JP5519390B2 - 振れ補正機能付き光学ユニット - Google Patents

Description

本発明は、カメラ付き携帯電話機等に搭載される振れ補正機能付き光学ユニットに関するものである。

デジタルカメラや携帯電話機等に搭載される撮影用の光学ユニットにおいては、ユーザーの手振れによる撮影画像の乱れを抑制することが好ましい。そこで、デジタルカメラ等においては、固定体に対して揺動可能な可動モジュールにレンズや撮像素子等の光学素子を搭載するとともに、可動モジュールを振れ補正用の可動モジュール駆動機構によって揺動させる技術が提案されている。ここで、可動モジュールには、撮像素子やレンズ駆動機構に対する給電や、撮像素子からの信号出力を行うためのフレキシブル配線基板が接続されており、かかるフレキシブル配線基板は、固定体にも接続されている。このため、可動モジュールが揺動する際、フレキシブル配線基板が変形するので、フレキシブル配線基板の剛性や形状復帰力が可動モジュールの揺動を妨げるおそれがある。

そこで、フレキシブル配線基板を面外方向に湾曲させた構造や折り曲げた構造を採用して、フレキシブル配線基板の剛性や形状復帰力を弱めてフレキシブル配線基板が可動モジュールに及ぼす力を低減することが提案されている（特許文献１参照）。

特開２００６−３１０２６号公報

しかしながら、フレキシブル配線基板を面外方向に湾曲させた構造や折り曲げた構造を採用すると、湾曲度合いや折り曲げ度合いによって、フレキシブル配線基板が可動モジュールに及ぼす影響がばらつき、可動モジュールを精度よく揺動させることができないという問題点がある。また、フレキシブル配線基板を湾曲させた構造や折り曲げた構造を採用すると、湾曲度合いや折り曲げ度合いが経時変化してフレキシブル配線基板が可動モジュールに及ぼす影響がばらつき、可動モジュールを精度よく揺動させることができなくなるという問題点もある。

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、固定体および可動モジュールにフレキシブル配線基板を接続した場合でも、可動モジュールを精度よく揺動させることのできる振れ補正機能付き光学ユニットを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、固定体と、光学素子を保持した可動モジュールと、該可動モジュールと前記固定体とに接続されたフレキシブル配線基板と、前記可動モジュールを前記固定体に対して揺動させる振れ補正用の可動モジュール駆動機構と、を有する振れ補正機能付き光学ユニットにおいて、前記フレキシブル配線基板は、１枚で前記可動モジュールとの接続個所から前記固定体との接続個所まで延在しているとともに、前記可動モジュールとの接続部分から前記固定体との接続部分に向かう途中部分に、前記可動モジュールおよび前記固定体のいずれにも固定されずに前記可動モジュールに対して該可動モジュールの光軸方向において重なる位置で当該光軸方向に交差する第１方向の一方側に向けて延在する第１延在部と、前記可動モジュールおよび前記固定体のいずれにも固定されずに前記可動モジュールに対して該可動モジュールの光軸方向において重なる位置
で前記第１延在部の端部から前記光軸方向および前記第１方向に交差する第２方向の一方側に向けて延在する第２延在部と、を備えたＬ字状部分を有していることを特徴とする。

本発明では、固定体と可動モジュールとに接続するフレキシブル配線基板において、可動モジュールとの接続部分から固定体との接続部分に向かう途中部分には、光軸方向に交差する第１方向に延在する第１延在部と、第１延在部の端部から光軸方向および第１方向に交差する第２方向に延在する第２延在部とを備えたＬ字状部分が設けられているため、可動モジュールとの接続部分から固定体との接続部分までの寸法が長い。従って、フレキシブル配線基板の剛性や形状復帰力が弱いので、可動モジュールが揺動した際、可動モジュールがフレキシブル配線基板から受ける力が小さい。また、フレキシブル配線基板を面外方向に湾曲させた部分や折り曲げた部分を設けなくてもよいので、湾曲させた部分や折り曲げた部分の曲げ度合の変動に起因して、可動モジュールがフレキシブル配線基板から受ける力が変動することもない。それ故、固定体および可動モジュールにフレキシブル配線基板を接続した場合でも、可動モジュールを精度よく揺動させることができる。

本発明において、前記フレキシブル配線基板は、前記第２延在部において前記第１延在部と連接する側とは反対側の端部から前記第１方向の他方側に向けて延在して前記Ｌ字状部分とＵ字状部分を構成する第３延在部を備えていることが好ましい。かかる構成によれば、固定体と可動モジュールとに接続するフレキシブル配線基板において、可動モジュールとの接続部分から固定体との接続部分に向かう途中部分の寸法をさらに長くすることができる。従って、フレキシブル配線基板の剛性や形状復帰力が弱いので、可動モジュールが揺動した際、可動モジュールがフレキシブル配線基板から受ける力をより小さくすることができる。それ故、固定体および可動モジュールにフレキシブル配線基板を接続した場合でも、可動モジュールを精度よく揺動させることができる。

本発明において、前記フレキシブル配線基板を展開したとき、前記可動モジュールとの接続部分は、前記第３延在部の延長線上に位置し、前記フレキシブル配線基板において、前記第３延在部の前記第２延在部と連接する側とは反対側の端部から延在する部分は、当該反対側の端部で前記第１延在部が位置する側とは反対側に屈曲していることが好ましい。かかる構成によれば、フレキシブル配線基板を１枚の基板によって構成した場合でも、Ｕ字状部分を設けることができる。

本発明において、前記途中部分には、該途中部分の延在方向に沿って延在して当該途中部分を幅方向で分割するスリットが設けられていることが好ましい。かかる構成によれば、フレキシブル配線基板が変形しやすいので、可動モジュールが揺動した際、可動モジュールがフレキシブル配線基板から受ける力をより小さくすることができる。それ故、固定体および可動モジュールにフレキシブル配線基板を接続した場合でも、可動モジュールを精度よく揺動させることができる。

本発明において、前記固定体と前記可動モジュールとの間には、前記途中部分が位置する側に、前記可動モジュールが揺動する際の揺動支点が設けられていることが好ましい。かかる構成によれば、可動モジュールが揺動した際の途中部分の変位を小さく抑えることができる。従って、フレキシブル配線基板が可動モジュールに及ぼす影響を低減することができるので、可動モジュールを精度よく揺動させることができる。

本発明において、前記第１延在部と前記第２延在部との連接部分と、前記揺動支点における揺動中心とは、前記光軸方向において同一の高さ位置にあることが好ましい。かかる構成によれば、可動モジュールが揺動した際の第２延在部の変位を小さく抑えることができる。従って、フレキシブル配線基板が可動モジュールに及ぼす影響を低減することができるので、可動モジュールを精度よく揺動させることができる。

本発明では、固定体と可動モジュールとに接続するフレキシブル配線基板において、可動モジュールとの接続部分から固定体との接続部分に向かう途中部分には、光軸方向に交差する第１方向に延在する第１延在部と、第１延在部の端部から光軸方向および第１方向に交差する第２方向に延在する第２延在部とを備えたＬ字状部分が設けられているため、可動モジュールとの接続部分から固定体との接続部分までの寸法が長い。従って、フレキシブル配線基板の剛性や形状復帰力が弱いので、可動モジュールが揺動した際、可動モジュールがフレキシブル配線基板から受ける力が小さい。また、フレキシブル配線基板を面外方向に湾曲させた部分や折り曲げた部分を設けなくてもよいので、湾曲させた部分や折り曲げた部分の曲げ度合の変動に起因して、可動モジュールがフレキシブル配線基板から受ける力が変動することもない。それ故、固定体および可動モジュールにフレキシブル配線基板を接続した場合でも、可動モジュールを精度よく揺動させることができる。

本発明を適用した振れ補正機能付きの光学ユニットを携帯電話機等の光学機器に搭載した様子を模式的に示す説明図である。 本発明を適用した振れ補正機能付きの光学ユニットの可動モジュールに搭載されている撮影ユニットの説明図である。 本発明を適用した振れ補正機能付きの光学ユニットの内部構成を模式的に示す説明図である。 本発明を適用した振れ補正機能付きの光学ユニットに用いたバネ部材の平面図である。 本発明の実施の形態１に係る振れ補正機能付きの光学ユニットにおいてフレキシブル配線基板が搭載されている様子を示す説明図である。 本発明の実施の形態１に係る振れ補正機能付きの光学ユニットに用いたフレキシブル配線基板の説明図である。 本発明の実施の形態２に係る振れ補正機能付きの光学ユニットに用いたフレキシブル配線基板を展開した様子を示す底面図である。 本発明の実施の形態３に係る振れ補正機能付きの光学ユニットに用いたフレキシブル配線基板の説明図である。 本発明の実施の形態１〜３の変形例に係る振れ補正機能付きの光学ユニットに用いたフレキシブル配線基板の説明図である。

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明においては、光学素子ユニットとして撮影ユニットの手振れを防止するための構成を例示する。また、以下の説明では、互いに直交する３方向を各々Ｘ軸（第１方向）、Ｙ軸（第２方向）、Ｚ軸とし、光軸（レンズ光軸）に沿う方向をＺ軸とする。従って、以下の説明では、各方向の振れのうち、Ｘ軸周りの回転は、いわゆるピッチング（縦揺れ）に相当し、Ｙ軸周りの回転は、いわゆるヨーイング（横揺れ）に相当し、Ｚ軸周りの回転は、いわゆるローリングに相当する。また、Ｘ軸の一方側には＋Ｘを付し、他方側には−Ｘを付し、Ｙ軸の一方側には＋Ｙを付し、他方側には−Ｙを付し、Ｚ軸の一方側（被写体側とは反対側）には＋Ｚを付し、他方側（被写体側）には−Ｚを付して説明する。

［実施の形態１］
（撮影用の光学ユニットの全体構成）
図１は、本発明を適用した振れ補正機能付きの光学ユニットを携帯電話機等の光学機器に搭載した様子を模式的に示す説明図である。図１に示す光学ユニット１００（振れ補正機能付き光学ユニット）は、カメラ付き携帯電話機等の光学機器１０００に用いられる薄型カメラであって、光学機器１０００のシャーシ１１１０（機器本体）に支持された状態で搭載される。かかる光学ユニット１００では、撮影時に光学機器１０００に手振れ等の振れが発生すると、撮像画像に乱れが発生する。

そこで、本形態の光学ユニット１００には、図３を参照して後述するように、撮影ユニット１を備えた可動モジュール３００を固定体２００内で揺動可能に支持するとともに、光学ユニット１００に搭載したジャイロスコープ（図示せず）、あるいは光学機器１０００の本体側に搭載したジャイロスコープ（図示せず）等の振れ検出センサによって手振れを検出した検出結果に基づいて、可動モジュール３００を揺動させる可動モジュール駆動機構（図１では図示せず）が設けられている。光学ユニット１００には、撮影ユニット１に搭載した撮像素子やレンズ駆動機構への給電等行うためのフレキシブル配線基板４００が引き出されており、かかるフレキシブル配線基板４００は、直接、別の配線基板やコネクタ等を介して光学機器１０００の本体側に設けられた上位の制御部等に電気的に接続されている。

また、フレキシブル配線基板４００は、撮影ユニット１に搭載した撮像素子から信号を出力する機能も担っている。このため、フレキシブル配線基板４００は、配線数が多いので、フレキシブル配線基板４００としては幅広のものが使用されている。

（撮影ユニット１の構成）
図２は、本発明を適用した振れ補正機能付きの光学ユニット１００の可動モジュール３００に搭載されている撮影ユニット１の説明図である。図２に示すように、撮影ユニット１は、例えば、光学素子としての複数枚のレンズ１０（図１参照）を光軸Ｌの方向に沿って被写体（物体側）に近づくＡ方向（前側）、および被写体とは反対側（撮像素子側／像側）に近づくＢ方向（後側）の双方向に移動させる光学素子ユニットであり、略直方体形状を有している。撮影ユニット１は、概ね、複数枚のレンズ１０（図１参照）および固定絞り等の光学素子を内側に保持した移動体３と、この移動体３を光軸Ｌ方向に沿って移動させるレンズ駆動機構５と、レンズ駆動機構５および移動体３等が搭載された支持体２とを有している。移動体３は、レンズおよび固定絞りを保持する円筒状のレンズホルダ１２と、レンズホルダ１２を内側に保持するコイルホルダ１３とを備えており、コイルホルダ１３の外周側面には、レンズ駆動機構５を構成するレンズ駆動用コイル３０ｓ、３０ｔが保持されている。

支持体２は、被写体側（−Ｚ側）と反対側で撮像素子１５５を位置決めする矩形板状の撮像素子ホルダ１９と、撮像素子ホルダ１９に対して被写体側で被さる箱状のケース１８と、ケース１８の内側に配置される矩形板状のスペーサー１１とを備えており、ケース１８およびスペーサー１１の中央には、被写体からの光をレンズに取り込むための円形の入射窓１１０、１８ａが各々形成されている。また、撮像素子ホルダ１９の中央には、入射光を撮像素子１５５に導く窓１９ａが形成されている。撮影ユニット１において、支持体２は、撮像素子１５５が実装された基板１５１を備えており、基板１５１は撮像素子ホルダ１９の下面に固定されている。

ケース１８は、鋼板等の強磁性板からなり、ヨークとしても機能する。このため、ケース１８は、後述するレンズ駆動用マグネット１７とともに、レンズ駆動用コイル３０ｓ、３０ｔに鎖交磁界を発生させる鎖交磁界発生体を構成しており、かかる鎖交磁界発生体は、コイルホルダ１３の外周面に巻回されたレンズ駆動用コイル３０ｓ、３０ｔとともにレンズ駆動機構５を構成している。

支持体２と移動体３とは、光軸Ｌ方向で離間する位置に設けられた金属製のバネ部材１４ｓ、１４ｔを介して接続されている。バネ部材１４ｓ、１４ｔは基本的な構成が同様であり、支持体２側に保持される外周側連結部と、移動体３の側に保持される円環状の内周側連結部と、外周側連結部と内周側連結部とを接続するアーム状の板バネ部とを備えている。バネ部材１４ｓ、１４ｔのうち、撮像素子１５５側のバネ部材１４ｓは、撮像素子ホルダ１９に外周側連結部が保持され、内周側連結部が移動体３のコイルホルダ１３の撮像素子側端部に連結されている。被写体側のバネ部材１４ｔは、スペーサー１１に外周側連結部が保持され、内周側連結部が移動体３のコイルホルダ１３の被写体側端部に連結されている。このようにして、移動体３は、バネ部材１４ｓ、１４ｔを介して支持体２に光軸Ｌの方向に移動可能に支持されている。かかるバネ部材１４ｓ、１４ｔはいずれも、ベリリウム銅や非磁性のＳＵＳ系鋼材等といった非磁性の金属製であり、所定厚の薄板に対するプレス加工、あるいはフォトリソグラフィ技術を用いたエッチング加工により形成したものである。バネ部材１４ｓ、１４ｔのうち、バネ部材１４ｓは、２つのバネ片に２分割されており、レンズ駆動用コイル３０ｓ、３０ｔの各端末は各々、バネ片に接続される。また、バネ部材１４ｓにおいて、２つのバネ片には各々、端子が形成されており、バネ部材１４ｓはレンズ駆動用コイル３０ｓ、３０ｔに対する給電部材としても機能する。

コイルホルダ１３の被写体側端部にはリング状の磁性片６１が保持されており、かかる磁性片６１の位置は、レンズ駆動用マグネット１７に対して被写体側よりの位置である。このため、磁性片６１は、レンズ駆動用マグネット１７との間に作用する吸引力により移動体３に対して光軸Ｌの方向の付勢力を印加する。このため、非通電時（原点位置）においてはレンズ駆動用マグネット１７と磁性片６１との吸引力によってレンズホルダ１２を撮像素子１５５側に静置することができる。また、磁性片６１は、一種のヨークとして作用し、レンズ駆動用マグネット１７とレンズ駆動用コイル３０ｓ、３０ｔとの間に構成される磁路からの漏れ磁束を少なくすることができる。磁性片６１としては、棒状あるいは球状の磁性体が用いられることもある。磁性片６１をリング形状にすれば、レンズホルダ１２が光軸Ｌ方向に移動する際にレンズ駆動用マグネット１７と引き合う吸引力が等方的になるという効果がある。さらに、レンズ駆動用コイル３０ｓ、３０ｔに対する通電時、磁性片６１はレンズ駆動用マグネット１７から離間する方向に移動するので、撮像素子１５５側にレンズホルダ１２を押し付けるような余計な力は働かない。そのため、少ない電力でレンズホルダ１２を光軸方向に移動させることができる。

本形態の撮影ユニット１において、光軸Ｌの方向からみたとき、レンズ１０（図１参照）は円形であるが、支持体２に用いたケース１８は矩形箱状である。従って、ケース１８は、角筒状胴部１８ｃを備えており、角筒状胴部１８ｃの上面側には、入射窓１８ａが形成された上板部１８ｂを備えている。角筒状胴部１８ｃの四角形の辺に相当する側面部にはレンズ駆動用マグネット１７が固着されており、かかるレンズ駆動用マグネット１７は各々、矩形の平板状永久磁石からなる。４つのレンズ駆動用マグネット１７はいずれも光軸Ｌの方向において２分割されており、いずれにおいても内面と外面とが異なる極に着磁されている。

本形態において、コイルホルダ１３を光軸Ｌの方向からみたとき、内周形状は円形であるが、コイルホルダ１３の外周形状を規定する外周側面は四角形であり、かかるコイルホルダ１３の周りにレンズ駆動用コイル３０ｓ、３０ｔが巻回されている。ここで、４つのレンズ駆動用マグネット１７はいずれも光軸Ｌ方向において２分割されており、いずれにおいても内面と外面とが異なる極に着磁されているため、２つのレンズ駆動用コイル３０ｓ、３０ｔにおける巻回方向は反対である。このように構成した移動体３は、ケース１８の内側に配置される。その結果、レンズ駆動用コイル３０ｓ、３０ｔは各々、ケース１８の角筒状胴部１８ｃの内面に固着されたレンズ駆動用マグネット１７に対向することになる。

このように構成した撮影ユニット１において、移動体３は、通常は撮像素子側（Ｚ軸方向の一方側）に位置しており、このような状態において、レンズ駆動用コイル３０ｓ、３０ｔに所定方向の電流を流すと、レンズ駆動用コイル３０ｓ、３０ｔは、それぞれ被写体側（Ｚ軸方向の他方側）に向かう電磁力を受けることになる。これにより、レンズ駆動用コイル３０ｓ、３０ｔが固着された移動体３は、被写体側（前側）に移動し始めることになる。このとき、バネ部材１４ｔと移動体３の前端との間、およびバネ部材１４ｓと移動体３の後端との間には、移動体３の移動を規制する弾性力が発生する。このため、移動体３を前側に移動させようとする電磁力と、移動体３の移動を規制する弾性力とが釣り合ったとき、移動体３は停止する。その際、バネ部材１４ｓ、１４ｔによって移動体３に働く弾性力に応じて、レンズ駆動用コイル３０ｓ、３０ｔに流す電流量を調整することで、移動体３を所望の位置に停止させることができる。

（光学ユニット１００の構成）
図３は、本発明を適用した振れ補正機能付きの光学ユニットの内部構成を模式的に示す説明図であり、図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は各々、光学ユニットの平面的構成を示す説明図、光学ユニットの中央部分をＸＺ平面に沿って切断したときの断面図、および光学ユニットの中央部分をＹＺ平面に沿って切断したときの断面図である。なお、図３（ａ）では、可動モジュール３００は太い実線で示し、永久磁石については右上がりの斜線を付して示し、駆動コイルについては右下がりの斜線を付して示してある。また、図３（ｂ）、（ｃ）では、フレキシブル配線基板４００の図示を省略してある。

図３において、光学ユニット１００は、まず、固定体２００と、撮影ユニット１を備えた可動モジュール３００と、可動モジュール３００が固定体２００に変位可能に支持された状態とするバネ部材６００と、可動モジュール３００と固定体２００との間で可動モジュール３００を固定体２００に対して相対変位させる磁気駆動力を発生させる可動モジュール駆動機構５００とを有している。可動モジュール３００の外周部分は、撮影ユニット１において支持体２に用いたケース１８を覆うシ−ルドケース１６（図５参照）からなる。

本形態において、固定体２００は上カバー２５０および下カバー７００を備えており、上カバー２５０は、可動モジュール３００の周りを囲む角筒状胴部２１０と、角筒状胴部２１０の被写体側の開口部を塞ぐ端板部２２０とを備えている。端板部２２０には、被写体からの光が入射する窓２２０ａが形成されている。上カバー２５０において、角筒状胴部２１０は、被写体側（光軸が延在している側）とは反対側（＋Ｚ側）の端部が開放端になっている。また、角筒状胴部２１０には、フレキシブル配線基板４００を外部に引き出す穴や切り欠きが形成されており、かかる穴や切り欠きの付近でフレキシブル配線基板４００と固定体２００とが接着剤等で固定されている。

可動モジュール３００に対してＺ軸の一方側＋Ｚ（被写体側とは反対側）では、可動モジュール３００と固定体２００の下カバー７００との間に、可動モジュール３００を揺動させる際の揺動支点１８０が設けられている。図３（ｂ）、（ｃ）において、揺動支点１８０は球体として模式的に表されているが、かかる揺動支点１８０は、図５を参照して後述するように、例えば、可動モジュール３００側から突出した半球状突部と、下カバー７００の側で半球状突部を受ける受け部とを備えたピボット軸受として構成される。また、揺動支点１８０は、下カバー７００側から突出した半球状突部と、可動モジュール３００の側で半球状突部を受ける受け部とを備えたピボット軸受として構成されることもある。いずれも場合、可動モジュール３００は、バネ部材６００によって揺動支点１８０を介して下カバー７００に向けて付勢されており、揺動支点１８０を中心に揺動可能である。

（バネ部材６００の詳細構成）
図４は、本発明を適用した振れ補正機能付きの光学ユニット１００に用いたバネ部材６００の平面図である。図３および図４に示すように、バネ部材６００は、可動モジュール３００に連結される可動側連結部６１０と、固定体２００に連結される固定側連結部６２０と、可動側連結部６１０と固定側連結部６２０の間６９０で延在する複数本のアーム部６３０とを備えた板状バネ部材であり、アーム部６３０の両端は各々、可動側連結部６１０および固定側連結部６２０に繋がっている。本形態において、バネ部材６００の可動側連結部６１０は、可動モジュール３００の後端側に連結されている。かかるバネ部材６００は、ベリリウム銅や非磁性のＳＵＳ系鋼材等といった非磁性の金属製であり、所定厚の薄板に対するプレス加工、あるいはフォトリソグラフィ技術を用いたエッチング加工により形成したものである。

（可動モジュール駆動機構５００の詳細構成）
図３において、可動モジュール駆動機構５００は、以下に説明する駆動コイル５１０と、駆動コイル５１０に鎖交する磁界を発生させる永久磁石５２０とを備えている。まず、可動モジュール３００の４つの側面３０１、３０２、３０３、３０４には永久磁石５２０が固定されており、上カバー２５０の角筒状胴部２１０の内面２１１、２１２、２１３、２１４には駆動コイル５１０が固定されている。永久磁石５２０は、外面側および内面側が異なる極に着磁されている。また、駆動コイル５１０は、四角形の枠状に巻回された空芯コイルであり、上下の辺部分が有効辺として利用される。

これらの永久磁石５２０および駆動コイル５１０のうち、可動モジュール３００をＸ軸方向の両側で挟む２箇所に配置された永久磁石５２０および駆動コイル５１０はＸ側可動モジュール駆動機構５００ｘを構成しており、図３（ｂ）に矢印Ｙ１、Ｙ２で示すように、揺動支点１８０を中心に可動モジュール３００をＹ軸周りに揺動させる。また、可動モジュール３００をＹ軸方向の両側で挟む２箇所に配置された永久磁石５２０および駆動コイル５１０はＹ側可動モジュール駆動機構５００ｙを構成しており、図３（ｃ）に矢印Ｘ１、Ｘ２で示すように、揺動支点１８０を中心にして可動モジュール３００をＸ軸周りに揺動させる。

（振れ補正の動作）
本形態の光学ユニット１００において、図１に示す光学機器１０００が振れると、かかる振れはジャイロスコープによって検出されるとともに、上位の制御部では、ジャイロスコープでの検出に基づいて、可動モジュール駆動機構５００を制御する。すなわち、ジャイロスコープで検出した振れを打ち消すような駆動電流をフレキシブル配線基板４００あるいはフレキシブル配線基板４００とは別体のフレキシブル配線基板（図示せず）を介して駆動コイル５１０に供給する。その結果、Ｘ側可動モジュール駆動機構５００ｘは、揺動支点１８０を中心に可動モジュール３００をＹ軸周りに揺動させる。また、Ｙ側可動モジュール駆動機構５００ｙは、揺動支点１８０を中心に可動モジュール３００をＸ軸周りに揺動させる。また、可動モジュール３００のＸ軸周りの揺動、およびＹ軸周りの揺動を合成すれば、ＸＹ面全体に対して可動モジュール３００を変位させることができる。それ故、光学ユニット１００で想定される全ての振れを確実に補正することができる。

（フレキシブル配線基板４００の構成）
図５は、本発明の実施の形態１に係る振れ補正機能付きの光学ユニット１００においてフレキシブル配線基板４００が搭載されている様子を示す説明図であり、図５（ａ）、（ｂ）には、揺動支点１８０の構成が異なる２種類の光学ユニット１００の断面図を示してある。図６は、本発明の実施の形態１に係る振れ補正機能付きの光学ユニット１００に用いたフレキシブル配線基板４００の説明図であり、図６（ａ）、（ｂ）は、フレキシブル配線基板４００が接続された可動モジュール３００をＺ軸の一方側＋Ｚ（被写体側とは反対側）からみた斜視図、およびフレキシブル配線基板４００を展開した様子をＺ軸の一方側＋Ｚ（被写体側とは反対側）からみた底面図である。なお、図６（ｂ）において、フレキシブル配線基板４００の山折部４０９については一点鎖線で示してある。

図５（ａ）および図６（ａ）、（ｂ）に示すように、本形態の光学ユニット１００では、可動モジュール３００に対して光軸方向の一方側（Ｚ方向の一方側＋Ｚ）で重なる位置からＸ軸方向の他方側−Ｘにかけてフレキシブル配線基板４００が設けられている。

本形態において、フレキシブル配線基板４００は、可動モジュール３００においてＸ方向の他方側−Ｘにおいて可動モジュール３００のケース１８とシ−ルドケース１６との間に位置する部分、および可動モジュール３００において光軸方向の一方側（Ｚ方向の一方側＋Ｚ）で重なる部分の一部が可動モジュール３００との接続部分４７０（図６において右上がりの斜線を付した部分）になっている。接続部分４７０において可動モジュール３００の光軸方向の一方側（Ｚ方向の一方側＋Ｚ）で重なる部分は、可動モジュール３００の光軸方向の一方側（Ｚ方向の一方側＋Ｚ）の端面（底面）のうち、Ｘ方向の他方側−ＸおよびＹ方向の他方側−Ｙに位置する角付近に位置する。

また、フレキシブル配線基板４００は、可動モジュール３００において光軸方向の一方側（Ｚ方向の一方側＋Ｚ）で重なる部分の一部が固定体２００の下カバー７００との接続部分４８０（図６において右下がりの斜線を付した部分）になっており、接続部分４８０からＹ方向の一方側＋Ｙに向けて延在する部分は、光学ユニット１００から外部への引き出し部分４９０になっている。接続部分４８０は、可動モジュール３００の光軸方向の一方側（Ｚ方向の一方側＋Ｚ）の端面（底面）のうち、Ｘ方向の他方側−ＸおよびＹ方向の一方側＋Ｙに位置する角付近に位置し、接続部分４７０、４８０はＹ方向で略対向する位置にある。

かかるフレキシブル配線基板４００において、可動モジュール３００との接続部分４７０から固定体２００の接続部分４８０に到る途中部分４４０は、可動モジュール３００に対して光軸方向と重なる位置で、可動モジュール３００との接続部分４７０からＸ方向（光軸方向に交差する第１方向）の一方側＋Ｘに向けて延在する第１延在部４１０と、第１延在部４１０の端部からＹ方向（光軸方向および第１方向に交差する第２方向）の一方側＋Ｙに向けて延在する第２延在部４２０とを備えたＬ字状部分４６０を有している。

また、フレキシブル配線基板４００の途中部分４４０は、第２延在部４２０において第１延在部４１０と連接する側とは反対側の端部からＸ方向の他方側−Ｘに向けて延在する第３延在部４３０を備えており、かかる第３延在部４３０は、第１延在部４１０と並行してＬ字状部分４６０とＵ字状部分４５０を構成している。

このように構成したＵ字状部分４５０を光軸方向からみたとき、第１延在部４１０および第３延在部４３０は、可動モジュール３００と重なっており、可動モジュール３００より外側へは張り出していない。これに対して、第２延在部４２０の外周端は、可動モジュール３００より外側に張り出している。

ここで、フレキシブル配線基板４００を展開したとき、可動モジュール３００との接続部分４７０は、第３延在部４３０の延長線上に位置するが、引き出し部分４９０は、第１延在部４１０が位置する側とは反対側に屈曲している。このため、引き出し部分４９０の寸法を大とした場合でも、引き出し部分４９０と接続部分４７０とが重なることがない。

また、Ｕ字状部分４５０は、可動モジュール３００の外周縁に沿って延在しており、揺動支点１８０を避けている。このため、フレキシブル配線基板４００は揺動支点１８０と接触していない。

本形態において、第１延在部４１０と第２延在部４２０との連接部分と、揺動支点１８０における揺動中心Ｏ１とは、光軸方向において同一の高さ位置にある。このため、第２延在部４２０も、揺動支点１８０における揺動中心Ｏ１とは、光軸方向において同一の高さ位置にあり、可動モジュール３００との間、および固定体２００の下カバー７００との間に１．０ｍｍ程度の隙間を隔てている。

本形態では、第１延在部４１０と第２延在部４２０との連接部分と、揺動支点１８０における揺動中心Ｏ１とが、光軸方向において同一の高さ位置にある構成を実現するにあたって、例えば、図５（ａ）に示すように、可動モジュール３００の底面側から下カバー７００に向けて突出した半球状突部１８１と、下カバー７００側から可動モジュール３００に向けて突出した受け部１８２とによって揺動支点１８０を構成してある。また、図５（ｂ）に示すように、下カバー７００側から可動モジュール３００に向けて突出した半球状突部１８３と、可動モジュール３００の底面側から下カバー７００に向けて突出した受け部１８４とによって揺動支点１８０を構成することもある。

（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態の光学ユニット１００では、固定体２００と可動モジュール３００とに接続するフレキシブル配線基板４００において、可動モジュール３００との接続部分４７０から固定体２００との接続部分４８０に向かう途中部分４４０には、可動モジュール３００に対して光軸Ｌ方向において重なる位置で、光軸Ｌ方向に交差するＸ方向に延在する第１延在部４１０と、第１延在部４１０の端部から光軸方向およびＸ方向に交差するＹ方向に延在する第２延在部４２０とを備えたＬ字状部分４６０が設けられている。また、フレキシブル配線基板４００は、第２延在部４２０において第１延在部４１０と連接する側とは反対側の端部からＸ方向の他方側−Ｘに向けて延在してＬ字状部分４６０とＵ字状部分４５０を構成する第３延在部４３０を備えている。このため、可動モジュール３００との接続部分４７０から固定体２００との接続部分４８０までの寸法が長い。従って、フレキシブル配線基板４００の剛性や形状復帰力が弱いので、可動モジュール３００が揺動した際、可動モジュール３００がフレキシブル配線基板４００から受ける力が小さい。また、フレキシブル配線基板４００を面外方向に湾曲させた部分や折り曲げた部分を設けなくてもよいので、湾曲させた部分や折り曲げた部分の曲げ度合の変動に起因して、可動モジュール３００がフレキシブル配線基板４００から受ける力が変動することもない。それ故、固定体２００および可動モジュール３００にフレキシブル配線基板４００を接続した場合でも、可動モジュール３００を精度よく揺動させることができる。

また、フレキシブル配線基板４００を展開したとき、可動モジュール３００との接続部分４７０は、第３延在部４３０の延長線上に位置し、フレキシブル配線基板４００において、第３延在部４３０の第２延在部４２０と連接する側とは反対側の端部（Ｘ方向の他方側−Ｘの端部）から延在する部分（光学ユニット１００から外部への引き出し部分４９０）は、第１延在部４１０が位置する側とは反対側に屈曲している。このため、フレキシブル配線基板４００を１枚の基板によって構成した場合でも、Ｕ字状部分４５０を設けることができる。

また、固定体２００と可動モジュール３００との間には、途中部分４４０が位置する側に、可動モジュール３００が揺動する際の揺動支点１８０が設けられている。このため、可動モジュール３００が揺動した際の途中部分４４０の変位が小さい。従って、フレキシブル配線基板４００が可動モジュール３００に及ぼす影響を低減することができるので、可動モジュール３００を精度よく揺動させることができる。しかも、第１延在部４１０と第２延在部４２０との連接部分と、揺動支点１８０における揺動中心Ｏ１とは、光軸方向において同一の高さ位置にある。このため、可動モジュール３００が揺動した際の第２延在部４２０の変位を小さく抑えることができる。従って、フレキシブル配線基板４００が可動モジュール３００に及ぼす影響を低減することができるので、可動モジュール３００を精度よく揺動させることができる。

［実施の形態２］
図７は、本発明の実施の形態２に係る振れ補正機能付きの光学ユニット１００に用いたフレキシブル配線基板４００を展開した様子を示す底面図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態１と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して図示し、それらの説明を省略する。

図７に示すように、本形態でも、実施の形態１と同様、フレキシブル配線基板４００において、可動モジュール３００との接続部分４７０から固定体２００の接続部分４８０に到る途中部分４４０は、可動モジュール３００に対して光軸方向と重なる位置で、可動モジュール３００との接続部分４７０からＸ方向（光軸方向に交差する第１方向）の一方側＋Ｘに向けて延在する第１延在部４１０と、第１延在部４１０の端部からＹ方向（光軸方向および第１方向に交差する第２方向）の一方側＋Ｙに向けて延在する第２延在部４２０とを備えたＬ字状部分４６０を有している。また、フレキシブル配線基板４００の途中部分４４０は、第２延在部４２０において第１延在部４１０と連接する側とは反対側の端部からＸ方向の他方側−Ｘに向けて延在する第３延在部４３０を備えており、かかる第３延在部４３０は、第１延在部４１０と並行してＬ字状部分４６０とＵ字状部分４５０を構成している。

本形態では、フレキシブル配線基板４００において、可動モジュール３００との接続部分４７０から固定体２００の接続部分４８０に到る途中部分４４０にスリット４０１が形成されており、かかるスリット４０１は、途中部分４４０の延在方向に沿って延在して途中部分４４０を幅方向で２分割している。ここで、スリット４０１の両端は、可動モジュール３００との接続部分４７０、および固定体２００との接続部分４８０から延在する引き出し部分４９０に位置している。また、スリット４０１の一方端は、可動モジュール３００との接続部分４７０において円形に抜かれた穴４０２に繋がっており、スリット４０１の他方端は、引き出し部分４９０において円形に抜かれた穴４０３に繋がっている。このため、スリット４０１の両端においてフレキシブル配線基板４００が裂けることがない。また、スリット４０１は、切れ目からなり、抜き部分ではない。このため、スリット４０１を設けても、フレキシブル配線基板４００において配線を形成する領域の幅寸法を狭くする必要がないという利点がある。

このように構成したフレキシブル配線基板４００を用いると、実施の形態１と同様な効果に加えて、フレキシブル配線基板４００の途中部分４４０が変形しやすい。このため、可動モジュール３００が揺動した際、可動モジュール３００がフレキシブル配線基板４００から受ける力をより小さくすることができる。それ故、固定体２００および可動モジュール３００にフレキシブル配線基板４００を接続した場合でも、可動モジュール３００を精度よく揺動させることができる。

［実施の形態３］
図８は、本発明の実施の形態３に係る振れ補正機能付きの光学ユニット１００に用いたフレキシブル配線基板４００の説明図であり、図８（ａ）、（ｂ）は、フレキシブル配線基板４００が接続された可動モジュール３００をＺ軸の一方側＋Ｚ（被写体側とは反対側）からみた斜視図、およびフレキシブル配線基板４００を展開した様子をＺ軸の一方側＋Ｚ（被写体側とは反対側）からみた底面図である。なお、図８（ｂ）において、フレキシブル配線基板４００の山折部４０９については一点鎖線で示してある。また、本形態の基本的な構成は、実施の形態１と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して図示し、それらの説明を省略する。

実施の形態１では、引き出し部分４９０が第３延在部４３０の端部から第１延在部４１０が位置する側とは反対側に屈曲したが、図８（ａ）、（ｂ）を参照して以下に説明するように、引き出し部分４９０が、第３延在部４３０からＸ方向の他方側−Ｘに向けて直線的に延在している構成を採用してもよい。

より具体的には、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、本形態の光学ユニット１００でも、実施の形態１と同様、可動モジュール３００に対して光軸方向の一方側（Ｚ方向の一方側＋Ｚ）で重なる位置からＸ軸方向の他方側−Ｘにかけてフレキシブル配線基板４００が設けられている。また、フレキシブル配線基板４００は、可動モジュール３００において光軸方向の一方側（Ｚ方向の一方側＋Ｚ）で重なる部分の一部が可動モジュール３００との接続部分４７０（図６において右上がりの斜線を付した部分）になっている。また、フレキシブル配線基板４００は、可動モジュール３００において光軸方向の一方側（Ｚ方向の一方側＋Ｚ）で重なる部分の一部が、図５を参照して説明した固定体２００の下カバー７００との接続部分４８０（図６において右下がりの斜線を付した部分）になっている。

ここで、接続部分４７０は、実施の形態１よりも幅寸法が狭く、フレキシブル配線基板４００を展開したとき、可動モジュール３００との接続部分４７０は、第１延在部４１０の延長線上のみに位置し、第３延在部４３０の延長線上に位置しない。そこで、本形態において、引き出し部分４９０は、第３延在部４３０からＸ方向の他方側−Ｘに向けて直線的に延在している。

このように構成した場合も、実施の形態１と同様、フレキシブル配線基板４００は、Ｌ字状部分４６０およびＵ字状部分４５０を備えており、可動モジュール３００との接続部分４７０から固定体２００との接続部分４８０までの寸法が長い。従って、フレキシブル配線基板４００の剛性や形状復帰力が弱いので、可動モジュール３００が揺動した際、可動モジュール３００がフレキシブル配線基板４００から受ける力が小さい。それ故、固定体２００および可動モジュール３００にフレキシブル配線基板４００を接続した場合でも、可動モジュール３００を精度よく揺動させることができる。

［実施の形態１〜３の変形例］
図９は、本発明の実施の形態１〜３の変形例に係る振れ補正機能付きの光学ユニット１００に用いたフレキシブル配線基板４００の説明図であり、図９（ａ）、（ｂ）は、フレキシブル配線基板４００が接続された可動モジュール３００をＺ軸の一方側＋Ｚ（被写体側とは反対側）からみた底面図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態１と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して図示し、それらの説明を省略する。

実施の形態１〜３では、Ｕ字状部分４５０を光軸方向からみたとき、第２延在部４２０の外周端が可動モジュール３００より外側に張り出していたが、図９（ａ）に示すように、Ｕ字状部分４５０を光軸方向からみたとき、第１延在部４１０、第２延在部４２０および第３延在部４３０の全てが可動モジュール３００と重なっており、可動モジュール３００より外側に張り出していない構成を採用してもよい。

また、図９（ｂ）に示すように、Ｕ字状部分４５０を光軸方向からみたとき、第２延在部４２０の幅方向の全体が可動モジュール３００より外側に張り出している構成を採用してもよい。

［他の実施の形態］
上記実施の形態では、フレキシブル配線基板４００の途中部分４４０に第１延在部４１０、第２延在部４２０および第３延在部４３０を備えたＵ字状部分４５０を設けたが、第１延在部４１０および第２延在部４２０を備えたＬ字状部分４６０を設け、第３延在部４３０を備えていない構成を採用してもよい。

上記実施の形態では、撮影ユニット１に対してＸ側可動モジュール駆動機構５００ｘおよびＹ側可動モジュール駆動機構５００ｙを設けたが、ユーザーが使用する際、振れが発生しやすい方向の振れのみを補正するように、Ｘ側可動モジュール駆動機構５００ｘおよびＹ側可動モジュール駆動機構５００ｙのうちの一方のみを設けた場合に本発明を適用してよい。

上記実施の形態では、カメラ付き携帯電話機に用いる光学ユニット１００に本発明を適用した例を説明したが、薄型のデジタルカメラ等に用いる光学ユニット１００に本発明を適用してもよい。また、上記形態では、撮影ユニット１にレンズ１０や撮像素子１５５に加えて、レンズ１０を含む移動体３を光軸方向に磁気駆動するレンズ駆動機構５が支持体２上に支持されている例を説明したが、撮影ユニット１にレンズ駆動機構５が搭載されていない固定焦点タイプの光学ユニットに本発明を適用してもよい。

さらに、本発明を適用した振れ補正機能付きの光学ユニット１００は、携帯電話機やデジタルカメラ等の他、冷蔵庫等、一定間隔で振動を有する装置内に固定し、遠隔操作可能にしておくことで、外出先、たとえば買い物の際に、冷蔵庫内部の情報を得ることができるサービスに用いることもできる。かかるサービスでは、姿勢安定化装置付きのカメラシステムであるため、冷蔵庫の振動があっても安定な画像を送信可能である。また、本装置を児童、学生のかばん、ランドセルあるいは帽子等の、通学時に装着するデバイスに固定してもよい。この場合、一定間隔で、周囲の様子を撮影し、あらかじめ定めたサーバへ画像を転送すると、この画像を保護者等が、遠隔地において観察することで、子供の安全を確保することができる。かかる用途では、カメラを意識することなく移動時の振動があっても鮮明な画像を撮影することができる。また、カメラモジュールのほかにＧＰＳを搭載すれば、対象者の位置を同時に取得することも可能となり、万が一の事故の発生時には、場所と状況の確認が瞬時に行える。さらに、本発明を適用した振れ補正機能付き光学ユニット１００を自動車において前方が撮影可能な位置に搭載すれば、ドライブレコーダーとして用いることができる。また、本発明を適用した振れ補正機能付き光学ユニット１００を自動車において前方が撮影可能な位置に搭載して、一定間隔で自動的に周辺の画像を撮影し、決められたサーバに自動転送してもよい。また、カーナビゲーションの道路交通情報通信システム等の渋滞情報と連動させて、この画像を配信することで、渋滞の状況をより詳細に提供することができる。かかるサービスによれば、自動車搭載のドライブレコーダーと同様に事故発生時等の状況を、意図せずに通りがかった第三者が記録し状況の検分に役立てることも可能である。また、自動車の振動に影響されることなく鮮明な画像を取得できる。かかる用途の場合、電源をオンにすると、制御部に指令信号が出力され、かかる指令信号に基づいて、振れ制御が開始される。

また、本発明を適用した振れ補正機能付きの光学ユニット１００は、レーザポインタ、携帯用や車載用の投射表示装置や直視型表示装置等、光を出射する光学機器の振れ補正に適用してもよい。また、天体望遠鏡システムあるいは双眼鏡システム等、高倍率での観察において三脚等の補助固定装置を用いることなく観察するのに用いてもよい。また、狙撃用のライフル、あるいは戦車等の砲筒とすることで、トリガ時の振動に対して姿勢の安定化が図れるので、命中精度を高めることができる。

１ 撮影ユニット
５ レンズ駆動機構
１０ レンズ（光学素子）
１００ 光学ユニット
１５５ 撮像素子（光学素子）
１８０ 揺動支点
２００ 固定体
２５０ 上カバー（固定体）
３００ 可動モジュール
４００ フレキシブル配線基板
４１０ 第１延在部
４２０ 第２延在部
４３０ 第３延在部
４４０ 途中部分
４５０ Ｕ字状部分
４６０ Ｌ字状部分
４７０ 可動モジュールへの接続部分
４８０ 固定体への接続部分
４９０ 引き出し部分
５００ 可動モジュール駆動機構
５００ｘ Ｘ側可動モジュール駆動機構
５００ｙ Ｙ側可動モジュール駆動機構
５１０ 駆動コイル
５２０ 永久磁石
６００ バネ部材
７００ 下カバー（固定体）

Claims (6)

1. 固定体と、
   光学素子を保持した可動モジュールと、
   該可動モジュールと前記固定体とに接続されたフレキシブル配線基板と、
   前記可動モジュールを前記固定体に対して揺動させる振れ補正用の可動モジュール駆動機構と、
   を有する振れ補正機能付き光学ユニットにおいて、
   前記フレキシブル配線基板は、１枚で前記可動モジュールとの接続個所から前記固定体との接続個所まで延在しているとともに、前記可動モジュールとの接続部分から前記固定体との接続部分に向かう途中部分に、前記可動モジュールおよび前記固定体のいずれにも固定されずに前記可動モジュールに対して該可動モジュールの光軸方向において重なる位置で当該光軸方向に交差する第１方向の一方側に向けて延在する第１延在部と、前記可動モジュールおよび前記固定体のいずれにも固定されずに前記可動モジュールに対して該可動モジュールの光軸方向において重なる位置で前記第１延在部の端部から前記光軸方向および前記第１方向に交差する第２方向の一方側に向けて延在する第２延在部と、を備えたＬ字状部分を有していることを特徴とする振れ補正機能付き光学ユニット。
2. 前記フレキシブル配線基板は、前記第２延在部において前記第１延在部と連接する側とは反対側の端部から前記第１方向の他方側に向けて延在して前記Ｌ字状部分とＵ字状部分を構成する第３延在部を備えてい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. 前記フレキシブル配線基板を展開したとき、
   前記可動モジュールとの接続部分は、前記第３延在部の延長線上に位置し、
   前記フレキシブル配線基板において、前記第３延在部の前記第２延在部と連接する側とは反対側の端部から延在する部分は、当該反対側の端部で前記第１延在部が位置する側とは反対側に屈曲していることを特徴とする請求項２に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。
4. 前記途中部分には、該途中部分の延在方向に沿って延在して当該途中部分を幅方向で分割するスリットが設けられていることを特徴とする請求項１乃至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。
5. 前記固定体と前記可動モジュールとの間には、前記途中部分が位置する側に、前記可動モジュールが揺動する際の揺動支点が設けられていることを特徴とする請求項１乃至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。
6. 前記第１延在部と前記第２延在部との連接部分と、前記揺動支点における揺動中心とは、前記光軸方向において同一の高さ位置にあ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。

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