线圈单元及其制造方法、拍摄用光学装置与流程

文档序号:17546821发布日期:2019-04-30 17:49阅读:152来源:国知局
线圈单元及其制造方法、拍摄用光学装置与流程

本发明涉及一种具有线圈和保持线圈的线圈保持部件的线圈单元及其制造方法、以及具有线圈单元的拍摄用光学装置。



背景技术:

以往,在装设于手机等的拍摄用光学装置中,为了抑制因使用者的手抖导致的拍摄图像的紊乱,开发了一种以消除手抖的方式使光学模块移动从而校正抖动的功能。在该手抖校正功能中,采用以下结构:将具有光学元件的光学模块支承为能够相对于由手机等的筐体构成的固定体移动,借助抖动校正用驱动机构使该光学模块根据抖动而移动。

该抖动校正用驱动机构构成为具有磁铁和线圈,在磁铁的磁场内借助线圈使电磁力发挥作用从而驱动光学模块。

例如在专利文献1中,公开了一种在线圈保持部件安装有形成为大致长方形的框状的线圈的线圈单元。在该线圈保持部件中,安装有线圈的凸部突出地形成,线圈的导线直接卷绕于该凸部。

并且,在专利文献2中记载了以下内容:在线圈保持部件形成有供线圈的一端面抵接的抵接面,在该抵接面中,直接卷绕有线圈的凸部突出地形成,抵接面与凸部的末端之间的距离与线圈的厚度相等。

另一方面,专利文献3记载了以下内容:不是将线圈直接卷绕于线圈保持部的形式,但是在线圈保持部设置有弹性变形部,在安装卷绕状态的环状的线圈时,弹性变形部弹性变形从而将线圈暂时固定于线圈保持部。在暂时固定后通过热固化性粘接剂进行正式固定。

专利文献

专利文献1:日本特开2015-225943号公报

专利文献2:日本特开2017-21093号公报

专利文献3:日本特开2017-122823号公报

然而,在专利文献1以及2记载的结构中,在从外部施加冲击等时,存在线圈从线圈保持部的凸部脱落的担忧。在这种情况下,如专利文献3记载的那样,考虑了在将线圈安装于线圈保持部件后,借助粘接剂等将线圈固定于线圈保持部件,但是由于粘接剂的涂敷、固化需要花费时间,因此希望尽量不使用粘接剂的实施方式。

并且,还考虑了采用借助该专利文献3记载的弹性变性部的弹性力保持线圈的结构,但是在弹性力较小的情况下,若施加超过该弹性力的冲击力等,则存在脱落的担忧,若增大弹性力,则不易安装线圈,组装作业变得复杂。



技术实现要素:

本发明是鉴于这样的情况而完成的,其目的在于提供一种使线圈的安装容易,并且能够防止安装后的线圈脱落的线圈单元及其制造方法、以及具有该线圈单元的拍摄用光学装置。

本发明的线圈单元具有:线圈保持部件,其保持线圈;以及线圈,其被保持于所述线圈保持部件并使导线成为卷绕状态,在将与所述导线的长度方向正交的方向作为所述线圈的厚度方向时,在所述线圈保持部件具有:抵接面,其与所述线圈的厚度方向的一端面抵接;凸部,其从所述抵接面突出并且卷绕有所述导线;以及线圈按压部,其从所述凸部的末端面延伸并且按压所述线圈的厚度方向的另一端面。

由于借助线圈保持部件的抵接面和线圈按压部以从厚度方向的两端夹持线圈的方式保持线圈,因此能够防止线圈脱落。因此,能够省略用于固定线圈的粘接剂,并且,即使在使用粘接剂的情况下,也使用最小限度的粘接剂即可。

作为本发明的线圈单元的优选的实施方式,所述线圈按压部能够通过使所述凸部的一部分变形而形成。

也可以将线圈按压部作为与线圈保持部件不同的零件固定于凸部,但是通过上述的实施方式,由于使凸部的一部分变形而形成线圈按压部,因此不必使用其它零件等,能够利用一个线圈保持部件按压线圈。

作为本发明的线圈单元的优选的实施方式,可以是,所述线圈按压部是合成树脂制品。容易借助热等使合成树脂制的线圈按压部变形,能够使线圈的固定作业变得容易。

作为本发明的线圈单元的优选的实施方式,可以是,所述线圈形成为具有长边部和短边部的大致长方形的框状,所述线圈按压部以至少按压所述长边部的方式设置。

线圈的长边部较长因此容易崩溃,但是通过按压该长边部,能够稳定地保持线圈。

作为本发明的线圈单元的优选的实施方式,可以是,所述线圈按压部设置于避开所述长边部和所述短边部之间的弯折部的直线部分。

弯折部的厚度尺寸比其它部分大且容易产生偏差,对此,由于直线部的厚度偏差较小,因此通过在该直线部分设置线圈按压部,能够可靠地保持线圈,从而能够稳定地固定。

作为本发明的线圈单元的优选的实施方式,可以是,所述线圈按压部以分别按压所述长边部以及所述短边部的方式设置。

通过按压线圈的四边,能够更加稳定地固定线圈,从而能够可靠地防止线圈脱落。

作为本发明的线圈单元的优选的实施方式,可以是,按压所述长边部的所述线圈按压部以及按压所述短边部的所述线圈按压部具有与所述长边部或者所述短边部的长度对应的长度。

也就是说,按压长边部的线圈按压部形成得比按压短边部的线圈按压部长。由此,能够在较长的范围内按压容易脱落的长边部,从而能够稳定地固定。

作为本发明的线圈单元的优选的实施方式,可以是,按压所述长边部的所述线圈按压部的数量比按压所述短边部的所述线圈按压部的数量多。

通过在长边部配置比短边部多的线圈按压部,能够稳定地固定长边部。

在这种情况下,可以是所述线圈按压部全部形成为相同的大小。通过形成为相同的大小,能够使在使线圈按压部变形等时的管理统一且容易。

本发明的拍摄用光学装置具有:所述线圈单元;光学模块,其具有透镜以及拍摄元件并固定于所述线圈保持部件;固定体,其将所述线圈单元支承为能够摆动;以及驱动用磁铁,其固定于所述固定体并与所述线圈相向配置。

由于借助线圈保持部件的抵接面和线圈按压部以从厚度方向的两端夹持线圈的方式保持线圈,不会发生线圈脱落等,能够稳定地固定线圈,因此能够在线圈与驱动用磁铁之间进行稳定的工作。

作为本发明的拍摄用光学装置的优选的实施方式,可以是,在所述线圈保持部件的所述凸部形成有比所述线圈按压部朝向所述驱动用磁铁突出的第二凸部。

若像这样构成,在处理线圈单元时,线圈不易与外部的部件接触。因此,能够防止处理线圈单元时的线圈的损伤。并且,在拍摄用光学装置中,在线圈单元摆动时第二凸部限制其摆动范围,能够防止线圈与驱动用磁铁接触从而能够防止发生损伤。

本发明的线圈单元的制造方法通过预先在所述线圈保持部件的所述凸部形成突出部,在将所述线圈部安装于所述凸部后,使所述突出部变形而形成所述线圈按压部。

作为本发明的线圈单元的制造方法的优选的实施方式,可以是,通过预先通过合成树脂形成所述突出部,并利用热使该突出部变形从而形成所述线圈按压部。

在使突出部机械地变形的情况下,存在产生缺陷、裂纹等的担忧,但是由于利用热使该突出部变形,因此不会产生破损等,能够容易地形成线圈按压部。

根据本发明,线圈向线圈保持部件的安装容易,并且能够可靠地防止安装后的线圈脱落。

附图说明

图1是本发明的一实施方式的拍摄用光学装置的组装状态的立体图。

图2是图1的拍摄用光学装置中的固定体以及转子的分解立体图。

图3是图1的拍摄用光学装置中的除了可动体的转子以外的部分的分解立体图。

图4是表示本发明的一实施方式的转子与底部罩之间的侧倾用驱动机构的分解立体图。

图5是图1的拍摄用光学装置中的穿过光轴的x-z平面处的纵向剖视图。

图6是图1的拍摄用光学装置中的万向架机构附近的x-y平面处的横向剖视图。

图7(a)、图7(b)是将本发明的一实施方式的保持架框架中的一个线圈保持部放大表示的立体图,图7(a)表示借助线圈按压部保持线圈的状态,图7(b)表示形成线圈按压部前的状态。

图8(a)、图8(b)是图7(a)、图7(b)的线圈保持部的局部放大剖视图,图8(a)表示形成线圈按压部前的状态,图8(b)表示借助线圈按压部保持线圈的状态。

图9是表示将摆动用线圈卷绕于线圈保持部的绕线装置的概略图。

图10是用于说明图9的f部的结构的局部放大剖视图。

图11是表示线圈按压部的变形例的主要部分放大剖视图。

符号说明

1…光学模块,1a…光学元件,1b…拍摄元件,10…可动体,11…模块保持架,12…配重,13…镜筒部,14…基台部,20…固定体,30…保持架框架,31…模块保持架保持部,32…基底部,33…线圈保持部(线圈保持部件),34…连结部,35…槽部,36…里板部,36a…凹陷部,37…抵接面,38、41b…凸部,38a…卷绕开始侧接触部,38b…卷绕结束侧接触部,39…端子销,40…转子,41…转子底部,41a…安装面,42…转子框架,43…轴部,44…周壁部,45…突起,46…下部环状部,46a…缺口部,47…上部环状部,48…框架部,49…槽部,50…万向架机构,51…可动框,52…突起部,53…球体,55…第一摆动支点,56…第二摆动支点,61…绕线装置,62…主体部,63…供给喷嘴,64…从属头,64a…接触面,64b…凹部,65…保持架装设部,66…夹紧部,67…基底部,100…拍摄用光学装置,140…可动框配置空间,210…壳体,220…底部罩,221a、221b…轴承,222…筒状部,223…突起部,230…筒体,231、232…侧板部,233…缺口,240…罩框,241…开口部,300…摆动用驱动机构,301…摆动用磁铁(驱动用磁铁),301a、301b…磁极,301c…磁化分极线,302…摆动用线圈(线圈),302a…导线,302b…长边部,302c…短边部,302d…弯折部,311…磁检测元件,382…第二凸部,383…凹部,385a、385b…突出部,400…侧倾用驱动机构,401…侧倾用磁铁,401a、401b…磁极,401c…磁化分极线,402…侧倾用线圈,402a…斜边部,510…触点用弹簧,511…安装部,512…承受板部,513…凹部,1800、1850、1900…柔性布线基板,l…光轴,r1…第一轴线,r2…第二轴线,g…间隙。

具体实施方式

以下,参照附图对组入了本发明所涉及的线圈单元的实施方式的拍摄用光学装置的实施方式进行说明。

组入本实施方式的线圈单元的拍摄用光学装置100是装设于手机等便携设备、行车记录仪或者监控摄像头系统等的小型且薄型的摄像头,具备校正手抖等抖动的抖动校正功能。

在以下的说明中,将相互正交的三个方向分别作为x轴方向、y轴方向、z轴方向,在静置状态下,在z轴方向上配置有光轴l(透镜光轴/光学元件的光轴)。并且,各方向的抖动中的绕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。并且,对x轴方向的一侧标记+x,对另一侧标记-x,对y轴方向的一侧标记+y,对另一侧标记-y,对z轴方向的一侧(被拍摄体侧/光轴方向前侧)标记+z,对另一侧(与被拍摄体侧相反的一侧/光轴方向后侧)标记-z进行说明。并且,在图1至图5等中,配置为z轴的一侧+z侧朝向上方的状态,将该状态作为静置状态。以下,只要没有事先特别说明,在该静置状态下进行说明。

(拍摄用光学装置100的概略结构)

图1是表示实施方式的拍摄用光学装置100的组装状态的外观的立体图,图2以及图3是将拍摄用光学装置100分解并分为两个图表示的分解立体图,图4是说明侧倾机构的分解立体图,图5是以拍摄用光学装置100的光轴l为中心的纵向剖视图,图6是拍摄用光学装置100的后述的万向架机构50附近的横向剖视图。

如这些附图所示,本实施方式的拍摄用光学装置100具有:具有光轴l沿z轴方向延伸的光学模块1的可动体10;以包围可动体10周围的方式设置的固定体20;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绕x轴以及y轴相对位移的磁驱动力的摆动用驱动机构300;以及产生使可动体10相对于固定体20绕光轴l相对转动的磁驱动力的侧倾用驱动机构400。

并且,该拍摄用光学装置100能够基于借助装设于可动体10的陀螺仪等抖动检测传感器(省略图示)检测手抖的结果,借助摆动用驱动机构300使可动体10绕与光轴l正交的两个轴(与x轴以及y轴不同的第一轴线r1以及第二轴线r2(详细情况在后文叙述))摆动,校正俯仰以及偏转,并且,借助侧倾用驱动机构400使可动体10绕z轴转动,校正侧倾。

更加具体而言,本实施方式的可动体10具有:对具有光学元件的光学模块1进行保持的保持架框架30;以及配置于保持架框架30的外侧的转子40(参照图6)。如图2所示,固定体20在包围可动体10的转子40周围的壳体210的下部设置有底部罩220。并且,在固定体20的底部罩220设置有将转子40支承为能够绕光轴l旋转的轴承221a、221b,在可动体10的转子40与固定体20的底部罩220之间具有使转子40绕光轴l转动的侧倾用驱动机构400(参照图4)。

并且,在本实施方式的可动体10中,保持架框架30借助万向架机构50而被支承于转子40的内侧,借助该万向架机构50将保持架框架30支承为能够绕与光轴l方向正交且相互正交的第一轴线r1以及第二轴线r2这两个轴线(参照图6)摆动。转子40形成为框状,在包围转子40的外侧的固定体20的壳体210与保持架框架30之间设置有摆动用驱动机构300。

通过这样的支承结构,在可动体10中,借助侧倾用驱动机构400使转子40相对于固定体20的底部罩220绕光轴l转动,借助摆动用驱动机构300使转子40的内侧的保持架框架30绕与光轴l正交的第一轴线r1以及第二轴线r2这两个轴线摆动(这些动作的详细情况在后文叙述)。在这种实施方式的情况下,第一轴线r1以及第二轴线r2与光轴l方向正交,第一轴线r1与第二轴线r2正交,并配置于相对于x轴以及y轴倾斜45°的角度。

(固定体20的结构)

固定体20具有:包围可动体10周围的壳体210;以及固定于壳体210之下(z轴方向的另一侧-z)的底部罩220。壳体210具有:借助多个侧板部231、232形成为方筒状(在图1等所示的例子中为横截面呈八边形的筒状)的筒体230;以及固定于筒体230之上(z轴方向的一侧+z),并且向径向内侧凸出的罩框240。在筒体230的下端部的周向上隔着间隔设置有多个缺口233。

在罩框240的中央部形成有圆形的开口部241,在该开口部241内配置有转子40的后述的上部环状部47,通过该上部环状部47的内侧的空间将来自被拍摄体的光引导至光学模块1。

在底部罩220的中心部一体地形成有沿着光轴l方向的筒状部222,在该筒状部222的内侧固定有轴承221a、221b,可动体10的转子40被该轴承221a、221b支承为旋转自如。由于壳体210的筒体230的横截面形状为八边形状,因此该底部罩220以嵌合于该筒体230内的方式形成为俯视观察时为大致八边形状,该底部罩220设置有多个突起部223,该多个突起部223在底部罩220固定于壳体210的筒体230的下端时与筒体230的缺口233嵌合。

另外,在底部罩220的外周部形成有将其一部分切除而形成的切除部220a。

(可动体10的结构)

拍摄用光学装置100的可动体10具有:被固定体20的底部罩220的轴承221a、221b支承为旋转自如的转子40;借助万向架机构50支承于该转子40的内侧的保持架框架30;以及保持于该保持架框架30的光学模块1。

转子40由转子底部41和固定于该转子底部41之上的转子框架42构成。转子底部41以与固定体20的底部罩220的上表面相向的方式形成为几乎板状,在转子底部41的中心部一体地固定有沿光轴l向z轴方向的-z方向延伸的轴部43(参照图4),该轴部43在底部罩220的轴承221a内被支承为旋转自如。在这种情况下,轴承221a是向心轴承,如图2以及图5所示,在底部罩220的轴承221a周围呈环状地设置有承受转子40的推力负荷的轴承221b,转子40的转子底部41以载置状态设置在该轴承221b上。因此,转子40被向心轴承221a和推力轴承221b这两种轴承支承。

在被该轴承221a、221b支承的状态下,转子底部41的下表面与底部罩220的上表面之间隔着微小的间隙相向,在该相向部设置有侧倾用驱动机构400。该转子底部41在俯视观察时具有圆形的一部分被切除所得的平面形状,在上表面的除了该切除部41c的部分沿着周向形成有周壁部44,在该周壁部44的外侧的周向上隔着间隔形成有多个突起45。该切除部41c用作将配置于转子底部41的上方(z轴的+z方向)的摆动用驱动机构300、光学模块1等柔性布线基板1800、1850向外部引出时的通路。如后文所述,在转子底部41的下表面固定有侧倾用驱动机构400的两个侧倾用线圈402,并通过柔性布线基板1900与外部连接。

转子框架42在实施方式中具有下部环状部46、上部环状部47以及将两环状部46、47之间连结的四个框架部48。下部环状部46以与转子底部41的周壁部44的外侧嵌合的方式设置,下部环状部46形成有在该嵌合状态下与突起45嵌合的缺口部46a。由此转子框架42被转子底部41保持为止转状态。通过将上部环状部47形成为圆形环状,并将下部环状部46安装于转子底部41,上部环状部47配置于转子底部41的轴部43的延长线上(z轴方向的+z侧)。在将该转子框架42安装于转子底部41的状态下,上部环状部47配置于罩框240的开口部241内。

框架部48在这些下部环状部46和上部环状部47之间在周向上隔着间隔设置。

并且,在四个框架部48中的相向180°的两个框架部48的内侧形成有朝向转子框架42的径向内侧的槽部49。并且,在该槽部49固定有后述的万向架机构50的触点用弹簧510,借助该万向架机构50在转子框架42的内侧将保持光学模块1的保持架框架30支承为能够绕第二轴线r2的轴线摆动。如后文所述,在保持架框架30固定有摆动用驱动机构300的四个摆动用线圈302。

光学模块1具有:保持光学元件1a、拍摄元件1b(参照图5)、聚焦驱动用的致动器(未图示)等的模块保持架11;以及固定于模块保持架11之上(z轴方向的一侧+z)的圆筒状的配重12。并且,模块保持架11具有包围光学元件1a的镜筒部13和与镜筒部13的下端一体地形成并保持拍摄元件1b等的基台部14。并且,基台部14配置于保持架框架30的下(z轴方向的-z)侧,镜筒部13在贯通保持架框架30并朝向z轴方向的+z侧突出的状态下保持于保持架框架30,在从保持架框架30突出的镜筒部13的末端部安装有配重12。

(抖动校正用驱动机构300、400的结构)

如图5以及图6所示,摆动用驱动机构300是利用板状的摆动用磁铁(本发明中的驱动用磁铁)301和摆动用线圈(本发明中的线圈)302的磁驱动机构。在实施方式中,该摆动用磁铁301与摆动用线圈302的组合在保持架框架30的周向上隔着90°的间隔设置四组。各摆动用线圈302是不具有磁芯(铁芯)的空芯线圈,并被保持于保持架框架30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。配置于保持架框架30的x轴方向的一侧+x,x轴方向的另一侧-x的两摆动用线圈302借助导线形成为以x轴方向为线圈的轴心方向(厚度方向)的环状,配置于y轴方向的一侧+y以及y轴方向的另一侧-y的两摆动用线圈302借助导线形成为以y轴方向为线圈的轴心方向(厚度方向)的环状。因此,所有摆动用线圈302均形成为以与光轴l方向正交的方向为线圈的轴心方向(厚度方向)的环状。并且,这四个摆动用线圈302形成为相同的平面形状、相同的厚度(高度)尺寸。

保持架框架30的细节部分的结构在后文叙述。

并且,摆动用磁铁301分别被保持于在壳体210的筒体230的周向上隔着90°的间隔配置的四个侧板部231(参照图2)的内表面。由于这四个侧板部231分别配置于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,y轴方向的另一侧-y,因此在保持架框架30与壳体210之间的x轴方向一侧+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,摆动用磁铁301均与摆动用线圈302相向。在这种情况下,四组的摆动用磁铁301和摆动用线圈302通过转子框架42的四个框架部48之间的空间部而相向。

在本实施方式中,摆动用磁铁301的外表面侧以及内表面侧被磁化为不同的极。并且,摆动用磁铁301在光轴l方向(z轴方向)上分割为两部分而进行磁化,以位于摆动用线圈302侧的磁极301a、301b以磁化分极线301c为边界,位于光轴l方向的一侧(z轴方向的+z侧)的磁极301a和位于另一侧(-z侧)的磁极301b不同的方式磁化(参照图5等)。因此,将两磁极301a、301b分离的磁化分极线301c沿着与光轴l正交的方向配置。分别配置于x轴方向的一侧+x以及x轴方向的另一侧-x的两个摆动用磁铁301的磁化分极线301c沿着y轴方向配置,配置于y轴方向的一侧+y以及y轴方向的另一侧-y的两个摆动用磁铁301的磁化分极线301c沿着x轴方向配置。

并且,四个摆动用线圈302中的以x轴方向为线圈的轴心方向的两个摆动用线圈302形成为长边方向沿y轴方向延伸的矩形状,以y轴方向为线圈的轴心方向的两个摆动用线圈302形成为长边方向沿x轴方向延伸的矩形状。并且,任何一个摆动用线圈302都将上下配置的长边部302b用作与各摆动用磁铁301的磁极301a、301b对置的有效边,在该摆动用线圈302未被励磁的状态下,两有效边(长边部302b)与相向的摆动用磁铁301的磁化分极线301c平行,在上下方向上与磁化分极线301c等距离地配置。

另外,四个摆动用磁铁301的外表面侧以及内表面侧的磁化图案相同。因此,由于在周向上相邻的摆动用磁铁301不会彼此吸附在一起,因此组装等容易。壳体210由磁性材料构成,作为针对摆动用磁铁301的轭发挥作用。

侧倾用驱动机构400与摆动用驱动机构300相同,是利用板状的侧倾用磁铁401和侧倾用线圈402的磁驱动机构。该侧倾用线圈402也是不具有磁芯(铁芯)的空芯线圈,并保持于转子底部41的下表面(z轴方向的-z)侧。在这种情况下,在转子底部41的中心设置有沿光轴l方向延伸的轴部43,在以该轴部43为中心相向180°的位置分别设置有侧倾用线圈402。任意一个侧倾用线圈402都是形成为以与光轴l方向平行的方向为线圈的轴心方向(厚度方向)的环状的空芯线圈,从其轴心方向观察时形成为梯形框状。并且,将梯形的短边配置于转子底部41的轴部43侧,将长边配置于转子底部41的外周侧,将两个斜边沿转子底部41的半径方向配置。两个侧倾用线圈402形成为相同的平面形状、相同的厚度(高度)尺寸。

转子底部41的安装有侧倾用线圈402的部位形成为平面状的安装面(抵接面)41a,侧倾用线圈402的厚度方向的一端面通过粘接等固定于该安装面41a。另外,在该安装面41a的表面设置有多个配置于侧倾用线圈402的内侧的凸部41b,通过凸部41b的外周面与俯视观察时为梯形框状的侧倾用线圈402的内周面接触,限制侧倾用线圈402的安装位置(在安装面41a的面方向上的位置)。

侧倾用磁铁401在与转子底部41的下表面相向的底部罩220的上表面(z轴方向的+z)侧分别被保持于以轴承221a、221b为中心相向180°的位置。并且,侧倾用磁铁401的上表面(z轴方向的+z)侧以及下表面(z轴方向的-z)侧被磁化为不同的极,并且在图2所示的例子中在x轴方向上分为两部分进行磁化,并以位于侧倾用线圈402侧的磁极401a、401b在x轴方向上不同的方式被磁化。因此,将这些磁极401a、401b分离的磁化分极线401c沿着y轴方向配置。并且,设置于转子底部41的两个侧倾用线圈402分别与设置于底部罩220的两个侧倾用磁铁401相向,梯形状的各侧倾用线圈402的斜边部402a用作与侧倾用磁铁401的各磁极401a、401b对置的有效边。在该侧倾用线圈402未被励磁的状态下,两有效边(斜边部402a)在左右方向上与侧倾用磁铁401的磁化分极线401c等距离地倾斜配置,并以磁化分极线401c为中心左右对称地配置。

(保持架框架30的详细结构)

如图3、图5以及图6所示,保持架框架30大致具有:将模块保持架11的镜筒部13保持于内侧的筒状的模块保持架保持部31;以及在该模块保持架保持部31的下端部(z轴方向的另一侧-z的端部)呈凸缘状直径扩大的厚壁的基底部32。在基底部32上的比模块保持架保持部31靠径向外侧的位置设置有分别保持四个摆动用线圈302的线圈保持部33,在该线圈保持部33与模块保持架保持部31之间形成有可动框配置空间140,该可动框配置空间140配置有后述的万向架机构50的可动框51。

各线圈保持部33相对于模块保持架保持部31分别设置于x轴方向的+x侧、x轴方向的-x侧、y轴方向的+y侧、y轴方向的-y侧,在周向上相邻的两个线圈保持部33分别借助连结部34成为连结状态。也就是说设置于x轴方向的+x侧和y轴方向的+y侧的两个线圈保持部33借助连结部34成为连结状态,设置于x轴方向的-x侧和y轴方向的-y侧的两个线圈保持部33借助连结部34成为连结状态。由此,两个连结部34配置于相向180°的位置,在其相向面形成有槽部35(参照图6)。在图6所示的例子中,在配置于第一轴线r1上的两个连结部34形成有槽部35。

另一方面,设置于x轴方向的+x侧和y轴方向的-y侧的线圈保持部33之间分离,设置于x轴方向的-x侧和y轴方向的+y侧的线圈保持部33之间也分离。因此,这些线圈保持部33之间的空处也配置于隔着模块保持架保持部31相向180°的位置,在图6所示的例子中配置于第二轴线r2上。

并且,在这两个线圈保持部33之间的空处,形成于转子40的四个框架部48中的相向180°的两个框架部48的内侧的槽部49朝向保持架框架30的径向内侧配置。由此,线圈保持部33之间的连结部34的槽部35与转子40的框架部48的槽部49以模块保持架保持部31为中心隔着90°的间隔配置。

另外,保持架框架30通过合成树脂形成。

(线圈单元的结构)

在本实施方式中,线圈单元由摆动用驱动机构300的摆动用线圈(本发明中的线圈)302和保持该摆动用线圈302的保持架框架30的线圈保持部(本发明中的线圈保持部件)33构成。

线圈保持部33具备:分别在基底部32上的x轴方向的+x侧、x轴方向的-x侧、y轴方向的+y侧、y轴方向的-y侧朝向z轴方向的+z侧立设的里板部36;以及从该里板部36的外侧表面突出的凸部38。里板部36设置有四个,两个里板部36在与x轴方向正交的姿势下配置,剩下的两个在与y轴方向正交的姿势下配置。并且,在各里板部36分别以相对于保持架框架30朝向外侧方向突出的方式设置有凸部38。

并且,在各里板部36中,凸部38形成为从各自的突出方向观察时的主视形状为大致长方形状,其短边与z轴方向平行地配置。如图7(a)、图7(b)所示,里板部36形成为从凸部38的周围扩张的大小,其扩张的外侧表面的四角中的z轴方向的-z侧的两处角部形成于比其它部分的表面低的凹陷部36a。除了该凹陷部36a以外的部分的表面成为在将摆动用线圈302保持于凸部38时与摆动用线圈302的厚度方向的一端面抵接的抵接面37。因此,凹陷部36a的表面不与摆动用线圈302的端面抵接。这些凹陷部36a的表面与摆动用线圈302的端面之间形成有比摆动用线圈302的导线302a的一根的量的直径稍大的间隙。

各摆动用线圈302通过将导线302a卷绕于里板部36的凸部38周围而形成,在使线圈的厚度方向的一端面与抵接面37抵接的状态下配置。

并且,各里板部36的两端部,具体而言在与x轴方向正交的姿势下配置的里板部36中的y轴方向的+y侧以及-y侧的端部,并且在与y轴方向正交的姿势下配置的里板部36中的x轴方向的+x侧以及-x侧的端部中,在配置有凹陷部36a的部分的下表面(z轴方向的-z侧的端面)中,各个端子销39朝向z轴方向的-z方向立设。在保持架框架30中,在配置于四处的线圈保持部33分别设置有一个里板部36,因此在各里板部36分别设置有两个端子销39,一共设置八个端子销39。这些端子销39由铜合金等导电性高的金属材料形成,通过压入等固定于保持架框架30。

各里板部36的两个端子销39隔着规定的间隔配置。具体而言,在与x轴方向正交的姿势的里板部36中在y轴方向上隔着规定的间隔设置有端子销39,在与y轴方向正交的姿势的里板部36中在x轴方向上隔着规定的间隔设置有端子销39。并且,在各里板部36中,在一方的端子销39缠绕有摆动用线圈302的卷绕开始侧的端部,在另一方的端子销39缠绕有摆动用线圈302的卷绕结束侧的端部,摆动用线圈302在两端子销39之间多次卷绕于凸部38的周围。

若在将摆动用线圈302的导线302a直接卷绕于凸部38时,将在卷绕开始侧部分中最初与导线302a接触的凸部38的侧面部分作为卷绕开始侧接触部38a(参照图7(b)),在里板部36中,在固定有摆动用线圈302的卷绕开始侧的端部的端子销39和卷绕开始侧接触部38a之间配置有上述的凹陷部36a。并且,若将凸部38中的与卷绕开始侧接触部38a相反的一侧的侧面部分作为卷绕结束侧接触部38b,则在里板部36中,在固定有摆动用线圈302的卷绕结束侧的端部的端子销39和卷绕结束侧接触部38b之间也配置有上述的凹陷部36a。也就是说,在卷绕开始侧以及卷绕结束侧中,都将联络摆动用线圈302与端子销39之间的导线302a配置于凹陷部36a,防止摆动用线圈302在导线302a上顶出从而局部地变形等。

并且,在凸部38的末端一体地形成有线圈按压部381a、381b,该线圈按压部381a、381b对卷绕于凸部38周围的状态的摆动用线圈302的端面(和与抵接面抵接的端面相反的一侧的端面)进行按压。在这种情况下,摆动用线圈302由于通过将导线302a卷绕于在俯视观察时为矩形的凸部38周围而形成,因此在俯视观察时形成为矩形状,线圈按压部381在各个凸部38中具有按压摆动用线圈302的两处长边部302b的两个线圈按压部381a和按压摆动用线圈302的两处短边部302c的两个线圈按压部381b。

如上文所述,摆动用线圈302是通过将导线302a多次呈环状地卷绕于凸部38周围而形成的,导线302a在矩形的长边部302b以及短边部302c中被呈直线状捆束,但是在矩形的弯折部302d中弯折90°而形成。因此该弯折部302d与长边部302b以及短边部302c相比厚度方向的尺寸容易变大,并且还存在其偏差也比长边部302b以及短边部302c大的倾向。因此,线圈按压部381避开摆动用线圈302的弯折部302d,按压长边部302b以及短边部302c。

各线圈按压部381a、381b设置于凸部38的末端面,但是从凸部38的周缘相对于摆动用线圈302的中心朝向外侧与抵接面37平行地扩张,利用该扩张的部分按压摆动用线圈302的端面。这些线圈按压部381a、381b形成为具有沿着摆动用线圈302的卷绕方向的长度的平板状,都分别按压摆动用线圈302的长边部302b的长度方向的中间部或者短边部302c的长度方向的中间部。在这种情况下,将线圈按压部381a、381b的从凸部38的周缘扩张的扩张长度(w1)设为能够按压摆动用线圈302的绕线宽度(w2)的例如2/3以上的尺寸即可(参照图8(b))。并且,在各线圈按压部381a、381b中,沿着摆动用线圈302的长度方向的尺寸中的按压长边部302b的线圈按压部381a的长度(l1)形成得比按压短边部302c的线圈按压部381b的长度(l2)长,分别形成为与长边部302b和短边部302c的长度对应的长度(参照图7(a))。

并且,在各凸部38形成有第二凸部382,该第二凸部382比线圈按压部381a、381b的外表面(与摆动用磁铁301相向的面)进一步相对于保持架框架30朝向外侧突出。在本实施方式中,由于凸部38形成为主视观察时为矩形状,因此在凸部38的两端部,具体而言在与x轴方向正交的姿势下配置的里板部36的凸部38的y轴方向的+y侧以及-y侧、在与y轴方向正交的姿势下配置的里板部36的凸部38的x轴方向的+x侧以及-x侧分别形成有一个第二凸部382。这些第二凸部382以在避开各凸部38的线圈按压部381a、381b以及凸部38的周缘部的位置突出的方式形成。并且,这些第二凸部382的末端与摆动用磁铁301的表面隔着少许间隙g相向(参照图8(b))。该间隙g设定为以下大小:在摆动用线圈302在能够摆动范围(例如±6°)内摆动的情况下不妨碍该摆动,但是在想要超过该能够摆动范围摆动时,第二凸部382的末端与摆动用磁铁301抵接。

另外,在四处线圈保持部33中的任意一个线圈保持部33,在图3等所示的例子中配置于y轴方向的-y侧的线圈保持部33的凸部38形成有凹部383,该凹部383配置于两个第二凸部382之间,如图7(a)、图7(b)所示,在该凹部383内使用用于根据磁场的变化检测摆动位置的霍尔元件等磁检测元件311。

(万向架机构50的结构)

在本实施方式的拍摄用光学装置100中,为了将可动体10支承为能够绕第一轴线r1以及第二轴线r2摆动,在可动体10的转子40与可动体10的保持架框架30之间构成有以下说明的万向架机构50。

在本实施方式中,在万向架机构50中,在保持架框架30的可动框配置空间140内设置有可动框51。如图3、图5以及图6所示,该可动框51借助薄板形成为环状,配置于保持架框架30的可动框配置空间140内。并且,在可动框51的周向上的隔着90°的间隔的四处一体地形成有相对于可动框51的环状的中心朝向半径方向外侧的突起部52。球体53以半球状的凸面进一步朝向半径方向外侧方向的方式通过焊接等固定于各突起部52。

另一方面,在保持架框架30中的为连结状态的线圈保持部33之间的连结部34的内侧以及配置于线圈保持部33之间的转子40的框架部48的内侧分别形成有槽部35、49,在该槽部35、49分别安装有触点用弹簧510,在这些触点用弹簧510分别支承可动框51的各球体53的末端凸部。

具体而言,各触点用弹簧510通过冲压成型由能够弹性变形的不锈钢等金属构成的板材,以纵向截面为u字状的方式弯折形成,具有固定于保持架框架30以及转子框架42的各槽部35、49内的安装部511和从安装部511的一端折返并与安装部511几乎平行地延伸的承受板部512。这些触点用弹簧510的安装部511通过粘接剂等固定于保持架框架30或者转子框架42的各槽部35、49的内表面,配置成使承受板部512朝向模块保持架保持部31的状态。并且,在各承受板部512形成有承受可动框51的各球体53的末端凸部的凹部513。触点用弹簧510能够在安装部511与承受板部512之间朝向分离靠近的方向弹性变形,从而能够从可动框51的半径方向外侧朝向内侧向与可动框51的球体53的接触点施加弹性的负荷。

并且,在保持架框架30的可动框配置空间140内配置有可动框51,设置于可动框51的外周侧的四处突起部52的球体53从保持架框架30的径向内侧弹性地接触安装于保持架框架30以及转子框架42的各触点用弹簧510的承受板部512的凹部513。

在这种情况下,如图6所示,固定于保持架框架30的触点用弹簧510以在第一轴线r1方向上成对的方式相向,在触点用弹簧510与可动框51的球体53之间构成第一摆动支点55。另一方面,固定于转子框架42的触点用弹簧510以在第二轴线r2方向上成对的方式相向,在触点用弹簧510与可动框51的球体53之间构成第二摆动支点56。

因此,可动框51被支承为相对于转子框架42能够绕第二轴线r2摆动,保持架框架30被支承为能够相对于该可动框51绕第一轴线r1摆动。

在像这样构成的万向架机构50中,各触点用弹簧510的作用力设定为相等。另外,在本实施方式中,由于摆动用驱动机构300使用磁驱动机构,因此用于万向架机构50的可动框51、触点用弹簧510均由非磁性材料构成。在本实施方式中,可动框51配置于与线圈保持部33相同的高度位置(z轴方向上相同的位置)。因此,从相对于光轴l方向正交的方向观察时,万向架机构50设置于与摆动用驱动机构300重叠的位置。特别是在本实施方式中,如图5所示,从相对于光轴l方向正交的方向观察时,万向架机构50设置于与摆动用驱动机构300的摆动用线圈302的z轴方向的中心重叠的位置。

(拍摄用光学装置100的线圈单元的制造方法)

在制造以上述方式构成的拍摄用光学装置100时,摆动用驱动机构300的摆动用线圈302以如下方式卷绕于线圈保持部33。

如上所述,在组装状态下,线圈按压部381a、381b形成为从凸部38的周缘与抵接面37平行地扩张并按压摆动用线圈302的端面的状态,但是如后文所述,该线圈按压部381a、381b是通过将摆动用线圈302卷绕于凸部38周围后使其变形而形成的,在卷绕摆动用线圈302之前,线圈按压部381a、381b不从凸部38的周缘扩张,如图7(b)以及图8(a)所示,形成为从凸部38朝向保持架框架30的外侧突出的状态。将该状态的部件简称为突出部385a、385b。并且,在将摆动用线圈302卷绕于凸部38后,通过使突出部385a、385b变形而成为线圈按压部381a、381b。以下,按顺序对将摆动用线圈302卷绕于凸部38的方法进行说明。

使用以下这样的绕线装置61将摆动用线圈302的导线302a卷绕于凸部38。

如图9以及图10所示,绕线装置61具有:固定有保持架框架30的主体部62;用于使主体部62旋转的旋转机构(省略图示);供给构成摆动用线圈302的导线302a的供给喷嘴63;以及与主体部62一起旋转的从属头64。主体部62具有:装设有保持架框架30的保持架装设部65;用于在与保持架装设部65之间夹着保持架框架30并固定的夹紧部66;以及以图9的上下方向作为转动的轴向将保持架装设部65保持为能够转动并且将夹紧部66保持为能够沿图9的上下方向移动的基底部67。主体部62能够以图9的左右方向作为旋转的轴向旋转。

从属头64能够沿图9的左右方向直线地移动。并且,从属头64能够以图9的左右方向作为旋转的轴向旋转。使从属头64旋转的旋转机构与从属头64连结,主体部62与从属头64同步旋转。并且,在从属头64形成有与保持架框架30的凸部38的末端面接触的平面状的接触面64a。并且,如图10所示,在从属头64形成有供第二凸部382以及突出部385a、385b嵌入的凹部64b。

在使用绕线装置61将摆动用线圈302卷绕于凸部38时,首先将保持架框架30固定于主体部62,再将摆动用线圈302的卷绕开始侧的端部缠绕到端子销39并固定。然后,以使第二凸部382以及突出部385a、385b配置在从属头64的凹部64b中,从属头64的接触面64a被按压于凸部38的末端面的方式使从属头64移动。在该状态下,通过一边从供给喷嘴63供给导线,一边使主体部62和从属头64一起旋转,将导线302a卷绕于凸部38,形成摆动用线圈302。并且,若将摆动用线圈302卷绕于凸部38,则使主体部62和从属头64的旋转停止,将摆动用线圈302的卷绕结束侧的端部缠绕并固定于端子销39。

若将摆动用线圈302的卷绕结束侧的端部缠绕于端子销39并进行固定,则在使保持架装设部65相对于基底部67转动90°后,同样地将摆动用线圈302卷绕于下一个凸部38。如此一来,能够按顺序将摆动用线圈302分别卷绕于每一个凸部38。另外,每当摆动用线圈302向各凸部38的卷绕结束时,则以装设有保持架框架30的保持架装设部65能够转动的方式使从属头64以及夹紧部66移动。

另外,在本实施方式中,构成摆动用线圈302的导线302a是具有熔敷被膜的熔敷线,且每当摆动用线圈302向各凸部38的卷绕结束时,与保持架框架30一起对摆动用线圈302进行加热,使导线302a彼此熔敷。

如此一来,在将摆动用线圈302分别卷绕于四个凸部38后,从绕线装置61取出保持架框架30,使从各凸部38的末端朝向保持架框架30的外侧突出的突出部385a、385b变形,以从凸部38的末端周缘与抵接面37平行地相对于摆动线圈302的中心向半径方向的外侧扩张的方式变形,形成对卷绕于凸部38周围的摆动用线圈302的端面(和与抵接面37抵接的端面相反的一侧的端面)进行按压的线圈按压部381a、381b。由于保持架框架30整体是合成树脂制品,因此该突出部385a、385b以如下方式形成:将加热为高温的按压板按压到突出部385a、385b的末端,利用热使突出部385a、385b的一部分熔化或者使其变软而将其压扁,以使压扁的部分从凸部38的周缘相对于摆动线圈302的中心朝向外侧方向扩张的方式变形,由此能够按压摆动用线圈302的端面。

例如,如图8(a)的双点划线所示,预先在按压板p的末端形成供线圈按压部381a、381b嵌入的大小的凹部pa,利用该凹部pa的底面压扁突出部385a、385b,通过使压扁的树脂填满凹部pa内,形成线圈按压部381a、381b。

通过形成该线圈按压部381a、381b,各摆动用线圈302在卷绕于凸部38周围的状态下被夹持并保持于里板部36的抵接面37与凸部38末端的线圈按压部381a、381b之间。

(本实施方式的主要动作)

在像上述那样构成的拍摄用光学装置100中,针对俯仰以及偏转,能够借助摆动用驱动机构300使光学模块1绕第一轴线r1或者第二轴线r2摆动从而校正抖动。并且,针对侧倾,能够借助侧倾用驱动机构400使转子40绕光轴l转动从而校正抖动。具体而言,在摆动用驱动机构300中,在借助壳体210内的磁铁301形成的磁场中,通过向驱动线圈302流过电流产生电磁力,并通过该电磁力使保持架框架30(可动体10)相对于壳体210(固定体20)绕第一轴线r1、第二轴线r2中的任意一个轴线或者两个轴线摆动从而控制光学模块1的姿势。在侧倾用驱动机构400中,在固定于底部罩220的磁铁401的磁场中,通过向驱动线圈402流过电流而产生电磁力,通过该电磁力使转子40相对于底部罩220(固定体20)绕光轴l转动从而控制光学模块1的姿势。

在控制该光学模块1时,利用磁检测元件311、411根据磁场的变化检测摆动位置并进行反馈控制。

(本实施方式的主要效果)

在该拍摄用光学装置100中,摆动用线圈302卷绕于保持架框架30的凸部38周围,并在被夹持于里板部36的抵接面37与线圈按压部381a、381b之间的状态下保持,因此能够可靠地将摆动用线圈302保持于凸部38,从而能够防止摆动用线圈302脱落。在实施方式中,作为导线302a使用具有熔敷被膜的熔敷线,在卷绕于凸部38后熔敷,但是由于借助线圈按压部381a、381b可靠地保持摆动用线圈302,因此不必一定熔敷。或者即使在设置熔敷被膜的情况下,也可以缩小被膜的厚度。

在将该摆动用线圈302固定于凸部38的情况下,预先形成从凸部38朝向保持架框架30的外侧方向突出的突出部385a、385b,在将摆动用线圈302卷绕于凸部38周围后,使突出部385a、385b变形从而形成线圈按压部381a、381b,因此能够连续地实施摆动线圈302的绕线作业和线圈按压部381a、381b的形成作业,能够可靠地保持并固定摆动线圈302。在实施方式中,该线圈按压部381a、381b的形成能够通过利用加热板p压扁突出部385a、385b而进行,摆动用线圈302的固定作业容易。

并且,线圈按压部381a、381b按压作为摆动用线圈302的厚度偏差较小的长边部302b以及短边部302c的直线部分,因此能够稳定地固定摆动用线圈302。在这种情况下,按压长边部302b的线圈按压部381a在摆动线圈302的导线302a的卷绕方向上形成得比按压短边部302c的线圈按压部381b长,因此能够在较长的范围内按压容易脱落的长边部302b从而容易使长边部302b稳定。与长边部302b以及短边部302c的长度对应地设定线圈按压部381a、381b的长度,但是也可以设为大小全部相同的线圈按压部,以在长边部302b配置例如两个线圈按压部,在短边部302c配置一个线圈按压部的方式,根据长边部302b以及短边部302c的长度设定线圈按压部的个数。

在固定摆动用线圈302的拍摄用光学装置100中,在基于抖动进行姿势控制时,摆动用线圈302能够在通常的能够摆动范围(±6°)内自由摆动,但是在想要超过该能够摆动范围摆动时,第二凸部382的末端与摆动用磁铁301抵接,阻止其进一步摆动。因此,能够抑制摆动用线圈302与摆动用磁铁301碰撞,能够防止它们损伤,从而能够进行稳定的抖动校正。

(其它实施方式)

此外,本发明不限于上述实施方式,在不脱离本发明的主旨的范围内能够追加各种变更。

例如,在上述的实施方式中,预先在凸部38的末端形成朝向保持架框架30的外侧方向突出的突出部385a、385b,将摆动用线圈302卷绕于凸部38周围后,压扁突出部385a、385b从而形成线圈按压部381a、381b,但是也可以如图11所示,预先在凸部38的末端形成开口的孔283,并另外形成将销284与线圈按压部281一体化的线圈按压部件286,在卷绕摆动用线圈302后,通过将线圈按压部件286的销284插入于凸部38的孔283中并固定,利用线圈按压部281按压摆动用线圈302。

并且,借助线圈按压部381a、381b按压摆动用线圈302的长边部302b以及短边部302c双方,但是也可以仅按压长边部302b以及短边部302c中的任意一方。

并且,摆动用线圈302通过将导线302a直接卷绕于保持架框架30的凸部38而安装于凸部38,但是也可以将预先形成为能够嵌合于凸部38的大小的环状的卷绕状态的线圈安装于凸部38。

而且,在实施方式中,侧倾用驱动机构400的侧倾用线圈402以与转子底部41的安装面41a抵接的方式安装,不具有线圈按压部,但是在该侧倾用线圈402也可以设置保持摆动用驱动机构300的摆动用线圈302的线圈按压部281a、281b那样的线圈按压部。

并且,在万向架机构50中,形成为使固定于可动框51的球体53与触点用弹簧510接触的结构,但是也可以不必一定是球体53,也可以形成为使将棒状部件等的末端面形成为球状的球状末端面与触点用弹簧510接触的结构。

并且,作为将可动体10支承于固定体20的支承机构,通过万向架机构50构成支承为能够摆动的机构,但是也可以借助几乎沿着光轴l的方向的枢轴形成支承机构,在这种情况下,枢轴的末端面形成为球状末端面,枢轴以其球状末端面为中心在与光轴l相交的方向上摆动。

另外,本发明的线圈单元除了用于拍摄用光学装置以外,在使用线圈和磁铁的各种致动器中,也能够用作保持线圈的机构。

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