(57)【要約】【課題】製品仕様の補正可能角度を超える振れが発生した直後でも、撮像モジュールの振れを補正できる振れ補正機能付き光学ユニットを提供すること。【解決手段】振れ補正機能付き光学ユニット１は、固定体４にＸ軸回りで揺動可能な状態で支持された撮像モジュール２と、撮像モジュール２に固定された角速度センサ９と、撮像モジュール２を揺動させる磁気駆動機構１７と、角速度センサ９からの信号に基づいて磁気駆動機構１７を駆動する制御部２５と、撮像モジュール２が揺動可能範囲の中央の中間位置２Ａから離間すると当該撮像モジュール２を中間位置２Ａに復帰させる復帰力を発揮する復帰機構２３を有する。制御部２５は、磁気駆動機構１７を駆動して撮像モジュール２を揺動可能範囲の端に到達させているときに当該撮像モジュール２の揺動の方向が反転すると、磁気駆動機構１７の駆動を停止する。【選択図】図２
2020020913.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子を備える撮像モジュールと、
前記撮像モジュールを所定の軸線回りに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撮像モジュールを支持する固定体と、
前記撮像モジュールに固定された角速度センサと、
前記撮像モジュールを揺動させる磁気駆動機構と、
前記角速度センサからの信号に基づいて前記磁気駆動機構を駆動して前記撮像モジュールの揺動を打ち消す振れ補正動作を行う制御部と、
前記撮像モジュールが、当該撮像モジュールの揺動可能範囲の中央の中間位置から離間すると当該撮像モジュールを前記中間位置に復帰させる復帰力を発揮する復帰機構と、を有し、
前記制御部は、前記磁気駆動機構を駆動して前記撮像モジュールを前記揺動可能範囲の端に到達させているときに当該撮像モジュールの揺動の方向が反転すると、前記磁気駆動機構の駆動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２】
前記制御部は、前記磁気駆動機構の駆動を停止させた後に所定の時間が経過すると、前記振れ補正動作を再開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３】
前記復帰機構は、前記固定体と前記撮像モジュールとの間に架け渡されたバネを備え、
前記復帰力は、前記バネの弾性力であり、
前記所定の時間は、前記バネのバネ定数に基づいて設定され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。
【請求項４】
前記復帰機構は、前記固定体および前記撮像モジュールの一方に固定された磁性部材と、他方に固定された磁石と、を備え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。
【請求項５】
前記制御部は、前記角速度センサからの信号に基づいて、前記撮像モジュールの揺動が前記揺動可能範囲を超えたこと、および前記撮像モジュールの揺動の方向が反転したことを検出することを特徴とする請求項１から４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。
【請求項６】
前記固定体は、前記撮像モジュールが前記揺動可能範囲の端に達すると当該撮像モジュールに当接して当該撮像モジュールの揺動を規制するストッパ部を備えることを特徴とする請求項１から５のうちのいずれか一方に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。
【請求項７】
前記磁気駆動機構は、前記撮像モジュールおよび前記固定体の一方に設けた駆動コイルと、他方に設けた駆動マグネットと、を備え、
前記制御部は、前記角速度センサからの信号の出力レベルに基づいて前記駆動コイルへ印加する駆動電圧を増減させ、
前記駆動電圧が所定の電圧よりも大きい場合に、前記撮像モジュールの揺動が前記揺動可能範囲を超えたことを検出することを特徴とする請求項１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。
【請求項８】
前記撮像モジュールは、レンズを備え、
前記撮像素子は、前記レンズの光軸上に位置し、
前記固定体は、前記撮像モジュールを前記光軸と直交する軸回りに揺動可能に支持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。
【請求項９】
前記撮像モジュールは、レンズを備え、
前記撮像素子は、前記レンズの光軸上に位置し、
前記固定体は、前記撮像モジュールを前記光軸回りに揺動可能に支持することを特徴とする請求項１から８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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像モジュールを揺動させて撮像画像の振れを抑制する振れ補正機能付き光学ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
かかる振れ補正機能付き光学ユニットは特許文献１に記載されている。同文献の振れ補正機能付き光学ユニットは、撮像モジュールと、撮像モジュールを所定の軸線回りに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撮像モジュールを支持する固定体と、撮像モジュールと固定体との間に架け渡されたバネ部材と、を有する。撮像モジュールは、レンズおよび撮像素子を備える。揺動支持機構は、撮像モジュールをレンズの光軸と直交する軸線回りに揺動可能とする。固定体は、撮像モジュールが揺動可能範囲の端に達すると当該撮像モジュールに当接して撮像モジュールの揺動を規制するストッパ部を備える。バネ部材は、撮像モジュールがその揺動可能範囲の中間位置から離間したときに、撮像モジュールを中間位置に戻す付勢力を発揮する。
【０００３】
また、振れ補正機能付き光学ユニットは、撮像モジュールに取り付けられた振れ検出センサと、撮像モジュールを揺動させる磁気駆動機構と、振れ検出センサからの出力に基づいて磁気駆動機構を駆動制御する制御部と、を備える。振れ検出センサは、角速度センサである。磁気駆動機構は、撮像モジュールに固定された駆動コイルと、固定体に固定された駆動マグネットを備える。制御部は、角速度センサにより検出された撮像モジュールの揺動を打ち消すように磁気駆動機構を駆動する振れ補正動作を行う。例えば、振れ補正機能付き光学ユニットが軸線回りの一方向に振れた場合の振れ補正動作では、制御部は、角速度センサからの信号に基づいて駆動コイルに駆動電圧を印加して、撮像モジュールを軸線回りの他方向に揺動させる。これにより、制御部は、撮像モジュールを直前の位置に維持する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１２２６６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
振れ補正機能付き光学ユニットの一方向への振れが製品仕様の補正可能角度よりも大きい場合には、制御部は撮像モジュールを揺動可能範囲の他方向の端まで揺動させる。撮像モジュールが揺動可能範囲の他方向の端に達すると、撮像モジュールは固定体のストッパ部に当接した状態となる。
【０００６】
ここで、制御部が撮像モジュールを揺動可能範囲の他方向の端まで揺動させた後にも振れ補正機能付き光学ユニットの一方向への振れが収束しない場合には、撮像モジュールは固定体と共に一方向に揺動する。すなわち、撮像モジュールの他方側への揺動は固定体のストッパ部によって阻止されているので、振れ補正機能付き光学ユニットの振れが収束せず固定体の一方向への揺動が継続すれば、撮像モジュールは固定体と一緒に一方向に揺動する。また、撮像モジュールが固定体と一体に一方向に揺動し始めると、制御部は、角速度センサからの信号に基づいて磁気駆動機構を駆動して撮像モジュールを揺動可能範囲の他方向の端に維持する。この結果、撮像モジュールはストッパ部から離間することがないので、撮像モジュールは固定体と一体となって一方向に揺動する。
【０００７】
このような事態は、製品仕様の範囲外の事態である。従って、撮像モジュールの振れを補正できなくても、止むを得ない。しかし、製品仕様の補正可能角度を超える大きな振れが発生した場合には、その振れが収束した直後に発生した補正可能角度内の小さな振れについて、撮像モジュールの振れを補正できないことがある。
【０００８】
すなわち、製品仕様の補正可能角度を超える大きな振れが収束した直後に制御部が振れ補正動作を行うと、撮像モジュールは、大きな振れの収束時点の撮像モジュールと固定体との相対位置関係を保持した位置に維持される。ここで、大きな振れの収束時点では、撮像モジュールは揺動可能範囲の端の近傍に位置する。従って、大きな振れが収束した直後に発生した振れが製品仕様の補正可能角度内の小さなものであっても、その振れの方向によっては、角速度センサにより検出された撮像モジュールの揺動を打ち消す方向に撮像モジュールを揺動させることができず、撮像モジュールの振れを補正できないことがある。
【０００９】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、製品仕様の補正可能角度を超える大きな振れが発生した直後であっても撮像モジュールの振れを補正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。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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、撮像素子を備える撮像モジュールと、前記撮像モジュールを所定の軸線回りに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撮像モジュールを支持する固定体と、前記撮像モジュールに固定された角速度センサと、前記撮像モジュールを揺動させる磁気駆動機構と、前記角速度センサからの信号に基づいて前記磁気駆動機構を駆動して前記撮像モジュールの揺動を打ち消す振れ補正動作を行う制御部と、前記撮像モジュールが、当該撮像モジュールの揺動可能範囲の中央の中間位置から離間すると当該撮像モジュールを前記中間位置に復帰させる復帰力を発揮する復帰機構と、を有し、前記制御部は、前記磁気駆動機構を駆動して前記撮像モジュールを前記揺動可能範囲の端に到達させているときに当該撮像モジュールの揺動の方向が反転すると、前記磁気駆動機構の駆動を停止することを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、制御部は、磁気駆動機構を駆動して撮像モジュールを揺動可能範囲の端に到達させた後に当該撮像モジュールの揺動の方向が反転すると、磁気駆動機構の駆動を停止する。例えば、振れ補正機能付き光学ユニットに軸線回りの一方向への大きな振れが発生して制御部が撮像モジュールを揺動可能範囲の他方向の端まで到達させて撮像モジュールの振れを補正した場合には、振れ補正機能付き光学ユニットの振れの方向が反転して撮像モジュールの揺動の方向が反転すると、制御部は磁気駆動機構の駆動を停止する。ここで、磁気駆動機構が停止すると、撮像モジュールは復帰機構が発生させる復帰力によって揺動可能範囲の中間位置に戻る。従って、その後に制御部が振れ補正動作を再開すれば、撮像モジュールは振れ補正動作によって中間位置に維持される。ここで、中間位置では、撮像モジュールは軸線回りの双方向に揺動可能である。従って、その後に、撮像モジュールが軸線回りの一方向に振れた場合でも、他方向に振れた場合でも、制御部は撮像モジュールを振れの方向とは反対方向に揺動させて、撮像モジュールの振れを補正できる。
【００１２】
本発明において、前記制御部は、前記磁気駆動機構の駆動を停止させた後に所定の時間が経過すると、前記振れ補正動作を再開するものとすることができる。
【００１３】
本発明において、前記復帰機構は、前記固定体と前記撮像モジュールとの間に架け渡されたバネを備え、前記復帰力は、前記バネの弾性力であり、前記所定の時間は、前記バネのバネ定数に基づいて設定されるものとすることができる。このようにすれば、撮像モジュールが揺動可能範囲の端から中間位置に戻った後に振れ補正動作を再開することが容易
となる。
【００１４】
本発明において、前記復帰機構は、前記固定体および前記撮像モジュールの一方に固定された磁性部材と、他方に固定された磁石と、を備えるものとすることができる。すなわち、復帰機構は、所謂、磁気バネとすることができる。
【００１５】
本発明において、前記制御部は、前記角速度センサからの信号に基づいて、前記撮像モジュールの揺動が前記揺動可能範囲を超えたこと、および前記撮像モジュールの揺動の方向が反転したことを検出することが望ましい。このようにすれば、角速度センサの他に、撮像モジュールの変位を検出するセンサを設ける必要がない。
【００１６】
本発明において、前記固定体は、前記撮像モジュールが前記揺動可能範囲の端に達すると当該撮像モジュールに当接して当該撮像モジュールの揺動を規制するストッパ部を備えるものとすることができる。このようにすれば、撮像モジュールの揺動可能範囲を正確に規定できる。すなわち、このようなストッパ部を備えれば、振れ補正機能付き光学ユニットにおける製品仕様の補正可能角度を正確に規定できる。
【００１７】
本発明において、前記磁気駆動機構は、前記撮像モジュールおよび前記固定体の一方に設けた駆動コイルと、他方に設けた駆動マグネットと、を備え、前記制御部は、前記角速度センサからの信号の出力レベルに基づいて前記駆動コイルへ印加する駆動電圧を増減させ、前記駆動電圧が所定の電圧よりも大きい場合に、前記撮像モジュールの揺動が前記揺動可能範囲を超えたことを検出することが望ましい。このようにすれば、角速度センサからの信号の出力レベルと、駆動コイルへの駆動電圧が対応するものとなる。従って、駆動電圧に基づいて、撮像モジュールが揺動可能範囲の端に到達するか否かを把握できる。
【００１８】
本発明において、前記撮像モジュールは、レンズを備え、前記撮像素子は、前記レンズの光軸上に位置し、前記固定体は、前記撮像モジュールを前記光軸と直交する軸回りに揺動可能に支持するものとすることができる。このようにすれば、撮像モジュールを光軸と直交する回りに揺動させて当該撮像モジュールの振れを補正するヨーインク補正、或いは、ピッチング補正を行うことができる。
【００１９】
本発明において、前記撮像モジュールは、レンズを備え、前記撮像素子は、前記レンズの光軸上に位置し、前記固定体は、前記撮像モジュールを前記光軸回りに揺動可能に支持するものとすることができる。このようにすれば、撮像モジュールを光軸回りに揺動させて当該撮像モジュールの振れを補正するローリング補正を行うことができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の振れ補正機能付き光学ユニットによれば、製品仕様の補正可能角度を超える大きな振れが収束した直後に製品仕様の補正可能角度内の振れが発生したときに、その振れの方向に拘わらず、撮像モジュールの振れを補正できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明を適用した振れ補正機能付き光学ユニットの概略構成図である。
【図２】振れ補正動作のフローチャートである。
【図３】振れ補正動作における撮像モジュールと固定体の位置関係の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
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。
【００２３】
（全体構成）
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の概略構成図である。図１では振れ補正機能付き光学ユニットを撮像モジュールのレンズの光軸に沿った方向に切断して示す。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、撮影時に光学機器に振れが発生すると、撮像画像に乱れが発生する。従って、振れ補正機能付き光学ユニット１は、搭載する撮像モジュール２の振れを補正することにより、撮影画像の乱れを回避する。
【００２４】
図１に示すように、振れ補正機能付き光学ユニット１は、撮像モジュール２と、撮像モジュール２を揺動可能に支持する揺動支持機構３と、揺動支持機構３を介して撮像モジュール２を支持する固定体４と、を備える。撮像モジュール２は、撮像素子６と、レンズ７と、を備える。揺動支持機構３は、撮像モジュール２を光軸Ｌと直交する所定の軸線Ｍ回りに揺動可能に支持する。揺動支持機構３は、例えば、ジンバル機構である。
【００２５】
以下の説明では、互いに直交する３軸をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸とする。Ｘ軸方向は、撮像モジュール２の揺動中心である軸線Ｍに沿った方向である。Ｚ軸方向は、撮像モジュール２がその揺動可能範囲の中央に位置する中間位置２Ａに位置する場合に当該撮像モジュール２の光軸Ｌに沿った方向である。Ｙ軸方向は、図１では左右方向となる。また、以下では、Ｘ軸回り（軸線Ｍ回り）の一方向を＋Ｘ方向、他方向を−Ｘ方向とする。Ｙ軸方向の一方側をＹ１方向、他方側をＹ２方向とする。Ｚ軸方向において、レンズ７が位置する側をＺ１方向、撮像素子６が位置する側をＺ２方向とする。Ｚ１方向は振れ補正機能付き光学ユニット１の被写体側であり、Ｚ２方向は振れ補正機能付き光学ユニット１の反被写体側である。
【００２６】
撮像モジュール２には角速度センサ９が取り付けられている。本例では、角速度センサ９は、撮像モジュール２のＺ２方向の端面に固定されている。角速度センサ９は、検出した角速度に対応する出力レベルの電圧信号を出力する。すなわち、大きい角速度を検出した場合には出力レベルの大きい（高い値）の電圧信号を出力し、小さい角速度を検出した場合には、出力レベルの低い（低い値）の電圧信号を出力する。また、角速度センサ９は、＋Ｘ方向への角速度を検出した場合には、＋の電圧信号を出力し、−Ｘ方向の角速度を検出した場合には、―の電圧信号を出力する。換言すれば、角速度センサ９は、撮像モジュール２が＋Ｘ方向へ揺動した場合には＋の電圧信号を出力し、撮像モジュール２が−Ｘ方向に揺動した場合には、―の電圧信号を出力する。
【００２７】
固定体４は、撮像モジュール２のＺ２方向の側に位置する矩形の底板部１１を備える。また、固定体４は、底板部１１の外周縁からＺ１方向に延びる角筒部１２を備える。角筒部１２においてＹ軸方向で対向する一対の内壁面には、それぞれ駆動マグネット１５が固定されている。ここで、撮像モジュール２において各駆動マグネット１５と対向する位置には、それぞれ駆動コイル１６が固定されている。固定体４に固定された駆動マグネット１５と撮像モジュール２に固定された駆動コイル１６とは、撮像モジュール２を軸線Ｍ回りに揺動させる磁気駆動機構１７を構成する。
【００２８】
また、固定体４は、撮像モジュール２が軸線Ｍ回りに揺動する揺動可能範囲を規定するストッパ部１９を備える。ストッパ部１９は、撮像モジュール２が揺動可能範囲の＋Ｘ方向の端に達すると当該撮像モジュール２に当接して撮像モジュール２の揺動を規制する第１ストッパ部２０を備える。また、ストッパ部１９は、撮像モジュール２が揺動可能範囲の−Ｘ方向の端に達すると当該撮像モジュール２に当接して撮像モジュール２の揺動を規制する第２ストッパ部２１を備える。第１ストッパ部２０および第２ストッパ部２１は底
板部１１に設けられている。撮像モジュール２の揺動可能範囲は、撮像モジュール２が第１ストッパ部２０に当接した位置から、撮像モジュール２が第２ストッパ部２１に当接する位置までの角度範囲である。
【００２９】
次に、振れ補正機能付き光学ユニット１は、撮像モジュール２が揺動可能範囲の中央の中間位置２Ａから＋Ｘ方向或いは−Ｘ方向に離間すると当該撮像モジュール２を中間位置２Ａに復帰させる復帰力を発揮する復帰機構２３を備える。本例では、復帰機構２３は、撮像モジュール２と固定体４との間に架け渡された板バネ２４である。撮像モジュール２を中間位置２Ａに復帰させる復帰力は、板バネ２４の弾性力である。
【００３０】
また、振れ補正機能付き光学ユニット１は、磁気駆動機構１７を駆動制御する制御部２５を備える。図１に示すように、制御部２５の入力側には、角速度センサ９が接続されている。制御部２５の出力側には、駆動コイル１６が接続されている。
【００３１】
（制御部）
制御部２５は、角速度センサ９からの電圧信号に基づいて磁気駆動機構１７を駆動して撮像モジュール２の揺動を打ち消す振れ補正動作を行う。制御部２５は、振れ補正動作を行うための各種の値を記憶するレジスタを備える。
【００３２】
振れ補正動作において、制御部２５は、角速度センサ９から出力される電圧信号を一定周期でサンプリングし、取得した電圧信号に対応する駆動電圧を駆動コイル１６へ印加する閉ループ制御を行う。より具体的には、制御部２５は、角速度センサ９から＋の電圧信号が出力された場合には、角速度センサ９からの電圧信号の出力レベルに対応する出力レベルで、かつ、極性を反転させた−の駆動電圧を駆動コイル１６に印加する。また、角速度センサ９から制御部２５に−の電圧信号が入力された場合には、制御部２５は、角速度センサ９からの電圧信号の出力レベルに対応する出力レベルで、かつ、極性を反転させた＋の駆動電圧を駆動コイル１６に印加する。これにより、撮像モジュール２は、角速度センサ９が検出した揺動の方向とは反対方向に揺動して、サンプリング周期の一つ前の周期の時点の位置に維持される。サンプリング周期は、例えば、数ミリ秒のオーダーである。
【００３３】
なお、極性を反転させた駆動電圧とは、磁気駆動機構１７を駆動したときに、角速度センサ９が検出した撮像モジュール２の揺動の方向とは逆方向に撮像モジュール２を揺動させる方向へ駆動電圧を印加することを意味する。
【００３４】
また、制御部２５は、磁気駆動機構１７を駆動して撮像モジュール２を揺動可能範囲の＋Ｘ方向の端または−Ｘ方向の端に到達させているときに当該撮像モジュール２の揺動の方向が反転すると、磁気駆動機構１７の駆動を停止する。そして、制御部２５は、磁気駆動機構１７の駆動を停止させた後、所定の時間が経過すると、振れ補正動作を再開する。
【００３５】
ここで、制御部２５が撮像モジュール２を揺動可能範囲の端に到達させている場合とは、振れ補正機能付き光学ユニット１の軸線Ｍ回りの振れが製品仕様の補正可能角度よりも大きい場合であり、撮像モジュール２を、少なくとも揺動可能範囲の端に到達させなければ、撮像モジュール２の振れを補正できない場合である。
【００３６】
このような場合には、角速度センサ９が検出する角速度が大きい。従って、角速度センサ９からの電圧信号の出力レベルが、所定の閾値以上となる。よって、制御部２５は、角速度センサ９からの電圧信号の出力レベルを監視して閾値と比較することにより、撮像モジュール２が揺動可能範囲の端に到達した状態となることを検出できる。また、制御部２５は閉ループ制御を行っているので、駆動コイル１６に印加する駆動電圧の出力レベルと角速度センサ９からの電圧信号の出力レベルとは対応する。従って、制御部２５は、駆動
コイル１６に印加する駆動電圧を監視して所定の閾値と比較することにより、撮像モジュール２が揺動可能範囲の端に到達した状態になることを検出できる。本例では、制御部２５は、駆動コイル１６に印加する駆動電圧を監視して所定の閾値と比較することにより、撮像モジュール２が揺動可能範囲の端に到達した状態になることを検出する。撮像モジュール２が揺動可能範囲の端に到達した状態では、撮像モジュール２は固定体４のストッパ部１９（第１ストッパ部２０または第２ストッパ部２１）に当接する。
【００３７】
また、角速度センサ９からは、撮像モジュール２の揺動の方向に対応する極性の電圧信号が出力されているので、制御部２５は、角速度センサ９からの電圧信号を監視することにより、撮像モジュール２の揺動の方向の反転を検出できる。また、駆動コイル１６に印加する駆動電圧は、角速度センサ９からの電圧信号の極性を反転させたものなので、制御部２５は、駆動コイル１６に印加する駆動電圧を監視することにより、撮像モジュール２の揺動の方向が反転したことを把握できる。本例では、制御部２５は、駆動電圧を監視することにより、撮像モジュール２の揺動の方向が反転したことを検出する。
【００３８】
ここで、制御部２５が磁気駆動機構１７の駆動を停止させてから振れ補正動作を再開するまでの所定の時間は、復帰機構２３の板バネ２４のバネ定数に基づいて設定される。所定の時間は、揺動可能範囲の＋Ｘの端に位置する撮像モジュール２が板バネ２４の弾性力によって中間位置２Ａに戻されるまでの時間以上である。同様に、所定の時間は、揺動可能範囲の−Ｘの端に位置する撮像モジュール２が板バネ２４の弾性力によって中間位置２Ａに戻されるまでの時間以上である。
【００３９】
（振れ補正動作）
次に、図２、図３を参照して振れ補正動作を詳細に説明する。図２は振れ補正動作のフローチャートである。図３は振れ補正動作における撮像モジュール２と固定体４の位置関係の説明図である。
【００４０】
図２に示すように、制御部２５は、まず、各種の値を記憶するレジスタの内容を初期化する。すなわち、角速度センサ９から出力された電圧信号を記憶するレジスタＶｇｙｒｏに０を格納する。また、駆動コイル１６を駆動する駆動電圧を記憶するレジスタＶａｃｔに０を格納する（ステップＳＴ１）。なお、初期状態では、振れ補正機能付き光学ユニット１は、図３（ａ）に示す状態にあるものとする。
【００４１】
その後、制御部２５は、レジスタＶｇｙｒｏに格納された値を、角速度センサ９が検出した最新の電圧信号を記憶するレジスタＶｇ１に格納する（ステップＳＴ２）。そして、レジスタＶｇ１に格納した値を、一つ前のサンプリング周期で取得した電圧信号を記憶するレジスタＶｇ０に格納する（ステップＳＴ３）。
【００４２】
次に、制御部２５は、角速度センサ９から出力される電圧信号をサンプリングして、レジスタＶｇｙｒｏに格納する（ステップＳＴ４）。その後、制御部２５は、レジスタＶｇｙｒｏに格納した値を、最新の電圧信号を記憶するレジスタＶｇ１に格納する（ステップＳＴ５）。しかる後に、制御部２５は、レジスタＶｇ１に格納された値の極性を反転させてレジスタＶａｃｔに格納する（ステップＳＴ６）。
【００４３】
ステップＳＴ６においてレジスタＶａｃｔが更新されると、制御部２５は、レジスタＶａｃｔに格納された駆動電圧を磁気駆動機構１７（駆動コイル１６）に印加する。従って、図３（ｂ）に示すように、振れ補正機能付き光学ユニット１の全体が＋Ｘ方向に揺動している場合には、撮像モジュール２は、復帰機構２３の復帰力に抗して、−Ｘ方向に揺動して、一つ前のサンプリング周期の時点の位置（図３（ａ）に示す位置）に維持される。すなわち、ステップＳＴ６において、制御部２５は、角速度センサ９により検出された振
れを打ち消すように磁気駆動機構１７を制御する。これにより、撮像モジュール２の揺動が補正される。
【００４４】
ここで、レジスタＶａｃｔに格納されている駆動電圧の出力レベルと所定の閾値と比較して、駆動電圧の出力レベルが閾値よりも小さい場合には（ステップＳＴ７：Ｎｏ）、制御部２５は、ステップＳＴ３からステップＳＴ７までの動作を繰り返す。駆動電圧の出力レベルが閾値よりも小さい場合とは、振れ補正機能付き光学ユニット１の振れが製品仕様の補正可能角度以下の場合であり、制御部２５が振れ補正動作を行ったときに撮像モジュール２が揺動可能範囲の端に到達せず、撮像モジュール２の振れを正常に補正できる場合である。
【００４５】
一方、レジスタＶａｃｔに格納されている駆動電圧の出力レベルと所定の閾値と比較して、駆動電圧の出力レベルが閾値以上の場合には（ステップＳＴ７：Ｙｅｓ）、上記の動作とは別の動作を行う。駆動電圧の出力レベルが閾値以上の場合とは、振れ補正機能付き光学ユニット１の振れが大きく、製品仕様の補正可能角度を超えている場合である。この場合には、図３（ｃ）に示すように、制御部２５が振れ補正動作を行ったときに撮像モジュール２が揺動可能範囲の端に到達してストッパ部１９に当接する。
【００４６】
駆動電圧の出力レベルが閾値以上の場合には、制御部２５は、撮像モジュール２の揺動の方向が反転したか否かを監視する（ステップＳＴ８）。撮像モジュール２の揺動の方向の反転は、最新の電圧信号を記憶するレジスタＶｇ１に格納されている値と、一つ前のサンプリング周期で取得した電圧信号を記憶するレジスタＶｇ０に格納されている値とを乗算した乗算値によって検出できる。すなわち、電圧信号は角速度センサ９が検出する角速度の方向に対応する極性を備えるので、乗算値が正であれば（ステップＳＴ８：Ｎｏ）、撮像モジュール２の揺動の方向は反転していない。乗算値が負であれば（ステップＳＴ８：Ｙｅｓ）、撮像モジュール２の揺動の方向に反転が生じている。
【００４７】
ここで、撮像モジュール２の揺動の方向が反転しない場合とは、例えば、図３（ｃ）の矢印に示すように、振れ補正機能付き光学ユニット１の全体が＋Ｘ方向に大きく揺動した場合である。この場合には、制御部２５が撮像モジュール２を揺動可能範囲の−Ｘ方向の端まで揺動させて撮像モジュール２の振れを補正した後にも、振れ補正機能付き光学ユニット１の一方向への振れが収束していない。また、図３（ｄ）に示すように、撮像モジュール２は、固定体４と共に一方向への揺動している。すなわち、撮像モジュール２の−Ｘ方向への揺動は固定体４のストッパ部１９によって阻止されているので、振れ補正機能付き光学ユニット１の振れが収束せず固定体４の＋Ｘ方向への揺動が継続すれば、撮像モジュール２は固定体４と一緒に＋Ｘ方向に揺動する。また、撮像モジュール２が固定体４と一緒に＋Ｘ方向に揺動すると、角速度センサ９は撮像モジュール２の＋Ｘ方向への揺動の角速度を検出し続けるのでの、ステップＳＴ３〜ステップＳＴ７までの動作が繰り返される。これにより、制御部２５は、角速度センサ９からの電圧信号に基づいて磁気駆動機構１７に駆動電圧が印加し続ける。この結果、撮像モジュール２はストッパ部１９から離間することがないので、撮像モジュール２は固定体４と一体となって一方向に揺動する。
【００４８】
その後、振れ補正機能付き光学ユニット１の＋Ｘ方向への振れが収束し、図３（ｅ）に矢印で示すように振れ補正機能付き光学ユニット１の全体の振れの方向が反転すると、撮像モジュール２の揺動の方向も反転する。従って、制御部２５は角速度センサ９からの電圧信号に基づいて撮像モジュール２の反転を検出する。ここで、制御部２５は、撮像モジュール２の反転を検出すると、駆動電圧を記憶するレジスタＶａｃｔに０を格納して、磁気駆動機構１７の駆動を停止する（ステップＳＴ９）。
【００４９】
制御部２５が磁気駆動機構１７の駆動を停止すると、図３（ｆ）に示すように、撮像モ
ジュール２は、復帰機構２３が発生させる復帰力によって、中間位置２Ａに戻る。これにより、撮像モジュール２は、軸線Ｍ回りの双方向に揺動可能となる。
【００５０】
その後、所定の時間が経過すると、制御部２５は、振れ補正動作を再開する。すなわち、制御部２５は、ステップＳＴ３から振れ補正動作を再開する。
【００５１】
ここで、振れ補正動作が再開すると、図３（ｇ）に示すように振れ補正機能付き光学ユニット１が−Ｘ方向に振れた場合には、制御部２５は、撮像モジュール２を＋Ｘ方向に揺動させて、撮像モジュール２を図３（ｆ）に示す直前の位置（サンプリング周期の一つ前の位置）に維持する。
【００５２】
（作用効果）
本例の振れ補正機能付き光学ユニット１によれば、制御部２５は、磁気駆動機構１７を駆動して撮像モジュール２を揺動可能範囲の端に到達させた後に当該撮像モジュール２の揺動の方向が反転すると、磁気駆動機構１７の駆動を停止する。ここで、磁気駆動機構１７が停止すると、図３（ｆ）に示すように、撮像モジュール２は、復帰機構２３が発生させる復帰力によって揺動可能範囲の中央に位置する中間位置２Ａに戻る。従って、その後に制御部２５が振れ補正動作を再開すれば、撮像モジュール２は振れ補正動作によって中間位置２Ａに維持される。ここで、中間位置２Ａでは、撮像モジュール２は軸線Ｍ回りの双方向に揺動可能である。従って、その後に、撮像モジュール２が＋Ｘ方向に振れた場合でも、−Ｘ方向に振れた場合でも、制御部２５は撮像モジュール２を振れの方向とは反対方向に揺動させて、撮像モジュール２の振れを補正できる。
【００５３】
また、本例では、制御部２５は、角速度センサ９からの電圧信号に基づいて、撮像モジュール２の揺動が揺動可能範囲を超えたこと、および撮像モジュール２の揺動の方向が反転したことを検出する。従って、本例では、角速度センサ９の他に、撮像モジュール２の変位を検出するセンサを設ける必要がない。
【００５４】
さらに、固定体４は、撮像モジュール２が揺動可能範囲の端に達すると当該撮像モジュール２に当接して当該撮像モジュール２の揺動を規制するストッパ部１９を備える。従って、撮像モジュール２の揺動可能範囲が正確に規定できる。すなわち、ストッパ部１９を備えれば、振れ補正機能付き光学ユニット１における製品仕様の補正可能角度を正確に規定できる。
【００５５】
また、本例では、角速度センサ９からの電圧信号と、駆動コイル１６への駆動電圧とが対応しているので、駆動電圧を監視することにより撮像モジュール２が揺動可能範囲の端に位置するか否かを把握できる。
【００５６】
さらに、本例では、制御部２５が磁気駆動機構１７の駆動を停止させてから振れ補正動作を再開するまでの所定の時間が、復帰機構２３の板バネ２４のバネ定数に基づいて設定されている。従って、制御部２５は、撮像モジュール２が揺動可能範囲の端から中間位置２Ａに戻った後に、振れ補正動作を再開できる。
【００５７】
（その他の実施の形態）
なお、制御部２５は、角速度センサ９からの電圧信号を監視することにより、撮像モジュール２の揺動の方向の反転を検出してもよい。
【００５８】
また、復帰機構２３は、固定体４および撮像モジュール２の一方に固定された磁性部材と、他方に固定された磁石と、を備えるものとすることができる。すなわち、復帰機構２３は、所謂、磁気バネとすることができる。
【００５９】
さらに、磁気駆動機構１７は、撮像モジュール２の側に駆動マグネット１５を備え、固定体４の側に駆動コイル１６を備えてもよい。
【００６０】
また、振れ補正機能付き光学ユニット１は、撮像モジュール２のＸ軸回りおよびＹ軸回りの双方の振れを補正するものとすることができる。すなわち、振れ補正機能付き光学ユニットがヨーイング補正およびピッチング補正を行う場合にも、本発明を適用できる。この場合には、揺動支持機構３は、撮像モジュール２をＸ軸回りおよびＹ軸回りに揺動可能に支持する。また、復帰機構２３は、撮像モジュール２をＸ軸回りおよびＹ軸回りの揺動可能範囲の中央の中間位置２Ａに復帰させるものとする。さらに、磁気駆動機構１７として、撮像モジュール２をＹ軸回りに揺動させる磁気駆動機構を新たに備える。そして、制御部２５は、撮像モジュール２のＹ軸回りの揺動に対しても、Ｘ軸回りの揺動と同様の振れ補正動作を行う。
【００６１】
さらに、振れ補正機能付き光学ユニット１は、撮像モジュール２の光軸Ｌ回りの振れを補正するものとすることができる。すなわち、振れ補正機能付き光学ユニット１がローリング補正を行う場合にも、本発明を適用できる。この場合には、揺動支持機構３は、撮像モジュール２をＺ軸回に揺動可能に支持するものとする。また、中間位置２Ａは、撮像モジュール２をＺ軸回りの揺動可能範囲の中央の中間位置に復帰させるものとする。さらに、磁気駆動機構として、撮像モジュール２をＺ軸回りに揺動させる磁気駆動機構を備える。そして、制御部２５は、撮像モジュール２のＺ軸回りの揺動に対しても、Ｘ軸回りの揺動と同様の振れ補正動作を行う。
【００６２】
ここで、振れ補正機能付き光学ユニットが、ローリング補正、ヨーイング補正およびピッチング補正の３軸の補正を行う場合にも、本発明を適用できる。
【符号の説明】
【００６３】
１…振れ補正機能付き光学ユニット、２…撮像モジュール、２Ａ…中間位置、３…揺動支持機構、４…固定体、６…撮像素子、７…レンズ、９…角速度センサ、１１…底板部、１２…角筒部、１５…駆動マグネット、１６…駆動コイル、１７…磁気駆動機構、１９…ストッパ部、２０…第１ストッパ部、２１…第２ストッパ部、２３…復帰機構、２４…板バネ、２５…制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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