプリント基板9は、ポリイミド樹脂等によって構成されるベースフィルムと、配線パターンを形成する導体層と、カバーフィルムを備えている。フレキシブルプリント基板9は、配線パターンが両面に形成される両面基板であってもよいし、片面基板であってもよい。あるいは、配線パターンが多層に形成された多層基板であってもよい。撓み部92には、フレキシブルプリント基板9を折り曲げた形状に保持するための曲げ補助部材10が固定される。被固定部93には補強板96が固定される。
図2に示すように、撓み部92は、+Z方向へ突出する形状に折り返した折り曲げ部を複数備えている。本形態では、撓み部92は、X軸方向に並ぶ2つの折り曲げ部97A、97Bを備える。2つの折り曲げ部97A、97Bは、Z軸方向の高さが異なる。本形態では、最も可動体5に近い折り曲げ部97AのZ軸方向の高さH1は、他の折り曲げ部97BのZ軸方向の高さH2よりも小さい。
図2に示すように、折り曲げ部97A、97Bは、それぞれ、第1傾斜部971と、第1折り返し部973を介して第1傾斜部971と接続される第2傾斜部972を備える。第1傾斜部971は、+X方向(X軸方向の一方側)へ向かうにしたがって+Z方向(Z軸方向の一方側)へ向かう方向へ延びている。また、第2傾斜部972は、+X方向(X軸方向の一方側)へ向かうにしたがって-Z方向(Z軸方向の他方側)へ向かう方向へ延びている。本形態では、第1傾斜部971および第2傾斜部972は、Z軸方向に対して45°傾斜する。従って、折り曲げ部97A、97Bの折り曲げ角度は、90°である。本形態では、第1傾斜部971および第2傾斜部972をZ軸方向に対して傾斜させることにより、撓み部92のZ軸方向の高さを小さくしている。
折り曲げ部97A、97Bは、第2折り返し部974を介して接続される。第2折り返し部974は、折り曲げ部97Aの第2傾斜部972と、折り曲げ部97Bの第1傾斜部971とを接続する。図2に示すように、撓み部92は、第1折り返し部973において+Z方向へ突出する形状に折り返されており、第2折り返し部974において-Z方向へ突出する形状に折り返されている。撓み部92は、第1折り返し部973と第2折り返し部974において逆向きに折り返されて、蛇行しながらX軸方向へ延びている。
撓み部92は、第1折り返し部973と第2折り返し部974をそれぞれ2か所に備えており、Z軸方向に4回折り返されている。折り曲げ部97Bの第2傾斜部972は、第2折り返し部974を介して、撓み部92の+X方向の端部に配置される第1傾斜部971に接続される。被固定部93は、撓み部97の+X方向の端部に配置される第1傾斜部971に接続され、第1傾斜部971と同一方向に傾斜している。
図1に示すように、撓み部92は、第1折り返し部973と第2折り返し部974のY軸方向の位置が異なる。第1折り返し部973と第2折り返し部974のY軸方向の位置がずれていることにより、各折り曲げ部97A、97Bは、Z軸方向から見た場合にY軸方向に折り返した形状になっている。本形態では、第1傾斜部971、第1折り返し部973、および第2傾斜部972は、Z軸方向から見て半円状に湾曲した形状に接続されている。また、第2傾斜部972、第2折り返し部974、および第1傾斜部971は、Z軸方向から見て半円状に湾曲した形状に接続されている。なお、本形態では第1傾斜部971と第2傾斜部972が湾曲しているが、直線状であってもよい。
フレキシブルプリント基板9A、9Bは、Z軸方向から見た場合に、仮想面Vを基準として対称な形状に折り返されている。フレキシブルプリント基板9Aでは、撓み部92は、第1折り返し部973において-Y方向へ突出する形状に折り返されており、第2折り返し部974において+Y方向へ突出する形状に折り返されている。また、フレキシブルプリント基板9Aでは、第1傾斜部971は、+X方向へ向かうにしたがって-Y方向へ向かう方向へ傾斜している。また、第2傾斜部972は、+X方向へ向かうにしたがって+Y方向へ向かう方向へ傾斜している。
一方、フレキシブルプリント基板9Bでは、撓み部92は、第1折り返し部973において+Y方向へ突出する形状に折り返されており、第2折り返し部974において-Y方向へ突出する形状に折り返されている。また、フレキシブルプリント基板9Bでは、第1傾斜部971は、+X方向へ向かうにしたがって+Y方向へ向かう方向へ傾斜している。また、第2傾斜部972は、+X方向へ向かうにしたがって-Y方向へ向かう方向へ傾斜している。
図3は、フレキシブルプリント基板9および曲げ補助部材10の分解斜視図である。図4は、フレキシブルプリント基板9の展開図であり、折り曲げ加工を行う前の状態を示す図である。図2に示すように、曲げ補助部材10は、第1傾斜部971に固定される第1固定部11と、第2傾斜部972に固定される第2固定部12と、第1固定部11と第2固定部12とを接続する曲げ部13を備える。
図1に示すように、曲げ補助部材10は、フレキシブルプリント基板9の幅方向(Y方向)に延びる矩形の板金部材である。図2に示すように、フレキシブルプリント基板9は、+Z方向を向く第1表面901、および第1表面901の裏側(-Z方向)を向く第2表面902を備える。本形態では、曲げ補助部材10は全て、第1表面901に固定される。第1折り返し部973は、第1表面901が山折り形状になるように折り曲げられており、曲げ補助部材10は、第1折り返し部973の外周側の面に固定される。一方、第2折り返し部974では、第1表面901が谷折り形状になるように折り曲げられており、曲げ補助部材10は、第2折り返し部974の内周側の面に固定される。
本形態では、折り曲げ加工を行う前のフレキシブルプリント基板9に曲げ補助部材10を固定しておき、フレキシブルプリント基板9を折り曲げる際に同時に曲げ補助部材10を折り曲げる。図4に示すように、曲げ補助部材10は、曲げ部13を曲げていない状態で、接着剤もしくは両面テープによって折り曲げ加工を行う前のフレキシブルプリント基板9に固定される。例えば、各曲げ補助部材10の第1固定部11と第2固定部12をフレキシブルプリント基板9に固定する。
(フレキシブルプリント基板の折り曲げ方法)
図5は、フレキシブルプリント基板9の折り曲げ加工に用いる加工具および加工前のフレキシブルプリント基板9の斜視図である。図5に示すように、加工具は、ダイ110とパンチ120、130、140から構成される。ダイ110は、撓み部92の曲げ形状と同一形状になるように配置される受け面111、112、113、114、115を備えるとともに、可動体5を配置するための凹部116を備える。
図5は、フレキシブルプリント基板9の折り曲げ加工に用いる加工具および加工前のフレキシブルプリント基板9の斜視図である。図5に示すように、加工具は、ダイ110とパンチ120、130、140から構成される。ダイ110は、撓み部92の曲げ形状と同一形状になるように配置される受け面111、112、113、114、115を備えるとともに、可動体5を配置するための凹部116を備える。
パンチ120は、折り曲げ部97Aの曲げ形状と同一形状の押圧面121、122を備える。パンチ130は、折り曲げ部97Bの曲げ形状と同一形状の押圧面131、132を備える。パンチ140は、撓み部92の+X方向の端部に配置される第1傾斜部971と同一の傾斜角度の押圧面141を備える。
図6は、フレキシブルプリント基板9の折り曲げ方法の説明図である。本形態の折り曲げ方法は、ダイ110とパンチ120、130、140によってフレキシブルプリント基板9をプレスして折り曲げる方法である。第1工程では、図6(a)に示すように、ダイ110に設けられた凹部116に可動体5を配置し、受け面111~115の上にフレキシブルプリント基板9を延ばした状態にセットする。
次に、第2工程では、図6(b)に示すように、パンチ120を受け面111、112に向かって押し付けて折り曲げ部97Aを形成する。このとき、フレキシブルプリント基板9を弾性部材などによって受け面112に沿う方向に引っ張ることにより、フレキシブルプリント基板9にテンションをかけた状態でパンチ120を押圧する。第2工程では、曲げ補助部材10を取り付けた側の表面(第1表面901)が山折り形状となるようにフレキシブルプリント基板9が折り曲げられ、第1折り返し部973が形成される。また、第1折り返し部973の外周側において1つ目の曲げ補助部材10が折り曲げられ、曲げ部13が形成される。
続いて、第3工程では、図6(c)に示すように、パンチ130を受け面113、114に向かって押し付けて第2工程と同様に折り曲げ部97Bを形成する。このとき、第2工程と同様に、フレキシブルプリント基板9を弾性部材などによって受け面114に沿う方向に引っ張ってフレキシブルプリント基板9にテンションをかけた状態でパンチ130を押圧する。第3工程では、1つ目の第1折り返し部973の+X方向において、第1表面901が谷折り形状となるように折り曲げられ、1つ目の第2折り返し部974が形成される。また、第2折り返し部974の内周側において2つ目の曲げ補助部材10が折り曲げられ、曲げ部13が形成される。同時に、第2折り返し部974の+X方向において、第1表面901が山折り形状となるようにフレキシブルプリント基板9が折り曲げられ、2つ目の第1折り返し部973が形成される。また、2つ目の第1折り返し部973の外周側において3つ目の曲げ補助部材10が折り曲げられ、曲げ部13が形成される。
次に、第4工程では、図6(d)に示すように、パンチ140を受け面115に向かって押し付けて第2工程、第3工程と同様にフレキシブルプリント基板9および曲げ補助部材10を折り曲げる。これにより、撓み部92の端部に第1傾斜部971を形成する。第4工程では、2つ目の第1折り返し部973の+X方向において、第1表面901が谷折り形状となるように折り曲げられ、2つ目の第2折り返し部974が形成される。また、第2折り返し部974の内周側において4つ目の曲げ補助部材10が折り曲げられ、曲げ部13が形成される。しかる後に、パンチ120、130,140をダイ110から後退させて、フレキシブルプリント基板9および可動体5をダイ110から取り外す。
(本形態の主な作用効果)
以上のように、本形態の振れ補正機能付き光学ユニットは、光学モジュール4を備える可動体5と、固定体8と、互いに直交する3軸をX軸、Y軸、Z軸とし、光学モジュール4の光軸に沿う方向をZ軸としたとき、固定体8に対して可動体5をX軸回りに揺動可能に支持すると共に、可動体5をY軸回りに揺動可能に支持する揺動支持機構と、固定体8に対して可動体5をZ軸回りに揺動可能に支持するローリング支持機構と、可動体5をX軸回りおよびY軸回りに揺動させる揺動用駆動機構6と、可動体5をZ軸回りに揺動させるローリング用駆動機構7と、可動体5から引き出されるフレキシブルプリント基板9と、を有する。フレキシブルプリント基板9は、可動体5からX軸方向へ引き出される引き出し部91と、可動体5からX軸方向に離間した位置で固定体8に固定される被固定部93と、引き出し部91と被固定部93との間に配置される1または複数の折り曲げ部97A、97Bと、を備える。折り曲げ部97A、97Bは、X軸方向の一方側へ向かうにしたがってZ軸方向の一方側へ向かう方向へ延びる第1傾斜部971と、第1折り返し部973を介して第1傾斜部971に接続されX軸方向の一方側へ向かうにしたがってZ軸方向の他方側へ向かう方向へ延びる第2傾斜部972と、を備える。第1傾斜部971と第2傾斜部972は、Z軸方向から見た場合に、第1折り返し部973を介してY軸方向に折り返した形状に接続されている。
以上のように、本形態の振れ補正機能付き光学ユニットは、光学モジュール4を備える可動体5と、固定体8と、互いに直交する3軸をX軸、Y軸、Z軸とし、光学モジュール4の光軸に沿う方向をZ軸としたとき、固定体8に対して可動体5をX軸回りに揺動可能に支持すると共に、可動体5をY軸回りに揺動可能に支持する揺動支持機構と、固定体8に対して可動体5をZ軸回りに揺動可能に支持するローリング支持機構と、可動体5をX軸回りおよびY軸回りに揺動させる揺動用駆動機構6と、可動体5をZ軸回りに揺動させるローリング用駆動機構7と、可動体5から引き出されるフレキシブルプリント基板9と、を有する。フレキシブルプリント基板9は、可動体5からX軸方向へ引き出される引き出し部91と、可動体5からX軸方向に離間した位置で固定体8に固定される被固定部93と、引き出し部91と被固定部93との間に配置される1または複数の折り曲げ部97A、97Bと、を備える。折り曲げ部97A、97Bは、X軸方向の一方側へ向かうにしたがってZ軸方向の一方側へ向かう方向へ延びる第1傾斜部971と、第1折り返し部973を介して第1傾斜部971に接続されX軸方向の一方側へ向かうにしたがってZ軸方向の他方側へ向かう方向へ延びる第2傾斜部972と、を備える。第1傾斜部971と第2傾斜部972は、Z軸方向から見た場合に、第1折り返し部973を介してY軸方向に折り返した形状に接続されている。
本形態によれば、可動体5から光軸(Z軸方向)と交差する方向(X軸方向)へ引き出したフレキシブルプリント基板9が、固定体8に固定される被固定部93と可動体5との間で1回もしくは複数回折り曲げられている。折り曲げ部97A、97Bは、Z軸方向およびX軸方向に対して傾斜した方向へ延びて折り返した形状であるとともに、Z軸方向から見た場合にはY軸方向に折り返した形状になっている。このような折り曲げ形状であれば、可動体5が3軸回りのいずれの方向に揺動するときでも、フレキシブルプリント基板9が容易に撓むため、可動体5の揺動負荷が小さい。特に、第1傾斜部971と第2傾斜部972は、X軸、Y軸、Z軸のいずれの方向に対しても傾斜した方向に延びているので、撓み部92のZ軸方向の高さを小さくしながら、第1傾斜部971と第2傾斜部972の長さを長くできる。これにより、振れ補正機能付き光学ユニット1の低背化を図るとともに、撓み部92のばね定数を小さくして可動体5の揺動負荷を小さくすることができる。また、フレキシブルプリント基板9は1方向に折り返すだけでよいので、多方向に折り曲げる場合と比較して、折り曲げ作業に要する手間を削減でき、組立性の低下を抑制できる。また、フレキシブルプリント基板9の形状精度の低下を抑制できる。
図7、図8、図9は、振れ補正を行ったときのフレキシブルプリント基板9の撓み形状のシミュレーション結果を示す図である。図7は、ピッチング方向の振れ補正を行ったときの図、図8は、ヨーイング方向の振れ補正を行ったときの図、図9は、ローリング方向の振れ補正を行ったときの図である。図7、図8、図9に示すように、いずれの方向に揺動するときも、フレキシブルプリント基板9は固定体8に接触するほど大きく変形することはない。
本形態では、フレキシブルプリント基板9の撓み部92は、X軸方向に並ぶ複数の折り曲げ部97A、97Bを備えており、最も可動体5に近い折り曲げ部97A、97Bは、他の折り曲げ部97A、97BよりもZ軸方向の高さが小さい。このように、可動体5に近い部位のZ軸方向の高さを小さくすることにより、可動体5が傾いたときのフレキシブルプリント基板9の光軸方向(Z軸方向)の移動距離を小さくすることができる。従って、可動体5を収容するケースにフレキシブルプリント基板9が干渉しにくい。また、可動体5から遠い部位のZ軸方向の高さを大きくすることにより、フレキシブルプリント基板9のばね定数を小さくすることができ、撓みやすくすることができる。従って、可動体5の揺動負荷の増大を抑制できる。
本形態では、X軸方向で隣り合う折り曲げ部97A、97Bを接続する第2折り返し部974を備えており、第2折り返し部974と第1折り返し部973は、Y軸方向の位置が異なる。このように、上下の折り返し部をずらして配置することにより、Z軸方向から見た平面形状が蛇行した形状になるので、3軸回りのいずれの方向に揺動するときでも、フレキシブルプリント基板9が撓みやすい。また、折り返し部をずらすことにより、第1傾斜部971と第2傾斜部972の長さが長くなる。従って、ばね定数を小さくすることができるので、可動体5の揺動負荷の増大を抑制できる。
本形態では、第1折り返し部973および第2折り返し部974に取り付けられた曲げ補助部材10を備えているので、各折り返し部の折り曲げ角度を維持しやすい。従って、可動体5を原点位置に復帰させたときにフレキシブルプリント基板9が元の形状に復帰しやすいので、フレキシブルプリント基板9を撓みやすい状態に維持できる。
本形態では、フレキシブルプリント基板9は、第1表面901、および、第1表面901の裏側を向く第2表面902を備えているが、曲げ補助部材10は、全て第1表面901に取り付けられている。従って、各曲げ補助部材10をどの面に取り付けるかをその都度確認する必要がないので、フレキシブルプリント基板9に曲げ補助部材10を取り付ける作業が容易である。
本形態では、被固定部93は、撓み部92の+X方向の端部に設けられた第1傾斜部971と接続され、被固定部93は、第1傾斜部971と同一方向へ延びている。これにより、撓み部92の+X方向の端部に設けられた第1傾斜部971と被固定部93とが一直線になり、被固定部93と撓み部92との間でフレキシブルプリント基板9を折り曲げる必要がない。従って、フレキシブルプリント基板9の折り曲げ回数を減らすことができるので、組立性を改善できるとともに、フレキシブルプリント基板9の形状精度の低下を抑制できる。
本形態では、Y軸方向に並ぶ2本のフレキシブルプリント基板9A、9Bを備え、2本のフレキシブルプリント基板9A、9Bは、可動体5の揺動中心を通りXZ平面に平行な仮想面Vを基準として対称に構成されている。フレキシブルプリント基板9を2本に分割すれば細くすることができるので、折り曲げ部97A、97Bの高さおよび幅を小さくすることができる。従って、撓み部92の外形を小さくすることができ、振れ補正機能付き光学ユニット1の光軸方向(Z軸方向)の高さを小さくできる。また、1本の太いフレキシブルプリント基板を用いるときよりもばね定数が小さく、撓みやすいので、可動体が揺動するときの負荷を小さくすることができる。また、可動体5の揺動中心を通る仮想面Vを基準として対称な形状にすることで、可動体5が揺動するときにバランス良く変形させることができる。
本形態では、フレキシブルプリント基板9の撓み部92を以下の折り曲げ方法によって折り曲げている。すなわち、XY平面内においてY軸方向に折り返した形状のフレキシブルプリント基板9を、折り曲げ部97A、97Bの折り曲げ形状と一致する受け面111~115を備えるダイ110にセットする第1工程と、受け面111~115の反転形状の押圧面121、122、131、132、141を備えるパンチ120、130、140によってフレキシブルプリント基板9を受け面111~115に押し付ける第2~第4工程を行うことにより、フレキシブルプリント基板9を折り曲げ部の形状に折り曲げる。この方法は、フレキシブルプリント基板9をダイ110にセットしてパンチ120、130、140を押し付けるだけでよいため、1箇所ずつ手作業で折り曲げるよりも容易に、且つ、高い形状精度で折り曲げることができる。従って、折り曲げ作業に要する手間を削減でき、組立性の低下を抑制できる。また、フレキシブルプリント基板9の形状精度の低下を抑制できる。
(変形例)
(1)上記形態は、撓み部92に2つの折り曲げ部97A、97Bおよび折り曲げ部の半分の形状(第1傾斜部971)が設けられているが、折り曲げ部は、少なくとも1つあればよく、3以上でもよい。また、折り曲げ部の半分の形状(第1傾斜部971)を含めなくてもよい。折り曲げ部の半分の形状を含めない場合には、被固定部93は第2傾斜部972に接続される。従って、この場合には、被固定部93は第2傾斜部972と同一方向に傾斜し、第2傾斜部972と同一方向へ延びている構成を採用すればよい。
(1)上記形態は、撓み部92に2つの折り曲げ部97A、97Bおよび折り曲げ部の半分の形状(第1傾斜部971)が設けられているが、折り曲げ部は、少なくとも1つあればよく、3以上でもよい。また、折り曲げ部の半分の形状(第1傾斜部971)を含めなくてもよい。折り曲げ部の半分の形状を含めない場合には、被固定部93は第2傾斜部972に接続される。従って、この場合には、被固定部93は第2傾斜部972と同一方向に傾斜し、第2傾斜部972と同一方向へ延びている構成を採用すればよい。
(2)上記形態では、曲げ補助部材10は板金部材であってフレキシブルプリント基板9を折り曲げる際に一緒に曲げられているが、予め曲げた形状のものを製作しておき、フレキシブルプリント基板9を折り曲げた後に第1折り返し部973および第2折り返し部974に取り付けることもできる。この場合には、曲げ補助部材10は金属以外の素材からなるものであってもよい。例えば、樹脂製であってもよい。
(3)上記形態では、曲げ補助部材10は板状であってフレキシブルプリント基板9に接着剤もしくは両面テープによって固定されているが、曲げ補助部材10はフレキシブルプリント基板9を挟む挟持部を備えた形状であってもよい。例えば、板金部材の端部を折り曲げてフレキシブルプリント基板9を挟む構成を採用してもよい。
(4)上記形態では、フレキシブルプリント基板9の第1表面901に全ての曲げ補助部材10が取り付けられているが、各折り返し部において山折り形状になる側の表面に曲げ補助部材10を取り付けることもできる。図10は、曲げ補助部材10の取り付け位置の別の例を示す側面図である。第2折り返し部974では、第2表面902が山折り形状となるようにフレキシブルプリント基板9が折り曲げられている。そこで、図10に示す例では、第2折り返し部974の第2表面902に曲げ補助部材10が取り付けられている。
図10に示す例では、第1折り返し部973と第2折り返し部974のいずれにおいても、山折り形状となる面に曲げ補助部材10を取り付けている。従って、第1折り返し部973と第2折り返し部974のどちらの部位においても、折り返した部位を外周側から曲げ補助部材10によって保持することができる。また、このような構成では、上記形態と同様にダイ110とパンチ120~140を用いてフレキシブルプリント基板9および曲げ補助部材10を折り曲げる際、フレキシブルプリント基板9でなく曲げ補助部材10の側から押圧して変形させることができる。従って、押圧力によってフレキシブルプリント基板9内の配線が断線するおそれを少なくすることができる。
(5)上記形態では、曲げ補助部材10は矩形の板状部材であるが、他の形状にすることもできる。図11(a)、図11(b)は、変形例の曲げ補助部材の説明図である。図11(a)に示す曲げ補助部材10Aは、第1傾斜部971に固定される第1固定部11と、第2傾斜部972に固定される第2固定部12と、第1固定部11と第2固定部12とを接続する曲げ部13Aを備える。第1固定部11と第2固定部12は、上記形態と同様に、フレキシブルプリント基板9の幅方向に略平行に延びている。曲げ部13Aは、第1固定部11と第2固定部12の幅方向の一部を接続する。図11(a)に示す例では、曲げ部13Aは、第1固定部11と第2固定部12のY方向の一方側の端部を接続する。
図11(b)に示す曲げ補助部材10Bは、第1傾斜部971に固定される第1固定部11と、第2傾斜部972に固定される第2固定部12と、第1固定部11と第2固定部12とを接続する曲げ部13Bを備える。第1固定部11と第2固定部12は、上記形態と同様に、フレキシブルプリント基板9の幅方向に略平行に延びている。曲げ部13Bは、第1固定部11と第2固定部12のY方向の一方側の端部(幅方向の一端)を接続する第1曲げ部14と、第1固定部11と第2固定部12のY方向の他方側の端部(幅方向の他端)を接続する第2曲げ部15を備える。
図11(a)、図11(b)に示す曲げ補助部材10A、10Bを用いることにより、曲げ補助部材10Aの軽量化を図ることができる。また、曲げ部13A、13Bは、上記形態の曲げ部13よりもY方向の幅が小さいので、容易に曲げることができる。さらに、曲げ部13A、13BのY方向の幅が小さい場合には、ダイ110に設けられた受け面111、112、113、114、115と、パンチ120、130、140に設けられた押圧面121、122、131、132、141についても、曲げ部13A、13Bと同じ幅にすることができる。これにより、ダイ110とパンチ120、130、140の小型化を図ることができる。また、フレキシブルプリント基板9は、曲げ部13A、13Bと重なる範囲だけに押圧力が加わる。従って、押圧力によってフレキシブルプリント基板9内の配線が断線するおそれを少なくすることができる。
1…振れ補正機能付き光学ユニット、2…レンズ、3…撮像素子、4…光学モジュール、4a…鏡筒、5…可動体、5a…ホルダ、6…揺動用駆動機構、6X…第1揺動用駆動機構、6Y…第2揺動用駆動機構、7…ローリング用駆動機構、8…固定体、9…フレキシブルプリント基板、9A、9B…フレキシブルプリント基板、10、10A、10B…曲げ補助部材、11…第1固定部、12…第2固定部、13、13A、13B…曲げ部、14…第1曲げ部、15…第2曲げ部、20…第1ケース、21…第2ケース、22…基板固定部、23…固定面、61…磁石、62…コイル、91…引き出し部、92…撓み部、93…被固定部、94…延伸部、95…配線基板、96…補強板、97A、97B…折り曲げ部、110…ダイ、111、112、113、114、115…受け面、116…凹部、120…パンチ、121、122…押圧面、130…パンチ、131、132…押圧面、140…パンチ、141…押圧面、901…第1表面、902…第2表面、971…第1傾斜部、972…第2傾斜部、973…第1折り返し部、974…第2折り返し部、L…光軸、P…揺動中心、R1…第1軸、R2…第2軸、V…仮想面
Claims (11)
- 光学モジュールを備える可動体と、
固定体と、
互いに直交する3軸をX軸、Y軸、Z軸とし、前記光学モジュールの光軸に沿う方向を前記Z軸としたとき、前記固定体に対して前記可動体を前記X軸回りに揺動可能に支持すると共に、前記可動体を前記Y軸回りに揺動可能に支持する揺動支持機構と、
前記固定体に対して前記可動体を前記Z軸回りに揺動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X軸回りおよび前記Y軸回りに揺動させる揺動用駆動機構と、
前記可動体を前記Z軸回りに揺動させるローリング用駆動機構と、
前記可動体から引き出されるフレキシブルプリント基板と、を有し、
前記フレキシブルプリント基板は、前記可動体から前記X軸方向へ引き出される引き出し部と、前記可動体から前記X軸方向に離間した位置で前記固定体に固定される被固定部と、前記引き出し部と前記被固定部との間に配置される1または複数の折り曲げ部と、を備え、
前記折り曲げ部は、
前記X軸方向の一方側へ向かうにしたがって前記Z軸方向の一方側へ向かう方向へ延びる第1傾斜部と、第1折り返し部を介して前記第1傾斜部に接続され前記X軸方向の一方側へ向かうにしたがって前記Z軸方向の他方側へ向かう方向へ延びる第2傾斜部と、を備え、
前記第1傾斜部と前記第2傾斜部は、前記Z軸方向から見た場合に、前記第1折り返し部を介して前記Y軸方向に折り返した形状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。 - 前記X軸方向に並ぶ複数の前記折り曲げ部を備え、
最も前記可動体に近い前記折り曲げ部は、他の前記折り曲げ部よりも前記Z軸方向の高さが小さい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X軸方向で隣り合う前記折り曲げ部を接続する第2折り返し部を備え、
前記第2折り返し部と前記第1折り返し部は、前記Y軸方向の位置が異なることを特徴とする請求項1または2に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。 - 前記第1折り返し部および前記第2折り返し部に取り付けられた曲げ補助部材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。
- 前記フレキシブルプリント基板は、第1表面、および、前記第1表面の裏側を向く第2表面を備え、
前記第1表面と前記第2表面の一方に全ての前記曲げ補助部材が取り付けられてい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。 - 前記フレキシブルプリント基板は、第1表面、および、前記第1表面の裏側を向く第2表面を備え、
前記第1折り返し部では、前記第1表面が山折り形状となるように前記フレキシブルプリント基板が折り曲げられており、且つ、前記曲げ補助部材が前記第1表面に取り付けられており、
前記第2折り返し部では、前記第2表面が山折り形状となるように前記フレキシブルプリント基板が折り曲げられており、且つ、前記曲げ補助部材が前記第2表面に取り付けられてい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。 - 前記曲げ補助部材は、前記第1傾斜部に固定される第1固定部と、前記第2傾斜部に固定される第2固定部と、前記第1固定部と前記第2固定部とを接続する曲げ部と、を備え、
前記第1固定部および前記第2固定部は、前記フレキシブルプリント基板の幅方向に延びており、前記曲げ部は、前記第1固定部と前記第2固定部の前記幅方向の一部を接続することを特徴とする請求項4から6の何れか一項に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。 - 前記曲げ部は、
前記第1固定部と前記第2固定部の前記幅方向の一端を接続する第1曲げ部と、
前記第1固定部と前記第2固定部の前記幅方向の他端を接続する第2曲げ部と、を備えることを特徴とする請求項7に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。 - 前記被固定部は、前記第1傾斜部および前記第2傾斜部の一方に接続され、
前記被固定部は、前記第1傾斜部および前記第2傾斜部の一方と同一方向へ延びていることを特徴とする請求項1から8の何れか一項に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。 - 前記Y軸方向に並ぶ2本の前記フレキシブルプリント基板を備え、
前記2本の前記フレキシブルプリント基板は、前記可動体の揺動中心を通りXZ平面に平行な仮想面を基準として対称に構成されていることを特徴とする請求項1から9の何れか一項に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。 - 請求項1から10の何れか一項に記載の振れ補正機能付き光学ユニットが備えるフレキシブルプリント基板の折り曲げ方法であって、
平面内において折り返した形状の前記フレキシブルプリント基板を、前記折り曲げ部の折り曲げ形状と一致する形状の受け面を備えるダイにセットし、
前記受け面の反転形状の押圧面を備えるパンチによって前記フレキシブルプリント基板を前記受け面に押し付けることにより、前記フレキシブルプリント基板を前記折り曲げ部の形状に折り曲げることを特徴とするフレキシブルプリント基板の折り曲げ方法。
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