(57)【要約】【課題】反射部を備える可動体を固定体に対して大きく変位させることが可能な光学ユニットを提供する。【解決手段】外部からの入射方向Ｄ１から撮像素子１０３ａに向かう反射方向Ｄ２に入射光束を反射させる反射部１０と、反射部１０を備える可動体２２０と、固定体２１０と、固定体２１０に対して可動体２２０を可動させる可動機構と、第１軸線Ａ１周りに揺動可能に可動体２２０を支持する第１支持部２４０ａを備えるとともに、第１軸線Ａ１方向と交差する第２軸線Ａ２周りに固定体２１０に揺動可能に支持される第２支持部２４０ｂを備えるジンバル機構２４０と、を備える光学ユニット１。【選択図】図２
2022001916.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部からの入射方向から撮像素子に向かう反射方向に入射光束を反射させる反射部と、
前記反射部を備える可動体と、
固定体と、
前記固定体に対して前記可動体を可動させる可動機構と、
第１軸線周りに揺動可能に前記可動体を支持する第１支持部を備えるとともに、前記第１軸線方向と交差する第２軸線周りに前記固定体に揺動可能に支持される第２支持部を備えるジンバル機構と、
を備えることを特徴とする光学ユニット。
【請求項２】
請求項１に記載の光学ユニットにおいて、
前記ジンバル機構は、前記反射方向に沿うローリング軸を基準に前記可動体を揺動可能であって、前記ローリング軸と交差するピッチング軸を基準に前記可動体を揺動可能に配置されていることを特徴とする光学ユニット。
【請求項３】
請求項２に記載の光学ユニットにおいて、
前記ジンバル機構は、前記第１支持部及び前記第２支持部が設けられるフレーム部を有し、前記フレーム部が前記可動体に対して前記入射方向において先頭側に位置する配置であることを特徴とする光学ユニット。
【請求項４】
請求項３に記載の光学ユニットにおいて、
前記フレーム部は、前記可動体が揺動した際に前記可動体と前記フレーム部との接触を抑制する開口部が設けられていることを特徴とする光学ユニット。
【請求項５】
請求項２に記載の光学ユニットにおいて、
前記ジンバル機構は、前記第１支持部及び前記第２支持部が設けられるフレーム部を有し、前記フレーム部が前記入射方向から見て前記可動体の周囲に位置する配置であることを特徴とする光学ユニット。
【請求項６】
請求項１に記載の光学ユニットにおいて、
前記ジンバル機構は、前記反射方向に沿うローリング軸と交差するピッチング軸を基準に前記可動体を揺動可能であって、前記ローリング軸と交差するとともに前記ピッチング軸とも交差するヨーイング軸を基準に前記可動体を揺動可能に配置されていることを特徴とする光学ユニット。
【請求項７】
請求項６に記載の光学ユニットにおいて、
前記ジンバル機構は、前記ピッチング軸及び前記ヨーイング軸の少なくとも一方が前記反射部の反射面に沿う方向に配置されていることを特徴とする光学ユニット。
【請求項８】
請求項６または７に記載の光学ユニットにおいて、
前記第１軸線と前記第２軸線とは、前記反射方向から見て、前記入射方向側の交差角度が前記入射方向と交差する交差方向側の交差角度よりも大きくなる配置で交差することを特徴とする光学ユニット。
【請求項９】
請求項１から７のいずれか１項に記載の光学ユニットにおいて、
前記可動機構は、前記可動体に設けられた磁石と、前記磁石と対向する位置であって前記固定体に設けられたコイルと、を有することを特徴とする光学ユニット。
【請求項１０】
請求項８に記載の光学ユニットにおいて、
前記可動機構は、前記可動体に設けられた磁石と、前記磁石と対向する位置であって前記固定体に設けられたコイルと、を有することを特徴とする光学ユニット。
【請求項１１】
請求項１０に記載の光学ユニットにおいて、
前記可動機構は、前記可動体の前記入射方向側に設けられた第１磁石と、前記可動体の両方の前記交差方向側に設けられた前記第１磁石よりも小さい第２磁石と、を前記磁石として有することを特徴とする光学ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、様々な光学ユニットが使用されている。このうち、外部からの入射光束を撮像素子に向けて反射させる反射部を備える可動体を、固定体に対して可動させる、光学ユニットが使用されている。例えば、特許文献１には、板バネで反射部としてのプリズムを備える可動体を支持し、固定体に対して該プリズムを可動させる光学ユニットが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】ＣＮ１０７３５７０２６Ａ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような、反射部を備える可動体を固定体に対して可動させる構成の光学ユニットにおいては、反射部を備える可動体を固定体に対して大きく変位させることが望ましい。例えば手振れ補正などを効果的に解消できるためである。しかしながら、反射部を備える可動体を固定体に対して可動させる構成の従来の光学ユニットにおいては、可動体を固定体に対して大きく変位させることが困難な場合があった。例えば、特許文献１の光学ユニットにおいては、板バネの強度を低下させると可動体を固定体に対して大きく変位させることが可能になるが、板バネの強度を低下させると可動体が振動しやすくなり光学ユニットの駆動周波数と可動体の共振周波数とが近くなる場合などがある。このため、強度の低い板バネを採用することは困難である。また、反射部を備える可動体を固定体に対して可動させる構成としては、レンズを反射部に対してシフトさせる構成や反射部を１軸のみで搖動させる構成があるが、これらのような構成では、可動体を固定体に対して大きく変位させることが困難である。そこで、本発明は、反射部を備える可動体を固定体に対して大きく変位させることが可能な光学ユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の光学ユニットは、外部からの入射方向から撮像素子に向かう反射方向に入射光束を反射させる反射部と、前記反射部を備える可動体と、固定体と、前記固定体に対して前記可動体を可動させる可動機構と、第１軸線周りに揺動可能に前記可動体を支持する第１支持部を備えるとともに、前記第１軸線方向と交差する第２軸線周りに前記固定体に揺動可能に支持される第２支持部を備えるジンバル機構と、を備えることを特徴とする。
【０００６】
本態様によれば、第１軸線周りに揺動可能に可動体を支持する第１支持部と第２軸線周りに固定体に揺動可能に支持される第２支持部とを備えるジンバル機構を備える。このような２軸のジンバル機構を備えることで、反射部を備える可動体を固定体に対して大きく変位させることができる。
【０００７】
本発明の光学ユニットにおいては、前記ジンバル機構は、前記反射方向に沿うローリング軸を基準に前記可動体を揺動可能であって、前記ローリング軸と交差するピッチング軸を基準に前記可動体を揺動可能に配置されている構成とすることができる。このような構成とすることで、可動体を固定体に対してローリング軸及びピッチング軸を揺動軸として大きく変位させることが可能になる。
【０００８】
本発明の光学ユニットにおいては、前記ジンバル機構は、前記第１支持部及び前記第２支持部が設けられるフレーム部を有し、前記フレーム部が前記可動体に対して前記入射方向において先頭側に位置する配置である構成とすることができる。このような構成とすることで、簡単にジンバル機構の製造公差の影響を低減することができる。
【０００９】
本発明の光学ユニットにおいては、前記フレーム部は、前記可動体が揺動した際に前記可動体と前記フレーム部との接触を抑制する開口部が設けられている構成とすることができる。このような構成とすることで、可動体が揺動した際における可動体とフレーム部との接触を抑制しつつ光学ユニットを小型化することができる。
【００１０】
本発明の光学ユニットにおいては、前記ジンバル機構は、前記第１支持部及び前記第２支持部が設けられるフレーム部を有し、前記フレーム部が前記入射方向から見て前記可動体の周囲に位置する配置である構成とすることができる。このような構成とすることで、光学ユニットを入射方向において薄く形成することができる。
【００１１】
本発明の光学ユニットにおいては、前記ジンバル機構は、前記反射方向に沿うローリング軸と交差するピッチング軸を基準に前記可動体を揺動可能であって、前記ローリング軸と交差するとともに前記ピッチング軸とも交差するヨーイング軸を基準に前記可動体を揺動可能に配置されている構成とすることができる。このような構成とすることで、可動体を固定体に対してピッチング軸及びヨーイング軸を揺動軸として大きく変位させることが可能になる。
【００１２】
本発明の光学ユニットにおいては、前記ジンバル機構は、前記ピッチング軸及び前記ヨーイング軸の少なくとも一方が前記反射部の反射面に沿う方向に配置されている構成とすることができる。このような構成とすることで、光学ユニットを反射面と交差する方向において薄く形成することができる。
【００１３】
本発明の光学ユニットにおいては、前記第１軸線と前記第２軸線とは、前記反射方向から見て、前記入射方向側の交差角度が前記入射方向と交差する交差方向側の交差角度よりも大きくなる配置で交差する構成とすることができる。このような構成とすることで、光学ユニットを入射方向において薄く形成することができる。
【００１４】
本発明の光学ユニットにおいては、前記可動機構は、前記可動体に設けられた磁石と、前記磁石と対向する位置であって前記固定体に設けられたコイルと、を有する構成とすることができる。このような構成とすることで、可動機構を簡単に形成でき、コイルに繋がるケーブルなどが可動体の可動を妨げることを抑制できる。
【００１５】
本発明の光学ユニットにおいては、前記可動機構は、前記可動体の前記入射方向側に設けられた第１磁石と、前記可動体の両方の前記交差方向側に設けられた前記第１磁石よりも小さい第２磁石と、を前記磁石として有する構成とすることができる。このような構成とすることで、光学ユニットを入射方向において薄く形成したことに伴って可動機構の性能が低下することを抑制することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の光学ユニットは、反射部を備える可動体を固定体に対して大きく変位させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施例１に係る光学ユニットを備えるスマートフォンの斜視図である。
【図２】本発明の実施例１に係る光学ユニットの側面図である。
【図３】本発明の実施例１に係る光学ユニットの斜視図である。
【図４】本発明の実施例１に係る光学ユニットの分解斜視図である。
【図５】本発明の実施例２に係る光学ユニットの底面図である。
【図６】本発明の実施例２に係る光学ユニットの側面図である。
【図７】本発明の実施例３に係る光学ユニットの斜視図である。
【図８】本発明の実施例３に係る光学ユニットの分解斜視図である。
【図９】本発明の実施例３に係る光学ユニットの平面図である。
【図１０】本発明の実施例４に係る光学ユニットの斜視図である。
【図１１】本発明の実施例４に係る光学ユニットの斜視図であって、図１０とは異なる方向から見た図である。
【図１２】本発明の実施例４に係る光学ユニットの背面図
【図１３】本発明の実施例５に係る光学ユニットの側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、各実施例において同一の構成については、同一の符号を付し、最初の実施例においてのみ説明し、以後の実施例においてはその構成の説明を省略する。なお、各図において、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸は各々直行する方向であり、＋Ｘ方向及び−Ｘ方向に見た図を側面図、＋Ｙ方向に見た図を平面図、−Ｙ方向に見た図を底面図、＋Ｚ方向に見た図を背面図、−Ｚ方向に見た図を正面図とする。そして、＋Ｙ方向は、外部からの光束の入射方向Ｄ１に対応する。
【００１９】
［実施例１］（図１から図４）  
最初に、本発明の実施例１に係る光学ユニット１について図１から図４を用いて説明する。
【００２０】
＜光学ユニットを備える装置の概略＞  
図１は、本実施例の光学ユニット１を備える装置の一例としてのスマートフォン１００の概略斜視図である。本実施例の光学ユニット１は、スマートフォン１００において好ましく使用可能である。本実施例の光学ユニット１は、薄型に構成でき、スマートフォン１００におけるＹ軸方向における厚さを薄く構成できるためである。ただし、本実施例の光学ユニット１は、スマートフォン１００に限定されず、カメラやビデオなど、特に限定なく様々な装置に使用可能である。
【００２１】
図１で表されるように、スマートフォン１００は、光束を入射するレンズ１０１を備えている。スマートフォン１００におけるレンズ１０１の内部に、光学ユニット１を備えている。スマートフォン１００は、レンズ１０１を介して外部から入射方向Ｄ１に光束を入射し、入射光束に基づいて被写体像を撮像することが可能な構成となっている。
【００２２】
＜光学ユニットの全体構成＞  
図２は、本実施例の光学ユニット１の側面図である。図２で表されるように、本実施例の光学ユニット１は、反射部としてのプリズム１０を有する反射ユニット２００と、撮像素子１０３ａが設けられた基板１０３とレンズ１０２とを有するカメラ１０４と、を有している。反射ユニット２００は、レンズ１０１を介して外部から入射方向Ｄ１に光束を入射し、入射光束をプリズム１０の反射面１０ａで撮像素子１０３ａに向かう反射方向Ｄ２に入射光束を反射させる。なお、本実施例の反射ユニット２００は、反射部としてプリズム１０を備えているが、反射部の構成はプリズム１０に限定されず、反射部としてミラーを備える構成などとしてもよい。
【００２３】
＜反射ユニットの構成＞  
図３は、本実施例の光学ユニット１の反射ユニット２００の斜視図である。また、図４は、本実施例の光学ユニット１の反射ユニット２００の分解斜視図である。図３及び図４で表されるように、反射ユニット２００は、固定体２１０と、プリズム１０を備える可動体２２０と、ジンバル機構２４０と、を備えている。なお、図２では、反射ユニット２００の内部構成がわかりやすいように、固定体２１０を省略している。
【００２４】
＜ジンバル機構について＞  
反射ユニット２００の構成として、最初に、ジンバル機構２４０の構成について説明する。なお、本明細書において「ジンバル機構」とは、係合する被係合物（本実施例では固定体２１０及び可動体２２０）に対する係合部分（本実施例では保持機構２３０）において軸線周りに揺動（回転）可能な構成を意味する。このため、係合する被係合物に対する係合部分において固定されて自身が歪むことを前提とする「板バネ」は、本発明の「ジンバル機構」に該当しない。
【００２５】
ジンバル機構２４０は、図４で表されるように、第１軸線Ａ１周りに揺動可能に可動体２２０を支持する第１支持部２４０ａを備えるとともに、第１軸線Ａ１方向と交差する第２軸線Ａ２周りに固定体２１０に揺動可能に支持される第２支持部２４０ｂを備えている。また、可動体２２０には第１支持部２４０ａに係合する係合部２２０ａが設けられ、固定体２１０には第２支持部２４０ｂに係合する係合部２１０ｂが設けられている。そして、第１支持部２４０ａと係合部２２０ａ、並びに、第２支持部２４０ｂと係合部２１０ｂとで、固定体２１０に対して可動体２２０を揺動可能に保持させる保持機構２３０を構成している。詳細には、２つの第１支持部２４０ａはともに外側に向けて球状の突部Ｂ１設けられ、対応する各々の係合部２２０ａには該突部Ｂ１を受ける円形の孔部Ｃ１が設けられている。同様に、２つの第２支持部２４０ｂはともに外側に向けて球状の突部Ｂ２が設けられ、対応する各々の係合部２１０ｂには該突部Ｂ２を受ける円形の孔部Ｃ２が設けられている。このように球状の部材と該球状の部材を受ける受け部材を有する構成の保持機構２３０を備える構成とすることで、摺動摩擦を低減でき、低い消費電力で可動体２２０を固定体２１０に対して揺動することができる。なお、球状の部材を受ける受け部材としては、円形の孔部のほか球面状に凹んだ凹部などとしてもよい。
【００２６】
このように、本実施例の光学ユニット１は、第１軸線Ａ１周りに揺動可能に２２０を支持する第１支持部２４０ａと第２軸線Ａ２周りに固定体２１０に揺動可能に支持される第２支持部２４０ｂとを備えるジンバル機構２４０を備えている。このような２軸のジンバル機構２４０を備えることで、プリズム１０などの反射部を備える可動体２２０を固定体２１０に対して大きく変位させることができる。また、ジンバル機構２４０を備える構成とすることで、可動体２２０を固定体２１０に対して浮かせた状態で保持できるので衝撃に強くなる。さらに、２軸のジンバル機構２４０を備えることで、可動体２２０を固定体２１０に対して１軸で支える構成に比べて、重力の影響で可動体２２０が固定体２１０に対して所望の位置からずれることを抑制できる。
【００２７】
また、本実施例の光学ユニット１においては、ジンバル機構２４０は、上記のような構成をしていることで、反射方向Ｄ２（−Ｚ方向）に沿うローリング軸（Ｚ軸）を基準に可動体２２０を揺動可能であるとともに、ローリング軸と交差するピッチング軸（Ｘ軸）を基準に可動体２２０を揺動可能である。このような構成とすることで、可動体２２０を固定体２１０に対してローリング軸及びピッチング軸を揺動軸として大きく変位させることができる。なお、本実施例の光学ユニット１のジンバル機構２４０は、第１軸線Ａ１及び第２軸線Ａ２の直交する２つの揺動軸を持ち、可動体２２０の＋Ｘ方向側と＋Ｚ方向側に磁石とコイルで構成される駆動機構を持つことで、第１軸線Ａ１及び第２軸線Ａ２と平面視で４５°ずれるローリング軸方向（Ｚ軸方向）やピッチング軸方向（Ｘ軸方向）に揺動する構成となっている。ただし、このような構成に限定されず、第１軸線Ａ１及び第２軸線Ａ２をローリング軸方向（Ｚ軸方向）やピッチング軸方向（Ｘ軸方向）に合わせる構成としてもよい。
【００２８】
また、本実施例の光学ユニット１においては、ジンバル機構２４０は、第１支持部２４０ａ及び第２支持部２４０ｂが設けられＸ軸Ｚ軸平面に平行な板状のフレーム部２４０ｃを有している。ここで、フレーム部２４０ｃは、可動体２２０に対して、入射方向Ｄ１において先頭側（＋Ｙ方向側）に位置する配置である。このような構成とすることで、フレーム部２４０ｃに対してアーム状の第１支持部２４０ａ及び第２支持部２４０ｂの配置を調整しやすくなり、簡単にジンバル機構２４０製造公差の影響を低減することができる。
【００２９】
＜可動体の駆動機構について＞  
反射ユニット２００の構成として、次に、可動体２２０の駆動機構について説明する。図４で表されるように、可動体２２０は、プリズム１０及び係合部２２０ａに加えて、磁石２２１ａ及び２２１ｂをホルダ枠２２２に備えている。磁石２２１ａはプリズム１０よりも＋Ｚ方向側に設けられ、磁石２２１ｂはプリズム１０よりも＋Ｘ方向側に設けられている。
【００３０】
一方、固定体２１０は、係合部２１０ｂに加えて、ＦＦＣ（フレキシブルフラットケーブル）２１３と電気的に繋がるコイル２１１ａ及び２１１ｂを、固定枠２１２に備えている。コイル２１１ａは磁石２２１ａと対向する位置に設けられ、コイル２１１ｂは磁石２２１ｂと対向する位置に設けられている。本実施例において、コイル２１１ａ及び２１１ｂは一例として巻線コイルとして構成されているが、コイルをパターンとして基板配線内に取り込んだパターン基板（コイル基板）としてもよい。本実施例の光学ユニット１は、コイル２１１ａ及び２１１ｂに電流を流すことにより、固定体１６に対して可動体２２０の位置を変えることができる。そして、磁石２２１ａ及び２２１ｂと、コイル２１１ａ及び２１１ｂと、保持機構２３０と、により、固定体２１０に対して可動体２２０を可動させる可動機構を構成している。
【００３１】
［実施例２］（図５及び図６）  
次に、実施例２の光学ユニット１について図５及び図６を用いて説明する。ここで、図５は本発明の実施例２に係る光学ユニット１の反射ユニット２００の底面図である。また、図６は、本発明の実施例２に係る光学ユニットの反射ユニット２００の側面図である。なお、上記実施例１と共通する構成部材は同じ符号で示しており、詳細な説明は省略する。本実施例の光学ユニット１は、反射ユニット２００の構成以外は、実施例１の光学ユニット１と同様の構成である。さらに詳細には、本実施例の光学ユニット１は、ジンバル機構２４０の形状とジンバル機構２４０のＹ軸方向における配置以外は、実施例１の光学ユニット１と同様の構成である。
【００３２】
実施例１の光学ユニット１においては、図３及び図４で表されるように、ジンバル機構２４０のフレーム部２４０ｃに設けられる開口部２４０ｄが円形であった。そして、このような構成であるため、固定体２１０に対して可動体２２０を揺動させた場合、可動体２２０とフレーム部２４０ｃとのＹ軸方向における距離が近すぎると、プリズム１０の＋Ｙ方向側端部１０ｂ（図２参照）がフレーム部２４０ｃに対して接触する虞がある。
【００３３】
一方、本実施例の光学ユニット１においては、図５で表されるように、ジンバル機構２４０のフレーム部２４０ｃに設けられる開口部２４０ｄが矩形であるとともに、プリズム１０が開口部２４０ｄに入る大きさである。別の表現をすると、本実施例の光学ユニット１においては、フレーム部２４０ｃは、可動体２２０が揺動した際に可動体２２０とフレーム部２４０ｃとの接触を抑制する開口部２４０ｄが設けられている構成である。このような構成となっていることで、本実施例の光学ユニット１は、可動体２２０が揺動した際における可動体２２０とフレーム部２４０ｃとの接触を抑制しつつ、図６で表されるように、ジンバル機構２４０可動体２２０に対して近い位置に配置し、光学ユニット１を小型化している。
【００３４】
［実施例３］（図７から図９）  
次に、実施例３の光学ユニット１について図７から図９を用いて説明する。ここで、図７は本発明の実施例３に係る光学ユニット１の反射ユニット２００の斜視図である。また、図８は、本発明の実施例３に係る光学ユニットの反射ユニット２００の分解斜視図である。そして、図９は、本発明の実施例３に係る光学ユニットの反射ユニット２００の平面図である。なお、上記実施例１及び２と共通する構成部材は同じ符号で示しており、詳細な説明は省略する。本実施例の光学ユニット１は、反射ユニット２００の構成以外は、実施例１及び２の光学ユニット１と同様の構成である。
【００３５】
実施例１及び２の光学ユニット１は、ジンバル機構２４０のフレーム部２４０ｃが可動体２２０よりも＋Ｙ方向側に位置する構成であった。一方、本実施例の光学ユニット１は、図７で表されるように、Ｙ軸方向において可動体２２０とオーバーラップする位置にジンバル機構２４０のフレーム部２４０ｃが配置される構成である。
【００３６】
別の観点から説明すると、本実施例の光学ユニット１においては、図８で表されるように、ジンバル機構２４０は、第１支持部２４０ａ及び第２支持部２４０ｂが設けられるフレーム部２４０ｃを有している。そして、図７及び図９で表されるように、フレーム部２４０ｃが入射方向Ｄ１から見て（すなわち平面視で）可動体２２０の周囲に位置する配置である。このような構成とすることで、ジンバル機構２４０のフレーム部２４０ｃが可動体２２０よりも＋Ｙ方向側或いは−Ｙ方向側に位置する構成を避けることができ、光学ユニットを入射方向（Ｙ軸方向）において薄く形成することができる。
【００３７】
なお、本実施例の反射ユニット２００は、図７から図９で表されるように、平面視で、可動体２２０の周囲に固定体２１０が配置され、固定体２１０の周囲にジンバル機構２４０が配置される。そして、図８で表されるように、ジンバル機構２４０は、第１支持部２４０ａとしての突部Ｂ１と、第２支持部２４０ｂとしての突部Ｂ２と、がフレーム部２４０ｃに設けられ、可動体２２０には突部Ｂ１と嵌合する孔部Ｃ１が設けられ、固定体２１０には突部Ｂ２と嵌合する孔部Ｃ２が設けられている。
【００３８】
［実施例４］（図１０から図１２）  
次に、実施例４の光学ユニット１について図１０から図１２を用いて説明する。ここで、図１０及び図１１は、共に、本発明の実施例４に係る光学ユニット１の反射ユニット２００の斜視図であって、異なる方向から見た図である。また、図１０は本発明の実施例４に係る光学ユニット１の反射ユニット２００の背面図である。なお、上記実施例１から３と共通する構成部材は同じ符号で示しており、詳細な説明は省略する。本実施例の光学ユニット１は、反射ユニット２００の構成以外は、実施例１から３の光学ユニット１と同様の構成である。
【００３９】
上記のように、実施例１から３の光学ユニット１は、板状のフレーム部２４０ｃがＸ軸Ｚ軸平面に平行であってピッチング軸とローリング軸とを揺動軸とするジンバル機構２４０を備える構成であった。一方、本実施例の光学ユニット１は、図１０から図１２で表されるように、板状のフレーム部２４０ｃがＸ軸Ｙ軸平面に平行であってピッチング軸とヨーリング軸とを揺動軸とするジンバル機構２４０を備える構成である。
【００４０】
別の表現をすると、本実施例の光学ユニット１においては、ジンバル機構２４０は、反射方向Ｄ２（−Ｚ方向）に沿うローリング軸（Ｚ軸）と交差するピッチング軸（Ｘ軸）を基準に可動体２２０を揺動可能であって、ローリング軸と交差するとともにピッチング軸とも交差するヨーイング軸（Ｙ軸）を基準に可動体２２０を揺動可能に配置されている。このような構成とすることで、可動体２２０を固定体２１０に対してピッチング軸及びヨーイング軸を揺動軸として大きく変位させることができる。
【００４１】
なお、実施例１から３の光学ユニット１においては、ジンバル機構２４０は、ジンバル機構２４０が可動体２２０を保持する第１軸線Ａ１と、ジンバル機構２４０が固定体２１０に保持される第２軸線Ａ２とは、直交していた。一方、図１１及び図１２で表されるように、本実施例の光学ユニット１においては、第１軸線Ａ１と第２軸線Ａ２とは、直交していない。具体的には、図１２で表されるように、第１軸線Ａ１と第２軸線Ａ２とは、反射方向Ｄ２から見て（背面視で）、入射方向Ｄ１側の交差角度Θ１が入射方向Ｄ１と交差する交差方向側の交差角度Θ２よりも大きくなる配置で交差している。本実施例の光学ユニット１は、このような構成としていることで、光学ユニット１を入射方向Ｄ１において薄く形成している。なお、本実施例では、交差角度Θ１を１５０°、交差角度Θ２を３０°としているが、特に交差角度Θ１及び交差角度Θ２の角度に限定はない。
【００４２】
また、実施例１から３の光学ユニット１と同様、本実施例の光学ユニット１においては、固定体２１０に対して可動体２２０を可動させる可動機構は、可動体２２０に設けられた磁石２２１ａ及び２２１ｂと、磁石２２１ａ及び２２１ｂと対向する位置であって固定体２１０に設けられたコイル２１１ａ及び２１１ｂと、を有する。このような構成としていることで、可動機構を簡単に形成でき、コイル２１１ａ及び２１１ｂに繋がるケーブルとしてのＦＦＣ２１３などが可動体２２０の可動を妨げることを抑制している。
【００４３】
ここで、実施例１から３の光学ユニット１においては、可動機構は、可動体２２０の入射方向Ｄ１側に設けられた１つの第１磁石２２１ａと、可動体２２０の片方の交差方向側に設けられた第１磁石２２１ａと同等の大きさの１つの第２磁石２２１ｂと、を有していた。一方、図１２で表されるように、本実施例の光学ユニット１においては、可動機構は、可動体２２０の入射方向Ｄ１側に設けられた１つの第１磁石２２１ａと、可動体２２０の両方の交差方向側に設けられた第１磁石２２１ａよりも小さい合計２つの第２磁石２２１ｂと、を有している。第２磁石２２１ｂを第１磁石２２１ａよりも小さくしているのは、第２磁石２２１ｂを配置可能なスペースが小さいからである。なお、固定体２１０は、１つの第１磁石２２１ａに対応する１つのコイル２１１ａと、２つの第２磁石２２１ｂに対応する２つのコイル２１１ｂと、を有している。１つの磁石を小さくしただけでは可動機構の性能が低下する虞があるが、本実施例の光学ユニット１は、第２磁石２２１ｂを２つ設ける構成とすることで、光学ユニット１を入射方向Ｄ１において薄く形成したことに伴って可動機構の性能が低下することを抑制している。
【００４４】
［実施例５］（図１３）  
次に、実施例５の光学ユニット１について図１３を用いて説明する。ここで、図１３は、本発明の実施例５に係る光学ユニット１の反射ユニット２００の概略的な側面図であって、ジンバル機構２４０とプリズム１０との位置関係を表す図である。なお、上記実施例１から４と共通する構成部材は同じ符号で示しており、詳細な説明は省略する。本実施例の光学ユニット１は、反射ユニット２００の構成以外は、実施例１から４の光学ユニット１と同様の構成である。
【００４５】
上記のように、実施例１から４の光学ユニット１は、ローリング軸がＺ軸に沿う方向であり、ピッチング軸がＸ軸に沿う方向であり、ヨーリング軸がＹ軸に沿う方向であった。本実施例の光学ユニット１においては、実施例４の光学ユニット１と同様、ジンバル機構２４０は、ローリング軸と交差する２方向の軸を基準に可動体２２０を揺動可能である。すなわち、本実施例のジンバル機構２４０は、ピッチング軸を基準に可動体２２０を揺動可能であって、ヨーイング軸を基準に可動体２２０を揺動可能に配置されている。しかしながら、本実施例の光学ユニット１においては、ジンバル機構２４０は、ピッチング軸がＸ軸からずれており、ヨーリング軸がＹ軸からずれている。
【００４６】
別の観点から説明すると、本実施例の光学ユニット１においては、ジンバル機構２４０は、ピッチング軸及びヨーイング軸がプリズム１０の反射面１０ａに沿う方向に配置されている。本実施例の光学ユニット１は、このような構成としていることで、光学ユニット１を反射面１０ａと交差する方向において薄く形成することができている。ここで、「反射面１０ａに沿う方向」とは、厳密な意味での反射面１０ａに沿う方向に限定されず、概ね反射面１０ａに沿う方向であればよい意味である。
【００４７】
本発明は、上述の実施例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施例中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
【符号の説明】
【００４８】
１…光学ユニット、１０…プリズム（反射部）、１０ａ…反射面、
１０ｂ…プリズム１０の＋Ｙ方向側端部、１００…スマートフォン、１０１…レンズ、
１０２…レンズ、１０３…基板、１０３ａ…撮像素子、１０４…カメラ、
２００…反射ユニット、２１０…固定体、２１０ｂ…係合部、
２１１ａ…コイル（可動機構）、２１１ｂ…コイル（可動機構）、２１２…固定枠、
２１３…ＦＦＣ、２２０…可動体、２２０ａ…係合部、
２２１ａ…磁石（第１磁石、可動機構）、２２１ｂ…磁石（第２磁石、可動機構）、
２２２…ホルダ枠、２３０…保持機構（可動機構）、２４０…ジンバル機構、
２４０ａ…第１支持部、２４０ｂ…第２支持部、２４０ｃ…フレーム部、
２４０ｄ…開口部、Ａ１…第１軸線、Ａ２…第２軸線、Ｂ１…突部、Ｂ２…突部、
Ｃ１…孔部、Ｃ２…孔部、Ｄ１…入射方向、Ｄ２…反射方向
【図１】
2022001916.tif 000003
【図２】
2022001916.tif 000004
【図３】
2022001916.tif 000005
【図４】
2022001916.tif 000006
【図５】
2022001916.tif 000007
【図６】
2022001916.tif 000008
【図７】
2022001916.tif 000009
【図８】
2022001916.tif 000010
【図９】
2022001916.tif 000011
【図１０】
2022001916.tif 000012
【図１１】
2022001916.tif 000013
【図１２】
2022001916.tif 000014
【図１３】
2022001916.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】令和3年3月17日(2021.3.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部からの入射方向から撮像素子に向かう反射方向に入射光束を反射させる反射部と、
前記反射部を備える可動体と、
固定体と、
前記固定体に対して前記可動体を可動させる可動機構と、
第１軸線周りに揺動可能に前記可動体を支持する第１支持部を備えるとともに、前記第１軸線方向と交差する第２軸線周りに前記固定体に揺動可能に支持される第２支持部を備えるジンバル機構と、
を備えることを特徴とする光学ユニット。
【請求項２】
請求項１に記載の光学ユニットにおいて、
前記ジンバル機構は、前記反射方向に沿うローリング軸を基準に前記可動体を揺動可能であって、前記ローリング軸と交差するピッチング軸を基準に前記可動体を揺動可能に配置されていることを特徴とする光学ユニット。
【請求項３】
請求項２に記載の光学ユニットにおいて、
前記ジンバル機構は、前記第１支持部及び前記第２支持部が設けられるフレーム部を有し、前記フレーム部が前記可動体に対して前記入射方向において先頭側に位置する配置であることを特徴とする光学ユニット。
【請求項４】
請求項３に記載の光学ユニットにおいて、
前記フレーム部は、前記可動体が揺動した際に前記可動体と前記フレーム部との接触を抑制する開口部が設けられていることを特徴とする光学ユニット。
【請求項５】
請求項２に記載の光学ユニットにおいて、
前記ジンバル機構は、前記第１支持部及び前記第２支持部が設けられるフレーム部を有し、前記フレーム部が前記入射方向から見て前記可動体の周囲に位置する配置であることを特徴とする光学ユニット。
【請求項６】
請求項１に記載の光学ユニットにおいて、
前記ジンバル機構は、前記反射方向に沿うローリング軸と交差するピッチング軸を基準に前記可動体を揺動可能であって、前記ローリング軸と交差するとともに前記ピッチング軸とも交差するヨーイング軸を基準に前記可動体を揺動可能に配置されていることを特徴とする光学ユニット。
【請求項７】
請求項６に記載の光学ユニットにおいて、
前記ジンバル機構は、前記ピッチング軸及び前記ヨーイング軸の少なくとも一方が前記反射部の反射面に沿う方向に配置されていることを特徴とする光学ユニット。
【請求項８】
請求項６または７に記載の光学ユニットにおいて、
前記第１軸線と前記第２軸線とは、前記反射方向から見て、前記入射方向側の交差角度が前記入射方向と交差する交差方向側の交差角度よりも大きくなる配置で交差することを特徴とする光学ユニット。
【請求項９】
請求項１から７のいずれか１項に記載の光学ユニットにおいて、
前記可動機構は、前記可動体に設けられた磁石と、前記磁石と対向する位置であって前記固定体に設けられたコイルと、を有することを特徴とする光学ユニット。
【請求項１０】
請求項８に記載の光学ユニットにおいて、
前記可動機構は、前記可動体に設けられた磁石と、前記磁石と対向する位置であって前記固定体に設けられたコイルと、を有することを特徴とする光学ユニット。
【請求項１１】
請求項１０に記載の光学ユニットにおいて、
前記可動機構は、前記反射部に対して前記可動体の前記入射方向における先方側に設けられた第１磁石と、前記反射部に対して前記可動体の両方の前記交差方向側に設けられた前記第１磁石よりも小さい第２磁石と、を前記磁石として有することを特徴とする光学ユニット。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
ここで、実施例１から３の光学ユニット１においては、可動機構は、プリズム１０に対して可動体２２０の反射方向Ｄ２における後方側に設けられた１つの第１磁石２２１ａと、プリズム１０に対して可動体２２０の片方の交差方向側に設けられた第１磁石２２１ａと同等の大きさの１つの第２磁石２２１ｂと、を有していた。一方、図１２で表されるように、本実施例の光学ユニット１においては、可動機構は、プリズム１０に対して可動体２２０の入射方向Ｄ１における先方側に設けられた１つの第１磁石２２１ａと、プリズム１０に対して可動体２２０の両方の交差方向側に設けられた第１磁石２２１ａよりも小さい合計２つの第２磁石２２１ｂと、を有している。第２磁石２２１ｂを第１磁石２２１ａよりも小さくしているのは、第２磁石２２１ｂを配置可能なスペースが小さいからである。なお、固定体２１０は、１つの第１磁石２２１ａに対応する１つのコイル２１１ａと、２つの第２磁石２２１ｂに対応する２つのコイル２１１ｂと、を有している。１つの磁石を小さくしただけでは可動機構の性能が低下する虞があるが、本実施例の光学ユニット１は、第２磁石２２１ｂを２つ設ける構成とすることで、光学ユニット１を入射方向Ｄ１において薄く形成したことに伴って可動機構の性能が低下することを抑制している。