(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズ及び撮像素子が一体的に設けられたカメラユニットを含む可動側ユニットと、
前記可動側ユニットを揺動させる駆動部を備える固定側ユニットと、
前記可動側ユニットを支持する可動側フレームと、当該可動側フレームと前記固定側ユニットとを、当該可動側フレームが前記固定側ユニットに対して相対的に前記カメラユニットの光軸と直交する軸を中心として揺動可能に連結する球面ヒンジと、を含む連結部と、
カメラの振れ量を検出する振れ検出部と、
前記振れ検出部により検出された前記カメラの振れ量に基づいて、前記駆動部を制御して、前記可動側ユニットを前記固定側ユニットに対して前記カメラの振れ量を打ち消すように揺動させる制御部と、を備え、
前記可動側フレームは、前記カメラユニットの光軸と直交する方向に延びるアーム状に形成された可撓性の１対の腕部を含み、
前記１対の腕部の長手方向の中心軸は、互いに平行であって、前記カメラユニットの光軸方向から見て、前記球面ヒンジを間に挟むように位置し、
前記駆動部は、前記カメラユニットの光軸に対して平行に前記１対の腕部の端部をそれぞれ移動させる第１の駆動部と第２の駆動部とを含む、
ことを特徴とする手振れ補正装置。
【請求項２】
前記球面ヒンジは、前記固定側ユニット及び前記可動側フレームのうち一方に設けられた凸部と、前記固定側ユニット及び前記可動側フレームのうち他方に設けられ、前記凸部と係合する凹部と、から構成される、
ことを特徴とする請求項１に記載の手振れ補正装置。
【請求項３】
前記１対の腕部は、それぞれ前記第１の駆動部及び前記第２の駆動部の駆動力を前記可動側ユニットへ伝達し、かつ外部から前記駆動部への衝撃力を吸収し、かつ一体として形成されている、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の手振れ補正装置。
【請求項４】
前記第１の駆動部と前記第２の駆動部は、互いに同一方向、または反対方向の駆動力をそれぞれ前記１対の腕部に伝達する、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の手振れ補正装置。
【請求項５】
前記１対の腕部は、前記可動側フレームに形成されたスリットによりアーム状に形成されている、
ことを特徴とする請求項４に記載の手振れ補正装置。
【請求項６】
前記１対の腕部は、前記第１の駆動部と前記第２の駆動部の駆動力を伝達する際の前記１対の腕部のたわみが前記可動側ユニットの揺動に影響を与えない材料から構成されている、
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の手振れ補正装置。
【請求項７】
前記１対の腕部は、ＳＵＳ系の金属材料から構成されている、
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の手振れ補正装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の手振れ補正装置と、この手振れ補正装置を収容する電子機器本体と、を有する、
ことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルカメラ、カメラ機能付き携帯電話及びビデオカメラ等において、手振れによる影響を除いて、鮮明な画像を得るための手振れ補正装置、及びそれが組み込まれた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
写真を撮影する際に生じる手振れと言われる現象は、シャッタ（レリーズボタン）を押して絞りが開いてから閉じるまでの間に、カメラが動いてレンズ光軸が撮像対象方向から傾斜することにより、合焦点ではあるものの、撮像画像がぶれてしまう現象である。このような手振れによる画像の劣化を軽減するために、種々の手段が提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、ジャイロセンサによりカメラが動いたことを検知し、被写体像が撮像センサ上の手振れが生じない場合と同じ位置に結像されるようにレンズをシフトさせる手振れ補正技術（レンズシフト方式）が開示されている。また、特許文献２には、上述のレンズの代わりに、撮像センサをシフトさせる手振れ補正技術（センサシフト方式）が開示されている。さらに、特許文献３には、レンズと撮像センサとを一体としてシフトさせる手振れ補正技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−５７７０６号公報
【特許文献２】特開２００５−３１６４００号公報
【特許文献３】特開２００７−９３９５３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、上述の特許文献１及び特許文献２に開示されたレンズシフト方式及びセンサシフト方式のいずれの手振れ補正装置も、レンズ又は撮像センサの移動を制御するために、レンズ又は撮像センサの位置センサを、カメラ本体の振れ（傾き）を検知するセンサの他に別途設置する必要がある。このため、制御が複雑であるばかりでなく、実装するセンサの数が増大し、手振れ防止装置の小型化が困難である。また、レンズ又は撮像センサの仕様が変更される度に、それらの移動量も変える必要があるため、量産効率が悪いという問題点がある。
【０００６】
また、レンズシフト方式の光学式手振れ補正においては、レンズを移動させて光軸を変えるため、光学設計が難しいという問題点がある。また、レンズの収差等の問題が発生しやすく、レンズの光学性能が低くなりやすい。一方、センサシフト方式の手振れ補正装置の場合は、光学系の劣化がないものの、光学系部品とイメージセンサとの位置関係が変化するので、ガタ等の機械的精度の影響を受けやすいという問題点がある。
【０００７】
また、特許文献３に開示されたレンズと撮像センサとを一体としてシフトさせる手振れ補正装置においては、外枠、中枠及びレンズと撮像センサを内蔵するカメラモジュールが固定された内枠を設け、それらの間の関係、即ち、外枠と中枠の垂直軸の回りの関係と、中枠と内枠との水平軸の回りの関係とを調節することで、カメラモジュールの向きを制御する。そのため、構造が複雑になると共に、制御も複雑なものとなる。また、外枠、中枠及び内枠をはじめとして多数の部品が必要であるので、手振れ補正装置の重量も重くなり、駆動装置としては、大きな駆動力が必要になる。さらに、装置が複雑であるため、装置の小型化が困難である。
【０００８】
さらに、落下等により、カメラに大きな衝撃が加えられた場合、アクチュエータで発生した駆動力をレンズや撮像センサに伝達するための部品が変形、または破損する恐れがある。しかし、この問題を防ぐために、衝撃に耐えられる程度の強度を有する部品を用いると、カメラの小型化や軽量化の障害になってしまう。
【０００９】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、簡素な構造で耐衝撃性が大きい手振れ補正装置及び電子機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る手振れ補正装置は、
レンズ及び撮像素子が一体的に設けられたカメラユニットを含む可動側ユニットと、
前記可動側ユニットを揺動させる駆動部を備える固定側ユニットと、
前記可動側ユニットを支持する可動側フレームと、当該可動側フレームと前記固定側ユニットとを、当該可動側フレームが前記固定側ユニットに対して相対的に前記カメラユニットの光軸と直交する軸を中心として揺動可能に連結する球面ヒンジと、を含む連結部と、
カメラの振れ量を検出する振れ検出部と、
前記振れ検出部により検出された前記カメラの振れ量に基づいて、前記駆動部を制御して、前記可動側ユニットを前記固定側ユニットに対して前記カメラの振れ量を打ち消すように揺動させる制御部と、を備え、
前記可動側フレームは、前記カメラユニットの光軸と直交する方向に延びるアーム状に形成された可撓性の１対の腕部を含み、
前記１対の腕部の長手方向の中心軸は、互いに平行であって、前記カメラユニットの光軸方向から見て、前記球面ヒンジを間に挟むように位置し、
前記駆動部は、前記カメラユニットの光軸に対して平行に前記１対の腕部の端部をそれぞれ移動させる第１の駆動部と第２の駆動部とを含む、
ことを特徴とする。
【００１１】
前記球面ヒンジは、前記固定側ユニット及び前記可動側フレームのうち一方に設けられた凸部と、前記固定側ユニット及び前記可動側フレームのうち他方に設けられ、前記凸部と係合する凹部と、から構成されてもよい。
【００１２】
前記１対の腕部は、それぞれ前記第１の駆動部及び前記第２の駆動部の駆動力を前記可動側ユニットへ伝達し、かつ外部から前記駆動部への衝撃力を吸収し、かつ一体として形成されていてもよい。
【００１３】
前記第１の駆動部と前記第２の駆動部は、互いに同一方向、または反対方向の駆動力をそれぞれ前記１対の腕部に伝達してもよい。
【００１４】
前記１対の腕部は、前記可動側フレームに形成されたスリットによりアーム状に形成されていてもよい。
【００１６】
前記１対の腕部は、前記第１の駆動部と前記第２の駆動部の駆動力を伝達する際の前記１対の腕部のたわみが前記可動側ユニットの揺動に影響を与えない材料から構成されていてもよい。
【００１７】
前記１対の腕部は、ＳＵＳ系の金属材料から構成されていてもよい。
【００１８】
上記目的を達成するため、本発明の第２の観点に係る電子機器は、上記いずれかの手振れ補正装置と、この手振れ補正装置を収容する電子機器本体と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、簡素な構造で耐衝撃性が大きい手振れ補正装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施形態に係る手振れ補正装置の斜視図である。
【図２】固定側ユニットと可動側ユニットの分解斜視図である。
【図３】図２の上下方向を逆にして示す分解斜視図である。
【図４】球面ヒンジの拡大断面図である。
【図５】（ａ）は手振れ補正装置をＺ軸負の方向から見た正面図、（ｂ）は通常使用時の（ａ）の切断線Ａ−Ａにおける断面図、（ｃ）は外力を受けた時の（ａ）の切断線Ａ−Ａにおける断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態に係る手振れ補正装置を図面を参照して説明する。本発明に係る手振れ補正装置は、例えばデジタルカメラ、カメラ機能付き携帯電話及びビデオカメラといった撮像機能を有する電子機器に組み込まれるものである。本実施形態では、そのような電子機器の一例として、本発明に係る手振れ補正装置がデジタルカメラの筐体内に配置される場合について説明する。
【００２２】
図１および図２に示すように、本実施形態に係る手振れ補正装置１は、固定側ユニット１００と、可動側ユニット２００と、連結部３００と、振れ検出部（図示せず）と、制御部（図示せず）とから構成される。これらは組み立てられた状態で、デジタルカメラ内に配置される。また、固定側ユニット１００と可動側ユニット２００とは、固定側ユニット１００に形成された凸部４１０と連結部３００に形成された凹部４２０とから構成される１つの球面ヒンジ４００により連結されている。この球面ヒンジ４００を原点とし、レンズの光軸と平行にＺ軸が規定されるＸ、Ｙ、Ｚ直交座標系を想定した場合、可動側ユニット２００は、Ｘ軸及びＹ軸を中心として揺動可能である。
【００２３】
固定側ユニット１００は、カメラの筐体に固定され、その内部に可動側ユニット２００を揺動可能に保持するものである。固定側ユニット１００は、固定フレーム１１０と、２つの駆動部１２０、１３０と、２つの位置センサ１４０、１５０とから構成されている。
【００２４】
固定フレーム１１０は、図２に示すように、断面がコの字形に形成され、その開口する部分には駆動部１２０、１３０を設置するための設置部１１１が設けられている。また、固定フレーム１１０の設置部１１１と対向する面には、球面ヒンジ４００を構成する凸部４１０が形成されている。凸部４１０は、その凸面がＺ軸の負の方向を向くように形成されている。
【００２５】
２つの駆動部１２０、１３０は、制御部からの制御信号に基づいて可動側ユニット２００を揺動するものとして構成される。２つの駆動部１２０、１３０は、その一例として図２に示すように、それぞれステッピングモータ１２１、１３１と、ナット１２２、１３２とから構成される。
【００２６】
ステッピングモータ１２１、１３１は、Ｙ軸を中心として線対称の位置であって、その回転軸がＺ軸と平行になるように設置部１１１に設置される。ステッピングモータ１２１、１３１の回転軸はリードスクリューシャフト１２１ａ、１３１ａであり、このリードスクリューシャフト１２１ａ、１３１ａには、それぞれナット１２２、１３２が螺合されている。
【００２７】
ナット１２２、１３２は、固定フレーム１１０により回転が規制されるが、リードスクリューシャフト１２１ａ、１３１ａの長手方向、すなわちＺ軸正の方向又は負の方向への移動は許容されるように設置部１１１に設けられる。従って、リードスクリューシャフト１２１ａ、１３１ａが回転すると、その回転方向に応じてナット１２２、１３２はリードスクリューシャフト１２１ａ、１３１ａに沿ってＺ軸正の方向又は負の方向に移動する。またナット１２２、１３２には、図３に示すように、Ｚ軸負の方向に半球状の凸面を有する凸部１２２ａ、１３２ａが形成されている。この凸部１２２ａ、１３２ａは、後述する可動側フレーム３１０の腕部３１１、３１２の先端部３１１ａ、３１２ａと接触している。また、ナット１２２、１３２には、後述する位置センサ１４０、１５０がナット１２２、１３２の位置を検出するための突出部１２２ｂ、１３２ｂが形成される。
【００２８】
位置センサ１４０、１５０は、可動側ユニット２００の基準位置を検出するものであって、例えばフォトインタラプタから構成される。位置センサ１４０、１５０は、図２に示すように、センサフレーム１４１を介して設置部１１１に設置されている。位置センサ１４０、１５０は、断面Ｕ字状に形成され、それぞれＸ軸負の向き、及び正の向きに開口する。Ｘ軸負の向きに開口する位置センサ１４０は、Ｘ軸正の向きに突出するナット１２２の突出部１２２ｂの位置を検出する。同様に、Ｘ軸正の向きに開口する位置センサ１５０は、Ｘ軸負の向きに突出するナット１３２の突出部１３２ｂの位置を検出する。
【００２９】
以下に具体的な、位置センサ１４０、１５０のナット１２２、１３２の位置検出処理について説明する。位置センサ１４０、１５０は、ナット１２２、１３２の突出部１２２ｂ、１３２ｂが位置センサ１４０、１５０の検出範囲（手振れの制御範囲）内にあるときは、制御部への出力をオフにする。また、位置センサ１４０、１５０は、ナット１２２、１３２の突出部１２２ｂ、１３２ｂが位置センサ１４０、１５０の検出範囲から外れたときは、制御部への出力をオンにする。そして、制御部は、位置センサ１４０、１５０からの出力がオフからオン、又はオンからオフに切り替わったときの位置に基づいて、可動側ユニット２００の基準位置を、例えば検出範囲内の中央位置に決める。なお、可動側ユニット２００の位置は、ナット１２２、１３２の位置によって決まる。従って、ナット１２２、１３２の位置を検出することにより、可動側ユニット２００の位置を検出することができる。
【００３０】
前述のように位置センサ１４０、１５０とナット１２２、１３２との関係は、検出範囲ではナット１２２、１３２が位置センサ１４０、１５０の内側に収納された状態にし、検出範囲を超える位置では位置センサ１４０、１５０がオンになるように設定する。つまり、位置センサ１４０、１５０がオンからオフになるまで、ステッピングモータ１２１、１３１を一定方向に回転させ、オンになった位置を基準に基準位置を決めることができる。このようにして、ステッピングモータ１２１、１３１の回転数等から求められる可動側ユニット２００の基準位置が、当初の基準位置からずれてしまった場合に、元の位置に戻すことができる。
【００３１】
次に、可動側ユニット２００について説明する。可動側ユニット２００は、図２に示すように、基板２１０と、基板２１０上に配置され、レンズ及び撮像素子としてのイメージセンサが一体化されたカメラユニット２２０と、基板２１０上のカメラユニット２２０が配置された領域の外側の領域に配置された外部引出用のコネクタ２３０とから構成される。可動側ユニット２００は、後述する可動側フレーム３１０により挟持され、バネ部３２２によりＺ軸正の方向に付勢されることにより、カメラユニット２２０が固定フレーム１１０内に保持される。
【００３２】
次に連結部３００について説明する。連結部３００は、可動側ユニット２００が固定側ユニット１００に対して相対的に揺動可能に連結するものであり、可動側フレーム３１０と、板バネ３２０とから構成される。
【００３３】
可動側フレーム３１０は、図２に示すように、Ｚ軸方向から見て略矩形に形成される。そして、Ｙ軸と平行に設けられた２本のスリット３１０ａ、３１０ｂにより、２本の腕部３１１、３１２が形成され、その間に本体部３１３が腕部３１１、３１２とともに一体として形成される。腕部３１１、３１２は、Ｙ軸と平行に延び、そのＹ軸方向長さは、本体部３１３のＹ軸方向長さよりも長い。この本体部３１３から突出している腕部３１１、３１２の先端部３１１ａ、３１２ａは、ナット１２２、１３２に形成された凸部１２２ａ、１３２ａ（図３参照）と接触している。また、本体部３１３のＹ軸正の方向側の端部は、Ｚ軸の正方向に折り曲げられ、可動側ユニット２００を挟持するための挟持部３１３ａが形成されている。同様に、本体部３１３の挟持部３１３ａと対向する辺の両端部は、Ｚ軸の正方向に折り曲げられ、可動側ユニット２００を挟持するための挟持部３１３ｂ、３１３ｃが形成されている。また、挟持部３１３ｂ、３１３ｃの間にはＹ軸負の方向に突出する突出部３１３ｄが本体部３１３と一体として形成されている。突出部３１３ｄには、Ｚ軸負の方向に窪み、球面ヒンジ４００を構成する凹部４２０が形成されている。また、本体部３１３の中央付近には、Ｙ軸と平行に、可動側ユニット２００をＺ軸正の方向に押圧するバネ部３２２がＺ軸負の方向から挿通するための３１３ｅが形成されている。
【００３４】
ここで、腕部３１１、３１２として用いられる材料について腕部３１１、３１２の機能とともに説明する。まず、手振れ補正動作時においては、リードスクリューシャフト１２１ａ、１３１ａ上を移動するナット１２２、１３２に挿圧されて、腕部３１１、３１２は、可動側フレーム３１０及び可動側ユニット２００と一体となって揺動する。このとき、腕部３１１、３１２は図２に示すように片支持の板バネ形状であるから、たわみが生じる。しかし、このたわみ量が大きいと可動側ユニット２００を振れ量に対してそれを打ち消す量だけ揺動することができず、十分な手振れ補正の効果を得ることができない。従って、腕部３１１、３１２の材料としては、手振れ補正時において、駆動部１２０、１３０の駆動力を伝達する際のたわみ量が振れ量に対して十分無視出来る程度の縦弾性係数を有する材料を使用することが好ましい。このような材料を使用することで、腕部３１１、３１２は、手振れ補正時において、精度良く可動側ユニット２００の揺動することができる。
【００３５】
また、落下して地面にぶつかった時に受ける衝撃等による外力をカメラが受けた場合、例えば、図５（ｃ）の矢印の向きに外力を受けた場合、可動側ユニット２００は、外力の方向と反対方向に傾く。このとき、可動側ユニット２００を挟持する可動側フレーム３１０も傾くが、腕部３１１、３１２がたわんで外力による衝撃を吸収する。そのため、腕部３１１、３１２やナット１２２、１３２が変形したり、破損したりすることを防止することができる。従って、腕部３１１、３１２の材料としては、想定される衝撃による腕部３１１、３１２のたわみでは塑性変形しない程度の降伏強さを有する材料を使用することが好ましい。
【００３６】
このような腕部３１１、３１２の材料としては、例えば、ＳＵＳ３０１−ＣＳＰやＳＵＳ３０４−ＣＳＰといったバネ材があるが、これらに限られず、カメラの形状や重量といった仕様に合わせて、上述した腕部３１１、３１２の機能を発揮することが可能な縦弾性係数や降伏強さを有する材料を選定することが好ましい。
【００３７】
板バネ３２０は、可動側ユニット２００の固定側ユニット１００に対する揺動を許容するとともに、球面ヒンジ４００の係合が外れないように付勢する付勢部材として構成されるものである。板バネ３２０は、Ｘ軸方向から見て断面が略Ｌ字形状の基部３２１と、基部３２１のＺ軸と垂直な面の略中央からＹ軸正の方向に向けて延びるバネ部３２２とから構成される。基部３２１は、そのＹ軸と垂直な面が固定フレーム１１０の凸部４１０を有する面に外側から重なるように、固定フレーム１１０に固定される。この際、基部３２１のＺ軸と垂直な面は、球面ヒンジ４００の凸部４１０と凹部４２０との係合が外れないように、固定フレーム１１０と可動側フレーム３１０を支持する。バネ部３２２は、基部３２１が固定フレーム１１０に固定された状態で、その先端部３２２ａは可動側フレーム３１０を付勢する。
【００３８】
球面ヒンジ４００は、図４に拡大して示すように、固定フレーム１１０に形成された凸部４１０と、突出部３１３ｄに形成された凹部４２０とから構成される。凸部４１０の先端部には、その断面が円形又は放物線等である滑らかに湾曲した凸面４１０ａが形成されている。一方、凹部４２０にも、その断面が円形又は放物線等である滑らかに湾曲した凹面４２０ａが形成されている。そして、凸部４１０の凸面４１０ａを凹部４２０の凹面４２０ａに接触させて凸部４１０を凹部４２０に係止させる。これにより、凹部４２０は、凸部４１０をＺ軸（球面ヒンジ４００の中心線）に対する任意の傾斜角度で支持する。
【００３９】
振れ検出部は、カメラの振れ量を検出するものであり、例えば図１に示すＸ軸回りの角速度を検出するＸ軸角速度センサと、Ｙ軸回りの角速度を検出するＹ軸角速度センサとから構成される。振れ検出部は、固定側ユニット１００若しくは固定側ユニット１００が固定されているカメラ本体又は可動側ユニット２００に取り付けられている。手振れによりカメラが揺動した場合、Ｘ軸角速度センサはＸ軸回りのカメラの角速度を検出し、Ｙ軸角速度センサはＹ軸回りの角速度を検出する。図１に示すＸ軸回りの角速度を検出する。検出されたＸ軸回り及びＹ軸回りの角速度を示す検出信号は制御部に送られる。
【００４０】
制御部は、振れ検出部により検出されたカメラの振れ量に基づいて、ステッピングモータ１２１、１３１を制御して、可動側ユニット２００を固定側ユニット１００に対してカメラの振れ量を打ち消すように揺動させるものとして構成される。
【００４１】
次に、上述のように構成された本実施形態に係る手振れ補正装置１の動作について説明する。撮影者がシャッタを押したことによって絞りが開いた直後に、例えばカメラがＸ軸を中心として傾くと、レンズ光軸も同様に傾く。すると、振れ検出部のＸ軸角速度センサがＸ軸回りの角速度を検出する。検出された角速度は、カメラに取り付けられた制御部に出力される。制御部は、検出された角速度から、Ｘ軸回りのカメラの回転角である振れ量を算出する。そして、制御部は算出された振れ量を打ち消すようにステッピングモータ１２１、１３１により可動側ユニット２００を揺動させるための制御量を算出し、モータの駆動回路を介してステッピングモータ１２１、１３１を算出した制御量に基づいて駆動させる。このとき、ステッピングモータ１２１、１３１を同一方向に回転させることにより、可動側ユニット２００をＸ軸回りに回転させることができる。
また、カメラがＹ軸を中心として傾いた場合には、制御部はＹ軸回りの振れ量を算出する。そして、Ｙ軸中心に可動側ユニット２００が揺動させるための制御量を算出し、モータの駆動回路を介してステッピングモータ１２１、１３１を算出した制御量に基づいて駆動させる。このとき、ステッピングモータ１２１、１３１を互いに逆方向に回転させることにより、可動側ユニット２００をＹ軸回りに回転させることができる。
【００４２】
次に、上述のように構成された本実施形態に係る手振れ補正装置が外部から衝撃を受けた場合の動作について図５を用いて説明する。図５（ｂ）は、カメラが衝撃等による外力を受けていない通常使用時の断面図である。この状態では、上述したように、手振れに対して、その振れ量を打ち消すため、ステッピングモータ１２１、１３１が駆動して、ナット１２２、１３２がリードスクリューシャフト１２１ａ、１３１ａ上を移動する。そして、ナット１２２、１３２と接触する腕部３１１、３１２は、ナット１２２、１３２から挿圧されることにより、可動側フレーム３１０全体が一体となって揺動する。このとき、腕部３１１、３１２は片支持の板バネのようにたわみが発生するが、このたわみ量は揺動時の移動量に比べて無視できるほど小さい。
【００４３】
また、図５（ｃ）に示すように、カメラが衝撃等により上向きの外力を受けた場合、可動側ユニット２００は下方に傾く。このとき、腕部３１１、３１２はナット１２２、１３２と接触したままたわむことにより、外力による衝撃を吸収する。そのため、腕部３１１、３１２やナット１２２、１３２の変形や破損を防止することができる。
【００４４】
以上説明したように、本実施形態に係る手振れ補正装置１において、連結部３００が、可動側ユニット２００に駆動部１２０、１３０の駆動力を伝達するとともに、衝撃等による外力を受けた場合にはその衝撃を吸収する。従って、極めて簡素な構造で耐衝撃性を向上させることができる。また、手振れ補正装置１を備えるカメラの小型化や軽量化が可能になる。
【００４５】
また、可動側ユニット２００と固定側ユニット１００とは、滑らかな凸面４１０ａを滑らかな凹面４２０ａで受ける１つの球面ヒンジ４００により連結されている。そして、可動側ユニット２００は、可動側フレーム３１０を介して可動側ユニット２００上の２点に駆動力が作用することにより、固定側ユニット１００に対して揺動する。これにより、極めて簡素な構造で、部品点数の少ない手振れ補正装置を構成することができ、小型化や軽量化を図ることができる。
【００４６】
また、連結部３００に含まれる可動側フレーム３１０には、可動側ユニット２００への駆動力を伝達し、かつ外部からの衝撃の吸収を行う部材が一体として形成されているため、部品点数及び組立工程を減らすことができる。
【００４７】
また、Ｘ軸回りの回転及びＹ軸回りの回転を２つのステッピングモータ１２１，１３１による駆動力を合成して行うため、Ｘ軸上、Ｙ軸上にモータを配置する必要がなく、手振れ補正装置の小型化に有利である。さらに、レンズやイメージセンサの仕様が変更されても、基本の制御方法は流用可能であるため、汎用性が高く、量産化しやすい。
【００４８】
また、ステッピングモータ１２１、１３１の駆動力を可動側ユニット２００に伝達する腕部３１１、３１２は、Ｙ軸に対して線対称となるように配置されているため、可動側ユニット２００を、特にＹ軸を中心として揺動させる場合に、バランス良く揺動させることができる。また、本発明に係る手振れ補正装置が組み込まれた電子機器の格納状態及び撮影状態において最も頻度が多い姿勢は、Ｙ軸の正方向が重力方向となる姿勢である。従って、図１に示すように球面ヒンジ４００は、ステッピングモータ１２１、１３１の力点よりもＹ軸の負の方向側、すなわち重力方向の上側にあるため、重力方向の左右に、すなわちＹ軸を中心としてバランス良く揺動させることができ、電子機器を長期的に使用した場合の耐久性が高く、誤差が生じにくくなるという利点がある。
【００４９】
また、本実施形態に係る手振れ補正装置１は、ステッピングモータ１２１、１３１の回転運動を直線運動に変えるために、リードスクリューシャフト１２１ａ、１３１ａを利用している。このリードスクリューシャフト１２１ａ、１３１ａは、逆に直線運動を回転運動に変えることはできないため、ステッピングモータ１２１、１３１が無励磁時でも可動側ユニット２００、すなわちナット１２２、１３２をその位置に止めることができる。すなわち、ステッピングモータ１２１、１３１は、通常、リードスクリューシャフト１２１ａ、１３１ａの回転によりナット１２２、１３２を移動させることができる。しかし、仮にナット１２２、１３２がリードスクリューシャフト１２１ａ、１３１ａに沿って外力を受けたとしても、ナット１２２、１３２がリードスクリューシャフト１２１ａ、１３１ａに沿って移動して、リードスクリューシャフト１２１ａ、１３１ａが回転することはない。従って、ナット１２２、１３２が外力を受けても、ナット１２２、１３２を外力を受ける前の位置に保持することができる。
【００５０】
また、ステッピングモータ１２１、１３１は、オープンループ制御が可能なモータであるため、フィードバック用のセンサ等は必要ない。
【００５１】
また、球面ヒンジ４００は、カメラユニット２２０の光軸の位置から外れるように配置することができるため、カメラ本体の薄型化を図ることができる。
【００５２】
また、可動側ユニット２００の基準位置を検出する位置センサ１４０、１５０を設けたことにより、基準位置がずれてしまっても修正が可能であり、不具合の発生を防ぐことができる。また、ステッピングモータ１２１、１３１のリードスクリューシャフト１２１ａ、１３１ａ上のナット１２２、１３２の位置を検出するため、誤差が少なく、かつ省スペースでの実装が可能である。
【００５３】
なお、本発明は、上記の実施形態に限定されず、種々の変形及び応用が可能である。例えば、本実施形態では、球面ヒンジ４００の凹部４２０が可動側フレーム３１０に形成され、凸部４１０が固定側フレーム１１０に形成されているが、逆に形成されていてもよい。
【００５４】
また、本実施形態では、ナット１２２、１３２に設けられた突出部１２２ｂ、１３２ｂが、位置センサ１４０、１５０内に位置する状態で、位置センサ１４０、１５０の出力をオフとして、手振れ制御範囲内とし、突出部１２２ｂ、１３２ｂが位置センサ１４０、１５０から外れたときに、位置センサ１４０、１５０の出力をオンにして、オンからオフに移行する位置に基づいて可動側ユニット２００の基準位置を決定した。しかし、これに限られず、例えば、突出部１２２ｂ、１３２ｂが、位置センサ１４０、１５０内に位置する状態で、位置センサ１４０、１５０の出力をオンとして、手振れ制御範囲内とし、突出部１２２ｂ、１３２ｂが位置センサ１４０、１５０から外れたときに、位置センサ１４０、１５０の出力をオフにして、オンからオフに移行する位置に基づいて可動側ユニット２００の基準位置を決定してもよい。
【００５５】
また、本実施形態では、腕部３１１、３１２の材質として、ＳＵＳ系の金属材料を用いることにより、可動側ユニット２００への駆動力を伝達し、かつ外部からの衝撃の吸収を行うという機能を良好に発揮させることができる。また、カメラの形状や重量といった仕様に合わせて、腕部３１１、３１２の材質だけでなく、スリットの形状や腕部３１１、３１２の幅を調整することにより、上述した腕部３１１、３１２の機能を発揮させてもよい。
【符号の説明】
【００５６】
１…手振れ補正装置、１００…固定側ユニット、１１０…固定側フレーム、１１１…設置部、１２０、１３０…駆動部、１２１、１３１…ステッピングモータ、１２１ａ、１３１ａ…リードスクリューシャフト、１２２、１３２…ナット、１２２ａ、１３２ａ…凸部、１２２ｂ、１３２ｂ…突出部、１４０、１５０…位置センサ、１４１…センサフレーム、２００…可動側ユニット、２１０…基板、２２０…カメラユニット、２３０…コネクタ、３００…連結部、３１０…可動側フレーム、３１０ａ、３１０ｂ…スリット、３１１、３１２…腕部、３１１ａ、３１２ａ…先端部、３１３…本体部、３１３ａ、３１３ｂ、３１３ｃ…挟持部、３１３ｄ…突出部、３１３ｅ…挿通孔、３２０…板バネ、３２１…基部、３２２…バネ部、３２２ａ…先端部、４００…球面ヒンジ、４１０…凸部、４１０ａ…凸面、４２０…凹部、４２０ａ…凹面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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