(57)【要約】【課題】光学モジュールを揺動させる際、大きな駆動力を得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】光学ユニット１００では、光学モジュール１０と固定体２０の角筒状胴部１２１０との間に矩形の可動枠３２を配置し、かかる可動枠３２が固定体２０に揺動可能に支持された構造とし、可動枠３２が光学モジュール１０を揺動可能に支持している構造としてある。かかる可動枠３２を用いたジンバル機構３０は、光軸Ｌ方向に対して直交する方向からみたとき、振れ補正用駆動機構５００と重なる位置に設けられている。光学モジュール１０と固定体２０とに板状バネ７０を接続し、駆動を停止した際、光学モジュール１０を確実に元の姿勢に戻す。板状バネ７０も、光軸Ｌ方向に対して直交する方向からみたとき、振れ補正用駆動機構５００と重なる位置に設けられている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学モジュールと、
該光学モジュールの周りを囲む胴部を備えた固定体と、
前記光学モジュールを光軸方向に交差する第１軸線周りに揺動可能に支持するとともに、前記光学モジュールを前記光軸方向および前記第１軸線に交差する第２軸線周りに揺動可能に支持するジンバル機構と、
前記光学モジュールの側面と前記胴部の側面との間にコイルおよび磁石を備え、前記光学モジュールを前記第１軸線周りおよび前記第２軸線周りに駆動する振れ補正用駆動機構と、
前記光学モジュールと前記固定体とに接続して前記振れ補正用駆動機構が停止状態にあるときの前記光学モジュールの姿勢を規定する板状バネと、
を有し、
前記光軸方向に対して直交する方向からみたとき、前記ジンバル機構および前記板状バネは、前記振れ補正用駆動機構と重なる位置に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】
光軸方向に対して直交する方向からみたとき、前記ジンバル機構は、前記板状バネより、前記振れ補正用駆動機構の光軸方向の中央位置に近い位置に設けられてい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。
【請求項３】
前記ジンバル機構は、第１角部、該第１角部と隣り合う第２角部、前記第１角部から前記第１軸線方向で離間する第３角部、および前記第２角部から前記第２軸線方向で離間する第４角部を光軸周りに備えた矩形の可動枠を備え、
前記可動枠の前記第１角部および前記第３角部は、前記固定体に揺動可能に支持され、
前記可動枠の前記第２角部および前記第４角部は、前記光学モジュールを揺動可能に支持し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。
【請求項４】
前記固定体は、前記板状バネが接続された固定体側矩形枠を有し、
前記可動枠の前記第１角部および前記第３角部は、前記固定体側矩形枠に揺動可能に支持されていることを特徴とする請求項１乃至３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５】
前記コイルは、前記光学モジュールに保持され、
前記磁石は、前記胴部の内面に保持されていることを特徴とする請求項１乃至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。
【請求項６】
前記光学モジュールは、光学部品と、該光学部品を保持するホルダと、を有し、
前記ホルダには、前記光学部品を保持する光学部品保持部と、該光学部品保持部の径方向外側で前記可動枠が配置される可動枠配置空間と、前記振れ補正用駆動機構に用いたコイルを前記可動枠配置空間の外側で保持するコイル保持部と、が設けられていることを特徴とする請求項５に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。
【請求項７】
前記コイルは空芯コイルであり、
前記コイル保持部は、前記コイルの開口部に嵌る凸部を有し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。
【請求項８】
前記凸部は、前記コイルの前記磁石に対向する面から当該磁石に向けて突出してい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。
【請求項９】
前記コイル保持部は、前記第１角部と前記第２角部との中間位置の径方向外側、前記第２角部と前記第３角部との中間位置の径方向外側、前記第３角部と前記第４角部との中間位置の径方向外側、および前記第４角部と前記第１角部との中間位置に径方向外側の各々に設けられてい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。
【請求項１０】
前記固定体は、前記胴部および該胴部の前記光軸方向の前側端部から径方向内側に張り出した枠状の端板部を備えたヨークを有し、
前記端板部には、光軸方向からみたとき前記磁石の前記コイルと対向する面より径方向外側に開口縁が位置する開口部が形成されていることを特徴とする請求項５乃至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１１】
前記ヨークの前記端板部には非磁性のカバーが固定され、
前記カバーは、前記端板部の前記光軸方向の前側の面に重なる枠状の前板部と、該前板部の内縁から前記開口部を通って前記光軸方向の後側に向けて突出して前記光学モジュールの前記光軸方向の前側端部の周りを囲む筒部と、を有してい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。
【請求項１２】
前記前板部には、前記光軸方向の前側からみたときに前記光学モジュールの前記前側端部の周りを囲む板状ストッパが固定されていることを特徴とする請求項１１に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。
【請求項１３】
前記光学モジュールの前記光軸方向の後側端部には前記光軸方向に対して直交する第１方向に沿って延在するフレキシブル配線基板が接続されており、
前記フレキシブル配線基板は、前記光学モジュールに対して前記光軸方向で重なる部分に対して前記第１方向の一方側の位置で当該第１方向の他方側に向けて円弧状に折り曲げられた第１湾曲部と、該第１湾曲部から前記第１方向の前記他方側に延在する帯状部と、該帯状部において前記光学モジュールに対して前記光軸方向で重なる部分に対して前記第１方向の前記他方側に位置する端部で前記第１方向の前記一方側に向けて円弧状に折り曲げられた第２湾曲部と、が設けられ、かつ、前記第１湾曲部、前記帯状部および前記第２湾曲部は、前記第１方向に沿って延在するスリットによって、前記光軸方向および前記第１方向に直交する第２方向において２つに分岐されていることを特徴とする請求項１乃至１２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１４】
前記ジンバル機構において、
前記第１角部と前記固定体との間に設けられた揺動支持部、および前記第３角部と前記固定体との間に設けられた揺動支持部は各々、前記可動枠および前記固定体のうちの一方側に設けられた突部と、他方側で当該突部の先端側を受ける凹状の受け部と、を備え、
前記第２角部と前記光学モジュールとの間に設けられた揺動支持部、および前記第４角部と前記光学モジュールとの間に設けられた揺動支持部は各々、前記可動枠および前記光学モジュールのうちの一方側に設けられた突部と、他方側で当該突部の先端側を受ける凹状の受け部と、を備えていることを特徴とする請求項１乃至１３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１５】
前記突部は、前記受け部側に位置する先端面が半球状であることを特徴とする請求項１４に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。
【請求項１６】
前記突部は、球体により構成されていることを特徴とする請求項１５に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。
【請求項１７】
前記可動枠は、前記第１角部と前記第２角部とを連結する第１連結部、前記第２角部と前記第３角部とを連結する第２連結部、前記第３角部と前記第４角部とを連結する第３連結部、および前記第４角部と前記第１角部とを連結する第４連結部が弾性変形可能であり、
前記第１角部、前記第２角部、前記第３角部および前記第４角部のいずれにおいても、前記第１連結部、前記第２連結部、前記第３連結部および前記第４連結部の弾性によって、前記突部と前記受け部とが弾性をもって接していることを特徴とする請求項１４乃至１６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１８】
前記第１連結部、前記第２連結部、前記第３連結部、および前記第４連結部は、光軸方向に交差する方向に蛇行する蛇行部を備えていることを特徴とする請求項１７に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。
【請求項１９】
前記複数の突部はいずれも、前記可動枠の側に設けられていることを特徴とする請求項１４乃至１８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２０】
前記複数の突部はいずれも、前記光軸に交差する同一平面内に位置していることを特徴とする請求項１９に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。
【請求項２１】
前記複数の突部はいずれも、前記可動枠の内側に設けられ、
前記複数の受け部のうち、前記第１角部および前記第３角部に設けられた２つの受け部は、前記固定体側から光軸方向に突出して前記可動枠の内側に位置する部分に形成され、前記第２角部および前記第４角部に設けられた２つの受け部は、前記光学モジュール側から光軸方向に突出して前記可動枠の内側に位置する部分に形成されていることを特徴とする請求項１９または２０に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。
【請求項２２】
前記複数の受け部のうち、前記第１角部および前記第３角部に設けられた２つの受け部は、前記可動枠に対して光軸方向の一方側位置から光軸方向の他方側に突出して前記可動枠の内側に位置する部分に形成され、前記第２角部および前記第４角部に設けられた２つの受け部は、前記可動枠に対して光軸方向の他方側位置から光軸方向の一方側に突出して前記可動枠の内側に位置する部分に形成されていることを特徴とする請求項２１に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。
【請求項２３】
前記複数の受け部のうち、前記第１角部および前記第３角部に設けられた２つの受け部は各々、前記固定体側に固定された板状部材に形成され、前記第２角部および前記第４角部に設けられた２つの受け部は各々、前記光学モジュール側に固定された板状部材に形成されていることを特徴とする請求項２１または２２に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。
【請求項２４】
前記固定体は、前記複数の突部のうち、前記第１角部および前記第３角部に設けられた２つの突部を各々、両脇から囲む２つの壁面と、前記第１角部および前記第３角部に設けられた２つの突部を各々、前記光軸方向の両側から囲む２つの壁面と、を有し、
前記光学モジュールは、前記複数の突部のうち、前記第２角部および前記第４角部に設けられた２つの突部を各々、両脇から囲む２つの壁面と、前記第２角部および前記第４角部に設けられた２つの突部を各々、前記光軸方向の両側から囲む２つの壁面と、を有していることを特徴とする請求項１４乃至２３の何れか一項に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、カメラ付き携帯電話機等に搭載される振れ補正機能付き光学ユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話機は、撮影用の光学ユニットが搭載された光学機器として構成されている。かかる光学ユニットにおいては、ユーザーの手振れによる撮影画像の乱れを抑制するために、光学モジュールを揺動させて振れを補正する構成が提案されている。かかる振れ補正を行うには、光学モジュールを固定体に対して揺動可能に支持する必要がある。そこで、光学モジュールをピボットで支持するとともに、光学モジュールと固定体とを板状バネで接続した構成が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２８８７６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ピボットを中心に光学モジュールを揺動させる構成の場合、ピボットから離間した位置に振れ補正用駆動機構を構成するコイルと磁石とを配置する必要がある。そのため、ピボットを中心に光学モジュールが揺動した際、光学モジュールにおいてコイルや磁石が配置された部分の変位が大きい。従って、コイルと磁石とが当接しないように、コイルと磁石とを大きく離間した位置に配置せざるを得ないため、駆動力が小さいという問題点がある。
【０００５】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、光学モジュールを揺動させる際、大きな駆動力を得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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に係る振れ補正機能付き光学ユニットは、光学モジュールと、該光学モジュールの周りを囲む胴部を備えた固定体と、前記光学モジュールを光軸方向に交差する第１軸線周りに揺動可能に支持するとともに、前記光学モジュールを前記光軸方向および前記第１軸線に交差する第２軸線周りに揺動可能に支持するジンバル機構と、前記光学モジュールの側面と前記胴部の側面との間にコイルおよび磁石を備え、前記光学モジュールを前記第１軸線周りおよび前記第２軸線周りに駆動する振れ補正用駆動機構と、前記光学モジュールと前記固定体とに接続して前記振れ補正用駆動機構が停止状態にあるときの前記光学モジュールの姿勢を規定する板状バネと、を有し、前記光軸方向に対して直交する方向からみたとき、前記ジンバル機構および前記板状バネは、前記振れ補正用駆動機構と重なる位置に設けられていることを特徴とする。
【０００７】
本発明では、光学モジュールを揺動可能に支持するにあたってジンバル機構が用いられているとともに、光軸方向に対して直交する方向からみたとき、ジンバル機構が振れ補正用駆動機構と重なる位置に設けられている。このため、光学モジュールを揺動させた際、光学モジュールにおいてコイルや磁石が配置された部分の変位が小さいので、コイルと磁石とを近接させてもコイルと磁石とが接触しにくい。それ故、コイルと磁石とを近接させることができるので、大きな駆動力を得ることができる。また、ジンバル機構の場合、駆動を停止した際、光学モジュールを元の姿勢に戻す力が小さいか、あるいは光学モジュールを元の姿勢に戻す力がないが、本発明では、光学モジュールと固定体とに板状バネを接続したため、駆動を停止した際、光学モジュールを確実に元の姿勢に戻すことができる。また、光軸方向に対して直交する方向からみたとき、板状バネは振れ補正用駆動機構と重なる位置に設けられている。このため、光学モジュールを揺動させた際、光学モジュールにおいて板状バネが配置された部分の変位が小さいので、板状バネの変形が小さい。それ故、板状バネによる抗力が小さいので、光学モジュールを揺動させる際、光学モジュールに大きな揺動力を加えることができる。また、板状バネの変形が小さいので、板状バネの構成を簡素化することができる。
【０００８】
本発明において、光軸方向に対して直交する方向からみたとき、前記ジンバル機構は、前記板状バネより、前記振れ補正用駆動機構の光軸方向の中央位置に近い位置に設けられていることが好ましい。かかる構成によれば、光学モジュールを揺動させた際、光学モジュールにおいてコイルや磁石が配置された部分の変位を小さくすることができる。それ故、コイルと磁石とを近接させることができるので、大きな駆動力を得ることができる。
【０００９】
本発明において、前記ジンバル機構は、第１角部、該第１角部と隣り合う第２角部、前記第１角部から前記第１軸線方向で離間する第３角部、および前記第２角部から前記第２軸線方向で離間する第４角部を光軸周りに備えた矩形の可動枠を備え、前記可動枠の前記第１角部および前記第３角部は、前記固定体に揺動可能に支持され、前記可動枠の前記第２角部および前記第４角部は、前記光学モジュールを揺動可能に支持していることが好ましい。かかる構成によれば、ジンバル機構によって、光学モジュールを固定体に対して揺動可能に支持した場合でも、光学モジュールの側面と固定体の側面との間に振れ補正用駆動機構等を配置するスペースを確保することができる。
【００１０】
本発明において、前記固定体は、前記板状バネが接続された固定体側矩形枠を有し、前記可動枠の前記第１角部および前記第３角部は、前記固定体側矩形枠に揺動可能に支持されていることが好ましい。かかる構成によれば、板状バネが接続された固定体側矩形枠を利用してジンバル機構を構成するので、組み立てを行いやすいとともに、部品点数を削減することができる。
【００１１】
本発明において、前記コイルは、前記光学モジュールに保持され、前記磁石は、前記胴部の内面に保持されていることが好ましい。かかる構成によれば、磁石より軽量なコイルを光学モジュールに設けるので、振れ補正のための駆動電流が小さく済むとともに、振れ補正の応答性を向上することができる。
【００１２】
本発明において、前記光学モジュールは、光学部品と、該光学部品を保持するホルダと、を有し、前記ホルダには、前記光学部品を保持する光学部品保持部と、該光学部品保持部の径方向外側で前記可動枠が配置される可動枠配置空間と、前記振れ補正用駆動機構に用いたコイルを前記可動枠配置空間の外側で保持するコイル保持部と、が設けられていることが好ましい。かかる構成によれば、光軸方向からみたとき、ホルダの外形より内側にジンバル機構を設けることができる。
【００１３】
本発明において、前記コイルは空芯コイルであり、前記コイル保持部は、前記コイルの開口部に嵌る凸部を有していることが好ましい。かかる構成によれば、コイルを容易かつ確実に所定位置に設けることができる。
【００１４】
本発明において、前記凸部は、前記コイルの前記磁石に対向する面から当該磁石に向けて突出していることが好ましい。かかる構成によれば、衝撃等によって、光学モジュールが揺動した場合や光学モジュールが光軸方向に直交する方向に変位した場合でも、コイルが磁石に溶接しない。それ故、コイルの損傷を防止することができる。
【００１５】
本発明において、前記コイル保持部は、前記第１角部と前記第２角部との中間位置の径方向外側、前記第２角部と前記第３角部との中間位置の径方向外側、前記第３角部と前記第４角部との中間位置の径方向外側、および前記第４角部と前記第１角部との中間位置に径方向外側の各々に設けられていることが好ましい。かかる構成によれば、可動枠の角部からずれた角度位置にコイル保持部を設けるので、光軸方向からみたとき、ホルダの外形を小さくすることができる。
【００１６】
本発明において、前記固定体は、前記胴部および該胴部の前記光軸方向の前側端部から径方向内側に張り出した枠状の端板部を備えたヨークを有し、前記端板部には、光軸方向からみたとき前記磁石の前記コイルと対向する面より径方向外側に開口縁が位置する開口部が形成されていることが好ましい。かかる構成によれば、光軸方向の前側において磁石の磁力線がヨークの端板部の側に向かうことを抑制することができる。それ故、コイルに鎖交する磁界の強度を大とすることができる。
【００１７】
本発明において、前記ヨークの前記端板部には非磁性のカバーが固定され、前記カバーは、前記端板部の前記光軸方向の前側の面に重なる枠状の前板部と、該前板部の内縁から前記開口部を通って前記光軸方向の後側に向けて突出して前記光学モジュールの前記光軸方向の前側端部の周りを囲む筒部と、を有していることが好ましい。かかる構成によれば、塵等が内部に侵入することを抑制することができる。また、カバーは非磁性であるため、カバーを設けても、磁石の磁力線が余計な方向に向かうことを抑制することができる。それ故、コイルに鎖交する磁界の強度を大とすることができる。
【００１８】
本発明において、前記前板部には、前記光軸方向の前側からみたときに前記光学モジュールの前記前側端部の周りを囲む板状ストッパが固定されていることが好ましい。かかる構成によれば、衝撃等によって、光学モジュールが揺動した場合や光学モジュールが光軸方向に直交する方向に変位した場合でも、その量を板状ストッパによって制限することができる。
【００１９】
本発明において、前記光学モジュールの前記光軸方向の後側端部には前記光軸方向に対して直交する第１方向に沿って延在するフレキシブル配線基板が接続されており、前記フレキシブル配線基板は、前記光学モジュールに対して前記光軸方向で重なる部分に対して前記第１方向の一方側の位置で当該第１方向の他方側に向けて円弧状に折り曲げられた第１湾曲部と、該第１湾曲部から前記第１方向の前記他方側に延在する帯状部と、該帯状部において前記光学モジュールに対して前記光軸方向で重なる部分に対して前記第１方向の前記他方側に位置する端部で前記第１方向の前記一方側に向けて円弧状に折り曲げられた第２湾曲部と、が設けられ、かつ、前記第１湾曲部、前記帯状部および前記第２湾曲部は、前記第１方向に沿って延在するスリットによって、前記光軸方向および前記第１方向に直交する第２方向において２つに分岐されていることが好ましい。
【００２０】
本発明では、前記ジンバル機構において、前記第１角部と前記固定体との間に設けられた揺動支持部、および前記第３角部と前記固定体との間に設けられた揺動支持部は各々、前記可動枠および前記固定体のうちの一方側に設けられた突部と、他方側で当該突部の先端側を受ける凹状の受け部とを備え、前記第２角部と前記光学モジュールとの間に設けられた揺動支持部、および前記第４角部と前記光学モジュールとの間に設けられた揺動支持部は各々、前記可動枠および前記光学モジュールのうちの一方側に設けられた突部と、他方側で当該突部の先端側を受ける凹状の受け部と、を備えていることが好ましい。かかる構成によれば、軸体を介して揺動可能にした構成と比較して組み立て工程を簡素化することができる。
【００２１】
本発明において、前記突部は、前記受け部側に位置する先端面が半球状であることが好ましい。かかる構成によれば、可動枠や光学モジュールが揺動していずれの姿勢になったときでも、突部と受け部との摺動がスムーズである。
【００２２】
この場合、前記突部は、例えば、球体により構成することができる。
【００２３】
本発明において、前記可動枠は、前記第１角部と前記第２角部とを連結する第１連結部、前記第２角部と前記第３角部とを連結する第２連結部、前記第３角部と前記第４角部とを連結する第３連結部、および前記第４角部と前記第１角部とを連結する第４連結部が弾性変形可能であり、前記第１角部、前記第２角部、前記第３角部および前記第４角部のいずれにおいても、前記第１連結部、前記第２連結部、前記第３連結部および前記第４連結部の弾性によって、前記突部と前記受け部とが弾性をもって接していることが好ましい。かかる構成によれば、突部と受け部との間でガタツキが発生しにくい。
【００２４】
この場合、前記第１連結部、前記第２連結部、前記第３連結部、および前記第４連結部は、光軸方向に交差する方向に蛇行する蛇行部を備えている構成を採用することができる。
【００２５】
本発明において、前記複数の突部はいずれも、前記可動枠の側に設けら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、ジンバル機構の構成を簡素化することができる。
【００２６】
本発明において、前記複数の突部はいずれも、前記光軸に交差する同一平面内に位置していることが好ましい。かかる構成によれば、ジンバル機構の構成を簡素化することができる。
【００２７】
本発明において、前記複数の突部はいずれも、前記可動枠の内側に設けられ、前記複数の受け部のうち、前記第１角部および前記第３角部に設けられた２つの受け部は、前記固定体側から光軸方向に突出して前記可動枠の内側に位置する部分に形成され、前記第２角部および前記第４角部に設けられた２つの受け部は、前記光学モジュール側から光軸方向に突出して前記可動枠の内側に位置する部分に形成されていることが好ましい。かかる構成によれば、複数の突部が光軸に交差する同一平面内に位置する場合でも、突部と受け部とを適正に当接させることができる。
【００２８】
本発明において、前記複数の受け部のうち、前記第１角部および前記第３角部に設けられた２つの受け部は、前記可動枠に対して光軸方向の一方側位置から光軸方向の他方側に突出して前記可動枠の内側に位置する部分に形成され、前記第２角部および前記第４角部に設けられた２つの受け部は、前記可動枠に対して光軸方向の他方側位置から光軸方向の一方側に突出して前記可動枠の内側に位置する部分に形成されていることが好ましい。
【００２９】
本発明において、前記複数の受け部のうち、前記第１角部および前記第３角部に設けられた２つの受け部は各々、前記固定体側に固定された板状部材に形成され、前記第２角部および前記第４角部に設けられた２つの受け部は各々、前記光学モジュール側に固定された板状部材に形成されていることが好ましい。かかる構成によれば、固定体や光学モジュールの構造や材質にかかわらず、受け部を突部との摺動性や耐久性に優れた構造とすることができる。
【００３０】
本発明において、前記固定体は、前記複数の突部のうち、前記第１角部および前記第３角部に設けられた２つの突部を各々、両脇から囲む２つの壁面と、前記第１角部および前記第３角部に設けられた２つの突部を各々、前記光軸方向の両側から囲む２つの壁面と、を有し、前記光学モジュールは、前記複数の突部のうち、前記第２角部および前記第４角部に設けられた２つの突部を各々、両脇から囲む２つの壁面と、前記第２角部および前記第４角部に設けられた２つの突部を各々、前記光軸方向の両側から囲む２つの壁面と、を有していることが好ましい。かかる構成によれば、衝撃が加わっても、突部が受け部から外れにくい。
【発明の効果】
【００３１】
本発明では、光学モジュールを揺動可能に支持するにあたってジンバル機構が用いられているとともに、光軸方向に対して直交する方向からみたとき、ジンバル機構が振れ補正用駆動機構と重なる位置に設けられている。このため、光学モジュールを揺動させた際、光学モジュールにおいてコイルや磁石が配置された部分の変位が小さいので、コイルと磁石とを近接させてもコイルと磁石とが接触しにくい。それ故、コイルと磁石とを近接させることができるので、大きな駆動力を得ることができる。また、ジンバル機構の場合、駆動を停止した際、光学モジュールを元の姿勢に戻す力が小さいか、あるいは光学モジュールを元の姿勢に戻す力がないが、本発明では、光学モジュールと固定体とに板状バネを接続したため、駆動を停止した際、光学モジュールを確実に元の姿勢に戻すことができる。また、光軸方向に対して直交する方向からみたとき、板状バネは振れ補正用駆動機構と重なる位置に設けられている。このため、光学モジュールを揺動させた際、光学モジュールにおいて板状バネが配置された部分の変位が小さいので、板状バネの変形が小さい。それ故、板状バネによる抗力が小さいので、光学モジュールを揺動させる際、光学モジュールに大きな揺動力を加えることができる。また、板状バネの変形が小さいので、板状バネの構成を簡素化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明を適用した振れ補正機能付きの光学ユニットを携帯電話機等の光学機器に搭載した様子を模式的に示す説明図である。
【図２】本発明を適用した振れ補正機能付きの光学ユニットの外観等を示す斜視図である。
【図３】本発明を適用した振れ補正機能付きの光学ユニットの断面構成を示す説明図である。
【図４】本発明を適用した振れ補正機能付きの光学ユニットをさらに細かく分解したときの分解斜視図である。
【図５】本発明を適用した振れ補正機能付きの光学ユニットのジンバル機構等の斜視図である。
【図６】本発明を適用した振れ補正機能付きの光学ユニットのジンバル機構等の分解斜視図である。
【図７】本発明を適用した振れ補正機能付きの光学ユニットのジンバル機構に用いた部材の平面構成を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明においては、撮像ユニットの手振れを防止するための構成を例示する。また、以下の説明では、互いに直交する３方向を各々Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸とし、光軸Ｌ（レンズ光軸／光学素子の光軸）に沿う方向をＺ軸とする。また、以下の説明では、各方向の振れのうち、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）に相当し、Ｚ軸周りの回転は、いわゆるローリングに相当する。また、Ｘ軸の一方側には＋Ｘを付し、他方側には−Ｘを付し、Ｙ軸の一方側には＋Ｙを付し、他方側には−Ｙを付し、Ｚ軸の一方側（被写体側とは反対側／光軸方向後側）には＋Ｚを付し、他方側（被写体側／光軸方向前側）には−Ｚを付して説明する。
【００３４】
（撮影用の光学ユニットの全体構成）
図１は、本発明を適用した振れ補正機能付きの光学ユニットを携帯電話機等の光学機器に搭載した様子を模式的に示す説明図である。
【００３５】
図１に示す光学ユニット１００（振れ補正機能付き光学ユニット）は、カメラ付き携帯電話機等の光学機器１０００に用いられる薄型カメラであって、光学機器１０００のシャーシ２０００（機器本体）に支持された状態で搭載される。かかる光学ユニット１００では、撮影時に光学機器１０００に手振れ等の振れが発生すると、撮像画像に乱れが発生する。そこで、本形態の光学ユニット１００には、後述するように、撮像ユニット１を備えた光学モジュール１０を固定体２０内で揺動可能に支持するとともに、光学ユニット１００に搭載したジャイロスコープ、あるいは光学機器１０００の本体側に搭載したジャイロスコープ等の振れ検出センサによって手振れを検出した結果に基づいて、撮像ユニット１を揺動させる振れ補正用駆動機構（図１では図示せず）が設けられている。また、光学ユニット１００には、撮像ユニット１や振れ補正用駆動機構への給電等行うためのフレキシブル配線基板１９００が引き出されており、かかるフレキシブル配線基板１９００は、光学機器１０００の本体側に設けられた上位の制御部等に電気的に接続されている。また、フレキシブル配線基板１９００は、撮像ユニット１から信号を出力する機能も担っている。本形態において、光軸Ｌの方向からみたとき、レンズ１ａは円形であるが、光学モジュール１０は角形である。
【００３６】
（光学ユニット１００の概略構成）
図２は、本発明を適用した振れ補正機能付きの光学ユニット１００の外観等を示す斜視図であり、図２（ａ）、（ｂ）は、光学ユニットを被写体側からみたときの斜視図、および光学ユニットの分解斜視図である。図３は、本発明を適用した振れ補正機能付きの光学ユニット１００の断面構成を示す説明図であり、図３（ａ）、（ｂ）は、光学ユニットのＸＺ断面図、および光学ユニットのＹＺ断面図である。図４は、本発明を適用した振れ補正機能付きの光学ユニット１００をさらに細かく分解したときの分解斜視図である。
【００３７】
図２、図３および図４において、本形態の光学ユニット１００は、固定体２０と、光学モジュール１０と、光学モジュール１０が固定体２０に対して変位可能に支持された状態とするジンバル機構３０と、光学モジュール１０と固定体２０との間で光学モジュール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５００とを有している。
【００３８】
固定体２０は上ケース１２００を備えており、上ケース１２００は、光学モジュール１０の周りを囲む角筒状胴部１２１０（胴部）と、角筒状胴部１２１０のＺ軸方向の他方側−Ｚの端部から径方向内側に張り出した矩形枠状の端板部１２２０とを備えている。端板部１２２０には開口部１２２１が形成されている。上ケース１２００において、角筒状胴部１２１０は、被写体側（光軸Ｌが延在している側）とは反対側（＋Ｚ側）で径方向外側に広がる矩形枠状のフランジ部１２１８と、矩形枠状のフランジ部１２１８の外縁からＺ軸方向の一方側＋Ｚに延在した角筒部１２１９とを有している。
【００３９】
（振れ補正用駆動機構５００の構成）
振れ補正用駆動機構５００は、板状の磁石１５２０とコイル１５６０とを利用した磁気駆動機構である。ここで、コイル１５６０は、光学モジュール１０に保持され、磁石１５２０は、上ケース１２００の角筒状胴部１２１０の４つの側板部１２１１の内面に保持されている。本形態において、磁石１５２０は、外面側および内面側が異なる極に着磁されている。また、磁石１５２０は、光軸方向に２つに分割されており、コイル１５６０の側に位置する磁極が異なるように着磁されている。このため、コイル１５６０は、上下の長辺部分が有効辺として利用される。なお、４つの磁石１５２０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。このため、周方向で隣り合う磁石１５２０同士が吸着し合うことがないので、組み立て等が容易である。
【００４０】
ここで、上ケース１２００は磁性材料から構成されており、磁石１５２０に対するヨークとして機能する。また、上ケース１２００の端板部１２２０には、光軸Ｌ方向からみたとき磁石１５２０のコイル１５６０と対向する面より径方向外側に開口縁が位置する開口部１２２１が形成されているため、光軸Ｌ方向の前側において磁石１５２０の磁力線が上ケース１２００（ヨーク）の端板部１２２０の側に向かうことを抑制することができる。
【００４１】
（光学モジュール１０の構成）
光学モジュール１０は、撮像ユニット１と、撮像ユニット１のレンズ１ａ（光学部品）を保持するホルダ１１１０と、ホルダ１１１０のＺ軸方向の一方側＋Ｚの端部に固定された回路モジュール１０９０とを有している。
【００４２】
ホルダ１１１０は、光学モジュール１０の外周部分を構成しており、概ね、レンズ１ａを保持する筒状の光学部品保持部１１２０と、光学部品保持部１１２０のＺ軸方向の一方側＋Ｚの端部で拡径する肉厚のフランジ部１１３０とを有している。ホルダ１１１０には、光学部品保持部１１２０およびフランジ部１１３０を貫通する貫通穴１１１１が形成されており、貫通穴１１１１は、フランジ部１１３０の内側に位置する部分が、光学部品保持部１１２０の内側に位置する部分より大径になっている。
【００４３】
また、ホルダ１１１０には、光学部品保持部１１２０の径方向外側には、ジンバル機構３０の可動枠３２が配置された可動枠配置空間１１４０と、コイル１５６０を可動枠配置空間１１４０の外側で保持するコイル保持部１１５０とが設けられている。コイル保持部１１５０は、可動枠配置空間１１４０の径方向外側でフランジ部１１３０の外縁からＺ軸方向の他方側−Ｚに向けて起立した部分からなり、周方向の４個所に形成されている。コイル保持部１１５０は、フランジ部１１３０の外縁からＺ軸方向の他方側−Ｚに向けて起立した板状部１１５１と、板状部１１５１から径方向外側に突出した凸部１１５２からなる。ここで、コイル１５６０は、空芯コイルであり、開口部に凸部１１５２が嵌った状態で、コイル保持部１１５０に接着されている。この状態で、凸部１１５２は、コイル１５６０の外面（磁石１５２０と対向する面）から一部が突出している。
【００４４】
このように構成した光学モジュール１０において、光学モジュール１０のＺ軸方向の一方側＋Ｚの端部（回路モジュール１０９０のＺ軸方向の一方側＋Ｚの端部）にはフレキシブル配線基板１９００が接続されている。フレキシブル配線基板１９００は、Ｙ軸方向に沿って延在し、光学ユニット１００の外部まで引き出されている。光学ユニット１００の外部において、フレキシブル配線基板１９００の端部にはコネクタ１９９０が接続されており、コネクタ１９９０およびフレキシブル配線基板１９００を介してコイル１５６０への給電が行われる。また、撮像素子１ｂでの撮像結果は、フレキシブル配線基板１９００およびコネクタ１９９０を介して出力される。
【００４５】
（固定体２０の詳細構成）
固定体２０は、上ケース１２００のＺ軸方向の一方側＋Ｚを覆う矩形の下ケース１４００を有している。下ケース１４００は、矩形の底板部１４２０と、底板部１４２０の４つの角からＺ軸方向の他方側−Ｚに向けて突出した柱状部１４１０とを備えており、下ケース１４００を覆うように上ケース１２００を被せると、上ケース１２００のフランジ部１２１８が柱状部１４１０に当接する。従って、フランジ部１２１８と柱状部１４１０とをネジによって止めることにより、上ケース１２００と下ケース１４００とを固定することができる。なお、下ケース１４００において、Ｘ軸方向の一方側＋ＸおよびＹ軸方向の他方側−Ｙには側板部１４４０が設けられている。
【００４６】
また、固定体２０は、Ｚ軸方向の他方側−Ｚにカバー１６００および板状ストッパ１７００を有している。カバー１６００は、非磁性の金属板であり、上ケース１２００の端板部１２２０のＺ軸方向の他方側−Ｚの面に重なる矩形枠状の前板部１６１０と、前板部１６１０の内縁から上ケース１２００の開口部１２２１を通ってＺ軸方向の一方側＋Ｚ（光軸方向の後側）に向けて突出して光学モジュール１０のＺ軸方向の一方側＋Ｚの端部の周りを囲む角筒状の筒部１６２０と、筒部１６２０のＺ軸方向の一方側＋Ｚの端部から径方向内側に張り出した矩形枠状の後板部１６３０とを有している。
【００４７】
また、固定体２０は、カバー１６００の前板部１６１０に固定された板状ストッパ１７００を有しており、板状ストッパ１７００は、光学モジュール１０のＺ軸方向の他方側−Ｚの端部の周りを囲んでいる。より具体的には、板状ストッパ１７００の中央には、光学モジュール１０のＺ軸方向の他方側−Ｚの端部が貫通した窓１７１０が形成されており、かかる窓１７１０の内径寸法は、光学モジュール１０のＺ軸方向の他方側−Ｚの端部の外径寸法より大である。従って、光学モジュール１０のＸ軸方向における可動範囲およびＹ軸方向における可動範囲は、板状ストッパ１７００によって規定されている。
【００４８】
（フレキシブル配線基板１９００の構成）
本形態の光学ユニット１００において、下ケース１４００の底板部１４２０には、開口部１４２１が形成されており、光学モジュール１０のＺ軸方向の一方側＋Ｚの端部に接続されたフレキシブル配線基板１９００は、開口部１４２１を介して光学ユニット１００の外部に引き出されている。
【００４９】
ここで、フレキシブル配線基板１９００は、光学モジュール１０に対してＺ軸方向の一方側＋Ｚの端部に接続された後、まず、Ｙ軸方向（第１方向）の一方側＋Ｙに引き出され、その後、下ケース１４００の底板部１４２０の開口部１４２１から外部に引き出されて、さらに、Ｙ軸方向の一方側＋Ｙに延在している。その間、フレキシブル配線基板１９００には、光学モジュール１０に対してＺ軸方向の一方側＋Ｚで重なる部分に対してＹ軸方向の一方側＋Ｙの位置でＹ軸方向の他方側−Ｙに向けて円弧状に折り曲げられた第１湾曲部１９１０と、第１湾曲部１９１０からＹ軸方向の他方側−Ｙに延在する帯状部１９３０と、帯状部１９３０において光学モジュール１０に対してＺ軸方向の一方側＋Ｚで重なる部分に対してＹ軸方向の他方側−Ｙに位置する端部でＹ軸方向の一方側＋Ｙに向けて円弧状に折り曲げられた第２湾曲部１９２０とが設けられている。ここで、第１湾曲部１９１０と第２湾曲部１９２０とは同一の曲率半径をもって湾曲している。
【００５０】
また、フレキシブル配線基板１９００は、第１湾曲部１９１０、帯状部１９３０および第２湾曲部１９２０は、Ｙ軸方向に沿って延在するスリット１９５０によって、Ｘ軸方向（第２方向）において２つに分岐されている。
【００５１】
（ジンバル機構３０の構成）
図５は、本発明を適用した振れ補正機能付きの光学ユニット１００のジンバル機構等の斜視図であり、図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、ホルダにジンバル機構を設けた状態の斜視図、ホルダから可動枠や固定体側矩形枠を分離させた状態の斜視図、ホルダから固定体側矩形枠を分離させた状態の斜視図、および固定体側矩形枠の第１角部の斜視図である。図６は、本発明を適用した振れ補正機能付きの光学ユニット１００のジンバル機構等の分解斜視図である。図７は、本発明を適用した振れ補正機能付きの光学ユニット１００のジンバル機構に用いた部材の平面構成を示す説明図であり、図７（ａ）、（ｂ）は、受け部を備えた板状部材と可動枠との平面的な位置関係を示す説明図、および受け部を備えた板状部材を可動枠から外した状態の平面的な構成を示す説明図である。なお、図７では、図面に向かって左側から右側に向かってホルダ、可動枠および固定体側矩形枠を並べて示してある。
【００５２】
本形態の光学ユニット１００において、手振れを補正するには、光学モジュール１０を光軸Ｌ方向に交差する第１軸線Ｌ１に揺動可能に支持するとともに、光学モジュール１０を光軸Ｌ方向および第１軸線Ｌ１に交差する第２軸線Ｌ２周りに揺動可能に支持する必要があるため、光学モジュール１０と固定体２０との間には、図５〜図７を参照して以下に説明するジンバル機構３０が構成されている。
【００５３】
本形態では、図５〜図７に示すジンバル機構３０を構成するにあたって、光学モジュール１０のホルダ１１１０、矩形の可動枠３２、および上ケース１２００（固定体２０）に溶接や接着等により固定された矩形枠２５（固定体側矩形枠）を用いる。
【００５４】
本形態において、可動枠３２は、光軸Ｌ周りに第１角部３２１、第２角部３２２、第３角部３２３および第４角部３２４を有しており、第１角部３２１と第２角部３２２との間、第２角部３２２と第３角部３２３との間、第３角部３２３と第４角部３２４との間、および第４角部３２４と第１角部３２１との間に第１連結部３２６（第１辺部）、第２連結部３２７（第２辺部）、第３連結部３２８（第３辺部）および第４連結部３２９（第４辺部）を有している。
【００５５】
ここで、可動枠３２の第１角部３２１、第２角部３２２、第３角部３２３および第４角部３２４の内側には金属製の球体３８が溶接等によって固定されており、かかる球体３８は、径方向内側に半球状の凸面を向ける突部３８ａ、３８ｂを構成している。従って、複数の突部３８ａ、３８ｂはいずれも、光軸Ｌに交差する同一平面内（ＸＹ面内）に位置している。
【００５６】
本形態において、第１連結部３２６、第２連結部３２７、第３連結部３２８および第４連結部３２９は、各々の延在方向およびＺ軸方向に対して直交する方向に湾曲した蛇行部３２６ａ、３２７ａ、３２８ａ、３２９ａを有している。
【００５７】
また、上ケース１２００（固定体２０）の端板部１２２０にはカバー１６００が固定されているとともに、カバー１６００の後板部１６３０のＺ軸方向の一方側＋Ｚの面には、溶接や接着等により矩形枠２５が固定されている。矩形枠２５は、光軸Ｌ周りに第１角部２５１、第２角部２５２、第３角部２５３および第４角部２５４を有しており、第１角部２５１と第２角部２５２との間、第２角部２５２と第３角部２５３との間、第３角部２５３と第４角部２５４との間、および第４角部２５４と第１角部２５１との間に第１辺部２５６、第２辺部２５７、第３辺部２５８および第４辺部２５９を有している。
【００５８】
ここで、第１辺部２５６および第１連結部３２６は、Ｘ軸方向の一方側＋ＸでＹ軸方向に延在し、第３辺部２５８および第３連結部３２８は、Ｘ軸方向の他方側−ＸでＹ軸方向に延在している。また、第２辺部２５７および第２連結部３２７は、Ｙ軸方向の一方側＋ＹでＸ軸方向に延在し、第４辺部２５９および第４連結部３２９は、Ｙ軸方向の他方側−ＹでＸ軸方向に延在している。従って、第１角部２５１、３２１は、Ｘ軸方向の一方側＋ＸかつＹ軸方向の他方側−Ｙに位置し、第２角部２５２、３２２は、Ｘ軸方向の一方側＋ＸかつＹ軸方向の一方側＋Ｙに位置し、第３角部２５３、３２３は、Ｘ軸方向の他方側−ＸかつＹ軸方向の一方側＋Ｙに位置し、第４角部２５４、３２４は、Ｘ軸方向の他方側−ＸかつＹ軸方向の他方側−Ｙに位置している。
【００５９】
また、矩形枠２５は、第１角部２５１および第３角部２５３（光軸Ｌ方向の一方側）からＺ軸方向の一方側＋Ｚ（光軸Ｌ方向の他方側）に突出した支持板部２５５を有している。本形態において、支持板部２５５は、周方向の両脇で対向する壁面２５５ａ、２５５ｂを有しており、壁面２５５ａ、２５５ｂの間は、径方向外側に向かって開口する凹部になっている。また、壁面２５５ａ、２５５ｂの間は、径方向内側が壁面２５５ｄによって塞がれている。
【００６０】
ここで、壁面２５５ａ、２５５ｂの間には、Ｌ字形状に折り曲げられた板状部材３３が固定されており、板状部材３３は、Ｚ軸方向において、コイル保持部１１５０と同じ高さ位置にある。本形態において、板状部材３３は、Ｚ軸方向に延在する第１板部３３１と、第１板部３３１のＺ軸方向の一方側＋Ｚの端部で径方向外側に向けて折れ曲がった第２板部３３２とを有しており、第１板部３３１が矩形枠２５に形成された支持板部２５５の壁面２５５ｄおよび壁面２５５ａ、２５５ｂに固定されている。従って、矩形枠２５の第１角部２５１および第３角部２５３には、板状部材３３の第２板部３３２と、支持板部２５５の壁面２５５ｄおよび壁面２５５ａ、２５５ｂと、支持板部２５５の壁面２５５ｃによって周囲が囲まれて径方向外側に向けて開口する凹部が形成され、かかる凹部の径方向内側に板状部材３３の第１板部３３１が位置する。本形態では、第１板部３３１の径方向外側の面には半球状に凹んだ受け部２８０が形成されている。
【００６１】
また、光学モジュール１０に用いたホルダ１１１０において、Ｚ軸方向の一方側＋Ｚ（光軸Ｌ方向の他方側）からＺ軸方向の他方側−Ｚ（光軸Ｌ方向の一方側）に向けて突出した光学部品保持部１１２０の外周側において、Ｘ軸方向の一方側＋ＸかつＹ軸方向の一方側＋Ｙ、およびＸ軸方向の他方側−ＸかつＹ軸方向の他方側−Ｙには凹部１１６０が形成されており、Ｚ軸方向において、凹部１１６０は、コイル保持部１１５０と同じ高さ位置にある。
【００６２】
凹部１１６０は、両枠が壁面１１６１、１１６２で囲まれ、Ｚ軸方向の一方側＋Ｚは壁面１１６３で塞がれている。また、凹部１１６０の径方向内側は、光学部品保持部１１２０の外面で塞がれている。
【００６３】
ここで、凹部１１６０の内側には、Ｌ字形状に折り曲げられた板状部材３４が固定されており、板状部材３４は、Ｚ軸方向において、コイル保持部１１５０と同じ高さ位置にある。本形態において、板状部材３４は、Ｚ軸方向に延在する第１板部３４１と、第１板部３４１のＺ軸方向の他方側−Ｚの端部で径方向外側に向けて折れ曲がった第２板部３４２とを有しており、第１板部３４１が凹部１１６０の壁面１１６１、１１６２、および光学部品保持部１１２０の外面に固定されている。従って、ホルダ１１１０には、ホルダ１１１０の壁面１１６１、１１６２、１１６３と、板状部材３４の第２板部３４２とによって周囲が囲まれて径方向外側に向けて開口する凹部が形成され、かかる凹部の径方向内側に板状部材３４の第１板部３４１が位置する。本形態では、第１板部３４１の径方向外側の面には半球状に凹んだ受け部４８０が形成されている。
【００６４】
このように構成した矩形枠２５、可動枠３２、およびホルダ１１１０を用いて、光学モジュール１０を光軸Ｌ方向に交差する第１軸線Ｌ１周りに揺動可能に支持するとともに、光学モジュール１０を光軸Ｌ方向および第１軸線Ｌ１に交差する第２軸線Ｌ２周りに揺動可能に支持する。
【００６５】
より具体的には、可動枠３２の第１角部３２１と矩形枠２５の第１角部２５１との揺動支持部、および可動枠３２の第３角部３２３と矩形枠２５の第３角部２５３との揺動支持部では、矩形枠２５に設けた板状部材３３が可動体３２の第１角部３２１および第３角部３２３の内側に位置することにより、突部３８ａが受け部２８０で支持される。その結果、可動枠３２において第１軸線Ｌ１上に位置する第１角部３２１および第３角部３２３が矩形枠２５（固定体２０）の第１角部２５１および第３角部２５３に揺動可能に支持される。
【００６６】
より具体的には、可動枠３２の第２角部３２２とホルダ１１１０との揺動支持部、および可動枠３２の第４角部３２４とホルダ１１１０との揺動支持部では、ホルダ１１１０に設けた板状部材３４が、可動枠３２の第２角部３２２および第４角部３２４の内側に位置することにより、突部３８ｂが受け部４８０で支持される。その結果、可動枠３２において第２軸線Ｌ２上に位置する第２角部３２２および第４角部３２４は、ホルダ１１１０（光学モジュール１０）を揺動可能に支持する。
【００６７】
このようにして、光学モジュール１０は、ジンバル機構３０に用いた可動枠３２を介して、固定体２０に第１軸線Ｌ１周りに揺動可能に支持されるとともに、第２軸線Ｌ２周りに揺動可能に支持される。また、可動枠３２および板状部材３３、３４はいずれも、コイル保持部１１５０と同じ高さ位置にある。このため、光軸Ｌ方向に対して直交する方向からみたとき、ジンバル機構３０は、振れ補正用駆動機構５００と重なる位置に設けられている。特に本形態では、光軸Ｌ方向に対して直交する方向からみたとき、ジンバル機構３０は、振れ補正用駆動機構５００のＺ軸方向の中心と重なる位置に設けられている。
【００６８】
ここで、可動枠３２は、バネ性を有する金属材料等で構成されており、光学モジュール１０の自重では下方に撓まないが、外部から衝撃が加わった際、衝撃を吸収可能なバネ性を有している。また、可動枠３２は、第１連結部３２６、第２連結部３２７、第３連結部３２８および第４連結部３２９が各々、内側および外側に弾性変形可能である。このため、第１角部３２１、第２角部３２２、第３角部３２３および第４角部３２４のいずれにおいても、第１連結部３２６、第２連結部３２７、第３連結部３２８および第４連結部３２９の弾性によって、突部３８ａ、３８ｂと受け部２８０、４８０とが弾性をもって接している。従って、突部３８ａ、３８ｂと受け部２８０、４８０との間にガタつきが発生しない。
【００６９】
（板状バネ７０の構成）
本形態の光学モジュール１０は、光学モジュール１０と固定体２０とに接続して、振れ補正用駆動機構５００が停止状態にあるときの光学モジュール１０の姿勢を規定する板状バネ７０を有している。本形態において、板状バネ７０は、金属板を所定形状に加工したバネ部材であり、矩形枠状の固定体側連結部７１と、円環状の可動体側連結部７２と、固定体側連結部７１と可動体側連結部７２とを連結する板バネ部７３とを有している。本形態において、板バネ部７３は、固定体側連結部７１の角部分から周方向の一方側から他方側に折り返しながら可動体側連結部７２まで延在している。
【００７０】
ここで、固定体側連結部７１は、矩形枠２５のＺ軸方向の他方側−Ｚの面に固定され、可動体側連結部７２は、ホルダ１１１０の光学部品保持部１１２０のＺ軸方向の他方側−Ｚの端面１１２１に溶接や接着等により固定されている。本形態において、光学部品保持部１１２０のＺ軸方向の他方側−Ｚの端面１１２１には、内縁に沿って円環状の凸部１１２３が形成されており、かかる凸部１１２３の径方向外側に可動体側連結部７２が嵌った状態にある。
【００７１】
ここで、板状バネ７０も、光軸Ｌ方向に対して直交する方向からみたとき、振れ補正用駆動機構５００と重なる位置に設けられている。但し、光軸Ｌ方向に対して直交する方向からみたとき、ジンバル機構３０は、振れ補正用駆動機構５００のＺ軸方向の中心と重なる位置に設けられているのに対して、板状バネ７０は、振れ補正用駆動機構５００のＺ軸方向の中心と重なる位置よりＺ軸方向の他方側−Ｚに位置する。従って、光軸Ｌ方向に対して直交する方向からみたとき、ジンバル機構３０は、板状バネ７０より、振れ補正用駆動機構５００の光軸Ｌ方向の中央位置に近い位置に設けられている。
【００７２】
（フォトリフレクタ５９０の構成）
図３（ｂ）に示すように、本形態の光学ユニット１００では、フレキシブル配線基板１９００のうち、光学モジュール１０のＺ軸方向の一方側＋Ｚで重なる部分には、Ｚ軸方向の一方側＋Ｚに向けてフォトリフレクタ５９０が実装されている。また、下ケース１４００の底板部１４２０のＺ軸方向の他方側−Ｚの面には、フォトリフレクタ５９０と対向する位置に反射板１４９０が形成されている。本形態において、反射板１４９０は、ブロック状の金属部品であり、Ｚ軸方向の寸法（厚さ）が大である。従って、フォトリフレクタ５９０と反射板１４９０との距離が短いので、検出感度が高い。
【００７３】
（振れ補正用駆動機構５００等の構成および基本動作）
本形態の光学ユニット１００において、図１に示す光学機器１０００が振れると、かかる振れはジャイロスコープ等によって検出され、制御用ＩＣ（図示せず）は、振れ補正用駆動機構５００を制御する。すなわち、ジャイロスコープで検出した振れを打ち消すような駆動電流を空芯コイル５６０に供給する。その際、４つの空芯コイル５６０のうちの一部に通電し、他の空芯コイル５６０には通電しない。または、４つの空芯コイル５６０の全てに通電するが、４つの空芯コイル５６０に供給する電流バランスを制御する。その結果、光学モジュール１０は、第１軸線Ｌ１周りまたは第２軸線Ｌ２周りに揺動し、手振れが補正される。あるいは、光学モジュール１０は、第１軸線Ｌ１周りに揺動するとともに、第２軸線Ｌ２周りに揺動し、手振れが補正される。その際、第２フォトリフレクタ５９０は、光学モジュール１０との距離（変位）を検出し、振れ補正用駆動機構５００は、フォトリフレクタ５９０での検出結果に基づいて制御される。
【００７４】
（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態の光学ユニット１００では、光学モジュール１０と固定体２０の角筒状胴部１２１０との間に矩形の可動枠３２を配置し、かかる可動枠３２の第１角部３２１および第３角部３２３が固定体２０に揺動可能に支持された構造とし、可動枠３２の第２角部３２２および第４角部３２４が光学モジュール１０を揺動可能に支持している構造としてある。このため、ジンバル機構３０によって、光学モジュール１０を固定体２０に対して揺動可能に支持した場合でも、光学モジュール１０の側面と固定体２０の側面との間のうち、可動枠３２の第１連結部３２６、第２連結部３２７、第３連結部３２８および第４連結部３２９の近傍に振れ補正用駆動機構５００等を配置するスペースを確保することができる。
【００７５】
また、本形態では、光軸Ｌ方向に対して直交する方向からみたとき、ジンバル機構３０が振れ補正用駆動機構５００と重なる位置に設けられている。このため、光学モジュール１０を揺動させた際、光学モジュール１０においてコイル１５６０や磁石１５２０が配置された部分の変位が小さいので、コイル１５６０と磁石１５２０とを近接させてもコイル１５６０と磁石１５２０とが接触しにくい。それ故、コイル１５６０と磁石１５２０とを近接させることができるので、大きな駆動力を得ることができる。また、ジンバル機構３０の場合、駆動を停止した際、光学モジュール１０を元の姿勢に戻す力が小さいか、あるいは光学モジュール１０を元の姿勢に戻す力がないが、本形態では、光学モジュール１０と固定体２０とに板状バネ７０を接続したため、駆動を停止した際、光学モジュール１０を確実に元の姿勢に戻すことができる。また、光軸Ｌ方向に対して直交する方向からみたとき、板状バネ７０は振れ補正用駆動機構５００と重なる位置に設けられている。このため、光学モジュール１０を揺動させた際、光学モジュール１０において板状バネ７０が配置された部分の変位が小さいので、板状バネ７０の変形が小さい。それ故、板状バネ７０による抗力が小さいので、光学モジュール１０を揺動させる際、光学モジュール１０に大きな揺動力を加えることができる。また、板状バネ７０の変形が小さいので、板状バネ７０の構成を簡素化することができる。
【００７６】
また、光軸Ｌ方向に対して直交する方向からみたとき、ジンバル機構３０は、板状バネ７０より、振れ補正用駆動機構５００の光軸Ｌ方向の中央位置に近い位置に設けられている。このため、光学モジュール１０を揺動させた際、光学モジュール１０においてコイル１５６０や磁石１５２０が配置された部分の変位を小さくすることができる。それ故、コイル１５６０と磁石１５２０とを近接させることができるので、大きな駆動力を得ることができる。
【００７７】
また、固定体２０は、板状バネ７０が接続された矩形枠２５（固定体側矩形枠）を利用してジンバル機構３０を構成するので、組み立てを行いやすいとともに、部品点数を削減することができる。
【００７８】
また、コイル１５６０は、光学モジュール１０に保持され、磁石１５２０は、固定体２０の角筒状胴部１２１０の内面に保持されている。このため、磁石１５２０より軽量なコイル１５６０を光学モジュール１０に設けるので、振れ補正のための駆動電流が小さく済むとともに、振れ補正の応答性を向上することができる。
【００７９】
さらに、光学モジュール１０において、ホルダ１１１０には、光学部品保持部１１２０と、光学部品保持部１１２０の径方向外側で可動枠３２が配置される可動枠配置空間１１４０と、コイル１５６０を可動枠配置空間１１４０の外側で保持するコイル保持部１１５０とが設けられている。このため、光軸Ｌ方向からみたとき、ホルダ１１１０の外形より内側にジンバル機構３０を設けることができる。また、コイル１５６０は空芯コイルであり、コイル保持部１１５０は、コイル１５６０の開口部に嵌る凸部１１５２を有している。従って、コイル１５６０を容易かつ確実に所定位置に設けることができる。また、凸部１１５２は、コイル１５６０の磁石１５２０に対向する面から磁石１５２０に向けて突出している。それ故、衝撃等によって、光学モジュール１０が揺動した場合や光学モジュール１０が光軸Ｌ方向に直交する方向に変位した場合でも、コイル１５６０が磁石１５２０に溶接しない。それ故、コイル１５６０の損傷を防止することができる。
【００８０】
また、コイル保持部１１５０は、可動枠３２の第１連結部３２６、第２連結部３２７、第３連結部３２８および第４連結部３２９の中間位置の径方向外側に設けられている。従って、可動枠３２の第１角部３２１、第２角部３２２、第３角部３２３および第４角部３２４からずれた角度位置にコイル保持部１１５０を設けるので、光軸Ｌ方向からみたとき、ホルダ１１１０の外形を小さくすることができる。
【００８１】
また、上ケース１２００の端板部１２２０には、光軸Ｌ方向からみたとき磁石１５２０のコイル１５６０と対向する面より径方向外側に開口縁が位置する開口部１２２１が形成されているため、光軸Ｌ方向の前側において磁石１５２０の磁力線が上ケース１２００（ヨーク）の端板部１２２０の側に向かうことを抑制することができる。それ故、コイル１５６０に鎖交する磁界の強度を大とすることができる。
【００８２】
また、上ケース１２００の端板部１２２０には非磁性のカバー１６００が固定され、カバー１６００は、端板部１２２０に重なる前板部１６１０の内縁から上ケース１２００の開口部１２２１を通って光軸Ｌ方向の後側に向けて突出して光学モジュール１０の光軸Ｌ方向の前側端部の周りを囲む筒部１６２０を有している。従って、塵等が内部に侵入することを抑制することができる。また、カバー１６００は非磁性であるため、カバー１６００を設けても、磁石１５２０の磁力線が余計な方向に向かうことを抑制することができる。それ故、コイル１５６０に鎖交する磁界の強度を大とすることができる。
【００８３】
また、カバー１６００の前板部１６１０には、光軸Ｌ方向の前側からみたときに光学モジュール１０の光軸Ｌ方向の前側端部の周りを囲む板状ストッパ１７００が固定されている。従って、衝撃等によって、光学モジュール１０が揺動した場合や光学モジュール１０が光軸方向に直交する方向に変位した場合でも、その量を板状ストッパ１７００によって制限することができる。また、板状ストッパ１７００は、光学モジュール１０の光軸Ｌ方向の前側端部との当接によって光学モジュール１０の変位を制限するため、光学モジュール１０の揺動中心から離間している。このため、コイル１５６０と磁石１５２０との当接等によって光学モジュール１０の変位を制限する場合に比して、部品の取り付け精度等の影響を受けにくいので、変位許容量を精度よく設定することができる。
【００８４】
また、光学モジュール１０に接続されたフレキシブル配線基板１９００は、Ｙ方向に沿って延在する部分の途中に円弧状に折り曲げられた第１湾曲部１９１０および第２湾曲部１９２０を備えている。光学モジュール１０がＹ方向に揺動しても、フレキシブル配線基板１９００が光学モジュール１０に大きな抗力を加えない。また、第１湾曲部１９１０および第２湾曲部１９２０は逆向きで湾曲し、しかも、第１湾曲部１９１０と第２湾曲部１９２０とは同一の曲率半径をもって湾曲している。従って、光学モジュール１０がＹ方向に揺動した際、第１湾曲部１９１０と第２湾曲部１９２０とにおいて、光学モジュール１０に加える抗力を相殺することができる。また、フレキシブル配線基板１９００は、第１湾曲部１９１０、帯状部１９３０および第２湾曲部１９２０は、Ｙ方向（第１方向）に沿って延在するスリット１９５０によって、Ｘ方向（第２方向）において２つに分岐されている。従って、光学モジュール１０がＸ方向に揺動しても、フレキシブル配線基板１９００が光学モジュール１０に大きな抗力を加えない。
【００８５】
また、ジンバル機構３０では、突部３８ａ、３８ｂを凹状の受け部２８０、４８０が支持している構造であるため、軸体を介して揺動可能にした構成と比較して組み立て工程を簡素化することができる。しかも、突部３８ａ、３８ｂは、受け部２８０、４８０側に位置する先端面が半球状であるため、可動枠３２や光学モジュール１０が揺動していずれの姿勢になったときでも、突部３８ａと受け部２８０、４８０との摺動がスムーズである。また、可動枠３２の弾性によって、突部３８ａ、３８ｂと受け部２８０、４８０とが弾性をもって接している。従って、突部３８ａ、３８ｂと受け部２８０、４８０との間でガタツキが発生しにくい。
【００８６】
また、複数の突部３８ａ、３８ｂはいずれも、可動枠３２の側に設けられている。また、複数の突部３８ａ、３８ｂはいずれも、光軸Ｌに交差する同一平面内に位置している。従って、ジンバル機構３０の構成を簡素化することができる。
【００８７】
また、受け部２８０、４８０は各々、固定体２０やホルダ１１１０とは別体の板状部材３３、３４に形成されている。従って、固定体２０や光学モジュール１０のホルダ１１１０の構造や材質にかかわらず、受け部２８０、４８０を突部３８ａ、３８ｂとの摺動性や耐久性に優れた構造とすることができる。
【００８８】
また、可動枠３２の第１角部３２１、および第３角部３２３に設けられた突部３８ａは、固定体２０側の壁面２５５ａ、２５５ｂ、２５５ｃおよび板状部材３３の第２板部３３２（壁面）によって周りが囲まれている。また、可動枠３２の第２角部３２２、および第４角部３２４に設けられた突部３８ｂは、光学モジュール側の壁面１１６１、１１６２、１１６３および板状部材３４の第２板部３４２（壁面）によって周りが囲まれている。従って、衝撃が加わっても、突部３８ａ、３８ｂが受け部２８０、４８０から外れにくい。
【００８９】
［光学ユニット１００の他の構成例］
上記実施の形態では、カメラ付き携帯電話機に用いる光学ユニット１００に本発明を適用した例を説明したが、薄型のデジタルカメラ等に用いる光学ユニット１００に本発明を適用してもよい。また、本発明を適用した振れ補正機能付きの光学ユニット１００は、携帯電話機やデジタルカメラ等の他、冷蔵庫等、一定間隔で振動を有する装置内に固定し、遠隔操作可能にしておくことで、外出先、たとえば買い物の際に、冷蔵庫内部の情報を得ることができるサービスに用いることもできる。かかるサービスでは、姿勢安定化装置付きのカメラシステムであるため、冷蔵庫の振動があっても安定な画像を送信可能である。また、本装置を児童、学生のかばん、ランドセルあるいは帽子等の、通学時に装着するデバイスに固定してもよい。この場合、一定間隔で、周囲の様子を撮影し、あらかじめ定めたサーバへ画像を転送すると、この画像を保護者等が、遠隔地において観察することで、子供の安全を確保することができる。かかる用途では、カメラを意識することなく移動時の振動があっても鮮明な画像を撮影することができる。また、カメラモジュールのほかにＧＰＳを搭載すれば、対象者の位置を同時に取得することも可能となり、万が一の事故の発生時には、場所と状況の確認が瞬時に行える。さらに、本発明を適用した振れ補正機能付き光学ユニット１００を自動車において前方が撮影可能な位置に搭載すれば、ドライブレコーダーとして用いることができる。また、本発明を適用した振れ補正機能付き光学ユニット１００を自動車において前方が撮影可能な位置に搭載して、一定間隔で自動的に周辺の画像を撮影し、決められたサーバに自動転送してもよい。また、道路交通情報通信システム等の渋滞情報と連動させて、この画像を配信することで、渋滞の状況をより詳細に提供することができる。かかるサービスによれば、自動車搭載のドライブレコーダーと同様に事故発生時等の状況を、意図せずに通りがかった第三者が記録し状況の検分に役立てることも可能である。また、自動車の振動に影響されることなく鮮明な画像を取得できる。かかる用途の場合、電源をオンにすると、制御部に指令信号が出力され、かかる指令信号に基づいて、振れ制御が開始される。
【００９０】
また、本発明を適用した振れ補正機能付きの光学ユニット１００は、レーザポインタ、携帯用や車載用の投射表示装置や直視型表示装置等、光を出射する光学機器の振れ補正に適用してもよい。また、天体望遠鏡システムあるいは双眼鏡システム等、高倍率での観察において三脚等の補助固定装置を用いることなく観察するのに用いてもよい。また、狙撃用のライフル、あるいは戦車等の砲筒とすることで、トリガ時の振動に対して姿勢の安定化が図れるので、命中精度を高めることができる。
【符号の説明】
【００９１】
１  撮像ユニット
１ａ  レンズ（光学部品）
１０  光学モジュール
２０  固定体
２５  矩形枠（固定体側矩形枠）
３０  ジンバル機構
３２  可動枠
３８  球体
３８ａ、３８ｂ  突部
１００  光学ユニット
２８０、４８０  受け部
３２１  第１角部
３２２  第２角部
３２３  第３角部
３２４  第４角部
５００  振れ補正用駆動機構
１１１０  ホルダ
１１２０  光学部品保持部
１１５０  コイル保持部
１１５２  コイル保持部の凸部
１２００  上ケース
１２１０  角筒状胴部（胴部）
１２２０  端板部
１２２１  開口部
１５２０  磁石
１５６０  コイル
１６００  カバー
１６１０  前板部
１６２０  筒部
１７００  板状ストッパ
１９００  フレキシブル配線基板
１９１０  第１湾曲部
１９２０  第２湾曲部
１９３０  帯状部
１９５０  スリット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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