(57)【要約】【課題】  光学部材自体から手振れに関するデータを取得し、より安定的に動作する光学部材の手振れ防止装置を提供する。【解決手段】  第２の可動台３０は、カメラモジュール（光学部材）６０、第１及び第２のセンサ５２，５３、第１のアクチュエータ４１Ａ，４２Ａ、および制御部５１を搭載して第２の軸回りに揺動自在に支持され、前記第１の可動台２０はハウジングに対し第１の軸回りに揺動自在に支持されている。前記第１，第２のアクチュエータ４１Ａ，４２Ａは、前記制御部５１からの第１，第２のフィードバック信号により、前記第１，第２のセンサ５２，５３の出力をそれぞれ打ち消すように動作するため、手振れ防止装置は安定的に動作することが可能となる。【選択図】図４
2007312325.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学部材と、第１の軸回りに揺動させる駆動力を発生させる第１のアクチュエータと、前記第１のアクチュエータの前記第１の軸回りの揺動を検出する第１のセンサと、前記第１の軸と直交する第２の軸回りに揺動させる駆動力を発生させる第２のアクチュエータと、前記第２のアクチュエータの前記第２の軸回りの揺動を検出する第２のセンサと、前記第１のセンサの出力を第１のフィードバック信号として前記第１のアクチュエータに与えるとともに前記第２のセンサの出力を第２のフィードバック信号として前記第２のアクチュエータに与える制御部と、が設けられており、
前記第１のアクチュエータは前記第１のフィードバック信号により前記第１のセンサの出力を打ち消すように駆動させられ、前記第２のアクチュエータは前記第２のフィードバック信号により前記第２のセンサの出力を打ち消すように駆動させられることを特徴とする光学機器の手振れ防止装置。
【請求項２】
第１の可動台と第２の可動台とが設けられ、前記第１の可動台は前記第１の軸回りに揺動自在に支持されており、前記第２の可動台は前記第１の可動台上に前記第２の軸回りに揺動自在に支持されており、
前記光学部材、前記第１及び第２のセンサ、前記第１、第２のアクチュエータおよび前記制御部が前記第２の可動台に搭載されている請求項１記載の光学機器の手振れ防止装置。
【請求項３】
ハウジングが設けられており、前記第１のアクチュエータは、前記ハウジングと前記第１の可動台の一方に設けられた第１のコイルと、他方に設けられた第１のマグネットで形成され、前記第２のアクチュエータは、前記第１の可動台と前記第２の可動台の一方に設けられた第２のコイルと、他方に設けられた第２のマグネットで形成されており、
前記第１の可動台は、第１のコイルと第１のマグネットとの間に発生する磁気力により前記第１の軸回りに揺動させられ、前記第２の可動台は、第２のコイルと第２のマグネットとの間に発生する磁気力により前記第２の軸回りに揺動させられる請求項１または２のいずれかに記載の光学機器の手振れ防止装置。
【請求項４】
前記ハウジングと前記第１の可動台との間には前記第１の可動台を弾性的に支持する第１の付勢部材が設けられており、前記第１の可動台と前記第２の可動台との間には前記第２の可動台を弾性的に支持する第２の付勢部材が設けられている請求項３記載の光学機器の手振れ防止装置。
【請求項５】
前記第１の付勢部材は前記第１の軸に対して両側となる位置に対応して設けられ、前記第２の付勢部材は前記第２の軸に対して両側となる位置に設けられている請求項４記載の光学機器の手振れ防止装置。
【請求項６】
前記第１の軸の両側に設けられた一方の付勢部材の付勢力と他方の付勢部材の付勢力とが異なり、または前記第２の軸の両側に設けられた一方の付勢部材の付勢力と他方の付勢部材の付勢力とが異なる請求項５記載の光学機器の手振れ防止装置。
【請求項７】
前記第２の可動台の慣性モーメントが、前記第１の可動台の慣性モーメントよりも大きく設定されている請求項２ないし６のいずれかに記載の光学機器の手振れ防止装置。
【請求項８】
前記第１及び第２のコイルのうち、少なくとも一方のコイルの内部に磁心が設けられており、この磁心と対向配置された前記マグネットとの間に発生する磁気吸引力または磁気反発力により、前記付勢部材が形成されている請求項４ないし７のいずれかに記載の光学機器の手振れ防止装置。
【請求項９】
前記光学部材はカメラモジュールである請求項１ないし８のいずれかに記載の光学機器の手振れ防止装置。
【請求項１０】
前記光学部材はレーザポインタである請求項１ないし８のいずれかに記載の光学機器の手振れ防止装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯用のカメラやレーザポインタなどの光学機器の手振れ防止装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、モーションセンサアセンブリ４０２が、ハンドヘルド装置１００の揺動、振動および／または回転といったハンドヘルド装置１００の動きを検出すること、コントローラ４０４が物体２０８のビューを維持するようにハンドヘルド装置１００の動きを補償するためにマイクロカメラモジュール２０２の所要の動きを決定することによって、マイクロカメラモジュール２０２の画像安定化を制御するとともに、その制御信号をアクチュエータアセンブリ４０６に送信すること、アクチュエータアセンブリ４０６はコントローラ４０４から受け取った制御信号に従って１つ以上のアクチュエータを駆動し、マイクロカメラモジュール２０２にキャプチャされている画像を安定化させること、などが記載されている。
【特許文献１】特開２００３−２０４４７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、特許文献１に記載された発明では、その段落[００２１]に記載されているように、モーションセンサアセンブリ４０２は、ハンドヘルド装置１００内ではあるが、前記マイクロカメラモジュール２０２から離れた位置に配設された回路基板４０５上に固定されている。
【０００４】
このため、モーションセンサアセンブリ４０２はハンドヘルド装置１００全体の揺動、振動若しくは回転に関するデータについては検出することが可能であるが、レンズ２０４を搭載したマイクロカメラモジュール２０２自体の揺動、振動若しくは回転に関するデータについてはこれを検出することはできない構成である。また例え、モーションセンサアセンブリ４０２が、マイクロカメラモジュール２０２自体に関するデータを検出できたとしても、そのデータは感度の低い状態でのものであり、その利用価値は低い。
【０００５】
このため、特許文献１に記載された発明では、マイクロカメラモジュール２０２の動きに基づいて、前記マイクロカメラモジュール２０２にキャプチャされている画像を安定化させるができない（安定性が低い）という問題がある。
【０００６】
本発明は上記従来の課題を解決するためのものであり、カメラモジュール等の光学部材自体から手振れに関するデータを直接的に取得することにより、より安定的に動作する光学部材の手振れ防止装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、光学部材と、第１の軸回りに揺動させる駆動力を発生させる第１のアクチュエータと、前記第１のアクチュエータの前記第１の軸回りの揺動を検出する第１のセンサと、前記第１の軸と直交する第２の軸回りに揺動させる駆動力を発生させる第２のアクチュエータと、前記第２のアクチュエータの前記第２の軸回りの揺動を検出する第２のセンサと、前記第１のセンサの出力を第１のフィードバック信号として前記第１のアクチュエータに与えるとともに前記第２のセンサの出力を第２のフィードバック信号として前記第２のアクチュエータに与える制御部と、が設けられており、
前記第１のアクチュエータは前記第１のフィードバック信号により前記第１のセンサの出力を打ち消すように駆動させられ、前記第２のアクチュエータは前記第２のフィードバック信号により前記第２のセンサの出力を打ち消すように駆動させられることを特徴とするものである。
【０００８】
本発明では、前記第１，第２のセンサが、光学部材に与えられた手振れを直接的に検出することができる。しかも、前記第１，第２のアクチュエータは、前記第１，第２のセンサが検出した出力を打ち消すように振る舞うため、光学部材そのものに発生した手振れを解消することができる。すなわち、手振れ防止の効果に優れた手振れ防止装置とすることができる。
【０００９】
例えば、第１の可動台と第２の可動台とが設けられ、前記第１の可動台は前記第１の軸回りに揺動自在に支持されており、前記第２の可動台は前記第１の可動台上に前記第２の軸回りに揺動自在に支持されており、
前記光学部材、前記第１及び第２のセンサ、前記第１、第２のアクチュエータおよび前記制御部が前記第２の可動台に搭載されているものとして構成できる。
【００１０】
上記手段では、各部材を集中的に配置することができるため、前記第１、第２のアクチュエータは前記光学部材そのものを直接的に揺動させることができ、前記第１及び第２のセンサは前記光学部材そのものの動作を取得できる。すなわち、外乱の影響を受け難い小型で且つ安定的に動作する手振れ防止装置とすることができる。
【００１１】
また、ハウジングが設けられており、前記第１のアクチュエータは、前記ハウジングと前記第１の可動台の一方に設けられた第１のコイルと、他方に設けられた第１のマグネットで形成され、前記第２のアクチュエータは、前記第１の可動台と前記第２の可動台の一方に設けられた第２のコイルと、他方に設けられた第２のマグネットで形成されており、
前記第１の可動台は、第１のコイルと第１のマグネットとの間に発生する磁気力により前記第１の軸回りに揺動させられ、前記第２の可動台は、第２のコイルと第２のマグネットとの間に発生する磁気力により前記第２の軸回りに揺動させられるものとして構成されるものである。
【００１２】
上記手段では、いわゆるムービングコイル型として、またはムービングマグネット型として、磁気的な力を利用したのアクチュエータとして比較的簡単に構成することができる。
【００１３】
また前記ハウジングと前記第１の可動台との間には前記第１の可動台を弾性的に支持する第１の付勢部材が設けられており、前記第１の可動台と前記第２の可動台との間には前記第２の可動台を弾性的に支持する第２の付勢部材が設けられているものが好ましい。
【００１４】
上記手段では、コイルを無通電状態としたときに、第１の可動台および第２の可動台を中立位置に設定することができる。このため、次にコイルに通電したときに、第１の可動台および第２の可動台を前記中立位置から駆動させることができる。よって、立ち上がりの早く（応答性の高い）、しかもその可動範囲に偏りが生じないようにした手振れ防止装置とすることができる。
【００１５】
上記においては、前記第１の付勢部材は前記第１の軸に対して対称となる位置に設けられ、前記第２の付勢部材は前記第２の軸に対して対称となる位置に設けられているものである。
【００１６】
上記手段では、第１の可動台および第２の可動台を前記中立位置に、水平姿勢の状態に設定することができる。
【００１７】
あるいは、前記第１の軸の両側に設けられた一方の付勢部材の付勢力と他方の付勢部材の付勢力とが異なり、または前記第２の軸の両側に設けられた一方の付勢部材の付勢力と他方の付勢部材の付勢力とが異なるものである。
【００１８】
上記手段では、光学部材の姿勢を、必要に応じて予め所定の方向に向けて置くことができる。
【００１９】
また前記第２の可動台の慣性モーメントが、前記第１の可動台の慣性モーメントよりも大きく設定されているものである。
【００２０】
上記手段では、前記第１の軸回りのバネ定数と前記第２の軸回りバネ定数との間に差を設けることにより、前記第１の軸と前記第２の軸との間の補正能力に差が生じるような機構であっても、そのような補正能力の差をなくす、あるいは小さくすることができる。
【００２１】
また前記第１及び第２のコイルのうち、少なくとも一方のコイルの内部に磁心が設けられており、この磁心と対向配置された前記マグネットとの間に発生する磁気吸引力または磁気反発力により、前記付勢部材が形成されているものが好ましい。
【００２２】
上記手段では、アクチュエータが発生する磁気力を利用して、既存の付勢部材に代わる磁気バネを形成することができる。
【００２３】
例えば、前記光学部材はカメラモジュールである。あるいは、前記光学部材はレーザポインタである。
【発明の効果】
【００２４】
本発明では、カメラモジュール等の光学部材自体から手振れに関するデータを取得することができるため、振動などの外乱などの影響を受け難い、すなわち安定性に優れた光学部材の手振れ防止装置とすることができる。
【００２５】
また無通電状態から通電状態としたときに、前記中立位置から駆動させることができるため、より立ち上がりの早い（応答性の高い）または可動範囲に偏りのない手振れ防止装置とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
図１は本発明の実施の形態として手振れ防止装置を搭載したカメラユニットを示す斜視図、図２は図１のカメラユニットの分解斜視図、図３は第１，第２のアクチュエータの構成を示す断面図であり、Ａは無通電の場合、Ｂは正方向に駆動電流を与えた場合、ＣはＢと逆向きの駆動電流を与えた場合を示している。なお、以下においては、軸Ｏｘ−Ｏｘの向きはＸ軸（Ｘ１−Ｘ２）に一致しており、軸Ｏｙ−Ｏｙの向きはＹ軸（Ｙ１−Ｙ２）に一致している。また特に示さない限り、平面とはＸＹ平面を意味し、垂直方向とは前記ＸＹ平面に垂直なＺ軸に沿う方向を意味する。また回転又は揺動方向とは、前記軸Ｏｘ−Ｏｘ回り方向、または軸Ｏｙ−Ｏｙ回り方向を意味する。
【００２７】
図１に示すカメラユニット１は、例えば携帯電話機、ＰＤＡなどの携帯端末機に搭載される。このカメラユニット１には、後述する手振れ防止装置が搭載されており、自らに発生した揺動、振動および／または回転といった動きを取得し、これを打ち消すような補償を行って、あたかも手振れが生じなかったように振る舞う。
【００２８】
図１及び図２に示すように、このカメラユニット１は、ベースシャーシ１１とカバーシャーシ１２からなるハウジング１０を有している。
【００２９】
前記ベースシャーシ１１は、薄い金属板を板金加工（プレス加工および打ち抜き加工等）して形成されている。前記ベースシャーシ１１の図示Ｙ１側には、底面１１Ａの一部を曲げて成る側面１１Ｂが形成されている。前記側面１１Ｂには、中心部を切り欠いて形成した支持部１１ａが形成されている。また前記ベースシャーシ１１の図示Ｙ２側は、底面１１Ａの部分を延長して形成された延出部１１Ｃが形成されている。また前記底面１１Ａには、その一部を垂直に切り起こして形成した対向板１１ｂが形成されている。前記対向板１１ｂと所定の距離を隔てて対向する一方（Ｘ２側）の側面１１Ｄにも、対向板１１ｄが設けられている。
【００３０】
カバーシャーシ１２の天面１２Ａには、開口部１２ａが形成されている。この開口部１２ａからは、後述するカメラモジュール６０が露出される。前記カバーシャーシ１２のＹ１側の側面１２Ｂには略Ｕ字形状からなる支持切欠部１２ｂが形成され、Ｙ２側の側面１２Ｃには支持穴１２ｃが形成されている。
【００３１】
前記ベースシャーシ１１と前記カバーシャーシ１２との間には揺動自在に支持された第１の可動台２０と第２の可動台３０が設けられている。前記第１の可動台２０および前記第２の可動台３０は、薄い金属板を板金加工して形成されている。
【００３２】
前記第１の可動台２０は、Ｙ方向において対向する一対の側部２１，２２と、Ｘ方向において対向する一対の側部２３，２４と、底面２５とを有している。前記側部２１，２２には揺動軸２１ａ，２２ｂがそれぞれ形成されている。また前記側部２３，２４には支持穴２３ａ，２４ａが形成されている。前記揺動軸２１ａ，２２ｂは、図２に示す軸Ｏｙ−Ｏｙに沿う第１の軸を形成している。また前記支持穴２３ａ，２４ａは軸Ｏｘ−Ｏｘに沿って形成されている。
【００３３】
前記第１の可動台２０の底面２５には、貫通孔２５ａ，２５ａ（一方は図示せず）がＸ方向に並ぶようにして形成され、同じく貫通孔２５ｂ，２５ｂがＹ方向に並ぶようにして形成されている。
【００３４】
前記貫通孔２５ａ，２５ａには、前記一対の対向板１１ｂ，１１ｄの先端が挿通されている。そして、この一対の対向板１１ｂと対向板１１ｄの内側には、永久磁石１３，１４がそれぞれ取り付けられている。前記永久磁石１３と永久磁石１４とは、図示Ｘ方向に所定の距離を置いて対向配置されている。
【００３５】
一方、前記底面２５のＺ２側には、Ｘ１又はＸ２方向から見たときの形状が、コの字形状となる補助板１６が固定されている。前記補助板１６の両端には、Ｙ方向において一定の距離を置いて対向する一対の対向部１６ａ，１６ａが形成されている。前記一対の対向部１６ａ，１６ａは前記貫通孔２５ｂ，２５ｂに挿通され、その先端は図示Ｚ１に延びている。前記一対の対向部１６ａ，１６ａの内側にも永久磁石１７，１８がそれぞれ取り付けられている。前記永久磁石１７と永久磁石１８とは、図示Ｙ方向に所定の距離を置いて対向配置されている。
【００３６】
前記第２の可動台３０は、設置部３１と、この設置部３１を中央に挟んでＸ方向において対向して形成された一対の側部３２，３３が設けられている。前記設置部３１にはカメラモジュール（光学部材）６０が固定される。前記カメラモジュール６０からは、フレキシブル配線ケーブル６５が引き出されている。前記フレキシブル配線ケーブル６５は、その基端部６５ａが前記延出部１１Ｃに支持されており、さらにその先端が図示Ｙ２方向に延びている。
【００３７】
前記カメラモジュール６０は、図示しないＣＤＤ（電荷結合素子）やＣＭＯＳなどからなる画像センサおよびＣＤＳＰ（カメラデジタルシグナルプロセッサ）、さらにはレンズ６１などを有する。前記レンズ６１を通して入射された光信号（画像）は、前記画像センサで捕獲され電気信号に変換される。前記ＣＤＳＰは前記電気信号を所定の形式のデータ信号に変換し、前記フレキシブル配線ケーブル６５を介して外部に出力する。
【００３８】
前記第２の可動台３０の側部３２，３３には、揺動軸３２ａ，３３ａが形成されている。前記揺動軸３２ａ，３３ａは、図２に示す軸Ｏｘ−Ｏｘに沿う第２の軸を形成している。前記揺動軸３２ａ，３３ａは前記第１の可動台２０の前記側部２３，２４に形成されている支持穴２３ａ，２４ａに挿入されており、前記側部２３，２４内において前記軸Ｏｘ−Ｏｘの軸回りに揺動自在に支持される。
【００３９】
前記第２の可動台３０には、前記設置部３１のＹ１側、およびＸ１側で前記側部３２との間には保持部３４，３５が設けられており、この保持部３４，３５の下面（Ｚ２側の面）には，それぞれ第１，第２のアクチュエータ４１Ａ，４２Ａの一部を形成するコイル部材４１，４２が固定されている。
【００４０】
図３Ａなどに示すように、前記コイル部材４１，４２は、その中心に磁石に吸着される鉄系の金属で形成された長尺状の磁心４１ｂ，４２ｂが設けられており、その周囲に線材を巻き付けることにより筒型のコイル４１ａ，４２ａとして形成されている。
【００４１】
前記コイル部材４１は、コイル４１ａの両端面をＸ方向に向けた状態で前記保持部３４の下面（Ｚ２側の面）に固定されておいる。同様に、前記コイル部材４２はコイル４２ａの両端面をＹ方向に向けた状態で前記保持部３５の下面（Ｚ２側の面）に固定されている。そして、前記コイル部材４１は一対の永久磁石１３，１４との間に配置されており、同様に前記コイル部材４２は一対の永久磁石１７，１８との間に配置されている。
【００４２】
前記コイル部材４１では、コイル４１ａおよび磁心４１ｂの両端と、これに対向配置される一対の永久磁石１３，１４との間には隙間が設けられており、この間には磁気吸引力が作用している。同様に、前記コイル部材４２では、コイル４２ａおよび磁心４２ｂの両端と、これに対向配置される一対の永久磁石１７，１８との間には隙間が設けられており、この間には磁気吸引力が作用している。
【００４３】
ここで、図３ＡないしＣに示すように、コイル部材４１，４２の重心ｇを通り、永久磁石１３と１４、および永久磁石１７と１８におけるＮ極とＳ極との境界を水平な平面と仮定し、これを仮想的な境界面４０とする。なお、前記重心ｇは、前記第１の軸（軸Ｏｙ−Ｏｙ）または前記第２の軸（軸Ｏｘ−Ｏｘ）上に含まれる。
【００４４】
前記永久磁石１３，１４は、前記磁心４１ｂと対向する側面が、前記境界面４０の上下において極性が異なるように着磁されている。図３ＡないしＣに示す例では、前記永久磁石１３，１４は前記境界面４０の上側がＮ極に、下側がＳ極にそれぞれ着磁されている。なお、前記永久磁石１３，１４では、Ｎ極の磁化の大きさとＳ極の磁化の大きさとは等しくなるように形成されている。
【００４５】
図３Ａに示すように、前記コイル部材４１に駆動電流が与えられていない無通電の場合には、前記永久磁石１３のＮ極，Ｓ極および前記永久磁石１４のＮ極，Ｓ極から磁気吸着力が前記磁心４１ｂの両端面にそれぞれ作用する。このため、この状態では、前記磁心４１ｂを有するコイル部材４１が、前記境界面４０に対し水平な姿勢となるような磁気的な力で保持されている。すなわち、前記コイル部材４１と前記永久磁石１３，１４とは、前記コイル部材４１の姿勢、さらには第１の可動台２０の姿勢を水平状態に維持する第１の磁気バネを形成している。
【００４６】
以上の点は、前記永久磁石１７，１８においても同様であり、無通電の状態では、前記磁心４２ｂを有するコイル部材４２も前記境界面４０に対し水平な姿勢に保持されている。そして、前記コイル部材４２と前記永久磁石１７，１８は、前記コイル部材４２の姿勢、さらには第２の可動台３０の姿勢を水平状態に維持する第２の磁気バネを形成している。
【００４７】
なお、前記第１の磁気バネは、前記第１の可動台２０の姿勢を前記ハウジング１０（ベースシャーシ１１）に対して水平に保持する機能を有し、前記第２の磁気バネは、前記第２の可動台３０の姿勢を前記第１の可動台２０に対し水平に保持する機能を有する。
【００４８】
前記コイル４１ａ、磁心４１ｂおよび一対の永久磁石１３，１４により、第１のアクチュエータ４１Ａが形成され、前記コイル４２ａ、磁心４２ｂおよび一対の永久磁石１７，１８により、第２のアクチュエータ４２Ａが形成されている。
【００４９】
前記保持部３４，３５の上面（Ｚ１側の面）には、略Ｌ字形状からなる回路基板５０が固定されている。前記回路基板５０の角部には、制御部５１を構成するＩＣが固定されている。また回路基板５０には、Ｘ軸センサ（第１のセンサ）５２とＹ軸センサ（第２のセンサ）５３が固定されている。
【００５０】
前記Ｘ軸センサ５２は、第２の軸を構成する軸Ｏｘ−Ｏｘ回りに関する揺動、振動若しくは回転などを検出する検出器である。同様に、前記Ｙ軸センサ５３は、第１の軸を構成する軸Ｏｙ−Ｏｙ回りに関する揺動、振動若しくは回転などを検出する検出器である。前記Ｘ軸センサ５２およびＹ軸センサ５３としては、角速度センサ（ジャイロセンサ）や角加速度センサなどを用いることができる。
【００５１】
前記回路基板５０上に設けられた制御部５１、Ｘ軸センサ（第１のセンサ）５２およびＹ軸センサ（第２のセンサ）５３により、検出部材が形成されている。このように、本願発明では、制御部５１の近傍にＸ軸センサ（第１のセンサ）５２又はＹ軸センサ（第２のセンサ）５３を配置することが可能である。このため、この手振れ防止装置１では、制御部５１とＸ軸センサ５２又はＹ軸センサ５３の間で外乱ノイズを拾うことがない。よって、外乱ノイズの影響を受け難い、すなわち外乱ノイズに強い手振れ防止装置１とすることができる。
【００５２】
前記第１の可動台２０は、その一方の揺動軸２１ａが、ベースシャーシ１１の第１の支持部１１ａとカバーシャーシ１２の支持切欠部１２ｂとの間に挟持され、他方の揺動軸２２ａが側面１２Ｃに形成された支持穴１２ｃに挿入される。この状態で、前記第１の可動台２０は前記ハウジング１０（ベースシャーシ１１とカバーシャーシ１２）内に前記第１の軸（軸Ｏｙ−Ｏｙ）回りに揺動自在に支持されている。
【００５３】
すなわち、前記第１の可動台２０は、前記第２の可動台を搭載した状態で前記ハウジング１０に対し、前記第１の軸（軸Ｏｙ−Ｏｙ）回りに揺動自在に支持されている。また前記第２の可動台３０は、前記第１のアクチュエータ４１Ａ，第２のアクチュエータ４２Ａ、検出部材およびカメラモジュール６０を搭載した状態で前記第１の可動台２０に対し、前記第２の軸（軸Ｏｘ−Ｏｘ）回りに揺動自在に支持されている。
【００５４】
このため、前記カメラモジュール６０は、ハウジング１０内に前記Ｚ軸を基準として、Ｚ軸を除く全方向に揺動可能な状態で支持されている。
【００５５】
図４は手振れ防止装置における制御系のブロック図である。
図４に示すように、Ｘ軸センサ５２およびＹ軸センサ５３は、光学部材を構成するカメラモジュール６０に発生した手振れを検出する。すなわち、Ｘ軸センサ５２は、手振れ成分（揺動、振動および回転など）のうち、Ｘ軸回りに発生した成分をＸ軸データとして検出する。またＹ軸センサ５３は、前記手振れ成分のうち、Ｙ軸回りに発生した成分をＹ軸データとして検出する。前記Ｘ軸センサ５２およびＹ軸センサ５３が検出したＸ軸データ及びＹ軸データは、それぞれ制御部５１に送られる。
【００５６】
前記制御部１は、演算部（図示せず）、フィルタ、ドライバなどを有しており、Ｘ軸データおよびＹ軸データから、前記Ｘ軸センサ５２およびＹ軸センサ５３の出力をそれぞれ打ち消すような第１のフィードバック信号（Ｘ軸補償データ）Ｓ１および第２のフィードバック信号（Ｙ軸補償データ）Ｓ２を生成する。そして、前記制御部１は、前記第１のフィードバック信号Ｓ１および第２のフィードバック信号Ｓ２を前記フィルタを介してドライバに与える。前記各ドライバは、前記第１のフィードバック信号Ｓ１および第２のフィードバック信号Ｓ１に基づいて、Ｘ軸駆動電流ＩｘおよびＹ軸駆動電流Ｉｙをそれぞれ生成し、これを前記第１のアクチュエータ４１Ａおよび第２のアクチュエータ４２Ａを構成する前記コイル４１ａ，４２ａに与える。
【００５７】
すると、前記コイル４１ａには、Ｘ軸駆動電流Ｉｘに応じた磁界Ｈが前記磁心４１ｂを通じてＸ方向に発生する。また前記コイル４２ａには、Ｙ軸駆動電流Ｉｙに応じた磁界Ｈが前記磁心４２ｂを通じてＹ方向に発生する。
【００５８】
そして、このとき第１のアクチュエータ４１Ａでは、前記コイル４１ａが発生した磁界Ｈと前記一対の永久磁石１３，１４が有する磁界との間で、前記磁界Ｈの向きに応じた磁気吸引力または磁気反発力が発生する。これにより、前記第１の可動台２０が、前記軸Ｏｙ−Ｏｙ（第１の軸）回りに、前記手振れ成分のちの前記Ｙ軸回りの成分を打ち消すように揺動させられる。
【００５９】
また第２のアクチュエータ４２Ａでは、前記コイル４２ａが発生した磁界Ｈと前記一対の永久磁石１７，１８が有する磁界との間で、前記磁界Ｈの向きに応じた磁気吸引力または磁気反発力が発生する。これにより、前記第２の可動台３０が、前記軸Ｏｘ−Ｏｘ（第２の軸）回りに前記手振れ成分のちの前記Ｘ軸回りの成分を打ち消すように揺動させられる。
【００６０】
よって、この制御系に与えられた前記手振れ（Ｘ軸回りの成分およびＹ軸回りの成分）を打ち消すことができる。これにより、カメラモジュールに手振れを除去されるため、カメラモジュールが捕らえた画像を安定化させること、すなわち手振れの影響を受けない画像とすることができる。
【００６１】
特に、本願発明ではＸ軸センサ５２およびＹ軸センサ５３が、カメラモジュール６０とともに第２の可動台３０上に搭載されている。このため、前記Ｘ軸センサ５２およびＹ軸センサ５３は、カメラモジュール６０に与えられた手振れを直接的に検出することができる。このため、この手振れ防止装置では、カメラモジュール６０の動きに追従して、前記カメラモジュール６０に与えられた揺動、振動若しくは回転などを補償することができる。よって、この手振れ防止装置では、手振れの影響を効果的に防止することができる。
【００６２】
ところで、図３Ａに示すように、前記第１のアクチュエータ４１Ａは、コイル４１ａに駆動電流を与えない無通電の状態の場合には、前記コイル部材４１が前記永久磁石１３，１４により水平姿勢に保持されている。同様に、前記第２のアクチュエータ４２Ａでは、前記コイル部材４２が前記永久磁石１７，１８により水平姿勢に保持されている。
【００６３】
第１のアクチュエータ４１Ａでは、前記前記境界面４０に対し水平な状態から前記コイル４１ａに正方向の駆動電流を与えると、前記コイル４１ａ内に磁界Ｈが前記駆動電流の方向に応じて発生する。この磁界Ｈは、前記磁心４１ｂの両端面から前記隙間を介して前記永久磁石１３，１４に作用する。例えば図３Ｂに示すように、前記磁界Ｈが磁心４１ｂの左端がＳ極に右端がＮ極となるように発生すると、前記永久磁石１３，１４との間に磁気吸引力および磁気反発力が発生し、磁心４１ｂの左端（Ｓ極）が永久磁石１３のＮ極に近づく方向に、磁心４１ｂの右端（Ｎ極）が永久磁石１４のＳ極に近づく方向にそれぞれ移動させられる。すなわち、コイル部材４１には右回りの回転モーメントが作用するため、コイル部材４１は前記重心ｇ（前記第１の軸（軸Ｏｙ−Ｏｙ））を中心に、全体的に右肩下がりの傾斜姿勢に設定させられる。
【００６４】
また図３Ｃに示すように、前記正方向とは逆向きの駆動電流を与えると、同様の原理により、コイル部材４１には左回りの回転モーメントが作用するため、コイル部材４１は前記重心ｇ（前記第１の軸（軸Ｏｙ−Ｏｙ））を中心に、全体的に左肩下がりの傾斜姿勢に設定させられる。
なお、以上の動作は前記第２のアクチュエータ４２Ａにおいても同様である。
【００６５】
上記実施の形態では、前記第１の可動台２０および前記第２の可動台３０の各姿勢を水平に保持する部材として、前記第１の磁気バネおよび第２の磁気バネを用いた場合について説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、以下に説明するように、既存のコイルスプリングなどからなる付勢部材を用いた構成であってもよい。
【００６６】
図５は既存の付勢部材を用いて構成した場合の手振れ防止装置の概略を示す側面図であり、Ａはハウジングと第１の可動台との間の構成、Ｂは第１の可動台と第２の可動台との間の構成である。
【００６７】
図５Ａに示すものでは、前記第１の磁気バネの代わりとして、前記ハウジング１０（ベースシャーシ１１）と前記第１の可動台２０との間であって、且つ前記第１の軸を構成する揺動軸２１ａ，２２ａの両側（Ｘ１およびＸ２側）で対称となる位置に一対の付勢部材（第１の付勢部材）ＳＰ１，ＳＰ２をそれぞれ設けている。同様に、図５Ｂに示すものでは、前記第２の磁気バネの代わりとして、前記第１の可動台２０と前記第２の可動台３０との間であって、且つ前記第２の軸を構成する揺動軸３２ａ，３３ａの両側（Ｙ１およびＹ２側）で対称となる位置に一対の付勢部材ＳＰ３，ＳＰ４（第２の付勢部材）をそれぞれ設けている。以上の構成により、上記同様に前記第１の可動台２０を前記ハウジング１０（ベースシャーシ１１）に対して中立となる位置に水平姿勢で保持することができ、前記第２の可動台３０を前記第１の可動台２０に対し中立となる位置に水平姿勢で保持することが可能となる。
【００６８】
なお、前記一対の付勢部材ＳＰ１とＳＰ２（付勢部材ＳＰ３とＳＰ４も同様）をともに等しいバネ定数に設定すると、前記第１の軸又は前記第２の軸の両側でのバランスをとりやすくなるため、前記第１の可動台２０又は前記第２の可動台３０の水平姿勢をより安定的に保持することができる。
【００６９】
前記一対の付勢部材のバネ定数は、以下に説明するように、軸の両側において異なる構成としたものであってもよい。
【００７０】
図６と図７は光学部材の手振れ防止装置の実施の形態として携帯電話機を示す概略図である。
【００７１】
このうち、図６は図７の比較例として付勢部材のバネ定数が等しい場合を示し、図７は本発明の実施の形態として付勢部材のバネ定数を異ならせた場合を示している。そして、図６Ａ及び図７Ａは携帯電話機が水平姿勢にある場合、図６Ｂ及び図７Ｂは最も頻度の高い操作姿勢（傾斜姿勢）にある場合を示している。
【００７２】
カメラモジュール６０が携帯電話機７０に搭載されている場合などにおいては、被写体に対しレンズ６１を向ける方向や角度はある程度決まって来る。このため、撮影時に携帯電話機７０がとりえる姿勢には、図６Ｂや図７Ｂに示すような最も頻度の高い操作姿勢というものが存在する。
【００７３】
図６Ａに示すものでは、一対の付勢部材ＳＰ１，ＳＰ２のバネ定数を等しいｋに設定してある。このため、携帯電話機７０を水平状態に置いた場合には、前記カメラモジュール６０は水平面（地面）に対し水平な姿勢に設定される。
【００７４】
図６Ｂに示すように、携帯電話機７０を最も頻度の高い操作姿勢に設定すると、カメラモジュール６０の重心Ｇの位置によってはカメラモジュール６０が重力の影響を受けて傾けられてしまうことがある。この状態では、一方の付勢部材ＳＰ２は伸び状態にあり、他方の付勢部材ＳＰ１は縮み状態にある。このため、第１の軸（軸Ｏｙ−Ｏｙ）回りにおける前記第１の可動台２０の揺動範囲が、レンズ６１の光軸Ｌを基準とした一方に偏ってしまう。その結果、前記第１の可動台２０の動作が制限され、手振れを効果的に防止することが困難となる。
【００７５】
一方、本発明の実施の形態として図７Ａ示すものでは、前記一対の付勢部材ＳＰ１，ＳＰ２のうち、一方の付勢部材ＳＰ１のバネ定数ｋ１が、他方の付勢部材ＳＰ２のバネ定数ｋ２よりも大きくなるように設定してある（ｋ１＞ｋ２）。この状態では、予め一方の付勢部材ＳＰ１が伸び状態にあり、他方の付勢部材ＳＰ２が縮み状態にある。このため、携帯電話機７０を水平状態に置いた場合には、前記カメラモジュール６０は予め傾斜した姿勢に設定される。
【００７６】
図７Ｂに示すように、携帯電話機７０を最も頻度の高い操作姿勢に設定すると、カメラモジュール６０が上記同様に重力の影響を受けて傾けられる。
【００７７】
しかし、本発明の実施の形態に示すものでは、携帯電話機７０が最も頻度の高い操作姿勢になり、上記同様カメラモジュール６０が重力の影響を受けて傾けられると、一方の付勢部材ＳＰ２の伸びと他方の付勢部材ＳＰ１の伸びとが等しくなる。すなわち、前記第１の可動台２０はハウジング１０に対し水平姿勢に設定される。
【００７８】
このため、前記第１の可動台２０の前記第１の軸（軸Ｏｙ−Ｏｙ）回りにおける揺動範囲が前記光軸Ｌの両側で均等となる。よって、前記第１の可動台２０の動作が制限されることがないため、携帯電話機７０を最も頻度の高い操作姿勢に設定した状態において手振れを効果的に防止することが可能である。
【００７９】
なお、上記においては付勢部材ＳＰ１とＳＰ２との間でバネ定数が異なる場合について説明したが、付勢部材ＳＰ３とＳＰ４との間でバネ定数が異なるものであってもよいし、付勢部材ＳＰ１とＳＰ２との間及び付勢部材ＳＰ３とＳＰ４との間の双方でバネ定数が異なるものであってもよい。
【００８０】
また上記のように一対の付勢部材を使用する場合には、上記第１の磁気バネおよび第２の磁気バネは不用となる。このため、前記コイル部材４１，４２は、前記磁心４１ｂ，４２ｂを取り除き、コイル４１ａ，４２ａだけからなる構成とすることが可能である。
【００８１】
ただし、ハウジング１０と第１の可動台２０との間は第１の磁気バネで構成し、第１の可動台２０と第２の可動台３０との間は一対の付勢部材とする構成であってもよいし、またはハウジング１０と第１の可動台２０との間は一対の付勢部材で構成し、第１の可動台２０と第２の可動台３０との間は第２の磁気バネとする構成であってもよい。この場合には、前記コイル部材４１とコイル部材４２のうち、いずれか一方の前記磁心４１ｂ又は磁心４２ｂを不用にできる。
【００８２】
図８は本発明の手振れ防止装置の他の斜視図である。
図８に示すように、第１の可動台２０が第１の軸（軸Ｏｙ−Ｏｙ）回りをα１又はα２方向に揺動すると、前記カメラモジュール６０の一緒に揺動する。このとき、前記カメラモジュール６０から引き出されている前記フレキシブル配線ケーブル６５が前記カメラモジュール６０とともにα１又はα２方向に捩れる。
【００８３】
一方、前記第２の可動台３０が第２の軸（軸Ｏｘ−Ｏｘ）回りをβ１又はβ２方向に揺動した場合には、前記フレキシブル配線ケーブル６５は捩れず、Ｙ１およびＹ２方向に伸縮させられる。
【００８４】
前記捩れる力は第１の可動台２０の揺動動作に影響を与え、前記伸縮による力は第２の可動台３０の揺動動作に影響を与えるが、通常は前記捩れる力の方が、前記伸縮による力よりも可動台の動作に与える影響が大きい。このため、前記第１の付勢部材ＳＰ１，ＳＰ２のバネ定数ｋａは、前記第２の付勢部材ＳＰ３，ＳＰ４のバネ定数ｋｂよりも大きく設定されている（ｋａ＞ｋｂ）。しかし、このようなバネ定数の差は、前記第１の軸回りと前記第２の軸回りの補正能力に差を生じさせることになるため、好ましいものではない。
【００８５】
ところが、本願発明では、前記第１の軸（軸Ｏｙ−Ｏｙ）回りの慣性モーメントは、前記第２の軸（軸Ｏｘ−Ｏｘ）回りの慣性モーメントよりも大きく設定されている。
【００８６】
すなわち、前記第２の軸（軸Ｏｘ−Ｏｘ）回り揺動する第２の可動台３０は、上記のように第２の可動台３０自身と、第１のアクチュエータ４１Ａと，第２のアクチュエータ４２Ａと、検出部材としてのＸ軸センサ（第１のセンサ）５２とＹ軸センサ（第２のセンサ）５３およびカメラモジュール６０を搭載している構成である。
【００８７】
これに対し、前記第１の軸（軸Ｏｙ−Ｏｙ）回り揺動する第１の可動台２０は、第１の可動台２０自身に加えて第２の可動台３０を搭載する構成である。
【００８８】
ここで，第１の可動台２０の慣性モーメントをＪａとし、第２の可動台３０の慣性モーメントをＪｂ（Ｊａ＞Ｊｂ）とする。
【００８９】
すると、第１の軸（軸Ｏｙ−Ｏｙ）回り揺動する第１の可動台２０の共振角周波数ωａは以下の数1となる。
【００９０】
【数１】
2007312325.tif 000003
【００９１】
一方、第２の軸（軸Ｏｘ−Ｏｘ）回り揺動する第２の可動台３０の共振角周波数ωｂは以下の数２となる。
【００９２】
【数２】
2007312325.tif 000004
【００９３】
バネ定数はｋａ＞ｋｂであり、慣性モーメントはＪａ＞Ｊｂであるから、共振角周波数ωａと共振角周波数ωｂとの差を小さくすることが可能である。
【００９４】
すなわち、第１の軸および第２の軸における手振れに対する補正周波数特性（補正応答性）を等しくする方向に補償することが可能である。
【００９５】
よって、本願発明の手振れ防止装置１では、前記フレキシブル配線ケーブル６５に捩れ動作や伸縮動作が発生しても、前記第１の軸回りと前記第２の軸回りにおける補正能力に差を小さくすることはできる。
【００９６】
上記実施の形態では、第１のアクチュエータ４１Ａとして、第１の可動体２０側にコイル部材４１を配置し、ハウジング１０側に永久磁石１３，１４を配置したいわゆるムービングコイル型のアクチュエータを示したが、本発明はこれに限られるものではない。すなわち、第１の可動体２０側に永久磁石１３，１４を配置し、ハウジング１０側にコイル部材４１を配置したいわゆるムービングマグネット型のアクチュエータであってもよい。なお、この点は第２のアクチュエータ４２Ａにおいても同様である。
【００９７】
また上記実施の形態では、光学部材としてカメラモジュールを用いて説明したが、本発明の手振れ防止装置に搭載される光学部材は前記カメラモジュールに限られるものはなく、例えば所定の波長からなるレーザ光を出力するレーザポインタなどであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】本発明の実施の形態として手振れ防止装置を搭載したカメラユニットを示す斜視図、
【図２】図１のカメラユニットの分解斜視図、
【図３】第１，第２のアクチュエータの構成を示す断面図であり、Ａは無通電の場合、Ｂは正方向に駆動電流を与えた場合、ＣはＢと逆向きの駆動電流を与えた場合、
【図４】手振れ防止装置における制御系のブロック図、
【図５】既存の付勢部材を用いて構成した場合の手振れ防止装置の概略を示す側面図であり、Ａはハウジングと第１の可動台との間の構成、Ｂは第１の可動台と第２の可動台との間の構成、
【図６Ａ】図７の比較例としての携帯電話機が、水平姿勢にある場合、
【図６Ｂ】図７の比較例としての携帯電話機が、最も頻度の高い操作姿勢（傾斜姿勢）にある場合、
【図７Ａ】本発明の実施の形態としての携帯電話機が、水平姿勢にある場合、
【図７Ｂ】本発明の実施の形態としての携帯電話機が、最も頻度の高い操作姿勢（傾斜姿勢）にある場合、
【図８】本発明の手振れ防止装置の他の斜視図、
【符号の説明】
【００９９】
１  カメラユニット
１０  ハウジング
１１  ベースシャーシ
１２  カバーシャーシ
１３，１４，１７，１８  永久磁石
２０  第１の可動台
３０  第２の可動台
３１  設置部
４１，４２  コイル部材
４１ａ，４２ａ  コイル
４１ｂ，４２ｂ  磁心
４１Ａ  第１のアクチュエータ
４２Ａ  第２のアクチュエータ
５０  回路基板
５１  制御部
５２  Ｘ軸センサ（第１のセンサ）
５３  Ｙ軸センサ（第２のセンサ）
６０  カメラモジュール（光学部材）
６１  レンズ
６５  フレキシブル配線ケーブル
７０  携帯電話機
ＳＰ１，ＳＰ２  第１の付勢部材
ＳＰ３，ＳＰ４  第２の付勢部材
Ｏｘ−Ｏｘ  第２の軸
Ｏｙ−Ｏｙ  第１の軸
【図１】
2007312325.tif 000005
【図２】
2007312325.tif 000006
【図３】
2007312325.tif 000007
【図４】
2007312325.tif 000008
【図５】
2007312325.tif 000009
【図６Ａ】
2007312325.tif 000010
【図６Ｂ】
2007312325.tif 000011
【図７Ａ】
2007312325.tif 000012
【図７Ｂ】
2007312325.tif 000013
【図８】
2007312325.tif 000014