特許 7565171 振れ補正機能付き光学ユニットおよび撮像装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-10-02

(45)【発行日】2024-10-10

(54)【発明の名称】振れ補正機能付き光学ユニットおよび撮像装置

(51)【国際特許分類】

   G03B 5/00 20210101AFI20241003BHJP

【ＦＩ】

G03B5/00 J

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2020106664

(22)【出願日】2020-06-22

(65)【公開番号】P2022001905

(43)【公開日】2022-01-06

【審査請求日】2023-05-18

(73)【特許権者】

【識別番号】000002233

【氏名又は名称】ニデックインスツルメンツ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100142619

【弁理士】

【氏名又は名称】河合 徹

(74)【代理人】

【識別番号】100125690

【弁理士】

【氏名又は名称】小平 晋

(74)【代理人】

【識別番号】100153316

【弁理士】

【氏名又は名称】河口 伸子

(72)【発明者】

【氏名】須江 猛

【審査官】越河 勉

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－０７７３９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１８９８１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－２６９５１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－２２４２４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－３０４６９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－２２７５６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０７７３９５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０３Ｂ ５／００－５／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

撮像装置に搭載される振れ補正機能付き光学ユニットであって、
光学素子、および、前記光学素子の光軸上に配置される撮像素子を備える可動体と、
前記可動体を揺動可能に支持する揺動支持機構と、
前記揺動支持機構を介して前記可動体を支持する固定体と、
前記可動体を揺動させる磁気駆動機構と、
前記磁気駆動機構を制御する駆動制御部と、を有し、
前記磁気駆動機構は、前記可動体および前記固定体の一方に固定されたコイルと、前記可動体および前記固定体の他方に固定された磁石と、を備え、予め設定した軸線と前記光軸とが一致する原点位置、および、前記軸線に対して前記光軸が所定の角度で傾斜する最大傾斜位置の間で前記可動体を揺動させ、
前記駆動制御部は、前記撮像装置が撮像モードであるときは第１制御モードであり、前記撮像装置が非撮像モードであるときは第２制御モードであり、
前記第２制御モードでは、
前記撮像装置の動きが検知されたことに基づき、前記原点位置で前記可動体を保持するための基準電流を前記コイルに通電して前記可動体を前記固定体に対して停止させることを特徴とする振れ補正機能付き光学ユニット。

【請求項2】

撮像装置に搭載される振れ補正機能付き光学ユニットであって、
光学素子、および、前記光学素子の光軸上に配置される撮像素子を備える可動体と、
前記可動体を揺動可能に支持する揺動支持機構と、
前記揺動支持機構を介して前記可動体を支持する固定体と、
前記可動体を揺動させる磁気駆動機構と、
前記磁気駆動機構を制御する駆動制御部と、を有し、
前記磁気駆動機構は、前記可動体および前記固定体の一方に固定されたコイルと、前記可動体および前記固定体の他方に固定された磁石と、を備え、
前記駆動制御部は、前記撮像装置が撮像モードであるときは第１制御モードであり、前記撮像装置が非撮像モードであるときは第２制御モードであり、
前記第２制御モードでは、
前記撮像装置の動きが検知されたことに基づき、前記コイルに通電して前記可動体を前記固定体に対して停止させ、
前記コイルに通電して前記可動体を前記固定体に対して停止させた状態で、前記撮像装置の動きが所定時間検知されない場合に、前記コイルへの通電を停止することを特徴とする振れ補正機能付き光学ユニット。

【請求項3】

撮像装置に搭載される振れ補正機能付き光学ユニットであって、
光学素子、および、前記光学素子の光軸上に配置される撮像素子を備える可動体と、
前記可動体を揺動可能に支持する揺動支持機構と、
前記揺動支持機構を介して前記可動体を支持する固定体と、
前記可動体を揺動させる磁気駆動機構と、
前記磁気駆動機構を制御する駆動制御部と、を有し、
前記磁気駆動機構は、前記可動体および前記固定体の一方に固定されたコイルと、前記可動体および前記固定体の他方に固定された磁石と、を備え、
前記駆動制御部は、前記撮像装置が撮像モードであるときは第１制御モードであり、前記撮像装置が非撮像モードであるときは第２制御モードであり、
前記第２制御モードでは、
前記撮像装置に設けられたジャイロスコープの信号に基づき、前記撮像装置の動きの有無を判定し、前記撮像装置の動きが検知されたことに基づき、前記コイルに通電して前記可動体を前記固定体に対して停止させることを特徴とする振れ補正機能付き光学ユニット。

【請求項4】

撮像装置に搭載される振れ補正機能付き光学ユニットであって、
光学素子、および、前記光学素子の光軸上に配置される撮像素子を備える可動体と、
前記可動体を揺動可能に支持する揺動支持機構と、
前記揺動支持機構を介して前記可動体を支持する固定体と、
前記可動体を揺動させる磁気駆動機構と、
前記磁気駆動機構を制御する駆動制御部と、
前記磁気駆動機構の磁石に対向するホール素子と、を有し、
前記磁気駆動機構は、前記可動体および前記固定体の一方に固定されたコイルと、前記可動体および前記固定体の他方に固定された前記磁石と、を備え、
前記駆動制御部は、前記撮像装置が撮像モードであるときは第１制御モードであり、前記撮像装置が非撮像モードであるときは第２制御モードであり、前記ホール素子の信号に基づき、前記撮像装置の動きの有無を判定し、
前記第２制御モードでは、
前記撮像装置の動きが検知されたことに基づき、前記コイルに通電して前記可動体を前記固定体に対して停止させることを特徴とする振れ補正機能付き光学ユニット。

【請求項5】

前記第２制御モードから前記第１制御モードに切り換わったことに基づき、前記基準電流を前記コイルに通電す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。

【請求項6】

前記可動体に接続されるフレキシブルプリント基板を備え、
前記基準電流は、前記フレキシブルプリント基板から前記可動体に加わる反力に抗して前記可動体を前記原点位置に保持する電流であることを特徴とする請求項１または５に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。

【請求項7】

振れ補正機能付き光学ユニットおよび通電制御部を備え、撮像モードおよび非撮像モードに切り換え可能な撮像装置であって、
前記振れ補正機能付き光学ユニットは、
光学素子、および、前記光学素子の光軸上に配置される撮像素子を備える可動体と、
前記可動体を揺動可能に支持する揺動支持機構と、
前記揺動支持機構を介して前記可動体を支持する固定体と、
前記可動体を揺動させる磁気駆動機構と、を有し、
前記磁気駆動機構は、前記可動体および前記固定体の一方に固定されたコイルと、前記可動体および前記固定体の他方に固定された磁石と、を備え、予め設定した軸線と前記光軸とが一致する原点位置、および、前記軸線に対して前記光軸が所定の角度で傾斜する最大傾斜位置の間で前記可動体を揺動させ、
前記撮像モードでは前記通電制御部が第１制御モードであり、前記非撮像モードでは前記通電制御部が第２制御モードであり、
前記第２制御モードでは、
前記撮像装置の動きが検知されたことに基づき、前記原点位置で前記可動体を保持するための基準電流を前記コイルに通電して前記可動体を前記固定体に対して停止させることを特徴とする撮像装置。

【請求項8】

振れ補正機能付き光学ユニットおよび通電制御部を備え、撮像モードおよび非撮像モードに切り換え可能な撮像装置であって、
前記振れ補正機能付き光学ユニットは、
光学素子、および、前記光学素子の光軸上に配置される撮像素子を備える可動体と、
前記可動体を揺動可能に支持する揺動支持機構と、
前記揺動支持機構を介して前記可動体を支持する固定体と、
前記可動体を揺動させる磁気駆動機構と、を有し、
前記磁気駆動機構は、前記可動体および前記固定体の一方に固定されたコイルと、前記可動体および前記固定体の他方に固定された磁石と、を備え、
前記撮像モードでは前記通電制御部が第１制御モードであり、前記非撮像モードでは前記通電制御部が第２制御モードであり、
前記第２制御モードでは、
前記撮像装置の動きが検知されたことに基づき、前記コイルに通電して前記可動体を前記固定体に対して停止させ、
前記コイルに通電して前記可動体を前記固定体に対して停止させた状態で、前記撮像装置の動きが所定時間検知されない場合に、前記コイルへの通電を停止することを特徴とする撮像装置。

【請求項9】

振れ補正機能付き光学ユニットおよび通電制御部と、ジャイロスコープと、を備え、撮像モードおよび非撮像モードに切り換え可能な撮像装置であって、
前記振れ補正機能付き光学ユニットは、
光学素子、および、前記光学素子の光軸上に配置される撮像素子を備える可動体と、
前記可動体を揺動可能に支持する揺動支持機構と、
前記揺動支持機構を介して前記可動体を支持する固定体と、
前記可動体を揺動させる磁気駆動機構と、を有し、
前記磁気駆動機構は、前記可動体および前記固定体の一方に固定されたコイルと、前記可動体および前記固定体の他方に固定された磁石と、を備え、
前記撮像モードでは前記通電制御部が第１制御モードであり、前記非撮像モードでは前記通電制御部が第２制御モードであり、
前記第２制御モードでは、
前記ジャイロスコープの信号に基づき、前記撮像装置の動きの有無を判定し、前記撮像装置の動きが検知されたことに基づき、前記コイルに通電して前記可動体を前記固定体に対して停止させることを特徴とする撮像装置。

【請求項10】

振れ補正機能付き光学ユニットおよび通電制御部を備え、撮像モードおよび非撮像モードに切り換え可能な撮像装置であって、
前記振れ補正機能付き光学ユニットは、
光学素子、および、前記光学素子の光軸上に配置される撮像素子を備える可動体と、
前記可動体を揺動可能に支持する揺動支持機構と、
前記揺動支持機構を介して前記可動体を支持する固定体と、
前記可動体を揺動させる磁気駆動機構と、
前記磁気駆動機構の磁石に対向するホール素子と、を有し、
前記磁気駆動機構は、前記可動体および前記固定体の一方に固定されたコイルと、前記可動体および前記固定体の他方に固定された前記磁石と、を備え、
前記撮像モードでは前記通電制御部が第１制御モードであり、前記非撮像モードでは前記通電制御部が第２制御モードであり、前記ホール素子の信号に基づき、前記撮像装置の動きの有無を判定し、
前記第２制御モードでは、
前記撮像装置の動きが検知されたことに基づき、前記コイルに通電して前記可動体を前記固定体に対して停止させることを特徴とする撮像装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光学素子の傾きを補正する振れ補正機能付き光学ユニット、および、振れ補正機能付き光学ユニットを備えた撮像装置に関する。

【背景技術】

【0002】

携帯端末や車両、無人ヘリコプターなどの移動体に搭載される光学ユニットの中には、光学ユニットの揺れに起因する撮影画像の乱れを抑制するために、光学素子を揺動させて振れを補正するものがある。特許文献１に記載の振れ補正機能付き光学ユニットは、光学素子を備える可動体と、可動体を揺動可能に支持する揺動支持機構と、揺動支持機構を介して可動体を支持する固定体と、可動体を揺動させる磁気駆動機構を備える。揺動支持機構は、可動体を、予め設定した軸線と光学素子の光軸とが一致する原点位置と、軸線に対して光軸が傾斜する傾斜位置との間で揺動可能に支持する。磁気駆動機構は、可動体に固定されたコイルと、固定体に固定されてコイルに対向する磁石とを備える。

【0003】

特許文献１の振れ補正機能付き光学ユニットは、磁気駆動機構のコイルを間に挟んで磁気駆動機構の磁石と対向する磁性部材を備える。磁性部材と磁石は、可動体を原点位置に復帰させるための磁気バネを構成する。特許文献１では、磁性部材は可動体に配置され、磁石は固定体に配置される。可動体が原点位置から傾くと、磁性部材の中心は、径方向から見て磁石の着磁分極線からずれるため、可動体には、原点位置に復帰させる方向の磁気吸引力が働く。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１８－１８９８１６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

磁気バネを設けるために可動体に磁性部材を配置する場合には、可動体の揺動中心に対してバランスよく磁性部材を配置できないと、磁気バネの磁気吸引力によって振れ補正機能付き光学ユニットの特性が悪化する。例えば、可動体の動作が不安定になるおそれがある。また、磁性部材が磁石に吸着されて光軸が傾くおそれがある。

【0006】

可動体に磁性部材を配置しなければ、振れ補正機能付き光学ユニットの特性の悪化を回避できるが、磁気バネがないため、可動体を原点位置に復帰させて保持することができない。可動体を保持できないと、振れ補正機能付き光学ユニットを搭載した装置が動いたときに、可動体が固定体に対して動いてカタカタ音がしたり、可動体が固定体に衝突して破損するおそれがある。

【0007】

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、磁気バネなどの原点復帰機構を用いることなく、固定体に対して可動体が動かないように保持することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するために、本発明は、撮像装置に搭載される振れ補正機能付き光学ユニットであって、光学素子、および、前記光学素子の光軸上に配置される撮像素子を備える可動体と、前記可動体を揺動可能に支持する揺動支持機構と、前記揺動支持機構を介して前記可動体を支持する固定体と、前記可動体を揺動させる磁気駆動機構と、前記磁気駆動機構を制御する駆動制御部と、を有し、前記磁気駆動機構は、前記可動体および前記固
定体の一方に固定されたコイルと、前記可動体および前記固定体の他方に固定された磁石と、を備え、前記駆動制御部は、前記撮像装置が撮像モードであるときは第１制御モードであり、前記撮像装置が非撮像モードであるときは第２制御モードであり、前記第２制御モードでは、前記撮像装置の動きが検知されたことに基づき、前記コイルに通電して前記可動体を前記固定体に対して停止させることを特徴とする。

【0009】

また、上記課題を解決するために、本発明は、振れ補正機能付き光学ユニットおよび通電制御部を備え、撮像モードおよび非撮像モードに切り換え可能な撮像装置であって、前記振れ補正機能付き光学ユニットは、光学素子、および、前記光学素子の光軸上に配置される撮像素子を備える可動体と、前記可動体を揺動可能に支持する揺動支持機構と、前記揺動支持機構を介して前記可動体を支持する固定体と、前記可動体を揺動させる磁気駆動機構と、を有し、前記磁気駆動機構は、前記可動体および前記固定体の一方に固定されたコイルと、前記可動体および前記固定体の他方に固定された磁石と、を備え、前記撮像モードでは前記通電制御部が第１制御モードであり、前記非撮像モードでは前記通電制御部が第２制御モードであり、前記第２制御モードでは、前記撮像装置の動きが検知されたことに基づき、前記コイルに通電して前記可動体を前記固定体に対して停止させることを特徴とする。

【0010】

本発明によれば、振れ補正機能付き光学ユニットが搭載される撮像装置が非撮像モードのときには、撮像装置の動きが検知された場合に、コイルに通電して可動体を固定体に対して停止させる。従って、磁気バネなどの原点復帰機構がなくても、磁気駆動機構の通電制御によって、慣性によって固定体に対して可動体が動かないように保持できる。よって、可動体が動くときの音の発生や、可動体と固定体との衝突による破損を抑制できる。また、コイルへの通電は撮像装置の動きが検知されたときだけ行うので、コイルへの通電時間を減らすことができる。従って、消費電力を低減させることができる。

【0011】

本発明において、前記磁気駆動機構は、予め設定した軸線と前記光軸とが一致する原点位置、および、前記軸線に対して前記光軸が所定の角度で傾斜する最大傾斜位置の間で前記可動体を揺動させ、前記第２制御モードでは、前記撮像装置の動きが検知されたことに基づき、前記原点位置で前記可動体を保持するための基準電流を前記コイルに通電することが好ましい。このように、予め基準電流を決定しておくことにより、可動体を原点位置で保持する制御が容易である。また、可動体を保持する位置を原点位置にすることで、可動体と固定体とが衝突するおそれを少なくすることができる。

【0012】

本発明において、前記第２制御モードから前記第１制御モードに切り換わったことに基づき、前記原点位置に前記可動体を保持するための基準電流を前記コイルに通電することが好ましい。例えば、撮像モードになった直後に基準電流を流して可動体を原点位置に位置決めすれば、可動体の傾きを補正しやすい。

【0013】

本発明において、前記可動体に接続されるフレキシブルプリント基板を備えており、前記基準電流は、前記フレキシブルプリント基板から前記可動体に加わる反力に抗して前記可動体を前記原点位置に保持する電流である。このようにすると、可動体に反力が加わる形状にフレキシブルプリント基板を引き回した場合でも、可動体を原点位置に保持することができる。

【0014】

本発明において、前記第２制御モードでは、前記コイルに通電して前記可動体を前記固定体に対して停止させた状態で、前記撮像装置の動きが所定時間検知されない場合に、前記コイルへの通電を停止することが好ましい。このように、可動体を保持する必要がなくなったときには通電を停止することにより、消費電力を低減させることができる。

【0015】

本発明において、前記撮像装置に設けられたジャイロスコープの信号に基づき、前記撮像装置の動きの有無を判定する。このように、ジャイロスコープの信号を利用すれば、新たに検知手段を設ける必要がない。あるいは、前記磁石に対向するホール素子を備え、前記ホール素子の信号に基づき、前記撮像装置の動きの有無を判定することもできる。このように、可動体の傾きを検知するために設けられたホール素子を用いて撮像装置の動きを検知すれば、新たに検知手段を設ける必要がない。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、振れ補正機能付き光学ユニットが搭載される撮像装置が非撮像モードのときには、撮像装置の動きが検知された場合に、コイルに通電して可動体を固定体に対して停止させる。従って、磁気バネなどの原点復帰機構がなくても、磁気駆動機構への通電によって、慣性によって固定体に対して可動体が動かないように保持できる。よって、可動体が動くときの音の発生や、可動体と固定体との衝突による破損を抑制できる。また、コイルへの通電は撮像装置の動きが検知されたときだけ行うので、コイルへの通電時間を減らすことができる。従って、消費電力を低減させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明を適用した振れ補正機能付き光学ユニットを光軸を含む面で切断した断面図である。

【図2】図１の振れ補正機能付き光学ユニットを光軸に垂直な面で切断した断面図である。

【図3】図１の振れ補正機能付き光学ユニットを備えた撮像装置のブロック図である。

【図4】第１制御モードと第２制御モードにおける通電制御のフローチャートである。

【図5】本発明を適用した撮像装置のブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

（全体構成）
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１の実施形態を説明する。図１は、本発明を適用した振れ補正機能付き光学ユニット１を光軸Ｌを含む面で切断した断面図である。図２は、図１の振れ補正機能付き光学ユニット１を光軸Ｌに垂直な面で切断した断面図である。

【0019】

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（以下、光学ユニット１という）は、光学素子２および撮像素子１０を備える可動体３と、可動体３を揺動可能に支持する揺動支持機構４と、揺動支持機構４を介して可動体３を支持する固定体５と、を備える。また、光学ユニット１は、可動体３を揺動させる磁気駆動機構６と、磁気駆動機構６を制御する駆動制御部７（図３参照）と、可動体３に接続されるフレキシブルプリント基板８、９を備える。

【0020】

可動体３は、揺動支持機構４により、予め定めた軸線Ｚ０と光学素子２の光軸Ｌとが一致する原点位置、および、軸線Ｚ０に対して光軸Ｌが所定の角度（例えば、３°）傾斜する最大傾斜位置の間で揺動可能に支持される。駆動制御部７は、磁気駆動機構６に通電する駆動電流を制御して、原点位置と最大傾斜位置との間で可動体３を揺動させる。本形態では、軸線Ｚ０は固定体５の中心軸線である。図１、図２は、可動体３が原点位置に停止し、光軸Ｌと軸線Ｚ０が一致している状態を示す。

【0021】

図１に示すように、光軸Ｌ方向の一方側Ｌ１は光学ユニット１の被写体側であり、他方側Ｌ２は反被写体側（像側）である。本明細書において、ＸＹＺの３軸は互いに直交する方向である。軸線Ｚ０はＺ軸方向と一致する。光学ユニット１は、可動体３をＸ軸回りおよびＹ軸回りに揺動させて振れ補正を行う。

【0022】

（揺動支持機構）
揺動支持機構４は、ジンバル機構である。図２に示すように、本形態では、可動体３は、固定体５の中央に配置される。可動体３は、揺動支持機構４により、軸線Ｚ０と交差する第１軸線Ｒ１回りに揺動可能に支持されるとともに、軸線Ｚ０および第１軸線Ｒ１と交差する第２軸線Ｒ２回りに揺動可能に支持される。第１軸線Ｒ１および第２軸線Ｒ２は、固定体５の対角方向であり、固定体５の中心軸線である軸線Ｚ０と直交する。また、第１軸線Ｒ１および第２軸線Ｒ２は、互いに直交する。本形態では、第１軸線Ｒ１回りの回転と第２軸線Ｒ２回りの回転を合成することにより、可動体３をＸ軸回りおよびＹ軸回りに揺動させる。これにより、Ｘ軸回りの振れ補正、およびＹ軸回りの振れ補正を行う。

【0023】

図２に示すように、揺動支持機構４は、可動体３を固定体５に対して組み付けたときに第１軸線Ｒ１方向で離間する２か所に配置される第１揺動支持部４１と、第２軸線Ｒ２方向で離間する２か所に配置される第２揺動支持部４２と、第１揺動支持部４１および第２揺動支持部４２によって支持される可動枠４３を備える。可動枠４３はジンバルばねである。可動枠４３は、第１軸線Ｒ１方向の対角位置に設けられた第１支点部４４と、第２軸線Ｒ２方向の対角位置に設けられた第２支点部４５と、軸線Ｚ０回りで隣り合う第１支点部４４と第２支点部４５を繋ぐ４か所の連結部４６を備える。連結部４６は蛇行部を備えており、軸線Ｚ０に対して直交する方向に弾性変形可能である。

【0024】

可動枠４３の第１支点部４４と第２支点部４５には、溶接等によって金属製の球体４７が固定される。第１揺動支持部４１は可動体３に設けられており、第２揺動支持部４２は固定体に設けられている。第１揺動支持部４１には、第１支点部４４の球体４７と第１軸線Ｒ１方向に点接触する凹曲面（図示省略）が設けられている。また、第２揺動支持部４２には、第２支点部４５の球体４７と第２軸線Ｒ２方向に点接触する凹曲面（図示省略）が設けられている。各凹曲面は接点ばねなどの弾性部材に設けられており、球体４７に弾性接触する。これにより、可動体３と固定体５とが揺動支持機構４を介して接続される。

【0025】

（固定体）
図１、図２に示すように、固定体５は、可動体３の外周側を囲む筒状の第１ケース１１と、第１ケース１１の反被写体側（像側）の端部に固定される第２ケース１２を備える。第１ケース１１は、Ｘ軸方向に対向する側板１３、１４と、Ｙ軸方向に対向する側板１５、１６とを備える。Ｙ軸方向に対向する側板１５、１６の内周面には、それぞれ、第１駆動用磁石６１Ｘが固定される。また、Ｘ軸方向に対向する側板１３、１４の内周面には、それぞれ、第２駆動用磁石６１Ｙが固定される。第１ケース１１は磁性材料から構成されているので、第１駆動用磁石６１Ｘおよび第２駆動用磁石６１Ｙに対するヨークとして機能する。

【0026】

図２に示すように、第２ケース１２は、第２軸線Ｒ２上の対角位置に配置される接点部材保持部１７を備える。接点部材保持部１７には、揺動支持機構４の第２揺動支持部４２を構成する接点ばねなどの弾性部材（図示省略）が保持される。

【0027】

（可動体）
図２に示すように、可動体３は、光学モジュール３１と、光学モジュール３１を保持するホルダ３２を備える。光学モジュール３１は、レンズなどの光学素子２と、光学素子２の光軸Ｌ上に配置される撮像素子１０を備える。ホルダ３２は、光学モジュール３１が嵌まる保持孔が設けられた枠部３３と、枠部３３のＸ軸方向の両端から被写体側Ｌ１に立ち上がりＹ軸方向に延在する一対の壁部３５、３６と、枠部３３のＹ軸方向の両端から被写体側Ｌ１に立ち上がりＸ軸方向に延在する一対の壁部３７、３８とを備える。

【0028】

各壁部３５、３６、３７、３８において径方向の外側を向く外側面には、コイル固定部３９が設けられている。Ｙ軸方向に対向する壁部３７、３８のコイル固定部３９には、それぞれ、第１駆動用コイル６２Ｘが固定される。Ｘ軸方向に対向する壁部３５、３６のコイル固定部３９には、それぞれ、第２駆動用コイル６２Ｙが固定される。また、壁部３５のコイル固定部３９、および、壁部３７のコイル固定部３９には、ホール素子６３が固定される。

【0029】

ホルダ３２は、枠部３３の第１軸線Ｒ１上の対角位置に配置される接点部材保持部３４を備える。接点部材保持部３４には、揺動支持機構４の第１揺動支持部４１を構成する接点ばねなどの弾性部材（図示省略）が保持される。

【0030】

可動体３の底部からは、フレキシブルプリント基板８、９が引き出されている。フレキシブルプリント基板８、９は、可動体３の揺動が可能となるように撓んだ形状に引き回されており、第１ケース１１および第２ケース１２の外部に引き出されている。フレキシブルプリント基板８には、撮像素子１０に接続される信号線や給電線が設けられている。また、フレキシブルプリント基板９には、磁気駆動機構６の第１駆動用コイル６２Ｘおよび第２駆動用コイル６２Ｙに接続される給電線が設けられている。

【0031】

（磁気駆動機構）
磁気駆動機構６は、可動体３をＸ軸回りに揺動させる第１磁気駆動機構６Ｘ、および、可動体３をＹ軸回りに揺動させる第２磁気駆動機構６Ｙを備える。第１磁気駆動機構６Ｘは、Ｙ軸方向で対向する第１駆動用磁石６１Ｘと第１駆動用コイル６２Ｘとからなる組を２組備える。２つの第１駆動用コイル６２Ｘは、通電時にＸ軸回りの同一方向の磁気駆動力が発生するように配線接続されている。また、第２磁気駆動機構６Ｙは、Ｙ軸方向で対向する第２駆動用磁石６１Ｙと第２駆動用コイル６２Ｙとからなる組を２組備える。２つの第２駆動用コイル６２Ｙは、通電時にＹ軸回りの同一方向の磁気駆動力が発生するように配線接続されている。

【0032】

図１に示すように、第１駆動用磁石６１Ｘおよび第２駆動用磁石６１Ｙは、Ｚ軸方向に２つに分極着磁されている。従って、第１駆動用磁石６１Ｘおよび第２駆動用磁石６１Ｙは、内周面側の磁極が軸線Ｚ０と垂直で周方向に延びる着磁分極線６１ａを境にして異なるように着磁されている。第１駆動用コイル６２Ｘおよび第２駆動用コイル６２Ｙは空芯コイルであり、＋Ｚ方向側および－Ｚ方向側の長辺部分が有効辺として利用される。可動体３が原点位置のときに、各ホール素子６３は、各ホール素子６３の外周側に位置する磁石の着磁分極線６１ａと対向する。

【0033】

磁気駆動機構６は、第１駆動用コイル６２Ｘに通電することにより、光学モジュール３１備えた可動体３をＸ軸回りに揺動させる。また、第２駆動用コイル６２Ｙに通電することにより、光学モジュール３１備えた可動体３をＹ軸回りに揺動させる。これにより、Ｘ軸回りの振れ補正、およびＹ軸回りの振れ補正を行う。

【0034】

（撮像装置）
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搭載される。光学ユニット１は、光学素子２を通過した光を撮像素子１０に入射させて撮像する撮像部を構成している。以下、本明細書において、光学ユニット１が搭載される光学機器を撮像装置１００と呼ぶ。

【0035】

図３は、図１の振れ補正機能付き光学ユニットを備えた撮像装置１００のブロック図である。なお、図３では、光学ユニット１の制御に関連する構成のみを図示し、光学ユニッ
ト１の制御に関連しない構成は図示を省略する。撮像装置１００は、制御部１０１およびジャイロスコープ１０２を備える。撮影時に撮像装置１００の振れ（動き）が発生すると、光学ユニット１は、撮影画像が乱れることを回避するため、ジャイロスコープ１０２によって検出された加速度や角速度、振れ量等に基づき、可動体３の傾きを補正する。

【0036】

光学ユニット１は、第１駆動用コイル６２Ｘおよび第２駆動用コイル６２Ｙに駆動電流を流す駆動回路を備えた駆動制御部７を有する。駆動制御部７は、例えば、フレキシブルプリント基板８、９が接続される図示しない制御基板に設けられている。駆動制御部７は、通電制御プログラムを実行することにより、後述する図４のフローチャートの通りに第１駆動用コイル６２Ｘおよび第２駆動用コイル６２Ｙの通電制御を行う。

【0037】

駆動制御部７には、ホール素子６３の信号が入力される。また、駆動制御部７には、制御部１０１からの制御信号が入力されるとともに、ジャイロスコープ１０２からの信号が入力される。可動体３の傾きを補正するとき、駆動制御部７は、ジャイロスコープ１０２の信号に基づき、第１駆動用コイル６２Ｘおよび第２駆動用コイル６２Ｙに流す駆動電流を制御する。

【0038】

撮像装置１００は、撮像モードと非撮像モードの２つの制御モードを備える。撮像モードと非撮像モードでは、光学ユニット１の制御が異なる。例えば、撮像装置１００が携帯機器である場合には、制御部１０１は、図示しないカメラスイッチの操作に基づき、撮像モードと非撮像モードを切り換える。制御部１０１は、撮像モードに切り換わると、駆動制御部７を第１制御モードに切り換える。また、制御部１０１は、非撮像モードに切り換わると、駆動制御部７を第２制御モードに切り換える。

【0039】

（基準電流）
光学ユニット１は、可動体３を原点位置に保持するための原点復帰機構として従来設けられていた磁気バネを備えておらず、第１駆動用コイル６２Ｘおよび第２駆動用コイル６２Ｙにそれぞれ、予め設定した基準電流を流すことによって可動体３を原点位置に保持する。基準電流の値は、撮像装置１００の製造後に個体ごとに設定され、駆動制御部７に記憶されている。駆動制御部７は、可動体３の振れ補正を行うときは、基準電流を流して可動体３を原点位置に戻す。そして、基準電流に対する駆動電流の増減量を制御することにより、軸線Ｚ０に対する光軸Ｌの傾きを調節して、可動体３の傾きを補正する。

【0040】

（第１制御モード（撮像モード））
図４は、第１制御モードと第２制御モードにおける通電制御のフローチャートである。カメラスイッチのオン操作により、撮像装置１００が撮像モードに切り換わると、光学ユニット１では、駆動制御部７が第１制御モードに切り換わる（ステップＳＴ１）。駆動制御部７は、第１制御モードに切り換わった直後に第１駆動用コイル６２Ｘおよび第２駆動用コイル６２Ｙに基準電流を流す（ステップＳＴ２）。これにより、可動体３は原点位置に位置決めされる。そして、ジャイロスコープ１０２からの信号に基づき、可動体３の傾きを補正する（ステップＳＴ３）。これにより、撮影画像の乱れを抑制する。

【0041】

（第２制御モード（非撮像モード））
次に、カメラスイッチのオフ操作により、撮像装置１００が非撮像モードに切り換わると、光学ユニット１では、駆動制御部７が第２制御モードに切り換わる（ステップＳＴ４）。非撮像モードでは撮像を行わないため、光学ユニット１は使用されず、可動体３の振れ補正は不要である。そこで、駆動制御部７は、第２制御モードに切り換わった直後に第１駆動用コイル６２Ｘおよび第２駆動用コイル６２Ｙへの通電を停止する（ステップＳＴ５）。これにより、可動体３に原点位置に保持する保持力が作用しなくなる。

【0042】

第１駆動用コイル６２Ｘおよび第２駆動用コイル６２Ｙへの通電を停止して可動体３に保持力が作用しない状態で、撮像装置１００が動くと、慣性によって可動体３が固定体５に対して動くので、可動体３がカタカタ動く音などの動作音の発生、および、可動体３と固定体５との衝突による光学ユニット１の破損のおそれがある。そこで、第２制御モードでは、撮像装置１００の動きの有無を監視する（ステップＳＴ６）。本形態では、ジャイロスコープ１０２からの信号に基づき、撮像装置１００の動きを検知し、動きが検知されるまでは、第１駆動用コイル６２Ｘおよび第２駆動用コイル６２Ｙへの通電を停止し続ける。

【0043】

駆動制御部７は、撮像装置１００の動きが検知された場合は（ステップＳＴ６：Ｙｅｓ）、第１駆動用コイル６２Ｘおよび第２駆動用コイル６２Ｙに基準電流を流す（ステップＳＴ７）。これにより、可動体３が原点位置に保持されるので、動作音や光学ユニット１の破損が抑制される。その後は、撮像装置１００の動きを検知しない状態が所定時間続いたか否かを判定し（ステップＳＴ８）、撮像装置１００の動きを検知しない状態が所定時間続くまで、基準電流の通電を続ける。撮像装置１００の動きを検知しない状態が所定時間続いた場合は（ステップＳＴ８：Ｙｅｓ）、第１駆動用コイル６２Ｘおよび第２駆動用コイル６２Ｙへの通電を停止する（ステップＳＴ９）。そして、ステップＳＴ６に戻る。

【0044】

駆動制御部７は、カメラスイッチのオン操作によって撮像装置１００が撮像モードに切り換わるまで、第２制御モードの制御（ステップＳＴ６～ＳＴ９）を続ける。第２制御モードのときに、再びカメラスイッチのオン操作が行われると、ステップＳＴ１に戻り、撮像装置１００が撮像モードに切り換わるとともに、駆動制御部７は第１制御モードに切り換わる。

【0045】

（本形態の主な作用効果）
以上のように、本形態の光学ユニット１は、光学素子２、および、光学素子２の光軸Ｌ上に配置される撮像素子１０を備える可動体３と、可動体３を揺動可能に支持する揺動支持機構４と、揺動支持機構４を介して可動体３を支持する固定体５と、可動体３を揺動させる磁気駆動機構６と、磁気駆動機構６を制御する駆動制御部７と、を有する。磁気駆動機構６は、可動体３および固定体５の一方に固定された第１駆動用コイル６２Ｘおよび第２駆動用コイル６２Ｙと、可動体３および固定体５の他方に固定された第１駆動用磁石６１Ｘおよび第２駆動用磁石６１Ｙと、を備える。駆動制御部７は、撮像装置１００が撮像モードであるときは第１制御モードであり、撮像装置１００が非撮像モードであるときは第２制御モードである。第２制御モードでは、撮像装置１００の動きが検知されたことに基づき（ステップＳＴ６：Ｙｅｓ）、第１駆動用コイル６２Ｘおよび第２駆動用コイル６２Ｙに通電して可動体３を固定体５に対して停止させる（ステップＳＴ７）。

【0046】

本形態では、撮像装置１００が撮像モードであるか非撮像モードであるかによって光学ユニット１の制御モードを切り換えており、非撮像モード（第２制御モード）では、撮像装置１００の動きが検知されたときだけ、第１駆動用コイル６２Ｘおよび第２駆動用コイル６２Ｙに通電して可動体３を停止させる。このように、磁気駆動機構６の通電制御によって可動体３を保持できるので、磁気バネなどの原点保持機構を備えていなくても、慣性によって可動体３が動かないように保持できる。従って、可動体３が動くときの音の発生や、可動体３と固定体５との衝突による破損を抑制できる。また、本形態では、撮像装置１００の動きが検知されていないときには（ステップＳＴ６：Ｎｏ、ステップＳＴ８：Ｙｅｓ）、第１駆動用コイル６２Ｘおよび第２駆動用コイル６２Ｙに通電しない。従って、通電時間を減らすことができ、消費電力を低減させることができる。

【0047】

例えば、本形態の光学ユニット１が搭載される撮像装置１００が携帯機器である場合には、携帯機器を所持した人が走ったときにその加速度を検知して可動体３が動かないよう
に保持できる。従って、走っている最中に可動体３がカタカタ鳴らないようにすることができる。また、撮像装置１００が携帯電話機である場合には、通話するために携帯電話機を持ち上げたときや、通話中に携帯電話機の姿勢が変化した場合などに、可動体３がカタカタ鳴らないようにすることができる。また、これらの機器を落下させるなどして強い衝撃が加わった際に、可動体３が固定体５にぶつかって壊れないようにすることができる。

【0048】

本形態では、磁気駆動機構６は、予め設定した軸線Ｚ０と光軸Ｌとが一致する原点位置、および、軸線Ｚ０に対して光軸Ｌが所定の角度で傾斜する最大傾斜位置の間で可動体３を揺動させる。そして、第２制御モードでは、撮像装置１００の動きが検知されたことに基づき、原点位置で可動体３を保持するための基準電流を第１駆動用コイル６２Ｘ、第２駆動用コイル６２Ｙに流す。このように、このように、予め基準電流を決定しておくことにより、可動体３を原点位置で保持する制御が容易である。また、可動体３を保持する位置を原点位置にすることで、可動体３と固定体５とが衝突するおそれを少なくすることができる。

【0049】

本形態では、第２制御モードから第１制御モードに切り換わったことに基づき、原点位置に可動体３を保持するための基準電流を第１駆動用コイル６２Ｘ、第２駆動用コイル６２Ｙに通電する。例えば、撮像装置１００が撮像モードになった直後に基準電流を通電すれば、撮像装置１００が撮像モードになった直後に可動体３が原点位置に復帰する。従って、可動体３の傾きを補正しやすい。

【0050】

本形態では、可動体３に接続されるフレキシブルプリント基板８、９を備えている。基準電流は、フレキシブルプリント基板８、９から可動体３に加わる反力に抗して可動体３を原点位置に保持する電流である。従って、可動体３に反力が加わる形状にフレキシブルプリント基板８、９を引き回した場合でも、可動体３を原点位置に保持できる。

【0051】

本形態では、第２制御モードでは、第１駆動用コイル６２Ｘおよび第２駆動用コイル６２Ｙに通電して可動体３を固定体５に対して停止させた状態で（ステップＳＴ７）、撮像装置１００の動きが所定時間検知されない場合に（ステップＳＴ８：Ｙｅｓ）、第１駆動用コイル６２Ｘ、第２駆動用コイル６２Ｙへの通電を停止する（ステップＳＴ９）。このように、可動体３を保持する必要がなくなったときは通電を停止することにより、消費電力を低減させることができる。

【0052】

本形態では、駆動制御部７は、撮像装置１００に設けられたジャイロスコープ１０２の信号に基づき、撮像装置１００の動きの有無を判定する。従って、振れ補正を行う際に用いるジャイロスコープ１０２の信号を利用するので、新たに検知手段を設ける必要がない。

【0053】

なお、本形態では、磁気駆動機構６は、第１駆動用磁石６１Ｘおよび第２駆動用磁石６１Ｙに対向するホール素子６３を備えており、ホール素子６３の信号に基づいて可動体３の傾きを検知して可動体３の傾きを補正する。そこで、駆動制御部７は、ホール素子６３の信号に基づき、撮像装置１００の動きの有無を判定するように構成してもよい。このようにすると、既存のホール素子６３を用いて撮像装置１００の動きを検知できるので、新たに検知手段を設ける必要がない。

【0054】

（変形例）
（１）上記形態では、磁気駆動機構６は、第１駆動用磁石６１Ｘおよび第２駆動用磁石６１Ｙが固定体５に設けられ、第１駆動用コイル６２Ｘおよび第２駆動用コイル６２Ｙが可動体３に設けられているが、第１駆動用コイル６２Ｘおよび第２駆動用コイル６２Ｙが固定体５に設けられ、第１駆動用磁石６１Ｘおよび第２駆動用磁石６１Ｙが可動体３に設け
られている構成を採用してもよい。

【0055】

（２）上記形態では、揺動支持機構４はジンバル機構であったが、他の構成の揺動支持機構であってもよい。例えば、ピボット機構であってもよい。

【0056】

（他の実施形態）
上記形態は、撮像モードと非撮像モードで異なる通電制御を行う駆動制御部７が光学ユニット１に設けられている形態であったが、本形態は、撮像装置１００Ａの制御部１０１Ａが通電制御部１０３を備えており、通電制御部１０３は、撮像モードと非撮像モードで異なる通電制御を行う。

【0057】

図５は、本発明を適用した撮像装置１００Ａのブロック図である。撮像装置１００Ａは、光学ユニット１Ａと、制御部１０１Ａと、ジャイロスコープ１０２を備える。制御部１０１Ａは、通電制御部１０３を備えている。通電制御部１０３は、通電制御プログラムを実行することにより、図４のフローチャートの通りに第１駆動用コイル６２Ｘおよび第２駆動用コイル６２Ｙの通電制御を行う。

【0058】

光学ユニット１Ａは、上記形態と同様に、光学素子２、および、光学素子２の光軸Ｌ上に配置される撮像素子１０を備える可動体３と、可動体３を揺動可能に支持する揺動支持機構４と、揺動支持機構４を介して可動体３を支持する固定体５と、可動体３を揺動させる磁気駆動機構６と、磁気駆動機構６を制御する駆動制御部７と、を有する。磁気駆動機構６は、可動体３および固定体５の一方に固定された第１駆動用コイル６２Ｘおよび第２駆動用コイル６２Ｙと、可動体３および固定体５の他方に固定された第１駆動用磁石６１Ｘおよび第２駆動用磁石６１Ｙと、を備える。

【0059】

撮像装置１００Ａは、上記形態と同様に、撮像モードおよび非撮像モードに切り換え可能である。撮像装置１００Ａが撮像モードであるときは、通電制御部１０３が第１制御モードであり、撮像装置１００Ａが非撮像モードであるときは、通電制御部１０３が第２制御モードである。第２制御モードでは、撮像装置１００Ａの動きが検知されたことに基づき（ステップＳＴ６：Ｙｅｓ）、第１駆動用コイル６２Ｘおよび第２駆動用コイル６２Ｙに通電して可動体３を固定体５に対して停止させる（ステップＳＴ７）。また、撮像装置１００Ａの動きが検知されていないときには（ステップＳＴ６：Ｎｏ、ステップＳＴ８：Ｙｅｓ）、第１駆動用コイル６２Ｘおよび第２駆動用コイル６２Ｙに通電しない。

【0060】

従って、撮像装置１００Ａは、上記形態と同様に、磁気駆動機構６の通電制御によって可動体３を保持できるので、磁気バネなどの原点保持機構を備えていなくても、慣性によって可動体３が動かないように保持できる。よって、可動体３が動くときの音の発生や、可動体３と固定体５との衝突による破損を抑制できる。また、撮像装置１００の動きが検知されたときだけ通電するので、通電時間を減らすことができ、消費電力を低減させることができる。

【符号の説明】

【0061】

１、１Ａ…光学ユニット（振れ補正機能付き光学ユニット）、２…光学素子、３…可動体、４…揺動支持機構、５…固定体、６…磁気駆動機構、６Ｘ…第１磁気駆動機構、６Ｙ…第２磁気駆動機構、７…駆動制御部、８、９…フレキシブルプリント基板、１０…撮像素子、１１…第１ケース、１２…第２ケース、１３、１４、１５、１６…側板、１７…接点部材保持部、３１…光学モジュール、３２…ホルダ、３３…枠部、３４…接点部材保持部、３５、３６、３７、３８…壁部、３９…コイル固定部、４１…第１揺動支持部、４２…第２揺動支持部、４３…可動枠、４４…第１支点部、４５…第２支点部、４６…連結部、４７…球体、６１Ｘ…第１駆動用磁石、６１Ｙ…第２駆動用磁石、６１ａ…着磁分極線、
６２Ｘ…第１駆動用コイル、６２Ｙ…第２駆動用コイル、６３…ホール素子、１００、１００Ａ…撮像装置、１０１、１０１Ａ…制御部、１０２…ジャイロスコープ、１０３…通電制御部、Ｌ…光軸、Ｒ１…第１軸線、Ｒ２…第２軸線、Ｚ０…軸線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】