(57)【要約】【課題】可動体内に配置される撮像素子の熱を外部に伝達して放熱する。【解決手段】光学素子及び該光学素子の光軸上に位置する撮像素子と、前記光学素子及び前記撮像素子を支持する可動体と、固定体と、該固定体に可動体を光軸周りに回動自在に支持するローリング支持機構と、可動体を振れに応じて光軸周りに回動させるローリング補正用駆動機構とを備え、可動体と固定体との間に、これらを接続する弾性又は粘弾性を有する熱伝導部材が設けられている。【選択図】      図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学素子及び該光学素子の光軸上に位置する撮像素子と、前記光学素子及び前記撮像素子を支持する可動体と、固定体と、該固定体に前記可動体を前記光軸周りに回動自在に支持するローリング支持機構と、前記可動体を振れに応じて前記光軸周りに回動させるローリング補正用駆動機構とを備え、
前記可動体と前記固定体との間に、これらを接続する弾性又は粘弾性を有する熱伝導部材が設けられ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。
【請求項２】
前記固定体は、前記可動体の反被写体側に配置される底板部を有し、前記熱伝導部材は、前記固定体の前記底板部と前記可動体との間に設けられることを特徴とする請求項１記載の振れ補正機能付き光学ユニット。
【請求項３】
前記可動体の底部が開放され、前記撮像素子を搭載した回路基板が前記可動体の底部に配置されており、前記熱伝導部材は、前記固定体の前記底板部と前記回路基板との間を接続した状態に設けられることを特徴とする請求項２記載の振れ補正機能付き光学ユニット。
【請求項４】
前記熱伝導部材は、前記光軸方向から見て前記撮像素子と重なる位置に設けられることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載の振れ補正機能付き光学ユニット。
【請求項５】
前記熱伝導部材は、前記光軸方向から見て円形状であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載の振れ補正機能付き光学ユニット。
【請求項６】
前記熱伝導部材は、前記光軸方向から見て四角形状であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載の振れ補正機能付き光学ユニット。
【請求項７】
前記固定体には、前記可動体の周囲を囲む複数の側板部が設けられ、前記熱伝導部材は、前記固定体の前記側板部と、前記可動体の前記側板部に対向する部位との間に設けられることを特徴とする請求項１記載の振れ補正機能付き光学ユニット。
【請求項８】
前記可動体の底部から側面に延びる放熱板が設けられ、該放熱板と前記固定体の前記側板部との間に前記熱伝導部材が設けられることを特徴とする請求項７記載の振れ補正機能付き光学ユニット。
【請求項９】
前記熱伝導部材は、前記光軸方向の寸法が該光軸方向と直交する方向の寸法より大きいことを特徴とする請求項７又は８記載の振れ補正機能付き光学ユニット。
【請求項１０】
前記熱伝導部材は、前記可動体と前記固定体との間で振れ補正時に主としてせん断力のみを受ける部位に設けられることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項記載の振れ補正機能付き光学ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カメラ付き携帯端末等に搭載される光学素子（レンズ）の振れ補正を行う振れ補正機能付き光学ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯端末、ドライブレコーダ、無人ヘリコプター等に搭載される撮像装置等の光学機器に用いられる光学ユニットにおいて、振れによる撮影画像の乱れを抑制するために、振れを打ち消すように光学素子を揺動させて振れを補正する機能が開発されている。この振れ補正機能においては、光学機器の筐体からなる固定体に対して、光学素子を移動可能に支持し、その光学素子を振れ補正用駆動機構により振れに応じて移動させる構成が採用されている。
【０００３】
例えば特許文献１では、レンズ（光学素子）を保持する保持体が光軸方向に沿う複数本のワイヤで固定体に繋がれていることにより、光軸方向に略直交する方向に移動可能に支持されるとともに、保持体と固定体との間に、保持体を光軸方向に略直交する第１方向に駆動するための駆動機構と、光軸方向と第１方向とに略直交する第２方向に駆動するための駆動機構とが設けられている。これらの駆動機構としては、磁石とコイルとを備え、磁石の磁場内でコイルに電流を流すことにより保持体に電磁力を作用させて駆動する構成が採用されている。
一方、特許文献２では、光学素子の光軸方向に対して直交する二方向に支点を設けたジンバル機構によって光学素子が支持体内で揺動可能に支持されるとともに、その支持体がローリング用駆動機構によって光軸周りに回動自在に支持されており、光学モジュールのピッチング（縦揺れ）、ヨーイング（横揺れ）とともに、ローリングも補正できるようになっている。
【０００４】
ところで、この種の光学機器において、光学素子からの像を電気信号に変換する撮像素子が光学素子に対して光軸上に配置される。この撮像素子は電子部品であるため、作動により発熱する。近年では、高画素化してきているため、撮像素子の発熱が特に問題になっている。
【０００５】
撮像素子で発生する熱を放散する構造として、例えば特許文献３では、レンズ交換式デジタルカメラにおいて、レンズユニットの撮像素子及び基板の背面に当接するように伝熱板が設けられ、この伝熱板を伝熱板カバーが覆っており、レンズユニットをカメラ本体へ装着すると、装着動作に連動して伝熱板カバーが光軸方向に移動し、それに伴い、伝熱板に形成された凸部が、伝熱板カバーの貫通穴から突出することで、伝熱板とヒートシンクとが凸部を介して接触し、撮像素子から発生した熱がカメラ本体に伝達して放散されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１‐１１３００９号公報
【特許文献２】特開２０１５‐８２０７２号公報
【特許文献３】特開２０１１‐６５１４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、振れ補正機能付き光学ユニットにおいては、撮像素子が可動体内に設けられているため、外部に熱を伝達させることが難しい。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、可動体内に配置される撮像素子の熱を外部に伝達して放熱することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の振れ補正機能付き光学ユニットは、光学素子及び該光学素子の光軸上に位置する撮像素子と、前記光学素子及び前記撮像素子を支持する可動体と、固定体と、該固定体に前記可動体を前記光軸周りに回動自在に支持するローリング支持機構と、前記可動体を振れに応じて前記光軸周りに回動させるローリング補正用駆動機構とを備え、前記可動体と前記固定体との間に、これらを接続する弾性又は粘弾性を有する熱伝導部材が設けられている。
熱伝導部材が弾性又は粘弾性を有しているので、可動体の移動を阻害することなく、撮像素子の熱を固定体へ逃がすことができる。
【００１０】
振れ補正機能付き光学ユニットの一つの実施態様は、前記固定体は、前記可動体の反被写体側に配置される底板部を有し、前記熱伝導部材は、前記固定体の前記底板部と前記可動体との間に設けられる。
可動体をローリングさせる場合に、ローリングの中心、もしくは該中心に近い位置に熱伝導部材を配置することができ、ローリング駆動に必要なトルクの増大を抑制することができ、消費電力を低減できる。
【００１１】
振れ補正機能付き光学ユニットの他の一つの実施態様は、前記可動体の底部が開放され、前記撮像素子を搭載した回路基板が前記可動体の底部に配置されており、前記熱伝導部材は、前記固定体の前記底板部と前記回路基板との間を接続した状態に設けられる。
撮像素子を搭載している回路基板から撮像素子の熱が伝達されるので、撮像素子の熱を直接的に逃がすことができ、放熱性に優れている。
【００１２】
振れ補正機能付き光学ユニットのさらに他の一つの実施態様は、前記熱伝導部材は、前記光軸方向から見て前記撮像素子と重なる位置に設けられる。
可動体をローリングさせる場合に、ローリングの中心、もしくは該中心に近い位置に熱伝導部材を配置することができ、ローリング駆動に必要なトルクの増大を抑制することができ、消費電力を低減できる。また、撮像素子から熱伝導部材への熱伝達経路が短くなるので、放熱性にも優れる。
【００１３】
振れ補正機能付き光学ユニットのさらに他の一つの実施態様は、前記熱伝導部材は、前記光軸方向から見て円形状である。熱伝導部材が円形であると、ローリング等の際の変形が容易であり、消費電力の低減に効果的である。
前記熱伝導部材は、前記光軸方向から見て四角形状としてもよい。撮像素子が四角形状であるので、熱伝導部材を四角形状として、撮像素子と重なる面積を大きく確保でき、放熱性を高めることができる。
【００１４】
振れ補正機能付き光学ユニットのさらに他の一つの実施態様は、前記固定体には、前記可動体の周囲を囲む複数の側板部が設けられ、前記熱伝導部材は、前記固定体の前記側板部と、前記可動体の前記側板部に対向する部位との間に設けられるものとしてもよい。可動体と固定体との側板部との間には可動体の移動のための隙間が設けられており、その隙間に熱伝導部材が配置されるので、寸法の増大を抑制することができる。
【００１５】
この振れ補正機能付き光学ユニットにおいて、可動体の底部から側面に延びる放熱板が設けられ、該放熱板と前記固定体の前記側板部との間に前記熱伝導部材が設けられるものとしてもよい。
撮像素子の熱を放熱板により熱伝導部材に速やかに伝えることができ、放熱性を高めることができる。
【００１６】
また、この振れ補正機能付き光学ユニットにおいて、前記熱伝導部材は、前記光軸方向の寸法が該光軸方向と直交する方向の寸法より大きいとよい。
可動体を支持するためにばね等が用いられるが、熱伝導部材によっても可動体を支持することができ、光軸を重力方向に向けたときの可動体の垂れ下がりを防止することができる。
【００１７】
振れ補正機能付き光学ユニットのさらに他の一つの実施態様は、前記熱伝導部材は、前記可動体と前記固定体との間で振れ補正時に主としてせん断力を受ける部位に設けられるとよい。
熱伝導部材は弾性又は粘弾性を有しているので、振れ補正時に変形しても元の姿勢に復帰することができる。この場合、熱伝導部材が特に粘弾性を有する場合、大きく圧し潰されると、その機能が破壊されるおそれがあるが、主としてせん断力が作用する状態であると、粘弾性の機能を有効に維持することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、弾性又は粘弾性を有する熱伝導部材により、可動体の移動を阻害することなく、撮像素子の熱を固定体へ逃がすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施形態の振れ補正機能付き光学ユニットの斜視図である。
【図２】第１実施形態の振れ補正機能付き光学ユニットを被写体側から見た平面図である。
【図３】筐体及びストッパ板を外して第１実施形態の振れ補正機能付き光学ユニットを被写体とは反対側（反被写体側）から見た底面図である。
【図４】第１実施形態の振れ補正機能付き光学ユニットの一部を光軸に沿って分解して示した斜視図である。
【図５】図４とは異なる部分で分解した斜視図である。
【図６】第１実施形態の振れ補正機能付き光学ユニットを光軸を通るＸ−Ｚ平面に沿って切断した一部を省略した断面図である。
【図７】図１に示す状態から外側ケースを外した状態の斜視図である。
【図８】弾性部材の斜視図である。
【図９】可動体における中間ケースの内側の構成を示す斜視図である。
【図１０】図９の光軸方向に沿う分解斜視図である。
【図１１】Ｘ軸方向駆動機構の作動を説明する模式図である。
【図１２】本発明の第２実施形態の振れ補正機能付き光学ユニットについて、筐体を外し、被写体側から見た平面図である。
【図１３】図１２の振れ補正機能付き光学ユニットからストッパ板を外して、被写体とは反対側から見た底面図である。
【図１４】図１２の振れ補正機能付き光学ユニットの一部を光軸に沿って分解して示した斜視図である。
【図１５】図１２の振れ補正機能付き光学ユニットを光軸を通るＸ−Ｚ平面に沿って切断した一部を省略した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明に係る振れ補正機能付き光学ユニットの実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００２１】
以下の説明では、互いに直交する３方向を各々Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向とし、静置状態においては、Ｚ軸方向に光軸Ｌ（光学素子の光軸）が配置されるものとする。また、Ｘ軸方向の一方側には＋Ｘを、他方側には−Ｘを付し、Ｙ軸方向の一方側には＋Ｙを、他方側には−Ｙを付し、Ｚ軸方向の一方側（被写体側／光軸方向前側）には＋Ｚを、他方側（被写体側とは反対側（反被写体側）／光軸方向後側）には−Ｚを付して説明する。また、Ｘ軸方向及びＹ軸方向を横方向という場合がある。
【００２２】
＜第１実施形態＞
（振れ補正機能付き光学ユニット１０１の概略構成）
図１は、第１実施形態の振れ補正機能付き光学ユニット（以下、光学ユニットと省略する。）１０１の外観を示す斜視図であり、筐体の一部を四角い板状に示している。図２は、光学ユニット１０１を被写体側（Ｚ軸方向の＋Ｚ側）から見た平面図である。図３は、筐体及び一部の部品を外して、光学ユニット１０１を被写体とは反対側（反被写体側；Ｚ軸方向の−Ｚ側）から見た底面図である。図４及び図５は光学ユニット１０１を光軸Ｌに沿って部分的に分解して示した斜視図である。図６は、光学ユニット１０１のＸ−Ｚ平面に沿う一部を省略した断面図である（光学素子１１０の支持構造等は省略している）。
【００２３】
光学ユニット１０１は、携帯端末、ドライブレコーダ、無人ヘリコプター等に搭載される撮像装置等の光学機器（図示略）に組み込まれる薄型カメラであって、光学機器の筐体に支持された状態で搭載される。光学ユニット１０１は、光学素子１１０及び光学素子１１０の光軸Ｌ上に位置する撮像素子１１１と、これら光学素子１１０及び撮像素子１１１を支持する可動体１０と、可動体１０を囲む固定体２０と、固定体２０に可動体１０を光軸Ｌ周りに回動自在に支持するローリング支持機構３０と、可動体１０を固定体２０に対して光軸Ｌ周りに回動させるローリング補正用駆動機構４０と、を備える。
また、可動体１０は、その内部に、光学素子１１０を光軸Ｌ方向に見てＸ軸方向に移動するＸ軸方向駆動機構８０と、光学素子１１０を光軸Ｌ方向に見てＹ軸方向に移動するＹ軸方向駆動機構９０と、光学素子１１０を撮像素子１１１に対して光軸Ｌ（Ｚ軸）方向に移動するフォーカス機構（図示略）とを有している。
【００２４】
（固定体２０の構成）
図１及び図２等に示すように、固定体２０は、可動体１０の周りを囲む角筒状の外側ケース２１０と、外側ケース２１０を固定する筐体２２０とを有している。図１等には筐体２２０の一部を構成する板状部が記載されており（この板状部を筐体とし、符号２２０を付す）、この板状部２２０は、固定体２０の外側ケース２１０に対して反被写体側に設けられ、固定体２０の底板部を構成する。外側ケース２１０は、図２に示すように、Ｚ軸方向から見て、四面の側板部２１１を有する四角枠状に形成されている。この外側ケース２１０は、板状部（筐体）２２０の表面に側板部２１１の下端（Ｚ軸方向の他方側−Ｚの端部）が固定されている。実施形態では、四面の側板部２１１はＸ軸方向又はＹ軸方向に沿って配置される。
また、外側ケース２１０の内周面には、ローリング支持機構３０を構成する弾性部材３１の一端部と、ローリング補正用駆動機構４０を構成するローリング用コイル４２とが固定されている。
【００２５】
（可動体１０の構成）
可動体１０は、光学素子（レンズ群）１１０及び撮像素子１１１と、光学素子１１０を保持する角形の内側ケース１２と、内側ケース１２をさらに囲む角形の中間ケース１３と、中間ケース１３の外周面に一体に設けられた四角筒状の枠体１４と、回路基板１５とを有している。
また、光学素子１１０と内側ケース１２との間には図示略のフォーカス駆動機構が設けられている。さらに、内側ケース１２と中間ケース１３との間には、内側ケース１２を光軸Ｌ（Ｚ軸）方向から見てＸ軸方向及びＹ軸方向に移動自在に支持するケース支持機構７０と、内側ケース１２をＸ軸方向に移動するＸ軸方向駆動機構８０と、内側ケース１２をＹ軸方向に移動するＹ軸方向駆動機構９０とが設けられている。中間ケース１３の内側の構造の詳細については後述する。
【００２６】
中間ケース１３は、四角筒状の側板部１３１の一端（Ｚ軸方向の＋Ｚ側）に、中央に穴１３２を有する天板部１３３が一体に形成されている。
枠体１４は、中間ケース１３の外周を囲む四角筒状に形成され、その四面の側板部１４１の内面が中間ケース１３の各側板部１３１の外面に密接した状態で一体化している。また、図４及び図７に示すように、枠体１４の４箇所の角部には、径方向の外側に四角形の対角線に沿う方向（Ｘ軸方向及びＹ軸方向から４５°の方向）に２個のリブ状の突起部１４２と、その間に配置される切欠部１４３とがＺ軸方向に沿って形成されている。また、両突起部１４２の一方には、Ｚ軸方向の一端面（−Ｚ側の端面）に切欠部１４３内に張り出すように端板部１４４が設けられている。この端板部１４４の先端縁は、枠体１４の対角線上に配置される。
【００２７】
また、中間ケース１３のＺ軸方向の−Ｚ側（反被写体側）には、中間ケース１３の開口を閉塞して可動体１０の底部を構成するように四角形の回路基板１５が固定されている。この回路基板１５は、例えばガラス繊維にエポキシ樹脂を含浸させたガラスエポキシ等で形成され、光軸Ｌから見たときの外周端が、Ｘ軸方向又はＹ軸方向と平行に配置されている。そして、回路基板１５の中心に撮像素子１１１が搭載されており、中間ケース１３の内方に向けて保持されている。また、この回路基板１５には、光学素子１１０の傾きの変化を検出するためのジャイロスコープ（角速度センサ）等のセンサや、Ｘ軸方向駆動機構８０、Ｙ軸方向駆動機構９０の駆動、制御のための駆動回路や制御回路等が実装されている。
【００２８】
また、回路基板１５にフレキシブル配線基板１５１が接続され、外部に引き出されている。
この回路基板１５は筐体の板状部２２０と間隔をおいて配置されており、その間隔内には、回路基板１５と板状部２２０とを連結する熱伝導材料からなる接続体（熱伝導部材）１６が設けられている。
なお、図中符号２１５は、固定体２０の外側ケース２１０の内周部に固定された枠状のストッパ板であり、可動体１０の枠体１４のＺ軸方向の−Ｚ側の移動を規制している。
【００２９】
（ローリング支持機構３０の構成）
ローリング支持機構３０は、本実施形態１では、４個の弾性部材３１によって構成されている（図４参照）。これら弾性部材３１は、光軸Ｌ周りに撓み変形する板ばね３１（弾性部材と同じ符号を用いる）である。
各板ばね３１は、その１個を図８に示したように、弾性を有する板材のプレス成形等によってＵ字形の板状に形成されるとともに、その両端部３１１，３１２が９０°屈曲した形状とされている。両端部３１１，３１２は、他の部材への取り付けのためＵ字形状部３１３よりも広い面積に形成され、ねじ固定のための穴３１４が形成されている。
この板ばね３１は、図３に示すように、固定体２０の外側ケース２１０の内周部と、可動体１０の枠体１４の外周部とを連結するように固定されている。
【００３０】
この場合、外側ケース２１０の内周部には、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に対して４５°の方向に、Ｚ軸方向から見て矩形の切欠部２１３が形成されている。言い換えれば、外側ケース２１０の内周部の四つの対角位置に切欠部２１３が形成される。一方、枠体１４の外周部には、前述したように、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に対して４５°の方向に切欠部１４３が形成されている。外側ケース２１０及び枠体１４は、いずれも角筒状に形成されており、外側ケース２１０内に枠体１４を配置すると、それぞれの側板部２１１，１４１どうしがＸ軸方向又はＹ軸方向に沿って相互に平行に配置され、それぞれの対角位置において、外側ケース２１０の切欠部２１３と枠体１４の切欠部１４３とが対向し、Ｚ軸方向の−Ｚ側の端部において、切欠部２１３，１４３により形成される空間部に枠体１４の端板部１４４が配置される。
【００３１】
そして、板ばね３１は、図１〜図３及び図５に示すように、そのＵ字形状部３１３が外側ケース２１０の各切欠部２１３内に配置され、両端部のうちの一端部３１１は、外側ケース２１０の一端面（Ｚ軸方向の−Ｚ側の端面）に固定され、他端部３１２は、外側ケース２１０の切欠部２１３内に配置されている枠体１４の端板部１４４の一端面（Ｚ軸方向の−Ｚ側の端面）に固定されている。この端板部１４４の先端縁が枠体１４の対角線に沿って配置されていることから、板ばね３１のＵ字形状部３１３は、Ｚ軸方向から見て、外側ケース２１０の各切欠部２１３の中心位置に、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に対して４５°の方向に沿って配置される。そして、光軸Ｌを中心とする枠体１４の回動に対してＵ字形状部３１３が撓み変形することにより、枠体（可動体）１３の光軸Ｌ周りの回動が許容されるようになっている。この板ばね３１の撓み変形は、Ｕ字形状部３１３の両端部を、その面にほぼ直角の方向（厚さ方向）に開くようにずらす変形である。枠体１４に外力が作用しない無負荷時には、板ばね３１は、Ｕ字形状部３１３が平板状に復元することにより、枠体１４と外側ケース２１０とは、枠体１４と外側ケース２１０の側板部１４１，２１１どうしが相互に平行に配置された初期位置に復帰する。
なお、この板ばね３１の枠体１４及び外側ケース２１０への固定は、ねじ止めに限らず、両者の接着、嵌合、係止等によって行ってもよい。
【００３２】
（ローリング補正用駆動機構４０の構成）
ローリング補正用駆動機構４０は、図４に示すように、ローリング用磁石４１と、そのローリング用磁石４１の磁界内で電磁力を発生可能なローリング用コイル４２とを有する磁気駆動機構により構成される。
本実施形態では、１個のローリング用磁石４１と、この１個のローリング用磁石４１に対向する１個のローリング用コイル４２との組み合わせが、光軸Ｌの周方向に１８０°の間隔をおいて２組設けられる。具体的には、枠体１４には、光軸Ｌの周方向に１８０°間隔をおいて矩形の切欠部１４５が形成され、この切欠部１４５内にローリング用磁石４１が収容されている。また、外側ケース２１０の内周部に、枠体１４のローリング用磁石４１と対向してローリング用コイル４２が固定されている。２個のローリング用磁石４１は、光軸Ｌを通るＹ軸線上にそれぞれ配置されている。また、このローリング用磁石４１は、Ｘ軸方向に異なる磁極が着磁され、その着磁分極線４１１がＺ軸方向に沿って配置されている。２個のローリング用磁石４１は、同じ厚さ、同じ平面形状に形成される。
【００３３】
一方、ローリング用コイル４２は、磁心（コア）を有しない空芯コイルであり、巻線によってＹ軸方向をコイルの軸心方向とする環状に形成されている。各ローリング用コイル４２は、Ｘ軸方向に間隔をおいて形成された２箇所の長辺部４２１と、その長辺部４２１の両端間を連結する２箇所の円弧状の短辺部４２２とを有する、平面視長円形状に形成されている。前述したように、ローリング用磁石４１は、Ｘ軸方向に異なる磁極に着磁されており、この異なる磁極が、ローリング用コイル４２の２箇所の長辺部４２１のそれぞれに対向するように配置される。つまり、このローリング用コイル４２の長辺部４２１が、ローリング用磁石４１の磁極に対峙する有効辺として利用される。これらローリング用コイル４２の２箇所の長辺部４２１は、ローリング用磁石４１の着磁分極線４１１から等しい距離に配置される。
【００３４】
このローリング補正用駆動機構４０は、ローリング用コイル４２に電流を流すと、フレミングの左手の法則により、磁石４１にＸ軸方向の＋Ｘ側又は−Ｘ側のいずれかに向けて電磁力を作用させ、２組の磁石４１とコイル４２との組み合わせにより、枠体１４（可動体１０）を光軸Ｌ周りに回動させる。
【００３５】
（接続体１６の構成）
図３、図５及び図６において、可動体１０に一体の回路基板１５と固定体２０における板状部（筐体）２２０との間に設けられた接続体１６は、回路基板１５に搭載されている撮像素子１１１で発生する熱を固定体２０に伝達するためのものであり、可動体１０の移動を阻害しないように弾性又は粘弾性を有している。図示例では、四角板状に形成されており、光軸Ｌに外形の中心を配置し、外周の四辺をＸ軸方向又はＹ軸方向に沿って配置している。回路基板１５において接続体１６の反対側の表面には、光軸Ｌ上に、撮像素子１１１が設けられている。この撮像素子１１１は、平面視（Ｚ軸方向に見て）四角形状に形成されており、接続体１６は、撮像素子１１１と光軸Ｌ上に重なる位置に、撮像素子１１の四辺と接続体１６の四辺とが相互に平行となるように配置されている。実施形態では、これら撮像素子１１の四辺と接続体１６の四辺とは、Ｘ軸方向又はＹ軸方向に沿って配置されている。
【００３６】
本実施形態において、接続体１６は粘弾性部材である。粘弾性とは、粘性と弾性の両方を合わせた性質のことであり、ゲル状部材、プラスチック、ゴム等の高分子物質に顕著に見られる性質である。従って、粘弾性部材として、各種ゲル状部材を用いることができる。また、粘弾性部材として、天然ゴム、ジエン系ゴム（例えば、スチレン・ブタジエンゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム）、クロロプレンゴム、アクリロニトリル・ブタジエンゴム等）、非ジエン系ゴム（例えば、ブチルゴム、エチレン・プロピレンゴム、エチレン・プロピレン・ジエンゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム等）、熱可塑性エラストマー等の各種ゴム材料およびそれらの変性材料を用いてもよい。
【００３７】
本実施形態において、接続体１６は、針入度が９０度から１１０度のシリコーンゲルからなる。針入度とは、ＪＩＳ−Ｋ−２２０７やＪＩＳ−Ｋ−２２２０で規定されているように、２５℃で９．３８ｇの総荷重をかけた１／４コーンの針が５秒間に入り込む深さを１／１０ｍｍ単位で表わした値であり、この値が小さいほど硬いことを意味する。
この接続体１６は、熱伝導性を高めるために、粘弾性材料中に熱伝導率の大きい金属やカーボン等の粉末を混合しているとよい。
ローリングを補正する場合、接続体１６は、厚さ方向（光軸Ｌ方向）と交差する方向（せん断方向）に変形する。いずれの方向に動いても、引っ張られて伸びる方向の変形である。
【００３８】
（可動体１０における中間ケース１３の内側の構成）
前述したように、可動体１０の中間ケース１３内には、光学素子（レンズ群）１１０及び撮像素子１１１と、光学素子１１０を保持する角形の内側ケース１２と、光学素子１１０を光軸方向に沿って移動するフォーカス駆動機構（図示略）と、内側ケース１２を支持するケース支持機構７０と、Ｘ軸方向駆動機構８０及びＹ軸方向駆動機構９０とが設けられている。中間ケース１３の内側の構成を図９及び図１０に示す。
【００３９】
ケース支持機構７０は、２個のばね（前側ばね７１と後側ばね７２）、及び複数本のワイヤ７３を有している。
光学素子１１０はスリーブ状のレンズホルダ１１２により保持され、大部分は内側ケース１２内に収容されているが、その前端部（Ｚ軸方向の一方＋Ｚ側の端部）が内側ケース１２からＺ軸方向の一方＋Ｚに突出しており、その突出している端部が前側ばね７１の内周部に固定されている。レンズホルダ１１２の後端部（Ｚ軸方向の他方−Ｚ側の端部、図示略）は後側ばね７２の内周部に固定され、この後側ばね７２を介して内側ケース１２の内周部に支持されている。
前側ばね７１及び後側ばね７２は、板状に形成されており、内周部７１ａ，７２ａが外周部７１ｂ，７２ｂに対して板厚方向（Ｚ軸方向、光軸Ｌ方向）に移動可能に弾性変形できる形状に形成されており、光学素子１１０（レンズホルダ１１２）は、これら前側ばね７１及び後側ばね７２により、光軸Ｌ方向に移動自在に支持される。そして、内側ケース１２と光学素子１１０との間に設けた図示略のフォーカス駆動機構によって光学素子１１０は光軸Ｌ方向に移動させられる。
【００４０】
また、前側ばね７１は、内側ケース１２の四隅の方向、つまりＸ軸方向及びＹ軸方向に４５°傾斜した方向に突出する突出部７１１が一体に形成されている。また、内側ケース１２よりもＺ軸方向の−Ｚ側に配置される回路基板１５に、内側ケース１２の四隅部の外側に配置される４本のワイヤ７３の端部が固定されている。これらワイヤ７３は、Ｚ軸方向の＋Ｚに向けて延びており、その先端に前側ばね７１の突出部７１１が固定されている。
前側ばね７１と回路基板１５とを繋ぐワイヤ７３は、Ｚ軸方向の一方＋Ｚから見たときに、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に辺を有する四角形の四隅に配置される。したがって、光学素子１１０は、その前端部に固定された前側ばね７１がワイヤに７３よって回路基板１５に支持されることになり、ワイヤ７３が撓み変形することにより、回路基板１５におけるワイヤ７３の固定点を中心に略Ｘ軸方向及び略Ｙ軸方向に移動自在に支持される。
【００４１】
そして、内側ケース１２と、中間ケース１３に一体のコイルホルダ１７との間に、Ｘ軸方向駆動機構８０とＹ軸方向駆動機構９０とが設けられている。この場合、Ｘ軸方向駆動機構８０は、光軸Ｌを挟んで内側ケース１２のＹ軸方向の両側に配置され、Ｙ軸方向駆動機構９０は、光軸Ｌを挟んで内側ケース１２のＸ軸方向の両側に配置されている。
Ｘ軸方向駆動機構８０及びＹ軸方向駆動機構９０は、それぞれ磁石８１，９１とコイル８２，９２との組み合わせにより構成されている。
Ｘ軸方向駆動機構８０の磁石８１とＹ軸方向駆動機構９０の磁石９１とは、内側ケース１２の各側板部１２１の外面に固定されている。
【００４２】
一方、回路基板１５上には、内側ケース１２より外側に張り出す矩形枠状のコイルホルダ１７が固定され、このコイルホルダ１７に、内側ケース１２の外側を囲むように複数個のコイル８２，９２が固定され、内側ケース１２の外面の磁石８１，９１に、コイル８２，９２が対向している。回路基板１５は中間ケース１３に固定されているため、コイル８２，８３は中間ケース１３に固定されることになる。
各コイル８２，９２は、長円形の平板状に巻回されており、矩形枠状のコイルホルダ１７の各辺部に、２個ずつが並んで、合計８個のコイル８２，９２が固定されている。この場合、各コイル８２，９２は、その長円形の一方の短辺部８２１，９２１がコイルホルダ１７に固定され、内側ケース１２の各側面に２個ずつが対向するように配置されている。したがって、各コイル８２，９２の上下端の短辺部８２１，９２１を除く２個の長辺部８２２，９２２がＺ軸方向に沿って配置される。
【００４３】
そして、内側ケース１２の各側面には、長方形の板状に形成された磁石８１，９１が４個ずつ設けられている。つまり、内側ケースの各側面に４個ずつ磁石８１，９１が配置され、２個ずつ配置されるコイル８２，９２の長辺部８２２，９２２に１個ずつ磁石８１，９１が対向するように配置されている。４個の磁石８１，９１は、Ｎ極とＳ極とが交互に配置されている。例えば、図１１に示すＸ軸方向駆動機構８０の磁石８１とコイル８２との組み合わせにおいては、最も左側の磁石８１は、コイル８２との対向面がＮ極に着磁され、次の磁石８１は、コイル８２との対向面がＳ極に着磁され、順次、Ｎ極、Ｓ極と交互に着磁されている。したがって、１個のコイル８２には、Ｎ極に着磁した磁石８１と、Ｓ極に着磁された磁石８１とが、２個の長辺部８２２のそれぞれに対向するように配置されている。
【００４４】
内側ケース１２に対してＹ軸方向の両側に配置される磁石８１とコイル８２との組み合わせにより、内側ケース１２を略Ｘ軸方向に移動するＸ軸方向駆動機構８０が構成され、内側ケース１２に対してＸ軸方向の両側に配置される磁石９１とコイル９２との組み合わせにより、内側ケース１２をＹ軸方向に移動するＹ軸方向駆動機構９０が構成される。
つまり、Ｘ軸方向駆動機構８０の磁石８１とコイル８２とは、コイル８２に電流を流すと、フレミングの左手の法則により、磁石８１にＸ軸方向の＋Ｘ側又は−Ｘ側のいずれかに向けて電磁力を作用させ、２組の磁石８１とコイル８２との組み合わせにより、内側ケース１２をＸ軸方向に移動する。図１１に示す例では、図の右方向に磁石８１を移動させる。
【００４５】
一方、Ｙ軸方向駆動機構９０の磁石９１とコイル９２は、コイル９２に電流を流すと、フレミングの左手の法則により、磁石９１にＹ軸方向の＋Ｙ側又は−Ｙ側のいずれかに向けて電磁力を作用させ、２組の磁石９１とコイル９２との組み合わせにより、内側ケース１２をＹ軸方向に移動する。
この場合、内側ケース１２は、前側ばね７１を介してワイヤ７３により支持されているので、ワイヤ７３が撓むことにより、回路基板１５におけるワイヤ７３の固定点を中心に略Ｘ軸方向及び略Ｙ軸方向に移動される
なお、図１０において、符号１８は回路基板１５の上面で撮像素子１１１の周囲を囲むセンサ保護カバー、符号１９は内側ケースと前側ばねとの間に設けられるスペーサを示す。
【００４６】
（主な動作）
以上のように構成された光学ユニット１０１において、Ｘ軸方向駆動機構８０及びＹ軸方向駆動機構９０によって、内側ケース１２とともに光学素子１１０を前後左右方向（Ｘ軸方向及びＹ軸方向）へ移動させることができる。したがって、振れによる撮影像の光軸Ｌ方向に略直交する方向でのずれの補正が可能となる。このＸ軸方向及びＹ軸方向の移動においては、撮像素子１１１を搭載している回路基板１５は移動しない。
一方、ローリング補正用駆動機構４０により、中間ケース１３を光軸Ｌ周りに回動させることができる。したがって、振れによる撮影像に光軸Ｌ周りのずれが生じる場合は、ローリング補正用駆動機構４０によって光軸Ｌ周りの振れを補正することができる。
【００４７】
また、この光学ユニット１０１において、可動体１０内に配置されている撮像素子１１１が発熱するが、この撮像素子１１１を搭載している回路基板１５と板状部（筐体）２２０との間に、これらを接続する接続体１６が設けられている、この接続体１６は、熱伝導性を有するため、撮像素子１１１で発生した熱を速やかに板状部２２０に伝えて、固定体２０に逃がすことができる。しかも、回路基板１５を介して撮像素子１１１の反対側に接続体１６が設けられているので、撮像素子１１１の熱が速やかに接続体１６に伝わり、放熱性に優れる。
【００４８】
また、この接続体１６は、光軸Ｌ上に配置されているため、ローリング補正の際に光軸Ｌ周りに捻じられるが、せん断力としてのみ作用するので、接続体１６の粘性又は粘弾性の機能を有効に維持することができる。もちろん、接続体１６によりローリング補正の回動が阻害されることも少ない。したがって、ローリング補正に必要なトルクの増大を抑制することができ、消費電力を低減することができる。
なお、接続体１６を光軸Ｌ方向から見て円形状に形成してもよく、その場合、光軸Ｌ周りの接続体１６の変形も容易になり、ローリング補正時の捻れに対する抵抗も少なくなる。
また、接続体１６を四角形に形成する場合でも、光軸Ｌ方向に沿う撮像素子１１１の面積よりも大きい面積に形成してもよく、撮像素子１１１の全面から熱を伝達して放散することができる。
【００４９】
＜第２実施形態＞
図１１から図１４は本発明の振れ補正機能付き光学ユニットの第２実施形態を示している。これらの図において、第１実施形態と共通の要素には同一符号を付して説明を省略する。また、第１実施形態で説明した、筐体２２０、ストッパ板２１５は図示を省略している。
この第２実施形態では、回路基板１５の裏面から枠体１４の一つの側板部１４１にかけて放熱板１６１が設けられ、この放熱板１６１と外側ケース２１０の一つの側板部２１１との間に接続体（熱伝導部材）１６２が設けられている。
放熱板１６１は、熱伝導性の高い金属板、例えば銅板により形成され、回路基板１５に密接状態に固定される底板部１６１ａと、枠体１４の一つの側板部１４１に密接状態に固定される側板部１６１ｂとを一体に形成したＬ字形状に形成されている。底板部１６１ａは、図１２に示すように、回路基板１５の反対側に搭載されている撮像素子１１１の面積よりも十分に大きい四角形の板状に形成され、撮像素子１１１と光軸Ｌ方向に重なるように配置される。したがって、底板部１６１ａは、撮像素子１１１のＺ軸方向の投影領域よりも外側に張り出して設けられる。
そして、放熱板１６１の側板部１６１ｂと、この側板部１６１ｂに対向する外側ケース２１０の側板部２１１との間に、これらを連結するように接続体１６２が設けられている。この接続体１６２は、四角形の板状に形成され、その四辺が図示例の場合は、Ｙ軸方向又はＺ軸方向に沿うように配置されている。
【００５０】
この第２実施形態の場合は、ローリング補正時に、接続体１６２は、板厚方向にわずかな圧縮と伸びとを伴いながら板厚方向と直交する方向（せん断方向）に変形する。このため、第２実施形態の接続体１６２は、ローリング補正時の圧縮によって粘弾性の機能が損なわれることがないように、図１５に示すように、第１実施形態の接続体１６より厚さｔが大きく、ローリング方向（又は枠体１４の側板部１４１の延在方向（図示例ではＹ軸方向））の幅寸法Ｗが小さく形成されている。なお、この図１５では光学素子１１０の支持構造等は省略している。
【００５１】
一方、接続体１６２のＺ軸方向の寸法Ｈは、比較的大きく形成されている。厚さｔが大きい分、高さＨを大きく形成することで、Ｚ軸方向に撓みにくくされている。これにより、可動体１０を支持する弾性部材３１とともに、接続体１６２によっても可動体１０を支持することができる。このため、例えば、光軸Ｌを重力方向に向けたときの可動体１０の垂れ下がりを有効に防止することができる。
なお、図１２等に示すように、第２実施形態では接続体１６１はＹ軸方向のほぼ中心位置に設けられている。このため、ローリング補正時に可動体１０が光軸Ｌ周りに回動したときに、主としてせん断力が作用し、板厚方向の圧縮及び伸びは比較的小さい。この図１２に示す位置よりＹ軸方向のいずれかにずれた位置に接続体１６１を配置することは、ローリング補正時に板厚方向の圧縮及び伸びが大きくなるため、好ましくない。
【００５２】
その他、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態では、光学素子１１０を光軸Ｌ方向から見てＸ軸方向及びＹ軸方向に移動自在に支持し、振れ補正時には駆動機構によってＸ軸方向及びＹ軸方向に移動する構成としたが、光学素子１１０の光軸Ｌ方向に対して直交する二方向に支点を設けたジンバル機構によって光学素子１１０を揺動可能に支持し、振れ補正時には駆動機構によって光軸Ｌを傾けるように揺動させる構成としてもよい。
また、ローリング支持機構３０の弾性部材（板ばね）３１をＵ字形状に形成したが、可動体１０をローリング自在に支持できるものであれば、必ずしもＵ字形状のばねを用いたものに限らない。
第１実施形態では接続体（熱伝導部材）１６を光軸Ｌ上に配置したが、光軸Ｌからわずかにずれた位置に設けることも可能である。あるいは、光軸Ｌの周囲に複数個周方向に並べて配置してもよい。その場合でも、接続体にはローリング補正時にはせんだん力のみ作用する。
また、第１実施形態のように、接続体１６を回路基板１５に設ける場合でも、これらの間に熱伝導性に優れる放熱板を介在させてもよい。
【符号の説明】
【００５３】
Ｌ…光軸、１０…可動体、２０…固定体、１２…内側ケース、１３…中間ケース、１４…枠体、４１…磁石、１５…回路基板、１６，１６２…接続体（熱伝導部材）、１７…コイルホルダ、３０…ローリング支持機構、３１…弾性部材（板ばね）、４０…ローリング補正用駆動機構、４１…ローリング用磁石、４２…ローリング用コイル、７０…ケース支持機構、７１…前側ばね、７１ａ，７２ａ…内周部、７１ｂ，７２ｂ…外周部、７２…後側ばね、７３…ワイヤ、８０…Ｘ軸方向駆動機構、９０…Ｙ軸方向駆動機構、８１，９１…磁石、８２，９２…コイル、１０１…光学ユニット、１１０…光学素子、１１１…撮像素子、１１２…レンズホルダ、１２１，１３１，１４１，２１１…側板部、１３２…穴、１３３…天板部、１４２…突起部、１４３，１４５，２１３…切欠部、１４４…端板部、１５１…フレキシブル配線基板、１６１…放熱板、１６１ａ…底板部、１６１ｂ…側板部、２１０…外側ケース、２１５…ストッパ板、２２０…筐体（板状部）、３１１，３１２…端部、３１３…Ｕ字形状部、３１４…穴、４１１…着磁分極線、４２１…長辺部、４２２…短辺部、７１１…突出部、８２１，９２１…短辺部、８２２，９２２…長辺部。
【図１】
2020030393.tif 000003
【図２】
2020030393.tif 000004
【図３】
2020030393.tif 000005
【図４】
2020030393.tif 000006
【図５】
2020030393.tif 000007
【図６】
2020030393.tif 000008
【図７】
2020030393.tif 000009
【図８】
2020030393.tif 000010
【図９】
2020030393.tif 000011
【図１０】
2020030393.tif 000012
【図１１】
2020030393.tif 000013
【図１２】
2020030393.tif 000014
【図１３】
2020030393.tif 000015
【図１４】
2020030393.tif 000016
【図１５】
2020030393.tif 000017