JP2019008228A - Optical unit with vibration correction function - Google Patents
Optical unit with vibration correction function Download PDFInfo
- Publication number
- JP2019008228A JP2019008228A JP2017125758A JP2017125758A JP2019008228A JP 2019008228 A JP2019008228 A JP 2019008228A JP 2017125758 A JP2017125758 A JP 2017125758A JP 2017125758 A JP2017125758 A JP 2017125758A JP 2019008228 A JP2019008228 A JP 2019008228A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- weight
- optical
- optical axis
- axis
- drive mechanism
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 185
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 106
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims abstract description 53
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 20
- 239000011435 rock Substances 0.000 claims 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 abstract 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010951 brass Substances 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 238000004091 panning Methods 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000005549 size reduction Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Adjustment Of Camera Lenses (AREA)
Abstract
Description
本発明は、撮影画像の乱れを抑制するための振れ補正機能付き光学ユニットに関する。 The present invention relates to an optical unit with a shake correction function for suppressing disturbance of a captured image.
携帯端末や移動体に搭載される光学ユニットには、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、光学モジュールを揺動させて振れを補正する機構を備えるものがある。この種の光学ユニットは、ピッチング(縦揺れ/チルティング)およびヨーイング(横揺れ/パンニング)の2方向の傾きに対応して、光学モジュールをピッチング方向およびヨーイング方向に揺動させる揺動機構を備える。 Some optical units mounted on a portable terminal or a moving body include a mechanism that corrects shake by swinging the optical module in order to suppress disturbance of a captured image when the portable terminal or the moving body moves. . This type of optical unit includes a swing mechanism that swings the optical module in the pitching direction and the yawing direction in response to tilting in two directions, pitching (pitch / tilting) and yawing (rolling / panning). .
かかる光学ユニットにおいて、光学モジュール(可動体)を固定体に対して揺動可能に支持するため、可動体と固定体との間にジンバル機構を設けた構成が提案されている。特許文献1には、この種の光学ユニットが開示されている。特許文献1において、ジンバル機構は、可動体と固定体との間に設けられた可動枠と、可動枠と固定体との間において光軸方向に対して交差する第1軸線方向で離間する2個所に設けられた揺動支持部と、可動枠と可動体との間において光軸方向および第1軸線方向に対して交差する第2軸線方向で離間する2個所に設けられた揺動支持部とを備えている。
In such an optical unit, a configuration in which a gimbal mechanism is provided between the movable body and the fixed body has been proposed in order to support the optical module (movable body) so as to be swingable with respect to the fixed body.
ジンバル機構によって可動体を揺動可能に支持する場合、可動体の重心の光軸方向の位置と、ジンバル機構の揺動軸(可動体の揺動中心)の光軸方向の位置とが一致することが望ましい。そこで、可動体にウェイトを追加して、可動体の重心を光軸方向に移動させ、可動体の重心の光軸方向の位置を揺動軸と一致させることが行われている。特許文献1では、光学モジュールの被写体側の端部にウェイトが固定されている。
When the movable body is swingably supported by the gimbal mechanism, the position of the center of gravity of the movable body in the optical axis direction matches the position of the swing axis of the gimbal mechanism (the swing center of the movable body) in the optical axis direction. It is desirable. Therefore, a weight is added to the movable body, the center of gravity of the movable body is moved in the optical axis direction, and the position of the center of gravity of the movable body in the optical axis direction is matched with the swing axis. In
光学ユニットにズーム機構を追加してズーム機能を使用する際には、ズーム機構によってレンズユニット(光学素子)を光軸方向に動かすため、可動体の重心はレンズユニットの移動量に応じて移動する。従って、ウェイトによって可動体の重心を適正な位置に合わせたとしても、ズーム機能を使用する際に可動体の重心がずれてしまい、可動体の重心を適正な位置に保つことができない。 When a zoom mechanism is added to the optical unit to use the zoom function, the lens unit (optical element) is moved in the optical axis direction by the zoom mechanism, so that the center of gravity of the movable body moves according to the amount of movement of the lens unit. . Therefore, even if the center of gravity of the movable body is adjusted to an appropriate position by the weight, the center of gravity of the movable body is shifted when the zoom function is used, and the center of gravity of the movable body cannot be maintained at an appropriate position.
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、ジンバル機構を備えた光学ユニットにおいて、光学素子の光軸方向への移動時に可動体の重心を適正な位置に保つことにある。 In view of the above problems, an object of the present invention is to maintain the center of gravity of a movable body at an appropriate position when an optical element is moved in the optical axis direction in an optical unit including a gimbal mechanism.
上記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、光学素子とウェイトとを備える可動体、および、固定体と、前記可動体を前記固定体に対して前記光学素子の光軸と交差する第1軸線周りに揺動可能に支持するとともに、前記可動体を前記固定体に対して前記光軸および前記第1軸線と交差する第2軸線周りに揺動可能に支持するジンバル機構と、前記可動体を前記第1軸線周りおよび前記第2軸線周りに揺動させる揺動用駆動機構と、前記光学素子を前記光軸方向に移動させる第1駆動機構と、前記光学素子の前記光軸方向の移動に連動して前記ウェイトを前記光軸方向に移動させる第2駆動機
構と、を有することを特徴とする。
In order to solve the above-described problem, an optical unit with a shake correction function according to the present invention includes a movable body including an optical element and a weight, a fixed body, and the light of the optical element with respect to the fixed body. A gimbal that supports the movable body so as to be swingable about a first axis that intersects the axis and swings about the second axis that intersects the optical axis and the first axis with respect to the fixed body. A mechanism, a swinging drive mechanism that swings the movable body around the first axis and the second axis, a first drive mechanism that moves the optical element in the optical axis direction, and the optical element. And a second drive mechanism for moving the weight in the optical axis direction in conjunction with movement in the optical axis direction.
本発明では、可動体がジンバル機構によって揺動可能に支持される。可動体は、光学素子およびウェイトを備えており、光学素子を光軸方向に移動させる際、光学素子の移動に連動して、ウェイトを光軸方向に移動させることができる。従って、光学ユニットに、光学素子を移動させる機能(例えば、ズーム機能やオートフォーカス機能)を持たせた場合に、光学素子に連動してウェイトを動かすことができ、光学素子の移動に伴う重心移動に対応させてウェイトを動かすことができる。従って、光学素子を移動させる機能を用いる際に、可動体の重心を適正な位置に保つことができる。例えば、ズーム機能やオートフォーカス機能の使用時に、可動体の重心を適正な位置に保つことができる。 In the present invention, the movable body is swingably supported by the gimbal mechanism. The movable body includes an optical element and a weight. When the optical element is moved in the optical axis direction, the weight can be moved in the optical axis direction in conjunction with the movement of the optical element. Therefore, when the optical unit is provided with a function for moving the optical element (for example, a zoom function or an autofocus function), the weight can be moved in conjunction with the optical element, and the center of gravity moves along with the movement of the optical element. The weight can be moved in response to. Therefore, when using the function of moving the optical element, the center of gravity of the movable body can be maintained at an appropriate position. For example, the center of gravity of the movable body can be kept at an appropriate position when the zoom function or the autofocus function is used.
本発明において、前記第2駆動機構は、前記光学素子の前記光軸方向の移動に基づく前記可動体の重心移動を相殺する位置に前記ウェイトを移動させることが好ましい。このようにすると、光学素子の移動時に可動体の重心を一定の位置に保つことができる。 In the present invention, it is preferable that the second drive mechanism moves the weight to a position that cancels the gravity center movement of the movable body based on the movement of the optical element in the optical axis direction. In this way, the center of gravity of the movable body can be kept at a fixed position when the optical element is moved.
本発明において、前記第1軸線および前記第2軸線と、前記可動体の重心は、前記光軸方向の位置が同一位置であることが好ましい。このように、可動体の揺動軸の光軸方向の位置(すなわち、ジンバル機構による可動体の支持位置)と、可動体の重心とが一致していると、外乱振動や衝撃、あるいは遠心力が加わった場合の可動体の傾きや振動を抑制することができる。従って、耐衝撃性が高い。また、振動によって振れ補正ができなくなるおそれが少ない。 In the present invention, it is preferable that the first axis and the second axis and the center of gravity of the movable body have the same position in the optical axis direction. Thus, if the position of the swing axis of the movable body in the optical axis direction (that is, the support position of the movable body by the gimbal mechanism) matches the center of gravity of the movable body, disturbance vibration, impact, or centrifugal force It is possible to suppress the tilt and vibration of the movable body when added. Therefore, the impact resistance is high. In addition, there is little possibility that shake correction cannot be performed due to vibration.
本発明において、第2駆動機構は、前記ウェイトを前記光軸と平行に直線的に移動させることが好ましい。このように、ウェイトが径方向に移動することがなければ、第2駆動機構の径方向のサイズを小さくすることができる。 In the present invention, it is preferable that the second drive mechanism moves the weight linearly in parallel with the optical axis. Thus, if the weight does not move in the radial direction, the radial size of the second drive mechanism can be reduced.
本発明において、前記可動体は、前記光学素子を前記光軸方向に移動可能に保持する筒部を備え、前記ウェイトは、前記筒部の前記光軸方向の長さの範囲内で前記光軸方向に移動可能であることが好ましい。このようにすると、ウェイトによって可動体の重心を筒部の光軸方向の範囲内で移動させることができる。また、筒部の外周面に沿ってウェイトを光軸方向に移動させることができるので、筒部の外周側近傍のスペースに第2駆動機構を配置することにより、可動体をコンパクトな構成にすることができる。 In the present invention, the movable body includes a cylindrical portion that holds the optical element so as to be movable in the optical axis direction, and the weight is within the range of the length of the cylindrical portion in the optical axis direction. It is preferably movable in the direction. If it does in this way, the gravity center of a movable body can be moved within the range of the optical axis direction of a cylinder part with a weight. Further, since the weight can be moved in the optical axis direction along the outer peripheral surface of the cylindrical portion, the movable body can be made compact by disposing the second drive mechanism in the space near the outer peripheral side of the cylindrical portion. be able to.
本発明において、前記ウェイトは、前記筒部の外周面との間に隙間を持つ位置で前記光軸方向に移動可能に支持されていることが好ましい。このようにすると、ウェイトを筒部に接触させずに移動させることができる。従って、ウェイトとの接触による光学素子への悪影響を防止することができる。 In the present invention, it is preferable that the weight is supported so as to be movable in the optical axis direction at a position having a gap between the weight and the outer peripheral surface of the cylindrical portion. If it does in this way, a weight can be moved, without contacting a cylinder part. Therefore, adverse effects on the optical element due to contact with the weight can be prevented.
本発明において、前記ウェイトは円環状であり、前記筒部と同軸に配置されていることが好ましい。このようにすると、可動体の揺動方向がどの方向でもウェイトの影響が等しい。従って、振れ補正を行うための揺動用駆動機構の制御が容易である。 In the present invention, it is preferable that the weight has an annular shape and is disposed coaxially with the cylindrical portion. In this way, the influence of the weight is the same regardless of the swinging direction of the movable body. Therefore, it is easy to control the swing drive mechanism for performing shake correction.
本発明において、前記ウェイトは非磁性であることが好ましい。このようにすると、光学ユニットが磁石を備える場合に、磁石とウェイトの間に磁気吸引力が働くことがない。従って、駆動機構として磁気駆動機構を用いる場合に、ウェイトが磁気駆動機構に影響を及ぼすことがない。 In the present invention, the weight is preferably nonmagnetic. In this case, when the optical unit includes a magnet, a magnetic attractive force does not work between the magnet and the weight. Therefore, when the magnetic drive mechanism is used as the drive mechanism, the weight does not affect the magnetic drive mechanism.
本発明では、可動体がジンバル機構によって揺動可能に支持される。可動体は、光学素子およびウェイトを備えており、光学素子を光軸方向に移動させる際、光学素子の移動に
連動して、ウェイトを光軸方向に移動させることができる。従って、光学ユニットに、光学素子を移動させる機能(例えば、ズーム機能やオートフォーカス機能)を持たせた場合に、光学素子の移動に伴う重心移動に対応させてウェイトを動かすことができる。従って、光学素子を移動させる機能を用いる際に、可動体の重心を適正な位置に保つことができる。例えば、ズーム機能やオートフォーカス機能の使用時に、可動体の重心を適正な位置に保つことができる。
In the present invention, the movable body is swingably supported by the gimbal mechanism. The movable body includes an optical element and a weight. When the optical element is moved in the optical axis direction, the weight can be moved in the optical axis direction in conjunction with the movement of the optical element. Therefore, when the optical unit has a function of moving the optical element (for example, a zoom function or an autofocus function), the weight can be moved in accordance with the movement of the center of gravity accompanying the movement of the optical element. Therefore, when using the function of moving the optical element, the center of gravity of the movable body can be maintained at an appropriate position. For example, the center of gravity of the movable body can be kept at an appropriate position when the zoom function or the autofocus function is used.
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。本明細書において、符号Lは振れ補正機能付き光学ユニットの光軸であり、L1方向は光軸L方向の被写体側であり、L2方向は光軸L方向の反被写体側である。また、XYZの3方向は互いに直交する方向であり、X方向の一方側を+X、他方側を−Xで示し、Y方向の一方側を+Y、他方側を−Yで示し、Z方向の一方側を+Z、他方側を−Zで示す。Z方向は、振れ補正機能付き光学ユニットの光軸L方向と一致する。また、被写体側L1は+Z方向と一致し、反被写体側L2は−Z方向と一致する。 Embodiments of an optical unit with a shake correction function to which the present invention is applied will be described below with reference to the drawings. In this specification, the symbol L is the optical axis of the optical unit with shake correction function, the L1 direction is the subject side in the optical axis L direction, and the L2 direction is the opposite subject side in the optical axis L direction. The three directions of XYZ are orthogonal to each other, one side of the X direction is indicated by + X, the other side is indicated by -X, one side of the Y direction is indicated by + Y, the other side is indicated by -Y, and one side of the Z direction is indicated. The side is indicated by + Z and the other side is indicated by -Z. The Z direction coincides with the optical axis L direction of the optical unit with shake correction function. Further, the subject side L1 coincides with the + Z direction, and the non-subject side L2 coincides with the −Z direction.
(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100を被写体側L1から見た斜視図である。振れ補正機能付き光学ユニット100(以下、光学ユニット100という)は、ズーム機能およびオートフォーカス機能を備えたカメラモジュール1を、光軸Lと直交する軸回りの振れを補正する振れ補正機構を備えたユニットに組み込んで、ピッチング(縦揺れ)方向およびヨーイング(横揺れ)方向の振れ補正を行うように構成したものである。
(overall structure)
FIG. 1 is a perspective view of an
光学ユニット100は、可動体であるカメラモジュール1と、カメラモジュール1を保持するホルダ300と、光学ユニット100が搭載される光学機器本体に固定される固定体400と、固定体400に対してカメラモジュール1およびホルダ300を揺動可能に支持するジンバル機構500と、固定体400に対してカメラモジュール1を揺動させる揺動用磁気駆動機構600と、カメラモジュール1を基準姿勢に復帰させるためのバネ部材700を備える。ジンバル機構500およびバネ部材700によるカメラモジュール1の支持構造、および、揺動用磁気駆動機構600による光学ユニット100の振れ補正については後述する。
The
(可動体)
図2はカメラモジュール1を被写体側L1から見た斜視図であり、図3はカメラモジュール1を反被写体側L2から見た斜視図である。図2、図3に示すように、可動体であるカメラモジュール1は、ズームレンズ2と、ズームレンズ2を保持するレンズホルダ10と、ズームレンズ2を光軸L方向に移動させる第1駆動機構20を備える。また、カメラモジュール1は、円環状のウェイト3と、ウェイト3を光軸L方向に移動させる第2駆動機構30を備える。
(Movable body)
FIG. 2 is a perspective view of the
図4はカメラモジュール1の断面図である。レンズホルダ10は、円筒状の筒部であるホルダ筒部11と、ホルダ筒部11の反被写体側L2の端部から径方向外側に拡がる段部12と、段部12の外周縁から反被写体側L2に筒状に延びる角筒部13を備える。ズームレンズ2は、ホルダ筒部11の内周側に保持される。この状態で、ズームレンズ2の光軸Lは、レンズホルダ10のホルダ筒部11の中心軸線と一致する。図4に示すように、カメラモジュール1は、ズームレンズ2の反被写体側L2に配置されるレンズユニット4、および、レンズユニット4の反被写体側L2に配置されるイメージセンサ5を備える。イメージセンサ5を搭載した基板6は、角筒部13の反被写体側L2の端部に固定されている。
FIG. 4 is a cross-sectional view of the
ズームレンズ2は、光学素子であるレンズ7を鏡筒8に組み付けて構成されている。ズームレンズ2の被写体側L1の端部は、ホルダ筒部11から被写体側L1に突出している。ズームレンズ2の被写体側L1の端部には、鏡筒8の外周面から径方向外側に突出するナット部81およびガイド凸部82が形成されている。ナット部81は、第1駆動機構20の第1駆動軸21に形成されたリードスクリュー22に螺合する。また、ガイド凸部82は、ナット部81と周方向に離間した位置に形成されており、ガイド凸部82には、ホルダ筒部11の外周側において光軸Lと平行に延びるガイド軸9をスライド可能に保持するガイド溝83が形成されている。
The
レンズホルダ10には、角筒部13の側面の中央から径方向外側に突出するガイド軸支持部14と、ホルダ筒部11の外周面から径方向外側に突出するガイド軸支持部15が形成されている。ガイド軸支持部14、15は同じ角度位置に形成されている。ガイド軸9は、ガイド軸支持部14、15に形成された支持孔によって支持され、光軸Lと平行に延在する。ガイド軸9の被写体側L1の端部は、ガイド軸支持部15から被写体側L1に突出しており、上述したガイド凸部82のガイド溝83にスライド可能に保持されている。
The
第1駆動機構20は、光軸Lと平行に延びる第1駆動軸21と、第1駆動軸21をその中心軸線L21周りに回転させるモータ23と、第1駆動軸21を中心軸線L21周りに回転可能に保持するフレーム24と、被駆動部材であるズームレンズ2の鏡筒8に形成されたナット部81を備える。第1駆動軸21の中心軸線L21周りの回転に基づき、第1駆動軸21に形成されたリードスクリュー22に螺合するナット部81は、光軸Lと平行に移動する。これにより、ズームレンズ2が光軸L方向に移動する。
The
第2駆動機構30は、光軸Lと平行に延びる第2駆動軸31と、第2駆動軸31をその中心軸線L31周りに回転させるモータ33と、第2駆動軸31を中心軸線L31周りに回転可能に保持するフレーム34と、被駆動部材であるウェイト3に形成されたナット部35を備える。ウェイト3には、外周面から径方向外側に突出するナット部35およびガイド凸部36が形成されている。ガイド凸部36には、ガイド軸9をスライド可能に保持するガイド溝37が形成されている。ナット部35は、第2駆動軸31に形成されたリードスクリュー32に螺合する。従って、第2駆動軸31の中心軸線L31周りの回転に基づき、ナット部35が形成されたウェイト3は光軸L方向に移動する。
The
第2駆動機構30は、ウェイト3を光軸Lと平行に直線的に移動させる。また、ウェイト3は、被写体側L1への移動範囲がホルダ筒部11の被写体側L1の端部に設けられたガイド軸支持部15によって規制される。また、ウェイト3の反被写体側L2への移動範囲は、ホルダ筒部11の反被写体側L2の端部に接続する段部12によって規制される。すなわち、ウェイト3は、ホルダ筒部11の光軸L方向の長さの範囲内で光軸L方向に移動可能である。
The
第1駆動機構20のフレーム24は、光軸Lと平行に延びるフレーム本体241と、フ
レーム本体241の被写体側L1および反被写体側L2の端部からフレーム本体241に対して直角な同一方向に屈曲したフランジ242、243を備える。第1駆動軸21はフランジ242、243によって回転可能に支持される。また、第1駆動軸21を回転させるモータ23は、フランジ242の反被写体側L2に配置され、フランジ242によって支持されている。
The
第2駆動機構30のフレーム34は、第1駆動機構20のフレーム24と同様に形成されている。すなわち、第2駆動機構30のフレーム34は、光軸Lと平行に延びるフレーム本体341と、フレーム本体341の被写体側L1および反被写体側L2の端部からフレーム本体341に対して直角な同一方向に屈曲したフランジ342、343を備える。第2駆動軸31はフランジ342、343によって回転可能に支持される、また、第2駆動軸31を回転させるモータ33は、フランジ342の反被写体側L2に配置され、フランジ342によって支持されている。
The
ウェイト3は非磁性の金属からなる。例えば、タングステン、真鍮、ステンレスなどの金属からなる。ウェイト3の内周面は、ホルダ筒部11の外周面より大径である。ウェイト3は、ホルダ筒部11と同軸に配置されており、ウェイト3の内周面と、ホルダ筒部11の外周面との間に隙間が形成されている。ウェイト3は、レンズホルダ10との間に隙間を持つ位置に保持されており、光軸L方向に移動する際、レンズホルダ10と接触することなく移動するように支持されている。
The
(ウェイトによる重心調整)
光学ユニット100は、カメラモジュール1のズーム機能あるいはオートフォーカス機能を用いる際、第1駆動機構20のモータ23を駆動して、ズームレンズ2を光軸L方向に移動させる。これにより、ズームレンズ2がレンズユニット4およびイメージセンサ5に対して光軸L方向に相対移動する。また、第2駆動機構30は、ズームレンズ2の光軸L方向の移動に連動して、ウェイト3を光軸L方向に移動させる。本形態では、第2駆動機構30は、ズームレンズ2の光軸L方向の移動に基づくカメラモジュール1の重心移動を相殺する位置に前記ウェイト3を移動させる。そのため、第2駆動機構30は、ズームレンズ2の移動方向と逆方向にウェイト3を移動させる。
(Center of gravity adjustment by weight)
The
第1駆動機構20と第2駆動機構30は、第1駆動軸21と第2駆動軸31を、連動して、対応する回転方向に回転させるようにモータ23、33が制御される。例えば、第1駆動軸21と第2駆動軸31が同一方向に回転して、ズームレンズ2とウェイト3が同一方向に移動する場合には、第1駆動軸21が回転する際、第2駆動軸31を第1駆動軸21とは逆の回転方向に同時に回転させる。また、第1駆動軸21と第2駆動軸31の回転速度の速度比は、ズームレンズ2とウェイト3の重量比に対応する速度比となっている。これにより、ズームレンズ2の移動によるカメラモジュール1の重心移動が、ウェイト3の移動によるカメラモジュール1の重心移動によって相殺される。従って、カメラモジュール1の重心を一定の位置に保つことができる。
In the
図4は、ズームレンズ2が最も反被写体側L2に後退した第1位置2Aに位置している。この状態でのカメラモジュール1の重心位置(第1重心位置)を符号G1で示す。本形態では、カメラモジュール1の重心は、レンズホルダ10のホルダ筒部11の光軸L方向の長さの範囲内に位置する。図5はズームレンズ2の移動によるカメラモジュール1の重心移動の説明図である。図5に示すように、第1駆動機構20によってズームレンズ2を被写体側L1に移動させると、カメラモジュール1の重心は被写体側L1に移動する。図5では、ズームレンズ2は、第1位置2Aから寸法Dだけ被写体側L1に移動した第2位置2Bに位置しており、第2位置2Bでのカメラモジュール1の重心位置(第2重心位置)を符号G2で示す。
In FIG. 4, the
図6はウェイト3の位置調整の説明図である。図5に示すように、ズームレンズ2が寸法Dだけ被写体側L1に移動し、ウェイト3は移動しない場合には、カメラモジュール1の重心は第1重心位置G1から第2重心位置G2に移動する。そこで、本形態では、図6に示すように、カメラモジュール1の重心が第1重心位置G1にある状態を保つため、ズームレンズ2の移動と同時に、第2駆動機構30によってウェイト3を反被写体側L2に移動させる。図4に示すように、ウェイト3は、ズームレンズ2が第1位置2Aに位置するとき、最も被写体側L1に前進した第1位置3Aに位置する。図6に示すように、カメラモジュール1が第2位置2Bに位置する状態を保つためのウェイト3の位置は、図6に示す第2位置3Bである。第2位置3Bは、第1位置3Aから反被写体側L2に寸法Eだけ後退した位置である。例えば、寸法Eは、ズームレンズ2の移動量(寸法D)に対して、ズームレンズ2の重量に対するウェイト3の重量の比率を乗じた値とすることができる。これにより、カメラモジュール1の重心を第1重心位置G1から移動させないようにすることができる。
FIG. 6 is an explanatory diagram of the position adjustment of the
(カメラモジュールの支持構造)
図1に示すように、光学ユニット100において、カメラモジュール1およびホルダ300は、ジンバル機構500により、光軸L方向と直交する第1軸線R1回りに揺動可能に支持されているとともに、光軸L方向および第1軸線R1と直交する第2軸線R2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400の対角方向であり、X方向およびY方向に対して45度傾いている。
(Camera module support structure)
As shown in FIG. 1, in the
図7は、図1の振れ補正機能付き光学ユニット100(光学ユニット100)の分解斜視図である。図7に示すように、固定体400は、光軸L方向(Z方向)から見た場合に略正方形の外形をした第1ケース410と、第1ケース410に対して−Z方向側から組み付けられる第2ケース420を備える。第1ケース410は、溶接等により第2ケース420と固定される。第1ケース410は、ホルダ300の周りを囲む角筒状の胴部411と、胴部411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412を備える。端板部412の中央には窓413が形成されている。胴部411は、X方向に対向する一対の側板401、402と、Y方向に対向する一対の側板403、404を備える。第2ケース420は、矩形枠状の第1部材421と、第1部材421の−Z方向側に取り付けられる矩形枠状の第2部材422の2部材によって構成される。
FIG. 7 is an exploded perspective view of the
ホルダ300は、カメラモジュール1が固定されるホルダ本体部310と、ホルダ本体部310に固定されたカメラモジュール1のX方向の両側においてY方向に延在する一対の壁部301、302と、カメラモジュール1のY方向の両側においてX方向に延在する一対の壁部303、304を備える。カメラモジュール1は、レンズホルダ10のホルダ筒部11が壁部301〜304の内周側に配置される。なお、図1および図7では、第1駆動機構20および第2駆動機構30の図示を省略しているが、カメラモジュール1は、第1駆動機構20および第2駆動機構30がホルダ300およびジンバル機構500と干渉しないようにホルダ300に組み付けられている。ホルダ本体部310は、光軸L方向から見た場合に略矩形であり、壁部301〜304はホルダ本体部310の外周縁に設けられている。また、ホルダ本体部310の−Z方向の端部には、固定体400の第2ケース420と当接してホルダ300の揺動範囲を規制するストッパー312が設けられている。
The
ジンバル機構500は、ホルダ300と固定体400との間に構成されている。ジンバル機構500は、ホルダ本体部310の第1軸線R1上の対角位置に設けられた第1揺動支持部501と、固定体400の第2軸線R2上の対角位置に設けられた第2揺動支持部502と、第1揺動支持部501および第2揺動支持部502によって支持される可動枠
503を備える。第1軸線R1および第2軸線R2は光軸L方向と直交し、且つ、X方向およびY方向に対して45度傾いた方向であり、第1軸線R1と第2軸線R2は互いに直交する。第2揺動支持部502は、固定体400の第2ケース420を構成する第1部材421に形成されている。可動枠503は、光軸回りの4か所に設けられた支点部504と、光軸回りで隣り合う支点部504を繋ぐ連結部505を備え、バネ性を備える。
The
可動枠503における各支点部504の内側面には溶接等によって金属製の球体(図示省略)が固定されている。この球体は、ホルダ300に設けられた第1揺動支持部501、および、固定体400に設けられた第2揺動支持部502に保持される接点ばね511と点接触する。接点ばね511は板状ばねであり、第1揺動支持部501に保持される接点ばね511は第1軸線R1方向に弾性変形可能であり、第2揺動支持部502に保持される接点ばね511は第2軸線R2方向に弾性変形可能である。従って、可動枠503は、光軸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。
Metal spheres (not shown) are fixed to the inner surface of each
揺動用磁気駆動機構600は、ホルダ300と固定体400の間に設けられた4組の磁気駆動機構601を備える。各磁気駆動機構601は、磁石602とコイル603を備える。コイル603はホルダ300のX方向の両側の壁部301、302、ならびにホルダ300のY方向の両側の壁部303、304の外側面に保持される。磁石602は、固定体400の第1ケース410に設けられた側板401、402、403、404の内側面に保持される。第1ケース410は磁性材料から構成されており、磁石602に対するヨークとして機能する。
The swinging magnetic drive mechanism 600 includes four sets of magnetic drive mechanisms 601 provided between the
ホルダ300と固定体400との間では、+X方向側、−X方向側、+Y方向側、−Y方向側のいずれにおいても、磁石602とコイル603とが対向する磁気駆動機構601が構成される。磁石602は光軸L方向(すなわち、Z方向)に2分割され、内面側の磁極が分割位置(着磁分極線)を境にして異なるように着磁されている。コイル603は空芯コイルであり、+Z方向側および−Z方向側の長辺部分が有効辺として利用される。
Between the
ホルダ300の+Y方向側および−Y方向側に位置する2組の磁気駆動機構601は、コイル603への通電時にX軸回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、ホルダ300の+X方向側および−X方向側に位置する2組の磁気駆動機構601は、コイル603への通電時にY軸回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。磁気駆動機構601は、+Y方向側および−Y方向側に位置する2組の磁気駆動機構601によるX軸回りの回転、および+X方向側および−X方向側に位置する2組の磁気駆動機構601によるY軸回りの回転を合成することにより、カメラモジュール1を第1軸線R1回りおよび第2軸線R2回りに回転させる。X軸回りの振れ補正、およびY軸回りの振れ補正を行う場合は、第1軸線R1回りの回転および第2軸線R2回りの回転を合成する。
The two sets of magnetic drive mechanisms 601 located on the + Y direction side and the −Y direction side of the
バネ部材700は、ホルダ本体部310の−Z方向の端部に配置され、ホルダ300と固定体400を接続する。揺動用磁気駆動機構600が駆動されていない静止状態にあるときのホルダ300およびカメラモジュール1の姿勢(基準姿勢)は、バネ部材700によって定まる。バネ部材700は、金属板を加工した矩形枠状の板バネである。バネ部材700は、その外周部に設けられた固定体側連結部701が固定体400の第2ケース420の内周側に固定される。また、バネ部材700の内周部に設けられた可動体側連結部702がホルダ本体部310の外周面に設けられた固定用凸部313に固定され、固定体側連結部701と可動体側連結部702はアーム部703によって繋がっている。なお、バネ部材700を用いる代わりに、磁気駆動機構601に用いられている磁石602と対向する位置に磁性部材を固定して磁気バネを構成し、磁気バネを用いて、ホルダ300お
よびカメラモジュール1を基準姿勢に復帰させることもできる。
The
光学ユニット100は、上記のように、X軸回りの振れ補正、およびY軸回りの振れ補正を行う振れ補正部である揺動用磁気駆動機構600を備えており、カメラモジュール1は、揺動用磁気駆動機構600によるX軸回りおよびY軸回りの振れ補正を行っていない基準状態であるとき、カメラモジュール1の光軸L方向が図1、図7のZ方向と一致する姿勢となるように、光学ユニット100に組み込まれている。
As described above, the
従って、光学ユニット100は、ピッチング(縦揺れ)方向およびヨーイング(横揺れ)方向の振れ補正を行うことができる。光学ユニット100は、ジャイロスコープなどの振れ検出センサを備えており、振れ検出センサによってピッチング方向およびヨーイング方向の振れを検出して、検出した振れを打ち消すように揺動用磁気駆動機構600を駆動する。なお、光学ユニット100にローリング用磁気駆動機構を搭載し、ローリング補正を行うこともできる。
Therefore, the
(本形態の主な作用効果)
以上のように、本形態の光学ユニット100はカメラモジュール1を備えており、カメラモジュール1は、ホルダ300を介して、ジンバル機構500により、光軸Lと交差する第1軸線R1周り、および、光軸Lおよび第1軸線R1と交差する第2軸線R2周りに揺動可能に支持される。そして、揺動用磁気駆動機構600によってホルダ300およびカメラモジュール1を揺動させて振れ補正を行う。カメラモジュール1は、レンズ7を鏡筒8に組み付けて構成した光学素子であるズームレンズ2およびウェイト3を備えており、第1駆動機構20によってズームレンズ2を光軸L方向に移動させる際、ズームレンズ2の移動に連動して、第2駆動機構30によってウェイト3を光軸L方向に移動させる。このように、ズームレンズ2を光軸L方向に動かす際に、ウェイト3を連動させて光軸L方向に動かすことにより、ズームレンズ2を光軸L方向に移動させる機能を用いる際に、ウェイト3によってカメラモジュール1の重心を調整することができる。従って、カメラモジュール1の重心を適正な位置に保つことができる。
(Main effects of this embodiment)
As described above, the
本形態の光学ユニット100は、ズーム機能やオートフォーカス機能の使用時に、カメラモジュール1の重心を適正な位置に保つことができる。例えば、第2駆動機構30は、ズームレンズ2の光軸L方向の移動に基づくカメラモジュール1の重心移動を相殺する位置にウェイト3を移動させる。これにより、カメラモジュール1の重心を一定の位置に保つことができる。
The
本形態の光学ユニット100において、カメラモジュール1は、ホルダ300を介して、ジンバル機構500により、光軸Lと交差する第1軸線R1周り、および、光軸Lおよび第1軸線R1と交差する第2軸線R2周りに揺動可能に支持される。そして、揺動用磁気駆動機構600によってホルダ300およびカメラモジュール1を揺動させて振れ補正を行う。このような支持構造においては、カメラモジュール1の揺動軸である第1軸線R1および第2軸線R2と、カメラモジュール1の重心は、光軸L方向の位置が同一位置であることが好ましい。本形態では、カメラモジュール1の重心を一定の位置に保つことができるため、この機能を用いて、カメラモジュール1の重心と、第1軸線R1および第2軸線R2とが、光軸L方向の位置が同一である状態を保つようにウェイト3の光軸L方向の位置を調整する。このように、カメラモジュール1の揺動軸と、カメラモジュール1の重心とが一致している状態を保つことにより、外乱振動や衝撃、あるいは遠心力が加わった場合のカメラモジュール1の傾きや振動を抑制することができる。従って、耐衝撃性が高い。また、振動によって振れ補正ができなくなるおそれが少ない。
In the
本形態の第2駆動機構30は、ウェイト3を光軸Lと平行に直線的に移動させるように
構成されているため、ウェイト3を径方向に移動させる構造およびスペースが不要である。従って、第2駆動機構30の径方向のサイズが小さいので、カメラモジュール1の径方向のサイズを小さくすることができ、光学ユニット100の小型化に有利である。
Since the
本形態のカメラモジュール1は、レンズホルダ10を備え、レンズホルダ10は、ズームレンズ2を光軸L方向に移動可能に保持するホルダ筒部11を備え、ウェイト3は、ホルダ筒部11の光軸L方向の長さの範囲内で光軸L方向に移動可能である。従って、ホルダ筒部11の外周側のスペースに第2駆動機構30を配置することができるので、カメラモジュール1をコンパクトな構成にすることができる。また、このような移動範囲でウェイト3を移動させることにより、カメラモジュール1の重心をホルダ筒部11の光軸L方向の範囲内にすることができる。
The
本形態のウェイト3は、ホルダ筒部11の外周面との間に隙間を持つ位置で光軸L方向に移動可能に支持されている。従って、ウェイト3をホルダ筒部11に接触させずに移動させることができ、ウェイト3との接触によるズームレンズ2への悪影響を防止することができる。また、ウェイト3は円環状であり、ホルダ筒部11と同軸に配置されている。従って、カメラモジュール1の揺動方向がどの方向でもウェイト3の影響が等しいため、振れ補正を行うための揺動用磁気駆動機構600の制御が容易である。更に、ウェイト3は非磁性であるため、揺動用磁気駆動機構600の磁石602とウェイト3の間に磁気吸引力が働くことがない。従って、ウェイト3が揺動用磁気駆動機構600に影響を及ぼすことがない。
The
本形態のカメラモジュール1は、光軸Lと平行に延びるガイド軸9を備え、ズームレンズ2は、第1駆動軸21とは異なる角度位置でガイド軸9をスライド可能に保持するガイド溝83を備えている。また、ウェイト3は、第2駆動軸31とは異なる角度位置でガイド軸9をスライド可能に保持するガイド溝37を備えている。このように、ガイド軸9を設けたことにより、ズームレンズ2およびウェイト3の傾きを抑制でき、安定して移動させることができる。また、共通のガイド軸9によってズームレンズ2およびウェイト3を支持するため、部品点数を削減でき、コスト削減および小型化に有利である。
The
(変形例)
(1)上記形態の第1駆動機構20は、光軸Lと平行に延びる第1駆動軸21を備え、ズームレンズ2は、第1駆動軸21の回転に基づいて光軸L方向に移動する。また、第2駆動機構30は、光軸Lと平行に延びる第2駆動軸31を備え、ウェイト3は、第2駆動軸31の回転に基づいて光軸L方向に移動する。このような駆動機構を用いる場合には、第1駆動軸21と第1駆動機構20をそれぞれ別のモータで回転させる代わりに、共通のモータの駆動力でウェイト3とカメラモジュール1とを移動させることができる。例えば、ギアユニットを用いて、第1駆動軸21と第2駆動軸31を連動して回転させることができる。
(Modification)
(1) The
(2)第1駆動機構20および第2駆動機構30として、モータと、リードスクリューおよびナット以外の機構を用いてもよい。例えば、ピエゾアクチュエータを用いることができる。
(2) As the
(3)上記形態は、円環状のウェイト3を用いていたが、ウェイト3は多角形であってもよい。また、周方向に分割された複数のウェイトを円環状に配置して、これらを連動して光軸L方向に移動させるものであってもよい。
(3) In the above embodiment, the
1…カメラモジュール、2…ズームレンズ、2A…第1位置、2B…第2位置、3…ウェ
イト、3A…第1位置、3B…第2位置、4…レンズユニット、5…イメージセンサ、6…基板、7…レンズ、8…鏡筒、9…ガイド軸、10…レンズホルダ、11…ホルダ筒部、12…段部、13…角筒部、14、15…ガイド軸支持部、20…第1駆動機構、21…第1駆動軸、22…リードスクリュー、23…モータ、24…フレーム、30…第2駆動機構、31…第2駆動軸、32…リードスクリュー、33…モータ、34…フレーム、35…ナット部、36…ガイド凸部、37…ガイド溝、81…ナット部、82…ガイド凸部、83…ガイド溝、100…振れ補正機能付き光学ユニット、241…フレーム本体、242、243…フランジ、300…ホルダ、301、302、303、304…壁部、310…ホルダ本体部、312…ストッパー、313…固定用凸部、341…フレーム本体、342、343…フランジ、400…固定体、401、402、403、404…側板、410…第1ケース、411…胴部、412…端板部、413…窓、420…第2ケース、421…第1部材、422…第2部材、500…ジンバル機構、501…第1揺動支持部、502…第2揺動支持部、503…可動枠、504…支点部、505…連結部、、600…揺動用磁気駆動機構、601…磁気駆動機構、602…磁石、603…コイル、700…バネ部材、701…固定体側連結部、702…可動体側連結部、703…アーム部、L…光軸、L1…被写体側、L2…反被写体側、L21…中心軸線、L31…中心軸線、R1…第1軸線、R2…第2軸線、G1…第1重心位置、G2…第2重心位置
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記可動体を前記固定体に対して前記光学素子の光軸と交差する第1軸線周りに揺動可能に支持するとともに、前記可動体を前記固定体に対して前記光軸および前記第1軸線と交差する第2軸線周りに揺動可能に支持するジンバル機構と、
前記可動体を前記第1軸線周りおよび前記第2軸線周りに揺動させる揺動用駆動機構と、
前記光学素子を前記光軸方向に移動させる第1駆動機構と、
前記光学素子の前記光軸方向の移動に連動して前記ウェイトを前記光軸方向に移動させる第2駆動機構と、を有することを特徴とする振れ補正機能付き光学ユニット。 A movable body including an optical element and a weight, and a fixed body;
The movable body is supported with respect to the fixed body so as to be swingable around a first axis intersecting the optical axis of the optical element, and the movable body is supported with respect to the fixed body by the optical axis and the first axis. A gimbal mechanism swingably supported around a second axis intersecting with
A rocking drive mechanism that rocks the movable body around the first axis and the second axis;
A first drive mechanism for moving the optical element in the optical axis direction;
And a second drive mechanism that moves the weight in the optical axis direction in conjunction with the movement of the optical element in the optical axis direction.
前記ウェイトは、前記筒部の前記光軸方向の長さの範囲内で前記光軸方向に移動可能であることを特徴とする請求項1から4の何れか一項に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。 The movable body includes a cylindrical portion that holds the optical element movably in the optical axis direction,
5. The shake correction function according to claim 1, wherein the weight is movable in the optical axis direction within a range of a length of the cylindrical portion in the optical axis direction. Optical unit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017125758A JP2019008228A (en) | 2017-06-28 | 2017-06-28 | Optical unit with vibration correction function |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017125758A JP2019008228A (en) | 2017-06-28 | 2017-06-28 | Optical unit with vibration correction function |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2019008228A true JP2019008228A (en) | 2019-01-17 |
Family
ID=65028804
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2017125758A Pending JP2019008228A (en) | 2017-06-28 | 2017-06-28 | Optical unit with vibration correction function |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2019008228A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021028659A (en) * | 2019-08-09 | 2021-02-25 | 日本電産サンキョー株式会社 | Optical unit with shake correction function |
-
2017
- 2017-06-28 JP JP2017125758A patent/JP2019008228A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021028659A (en) * | 2019-08-09 | 2021-02-25 | 日本電産サンキョー株式会社 | Optical unit with shake correction function |
| JP7320403B2 (en) | 2019-08-09 | 2023-08-03 | ニデックインスツルメンツ株式会社 | Optical unit with anti-shake function |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10663754B2 (en) | Optical unit with shake correction function structured to swing optical element | |
| KR102044632B1 (en) | Optical unit with shake correction function | |
| JP6460809B2 (en) | Optical unit with shake correction function | |
| JP6779104B2 (en) | Optical unit with runout correction function | |
| JP6883467B2 (en) | Optical unit with runout correction function | |
| JP6989254B2 (en) | Optical module and optical unit | |
| JP6811588B2 (en) | Optical unit with runout correction function | |
| JP6444748B2 (en) | Optical unit with shake correction function | |
| US9625735B2 (en) | Image stabilizer, lens apparatus, and image pickup apparatus | |
| JP7449119B2 (en) | Optical unit with shake correction function | |
| JP7411450B2 (en) | Optical unit with shake correction function | |
| JP2018077391A (en) | Optical unit | |
| US20110122495A1 (en) | Imaging lens unit and imaging apparatus | |
| JP6800707B2 (en) | Optical unit with runout correction function | |
| JP6942547B2 (en) | Shaking body posture adjustment method of optical unit with runout correction function and optical unit with runout correction function | |
| JP2008257106A (en) | Blur correction device and optical apparatus | |
| JP2019191350A (en) | Optical unit with tremor correction function | |
| JP7288567B2 (en) | Anti-shake device with focus adjustment function | |
| JP7411451B2 (en) | Optical unit with shake correction function | |
| JP2021139989A5 (en) | ||
| JP6811589B2 (en) | Optical unit with runout correction function | |
| JP7032068B2 (en) | How to adjust the reference angle position of the rotating body of the optical unit with runout correction function | |
| JP2019008228A (en) | Optical unit with vibration correction function | |
| JP2015075521A (en) | Image stabilizer | |
| JPH09244089A (en) | Image stabilization device and image stabilization device with lens barrel |