(57)【要約】【課題】狭いスペース内に振れ補正用の可動モジュール駆動機構を設けることのできる光学ユニットを提供すること。【解決手段】光学ユニット１００において、振れ補正用の可動モジュール駆動機構５００（Ｘ側可動モジュール駆動機構５００ｘおよびＹ側可動モジュール駆動機構５００ｙ）は、可動モジュール３００の光の入出射側とは反対側に電磁石５３０と永久磁石５１０（被駆動部材）とを備えており、電磁石５３０と永久磁石５１０とは光軸方向で対向している。しかも、コイルと永久磁石との間にフレミングの左手の法則に基づいて発生する駆動力と違って、電磁石５３０を用いている。【選択図】図３
2011027947.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定体と、
光学素子を保持する可動モジュールと、
前記可動モジュールが前記固定体に対して変位可能に支持された状態とする弾性部材と、
前記可動モジュールを前記固定体に対して揺動させる振れ補正用の可動モジュール駆動機構と、
を有する振れ補正機能付きの光学ユニットにおいて、
前記可動モジュール駆動機構は、前記可動モジュールおよび前記固定体のうちの一方側において光の入出射側とは反対側の端部に設けられた電磁石と、前記可動モジュールおよび前記固定体のうちの他方側において前記電磁石に対して光軸方向で対向する位置に設けられ、前記電磁石との間に吸引力および反発力のうちの少なくとも一方を発生させる被駆動部材と、を有することを特徴とする光学ユニット。
【請求項２】
前記電磁石は、コイルの内側に鉄芯を備えていない空芯電磁石であり、
前記被駆動部材は、永久磁石であることを特徴とする請求項１に記載の光学ユニット。
【請求項３】
前記永久磁石では、光軸方向にＮ極とＳ極とが並んでいることを特徴とする請求項２に記載の光学ユニット。
【請求項４】
前記永久磁石は、該永久磁石において光軸に近い側でＮ極とＳ極とが光軸方向に並ぶ内周側着磁領域と、該内周側着磁領域に対して外周側で隣接する位置で前記内周側着磁領域とは逆向きにＮ極とＳ極とが光軸方向に並ぶ外周側着磁領域と、を備えていることを特徴とする請求項２に記載の光学ユニット。
【請求項５】
前記電磁石は、コイルの内側に鉄芯を備える鉄心電磁石であり、
前記被駆動部材は磁性体であることを特徴とする請求項１に記載の光学ユニット。
【請求項６】
前記電磁石は、前記固定体の側に設けられ、
前記被駆動部材は、前記可動モジュールの側に設けられ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光学ユニット。
【請求項７】
前記固定体は、前記電磁石に対して前記被駆動部材とは反対側に回路基板を備え、
当該電磁石のコイルは、前記回路基板上に設けられていることを特徴とする請求項６の何れか一項に記載の光学ユニット。
【請求項８】
互いに直交する３方向を各々Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸とし、前記光軸に沿う方向をＺ軸としたとき、前記可動モジュール駆動機構は、前記可動モジュールをＸ軸方向の両側で挟む２箇所、および前記可動モジュールをＹ軸方向の両側で挟む２箇所の計４個所に設けられていることを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載の光学ユニット。
【請求項９】
前記可動モジュールは、前記光学素子として撮像素子を保持していることを特徴とする請求項１乃至８の何れか一項に記載の光学ユニット。
【請求項１０】
前記可動モジュールは、前記光学素子としてレンズを保持していることを特徴とする請求項１乃至８の何れか一項に記載の光学ユニット。
【請求項１１】
前記可動モジュールは、前記光学素子として撮像素子およびレンズを保持していることを特徴とする請求項１乃至８の何れか一項に記載の光学ユニット。
【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などに搭載される光学ユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機等に搭載される撮影用の光学ユニットは、レンズを備えた移動体、この移動体を光軸方向に磁気駆動するレンズ駆動機構、および撮像素子が支持体上に支持された撮影ユニットを備えている。かかる撮影用の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ことが好ましい。
【０００３】
一方、デジタルカメラ等においては、光軸方向の略中央付近に配置した永久磁石とコイルとの間においてフレミングの左手の法則に基づいて発生する駆動力によって、補正レンズを駆動する手振れ補正機構が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１４５７７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の構成のように、光軸方向の略中央付近に永久磁石とコイルとを配置した構成や、補正レンズを駆動する構成は、可動モジュールの周りで手振れ補正機構が大きなスペースを占有するため、携帯電話機等に搭載される光学ユニット等、小型化に対する要求が大きい光学ユニットには適用できないという問題点がある。
【０００６】
かかる問題点は、手振れ補正機構を備えた撮影用の光学ユニットに限らず、光学素子を保持する可動モジュールを揺動させて、手振れ等を補正するような光学ユニット全般において共通する問題点である。
【０００７】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、狭いスペース内に振れ補正用の可動モジュール駆動機構を設けることのできる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】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明では、固定体と、光学素子を保持する可動モジュールと、前記可動モジュールが前記固定体に対して変位可能に支持された状態とする弾性部材と、前記可動モジュールを前記固定体に対して揺動させる振れ補正用の可動モジュール駆動機構と、を有する振れ補正機能付きの光学ユニットにおいて、前記可動モジュール駆動機構は、前記可動モジュールおよび前記固定体のうちの一方側において光の入出射側とは反対側の端部に設けられた電磁石と、前記可動モジュールおよび前記固定体のうちの他方側において前記電磁石に対して光軸方向で対向する位置に設けられ、前記電磁石との間に吸引力および反発力のうちの少なくとも一方を発生させる被駆動部材と、を有することを特徴とする。
【０００９】
本発明において、振れ補正用の可動モジュール駆動機構は、可動モジュールの光の入出射側とは反対側に電磁石と被駆動部材とを備えており、電磁石と被駆動部材とは光軸方向で対向している。しかも、コイルと永久磁石との間にフレミングの左手の法則に基づいて発生する駆動力と違って、電磁石を用いているため、電磁石と被駆動部材とについては光軸方向で対向させればよい。このため、可動モジュール駆動機構は、可動モジュールの周りで大きな空間を占有しないので、光学ユニットの小型化を図ることができる。
【００１０】
本発明において、前記電磁石は、コイルの内側に鉄芯を備えていない空芯電磁石であり、前記被駆動部材は、永久磁石である構成を採用することができる。
【００１１】
この場合、前記永久磁石では、光軸方向にＮ極とＳ極とが並んでいる構成を採用することができる。
【００１２】
また、前記永久磁石が、該永久磁石において光軸に近い側でＮ極とＳ極とが光軸方向に並ぶ内周側着磁領域と、該内周側着磁領域に対して外周側で隣接する位置で前記内周側着磁領域とは逆向きにＮ極とＳ極とが光軸方向に並ぶ外周側着磁領域と、を備え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、例えば、１つの永久磁石において、Ｓ極と電磁石との間に作用する反発力と、Ｎ極と電磁石との間に作用する吸引力とを同時に利用できるので、大きな揺動力を得ることができる。また、内周側着磁領域と外周側着磁領域とでは、光軸方向で並ぶ磁極が逆であるので、パーミアンス係数（磁気抵抗の逆数）が大きい。それ故、高温での減極が発生しにくい。
【００１３】
本発明において、前記電磁石は、コイルの内側に鉄芯を備える鉄心電磁石であり、前記被駆動部材は磁性体である構成を採用してもよい。このように構成すると、被駆動部材に永久磁石を用いた場合に比較して、光学ユニットを安価に構成できるという利点がある。
【００１４】
本発明において、前記電磁石は、前記固定体の側に設けられ、前記被駆動部材は前記可動モジュールの側に設けられていることが好ましい。このように構成すると、電磁石に用いたコイルへの給電が容易である。
【００１５】
本発明において、前記固定体は、前記電磁石に対して前記被駆動部材とは反対側に回路基板を備え、当該電磁石のコイルは、前記回路基板上に設けられていることが好ましい。このように構成すると、コイルへの給電が容易である。
【００１６】
本発明において、互いに直交する３方向を各々Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸とし、前記光軸に沿う方向をＺ軸としたとき、前記可動モジュール駆動機構は、前記可動モジュールをＸ軸方向の両側で挟む２箇所、および前記可動モジュールをＹ軸方向の両側で挟む２箇所の計４個所に設けられていることが好ましい。このように構成すると、可動モジュール駆動機構が可動モジュールをＸ軸方向の両側で挟む２箇所、および可動モジュールをＹ軸方向の両側で挟む２箇所の計４個所に設けられているため、可動モジュールをＸ軸周りおよびＹ軸周りに効率よく揺動させることができる。また、可動モジュールのＸ軸周りの揺動、およびＹ軸周りの揺動を合成すれば、ＸＹ面全体に対して可動モジュールを変位させることができる。それ故、光学ユニットで想定される全ての振れを確実に補正することができる。
【００１７】
本発明において、前記可動モジュールは、前記光学素子として撮像素子を保持している構成を採用することができる。また、本発明において、前記可動モジュールは、前記光学素子としてレンズを保持している構成を採用することができる。また、本発明において、前記可動モジュールは、前記光学素子として撮像素子およびレンズを保持している構成を採用してもよい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明において、振れ補正用の可動モジュール駆動機構は、可動モジュールの光の入出射側とは反対側に電磁石と被駆動部材とを備えており、電磁石と被駆動部材とは光軸方向で対向している。しかも、コイルと永久磁石との間にフレミングの左手の法則に基づいて発生する駆動力と違って、電磁石を用いているため、電磁石と被駆動部材とについては光軸方向で対向させればよい。このため、可動モジュール駆動機構は、可動モジュールの周りで大きな空間を占有しないので、光学ユニットの小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明を適用した撮影用の光学ユニットを携帯電話機など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】本発明を適用した光学ユニットの可動モジュールに内蔵されている撮影ユニットの説明図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る撮影用の光学ユニットの内部構成を模式的に示す説明図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係る撮影用の光学ユニットの内部構成を模式的に示す説明図である。
【図５】本発明の実施の形態３に係る撮影用の光学ユニットの内部構成を模式的に示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、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、光学素子ユニットとして撮影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）に沿う方向をＺ軸とする。従って、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）には＋Ｚを付し、他方側（被写体側）には−Ｚを付して説明する。
【００２１】
［実施の形態１］
（撮影用の光学ユニットの全体構成）
図１は、本発明を適用した撮影用の光学ユニットを携帯電話機など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などの光学機器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１１１０（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に手振れなど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、図３を参照して後述するように、撮像ユニット１を備えた可動モジュール３００を固定体２００内で揺動可能に支持するとともに、振れ検出センサとしてのジャイロスコープ１８０（角速度センサ）の検出結果に基づいて、可動モジュール３００を揺動させる可動モジュール駆動機構（図１では図示せず）が設けられている。なお、光学ユニット１００には、ジャイロスコープ１８０の検出を上位の制御部に出力するとともに、上記の制御部から可動モジュール駆動機構への通電などを行なうためのフレキシブル配線基板８００が引き出されている。
【００２２】
（撮影ユニット１の構成）
図２は、本発明を適用した光学ユニットの可動モジュールに内蔵されている撮影ユニットの説明図である。図２に示すように、撮影ユニット１は、例えば、光学素子としての複数枚のレンズ１０（図１参照）を光軸Ｌの方向に沿って被写体（物体側）に近づくＡ方向（前側）、および被写体とは反対側（撮像素子側／像側）に近づくＢ方向（後側）の双方向に移動させる光学素子ユニットであり、略直方体形状を有している。撮影ユニット１は、概ね、複数枚のレンズ１０（図１参照）および固定絞りなどの光学素子を内側に保持した移動体３と、この移動体３を光軸Ｌ方向に沿って移動させるレンズ駆動機構５と、レンズ駆動機構５および移動体３等が搭載された支持体２とを有している。移動体３は、レンズおよび固定絞りを保持する円筒状のレンズホルダ１２と、レンズホルダ１２を内側に保持するコイルホルダ１３とを備えており、コイルホルダ１３の外周側面には、レンズ駆動機構５を構成するレンズ駆動用コイル３０ｓ、３０ｔが保持されている。
【００２３】
支持体２は、被写体側（−Ｚ側）と反対側で撮像素子１５５を位置決めする矩形板状の撮像素子ホルダ１９と、撮像素子ホルダ１９に対して被写体側で被さる箱状のケース１８と、ケース１８の内側に配置される矩形板状のスペーサ１１とを備えており、ケース１８およびスペーサ１１の中央には、被写体からの光をレンズに取り込むための円形の入射窓１１０、１８ａが各々形成されている。また、撮像素子ホルダ１９の中央には、入射光を撮像素子１５５に導く窓１９ａが形成されている。撮影ユニット１において、支持体２は、撮像素子１５５が実装された基板１５１を備えており、基板１５１は撮像素子ホルダ１９の下面に固定されている。
【００２４】
ケース１８は、鋼板等の強磁性板からなり、ヨークとしても機能する。このため、ケース１８は、後述するレンズ駆動用マグネット１７とともに、レンズ駆動用コイル３０ｓ、３０ｔに鎖交磁界を発生させる鎖交磁界発生体を構成しており、かかる鎖交磁界発生体は、コイルホルダ１３の外周面に巻回されたレンズ駆動用コイル３０ｓ、３０ｔとともにレンズ駆動機構５を構成している。
【００２５】
支持体２と移動体３とは、光軸Ｌ方向で離間する位置に設けられた金属製のバネ部材１４ｓ、１４ｔを介して接続されている。バネ部材１４ｓ、１４ｔは基本的な構成が同様であり、支持体２側に保持される外周側連結部と、移動体３の側に保持される円環状の内周側連結部と、外周側連結部と内周側連結部とを接続するアーム状の板バネ部とを備えている。バネ部材１４ｓ、１４ｔのうち、撮像素子１５５側のバネ部材１４ｓは、撮像素子ホルダ１９に外周側連結部が保持され、内周側連結部が移動体３のコイルホルダ１３の撮像素子側端部に連結されている。被写体側のバネ部材１４ｔは、スペーサ１１に外周側連結部が保持され、内周側連結部が移動体３のコイルホルダ１３の被写体側端部に連結されている。このようにして、移動体３は、バネ部材１４ｓ、１４ｔを介して支持体２に光軸Ｌの方向に移動可能に支持されている。かかるバネ部材１４ｓ、１４ｔはいずれも、ベリリウム銅や非磁性のＳＵＳ系鋼材等といった非磁性の金属製であり、所定厚の薄板に対するプレス加工、あるいはフォトリソグラフィ技術を用いたエッチング加工により形成したものである。バネ部材１４ｓ、１４ｔのうち、バネ部材１４ｓは、２つのバネ片に２分割されており、レンズ駆動用コイル３０ｓ、３０ｔの各端末は各々、バネ片に接続される。また、バネ部材１４ｓにおいて、２つのバネ片には各々、端子が形成されており、バネ部材１４ｓはレンズ駆動用コイル３０ｓ、３０ｔに対する給電部材としても機能する。
【００２６】
コイルホルダ１３の被写体側端部にはリング状の磁性片６１が保持されており、かかる磁性片６１の位置は、レンズ駆動用マグネット１７に対して被写体側よりの位置である。このため、磁性片６１は、レンズ駆動用マグネット１７との間に作用する吸引力により移動体３に対して光軸Ｌの方向の付勢力を印加する。このため、非通電時（原点位置）においてはレンズ駆動用マグネット１７と磁性片６１との吸引力によってレンズホルダ１２を撮像素子１５５側に静置することができる。また、磁性片６１は、一種のヨークとして作用し、レンズ駆動用マグネット１７とレンズ駆動用コイル３０ｓ、３０ｔとの間に構成される磁路からの漏れ磁束を少なくすることができる。磁性片６１としては、棒状あるいは球状の磁性体が用いられることもある。磁性片６１をリング形状にすれば、レンズホルダ１２が光軸Ｌ方向に移動する際にレンズ駆動用マグネット１７と引き合う吸引力が等方的になるという効果がある。さらに、レンズ駆動用コイル３０ｓ、３０ｔに対する通電時、磁性片６１はレンズ駆動用マグネット１７から離間する方向に移動するので、撮像素子１５５側にレンズホルダ１２を押し付けるような余計な力は働かない。そのため、少ない電力でレンズホルダ１２を光軸Ｌ方向に移動させることができる。
【００２７】
本形態の撮影ユニット１において、光軸Ｌの方向からみたとき、レンズ１０（図１参照）は円形であるが、支持体２に用いたケース１８は矩形箱状である。従って、ケース１８は、角筒状胴部１８ｃを備えており、角筒状胴部１８ｃの上面側には、入射窓１８ａが形成された上板部１８ｂを備えている。角筒状胴部１８ｃの四角形の辺に相当する側面部にはレンズ駆動用マグネット１７が固着されており、かかるレンズ駆動用マグネット１７は各々、矩形の平板状永久磁石からなる。４つのレンズ駆動用マグネット１７はいずれも光軸Ｌの方向において２分割されており、いずれにおいても内面と外面とが異なる極に着磁されている。
【００２８】
本形態において、コイルホルダ１３を光軸Ｌの方向からみたとき、内周形状は円形であるが、コイルホルダ１３の外周形状を規定する外周側面は四角形であり、かかるコイルホルダ１３の周りにレンズ駆動用コイル３０ｓ、３０ｔが巻回されている。ここで、４つのレンズ駆動用マグネット１７はいずれも光軸Ｌ方向において２分割されており、いずれにおいても内面と外面とが異なる極に着磁されているため、２つのレンズ駆動用コイル３０ｓ、３０ｔにおける巻回方向は反対である。このように構成した移動体３は、ケース１８の内側に配置される。その結果、レンズ駆動用コイル３０ｓ、３０ｔは各々、ケース１８の角筒状胴部１８ｃの内面に固着されたレンズ駆動用マグネット１７に対向することになる。
【００２９】
このように構成した撮影ユニット１において、移動体３は、通常は撮像素子側（Ｚ軸方向の一方側）に位置しており、このような状態において、レンズ駆動用コイル３０ｓ、３０ｔに所定方向の電流を流すと、レンズ駆動用コイル３０ｓ、３０ｔは、それぞれ被写体側（Ｚ軸方向の他方側）に向かう電磁力を受けることになる。これにより、レンズ駆動用コイル３０ｓ、３０ｔが固着された移動体３は、被写体側（前側）に移動し始めることになる。このとき、バネ部材１４ｔと移動体３の前端との間、およびバネ部材１４ｓと移動体３の後端との間には、移動体３の移動を規制する弾性力が発生する。このため、移動体３を前側に移動させようとする電磁力と、移動体３の移動を規制する弾性力とが釣り合ったとき、移動体３は停止する。その際、バネ部材１４ｓ、１４ｔによって移動体３に働く弾性力に応じて、レンズ駆動用コイル３０ｓ、３０ｔに流す電流量を調整することで、移動体３を所望の位置に停止させることができる。
【００３０】
（光学ユニット１００の詳細構成）
図３は、本発明の実施の形態１に係る撮影用の光学ユニットの内部構成を模式的に示す説明図であり、図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は各々、光学ユニットから固定体の上板部、弾性部材、フレキシブル配線基板などを省略した状態で被写体側からみたときの平面図、光学ユニットの中央部分をＸＺ平面に沿って切断したときの断面図、および光学ユニットの中央部分をＹＺ平面に沿って切断したときの断面図である。なお、図３（ａ）および後述する図４（ａ）および図５（ａ）では、可動モジュール３００は太い実線で示し、ジャイロスコープ１８０については長い破線で示し、ヨークについては細い実線で示し、永久磁石については短い点線で示し、電磁石については一点鎖線で示してある。
【００３１】
図３において、光学ユニット１００は、まず、固定体２００と、撮影ユニット１を備えた可動モジュール３００と、可動モジュール３００が固定体２００に変位可能に支持された状態とする弾性部材６００と、可動モジュール３００の振れを検出するジャイロスコープ１８０と、可動モジュール３００と固定体２００との間で可動モジュール３００を固定体２００に対して相対変位させる磁気駆動力を発生させる可動モジュール駆動機構５００とを有している。
【００３２】
本形態において、固定体２００はカバー２５０を備え、カバー２５０は、可動モジュール３００の周りを囲む角筒状胴部２１０と、角筒状胴部２１０の被写体側の開口部を塞ぐ端板部２２０とを備えている。端板部２２０には、被写体からの光が入射する窓２２０ａが形成されている。カバー２５０において、角筒状胴部２１０は、被写体側（光軸が延在している側）とは反対側（＋Ｚ側）の端部が開放端になっている。本形態において、固定体２００は、カバー２５０の被写体側とは反対側の端部に固定された剛性の回路基板７００を有しており、回路基板７００は、カバー２５０の被写体側とは反対側の開口部を塞いでいる。
【００３３】
本形態において、ジャイロスコープ１８０は、可動モジュール３００の被写体側とは反対側の端部３００ｂの略中央部分に固定されている。可動モジュール３００の被写体側とは反対側の端部３００ｂにおいて、ジャイロスコープ１８０の周りには、矩形枠状のヨーク４００が取り付けられている。ヨーク４００は、光軸に対して直交する矩形枠状の平板部４１０と、この平板部４１０の幅方向の略中央部分から被写体側に向けて垂直に起立する角筒状胴部４２０とを備えている。本形態において、可動モジュール３００とヨーク４００とは、平板部４１０の内周側部分に被写体側とは反対側の端部３００ｂが当接し、角筒状胴部４２０の内周面に側面部３００ｃが当接するように結合されている。
【００３４】
本形態において、弾性部材６００は、ジャイロスコープ１８０と回路基板７００との間に配置された弾性部材６１０と、ヨーク４００の角筒状胴部４２０と固定体２００の角筒状胴部２１０との間に配置された弾性部材６２０とからなり、弾性部材６２０は平板部４１０上に位置している。弾性部材６１０、６２０のうち、弾性部材６１０は、球状あるいは円板状のゴムや、コイルバネなどからなる。弾性部材６２０は、可動モジュール３００の周りに配置された環状のゴムや板バネなどからなる。
【００３５】
可動モジュール３００の被写体側とは反対側の端部３００ｂには、ヨーク４００の平板部４１０を介して永久磁石５１０が取り付けられている一方、固定体２００において永久磁石５１０に対して光軸方向で対向する回路基板７００上にはコイル５２０が実装されている。コイル５２０の端部は、回路基板７００のランドに電気的接続されている。かかるコイル５２０は、内側に鉄芯を備えていない電磁石５３０を構成している。回路基板７００の基体は非磁性基板である。
【００３６】
永久磁石５１０は、Ｓ極とＮ極とが光軸方向に隣接しており、本形態では、Ｎ極がコイル５２０（電磁石５３０）の側に向いている。このようにして、本形態では、可動モジュール３００の被写体側とは反対側の端部３００ｂにおいて光軸方向で対向する電磁石５３０と永久磁石５１０とによって可動モジュール駆動機構５００が構成されている。ここで、可動モジュール駆動機構５００は、可動モジュール３００をＸ軸方向の両側で挟む２箇所にＸ側可動モジュール駆動機構５００ｘ、および可動モジュール３００をＹ軸方向の両側で挟む２箇所にＹ側可動モジュール駆動機構５００ｙとして、計４個所に構成されている。
【００３７】
（振れ補正の動作）
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が振れて光学ユニット１００が振れると、かかる振れはジャイロスコープ１８０によって検出されるとともに、ジャイロスコープ１８０での検出は、図１に示すフレキシブル配線基板８００を介して上位の制御部（図示せず）に出力される。上位の制御部では、ジャイロスコープ１８０での検出に基づいて閉ループ制御を行い、可動モジュール３００の振れを相殺するような駆動電流をフレキブル基板８００および回路基板７００を介してコイル５２０に供給する。
【００３８】
例えば、図３（ｂ）に示すように、光学ユニット１００が振れて可動モジュール３００が矢印Ｙ１で示すように−Ｘ側に揺動した場合、上記の制御部は、−Ｘ側に位置するＸ側可動モジュール駆動機構５００ｘにおいて電磁石５３０の永久磁石５１０の側に位置する側がＮ極となるようにコイル５２０を通電制御し、＋Ｘ側に位置するＸ側可動モジュール駆動機構５００ｘにおいて電磁石５３０の永久磁石５１０の側に位置する側がＳ極となるようにコイル５２０を通電制御する。その結果、−Ｘ側に位置するＸ側可動モジュール駆動機構５００ｘでは、電磁石５３０と永久磁石５１０との間に矢印Ｙａで示す反発力が発生する一方、＋Ｘ側に位置するＸ側可動モジュール駆動機構５００ｘでは、電磁石５３０と永久磁石５１０との間に矢印Ｙｂで示す吸引力が発生する。それ故、可動モジュール３００は、弾性部材６００（弾性部材６１０、６２０）を変形させながら、矢印Ｙ２で示す方向に戻ろうとするので、可動モジュール３００のＹ軸周りの振れが相殺される。
【００３９】
また、図３（ｃ）に示すように、光学ユニット１００が振れて可動モジュール３００が矢印Ｘ１で示すように−Ｙ側に揺動した場合、上記の制御部は、−Ｙ側に位置するＹ側可動モジュール駆動機構５００ｙにおいて電磁石５３０の永久磁石５１０の側に位置する側がＮ極となるようにコイル５２０を通電制御し、＋Ｙ側に位置するＹ側可動モジュール駆動機構５００ｙにおいて電磁石５３０の永久磁石５１０の側に位置する側がＳ極となるようにコイル５２０を通電制御する。その結果、−Ｙ側に位置するＹ側可動モジュール駆動機構５００ｙでは、電磁石５３０と永久磁石５１０との間に反発力が発生する一方、＋Ｙ側に位置するＹ側可動モジュール駆動機構５００ｙでは、電磁石５３０と永久磁石５１０との間に吸引力が発生する。それ故、可動モジュール３００は、弾性部材６００（弾性部材６１０、６２０）を変形させながら、矢印Ｘ２で示す方向に戻ろうとするので、可動モジュール３００のＸ軸周りの振れが相殺される。
【００４０】
また、可動モジュール３００のＸ軸周りの揺動、およびＹ軸周りの揺動を合成すれば、ＸＹ面全体に対して可動モジュール３００を変位させることができる。それ故、光学ユニット１００で想定される全ての振れを確実に補正することができる。
【００４１】
（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において、振れ補正用の可動モジュール駆動機構５００（Ｘ側可動モジュール駆動機構５００ｘおよびＹ側可動モジュール駆動機構５００ｙ）は、可動モジュール３００の光の入出射側とは反対側に電磁石５３０と永久磁石５１０（被駆動部材）とを備えており、電磁石５３０と永久磁石５１０とは光軸方向で対向している。しかも、コイルと永久磁石との間にフレミングの左手の法則に基づいて発生する駆動力と違って、電磁石５３０を用いているため、電磁石５３０と永久磁石５１０とについては光軸方向で対向させればよい。このため、可動モジュール駆動機構５００（Ｘ側可動モジュール駆動機構５００ｘおよびＹ側可動モジュール駆動機構５００ｙ）は、可動モジュール３００の周りで大きな空間を占有しないので、光学ユニット１００の小型化を図ることができる。
【００４２】
また、本形態では、電磁石５３０を固定体２００の側に設け、被駆動部材（永久磁石５１０）を可動モジュール３００の側に設けたため、電磁石５３０へのコイル５２０への通電が容易であるという利点がある。しかも、回路基板７００上にコイル５２０が実装されているため、コイル５２０への給電が容易である。
【００４３】
また、回路基板７００上にコイル５２０が実装されているため、光学ユニット１を組み立てる際、コイル５２０が実装された回路基板７００に対して、弾性部材６１０、ヨーク４００や永久磁石５１０と一体化した可動モジュール３００、弾性部材６２０、およびカバー２２０を順次搭載していけばよいので、組立性に優れている。
【００４４】
［実施の形態２］
図４は、本発明の実施の形態２に係る撮影用の光学ユニットの内部構成を模式的に示す説明図であり、図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は各々、光学ユニットから固定体の上板部、弾性部材、フレキシブル配線基板などを省略した状態で被写体側からみたときの平面図、光学ユニットの中央部分をＸＺ平面に沿って切断したときの断面図、および光学ユニットの中央部分をＹＺ平面に沿って切断したときの断面図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態１と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付してそれらの説明を省略する。
【００４５】
図４において、本形態の光学ユニット１００も、実施の形態１と同様、固定体２００と、撮影ユニット１を内側に保持する可動モジュール３００と、可動モジュール３００が固定体２００に変位可能に支持された状態とする弾性部材６００と、可動モジュール３００の振れを検出するジャイロスコープ１８０と、可動モジュール３００と固定体２００との間で可動モジュール３００を固定体２００に対して相対変位させる磁気駆動力を発生させる可動モジュール駆動機構５００とを有している。
【００４６】
本形態において、固定体２００はカバー２５０を備え、カバー２５０は、可動モジュール３００の周りを囲む角筒状胴部２１０と、角筒状胴部２１０の被写体側の開口部を塞ぐ端板部２２０とを備えている。端板部２２０には、被写体からの光が入射する窓２２０ａが形成されている。固定体２００は、カバー２５０の被写体側とは反対側の端部に固定された剛性の回路基板７００を有している。また、ジャイロスコープ１８０は、可動モジュール３００の被写体側とは反対側の端部３００ｂの略中央部分に固定されている。
【００４７】
可動モジュール３００の被写体側とは反対側の端部３００ｂにおいて、ジャイロスコープ１８０の周りには、矩形枠状のヨーク４００が取り付けられている。ヨーク４００は、光軸に対して直交する矩形枠状の平板部４１０と、この平板部４１０の幅方向の略中央部分から被写体側に向けて垂直に起立する角筒状胴部４２０とを備えている。
【００４８】
本形態において、角筒状胴部４２０は可動モジュール３００の側面全体を覆っており、ヨーク４００の角筒状胴部４２０と固定体２００の角筒状胴部２１０との間には弾性部材６２０が配置されている。弾性部材６００は、角筒状胴部２１０の光軸方向の略中間位置に配置された弾性部材６２０のみからなり、平板部４１０に対して光軸方向で離間している。
【００４９】
可動モジュール３００の被写体側とは反対側の端部３００ｂには、ヨーク４００の平板部４１０を介して永久磁石５１０が取り付けられている一方、回路基板７００において永久磁石５１０に対して光軸方向で対向する位置にはコイル５２０が実装されており、かかるコイル５２０は、内側に鉄芯を備えていない電磁石５３０を構成している。ここで、回路基板７００の基体は非磁性基板である。
【００５０】
本形態において、永久磁石５１０は、光軸に近い側でＮ極とＳ極とが光軸方向に並ぶ内周側着磁領域５１１と、内周側着磁領域５１１に対して外周側で隣接する位置で内周側着磁領域５１１とは逆向きにＮ極とＳ極とが光軸方向に並ぶ外周側着磁領域５１２とを備えている。本形態では、内周側着磁領域５１１では、Ｓ極がコイル５２０（電磁石５３０）の側に向いており、外周側着磁領域５１２では、Ｎ極がコイル５２０（電磁石５３０）の側に向いている。このようにして、本形態では、可動モジュール３００の被写体側とは反対側の端部３００ｂにおいて光軸方向で対向する電磁石５３０と永久磁石５１０とによって可動モジュール駆動機構５００が構成されている。ここで、可動モジュール駆動機構５００は、可動モジュール３００をＸ軸方向の両側で挟む２箇所にＸ側可動モジュール駆動機構５００ｘ、および可動モジュール３００をＹ軸方向の両側で挟む２箇所にＹ側可動モジュール駆動機構５００ｙとして、計４個所に構成されている。
【００５１】
本形態の光学ユニット１００においては、例えば、図４（ｂ）に示すように、光学ユニット１００が振れて可動モジュール３００が矢印Ｙ１で示すように−Ｘ側に揺動した場合、上記の制御部は、−Ｘ側に位置するＸ側可動モジュール駆動機構５００ｘにおいて電磁石５３０の永久磁石５１０の側に位置する側がＮ極となるようにコイル５２０を通電制御し、＋Ｘ側に位置するＸ側可動モジュール駆動機構５００ｘにおいて電磁石５３０の永久磁石５１０の側に位置する側がＳ極となるようにコイル５２０を通電制御する。
【００５２】
その結果、−Ｘ側に位置するＸ側可動モジュール駆動機構５００ｘでは、電磁石５３０と永久磁石５１０の外周側着磁領域５１２との間に反発力が発生する一方、電磁石５３０と永久磁石５１０の内周側着磁領域５１１との間に吸引力が発生する。また、＋Ｘ側に位置するＸ側可動モジュール駆動機構５００ｘでは、電磁石５３０と永久磁石５１０の外周側着磁領域５１２との間に吸引力が発生する一方、電磁石５３０と永久磁石５１０の内周側着磁領域５１１との間に反発力が発生する。それ故、可動モジュール３００は、弾性部材６２０を変形させながら、矢印Ｙ２で示す方向に戻ろうとするので、可動モジュール３００のＹ軸周りの振れが相殺される。
【００５３】
また、図４（ｃ）に示すように、光学ユニット１００が振れて可動モジュール３００が矢印Ｘ１で示すように−Ｙ側に揺動した場合、上記の制御部は、−Ｙ側に位置するＹ側可動モジュール駆動機構５００ｙにおいて電磁石５３０の永久磁石５１０の側に位置する側がＮ極となるようにコイル５２０を通電制御し、＋Ｙ側に位置するＹ側可動モジュール駆動機構５００ｙにおいて電磁石５３０の永久磁石５１０の側に位置する側がＳ極となるようにコイル５２０を通電制御する。
【００５４】
その結果、−Ｙ側に位置するＹ側可動モジュール駆動機構５００ｙでは、電磁石５３０と永久磁石５１０の外周側着磁領域５１２との間に反発力が発生する一方、電磁石５３０と永久磁石５１０の内周側着磁領域５１１との間に吸引力が発生する。また、＋Ｙ側に位置するＹ側可動モジュール駆動機構５００ｙでは、電磁石５３０と永久磁石５１０の外周側着磁領域５１２との間に吸引力が発生する一方、電磁石５３０と永久磁石５１０の内周側着磁領域５１１との間に反発力が発生する。それ故、可動モジュール３００は、弾性部材６２０を変形させながら、矢印Ｘ２で示す方向に戻ろうとするので、可動モジュール３００のＸ軸周りの振れが相殺される。
【００５５】
このように、本形態の光学ユニット１００においても、実施の形態１と同様、振れ補正用の可動モジュール駆動機構５００（Ｘ側可動モジュール駆動機構５００ｘおよびＹ側可動モジュール駆動機構５００ｙ）は、可動モジュール３００の光の入出射側とは反対側に電磁石５３０と永久磁石５１０（被駆動部材）とを備えており、電磁石５３０と永久磁石５１０とは光軸方向で対向している。しかも、コイルと永久磁石との間にフレミングの左手の法則に基づいて発生する駆動力と違って、電磁石５３０を用いているため、電磁石５３０と永久磁石５１０とについては光軸方向で対向させればよい。このため、可動モジュール駆動機構５００（Ｘ側可動モジュール駆動機構５００ｘおよびＹ側可動モジュール駆動機構５００ｙ）は、可動モジュール３００の周りで大きな空間を占有しないので、光学ユニット１００の小型化を図ることができるなど、実施の形態１と同様な効果を奏する。
【００５６】
また、永久磁石５１０は、光軸に近い側でＮ極とＳ極とが光軸方向に並ぶ内周側着磁領域５１１と、内周側着磁領域５１１に対して外周側で隣接する位置で内周側着磁領域５１１とは逆向きにＮ極とＳ極とが光軸方向に並ぶ外周側着磁領域５１２とを備えている。このため、１つの永久磁石５１において、１つの電磁石５３０との間に作用する反発力と吸引力とを同時に利用できるので、大きな揺動力を得ることができる。また、内周側着磁領域５１１と外周側着磁領域５１２とでは、光軸方向で並ぶ磁極が逆であるので、パーミアンス係数（磁気抵抗の逆数）が大きい。それ故、高温での減極が発生しにくい。
【００５７】
［実施の形態３］
図５は、本発明の実施の形態３に係る撮影用の光学ユニットの内部構成を模式的に示す説明図であり、図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は各々、光学ユニットから固定体の上板部、弾性部材、フレキシブル配線基板などを省略した状態で被写体側からみたときの平面図、光学ユニットの中央部分をＸＺ平面に沿って切断したときの断面図、および光学ユニットの中央部分をＹＺ平面に沿って切断したときの断面図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態１と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付してそれらの説明を省略する。
【００５８】
図５において、本形態の光学ユニット１００も、実施の形態１と同様、固定体２００と、撮影ユニット１を内側に保持する可動モジュール３００と、可動モジュール３００が固定体２００に変位可能に支持された状態とする弾性部材６００と、可動モジュール３００の振れを検出するジャイロスコープ１８０と、可動モジュール３００と固定体２００との間で可動モジュール３００を固定体２００に対して相対変位させる磁気駆動力を発生させる可動モジュール駆動機構５００とを有している。
【００５９】
本形態において、固定体２００はカバー２５０を備え、カバー２５０は、可動モジュール３００の周りを囲む角筒状胴部２１０と、角筒状胴部２１０の被写体側の開口部を塞ぐ端板部２２０とを備えている。端板部２２０には、被写体からの光が入射する窓２２０ａが形成されている。また、カバー２５０は、光軸方向の中間位置より被写体とは反対側にずれた位置に外周側に広がるフランジ２３０と、フランジ２３０の外周縁から被写体側とは反対側に延在する大径胴部２４０とを備えている。また、固定体２００は、大径胴部２４０における被写体側とは反対側の端部に固定された剛性の回路基板７００を有しており、回路基板７００は、大径胴部２４０の被写体側とは反対側の開口部を塞いでいる。また、ジャイロスコープ１８０は、可動モジュール３００の被写体側とは反対側の端部３００ｂの略中央部分に固定されている。
【００６０】
可動モジュール３００の被写体側とは反対側の端部３００ｂにおいて、ジャイロスコープ１８０の周りには、矩形枠状の磁性体５４０が取り付けられている。磁性体５４０は、光軸に対して直交する矩形枠状の板状部５４１と、この板状部５４１の幅方向の略中央部分から被写体側に向けて垂直に起立する角筒状胴部５４２とを備えている。本形態において、可動モジュール３００と磁性体５４０とは、板状部５４１の内周側部分に対して、可動モジュール３００の被写体側とは反対側の端部３００ｂが当接し、角筒状胴部５４２の内周面に側面部３００ｃが当接するように結合されている。ここで、弾性部材６００は、ジャイロスコープ１８０と回路基板７００との間に配置された弾性部材６１０のみからなる。
【００６１】
また、可動モジュール３００の被写体側とは反対側の端部３００ｂでは、回路基板７００において磁性体５４０に対して光軸方向で対向する位置にはコイル５５０が実装され、かかるコイル５５０の内側に鉄芯５６０が配置されている。このようにして、コイル５５０は、内側に鉄芯５６０を備えた電磁石５７０を構成している。コイル５５０の端部は、回路基板７００のランドに電気的接続されている。ここで、回路基板７００の基体としては磁性基板あるいは非磁性基板のいずれを用いてもよいが、磁性基板を用いれば、コイル５５０に対するヨークとして機能させることができるので、磁束の漏れを抑制することができ、駆動効率を向上させことができる。
【００６２】
このように構成した光学ユニット１００でも、実施の形態１、２と同様、可動モジュール駆動機構５００は、可動モジュール３００をＸ軸方向の両側で挟む２箇所にＸ側可動モジュール駆動機構５００ｘ、および可動モジュール３００をＹ軸方向の両側で挟む２箇所にＹ側可動モジュール駆動機構５００ｙとして、計４個所に構成されている。
【００６３】
本形態の光学ユニット１００においては、例えば、図５（ｂ）に示すように、光学ユニット１００が振れて可動モジュール３００が矢印Ｙ１で示すように−Ｘ側に揺動した場合、上記の制御部は、−Ｘ側に位置するＸ側可動モジュール駆動機構５００ｘのコイル５５０へは通電を行なわず、＋Ｘ側に位置するＸ側可動モジュール駆動機構５００ｘにおいて電磁石５７０を構成するコイル５５０を通電制御する。その結果、＋Ｘ側に位置するＸ側可動モジュール駆動機構５００ｘでは、電磁石５７０と磁性体５４０との間に吸引力が発生する。それ故、可動モジュール３００は、弾性部材６１０を変形させながら、矢印Ｙ２で示す方向に戻ろうとするので、可動モジュール３００のＹ軸周りの振れが相殺される。
【００６４】
また、図５（ｃ）に示すように、光学ユニット１００が振れて可動モジュール３００が矢印Ｘ１で示すように−Ｙ側に揺動した場合、上記の制御部は、−Ｙ側に位置するＹ側可動モジュール駆動機構５００ｙのコイル５５０へは通電を行なわず、＋Ｙ側に位置するＹ側可動モジュール駆動機構５００ｙにおいて電磁石５７０を構成するコイル５５０を通電制御する。その結果、＋Ｙ側に位置するＹ側可動モジュール駆動機構５００ｙでは、電磁石５７０と磁性体５４０との間に吸引力が発生する。それ故、可動モジュール３００は、弾性部材６１０を変形させながら、矢印Ｘ２で示す方向に戻ろうとするので、可動モジュール３００のＸ軸周りの振れが相殺される。
【００６５】
このように、本形態の光学ユニット１００は、振れ補正用の可動モジュール駆動機構５００（Ｘ側可動モジュール駆動機構５００ｘおよびＹ側可動モジュール駆動機構５００ｙ）は、可動モジュール３００の光の入出射側とは反対側に電磁石５７０と磁性体５４０（被駆動部材）とを備えており、電磁石５３０と磁性体５４０とは光軸方向で対向している。しかも、コイルと永久磁石との間にフレミングの左手の法則に基づいて発生する駆動力と違って、電磁石５７０を用いているため、電磁石５７０と磁性体５４０とについては光軸方向で対向させればよい。このため、可動モジュール駆動機構５００（Ｘ側可動モジュール駆動機構５００ｘおよびＹ側可動モジュール駆動機構５００ｙ）は、可動モジュール３００の周りで大きな空間を占有しないので、光学ユニット１００の小型化を図ることができるなど、実施の形態１と同様な効果を奏する。
【００６６】
また、実施の形態１、２と違って、被駆動部材として磁性片５４０を用いるので、永久磁石５１０を用いる場合に比較して、光学ユニット１００を安価に構成できるとともに、可動モジュール３００の軽量化を図ることができるという利点がある。
【００６７】
［実施の形態４］
上記実施の形態１〜３では、電磁石５３０、５７０を固定体２００の側に設け、被駆動部材（永久磁石５１０あるいは磁性体５４０）を可動モジュール３００の側に設けたが、電磁石５３０、５７０を可動モジュール３００の側に設け、被駆動部材（永久磁石５１０あるいは磁性体５４０）を固定体２００の側に設けてもよい。
【００６８】
［他の実施の形態］
上記実施の形態では、撮影ユニット１に対してＸ側可動モジュール駆動機構５００ｘおよびＹ側可動モジュール駆動機構５００ｙを設けたが、ユーザーが使用する際、振れが発生しやすい方向の振れのみを補正するように、Ｘ側可動モジュール駆動機構５００ｘおよびＹ側可動モジュール駆動機構５００ｙのうちの一方のみを設けた場合に本発明を適用してよい。
【００６９】
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など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、上記形態では、撮影ユニット１にレンズ１０や撮像素子１５５に加えて、レンズ１０を含む移動体３を光軸Ｌ方向に磁気駆動するレンズ駆動機構５が支持体２上に支持されている例を説明したが、撮影ユニット１にレンズ駆動機構５が搭載されていない固定焦点タイプの光学ユニットに本発明を適用してもよい。
【００７０】
また、上記実施の形態では、可動モジュールとして、レンズおよび撮像素子を備えている可動モジュールを説明したが、本発明は可動モジュールとして少なくともレンズを備えている光学ユニットに適用することができ、このような光学ユニットには、例えば、レーザポインタや、携帯用や車載用の投射表示装置などがある。
【符号の説明】
【００７１】
１  撮像ユニット
１０  レンズ
１００  光学ユニット
１８０  ジャイロスコープ
２００  固定体
２５０  カバー
３００  可動モジュール
３００ｂ  可動モジュールの端部
４００  ヨーク
５００  可動モジュール駆動機構
５００ｘ  Ｘ側可動モジュール駆動機構
５００ｙ  Ｙ側可動モジュール駆動機構
５１０  永久磁石
５２０、５５０  コイル
５３０、５７０  電磁石
５６０  鉄芯
６００  弾性部材
７００  回路基板
【図１】
2011027947.tif 000003
【図２】
2011027947.tif 000004
【図３】
2011027947.tif 000005
【図４】
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【図５】
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