(57)【要約】  配線の構造を簡単にしつつ、可動域を広げることができるアクチュエータ及びカメラ装置を提供する。アクチュエータ（２）は、第１モジュール（１０）と、第２モジュール（２０ａ）と、マウント部（１００）とを備える。第２モジュール（２０ａ）は、第１モジュール（１０）がＸ軸及びＹ軸について回転可能となるように、第１モジュール（１０）を支持する。マウント部（１００）は、第２モジュール（２０ａ）が回転可能となるように第２モジュール（２０ａ）を支持する。マウント部（１００）に対する第２モジュール（２０ａ）の可動域は３６０度以上である。第２モジュール（２０ａ）は、パンニング用駆動コイル（３２ａ）と、チルティング用駆動コイル（３２ｂ）と、第２ローリング用駆動コイル（３７）と、を有する。
2019017286.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１磁石と第２磁石とを有する第1モジュールと、
前記第１モジュールが第１軸及び前記第１軸に直交する第２軸のそれぞれについて回転可能となるように、前記第１モジュールを支持する第２モジュールと、
第３磁石を有し、前記第２モジュールが回転可能となるように前記第２モジュールを支持するマウント部と、を備え、
前記マウント部に対する前記第２モジュールの可動域は３６０度以上であり、
前記第２モジュールは、
前記第１磁石との間に磁力を生じさせることにより前記第２モジュールに対して前記第１軸を中心として前記第１モジュールを電磁駆動により回転駆動させる第１コイルと、
前記第２磁石との間に磁力を生じさせることにより前記第２モジュールに対して前記第２軸を中心として前記第１モジュールを電磁駆動により回転駆動させる第２コイルと、
前記第３磁石との間に磁力を生じさせることにより前記第２モジュールに対して前記マウント部を電磁駆動により回転駆動させる第３コイルと、を有する
ことを特徴とするアクチュエータ。
【請求項２】
前記第１モジュールの姿勢を検知する検知部を、更に備え、
前記第１軸及び前記第２軸の各々を中心とする前記第１モジュールの回転駆動は、前記検知部の検知結果を基に制御される
ことを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ。
【請求項３】
前記第１モジュール又は前記第２モジュールの加速度を検知するセンサ部を、更に備え、
前記第１モジュールは、前記センサ部の結果を基に、前記第１モジュールが重力に対して一定方向を向くように制御される
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のアクチュエータ。
【請求項４】
前記第１軸及び前記第２軸のそれぞれを中心として回転可能であり、前記第２モジュールを前記第１モジュールに嵌め合せる第１保持機構と、
前記マウント部を前記第２モジュールに回転可能に嵌め合せる第２保持機構とを、更に備え、
前記第２モジュールは、前記第１コイルが設けられた第１ヨーク及び前記第２コイルが設けられた第２ヨークを有し、
前記第２モジュールは、前記第１ヨーク及び前記第２ヨークの磁気吸引力によって前記第１モジュールを吸着保持する
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のアクチュエータ。
【請求項５】
前記第２モジュールは、
前記第１軸及び前記第２軸のそれぞれに直交する第３軸を中心として回転可能に前記マウント部に支持される
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のアクチュエータ。
【請求項６】
前記第３コイルは、複数の駆動コイルで構成されており、
前記第３磁石は、複数の駆動磁石で構成されており、
前記複数の駆動コイルは、前記第２モジュールにおいて前記第３軸を中心とした円周上に配置されており、
前記複数の磁石は、前記第３軸を中心とした円周上であって前記複数の駆動コイルを囲むように、前記マウント部に設けられている
ことを特徴とする請求項５に記載のアクチュエータ。
【請求項７】
前記第３コイルは、複数の駆動コイルで構成されており、
前記第３磁石は、複数の駆動磁石で構成されており、
前記第１モジュールは、前記第２モジュールの前記第３軸に沿った両端のうち一端に設けられ、
前記複数の駆動コイルは、前記第２モジュールの前記第３軸に沿った前記両端のうち他端において前記第３軸を中心とした円周上に配置されており、
前記マウント部は、前記複数の駆動磁石を有し、前記第２モジュールの前記第３軸に沿った前記両端のうち前記他端に嵌め合せられ、
前記複数の駆動磁石は、前記第３軸を中心とした円周上であって前記複数の駆動コイルを囲むように、前記マウント部に設けられている
ことを特徴とする請求項５に記載のアクチュエータ。
【請求項８】
前記第２モジュールに対して前記第１モジュールは、前記第１軸及び前記第２軸のそれぞれに直交する第３軸を中心として電磁駆動により回転駆動される
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のアクチュエータ。
【請求項９】
前記第２モジュールは、第３モジュールと第４モジュールとから構成され、
前記第３モジュールは、前記第４モジュールに対して着脱可能に構成され、前記第３モジュールが前記第４モジュールに装着された場合には前記第３モジュールと前記第４モジュールとは電気的に接続され、
前記第３モジュールは、前記第１軸及び前記第２軸のそれぞれを中心として回転可能な第１保持機構を介して前記第１モジュールと、嵌め合せられ、
前記第４モジュールは、前記マウント部と、回転可能な第２保持機構を介して嵌め合わされ、
前記第３モジュールは、前記第１コイル及び前記第２コイルと、を有し、
前記第４モジュールは、前記第３コイルを有している
ことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のアクチュエータ。
【請求項１０】
カメラ装置として用いられる
ことを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載のアクチュエータ。
【請求項１１】
請求項１〜９のいずれか一項に記載のアクチュエータと、
前記第１モジュールに配置されるカメラモジュールとを備える
ことを特徴とするカメラ装置。
【請求項１２】
第１軸及び前記第１軸に直交する第２軸のそれぞれを中心として回転可能な第１モジュールと、
前記第１モジュールが前記第１軸及び前記第２軸のそれぞれを中心として回転可能となるように前記第１モジュールを支持する第２モジュールと、
第１コイルと第１磁石とを有し、前記第２モジュールに対して前記第１軸を中心として前記第１モジュールを電磁駆動により回転駆動させる第１駆動部と、
第２コイルと第２磁石とを有し、前記第２モジュールに対して前記第２軸を中心として前記第１モジュールを電磁駆動により回転駆動させる第２駆動部と、
前記第２モジュールと嵌め合せられるマウント部と、
第３コイルと第３磁石とを有し、前記第１軸及び前記第２軸の双方に直交する第３軸を中心とし、可動域を３６０度以上として前記マウント部に対して前記第２モジュールを電磁駆動により相対的に回転させる第３駆動部とを備え、
前記第１コイル、前記第２コイル及び前記第３コイルは、前記第２モジュールに設けられている
ことを特徴とするアクチュエータ。
【請求項１３】
前記第１モジュールの姿勢を検知する検知部を、更に備え、
前記第１駆動部、前記第２駆動部及び前記第３駆動部は、
前記検知部の検知結果を基に、回転を制御する
ことを特徴とする請求項１２に記載のアクチュエータ。
【請求項１４】
前記第１モジュール又は前記第２モジュールの加速度を検知するセンサ部を、更に備え、
前記第１駆動部、前記第２駆動部及び前記第３駆動部は、
前記センサ部の結果を基に、前記第１モジュールが重力に対し一定方向を向くように制御する
ことを特徴とする請求項１２又は１３に記載のアクチュエータ。
【請求項１５】
前記第１軸及び前記第２軸のそれぞれを中心として回転可能であり、前記第２モジュールを隙間を介して前記第１モジュールに嵌め合せる第１保持機構と、
前記第３軸を中心として回転可能であり、前記マウント部を前記第２モジュールに嵌め合せる第２保持機構とを、更に備え、
前記第２モジュールは、前記第１コイルが設けられた第１ヨーク及び前記第２コイルが設けられた第２ヨークを有し、
前記第２モジュールは、前記第１ヨーク及び前記第２ヨークの磁気吸引力によって前記第１モジュールを吸着保持する
ことを特徴とする請求項１２〜１４のいずれか一項に記載のアクチュエータ。
【請求項１６】
前記第３駆動部は、ブラシレスモータである
ことを特徴とする請求項１２〜１５のいずれか一項に記載のアクチュエータ。
【請求項１７】
前記第３コイルは、複数の駆動コイルで構成されており、
前記第３磁石は、複数の駆動磁石で構成されており、
前記複数の駆動コイルは、前記第２モジュールにおいて前記第３軸を中心とした円周上に配置されており、
前記複数の磁石は、前記第３軸を中心とした円周上であって前記複数の駆動コイルを囲むように、前記マウント部に設けられている
ことを特徴とする請求項１６に記載のアクチュエータ。
【請求項１８】
前記第３コイルは、複数の駆動コイルで構成されており、
前記第３磁石は、複数の駆動磁石で構成されており、
前記第１モジュールは、前記第２モジュールの前記第３軸に沿った両端のうち一端に設けられ、
前記複数の駆動コイルは、前記第２モジュールの前記第３軸に沿った前記両端のうち他端において前記第３軸を中心とした円周上に配置されており、
前記マウント部は、前記複数の駆動磁石を有し、前記第２モジュールの前記第３軸に沿った前記両端のうち前記他端に嵌め合せられ、
前記複数の駆動磁石は、前記第３軸を中心とした円周上であって前記複数の駆動コイルを囲むように、前記マウント部に設けられている
ことを特徴とする請求項１６に記載のアクチュエータ。
【請求項１９】
前記第２モジュールに対して前記第１モジュールを、前記第３軸を中心として電磁駆動により回転駆動させる回転駆動部を、更に備える
ことを特徴とする請求項１２〜１８のいずれか一項に記載のアクチュエータ。
【請求項２０】
前記第２モジュールは、第３モジュールと第４モジュールとを有し、
前記第３モジュールは、前記第４モジュールに対して着脱可能に構成され、前記第３モジュールが前記第４モジュールに装着された場合には前記第３モジュールと前記第４モジュールとは電気的に接続され、
前記第３モジュールは、前記第１軸及び前記第２軸のそれぞれを中心として回転可能な第１保持機構との隙間を介して前記第１モジュールと、嵌め合せられ、
前記第４モジュールは、前記マウント部と、前記第３軸を中心として回転可能な第２保持機構を介して嵌め合わされ、
前記第３モジュールは、前記第１コイル及び前記第２コイルと、バッテリとを有し、
前記第４モジュールは、前記第３コイルを有している
ことを特徴とする請求項１２〜１９のいずれか一項に記載のアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、アクチュエータ及びカメラ装置に関し、より詳細には駆動対象を回転させるアクチュエータ及びカメラ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、駆動対象としてカメラ部を互いに直交する３軸方向にそれぞれ回転可能とするカメラ駆動装置（アクチュエータ）が開示されている（特許文献１参照）。【０００３】
特許文献１では、３軸方向のそれぞれにおいて可動域が限られている。例えば、パンニング方向及びチルティング方向では可動域は−１５度〜＋１５度であり、ローリング方向では可動域は５度程度である。【０００４】
カメラ部の可動域を広げる場合、モータ等の外部装置をカメラ駆動装置（アクチュエータ）に設ける必要がある。そのため、外部装置と、カメラ駆動装置との配線が複雑になる場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１０／０１０７１２号
【発明の概要】
【０００６】
本開示は上記課題に鑑みてなされ、配線の構造を簡単にしつつ、可動域を広げることができるアクチュエータ及びカメラ装置を提供することを目的とする。
【０００７】
本開示の一態様に係るアクチュエータは、第１モジュールと、第２モジュールと、マウント部とを備える。前記第１モジュールは、第１磁石と第２磁石とを有する。前記第２モジュールは、前記第１モジュールが第１軸及び前記第１軸に直交する第２軸のそれぞれについて回転可能となるように、前記第１モジュールを支持する。前記マウント部は、第３磁石を有し、前記第２モジュールが回転可能となるように前記第２モジュールを支持する。前記マウント部に対する前記第２モジュールの可動域は３６０度以上である。前記第２モジュールは、第１コイルと、第２コイルと、第３コイルとを有する。前記第１コイルは、前記第１磁石との間に磁力を生じさせることにより前記第２モジュールに対して前記第１軸を中心として前記第１モジュールを電磁駆動により回転駆動させる。前記第２コイルは、前記第２磁石との間に磁力を生じさせることにより前記第２モジュールに対して前記第２軸を中心として前記第１モジュールを電磁駆動により回転駆動させる。前記第３コイルは、前記第３磁石との間に磁力を生じさせることにより前記第２モジュールに対して前記マウント部を電磁駆動により回転駆動させる。
【０００８】
本開示の一態様に係るカメラ装置は、前記アクチュエータと、前記第１モジュールに配置されるカメラモジュールとを備える。
【０００９】
本開示の一態様に係るアクチュエータは、第１モジュールと、第２モジュールと、第１駆動部と、第２駆動部と、マウント部と、第３駆動部とを備える。前記第１モジュールは、第１軸及び前記第１軸に直交する第２軸のそれぞれを中心として回転可能である。前記第２モジュールは、前記第１モジュールが前記第１軸及び前記第２軸のそれぞれを中心として回転可能となるように前記第１モジュールを支持する。前記第１駆動部は、第１コイルと第１磁石とを有し、前記第２モジュールに対して前記第１軸を中心として前記第１モジュールを電磁駆動により回転駆動させる。前記第２駆動部は、第２コイルと第２磁石とを有し、前記第２モジュールに対して前記第２軸を中心として前記第１モジュールを電磁駆動により回転駆動させる。前記マウント部は、前記第２モジュールと嵌め合せられる。前記第３駆動部は、第３コイルと第３磁石とを有し、前記第１軸及び前記第２軸の双方に直交する第３軸を中心とし、可動域を３６０度以上として前記マウント部に対して前記第２モジュールを電磁駆動により相対的に回転させる。前記第１コイル、前記第２コイル及び前記第３コイルは、前記第２モジュールに設けられている。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本開示の実施形態１に係るカメラ装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図２Ａは、同上のカメラ装置の斜視図である。図２Ｂは、同上のカメラ装置の分解斜視図である。図２Ｃは、同上のカメラ装置の断面図である。
【図３】図３Ａは、同上のカメラ装置に含まれるカメラモジュール、可動ユニット及び固定ユニットで構成された構造の斜視図である。図３Ｂは、同上のカメラ装置に含まれるカメラモジュール、可動ユニット及び固定ユニットで構成された構造の平面図である。
【図４】図４は、同上のカメラ装置が備えるカメラモジュール、可動ユニット及び固定ユニットで構成された構造のＸ１−Ｘ１断面図である。
【図５】図５は、同上のカメラ装置が備えるカメラモジュール、可動ユニット及び固定ユニットで構成された構造の分解斜視図である。
【図６】図６は、同上のカメラ装置が備える可動ユニットの分解斜視図である。
【図７】図７は、本開示の実施形態２に係るカメラ装置の構成を示すブロック図である。
【図８】図８Ａは、同上のカメラ装置の斜視図である。図８Ｂは、同上のカメラ装置の断面図である。
【図９】図９は、同上のカメラ装置の変形例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に説明する各実施形態及び変形例は、本開示の一例に過ぎず、本開示は、各実施形態及び変形例に限定されない。これらの実施形態及び変形例以外であっても、本開示に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。また、下記の実施形態１，２において、説明する各図は、模式的な図であり、図中の各構成要素の大きさや厚さそれぞれの比が必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。
【００１２】
（実施形態１）
以下、本実施形態に係るカメラ装置について、図１〜図６を用いて説明する。
【００１３】
（１）概要
本実施形態に係るカメラ装置１は、図１に示すように、カメラモジュール３と、カメラモジュール３を保持する第１モジュール（可動ユニットともいう）１０を駆動するためのパンニング用駆動部３０ａ、チルティング用駆動部３０ｂ及び第１ローリング用駆動部３０ｃと、を備えている。カメラ装置１は、カメラ装置１の動きを検出するジャイロセンサ１３０及び加速度センサ１３１を備えている。カメラ装置１は、例えば、ジャイロセンサ１３０、加速度センサ１３１及び磁気センサ９２（図５参照）の検出結果に基づいてパンニング用駆動部３０ａ、チルティング用駆動部３０ｂ及び第１ローリング用駆動部３０ｃを制御する。これにより、カメラ装置１は、カメラモジュール３の不要な揺れを抑えるスタビライザ付きのカメラ装置を実現することができる。
【００１４】
カメラ装置１は、その外観は円筒形状（図２Ａ参照）であり、カメラモジュール３、第１モジュール（可動ユニット）１０及び第２モジュール２０ａを有する撮影本体部１０ａと、マウント部１００とを有している。
【００１５】
撮影本体部１０ａでは、カメラモジュール３の光軸１ａ（図２Ａ参照）に沿って、カメラモジュール３、可動ユニット１０、第２モジュール２０ａ、及びマウント部１００の順に配置されている。また、カメラモジュール３の先端にはレンズカバー１０ｂが設けられている（図２Ｂ参照）。
【００１６】
撮影本体部１０ａの第２モジュール２０ａは、カメラモジュール３の光軸１ａ（図３Ａ参照）に沿った両端のうち一端にカメラモジュール３を有する可動ユニット１０を設けている。第２モジュール２０ａは、可動ユニット１０の光軸１ａの沿った両端のうち他端にマウント部１００を嵌め合せている。
【００１７】
マウント部１００は、カメラモジュール３の光軸１ａを中心とし、可動域を３６０度以上としてマウント部１００に対して撮影本体部１０ａを電磁駆動により相対的に回転させる。
【００１８】
カメラ装置１は、複数の操作ボタン５ａ，５ｂを含む操作部５を、さらに備えている（図２Ａ参照）。ユーザは、操作部５を用いてカメラモジュール３での撮像の開始、終了等の操作を行う。
【００１９】
（２）構成
以下、本実施形態に係るカメラ装置１の機能的な構成について、図１を参照して詳細に説明する。
【００２０】
カメラ装置１は、例えば携帯型（可搬型）のカメラであり、アクチュエータ２とカメラモジュール３とを備える。カメラモジュール３は、アクチュエータ２によって、チルティング方向、パンニング方向及びローリング方向に回転可能である。アクチュエータ２は、カメラモジュール３を所望の回転方向に駆動させ、カメラモジュール３の不要な揺れを抑えるスタビライザとして機能する。
【００２１】
カメラ装置１は、カメラモジュール３、パンニング用駆動部３０ａ、チルティング用駆動部３０ｂ及び第１ローリング用駆動部３０ｃ、ジャイロセンサ１３０及び加速度センサ１３１、制御部１１０を備えている。本実施形態では、カメラ装置１は、カメラモジュール３を保持する可動ユニット１０（図３Ａ参照）と、可動ユニット１０を回転可能に支持する固定ユニット２０（図３Ａ参照）と、第２ローリング用駆動部３５と、を更に備えている。また、図１の例では、カメラ装置１は、第１ドライバ部１２０、第２ドライバ部１２１及びバッテリ１５０を更に備えている。パンニング用駆動部３０ａ、チルティング用駆動部３０ｂ、第１ローリング用駆動部３０ｃ、第２ローリング用駆動部３５、ジャイロセンサ１３０、加速度センサ１３１、制御部１１０、第１ドライバ部１２０及び第２ドライバ部１２１がアクチュエータ２を構成する。
【００２２】
カメラ装置１は、第１保持機構１４０を、更に備えている（図１参照）。固定ユニット２０は、第１保持機構１４０を介して可動ユニット１０を移動可能に保持する。可動ユニット１０及び固定ユニット２０の詳細については、後述する。
【００２３】
カメラ装置１は、光軸１ａを中心とし可動域を３６０度以上としてマウント部１００に対して相対的に回転可能に撮影本体部１０ａを保持する第２保持機構１４１を、更に有している（図１参照）。マウント部１００は、光軸１ａを中心として回転可能な第２保持機構１４１を介して撮影本体部１０ａを保持する。例えば、第２保持機構１４１は、ベアリングで構成され、マウント部１００に設けられている。本実施形態では、２つの第２保持機構１４１が、マウント部１００の内周面において光軸１ａの方向に沿って、第２ローリング用駆動部３５が有する第２ローリング用駆動磁石３６（後述）を挟むように並んで配置されている（図２Ｂ参照）。これにより、カメラ装置１では、マウント部１００に対して撮影本体部１０ａを相対的に回転可能に保持することができる。
【００２４】
カメラモジュール３は、撮像素子３ａ（図４参照）を有している。カメラモジュール３は、撮像素子３ａの撮像面に形成された映像を電気信号からなる映像信号に変換する。またカメラモジュール３には、撮像素子３ａが生成した電気信号（映像信号）を、カメラ制御部１１２（後述）に送信するための複数のケーブルが、コネクタを介して電気的に接続されている。
【００２５】
パンニング用駆動部３０ａ、チルティング用駆動部３０ｂ及び第１ローリング用駆動部３０ｃは、固定ユニット２０に対して可動ユニット１０が相対的に移動するように、可動ユニット１０を駆動する。パンニング用駆動部３０ａ、チルティング用駆動部３０ｂ及び第１ローリング用駆動部３０ｃは、例えば電磁駆動式であって、コイルへの通電によって可動ユニット１０を駆動する。可動ユニット１０はカメラモジュール３を保持しているので、駆動部３０が可動ユニット１０を駆動することによって、可動ユニット１０と共にカメラモジュール３も移動する。
【００２６】
本実施形態では、可動ユニット１０（カメラモジュール３）は、固定ユニット２０に対して、パンニング方向、チルティング方向及びローリング方向のうち少なくとも２つの方向に移動可能に構成されている。カメラモジュール３の光軸１ａ（図３Ａ参照）を中心に可動ユニット１０が回転するときの可動ユニット１０の移動方向を「ローリング方向」という。また、Ｘ軸を中心に可動ユニット１０が回転するときの可動ユニット１０の移動方向を「パンニング方向」、Ｙ軸を中心に可動ユニット１０が回転するときの可動ユニット１０の移動方向を「チルティング方向」という。可動ユニット１０が駆動部３０にて駆動されていない状態（図３Ａ等に示す状態）におけるカメラモジュール３の光軸１ａと、Ｘ軸と、Ｙ軸とは、互いに直交する。
【００２７】
パンニング用駆動部３０ａは、パンニング用駆動磁石３１ａと、パンニング用駆動コイル３２ａとを有する。パンニング用駆動コイル３２ａへの通電によりパンニング用駆動磁石３１ａが受ける電磁力で可動ユニット１０をパンニング方向に駆動する。
【００２８】
チルティング用駆動部３０ｂは、チルティング用駆動磁石３１ｂと、チルティング用駆動コイル３２ｂとを有する。チルティング用駆動コイル３２ｂへの通電によりチルティング用駆動磁石３１ｂが受ける電磁力で可動ユニット１０をチルティング方向に駆動する。
【００２９】
第１ローリング用駆動部３０ｃは、第１ローリング用駆動磁石３１ｃと、第１ローリング用駆動コイル３２ｃとを有する。第１ローリング用駆動コイル３２ｃへの通電により第１ローリング用駆動磁石３１ｃが受ける電磁力で可動ユニット１０をローリング方向に駆動する。
【００３０】
なお、パンニング用駆動部３０ａ、チルティング用駆動部３０ｂ及び第１ローリング用駆動部３０ｃの詳細については、後述する。
【００３１】
第２ローリング用駆動部３５は、光軸１ａを中心とし、可動域を３６０度以上としてマウント部１００に対して固定ユニット２０を電磁駆動により相対的に回転可能に構成されている。第２ローリング用駆動部３５は、例えばブラシレスモータであって、第２ローリング用駆動磁石３６と、第２ローリング用駆動コイル３７とを有する。第２ローリング用駆動磁石３６はマウント部１００に設けられ、第２ローリング用駆動コイル３７は第２モジュール２０ａに設けられている。第２ローリング用駆動コイル３７への通電により第２ローリング用駆動磁石３６が受ける電磁力でマウント部１００に対して撮影本体部１０ａをローリング方向に相対的に駆動する。
【００３２】
第２ローリング用駆動部３５について、図２Ｂ、図２Ｃを用いて具体的に説明する。図２Ｃは、線分Ａ−Ａを含み、光軸１ａに直交する平面で切った断面を模式的に表す断面図である。なお、図２Ｃでは、撮影本体部１０ａの構成については説明の都合上、簡略化している。
【００３３】
撮影本体部１０ａは、光軸１ａに沿った端部１０ｃを有しており、端部１０ｃは、光軸１ａを中心とした円筒形状である。
【００３４】
図２Ｃに示すように、光軸１ａを中心とし、端部１０ｃの内周面に沿って複数のコイル３７ａが設けられている。具体的には、撮影本体部１０ａは、端部１０ｃにおいて、光軸１ａを中心とし端部１０ｃの内周面に沿って複数のヨーク３８ａを有している。端部１０ｃは、非常に薄い形状となっている（図２Ｃ参照）。これにより、第２ローリング用駆動コイル３７と、第２ローリング用駆動磁石３６とのギャップが大きくならない。さらには、端部１０ｃは、外部からの水分の浸入を防止する。複数のヨーク３８ａのそれぞれに導線が巻き付けられることで、コイル３７ａが形成される。
【００３５】
さらに、図２Ｂ、図２Ｃに示すように、マウント部１００には光軸１ａを中心とした円周上であって複数のコイル３７ａを囲むように複数の磁石３６ａが設けられている。
【００３６】
上述した第２ローリング用駆動コイル３７は、複数のコイル３７ａで構成され、上述した第２ローリング用駆動磁石３６は、複数の磁石３６ａで構成されている。要するに、本実施形態の第２ローリング用駆動部３５は、アウタロータ型のブラシレスモータである。複数のコイル３７ａへの通電により、光軸１ａを中心とし、可動域を３６０度以上として、複数の磁石３６ａが複数のコイル３７ａに対して相対的に回転する。言い換えると、撮影本体部１０ａがマウント部１００に対して相対的に回転する。
【００３７】
ジャイロセンサ１３０は、可動ユニット（第１モジュール）１０に設けられ、カメラ装置１の姿勢（傾き）を検出（検知）する。具体的には、ジャイロセンサ１３０は、可動ユニット１０のパンニング方向、チルティング方向及びローリング方向のそれぞれの角速度を検出する。ジャイロセンサ１３０は、検出結果を駆動制御部１１１へ出力する。
【００３８】
加速度センサ１３１は、可動ユニット（第１モジュール）１０に設けられ、可動ユニット１０のパンニング方向、チルティング方向及びローリング方向のそれぞれにおいて、可動ユニット１０に加わる加速度を検出する。加速度センサ１３１は、検出結果を駆動制御部１１１へ出力する。
【００３９】
制御部１１０は、プロセッサ及びメモリを有するマイクロコントローラを主構成とし、メモリに格納されているプログラムをプロセッサで実行することにより、制御部１１０としての機能を実現する。プログラムは、メモリに予め記録されていてもよいし、インターネット等の電気通信回線を通して提供されてもよく、メモリカード等の記録媒体に記録されて提供されてもよい。
【００４０】
制御部１１０は、駆動制御部１１１としての機能、及びカメラ制御部１１２としての機能を有している。駆動制御部１１１は、パンニング用駆動部３０ａ、チルティング用駆動部３０ｂ及び第１ローリング用駆動部３０ｃを制御することにより、可動ユニット１０を駆動させる。さらに、駆動制御部１１１は、第２ローリング用駆動部３５を制御することにより、マウント部１００を駆動させる。
【００４１】
駆動制御部１１１は、ジャイロセンサ１３０、加速度センサ１３１及び磁気センサ９２（図５参照）の検出結果に基づいて、パンニング用駆動部３０ａ、チルティング用駆動部３０ｂ、第１ローリング用駆動部３０ｃ及び第２ローリング用駆動部３５を制御する。
【００４２】
駆動制御部１１１は、ジャイロセンサ１３０が検出した角速度と、加速度センサ１３１が検出した加速度と、後述する磁気センサ９２の検知結果とに基づいて、手振れ等によって生じたカメラモジュール３の揺れを補正するための信号処理を行う。具体的には、駆動制御部１１１は、ジャイロセンサ１３０の検出結果と加速度センサ１３１の検出結果と磁気センサ９２の検知結果とから、カメラモジュール３の回転角度を求める。
【００４３】
駆動制御部１１１は、可動ユニット１０が一定方向を向くようにパンニング用駆動部３０ａ、チルティング用駆動部３０ｂ、第１ローリング用駆動部３０ｃ及び第２ローリング用駆動部３５を制御する。具体的には、駆動制御部１１１は、求めた回転角度で可動ユニット１０を回転させるように、第１ドライバ部１２０にてパンニング用駆動部３０ａ、チルティング用駆動部３０ｂ及び第１ローリング用駆動部３０ｃを制御する。駆動制御部１１１は、求めた回転角度に基づいて、チルティング方向、パンニング方向及びローリング方向のそれぞれにおいて可動ユニット１０を駆動させるための第１駆動信号を生成する。駆動制御部１１１は、第１ドライバ部１２０に第１駆動信号を出力する。さらに、駆動制御部１１１は、求めた回転角度でマウント部１００に対して固定ユニット２０を相対的に回転させるように、第２ドライバ部１２１にて第２ローリング用駆動部３５を制御する。ローリング方向においてマウント部１００に対して固定ユニット２０を相対的に回転させるための第２駆動信号を生成する。駆動制御部１１１は、第２ドライバ部１２１に第２駆動信号を出力する。
【００４４】
ここで、第１駆動信号は、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）方式による信号であって、デューティ比を変化させることより可動ユニット１０を駆動する。第２駆動信号は、ＰＷＭ方式の３相交流信号であって、交流の周波数と、振幅を変化させることによりマウント部１００を駆動する。
【００４５】
第１駆動信号及び第２駆動信号は、アクチュエータ２をスタビライザとして機能させるため、例えば数Ｈｚ〜数十Ｈｚの振動を制御できる能力を持つ。
【００４６】
なお、ジャイロセンサ１３０は第１モジュール（可動ユニット）１０に設ける構造としたが、この構成に限定されない。例えば、第２モジュール２０ａ（固定ユニット２０）に配置してもよい。この場合、カメラ装置１は、ジャイロセンサ１３０に基づく第２モジュール２０ａ（固定ユニット２０）の角度と、磁気センサ９２に基づく第２モジュール２０ａと第１モジュール（可動ユニット）１０の相対角度から、第１モジュール（可動ユニット）１０の姿勢を検知できる。
【００４７】
カメラ制御部１１２は、カメラモジュール３を制御する。例えば、カメラ装置１が「撮像開始」のための操作を操作部５で受け付けた場合、カメラ制御部１１２は、カメラモジュール３が撮像を開始するようカメラモジュール３を制御する。具体的には、カメラ制御部１１２は、撮像素子３ａの出力する映像信号の処理を開始する。カメラ装置１が「撮像停止」のための操作を操作部５で受け付けた場合、カメラ制御部１１２は、カメラモジュール３が撮像を終了（停止）するようカメラモジュール３を制御する。また、カメラ制御部１１２は、映像データ（映像信号）を、カメラ装置１の内蔵メモリ、又はメモリカード等の記録媒体に記憶する機能を有している。
【００４８】
なお、駆動制御部１１１、及びカメラ制御部１１２は、１つのマイクロコントローラにて実現される構成としたが、この構成に限定されない。カメラ制御部１１２は、駆動制御部１１１とは別のマイクロコントローラにて実現されてもよい。
【００４９】
第１ドライバ部１２０は、駆動制御部１１１から第１駆動信号を受け、第１駆動信号に従ってパンニング用駆動部３０ａ、チルティング用駆動部３０ｂ及び第１ローリング用駆動部３０ｃを動作させる駆動回路である。すなわち、第１ドライバ部１２０は、第１駆動信号に従ってパンニング用駆動部３０ａ、チルティング用駆動部３０ｂ及び第１ローリング用駆動部３０ｃに対して駆動用電力を供給することにより、可動ユニット１０を駆動する。
【００５０】
第２ドライバ部１２１は、駆動制御部１１１から第２駆動信号を受け、第２駆動信号に従って第２ローリング用駆動部３５を動作させる駆動回路である。すなわち、第２ドライバ部１２１は、第２駆動信号に従って第２ローリング用駆動部３５に対して駆動用電力を供給することにより、マウント部１００を駆動する。
【００５１】
バッテリ１５０は、例えば蓄電池であり、カメラ装置１を駆動させるための電力を供給する。
【００５２】
ここで、図１に示すように、上述したパンニング用駆動磁石３１ａ、チルティング用駆動磁石３１ｂ、第１ローリング用駆動磁石３１ｃ、ジャイロセンサ１３０及び加速度センサ１３１が可動ユニット１０を構成している。また、固定ユニット２０と、第２ローリング用駆動コイル３７、第２ドライバ部１２１及びバッテリ１５０が、第２モジュール２０ａを構成している。パンニング用駆動コイル３２ａ、チルティング用駆動コイル３２ｂ、第１ローリング用駆動コイル３２ｃ、制御部１１０及び第１ドライバ部１２０が固定ユニット２０を構成している。さらに、第２ローリング用駆動磁石３６がマウント部１００を構成している。
【００５３】
したがって、第２モジュール２０ａが、固定ユニット２０及び第２ローリング用駆動コイル３７を有しているので、回転駆動に必要な信号線は、第２モジュール２０ａ内で配線が可能となる。したがって、回転駆動を行うために、外部（例えば、マウント部１００）との配線を行う必要がない。
【００５４】
また、第２モジュール２０ａが、第２ローリング用駆動コイル３７（複数のコイル３７ａ）及びバッテリ１５０を有しているので、第２ローリング用駆動コイル３７へ通電するための配線等は第２モジュール２０ａ内で可能となる。さらに、ベアリングで構成された第２保持機構１４１がマウント部１００に設けられている。このような電気的構成及び機械的構成により、上述したように、光軸１ａを中心とし、可動域を３６０度以上として、複数の磁石３６ａが複数のコイル３７ａに対して相対的に回転することが可能となる。言い換えると、撮影本体部１０ａがマウント部１００に対して相対的に回転することが可能となる。
【００５５】
（３）カメラ装置の構造例
次に、本実施形態において、カメラ装置１の具体的な構造、特に可動ユニット１０及び固定ユニット２０の構造の一例について、図３Ａ〜図６を参照して説明する。
【００５６】
カメラモジュール３は、撮像素子３ａと、撮像素子３ａの撮像面に被写体像を結像させるレンズ３ｂと、レンズ３ｂを保持するレンズ鏡筒３ｃとを含む（図４参照）。レンズ鏡筒３ｃは、アクチュエータ２から、カメラモジュール３の光軸１ａの方向に突出している。光軸１ａに垂直なレンズ鏡筒３ｃの断面は、円形状である。またカメラモジュール３に接続される複数のケーブルは、コプレーナ導波路又はマイクロストリップラインを含んでいる。または、複数のケーブルのそれぞれは長さが同一である細線の同軸ケーブルを含んでもよい。複数のケーブルは、所定数のケーブル束１１に分けられている。
【００５７】
カメラ装置１は、図３Ａ、図４に示すように、アッパーリング４、可動ユニット１０、固定ユニット２０、駆動部３０及びプリント基板９０を備える。
【００５８】
可動ユニット１０は、カメラホルダ４０と、第１可動ベース部４１と、第２可動ベース部４２とを有している（図６参照）。また、固定ユニット２０は、可動ユニット１０との間に隙間を設けて可動ユニット１０を嵌め合せる。可動ユニット１０は、固定ユニット２０に対して、カメラモジュール３のレンズの光軸１ａを中心に回転（ローリング）する。
【００５９】
以下では、駆動部３０にて駆動されていない状態（図３Ａ等に示す状態）の可動ユニット１０（カメラモジュール３）の状態を、中立状態と定義する。本実施形態では、可動ユニット１０が中立状態である場合における、光軸１ａの方向を「Ｚ軸方向」とする。Ｚ軸方向は、可動ユニット１０を固定ユニット２０に嵌め合せる嵌合方向に一致する。さらに、Ｚ軸方向において、可動ユニット１０からレンズ鏡筒３ｃが突出する向きを「上方」ともいう。つまり、可動ユニット１０は、中立状態においてＺ軸周りで回転可能である。また、可動ユニット１０は、固定ユニット２０に対して、Ｘ軸及びＹ軸のそれぞれを中心に回転する。ここで、Ｘ軸及びＹ軸は、いずれもＺ軸と直交している。さらに、Ｘ軸とＹ軸とは、互いに直交している。
【００６０】
また、Ｘ軸を中心として可動ユニット１０（カメラモジュール３）が回転する方向をパンニング方向、Ｙ軸を中心として可動ユニット１０（カメラモジュール３）が回転する方向をチルティング方向と、それぞれ定義する。さらに、光軸１ａを中心として可動ユニット１０（カメラモジュール３）が回転（ローリング）する方向をローリング方向と定義する。可動ユニット１０の詳細な構成については後述する。光軸１ａ、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸は、いずれも仮想的な軸であり、図面中の「Ｘ」、「Ｙ」、「Ｚ」を示す矢印は、説明のために表記しているに過ぎず、いずれも実体を伴わない。また、これらの方向はカメラ装置１の使用時の方向を限定する趣旨ではない。
【００６１】
カメラモジュール３は、カメラホルダ４０に取り付けられている。第１可動ベース部４１及び第２可動ベース部４２の構成については、後述する。可動ユニット１０が回転することでカメラモジュール３を回転させることができる。
【００６２】
固定ユニット２０は、連結部５０と本体部５１とを含んでいる（図５参照）。
【００６３】
連結部５０は、直線形状の連結棒５０１と、遊嵌部材５０２とを有する（図６参照）。連結棒５０１は、連結棒５０１の長手方向の中央部位に開口部５０３を有している。遊嵌部材５０２は、基部５０４と壁部５０５とを有している（図６参照）。基部５０４は、上方から見て（平面視）円形状である。基部５０４は、カメラモジュール３に近い側の面（上面）が平面であり、カメラモジュール３から遠い側の面（下面）が球面となっている。基部５０４の上面の中央部位には、凹部５０６が設けられている（図６参照）。壁部５０５は、基部５０４における凹部５０６の周囲から上方に突出する（図６参照）。壁部５０５の内周面、つまり凹部５０６に臨む面は、後述する第２遊嵌面５０７を構成する（図６参照）。壁部５０５の外周の径は連結棒５０１の開口部５０３の径と略同一である。壁部５０５は、連結棒５０１の開口部５０３に嵌め込まれる。
【００６４】
本体部５１は、一対の突出部５１０を有している。一対の突出部５１０は、Ｚ軸に直交し、かつＸ軸及びＹ軸に対して４５度傾斜した方向において、互いに対向する。さらに、一対の突出部５１０は、後述する第１コイルユニット５２と、後述する第２コイルユニット５３とが配置された隙間に位置する。連結部５０は、本体部５１との間に、第２可動ベース部４２を挟み込み、本体部５１にねじ止めされる。具体的には、連結棒５０１の長手方向の両端部が、本体部５１の一対の突出部５１０にそれぞれねじ止めされる。
【００６５】
本体部５１は、２つのケーブル束１１を固定するための２つの固定部７０３を有している（図３Ａ、図４参照）。２つの固定部７０３は、Ｚ軸に直交し、かつ一対の突出部５１０の対向方向にも直交する方向において、互いに対向する。Ｚ軸方向において、２つの固定部７０３間の間隔がカメラモジュール３側程広くなるように、２つの固定部７０３はＺ軸方向に対して傾いている（図５参照）。２つの固定部７０３の各々は、板形状の第１部材７０４と、板形状の第２部材７０５とを有している。ケーブル束１１の一部が、第１部材７０４と第２部材７０５との間に挟み込まれる。
【００６６】
固定ユニット２０は、可動ユニット１０を電磁駆動で回転可能とするために、一対の第１コイルユニット５２と、一対の第２コイルユニット５３とを有している（図３Ｂ参照）。一対の第１コイルユニット５２は、Ｙ軸方向において互いに対向する。一対の第２コイルユニット５３は、Ｘ軸方向において互いに対向する。一対の第１コイルユニット５２は、Ｘ軸を中心として可動ユニット１０を回転させ、一対の第２コイルユニット５３は、Ｙ軸を中心として可動ユニット１０を回転させる。
【００６７】
各第１コイルユニット５２は、磁性材料で形成された第１磁気ヨーク７１０と、駆動コイル７２０，７３０と、磁気ヨークホルダ７４０，７５０とを有している（図５参照）。各第１磁気ヨーク７１０は、回転の中心点４６０（図４参照）を中心とする円弧形状である。各第１磁気ヨーク７１０には導線が巻き付けられて駆動コイル７３０が形成される。駆動コイル７３０は、後述する一対の第１駆動磁石６２０をローリング方向に回転させるように、第２コイルユニット５３が対向する方向（Ｘ軸方向）を巻方向として形成されている。ここで、本実施形態において、コイルの巻方向とは、巻き数が増える方向である。さらに、各第１磁気ヨーク７１０の両側には磁気ヨークホルダ７４０、７５０がねじで固定される。また、各第１磁気ヨーク７１０に導線が巻き付けられて駆動コイル７２０が形成される。駆動コイル７２０は、一対の第１駆動磁石６２０をパンニング方向に回転させるように、Ｚ軸方向を巻方向として形成されている。一対の第１コイルユニット５２は、カメラモジュール３側から見て互いに対向するように、ねじで本体部５１に固定されている。具体的には、Ｚ軸方向における各第１コイルユニット５２の一端部（カメラモジュール３とは反対側の端部）がねじで本体部５１に固定される。Ｚ軸方向における各第１コイルユニット５２の他端部（カメラモジュール３側の端部）は、アッパーリング４に嵌め込まれる。
【００６８】
各第２コイルユニット５３は、磁性材料で形成された第２磁気ヨーク７１１と、駆動コイル７２１，７３１と、磁気ヨークホルダ７４１，７５１とを有している（図５参照）。各第２磁気ヨーク７１１は、回転の中心点４６０（図４参照）を中心とする円弧形状である。各第２磁気ヨーク７１１には導線が巻き付けられて駆動コイル７３１が形成される。駆動コイル７３１は、後述する第２駆動磁石６２１をローリング方向に回転させるように、第１コイルユニット５２が対向する方向（Ｙ軸方向）を巻方向として形成されている。さらに、各第２磁気ヨーク７１１の両側には磁気ヨークホルダ７４１，７５１がねじで固定される。また、各第２磁気ヨーク７１１に導線が巻き付けられて駆動コイル７２１が形成されている。駆動コイル７２１は、一対の第２駆動磁石６２１をチルティング方向に回転させるように、Ｚ軸方向を巻方向として形成されている。一対の第２コイルユニット５３は、カメラモジュール３側から見て互いに対向するように、ねじで本体部５１に固定されている。具体的には、Ｚ軸方向における各第２コイルユニット５３の一端部（カメラモジュール３とは反対側の端部）がねじで本体部５１に固定される。Ｚ軸方向における各第２コイルユニット５３の他端部（カメラモジュール３側の端部）は、アッパーリング４に嵌め込まれる。
【００６９】
カメラモジュール３を取り付けたカメラホルダ４０は、第１可動ベース部４１にねじで固定される。第１可動ベース部４１は、第２可動ベース部４２との間に連結部５０を挟み込む。
【００７０】
プリント基板９０は、カメラモジュール３のパンニング方向及びチルティング方向における回転位置を検出するための複数の磁気センサ９２（ここでは４個）を有している。ここで、磁気センサ９２は、例えばホール素子である。磁気センサ９２は、ホール素子に限らず、例えば、磁気抵抗素子又はコイル等を用いたセンサであってもよい。
【００７１】
プリント基板９０には、さらに駆動コイル７２０，７２１，７３０，７３１に流す電流を制御するための回路等が実装されている。例えば、プリント基板９０は、図１に示す第１ドライバ部１２０の機能を有する回路及び第２ドライバ部１２１の機能を有する回路が実装されている。プリント基板９０には、マイクロコントローラ等が更に実装されている。言い換えると、プリント基板９０には、図４、図５等では図示していないが、制御部１１０が設けられている。
【００７２】
次に、第１可動ベース部４１及び第２可動ベース部４２の詳細な構成について説明する。
【００７３】
第１可動ベース部４１は、本体部４３と、一対の保持部４４と、遊嵌部材４５と、球体４６とを有している（図６参照）。本体部４３は、カメラホルダ４０との間にリジッド部１２を挟み込み、リジッド部１２を固定（保持）する。一対の保持部４４は、互いに対向するように本体部４３の周縁に設けられている（図６参照）。各保持部４４は、本体部４３の側壁４３１との間にケーブル束１１を挟み込み、ケーブル束１１を保持する（図４参照）。遊嵌部材４５は、Ｚ軸方向に遊嵌部材４５を貫通する貫通孔４５１を有している（図４参照）。Ｚ軸方向においてカメラモジュール３とは反対側に向かって貫通孔４５１の径が大きくなるように、貫通孔４５１の内周面はテーパ形状に形成されている。
【００７４】
球体４６は、遊嵌部材４５の貫通孔４５１に嵌め込まれて固定されており、凸状球面である第１遊嵌面４６１を含んでいる（図４参照）。球体４６は、第１遊嵌面４６１と遊嵌部材５０２の第２遊嵌面５０７（壁部５０５の内周面）との間に僅かな隙間を有するように、遊嵌部材５０２に対して遊びをもって嵌め合されている（遊嵌する）。これにより、連結部５０は、可動ユニット１０が回転可能となるように可動ユニット１０をピボット支持することができる。ピボット支持を用いることで、パンニング方向及びチルティング方向での自由な回転が可能となり、かつ接触面積が小さいので回転時の摩擦を小さくすることができる。ここで、球体４６の中心が、可動ユニット１０の回転の中心点４６０となる。可動ユニット１０が回転可能となるように可動ユニット１０をピボット支持する構成が、上述した第１保持機構１４０に相当する。
【００７５】
第２可動ベース部４２は、第１可動ベース部４１を支持する。第２可動ベース部４２は、バックヨーク６１０と、一対の第１駆動磁石６２０と、一対の第２駆動磁石６２１とを有している（図６参照）。第２可動ベース部４２は、さらにボトムプレート６４０と、位置検出磁石６５０と、脱落防止部６５１とを有している（図６参照）。
【００７６】
バックヨーク６１０は、円板部分と、円板部分の外周部からカメラモジュール３側（上側）に突出する４つの固定部（アーム）とを有している。４つの固定部のうち２つの固定部は、Ｘ軸方向において対向し、他の２つの固定部は、Ｙ軸方向において対向している。Ｙ軸方向に対向する２つの固定部は、一対の第１コイルユニット５２とそれぞれ対向する。Ｘ軸方向に対向する２つの固定部は、一対の第２コイルユニット５３とそれぞれ対向する。
【００７７】
一対の第１駆動磁石６２０は、バックヨーク６１０の４つの固定部のうちＹ軸方向に対向する２つの固定部に、それぞれ固定される。一対の第２駆動磁石６２１は、バックヨーク６１０の４つの固定部のうちＸ軸方向に対向する２つの固定部に、それぞれ固定される。
【００７８】
第１駆動磁石６２０と第１コイルユニット５２とによる電磁駆動、及び第２駆動磁石６２１と第２コイルユニット５３とによる電磁駆動で、可動ユニット１０（カメラモジュール３）をパンニング方向、チルティング方向及びローリング方向に回転させることができる。具体的には、２つの駆動コイル７２０と２つの第１駆動磁石６２０とによる電磁駆動で可動ユニット１０をパンニング方向に回転させることができ、２つの駆動コイル７２１と２つの第２駆動磁石６２１とによる電磁駆動で、可動ユニット１０をチルティング方向に回転させることができる。また、２つの駆動コイル７３０と２つの第１駆動磁石６２０とによる電磁駆動及び２つの駆動コイル７３１と２つの第２駆動磁石６２１とによる電磁駆動で、可動ユニット１０をローリング方向に回転させることができる。
【００７９】
ボトムプレート６４０は、非磁性であり、例えば真鍮で形成されている。ボトムプレート６４０は、バックヨーク６１０に取り付けられ、可動ユニット１０（第２可動ベース部４２）の底部を形成する。ボトムプレート６４０は、ねじでバックヨーク６１０及び第１可動ベース部４１に固定される。ボトムプレート６４０は、カウンタウエイトとして機能する。ボトムプレート６４０をカウンタウエイトとして機能させることで、回転の中心点４６０と、可動ユニット１０の重心とを一致させることができる。そのため、可動ユニット１０の全体に外力が加わった場合、可動ユニット１０がＸ軸を中心に回転するモーメント及びＹ軸を中心に回転するモーメントは小さくなる。これにより、比較的小さな駆動力で可動ユニット１０（カメラモジュール３）を中立状態に維持したり、Ｘ軸及びＹ軸を中心に回転させたりすることができる。
【００８０】
ボトムプレート６４０は、カメラモジュール３に近い側の面（上面）が平面であり、当該上面の中央部位からは突出部６４１が突出している。突出部６４１の先端部には凹部６４２が形成されている。凹部６４２の底面は下方に向けて凸となる曲面形状である。凹部６４２のカメラモジュール３側（上側）に遊嵌部材５０２が位置する（図４参照）。
【００８１】
ボトムプレート６４０は、カメラモジュール３から遠い側の面（下面）が球面であり、当該下面の中央部位に凹部が設けられている。当該凹部には、位置検出磁石６５０及び脱落防止部６５１が配置される（図４参照）。脱落防止部６５１は、ボトムプレート６４０の凹部に配された位置検出磁石６５０の脱落を防止する。
【００８２】
ボトムプレート６４０の凹部６４２と、遊嵌部材５０２との間には隙間が設けられている（図４参照）。ボトムプレート６４０の凹部６４２の底面及び遊嵌部材５０２の基部５０４の下面は、互いに対向する曲面である。この隙間は、遊嵌部材５０２がボトムプレート６４０に接触した場合であっても、第１駆動磁石６２０及び第２駆動磁石６２１の各々の磁気により第１駆動磁石６２０及び第２駆動磁石６２１の各々が元の位置に戻ることができる距離である。これにより、Ｚ軸方向に対してカメラモジュール３が移動した場合であっても、可動ユニット１０（カメラモジュール３）を元の位置に戻すことができる。
【００８３】
プリント基板９０に設けられた４つの磁気センサ９２は、４つの磁気センサ９２に対する位置検出磁石６５０の相対的な位置から、固定ユニット２０に対する可動ユニット１０の相対的な回転（移動）を検出する。すなわち、可動ユニット１０が回転（移動）すると、可動ユニット１０の回転に応じて位置検出磁石６５０の位置が変化することで、４つの磁気センサ９２に作用する磁力が変化する。４つの磁気センサ９２は、この磁力変化を検出し、Ｘ軸、及びＹ軸に対する２次元の回転角度を算出する。これにより、４つの磁気センサ９２は、チルティング方向及びパンニング方向のそれぞれにおける、可動ユニット１０の回転角度を検出することができる。
【００８４】
なお、ローリング方向への可動ユニット１０の回転については、可動ユニット１０が固定ユニット２０との間に生じる磁気吸引力により原点（安定点）に戻ろうとする力、所謂磁気ばねを利用して推定されてもよい。すなわち、カメラ装置１は、駆動信号又は第１ドライバ部１２０から駆動コイル７３０及び駆動コイル７３１への出力信号の直流成分（低周波成分）より、ローリング方向における固定ユニット２０に対する可動ユニット１０の相対的な回転（移動）を推定してもよい。
【００８５】
ここで、一対の第１駆動磁石６２０は、吸着用磁石として機能し、対向する第１磁気ヨーク７１０との間に第１磁気吸引力を発生する。また、一対の第２駆動磁石６２１は、吸着用磁石として機能し、対向する第２磁気ヨーク７１１との間に第２磁気吸引力を発生する。ここで、第１磁気吸引力のベクトルの向きは、回転の中心点４６０、第１磁気ヨーク７１０の中心位置及び第１駆動磁石６２０の中心位置を結ぶ直線と平行になっている。第２磁気吸引力のベクトルの向きは、回転の中心点、第２磁気ヨーク７１１の中心位置及び第２駆動磁石６２１の中心位置を結ぶ直線と平行になっている。
【００８６】
また、第１磁気吸引力及び第２磁気吸引力は、遊嵌部材５０２の球体４６に対する固定ユニット２０の垂直抗力となる。また、可動ユニット１０が中立状態である場合には、可動ユニット１０における磁気吸引力は、Ｚ軸方向の合成ベクトルとなる。第１磁気吸引力、第２磁気吸引力及び合成ベクトルにおける力のバランスは、「やじろべえ」（balancing toy）の力学構成に似ており、可動ユニット１０は安定して３軸方向に回転することができる。
【００８７】
本実施形態では、上述した一対の第１コイルユニット５２、一対の第２コイルユニット５３、一対の第１駆動磁石６２０及び一対の第２駆動磁石６２１が、駆動部３０を構成する。また、駆動部３０は、パンニング用駆動部３０ａ、チルティング用駆動部３０ｂ及び第１ローリング用駆動部３０ｃを含んでいる。
【００８８】
パンニング用駆動部３０ａは、一対の第１コイルユニット５２における一対の第１磁気ヨーク７１０及び一対の駆動コイル７２０と、一対の第１駆動磁石６２０とで実現される。つまり、第１駆動磁石６２０の組がパンニング用駆動磁石３１ａに相当し、駆動コイル７２０の組がパンニング用駆動コイル３２ａに相当している。
【００８９】
チルティング用駆動部３０ｂは、一対の第２コイルユニット５３における一対の第２磁気ヨーク７１１及び一対の駆動コイル７２１と、一対の第２駆動磁石６２１とで実現される。つまり、第２駆動磁石６２１の組がチルティング用駆動磁石３１ｂに相当し、駆動コイル７２１の組がチルティング用駆動コイル３２ｂに相当している。
【００９０】
第１ローリング用駆動部３０ｃは、一対の第１駆動磁石６２０と、一対の第２駆動磁石６２１と、一対の第１磁気ヨーク７１０と、一対の第２磁気ヨーク７１１と、一対の駆動コイル７３０と、一対の駆動コイル７３１とで実現される。つまり、一対の第１駆動磁石６２０と一対の第２駆動磁石６２１との組が第１ローリング用駆動磁石３１ｃに相当し、一対の駆動コイル７３０と一対の駆動コイル７３１との組が第１ローリング用駆動コイル３２ｃに相当している。
【００９１】
本実施形態のカメラ装置１は、一対の駆動コイル７２０と一対の駆動コイル７２１に同時に通電することで、可動ユニット１０をパンニング方向及びチルティング方向に２次元的に回転させることができる。また、カメラ装置１は、一対の駆動コイル７３０と一対の駆動コイル７３１に同時に通電することで、光軸１ａを中心に可動ユニット１０を回転（ローリング）させることもできる。
【００９２】
なお、本実施形態では、光軸１ａを中心とし、可動域を３６０度以上としてマウント部１００に対して相対的に撮影本体部１０ａが回転する構成としたが、この構成に限定されない。Ｘ軸又はＹ軸を中心とし、可動域を３６０度以上としてマウント部１００に対して相対的に撮影本体部１０ａが回転する構成であってもよい。例えば、複数のコイル３７ａは、撮影本体部１０ａにおいてＸ軸（又は、Ｙ軸）を中心とした円周上に配置される。複数の磁石３６ａは、マウント部１００において、Ｘ軸（又は、Ｙ軸）を中心とした円周上に、複数のコイル３７ａを囲むように配置される。
【００９３】
（実施形態２）
本実施形態のカメラ装置について、説明する。本実施形態のカメラ装置では、第２モジュール２０ａが２つのモジュールに分離可能な点が、実施形態１と異なる。
【００９４】
異なる点を中心に、図７〜図８Ｂを用いて説明する。以下、実施形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を適宜省略する。
【００９５】
本実施形態のカメラ装置１は、図７に示すように、カメラモジュール３、可動ユニット（第１モジュール）１０、第２モジュール２０ａ及びマウント部１００ａを備えている。
【００９６】
本実施形態の第２モジュール２０ａは、第３モジュール２０ｂ及び第４モジュール２０ｃを有している。
【００９７】
第３モジュール２０ｂは、第１保持機構１４０を介して可動ユニット１０を回転可能に保持している。つまり、第３モジュール２０ｂは、第１保持機構１４０を介して第１モジュール（可動ユニット）１０を遊嵌している。
【００９８】
第３モジュール２０ｂは、第４モジュール２０ｃに対して着脱可能である。また、第３モジュール２０ｂは、制御部１１０の駆動制御部１１１及びバッテリ１５０と電気的に接続された導電性の接続部材１４５を有している。
【００９９】
カメラモジュール３、可動ユニット１０及び第３モジュール２０ｂは、図８Ａに示す円筒形状の撮影本体部１６０を構成している。
【０１００】
撮影本体部１６０は、パンニング用駆動部３０ａ、チルティング用駆動部３０ｂ及び第１ローリング用駆動部３０ｃを有している。具体的には、可動ユニット１０は、パンニング用駆動磁石３１ａ、チルティング用駆動磁石３１ｂ及び第１ローリング用駆動磁石３１ｃを有している。第３モジュール２０ｂは、パンニング用駆動コイル３２ａ、チルティング用駆動コイル３２ｂ及び第１ローリング用駆動コイル３２ｃを有している。第３モジュール２０ｂは、制御部１１０、第１ドライバ部１２０及びバッテリ１５０を有している。
【０１０１】
第４モジュール２０ｃは、第２ローリング用駆動部３５の第２ローリング用駆動コイル３７、及びバッテリ１５１を有している。バッテリ１５１は、例えば、蓄電池であり、第３モジュール２０ｂが第４モジュール２０ｃに装着された場合に、バッテリ１５０と併用して回路等に電力を供給する。第４モジュール２０ｃは、第２ドライバ部１２１及びバッテリ１５１と電気的に接続された導電性の接続部材１４６を有している。
【０１０２】
第４モジュール２０ｃは、図８Ａに示すように、撮影本体部１６０を装着するための開口部２０ｄを有する円筒形状である。第４モジュール２０ｃは、撮影本体部１６０（第３モジュール２０ｂ）が開口部２０ｄに挿入された後、脱落防止のためのロック機構を有している。第３モジュール２０ｂが装着された後、ロック機構により第３モジュール２０ｂをロックすることで、第３モジュール２０ｂが第４モジュール２０ｃから脱落することを防止する。第３モジュール２０ｂを第４モジュール２０ｃから取り外す際には、ロックを解除することで、取外しが可能となる。
【０１０３】
第４モジュール２０ｃは、撮影者自身を撮影するために用いられる道具（いわゆる自撮棒）が付随したマウント部１００ａが装着可能である。マウント部１００ａは、第４モジュール２０ｃの外周を囲むように嵌め合わされ（取り付けられ）、第４モジュール２０ｃを保持する。
【０１０４】
第３モジュール２０ｂが第４モジュール２０ｃに装着されると、第３モジュール２０ｂの接続部材１４５と第４モジュール２０ｃの接続部材１４６とが接続される。これにより、第３モジュール２０ｂと第４モジュール２０ｃとが電気的に接続される。具体的には、第２ドライバ部１２１及びバッテリ１５１と第３モジュール２０ｂとが、駆動制御部１１１及びバッテリ１５０と第４モジュール２０ｃとが、それぞれ電気的に接続される。
【０１０５】
本実施形態のカメラ装置１は、光軸１ａを中心とし可動域を３６０度以上としてマウント部１００ａに対して相対的に回転可能に撮影本体部１６０を保持する第２保持機構１４１ａを、更に有している（図８Ａ参照）。マウント部１００ａは、光軸１ａを中心として回転可能な第２保持機構１４１ａを介して撮影本体部１６０を保持する。第２保持機構１４１ａは、例えばベアリングで構成されている。本実施形態では、２つの第２保持機構１４１ａが、マウント部１００ａの内周面において光軸１ａの方向に沿って、第２ローリング用駆動部３５が有する第２ローリング用駆動磁石３６を挟むように並んで配置されている（図８Ａ参照）。これにより、カメラ装置１では、マウント部１００ａに対して撮影本体部１６０を相対的に回転可能に保持することができる。
【０１０６】
本実施形態の第２ローリング用駆動部３５について、図８Ａ、図８Ｂを用いて具体的に説明する。図８Ｂは、線分Ｂ−Ｂを含み、光軸１ａに直交する平面で切った断面を模式的に表す断面図である。なお、図８Ｂでは、撮影本体部１６０の構成については説明の都合上、省略しハッチングで表している。
【０１０７】
図８Ｂに示すように、第４モジュール２０ｃには光軸１ａを中心とした円周上に複数のコイル３７ｂが設けられている。具体的には、第４モジュール２０ｃは、光軸１ａを中心とする円周に沿って複数のヨーク３８ｂを有している。複数のヨーク３８ｂのそれぞれに導線が巻き付けられることで、コイル３７ｂが形成される。
【０１０８】
さらに、図８Ｂに示すように、マウント部１００ａには光軸１ａを中心とした円周上であって複数のコイル３７ｂを囲むように複数の磁石３６ｂが設けられている。
【０１０９】
さらに、第４モジュール２０ｃは、非常に薄い形状となっている（図８Ｂ参照）。これにより、第２ローリング用駆動コイル３７と、第２ローリング用駆動磁石３６とのギャップが大きくならない。
【０１１０】
本実施形態の第２ローリング用駆動コイル３７は、複数のコイル３７ｂで構成され、本実施形態の第２ローリング用駆動磁石３６は、複数の磁石３６ｂで構成されている。要するに、本実施形態の第２ローリング用駆動部３５は、アウタロータ型のブラシレスモータである。複数のコイル３７ｂへの通電により、光軸１ａを中心とし、可動域を３６０度以上として、複数の磁石３６ｂが複数のコイル３７ｂに対して相対的に回転する。言い換えると、撮影本体部１６０がマウント部１００ａに対して相対的に回転する。
【０１１１】
なお、本実施形態では、第２モジュール２０ａは第３モジュール２０ｂと第４モジュール２０ｃとから構成され、第３モジュール２０ｂが第４モジュール２０ｃに対して着脱可能であるとしたが、この構成に限定されない。第２モジュール２０ａは、２つのモジュールに分離できない一体型で構成されていてもよい。
【０１１２】
また、実施形態１で説明したカメラ装置１において、本実施形態の構成を適用してもよい。つまり、実施形態１で説明したカメラ装置１は、第２モジュール２０ａは第３モジュール２０ｂと第４モジュール２０ｃとから構成され、第３モジュール２０ｂが第４モジュール２０ｃに対して着脱可能であるとしてもよい。
【０１１３】
また、本実施形態では、第３モジュール２０ｂを第４モジュール２０ｃに装着する場合、カメラモジュール３の光軸１ａに方向に沿って装着する構成として、カメラ装置１を説明した。カメラ装置１は、上記構成に加えて、上述したＸ軸又はＹ軸に沿って、つまり光軸１ａに直交する方向に沿って、第４モジュール２０ｃに装着されてもよい。
【０１１４】
この場合、第３モジュール２０ｂを光軸１ａに直交する方向に沿って装着可能に、第４モジュール２０ｃの先端部において挿入方向に直交する両端に切欠２０ｅが設けられる（図９参照）。撮影本体部１６０（第３モジュール２０ｂ）は、撮影本体部１６０の外周の一部が、切欠２０ｅに当接することで、光軸１ａに直交する方向に沿って第４モジュール２０ｃに装着される。このとき、上述したロック機構と同様の機構により装着された第３モジュール２０ｂの脱落を防止する。また、第３モジュール２０ｂ及び第４モジュール２０ｃは、第３モジュール２０ｂが光軸１ａに直交する方向に沿って第４モジュール２０ｃに装着されたときに、第３モジュール２０ｂと第４モジュール２０ｃとが電気的に接続されるように構成されている。
【０１１５】
また、制御部１１０は、撮影本体部１６０（第３モジュール２０ｂ）が第４モジュール２０ｃに装着された場合の装着態様を識別してもよい。例えば、装着態様に応じて第３モジュール２０ｂと第４モジュール２０ｃとが電気的に接続される部位を異なるようにすることで、装着態様の識別が可能になる。装着態様を識別することで、第２ローリング用駆動部３５の制御に使用するジャイロセンサ１３０の軸を切り替えることができ、より利便性が向上する。
【０１１６】
また、本実施形態において、第３モジュール２０ｂは、撮影本体部１６０（第３モジュール２０ｂ）が第４モジュール２０ｃへの着脱を検出する着脱検出部を設けてもよい。この場合、第３モジュール２０ｂは、第４モジュール２０ｃへの装着を検出すると、第１ローリング用駆動部３０ｃによるローリング方向への回転を抑止する。第３モジュール２０ｂは、第４モジュール２０ｃからの離脱を検出すると、第１ローリング用駆動部３０ｃによるローリング方向への回転を可能にする。これにより、第３モジュール２０ｂが、第４モジュール２０ｃへ装着された場合には、省電力化を図ることができる。
【０１１７】
また、本実施形態において、バッテリ１５１は、第４モジュール２０ｃに設けられる構成としたが、この構成に限定されない。バッテリ１５１は、マウント部１００ａに設けられてもよいし、第４モジュール２０ｃ及びマウント部１００ａの双方に設けられてもよい。バッテリ１５１が、第４モジュール２０ｃ、マウント部１００ａ又は双方に設けられることで、撮影本体部１６０を単独で用いる場合には重量が軽量化され、逆に撮影本体部１６０を第４モジュール２０ｃに装着して使用する場合には、長時間の使用が可能となる。
【０１１８】
また、バッテリ１５１が第３モジュール２０ｂと第４モジュール２０ｃとの共用としたが、第４モジュール２０ｃ専用としてもよい。この場合、第３モジュール２０ｂからは第２駆動信号のみが供給され、第２ローリング用駆動コイル３７の駆動に必要な電力は第４モジュール２０ｃのバッテリ１５１から供給される。こうすることで、第３モジュール２０ｂと第４モジュール２０ｃの供給電圧を異なるものとすることができ、慣性が大きく電力が必要な第２ローリング用駆動コイル３７を高い電圧での駆動が可能となる。
【０１１９】
本実施形態においても、実施形態１と同様に、第２モジュール２０ａが、固定ユニット２０及び第２ローリング用駆動コイル３７を有しているので、回転駆動に必要な信号線は、第２モジュール２０ａ内で配線が可能となる。したがって、回転駆動を行うために、外部（例えば、マウント部１００）との配線を行う必要がない。
【０１２０】
また、第２モジュール２０ａが、第２ローリング用駆動コイル３７（複数のコイル３７ｂ）及びバッテリ１５０を有しているので、第２ローリング用駆動コイル３７へ通電するための配線等は第２モジュール２０ａ内で可能となる。さらに、ベアリングで構成された第２保持機構１４１ａがマウント部１００ａに設けられている。このような電気的構成及び機械的構成により、上述したように、光軸１ａを中心とし、可動域を３６０度以上として、複数の磁石３６ｂが複数のコイル３７ｂに対して相対的に回転することが可能となる。言い換えると、撮影本体部１６０がマウント部１００ａに対して相対的に回転することが可能となる。
【０１２１】
（変形例）
本発明の実施形態は、上記の各実施形態に限定されない。上記の各実施形態は、本発明の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
【０１２２】
上記各実施形態において、第２ローリング用駆動部３５は、可動ユニット１０と固定ユニット２０との重心位置付近に配置することが好ましい。これにより、第２保持機構１４１（１４１ａ）に係る力の偏りをなくし、回転時における摩擦抵抗が安定し、長寿命化を図ることができる。
【０１２３】
上記各実施形態では、第２ローリング用駆動部３５は、ブラシレスモータで構成されるとしたが、この構成に限定されない。第２ローリング用駆動部３５は、ブラシモータで構成されてもよい。
【０１２４】
上記各実施形態において、可動ユニット１０は固定ユニット２０に対してパンニング方向、チルティング方向及びローリング方向の３軸方向で回転可能な構成としたが、この構成に限定されない。可動ユニット１０は固定ユニットに対してパンニング方向、チルティング方向及びローリング方向の３軸のうち少なくとも２軸で回転可能な構成であればよい。特に、可動ユニット１０は固定ユニットに対して、少なくともパンニング方向及びチルティング方向の２軸で回転可能な構成であればよい。
【０１２５】
上記各実施形態において、第２保持機構１４１（１４１ａ）はベアリングで構成されるとしたが、この構成に限定されない。第２保持機構１４１（１４１ａ）は、撮影本体部１０ａ（１６０）を回転可能に保持できる機構であればよい。
【０１２６】
上記各実施形態では、固定ユニット２０の連結部５０にて、可動ユニット１０が回転可能となるように可動ユニット１０をピボット支持しているが、固定ユニット２０が可動ユニット１０を回転（移動）可能に保持する構成は、この構成に限定されない。例えば、可動ユニット１０が凸状部分球面を有し、可動ユニット１０の少なくとも一部が遊嵌する凹部を有する固定ユニット２０にて、可動ユニット１０が回転可能に支持されてもよい。これにより、パンニング方向及びチルティング方向での自由な回転が可能となる。さらには、可動ユニット１０にカメラモジュール３が設けられる空間を広くすることができる。
【０１２７】
上記各実施形態のアクチュエータ２は、カメラモジュール３と組み合わせた構成としたが、この構成に限定されない。アクチュエータ２は、レーザポインタ、プロジェクタ、ハプティックデバイス等の装置と組み合わせた構成であってもよい。
【０１２８】
（まとめ）
以上説明したように、第１の態様のアクチュエータ（２）は、第１モジュール（１０）と、第２モジュール（２０ａ）と、マウント部（１００，１００ａ）とを備える。第１モジュール（１０）は、第１磁石（例えば、パンニング用駆動磁石３１ａ）と第２磁石（例えば、チルティング用駆動磁石３１ｂ）とを有する。第２モジュール（２０ａ）は、第１モジュール（１０）が第１軸（例えば、Ｘ軸）及び第１軸に直交する第２軸（例えば、Ｙ軸）のそれぞれについて回転可能となるように、第１モジュール（１０）を支持する。マウント部（１００，１００ａ）は、第３磁石（例えば、第２ローリング用駆動磁石３６）を有し、第２モジュール（２０ａ）が回転可能となるように第２モジュール（２０ａ）を支持する。マウント部（１００，１００ａ）に対する第２モジュール（２０ａ）の可動域は３６０度以上である。第２モジュール（２０ａ）は、第１コイル（例えば、パンニング用駆動コイル３２ａ）と、第２コイル（例えば、チルティング用駆動コイル３２ｂ）と、第３コイル（例えば、第２ローリング用駆動コイル３７）と、を有する。第１コイルは、第１磁石との間に磁力を生じさせることにより第２モジュール（２０ａ）に対して第１軸を中心として第１モジュール（１０）を電磁駆動により回転駆動させる。第２コイルは、第２磁石との間に磁力を生じさせることにより第２モジュール（２０ａ）に対して第２軸を中心として第１モジュール（１０）を電磁駆動により回転駆動させる。第３コイルは、第３磁石との間に磁力を生じさせることにより第２モジュール（２０ａ）に対してマウント部（１００，１００ａ）を電磁駆動により回転駆動させる。
【０１２９】
この構成によると、電磁駆動のために通電が必要な各コイルは、第２モジュール（２０ａ）に設けられているので、配線は複雑になる可能性は低くなる。また、第２モジュールの可動域を３６０度以上となっているので、可動域を従来よりも広げることができる。これにより、アクチュエータ（２）は、配線の構造を簡単にしつつ、可動域を広げることができる。
【０１３０】
また、従来のアクチュエータ（例えば、背景技術で述べた特許文献１のカメラ駆動装置）では、カメラ部の可動域には制限がある。特に、カメラ部をローリング方向に回転させる場合、その可動域は５度程度である。そのため、従来のアクチュエータは、比較的振れが小さい運動（例えばウォーキング、ランニング）には適用できるが、振れが大きい運動（例えばスカイダイビング、アクロバティックな運動等）、モトクロス等には不向きである。一方、上述したアクチュエータ（２）では、可動域を広げることができるので、振れが大きい運動にも適している。
【０１３１】
第２の態様のアクチュエータ（２）は、第１の態様において、第１モジュール（１０）の姿勢を検知する検知部（例えば、ジャイロセンサ１３０、磁気センサ９２）を、更に備える。第１軸及び第２軸の各々を中心とする第１モジュール（１０）の回転駆動は、検知部の検知結果を基に制御される。
【０１３２】
この構成によると、アクチュエータ（２）は、検知部で検出された第１モジュール（１０）の姿勢に応じて、第１モジュール（１０）の回転駆動を制御することができる。
【０１３３】
第３の態様のアクチュエータ（２）は、第１又は第２の態様において、第１モジュール（１０）又は第２モジュール（２０ａ）の加速度を検知するセンサ部（例えば、加速度センサ１３１）を、更に備える。第１モジュール（１０）は、センサ部の結果を基に、第１モジュール（１０）が重力に対して一定方向を向くように制御される。
【０１３４】
この構成によると、アクチュエータ（２）は、センサ部の結果を基に第１モジュール（１０）が重力に対し一定方向を向くように制御することができる。
【０１３５】
第４の態様のアクチュエータ（２）は、第１〜第３のいずれかの態様において、第１保持機構（１４０）と、第２保持機構（１４１，１４１ａ）とを、更に備える。第１保持機構（１４０）は、第１軸及び第２軸のそれぞれを中心として回転可能であり、第２モジュール（２０ａ）を第１モジュール（１０）に嵌め合せる。第２保持機構（１４１，１４１ａ）は、マウント部（１００，１００ａ）を第２モジュール（２０ａ）に回転可能に嵌め合せる。第２モジュール（２０ａ）は、第１コイルが設けられた第１ヨーク（例えば、第１磁気ヨーク７１０）及び第２コイルが設けられた第２ヨーク（例えば、第２磁気ヨーク７１１）を有する。第２モジュール（２０ａ）は、第１ヨーク及び第２ヨークの磁気吸引力によって第１モジュール（１０）を吸着保持する。
【０１３６】
この構成によると、第２モジュール（２０ａ）は、第１モジュール（１０）を回転可能に支持することができる。
【０１３７】
第５の態様のアクチュエータ（２）では、第１〜第４のいずれかの態様において、第２モジュール（２０ａ）は、第１軸及び第２軸のそれぞれに直交する第３軸を中心として回転可能にマウント部（１００，１００ａ）に支持される。
【０１３８】
この構成によると、アクチュエータ（２）は、第２モジュール（２０ａ）は、第３軸に対して回転可能とすることができる。
【０１３９】
第６の態様のアクチュエータ（２）では、第５の態様において、第３コイルは、複数の駆動コイル（例えば、コイル３７ａ，３７ｂ）で構成されている。第３磁石は、複数の駆動磁石（例えば、磁石３６ａ，３６ｂ）で構成されている。複数の駆動コイルは、第２モジュール（２０ａ）において第３軸を中心とした円周上に配置されている。複数の磁石は、第３軸を中心とした円周上であって複数の駆動コイルを囲むように、マウント部（１００，１００ａ）に設けられている。
【０１４０】
この構成によると、アクチュエータ（２）においては、第３軸を中心とし、可動域を３６０度以上としてマウント部（１００，１００ａ）に対して電磁駆動により相対的に第２モジュール（２０ａ）を回転させることができる。
【０１４１】
第７の態様のアクチュエータ（２）では、第５の態様において、第３コイルは、複数の駆動コイル（例えば、コイル３７ａ，３７ｂ）で構成されている。第３磁石は、複数の駆動磁石（例えば、磁石３６ａ，３６ｂ）で構成されている。第１モジュール（１０）は、第２モジュール（２０ａ）の第３軸に沿った両端のうち一端に設けられている。複数の駆動コイルは、第２モジュール（２０ａ）の第３軸に沿った両端のうち他端において第３軸を中心とした円周上に配置されている。マウント部（１００）は、複数の駆動磁石を有し、第２モジュール（２０ａ）の第３軸に沿った両端のうち他端に嵌め合せられている。複数の駆動磁石は、第３軸を中心とした円周上であって複数の駆動コイルを囲むように、マウント部（１００）に設けられている。
【０１４２】
この構成によると、アクチュエータ（２）においては、第３軸を中心とし、可動域を３６０度以上としてマウント部（１００）に対して第２モジュール（２０ａ）を電磁駆動により相対的に回転させることができる。
【０１４３】
第８の態様のアクチュエータ（２）では、第１〜第７のいずれかの態様において、第２モジュール（２０ａ）に対して第１モジュール（１０）は、第１軸及び第２軸のそれぞれに直交する第３軸を中心として電磁駆動により回転駆動される。
【０１４４】
この構成によると、アクチュエータ（２）は、第２モジュール（２０ａ）に対して第１モジュール（１０）を、第３軸を中心として電磁駆動により回転駆動させることができる。例えば、高周波数を用いた電磁駆動により、第２モジュール（２０ａ）に対して第１モジュール（１０）を第３軸を中心として回転させることができる。そして、低周波を用いた電磁駆動により、第２モジュール（２０ａ）をマウント部（１００，１００ａ）に対して相対的に回転させることができる。上述したように、従来のアクチュエータでは、第２モジュール（２０ａ）に対して第１モジュール（１０）をローリング方向に回転させる場合、その可動域は５度程度である。一般的には高い周波数は振幅が小さい。そのため、可動域が小さい場合には、高周波数を用いることが適切である。
【０１４５】
第９の態様のアクチュエータ（２）では、第１〜第８のいずれかの態様において、第２モジュール（２０ａ）は、第３モジュール（２０ｂ）と第４モジュール（２０ｃ）とから構成されている。第３モジュール（２０ｂ）は、第４モジュール（２０ｃ）に対して着脱可能に構成されている。第３モジュール（２０ｂ）が第４モジュール（２０ｃ）に装着された場合には第３モジュール（２０ｂ）と第４モジュール（２０ｃ）とは電気的に接続される。第３モジュール（２０ｂ）は、第１軸及び第２軸のそれぞれを中心として回転可能な第１保持機構（１４０）を介して第１モジュール（１０）と、嵌め合せられる。第４モジュール（２０ｃ）は、マウント部（１００，１００ａ）と、回転可能な第２保持機構（１４１，１４１ａ）を介して嵌め合わされる。第３モジュール（２０ｂ）は、第１コイル及び第２コイルと、を有している。第４モジュール（２０ｃ）は、第３コイルを有している。
【０１４６】
この構成によると、第３モジュール（２０ｂ）を第４モジュール（２０ｃ）から分離した場合には、小型なアクチュエータ（スタビライザ機能を有するアクチュエータ）として使用が可能となる。また、第３モジュール（２０ｂ）を第４モジュール（２０ｃ）に装着した場合には、第３軸を中心とし、可動域が３６０度以上であるアクチュエータ（２）として使用することができる。
【０１４７】
第１０の態様のアクチュエータ（２）は、第１〜第９のいずれかの態様において、カメラ装置（１）として用いられる。この構成によると、アクチュエータ（２）は、配線の構造を簡単にしつつ、可動域を広げることができるカメラ装置（１）として使用することができる。
【０１４８】
第１１の態様のカメラ装置（１）は、第１〜第９のいずれか一項に記載のアクチュエータ（２）と、第１モジュール（１０）に配置されるカメラモジュール（３）とを備える。
【０１４９】
この構成によると、カメラ装置（１）は、配線の構造を簡単にしつつ、可動域を広げることができる。
【０１５０】
第１２の態様のアクチュエータ（２）は、第１モジュール（１０）と、第２モジュール（２０ａ）と、第１駆動部（例えば、パンニング用駆動部３０ａ）と、第２駆動部（例えば、チルティング用駆動部３０ｂ）と、マウント部（１００，１００ａ）と、第３駆動部（例えば、第２ローリング用駆動部３５）とを備える。第１モジュール（１０）は、第１軸（例えば、Ｘ軸）及び第１軸に直交する第２軸（例えば、Ｙ軸）のそれぞれを中心として回転可能である。第２モジュール（２０ａ）は、第１モジュール（１０）が第１軸及び第２軸のそれぞれを中心として回転可能となるように第１モジュール（１０）を支持する。第１駆動部は、第１コイル（例えば、パンニング用駆動コイル３２ａ）と第１磁石（例えば、パンニング用駆動磁石３１ａ）とを有し、第２モジュール（２０ａ）に対して第１軸を中心として第１モジュール（１０）を電磁駆動により回転駆動させる。第２駆動部は、第２コイル（例えば、チルティング用駆動コイル３２ｂ）と第２磁石（例えば、チルティング用駆動磁石３１ｂ）とを有し、第２モジュール（２０ａ）に対して第２軸を中心として第１モジュール（１０）を電磁駆動により回転駆動させる。マウント部（１００，１００ａ）は、第２モジュール（２０ａ）と嵌め合せられる。第３駆動部は、第３コイル（例えば、第２ローリング用駆動コイル３７）と第３磁石（例えば、第２ローリング用駆動磁石３６）とを有する。第３駆動部は、第１軸及び第２軸の双方に直交する第３軸を中心とし、可動域を３６０度以上としてマウント部（１００，１００ａ）に対して第２モジュール（２０ａ）を電磁駆動により相対的に回転させる。第１コイル、第２コイル及び第３コイルは、第２モジュール（２０ａ）に設けられている。
【０１５１】
この構成によると、電磁駆動のために通電が必要な各コイルは、第２モジュール（２０ａ）に設けられているので、配線は複雑になる可能性は低くなる。また、第３駆動部は、可動域を３６０度以上となっているので、第３軸については、可動域を従来よりも広げることができる。これにより、アクチュエータ（２）は、配線の構造を簡単にしつつ、可動域を広げることができる。例えば、第１２の態様のアクチュエータ（２）は、第３軸を中心とした可動域を広げることができる。
【０１５２】
また、従来のアクチュエータ（例えば、背景技術で述べた特許文献１のカメラ駆動装置）では、３軸方向の可動域には制限がある。特に、カメラ部をローリング方向に回転させる場合、その可動域は５度程度である。そのため、従来のアクチュエータは、比較的振れが小さい運動（例えばウォーキング、ランニング）には適用できるが、振れが大きい運動（例えばスカイダイビング、アクロバティックな運動等）、モトクロス等には不向きである。一方、上述したアクチュエータ（２）では、３軸方向のうち１軸（例えば、ローリング方向）については、可動域を広げることができるので、振れが大きい運動にも適している。
【０１５３】
第１３の態様のアクチュエータ（２）は、第１２の態様において、第１モジュール（１０）の姿勢を検知する検知部（例えば、ジャイロセンサ１３０、磁気センサ９２）を、更に備える。第１駆動部、第２駆動部及び前記第３駆動部は、検知部の検知結果を基に、回転を制御する。
【０１５４】
この構成によると、アクチュエータ（２）は、検知部で検出された第１モジュール（１０）の姿勢に応じて、第１モジュール（１０）を回転させることができる。
【０１５５】
第１４の態様のアクチュエータ（２）は、第１２又は第１３の態様において、第１モジュール（１０）又は第２モジュール（２０ａ）の加速度を検知するセンサ部（例えば、加速度センサ１３１）を、更に備える。第１駆動部、第２駆動部及び第３駆動部は、センサ部の結果を基に、第１モジュール（１０）が重力に対し一定方向を向くように制御する。
【０１５６】
この構成によると、アクチュエータ（２）は、センサ部の結果を基に第１モジュール（１０）が重力に対し一定方向を向くように制御することができる。
【０１５７】
第１５の態様のアクチュエータ（２）は、第１２〜第１４のいずれかの態様において、第１保持機構（１４０）と、第２保持機構（１４１，１４１ａ）とを、更に備える。第１保持機構（１４０）は、第１軸及び第２軸のそれぞれを中心として回転可能であり、第２モジュール（２０ａ）を隙間を介して第１モジュール（１０）に嵌め合せる。第２保持機構（１４１，１４１ａ）は、第３軸を中心として回転可能であり、マウント部（１００，１００ａ）を第２モジュール（２０ａ）に嵌め合せる。第２モジュール（２０ａ）は、第１コイルが設けられた第１ヨーク（例えば、第１磁気ヨーク７１０）及び第２コイルが設けられた第２ヨーク（例えば、第２磁気ヨーク７１１）を有する。第２モジュール（２０ａ）は、第１ヨーク及び第２ヨークの磁気吸引力によって第１モジュール（１０）を吸着保持する。
【０１５８】
この構成によると、第２モジュール（２０ａ）は、第１モジュール（１０）を回転可能に支持することができる。
【０１５９】
第１６の態様のアクチュエータ（２）では、第１２〜第１５のいずれかの態様において、第３駆動部は、ブラシレスモータである。
【０１６０】
この構成によると、第３軸を中心とした回転の可動域を３６０度以上とすることができる。
【０１６１】
第１７の態様のアクチュエータ（２）では、第１６の態様において、第３コイルは、複数の駆動コイル（例えば、コイル３７ｂ）で構成されている。第３駆動磁石は、複数の駆動磁石（例えば、磁石３６ｂ）で構成されている。複数の駆動コイルは、第２モジュール（２０ａ）において第３軸を中心とした円周上に配置されている。複数の駆動磁石は、第３軸を中心とした円周上であって複数の駆動コイルを囲むように、マウント部（１００，１００ａ）に設けられている。
【０１６２】
この構成によると、第３駆動部は、第３軸を中心とし、可動域を３６０度以上としてマウント部（１００，１００ａ）に対して第２モジュール（２０ａ）を電磁駆動により相対的に回転させることができる。
【０１６３】
第１８の態様のアクチュエータ（２）は、第１６の態様において、第３コイルは、複数の駆動コイル（例えば、コイル３７ａ）で構成されている。第３磁石は、複数の駆動磁石（例えば、磁石３６ａ）で構成されている。第１モジュール（１０）は、第２モジュール（２０ａ）の第３軸に沿った両端のうち一端に設けられている。複数の駆動コイルは、第２モジュール（２０ａ）の第３軸に沿った両端のうち他端において第３軸を中心とした円周上に配置されている。マウント部（１００）は、複数の駆動磁石を有し、第２モジュール（２０ａ）の第３軸に沿った両端のうち前記他端に嵌め合せられている。複数の駆動磁石は、第３軸を中心とした円周上であって複数の駆動コイルを囲むように、マウント部（１００）に設けられている。
【０１６４】
この構成によると、第３駆動部は、第３軸を中心とし、可動域を３６０度以上としてマウント部（１００）に対して第２モジュール（２０ａ）を電磁駆動により相対的に回転させることができる。
【０１６５】
第１９の態様におけるアクチュエータ（２）は、第１２〜第１８のいずれかの態様において、第２モジュール（２０ａ）に対して第１モジュール（１０）を、第３軸を中心として電磁駆動により回転駆動させる回転駆動部（例えば、第１ローリング用駆動部３０ｃ）を、更に備える。
【０１６６】
この構成によると、アクチュエータ（２）は、第３駆動部とは別に、第２モジュール（２０ａ）に対して第１モジュール（１０）を、第３軸を中心として電磁駆動により回転駆動させることができる。例えば、回転駆動部では高周波数を用いた電磁駆動により、第２モジュール（２０ａ）に対して第１モジュール（１０）を第３軸を中心として回転させることができる。そして、第３駆動部では低周波を用いた電磁駆動により、第２モジュール（２０ａ）をマウント部（１００，１００ａ）に対して相対的に回転させることができる。上述したように、従来のアクチュエータでは、第２モジュール（２０ａ）に対して第１モジュール（１０）をローリング方向に回転させる場合、その可動域は５度程度である。一般的には高い周波数は振幅が小さい。そのため、可動域が小さい場合には、高周波数を用いることが適切である。
【０１６７】
第２０の態様におけるアクチュエータ（２）では、第１２〜第１９のいずれかの態様において、第２モジュール（２０ａ）は、第３モジュール（２０ｂ）と第４モジュール（２０ｃ）とを有している。第３モジュール（２０ｂ）は、第４モジュール（２０ｃ）に対して着脱可能に構成されている。第３モジュール（２０ｂ）が第４モジュール（２０ｃ）に装着された場合には第３モジュール（２０ｂ）と第４モジュール（２０ｃ）とは電気的に接続される。第３モジュール（２０ｂ）は、第１軸及び第２軸のそれぞれを中心として回転可能な第１保持機構（１４０）との隙間を介して、第１モジュール（１０）と嵌め合せられている。第４モジュール（２０ｃ）は、マウント部（１００，１００ａ）と、第３軸を中心として回転可能な第２保持機構（１４１，１４１ａ）を介して嵌め合わされている。第３モジュール（２０ｂ）は、第１コイル及び第２コイルと、バッテリ（１５０）とを有している。第４モジュール（２０ｃ）は、第３コイルを有している。
【０１６８】
この構成によると、第３モジュール（２０ｂ）を第４モジュール（２０ｃ）から分離した場合には、小型なアクチュエータ（スタビライザ機能を有するアクチュエータ）として使用が可能となる。また、第３モジュール（２０ｂ）を第４モジュール（２０ｃ）に装着した場合には、第３軸を中心とし、可動域が３６０度以上であるアクチュエータ（２）として使用することができる。
【０１６９】
第２１の態様のアクチュエータ（２）では、第２０の態様において、第３モジュール（２０ｂ）は、第４モジュール（２０ｃ）に対して、第１軸又は第２軸に沿って装着可能に構成されている。
【０１７０】
この構成によると、アクチュエータ（２）は、第３モジュール（２０ｂ）を取り付ける態様によっては、第１軸又は第２軸を中心として回転する場合でも、その可動域を広くすることができる。
【０１７１】
第２２の態様のアクチュエータ（２）は、第１２〜第２１のいずれかの態様において、カメラ装置（１）として用いられる。この構成によると、アクチュエータ（２）は、配線の構造を簡単にしつつ、可動域を広げることができるカメラ装置（１）として使用することができる。
【０１７２】
第２３の態様のカメラ装置（１）は、第１２〜第２１のいずれかの態様のアクチュエータ（２）と、第１モジュール（１０）に配置されるカメラモジュール（３）とを備える。
【０１７３】
この構成によると、カメラ装置（１）は、配線の構造を簡単にしつつ、可動域を広げることができる。例えば、第２３の態様のカメラ装置（１）は、第３軸を中心とした可動域を広げることができる。
【符号の説明】
【０１７４】
１    カメラ装置
２    アクチュエータ
３    カメラモジュール
１０    第１モジュール（可動ユニット）
２０    固定ユニット
２０ａ  第２モジュール
２０ｂ  第３モジュール
２０ｃ  第４モジュール
３０    駆動部
３０ａ  パンニング用駆動部
３０ｂ  チルティング用駆動部
３０ｃ  第１ローリング用駆動部（回転駆動部）
３１ａ  パンニング用駆動磁石（第１磁石）
３１ｂ  チルティング用駆動磁石（第２磁石）
３１ｃ  第１ローリング用駆動磁石
３２ａ  パンニング用駆動コイル（第１コイル）
３２ｂ  チルティング用駆動コイル（第２コイル）
３２ｃ  第１ローリング用駆動コイル
３５    第２ローリング用駆動部
３６    第２ローリング用駆動磁石（第３磁石）
３６ａ，３６ｂ  磁石（駆動磁石）
３７    第２ローリング用駆動コイル（第３コイル）
３７ａ，３７ｂ  コイル（駆動コイル）
９２    磁気センサ（検知部）
１００，１００ａ  マウント部
１３０    ジャイロセンサ（検知部）
１３１    加速度センサ（センサ部）
１４０    第１保持機構
１４１，１４１ａ  第２保持機構
１５０    バッテリ
７１０    第１磁気ヨーク（第１ヨーク）
７１１    第２磁気ヨーク（第２ヨーク）
【図１】
2019017286.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2019017286.tif 000009
【図８】
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【図９】
2019017286.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】令和2年1月16日(2020.1.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１９】
本実施形態においても、実施形態１と同様に、第２モジュール２０ａが、固定ユニット２０及び第２ローリング用駆動コイル３７を有しているので、回転駆動に必要な信号線は、第２モジュール２０ａ内で配線が可能となる。したがって、回転駆動を行うために、外部（例えば、マウント部１００ａ）との配線を行う必要がない。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１６１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１６１】
第１７の態様のアクチュエータ（２）では、第１６の態様において、第３コイルは、複数の駆動コイル（例えば、コイル３７ｂ）で構成されている。第３磁石は、複数の駆動磁石（例えば、磁石３６ｂ）で構成されている。複数の駆動コイルは、第２モジュール（２０ａ）において第３軸を中心とした円周上に配置されている。複数の駆動磁石は、第３軸を中心とした円周上であって複数の駆動コイルを囲むように、マウント部（１００，１００ａ）に設けられている。
【国際調査報告】
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2019017286.tif 000013
2019017286.tif 000014
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