(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024008207
(43)【公開日】2024-01-19
(54)【発明の名称】揺動生成機構、揺動生成方法及びプログラム
(51)【国際特許分類】
G02B 7/02 20210101AFI20240112BHJP
G03B 5/00 20210101ALI20240112BHJP
G03B 5/08 20210101ALI20240112BHJP
G02B 7/04 20210101ALI20240112BHJP
【ＦＩ】
G02B7/02 C
G03B5/00 C
G03B5/08
G02B7/04 E
【審査請求】未請求
【請求項の数】11
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022109887
(22)【出願日】2022-07-07
(71)【出願人】
【識別番号】000133227
【氏名又は名称】株式会社タムロン
(74)【代理人】
【識別番号】110000338
【氏名又は名称】弁理士法人 ＨＡＲＡＫＥＮＺＯ ＷＯＲＬＤ ＰＡＴＥＮＴ ＆ ＴＲＡＤＥＭＡＲＫ
(72)【発明者】
【氏名】柴田 佳和
【テーマコード（参考）】
2H044
【Ｆターム（参考）】
2H044AC03
2H044BE03
(57)【要約】
【課題】部材の法線ベクトルの方向と角度を連続的に変化させるように、部材を機械的に揺動させる機構を実現する。
【解決手段】揺動生成機構は、凸球面状又は凹球面状の第１摺動面を備える第１部材（３４０）と、第１摺動面に当接する、第１摺動面と相補的な形状を有する凹球面状又は凸球面状の第２摺動面を備える第２部材と、第１部材に対する位置を変更することにより、当該第１部材の第２部材に対する傾角を変更する少なくとも１つの傾角変更部材（３２１，３２２，３２３）と、傾角変更部材と係合し、回転することによって傾角変更部材の第１部材に対する位置を変更する少なくとも１つの回転部材（３３０）と、を備え、第１部材の法線ベクトルを所定の軸に垂直な平面に投影した場合に、極座標で表した投影ベクトルの長さが角度の単調関数で表されるように、回転部材と傾角変更部材とが組み合わされている。
【選択図】図３
【解決手段】揺動生成機構は、凸球面状又は凹球面状の第１摺動面を備える第１部材（３４０）と、第１摺動面に当接する、第１摺動面と相補的な形状を有する凹球面状又は凸球面状の第２摺動面を備える第２部材と、第１部材に対する位置を変更することにより、当該第１部材の第２部材に対する傾角を変更する少なくとも１つの傾角変更部材（３２１，３２２，３２３）と、傾角変更部材と係合し、回転することによって傾角変更部材の第１部材に対する位置を変更する少なくとも１つの回転部材（３３０）と、を備え、第１部材の法線ベクトルを所定の軸に垂直な平面に投影した場合に、極座標で表した投影ベクトルの長さが角度の単調関数で表されるように、回転部材と傾角変更部材とが組み合わされている。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
凸球面状又は凹球面状の第１摺動面を備える第１部材と、
前記第１摺動面に当接する、前記第１摺動面と相補的な形状を有する凹球面状又は凸球面状の第２摺動面を備える第２部材と、
前記第１部材に対する位置を変更することにより、当該第１部材の前記第２部材に対する傾角を変更する少なくとも１つの傾角変更部材と、
前記傾角変更部材と係合し、回転することによって前記傾角変更部材の前記第１部材に対する位置を変更する少なくとも１つの回転部材と、を備え、
前記第１部材の法線ベクトルを所定の軸に垂直な平面に投影した場合に、極座標で表した投影ベクトルの長さが角度の単調関数で表されるように、前記回転部材と前記傾角変更部材とが組み合わされている、
揺動生成機構。
前記第１摺動面に当接する、前記第１摺動面と相補的な形状を有する凹球面状又は凸球面状の第２摺動面を備える第２部材と、
前記第１部材に対する位置を変更することにより、当該第１部材の前記第２部材に対する傾角を変更する少なくとも１つの傾角変更部材と、
前記傾角変更部材と係合し、回転することによって前記傾角変更部材の前記第１部材に対する位置を変更する少なくとも１つの回転部材と、を備え、
前記第１部材の法線ベクトルを所定の軸に垂直な平面に投影した場合に、極座標で表した投影ベクトルの長さが角度の単調関数で表されるように、前記回転部材と前記傾角変更部材とが組み合わされている、
揺動生成機構。
【請求項2】
前記傾角変更部材として、３つの移動ピンを備え、
前記回転部材として、前記所定の軸を中心に回転可能な円筒状のカム筒を備え、前記カム筒の円筒面に、前記３つの移動ピンをそれぞれ前記所定の軸方向に誘導する３つの誘導孔が設けられている、請求項１に記載の揺動生成機構。
前記回転部材として、前記所定の軸を中心に回転可能な円筒状のカム筒を備え、前記カム筒の円筒面に、前記３つの移動ピンをそれぞれ前記所定の軸方向に誘導する３つの誘導孔が設けられている、請求項１に記載の揺動生成機構。
【請求項3】
少なくとも１つの駆動モータと、
前記駆動モータの回転力を前記カム筒に伝達するギア機構を更に備える、請求項２に記載の揺動生成機構。
前記駆動モータの回転力を前記カム筒に伝達するギア機構を更に備える、請求項２に記載の揺動生成機構。
【請求項4】
前記傾角変更部材として、１つの移動ピンを備え、
前記回転部材として、前記所定の軸を中心に回転可能な円板状の第１カム板を備え、前記第１カム板には、前記１つの移動ピンを誘導する、円周方向に渦状の１つの誘導孔が設けられており、
前記第１部材の前記移動ピンと当接する面に、前記平面と前記所定の軸との交点からの距離に応じた傾斜が設けられている、
請求項１に記載の揺動生成機構。
前記回転部材として、前記所定の軸を中心に回転可能な円板状の第１カム板を備え、前記第１カム板には、前記１つの移動ピンを誘導する、円周方向に渦状の１つの誘導孔が設けられており、
前記第１部材の前記移動ピンと当接する面に、前記平面と前記所定の軸との交点からの距離に応じた傾斜が設けられている、
請求項１に記載の揺動生成機構。
【請求項5】
前記回転部材として、前記所定の軸を中心に回転可能な円板状の第２カム板を備え、前記第２カム板には、前記１つの移動ピンを誘導する、半径方向に直線状の１つの誘導孔が設けられており、
前記第１カム板と前記第２カム板との回転速度の比率が、前記移動ピンが渦状に誘導されるように決定されている、請求項４に記載の揺動生成機構。
前記第１カム板と前記第２カム板との回転速度の比率が、前記移動ピンが渦状に誘導されるように決定されている、請求項４に記載の揺動生成機構。
【請求項6】
少なくとも１つの駆動モータと、
前記回転速度の比率に対応するように、前記駆動モータの回転力を前記第１カム板と前記第２カム板の両方に伝達するギア機構を更に備える、請求項５に記載の揺動生成機構。
前記回転速度の比率に対応するように、前記駆動モータの回転力を前記第１カム板と前記第２カム板の両方に伝達するギア機構を更に備える、請求項５に記載の揺動生成機構。
【請求項7】
前記平面は初期位置の撮像素子を含む平面であり、前記第１部材は、前記撮像素子を保持する撮像素子保持部材、又は前記撮像素子に光を結像させるレンズ本体を保持するレンズ保持枠であり、前記第１部材と前記第２部材の凸球面と凹球面の中心点は、前記撮像素子の中央を通りかつ当該撮像素子の撮像面に垂直な線分上に存在する、請求項１から６のいずれか１項に記載の揺動生成機構。
【請求項8】
前記単調関数は、前記投影ベクトルの長さをｒ、角度をθとしたときに、ｒ＝ａθ（ａは定数）、ｒ＝ａθ０．５（ａは定数）又はｒ＝ｓｉｎ（φ（θ））のうちのいずれかである、請求項１から６のいずれか１項に記載の揺動生成機構。
【請求項9】
凸球面状又は凹球面状の第１摺動面を備える第１部材を、前記第１摺動面に当接する、前記第１摺動面と相補的な形状を有する凹球面状又は凸球面状の第２摺動面を備える第２部材に対して揺動させる方法であって、
少なくとも１つの傾角変更部材と係合し、回転することによって前記傾角変更部材の前記第１部材に対する位置を変更する少なくとも１つの回転部材を回転させるステップと、
前記傾角変更部材の前記第１部材に対する位置を変更することにより、当該第１部材の前記第２部材に対する傾角を変更するステップと、を含み、
前記第１部材の法線ベクトルを所定の軸に垂直な平面に投影した場合に、極座標で表した投影ベクトルの長さが角度の単調関数で表されるように、前記回転部材と前記傾角変更部材とが組み合わされている、
揺動生成方法。
少なくとも１つの傾角変更部材と係合し、回転することによって前記傾角変更部材の前記第１部材に対する位置を変更する少なくとも１つの回転部材を回転させるステップと、
前記傾角変更部材の前記第１部材に対する位置を変更することにより、当該第１部材の前記第２部材に対する傾角を変更するステップと、を含み、
前記第１部材の法線ベクトルを所定の軸に垂直な平面に投影した場合に、極座標で表した投影ベクトルの長さが角度の単調関数で表されるように、前記回転部材と前記傾角変更部材とが組み合わされている、
揺動生成方法。
【請求項10】
請求項１に記載された前記回転部材を回転させる駆動部を制御する駆動制御サブプログラムと、
請求項１に記載された前記第１部材の前記第２部材に対する傾角の程度を検出する検出部を制御する検出制御サブプログラムと、
を含む揺動生成機構制御プログラム。
請求項１に記載された前記第１部材の前記第２部材に対する傾角の程度を検出する検出部を制御する検出制御サブプログラムと、
を含む揺動生成機構制御プログラム。
【請求項11】
請求項１０に記載の揺動生成機構制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な非一時的記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、揺動生成機構、揺動生成方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、カメラ等の撮像装置において、光学系の光軸と撮像素子との成す角度を変更する、いわゆるチルト装置が知られている。光軸と撮像素子との成す角度を変更する目的は、光軸と撮像素子との成す角度を微調整するため、あるいは、撮影上の効果を得るためのいずれでもよい。
【0003】
例えば、特許文献１には、レンズとカメラハウジングとの相対旋回をビデオに適した速度で実行可能とされる傾斜アダプタが開示されている。また、特許文献２には、固体撮像素子の結像位置調整と光軸傾角調整とを独立して行うことができ、しかも十分な冷却・放熱効果が得られるとされる光軸傾角調整部が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特表2019-537755号公報
【特許文献2】特開2002－77699号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、特許文献１に開示された技術は、アーチ形シリンダを摺動させることにより角度を変更するものであるため、１方向の角度しか変更することができない。また、特許文献２に開示された技術は、直交するＸ軸とＹ軸のそれぞれの軸回りの回転角度を調節することができるが、調整自体はＸ軸上とＹ軸上のネジをそれぞれ手動で緩締することにより行う。つまり、Ｘ軸回りとＹ軸回りの角度を個別に設定して調整する必要がある。そのため、角度を調整するための作業が複雑であり、また調整を機械的に行うことが難しいという問題があった。
【0006】
本発明の一態様は、部材の法線ベクトルの方向と角度を連続的に変化させるように、部材を機械的に揺動させる機構を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る揺動生成機構は、凸球面状又は凹球面状の第１摺動面を備える第１部材と、前記第１摺動面に当接する、前記第１摺動面と相補的な形状を有する凹球面状又は凸球面状の第２摺動面を備える第２部材と、前記第１部材に対する位置を変更することにより、当該第１部材の前記第２部材に対する傾角を変更する少なくとも１つの傾角変更部材と、前記傾角変更部材と係合し、回転することによって前記傾角変更部材の前記第１部材に対する位置を変更する少なくとも１つの回転部材と、を備え、前記第１部材の法線ベクトルを所定の軸に垂直な平面に投影した場合に、極座標で表した投影ベクトルの長さが角度の単調関数で表されるように、前記回転部材と前記傾角変更部材とが組み合わされている。
【0008】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る揺動生成方法は、凸球面状又は凹球面状の第１摺動面を備える第１部材を、前記第１摺動面に当接する、前記第１摺動面と相補的な形状を有する凹球面状又は凸球面状の第２摺動面を備える第２部材に対して揺動させる方法であって、少なくとも１つの傾角変更部材と係合し、回転することによって前記傾角変更部材の前記第１部材に対する位置を変更する少なくとも１つの回転部材を回転させるステップと、前記傾角変更部材の前記第１部材に対する位置を変更することにより、当該第１部材の前記第２部材に対する傾角を変更するステップと、を含み、前記第１部材の法線ベクトルを所定の軸に垂直な平面に投影した場合に、極座標で表した投影ベクトルの長さが角度の単調関数で表されるように、前記回転部材と前記傾角変更部材とが組み合わされている。
【0009】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る揺動生成機構制御プログラムは、上記回転部材を回転させる駆動部を制御する駆動制御サブプログラムと、上記第１部材の第２部材に対する傾角の程度を検出する検出部を制御する検出制御サブプログラムと、を含む。
【発明の効果】
【0010】
本発明の一態様によれば、第１部材の法線ベクトルの方向と角度を連続的に変化させるように、第１部材を機械的に揺動させる機構を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】本発明の実施形態１に係るチルト角調整機構付きの光学製品ユニットの全体斜視図である。
【図2】実施形態１に係る光学製品ユニットの分解斜視図である。
【図3】撮像素子アセンブリの詳細構造を示す分解図である。
【図4】筐体、撮像素子アセンブリ及びステッピングモータのＹＺ断面をＸ軸方向から見た断面図である。
【図5】カム筒の斜視図である。
【図6】カム筒の円筒面に形成されたコマ誘導孔を展開した図である。
【図7】撮像素子アセンブリをＺ軸の＋側方向から見た図である。
【図8】３つのピンの位置を正三角形ＡＢＣに配置した場合の座標を示す図である。
【図9】従来技術で調整するチルト範囲と、本実施形態でチルト調整する範囲を示す図である。
【図10】コマ誘導孔で誘導される３つのコマのＺ軸方向の変位量を示す図である。
【図11】カム筒の回転角がθ、チルト量がφの法線ベクトルとその投影ベクトルを示す図である。
【図12】ステッピングモータの駆動力が撮像素子ホルダに伝達されるまでの流れを示す図である。
【図13】実施形態２に係る光学ユニットの分解斜視図である。
【図15】実施形態２に係るギアユニットの分解図である。
【図16】筐体及び撮像素子アセンブリのＹＺ断面をＸ軸方向から見た断面図である。
【図17】ピンの動きと撮像素子ホルダの動きを説明する図である。
【図18】光軸の－側から見た渦カム、直線カム、ピンの動きを説明する図である。
【図19】ピンと傾斜面とが当接する箇所の断面模式図である。
【図20】従来技術で調整するチルト範囲と、本実施形態でチルト調整する範囲を示す図である。
【図21】実施形態３に係るあおり機構を備えるレンズユニットの分解斜視図である。
【図22】レンズユニットのＹＺ断面図である。
【図23】実施形態１に係る揺動生成方法の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0012】
〔実施形態１〕
（光学ユニット１の構成）
以下、本発明の一実施形態について、詳細に説明する。図１は、本実施形態に係る、チルト角調整機構付きの光学ユニット１の全体斜視図である。また、図２は、その光学製品ユニットの分解斜視図である。以下では、図１に示すように、光学ユニット１の光軸ＯＡをＺ軸とし、光軸ＯＡに直交する２つの軸をＸ軸とＹ軸とする直交座標系を用いて構成を説明する。光軸ＯＡの対物方向をＺ軸の＋方向、反対側をＺ軸の－方向とする。Ｘ軸とＹ軸の＋方向はそれぞれ矢印で示す方向とする。また、光学ユニット１の対物方向を前方とも称し、その反対方向を後方とも称する。
（光学ユニット１の構成）
以下、本発明の一実施形態について、詳細に説明する。図１は、本実施形態に係る、チルト角調整機構付きの光学ユニット１の全体斜視図である。また、図２は、その光学製品ユニットの分解斜視図である。以下では、図１に示すように、光学ユニット１の光軸ＯＡをＺ軸とし、光軸ＯＡに直交する２つの軸をＸ軸とＹ軸とする直交座標系を用いて構成を説明する。光軸ＯＡの対物方向をＺ軸の＋方向、反対側をＺ軸の－方向とする。Ｘ軸とＹ軸の＋方向はそれぞれ矢印で示す方向とする。また、光学ユニット１の対物方向を前方とも称し、その反対方向を後方とも称する。
【0013】
図１と図２に示すように、光学ユニット１は、光軸ＯＡを有するレンズ本体１００、筐体２００、撮像素子アセンブリ３００、ステッピングモータ（駆動部）５００、撮像素子アセンブリ３００とステッピングモータ５００とを接続するギアホルダ４００を備えている。レンズ本体１００、筐体２００、撮像素子アセンブリ３００、ギアホルダ４００及びステッピングモータ５００は、光軸ＯＡに沿ってこの順に配置されている。光学ユニット１は、揺動生成機構を含む。本実施形態における「揺動」の意味については後述する。揺動生成機構は、第１部材、第２部材、傾角変更部材、及び回転部材を含む。これらの部材については、光学ユニット１に組み込まれているので、光学ユニット１の全体構成を説明する中で順次詳細に説明する。
【0014】
図１と図２に示すように、レンズ本体１００は筐体２００の前方側に保持され、撮像素子アセンブリ３００は筐体２００の後方側に保持される。撮像素子アセンブリ３００、ギアホルダ４００、及びステッピングモータ５００は、カバー６００の内部に収容されている。なお、図中のレンズマウントにはＣマウントを例示しているが、レンズマウントの規格は限定されない。また、フレキシブル基板やコネクタ等の、本実施形態で説明する構成とは直接関連のない部材は割愛している。
【0015】
（撮像素子アセンブリ３００の構成）
次に、撮像素子アセンブリ３００の構成を図３と図４を用いて説明する。図３は、撮像素子アセンブリ３００の詳細構造を示す分解図である。また、図４は、筐体２００、撮像素子アセンブリ３００及びステッピングモータ５００のＹＺ断面をＸ軸方向から見た断面図である。ただし、図４の上下方向がＺ軸方向（下側が＋方向）、左右方向がＹ軸方向（左側が＋方向）である。図３に示すように、撮像素子アセンブリ３００は、ピンブロック３１０、カム筒３３０、撮像素子ホルダ３４０、撮像素子基板３５０、及びギア機構３６０を含む。
次に、撮像素子アセンブリ３００の構成を図３と図４を用いて説明する。図３は、撮像素子アセンブリ３００の詳細構造を示す分解図である。また、図４は、筐体２００、撮像素子アセンブリ３００及びステッピングモータ５００のＹＺ断面をＸ軸方向から見た断面図である。ただし、図４の上下方向がＺ軸方向（下側が＋方向）、左右方向がＹ軸方向（左側が＋方向）である。図３に示すように、撮像素子アセンブリ３００は、ピンブロック３１０、カム筒３３０、撮像素子ホルダ３４０、撮像素子基板３５０、及びギア機構３６０を含む。
【0016】
ピンブロック３１０は、３つのピン収容部３２１ａ，３２２ａ，３２３ａを備えている。ピン収容部３２１ａ，３２２ａ，３２３ａは、それぞれピン３２１，３２２，３２３を、Ｚ軸方向に摺動可能に収容する。ピン３２１，３２２，３２３は、後述するように、撮像素子ホルダ３４０に対する位置を変更することにより、撮像素子ホルダ３４０の筐体２００に対する傾角を変更する。撮像素子ホルダ３４０に対するピン３２１，３２２，３２３の位置とは、撮像素子ホルダ３４０に対する光軸方向（Ｚ軸方向）のピン３２１，３２２，３２３の位置である。ピン３２１，３２２，３２３には、光軸ＯＡに略垂直な方向にコマ保持孔がそれぞれ設けられており、そのコマ保持孔にはそれぞれコマ３２４，３２５，３２６が挿入され保持されている。ピンブロック３１０は、その内側が円筒形の空間となっており、そこには後述するカム筒３３０が収容されている。
【0017】
（回転部材）
カム筒３３０は円筒状であり、撮像素子の中央を通りかつ当該撮像素子に垂直な線分（つまり光軸又はＺ軸）を中心に回転可能である。カム筒３３０は、回転することによってピン３２１，３２２，３２３の位置を変更する機能を有する。以下、この機能を発揮するための構成の一例を説明する。カム筒３３０は、その円筒面に３本のコマ誘導孔Ｐ，Ｑ，Ｒが設けられている。コマ誘導孔Ｐ，Ｑ，Ｒは、それぞれカム筒３３０の円筒面を周回するように細長く設けられている。コマ誘導孔Ｐ，Ｑ，Ｒは、カム筒３３０の円筒面を貫通する貫通孔として設けられてもよく、非貫通の溝として設けられてもよい。コマ誘導孔Ｐ，Ｑ，Ｒは、特許請求の範囲に記載した誘導孔の一形態である。カム筒３３０は、特許請求の範囲に記載した回転部材の一形態である。
カム筒３３０は円筒状であり、撮像素子の中央を通りかつ当該撮像素子に垂直な線分（つまり光軸又はＺ軸）を中心に回転可能である。カム筒３３０は、回転することによってピン３２１，３２２，３２３の位置を変更する機能を有する。以下、この機能を発揮するための構成の一例を説明する。カム筒３３０は、その円筒面に３本のコマ誘導孔Ｐ，Ｑ，Ｒが設けられている。コマ誘導孔Ｐ，Ｑ，Ｒは、それぞれカム筒３３０の円筒面を周回するように細長く設けられている。コマ誘導孔Ｐ，Ｑ，Ｒは、カム筒３３０の円筒面を貫通する貫通孔として設けられてもよく、非貫通の溝として設けられてもよい。コマ誘導孔Ｐ，Ｑ，Ｒは、特許請求の範囲に記載した誘導孔の一形態である。カム筒３３０は、特許請求の範囲に記載した回転部材の一形態である。
【0018】
３本のコマ誘導孔Ｐ，Ｑ，Ｒには、それぞれコマ３２４，３２５，３２６が係合している。コマがコマ誘導孔に係合するとは、コマの端部がコマ誘導孔に挿入されていることを意味する。コマ３２４，３２５，３２６は、コマ誘導孔Ｐ，Ｑ，Ｒに固定されているわけではなく、細長いコマ誘導孔Ｐ，Ｑ，Ｒを移動可能である。カム筒３３０とコマ誘導孔Ｐ，Ｑ，Ｒの構造の詳細については後述する。カム筒３３０の内面には内歯ギア３６１が固定されている。内歯ギア３６１は、後述するギア機構３６０の連結ギアと噛み合っており、連結ギアの回転に伴ってカム筒３３０が回転する。
【0019】
（傾角変更部材）
図４に示すように、ピン３２１，３２２，３２３は、その後端部（Ｚ軸方向の－側）が半球状に形成され、撮像素子ホルダ３４０と当接している。ピン３２１，３２２，３２３にそれぞれ保持されたコマ３２４，３２５，３２６は、それぞれがコマ誘導孔Ｑ，Ｒ，Ｐに係合している。つまり、ピン３２１，３２２，３２３は、コマ３２４，３２５，３２６を介して間接的にカム筒３３０に係合している。なお、ピン３２１，３２２，３２３は、カム筒３３０に直接的に係合していてもよい。カム筒３３０は、コマ３２４，３２５，３２６を介してピン３２１、３２２、３２３をそれぞれ撮像素子の撮像面に垂直な方向（光軸方向又はＺ軸方向）に誘導する。ピン３２１、３２２、３２３は、移動ピンであり、特許請求の範囲に記載した傾角変更部材の一形態である。
図４に示すように、ピン３２１，３２２，３２３は、その後端部（Ｚ軸方向の－側）が半球状に形成され、撮像素子ホルダ３４０と当接している。ピン３２１，３２２，３２３にそれぞれ保持されたコマ３２４，３２５，３２６は、それぞれがコマ誘導孔Ｑ，Ｒ，Ｐに係合している。つまり、ピン３２１，３２２，３２３は、コマ３２４，３２５，３２６を介して間接的にカム筒３３０に係合している。なお、ピン３２１，３２２，３２３は、カム筒３３０に直接的に係合していてもよい。カム筒３３０は、コマ３２４，３２５，３２６を介してピン３２１、３２２、３２３をそれぞれ撮像素子の撮像面に垂直な方向（光軸方向又はＺ軸方向）に誘導する。ピン３２１、３２２、３２３は、移動ピンであり、特許請求の範囲に記載した傾角変更部材の一形態である。
【0020】
コマ誘導孔Ｐ，Ｑ，Ｒとピン３２１，３２２，３２３の動きを具体的に説明する。カム筒３３０が回転することにより、コマ誘導孔Ｐ，Ｑ，ＲのＺ軸上の位置が前後に変化する。この変化に伴い、コマ誘導孔Ｐ，Ｑ，Ｒに係合したコマ３２４，３２５，３２６がＺ軸方向に沿って前後し、これに伴ってピン３２１，３２２，３２３がＺ軸方向に沿って前後する。ピン３２１，３２２，３２３の位置がＺ軸の－方向に移動することにより、撮像素子ホルダ３４０をＺ軸の－方向に押圧する。これにより、撮像素子ホルダ３４０の筐体２００に対する傾角が変化する。
【0021】
（第１部材）
撮像素子ホルダ３４０は、撮像素子３５１を保持する撮像素子保持部材である。撮像素子ホルダ３４０は、特許請求の範囲に記載した第１部材の一形態である。撮像素子ホルダ３４０は、撮像素子３５１の撮像面の中央が光軸ＯＡと概ね直交するように撮像素子３５１を保持するように設計されている。しかし、組立直後（初期位置）又は長期間の使用後の光学ユニット１では、撮像素子３５１が光軸ＯＡと必ずしも直交していない。本実施形態では、光学ユニット１は、撮像素子３５１が光軸ＯＡと直交するように調整する揺動生成機構を含んでいる。
撮像素子ホルダ３４０は、撮像素子３５１を保持する撮像素子保持部材である。撮像素子ホルダ３４０は、特許請求の範囲に記載した第１部材の一形態である。撮像素子ホルダ３４０は、撮像素子３５１の撮像面の中央が光軸ＯＡと概ね直交するように撮像素子３５１を保持するように設計されている。しかし、組立直後（初期位置）又は長期間の使用後の光学ユニット１では、撮像素子３５１が光軸ＯＡと必ずしも直交していない。本実施形態では、光学ユニット１は、撮像素子３５１が光軸ＯＡと直交するように調整する揺動生成機構を含んでいる。
【0022】
以下、撮像素子３５１の撮像面の中央を撮像素子３５１の中央とも称する。撮像素子ホルダ３４０は、図４に示すように、凸球面状の第１摺動面３５２を備えている。第１摺動面３５２は、所定の半径を有する凸球面の一部である。第１摺動面３５２は凸球面３５２とも称する。凸球面３５２の幾何学的な中心点は、撮像素子３５１の中央を通りかつ撮像素子３５１の撮像面に垂直な線分（光軸）上に存在する。また、凸球面３５２の幾何学的な中心点は、撮像素子３５１の中央に存在することがより好ましい。凸球面３５２の半径は、撮像素子３５１を所定の傾角範囲に調整するために好ましい所定の半径に設定されている。
【0023】
撮像素子基板３５０は、撮像素子３５１を制御する制御基板を含み、撮像素子ホルダ３４０の後方に配置されている。撮像素子基板３５０は公知の制御基板を用いることができ、本実施形態に係る揺動生成機構と直接関連しないため、詳細な説明は省略する。
【0024】
ギア機構３６０は、ステッピングモータ５００の回転力を内歯ギア３６１、即ちカム筒３３０に伝達するための機構である。具体的には、ギア機構３６０は、ステッピングモータギア３６５と、連結ギア３６２，３６３，３６４とを含む。ステッピングモータギア３６５は、ステッピングモータ５００の回転軸に装着されている。ステッピングモータギア３６５は連結ギア３６２，３６３，３６４と噛み合っており、連結ギア３６２，３６３，３６４は内歯ギア３６１と噛み合っている。このようなギア構成により、ステッピングモータ５００の回転力がカム筒３３０に伝達され、カム筒３３０がＺ軸を中心として回転する。ステッピングモータ５００は、特許請求の範囲に記載した駆動モータ（又は駆動部）の一形態である。駆動モータはステッピングモータに限られず、その個数も１つに限られない。また、ギア機構３６０の機構は上述の構成に限られず、ステッピングモータ５００の回転をカム筒３３０に伝達可能な構成であれば、その構成は任意である。
【0025】
（第２部材）
図２と図４に示すように、筐体２００はピンブロック３１０に固定されており、筐体２００にはレンズマウントを介してレンズ本体１００が取り付けられている。図４に示すように、筐体２００は、凹球面状の第２摺動面２０１を備えている。第２摺動面２０１は、所定の半径を有する凹球面の一部である。第２摺動面２０１は凹球面２０１とも称する。凹球面２０１の半径は、凸球面３５２の半径と同等である。そして、凸球面３５２と凹球面２０１とが当接している。つまり、凹球面２０１と凸球面３５２とは、互いに相補的な形状を有して摺動可能に当接している。筐体２００は、特許請求の範囲に記載した第２部材の一形態である。
図２と図４に示すように、筐体２００はピンブロック３１０に固定されており、筐体２００にはレンズマウントを介してレンズ本体１００が取り付けられている。図４に示すように、筐体２００は、凹球面状の第２摺動面２０１を備えている。第２摺動面２０１は、所定の半径を有する凹球面の一部である。第２摺動面２０１は凹球面２０１とも称する。凹球面２０１の半径は、凸球面３５２の半径と同等である。そして、凸球面３５２と凹球面２０１とが当接している。つまり、凹球面２０１と凸球面３５２とは、互いに相補的な形状を有して摺動可能に当接している。筐体２００は、特許請求の範囲に記載した第２部材の一形態である。
【0026】
図３と図４に示す付勢部材３７１，３７２，３７３は、ばねを有するネジにより構成されている。付勢部材３７１，３７２，３７３は、ピンブロック３１０にネジ止めされており、ばね３７１ａ，３７２ａ，３７３ａにより撮像素子ホルダ３４０を筐体２００に向けて付勢している。この構成により、撮像素子ホルダ３４０の凸球面３５２と、筐体２００の凹球面２０１とが当接して摺動することができる。なお、凸球面３５２と凹球面２０１は摺動摩擦を低減するため、表面にＤＬＣ（Diamond Like Carbon）薄膜等の低摩擦材料層を形成することが好ましい。
【0027】
上述の実施形態では、撮像素子ホルダ３４０が凸球面３５２を備え、筐体２００が凹球面２０１を備え、両者が当接する構成を説明した。しかし、凸球面と凹球面の組み合わせを逆にしてもよい。例えば、撮像素子ホルダ３４０に凹球面を備え、筐体２００に凸球面を備えてもよい（図示せず）。このような構成を、撮像素子ホルダ３４０の凸球面又は凹球面の一部が、筐体２００の凹球面又は凸球面の一部と摺動可能に構成されている、という。
【0028】
（カム筒３３０の構成）
次にカム筒３３０について、図面を参照して詳細に説明する。カム筒（回転部材）３３０は、コマ（傾角変更部材）３２４、３２５、３２６と協働して、撮像素子ホルダ３４０を歳差運動的に揺動させるための回転部材である。
次にカム筒３３０について、図面を参照して詳細に説明する。カム筒（回転部材）３３０は、コマ（傾角変更部材）３２４、３２５、３２６と協働して、撮像素子ホルダ３４０を歳差運動的に揺動させるための回転部材である。
【0029】
歳差運動とは、例えば地面の上で回転する独楽の回転軸が、回転軸の下端（地面と接する点）の位置は変わらずに上端が回転する運動である。そのため、歳差運動は独楽の首振り運動とも称される。そして、独楽の回転軸の鉛直方向に対する角度は、時間の経過とともに大きくなる。つまり、首振りの振れ幅が次第に大きくなる。この場合に、回転軸を上方から地面に投影した投影ベクトルは、回転軸の下端を中心とする極座標で表すと、投影ベクトルの角度が大きくなるにつれて、投影ベクトルの長さが大きくなる。
【0030】
本実施形態では、ある部材の法線ベクトルを所定の軸に垂直な平面に投影した場合に、極座標で表した投影ベクトルの長さが角度の単調関数で表されるような部材の動きを、歳差運動的な揺動と称する。例えば、ある部材を独楽と考えた場合に、独楽の回転軸（法線に相当）のベクトルを地面（重力方向に垂直な平面）に投影した場合に、極座標で表した投影ベクトルの長さが角度の単調関数で表される。単調関数とは、角度が増加すると長さも増加する、あるいは角度が増加すると長さは減少する関数である。このような単調関数として、投影ベクトルの長さをｒ、角度をθとしたときに、ｒ＝ａθ（ａは定数）又はｒ＝ａθ０．５（ａは定数）で表される関数が挙げられる。これらの関数は、極座標で表すと螺旋状になるため、前者はアルキメデスの螺旋（渦）、後者は放物螺旋とも言われる。また、後述する実施形態２で説明する機構では、関数式ｒ＝ｓｉｎ（φ（θ））で表される単調関数となる。
【0031】
本実施形態では、独楽に相当する部材（第１部材）が撮像素子ホルダ３４０である。撮像素子ホルダ３４０の法線ベクトルを光軸（所定の軸に対応）に垂直な平面（例えば、光軸に垂直になるように調整した初期位置の撮像素子３５１を含む平面）に投影した場合に、極座標で表した投影ベクトルの長さが角度の単調関数で表されるように、カム筒３３０とコマ３２４、３２５、３２６とが組み合わされている。カム筒３３０は、コマ３２４、３２５、３２６を誘導して、撮像素子ホルダ３４０を独楽の首振り運動のように揺動させる。
【0032】
【0033】
図６は、カム筒３３０の円筒面に形成されたコマ誘導孔Ｐ、Ｑ、Ｒを展開した図である。コマ誘導孔Ｐ、Ｑ、Ｒは、後述するように図の上下方向にわずかに湾曲を繰り返している。図６ではこの湾曲を誇張して描いているが、実際の湾曲はごくわずかである。この湾曲に沿ってコマ３２４、３２５、３２６が光軸の前後方向に誘導される。また、コマ誘導孔Ｐ、Ｑ、Ｒは、それぞれカム筒３３０の一周未満の長さであるが、この長さは限定されない。例えば、カム筒３３０の一周以上の長さであってもよい。また、コマ誘導孔Ｐ、Ｑ、Ｒの湾曲の高低差も限定されない。後述するように、この高低差と長さによって、投影ベクトルの軌跡の密度が規定される。撮像素子ホルダ３４０の傾きと方向をどの程度の精度で調整するかにより、コマ誘導孔Ｐ、Ｑ、Ｒの湾曲の程度と長さが設計される。
【0034】
次に、コマ誘導孔Ｐ、Ｑ、Ｒの設計方法について説明する。本実施形態では、一例として、法線の投影ベクトルの終点の軌跡がアルキメデスの渦を描く場合について、図７から図１０を用いて説明する。図７は、撮像素子アセンブリ３００をＺ軸の＋側から見た図である。
【0035】
図の中央に撮像素子３５１が配置されており、その周囲にピン３２１、３２２、３２３が正三角形の頂点位置に配置されている。撮像素子３５１の中央とピン３２１、３２２、３２３で規定される正三角形の重心ＧはＸ軸とＹ軸の交点に一致し、光軸（Ｚ軸）にも重なる。図８は、ピン３２１の位置をＡ、ピン３２２の位置をＢ、ピン３２３の位置をＣとする正三角形ＡＢＣの座標を示す図である。正三角形ＡＢＣの１辺の長さを２ａとし、高さをｌ（エル）とすると、各頂点Ａ、Ｂ、Ｃの座標は下記式（１）で表される。ここで、ｈＡ、ｈＢ、ｈＣはそれぞれ点Ａ、Ｂ、ＣのＺ座標である。
【0036】
【数1】
【数2】
【0037】
撮像素子３５１のチルト量は三角形ＡＢＣの法線ベクトルと同義であるから、ベクトルＣＡとベクトルＣＢの外積から撮像素子３５１のチルト量を算出することが可能となり、その成分は下記式（３）で与えられる。
【0038】
【数3】
【0039】
ところで、重心Ｇの座標は下記式（４）によって与えられることが知られており、Ｚ座標は常に０である必要があるから、下記式（５）によりｈＣが算出される。
【数4】
【0040】
さて、本実施形態では、ＸＹ平面へ投影した単位法線の投影ベクトルの終点の軌跡が、極座標において、長さ、即ち投影ベクトルの原点からの距離（ｒ）が、角度（θ）の滑らかな単調関数で記述される式で表される。前述のように、ここではアルキメデスの渦の場合について説明する。アルキメデスの渦は一般的に極座標形式で表記されるが、デカルト座標系で表した場合の成分（ｘ，ｙ）は下記式（６－１）のように与えられる。式（６－１）は、無次元の係数μ、νを用いて式（６－２）のように表すことができる。
【数5】
【0041】
それぞれの座標は、先述した外積の成分と一致する必要があるため，式（５）と式（６－２）より次の連立方程式（７）が導出される。
【数6】
【0042】
式（７）を計算すると、ｈＡ，ｈＢ，ｈＣは下記式（８）のように与えられ、θを変数とした非線形関数となることが分かる。
【数7】
【0043】
ここで、従来技術での調整精度を参考にする。図９は、従来技術で調整するチルト範囲と、本実施形態でチルト調整する範囲を示す図である。前述したように、従来技術でのチルト調整にはワッシャやネジ部材が用いられる場合があり、ワッシャ又はネジ部材を用いて３点の高さを調整することによりチルト調整を実施する。ここでは、点Ａ，Ｂ，Ｃにおいてワッシャを用いて±０．０５の範囲で高さを調整して、平面ＡＢＣをチルトさせた場合を仮定する。その場合、ＸＹ平面へ投影した法線ベクトルの終点は図９の三角（△）に示すようにプロットされる。そこで、本実施形態においても、アルキメデスの渦がこの範囲をカバーする場合を考え、それを実現するようなμ、ν及びθの範囲を決めることとする。この数値は部材の加工性、調整精度、製品サイズ等に応じて適宜変更することができる。本実施形態では下記の値に設定する。
ａ＝２４
μ＝４．２×１０－５
ν＝０．１
０≦θ≦３００
ａ＝２４
μ＝４．２×１０－５
ν＝０．１
０≦θ≦３００
【0044】
図１０は、コマ誘導孔で誘導される３つのコマのＺ軸方向の変位量を示すプロファイル図である。この図では、横軸はカム筒３３０の回転角度（度）、縦軸は各点のＺ軸方向の変位量である。つまり、Ａ，Ｂ，Ｃの各点を図１０の縦軸で示す変位量で同時に変位させることで、法線ベクトルの終点は図９の黒丸（●）に示すような軌跡を描く。例えば、図９の原点をＯとして、投影ベクトルＯＳで示される揺動位置からカム筒３３０を角度αだけ回転させると投影ベクトルＯＴで示される揺動位置となる。なお、図９の黒丸は離散的に示しているが、非線形プロファイルは連続な関数であるため、実際のアルキメデスの渦は連続な軌跡となる。
【0045】
次に、チルト量に応じたカム筒３３０の回転角算出方法について説明する。図１１は、カム筒３３０の回転角がθ、撮像素子ホルダ３４０のチルト量（Ｚ軸に対するチルト角度）がφの法線ベクトルとその投影ベクトルを示す図である。Ｘ軸を基準とした時のカム筒３３０の回転角をθ、撮像素子ホルダ３４０の法線ベクトルをＸＹ平面へ投影した投影ベクトルの原点からの距離をＬ、チルト量をφとした時、法線ベクトルの成分（ｘ，ｙ）は下記式（９）で与えられる。
【数8】
【0046】
また，式（３）より法線ベクトルのｚ成分は一意に決まるので、φは下記式（１０）で与えられる。
【数9】
【0047】
従って，式（９）と式（１０）より法線ベクトルの成分（ｘ，ｙ）は下記式（１１）のように表される。
【数10】
【0048】
ここで求めたベクトル成分を図９の分布図にプロットし，アルキメデスの渦に一番近いポイントを求め，そこから最終的なカム筒の回転角が算出される。例えば、４時方向に６分だけ撮像素子３５１をチルトさせる場合、式（１１）よりベクトル成分は下記式（１２）のように与えられる。
【0049】
【0050】
以上のように計算された、図１０に示す変位量を撮像素子ホルダ３４０に与えるように、カム筒３３０のコマ誘導孔Ｐ、Ｑ、Ｒを加工する。つまり、図１０に示す変位量に対応してＺ軸方向にコマ３２４、３２５、３２６を誘導するようにコマ誘導孔Ｐ、Ｑ、Ｒを加工する。そして、ステッピングモータ５００を用いてカム筒３３０を回転させることにより、撮像素子ホルダ３４０が図９に示すように揺動する。
【0051】
図１２は、ステッピングモータ５００の駆動力が撮像素子ホルダ３４０に伝達されるまでの流れを示す図である。図中の数字は、以下の括弧付きの数字で示すステップに対応する。まず、（１）ステッピングモータ５００が反時計回り（Counter Clockwise、ＣＣＷ）に回転すると、（２）ステッピングモータ５００に連結されたステッピングモータギア３６５が反時計回りに回転する。（３）すると、ステッピングモータギア３６５と外歯で噛み合う連結ギア３６２，３６３，３６４が時計回り（Clockwise、ＣＷ）に回転する。（４）すると、連結ギア３６２，３６３，３６４と内歯で噛み合う内歯ギア３６１が時計回りに回転する。（５）すると、内歯ギア３６１に固定されているカム筒３３０も時計回りに回転する。（６）カム筒３３０が時計回りに回転すると、コマ３２４，３２５，３２６がコマ誘導孔Ｐ、Ｑ、Ｒに誘導されてＺ軸に沿って交互して前後に移動し、同時にピン３２１，３２２，３２３がＺ軸に沿って交互して前後に移動する。（７）これにより、撮像素子ホルダ３４０がピン３２１，３２２，３２３に押圧されてチルト（揺動）する。なお、ピン３２１，３２２，３２３が前方に移動した場合は、撮像素子ホルダ３４０は付勢部材３７１，３７２，３７３によって前方に付勢されて移動する。
【0052】
本実施形態における揺動生成機構は、組立後の光学ユニット１で傾角調整用チャートを撮像し、そのチャートの画像からチルトさせる方向と角度を算出し、撮像素子ホルダ３４０の傾角を調整する際に用いられる。あるいは、レンズ本体１００の前方に傾角調整用チャートを配置しておき、揺動生成機構を用いて撮像素子ホルダ３４０を連続的にチルトさせていって、チャートが最も適正に撮像される位置に撮像素子ホルダ３４０を調整してもよい。このように構成すれば、画像判定装置を用いて、適正な角度に撮像素子ホルダ３４０を調整するように揺動生成機構をプログラム制御することができる。つまり、プログラム制御により撮像素子ホルダ３４０の傾角を調整することができる。
【0053】
（揺動生成方法）
次に、本実施形態に係る揺動生成方法Ｓ１について説明する。揺動生成方法Ｓ１は、凸球面状又は凹球面状の第１摺動面を備える第１部材（撮像素子ホルダ３４０）を、当該第１摺動面に当接する、第１摺動面と相補的な形状を有する凹球面状又は凸球面状の第２摺動面を備える第２部材（筐体２００）に対して揺動させる方法である。図２３は、本実施形態に係る揺動生成方法Ｓ１の流れを示すフローチャートである。図に示すように、揺動生成方法Ｓ１は、ステップＳ１１とステップＳ１２とを含む。
次に、本実施形態に係る揺動生成方法Ｓ１について説明する。揺動生成方法Ｓ１は、凸球面状又は凹球面状の第１摺動面を備える第１部材（撮像素子ホルダ３４０）を、当該第１摺動面に当接する、第１摺動面と相補的な形状を有する凹球面状又は凸球面状の第２摺動面を備える第２部材（筐体２００）に対して揺動させる方法である。図２３は、本実施形態に係る揺動生成方法Ｓ１の流れを示すフローチャートである。図に示すように、揺動生成方法Ｓ１は、ステップＳ１１とステップＳ１２とを含む。
【0054】
ステップＳ１１は、少なくとも１つの傾角変更部材と係合し、回転することによって傾角変更部材の第１部材に対する位置を変更する少なくとも１つの回転部材を回転させる。回転部材を回転させる方法は、モータ等の駆動装置（駆動部）を用いてもよく、ユーザが手動で回転させてもよい。一例として、回転部材は上述したカム筒３３０であり、傾角変更部材はカム筒３３０に係合したピン３２１，３２２，３２３である。
【0055】
ステップＳ１２は、傾角変更部材の第１部材に対する位置を変更することにより、当該第１部材の第２部材に対する傾角を変更する。ただし、第１部材の法線ベクトルを所定の軸に垂直な平面に投影した場合に、極座標で表した投影ベクトルの長さが角度の単調関数で表されるように、回転部材と傾角変更部材とが組み合わされている。一例として、第１部材は上述した撮像素子ホルダ３４０であり、第２部材は撮像素子ホルダ３４０と摺動可能に当接する筐体２００である。
【0056】
上記の実施形態は、撮像素子の向きを初期位置（又は長期間の使用でずれた向き）から最適な方向に調整する、撮像素子のチルト調整のために揺動生成機構を用いる例を説明した。しかし、本実施形態に係る揺動生成機構はそのような目的のみでなく、傾角を微調整する必要がある部材全般に適用することができる。つまり、ある部材を任意の方向に任意の角度で傾けてデータを取得し、最適な方向と角度を探索又は調整する場合に一般的に用いることができる。対象となる部材の種類と大きさはいずれも限定されない。これは以下の実施形態においても同様である。
【0057】
一例として、揺動生成機構は、（１）光学顕微鏡やＳＥＭ（Scanning Electron Microscope）などに用いられる試料ステージ、（２）レーザーを用いた機器における光軸調整機構、（３）眼底検査のような走査機構などに適用可能である。（１）について、試料が傾いた状態の場合、被写界深度の関係から焦点ボケを有する領域が発生する虞がある。これを試料の注目したい領域にチルトを合わせることで、全体的にピントが合った画像を得られるようにすることができる。（２）についてはレーザーを用いた機器全般に適用可能である。例えばレーザーカッターであれば、光軸の状態が裁断の精度や品質に影響するため、適切な光軸に調整することが求められる。
【0058】
他にも、薄膜の形成に用いられるＰＬＤ（Pulsed Laser Deposition）装置であれば、ターゲットに照射されるレーザー光の状態により堆積する薄膜の結晶構造が変化する可能性があるため、薄膜の特性に影響を与える虞がある。これらの光軸調整に、上記の揺動生成機構を用いることができる。また、（３）については（１）や（２）の調整よりも探索の要素が強い。一般的にスキャニング(走査)では直線状の検知器を一定方向に動かして情報を得ているが、円状や球状の対象面では不要な領域までスキャンすることになる。しかし、本揺動生成機構の特性上、円や球面に対して効率よくスキャンできることが期待されるため、眼底撮影装置等での応用も考えられる。
【0059】
なお、光学ユニット１は、上記の揺動生成機構をプログラム制御する揺動生成機構制御プログラムを備えていてもよい。例えば、揺動生成機構制御プログラムは、ステッピングモータ５００を駆動制御する駆動制御サブプログラムと、撮像素子ホルダ３４０の筐体２００に対する傾角の程度を検出する検出部（図示せず）を制御する検出制御サブプログラムを含んでもよい。検出部は傾角そのものを検出する必要はなく、画像判定部等でもよい。例えば、検出制御サブプログラムは、撮像素子３５１によって撮像された画像を取得し、取得した画像を基準となるチャート画像と比較し、画面周辺の焦点ボケ等が最も小さくなる傾角、即ち撮像素子３５１の法線が光軸方向と最も近くなる傾角を探索するように検出部を制御するプログラムでもよい。このような駆動制御サブプログラムと検出制御サブプログラムを含む揺動生成機構制御プログラムを用いることにより、プログラム制御で撮像素子ホルダ３４０の傾角を調整することができる。
【0060】
以上の実施形態に係る光学ユニット１に含まれる揺動生成機構、又はこの揺動生成機構を用いた揺動生成方法によれば、撮像素子ホルダ３４０の法線ベクトルの方向と角度を連続的に変化させるように、撮像素子ホルダ３４０を機械的に揺動させることができる。さらに、揺動生成機構と検出部（画像判定部等）を組み合わせることにより、撮像素子ホルダ３４０の傾角をプログラム制御で調整することができる。
【0061】
〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
【0062】
実施形態１では、３つのピンを用いて撮像素子ホルダ３４０を揺動させる構成について説明した。しかし、ピンの数は３つに限定されない。本実施形態では、ピンが１つの場合について説明する。
【0063】
（光学ユニット２の構成）
図１３は、本実施形態に係る光学ユニット２の分解斜視図、図１４は、反対方向（光軸の後方）から見た光学ユニット２の分解斜視図である。図１３と図１４に示すように、光学ユニット２は、筐体２００、撮像素子ホルダ３４０、撮像素子基板３５０、付勢部材３７１，３７２，３７３、カム駆動ギア４１０，４２０、渦カム７１０、直線カム７２０、ピン７３０、ギアユニット８００、ステッピングモータ５００を備える。レンズ本体は記載していないが、実施形態１と同様に筐体２００に取り付けられる。筐体２００、撮像素子ホルダ３４０、ステッピングモータ５００等はレンズ本体の光軸ＯＡ上に配置されている。
図１３は、本実施形態に係る光学ユニット２の分解斜視図、図１４は、反対方向（光軸の後方）から見た光学ユニット２の分解斜視図である。図１３と図１４に示すように、光学ユニット２は、筐体２００、撮像素子ホルダ３４０、撮像素子基板３５０、付勢部材３７１，３７２，３７３、カム駆動ギア４１０，４２０、渦カム７１０、直線カム７２０、ピン７３０、ギアユニット８００、ステッピングモータ５００を備える。レンズ本体は記載していないが、実施形態１と同様に筐体２００に取り付けられる。筐体２００、撮像素子ホルダ３４０、ステッピングモータ５００等はレンズ本体の光軸ＯＡ上に配置されている。
【0064】
光学ユニット２のうち、筐体２００、撮像素子ホルダ３４０、撮像素子基板３５０、付勢部材３７１，３７２，３７３、ステッピングモータ５００の機能については、実施形態１で説明した各部材と同等であるので、ここでの説明は省略する。
【0065】
ピン７３０は、実施形態１のピン３２１，３２２，３２３に対応する部材であり、ピン７３０の位置を変更することにより撮像素子ホルダ３４０を押圧して撮像素子ホルダ３４０の筐体２００に対する傾角を変更する部材である。ピン７３０は、特許請求の範囲に記載した移動ピンの一形態である。本実施形態では、１本のピン７３０を用いて撮像素子ホルダ３４０を押圧するため、ピン７３０の位置はＺ軸方向ではなくＸＹ平面内で変更される。
【0066】
渦カム７１０と直線カム７２０は、ピン７３０の位置を２次元的に（ＸＹ平面内で）移動させるための部材である。渦カム７１０と直線カム７２０は、光軸ＯＡを中心として回転可能に構成されている。渦カム７１０は、ピン７３０を半径方向に誘導し、直線カム７２０は、ピン７３０を円周方向に誘導する。
【0067】
渦カム７１０は円板状の部材であり、円周方向に渦状のピン誘導孔７１１が設けられている。ピン誘導孔７１１には、ピン７３０の後端部が係合する。ピン誘導孔７１１は、渦カム７１０を貫通せずに溝状に形成されている。溝の深さは一定である。渦カム７１０は、特許請求の範囲に記載した第１カム板の一形態である。
【0068】
直線カム７２０は円板状の部材であり、半径方向に直線状のピン誘導孔７２１が設けられている。ピン誘導孔７２１は、ピン７３０が貫通する貫通孔である。直線カム７２０は、特許請求の範囲に記載した第２カム板の一形態である。
【0069】
渦カム７１０と直線カム７２０は、ステッピングモータ５００によって駆動される。ステッピングモータ５００の駆動力は、ギアユニット８００を介して渦カム７１０と直線カム７２０に伝達される。渦カム７１０と直線カム７２０は、異なる回転数で駆動される。具体的には、渦カム７１０と直線カム７２０との回転速度の比率が、ピン７３０が渦状に誘導されるように決定されている。ギアユニット８００は、１つのステッピングモータ５００から上記の比率を有する２つの回転数を出力するように構成されている。
【0070】
図１５は、ギアユニット８００の分解図である。ギアユニット８００は、回転速度の比率に対応するように、ステッピングモータ５００の回転力を渦カム７１０と直線カム７２０の両方に伝達する。図１５に示すように、ステッピングモータ５００の回転力は歯車８１０と遊星歯車８２０に伝達される。歯車８１０に伝達された回転力は歯車８１１と歯車８１２を介して直線カム駆動ギア４２０に伝達される。一方、遊星歯車８２０に伝達された回転力は歯車８３０に出力され、歯車８３１と歯車８３２を介して渦カム駆動ギア４１０に伝達される。なお、渦カム７１０と直線カム７２０の回転数の比率は、後述する方法で設定される。そして所望の回転数の比率に変更するギア構成は公知の構成を適用可能であり、図１５に示した構成に限定されない。また、ステッピングモータ５００を複数設けてもよい。
【0071】
次に、撮像素子ホルダ３４０を揺動させる構成について説明する。図１６は、筐体２００及び撮像素子アセンブリ３００のＹＺ断面をＸ軸方向から見た断面図である。撮像素子ホルダ３４０には凸球面３５２が形成され、筐体２００には凹球面２０１が形成されている。凸球面３５２と凹球面２０１の球中心は重なっており、光軸ＯＡ上にある。凸球面３５２と凹球面２０１の半径は同等に構成されており、凸球面３５２と凹球面２０１は摺動可能に当接している。
【0072】
撮像素子ホルダ３４０には、撮像素子３５１の中央（光軸ＯＡとの交点）からの距離に応じた傾斜が設けられている。具体的には、撮像素子ホルダ３４０には、傾斜面３４１が設けられている。傾斜面３４１は、光軸ＯＡから離れるにしたがってＺ軸の座標が小さくなるように構成されている。この傾斜は、すべての半径方向に共通である。傾斜面３４１には、ピン７３０の半球状の前端部が当接する。
【0073】
ピン７３０は、渦カム７１０と直線カム７２０の両方で誘導される。渦カム７１０と直線カム７２０が所定の回転比で回転することで、ピン７３０は撮像素子ホルダ３４０を渦状の軌跡で押圧する。これにより、撮像素子ホルダ３４０の筐体２００に対する傾角が変更される。この動きを図１７と図１８を用いて説明する。図１７は、ピン７３０の動きと撮像素子ホルダ３４０の動きを説明する図である。ピン７３０は初期状態で渦カム７１０の最も外周の端部に存在しているとする。この状態から渦カム７１０が回転すると、図１７に示すようにピン７３０は渦カム７１０の中心方向に移動（shift）する。ピン７３０の前端部は撮像素子ホルダ３４０の傾斜面３４１に当接しているため、図中の矢印で示すように撮像素子ホルダ３４０のチルト（tilt）角度が次第に大きくなる。
【0074】
図１８は、光軸の－側から見た渦カム７１０、直線カム７２０、ピン７３０の動きを説明する図である。本実施形態では、ピン７３０はアルキメデスの渦状に移動する。まず、直線カム駆動ギア４２０からの回転力を受けて直線カム７２０は時計回り（図中に１で示す方向）に回転する。一方、渦カム駆動ギア４１０からの回転力を受けて渦カム７１０も時計回りに回転する。渦カム７１０と直線カム７２０のギア比を１．５：１とする。この場合、渦カム７１０は直線カム７２０よりも回転速度が速いため、ピン７３０は中心方向（図中に２で示す方向）へも移動する。つまり、ピン７３０はアルキメデスの渦状に移動する。この場合、直線カム７２０が７回転する間にピン７３０は渦カム７１０のピン誘導孔７１１の始点から終点まで移動することになる。つまり、ピン７３０は、７回巻きの渦状の軌跡を描く。この軌跡は、製品のサイズ、調整量等に応じてカムの形状とギア比を変えることにより設計することができる。
【0075】
次に、このようにピン７３０を移動させる渦カム７１０と直線カム７２０の設計方法について具体的に説明する。以下、ピン７３０がアルキメデスの渦状に移動する場合における法線ベクトルの軌跡について計算する。図１９は、ピン７３０と傾斜面３４１とが当接する箇所の断面模式図である。初期位置におけるピン７３０の先端と傾斜面３４１との接点をＡ、半径Ｒ１の球形状を有するピンの先端部の中心をＢとする。また、ピン７３０が光軸方向にμθだけ移動した場合のＡとＢの移動後の点をそれぞれＡ’、Ｂ’とする。このとき、角ＡＯＣ即ち初期位置における斜面角をω、チルト角をφ、角ＣＯＢ’がなす角をλとする。なお、θはピン７３０がアルキメデスの渦状に回転した時の位相、即ち直線カム７２０の回転角を表す。
【0076】
まず、三角形ＯＢ’Ｏ’に着目する。ＯＯ’とＯ’Ｂ’は垂直であり、かつ角ＯＢ’Ｏ’は錯角であるλと同じになる。従って、λは下記式（１３）で与えられる。
【数12】
【0077】
また、三平方の定理から、ｌは下記式（１４）で与えられる。
【数13】
【0078】
次に、円と接線の特性から、ＯＡ’とＡ’Ｂ’が直角であることは、φとωがいかなる角度でも成り立つ。従って、三角形Ａ’ＯＢ’に着目すると、角Ａ’ＯＢ’は下記式（１５）で与えられる。
【数14】
【0079】
（式１３）、（式１４）、（式１５）から、φは下記式（１６）で与えられる。
【数15】
【0080】
式（１６）は、φがθを変数とする関数で表されることを示しており、これはチルト角がピン７３０の位相で一意に決まることを表している。以降、θの関数であることから便宜的にφ(θ)と表記する。これから、法線ベクトルのノルムを１としたとき、即ち単位法線ベクトルについて、ＸＹ平面上に投影されるベクトルの軌跡は極座標形式で下記式（１８）のように表される。
【数16】
【0081】
この軌跡が、従来技術のワッシャで調整される範囲をカバーできるような係数を決定する。本実施形態では、図８に示す三角形ＡＢＣの頂点が半径Ｒ２の円周上にある場合について係数を決定する。三角形ＡＢＣの１辺の長さを２ａとしたから、ａとＲ２の関係は下記式（１８）で与えられる。
【数17】
【0082】
従って、式（１）、（３）、（５）より、法線ベクトルをＸＹ平面上にプロットする式は下記式（１９）で与えられる。
【数18】
【0083】
従って、単位法線ベクトルは下記式（２０）で与えられる。
【数19】
【0084】
式（２０）は、渦カム７１０の始点半径Ｒ２とワッシャ厚を変数とする式であるため、製品サイズとチルトの調整幅で係数が決まる。本実施形態では、Ｒ２が３０、調整幅が±０．１とした場合を計算する。その結果、各係数は以下のように設定できる。
Ｒ１＝２ｍｍ
Ｒ２＝３０ｍｍ
ｄ＝１．８５ｍｍ
μ＝４．９×１０－３
ω＝０．２８６５°
Ｒ１＝２ｍｍ
Ｒ２＝３０ｍｍ
ｄ＝１．８５ｍｍ
μ＝４．９×１０－３
ω＝０．２８６５°
【0085】
図２０は、従来技術で調整するチルト範囲（白丸印）と、本実施形態でチルト調整する範囲（渦巻線）を示す図である。上記の係数を用いた場合、単位法線ベクトルは図２０に示すような渦を描き、ワッシャによる調整範囲を概ねカバーしていることがわかる。本実施形態に係る揺動生成機構を用いた傾角調整方法は、実施形態１で説明した方法と同様である。なお、図２０で表される渦は関数式ｒ＝ｓｉｎ（φ（θ））で表すことができる。この式で、ｒは極座標で表した投影ベクトルの長さであり、φ（θ）は直線カム７２０の回転角θで表される関数である。尚、φ（θ）の範囲は図１９より微小な角度であることが自明であるから、ｒは単調関数であると言える。
【0086】
上記の実施形態では、渦カム７１０と直線カム７２０とを組み合わせてピン７３０を螺旋状に誘導した。しかし、図２０に示すような投影ベクトルが得られるように１つのピン７３０を螺旋状に誘導することができるカムであれば、その組み合わせと形状は限定されない。
【0087】
なお、本実施形態においても、光学ユニット２は、揺動生成機構をプログラム制御する揺動生成機構制御プログラムを備えていてもよい。揺動生成機構制御プログラムは、ステッピングモータ５００を駆動制御する駆動制御サブプログラムと、撮像素子ホルダ３４０の筐体２００に対する傾角の程度を検出する検出部（図示せず）を制御する検出制御サブプログラムを含んでもよい。これらのサブプログラムの機能は実施形態１で説明した機能と同等である。このような駆動制御サブプログラムと検出制御サブプログラムを含む揺動生成機構制御プログラムを用いることにより、プログラム制御で撮像素子ホルダ３４０の傾角を調整することができる。
【0088】
以上の構成によれば、撮像素子ホルダ３４０の法線ベクトルの方向と角度を連続的に変化させるように、撮像素子ホルダ３４０を機械的に揺動させることができる。さらに、揺動生成機構と検出部（画像判定装置）を組み合わせることにより、撮像素子ホルダ３４０の傾角をプログラム制御により調整することができる。
【0089】
〔実施形態３〕
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態１、２にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態１、２にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
【0090】
本実施形態は、揺動生成機構を、カメラ等の撮像装置を用いてチルト撮影を行うためのあおり機構に適用する一例である。あおり機構とは、レンズ本体の光軸と撮像素子との角度をユーザが意図的に直角から傾ける機構である。あおり機構は、ジオラマ風の撮影を行う場合、又は建築写真等の高さがある対象物の歪みを補正する場合等に用いられる。本実施形態は、実施形態１の構成をあおり機構に適用したものである。
【0091】
図２１は、あおり機構を備えるレンズユニット３の分解斜視図である。図２２は、レンズユニット３のＹＺ断面図である。レンズ本体１００Ａは凸球面１５２を有するレンズ保持枠（第１部材）１５０に取り付けられている。レンズ本体１００Ａは、図示しない撮像素子に光を結像させるためのレンズ群である。凸球面１５２は、保持枠受け１６０の凹球面１６１と摺動可能に当接している。筐体（第２部材）２００Ａにも凸球面２０１Ａが設けられており、レンズ保持枠１５０の凹球面１５１と摺動可能に当接する。これにより、レンズ保持枠１５０はＸＹ方向の位置は勿論のこと、Ｚ軸方向の位置決めの役割を果たす。レンズ保持枠１５０の３箇所にはピン３２１Ａ，３２２Ａ，３２３Ａと接する面が設けられており、ピン３２１Ａ，３２２Ａ，３２３Ａがこの面を押すことでレンズ本体１００Ａは凸球面１５２の球中心を軸としてチルトする。ピン３２１Ａ，３２２Ａ，３２３Ａにはコマ３２４Ａ，３２５Ａ，３２６Ａが組付けられている。コマ３２４Ａ，３２５Ａ，３２６Ａはカム筒３３０Ａに設けられたコマ誘導孔ＰＡ，ＱＡ，ＲＡの形状に従って光軸方向の位置が変化する。これに合わせて、ピン３２１Ａ，３２２Ａ，３２３Ａの光軸方向の位置が変化する。カム筒３３０Ａは操作リング３８０と連結されており、操作リング３８０をユーザが回転させることでレンズ本体１００Ａの法線が渦形状を描きながらチルトする。本実施形態では、カム筒３３０Ａはユーザが操作リング３８０で回転させるため、ステッピングモータ等の駆動部は設けられていない。なお、あおり機構の場合はチルト角が実施形態１の場合よりも大きいため、カム筒３３０Ａのコマ誘導孔ＰＡ，ＱＡ，ＲＡの湾曲も大きい。このように、コマ誘導孔の形状と湾曲の程度を変更することにより、チルト角の大きさと調整範囲を変更することができる。以上の実施形態によれば、あおり機構を機械的に実現させることができ、ユーザはあおり角度を機械的に変更して適切な角度を探索することができる。
【0092】
〔まとめ〕
以上に説明した実施形態は以下のように記載することができる。
（態様１）
凸球面状又は凹球面状の第１摺動面を備える第１部材と、前記第１摺動面に当接する、前記第１摺動面と相補的な形状を有する凹球面状又は凸球面状の第２摺動面を備える第２部材と、前記第１部材に対する位置を変更することにより、当該第１部材の前記第２部材に対する傾角を変更する少なくとも１つの傾角変更部材と、前記傾角変更部材と係合し、回転することによって前記傾角変更部材の前記第１部材に対する位置を変更する少なくとも１つの回転部材と、を備え、前記第１部材の法線ベクトルを所定の軸に垂直な平面に投影した場合に、極座標で表した投影ベクトルの長さが角度の単調関数で表されるように、前記回転部材と前記傾角変更部材とが組み合わされている、揺動生成機構。
以上に説明した実施形態は以下のように記載することができる。
（態様１）
凸球面状又は凹球面状の第１摺動面を備える第１部材と、前記第１摺動面に当接する、前記第１摺動面と相補的な形状を有する凹球面状又は凸球面状の第２摺動面を備える第２部材と、前記第１部材に対する位置を変更することにより、当該第１部材の前記第２部材に対する傾角を変更する少なくとも１つの傾角変更部材と、前記傾角変更部材と係合し、回転することによって前記傾角変更部材の前記第１部材に対する位置を変更する少なくとも１つの回転部材と、を備え、前記第１部材の法線ベクトルを所定の軸に垂直な平面に投影した場合に、極座標で表した投影ベクトルの長さが角度の単調関数で表されるように、前記回転部材と前記傾角変更部材とが組み合わされている、揺動生成機構。
【0093】
このような構成により、第１部材の法線ベクトルの方向と角度を連続的に変化させるように、第１部材を機械的に揺動させることができる。
【0094】
（態様２）
前記傾角変更部材として、３つの移動ピンを備え、前記回転部材として、前記所定の軸を中心に回転可能な円筒状のカム筒を備え、前記カム筒の円筒面に、前記３つの移動ピンをそれぞれ前記所定の軸方向に誘導する３つの誘導孔が設けられている、態様１に記載の揺動生成機構。
前記傾角変更部材として、３つの移動ピンを備え、前記回転部材として、前記所定の軸を中心に回転可能な円筒状のカム筒を備え、前記カム筒の円筒面に、前記３つの移動ピンをそれぞれ前記所定の軸方向に誘導する３つの誘導孔が設けられている、態様１に記載の揺動生成機構。
【0095】
このような構成により、第１部材を機械的に揺動させることができる。
【0096】
（態様３）
少なくとも１つの駆動モータと、前記駆動モータの回転力を前記カム筒に伝達するギア機構を更に備える、態様２に記載の揺動生成機構。
少なくとも１つの駆動モータと、前記駆動モータの回転力を前記カム筒に伝達するギア機構を更に備える、態様２に記載の揺動生成機構。
【0097】
このような構成により、第１部材を駆動モータによって揺動させることができる。
【0098】
（態様４）
前記傾角変更部材として、１つの移動ピンを備え、前記回転部材として、前記所定の軸を中心に回転可能な円板状の第１カム板を備え、前記第１カム板には、前記１つの移動ピンを誘導する、円周方向に渦状の１つの誘導孔が設けられており、前記第１部材の前記移動ピンと当接する面に、前記平面と前記所定の軸との交点からの距離に応じた傾斜が設けられている、態様１に記載の揺動生成機構。
前記傾角変更部材として、１つの移動ピンを備え、前記回転部材として、前記所定の軸を中心に回転可能な円板状の第１カム板を備え、前記第１カム板には、前記１つの移動ピンを誘導する、円周方向に渦状の１つの誘導孔が設けられており、前記第１部材の前記移動ピンと当接する面に、前記平面と前記所定の軸との交点からの距離に応じた傾斜が設けられている、態様１に記載の揺動生成機構。
【0099】
このような構成により、第１部材を機械的に揺動させることができる。
【0100】
（態様５）
前記回転部材として、前記所定の軸を中心に回転可能な円板状の第２カム板を備え、前記第２カム板には、前記１つの移動ピンを誘導する、半径方向に直線状の１つの誘導孔が設けられており、前記第１カム板と前記第２カム板との回転速度の比率が、前記移動ピンが渦状に誘導されるように決定されている、態様４に記載の揺動生成機構。
前記回転部材として、前記所定の軸を中心に回転可能な円板状の第２カム板を備え、前記第２カム板には、前記１つの移動ピンを誘導する、半径方向に直線状の１つの誘導孔が設けられており、前記第１カム板と前記第２カム板との回転速度の比率が、前記移動ピンが渦状に誘導されるように決定されている、態様４に記載の揺動生成機構。
【0101】
このような構成により、第１部材を機械的に揺動させることができる。
【0102】
（態様６）
少なくとも１つの駆動モータと、前記回転速度の比率に対応するように、前記駆動モータの回転力を前記第１カム板と前記第２カム板の両方に伝達するギア機構を更に備える、態様５に記載の揺動生成機構。
少なくとも１つの駆動モータと、前記回転速度の比率に対応するように、前記駆動モータの回転力を前記第１カム板と前記第２カム板の両方に伝達するギア機構を更に備える、態様５に記載の揺動生成機構。
【0103】
このような構成により、第１部材を駆動モータによって揺動させることができる。
【0104】
（態様７）
前記平面は初期位置の撮像素子を含む平面であり、前記第１部材は、前記撮像素子を保持する撮像素子保持部材、又は前記撮像素子に光を結像させるレンズ本体を保持するレンズ保持枠であり、前記第１部材と前記第２部材の凸球面と凹球面の中心点は、前記撮像素子の中央を通りかつ当該撮像素子の撮像面に垂直な線分上に存在する、態様１から６のいずれか１つに記載の揺動生成機構。
前記平面は初期位置の撮像素子を含む平面であり、前記第１部材は、前記撮像素子を保持する撮像素子保持部材、又は前記撮像素子に光を結像させるレンズ本体を保持するレンズ保持枠であり、前記第１部材と前記第２部材の凸球面と凹球面の中心点は、前記撮像素子の中央を通りかつ当該撮像素子の撮像面に垂直な線分上に存在する、態様１から６のいずれか１つに記載の揺動生成機構。
【0105】
このような構成により、撮像素子の光軸に対する傾角を連続的に変化させるように、撮像素子を機械的に揺動させることができる。
【0106】
（態様８）
前記単調関数は、前記投影ベクトルの長さをｒ、角度をθとしたときに、ｒ＝ａθ（ａは定数）、ｒ＝ａθ０．５（ａは定数）又はｒ＝ｓｉｎ（φ（θ））のうちのいずれかである、態様１から７のいずれか１つに記載の揺動生成機構。
前記単調関数は、前記投影ベクトルの長さをｒ、角度をθとしたときに、ｒ＝ａθ（ａは定数）、ｒ＝ａθ０．５（ａは定数）又はｒ＝ｓｉｎ（φ（θ））のうちのいずれかである、態様１から７のいずれか１つに記載の揺動生成機構。
【0107】
このような構成により、第１部材を歳差運動的に揺動させることができる。
【0108】
（態様９）
凸球面状又は凹球面状の第１摺動面を備える第１部材を、前記第１摺動面に当接する、前記第１摺動面と相補的な形状を有する凹球面状又は凸球面状の第２摺動面を備える第２部材に対して揺動させる方法であって、少なくとも１つの傾角変更部材と係合し、回転することによって前記傾角変更部材の前記第１部材に対する位置を変更する少なくとも１つの回転部材を回転させるステップと、前記傾角変更部材の前記第１部材に対する位置を変更することにより、当該第１部材の前記第２部材に対する傾角を変更するステップと、を含み、前記第１部材の法線ベクトルを所定の軸に垂直な平面に投影した場合に、極座標で表した投影ベクトルの長さが角度の単調関数で表されるように、前記回転部材と前記傾角変更部材とが組み合わされている、揺動生成方法。
凸球面状又は凹球面状の第１摺動面を備える第１部材を、前記第１摺動面に当接する、前記第１摺動面と相補的な形状を有する凹球面状又は凸球面状の第２摺動面を備える第２部材に対して揺動させる方法であって、少なくとも１つの傾角変更部材と係合し、回転することによって前記傾角変更部材の前記第１部材に対する位置を変更する少なくとも１つの回転部材を回転させるステップと、前記傾角変更部材の前記第１部材に対する位置を変更することにより、当該第１部材の前記第２部材に対する傾角を変更するステップと、を含み、前記第１部材の法線ベクトルを所定の軸に垂直な平面に投影した場合に、極座標で表した投影ベクトルの長さが角度の単調関数で表されるように、前記回転部材と前記傾角変更部材とが組み合わされている、揺動生成方法。
【0109】
このような構成により、第１部材の法線ベクトルの方向と角度を連続的に変化させるように、第１部材を機械的に揺動させることができる。
【0110】
（態様１０）
態様１に記載された前記回転部材を回転させる駆動部を制御する駆動制御サブプログラムと、態様１に記載された前記第１部材の前記第２部材に対する傾角の程度を検出する検出部を制御する検出制御サブプログラムと、を含む揺動生成機構制御プログラム。
態様１に記載された前記回転部材を回転させる駆動部を制御する駆動制御サブプログラムと、態様１に記載された前記第１部材の前記第２部材に対する傾角の程度を検出する検出部を制御する検出制御サブプログラムと、を含む揺動生成機構制御プログラム。
【0111】
このような構成により、第１部材をプログラム制御によって揺動させることができる。
【0112】
（態様１１）
態様１０に記載の揺動生成機構制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な非一時的記録媒体。
態様１０に記載の揺動生成機構制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な非一時的記録媒体。
【0113】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【0114】
１，２…光学ユニット
３…レンズユニット
１００，１００Ａ…レンズ本体
１５０…レンズ保持枠（第１部材）
１６０…保持枠受け
２００，２００Ａ…筐体（第２部材）
２０１…第２摺動面（凹球面）
３００…撮像素子アセンブリ
３１０…ピンブロック
３２１，３２１Ａ，３２２，３２２Ａ，３２３，３２３Ａ，７３０…ピン（傾角変更部材）
３２１ａ，３２２ａ，３２３ａ…ピン収容部
３２４，３２５，３２６…コマ
３３０…カム筒（回転部材）
３４０…撮像素子ホルダ（第１部材）
３４１…傾斜面
３５０…撮像素子基板
３５１…撮像素子
３５２…第１摺動面（凸球面）
３６１…内歯ギア
３６２，３６３，３６４…連結ギア
３６５…ステッピングモータギア
３７１，３７２，３７３…付勢部材
４００…ギアホルダ
４１０…渦カム駆動ギア
４２０…直線カム駆動ギア
５００…ステッピングモータ
６００…カバー
７１０…渦カム（第１カム板）
７１１…ピン誘導孔
７２０…直線カム（第２カム板）
８００…ギアユニット
８１０，８１１，８１２，８３０，８３１，８３２…歯車
８２０…遊星歯車
Ｐ、Ｑ、Ｒ…コマ誘導孔
３…レンズユニット
１００，１００Ａ…レンズ本体
１５０…レンズ保持枠（第１部材）
１６０…保持枠受け
２００，２００Ａ…筐体（第２部材）
２０１…第２摺動面（凹球面）
３００…撮像素子アセンブリ
３１０…ピンブロック
３２１，３２１Ａ，３２２，３２２Ａ，３２３，３２３Ａ，７３０…ピン（傾角変更部材）
３２１ａ，３２２ａ，３２３ａ…ピン収容部
３２４，３２５，３２６…コマ
３３０…カム筒（回転部材）
３４０…撮像素子ホルダ（第１部材）
３４１…傾斜面
３５０…撮像素子基板
３５１…撮像素子
３５２…第１摺動面（凸球面）
３６１…内歯ギア
３６２，３６３，３６４…連結ギア
３６５…ステッピングモータギア
３７１，３７２，３７３…付勢部材
４００…ギアホルダ
４１０…渦カム駆動ギア
４２０…直線カム駆動ギア
５００…ステッピングモータ
６００…カバー
７１０…渦カム（第１カム板）
７１１…ピン誘導孔
７２０…直線カム（第２カム板）
８００…ギアユニット
８１０，８１１，８１２，８３０，８３１，８３２…歯車
８２０…遊星歯車
Ｐ、Ｑ、Ｒ…コマ誘導孔
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】