(57)【要約】【課題】  ジンバル支持されたレンズ鏡筒について、最適な姿勢制御機構を提供する。【解決手段】  姿勢制御機構１は、レンズ鏡筒１０を所定の回転中心Ｑを中心にして回転可能に支持するジンバル支持機構２と、レンズ鏡筒１０に対して揺動力を与える第１方向アクチュエータ３ａと第２方向アクチュエータ３ｂとを備える。第１方向アクチュエータ３ａは、前記回転中心Ｑを通る第１平面Ｓ１に沿ってレンズ鏡筒１０を揺動させ、第２方向アクチュエータ３ｂは、回転中心Ｑを通り前記第１平面Ｓ１と直交する第２平面Ｓ２に沿ってレンズ鏡筒１０を揺動させる。【選択図】      図１
2006023556.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持対象とされるユニットと、該ユニットを所定の１点を中心に回転可能に支持するジンバル支持機構と、前記ユニットに揺動力を与える複数のアクチュエータとを具備する姿勢制御機構であって、
前記アクチュエータは不動体に固定されると共に、前記ユニットの略回転中心で所定の角度をもって交わる少なくとも２平面に沿って前記ユニットをそれぞれ揺動させるものであることを特徴とする姿勢制御機構。
【請求項２】
アクチュエータが、ユニットの回転中心を通る第１平面に沿って前記ユニットを揺動させる第１方向アクチュエータと、
同様にユニットの回転中心を通り、前記第１平面と直交する第２平面に沿って前記ユニットを揺動させる第２方向アクチュエータとから構成されていることを特徴とする請求項１記載の姿勢制御機構。
【請求項３】
アクチュエータが、不動体とユニットとの間に係合され、その線方向に出力ベクトルを発生する線アクチュエータであって、
第１方向アクチュエータが、第１平面に沿ってユニットを揺動させるべく、ユニットの回転中心を挟んで前記第１平面内に対称に配置された一対の線アクチュエータからなり、
第２方向アクチュエータが、第２平面に沿ってユニットを揺動させるべく、ユニットの回転中心を挟んで前記第２平面内に対称に配置された一対の線アクチュエータからなることを特徴とする請求項２記載の姿勢制御機構。
【請求項４】
アクチュエータが、不動体とユニットとの間に係合される線アクチュエータ及び引っ張りバネから構成され、前記線アクチュエータはその線方向に出力ベクトルを発生するものであって、
第１方向アクチュエータが、第１平面に沿ってユニットを揺動させるべく、ユニットの回転中心を挟んで前記第１平面内に対称に配置された線アクチュエータと引っ張りバネとからなり、
第２方向アクチュエータが、第２平面に沿ってユニットを揺動させるべく、ユニットの回転中心を挟んで前記第２平面内に対称に配置された線アクチュエータと引っ張りバネとからなることを特徴とする請求項２記載の姿勢制御機構。
【請求項５】
アクチュエータが、不動体とユニットとの間に係合される線アクチュエータ及び圧縮バネから構成され、前記線アクチュエータはその線方向に出力ベクトルを発生するものであって、
第１方向アクチュエータが、第１平面に沿ってユニットを揺動させるべく、ユニットの回転中心から所定距離を置いて前記第１平面内に配置された線アクチュエータと、該線アクチュエータと同心的に配置された圧縮バネとからなり、
第２方向アクチュエータが、第２平面に沿ってユニットを揺動させるべく、ユニットの回転中心から所定距離を置いて前記第２平面内に配置された線アクチュエータと、該線アクチュエータと同心的に配置された圧縮バネとからなることを特徴とする請求項２記載の姿勢制御機構。
【請求項６】
アクチュエータが、移動部材を棒状の振動部材に所定の摩擦力を有するように結合させると共に、前記振動部材の一方端に圧電素子を固着して構成されたインパクト型圧電アクチュエータであって、
第１方向アクチュエータが、第１平面に沿ってユニットを揺動させるべく、ユニットの回転中心から所定距離を置いて前記第１平面内に配置され、前記移動部材がユニットと一体化されると共に、基端側が不動体に弾性接合されたインパクト型圧電アクチュエータからなり、
第２方向アクチュエータが、第２平面に沿ってユニットを揺動させるべく、ユニットの回転中心から所定距離を置いて前記第２平面内に配置され、前記移動部材がユニットと一体化されると共に、基端側が不動体に弾性接合されたインパクト型圧電アクチュエータからなることを特徴とする請求項２記載の姿勢制御機構。
【請求項７】
アクチュエータが、進退動作が可能な圧電素子からなる圧電アクチュエータであって、
第１方向アクチュエータが、第１平面に沿ってユニットを揺動させるべく、ユニットの回転中心から所定距離を置いて前記第１平面内に配置され、前記進退動作端がユニットと係合されると共に、基端側が不動体に弾性接合された圧電アクチュエータからなり、
第２方向アクチュエータが、第２平面に沿ってユニットを揺動させるべく、ユニットの回転中心から所定距離を置いて前記第２平面内に配置され、前記進退動作端がユニットと係合されると共に、基端側が不動体に弾性接合された圧電アクチュエータからなることを特徴とする請求項２記載の姿勢制御機構。
【請求項８】
アクチュエータが、駆動歯車付きの回転モータと、前記駆動歯車に噛合されるギアとからなる回転モータ型アクチュエータであって、
第１方向アクチュエータが、第１平面に沿ってユニットを揺動させるべく、ユニットの回転中心から所定距離を置いて前記第１平面内に配置され、前記ギアがユニットと一体化されると共に、回転モータが不動体に回転可能に支持された回転モータ型アクチュエータからなり、
第２方向アクチュエータが、第２平面に沿ってユニットを揺動させるべく、ユニットの回転中心から所定距離を置いて前記第２平面内に配置され、前記ギアがユニットと一体化されると共に、回転モータが不動体に回転可能に支持された回転モータ型アクチュエータからなることを特徴とする請求項２記載の姿勢制御機構。
【請求項９】
ユニットが、撮像素子が一体的に搭載されたレンズ鏡筒であることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の姿勢制御機構。
【請求項１０】
ユニットが電気部品を内蔵しており、前記電気部品に対するフレキシブル結線部材が該ユニットから延出されている場合において、
前記フレキシブル結線部材が、ユニットの回転中心若しくはその近傍を通るように配置されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の姿勢制御機構。
【請求項１１】
支持対象とされるユニットとしてのレンズ鏡筒を備えた撮像部と、
本体ボディに対する振れ角を検出する振れ角検出手段と、
前記振れ角に応じた振れ補正制御信号を生成する振れ補正制御部と、
前記振れ補正制御部により制御される請求項１〜１０のいずれかに記載の姿勢制御機構とを具備す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、例えばデジタルカメラやカメラ付き携帯電話等の撮像装置に装備されているレンズ鏡筒の、手振れ補正機構として好適に用いることができる姿勢制御機構、及び該姿勢制御機構を備えた撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラ等においては、ユーザの手ぶれ等による撮影画像の乱れを抑制するために、各種の手振れ防止機構（手振れ補正機構）が採用されている。従来、このような手振れ補正機構としては、所謂ジンバル機構でレンズ鏡筒を回動自在に支持する方式（例えば特許文献１）、レンズ鏡筒の内部に配置されているレンズ群を、カメラに加わっている振れを打ち消す方向に、光軸に垂直な面内でシフトさせる方式（例えば特許文献２）、鏡胴内のレンズ群を駆動せずにＣＣＤなどの固体撮像素子自体を光軸に垂直な面内でシフトさせる方式（例えば特許文献３）等が実用化されている。
【０００３】
上記ジンバル機構とは、多軸自由回転支持機構のことを意味し、通常はピッチ方向回転軸の軸周りとヨー方向回転軸の軸周りにそれぞれ自由回転させる回転継手が連結された機構が備えられている。前記特許文献１の手振れ補正機構では、回転力を与えるアクチュエータのロータを、レンズ鏡筒に取り付けられた可動片に搭載する構成が開示されている。しかし、かかる構成ではロータが搭載されることで可動片が重くなり、応答性が低下すると共に、ロータに対する結線が断線する危惧がある。
【０００４】
ジンバル機構が採用された他の手振れ補正機構として、例えば特許文献４には、レンズ鏡筒を球状に構成し、レンズ鏡筒自身をジンバル軸とした構成が開示されている。この構成は、２つの回転モータの出力部を球状にし、該球状出力部にてレンズ鏡筒の外周部において直接摩擦駆動するものであるが、レンズ鏡筒に無理な圧縮負荷が加わる傾向があることから、光学機器にとっては好ましくない構成と言わざるを得ない。さらに特許文献５には、レンズ鏡筒の外周部に沿ってギアを設け、このギアに噛み合う歯車を備えたモータにてレンズ鏡筒を揺動させる構成が開示されている。しかしながらこの構成では、手振れ補正によるレンズ鏡筒の傾斜は僅かであるとはいえ、レンズ鏡筒の傾きによって歯車が浮いてしまい、滑らかな駆動が行えないという不都合がある。また特許文献６には、ジンバル支持されたレンズ鏡筒を磁石とコイルを用いた電磁的なトルク発生手段で駆動する構成が開示されている。しかし、電磁的な力を用いた駆動機構は出力／体積効率が悪く小型の機器には不向きである。また磁石とコイルを用いることから、可動片が重くなって応答性が悪くなったり、断線したりする危惧もある。
【特許文献１】特開平７−２７４０５６号公報
【特許文献２】特開平５−６６４４４号公報
【特許文献３】特開２００３−１１０９１９号公報
【特許文献４】特開平６−１４８４９４号公報
【特許文献５】特開平７−７２３６２号公報
【特許文献６】特開平５−１９６８９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、撮像装置の小型化が進む趨勢にあり、これに伴いレンズ鏡筒部分が占有できるスペースも限定される傾向にある。特にカメラ付き携帯電話等においては一層の小型化が求められ、このような撮像装置において手振れ補正機構を組み込む場合は、当該手振れ補正機構についても当然に小型化が求められる。従って本発明は、例えばカメラ付き携帯電話等の小型撮像装置における手振れ補正機構として好適に組み込むことができるようコンパクト化を意識しつつ、ジンバル支持されたレンズ鏡筒について、上述の各種問題が生じないような姿勢制御機構（手振れ補正機構）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】
【０００６】
本発明の請求項１にかかる姿勢制御機構は、支持対象とされるユニットと、該ユニットを所定の１点を中心に回転可能に支持するジンバル支持機構と、前記ユニットに揺動力を与える複数のアクチュエータとを具備する姿勢制御機構であって、前記アクチュエータは不動体に固定されると共に、前記ユニットの略回転中心で所定の角度をもって交わる少なくとも２平面に沿って前記ユニットをそれぞれ揺動させるものであることを特徴とする。
【０００７】
上記構成において、アクチュエータが、ユニットの回転中心を通る第１平面に沿って前記ユニットを揺動させる第１方向アクチュエータと、同様にユニットの回転中心を通り、前記第１平面と直交する第２平面に沿って前記ユニットを揺動させる第２方向アクチュエータとから構成することが望ましい（請求項２）。
【０００８】
図１及び図２は、上記構成を概念的に示す模式図であり、この図を用いて当該姿勢制御機構１の作用を説明する。図１に示すように、この姿勢制御機構１は、支持対象とされるユニット１０（例えばレンズ鏡筒）と、該ユニット１０を、回転中心Ｑを中心として回転可能に支持するジンバル支持機構２と、前記ユニット１０に揺動力を与える複数のアクチュエータ３とから構成されている。ジンバル支持機構２とは、異なる２方向に自由回転が可能なように対象物を支持する機構であり、例えばユニット１０を第１方向２ａに回転可能とするジンバル第１軸２１と、ジンバル第１軸２１と直交する方向に設けられ、ユニット１０を第２方向２ｂに回転可能とするジンバル第２軸２２と、これらジンバル第１軸２１及びジンバル第２軸２２とそれぞれ回動可能に結合されるフレーム材２３とから構成される。このようなジンバル支持機構２によれば、ジンバル第１軸２１及びジンバル第２軸２２による支持点の延長線の交点を回転中心Ｑとして、ユニット１０は回転可能となる。なお回転中心Ｑは、ユニット１０の中心軸Ｒ上に位置していることがコンパクト化の観点からは望ましいが、中心軸Ｒからずれていても所定の１点を中心に回転し得る構成であれば構わない。
【０００９】
アクチュエータ３は、異なる方向からユニット１０に揺動力を与える第１方向アクチュエータ３ａと第２方向アクチュエータ３ｂとからなり、それぞれ不動体に固定されている。この不動体とは、可動体であるユニット１０に対して非可動状態にある部材全般を指し、例えば当該姿勢制御機構１が組み込まれる装置の本体ボディや、この本体ボディに一体的に固定された中間部材等が該当する。
【００１０】
ここで、ユニット１０の中心軸Ｒ方向に延在する面であって、前記回転中心Ｑを垂直方向に通る面を第１平面Ｓ１とし、この第１平面Ｓ１と直交する面であって、回転中心Ｑを水平方向に通る面を第２平面Ｓ２とすると、第１方向アクチュエータ３ａは前記第１平面Ｓ１に沿ってユニット１０を揺動させる。すなわち図２（ａ）に示すように、ユニット１０は、第１方向アクチュエータ３ａによって与えられた揺動力により、回転中心Ｑを中心として第１平面Ｓ１に沿った矢印ｐ方向（例えばピッチ方向）に所定角度θ１だけ揺動される。一方、第２方向アクチュエータ３ｂは、前記第２平面Ｓ２に沿ってユニット１０を揺動させる。すなわち図２（ｂ）に示すように、ユニット１０は、第２方向アクチュエータ３ｂによって与えられた揺動力により、回転中心Ｑを中心として第２平面Ｓ２に沿った矢印ｙ方向（例えばヨー方向）に所定角度θ２だけ揺動される。実際の動作では、アクチュエータ３ａ、３ｂが複合的に動作し、ユニット１０がジンバル第１軸２１及びジンバル第２軸２２の軸周りに複合的に回転されて、所望の方向（任意の方向）にユニット１０が揺動される。
【００１１】
第１平面Ｓ１と第２平面Ｓ２とは、ジンバル支持機構２によるユニット１０の回転中心Ｑで交わり、且つ互いに直交する関係にあることが望ましい。このような関係とすれば、例えば第１方向アクチュエータ３ａが動作してユニット１０が揺動されたときに、その揺動力が第２方向アクチュエータ３ｂに作用せず、第２方向アクチュエータ３ｂはフリーな状態でユニット１０に揺動力を与えることができるようになる。つまり、第１方向アクチュエータ３ａ及び第２方向アクチュエータ３ｂによる揺動力が、互いに干渉することなくユニット１０に与えられるので、効率良くユニット１０を揺動させることができる。なお、実質的に問題となる干渉が発生しない範囲ならば、第１平面Ｓ１と第２平面Ｓ２とは、前記回転中心Ｑとズレた位置で交わり、また互いに直交しない所定の角度をもった関係でも許容される。
【００１２】
上記アクチュエータ３ａ、３ｂは、例えばユニット１０に与えられる振動に対して高速応答してユニット１０を前記第１平面Ｓ１及び第２平面Ｓ２に沿って、それぞれ移動させ得るものであれば良い。例えば、第１平面Ｓ１及び第２平面Ｓ２に沿って揺動力を付加し得るよう配置された線アクチュエータ（線方向に出力ベクトルを発生する形状記憶合金線や導電性高分子線等からなるアクチュエータ）、ムービングコイルを用いたアクチュエータ、小型電動モータとギア機構若しくはボールネジ機構等を組み合わせたアクチュエータ、圧電素子を用いたアクチュエータ（圧電素子単体のアクチュエータ又はインパクト型圧電アクチュエータ等）、圧力機構を用いたアクチュエータ、回転アクチュエータ（ＤＣモータ、ＡＣモータ、パルスモータ等を用いたアクチュエータ）などを採用することができる。また、このような各種アクチュエータを組み合わせて用いても良く、また引っ張りバネや圧縮バネ、板バネ、皿バネ等のバイアスバネを併用することもできる。
【００１３】
以上のような姿勢制御機構において、下記（ａ）〜（ｆ）の具体的構成を採用することができる。
（ａ）アクチュエータが、不動体とユニットとの間に係合され、その線方向に出力ベクトルを発生する線アクチュエータであって、第１方向アクチュエータが、第１平面に沿ってユニットを揺動させるべく、ユニットの回転中心を挟んで前記第１平面内に対称に配置された一対の線アクチュエータからなり、第２方向アクチュエータが、第２平面に沿ってユニットを揺動させるべく、ユニットの回転中心を挟んで前記第２平面内に対称に配置された一対の線アクチュエータからなる構成（請求項３）。
【００１４】
（ｂ）アクチュエータが、不動体とユニットとの間に係合される線アクチュエータ及び引っ張りバネから構成され、前記線アクチュエータはその線方向に出力ベクトルを発生するものであって、第１方向アクチュエータが、第１平面に沿ってユニットを揺動させるべく、ユニットの回転中心を挟んで前記第１平面内に対称に配置された線アクチュエータと引っ張りバネとからなり、第２方向アクチュエータが、第２平面に沿ってユニットを揺動させるべく、ユニットの回転中心を挟んで前記第２平面内に対称に配置された線アクチュエータと引っ張りバネとからなる構成（請求項４）。
【００１５】
（ｃ）アクチュエータが、不動体とユニットとの間に係合される線アクチュエータ及び圧縮バネから構成され、前記線アクチュエータはその線方向に出力ベクトルを発生するものであって、第１方向アクチュエータが、第１平面に沿ってユニットを揺動させるべく、ユニットの回転中心から所定距離を置いて前記第１平面内に配置された線アクチュエータと、該線アクチュエータと同心的に配置された圧縮バネとからなり、第２方向アクチュエータが、第２平面に沿ってユニットを揺動させるべく、ユニットの回転中心から所定距離を置いて前記第２平面内に配置された線アクチュエータと、該線アクチュエータと同心的に配置された圧縮バネとからなる構成（請求項５）。
【００１６】
（ｄ）アクチュエータが、移動部材を棒状の振動部材に所定の摩擦力を有するように結合させると共に、前記振動部材の一方端に圧電素子を固着して構成されたインパクト型圧電アクチュエータであって、第１方向アクチュエータが、第１平面に沿ってユニットを揺動させるべく、ユニットの回転中心から所定距離を置いて前記第１平面内に配置され、前記移動部材がユニットと一体化されると共に、基端側が不動体に弾性接合されたインパクト型圧電アクチュエータからなり、第２方向アクチュエータが、第２平面に沿ってユニットを揺動させるべく、ユニットの回転中心から所定距離を置いて前記第２平面内に配置され、前記移動部材がユニットと一体化されると共に、基端側が不動体に弾性接合されたインパクト型圧電アクチュエータからなる構成（請求項６）。
【００１７】
（ｅ）アクチュエータが、進退動作が可能な圧電素子からなる圧電アクチュエータであって、第１方向アクチュエータが、第１平面に沿ってユニットを揺動させるべく、ユニットの回転中心から所定距離を置いて前記第１平面内に配置され、前記進退動作端がユニットと係合されると共に、基端側が不動体に弾性接合された圧電アクチュエータからなり、第２方向アクチュエータが、第２平面に沿ってユニットを揺動させるべく、ユニットの回転中心から所定距離を置いて前記第２平面内に配置され、前記進退動作端がユニットと係合されると共に、基端側が不動体に弾性接合された圧電アクチュエータからなる構成（請求項７）。
【００１８】
（ｆ）アクチュエータが、駆動歯車付きの回転モータと、前記駆動歯車に噛合されるギアとからなる回転モータ型アクチュエータであって、第１方向アクチュエータが、第１平面に沿ってユニットを揺動させるべく、ユニットの回転中心から所定距離を置いて前記第１平面内に配置され、前記ギアがユニットと一体化されると共に、回転モータが不動体に回転可能に支持された回転モータ型アクチュエータからなり、第２方向アクチュエータが、第２平面に沿ってユニットを揺動させるべく、ユニットの回転中心から所定距離を置いて前記第２平面内に配置され、前記ギアがユニットと一体化されると共に、回転モータが不動体に回転可能に支持された回転モータ型アクチュエータからなる構成（請求項８）。
【００１９】
さらに上記請求項１〜８のいずれかの構成において、ユニットが、撮像素子が一体的に搭載されたレンズ鏡筒であることが望ましい。
【００２０】
また上記請求項１〜９のいずれかの構成において、ユニットが電気部品を内蔵しており、前記電気部品に対するフレキシブル結線部材が該ユニットから延出されている場合において、前記フレキシブル結線部材が、ユニットの回転中心若しくはその近傍を通るように配置されるよう構成することが望ましい。
【００２１】
本発明の請求項１１にかかる撮像装置は、支持対象とされるユニットとしてのレンズ鏡筒を備えた撮像部と、本体ボディに対する振れ角を検出する振れ角検出手段と、前記振れ角に応じた振れ補正制御信号を生成する振れ補正制御部と、前記振れ補正制御部により制御される請求項１〜１０のいずれかに記載の姿勢制御機構とを具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
請求項１にかかる姿勢制御機構によれば、ジンバル支持機構にて所定の１点を中心に回転可能に支持されたユニットに対し、不動体に固定され、前記ユニットの略回転中心で所定の角度をもって交わる少なくとも２平面に沿ってそれぞれ揺動させるアクチュエータを配置する構成であるので、支持対象であるユニットは、アクチュエータにより前記回転中心を中心としてそれぞれ前記２平面に沿って揺動される。このような構成によれば、ジンバル支持されたユニットに、前記２平面に沿った揺動力を付与しうるアクチュエータを設置するだけのシンプルな装置構成とすることができ、従来技術のように可動部材としてのユニットが重くなったり、また無理な圧縮負荷が加わったりすることはなく、さらに姿勢支持機構の小型化、組み立て性の向上を図り易いという効果を奏する。
【００２３】
請求項２にかかる姿勢制御機構によれば、第１方向アクチュエータによる揺動力が発生される第１平面と、第２方向アクチュエータによる揺動力が発生される第２平面とを、互いに直交するように構成したので、第１方向アクチュエータ及び第２方向アクチュエータによる揺動力が、互いに干渉することなくユニットに与えられるようになる。従って、各アクチュエータによる揺動力がロスなくユニットに与えられ、ユニットを効率的に揺動（姿勢制御）させることができるという利点がある。
【００２４】
請求項３にかかる姿勢制御機構によれば、線アクチュエータを用いた第１方向アクチュエータ及び第２方向アクチュエータにより、第１平面及びこれと直交する第２平面に沿って、ユニットはその回転中心を中心として揺動される。このような構成によれば、線アクチュエータの出力ベクトルをユニットに作用させるというシンプルな構成で、ユニットを所望の方向へ自在に揺動させることができ、ユニットの姿勢制御を簡易な構成で達成できるという効果を奏する。
【００２５】
請求項４にかかる姿勢制御機構によれば、線アクチュエータと引っ張りバネとから構成される第１方向アクチュエータ及び第２方向アクチュエータにより、第１平面及びこれと直交する第２平面に沿って、ユニットはその回転中心を中心として揺動される。このような構成によれば、線アクチュエータの出力ベクトルと引っ張りバネのバネ力をユニットに作用させるというシンプルな構成で、ユニットを所望の方向へ自在に揺動させることができ、ユニットの姿勢制御を簡易な構成で達成できるという効果を奏する。
【００２６】
請求項５にかかる姿勢制御機構によれば、線アクチュエータと圧縮バネとから構成される第１方向アクチュエータ及び第２方向アクチュエータにより、第１平面及びこれと直交する第２平面に沿って、ユニットはその回転中心を中心として揺動される。このような構成によれば、線アクチュエータの出力ベクトルと圧縮バネのバネ力をユニットに作用させるというシンプルな構成で、ユニットを所望の方向へ自在に揺動させることができ、ユニットの姿勢制御を簡易な構成で達成できる。さらに、線アクチュエータと圧縮バネとを同心に配置しているので、アクチュエータが占有するスペースを少なくでき、より一層姿勢制御装置の小型化を図れるという利点もある。
【００２７】
請求項６にかかる姿勢制御機構によれば、インパクト型アクチュエータを用いた第１方向アクチュエータ及び第２方向アクチュエータにより、第１平面及びこれと直交する第２平面に沿って、ユニットはその回転中心を中心として揺動される。このような構成によれば、インパクト型アクチュエータの移動部材をユニットに一体化させるというシンプルな構成で、ユニットを所望の方向へ自在に揺動させることができ、ユニットの姿勢制御を簡易な構成で達成できるという効果を奏する。
【００２８】
請求項７にかかる姿勢制御機構によれば、圧電アクチュエータを用いた第１方向アクチュエータ及び第２方向アクチュエータにより、第１平面及びこれと直交する第２平面に沿って、ユニットはその回転中心を中心として揺動される。このような構成によれば、圧電アクチュエータの進退動作端をユニットに係合させるというシンプルな構成で、ユニットを所望の方向へ自在に揺動させることができ、ユニットの姿勢制御を簡易な構成で達成できるという効果を奏する。
【００２９】
請求項８にかかる姿勢制御機構によれば、回転モータ型アクチュエータを用いた第１方向アクチュエータ及び第２方向アクチュエータにより、第１平面及びこれと直交する第２平面に沿って、ユニットはその回転中心を中心として揺動される。このような構成によれば、回転モータ型アクチュエータの駆動力をユニットに一体化されたギアに伝達させるというシンプルな構成で、ユニットを所望の方向へ自在に揺動させることができ、ユニットの姿勢制御を簡易な構成で達成できるという効果を奏する。
【００３０】
請求項９にかかる姿勢制御機構によれば、本発明にかかる姿勢制御機構を、例えばデジタルスチルカメラやカメラ付き携帯電話等の撮像装置におけるレンズ鏡筒の手振れ補正機構として活用することができる。さらに、撮像素子がレンズ鏡筒に追随して揺動するので、撮像素子に対して別途の揺動機構を設ける必要が無くなり、この点で姿勢制御機構（手振れ補正機構）の小型化が図れるようになる。
【００３１】
請求項１０にかかる姿勢制御機構によれば、フレキシブル結線部材が、ユニットの回転中心若しくはその近傍を通るように配置されるので、ユニットが揺動された場合においてフレキシブル結線部材のユニットに対する相対移動量、及び不動体に対する相対移動量を小さくできることから、フレキシブル結線部材に余分な撓み量を設定する必要が無くなり、装置の小型化を図れるという効果を奏する。
【００３２】
請求項１１にかかる撮像装置によれば、上記の利点を有する本発明の姿勢制御機構を備えた撮像装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、図面に基づいて、本発明の具体的な実施形態につき説明する。
図３は、本実施形態に係る姿勢制御機構が好適に適用されるカメラ付携帯電話機１００の外観構成図である。すなわち本発明の姿勢制御機構は、例えばカメラ付携帯電話機１００に内蔵される鏡筒に対し手振れ補正機能を付与するために組み込まれる。なお、上記カメラ付携帯電話機１００以外に、本発明に係る姿勢制御機構はレンズ鏡筒内蔵型のデジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、携帯情報端末（ＰＤＡ：Personal   Digital  Assistant）などにも好適に適用することができる。
【００３４】
図３（ａ）は携帯電話機１００の正面（操作面）を表す斜視図であり、図３（ｂ）は背面を表す斜視図である。このカメラ付携帯電話機１００は、図３（ａ）に示すように、第１の筐体１１０と第２の筐体１２０とがヒンジ１３０によって連結された折り畳み可能な構造であって、第１の筐体１１０の正面には受話器としての役目を担うスピーカ１１１と各種情報の表示部としてのＬＣＤ（Liquid Crystal Display）１１２とが設けられ、一方第２の筐体１２０の正面にはキー入力部１２１とマイクロホン１２２とが設けられている。また、図３（ｂ）に示すように、第１の筐体１１０の背面には、レンズ鏡筒（ユニット）１０に対する姿勢制御機構（手振れ補正機構）１を備えた撮像部（カメラ部）Ｃが、レンズが露出される態様で内蔵されており、また該カメラ付携帯電話機１００に与えられる振動を検出するための、ピッチ方向ジャイロ１１３とヨー方向ジャイロ１１４とが内蔵されている。一方、第２の筐体１２０の背面にはアンテナ１２３が設けられている。
【００３５】
前記キー入力部１２１には、携帯電話機能を動作させる各種ダイヤルボタンのほか、画像撮影モードの起動および静止画と動画撮影の切り替えを行うモード設定ボタン、レンズ鏡筒１０に内装されている光学系の変倍（ズーミング）動作を制御する変倍ボタン（固定焦点型の光学系の場合は存在しない）、撮影動作を実行させるシャッタボタンなどが含まれている。
【００３６】
図４は、上記レンズ鏡筒１０の内部構造を概略的に示す断面図である。このレンズ鏡筒１０のアウターボディ１０１の内部には、物体（被写体）側から順に、物体の光学像を形成するレンズ系１１と、光学的ローパスフィルタ等に相当する平行平面板１２と、前記レンズ系１１によって形成された光学像を電気的な信号に変換する撮像素子１３とが内装されている。かかるレンズ鏡筒１０は、上記ピッチ方向ジャイロ１１３とヨー方向ジャイロ１１４により検出された振動に応じ、手振れ補正のためにアクチュエータにより揺動駆動される。
【００３７】
図５は、上述のような手振れ補正機能を実行させるためにカメラ付携帯電話機１００に内蔵される手振れ補正装置４００の一例を概略的に示すブロック図である。この手振れ補正装置４００は、シャッタボタン（キー入力部１２１）、該カメラ付携帯電話機１００に与えられる振動を検出する前述のピッチ方向ジャイロ１１３及びヨー方向ジャイロ１１４（振れ角検出手段）、各種の回路基板ブロックからなる振れ補正制御部４０、揺動駆動される前述のレンズ鏡筒１０、該レンズ鏡筒１０に揺動力を与える第１方向（例えばピッチ方向）アクチュエータ３０ａ及び第２方向（例えばヨー方向）アクチュエータ３０ｂ、及び位置センサ４７を備えている。また、前記振れ補正制御部４０は、振れ検出回路４１、振れ量検出回路４２、係数変換回路４３、シーケンスコントロール回路４４、制御回路４５、及び駆動回路４６を備えて構成されている。
【００３８】
ピッチ方向ジャイロ１１３は、カメラ付携帯電話機１００のピッチ方向の振れを検出するジャイロセンサであり、ヨー方向ジャイロ１１４は、カメラ付携帯電話機１００のヨー方向の振れを検出するジャイロセンサである。ここで用いられるジャイロセンサは、測定対象物（本実施形態ではカメラ付携帯電話機１００）が振れによって回転した場合における振れの角速度を検出するものである。
【００３９】
ピッチ方向ジャイロ１１３が検出したピッチ振れ角速度信号及びヨー方向ジャイロ１１４が検出したヨー振れ角速度信号は、振れ補正制御部４０の振れ検出回路４１に入力される。振れ検出回路４１は、検出された各角速度信号からノイズ及びドリフトを低減するためのフィルタ回路（ローパスフィルタ及びハイパスフィルタ）及び各角速度信号を増幅するための増幅回路などを備えて構成される。
【００４０】
振れ検出回路４１から出力される各角速度信号は、振れ量検出回路４２に入力される。振れ量検出回路４２は、検出された各角速度信号を所定の時間間隔で取り込み、カメラ付携帯電話機１００のＸ軸方向の振れ量をｄｅｔｘ、Ｙ軸方向の振れ量をｄｅｔｙとして係数変換回路４３に出力する。また、係数変換回路４３は、振れ量検出回路４２から出力される各方向の振れ量（ｄｅｔｘ，ｄｅｔｙ）を、各方向の移動量（ｐｘ，ｐｙ）、つまり第１方向アクチュエータ３０ａ及び第２方向アクチュエータ３０ｂにより、レンズ鏡筒１０を移動させるべき移動量に変換する。
【００４１】
係数変換回路４３から出力された各方向の移動量（ｐｘ、ｐｙ）を示す信号は、制御回路４５に入力される。制御回路４５は、レンズ鏡筒１０の位置を検出する位置センサ４７からの位置情報、第１方向アクチュエータ３０ａ及び第２方向アクチュエータ３０ｂの動作特性等を考慮して、各方向の移動量（ｐｘ、ｐｙ）を示す信号を実際の駆動信号（ｄｒｖｘ、ｄｒｖｙ）に変換する。該制御回路４５にて生成された、レンズ鏡筒１０の補正移動量信号となる各方向の駆動信号（ｄｒｖｘ、ｄｒｖｙ）は、第１方向アクチュエータ３０ａ及び第２方向アクチュエータ３０ｂを実際に駆動するドライバである駆動回路４６に入力される。
【００４２】
以上の振れ量検出回路４２、係数変換回路４３及び制御回路４５の動作は、シーケンスコントロール回路４４によって制御される。すなわち、シーケンスコントロール回路４４は、シャッタボタンが押下されると、振れ量検出回路４２を制御することによって、前述した各方向の振れ量（ｄｅｔｘ，ｄｅｔｙ）に関するデータ信号を取り込ませる。次に、シーケンスコントロール回路４４は、係数変換回路４３を制御することによって、各方向の振れ量を各方向の移動量（ｐｘ、ｐｙ）に変換させる。そして、制御回路４５を制御することにより、各方向の移動量に基づいてレンズ鏡筒１０の補正移動量を演算させる。このような動作が、レンズ鏡筒１０の防振制御（手振れを補正）のために、シャッタボタンが押されて露光が終了するまでの期間中、一定の時間間隔で繰り返し行われるものである。
【００４３】
本発明は、例えば以上説明したようなカメラ付携帯電話機１００に内蔵される手振れ補正装置４００の一部として機能する、ユニット（レンズ鏡筒）１０を揺動可能に支持するジンバル支持機構２と、レンズ鏡筒に対して揺動力を与えるアクチュエータ３とから構成される姿勢制御機構１に関するものである。以下、このような姿勢制御機構１の各種実施態様について詳細に説明する。
【００４４】
（第１実施形態）
図６は、アクチュエータとして形状記憶合金線（ＳＭＡ線）からなる線アクチュエータを用いた第１実施形態にかかる姿勢制御機構１ａを示す図であって、図６（ａ）はその正面図を、図６（ｂ）は図６（ａ）のＺ１線方向矢視図をそれぞれ示している。この姿勢制御機構１ａは、支持対象とされるユニットとしてのレンズ鏡筒１０と、該レンズ鏡筒１０を所定の１点（回転中心Ｑ１）を中心に回転可能に支持するジンバル支持機構２と、レンズ鏡筒１０に対して揺動力を与える第１方向アクチュエータ３１ａ及び第２方向アクチュエータ３１ｂと、これらアクチュエータの固定ベースとなる不動体としての基台５１とを備えている。
【００４５】
レンズ鏡筒１０は、円筒型のアウターボディ１０１の内部に、レンズ系１１に加えて撮像素子１３も搭載された撮像素子一体型の鏡筒である。そしてレンズ鏡筒１０の光軸方向先端側周面には、後述する一対の第２方向アクチュエータ３１ｂの先端側をそれぞれ取り付けるために、２箇所にフランジ部１０１１、１０１２が設けられている。また、レンズ鏡筒１０の光軸方向中央部周面には、後述するジンバル第１軸２１を貫通させる貫通孔を備え、対極位置にあるジンバル第１軸２１に対してそれぞれ回動自在に連結される平板状のジンバル支持部１０１３、１０１４が、その平板面が互いに対抗するように固着されている。
【００４６】
ジンバル支持機構２は、レンズ鏡筒１０を異なる２方向に自由回転が可能なように支持する機構であり、レンズ鏡筒１０を第１方向２ａに回転可能とするジンバル第１軸２１と、ジンバル第１軸２１と直交する方向に設けられ、レンズ鏡筒１０を第２方向２ｂに回転可能とするジンバル第２軸２２と、これらジンバル第１軸２１及びジンバル第２軸２２との間に介在されるフレーム材２３とから構成されている。
【００４７】
前記フレーム材２３は正面視方向でコ字型を呈しており、その両側終端部２３１、２３１付近には、前記ジンバル第１軸２１、２１が互いに対向するよう内向きに突設されている。これらジンバル第１軸２１、２１の突端側は、前述の通りジンバル支持部１０１３、１０１４が備える貫通孔にそれぞれ遊嵌され、これによりレンズ鏡筒１０がジンバル第１軸２１の軸周りに（第１方向２ａに）回転可能とされている。なお、前記ジンバル支持部１０１３、１０１４から各々ジンバル第１軸２１、２１を外向きに突設し、その突端側をフレーム材２３に設けた貫通孔にそれぞれ挿通して、フレーム材２３の両側終端部２３１、２３１にてレンズ鏡筒１０が回転自在に支持される構成としても良い。
【００４８】
またフレーム材２３の中央部（重心位置）２３２には貫通孔が設けられ、該貫通孔にジンバル第２軸２２が遊嵌され、これによりフレーム材２３並びに該フレーム材２３により支持されているレンズ鏡筒１０が、ジンバル第２軸２２の軸周りに（第２方向２ｂに）回転可能とされている。このようなジンバル支持機構２によれば、ジンバル第１軸２１による支持点の延長線ｒ１１とジンバル第２軸２２による支持点の延長線ｒ１２との交点を回転中心Ｑ１として（つまり、所定の１点を中心にして）、レンズ鏡筒１０は回転可能（揺動可能）となる。
【００４９】
基台５１は、可動体であるレンズ鏡筒１０に対して非可動状態とされた不動体であって、例えば当該姿勢制御機構１ａが組み込まれるカメラ付携帯電話機１００の第１の筐体１１０に、直接的又は間接的に組み付けられる部材である。この基台５１は、フレーム材２３とレンズ鏡筒１０との間隙に位置し、レンズ鏡筒１０の光軸方向と平行な方向に延在する平板部５１１と、該平板部５１１の後端側であって、レンズ鏡筒１０の光軸方向と直交する方向に下向きに突設された２つのフランジ部５１２、５１２とを備えている。前記平板部５１１は、第１方向アクチュエータ３１ａの端部を固定するためのものであり、また前記２つのフランジ部５１２、５１２は、第２方向アクチュエータ３１ｂの後端側をそれぞれ固定するためのものである。
【００５０】
第１方向アクチュエータ３１ａ及び第２方向アクチュエータ３１ｂは、例えばＮｉ−Ｔｉ合金線等の形状記憶合金線（ＳＭＡ線）からなる線アクチュエータから構成される。該線アクチュエータは、加熱されるとその線長さが縮む（記憶形状に戻る）よう形状記憶されている（つまり、その線方向に出力ベクトルを発生する）。なお、この線アクチュエータに出力べクトルを発生させる手法としては通電加熱の手法が採用され、必要時に該線アクチュエータに通電して発熱させ、記憶されている長さに復帰させる方向の出力ベクトルを発生させることでアクチュエーティング動作が行われるものである。
【００５１】
第１方向アクチュエータ３１ａは、レンズ鏡筒１０の光軸方向先端側（レンズ系１１側）に配置された第１線アクチュエータ３１ａ−１と、レンズ鏡筒１０の光軸方向後端側（撮像素子１３側）に配置された第２線アクチュエータ３１ａ−２とからなる。第１及び第２線アクチュエータ３１ａ−１、３１ａ−２は、前記回転中心Ｑ１を挟んで対称位置に配置され、レンズ鏡筒１０に対して、ジンバル第１軸２１の軸周りに回転させる揺動力を与える構成とされている。
【００５２】
すなわち、第１線アクチュエータ３１ａ−１は、図６（ａ）に示すように、不動体である基台５１の平板部５１１の前方左側部に始端部３１１が固定され、長さ方向中央部がレンズ鏡筒１０の外周を半周回される態様とされ、その終端部３１２が平板部５１１の前方右側部に固定されている。また、第２線アクチュエータ３１ａ−２は、平板部５１１の後方左側部に始端部（図示せず）が固定され、長さ方向中央部が同様にレンズ鏡筒１０の外周を半周回される態様とされ、その終端部３１４が平板部５１１の後方右側部に固定されている。このように、平板部５１１を固定端として吊り輪状に配置された第１線アクチュエータ３１ａ−１及び第２線アクチュエータ３１ａ−２の内部空間に、レンズ鏡筒１０が挿通され、該レンズ鏡筒１０に直接揺動力が作用する構成とされている。
【００５３】
かかる構成において、第１線アクチュエータ３１ａ−１に通電して収縮させると、可動体であるレンズ鏡筒１０の光軸方向先端側が図６（ａ）の紙面上方向に持ち上げられるよう、回転中心Ｑ１を中心としてレンズ鏡筒１０は揺動される。この場合、通電されない第２線アクチュエータ３１ａ−２は、弾性域と超弾性域を跨いで延ばされることになる。逆に、第２線アクチュエータ３１ａ−２に通電して収縮させると、レンズ鏡筒１０の光軸方向先端側が図６（ａ）の紙面下方向に下げられるよう（光軸方向先端側が紙面下方向を向くよう）、回転中心Ｑ１を中心としてレンズ鏡筒１０は揺動されることとなる。従って、この場合制御回路４５及び駆動回路４６（図５参照）は、上述の第１及び第２線アクチュエータ３１ａ−１、３１ａ−２のいずれかへの通電並びに通電量を制御する信号を発生する。
【００５４】
なお、レンズ鏡筒１０の外周に第１及び第２線アクチュエータ３１ａ−１、３１ａ−２を周回させる態様としているのは、形状記憶合金線は変位比率が決まっていることから、変位による移動量をなるべく長くするためである。従って、長い移動量が特段必要でない場合は、単純にレンズ鏡筒１０の外周と平板部５１１との間に第１及び第２線アクチュエータ３１ａ−１、３１ａ−２を架け渡すだけでも良い。
【００５５】
第２方向アクチュエータ３１ｂは、レンズ鏡筒１０の光軸と平行な方向に延在し、正面視でレンズ鏡筒１０の右上側に配置された第１線アクチュエータ３１ｂ−１と、レンズ鏡筒１０の左上側に配置された第２線アクチュエータ３１ｂ−２とからなる。第１及び第２線アクチュエータ３１ｂ−１、３１ｂ−２は、前記回転中心Ｑ１を挟んで左右対称位置に配置され、レンズ鏡筒１０に対して、ジンバル第２軸２２の軸周りに回転させる揺動力を与える構成とされている。
【００５６】
すなわち、第１線アクチュエータ３１ｂ−１は、図６（ｂ）に示すように、不動体である基台５１のフランジ部５１２に後端部３１６が固定され、長さ方向中央部がレンズ鏡筒１０の光軸方向と平行に延在し、その先端部３１５がレンズ鏡筒１０と一体化されているフランジ部１０１１に固定されている。また、第２線アクチュエータ３１ｂ−２は、基台５１の他方のフランジ部５１２に後端部（図示せず）が固定され、長さ方向中央部がレンズ鏡筒１０の光軸方向と平行に延在し、その先端部３１７がレンズ鏡筒１０と一体化されているフランジ部１０１２に固定されている。このように、フランジ部５１２を固定端として平行に配置された第１線アクチュエータ３１ｂ−１及び第２線アクチュエータ３１ｂ−２の間に、レンズ鏡筒１０が配置されるような構成とされている。
【００５７】
かかる構成において、第１線アクチュエータ３１ｂ−１に通電して収縮させると、可動体であるレンズ鏡筒１０の光軸方向先端側が図６（ｂ）の紙面上方向に持ち上げられるよう、回転中心Ｑ１を中心としてレンズ鏡筒１０は揺動される。逆に、第２線アクチュエータ３１ｂ−２に通電して収縮させると、レンズ鏡筒１０の光軸方向先端側が図６（ｂ）の紙面下方向に下げられるよう、回転中心Ｑを中心としてレンズ鏡筒１０は揺動されることとなる。
【００５８】
図７は、以上説明したような構成を模式的に示す図である。先ず図７（ａ）に示すように、第１方向アクチュエータ３１ａを構成する第１及び第２線アクチュエータ３１ａ−１、３１ａ−２は、レンズ鏡筒１０の回転中心Ｑ１を通る垂直方向（ジンバル第２軸２２の延在方向）の第１平面Ｓ１内に配置されている。この第１平面Ｓ１に沿ってレンズ鏡筒１０を揺動させる。なお、図７（ａ）では、第１及び第２線アクチュエータ３１ａ−１、３１ａ−２は、図示簡略化のためレンズ鏡筒１０の外周に単純に取り付けた例を示している。そして、第１線アクチュエータ３１ａ−１又は第２線アクチュエータ３１ａ−２のいずれかに通電加熱して記憶形状に収縮させることによりレンズ鏡筒１０に回転モーメントが作用し、ジンバル第１軸２１を回転軸として、レンズ鏡筒１０は第１平面Ｓ１に沿った図中矢印ｐの方向（例えばピッチ方向）に所定角度θ１の範囲内で揺動される。換言すると、第１方向アクチュエータ３１ａは、第１平面Ｓ１に沿ってレンズ鏡筒１０を揺動させるべく、レンズ鏡筒１０の回転中心Ｑ１を挟んで前記第１平面Ｓ１内に対称に配置された一対の第１及び第２線アクチュエータ３１ａ−１、３１ａ−２からなる。
【００５９】
一方第２方向アクチュエータ３１ｂを構成する第１及び第２線アクチュエータ３１ｂ−１、３１ｂ−２は、図７（ｂ）に示すように、回転中心Ｑ１を通る水平方向（ジンバル第１軸２１の延在方向）の第２平面Ｓ２内に配置され、この第２平面Ｓ２に沿ってレンズ鏡筒１０を揺動させる。そして、第１線アクチュエータ３１ｂ−１又は第２線アクチュエータ３１ｂ−２のいずれかに通電加熱して記憶形状の長さに収縮させることによりレンズ鏡筒１０に回転モーメントが作用し、ジンバル第２軸２２を回転軸として、レンズ鏡筒１０は第２平面Ｓ２に沿った図中矢印ｙの方向（例えばヨー方向）に所定角度θ２の範囲内で揺動される。換言すると、第２方向アクチュエータ３１ｂは、第２平面Ｓ２に沿ってレンズ鏡筒１０を揺動させるべく、レンズ鏡筒１０の回転中心Ｑ１を挟んで前記第２平面Ｓ２内に対称に配置された一対の第１及び第２線アクチュエータ３１ｂ−１、３１ｂ−２からなる。
【００６０】
ここで、前記第１平面Ｓ１と第２平面Ｓ２とは互いに直交する関係とされている。このような関係とすれば、例えば、第１方向アクチュエータ３１ａを構成する第１線アクチュエータ３１ａ−１又は第２線アクチュエータ３１ａ−２のいずれかが収縮されてユニット１０が揺動されたときでも、第２方向アクチュエータ３１ｂを構成する第１線アクチュエータ３１ｂ−１及び第２線アクチュエータ３１ｂ−２に対して伸長又は収縮方向の力が作用することはない。この結果、第１方向アクチュエータ３１ａ及び第２方向アクチュエータ３１ｂによる揺動力がロスなくレンズ鏡筒１０に与えられ、レンズ鏡筒１０を効率的に揺動（姿勢制御）させることができるという利点がある。
【００６１】
以上の通り構成された姿勢制御機構１ａの動作について説明する。カメラ付携帯電話機１００による撮影動作時において、全体制御部（図示せず）から手振れ補正指示が出されると、ピッチ方向ジャイロ１１３及びヨー方向ジャイロ１１４により検出された振れ角速度信号に基づいて、制御回路４５によりレンズ鏡筒１０の補正移動量を演算し駆動信号（ｄｒｖｘ、ｄｒｖｙ）が生成される。
【００６２】
上記駆動信号（ｄｒｖｘ、ｄｒｖｙ）は駆動回路４６に入力され、該駆動回路４６により前記手振れ補正移動量に応じた揺動力がレンズ鏡筒１０に与えられるよう、第１方向アクチュエータ３１ａ及び第２方向アクチュエータ３１ｂが駆動される。例えば、第１方向アクチュエータ３１ａを構成する第１線アクチュエータ３１ａ−１又は第２線アクチュエータ３１ａ−２のいずれかに通電することでピッチ方向成分の揺動力がレンズ鏡筒１０に与えられ、同時に第２方向アクチュエータ３１ｂを構成する、第１線アクチュエータ３１ｂ−１又は第２線アクチュエータ３１ｂ−２のいずれかに通電することでヨー方向成分の揺動力がレンズ鏡筒１０に与えられ、これによりレンズ鏡筒１０は前記回転中心Ｑ１を中心として所定の方向へ傾動される。このようにしてレンズ鏡筒１０が揺動され、撮影時の手振れによる画像乱れが抑制されるような手振れ補正が実行されるものである。
【００６３】
以上説明した姿勢制御機構１ａにおいて、アクチュエータの性能を均一化して制御を容易にするという観点から、例えば第１方向アクチュエータ３１ａ及び第２方向アクチュエータ３１ｂとして用いる形状記憶合金線の線長と作用半径を全て同一長さとすることが望ましい。また、第１方向アクチュエータ３１ａ及び第２方向アクチュエータ３１ｂが、形状記憶合金線を１本一対として構成した例を示したが、形状記憶合金線を複数本一対として構成しても良い。
【００６４】
このような第１実施形態にかかる姿勢制御機構１ａによれば、形状記憶合金線からなる線アクチュエータの出力ベクトルをレンズ鏡筒１０に直接作用させるというシンプルな構成で、レンズ鏡筒１０を所望の方向へ自在に揺動させることができ、レンズ鏡筒１０の姿勢制御を簡易な構成で達成できるという利点がある。
【００６５】
（第２実施形態）
図８は、アクチュエータとして形状記憶合金線からなる線アクチュエータと、バイアス用の引っ張りバネを用いた第２実施形態にかかる姿勢制御機構１ｂを示す図であって、図８（ａ）はその正面図を、図８（ｂ）は図８（ａ）のＺ２線方向矢視図をそれぞれ示している。この姿勢制御機構１ｂは、支持対象とされるレンズ鏡筒１０と、該レンズ鏡筒１０を、回転中心Ｑ２を中心に回転可能に支持するジンバル支持機構（図示省略）と、レンズ鏡筒１０に対して揺動力を与える第１方向アクチュエータ３２ａ及び第２方向アクチュエータ３２ｂと、これらアクチュエータの固定ベースとなる不動体としての基台５２とを備えている。なお、以下に示す実施形態にかかる姿勢制御機構おいてもジンバル支持機構を備えているが、ジンバル支持機構については第１実施形態と同様であるので説明及び図示を省略する。但し、ジンバル支持機構による回転中心のみを対応図面中に表示する。
【００６６】
第２実施形態においては、ジンバル支持機構による回転中心Ｑ２が、第１実施形態とは異なりレンズ鏡筒１０の光軸と一致しておらず、所定量偏心した位置に設定されている。そして第１方向アクチュエータ３２ａは、前記回転中心Ｑ２を通る第１平面Ｓ１（図７に示した第１平面Ｓ１と同様な平面、以下の実施形態でも同じ）に沿ってレンズ鏡筒１０を揺動させるべく、レンズ鏡筒１０の回転中心を挟んで前記第１平面Ｓ１内に対称に配置された線アクチュエータ３２ａ−１と引っ張りバネ３２ａ−２とから構成されている。なお、ここで言う「対称に配置」とは、線アクチュエータ３２ａ−１の出力ベクトルと引っ張りバネ３２ａ−２のバイアス力とが拮抗する配置という意味であり、必ずしも距離的に対称である場合に限らない。
【００６７】
第２方向アクチュエータ３２ｂは、前記回転中心Ｑ２を通ると共に、前記第１平面と直交する第２平面Ｓ２（図７に示した第２平面Ｓ２と同様な平面、以下の実施形態でも同じ）に沿ってレンズ鏡筒１０を揺動させるべく、レンズ鏡筒１０の回転中心を挟んで前記第２平面Ｓ２内に対称に配置された線アクチュエータ３２ｂ−１と引っ張りバネ３２ｂ−２とから構成されている。
【００６８】
レンズ鏡筒１０の光軸方向前方側の側周壁には、第１方向アクチュエータ３２ａの先端側を取り付けるための第１、第２フランジ部１０２１、１０２２が、前記回転中心Ｑ２を挟んで第１平面Ｓ１上に突設されている。同様に第２方向アクチュエータ３２ｂの先端側を取り付けるための第３、第４フランジ部１０２３、１０２４が、前記回転中心Ｑ２を挟んで第２平面Ｓ２上に突設されている。
【００６９】
さらに詳述すると、第１方向アクチュエータ３２ａの線アクチュエータ３２ａ−１の先端部３２１は、第１フランジ部１０２１に固定されている。そして線アクチュエータ３２ａ−１の後端部３２２は、不動体としての基台５２に備えられている取り付け部５２１に固定され、これにより線アクチュエータ３２ａ−１はレンズ鏡筒１０の光軸と平行な方向に延在するよう架け渡されている。また、引っ張りバネ３２ａ−２の先端部３２３は、第２フランジ部１０２２に引っ掛け固定されている。そして引っ張りバネ３２ａ−２の後端部３２４は、不動体としての基台５２に備えられている取り付け部５２２に引っ掛け固定され、これにより引っ張りバネ３２ａ−２は、回転中心Ｑ２を挟んで線アクチュエータ３２ａ−１と対称的に、レンズ鏡筒１０の光軸と平行な方向に延在するよう架け渡されている。
【００７０】
同様に第２方向アクチュエータ３２ｂの線アクチュエータ３２ｂ−１の先端部３２５は、第３フランジ部１０２３に固定されている。そして線アクチュエータ３２ｂ−１の後端部３２６は、基台５２の取り付け部５２３に固定され、これにより線アクチュエータ３２ｂ−１はレンズ鏡筒１０の光軸と平行な方向に延在するよう架け渡されている。また、引っ張りバネ３２ｂ−２の先端部３２７は、第４フランジ部１０２４に引っ掛け固定されている。そして引っ張りバネ３２ｂ−２の後端部（図示せず）は、基台５２に備えられている取り付け部（図示せず）に引っ掛け固定され、これにより引っ張りバネ３２ｂ−２は、回転中心Ｑ２を挟んで線アクチュエータ３２ｂ−１と対称的に、レンズ鏡筒１０の光軸と平行な方向に延在するよう架け渡されている。
【００７１】
このように構成された姿勢制御機構１ｂの動作を説明すると、例えば、第１方向アクチュエータ３２ａを構成する線アクチュエータ３２ａ−１に通電して記憶形状の長さに収縮させると、フランジ部１０２１を介してレンズ鏡筒１０に回転モーメントが作用し、レンズ鏡筒１０の先端は第１平面Ｓ１に沿って図８（ａ）の紙面上左方向へ揺動される。このとき引っ張りバネ３２ａ−２には、引っ張り方向の力が作用して伸長される。また、線アクチュエータ３２ａ−１への通電を停止すると、引っ張りバネ３２ａ−２の復元作用によって、レンズ鏡筒１０は元の位置に戻るよう揺動される。このような拮抗関係が成立するよう、線アクチュエータ３２ａ−１の出力パワー、引っ張りバネ３２ａ−２のバネ力、及びこれらの配置位置が設定される。第２方向アクチュエータ３２ｂを構成する線アクチュエータ３２ｂ−１及び引っ張りバネ３２ｂ−２の動作も同様であり、レンズ鏡筒１０の先端は該第２方向アクチュエータ３２ｂによって、第２平面Ｓ２に沿って図８（ｂ）の紙面上方向へ揺動される。このような第１方向アクチュエータ３２ａと第２方向アクチュエータ３２ｂの複合動作により、レンズ鏡筒１０は前記回転中心Ｑ２を中心として所定の方向へ傾動されるものである。
【００７２】
以上説明した、第２実施形態にかかる姿勢制御機構１ｂにおいて、レンズ鏡筒１０に対する力量を大きくするために、線アクチュエータ３２ａ−１を第１フランジ部１０２１と取り付け部５２１との間で、線アクチュエータ３２ｂ−１を第３フランジ部１０２３と取り付け部５２３との間で折り返し配線しても良い。また複数本の形状記憶合金線で線アクチュエータ３２ａ−１、３２ｂ−１を構成しても良い。
【００７３】
このような第２実施形態にかかる姿勢制御機構１ｂによれば、形状記憶合金線からなる線アクチュエータ３２ａ−１、３２ｂ−１の出力ベクトルと引っ張りバネ３２ａ−２、３２ｂ−２のバネ力をレンズ鏡筒１０に直接作用させるというシンプルな構成で、レンズ鏡筒１０を所望の方向へ自在に揺動させることができ、レンズ鏡筒１０の姿勢制御を簡易な構成で達成できるという利点がある。
【００７４】
（第３実施形態）
図９は、アクチュエータとして形状記憶合金線からなる線アクチュエータと、バイアス用の圧縮バネを用いた第３実施形態にかかる姿勢制御機構１ｃを示す図であって、図９（ａ）はその正面図を、図９（ｂ）は図９（ａ）のＺ３線方向矢視図をそれぞれ示している。この姿勢制御機構１ｃは、支持対象とされるレンズ鏡筒１０と、該レンズ鏡筒１０を、回転中心Ｑ３を中心に回転可能に支持するジンバル支持機構（図示省略）と、レンズ鏡筒１０に対して揺動力を与える第１方向アクチュエータ３３ａ及び第２方向アクチュエータ３３ｂと、これらアクチュエータの固定ベースとなる不動体としての基台５３とを備えている。該姿勢制御機構１ｃは、上記第２実施形態にかかる姿勢制御機構１ｂの変形実施形態であって、バイアス用の圧縮バネと線アクチュエータとが同心的に配置される点において相違する。
【００７５】
第３実施形態においては、ジンバル支持機構による回転中心Ｑ３は、レンズ鏡筒１０の光軸と一致した位置に設定されている。第１方向アクチュエータ３３ａは、前記回転中心Ｑ３を通る第１平面Ｓ１に沿ってレンズ鏡筒１０を揺動させるべく、前記第１平面Ｓ１内において同心的に配置された線アクチュエータ３３ａ−１と圧縮バネ３３ａ−２とから構成されている。また、第２方向アクチュエータ３３ｂは、前記回転中心Ｑ３を通ると共に、前記第１平面と直交する第２平面Ｓ２に沿ってレンズ鏡筒１０を揺動させるべく、前記第２平面Ｓ２内において同心的に配置された線アクチュエータ３３ｂ−１と圧縮バネ３３ｂ−２とから構成されている。
【００７６】
レンズ鏡筒１０の光軸方向前方側の側周壁には、第１方向アクチュエータ３３ａの先端側を取り付けるための第１フランジ部１０３１が、第１平面Ｓ１上の一箇所に突設されている。同様に第２方向アクチュエータ３３ｂの先端側を取り付けるための第２フランジ部１０３２が、前記第２平面Ｓ２上の一箇所に突設されている。
【００７７】
さらに詳述すると、第１方向アクチュエータ３３ａの線アクチュエータ３３ａ−１の先端部３３１は、第１フランジ部１０３１に固定されている。そして線アクチュエータ３３ａ−１の後端部３２２は、不動体としての基台５３に備えられている取り付け部５３３に固定され、これにより線アクチュエータ３３ａ−１はレンズ鏡筒１０の光軸と平行な方向に延在するよう架け渡されている。
【００７８】
基台５３にはアーム部材５３ａが立設されており、該アーム部材５３ａの先端側には線アクチュエータ３３ａ−１を挿通させる貫通孔を備えたバネ保持部５３１が、前記第１フランジ部１０３１と対向するように取り付けられている。このバネ保持部５３１と第１フランジ部１０３１との間隙には、圧縮バネ３３ａ−２が介在されている。前記線アクチュエータ３３ａ−１は、この圧縮バネ３３ａ−２の内部空間を貫通しており、線アクチュエータ３３ａ−１と圧縮バネ３３ａ−２とは同心的に配置されている。
【００７９】
一方、第２方向アクチュエータ３３ｂの線アクチュエータ３３ｂ−１の先端部３３３は、第２フランジ部１０３２に固定されている。そして線アクチュエータ３３ｂ−１の後端部３３４は、基台５３の取り付け部５３４に固定され、これにより線アクチュエータ３３ｂ−１はレンズ鏡筒１０の光軸と平行な方向に延在するよう架け渡されている。また圧縮バネ３３ｂ−２は、上記と同様なアーム部材５３ｂの先端側に取り付けられたバネ保持部５３２と第２フランジ部１０３２との間隙に介在されている。前記線アクチュエータ３３ｂ−１は、この圧縮バネ３３ｂ−２の内部空間を貫通しており、線アクチュエータ３３ｂ−１と圧縮バネ３３ｂ−２とは同心的に配置されている。
【００８０】
このように構成された姿勢制御機構１ｃの動作を説明すると、例えば、第１方向アクチュエータ３３ａを構成する線アクチュエータ３３ａ−１に通電して記憶形状の長さに収縮させると、フランジ部１０３１を介してレンズ鏡筒１０に回転モーメントが作用し、レンズ鏡筒１０の先端は第１平面Ｓ１に沿って図面左方向へ揺動される。このとき圧縮バネ３３ａ−２には、圧縮方向の力が作用して縮小される。また、線アクチュエータ３３ａ−１への通電を停止すると、圧縮バネ３３ａ−２の復元作用によって、レンズ鏡筒１０は元の位置に戻るよう揺動される。このような拮抗関係が成立するよう、線アクチュエータ３３ａ−１の出力パワー、引っ張りバネ３３ａ−２のバネ力、及びこれらの配置位置が設定される。第２方向アクチュエータ３３ｂを構成する線アクチュエータ３３ｂ−１及び圧縮バネ３３ｂ−２の動作も同様であり、レンズ鏡筒１０の先端は該第２方向アクチュエータ３３ｂによって、第２平面Ｓ２に沿って図面上方向へ揺動される。このような第１方向アクチュエータ３３ａと第２方向アクチュエータ３３ｂの複合動作により、レンズ鏡筒１０は前記回転中心Ｑ３を中心として所定の方向へ傾動されるものである。
【００８１】
このような第３実施形態にかかる姿勢制御機構１ｃによれば、形状記憶合金線からなる線アクチュエータ３３ａ−１、３３ｂ−１の出力ベクトルと圧縮バネ３３ａ−２、３３ｂ−２のバネ力をレンズ鏡筒１０に直接作用させるというシンプルな構成で、レンズ鏡筒１０を所望の方向へ自在に揺動させることができ、レンズ鏡筒１０の姿勢制御を簡易な構成で達成できるという利点がある。さらに、線アクチュエータ３３ａ−１、３３ｂ−１と圧縮バネ３３ａ−２、３３ｂ−２とをそれぞれ同心に配置しているので、アクチュエータが占有するスペースを少なくでき、より一層姿勢制御装置の小型化を図れるという利点もある。
【００８２】
（第４実施形態）
図１０は、アクチュエータとしてインパクト型圧電アクチュエータを用いた第４実施形態にかかる姿勢制御機構１ｄを示す図であって、図１０（ａ）はその正面図を、図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＺ４線方向矢視図をそれぞれ示している。この姿勢制御機構１ｄは、支持対象とされるレンズ鏡筒１０と、該レンズ鏡筒１０を、回転中心Ｑ４を中心に回転可能に支持するジンバル支持機構（図示省略）と、レンズ鏡筒１０に対して揺動力を与えるインパクト型圧電アクチュエータからなる第１方向アクチュエータ３４ａ及び第２方向アクチュエータ３４ｂと、これらアクチュエータの固定ベースとなる不動体としての基台５４とを備えている。
【００８３】
前記インパクト型圧電アクチュエータとは、図１０（ｂ）に示すように、移動部材３４１を棒状の振動部材３４２に所定の摩擦力を有するように結合させると共に、前記振動部材３４２の一方端に圧電素子３４３及び錘部材３４４を固着して構成されたアクチュエータである。かかるインパクト型圧電アクチュエータは、例えば電気機械変換素子としての圧電素子３４３に鋸歯状駆動パルスを印加して緩やかな伸び変位と急速な縮み変位とを行わせ、この圧電素子３４３に連動する振動部材３４２と移動部材３４１との摩擦力に応じ、前記緩やかな伸び変位のときに移動部材３４１は振動部材３４２の伸びに追随して移動し、一方急速な伸び変位のときに両者間に滑りが生じて移動部材３４１は移動しないという動作を為すものである。
【００８４】
このようなインパクト型圧電アクチュエータからなる第１方向アクチュエータ３４ａ及び第２方向アクチュエータ３４ｂは、不動体としての基台５４に弾性部材からなる弾性変形可能な接続部材５４１、５４２を介して取り付けられ、それぞれレンズ鏡筒１０の光軸と平行な方向に延在（必ずしも平行でなくとも良く、レンズ鏡筒１０の光軸に対して多少傾斜して延在していても良い）している。なお、ここで用いられる弾性部材としては、例えば縦弾性係数が１×１０7ＰＡ〜５×１０11ＰＡ程度の樹脂材料を用いることができる。具体的には、各アクチュエータの錘部材３４４と基台５４とが、接続部材５４１、５４２にて連結（弾性接合）される。
【００８５】
一方、各アクチュエータの移動部材３４１は、レンズ鏡筒１０に対して一体的に取り付けられている。すなわち、レンズ鏡筒１０の光軸方向前方側の側周壁には、スライダの役目を果たし、前記振動部材３４２と摩擦係合する移動部材３４１が略対極位置２カ所に突設されている。従って、第１方向アクチュエータ３４ａと第２方向アクチュエータ３４ｂとは、レンズ鏡筒１０を介し、接続部材５４１、５４２を変形点とする平行リンク関係にある。
【００８６】
第４実施形態においては、ジンバル支持機構による回転中心Ｑ４は、レンズ鏡筒１０の後端側の側方位置に設定されている。第１方向アクチュエータ３４ａは、前記回転中心Ｑ４を通る第１平面Ｓ１に沿ってレンズ鏡筒１０を揺動させるべく、前記移動部材３４１のスライド方向が第１平面Ｓ１内となるように設定されている。また、第２方向アクチュエータ３４ｂは、前記回転中心Ｑ４を通ると共に、前記第１平面Ｓ１と直交する第２平面Ｓ２に沿ってレンズ鏡筒１０を揺動させるべく、前記移動部材３４１のスライド方向が前記第２平面Ｓ２内となるように設定されている。
【００８７】
このように構成された姿勢制御機構１ｄの動作を説明すると、例えば、第１方向アクチュエータ３４ａの圧電素子３４３に前進用駆動パルスを印加して移動部材３４１を前進（図１０（ｂ）の左方向）させると、前述の通り平行リンク関係にある第１方向アクチュエータ３４ａと第２方向アクチュエータ３４ｂ（及びレンズ鏡筒１０）とは、互いに平行関係を保ちながら、その根本部分の接続部材５４１、５４２が前記移動部材３４１の前進力を受けて弾性変形する。その結果、レンズ鏡筒１０は、第１平面Ｓ１に沿って傾斜することになる。なお、反対方向への傾斜動作を行わせる場合は、圧電素子３４３に後進用駆動パルスを印加すればよい。
【００８８】
第２方向アクチュエータ３４ｂの動作も同様であり、圧電素子３４３に前進用若しくは後進用駆動パルスを印加することにより、第２平面Ｓ２に沿ってレンズ鏡筒１０を揺動させることができる。このような第１方向アクチュエータ３４ａと第２方向アクチュエータ３４ｂの複合動作により、レンズ鏡筒１０は前記回転中心Ｑ４を中心として所定の方向へ傾動されるものである。
【００８９】
このような第４実施形態にかかる姿勢制御機構１ｄによれば、インパクト型アクチュエータの移動部材３４１をレンズ鏡筒１０に一体化させ、移動部材３４１の推進力をレンズ鏡筒１０に直接作用させるというシンプルな構成で、レンズ鏡筒１０を所望の方向へ自在に揺動させることができ、レンズ鏡筒１０の姿勢制御を簡易な構成で達成できるという効果を奏する。
【００９０】
（第５実施形態）
図１１は、アクチュエータとして進退動作が可能な圧電素子からなる圧電アクチュエータを用いた第５実施形態にかかる姿勢制御機構１ｅを示す図であって、図１１（ａ）はその正面図を、図１１（ｂ）は図１１（ａ）のＺ５線方向矢視図をそれぞれ示している。この姿勢制御機構１ｅは、支持対象とされるレンズ鏡筒１０と、該レンズ鏡筒１０を、回転中心Ｑ５を中心に回転可能に支持するジンバル支持機構（図示省略）と、レンズ鏡筒１０に対して揺動力を与える圧電アクチュエータからなる第１方向アクチュエータ３５ａ及び第２方向アクチュエータ３５ｂと、これらアクチュエータの固定ベースとなる不動体としての基台５５とを備えている。
【００９１】
前記圧電アクチュエータは、図１１（ｂ）に示すように、錘部材３５３に固定された圧電素子３５１の先端側（進退動作端）に押圧部材３５２を取り付けて構成されたアクチュエータである。かかる圧電アクチュエータは、前記圧電素子３５１に所定電圧を印加している間は長手方向（この場合、レンズ鏡筒１０の光軸方向）に伸長し、電圧印加を停止する（若しくは所定電圧以下とする）と元の長さに復元するという動作を活用したものである。
【００９２】
このような圧電アクチュエータからなる第１方向アクチュエータ３５ａ及び第２方向アクチュエータ３５ｂは、不動体としての基台５５に弾性部材からなる弾性変形可能な接続部材５５１、５５２を介して取り付けられ、それぞれレンズ鏡筒１０の光軸と平行な方向に延在している。なお、ここで用いられる弾性部材としては、例えば縦弾性係数が１×１０7ＰＡ〜５×１０11ＰＡ程度の樹脂材料を用いることができる。具体的には、各アクチュエータの錘部材３５３と基台５５とが、接続部材５５１にて連結（弾性接合）される。
【００９３】
一方、各アクチュエータの押圧部材３５１は、レンズ鏡筒１０の光軸方向前方側の側周壁に取り付けられている受圧部材１０５１と当接されている。そしてレンズ鏡筒１０と基台５５との間にはバイアスバネ３５Ｃが取り付けられており、常に受圧部材１０５１が押圧部材３５１へ押し付けられるような（つまり、押圧部材３５１と受圧部材１０５１との間が離間しないような）付勢力が与えられている。従って、第１方向アクチュエータ３５ａと第２方向アクチュエータ３５ｂとは、レンズ鏡筒１０を介し、接続部材５５１を変形点とする平行リンク関係にある。
【００９４】
第５実施形態においては、ジンバル支持機構による回転中心Ｑ５は、レンズ鏡筒１０の光軸と一致した位置に設定されている。第１方向アクチュエータ３５ａは、前記回転中心Ｑ５を通る第１平面Ｓ１に沿ってレンズ鏡筒１０を揺動させるべく、前記押圧部材３５２による押圧方向（圧電素子３５１の伸長方向）が第１平面Ｓ１内となるように設定されている。また、第２方向アクチュエータ３５ｂは、前記回転中心Ｑ５を通ると共に、前記第１平面Ｓ１と直交する第２平面Ｓ２に沿ってレンズ鏡筒１０を揺動させるべく、前記押圧部材３５２による押圧方向が前記第２平面Ｓ２内となるように設定されている。
【００９５】
このように構成された姿勢制御機構１ｅの動作を説明すると、例えば、第１方向アクチュエータ３５ａの圧電素子３５１に所定電圧を印加して伸長させ、押圧部材３５２に図１１（ｂ）の左方向への押圧力を発生させると、前述の通り平行リンク関係にある第１方向アクチュエータ３５ａと第２方向アクチュエータ３５ｂ（及びレンズ鏡筒１０）とは、互いに平行関係を保ちながら、その根本部分の接続部材５５１が前記押圧部材３５２の押圧力を受けて弾性変形する。その結果、レンズ鏡筒１０は、第１平面Ｓ１に沿って傾斜することになる。なお、反対方向への傾斜動作は、圧電素子３５１への所定電圧の印加を停止して元の長さに復元させると共に、そのときに作用する前記バイアスバネ３５Ｃによる付勢力により為される。
【００９６】
第２方向アクチュエータ３５ｂの動作も同様であり、圧電素子３５１に所定電圧の印加若しくは所定電圧の印加停止を行うことにより、第２平面Ｓ２に沿ってレンズ鏡筒１０を揺動させることができる。このような第１方向アクチュエータ３５ａと第２方向アクチュエータ３５ｂの複合動作により、レンズ鏡筒１０は前記回転中心Ｑ５を中心として所定の方向へ傾動されるものである。
【００９７】
このような第５実施形態にかかる姿勢制御機構１ｅによれば、圧電アクチュエータの進退動作端（押圧部材３５２）をレンズ鏡筒１０に係合させるというシンプルな構成で、レンズ鏡筒１０を所望の方向へ自在に揺動させることができ、レンズ鏡筒１０の姿勢制御を簡易な構成で達成できるという効果を奏する。
【００９８】
（第６実施形態）
図１２は、アクチュエータとして駆動歯車付きの回転モータと、前記駆動歯車に噛合されるギアとからなる回転モータ型アクチュエータを用いた第６実施形態にかかる姿勢制御機構１ｆを示す図であって、図１２（ａ）はその正面図を、図１２（ｂ）は図１２（ａ）のＺ６線方向矢視図をそれぞれ示している。この姿勢制御機構１ｆは、支持対象とされるレンズ鏡筒１０と、該レンズ鏡筒１０を、回転中心Ｑ６を中心に回転可能に支持するジンバル支持機構（図示省略）と、レンズ鏡筒１０に対して揺動力を与える回転モータ型アクチュエータからなる第１方向アクチュエータ３６ａ及び第２方向アクチュエータ３６ｂと、これらアクチュエータの固定ベースとなる不動体としての基台５６とを備えている。なお、図１２（ｂ）において、図示簡略化のため第２方向アクチュエータ３６ｂの記載は省略している。
【００９９】
前記回転モータ型アクチュエータは、図１２（ａ）に示すように、回転モータ３６１と該回転モータ３６１の出力軸に取り付けられた駆動歯車３６２とからなるアクチュエータである。かかる圧電アクチュエータは、前記回転モータ３６１が発生する回転力により駆動歯車３６２を回転駆動させ、この駆動歯車３６２と噛合されるギア等を介して被駆動体に推進力等を与える動作を為すものである。
【０１００】
このような回転モータ型アクチュエータからなる第１方向アクチュエータ３６ａ及び第２方向アクチュエータ３６ｂは、不動体としての基台５６に立設された取り付け片５６１，５６２に回転可能に取り付けられている。すなわち、前記取り付け片５６１，５６２には回転軸５６５，５６６が備えられており、また回転モータ３６１はそれぞれベースフレーム５６３，５６４に搭載されており、これらベースフレーム５６３，５６４は前記回転軸５６５，５６６にそれぞれ回転自在に軸孔嵌合されることで、回転モータ３６１が回転軸５６５，５６６の軸周りに回転可能とされている。なお、このような軸孔嵌合に代えて、前述のような弾性を有する接続部材で回転モータ３６１を取り付け片５６１，５６２に取り付けるようにしても良い。
【０１０１】
第１方向アクチュエータ３６ａ及び第２方向アクチュエータ３６ｂの回転モータ３６１の駆動歯車３６２は、レンズ鏡筒１０の光軸方向前方側の側周壁に取り付けられている扇ギア１０６１，１０６２とそれぞれ噛合されている。なお、駆動歯車３６２と扇ギア１０６１，１０６２とは、応答性を良好とする観点からは、バックラッシュが無い状態で噛合されることが望ましい。また、レンズ鏡筒１０を揺動させる角度が微少であるときは、前記扇ギア１０６１，１０６２に代えて、ラックギア等を用いるようにしても良い。
【０１０２】
第６実施形態においては、ジンバル支持機構による回転中心Ｑ６は、レンズ鏡筒１０の光軸と一致した位置に設定されている。第１方向アクチュエータ３６ａは、前記回転中心Ｑ６を通る第１平面Ｓ１に沿ってレンズ鏡筒１０を揺動させるべく、前記駆動歯車３６２による扇ギア１０６１の進行方向が第１平面Ｓ１内となるように配置されている。なお、前記扇ギア１０６１の扇面は、回転中心Ｑ６に対して弧を描く態様（図１２（ｂ）参照）とされている。また、第２方向アクチュエータ３６ｂは、前記回転中心Ｑ６を通ると共に、前記第１平面Ｓ１と直交する第２平面Ｓ２に沿ってレンズ鏡筒１０を揺動させるべく、前記駆動歯車３６２による扇ギア１０６２の進行方向が第２平面Ｓ２内となるように配置されている。なお、前記扇ギア１０６２の扇面も、回転中心Ｑ６に対して弧を描く態様とされている。
【０１０３】
このように構成された姿勢制御機構１ｆの動作を説明すると、例えば、第１方向アクチュエータ３６ａの回転モータ３６１を回転させ、駆動歯車３６２により扇ギア１０６１を前送りすると、レンズ鏡筒１０は、第１平面Ｓ１に沿って傾斜することになる。この際、第２方向アクチュエータ３６ｂは、回転軸５６６の軸周りに回転し、しかも第１平面Ｓ１と第２平面Ｓ２とは直交する関係であるので、駆動歯車３６２と扇ギア１０６２との噛合状態が乱れることはない。なお、反対方向への傾斜動作を行わせる場合は、回転モータ３６１の回転方向を反転させればよい。
【０１０４】
第２方向アクチュエータ３６ｂの動作も同様であり、回転モータ３６１を正転または逆転して駆動歯車３６２により扇ギア１０６２に対して送り動作を与えることで、第２平面Ｓ２に沿ってレンズ鏡筒１０を揺動させることができる。このような第１方向アクチュエータ３６ａと第２方向アクチュエータ３６ｂの複合動作により、レンズ鏡筒１０は前記回転中心Ｑ６を中心として所定の方向へ傾動されるものである。
【０１０５】
このような第６実施形態にかかる姿勢制御機構１ｆによれば、回転モータ型アクチュエータの駆動力をレンズ鏡筒１０に一体化されたギア（扇ギア１０６１，１０６２）に伝達させるというシンプルな構成で、レンズ鏡筒１０を所望の方向へ自在に揺動させることができ、レンズ鏡筒１０の姿勢制御を簡易な構成で達成できるという効果を奏する。
【０１０６】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、上記以外に様々な実施形態をとることができる。例えば、複数のアクチュエータの配置について、上記実施形態ではユニット（レンズ鏡筒１０）の回転中心を通る第１平面と、該第１平面と直交する第２平面にそれぞれアクチュエータを配置する各種の態様について説明したが、これらのアクチュエータ間において、実質的に問題となる干渉が発生しない範囲ならば、第１平面と第２平面とが、回転中心とズレた位置で交わり、また互いに直交しない所定の角度をもった関係とすることもできる。またアクチュエータの種類に関し、上述の実施形態以外のアクチュエータも適用可能であり、例えば回転モータとボールネジ機構とを組み合わせたアクチュエータ、圧力機構を用いたアクチュエータ、導電性高分子線を用いたアクチュエータなども用いることができる。
【０１０７】
さらに支持対象とされるユニットとして、レンズ鏡筒１０を例示したが、これ以外に各種の物品を支持対象とすることができる。例えば、各種の物理的特性を計測する計測プローブ等の姿勢制御や、その他電気部品の姿勢制御のために、上記実施形態にかかる姿勢制御機構を適用することができる。
【０１０８】
また、支持対象とされるユニットが電気部品を内蔵しており、前記電気部品に対するフレキシブル結線部材が該ユニットから延出されている場合、具体的には図１３に示すように、撮像素子１３が一体的に搭載されたレンズ鏡筒１０が支持対象とされ、前記撮像素子１３に対するフレキシブル結線部材Ｆが該レンズ鏡筒１０から延出されている場合においては、前記フレキシブル結線部材Ｆが、レンズ鏡筒１０の回転中心Ｑ若しくはその近傍を通るような経路で配線することが望ましい。
【０１０９】
図１３（ａ）は、レンズ鏡筒１０の側方近傍に回転中心Ｑが存在している場合を示している。この場合、撮像素子１３から延出されるフレキシブル結線部材Ｆは、前記回転中心Ｑを通るよう、レンズ鏡筒１０の側壁に沿うように配線される。また、図１３（ｂ）は、レンズ鏡筒１０の後方近傍に回転中心Ｑが存在している場合を示している。この場合、撮像素子１３から延出されるフレキシブル結線部材Ｆは、前記回転中心Ｑを通るよう、レンズ鏡筒１０の後方近傍に沿うように折り曲げ配線される。このような構成とすれば、レンズ鏡筒１０が揺動された場合においてフレキシブル結線部材Ｆのレンズ鏡筒１０に対する相対移動量、及び不動体に対する相対移動量を小さくできることから、フレキシブル結線部材Ｆに余分な撓み量を設定する必要が無くなり、結果として装置の小型化を図れるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】本発明にかかる姿勢制御機構の構成を概念的に示す模式図である。
【図２】図１の模式図に示した姿勢制御機構の動作を説明する図であって、（ａ）はユニットが第１平面に沿って揺動された状態を模式的に示す図、（ｂ）はユニットが第２平面に沿って揺動された状態を模式的に示す図である。
【図３】本実施形態に係る姿勢制御機構が好適に適用されるカメラ付携帯電話機１００の外観構成図であって、（ａ）はその正面（操作面）を表す斜視図であり、（ｂ）は背面を表す斜視図である。
【図４】レンズ鏡筒の一例を示す断面図である。
【図５】手振れ補正装置の一例を概略的に示すブロック図である。
【図６】第１実施形態にかかる姿勢制御機構１ａを示す図であって、（ａ）はその正面図を、（ｂ）は（ａ）の矢印Ｚ１方向の矢視図をそれぞれ示している。
【図７】第１実施形態にかかる姿勢制御機構１ａの動作を模式的に示す図であって、（ａ）はレンズ鏡筒１０が第１平面Ｓ１に沿って揺動される状態を説明する図、（ｂ）はレンズ鏡筒１０が第２平面Ｓ２に沿って揺動される状態を説明する図である。
【図８】第２実施形態にかかる姿勢制御機構１ｂを示す図であって、（ａ）はその正面図を、（ｂ）は（ａ）の矢印Ｚ２方向の矢視図をそれぞれ示している。
【図９】第３実施形態にかかる姿勢制御機構１ｃを示す図であって、（ａ）はその正面図を、（ｂ）は（ａ）の矢印Ｚ３方向の矢視図をそれぞれ示している。
【図１０】第４実施形態にかかる姿勢制御機構１ｄを示す図であって、（ａ）はその正面図を、（ｂ）は（ａ）の矢印Ｚ４方向の矢視図をそれぞれ示している。
【図１１】第５実施形態にかかる姿勢制御機構１ｅを示す図であって、（ａ）はその正面図を、（ｂ）は（ａ）の矢印Ｚ５方向の矢視図をそれぞれ示している。
【図１２】第６実施形態にかかる姿勢制御機構１ｆを示す図であって、（ａ）はその正面図を、（ｂ）は（ａ）の矢印Ｚ６方向の矢視図をそれぞれ示している。
【図１３】フレキシブル結線部材Ｆと回転中心Ｑとの関係を示す側面図である。
【符号の説明】
【０１１１】
１、１ａ〜１ｆ    姿勢制御機構
１０      レンズ鏡筒
１３      撮像素子
１００    カメラ付き携帯電話機
１１０    第１の筐体（取り付けベース）
１２０    第２の筐体
１１３    ピッチ方向ジャイロ（振れ角検出手段）
１１４    ヨー方向ジャイロ（振れ角検出手段）
２        ジンバル支持機構
２１      ジンバル第１軸
２２      ジンバル第２軸
３ａ，３１ａ〜３６ａ  第１方向アクチュエータ
３ｂ，３１ｂ〜３６ｂ  第２方向アクチュエータ
４０      振れ補正制御部
４００    手振れ補正装置
５１〜５６    基台
Ｓ１      第１平面
Ｓ２      第２平面
Ｆ        フレキシブル結線部材
Ｑ，Ｑ１〜Ｑ６    回転中心
【図１】
2006023556.tif 000003
【図２】
2006023556.tif 000004
【図３】
2006023556.tif 000005
【図４】
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【図５】
2006023556.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2006023556.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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