JP2017116579A - 振れ補正機能付き光学ユニットおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】固定体の光軸方向の一方側を開放端とした場合でも、可動体の揺動範囲を規制するストッパー機構を構成することのできる振れ補正機能付き光学ユニットを提供すること。【解決手段】振れ補正機能付き光学ユニット１は、光学モジュール２を内側に保持するホルダ４０を備えた可動体１０と、支持機構３を介して可動体１０を揺動可能に支持する固定体２０とを有している。固定体２０は、光軸方向の一方側の端部が開放端２９になっている。可動体１０は、開放端２９から光軸方向の一方側に突出した突出部１９を備えている。固定体２０は、開放端２９に、可動体１０が揺動した際に突出部１９が当接して可動体１０の揺動範囲を規制する揺動規制部２５３を有している。【選択図】図２

Description

本発明は、振れ補正機能付き光学ユニットおよびその製造方法に関するものである。

手振れや振動による撮影画像の乱れを抑制するために、光学モジュールをホルダで保持した可動体を揺動させて振れを補正可能な振れ補正機能付き光学ユニットが提案されている。かかる振れ補正機能付き光学ユニットでは、光学モジュールをホルダの内側に保持した可動体を光軸方向の一方側で覆う底板を固定体に設けた構成が一般的である（例えば、特許文献１参照）。また、特許文献１に記載の振れ補正機能付き光学ユニットでは、可動体を覆うケースと底板との間に揺動規制部材を設け、揺動規制部材によって、可動体が揺動した際の揺動範囲を規制する構造が採用されている。

特開２０１５−６４５０１号公報

特許文献１に記載の振れ補正機能付き光学ユニットにおいて、底板を省けば、振れ補正機能付き光学ユニットの光軸方向の寸法を縮小できる等の利点がある。また、底板を省けば、固定体の光軸方向の一方側が開放端となるので、固定体の内側にホルダを搭載しておき、その後、固定体の開放端側から固定体の内側に光学モジュールをホルダの内側に搭載することができる等の利点もある。しかしながら、上記の構成を採用した場合、固定体の光軸方向の途中位置に揺動規制部材を設けるスペースがなくなるため、可動体の揺動範囲を規制するストッパー機構を構成できないという問題点がある。

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、固定体の光軸方向の一方側を開放端とした場合でも、可動体の揺動範囲を規制するストッパー機構を構成することのできる振れ補正機能付き光学ユニットを提供することにある。

上記課題を解消するために、本発明に係る振れ補正機能付き光学ユニットは、光学モジュールを内側に保持するホルダを備えた可動体と、支持機構を介して前記可動体を揺動可能に支持する固定体と、前記可動体を揺動させる振れ補正用駆動機構と、を有し、前記固定体は、光軸方向の一方側の端部が開放端になっており、前記可動体は、前記開放端から前記光軸方向の前記一方側に突出した突出部を備え、前記固定体は、前記開放端に、前記可動体が揺動した際に前記突出部が当接して前記可動体の揺動範囲を規制する揺動規制部を有していることを特徴とする。

本発明に係る振れ補正機能付き光学ユニットでは、固定体の光軸方向の一方側の端部が開放端になっており、固定体には、可動体を光軸方向の一方側で覆う底板が設けられていない。従って、振れ補正機能付き光学ユニットの光軸方向の寸法を縮小できる等の利点がある。また、底板が設けられていないため、固定体の内側にホルダを搭載しておき、その後、固定体の開放端側から光学モジュールをホルダの内側に搭載することができる。従って、振れ補正機能付き光学ユニットを効率よく製造することができる。また、固定体の開放端には、可動体の揺動範囲を規制する揺動規制部が設けられているため、可動体の過度な揺動を防止することができる。従って、可動体の過度な揺動に起因する可動体、固定体
、および支持機構の損傷を抑制することができる。

本発明において、前記揺動規制部は、前記光軸方向に対して斜めに傾いて前記突出部の側面と面接触する傾斜面からなることが好ましい。かかる構成によれば、突出部と揺動規制部とが面接触するので、突出部および揺動規制部の損傷を抑制することができる。

本発明において、前記可動体は、前記ホルダの前記光軸方向の前記一方側の端部に連結されたストッパー部材を備え、前記ストッパー部材によって前記突出部が構成されている構成を採用することができる。かかる構成によれば、ホルダおよびストッパー部材を各々、機能に応じた適正な構成と構成することができる。

本発明において、前記ストッパー部材は、前記ホルダより硬度が低いことが好ましい。かかる構成によれば、突出部と揺動規制部とが接触した衝撃を小さくすることができる。また、突出部と揺動規制部とが接触した際の衝突音を小さくすることができる。本発明における「硬度が低い」とは、柔らかい材料あるいは弾性変形可能な材料を意味する。

本発明において、前記光学モジュールの前記光軸方向の他方側の端部、および前記ホルダの前記光軸方向の他方側の端部のうちの少なくとも一方には、ウェイトが連結されていることが好ましい。かかる構成によれば、可動体の光軸方向の質量バランスを改善することができるので、可動体を適正に揺動させることができる。

本発明において、前記支持機構は、前記可動体と前記固定体との間に構成されたジンバル機構と、一方の端部が前記可動体に連結され、他方の端部が前記固定体に固定された板状バネと、を備えている態様を採用することができる。かかる構成によれば、ジンバル機構によって可動体を適正に揺動可能に支持することができるとともに、駆動機構が作動していない状態における可動体の傾きを板状バネによって抑制することができる。

本発明において、前記固定体は、枠状のカバーと、前記カバーに対して前記光軸方向の前記一方側に連結され、前記カバーとの間に前記板状バネの前記他方の端部を保持する枠状のフレームと、を備え、前記フレームによって前記開放端が構成されている態様を採用することができる。かかる構成によれば、カバーと、開放端を構成するフレームとの間で板状バネの端部を容易かつ確実に保持することができる。

本発明において、前記カバーおよび前記フレームは金属材料からなり、前記カバーと前記フレームとの間には、前記カバーと前記フレームとを溶接により連結した際の溶接痕が存在する態様を採用することができる。かかる構成によれば、接着等に比べて、カバーとフレームとを確実かつ効率よく連結することができる。

本発明において、前記固定体は、前記カバーを外側から覆う金属製のケースを備え、前記ケースには切り欠きが設けられ、前記カバーには、前記ケースの外面から突出せずに前記切り欠きに嵌る凸部が設けられ、前記切り欠きの内面と前記凸部との間には、前記カバーと前記ケースとを溶接により連結した際の溶接痕が存在する態様を採用することができる。かかる構成によれば、切り欠きと凸部とによってケースとカバーと位置決めすることができる。接着等に比べて、カバーとケースとを確実かつ効率よく連結することができる。さらに、溶接痕が切り欠き内に存在するので、溶接痕がケースより外側に張り出すことを抑制することができる。

本発明において、光学モジュールをホルダで保持した可動体と、支持機構を介して前記可動体を揺動可能に支持する固定体と、前記可動体を揺動させる振れ補正用駆動機構と、を有する振れ補正機能付き光学ユニットの製造方法において、前記固定体の光軸方向の一
方側の端部を開放端としておき、前記光学モジュールを保持する前の前記ホルダを、前記支持機構を介して前記固定体に支持された状態とした後、前記開放端側から前記光学モジュールを前記ホルダの内側に取り付け、前記開放端によって、前記可動体が揺動した際に、前記可動体において前記開放端から前記光軸方向の前記一方側に突出した突出部が当接して前記可動体の揺動範囲を規制する揺動規制部を構成することを特徴とする。

本発明に係る振れ補正機能付き光学ユニットの製造方法では、固定体の光軸方向の一方側の端部が開放端になっており、固定体には、可動体を光軸方向の一方側で覆う底板が設けられていない。従って、振れ補正機能付き光学ユニットの光軸方向の寸法を縮小できる等の利点がある。また、底板が設けられていないため、固定体の内側にホルダを搭載しておき、その後、固定体の開放端側から固定体の内側に光学モジュールをホルダの内側に搭載することができる。従って、振れ補正機能付き光学ユニットを効率よく製造することができる。また、固定体の開放端には、可動体の揺動範囲を規制する揺動規制部が設けられているため、可動体の過度な揺動を防止することができる。従って、可動体の過度な揺動に起因する可動体、固定体、および支持機構の損傷を抑制することができる。

本発明において、前記ホルダの前記光軸方向の前記一方側の端部に連結されて前記突出部を構成するストッパー部材を設けるにあたって、前記ストッパー部材として、質量が異なる複数種類のストッパー部材を準備しておき、複数種類のストッパー部材のうち、前記可動体の前記光軸方向における質量バランスを改善可能なストッパー部材を前記ホルダに連結することが好ましい。かかる構成によれば、可動体の光軸方向の質量バランスを改善することができるので、可動体を適正に揺動させることができる。

本発明において、前記支持機構は、前記可動体と前記固定体との間に構成されたジンバル機構と、一方の端部が前記可動体に連結され、他方の端部が前記固定体に固定された板状バネと、を備え、前記固定体に、枠状のカバーと、前記カバーに対して前記光軸方向の前記一方側に連結されて前記カバーとの間に前記板状バネの前記他方の端部を保持する枠状のフレームと、を設けるにあたって、前記カバーおよび前記フレームを、金属紛とバインダとを金型に射出した成型体を焼結するメタルインジェクション法により製造することが好ましい。メタルインジェクション法によれば、複雑な形状でもカバーおよびフレームを効率よく製造することができる。従って、固定体においてカバーに相当する部分、およびフレームに相当する部分を各々、機能に応じた適正な構成とするのが容易である。

本発明では、固定体の光軸方向の一方側の端部が開放端になっており、固定体には、可動体を光軸方向の一方側で覆う底板が設けられていない。従って、振れ補正機能付き光学ユニットの光軸方向の寸法を縮小できる等の利点がある。また、底板が設けられていないため、固定体の内側にホルダを搭載しておき、その後、固定体の開放端側から光学モジュールをホルダの内側に搭載することができる。従って、振れ補正機能付き光学ユニットを効率よく製造することができる。また、固定体の開放端には、可動体の揺動範囲を規制する揺動規制部が設けられているため、可動体の過度な揺動を防止することができる。従って、可動体の過度な揺動に起因する可動体、固定体、および支持機構の損傷を抑制することができる。

本発明を適用した振れ補正機能付き光学ユニットの斜視図である。 振れ補正機能付き光学ユニットの断面図である。 本発明を適用した振れ補正機能付き光学ユニットの分解斜視図である。 本発明を適用した振れ補正機能付き光学ユニットの固定体に用いたカバーおよびフレーム等の説明図である。 本発明を適用した振れ補正機能付き光学ユニットのジンバル機構および振れ補正用駆動機構の説明図である。 本発明を適用した振れ補正機能付き光学ユニットの可動に用いたホルダおよびストッパー部材の説明図である。

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１を説明する。以下の説明において、ＸＹＺの３軸は互いに直交する方向であり、Ｘ軸方向の一方側を＋Ｘ、他方側を−Ｘで示し、Ｙ軸方向の一方側を＋Ｙ、他方側を−Ｙで示し、Ｚ軸方向の一方側を＋Ｚ、他方側を−Ｚで示す。Ｚ軸方向は、振れ補正機能付き光学ユニット１の中心軸線Ｌである。中心軸線Ｌ方向は、振れ補正機能付き光学ユニット１に搭載される光学モジュール２の光軸方向である。−Ｚ方向は光軸方向の像側を向く方向、＋Ｚ方向は光軸方向の被写体側を向く方向である。本発明における「光軸方向の一方側」は、中心軸線Ｌが延在するＺ方向の他方側（−Ｚ方向側）に相当し、本発明における「光軸方向の他方側」は、中心軸線Ｌが延在するＺ方向の一方側（＋Ｚ方向側）に相当する。なお、振れ補正機能付き光学ユニット１のＸ軸周りの回転は、いわゆるピッチング（縦揺れ）に相当し、Ｙ軸周りの回転は、いわゆるヨーイング（横揺れ）に相当する。また、Ｚ軸周りの回転は、いわゆるローリングに相当する。

（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の斜視図である。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の断面図（図１のＡ−Ａ断面図）である。なお、図１では、内部の様子が分かりやすいように、第２ウェイト１２の図示を省略してある。

図１および図２に示す振れ補正機能付き光学ユニット１は光学モジュール２を搭載しており、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、撮影時に振れが発生すると、撮像画像に乱れが発生することを回避するため、振れ補正機能付き光学ユニット１を駆動して振れを補正する。

図３は、本発明を適用した振れ補正機能付き光学ユニット１の分解斜視図である。なお、図３では、内部の様子が分かりやすいように、第２ウェイト１２の図示を省略してある。図２および図３に示すように、振れ補正機能付き光学ユニット１は、可動体１０と、固定体２０と、可動体１０を固定体２０に対して揺動可能に支持する支持機構３と、可動体１０を固定体２０に対して相対変位させる磁気駆動力を発生させる振れ補正用駆動機構５０とを有している。支持機構３は、ジンバル機構３０と、可動体１０と固定体２０とを接続する板状バネ７０とを有している。また、振れ補正機能付き光学ユニット１は、フレキシブル配線基板８０を備えており、フレキシブル配線基板８０を介して、振れ補正機能付き光学ユニット１を搭載する光学機器の本体側に設けられた上位の制御装置に電気的に接続される。制御装置には、光学機器に振れが発生したときに振れを検出するジャイロスコープ（振れ検出センサ）の出力が入力される。制御装置は、ジャイロスコープの出力に基づいて振れ補正用駆動機構５０を駆動して可動体１０を揺動させ、振れ補正を行う。

可動体１０は、ジンバル機構３０により、中心軸線Ｌと交差する第１軸線Ｒ１（図１参照）回りに揺動可能に支持されているとともに、中心軸線Ｌおよび第１軸線Ｒ１と交差する第２軸線Ｒ２（図１参照）回りに揺動可能に支持されている。第１軸線Ｒ１および第２軸線Ｒ２は、固定体２０の対角方向であり、中心軸線Ｌと直交する。また、第１軸線Ｒ１および第２軸線Ｒ２は、互いに直交する。

（固定体２０の構成）
図４は、本発明を適用した振れ補正機能付き光学ユニット１の固定体２０に用いたカバー２５２およびフレーム２５１等の説明図であり、図４（ａ）はカバー２５２とフレーム２５１とを連結した状態の斜視図、図４（ｂ）は、カバー２５２とフレーム２５１とを分離した状態の分解斜視図である。なお、図４には、板状バネ７０およびストッパー部材４９も表してある。

図２および図３に示すように、固定体２０は、Ｚ軸方向に見た場合に略正方形の外形をした第１ケース２１０と、第１ケース２１０に対して−Ｚ方向側から組み付けられた第２ケース２５０とを備えており、第１ケース２１０と第２ケース２５０とは、溶接等により固定されている。第１ケース２１０は、可動体１０の周りを囲む角筒状の胴部２１１と、胴部２１１の＋Ｚ方向の端部から内側に張り出した矩形枠状の端板部２１２を備える。端板部２１２の中央には窓２１４が形成されている。胴部２１１は、＋Ｘ方向側、−Ｘ方向側、＋Ｙ方向側、および−Ｙ方向側の各方向に位置する側板部２１６を備える。

図２、図３および図４に示すように、第２ケース２５０は、矩形枠状のカバー２５２と、カバー２５２の−Ｚ方向側に取り付けられた矩形枠状のフレーム２５１とによって構成されている。カバー２５２とフレーム２５１の間には、板状バネ７０の固定体側連結部７１（他方の端部）が保持され、板状バネ７０の可動体側連結部７２（一方の端部）は可動体１０に保持されている。

より具体的には、図４に示すように、板状バネ７０の固定体側連結部７１には穴７１０が形成されている一方、フレーム２５１において板状バネ７０の固定体側連結部７１が重なる角部分には、穴７１０に嵌る凸部２５７が形成されている。従って、板状バネ７０の固定体側連結部７１の穴７１０にフレーム２５１の凸部２５７を嵌めて板状バネ７０を位置決めした状態で、カバー２５２とフレーム２５１とを連結すれば、板状バネ７０の固定体側連結部７１は、カバー２５２とフレーム２５１の間に保持される。

ここで、カバー２５２およびフレーム２５１は金属材料からなり、溶接によって連結されている。例えば、カバー２５２とフレーム２５１とは、周方向の複数個所での溶接によって連結されている。このため、カバー２５２とフレーム２５１との間には、カバー２５２とフレーム２５１とを溶接により連結した際の溶接痕（図示せず）が存在する。かかる構成によれば、接着等に比べて、カバー２５２とフレーム２５１とを確実かつ効率よく連結することができる。

カバー２５２は、第１軸線Ｒ１上の対角位置から＋Ｚ方向に立ち上がる側壁部２５４、２５５を備えており、側壁部２５４、２５５には、後述するジンバル機構３０の第１揺動支持部３６を構成する第１接点バネ保持部３１が形成されている。

再び図３において、第１ケース２１０も、第２ケース２５０と同様、金属材料からなるため、第１ケース２１０と第２ケース２５０のカバー２５２とは、溶接により固定されている。ここで、図１および図３に示すように、第１ケース２１０の胴部２１１のうち、＋Ｙ方向側および−Ｙ方向側に位置する側板部２１６の−Ｚ方向の端部には切り欠き２１９が２つずつ形成されている一方、図１、図３および図４に示すように、カバー２５２の外側の面には、切り欠き２１９に嵌る凸部２５９が形成されている。従って、本形態では、切リ欠き２１９の内面と凸部２５９とを溶接し、第１ケース２１０と第２ケース２５０のカバー２５２とを固定する。

従って、切リ欠き２１９の内面と凸部２５９との間には、第１ケース２１０とカバー２
５２とを溶接した際の溶接痕（図示せず）が存在する。本形態では、凸部２５９の突出寸法は、側板部２１６の厚さ寸法より小であるため、凸部２５９は、側板部２１６から外側に突出していない。それ故、溶接痕が切り欠き２１９内に存在するので、溶接痕が第１ケース２１０より外側に張り出すことを抑制することができる。

このように構成した固定体２０は、−Ｚ方向の端部に底板が設けられておらず、−Ｚ方向の端部が開放端２９（図２参照）になっており、かかる開放端２９は、フレーム２５１によって構成されている。

フレーム２５１の内壁は、後述するように、可動体１０の揺動範囲を規制するストッパー機構９の揺動規制部２５３になっている。言い換えれば、固定体２０の開放端２９に揺動規制部２５３が構成されている。ここで、揺動規制部２５３は、光軸方向（中心軸線Ｌ）に対して斜めに傾いた傾斜面からなる。

（振れ補正用駆動機構）
図５は、本発明を適用した振れ補正機能付き光学ユニット１のジンバル機構３０および振れ補正用駆動機構５０の説明図であり、図５（ａ）は振れ補正機能付き光学ユニット１から第１ケース２１０および光学モジュール２を取り外した状態の斜視図、図５（ｂ）は第２揺動支持部３７の部分付断面図（図５（ａ）のＢ−Ｂ断面図）である。

図２、図３および図５に示すように、振れ補正用駆動機構５０は、固定体２０と可動体１０の間に設けられた４組の磁気駆動機構５１を備える。各磁気駆動機構５１は、磁石５２とコイル５３を備える。コイル５３は空芯コイルであり、可動体１０の＋Ｘ方向側、−Ｘ方向側の側面、＋Ｙ方向側、および−Ｙ方向側の側面に保持される。磁石５２は、第１ケース２１０の胴部２１１において、＋Ｘ方向側、−Ｘ方向側、＋Ｙ方向側、および−Ｙ方向側の各方向に位置する側板部２１６の内面に保持される。従って、可動体１０と第１ケース２１０の胴部２１１との間では、＋Ｘ方向側、−Ｘ方向側、＋Ｙ方向側、および−Ｙ方向側のいずれにおいても、磁石５２とコイル５３とが対向する。

磁石５２は、胴部２１１に接する外面側と、コイル５３に面する内面側が異なる極に着磁されている。また、磁石５２は中心軸線Ｌ方向（Ｚ軸方向）に２分割され、内面側の磁極が分割位置を境にして異なるように着磁されている。このため、コイル５３は、上下の長辺部分が有効辺として利用される。４つの磁石は、外面側および内面側に対する着磁パターンが同一である。第１ケース２１０は磁性材料から構成されており、磁石５２に対するヨークとして機能する。

図５に示すように、４組の磁気駆動機構５１には、可動体１０の＋Ｙ方向側および−Ｙ方向側に位置する２組の磁石５２およびコイル５３からなる第１磁気駆動機構５１Ｘと、可動体１０の＋Ｘ方向側および−Ｘ方向側に位置する２組の磁石５２とコイル５３からなる第２磁気駆動機構５１Ｙとが含まれている。第１磁気駆動機構５１Ｘを構成する２つのコイル５３は、通電時にＸ軸周りの同一方向の磁気駆動力が発生するように配線接続されている。また、第２磁気駆動機構５１Ｙを構成する２つのコイル５３は、通電時にＹ軸周りの同一方向の磁気駆動力が発生するように配線接続されている。従って、第１磁気駆動機構５１Ｘのコイル５３に通電すると、可動体１０を挟んでＹ軸方向に対向する２か所でＸ軸周りの同一方向の回転力が可動体１０に加わる。また、第２磁気駆動機構５１Ｙのコイル５３に通電すると、可動体１０を挟んでＸ軸方向に対向する２か所でＹ軸周りの同一方向の回転力が可動体１０に加わる。従って、第１磁気駆動機構５１Ｘのコイルに通電することにより、ピッチング（縦揺れ）方向の振れ補正を行うことができる。また、第２磁気駆動機構５１Ｙのコイルに通電することにより、ヨーイング（横揺れ）方向の振れ補正を行うことができる。

（可動体１０の構成）
図６は、本発明を適用した振れ補正機能付き光学ユニット１の可動体１０に用いたホルダ４０およびストッパー部材４９の説明図であり、図６（ａ）はホルダ４０とストッパー部材４９とを連結した状態の斜視図、図６（ｂ）は、ホルダ４０とストッパー部材４９とを分離した状態の分解斜視図である。

図２および図３に示すように、可動体１０は、光学モジュール２と、光学モジュール２を内側に保持するホルダ４０と、光学モジュール２の＋Ｚ方向側の端部に固定された第１ウェイト１１とを有している。光学モジュール２は、光軸方向（中心軸線Ｌ方向）がＺ軸方向と一致するように配置されている。

図２に示すように、光学モジュール２は、光学素子としてのレンズユニットを保持する円柱状の上部モジュール２Ａを備える。上部モジュール２Ａの＋Ｚ方向側の端部からは円柱状のレンズホルダ４が突出し、レンズホルダ４の外周側には、＋Ｚ方向側を向く環状面５が設けられている。第１ウェイト１１は、環状面５に当接し、レンズホルダ４の外周側および＋Ｚ方向側を囲むように取り付けられる。第１ウェイト１１は非磁性の金属からなるため、第１ウェイト１１と磁石５２との間には磁気的な吸引力が発生しない。第１ウェイト１１は、可動体１０のＺ軸方向における重心位置を調節するために取り付けられている。第１ウェイト１１は、１枚あるいは複数枚の金属板を積層した環状の部材であり、その中央には円形開口１１１が設けられている。

ホルダ４０は、Ｚ軸方向に見た場合の平面形状が略正方向形である枠部４１を備えており、枠部４１の中央には光学モジュール２を配置するための円形の保持孔４２（図２参照）が形成されている。光学モジュール２は、ホルダ４０に固定される際、ホルダ４０に設けられた図示しない基準面に対してＺ軸方向に当接して位置決めされる。

図３および図６に示すように、枠部４１の＋Ｘ方向側、−Ｘ方向側、＋Ｙ方向側、および−Ｙ方向側の各側端縁には、＋Ｚ方向に立ち上がる壁部４４が配置されている。壁部４４は保持孔４２の外周側を囲むように配置され、枠部４１の各側端縁の中央でＸ軸方向もしくはＹ軸方向に直線状に延在する。４箇所の壁部４４は、それぞれ、保持孔４２とは反対側を向く外側面に形成されたコイル保持部４５を備える。コイル保持部４５は矩形の凸部であり、磁気駆動機構５１のコイル５３が取り付けられる。図２に示すように、コイル保持部４５は、コイル５３の中央から磁石５２の側に突出しており、磁石５２と対向する。振動等によって可動体１０がＸ軸方向もしくはＹ軸方向に変位する際、コイル保持部４５が磁石５２と当接して可動体１０の移動範囲を規制する。

図２、図３および図６に示すように、ホルダ４０の＋Ｚ方向側の端部（壁部４４の＋Ｚ方向側の端部）に枠状の第２ウェイト１２がレンズホルダ４の＋Ｚ方向側の端部を囲むように取り付けられており、第２ウェイト１２の＋Ｚ方向側の端部は、第１ケース２１０の窓２１４から＋Ｚ方向側に突出している。第２ウェイト１２は、第１ウェイト１１と同様、非磁性の金属からなるため、第２ウェイト１２と磁石５２との間には磁気的な吸引力が発生しない。また、第２ウェイト１２は、第１ウェイト１１と同様、可動体１０のＺ軸方向における重心位置を調節するために取り付けられている。第２ウェイト１２の中央には円形開口１２１が設けられている。なお、第１ウェイト１１および第２ウェイト１２は、金属以外の素材からなるものであってもよい。

枠部４１の第１軸線Ｒ１上の対角位置には、第１軸線Ｒ１に対して垂直な面によって切り欠かれた切り欠き４６が設けられている。可動体１０を固定体２０に対して組み付けると、第２ケース２５０の第１軸線Ｒ１上の対角位置に設けられた側壁部２５４、２５５が
切り欠き４６に配置される。従って、側壁部２５４、２５５に設けられた第１接点バネ保持部３１が枠部４１の第１軸線Ｒ１上の対角位置に配置される（図５参照）。また、枠部４１の第２軸線Ｒ２上の対角位置には、ジンバル機構３０の第２揺動支持部３７を構成する第２接点バネ保持部３２が形成されている。

枠部４１の外周面は、＋Ｘ方向側、−Ｘ方向側、＋Ｙ方向側、および−Ｙ方向側の各面がＺ軸方向の途中位置で段差のある形状になっている。すなわち、図２、図３に示すように、枠部４１の外周面の−Ｚ方向側の部分には内周側に凹んだ段部４７が設けられ、段部４７の−Ｚ方向の端部にストッパー部材４９が取り付けられている。段部４７は、＋Ｘ方向側、−Ｘ方向側、＋Ｙ方向側、および−Ｙ方向側を向く各面の中央に形成された固定用凸部４８を備える。固定用凸部４８はＺ軸方向に直線状に延びており、板状バネ７０を係合する係合部として機能する。

図２に示すように、枠部４１には、コイル５３に対する給電用のフレキシブル配線基板８０が取り付けられる。フレキシブル配線基板８０は、４箇所の壁部４４の内周側に沿って延在する矩形枠部分８１と、矩形枠部分８１の内周縁から保持孔４２を通って−Ｚ方向に引き出される帯状の引き回し部８２と、引き回し部８２の−Ｚ方向の端部に設けられる平板状部分８３を備える。矩形枠部分８１には４つのコイル５３が接続される。平板状部分８３は第２ケース２５０の開放端２９よりも−Ｚ方向側に位置し、光学モジュール２に設けられた電子部品に接続される。

（ストッパー機構９の構成）
図２、図３および図６に示すように、可動体１０において、ホルダ４０の−Ｚ方向の端部には、枠状のストッパー部材４９が接着等により連結されており、ストッパー部材４９は、可動体１０において、固定体２０の開放端２９から−Ｚ方向に突出した突出部１９を構成している。ストッパー部材４９（突出部１９）は、可動体１０が揺動する際、可動体１０が揺動した際、固定体２０の開放端２９に設けた揺動規制部２５３と当接して可動体１０の揺動範囲を規制するストッパー機構９を構成している。

本形態において、ホルダ４０およびストッパー部材４９はいずれも樹脂製であるが、ストッパー部材４９は、ホルダ４０より硬度が低い。すなわち、ストッパー部材４９は、柔らかい材料あるいは弾性変形可能な材料からなる。従って、ストッパー部材４９と揺動規制部２５３とが接触した衝撃を小さくすることができる。また、ストッパー部材４９と揺動規制部２５３とが接触した際の衝突音を小さくすることができる。

また、揺動規制部２５３は、光軸方向（中心軸線Ｌ）に対して斜めに傾いた傾斜面からなるため、ストッパー部材４９の側面４９９と揺動規制部２５３とは面接触するように当接する。従って、ストッパー部材４９と揺動規制部２５３とが接触した際の衝突音を小さくすることができる。また、ストッパー部材４９と揺動規制部２５３とが接触した際、ストッパー部材４９が損傷することを抑制することができる。

かかる構成は、可動体１０の揺動中心からストッパー部材４９の側面４９９および揺動規制部２５３までの距離に応じて、ストッパー部材４９の側面４９９および揺動規制部２５３が光軸方向（中心軸線Ｌ）に対して成す角度を適正に設定することにより実現することができる。

（ジンバル機構３０の構成）
可動体１０を固定体２０に対して揺動可能に支持するジンバル機構３０は、第２ケース２５０とホルダ４０との間に構成されている。ジンバル機構３０は、図５（ａ）に示すように、可動体１０を固定体２０に対して組み付けたときに第１軸線Ｒ１方向で離間する２
か所に配置される第１揺動支持部３６と、第２軸線Ｒ２方向で離間する２か所に配置される第２揺動支持部３７と、第１揺動支持部３６および第２揺動支持部３７によって支持される可動枠３９を備える。

図３および図５に示すように、可動枠３９は概略矩形状のジンバルばねである。可動枠３９は、中心軸線Ｌ回りの４か所に設けられた支点部３９１と、中心軸線Ｌ回りで隣り合う支点部３９１を繋ぐ連結部３９２を備える。各支点部３９１の内側面には溶接等によって金属製の球体３８（図５（ｂ）参照）が固定されている。この球体３８によって、各支点部３９１に可動枠３９の中心を向く半球状の凸面が設けられている。連結部３９２は、Ｘ軸方向もしくはＹ軸方向に延在する蛇行部３９３を備えており、中心軸線Ｌに対して直交する方向に弾性変形可能である。

第１揺動支持部３６は、固定体２０の第２ケース２５０に設けられた第１接点バネ保持部３１と、第１接点バネ保持部３１に保持される第１接点バネ３３を備える。第１接点バネ３３は、Ｕ字状に屈曲した金属製の板状バネである。第１揺動支持部３６は、第１軸線Ｒ１方向の対角位置に設けられた支点部３９１の内周側に配置され、第１軸線Ｒ１方向に弾性変形可能な状態に取り付けられた第１接点バネ３３を介して可動枠３９を支持する。

第２揺動支持部３７は、可動体１０のホルダ４０に設けられた第２接点バネ保持部３２と、第２接点バネ保持部３２に保持される第２接点バネ３４を備える。第２接点バネ３４は、Ｕ字状に屈曲した金属製の板状バネであり、第１接点バネ３３と同一形状である。第２揺動支持部３７は、第２軸線Ｒ２方向に弾性変形可能な状態に取り付けられた第２接点バネ３４を介して可動枠３９を支持する。

第１揺動支持部３６の第１接点バネ３３および第２揺動支持部３７の第２接点バネ３４には、それぞれ、支点部３９１に溶接された球体３８（図５（ｂ）参照）に接触する半球状の接点部が形成される。可動枠３９は、中心軸線Ｌ回りの４か所に設けられた支点部３９１が、第１接点バネ３３および第２接点バネ３４の半球状の接点部と球体３８とが点接触することによって支持される。従って、可動枠３９は、中心軸線Ｌ方向と直交する２方向（第１軸線Ｒ１方向および第２軸線Ｒ２方向）の各方向回りに回転可能な状態で支持される。

（板状バネ７０の構成）
板状バネ７０は、図２および図３に示すように、ジンバル機構３０に対して−Ｚ方向の側に配置され、固定体２０と可動体１０とを接続する。振れ補正用駆動機構５０が駆動されていない静止状態にあるときの可動体１０の姿勢は、板状バネ７０によって定まる。

図４に示すように、板状バネ７０は、金属板を加工した矩形枠状のバネ部材である。板状バネ７０は、その外周部に設けられた固定体側連結部７１が第２ケース２５０のカバー２５２とフレーム２５１との間に固定されることにより、固定体２０に接続される。また、板状バネ７０の内周部には枠状の可動体側連結部７２が設けられ、可動体側連結部７２はアーム部７３によって固定体側連結部７１と繋がっている。可動体１０を固定体２０に組み付けると、可動体側連結部７２に設けられた凹部７５と可動体１０の外周面に設けられた凸部４８とが係合する。この係合箇所を接着剤で固定することにより、板状バネ７０と可動体１０とが接続される。

（製造方法）
本形態の振れ補正機能付き光学ユニット１の製造方法では、例えば、光学モジュール２を保持する前のホルダ４０を、支持機構３を介して固定体２０に支持された状態とした後、固定体２０の開放端２９側から光学モジュール２をホルダ４０の内側に取り付ける。そ
の結果、開放端２９によって、可動体１０が揺動した際に、可動体１０において開放端２９から光軸方向の一方側（Ｚ方向の側）に突出した突出部１９が当接して可動体１０の揺動範囲を規制する揺動規制部２５３を構成することができる。

また、ストッパー部材４９として、質量や形状、材質等が異なる複数種類のストッパー部材４９を準備しておき、複数種類のストッパー部材４９のうち、例えば、可動体１０の光軸方向（中心軸線Ｌ方向）における質量バランスを改善可能なストッパー部材４９をホルダ４０に連結することが好ましい。かかる構成によれば、第１ウェイト１１および第２ウェイト１２の質量とのバランスからみて、適正な質量のストッパー部材４９を用いることによって、可動体１０の光軸方向（中心軸線Ｌ方向）における質量バランスを改善することができる。

また、カバー２５２およびフレーム２５１については、金属紛とバインダとを金型に射出した成型体を焼結するメタルインジェクション法により製造することが好ましい。かかる構成によれば、複雑な形状でもカバー２５２およびフレーム２５１を効率よく製造することができる。従って、固定体２０においてカバー２５２に相当する部分、およびフレーム２５１に相当する部分を各々、機能に応じた適正な構成とするのが容易である。

（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態の振れ補正機能付き光学ユニット１では、固定体２０の光軸方向（中心軸線Ｌ方向）の一方側の端部（−Ｚ方向側の端部）が開放端になっており、固定体２０には、可動体１０を光軸方向の一方側で覆う底板が設けられていない。従って、振れ補正機能付き光学ユニット１の光軸方向の寸法を縮小できる等の利点がある。また、底板が設けられていないため、固定体２０の内側にホルダ４０を搭載しておき、その後、固定体２０の開放端２９側から光学モジュール２をホルダ４０の内側に搭載することができる。従って、振れ補正機能付き光学ユニット１を効率よく製造することができる。

また、可動体１０は、開放端２９から突出する突出部１９が構成されているが、固定体２０の開放端２９には、可動体１０が揺動した際に突出部１９が当接して可動体１０の揺動範囲を規制する揺動規制部２５３が設けられている。このため、可動体１０の過度な揺動を防止することができる。従って、可動体１０の過度な揺動に起因する可動体１０、固定体２０、および支持機構３の損傷を抑制することができる。特に本形態では、支持機構３に板状バネ７０が用いられており、かかる板状バネ７０は、大きく変形すると塑性変形する。しかるに本形態では、可動体１０の過度な揺動を防止することができるので、板状バネ７０が塑性変形するという事態が発生しにくい。

また、可動体１０は、ホルダ４０の端部に連結されたストッパー部材４９を備え、ストッパー部材４９によって突出部１９が構成されている。このため、ホルダ４０およびストッパー部材４９を各々、機能に応じた適正な構成と構成することができる。例えば、ホルダ４０については、光学モジュール２を内側に保持するとともに、支持機構３との接続部分になるため、剛性が大の材料を用いることができる。これに対して、ストッパー部材４９は、揺動規制部２５３と接触した衝撃を小さくするという観点から硬度が低い材料を用いることができる。

また、固定体２０は、枠状のカバー２５２と、カバー２５２に対して連結されたフレーム２５１とを備えているため。カバー２５２とフレーム２５１との間で板状バネ７０の固定体側連結部７１を容易かつ確実に固定体２０側で保持することができる。また、カバー２５２およびフレーム２５１は金属材料からなる。このため、カバー２５２とフレーム２５１とを溶接によって連結できるので、接着等に比べて、カバー２５２とフレーム２５１とを確実かつ効率よく連結することができる。

また、揺動規制部２５３は、中心軸線Ｌ方向（光軸Ｌ方向）に対して斜めに傾いて突出部１９の側面（ストッパー部材４９の側面４９９）と面接触する傾斜面からなる。このため、突出部１９の側面と揺動規制部２５３とが面接触するので、突出部１９および揺動規制部２５３の損傷を抑制することができる等の効果を奏する。

１…補正機能付き光学ユニット、２…光学モジュール、３…支持機構、８…ストッパー機構、１０…可動体、１１…第１ウェイト、１２…第２ウェイト、１９…突出部、２０…固定体、２９…開放端、３０…ジンバル機構、３３…第１接点バネ、３４…第２接点バネ、３８…球体、３９…可動枠、４０…ホルダ、４１…枠部、４２…保持孔、４４…壁部、４５…コイル保持部、２１９…切り欠き、２５９…凸部、４９…ストッパー部材、５０…補正用駆動機構、５１…磁気駆動機構、５２…磁石、５３…コイル、７０…板状バネ、７１…固定体側連結部、７２…可動体側連結部、７３…アーム部、２１０…第１ケース、２１１…胴部、２１２…端板部、２１４…窓、２１６…側板部、２１９…切リ欠き、２５０…第２ケース、２５１…フレーム、２５２…カバー、２５３…揺動規制部

Claims (12)

1. 光学モジュールを内側に保持するホルダを備えた可動体と、
   支持機構を介して前記可動体を揺動可能に支持する固定体と、
   前記可動体を揺動させる振れ補正用駆動機構と、
   を有し、
   前記固定体は、光軸方向の一方側の端部が開放端になっており、
   前記可動体は、前記開放端から前記光軸方向の前記一方側に突出した突出部を備え、
   前記固定体は、前記開放端に、前記可動体が揺動した際に前記突出部が当接して前記可動体の揺動範囲を規制する揺動規制部を有していることを特徴とする振れ補正機能付き光学ユニット。
2. 前記揺動規制部は、前記光軸方向に対して斜めに傾いて前記突出部の側面と面接触する傾斜面からなることを特徴とする請求項１に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。
3. 前記可動体は、前記ホルダの前記光軸方向の前記一方側の端部に連結されたストッパー部材を備え、
   前記ストッパー部材によって前記突出部が構成されてい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。
4. 前記ストッパー部材は、前記ホルダより硬度が低い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。
5. 前記光学モジュールの前記光軸方向の他方側の端部、および前記ホルダの前記光軸方向の他方側の端部のうちの少なくとも一方には、ウェイトが連結されていることを特徴とする請求項３または４に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。
6. 前記支持機構は、前記可動体と前記固定体との間に構成されたジンバル機構と、一方の端部が前記可動体に連結され、他方の端部が前記固定体に固定された板状バネと、を備えていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。
7. 前記固定体は、枠状のカバーと、前記カバーに対して前記光軸方向の前記一方側に連結され、前記カバーとの間に前記板状バネの前記他方の端部を保持する枠状のフレームと、を備え、
   前記フレームによって前記開放端が構成されていることを特徴とする請求項６に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。
8. 前記カバーおよび前記フレームは金属材料からなり、
   前記カバーと前記フレームとの間には、前記カバーと前記フレームとを溶接により連結した際の溶接痕が存在す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。
9. 前記固定体は、前記カバーを外側から覆う金属製のケースを備え、
   前記ケースには切り欠きが設けられ、
   前記カバーには、前記ケースの外面から突出せずに前記切り欠きに嵌る凸部が設けられ、
   前記切り欠きの内面と前記凸部との間には、前記カバーと前記ケースとを溶接により連結した際の溶接痕が存在することを特徴とする請求項８に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。
10. 光学モジュールをホルダで保持した可動体と、
    支持機構を介して前記可動体を揺動可能に支持する固定体と、
    前記可動体を揺動させる振れ補正用駆動機構と、
    を有する振れ補正機能付き光学ユニットの製造方法において、
    前記固定体の光軸方向の一方側の端部を開放端としておき、
    前記光学モジュールを保持する前の前記ホルダを、前記支持機構を介して前記固定体に支持された状態とした後、前記開放端側から前記光学モジュールを前記ホルダの内側に取り付け、
    前記開放端によって、前記可動体が揺動した際に、前記可動体において前記開放端から前記光軸方向の前記一方側に突出した突出部が当接して前記可動体の揺動範囲を規制する揺動規制部を構成することを特徴とする振れ補正機能付き光学ユニットの製造方法。
11. 前記ホルダの前記光軸方向の前記一方側の端部に連結されて前記突出部を構成するストッパー部材を設けるにあたって、
    前記ストッパー部材として、質量が異なる複数種類のストッパー部材を準備しておき、複数種類のストッパー部材のうち、前記可動体の前記光軸方向における質量バランスを改善可能なストッパー部材を前記ホルダに連結することを特徴とする請求項１０に記載の振れ補正機能付き光学ユニットの製造方法。
12. 前記支持機構は、前記可動体と前記固定体との間に構成されたジンバル機構と、一方の端部が前記可動体に連結され、他方の端部が前記固定体に固定された板状バネと、を備え、
    前記固定体に、枠状のカバーと、前記カバーに対して前記光軸方向の前記一方側に連結されて前記カバーとの間に前記板状バネの前記他方の端部を保持する枠状のフレームと、を設けるにあたって、
    前記カバーおよび前記フレームを、金属紛とバインダとを金型に射出した成型体を焼結するメタルインジェクション法により製造することを特徴とする請求項１０または１１に記載の振れ補正機能付き光学ユニットの製造方法。

Images