JP7672298B2 - 振れ補正機能付き光学ユニット - Google Patents

Description

本発明は、カメラモジュールを光軸回りに回転させて振れを補正する振れ補正機能付き光学ユニットに関する。

携帯端末や移動体に搭載される光学ユニットの中には、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、カメラモジュールを、光軸回り、光軸と交差する第１軸回り、並びに光軸および第１軸と交差する第２軸回りに回転させるものがある。特許文献１には、この種の振れ補正機能付き光学ユニットが記載される。

特許文献１の振れ補正機能付き光学ユニットは、撮像素子を有するカメラモジュールと、カメラモジュールを径方向外側から囲む枠形状の支持体と、支持体の内周側に配置されて、第１軸回りおよび第２軸回りに回転可能な状態で支持体に支持されたジンバルフレームと、カメラモジュールを光軸回りに回転可能に支持する回転支持機構と、を有する。ジンバルフレームは、回転支持機構を介して、カメラモジュールを支持する。

同文献において、ジンバルフレームは、カメラモジュールの径方向外側を光軸方向に延設された４本の支持部用延設部を備える。回転支持機構は、カメラモジュールとジンバルフレームとを接続する金属製のローリングフレームを備える。ローリングフレームは、撮像素子を囲む矩形枠状部と、矩形枠状部から光軸方向に突出して撮像素子のランドにはんだ付けされる突出部と、矩形枠状部の４隅から外側に延びる４つの延設部と、４つの延設部をジンバルフレームの４本の支持部用延設部にそれぞれ接続する接続部と、を備える。接続部は、延設部に固定される固定部と、略Ｕ字形状のＵ字形状部と、支持部用延設部の先端部分に係合する係合部と、を備える。Ｕ字形状部は、薄板形状であり、変形することによってジンバルフレームに対するカメラモジュールの光軸回りの回転を許容する。ローリングフレームは、撮像素子で発生する熱を放出する放熱部材を兼ねる。

特開２０２０－１６７５９４号公報

特許文献１では、カメラモジュールが光軸回りに回転する際に、ローリングフレームが変形する。言い換えれば、カメラモジュールが光軸回りに回転する際に、撮像素子に接触する放熱部材が変形する。従って、カメラモジュールが回転した時に放熱部材で発生する応力が撮像素子に負荷をかける可能性がある。

本発明の課題は、カメラモジュールを光軸回りに回転可能に支持する回転支持機構から撮像素子で発生する熱を放出する構成を採用したときに、回転支持機構の側から放熱部材を介して撮像素子の側に負荷がかかることがない振れ補正機能付き光学ユニットを提供することにある。

上記の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、カメラモジュール、および前記カメラモジュールを保持するホルダを備える可動体と、前記可動体を前記カメラモジュールの光軸を中心として回転可能に支持する回転支持機構と、前記回転
支持機構を前記光軸と交差する第１軸回りに回転可能に支持するとともに、前記回転支持機構を前記光軸および前記第１軸と交差する第２軸回りに回転可能に支持する揺動支持機構と、前記揺動支持機構および前記回転支持機構を介して前記可動体を支持する支持体と、を有し、前記カメラモジュールは、撮像素子と、前記撮像素子が実装された基板と、前記撮像素子および前記基板を収容するケースと、を備え、前記回転支持機構は、前記ホルダに固定された第１部材と、前記揺動支持機構により前記第１軸回りに回転可能に支持される第２部材と、前記第１部材と前記第２部材とを前記光軸回りに相対回転可能とする回転機構と、を備え、前記第１部材は、金属製であり、前記基板は、前記ケースから外側に露出する露出部分を備え、前記可動体は、前記基板の露出部分および前記第１部材に接触する放熱部材を備え、前記撮像素子からの熱は、前記基板から前記放熱部材を介して、前記第１部材に伝導することを特徴とする。

本発明によれば、回転支持機構は、カメラモジュールを保持するホルダに固定された第１部材と、揺動支持機構により第１軸回りに回転可能に支持される第２部材と、第１部材と第２部材とを光軸回りに相対回転可能とする回転機構と、を備える。放熱部材は、光学素子が実装された基板の露出部分と回転支持機構の第１部材とに接触しており、撮像素子からの熱は、基板から放熱部材を介して第１部材に伝導する。ここで、放熱部材が接触する回転支持機構の第１部材は、カメラモジュールを保持するホルダに固定されている。従って、可動体が光軸回りに回転したときに、第１部材はカメラモジュールと一体に回転し、相対回転することはない。よって、回転支持機構に熱を逃がす構成を採用しても、可動体の回転時に、放熱部材を介して、撮像素子の側に力が加わることがない。

本発明において、前記放熱部材は、前記基板と前記第１部材との間に塗布された金属ペーストであるものとすることができる。このようにすれば、放熱部材を、基板および第１部材の双方に接触させやすい。

本発明において、前記放熱部材は、前記基板と前記第１部材との間に配置されて当該前記基板および当該ホルダに当接する金属部材であるものとすることもできる。

本発明において、前記ホルダは、前記カメラモジュールを径方向外側から囲む枠部を備え、前記第１部材は、前記光軸を囲み、前記光軸方向から見た場合に前記カメラモジュールと重なる第１環状板部と、前記カメラモジュールの径方向外側に位置する延設部と、を備え、前記第２部材は、前記第１環状板部と前記光軸方向で対向し、前記光軸方向で前記第１環状板部と前記カメラモジュールとの間に配置された第２環状板部を備え、前記回転機構は、第１環状板部に設けられた第１環状溝と、前記第２環状板部に設けられて前記光軸方向で前記第１環状溝に対向する第２環状溝と、前記第１環状溝および前記第２環状溝に挿入されて前記第１環状板部と前記第２環状板部との間で転動する複数の転動体と、を備え、前記延設部は、前記ホルダに固定され、前記放熱部材は、前記延設部に接触するものとすることができる。かかる構成を採用すれば、回転支持機構を構成する第１部材を可動体のホルダに固定できる。

本発明において、前記枠部は、前記延設部が前記光軸方向から挿入される固定穴と、前記枠部の内周面に設けられて前記固定穴に挿入された前記延設部の一部分を径方向内側に露出させる開口部と、を備え、前記基板の露出部分は、前記開口部と対向し、前記放熱部材は、前記開口部を介して、前記延設部に接触するものとすることができる。このようにすれば、放熱部材を、ホルダに固定された第１部材の延設部と、カメラモジュールの基板の双方に接触させることが容易である。

本発明において、前記枠部は、前記光軸方向に貫通する固定穴を備え、前記延設部は、前記固定穴を貫通する貫通部分と、前記貫通部分の前記第１環状板部とは反対側の端から
径方向内側に屈曲して前記光軸方向から見た場合に前記カメラモジュールと重なる屈曲部分と、を備え、前記基板の露出部分は、前記屈曲部分と対向し、前記放熱部材は、前記屈曲部分に接触するものとすることができる。このようにしても、放熱部材を、基板と、第１部材との双方に接続することが容易となる。

本例において、前記可動体を前記第１軸回りまたは前記第２軸回りに回転させる振れ補正用磁気駆動機構を有し、前記支持体は、前記ホルダを径方向外側から囲む支持体側枠部を備え、前記振れ補正用磁気駆動機構は、前記支持体側枠部に固定された駆動コイルと、前記可動体に保持されて前記駆動コイルと対向する駆動マグネットと、を備え、前記第１部材は、前記光軸回りにおいて前記延設部とは異なる角度位置において前記カメラモジュールの径方向外側に位置する第２の延設部、を備え、前記駆動マグネットは、前記第２の延設部に固定され、前記第２の延設部は、前記ホルダに固定され、前記駆動マグネットの前記駆動コイルとは反対側に位置するものとすることができる。このようにすれば、回転支持機構を構成する金属製の第１部材は、撮像素子からの熱を放出するとともに、駆動マグネットのバックヨークとして機能する。また、駆動マグネットが固定された第２の延設部は、放熱部材が接触する放熱部材とは離間するので、撮像素子からの熱が、駆動マグネットに伝わることを防止或いは抑制できる。

本発明において、前記基板は、前記撮像素子が実装された基板本体と、前記基板本体に固定された放熱板と、を備え、前記放熱部材は、前記放熱板に接触するものとすることができる。このようにすれば、撮像素子からの熱は、基板の放熱板から放熱部材を介して第１部材に伝わる。

本発明によれば、撮像素子からの熱を回転支持機構に伝導させる放熱部材は、撮像素子が実装された基板と回転支持機構の第１部材とに接触する。第１部材は、カメラモジュールを保持するホルダに固定されているので、回転支持機構に支持された可動体が光軸回りに回転したときに、カメラモジュールと一体に回転し、相対回転することはない。従って、可動体の回転時に放熱部材を介して撮像素子の側に負荷がかかることがない。

振れ補正機能付き光学ユニットの斜視図である。 振れ補正機能付き光学ユニットの分解斜視図である。 カバーを外した振れ補正機能付き光学ユニットを被写体側から見た平面図である。 カバーとベースを外した振れ補正機能付き光学ユニットの分解斜視図である。 図３のＡ－Ａ位置で切断した振れ補正機能付き光学ユニットの断面図である。 図３のＢ－Ｂ位置で切断した振れ補正機能付き光学ユニットの断面図である。 可動体、回転支持機構、揺動支持機構の分解斜視図である。 可動体および回転支持機構の分解斜視図である。 ホルダの斜視図である。 図３のＡ－Ａ位置で切断した振れ補正機能付き光学ユニットの断面図である。 変形例の振れ補正機能付き光学ユニットの断面図である。

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。

（全体構成）
図１は、振れ補正機能付き光学ユニットの斜視図である。図２は、振れ補正機能付き光
学ユニットの分解斜視図である。図３は、カバーを外した振れ補正機能付き光学ユニットを被写体側から見た平面図である。図４は、カバーとベースを外した振れ補正機能付き光学ユニットの分解斜視図である。図５は、図３のＡ－Ａ位置で切断した振れ補正機能付き光学ユニットの断面図である。図６は、図３のＢ－Ｂ位置で切断した振れ補正機能付き光学ユニットの断面図である。図７は、可動体、回転支持機構、揺動支持機構の分解斜視図である。

図１、図２に示すように、振れ補正機能付き光学ユニット１は、カメラモジュール２を備える可動体５と、可動体５を外周側から囲む支持体６と、を備える。支持体６は、可動体５を外周側から囲むフレーム７と、フレーム７に被写体側から固定されるカバー８と、フレーム７に反被写体側から固定されて可動体５を反被写体側から覆うベース９と、を備える。フレーム７は樹脂製である。カバー８およびベース９は、非磁性の金属板である。また、図２に示すように、振れ補正機能付き光学ユニット１は、可動体５から引き出されるフレキシブルプリント基板１０と、フレーム７の外周面に沿って引き回されるフレキシブルプリント基板１１と、を備える。

振れ補正機能付き光学ユニット１は、例えば、カメラ付き携帯電話機、ドライブレコーダー等の光学機器や、ヘルメット、自転車、ラジコンヘリコプター等の移動体に搭載されるアクションカメラやウエアラブルカメラ等の光学機器に用いられる。このような光学機器では、撮影時に光学機器の振れが発生すると、撮像画像に乱れが発生する。振れ補正機能付き光学ユニット１は、撮影画像が傾くことを回避するため、ジャイロスコープ等の検出手段によって検出された加速度や角速度、振れ量等に基づき、カメラモジュール２の傾きを補正する。

カメラモジュール２は、レンズ２ａを備える。また、カメラモジュール２は、図５、図６に示すように、内部に、撮像素子１２を備える。撮像素子１２は、基板１３に実装された状態で、レンズ２ａの光軸Ｌ上に配置される。振れ補正機能付き光学ユニット１は、レンズ２ａの光軸Ｌ回り、光軸Ｌと直交する第１軸Ｒ１回り、並びに、光軸Ｌおよび第１軸Ｒ１と直交する第２軸Ｒ２回りにカメラモジュール２を回転させて振れ補正を行う。

以下の説明では、互いに直交する３軸をＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向とする。また、Ｘ軸方向の一方側を－Ｘ方向、他方側を＋Ｘ方向とする。Ｙ軸方向の一方側を－Ｙ方向、他方側を＋Ｙ方向とする。Ｚ軸方向の一方側を－Ｚ方向、他方側を＋Ｚ方向とする。Ｚ軸方向は、カメラモジュールの光軸Ｌに沿った光軸方向である。－Ｚ方向は、カメラモジュール２の反被写体側であり、＋Ｚ方向は、カメラモジュール２の被写体側である。第１軸Ｒ１および第２軸Ｒ２は、Ｚ軸回り（光軸回り）で、Ｘ軸およびＹ軸に対して４５度傾斜する。

図４に示すように、振れ補正機能付き光学ユニット１は、可動体５をＺ軸回りに回転可能に支持する回転支持機構１５を有する。また、振れ補正機能付き光学ユニット１は、回転支持機構１５を第１軸Ｒ１回りに回転可能に支持するとともに、回転支持機構１５を第２軸Ｒ２回りに回転可能に支持する揺動支持機構１６を有する。可動体５は、回転支持機構１５および揺動支持機構１６を介して、第１軸Ｒ１回りおよび第２軸Ｒ２回りに回転可能な状態で支持体６に支持される。

図３に示すように、揺動支持機構１６は、ジンバルフレーム１７と、ジンバルフレーム１７と回転支持機構１５とを第１軸Ｒ１回りに回転可能に接続する第１接続機構１８を備える。第１接続機構１８は、ジンバルフレーム１７の第１軸Ｒ１方向の両側に設けられる。また、揺動支持機構１６は、ジンバルフレーム１７と支持体６とを第２軸Ｒ２回りに回転可能に接続する第２接続機構１９を備える。第２接続機構１９は、ジンバルフレーム１
７の第２軸Ｒ２方向の両側に設けられる。

また、振れ補正機能付き光学ユニット１は、可動体５を第１軸Ｒ１回りおよび第２軸Ｒ２回りに回転させる振れ補正用磁気駆動機構２０を備える。図３に示すように、振れ補正用磁気駆動機構２０は、可動体５に対してＸ軸回りの駆動力を発生させる第１振れ補正用磁気駆動機構２１と、可動体５に対してＹ軸回りの駆動力を発生させる第２振れ補正用磁気駆動機構２２と、を備える。第１振れ補正用磁気駆動機構２１と第２振れ補正用磁気駆動機構２２とは、Ｚ軸回りの周方向に配列されている。本例では、第１振れ補正用磁気駆動機構２１は、カメラモジュール２の－Ｙ方向に配置される。第２振れ補正用磁気駆動機構２２は、カメラモジュール２の－Ｘ方向に配置される。

可動体５は、第１軸Ｒ１回りの回転および第２軸Ｒ２回りの回転を合成することにより、Ｘ軸回りおよびＹ軸回りに回転する。これにより、振れ補正機能付き光学ユニット１は、Ｘ軸回りのピッチング補正、およびＹ軸回りのヨーイング補正を行う。

さらに、振れ補正機能付き光学ユニット１は、可動体５をＺ軸回りに回転させるローリング補正用磁気駆動機構２９を有する。本例では、ローリング補正用磁気駆動機構２９は、カメラモジュール２の－Ｙ方向に配置されている。また、ローリング補正用磁気駆動機構２９は、第１振れ補正用磁気駆動機構２１の周方向の両側に配置されている。

（支持体）
図２に示すように、フレーム７は、可動体５および回転支持機構１５を外周側から囲むフレーム枠部２３（支持体側枠部）と、フレーム枠部２３の＋Ｘ方向に設けられた矩形の配線収容部２４と、を備える。図４に示すように、フレーム枠部２３は、Ｘ方向で対向する第１側板部２５および第２側板部２６と、Ｙ方向で対向する第３側板部２７および第４側板部２８を備える。第１側板部２５は第２側板部２６の－Ｘ方向に位置する。第３側板部２７は、第４側板部２８の－Ｙ方向に位置する。第２側板部２６には、－Ｚ方向の端縁を切り欠いた切欠き部２６ａが設けられている。可動体５の－Ｚ方向の端部分からは、基板１３を介して撮像素子１２に接続されるフレキシブルプリント基板１０が＋Ｘ方向に引き出されている。フレキシブルプリント基板１０は、切欠き部２６ａを介してフレーム枠部２３から＋Ｘ方向に引き出され、配線収容部２４に収容される。

図１、図２に示すように、カバー８は、フレーム７の＋Ｚ方向の端に固定される。カバー８は、Ｚ軸方向から見た場合にフレーム枠部２３と重なる位置に開口部８ａを備える。カメラモジュール２は、開口部８ａの内側に位置する。ベース９は、フレーム７の－Ｚ方向の端に固定される。ベース９は、フレーム枠部２３および配線収容部２４を－Ｚ方向から塞ぐ。

ここで、図４に示すように、フレーム７の第３側板部２７には、第１コイル固定穴２７ａが設けられている。第１コイル固定穴２７ａには、第１コイル３１（駆動コイル）と、一対の第３コイル３３と、が保持される。一対の第３コイル３３は、第１コイル３１の周方向の両側に位置する。フレーム７の第１側板部２５には、第２コイル固定穴２５ａが設けられている。第２コイル固定穴２５ａには、第２コイル３２（駆動コイル）が保持される。第１コイル３１および第２コイル３２は、周方向に長い長円形の空芯コイルである。第３コイル３３は、Ｚ軸方向に長い長円形の空芯コイルである。第１コイル３１、第２コイル３２、および第３コイル３３は、フレーム枠部２３の外周面に沿って引き回されたフレキシブルプリント基板１１に電気的に接続される。フレキシブルプリント基板１１はフレーム７に固定される。

（揺動支持機構）
ジンバルフレーム１７は、金属製の板バネからなる。図７に示すように、ジンバルフレーム１７は、中央にＺ軸方向に貫通する開口部３５ａを有するジンバルフレーム本体部３５を備える。また、図４に示すように、ジンバルフレーム１７は、ジンバルフレーム本体部３５から第１軸Ｒ１方向の両側に向かってに突出して－Ｚ方向に延びる一対の第１ジンバルフレーム延設部３６と、ジンバルフレーム本体部３５から第２軸Ｒ２方向の両側に向かってに突出して－Ｚ方向に延びる一対の第２ジンバルフレーム延設部３７と、を備える。ジンバルフレーム本体部３５は、フレーム７の＋Ｚ方向に位置する。一対の第１ジンバルフレーム延設部３６および一対の第２ジンバルフレーム延設部３７は、可動体５の径方向外側をＺ軸方向に延びる。また、一対の第１ジンバルフレーム延設部３６および一対の第２ジンバルフレーム延設部３７は、フレーム７におけるフレーム枠部２３の径方向内側に位置する。

図３、図５に示すように、第１接続機構１８は、可動体５に対して第１軸Ｒ１方向の両側に設けられる。図７に示すように、第１接続機構１８は、可動体５の第１軸Ｒ１方向の両側で回転支持機構１５に固定される一対の第１ジンバルフレーム受け部材４１を備える。図５に示すように、各第１ジンバルフレーム受け部材４１は、第１球体４２と、第１球体４２が固定される第１スラスト受け部材４３と、を備える。各第１スラスト受け部材４３は、回転支持機構１５に固定されている。第１スラスト受け部材４３が回転支持機構１５に固定されたときに、第１球体４２は第１軸Ｒ１上で可動体５の側を向く。

また、第１接続機構１８は、各第１ジンバルフレーム延設部３６の－Ｚ方向の端部分に設けられた第１凹曲面３６ａを備える。第１凹曲面３６ａは、第１軸Ｒ１方向を可動体５の側に窪む。揺動支持機構１６を組み立てる際には、回転支持機構１５に固定された一対の第１ジンバルフレーム受け部材４１の内周側にジンバルフレーム１７を挿入して、第１軸Ｒ１上で各第１ジンバルフレーム延設部３６の第１凹曲面３６ａを各第１球体４２に点接触させる。これにより、第１接続機構１８が構成されるので、回転支持機構１５は、第１軸Ｒ１回りに回転可能な状態でジンバルフレーム１７に支持される。

図３、図６に示すように、第２接続機構１９は、フレーム枠部２３の第２軸Ｒ２方向の対角位置に設けられる。第２接続機構１９は、フレーム枠部２３の第２軸Ｒ２方向の対角位置にそれぞれ固定された第２ジンバルフレーム受け部材４５を備える。第２ジンバルフレーム受け部材４５は、第２球体４６と、第２球体４６が固定される第２スラスト受け部材４７を備える。第２スラスト受け部材４７は、フレーム枠部２３の対角位置に固定される。図６に示すように、第２ジンバルフレーム受け部材４５がフレーム枠部２３の対角位置に固定されたときに、第２球体４６は、第２スラスト受け部材４７から第２軸Ｒ２上を可動体５の側に突出する。

また、第２接続機構１９は、各第２ジンバルフレーム延設部３７の－Ｚ方向の端部分に設けられた第２凹曲面３７ａを備える。第２凹曲面３７ａは、第２軸Ｒ２方向を可動体５の側に窪む。揺動支持機構１６を組み立てる際には、フレーム枠部２３に固定された一対の第２ジンバルフレーム受け部材４５の内周側にジンバルフレーム１７を挿入して、第２軸Ｒ２上で第２凹曲面３７ａを第２球体４６に点接触させる。これにより、第２接続機構１９が構成されるので、ジンバルフレーム１７は、第２軸Ｒ２回りに回転可能な状態でフレーム枠部２３（支持体６）に支持される。

（可動体）
図８は、可動体５および回転支持機構１５の分解斜視図である。図９は、ホルダの斜視図である。図１０は、図３のＣ－Ｃ線断面図である。図８に示すように、可動体５は、カメラモジュール２と、カメラモジュール２を保持する枠状のホルダ５０と、ホルダ５０に固定される第１部材５１と、を備える。第１部材５１は、回転支持機構１５の構成の一部
を兼ねる。また、可動体５は、カメラモジュール２と第１部材５１との間に位置する２つの放熱部材５３を備える。各放熱部材５３は、直方体形状の金属部材である。ホルダ５０は樹脂製である。第１部材５１は、磁性金属製である。各放熱部材５３は、カメラモジュール２の撮像素子１２からの熱を、回転支持機構１５の側に伝道して、放出する。

カメラモジュール２は、＋Ｚ方向から見た場合の輪郭形状が略８角形のモジュールケース５５（ケース）と、モジュールケース５５の中央から＋Ｚ方向に突出する鏡筒５６と、を備える。鏡筒５６にはレンズ２ａが収容されている。図５、図６に示すように、モジュールケース５５内には、基板１３と、基板１３に実装された撮像素子１２とが、収容されている。基板１３は、厚み方向をＺ軸方向に向け、光軸Ｌと垂直に配置されている。基板１３の＋Ｚ方向を向く基板表面には、撮像素子１２が固定されている。撮像素子１２は、光軸Ｌ上に位置する。図８に示すように、基板１３の＋Ｙ方向の端面は、モジュールケース５５から径方向外側に露出する。すなわち、モジュールケース５５は、＋Ｙ方向の側壁に基板１３の厚みに対応する幅のスリット状の開口部５５ａを備える。基板１３の＋Ｙ方向の端部は開口部５５ａに嵌合し、基板の＋Ｙ方向の端面が開口部５５ａから外部に露出する。基板の＋Ｙ方向の端面は、モジュールケース５５から外側に露出する基板１３の露出部分１３ａである。

ホルダ５０は、モジュールケース５５を径方向外側から囲む枠部５７を備える。枠部５７は、＋Ｚ方向から見た場合の輪郭形状が略８角形である。図８、図９に示すように、枠部５７は、Ｙ方向に平行に延びる第１側壁６１および第２側壁６２と、Ｘ方向に平行に延びる第３側壁６３および第４側壁６４を備える。第１側壁６１は、第２側壁６２の－Ｘ方向に位置する。第３側壁６３は、第４側壁６４の－Ｙ方向に位置する。また、枠部５７は、第１軸Ｒ１方向の対角に位置する第５側壁６５および第６側壁６６と、第２軸Ｒ２方向の対角に位置する第７側壁６７および第８側壁６８を備える。第５側壁６５は、第６側壁６６の－Ｘ方向に位置する。第７側壁６７は、第８側壁６８の－Ｙ方向に位置する。

第１側壁６１は、－Ｘ方向を向く端面に、周方向に長い長方形形状の第１凹部７１を備える。第１凹部７１は、－Ｘ方向および＋Ｚ方向に開口する。第２側壁６２は、＋Ｚ方向を向く端面に、－Ｚ方向に延びる第１固定穴７２を備える。第１固定穴７２は、Ｙ軸方向に長く延びるスリット状である。図８に示すように、第２側壁６２の－Ｚ方向の端縁には、切欠き部７３が設けられている。基板１３を介して撮像素子１２に接続されるフレキシブルプリント基板１０は、カメラモジュール２の－Ｚ方向の端部から、切欠き部７３を通って可動体５の＋Ｘ方向へ引き出される。

図９に示すように、第３側壁６３は、－Ｙ方向を向く端面の中央に、周方向に長い矩形の第２凹部７４を備える。第２凹部７４は、－Ｙ方向および＋Ｚ方向に開口する。また、第３側壁６３は、周方向における第２凹部７４の両側に、Ｚ軸方向に長い矩形の第３凹部７５を備える。各第３凹部７５は、それぞれ－Ｙ方向および＋Ｚ方向に開口する。図８、図９に示すように、第４側壁６４は、＋Ｚ方向を向く端面に、第２固定穴７６を備える。第２固定穴７６は、Ｘ軸方向に長く延びるスリット状である。

図８に示すように、第１部材５１は、中央に貫通孔７０ａを備える第１環状板部７０を備える。カメラモジュール２の鏡筒５６は、貫通孔７０ａを貫通して第１環状板部７０から＋Ｚ方向に突出する。Ｚ軸方向から見た場合に、第１環状板部７０は、モジュールケース５５と重なる。また、第１環状板部７０は、光軸Ｌを囲む。図５、図６に示すように、第１環状板部７０の－Ｚ方向を向く端面には、円形の第１環状溝７０ｂが設けられている。

また、図８に示すように、第１部材５１は、第１環状板部７０からＸ軸方向の両側に突
出する第１延設部７７（第２の延設部）および第２延設部７８と、Ｙ軸方向の両側に突出する第３延設部７９（第２の延設部）および第４延設部８０（延設部）とを備える。さらに、第１部材５１は、第１環状板部７０から第１軸Ｒ１方向の両側および第２軸Ｒ２方向の両側に突出する４つの第１突出板部８９を備える。

第１延設部７７は、第１環状板部７０から－Ｘ方向へ突出し、カメラモジュール２の外周側において－Ｚ方向へ屈曲する。第１延設部７７は、－Ｚ方向の端部分に周方向に広がる幅広部分７７ａを備える。第１延設部７７は、幅広部分７７ａが第１凹部７１に挿入されて、ホルダ５０に固定される。図４に示すように、第１延設部７７の幅広部分７７ａには、第２マグネット８３（駆動マグネット）が固定される。これにより、第２マグネット８３は、第１凹部７１に収容された状態でホルダ５０に固定される。第２マグネット８３は、Ｚ軸方向に２極着磁されている。第２マグネット８３の着磁分極線は、周方向に延びる。

第２延設部７８は、第１環状板部７０から＋Ｘ方向へ突出し、カメラモジュール２の外周側において－Ｚ方向へ屈曲する。第４延設部８０の－Ｚ方向の端部分は、第１固定穴７２に挿入されて、ホルダ５０に固定される。

第３延設部７９は、第１環状板部７０から－Ｙ方向へ突出し、カメラモジュール２の外周側において－Ｚ方向へ屈曲する。第３延設部７９の－Ｚ方向の端部分は、第２凹部７４に挿入されて、ホルダ５０に固定される。第３延設部７９の－Ｚ方向の端部分には、第１マグネット８２（駆動マグネット）が固定される。第１マグネット８２は、第２凹部７４に収容された状態でホルダ５０に固定される。第１マグネット８２は、Ｚ軸方向に２極着磁されている。第１マグネット８２の着磁分極線は、周方向に延びる。ここで、第１部材５１は、磁性金属からなるので、第１マグネット８２および第２マグネット８３に対するヨークとして機能する。

なお、第３側壁６３の各第３凹部７５には第３マグネット８４が収容される。第３マグネット８４は、周方向に２極着磁されている。第３マグネット８４の着磁分極線は、Ｚ軸方向に延びる。本例では、第３マグネット８４は、磁性材料からなる金属板８５を介して、第３側壁６３に固定される。金属板８５は、第３マグネット８４に対するヨークとして機能する。

図８に示すように、第４延設部８０は、第１環状板部７０から＋Ｙ方向に延びる第１部分８０ａと、第１部分８０ａの先端から－Ｚ方向に延びる第２部分８０ｂと、第１延設部７７分の＋Ｚ方向の端から周方向の両側に広がる幅広の第３部分８０ｃと、第３部分８０ｃの周方向の一方側の端部分および他方側の端部分からそれぞれ－Ｚ方向に延びる一対の第４部分８０ｄと、を備える。

ここで、図８、図９に鎖線で示すように、第４延設部８０が固定される第４側壁６４の第２固定穴７６は、第４延設部８０の第３部分８０ｃおよび一対の第４部分８０ｄに対応する形状を備える。すなわち、第２固定穴７６は、第３部分８０ｃを受け入れる幅広の第１穴部分７６ａと、第１穴部分７６ａの周方向の一方側の端部分および他方側の端部分からそれぞれ－Ｚ方向に延びる一対の第２穴部分７６ｂと、を備える。各第２穴部分７６ｂの－Ｚ方向の端は、第４延設部８０の－Ｚ方向の端面に開口する。すなわち、第２固定穴７６は第４側壁６４をＺ軸方向に貫通している。図７に示すように、第４延設部８０は、第３部分８０ｃおよび一対の第４延設部８０が第２固定穴７６に挿入されて、ホルダ５０に固定される。

また、第４側壁６４は、図９に示すように、内周面の周方向で離間する２か所に開口部
８６を備える。各開口部８６は、一対の第２穴部分７６ｂにそれぞれ連通する。従って、各開口部８６は、第２固定穴７６に挿入された第４延設部８０の第４部分８０ｄの一部を径方向内側に露出させる。各開口部８６は、ホルダ５０がカメラモジュール２を保持したときに、径方向で基板１３の露出部分１３ａと対向した状態となる。

ここで、図１０に示すように、各放熱部材５３は、径方向で、カメラモジュール２と第４延設部８０との間に設置される。各放熱部材５３のカメラモジュール２の側の端は、基板１３の露出部分１３ａに接触する。各放熱部材５３のカメラモジュール２とは反対側は、各開口部８６を介して、第４延設部８０の第４部分８０ｄに接触する。

（回転支持機構）
図８に示すように、回転支持機構１５は、カメラモジュール２を保持するホルダ５０に固定された第１部材５１と、揺動支持機構１６により第１軸回りに回転可能に支持された第２部材８７と、第１部材５１と第２部材８７とを光軸Ｌ回りに相対回転可能とする回転機構８８と、を備える。第２部材８７は、第１部材５１の第１環状板部７０とＺ軸方向で対向する第２環状板部９０を備える。第２環状板部９０は、Ｚ軸方向において、第１環状板部７０とモジュールケース５５との間に位置する。また、第２部材８７は、第２環状板部９０から第１軸Ｒ１方向の両側に突出する一対の延設部９１と、第２環状板部９０から第２軸Ｒ２方向の両側に突出する一対の第２突出板部９２と、を備える。

一対の延設部９１は、それぞれ、第２環状板部９０から第１軸Ｒ１方向に延びる第１部分９１ａと、可動体５の外周側をＺ軸方向に延びる第２部分９１ｂを備える。図５に示すように、第２部分９１ｂは、可動体５の第１軸Ｒ１方向の外側で、僅かな隙間を開けて可動体５と対向する。図５、図８に示すように、各第２部分９１ｂには、可動体５とは反対側の面に第１ジンバルフレーム受け部材４１が固定される。

図８に示すように、回転機構８８は、第１部材５１の第１環状板部７０に設けられた第１環状溝７０ｂと、第２環状板部９０に設けられて第１環状溝７０ｂとＺ軸方向で対向する第２環状溝９３と、を備える。また、回転機構８８は、第１環状溝７０ｂおよび第２環状溝９３に挿入されて第１環状板部７０と第２環状板部９０との間で転動する複数の転動体９４と、第１環状板部７０と第２環状板部９０との間で転動体９４を転動可能に保持する環状のリテーナ９５と、を備える。さらに、回転機構８８は、第１環状溝７０ｂと第２環状溝９３とをＺ軸方向で接近させる力を付与する与圧機構９６を備える。

与圧機構９６は、第２部材８７の光軸Ｌ周りの４箇所に配置される与圧用磁石９７と、第１部材５１の光軸Ｌ周りの４箇所に設けられた第１突出板部８９と、を備える。第２部材８７に配置される４つの与圧用磁石９７のそれぞれは、可動体５と回転支持機構１５とを組み立てたときに、可動体５に設けられた４箇所の第１突出板部８９と光軸Ｌ方向に重なる。

第１突出板部８９は、磁性金属からなる。従って、与圧用磁石９７の磁気吸引力により、各与圧用磁石９７と光軸Ｌ方向で重なる第１突出板部８９が与圧用磁石９７の側に吸引される。これにより、与圧機構９６は、光軸Ｌ回りの等角度間隔の４か所で、第１環状溝７０ｂと第２環状溝９３とをＺ軸方向で接近させる力を付与する。可動体５は、与圧機構９６の磁気吸引力によって第２部材８７に吸引され、Ｚ軸回りに回転可能な状態で、第２部材８７に支持される。

（磁気駆動機構）
ここで、図４から分かるように、可動体５が回転支持機構１５および揺動支持機構１６を介して支持体６に支持されたときに、支持体６の第３側板部２７に保持された第１コイ
ル３１と、可動体５の－Ｙ方向の側面に保持された第１マグネット８２とはＹ軸方向で対向する。第１コイル３１と第１マグネット８２とは、第１振れ補正用磁気駆動機構２１を構成する。また、支持体６の第１側板部２５に保持された第２コイル３２と、可動体５の－Ｘ方向の側面に保持された第２マグネット８３とはＸ軸方向で対向する。第２コイル３２と第２マグネット８３とは、第２振れ補正用磁気駆動機構２２を構成する。さらに、支持体６の第３側板部２７に保持された一対の第３コイル３３と、可動体５の－Ｙ方向の側面に保持された一対の第３マグネット８４とはＹ軸方向で対向する。一対の第３コイル３３と一対の第３マグネット８４とは、ローリング補正用磁気駆動機構２９を構成する。

（作用効果）
本例では、回転支持機構１５は、カメラモジュール２を保持するホルダ５０に固定された第１部材５１と、揺動支持機構１６により第１軸回りに回転可能に支持される第２部材８７と、第１部材５１と第２部材８７とを光軸Ｌ回りに相対回転可能とする回転機構８８と、を備える。放熱部材５３は、撮像素子１２が実装された基板１３の露出部分１３ａと回転支持機構１５の第１部材５１とに接触する。撮像素子１２からの熱は、基板１３から放熱部材５３を介して第１部材５１に伝導する。ここで、放熱部材５３が接触する金属製の第１部材５１は、カメラモジュール２を保持するホルダ５０に固定されている。従って、回転支持機構１５に支持された可動体５が光軸Ｌ回りに回転したときに、第１部材５１はカメラモジュール２と一体に回転し、相対回転することはない。従って、回転支持機構１５に熱を逃がす構成を採用しても、可動体５の回転時に、放熱部材５３を介して、撮像素子１２の側に力が加わることがない。

本例において、放熱部材５３は、基板１３と第１部材５１との間に配置されて当該基板１３および当該ホルダ５０に当接する金属部材であるものとすることもできる。

本例において、ホルダ５０は、カメラモジュール２を径方向外側から囲む枠部５７を備える。第１部材５１は、光軸Ｌを囲み、光軸Ｌ方向から見た場合にカメラモジュール２と重なる第１環状板部７０と、カメラモジュール２の径方向外側に位置する第１延設部７７第４延設部８０、第３延設部７９および第４延設部８０を備える。第２部材８７は、第１環状板部７０とＺ軸方向で対向し、Ｚ軸方向で第１環状板部７０とカメラモジュール２との間に配置された第２環状板部９０を備える。回転機構８８は、第１環状板部７０に設けられた第１環状溝７０ｂと、第２環状板部９０に設けられてＺ軸方向で第１環状溝７０ｂに対向する第２環状溝９３と、第１環状溝７０ｂおよび第２環状溝９３に挿入されて第１環状板部７０と第２環状板部９０との間で転動する複数の転動体９４と、を備える。第１延設部７７および第４延設部８０は、ホルダ５０に固定され、放熱部材５３は、第４延設部８０に接触する。かかる構成により、回転支持機構１５を構成する第１部材５１を、可動体５と一体に構成できる。

本例において、ホルダ５０の枠部５７は、第４延設部８０がＺ軸方向から挿入される第２固定穴７６と、枠部５７の内周面に設けられて第２固定穴７６に挿入された第４延設部８０の一部分を径方向内側に露出させる開口部８６と、を備える。基板１３の露出部分１３ａは、開口部８６と対向し、放熱部材５３は、開口部８６を介して、第４延設部８０に接触する。従って、放熱部材５３を、ホルダ５０に固定された第１部材５１の第４延設部８０と、カメラモジュール２の基板１３の双方に接触させることが容易である。

また、本例では、第１延設部７７に第２マグネット８３が固定され、第３延設部７９に第１マグネット８２が固定される。第１部材５１は、磁性金属からなるので、第１マグネット８２および第２マグネット８３に対するヨークとして機能する。よって、回転支持機構１５を構成する第１部材５１が、撮像素子１２からの熱を放出するとともに、各マグネット８２、８３のバックヨークとして機能する。ここで、本例では、第１部材５１におい
て、放熱部材５３が接触する第４延設部８０は、マグネットが固定される第１延設部７７および第３延設部７９とは異なる角度位置に設けられている。従って、放熱部材５３を介して第１部材５１に熱が加わった場合でも、この熱が各マグネット８２、８３に伝わることを防止或いは抑制できる。

ここで、放熱部材５３は、基板１３と第１部材５１との間に塗布された金属ペーストとしてもよい。このようにすれば、放熱部材５３を、基板１３および第１部材５１の双方に接触させやすい。

なお、放熱部材５３は、第１部材５１においてマグネットが固定される第１延設部７７または第３延設部７９と基板１３とに接触してもよい。例えば、第１部材５１において、放熱部材５３が接触する第４延設部８０に、第１マグネット８２が固定されていてもよい。

（変形例）
図１１は、変形例の振れ補正機能付き光学ユニットの断面図である。図１１では、変形例の振れ補正機能付き光学ユニット１Ａを図３のＣ－Ｃ線と対応する位置で切断している。なお、変形例の振れ補正機能付き光学ユニット１Ａは、上記の振れ補正機能付き光学ユニット１と対応する構成を備えるので、相違する構成のみを説明する。

図１１に示すように、本例の振れ補正機能付き光学ユニット１Ａでは、カメラモジュール２の基板１３が、撮像素子１２が実装された基板本体９８と、基板本体９８の－Ｚ方向の裏面に固定された放熱板９９と、を備える。また、カメラモジュール２のモジュールケース５５は、－Ｚ方向に位置する底板の＋Ｙ方向の端部分に２つの開口部５５ａを備える。開口部５５ａは、Ｘ方向で離間する２か所に設けられている。開口部５５ａからは、基板１３の一部分が露出する。本例では、開口部５５ａから放熱板９９の一部分が露出する。放熱板９９において開口部５５ａを介して目視できる部分は、基板１３の露出部分１３ａである。

次に、可動体５の一部分および回転支持機構１５の一部分を構成する第１部材５１は、第４延設部８０が各第４部分８０ｄの先端から径方向内側に屈曲する屈曲部分８０ｅを備える。ここで、第１部材５１がホルダ５０に固定される前の状態では、各屈曲部分８０ｅは各第４部分８０ｄに連続してＺ軸方向に直線状に延びている。屈曲部分８０ｅは、第１部材５１のホルダ５０への固定に際して第４延設部８０が第２固定穴７６を貫通した後に、径方向内側に折り曲げられる。これにより、各屈曲部分８０ｅは、Ｚ軸方向から見た場合に、カメラモジュール２と重なる位置まで延びる。第４延設部８０の第３部分８０ｃおよび各第４部分８０ｄは、第２固定穴７６を貫通する貫通部分８０ｆである。

各屈曲部分８０ｅの先端部分は、Ｚ軸方向において、モジュールケース５５に設けられた各開口部５５ａと対向する。従って、各屈曲部分８０ｅの先端部分は、各開口部５５ａを介して、基板１３の露出部分１３ａと対向した状態となる。

ここで、２つの放熱部材５３は、それぞれ、Ｚ軸方向でカメラモジュール２と第４延設部８０の各屈曲部分８０ｅとの間に設置される。各放熱部材５３のカメラモジュール２の側の端は、モジュールケース５５の開口部５５ａを介して基板１３の露出部分１３ａに接触する。本例では、基板１３の露出部分１３ａは、放熱板９９の一部分である。各放熱部材５３のカメラモジュール２とは反対側は、第４延設部８０の各屈曲部分８０ｅに接触する。

このようにしても、放熱部材５３を、基板１３および第１部材５１の双方に接続できる
。また、このようにすれば、撮像素子１２からの熱は、基板１３が備える放熱板９９および放熱部材５３を介して、第１部材５１に伝導する。

１・１Ａ…振れ補正機能付き光学ユニット、２…カメラモジュール、２ａ…レンズ、５…可動体、６…支持体、７…フレーム、８…カバー、８ａ…開口部、９…ベース、１０…フレキシブルプリント基板、１１…フレキシブルプリント基板、１２…撮像素子、１３…基板、１３ａ…露出部分、１５…回転支持機構、１６…揺動支持機構、１７…ジンバルフレーム、１８…第１接続機構、１９…第２接続機構、２０…振れ補正正用磁気駆動機構、２１…第１振れ補正用磁気駆動機構、２２…第２振れ補正用磁気駆動機構、２３…フレーム枠部、２４…配線収容部、２５…第１側板部、２５ａ…第２コイル固定穴、２６…第２側板部、２６ａ…切欠き部、２７…第３側板部、２７ａ…第１コイル固定穴、２８…第４側板部、２９…ローリング補正用磁気駆動機構、３１…第１コイル、３２…第２コイル、３３…第３コイル、３５…ジンバルフレーム本体部、３５ａ…開口部、３６…第１ジンバルフレーム延設部、３６ａ…第１凹曲面、３７…第２ジンバルフレーム延設部、３７ａ…第２凹曲面、４１…第１ジンバルフレーム受け部材、４２…第１球体、４３…第１スラスト受け部材、４５…第２ジンバルフレーム受け部材、４６…第２球体、５０…ホルダ、５１…第１部材、５３…放熱部材、５５…モジュールケース、５５ａ…開口部、５６…鏡筒、５７…枠部、６１…第１側壁、６２…第２側壁、６３…第３側壁、６４…第４側壁、６５…第５側壁、６６…第６側壁、６７…第７側壁、６８…第８側壁、７０…第１環状板部、７０ａ…貫通孔、７０ｂ…第１環状溝、７１…第１凹部、７２…第１固定穴、７３…切欠き部、７４…第２凹部、７５…第３凹部、７６…第２固定穴、７６ａ…第１穴部分、７６ｂ…第２穴部分、７７…第１延設部、７７ａ…幅広部分、７８…第２延設部、７９…第３延設部、８０…第４延設部、８０ａ…第１部分、８０ｂ…第２部分、８０ｃ…第３部分、８０ｄ…第４部分、８０ｅ…屈曲部分、８０ｆ…貫通部分、８２…第１マグネット、８３…第２マグネット、８４…第３マグネット、８５…金属板、８６…開口部、８７…第２部材、８８…回転機構、８９…第１突出板部、９０…第２環状板部、９１…延設部、９１ａ…第１部分、９１ｂ…第２部分、９２…第２突出板部、９３…第２環状溝、９４…転動体、９５…リテーナ、９６…与圧機構、９７…与圧用磁石、９８…基板本体、９９…放熱板、Ｒ１…第１軸、Ｒ２…第２軸

Claims (8)

1. カメラモジュール、および前記カメラモジュールを保持するホルダを備える可動体と、
   前記可動体を前記カメラモジュールの光軸を中心として回転可能に支持する回転支持機構と、
   前記回転支持機構を前記光軸と交差する第１軸回りに回転可能に支持するとともに、前記回転支持機構を前記光軸および前記第１軸と交差する第２軸回りに回転可能に支持する揺動支持機構と、
   前記揺動支持機構および前記回転支持機構を介して前記可動体を支持する支持体と、を有し、
   前記カメラモジュールは、撮像素子と、前記撮像素子が実装された基板と、前記撮像素子および前記基板を収容するケースと、を備え、
   前記回転支持機構は、前記ホルダに固定された第１部材と、前記揺動支持機構により前記第１軸回りに回転可能に支持される第２部材と、前記第１部材と前記第２部材とを前記光軸回りに相対回転可能とする回転機構と、を備え、
   前記第１部材は、金属製であり、
   前記基板は、前記ケースから外側に露出する露出部分を備え、
   前記可動体は、前記基板の露出部分および前記第１部材に接触する放熱部材を備え、
   前記撮像素子からの熱は、前記基板から前記放熱部材を介して、前記第１部材に伝導することを特徴とする振れ補正機能付き光学ユニット。
2. 前記放熱部材は、前記基板と前記第１部材との間に塗布された金属ペーストであ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。
3. 前記放熱部材は、前記基板と前記第１部材との間に配置されて当該前記基板および当該ホルダに当接する金属部材であ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。
4. 前記ホルダは、前記カメラモジュールを径方向外側から囲む枠部を備え、
   前記第１部材は、前記光軸を囲み、前記光軸方向から見た場合に前記カメラモジュールと重なる第１環状板部と、前記カメラモジュールの径方向外側に位置する延設部と、を備え、
   前記第２部材は、前記第１環状板部と前記光軸方向で対向し、前記光軸方向で前記第１環状板部と前記カメラモジュールとの間に配置された第２環状板部を備え、
   前記回転機構は、第１環状板部に設けられた第１環状溝と、前記第２環状板部に設けられて前記光軸方向で前記第１環状溝に対向する第２環状溝と、前記第１環状溝および前記第２環状溝に挿入されて前記第１環状板部と前記第２環状板部との間で転動する複数の転動体と、を備え、
   前記延設部は、前記ホルダに固定され、
   前記放熱部材は、前記延設部に接触することを特徴とする請求項１から３のうちのいずれか一項に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。
5. 前記枠部は、前記延設部が前記光軸方向から挿入される固定穴と、前記枠部の内周面に設けられて前記固定穴に挿入された前記延設部の一部分を径方向内側に露出させる開口部と、を備え、
   前記基板の露出部分は、前記開口部と対向し、
   前記放熱部材は、前記開口部を介して、前記延設部に接触することを特徴とする請求項４に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。
6. 前記枠部は、前記光軸方向に貫通する固定穴を備え、
   前記延設部は、前記固定穴を貫通する貫通部分と、前記貫通部分の前記第１環状板部とは反対側の端から径方向内側に屈曲して前記光軸方向から見た場合に前記カメラモジュールと重なる屈曲部分と、を備え、
   前記基板の露出部分は、前記屈曲部分と対向し、
   前記放熱部材は、前記屈曲部分に接触することを特徴とする請求項４に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。
7. 前記可動体を前記第１軸回りまたは前記第２軸回りに回転させる振れ補正用磁気駆動機構を有し、
   前記支持体は、前記ホルダを径方向外側から囲む支持体側枠部を備え、
   前記振れ補正用磁気駆動機構は、前記支持体側枠部に固定された駆動コイルと、前記可動体に保持されて前記駆動コイルと対向する駆動マグネットと、を備え、
   前記第１部材は、前記光軸回りにおいて前記延設部とは異なる角度位置において前記カメラモジュールの径方向外側に位置する第２の延設部、を備え、
   前記駆動マグネットは、前記第２の延設部に固定され、
   前記第２の延設部は、前記ホルダに固定され、前記駆動マグネットの前記駆動コイルとは反対側に位置することを特徴とする請求項４から６のうちのいずれか一項に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。
8. 前記基板は、前記撮像素子が実装された基板本体と、前記基板本体に固定された放熱板と、を備え、
   前記放熱部材は、前記放熱板に接触することを特徴とする請求項１から７のうちのいずれか一項に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。
   

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