(57)【要約】【課題】ジンバル機構を備えた光学ユニットの可動体の重心を適正な位置に保つこと。【解決手段】光学ユニット１００はカメラモジュール１を備え、カメラモジュール１は、ジンバル機構５００により揺動可能に支持される。カメラモジュール１は、光学素子であるレンズ７を鏡筒８に組み付けて構成したズームレンズ２およびウェイト３を備え、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。第２駆動機構３０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を移動させる。【選択図】図６
2019008228.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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振れ補正機能付き光学ユニット。
【請求項２】
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】
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を特徴とする請求項１から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。
【請求項６】
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を特徴とする請求項５または６に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。
【請求項８】
前記ウェイトは非磁性であることを特徴とする請求項１から６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、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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−６４５０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【発明の効果】
【００１７】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明を適用した振れ補正機能付き光学ユニットの斜視図である。
【図２】カメラモジュールを被写体側から見た斜視図である。
【図３】カメラモジュールを反被写体側から見た斜視図である。
【図４】カメラモジュールの断面図である。
【図５】ズームレンズの移動によるカメラモジュールの重心移動の説明図である。
【図６】ウェイトの位置調整の説明図である。
【図７】図１の振れ補正機能付き光学ユニットの分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
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。
【００２０】
（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。
【００２１】
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。
【００２２】
（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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
（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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
（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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
（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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
（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。
【００５５】
（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。
【００５６】
（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。
【符号の説明】
【００５７】
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
【図１】
2019008228.tif 000003
【図２】
2019008228.tif 000004
【図３】
2019008228.tif 000005
【図４】
2019008228.tif 000006
【図５】
2019008228.tif 000007
【図６】
2019008228.tif 000008
【図７】
2019008228.tif 000009