具体实施方式

以下，参照附图对本发明的带抖动修正功能的光学单元的实施方式进行说明。

在以下的说明中，将相互正交的三个方向分别设为X轴方向、Y轴方向、Z轴方向，在静置状态下，光轴L(光学元件的光轴)沿Z轴方向配置。另外，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进行说明。另外，有时将X轴方向及Y轴方向称为横向。

＜第一实施方式＞

(带抖动修正功能的光学单元101的概略结构)

图1是表示第一实施方式的带抖动修正功能的光学单元(以下简称为光学单元)101的外观的立体图，将框体的一部分表示为四方的板状。图2是从被摄体侧(Z轴方向的+Z侧)观察光学单元101的俯视图。图3是拆下框体及一部分零件，并从与被摄体相反的一侧(被摄体相反侧；Z轴方向的－Z侧)观察光学单元101的仰视图。图4及图5是将光学单元101沿着光轴L局部分解表示的立体图。图6是光学单元101的沿着X－Z平面的省略了一部分的剖视图(省略光学元件110的支承结构等)。

光学单元101是被组装到装设在便携式终端、行车记录仪、无人直升机等上的拍摄装置等光学设备(图示省略)的薄型摄像头，装设成被光学设备的框体支承的状态。光学单元101具备：光学元件110及位于光学元件110的光轴L上的拍摄元件111、支承这些光学元件110及拍摄元件111的可动体10、围绕可动体10的固定体20、以绕光轴L转动自如的方式将可动体10支承于固定体20的滚动支承机构30、以及使可动体10相对于固定体20绕光轴L转动的滚动修正用驱动机构40。

另外，可动体10在其内部具有：沿光轴L方向观察使光学元件110沿X轴方向移动的X轴方向驱动机构80、沿光轴L方向观察使光学元件110沿Y轴方向移动的Y轴方向驱动机构90、以及使光学元件110相对于拍摄元件111沿光轴L(Z轴)方向移动的聚焦机构(图示省略)。

(固定体20的结构)

如图1及图2等所示，固定体20具有围绕可动体10的周围的方筒状的外侧壳体210和固定外侧壳体210的框体220。在图1等中记载了构成框体220的一部分的板状部(将该板状部设为框体，标注附图标记220)，该板状部220相对于固定体20的外侧壳体210设置于被摄体相反侧，构成固定体20的底板部。如图2所示，从Z轴方向观察，外侧壳体210形成为具有四面的侧板部211的四边框状。该外侧壳体210在板状部(框体)220的表面固定有侧板部211的下端(Z轴方向的另一侧－Z的端部)。在实施方式中，四面侧板部211沿着X轴方向或Y轴方向配置。

另外，在外侧壳体210的内周面固定有构成滚动支承机构30的弹性部件31的一端部和构成滚动修正用驱动机构40的滚动用线圈42。

(可动体10的结构)

可动体10具有：光学元件(透镜组)110及拍摄元件111、保持光学元件110的方形的内侧壳体12、进一步包围内侧壳体12的方形的中间壳体13、一体设置于中间壳体13的外周面的四方筒状的框体14、以及电路基板15。

另外，在光学元件110和内侧壳体12之间设置有省略图示的聚焦驱动机构。此外，在内侧壳体12和中间壳体13之间设置有从光轴L(Z轴)方向观察将内侧壳体12支承为沿X轴方向及Y轴方向移动自如的壳体支承机构70、使内侧壳体12沿X轴方向移动的X轴方向驱动机构80、以及使内侧壳体12沿Y轴方向移动的Y轴方向驱动机构90。关于中间壳体13的内侧的结构的详情，将在后面描述。

在中间壳体13中，在四方筒状的侧板部131的一端(Z轴方向的+Z侧)一体形成有中央具有孔132的顶板部133。

框体14形成为围绕中间壳体13的外周的四方筒状，以其四面的侧板部141的内表面紧贴于中间壳体13的各侧板部131的外表面的状态一体化。另外，如图4及图7所示，两个肋状的突起部142和配置于其间的缺口部143沿着Z轴方向形成于框体14的四个角部，上述突起部142和缺口部143在径向的外侧形成于沿着四边形的对角线的方向(距X轴方向及Y轴方向45°的方向)上。另外，在两个突起部142中的一方，在Z轴方向的一端面(－Z侧的端面)以向缺口部143内突出的方式设置有端板部144。该端板部144的前端缘配置于框体14的对角线上。

另外，在中间壳体13的Z轴方向的－Z侧(被摄体相反侧)固定有四边形的电路基板15，以封闭中间壳体13的开口，构成可动体10的底部。该电路基板15例如由在玻璃纤维中含浸有环氧树脂的环氧玻璃等形成，从光轴L观察时的外周端与X轴方向或Y轴方向平行配置。而且，在电路基板15的中心装设有拍摄元件111，且朝向中间壳体13的内侧被保持。另外，在该电路基板15上安装有用于检测光学元件110的倾斜的变化的陀螺仪(角速度传感器)等传感器或用于X轴方向驱动机构80、Y轴方向驱动机构90的驱动、控制的驱动电路或控制电路等。

另外，柔性配线基板151连接到电路基板15上并引出到外部。

该电路基板15与框体的板状部220隔开间隔配置，在该间隔内设置有由连接电路基板15和板状部220的导热材料构成的连接体(导热部件)16。

此外，图中附图标记215是固定于固定体20的外侧壳体210的内周部的框状的止动板，限制可动体10的框体14向Z轴方向的－Z侧的移动。

(滚动支承机构30的结构)

在本实施方式1中，滚动支承机构30由四个弹性部件31构成(参照图4)。这些弹性部件31是绕光轴L弯曲变形的板簧31(使用与弹性部件相同的附图标记)。

如图8所示，各板簧31是将其一个通过具有弹性的板材的冲压成形等形成为U字形的板状，并且制成其两端部311、312弯曲90°的形状。两端部311、312为了向其它部件安装而形成为比U字形状部313宽的面积，且形成有用于螺纹固定的孔314。

如图3所示，该板簧31以连接固定体20的外侧壳体210的内周部和可动体10的框体14的外周部的方式固定。

在该情况下，在外侧壳体210的内周部，在相对于X轴方向及Y轴方向为45°的方向上形成有从Z轴方向观察为矩形的缺口部213。换句话说，在外侧壳体210的内周部的四个对角位置形成有缺口部213。另一方面，如上所述，在框体14的外周部，在相对于X轴方向及Y轴方向为45°的方向上形成有缺口部143。外侧壳体210及框体14均形成为方筒状，当将框体14配置在外侧壳体210内时，各个侧板部211、141彼此沿着X轴方向或Y轴方向相互平行配置，在各个对角位置，外侧壳体210的缺口部213和框体14的缺口部143对置，在Z轴方向的－Z侧的端部，框体14的端板部144配置在由缺口部213、143形成的空间部。

而且，如图1～图3及图5所示，在板簧31中，其U字形状部313配置于外侧壳体210的各缺口部213内，两端部中的一端部311固定于外侧壳体210的一端面(Z轴方向的－Z侧的端面)，另一端部312固定于配置在外侧壳体210的缺口部213内的框体14的端板部144的一端面(Z轴方向的－Z侧的端面)。因为该端板部144的前端缘沿着框体14的对角线配置，因此从Z轴方向观察时，板簧31的U字形状部313沿着相对于X轴方向及Y轴方向为45°的方向配置于外侧壳体210的各缺口部213的中心位置。而且，U字形状部313相对于以光轴L为中心的框体14的转动而弯曲变形，从而允许框体(可动体)13绕光轴L的转动。该板簧31的弯曲变形是使U字形状部313的两端部以在大致垂直于其表面的方向(厚度方向)上打开的方式错开的变形。在框体14上未作用外力的无载荷时，板簧31的U字形状部313复原到平板状，从而框体14和外侧壳体210恢复到框体14和外侧壳体210的侧板部141、211彼此相互平行配置的初始位置。

此外，该板簧31向框体14及外侧壳体210的固定不限于螺纹紧固，也可以通过两者的粘接、嵌合、卡止等进行。

(滚动修正用驱动机构40的结构)

如图4所示，滚动修正用驱动机构40由磁驱动机构构成，该磁驱动机构具有滚动用磁体41和在该滚动用磁体41的磁场内能够产生电磁力的滚动用线圈42。

在本实施方式中，在光轴L的周向上隔开180°的间隔设置有两组一个滚动用磁体41和与该一个滚动用磁体41对置的一个滚动用线圈42的组合。具体来说，在框体14上，在光轴L的周向上隔开180°间隔形成有矩形的缺口部145，在该缺口部145内收容有滚动用磁体41。另外，在外侧壳体210的内周部，与框体14的滚动用磁体41对置地固定有滚动用线圈42。两个滚动用磁体41分别配置于穿过光轴L的Y轴线上。另外，该滚动用磁体41在X轴方向上被磁化成不同的磁极，其磁化极化线411沿着Z轴方向配置。两个滚动用磁体41形成为相同的厚度和相同的平面形状。

另一方面，滚动用线圈42是没有磁芯(铁芯)的空芯线圈，由绕组形成为将Y轴方向作为线圈的轴心方向的环状。各滚动用线圈42形成为俯视时具有在X轴方向上隔开间隔形成的两个长边部421和连接该长边部421的两端之间的两个圆弧状的短边部422的长圆形。如上所述，滚动用磁体41在X轴方向上被磁化成不同的磁极，该不同的磁极被配置为与滚动用线圈42的两个长边部421中的每一个对置。即，将该滚动用线圈42的长边部421用作与滚动用磁体41的磁极对峙的有效边。这些滚动用线圈42的两个长边部421被配置为距滚动用磁体41的磁化极化线411相等的距离。

在该滚动修正用驱动机构40中，如果使电流流过滚动用线圈42，则根据弗莱明左手定则，使电磁力朝向X轴方向的+X侧和－X侧中的任一侧作用于磁体41，通过两组磁体41和线圈42的组合使框体14(可动体10)绕光轴L转动。

(连接体16的结构)

在图3、图5及图6中，设置于与可动体10一体的电路基板15和固定体20中的板状部(框体)220之间的连接体16用于将装设在电路基板15上的拍摄元件111中产生的热传递到固定体20，具有弹性或粘弹性，以不阻碍可动体10的移动。在图示的例子中，形成为方板状，在光轴L处配置外形的中心，将外周的四边沿着X轴方向或Y轴方向配置。在电路基板15中，在连接体16的相反侧的表面，在光轴L上设置有拍摄元件111。该拍摄元件111俯视(从Z轴方向观察)时形成为四边形，连接体16在光轴L上与拍摄元件111重叠的位置配置成拍摄元件11的四边和连接体16的四边相互平行。在实施方式中，这些拍摄元件11的四边和连接体16的四边沿着X轴方向或Y轴方向配置。

在本实施方式中，连接体16是粘弹性部件。粘弹性是将粘性和弹性双方结合的性质，是在凝胶状部件、塑料、橡胶等高分子物质中显著可见的性质。因此，可以将各种凝胶状部件用作粘弹性部件。另外，也可以将天然橡胶、二烯橡胶(例如，苯乙烯·丁二烯橡胶、异戊二烯橡胶、丁二烯橡胶)、氯丁橡胶、丙烯腈·丁二烯橡胶等)、非二烯橡胶(例如，丁基橡胶、乙丙橡胶、三元乙丙橡胶、聚氨酯橡胶、硅橡胶、氟橡胶等)、热塑性弹性体等各种橡胶材料及它们的改性材料用作粘弹性部件。

在本实施方式中，连接体16由针入度为90度～110度的硅凝胶构成。针入度是指如JIS－K－2207或JIS－K－2220中规定的那样，用1/10mm单位表示在25℃下施加9.38g的总荷重的1/4锥形针5秒钟进入的深度的值，该值越小越硬。

为了提高导热性，该连接体16可以在粘弹性材料中混合热导率大的金属或碳等粉末。

在修正滚动的情况下，连接体16沿与厚度方向(光轴L方向)交叉的方向(剪切方向)变形。无论向哪个方向移动，都是被拉伸而伸长的方向的变形。

(可动体10中的中间壳体13的内侧的结构)

如上所述，在可动体10的中间壳体13内设置有光学元件(透镜组)110及拍摄元件111、保持光学元件110的方形的内侧壳体12、使光学元件110沿着光轴方向移动的聚焦驱动机构(图示省略)、支承内侧壳体12的壳体支承机构70、X轴方向驱动机构80及Y轴方向驱动机构90。将中间壳体13的内侧的结构示于图9及图10中。

壳体支承机构70具有两个弹簧(前侧弹簧71和后侧弹簧72)及多根导线73。

光学元件110由套筒状的透镜保持架112保持，大部分收容到内侧壳体12内，但其前端部(Z轴方向的一方+Z侧的端部)从内侧壳体12向Z轴方向的一方+Z突出，该突出的端部固定于前侧弹簧71的内周部。透镜保持架112的后端部(Z轴方向的另一方－Z侧的端部，省略图示)固定于后侧弹簧72的内周部，经由该后侧弹簧72支承于内侧壳体12的内周部。

前侧弹簧71及后侧弹簧72形成为板状，形成为能够以内周部71a、72a相对于外周部71b、72b能够在板厚方向(Z轴方向、光轴L方向)上移动的方式弹性变形的形状，光学元件110(透镜保持架112)被这些前侧弹簧71及后侧弹簧72支承为在光轴L方向上移动自如。而且，光学元件110通过设置于内侧壳体12和光学元件110之间的省略图示的聚焦驱动机构在光轴L方向上移动。

另外，前侧弹簧71一体形成有向内侧壳体12的四角的方向即向相对于X轴方向及Y轴方向倾斜45°的方向突出的突出部711。另外，配置于内侧壳体12的四角部的外侧的四根导线73的端部固定在配置得比内侧壳体12靠Z轴方向的－Z侧的电路基板15上。这些导线73朝向Z轴方向的+Z延伸，在其前端固定有前侧弹簧71的突出部711。

在从Z轴方向的一方+Z观察时，连接前侧弹簧71和电路基板15的导线73配置于在X轴方向及Y轴方向上具有边的四边形的四角。因此，在光学元件110中，固定于其前端部的前侧弹簧71被导线73支承于电路基板15，通过导线73弯曲变形而被支承为以电路基板15中的导线73的固定点为中心在大致X轴方向及大致Y轴方向上移动自如。

而且，在内侧壳体12和与中间壳体13一体的线圈保持架17之间设置有X轴方向驱动机构80和Y轴方向驱动机构90。在该情况下，X轴方向驱动机构80夹着光轴L配置于内侧壳体12的Y轴方向的两侧，Y轴方向驱动机构90夹着光轴L配置于内侧壳体12的X轴方向的两侧。

X轴方向驱动机构80及Y轴方向驱动机构90分别由磁体81、91和线圈82、92的组合构成。

X轴方向驱动机构80的磁体81和Y轴方向驱动机构90的磁体91固定于内侧壳体12的各侧板部121的外表面。

另一方面，在电路基板15上固定有比内侧壳体12更向外侧突出的矩形框状的线圈保持架17，在该线圈保持架17上以围绕内侧壳体12的外侧的方式固定有多个线圈82、92，线圈82、92与内侧壳体12的外表面的磁体81、91对置。由于电路基板15固定在中间壳体13上，因此线圈82、83固定于中间壳体13上。

各线圈82、92卷绕成长圆形的平板状，在矩形框状的线圈保持架17的各边部以各排列两个的方式固定有共八个线圈82、92。在该情况下，各线圈82、92被配置为其长圆形的一短边部821、921固定于线圈保持架17，且每两个与内侧壳体12的各侧面对置。因此，除了各线圈82、92的上下端的短边部821、921之外的两个长边部822、922沿着Z轴方向配置。

而且，在内侧壳体12的各侧面各设置有四个形成为长方形的板状的磁体81、91。即配置成在内侧壳体的各侧面各配置有四个磁体81、91，每个磁体81、91与各配置有两个的线圈82、92的长边部822、922对置。四个磁体81、91的N极和S极交替配置。例如，在图11所示的X轴方向驱动机构80的磁体81和线圈82的组合中，最左侧的磁体81的与线圈82的对置面被磁化成N极，下一个磁体81的与线圈82的对置面被磁化成S极，依次交替磁化为N极、S极。因此，在一个线圈82中，被磁化为N极的磁体81和被磁化为S极的磁体81配置为与两个长边部822分别对置。

由相对于内侧壳体12配置于Y轴方向的两侧的磁体81和线圈82的组合构成使内侧壳体12在大致X轴方向上移动的X轴方向驱动机构80，由相对于内侧壳体12配置于X轴方向的两侧的磁体91和线圈92的组合构成使内侧壳体12在Y轴方向上移动的Y轴方向驱动机构90。

即，当使电流流过线圈82时，根据弗莱明左手定则，X轴方向驱动机构80的磁体81和线圈82使电磁力朝向X轴方向的+X侧和－X侧中的任一侧作用于磁体81，通过两组磁体81和线圈82的组合使内侧壳体12在X轴方向上移动。在图11所示的例子中，使磁体81向图的右方向移动。

另一方面，当使电流流过线圈92时，根据弗莱明左手定则，Y轴方向驱动机构90的磁体91和线圈92使电磁力朝向Y轴方向的+Y侧和－Y侧中的任一侧作用于磁体91，通过两组磁体91和线圈92的组合使内侧壳体12在Y轴方向上移动。

在该情况下，内侧壳体12经由前侧弹簧71被导线73支承，所以通过导线73弯曲，以电路基板15中的导线73的固定点为中心在大致X轴方向及大致Y轴方向上移动。

此外，在图10中，附图标记18表示在电路基板15的上表面围绕拍摄元件111的周围的传感器保护罩，附图标记19表示设置于内侧壳体和前侧弹簧之间的衬垫。

(主要动作)

在如上所述构成的光学单元101中，能够通过X轴方向驱动机构80及Y轴方向驱动机构90使光学元件110与内侧壳体12一起在前后左右方向(X轴方向及Y轴方向)上移动。因此，能够进行抖动引起的拍摄图像在与光轴L方向大致正交的方向上的偏移的修正。在该X轴方向及Y轴方向的移动中，装设有拍摄元件111的电路基板15不移动。

另一方面，可以通过滚动修正用驱动机构40使中间壳体13绕光轴L转动。因此，在由于抖动而在拍摄图像中产生绕光轴L的偏移的情况下，能够通过滚动修正用驱动机构40修正绕光轴L的抖动。

另外，在该光学单元101中，配置于可动体10内的拍摄元件111发热，但在装设有该拍摄元件111的电路基板15和板状部(框体)220之间设置有连接它们的连接体16，因为该连接体16具有导热性，所以能够将在拍摄元件111中产生的热量快速地传递到板状部220，并散发到固定体20。并且，因为连接体16隔着电路基板15设置于拍摄元件111的相反侧，所以拍摄元件111的热被快速地传递到连接体16，散热性优异。

另外，由于该连接体16配置于光轴L上，因此在进行滚动修正时绕光轴L扭转，但因为仅作为剪切力起作用，所以能够有效地维持连接体16的粘性或粘弹性的功能。当然，滚动修正的转动被连接体16阻碍的情况也少。因此，能够抑制滚动修正所需的扭矩的增大，能够减小耗电量。

此外，从光轴L方向观察，也可以将连接体16形成为圆形，在该情况下，连接体16绕光轴L的变形也变得容易，对于滚动修正时的扭转的阻力也变小。

另外，即使在将连接体16形成为四边形的情况下，也可以形成为比沿着光轴L方向的拍摄元件111的面积大的面积，能够从拍摄元件111的整个表面传递并散发热量。

＜第二实施方式＞

图11～图14表示本发明的带抖动修正功能的光学单元的第二实施方式。在这些图中，对与第一实施方式共同的要素标注相同的附图标记并省略说明。另外，省略在第一实施方式中进行了说明的框体220和止动板215的图示。

在该第二实施方式中，散热板161从电路基板15的背面设置到框体14的一个侧板部141，在该散热板161和外侧壳体210的一个侧板部211之间设置有连接体(导热部件)162。

散热板161由导热性高的金属板形成，例如铜板，形成为将以紧贴状态固定于电路基板15的底板部161a和以紧贴状态固定于框体14的一个侧板部141的侧板部161b形成为一体的L字形状。如图12所示，底板部161a形成为比装设于电路基板15的相反侧的拍摄元件111的面积大很多的四边形的板状，以在光轴L方向上与拍摄元件111重叠的方式配置。因此，底板部161a设置成比拍摄元件111的Z轴方向的投影区域更向外侧突出。

而且，在散热板161的侧板部161b和与该侧板部161b对置的外侧壳体210的侧板部211之间，以连接它们的方式设置有连接体162。该连接体162形成为四边形的板状，在图示的例子的情况下，其四边被配置为沿着Y轴方向或Z轴方向。

在该第二实施方式的情况下，在进行滚动修正时，连接体162随着在板厚方向上稍微压缩和伸长而在与板厚方向正交的方向(剪切方向)上变形。因此，如图15所示，第二实施方式的连接体162形成为厚度t大于第一实施方式的连接体16的厚度且滚动方向(或框体14的侧板部141的延伸方向(在图示的例子中为Y轴方向))的宽度尺寸W较小，以使粘弹性的功能不会由于滚动修正时的压缩而受损。此外，在该图15中省略光学元件110的支承结构等。

另一方面，连接体162的Z轴方向的尺寸H形成得较大。当厚度t较大时，通过形成较大的高度H，不易在Z轴方向上弯曲。由此，也能够由连接体162与支承可动体10的弹性部件31一起支承可动体10。因此，例如，能够有效地防止使光轴L朝向重力方向时的可动体10的下垂。

此外，如图12等所示，在第二实施方式中，连接体161设置于Y轴方向的大致中心位置。因此，在滚动修正中可动体10绕光轴L转动时，主要是剪切力起作用，板厚方向的压缩及伸长较小。由于在进行滚动修正时板厚方向的压缩及伸长变大，因此不优选在向比该图12所示的位置靠Y轴方向的任一方偏移的位置配置连接体161。

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添加各种变更。

例如，在上述实施方式中，设为将光学元件110支承为从光轴L方向观察时在X轴方向及Y轴方向上移动自如且在进行抖动修正时通过驱动机构在X轴方向及Y轴方向上移动的结构，但也可以设为如下结构：通过在与光学元件110的光轴L方向正交的两个方向上设置支点的万向架机构将光学元件110支承为能够摆动，在进行抖动修正时通过驱动机构以使光轴L倾斜的方式摆动。

另外，将滚动支承机构30的弹性部件(板簧)31形成为U字形状，但只要能够将可动体10支承为滚动自如，就不必限于使用U字形状的弹簧。

在第一实施方式中，将连接体(导热部件)16配置于光轴L上，但也可以设置于从光轴L稍微偏移的位置。或者，也可以在光轴L的周围在周向上并排配置多个。在该情况下，在进行滚动修正时也是仅剪切力作用于连接体。

另外，即使在像第一实施方式那样将连接体16设置于电路基板15上的情况下，也可以在它们之间夹装导热性优异的散热板。

附图标记说明

L…光轴；10…可动体；20…固定体；12…内侧壳体；13…中间壳体；14…框体；41…磁体；15…电路基板；16、162…连接体(导热部件)；17…线圈保持架；30…滚动支承机构；31…弹性部件(板簧)；40…滚动修正用驱动机构；41…滚动用磁体；42…滚动用线圈；70…壳体支承机构；71…前侧弹簧；71a、72a…内周部；71b、72b…外周部；72…后侧弹簧；73…导线；80…X轴方向驱动机构；90…Y轴方向驱动机构；81、91…磁体；82、92…线圈；101…光学单元；110…光学元件；111…拍摄元件；112…透镜保持架；121、131、141、211…侧板部；132…孔；133…顶板部；142…突起部；143、145、213…缺口部；144…端板部；151…柔性配线基板；161…散热板；161a…底板部；161b…侧板部；210…外侧壳体；215…止动板；220…框体(板状部)；311、312…端部；313…U字形状部；314…孔；411…磁化极化线；421…长边部；422…短边部；711…突出部；821、921…短边部；822、922…长边部。