带有抖动校正功能的光学单元以及其制造方法与流程

文档序号:12747248阅读:146来源:国知局
带有抖动校正功能的光学单元以及其制造方法与流程

本发明涉及一种能够校正拍摄时的抖动的带有抖动校正功能的光学单元以及其制造方法。



背景技术:

在装设于便携设备等的摄像头中,为了抑制因抖动产生的拍摄图像的紊乱,提出了使可动体摆动来校正抖动的结构。在进行所述抖动校正时,需要将可动体支承为能够相对于固定体摆动,因此提出了在可动体与固定体之间设置有万向架机构的结构。作为万向架机构,提出了具有如下要件的结构:设置于可动体与固定体之间的可动框;在可动框与固定体之间设置于沿与光轴方向交叉的第一轴线方向分离的两个部位的第一摆动支点;以及在可动框与可动体之间设置于沿与光轴方向以及第一轴线方向交叉的第二轴线方向分离的两个部位的第二摆动支点(参照日本专利文献1)。

专利文献1:日本特开2014-6522号公报



技术实现要素:

发明所要解决的课题

在通过万向架机构支承可动体时,只要通过设置于摆动支点的弹簧(接点弹簧)向可动框施加适当的载荷,便能够使可动体顺畅地摆动,并且能够抑制可动体因从外部传递来的振动等而进行不必要的振动。

但是,在向可动框施加载荷时,在通过接点弹簧支承可动框的情况下,若向光学单元施加落下载荷等而导致接点弹簧发生变形,则存在有可能无法恰当地支承可动体等耐冲击性下降的问题。并且,若接点弹簧变形而导致接点弹簧向可动框施加的载荷变小,则可动框会因从外部施加的振动而发生位置偏移, 在严重的情况下,可动框有可能从接点弹簧脱落而无法支承可动体。

鉴于以上问题,本发明的课题在于提供一种能够向可动框施加适当的载荷并且能够抑制耐冲击性下降的带有抖动校正功能的光学单元以及其制造方法。

用于解决课题的手段

为了解决上述课题,本发明具有:可动体,所述可动体具有光学元件;固定体,所述固定体借助万向架机构将所述可动体支承为能够绕与光轴方向交叉的第一轴线摆动,并且将所述可动体支承为能够绕与所述光轴方向以及所述第一轴线交叉的第二轴线摆动;以及驱动机构,所述驱动机构将所述可动体绕所述第一轴线以及绕所述第二轴线驱动,所述万向架机构具有:可动框;第一摆动支点,所述第一摆动支点在所述可动框与所述固定体之间设置于沿所述第一轴线方向分离的两个部位;以及第二摆动支点,所述第二摆动支点在所述可动框与所述可动体之间设置于沿所述第二轴线方向分离的两个部位,在所述两个部位的第一摆动支点以及所述两个部位的第二摆动支点中的任一个设置有接点弹簧和固定部件,所述接点弹簧呈板簧状,且具有与所述可动框抵接的可动板部以及从所述可动板部的端部朝向与所述可动框相反的一侧折回的固定板部,所述固定部件对所述可动板部和所述固定板部进行固定。

并且,在本发明的带有抖动校正功能的光学单元的制造方法中,所述带有抖动校正功能的光学单元具有:可动体,所述可动体具有光学元件;固定体,所述固定体借助万向架机构将所述可动体支承为能够绕与光轴方向交叉的第一轴线摆动,并且将所述可动体支承为能够绕与所述光轴方向以及所述第一轴线交叉的第二轴线摆动;以及驱动机构,所述驱动机构将所述可动体绕所述第一轴线以及绕所述第二轴线驱动,所述万向架机构具有:可动框;第一摆动支点,所述第一摆动支点在所述可动框与所述固定体之间设置于沿所述第一轴线方向分离的两个部位;以及第二摆动支点,所述第二摆动支点在所述可动框与所述可动体之间设置于沿所述第二轴线方向分离的两个部位,在所述两个部位的第一摆动支点以及所述两个部位的第二摆动支点中的任一个设置板簧状的接点弹簧,所述接点弹簧具有与所述可动框抵接的可动板部以及从所述可动板部的端部朝向与所述可动框相反的一侧折回的固定板部,在构成所述万向架机 构时,在通过所述接点弹簧支承所述可动框之后,通过固定部件对所述可动板部和所述固定板部进行固定。

在本发明中,由于在摆动支点设置有具有与可动框抵接的可动板部以及从可动板部的端部朝向与可动框相反的一侧折回的固定板部的板簧状的接点弹簧,因此在构成万向架机构的状态下,可动框从接点弹簧承受适当的载荷。因此,能够使可动体顺畅地摆动,并且能够抑制可动体因从外部传递来的振动等而进行不必要的振动。在该状态下,可动板部通过固定部件固定于固定板部。因此,即使施加落下载荷等,接点弹簧也不易变形,因此可动框在从接点弹簧承受适当的载荷的状态下被接点弹簧支承。因此,即使是通过接点弹簧支承可动框的结构,也能够抑制耐冲击性下降。并且,由于不易发生接点弹簧向可动框施加的载荷因接点弹簧的变形而变小的状况,因此也不易发生可动框因从外部施加的振动而位置偏移的状况。因此,不易发生可动框从接点弹簧脱落而无法支承可动体的状况。

在本发明所涉及的带有抖动校正功能的光学单元中,优选所述可动板部以朝向所述固定板部弹性变形的状态被所述固定部件固定于所述固定板部。即,在本发明所涉及的带有抖动校正功能的光学单元的制造方法中,优选在构成所述万向架机构的状态下,所述可动板部朝向所述固定板部弹性变形,在该状态下,通过所述固定部件将所述可动板部固定于所述固定板部。通过所述结构,在构成万向架机构的状态下,能够以从接点弹簧向可动框可靠地施加适当的载荷的状态抑制接点弹簧的变形。

在本发明中,能够采用如下方式:所述可动框能够沿与所述光轴方向正交的方向弹性变形。通过所述结构,即使在将固定部件设置于接点弹簧之后,也能够通过可动框自身的弹力向可动框可靠地施加载荷。

在本发明中,能够采用如下方式:作为所述接点弹簧设置有第一接点弹簧和第二接点弹簧,所述第一接点弹簧的所述固定板部分别在所述两个部位的第一摆动支点处保持于所述固定体,所述第二接点弹簧的所述固定板部分别在所述两个部位的第二摆动支点处保持于所述可动体,在所述两个部位的第一接点弹簧以及所述两个部位的第二接点弹簧分别设置有所述固定部件。通过所述结 构,无论在第一摆动支点以及第二摆动支点中的哪一支点,都能够以向可动框施加适当的载荷的状态抑制第一接点弹簧以及第二接点弹簧的变形。

在本发明中,优选所述第一接点弹簧以及所述固定体在光轴方向的两侧与所述可动框重叠,构成限制所述可动框的与所述第一接点弹簧的抵接部分在光轴方向上的可动范围的第一限制部,所述第二接点弹簧以及所述可动体在光轴方向的两侧与所述可动框重叠,构成限制所述可动框的与所述第二接点弹簧的抵接部分在光轴方向上的可动范围的第二限制部。通过所述结构,即使从外部向可动框施加如使可动框沿光轴方向移动的振动,也不易发生可动框从接点弹簧脱落的状况。

在本发明中,优选形成有在所述可动体中在光轴方向上与所述两个部位的第一摆动支点重叠的贯通部以及在所述固定体中在光轴方向上与所述两个部位的第二摆动支点重叠的贯通部中的至少一个。通过所述结构,能够在将固定部件设置于在第二摆动支点设置的第二接点弹簧之后,借助贯通部将固定部件设置于在第一摆动支点设置的第一接点弹簧。或者,能够在将固定部件设置于在第一摆动支点设置的第一接点弹簧之后,借助贯通部将固定部件设置于在第二摆动支点设置的第二接点弹簧。

在本发明中,能够采用如下方式:所述固定部件为填充于所述固定板部与所述可动板部之间的粘接剂。通过所述结构,由于可以在将粘接剂填充于固定板部与可动板部之间后,使粘接剂固化,因此能够容易地设置固定部件。并且,由于粘接剂在固化之前呈液体状,因此无论接点弹簧的形状如何,都能够填充于固定板部与可动板部之间,能够将固定板部与可动板部可靠地固定。

在本发明中,所述固定部件也可以为在所述接点弹簧的开放端侧连接于所述固定板部和所述可动板部的板状部件。在该情况下,具有如下优点:只要板状部件设置于接点弹簧自身,便也无需作为固定部件另外设置板状部件。

在本发明中,优选所述可动框的与所述接点弹簧的抵接部分为球体,所述接点弹簧的与所述球体抵接的部分为凹曲面。

在本发明中,优选所述驱动机构为磁驱动机构,所述可动框以及所述接点弹簧由非磁性材料构成。通过所述结构,能够防止可动框以及接点弹簧对驱动 机构(磁驱动机构)带来磁影响。

在本发明中,能够采用如下方式:所述固定体相对于所述可动体在光轴方向的一侧具有罩,在所述罩与所述可动框之间构成有所述第一摆动支点。通过所述结构,能够由较少的部件构成万向架机构。

在本发明中,能够采用如下结构:所述可动框具有四个角部,在所述四个角部的位于对角的两个角部构成有所述第一摆动支点,在其他两个角部构成有所述第二摆动支点。

发明效果

在本发明中,由于在摆动支点设置有板簧状的接点弹簧,该接点弹簧具有与可动框抵接的可动板部以及从可动板部的端部朝向与可动框相反的一侧折回的固定板部,因此在构成万向架机构的状态下,可动框从接点弹簧承受适当的载荷。因此,能够使可动体顺畅地摆动,并且能够抑制可动体因从外部传递来的振动等而进行不必要的振动。在该状态下,可动板部通过固定部件固定于固定板部。因此,即使施加落下载荷等,接点弹簧也不易变形,因此可动框在从接点弹簧承受适当的载荷的状态下被接点弹簧支承。因此,即使是通过接点弹簧支承可动框的结构,也能够抑制耐冲击性下降。并且,由于不易发生接点弹簧向可动框施加的载荷因接点弹簧的变形而变小的状况,因此也不易发生可动框因从外部施加的振动而位置偏移的状况。因此,不易发生可动框从接点弹簧脱落而无法支承可动体的状况。

附图说明

图1为示出应用本发明的带有抖动校正功能的光学单元的整体结构的说明图。

图2为图1所示的光学单元的YZ剖视图。

图3为从被摄体侧观察应用本发明的光学单元的保持架以及罩的说明图。

图4为从被摄体侧观察应用本发明的光学单元的万向架机构的说明图。

图5为从与被摄体侧相反的一侧观察应用本发明的光学单元的保持架以及罩的说明图。

图6为从与被摄体侧相反的一侧观察应用本发明的光学单元的万向架机构的说明图。

图7为从与被摄体侧相反的一侧观察应用本发明的光学单元的第一摆动支点的说明图。

图8为从被摄体侧观察应用本发明的光学单元的第二摆动支点的说明图。

图9为设置于应用本发明的光学单元的固定部件的变形例的说明图。

(符号说明)

1 拍摄模块

1a 透镜

1b 拍摄元件

10 可动体

12 配重

13 陀螺仪

20 固定体

30 万向架机构

31 第一摆动支点

32 第二摆动支点

36 第一接点弹簧

36h、37h 固定部件

36i、37i 粘接剂

36j、37j 板状部件

36s 第一限制部

37 第二接点弹簧

37s 第二限制部

38 球体

39 可动框

40 保持架

41 圆筒部

42 底板部

44 线圈保持部

45 第二接点支承部

45a、225a 第一壁部

45b、225b 第二壁部

45c、225c 第三壁部

45s、225s 凸部

47 贯通部

48 侧板部

50 驱动机构

52 磁铁

56 线圈

70 板状弹簧

100 光学单元

210 第一壳体

220 罩

221 框部

222 端板部

225 第一接点支承部

240 限制部件

250 第二壳体

260 第三壳体

361、371 固定板部

362、372 弯曲部分

363、373 可动板部

364、374 板部

365、375 接点部

L 光轴

R1 第一轴线

R2 第二轴线

具体实施方式

以下,参照附图对用于实施本发明的方式进行说明。另外,在以下说明中,例示用于防止拍摄用的可动体(光学模块)的抖动的结构。并且,在以下说明中,将相互正交的三个方向分别设为X轴方向、Y轴方向以及Z轴方向,将沿光轴L(透镜光轴/光学元件的光轴)的方向设为Z轴方向。在X轴方向的一侧标注+X,在另一侧标注-X,在Y轴方向的一侧标注+Y,在另一侧标注-Y,在Z轴方向的一侧(被摄体侧/光轴方向前侧)标注+Z,在另一侧(与被摄体侧相反的一侧/光轴方向后侧)标注-Z来进行说明。

(拍摄用的光学单元的整体结构)

图1为示出应用本发明的带有抖动校正功能的光学单元的整体结构的说明图,图1(a)为光学单元的立体图,图1(b)为光学单元的分解立体图。图2为图1所示的光学单元100的YZ剖视图。

图1以及图2所示的光学单元100例如装设于带有摄像头的移动电话、行车记录仪等的光学设备。并且,光学单元100在装设于安全帽、自行车、遥控直升机等的运动摄像头或可穿戴式摄像头等光学设备中使用。在这种光学单元100中,若在拍摄时光学设备发生抖动,则拍摄图像发生紊乱。因此,光学单元100构成为能够校正光学设备的抖动的带有抖动校正功能的光学单元。光学单元100的绕X轴的旋转相当于所谓的俯仰(纵摇),绕Y轴的旋转相当于所谓的偏转(横摇),绕Z轴的旋转相当于所谓的侧倾。

光学单元100具有固定体20、可动体10、形成可动体10被支承为能够相对于固定体20摆动的状态的万向架机构30以及在可动体10与固定体20之间产生使可动体10相对于固定体20相对位移的磁驱动力的驱动机构50。并且,固定体20与可动体10通过板状弹簧70连接。在所述光学单元100中,可动体10借助万向架机构30被支承为能够相对于固定体20绕与光轴L方向交叉的第一轴线R1摆动,并且被支承为能够绕与光轴L方向以及第一轴线R1方向 交叉的第二轴线R2摆动。在本实施方式中,第一轴线R1及第二轴线R2与光轴L方向正交,第一轴线R1与第二轴线R2正交。

光学单元100借助柔性布线基板1800、1900与设置于装设光学单元100的光学设备的主体侧的上位的控制部等电连接。并且,光学单元100装设有陀螺仪13(抖动检测传感器),陀螺仪13在光学设备发生抖动时检测抖动,经由柔性布线基板1900向上位的控制装置输出。控制装置对驱动机构50进行驱动,使可动体10绕与光轴L交叉的轴线(第一轴线R1以及第二轴线R2)摆动并进行抖动校正。可动体10具有拍摄模块1作为光学元件,该拍摄模块1具有光轴L沿Z轴方向延伸的透镜1a。在本实施方式中,在从光轴L的方向观察时,透镜1a呈圆形,而可动体10以及固定体20呈方形。

(固定体20的结构)

固定体20具有方形的第一壳体210。第一壳体210具有包围可动体10的周围的方筒状的主体部211以及从主体部211的Z轴方向的一侧+Z的端部朝向径向内侧突出的矩形框状的端板部212,在端板部212形成有矩形的开口部212a。

固定体20具有固定于第一壳体210的Z轴方向的一侧+Z的罩220。罩220具有与第一壳体210的端板部212重叠的矩形的端板部222,在端板部222的中央形成有圆形的开口部222a。罩220以与第一壳体210的端板部212重叠的状态固定于第一壳体210。

固定体20具有矩形框状的限制部件240、在与第一壳体210的主体部211之间保持限制部件240的第二壳体250以及在第二壳体250的Z轴方向的另一侧-Z覆盖于第二壳体250的第三壳体260。第三壳体260固定于第一壳体210。

第二壳体250具有矩形的底板部251以及从底板部251朝向Z轴方向的一侧+Z延伸的方筒状的主体部255,在底板部251形成有开口部252。第三壳体260具有矩形的底板部261以及从底板部261朝向Z轴方向的一侧+Z弯曲的四个侧板部265,在侧板部265的内侧配置有第二壳体250。在四个侧板部265中,在位于Y轴方向的一侧+Y的侧板部265形成有将柔性布线基板1800、1900向外侧引出的缺口266。

在限制部件240中,向内周侧突出的部分246在Z轴方向的另一侧-Z与可动体10的保持架40重叠。并且,在限制部件240中,在各边的外周缘形成有朝向外侧突出的突出部241。因此,在Z轴方向上重叠第三壳体260与第一壳体210时,限制部件240的突出部241保持于第一壳体210的主体部211与第二壳体250的主体部255之间。

(可动体10的结构)

可动体10具有保持拍摄模块1的由树脂制成的保持架40以及固定于保持架40的Z轴方向的一侧+Z的圆筒状的配重12。配重12调整可动体10在Z轴方向上的重心位置。拍摄模块1除了存在构成为固定有透镜1a的固定焦点类型的情况之外,还存在构成为具有使透镜1a沿光轴L移动的聚焦驱动机构的类型的情况。配重12为非磁性的金属制品,例如由黄铜构成。因此,在配重12与磁铁52之间不产生磁吸引力。

在可动体10中,在保持架40的内侧配置有拍摄模块1的拍摄元件1b,拍摄元件1b直接或借助装配基板装配于信号输出用的柔性布线基板1800的第一装配部1810。柔性布线基板1800具有:在第一装配部1810的Y轴方向的另一侧-Y的端部朝向光轴L方向的后侧(Z轴方向的另一侧-Z)弯曲的弯曲部1820;在Y轴方向的另一侧-Y与弯曲部1820相连的矩形的第二装配部1830;以及从第二装配部1830向外部拉绕的拉绕部1840。在柔性布线基板1800中,在第一装配部1810与第二装配部1830之间夹持有加强板15。在第二装配部1830的朝向Z轴方向的另一侧-Z的面装配有陀螺仪13和电容器等电子元件14。

拉绕部1840通过沿Y轴方向延伸的缝1850在X轴方向上被分割。拉绕部1840具有:从Y轴方向的一侧+Y延伸至另一侧-Y的第一延伸部1862;在第一延伸部1862的末端侧朝向光轴方向后侧(Z轴方向的另一侧-Z)弯曲的弯曲部1863;以及从弯曲部1863朝向Y轴方向的一侧+Y延伸的第二延伸部1864。

板状的间隔物18通过粘接剂固定于第二装配部1830的朝向Z轴方向的另一侧-Z的面。间隔物18为大致矩形形状的板材,陀螺仪13和电子元件14位于间隔物18的内侧。在间隔物18的Y轴方向的一侧+Y的端部安装有夹紧部件 190,夹紧部件190在与间隔物18之间借助弹性片195保持第一延伸部1862。因此,第一延伸部1862以与光轴L方向正交的状态延伸。第二延伸部1864从中途穿过第二壳体250的底板部251的开口部252向外部引出,通过双面胶带等挠性的片材19固定于底板部251。在第二延伸部1864中,从第二壳体250的底板部251的开口部252向外部引出的部分被第三壳体260覆盖。

在可动体10中,用于向后述的线圈56供电的柔性布线基板1900与可动体10的Z轴方向的另一侧-Z的端部连接。柔性布线基板1900具有从保持架40引出的带状的拉绕部1940。拉绕部1940具有:从Y轴方向的一侧+Y延伸至另一侧-Y的第一延伸部1962;在第一延伸部1962的末端侧朝向光轴方向后侧(Z轴方向的另一侧-Z)弯曲的第一弯曲部1966;以及从第一弯曲部1966朝向Y轴方向的一侧+Y延伸的第二延伸部1964。并且,拉绕部1940具有在从可动体10引出的引出部与第一延伸部1962之间朝向光轴方向后侧(Z轴方向的另一侧-Z)弯曲的第二弯曲部1963。与第一延伸部1862相同地,第一延伸部1962保持于夹紧部件190与间隔物18之间,以与光轴L方向正交的状态延伸。

第二延伸部1964从中途穿过第二壳体250的底板部251的开口部252向外部引出,通过双面胶带等挠性的片材19固定于底板部251。并且,在第二延伸部1964中,从第二壳体250的底板部251的开口部252向外部引出的部分被第三壳体260覆盖。

(驱动机构50的结构)

在本实施方式中,在保持架40与第一壳体210之间构成有驱动机构50。在本实施方式中,驱动机构50为利用板状的磁铁52和线圈56的磁驱动机构。线圈56为空芯线圈,保持于可动体10(保持架40)的X轴方向的一侧+X、X轴方向的另一侧-X、Y轴方向的一侧+Y以及Y轴方向的另一侧-Y。并且,磁铁52保持于第一壳体210的主体部211的内表面中的位于X轴方向的一侧+X的内表面、位于X轴方向的另一侧-X的内表面、位于Y轴方向的一侧+Y的内表面以及位于Y轴方向的另一侧-Y的内表面。因此,在保持架40与第一壳体210的主体部211之间,无论在X轴方向的一侧+X、X轴方向的另一侧-X、Y轴方向的一侧+Y以及Y轴方向的另一侧-Y中的哪一侧,磁铁52与线圈56都相向。

在本实施方式中,磁铁52的外表面侧以及内表面侧被磁化成不同的极。并且,磁铁52在光轴L方向上分割为两个,被磁化成与线圈56的上侧和下侧相向的磁极在光轴L方向上不同。因此,线圈56的上下的长边部分被用作有效边。另外,四个磁铁52的外表面侧以及内表面侧的磁化图案相同。因此,在周向上相邻的磁铁52彼此不会相互吸附,因此容易进行组装等。第一壳体210由磁性材料构成,作为与磁铁52相对应的轭发挥功能。

(保持架40的详细结构)

图3为从被摄体侧(Z轴方向的一侧+Z)观察应用本发明的光学单元100的保持架40以及罩220的说明图,图3(a)为借助万向架机构30以及板状弹簧70连接罩220与保持架40的状态的立体图,图3(b)为示出分离罩220与保持架40的状态的分解立体图。图4为从被摄体侧(Z轴方向的一侧+Z)观察应用本发明的光学单元100的万向架机构30的说明图,图4(a)为示出从保持架40分离万向架机构30的可动框39以及板状弹簧70的状态的分解立体图,图4(b)为示出从保持架40进一步分离第二接点弹簧37的状态的分解立体图。

图5为从与被摄体侧(Z轴方向的一侧+Z)相反的一侧(Z轴方向的另一侧-Z)观察应用本发明的光学单元100的保持架40以及罩220的说明图,图5(a)为借助万向架机构30以及板状弹簧70连接罩220与保持架40的状态的立体图,图5(b)为示出分离罩220与保持架40的状态的分解立体图。图6为从与被摄体侧(Z轴方向的一侧+Z)相反的一侧(Z轴方向的另一侧-Z)观察应用本发明的光学单元100的万向架机构30的说明图,图6(a)为示出从保持架40分离万向架机构30的可动框39以及板状弹簧70的状态的分解立体图,图6(b)为示出从保持架40进一步分离第一接点弹簧36的状态的分解立体图。

如图2、图3、图4、图5以及图6所示,在可动体10中,保持架40构成可动体10的外周部分,大体上具有底板部42和圆筒部41,该圆筒部41在底板部42的Z轴方向的一侧+Z将拍摄模块1保持于内侧。在保持架40的底板部42的外缘以包围圆筒部41的方式形成有侧板部48,在侧板部48与圆筒部 41之间形成有供万向架机构30的可动框39配置的空间。在侧板部48的外表面形成有由凸部构成的线圈保持部44,在线圈56嵌入线圈保持部44内的状态下,线圈56通过粘接等保持于保持架40。在线圈保持部44形成有在线圈56的内侧向外侧突出的凸部44a。凸部44a从线圈56的外表面(与磁铁52相向的面)突出一部分,与磁铁52相向。因此,在可动体10通过外力向X轴方向或Y轴方向位移时,线圈保持部44的凸部44a与磁铁52抵接,限制其可动范围。通过这样,在固定体20与可动体10之间由线圈保持部44的凸部44a和磁铁52构成限制可动体10向与光轴L方向正交的方向移动的可动范围的限制部。

在保持架40中,在隔着圆筒部41沿第一轴线R1方向分离的两个部位形成有沿Z轴方向贯通底板部42的贯通部47。并且,在保持架40的Z轴方向的另一侧-Z形成有从底面421向Z轴方向的另一侧-Z突出的凸部43a、43b。在本实施方式中,凸部43a、43b中的凸部43a设置成沿保持架40的边延伸,凸部43b设置于保持架40的角。凸部43a、43b在可动体10向Z轴方向的另一侧-Z位移时与限制部件240抵接,构成限制可动体10向Z轴方向的另一侧-Z移动的可动范围的限制部。

在保持架40的侧板部48中,无论在X轴方向的一侧+X、X轴方向的另一侧-X、Y轴方向的一侧+Y以及Y轴方向的另一侧-Y中的哪一侧,都在边方向的大致中央部分形成有缺口481,在侧板部48的与缺口481相邻的端部形成有朝向Z轴方向的一侧+Z突出的凸部482。因此,在保持架40中,无论在X轴方向的一侧+X、X轴方向的另一侧-X、Y轴方向的一侧+Y以及Y轴方向的另一侧-Y中的哪一侧,都在隔着缺口481的两侧各形成一个凸部482。因此,在可动体10绕第一轴线R1或绕第二轴线R2旋转时,凸部482与罩220抵接,限制可动体10的摆动范围。通过这样,在固定体20与可动体10之间,由凸部482和罩220构成限制可动体10的摆动范围的限制部。

在保持架40中,圆筒部41由基部侧(Z轴方向的另一侧-Z)的大径部41a、形成于大径部41a的末端侧(Z轴方向的另一侧+Z)的中径部41b以及形成于中径部41b的末端侧(Z轴方向的另一侧+Z)的小径部41c构成。在大径部41a 的Z轴方向的一侧+Z的端面(中径部41b的侧面)的周向的多个部位形成有向Z轴方向的一侧+Z突出的凸部49。在本实施方式中,凸部49在X轴方向的一侧+X、X轴方向的另一侧-X、Y轴方向的一侧+Y以及Y轴方向的另一侧-Y的共四个部位以等角度间隔形成。所述凸部49为用于将板状弹簧70与保持架40连接的粘接用凸部。在圆筒部41的小径部41c固定有配重12。

在保持架40中,在沿第二轴线R2方向(连接矩形的保持架40的角部的线)分离的两个部位形成有朝向Z轴方向的一侧+Z突出的第二接点支承部45。所述第二接点支承部45为后述的第二接点弹簧37的支承部,设置于圆筒部41与以包围该圆筒部41的方式形成的大致矩形的侧板部48的角部之间。

(罩220的详细结构)

罩220为具有大致四边形的平面形状的树脂成型品。罩220具有在开口部222a的周围从端板部222向Z轴方向的另一侧-Z突出的矩形的框部221。在框部221的Z轴方向的另一侧-Z的面,在边方向的中央部分形成有朝向Z轴方向的另一侧-Z突出的凸部229。所述凸部229为用于将板状弹簧70与罩220连接的粘接用凸部。

罩220在端板部222的四个角部分分别形成有向Z轴方向的另一侧-Z突出的凸部224。所述凸部224为嵌入到形成于图1(b)所示的第一壳体210的端板部212的角部分的孔214内的定位凸部。

在罩220的框部221中,在沿第一轴线R1方向(连接矩形的罩220的角部的线)分离的两个部位形成有朝向Z轴方向的另一侧-Z突出的柱状部226,在所述柱状部226的Z轴方向的另一侧-Z的端部形成有板状的第一接点支承部225。所述第一接点支承部225为后述的第一接点弹簧36的支承部,在组装罩220和保持架40并使其一体化时,第一接点支承部225配置于保持架40的圆筒部41与以包围该圆筒部41的方式形成的大致矩形的侧板部48的角部之间。

(板状弹簧70的结构)

在可动体10与固定体20之间设置有限制驱动机构50处于停止状态时的可动体10的姿势的板状弹簧70。在本实施方式中,板状弹簧70为将金属板蚀刻加工成规定形状而成的弹簧部件,具有与固定体20连接的固定体侧连接部 71、与可动体10连接的可动体侧连接部72以及连接固定体侧连接部71与可动体侧连接部72的板簧状的臂部73。臂部73为四个,从固定体侧连接部71一边从周向的一侧向另一侧折回一边延伸至可动体侧连接部72。固定体侧连接部71相对于4个臂部73以1对1的关系设置有四个。在本实施方式中,固定体侧连接部71配置于在X轴方向的两侧夹持光轴L的两个部位和在Y轴方向的两侧夹持光轴L的两个部位。

在四个固定体侧连接部71分别形成有由嵌入罩220的凸部229的孔构成的贯通部710。因此,能够将罩220的凸部229嵌入固定体侧连接部71的贯通部710内,通过粘接剂固定凸部229与固定体侧连接部71。在本实施方式中,贯通部710形成于固定体侧连接部71中的与臂部73连接的基部部分。

可动体侧连接部72从4个臂部73的另一侧的端部沿周向延伸,呈环状相连。并且,在可动体侧连接部72的内缘形成有由嵌入保持架40的凸部49的缺口构成的贯通部720。在本实施方式中,贯通部720形成于在X轴方向的两侧夹持光轴L的两个部位和在Y轴方向的两侧夹持光轴L的两个部位,即共四个部位。因此,能够将形成于保持架40的凸部49嵌入可动体侧连接部72的贯通部720内,在该状态下,通过粘接剂固定凸部49与可动体侧连接部72。在本实施方式中,贯通部720形成于可动体侧连接部72中的与臂部73连接的基部部分。

(万向架机构30的第一摆动支点31的结构)

图7为从与被摄体侧(Z轴方向的一侧+Z)相反的一侧(Z轴方向的另一侧-Z)观察应用本发明的光学单元100的第一摆动支点31的说明图,图7(a)为第一摆动支点31的分解立体图,图7(b)为第一摆动支点31的立体图,图7(c)为示出将固定部件设置于第一摆动支点31的状态的立体图。

如图3、图4、图5以及图6所示,万向架机构30具有可动框39、在可动框39与固定体20之间设置于沿第一轴线R1方向分离的两个部位的第一摆动支点31以及在可动框39与可动体10之间设置于沿第二轴线R2方向分离的两个部位的第二摆动支点32。在第一摆动支点31中,通过保持于固定体20(罩220)的第一接点弹簧36支承可动框39,在第二摆动支点32中,通过保持于 可动体10(保持架40)的第二接点弹簧37支承可动框39。在本实施方式中,由于驱动机构50使用了磁驱动机构,因此在万向架机构30中使用的可动框39、第一接点弹簧36以及第二接点弹簧37均由SUS305等非磁性材料构成。

如图4以及图6所示,可动框39为矩形框,绕光轴L具有第一角部391、第二角部392、第三角部393以及第四角部394,在第一角部391与第二角部392之间、第二角部392与第三角部393之间、第三角部393与第四角部394之间以及第四角部394与第一角部391之间具有第一连接部396、第二连接部397、第三连接部398以及第四连接部399。

在本实施方式中,第一连接部396、第二连接部397、第三连接部398以及第四连接部399具有朝向与各自的延伸方向以及Z轴方向正交的方向弯曲的蜿蜒部。因此,可动框39能够沿与光轴L方向正交的方向弹性变形。

在可动框39的第一角部391、第二角部392、第三角部393以及第四角部394的内侧通过焊接等固定有由非磁性的金属材料构成的球体38,所述球体38构成了使半球状的凸面朝向可动框39的内侧的突部。在本实施方式中,在可动框39的第一角部391、第二角部392、第三角部393以及第四角部394中,固定有球体38的部位的厚度比其他部分的厚度要薄。可动框39通过将金属板蚀刻加工成规定形状而形成。在此,在可动框39的宽度比厚度窄的情况下,不易通过对一个金属板进行蚀刻加工来制造。在该情况下,在对金属板进行蚀刻之后,通过重叠两个来构成可动框39。

在本实施方式中,在第一角部391、第二角部392、第三角部393以及第四角部394中,在第一轴线R1方向上呈对角的第二角部392以及第四角部394设置有参照图7说明的第一摆动支点31,在第二轴线R2方向上呈对角的第一角部391以及第三角部393设置有参照图8说明的第二摆动支点32。

如图7(a)、图7(b)所示,在第一摆动支点31处,第一接点弹簧36保持于罩220,可动框39的球体38借助第一接点弹簧36被支承于罩220。第一接点弹簧36呈由金属制成的板状,具有收纳可动框39的球体38的可动板部363以及从可动板部363的端部向与球体38相反的一侧折回的固定板部361,在可动板部363设置有在可动框39的第二角部392以及第四角部394的 内侧将固定于可动框39的球体38收纳的凹状的接点部365。在本实施方式中,接点部365为半球状的凹部。在第一接点弹簧36中,可动板部363以及可动板部363与固定板部361之间的U字状的弯曲部分362发挥向与可动框39侧的接点部365施加弹性载荷的弹性。

在将第一接点弹簧36固定于罩220时,罩220的第一接点支承部225具有:通过粘接剂等将固定板部361的外表面侧固定的第一壁部225a;位于第一接点弹簧36的两侧的一对第二壁部225b;以及支承弯曲部分362的第三壁部225c。由第一壁部225a、第二壁部225b以及第三壁部225c包围的空间朝向Z轴方向的另一侧-Z开口,成为从Z轴方向的另一侧-Z安装第一接点弹簧36的弹簧保持部。在本实施方式中,在第一壁部225a的内表面以及第二壁部225b的内表面中的位于Z轴方向的另一侧-Z的部分成为以增大由第一壁部225a以及第二壁部225b包围的空间的开口的方式倾斜的锥形面225t。

在此,在罩220中,以在与固定板部361相反的一侧与可动板部363局部重叠的方式形成有从第三壁部225c向Z轴方向的另一侧-Z突出的凸部225s。并且,第一接点弹簧36具有从可动板部363的Z轴方向的另一侧-Z的端部向与固定板部361相反的一侧弯曲的板部364,接点部365在Z轴方向上位于凸部225s与板部364之间。因此,如图7(b)所示,在用接点部365支承可动框39的球体38时,凸部225s以及板部364构成限制可动框39的球体38在Z轴方向上的可动范围的第一限制部36s。所述第一限制部36s防止在可动框39沿Z轴方向位移时球体38从接点部365沿Z轴方向脱落。

在如此构成的第一摆动支点31中,在通过第一接点弹簧36支承可动框39的状态下,可动板部363以向固定板部361侧弹性变形的状态收纳球体38。在该状态下,如图7(c)所示,在第一接点弹簧36设置有将可动板部363与固定板部361固定的固定部件36h。因此,可动板部363不会变形。

在本实施方式中,固定部件36h为在填充于固定板部361与可动板部363之间后固化的粘接剂36i。在本实施方式中,将环氧类粘接剂用作所述粘接剂36i。在该情况下,“填充于固定板部361与可动板部363之间”并不仅仅指几乎完全填满固定板部361与可动板部363之间的状态,只要在固定板部361 与可动板部363之间存在粘接剂且可动板部363通过粘接剂固定于固定板部361即可。例如,由于粘接剂从第一接点弹簧36的开放端侧、即与U字状的弯曲部分362相反的一侧填充,因此也可以填充至作为半球状的凹部的接点部365的中心附近(最窄的部位),还可以只填充比接点部365靠开口侧的位置(在图7(c)中比接点部365靠下侧的位置)。

[****]

就用作将可动板部363与固定板部361固定的固定部件36h的粘接剂而言,固定后的可动板部363即使受外部干扰等来自外部的力也基本不变形即可,但是,作为粘接剂36i,进一步优选使用常温固化且固化时不收缩并在固化之后具有弹性的粘接剂。在为热固性的粘接剂时,若设为高温,则第一壁部225a向外周侧扩张,使固定板部361向可动板部363侧挠曲,若在该状态下使之热固化,则由于在恢复常温时第一壁部225a恢复原来的状态,因此会发生呈第一接点弹簧36的弹力不及目标弹力的状态的风险,但是,只要使用常温固化的粘接剂,便能够避免发生这种问题。作为这种粘接剂,例如能够使用硅脂类粘接剂或橡胶类粘接剂,在将弹性粘接剂涂抹于第一接点弹簧36的状态下的弹簧常数为3~10kgf/mm左右。只要使用这种在固化之后具有弹性的粘接剂,即使外部干扰等来自外部的力在固化之后被施加于可动框39或第一接点弹簧36等,也能够通过在固化之后具有弹性的粘接剂吸收该力,能够改善通过第一接点弹簧36施加于可动框39的施压发生变化等问题,从而能够提高耐冲击性。

(万向架机构30的第二摆动支点32的结构)

图8为从被摄体侧(Z轴方向的一侧+Z)观察应用本发明的光学单元100的第二摆动支点32的说明图,图8(a)为第二摆动支点32的分解立体图,图8(b)为第二摆动支点32的立体图,图8(c)为示出将固定部件设置于第二摆动支点32的状态的立体图。

如图8(a)、图8(b)所示,在第二摆动支点32中,第二接点弹簧37保持于保持架40,可动框39的球体38借助第二接点弹簧37被支承于保持架40。与第一接点弹簧36相同地,第二接点弹簧37呈由金属制成的板状,具有收纳可动框39的球体38的可动板部373以及从可动板部373的端部向与球体 38相反的一侧折回的固定板部371,在可动板部373设置有在可动框39的第一角部391以及第三角部393的内侧将固定于可动框39的球体38收纳的凹状的接点部375。在本实施方式中,接点部375为半球状的凹部。在第二接点弹簧37中,可动板部373以及可动板部373与固定板部371之间的U字状的弯曲部分372发挥向与可动框39侧的接点部375施加弹性载荷的弹性。

在将第二接点弹簧37固定于保持架40时,保持架40的第二接点支承部45具有:通过粘接剂等将固定板部371的内表面侧固定的第一壁部45a;位于第二接点弹簧37的两侧的一对第二壁部45b;以及支承弯曲部分372的第三壁部45c。由第一壁部45a、第二壁部45b以及第三壁部45c包围的空间朝向Z轴方向的一侧+Z开口,成为从Z轴方向的一侧+Z安装第二接点弹簧37的弹簧保持部。在本实施方式中,在第一壁部45a的内表面以及第二壁部45b的内表面中的位于Z轴方向的一侧+Z的部分成为以增大由第一壁部45a以及第二壁部45b包围的空间的开口的方式倾斜的锥形面45t。

在此,在保持架40中,以在与固定板部371相反的一侧与可动板部373局部重叠的方式形成有从第三壁部45c向Z轴方向的一侧+Z突出的凸部45s。并且,第二接点弹簧37具有从可动板部373的Z轴方向的一侧+Z的端部向与固定板部371相反的一侧弯曲的板部374,接点部375在Z轴方向上位于凸部45s与板部374之间。因此,如图8(b)所示,在通过接点部375支承可动框39的球体38时,凸部45s以及板部374构成限制可动框39的球体38在Z轴方向上的可动范围的第二限制部37s。所述第二限制部37s防止在可动框39沿Z轴方向位移时球体38从接点部375沿Z轴方向脱落。

在如此构成的第二摆动支点32中,在通过第二接点弹簧37支承可动框39的状态下,可动板部373以向固定板部371侧弹性变形的状态收纳球体38。在该状态下,如图8(c)所示,在第二接点弹簧37设置有将可动板部373与固定板部371固定的固定部件37h。因此,可动板部373不会变形。

在本实施方式中,固定部件37h为在填充于固定板部371与可动板部373之间后固化的粘接剂37i。在本实施方式中,将环氧类粘接剂用作所述粘接剂37i。与第一接点弹簧36的情况相同地,在该粘接剂37i中也可以是粘接剂37i 以几乎完全填满固定板部371与可动板部373之间的方式填充,还可以是只填充与U字状的弯曲部分372相反的一侧,例如填充至作为半球状的凹部的接点部375的中心附近(最窄的部位)。并且,作为粘接剂37i,也与粘接剂36i相同地,能够使用常温固化且固化时不收缩并在固化之后具有弹性的粘接剂,例如硅脂类粘接剂或橡胶类粘接剂等弹性粘接剂。

(驱动机构50等的结构以及基本动作)

在如此构成的光学单元100中,若光学设备抖动,则通过陀螺仪13检测所述抖动,控制用集成电路(未图示)对驱动机构50进行控制。即,向线圈56供给如抵消通过陀螺仪13检测出的抖动的驱动电流。此时,对供给至四个线圈56的电流平衡进行控制。其结果是,可动体10绕第一轴线R1摆动,并且绕第二轴线R2摆动,手抖动被校正。

在此,可动框39位于与线圈保持部44相同的高度位置(Z轴方向上的相同位置)。因此,在从与光轴L方向正交的方向观察时,万向架机构30设置于与驱动机构50重叠的位置。尤其在本实施方式中,在从与光轴L方向正交的方向观察时,万向架机构30设置于与驱动机构50的Z轴方向的中心重叠的位置。并且,在光轴L方向上,可动体10的重心位置因配重12而位于与可动框39相同的位置。因此,驱动机构50能够恰当地对可动体10进行驱动。

(光学单元100的制造方法)

为了制造本实施方式的光学单元100,在构成万向架机构30时,在通过第一接点弹簧36支承可动框39之后,通过固定部件36h对可动板部363与固定板部361进行固定。并且,在构成万向架机构30时,在通过第二接点弹簧37支承可动框39之后,通过固定部件37h对可动板部373与固定板部371进行固定。

例如,如图8所示,在通过第二接点弹簧37支承可动框39之后,在可动板部373与固定板部371之间填充粘接剂37i,之后,使粘接剂37i固化,通过粘接剂37i(固定部件37h)对可动板部373与固定板部371进行固定。

接着,如图7所示,在通过第一接点弹簧36支承可动框39之后,在可动板部363与固定板部361之间填充粘接剂36i,之后,使粘接剂36i固化,通 过粘接剂36i(固定部件36h)对可动板部363与固定板部361进行固定。此时,第一接点弹簧36被罩220以及保持架40覆盖。在此,在可动体10(保持架40)形成有在光轴方向上与两个部位的第一摆动支点31重叠的贯通部47(参照图5以及图6)。因此,即使是第一接点弹簧36被罩220以及保持架40覆盖的状态,也能够借助贯通部47将粘接剂36i(固定部件36h)设置于第一接点弹簧36。

另外,在通过第一接点弹簧36支承可动框39之后通过第二接点弹簧37支承可动框39的情况下,第二接点弹簧37被罩220以及保持架40覆盖。在该情况下,也可以在固定体20(罩220)形成在光轴方向上与两个部位的第二摆动支点32重叠的开口部,借助开口部在第二接点弹簧37设置粘接剂37i(固定部件37h)。

(本实施方式的主要效果)

如以上说明,在本实施方式的光学单元100中,由于在万向架机构30的第一摆动支点31以及第二摆动支点32设置有第一接点弹簧36以及第二接点弹簧37,因此能够向第一摆动支点31中与球体38接触的接点部365以及第二摆动支点32中与球体38接触的接点部375施加适当的载荷。因此,能够在第一摆动支点31以及第二摆动支点32处使可动体顺畅地向两个方向摆动,并且能够抑制可动体10因从外部传递来的振动等而进行不必要的振动。

在此,在构成万向架机构30时,在通过第一接点弹簧36支承可动框39之后,将弹性变形的可动板部363与固定板部361通过固定部件36h而固定。并且,在通过第二接点弹簧37支承可动框39之后,将弹性变形的可动板部373与固定板部371通过固定部件37h而固定。因此,即使施加落下载荷等,第一接点弹簧36的可动板部363以及第二接点弹簧37的可动板部373也不易变形,因此,可动框39能够在从第一接点弹簧36以及第二接点弹簧37承受适当的载荷的状态下,被支承于第一接点弹簧36以及第二接点弹簧37。因此,即使为通过第一接点弹簧36以及第二接点弹簧37支承可动框39的结构,也能够抑制耐冲击性下降。并且,由于不易发生第一接点弹簧36以及第二接点弹簧37向可动框39施加的载荷因第一接点弹簧36以及第二接点弹簧37的变形而 变小的状况,因此也不易发生可动框39因从外部施加的振动而位置偏移的状况。因此,不易发生可动框39从第一接点弹簧36以及第二接点弹簧37脱落而无法支承可动框39的状况。

尤其在本实施方式中,由于可动框39能够沿与光轴L方向正交的方向弹性变形,因此可动框39通过自身的弹力而弹性地与第一摆动支点31以及第二摆动支点32的接点部365、375抵接。因此,即使在通过固定部件36h对第一接点弹簧36的可动板部363与固定板部361进行固定,通过固定部件37h对第二接点弹簧37的可动板部373与固定板部371进行固定之后,可动框39也通过可动框39自身的弹力在第一摆动支点31以及第二摆动支点32处承受适当的载荷。

并且,第一接点弹簧36的板部364以及固定体20(罩220)的凸部225s在光轴L方向的两侧与可动框39重叠,构成了限制可动框39的与第一接点弹簧36的抵接部分(球体38)在光轴L方向上的可动范围的第一限制部36s。并且,第二接点弹簧37的板部374以及可动体10(保持架40)的凸部45s在光轴L方向的两侧与可动框39重叠,构成了限制可动框39的与第二接点弹簧37的抵接部分(球体38)在光轴L方向上的可动范围的第二限制部37s。因此,即使从外部向可动框施加如使可动框39沿光轴方向移动的振动,也不易发生可动框39从第一接点弹簧36以及第二接点弹簧37脱落的状况。

并且,由于固定部件36h、37h为粘接剂36i、37i,因此只要在将粘接剂36i、37i填充于固定板部361与可动板部363之间以及固定板部371与可动板部373之间后使粘接剂36i、37i固化即可,因此能够容易地设置固定部件36h、37h。并且,由于粘接剂36i、37i在固化之前呈液体状,因此无论第一接点弹簧36以及第二接点弹簧37的形状如何,都能够在固定板部361与可动板部363之间以及固定板部371与可动板部373之间进行填充,能够可靠地将固定板部361与可动板部363固定,并且能够可靠地将固定板部371与可动板部373固定。

并且,由于在固定体20的罩220与可动框39之间构成有第一摆动支点31,因此能够由较少的部件构成万向架机构30。

并且,由于第一接点弹簧36设置于固定体20侧,第二接点弹簧37设置于可动体10侧,因此与在可动框39设置接点弹簧的情况相比,能够实现结构的简化。

[变形例]

图9为设置于应用本发明的光学单元100的固定部件36h、37h的变形例的说明图,图9(a)为从与被摄体侧(Z轴方向的一侧+Z)相反的一侧(Z轴方向的另一侧-Z)观察第一摆动支点31的说明图,图9(b)为从被摄体侧(Z轴方向的一侧+Z)观察第二摆动支点32的说明图。

在上述实施方式中,固定部件36h、37h为粘接剂36i、37i,但是,如图9(a)所示,也可以将在第一接点弹簧36的开放端侧通过焊接或粘接等连接于固定板部361和可动板部363的板状部件36j作为固定部件36h。并且,如图9(b)所示,也可以将在第二接点弹簧37的开放端侧通过焊接或粘接等连接于固定板部371和可动板部373的板状部件37j作为固定部件37h。

在此,也可以是,由从第一接点弹簧36的固定板部361弯曲的部分构成板状部件36j(固定部件36h),由从第二接点弹簧37的固定板部371弯曲的部分构成板状部件37j(固定部件37h)。在该情况下,具有在设置板状部件36j(固定部件36h)以及板状部件37j(固定部件37h)时无需追加另外的部件的优点。

[其他实施方式]

在上述实施方式中,在两个部位的第一摆动支点31均使用了设置有固定部件36h的第一接点弹簧36,在两个部位的第二摆动支点32均使用了设置有固定部件37h的第二接点弹簧37。但是,也可以在两个部位的第一摆动支点31中的一个使用设置有固定部件36h的第一接点弹簧36,在两个部位的第二摆动支点32中的一个使用设置有固定部件37h的第二接点弹簧37。并且,也可以采用在第一摆动支点31以及第二摆动支点32中只在第一摆动支点31使用设置有固定部件36h的第一接点弹簧36的方式或在第一摆动支点31以及第二摆动支点32中只在第二摆动支点32使用设置有固定部件37h的第二接点弹簧37的方式。在上述实施方式中,将用于设置固定部件的贯通部设置于可动 体10(保持架40),但是也可以将用于设置固定部件的贯通部设置于固定体20。

[光学单元100的其他构成例]

在上述实施方式中,对将本发明应用于拍摄用的光学单元100的例子进行了说明,但是也可以应用于激光指示器、便携用或车载用的投影显示装置等射出光的光学设备的抖动校正。

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