CN102483560A - 相机驱动装置 - Google Patents

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CN102483560A CN201180003727XA CN201180003727A CN102483560A CN 102483560 A CN102483560 A CN 102483560A CN 201180003727X A CN201180003727X A CN 201180003727XA CN 201180003727 A CN201180003727 A CN 201180003727A CN 102483560 A CN102483560 A CN 102483560A
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Abstract

本发明的相机驱动装置具备：包括摄像面的相机部；内置相机部，且在外形上具有吸附用磁铁及凸状部分球面的可动单元；具有磁性体及供可动单元游嵌的凹部，在吸附用磁铁对磁性体的磁吸引力的作用下，使可动单元的凸状部分球面与凹部进行点接触或线接触，从而使可动单元以第一凸状部分球面的球心为中心自如旋转的固定单元；摇摄驱动部；倾转驱动部；旋转驱动部；检测相机部相对于固定单元的向摇摄及倾转方向的倾斜角度及沿着旋转方向旋转的相机部的旋转角度的检测器。

Description

相机驱动装置
技术领域
本发明涉及能够使包含摄像元件的相机部向摇摄(偏摆)方向及倾转(俯仰)方向倾斜、且能够使该相机部以透镜的光轴为中心进行旋转(回旋)的相机驱动装置。
背景技术
近年市售的摄像机或数码相机大多设有对手抖引起的摄影图像的图像抖动进行修正的手抖修正装置。该手抖修正装置使透镜、透镜镜筒、反射镜或摄像元件等相对于相机的光轴倾斜，或使上述元件在与光轴正交的平面上进行二维移动。
例如，专利文献1公开了具有利用一点对透镜镜筒进行弹性支承，且使透镜镜筒相对于光轴倾斜的结构的抖动修正机构。专利文献2公开了利用枢轴结构对反射镜进行支承，并使反射镜相对于光轴倾斜的手抖修正装置。而且，专利文献3公开了利用三点对球状的透镜镜筒进行支承，使透镜镜筒沿着光轴移动并倾斜的摄像透镜单元。
【在先技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】日本特开2006-53358号公报
【专利文献2】日本特开平11-220651号公报
【专利文献3】日本特开2008-58391号公报
发明内容
【发明要解决的课题】
通常，人静止进行摄影时发生的手抖角度为±0.3度左右，而且其产生频率分量为20～30Hz左右。而且，手抖修正控制需要在10Hz左右的频带中进行。
如此，当摄影者在静止的状态下进行摄像机或数码相机的摄影时，手抖角度比较小，而且，用于控制的频率也比较低。因此，在对静止时的手抖所引起的摄影图像的图像抖动进行修正的以往的相机驱动装置中，使构成相机驱动装置的各部(透镜、透镜镜筒、反射镜、摄像元件等)相对于透镜的光轴倾斜的倾斜角度或使上述元件在与光轴正交的平面上进行二维直线移动的移动量微少，尽管如此，也能实现良好的手抖修正。
然而，在摄影者移动并进行活动图像或静止图像的摄影的移动摄影时，发生的图像的抖动(以下，有时称为移动抖动。移动抖动中也包括手抖。)的角度例如为±10度以上，为了对移动抖动进行修正，需要在50Hz左右的频带中进行控制。
如此，在图像的抖动角度增大，以更高的频率进行控制时，在以往的相机驱动装置中，对结构要素进行支承的支承系统及对结构要素进行驱动的驱动系统的结构方面存在课题。
例如，专利文献1的装置适合于使透镜镜筒以微小的角度倾斜的情况，但以超过±10度那样的大角度使透镜镜筒倾斜时，支承的弹性体会发生塑性变形。而且，当倾斜的角度增大时，基于弹性体的弹簧常数的负载变得非常大，弹性体的固有振动的振幅增大系数(Q值)也增大。其结果是，修正控制的相位特性或增益特性恶化，在上述的频带中难以进行修正控制。
专利文献2的装置为了对图像的抖动进行修正，而驱动反射镜。然而，在摄像机或数码相机具备广角透镜系统时，若在光学系统设置反射镜，则反射镜在光学系统中成为大的结构要素。因此，对于希望反射镜小型化的摄像机或数码相机而言难以说是适当的解决方法。而且，由于利用磁吸引力对反射镜进行枢轴支承，因此由于振动或冲击等干扰，反射镜可能会脱落。
专利文献3的透镜单元由于具备球状的透镜座，因此能够以大角度使透镜座倾斜。然而，由于透镜座与设置在其外侧的座相接触的部分的旋转半径大，因此对可动单元的摩擦负载增大，动作移动距离增大。其结果是，当倾斜角度增大时，接触摩擦负载的变动增大，难以进行准确的控制。而且，未准确地控制透镜座与设置在外侧的座之间的间隔时，难以准确地控制透镜座的倾斜角度。根据这些部件的加工精度的不同，可能会发生机械性的松动，给可动单元的频率响应特性带来障碍。
另外，专利文献1至3的装置不具备使透镜等结构要素以相机部的光轴为中心旋转的结构。
本发明的目的在于解决此种现有技术的课题的至少一个，并提供一种能够使相机部沿着3轴方向旋转的相机驱动装置。而且，本发明的目的在于提供一种能够沿着至少两方向旋转的光设备驱动装置。
【用于解决课题的手段】
本发明提供一种相机驱动装置，具备：相机部，其包括具有摄像面的摄像元件、具有光轴且在所述面上形成被摄体像的透镜、及保持所述透镜的透镜镜筒；可动单元，其具有至少一个吸附用磁铁，内置所述相机部，且在外形上具有第一凸状部分球面；固定单元，其具有至少一个磁性体及供所述可动单元的至少一部分游嵌的凹部，在所述至少一个吸附用磁铁对所述至少一个磁性体的磁吸引力的作用下，使所述可动单元的所述第一凸状部分球面与所述凹部进行点接触或线接触，从而使所述可动单元以所述第一凸状部分球面的球心为中心自如旋转；摇摄驱动部，其使所述相机部相对于所述固定单元向摇摄方向倾斜；倾转驱动部，其使所述相机部相对于所述固定单元向与所述摇摄方向正交的倾转方向倾斜；旋转驱动部，其使所述相机部相对于所述固定单元向以所述透镜的所述光轴为中心旋转的旋转方向旋转；检测器，其检测所述相机部相对于所述固定单元的向所述摇摄方向及倾转方向的倾斜角度及沿着所述旋转方向旋转的所述相机部的旋转角度。
在一优选的实施方式中，所述固定单元具有位于所述凹部内的至少三个第二凸状部分球面，所述第二凸状部分球面与所述可动单元的第一凸状部分球面进行点接触。
在一优选的实施方式中，所述固定单元具有构成所述凹部的内侧面的凹状圆锥面，所述圆锥面与所述可动单元的第一凸状部分球面进行线接触。
在一优选的实施方式中，相机驱动装置还具备脱落防止构件，该脱落防止构件设置于固定单元且具有限制面，该限制面限制所述可动单元的移动，以免所述可动单元从所述固定单元脱落，所述限制面具有凹状部分球面，该凹状部分球面具有与所述第一凸状部分球面的球心一致的中心。
在一优选的实施方式中，所述摇摄驱动部包括：在所述可动单元中，相对于所述光轴对称配置的一对摇摄驱动磁铁；以与所述一对摇摄驱动磁铁对置的方式分别配置于所述固定单元的一对摇摄磁轭；分别卷绕于所述一对摇摄磁轭的一对摇摄驱动线圈，所述倾转驱动部包括：在所述可动单元中，相对于所述光轴对称配置的一对倾转驱动磁铁；以与所述一对倾转驱动磁铁对置的方式分别配置于所述固定单元的一对倾转磁轭；分别卷绕于所述一对倾转磁轭的一对倾转驱动线圈，在通过所述第一凸状部分球面的球心的直线上，所述一对摇摄驱动磁铁各自的、所述一对倾转驱动磁铁各自的、所述摇摄驱动线圈各自的、及所述倾转驱动线圈各自的在所述第一所述光轴方向上的中心的位置与所述凸状部分球面的球心的位置大致一致。
在一优选的实施方式中，所述旋转驱动部包括：相对于与所述光轴垂直的平面的将所述一对摇摄驱动磁铁连结的直线及将所述一对倾转驱动磁铁连结的直线成45度的角度，在通过所述光轴的直线上配置于所述可动单元的一对旋转驱动磁铁；以与所述旋转驱动磁铁对置的方式分别配置于所述固定单元的一对旋转磁轭；分别卷绕于所述一对旋转磁轭的一对旋转驱动线圈。
在一优选的实施方式中，所述旋转驱动部包括分别卷绕于所述一对摇摄磁轭及所述一对倾转磁轭的四个旋转驱动线圈，使用所述一对摇摄驱动磁铁及所述一对倾转驱动磁铁作为旋转驱动磁铁。
在一优选的实施方式中，所述至少一个磁性体是所述一对摇摄磁轭、所述一对倾转磁轭及所述一对旋转磁轭。
在一优选的实施方式中，所述至少一个磁性体是所述一对摇摄磁轭及所述一对倾转磁轭。
在一优选的实施方式中，所述至少一个吸附用磁铁是所述一对摇摄驱动磁铁、所述一对倾转驱动磁铁及所述一对旋转驱动磁铁。
在一优选的实施方式中，所述吸附用磁铁是所述一对摇摄驱动磁铁及所述一对倾转驱动磁铁。
在一优选的实施方式中，与所述一对摇摄驱动线圈及所述一对倾转驱动线圈的各自的卷绕中心轴垂直且通过所述第一凸状部分球面的球心及各个驱动线圈的直线相对于与所述光轴垂直且通过所述第一凸状部分球面的球心的水平面成45度以下的倾斜角度A，所述一对摇摄驱动磁铁及所述一对倾转驱动磁铁以与所述一个摇摄驱动线圈及所述一对倾转驱动线圈对置的方式倾斜配置于所述可动单元。
在一优选的实施方式中，与所述一对旋转驱动线圈的各自的卷绕中心轴垂直且通过所述第一凸状部分球面的球心的直线相对于与所述光轴垂直且通过所述第一凸状部分球面的球心及各个旋转驱动线圈的中心的水平面成45度以下的倾斜角度B，所述一对旋转驱动磁铁以与所述旋转驱动线圈对置的方式倾斜配置于所述可动单元。
在一优选的实施方式中，所述倾斜角度A及所述倾斜角度B为20度。
在一优选的实施方式中，将各所述第二凸状部分球面的球心和所述第一凸状部分球面的球心连结的直线相对于与所述光轴垂直且通过所述第一凸状部分球面的球心的水平面成45度的倾斜角度C。
在一优选的实施方式中，在相机驱动装置中，所述倾斜角度A及所述倾斜角度B与所述倾斜角度C不同。
在一优选的实施方式中，所述一对摇摄驱动磁铁、所述一对倾转驱动磁铁及所述一对旋转驱动磁铁分别位于所述可动单元的内侧，在所述第一凸状部分球面未露出。
在一优选的实施方式中，所述一对摇摄驱动线圈、所述一对倾转驱动线圈及所述一对旋转驱动线圈分别设置在所述固定单元的内侧，在所述凹部内未露出。
在一优选的实施方式中，所述可动单元由树脂材料构成。
在一优选的实施方式中，所述可动单元与所述一对摇摄驱动磁铁、所述一对倾转驱动磁铁及所述一对旋转驱动磁铁一体成型。
在一优选的实施方式中，所述固定单元由树脂材料构成。
在一优选的实施方式中，所述固定单元与所述一对摇摄驱动线圈、所述一对倾转驱动线圈、所述一对旋转驱动线圈、所述一对摇摄磁轭、所述一对倾转磁轭及所述一对旋转磁轭一体成型。
在一优选的实施方式中，所述可动单元的重心与所述第一凸状部分球面的球心一致。
在一优选的实施方式中，相机驱动装置还具备与所述相机部连接且由柔性印制配线板构成的配线，所述配线相对于所述光轴呈线对称配置，在与所述光轴垂直的平面上，在相对于将所述一对倾转驱动磁铁连结的线或将所述一对摇摄驱动磁铁连结的线成45度的方向上，固定于所述可动单元。
在一优选的实施方式中，所述检测器包括：检测所述相机部相对于所述固定单元的向所述摇摄方向及所述倾转方向的倾斜角度的第一检测部；检测所述相机部绕所述光轴的旋转角度的第二检测部。
在一优选的实施方式中，所述第一检测部包括：固定于所述固定单元的第一磁传感器；设置于所述可动单元的倾斜检测用磁铁，所述第一磁传感器检测所述倾斜检测用磁铁的倾斜引起到磁力变化，算出所述相机部的所述摇摄方向及所述倾转方向的二维的倾斜角度。
在一优选的实施方式中，所述第一磁传感器及所述倾斜检测用磁铁位于所述光轴上。
在一优选的实施方式中，所述第一检测部包括：固定于所述固定单元的光传感器；在所述可动单元的所述第一凸状部分球面的局部设置的光检测图案，所述光传感器检测所述光检测图案的倾斜引起的向所述光传感器入射的光的变化，算出所述相机部的所述摇摄方向及倾转方向的二维的倾斜角度。
在一优选的实施方式中，所述光传感器及所述光检测图案位于所述光轴上。
在一优选的实施方式中，所述第二检测部包括：固定于所述固定单元的一对第二磁传感器；设置于所述可动单元的一对旋转检测用磁铁，所述一对第二磁传感器检测所述旋转检测用磁铁的旋转引起的磁力变化，算出所述相机部的旋转角度。
在一优选的实施方式中，所述一对第二磁传感器及所述一对旋转检测用磁铁分别相对于所述光轴对称配置。
在一优选的实施方式中，所述可动单元处于中立的位置时，在与所述光轴正交的平面上，将所述一对第二磁传感器连结的直线及所述一对旋转检测用磁铁分别配置在相对于将所述一对摇摄驱动磁铁连结的直线及将所述一对倾转驱动磁铁连结的直线成45度的角度的直线上。
在一优选的实施方式中，所述一对旋转检测用磁铁分别具有在与所述光轴正交的平面上与通过所述第一凸状部分球面的球心的直线平行且被磁化成彼此反向的两个磁极，并且，两个磁极沿着以所述光轴为中心的圆的圆周方向排列。
在一优选的实施方式中，所述一对第二磁传感器设置于所述配线。
在一优选的实施方式中，相机驱动装置在所述脱落防止构件的所述限制面与所述可动单元的第一凸状部分球面之间还具备粘性构件或磁性流体。
在一优选的实施方式中，在所述脱落防止构件的所述限制面与所述所述可动单元的所述第一凸状部分球面之间设置有空隙，所述空隙被确定成使得所述可动单元的所述第一凸状部分球面即使离开所述固定单元的所述凹部，也会在所述磁吸引力的作用下恢复成点接触或线接触的状态。
本发明提供一种相机单元，具备：上述任一项所规定的相机驱动装置；分别检测绕所述固定单元的正交的3轴的角速度的角速度传感器；基于来自所述角速度传感器的输出，生成目标旋转角度信号的运算处理部；基于所述目标旋转角度信号，生成驱动所述第一驱动部及所述第二驱动部的信号的驱动电路。
本发明提供一种光设备驱动装置，具备：光设备，其具有光轴并接受光或发出光；可动单元，其具有至少一个吸附用磁铁，内置所述光设备，且在外形上具有第一凸状部分球面；固定单元，其具有至少一个磁性体及供所述可动单元的至少一部分游嵌的凹部，在所述至少一个吸附用磁铁对所述至少一个磁性体的磁吸引力的作用下，使所述可动单元的所述第一凸状部分球面与所述凹部进行点接触或线接触，从而使所述可动单元以所述第一凸状部分球面的球心为中心自如转动；摇摄驱动部，其使所述光设备相对于所述固定单元向摇摄方向倾斜；倾转驱动部，其使所述光设备相对于所述固定单元向与所述摇摄方向正交的倾转方向倾斜；检测器，其检测所述相机部相对于所述固定单元的向所述摇摄方向及倾转方向的倾斜角度。
【发明效果】
根据本发明的相机驱动装置，由于具备可动单元和固定单元，该可动单元具有吸附用磁铁及第一凸状部分球面，该固定单元具有磁性体及供所述可动单元的至少一部分游嵌的凹部，在吸附用磁铁对磁性体的磁吸引力的作用下，使可动单元与其进行点接触或线接触，因此，能够以第一凸状部分球面的球心为中心而使可动单元相对于固定单元自如旋转。而且，利用磁吸引力来维持第一凸状部分球面与凹部内接的状态，因此无论可动单元的旋转状态如何，都能够使接触产生的负载恒定。
而且，通过使凸状部分球面与凹部卡合的枢轴支承结构，能够实现可动单元的重心支承，因此能够大幅地抑制控制频率区域中的机械共振。
另外，根据本发明的特定的实施方式，还能得到以下的效果。具体而言，由于具备脱落防止构件，即使可动单元从外部受到冲击，可动单元也不会脱落，而能够使凸状部分球面恢复成与凹部接触的状态。
此外，在可动单元的凸状部分球面与固定单元的凹状圆锥面内接的枢轴结构中，利用不影响转动角度的磁吸引力施加恒定的垂直阻力，由此能够减少相对于转动角度的摩擦负载变动，在控制动频率区域中能够实现良好的相位·增益特性。
而且，通过设置将脱落防止限制面固定于固定单元的脱落防止构件，从而将可动单元装入固定单元时的作业变得容易，能够实现组装性的大幅提升。
另外，摇摄、倾转方向的驱动部包括：固定于可动单元且在以光轴为中心的圆周上相互正交配置的两对驱动磁铁；以与驱动磁铁对置的方式分别设置于固定单元的两对驱动线圈。
此外，旋转方向的驱动部包括：固定于可动单元且在以光轴为中心的圆周上配置的一对驱动磁铁；以与驱动磁铁对置的方式设置于固定单元的一对驱动线圈。
此外，通过实现在可动单元上搭载驱动磁铁的移动磁铁驱动型的结构，能够消除向可动单元的驱动电流供给。
而且，通过在可动单元的凸状部分球面与固定单元的脱落防止限制面之间构成的大致环状的空隙中填充振动衰减用的粘性构件或磁性流体，而能够减少在设置于可动单元的驱动磁铁与设置于固定单元的磁轭之间产生的磁吸引力的磁弹性效应所引起的振幅增大系数(Q值)或机械性的固有振动的Q值，从而能够得到良好的控制特性。
另外，可动单元的倾斜检测机构包括可动部的底部的光轴上的倾斜检测用磁铁和与倾斜检测用磁铁对置地设置于固定单元的第一磁传感器，由此，检测可动单元的倾斜引起的倾斜检测用磁铁的磁力变化，算出倾斜角度，从而能够实现装置的小型化。
此外，可动单元的旋转检测机构包括：沿着与光轴正交且通过球心的方向被磁化，且沿着以光轴为中心旋转的旋转方向以相反的顺序分别配置两个磁极而构成检测用磁铁，以将该检测用磁铁相对于光轴对称配置的方式设置于可动单元的一对旋转检测用磁铁；以与一对旋转检测用磁铁对置的方式设置于固定单元的一对第二磁传感器。由此，能够对旋转检测用磁铁的磁变化进行差动检测，能够消除可动单元沿着摇摄和倾转方向转动时产生的串扰输出，在可动单元的可转动的范围内仅抽出并检测旋转方向的角度。
此外，从光轴的方向观察时，将旋转检测机构相对于摇摄驱动部和倾转驱动部成45度的角度配置，在以光轴为中心的大的圆周上设置多个驱动部而提高驱动力矩力，并且在同一圆周上设置旋转检测机构，从而能够实现装置的省空间化。
此外，在旋转驱动部中，将摇摄及倾转驱动磁铁并用作为旋转驱动磁铁，且旋转驱动线圈具有以与摇摄及倾转驱动线圈的线圈卷绕方向正交的方式卷绕于摇摄及倾转磁轭的十字卷绕结构，从而能够实现装置的省空间化·小型化及部件个数削减。
此外，与固定于固定单元的摇摄、倾转及旋转驱动线圈分别对置的搭载于可动单元的摇摄、倾转及旋转驱动磁铁设置在比与光轴正交且包含可动单元的凸状部分球面的球心的水平面向下方倾斜(20度～45度)的高度位置，从而能够实现装置的低高度化。能够使可动单元与固定单元间产生的磁吸引力在摇摄、倾转及旋转驱动部中的各自的多个驱动磁铁与多个磁轭间分散，因此能够使可动单元与固定单元间的垂直阻力产生的摩擦阻力为不依赖于转动角度的恒定值。
而且，摇摄、倾转及旋转驱动磁铁分别内置于可动单元，摇摄、倾转及旋转驱动磁铁在与固定单元的凹状圆锥面接触的可动部的凸状部分球面不露出，因此能够减少可动单元与固定单元间的摩擦系数。
而且，通过使固定单元的凹状圆锥面和可动部的凸状部分球面为滑动性优异的塑性树脂，能够进一步减少可动单元与固定单元间的摩擦系数。而且在固定单元的凹状圆锥面与可动部的凸状部分球面之间夹设至少3个以上的支承球，由此能够进一步减少可动单元与固定单元间的摩擦系数。
此外，在比与光轴正交且包含可动单元的凸状部分球面的球心的水平面向下方倾斜30度的高度位置构成摇摄、倾转及旋转驱动部，且在比水平面向下方倾斜45度的高度位置构成支承球，从而能够实现可动单元与固定单元间的摩擦系数减少和装置低高度化这两者。
此外，通过使固定单元为塑性树脂，能够包括构成固定单元的部件即摇摄、倾转及旋转驱动线圈和摇摄、倾转及旋转磁轭而进行一体成型化，能够实现装置的低成本化。
而且，通过使可动单元为塑性树脂，能够包括构成可动单元的部件即摇摄、倾转及旋转驱动磁铁和旋转检测用磁铁、倾斜检测用磁铁而进行一体成型化，能够实现装置的低成本化。
而且，通过使固定单元的凹状圆锥面和可动部的凸状部分球面为滑动性优异的塑性树脂，能够进一步减少可动单元与固定单元间的摩擦系数。此外，可动单元的倾斜检测部利用固定于固定单元的光传感器，检测在可动单元的凸状部分球面的局部印刷的花纹图案的倾斜引起的移动，算出摇摄及倾转方向的二维的倾斜角度，从而能够实现装置的低成本化。
如以上所述，本发明通过实现基于枢轴支承结构的可动单元的重心支承·重心驱动，而在控制频率区域中能够大幅抑制机械共振。而且，能够提供一种使用能够在摇摄方向和倾转方向上进行±10度以上的大的倾斜驱动并能够在旋转方向上旋转的驱动支承系统，在50Hz左右的宽带域的频率区域中能够实现良好的抖动修正控制，能够修正移动抖动引起的图像抖动的小型且牢固的相机驱动装置。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式的简要结构的分解立体图。
图2是表示本发明的第一实施方式的详细结构的分解立体图。
图3A是本发明的第一实施方式的从上方观察到的立体图。
图3B是本发明的第一实施方式的从上方观察到的将脱落防止构件201排除后的立体图。
图4A是本发明的第一实施方式的从不同角度的上方观察到的立体图。
图4B是本发明的第一实施方式的从不同角度的上方观察到的将脱落防止构件201排除后的立体图。
图4C是本发明的第一实施方式的从上方观察到的脱落防止构件201的立体图。
图5是本发明的第一实施方式的在相机部100搭载的透镜的从光轴10方向观察到的俯视图。
图6A是本发明的第一实施方式的从上方观察到的将相机部100和基体200排除后的可动单元和驱动部的立体图。
图6B是本发明的第一实施方式的从不同角度的上方观察到的将相机部100和基体200排除后的可动单元和驱动部的立体图。
图7是本发明的第一实施方式的从上方观察到的固定单元的立体图。
图8是表示本发明的第一实施方式的固定单元的简要结构的分解立体图。
图9(a)及(b)是本发明的第一实施方式的俯视图及在包含光轴10和摇摄方向旋转轴12的平面处的剖视图。
图10(a)及(b)是本发明的第一实施方式的俯视图及在包含光轴10和直线14的平面处的剖视图。
图11(a)及(b)是本发明的第一实施方式的俯视图及在包含光轴10和直线13的平面处的剖视图。
图12A是本发明的第一实施方式的向摇摄方向20及倾转方向21各倾斜同角度而倾斜了合成角度θxy的状态的从上方观察到的立体图。
图12B是本发明的第一实施方式的向摇摄方向20和倾转方向21各倾斜同角度而倾斜了合成角度θxy的状态的从上方观察到的将脱落防止构件201排除后的立体图。
图13(a)及(b)是本发明的第一实施方式的俯视图及向摇摄方向20和倾转方向21各倾斜同角度而倾斜了合成角度θxy的状态的在包含光轴10和直线13的平面处的剖视图。
图14A是本发明的第一实施方式的倾斜检测器和旋转检测器的从上方观察到的立体图。
图14B是本发明的第一实施方式的向摇摄方向20和倾转方向21各倾斜同角度而倾斜了合成角度θxy的状态的倾斜检测器和旋转检测器的从上方观察到的立体图。
图15是表示本发明的第二实施方式的简要结构的分解立体图。
图16是表示本发明的第二实施方式的详细结构的分解立体图。
图17是本发明的第二实施方式的从上方观察到的固定单元的立体图。
图18是表示本发明的第二实施方式的固定单元和支承球55的位置关系的分解立体图。
图19(a)及(b)是本发明的第二实施方式的固定单元的俯视图及在包含光轴10和倾转方向旋转轴11的平面处的剖视图。
图20(a)及(b)是本发明的第二实施方式的固定单元的俯视图及在包含光轴10和支承球55的中心的平面处的旋转剖视图。
图21(a)及(b)是本发明的第二实施方式的俯视图及在包含光轴10和支承球55的中心的平面处的旋转剖视图。
图22是表示本发明的第三实施方式的设置于相机单元的角速度传感器的配置的立体图。
图23是表示相机单元的实施方式的框图。
具体实施方式
(第一实施方式)
以下，说明本发明的相机驱动装置的第一实施方式。
图1、图2是表示本发明的第一实施方式的相机驱动装置165的分解立体图，图3A、4A是相机驱动装置165的从斜上方观察到的立体图。图3B、4B是将一部分的构成要素(相机部100和脱落防止构件201)取下后的状态的相机驱动装置165的从斜上方观察到的立体图。图5是在相机部100搭载的透镜的从光轴10方向观察到的俯视图。图6A、6B是将相机部100和基体200取下后的可动单元和驱动部的从上方观察到的立体图。图7是从上方观察到的固定单元的立体图。图8是表示固定单元的简要结构的分解立体图。图9(a)、(b)是相机驱动装置165的俯视图及在包含光轴10和摇摄方向旋转轴12的平面处的剖视图。图10(a)、(b)是相机驱动装置165的俯视图及在包含光轴10和直线14的平面处的剖视图。图11(a)、(b)是相机驱动装置165的俯视图及在包含光轴10和直线13的平面处的剖视图。图12A是向摇摄方向20及倾转方向21各倾斜同角度而倾斜了合成角度θxy的状态的从上方观察到的立体图。图12B是向摇摄方向20和倾转方向21各倾斜同角度而倾斜了合成角度θxy的状态的从上方观察到的将脱落防止构件201排除后的立体图。图13(a)、(b)是相机驱动装置165的俯视图及向摇摄方向20和倾转方向21各倾斜同角度而倾斜了合成角度θxy的状态的在包含光轴10和直线13的平面处的剖视图。图14A是倾斜检测器和旋转检测器的从上方观察到的立体图。图14B是向摇摄方向20和倾转方向21各倾斜同角度而倾斜了合成角度θxy的状态的倾斜检测器和旋转检测器的从上方观察到的立体图。参照这些图，说明相机驱动装置165的主要结构。
相机驱动装置165具备相机部100、将相机部100内置的可动单元、及对可动单元进行支承的固定单元。可动单元相对于固定单元沿着以透镜的光轴10为中心旋转的旋转方向22、以倾转方向旋转轴11为中心旋转的倾转方向21及以摇摄方向旋转轴12为中心旋转的摇摄方向20自如地旋转。倾转方向旋转轴11与摇摄方向旋转轴12彼此正交。
因此，相机驱动装置165具备：用于使可动单元向摇摄方向20及倾转方向21倾斜的第一驱动部；使相机部100相对于固定单元沿着以透镜的光轴10为中心旋转的旋转方向22旋转的旋转驱动部即第二驱动部。
第一驱动部包括摇摄驱动部及倾转驱动部。摇摄驱动部包括上述的一对摇摄驱动磁铁401、一对摇摄驱动线圈301、一对摇摄磁轭203。倾转驱动部包括一对倾转驱动磁铁402、一对倾转驱动线圈302、一对倾转磁轭204。旋转驱动部包括一对旋转驱动磁铁405、一对旋转驱动线圈303、一对旋转磁轭205。关于由第一驱动部及第二驱动部进行的可动单元的驱动，以下进行详细说明。
另外，相机驱动装置165具备用于检测搭载有相机部100的可动单元相对于固定单元的倾斜角度及绕透镜的光轴10的旋转角度的检测器。具体而言，具备：用于检测可动单元的二维的倾斜角度、即、摇摄方向20及倾转方向21的旋转角度的第一检测部；用于检测绕透镜的光轴10的倾斜角度的第二检测部。第一检测部包括第一磁传感器501和倾斜检测用磁铁406。第二检测部包括一对第二磁传感器503和一对旋转检测用磁铁403。关于检测器，以下进行详细说明。
如图1、图2所示，相机部100包括：摄像元件(未图示)；具有使被摄体像成像在摄像元件的摄像面上的光轴10的透镜(未图示)；保持透镜的透镜镜筒(未图示)。在相机部100连接有用于将相机部100的输出信号向外部输出的配线110。配线110例如由柔性印制配线板(Flexible printedcircuits，简称为FPC。也称为柔性印制电路、柔性印制基板、柔性印制线缆。)构成。
固定单元包括基体200。基体200具有供可动单元的至少一部分游嵌的凹部200K。在本实施方式中，凹部200K的内侧面由凹状圆锥面200A构成。凹部200K的内侧面只要与可动单元进行点接触或线接触即可，也可以是其他的形状。例如，可以是三棱锥。凹状圆锥面200A优选由滑动性优异的塑性树脂材料构成。基体200还具有开口部200P、200T、200R、接触面200B、200C、旋转限制面200E。
如图7、图8所示，在开口部200P、200T、200R中分别插入并固定分别卷绕于一对摇摄磁轭203的一对摇摄驱动线圈301、分别卷绕于一对倾转磁轭204的一对倾转驱动线圈302、分别卷绕于一对旋转磁轭205的一对旋转驱动线圈303。
优选的是，包含基体200的固定单元由树脂构成。更优选的是，包含基体200的固定单元与卷绕于一对摇摄磁轭203的摇摄驱动线圈301、卷绕于一对倾转磁轭204的倾转驱动线圈302及卷绕于一对旋转磁轭205的旋转驱动线圈303一体成型。而且，卷绕于这些磁轭的驱动线圈优选在基体200的内侧面、即凹状圆锥面200A未露出。
可动单元包括可动部102。可动部102能够内置相机部100，且呈具有开口部102H的壶形状。可动部102在外形上具有凸状部分球面102R。凸状部分球面102R是球面的至少一部分即可，也可以是球面整体。凸状部分球面102R具有球心70。凸状部分球面如图9、图10、图11所示，可动部102的凸状部分球面102R与固定单元的凹状圆锥面200A进行线接触。
凸状部分球面102R覆盖可动部102的外侧整体。更具体而言，可动部102具有将球体的一部分切除的形状，被切除后的球体的其余部分的表面构成凸状部分球面102R。相机部100以从切除了球体的一部分而形成的圆形截面朝向球体的内部插入的方式设置于可动部102。因此，凸状部分球面102R的球心70位于可动部102的大致中心，且位于相机部100的内部。如图2所示，也可以在凸状部分球面102R设置旋转限制突起部102T。而且，将与相机部100连接的配线110定位在可动单元处，因此也可以在可动部102设置具有供配线110的一部分插入的凹部的切口部102S。
在可动单元设有倾斜检测用磁铁406、一对旋转检测用磁铁403、一对摇摄驱动磁铁401、一对倾转驱动磁铁402、一对旋转驱动磁铁405。为了避免在配线凸状部分球面102R露出，而优选将搭载的检测用磁铁或驱动磁铁从开口部102H配置在可动部102的内侧。而且，倾斜检测用磁铁406配置在可动部102的底部的光轴10上。可动部102优选由滑动性优异的树脂构成。更优选的是，可动部102、倾斜检测用磁铁406、一对旋转检测用磁铁403、一对摇摄驱动磁铁401、一对倾转驱动磁铁402及一对旋转驱动磁铁405进行一体成型化。
如图9、图10所示，在基体200的内侧设置的摇摄磁轭203、倾转磁轭204及旋转磁轭205由磁性体构成，因此以分别对置的方式在可动部102的内侧设置的摇摄驱动磁铁401、倾转驱动磁铁402及旋转驱动磁铁405作为吸附用磁铁发挥功能，在它们之间分别产生磁吸引力。具体而言，从摇摄磁轭203和摇摄驱动磁铁401得到磁吸引力F1，从倾转磁轭204和倾转驱动磁铁402得到磁吸引力F1，从旋转磁轭205和旋转驱动磁铁405得到磁吸引力F3。
因此，这些磁吸引力F1、F3成为相互接触的可动单元的凸状部分球面102R与固定单元的凹状圆锥面200A的垂直阻力，且作为光轴10方向的合成矢量而得到磁吸引力F2、F4。
在该磁吸引力F2、F4的作用下，基体200的凹状圆锥面200A与可动部102的凸状部分球面102R的部分球面在接触点102P处进行线接触，并且可动部102以球心70为中心自如地旋转。换言之，可动单元由固定单元支承为接触点102P呈以光轴10为中心的圆周状连续的线接触的状态。
通过这些可动单元的支承结构，能够进行摇摄方向20和倾转方向21这两种倾斜方向的旋转及旋转方向22的旋转，该摇摄方向20的旋转以与光轴10正交且通过球心70的摇摄方向旋转轴12为中心旋转，该倾转方向21的旋转以与光轴10及摇摄方向旋转轴12正交的倾转方向旋转轴11为中心旋转，该旋转方向22的旋转以透镜光轴10为中心旋转。
尤其是可动部102具备将球体的一部分切除的形状，因此球心70与可动部102的中心且重心的位置一致。因此，可动单元沿着摇摄方向20、倾转方向21及旋转方向22，能全部以大致相等的力矩进行旋转。其结果是，可动单元无论在沿着摇摄方向20、倾转方向21及旋转方向22如何旋转的状态下，始终能够以大致相同的驱动力向摇摄方向20、倾转方向21及旋转方向22进一步旋转，能够始终以高精度来驱动可动单元。
另外，球心70即可动单元的旋转中心与可动单元的重心一致，因此可动单元沿着摇摄方向20、倾转方向21及旋转方向22旋转的力矩非常小。因此，以小驱动力就能够将可动单元维持成中立状态，或使其沿着摇摄方向20、倾转方向21及旋转方向22旋转。因此，能够减少相机驱动装置的消耗电力。尤其是能够使用于将可动单元维持成中立状态的必要的驱动电流大致为零。
如此，根据本实施方式，内置相机部100的可动单元在重心位置即球心70处被集中支承。因此，能够减少摩擦产生的负载，在驱动频率区域能够大幅地抑制机械共振。
另外，摇摄驱动磁铁401、倾转驱动磁铁402及旋转驱动磁铁405不被转动角度影响，以恒定的磁吸引力对凹状圆锥面200A与凸状部分球面102R之间分散地附加恒定的垂直阻力。因此，抑制转动角度引起的摩擦负载的变动，在驱动频率区域中能够实现良好的相位·增益特性。
另外，若利用塑料等树脂构件来构成具有凹状圆锥面200A的基体200和具有凸状部分球面102R的可动部102，则能够进一步减少接触的凹状圆锥面200A与凸状部分球面102R的摩擦，能够实现耐磨损性优异的支承结构。
相机驱动装置165优选包含对可动单元的移动进行限制的脱落防止构件201，以免可动单元从固定单元脱落。脱落防止构件201具有脱落防止用限制面201A，在可动单元以离开固定单元的方式移动时，通过使可动单元的可动部102与脱落防止用限制面201A抵接来限制可动单元的移动。如图9、图10所示，为了使可动部102能够在相对于球心70的全部可动范围内自如地转动，而在可动部102的凸状部分球面102R与脱落防止构件201的脱落防止用限制面201A之间设有规定的空隙50。
优选的是，脱落防止用限制面201A具有凹状部分球面，该凹状部分球面具有与可动部102的凸状部分球面102R的球心70一致的中心。脱落防止构件201固定于基体200的接触面200B。在可动部102的凸状部分球面102R通过接触点102P而与固定单元的凹状圆锥面200A接触的状态下，在凸状部分球面102R与脱落防止用限制面201A之间产生空隙50。而且，脱落防止用限制面201A分别相对于透镜的光轴10对称配置。需要说明的是，关于设置于固定单元的结构要素，“相对于光轴10对称”是以可动单元为中立状态、即可动单元相对于固定单元未倾斜的状态下的光轴10为基准。
该空隙50设定成如下的距离：即使可动部102的凸状部分球面102R离开凹状圆锥面200A，也能够利用磁吸引力F1及F3使凸状部分球面102R返回与凹状圆锥面200A在接触点102P处接触的状态。
即，即使在可动单元向上方移动与空隙50相等的距离，且脱落防止用限制面201A与凸状部分球面102R接触的状态下，可动单元也能借助磁吸引力F1及F3返回凸状部分球面102R与凹状圆锥面200A接触的原来的状态。
因此，根据本实施方式，能够提供一种即使在可动单元瞬间地从规定的位置脱落的情况下，也能够借助磁吸引力F1及F3而立即恢复成原来的良好的支承状态的耐冲击性优异的相机驱动装置。
接下来，详细说明用于驱动可动单元的结构。
为了驱动可动单元沿着摇摄方向20旋转，而一对摇摄驱动磁铁401相对于光轴10对称配置在可动部102，为了驱动可动单元沿着倾转方向21旋转，而一对倾转驱动磁铁402相对于光轴10对称配置在可动部102。而且，为了驱动可动单元沿着旋转方向22旋转，而一对旋转驱动磁铁405相对于光轴10对称配置在可动部102。
摇摄驱动磁铁401以沿着倾转方向旋转轴11方向具有磁通的方式被磁化成1极，同样地，倾转驱动磁铁402以沿着摇摄方向旋转轴12方向具有磁通的方式被磁化成1极。
如上所述，一对摇摄磁轭203及倾转磁轭204以与一对摇摄驱动磁铁401及一对倾转驱动磁铁402分别对置的方式，分别设置在以光轴10为中心的基体200的圆周上。
如图5至图8所示，在沿着倾转方向旋转轴11方向配置于基体200的一对摇摄磁轭203上分别设置有卷绕于摇摄磁轭203的摇摄驱动线圈301，同样地，在沿着与倾转方向旋转轴11正交的摇摄方向旋转轴12方向配置的一对倾转磁轭204上分别设置有卷绕于倾转磁轭204的倾转驱动线圈302。而且，一对旋转磁轭205在与倾转方向旋转轴11及摇摄方向旋转轴12成45度的直线14的线上，以相对于光轴10对称的方式配置于基体200，且设有卷绕于各个旋转磁轭205的旋转驱动线圈303。
换言之，在以光轴10为中心的圆周上，摇摄方向20、倾转方向21及旋转方向22的驱动部分别独立地分散配置。
根据此种结构，能够均等地设置摇摄磁轭203与摇摄驱动磁铁401之间的磁间隙、倾转磁轭204与倾转驱动磁铁402之间的磁间隙、以及旋转磁轭205与旋转驱动磁铁405之间的磁间隙。因此，能够均等地提高各个磁通密度，能够大幅地改善向摇摄方向20、倾转方向21及旋转方向22的驱动效率。
接下来，说明倾斜及旋转驱动部的光轴10方向的高度配置结构。
如图9所示，直线30、31相对于与光轴10垂直且通过球心的水平面P向下方倾斜45度以下的倾斜角度θA，该直线30、31与卷绕于在基体200固定的倾转磁轭204上的倾转驱动线圈302的卷绕中心轴40、41垂直，且通过球心70及倾转驱动线圈302的中心。而且，一对倾转驱动磁铁402以与一对倾转驱动线圈302对置的方式倾斜配置于可动单元。
虽然未图示，但与卷绕于在基体200固定的摇摄磁轭203上的摇摄驱动线圈301的卷绕中心轴垂直、且通过球心70及摇摄驱动线圈301的中心的直线也相对于水平面P向下方倾斜45度以下的倾斜角度θA，该水平面P与光轴10垂直且通过球心。而且，一对摇摄驱动磁铁401也以与一对摇摄驱动线圈301对置的方式倾斜配置于可动单元。
另外，如图10所示，直线32、33相对于与光轴10垂直且通过球心的水平面P向下方倾斜45度以下的倾斜角度θB，该直线32、33与卷绕于在基体200固定的旋转磁轭205的旋转驱动线圈303的卷绕中心轴42、43垂直，且通过球心70及旋转驱动线圈303的中心。一对旋转驱动磁铁405以与一对旋转驱动线圈303对置的方式倾斜配置可动单元。
另外，如图9所示，卷绕中心轴40、41成为图7、图8所示的用于将倾转磁轭204及倾转驱动线圈302插入基体200的一对开口部200T的中心线。虽然未图示，但用于插入摇摄磁轭203及摇摄驱动线圈301的一对开口部200P的中心线也与摇摄驱动线圈301的卷绕中心轴一致。
另外，如图10所示，在包含与摇摄方向旋转轴12和倾转方向旋转轴11成45度的直线14和光轴10的平面上，与旋转驱动线圈303的卷绕中心轴42及直线32正交的直线47以及与卷绕中心轴42及直线33正交的直线48成为图7、图8所示的用于将旋转磁轭205及旋转驱动线圈303插入基体200的一对开口部200R的中心线。
如上所述，通过将倾斜角度θA、θB设定为45度以下，而减小固定单元的高度，能够实现装置的省空间和低高度化。优选的是，倾斜角度θA、θB为20度左右。
通过向一对摇摄驱动线圈301通电，由此一对摇摄驱动磁铁401接受力偶的电磁力，从而驱动可动部102即可动单元以摇摄方向旋转轴12为中心沿着摇摄方向20旋转。同样地，通过向一对倾转驱动线圈302通电，由此一对倾转驱动磁铁402接受力偶的电磁力，从而驱动可动单元以倾转方向旋转轴11为中心沿着倾转方向21旋转。
此外，通过向摇摄驱动线圈301及倾转驱动线圈302同时通电，而能够使搭载有相机部100的可动单元二维性地倾斜。图12A、图12B及图13表示如下的状态：通过向摇摄驱动线圈301及倾转驱动线圈302同时通上同等的电流，而向摇摄方向20及倾转方向21各以同角度倾斜，结果是向与摇摄方向20和倾转方向21成45度的直线13方向倾斜了合成角度θxy。
另外，通过向旋转驱动线圈303通电，一对旋转驱动磁铁405接受力偶的电磁力，由此驱动可动单元以光轴10为中心沿着旋转方向22旋转。
如此，本实施方式采用在可动单元设有摇摄驱动磁铁401、倾转驱动磁铁402及旋转驱动磁铁405的移动磁铁驱动方式。在该结构中，通常考虑可动单元的重量增大这样的问题。然而，根据该结构，不需要向可动单元的驱动用配线的悬架，只要仅在可动单元与外部之间传送相机部100的驱动用信号和输出信号即可。而且，由于可动单元的重心与可动单元的转动中心点一致，因此即便由于搭载驱动磁铁而重量增大，可动单元的旋转力矩也不怎么增大。因此，根据本实施方式，能够抑制重量的增大产生的课题，且能够享有移动磁铁驱动方式带来的优点。
接下来，说明相机部100的驱动信号及输出信号的传送机构。
如图6A、图6B、图11及图13所示，作为传送机构，具有以光轴10为中心沿着与摇摄方向20和倾转方向21成45度的直线13方向对称配置的一对配线110。
具体而言，如图1、图2所示，在基体200的接触面200C固定有对配线110进行夹持定位的第一固定支架120。而且，第一固定支架120的倾斜面120A(参照图1、图2)如图11、图13所示以具有与直线44、45平行的角度的方式倾斜，该直线44、45与直线34、35正交，该直线34、35从与光轴10正交且包含球心70的水平面向下方倾斜了倾斜角度θD。倾斜角度θD优选与倾斜角度θA、θB相等。
通过粘接等将配线110的背面固定在该倾斜面120A。优选的是，如以下说明所示，相机驱动装置具备第二磁传感器503，在倾斜面120A处，将第二磁传感器503配置在配线110的表面。由此，第二磁传感器503被固定成与直线44、45平行的角度。
设置于可动部102的旋转检测用磁铁403以与固定于倾斜面120A的第二磁传感器503平行且对置的方式，从第二磁传感器503隔开规定的间隙而配置在可动部102。
通过将第二固定支架130固定在基体200的接触面200C，而利用第一固定支架120的倾斜面120B(参照图1、图2)和第二固定支架130来夹持配线110并定位配线110。
由此，配线110沿着倾斜角度θD向下方弯曲，如图13所示，即使在可动单元以倾斜角度θxy倾斜的状态下，配线110也能够描绘平缓的弯曲曲线，能够实现配线110的弯曲弹簧特性产生的对可动部102的反作用降低。
此外，如图13所示，第二固定支架130以与可动部102的凸状部分球面102R不接触的方式固定于基体200。然而，当可动单元倾斜成目标规格的倾斜角度以上时，设置于可动部102的一对旋转限制突起部102T与第二固定支架130接触，以免可动单元进一步倾斜。
需要说明的是，关于可动单元的以光轴10为中心的旋转方向22的旋转角度限制，通过设置于可动部102的一对旋转限制突起部102T与基体200的旋转限制面200E(参照图1)或脱落防止构件201的旋转限制面201B(参照图1)接触来实现。
另外，在移动磁铁驱动方式中，具有摇摄驱动线圈301、倾转驱动线圈302、旋转驱动线圈303的发热能够经由摇摄磁轭203、倾转磁轭204、旋转磁轭205被基体200冷却这样的大优点。而且，在使向摇摄方向20及倾转方向21的倾斜角度、及旋转方向22的旋转角度为10度以上的情况下，在能够实现可动单元的小型化、轻量化的方面有利。另一方面，在移动线圈驱动方式中，存在驱动线圈过于粗大化而可动单元的重量增加的可能性。
如此，根据本实施方式，相机部100、可动部102、设置于可动部102的凸状部分球面102R、脱落防止用限制面201A、基体200的凹状圆锥面200A、倾斜用驱动部及旋转用驱动部、倾斜检测用磁铁406、旋转检测用磁铁403的中心轴全部通过既为支承中心也为驱动中心的球心70。
因此，可动单元的重心与球心70一致，能够利用重心来支承可动单元，并能够实现绕通过重心且彼此正交的3轴的旋转驱动。而且，能够防止可动单元的脱落。
相机驱动装置165由于减少可动单元的振幅增大系数(Q值)，因此也可以具备粘性构件(未图示)。在这种情况下，如图9、图10所示，在可动部102的凸状部分球面102R与脱落防止构件201的脱落防止用限制面201A之间设置粘性构件。由此，能够减少相对于在设置于可动单元上的摇摄驱动磁铁401、倾转驱动磁铁402及旋转驱动磁铁405与设置于基体200上的摇摄磁轭203、倾转磁轭204及旋转磁轭205之间产生的倾斜及旋转角度而产生的磁吸引力变动的磁弹性效应所引起的振动的振幅增大系数(Q值)或机械的固有振动的Q值，能够得到良好的控制特性。
此外，在可动单元的全部可动范围内，也可以在可动部102的凸状部分球面102R中的、接触点102P的轨迹不存在的区域的表面设置凸凹状形状(未图示)。凸凹状形状使与粘性构件的接触面积扩大，能够实现粘性阻力的增大，从而能够实现大幅的粘性衰减特性的提高。
接下来，说明可动单元的倾斜和旋转的检测。首先，详细地说明可动单元的摇摄方向20及倾转方向21上的可动单元的倾斜角度的检测。
如图1、图2、图14A、图14B所示，为了检测可动单元的倾斜角度，而相机驱动装置165具备作为第一检测部的第一磁传感器501。第一磁传感器501能够检测绕2轴的倾斜或旋转，与沿着光轴10方向被磁化成1极的倾斜检测用磁铁406对置配置，经由电路基板502向开口部200H插入，固定于基体200。
以光轴10为中心将霍尔元件(未图示)在倾转方向旋转轴11及摇摄方向旋转轴12上分别各一对地对称配置于第一磁传感器501的内部。第一磁传感器501对可动单元的摇摄方向20及倾转方向21上的倾斜动作所产生的倾斜检测用磁铁406的磁力变化分别进行差动检测而作为两轴分量，从而能够算出摇摄倾斜角度及倾转倾斜角度。
如此，根据本实施方式，能够缩短倾斜检测用磁铁406与球心70的间隔，相对于倾斜角度，能够减小倾斜检测用磁铁406的移动，因此能够实现第一磁传感器501的小型化。
需要说明的是，在本实施方式中，第一检测部包括第一磁传感器501和倾斜检测用磁铁406，但也可以通过其他的结构来构成第一检测部。例如，第一检测部也可以包括在光轴10上设置于固定单元的光传感器和设置于可动单元的光检测图案。通过使可动单元倾斜，而使光检测图案倾斜，因此向光传感器入射的光发生变化。光传感器检测该光的变化，由此能够算出摇摄及倾转方向的二维的倾斜角度。
图14A、图14B是表示用于检测可动单元的绕光轴10的旋转角度的第二检测部即第二磁传感器503的配置的立体图。如上所述，第二检测部包括一对第二磁传感器503和一对旋转检测用磁铁403。在包括与光轴10正交且与倾转方向旋转轴11或摇摄方向旋转轴12成45度的直线13和光轴10的平面上，在向下方倾斜了倾斜角度θD的直线34、35的直线上，一对旋转检测用磁铁403相对于光轴10对称配置于可动部102。
一对旋转检测用磁铁403在与光轴10正交的平面上沿着以光轴10为中心的圆的圆周方向分别被分割磁化为两极，一对旋转检测用磁铁403的磁极沿着通过球心70的方向被磁化，以相互成为不同极的方式配置。而且，以在一对旋转检测用磁铁403的两极分割磁化的中心边界上对置的方式，将两个旋转检测用磁传感器503经由配线110固定于第一固定支架120的倾斜面120A。
可动单元沿着旋转方向22旋转时，第二磁传感器503对因一对旋转检测用磁铁403的磁极移动而产生的急剧的磁变化进行差动检测。由此，能够高精度地检测可动单元的绕光轴10的旋转角度。
另外，如图14B所示，当可动单元的可动部102向摇摄方向20及倾转方向21倾斜时，会产生向旋转方向22的串扰输出。然而，通过使用第二磁传感器503对由一对旋转检测用磁铁403引起的磁变化进行差动检测而得到的输出，能够消除该串扰输出。因此，在可动单元的可倾斜的范围内，能够正确地仅抽出并检测旋转方向22的旋转角度。
如此，根据本实施方式的相机驱动装置，在相机部的透镜的光轴上配置固定单元的凹状圆锥面的中心轴及在可动单元的可动部设置的凸状部分球面的球心。由此，能够实现利用重心来支承可动单元的结构，从而在驱动频率区域中能够大幅地抑制机械共振。
另外，在由固定部的凹状圆锥面和可动单元的凸状部分球面构成的枢轴结构中，利用不易受到可动单元的转动角度的影响的磁吸引力，能够施加恒定的垂直阻力，因此能够减少转动角度引起的摩擦负载变动，在驱动频率区域中能够实现良好的相位·增益特性。
另外，为了防止以往磁吸引力引起的支承结构所特有的作为大课题的振动·冲击等的干扰等引起的可动单元的脱落，而在设置于固定单元的脱落防止构件上隔着可转动的规定的空隙设置有脱落防止限制面。因此能够避免装置的大型化并同时可靠地实现可动单元的脱落防止。
此外，脱落防止限制面具有以球心为中心的凹状的球面且对称地配置在透镜的光轴，因此相对于可动单元所转动的整个范围，能够以最小面积来设置脱落防止限制面，能够实现装置的小型化。
另外，如下确定脱落防止限制面的位置：即使在可动单元脱落至可动单元的凸状部分球面与固定单元的脱落防止限制面抵接的状态的情况下，也能够利用磁吸引力，使可动单元的凸状部分球面与固定单元的凹状圆锥面再次接触。因此，能够提供一种即使在可动单元瞬间脱落的情况下，也能立即恢复成原来的良好的支承状态的耐冲击性极其优异的相机驱动装置。
另外，摇摄、倾转及旋转方向的驱动部包括：在与光轴垂直的平面上，分别配置在正交的两条线上，且固定于可动单元的两对驱动磁铁；以与两对驱动磁铁对置的方式，呈以光轴为中心的圆周状地分别配设于固定单元的两对驱动线圈。
配置有这些构件的光轴方向的高度位置配置在比含有球心的水平面向下方倾斜的高度位置。因此，能够在球心中心来驱动可动单元的重心，且能够实现低高度化。
另外，通过将可动部和基体形成为树脂材料或利用树脂构件覆盖凸状部分球面和凹状圆锥面的表面部分，而能够实现低摩擦且耐磨损性优异的支承结构。
另外，通过向由可动单元的凸状部分球面和脱落防止限制面形成的空隙填充粘性构件，能够减少在设置于可动单元上的驱动磁铁与设置于固定单元上的磁轭之间产生的磁吸引力变动引起的磁弹性效应所产生的振动的振幅增大系数(Q值)或机械的固有振动的Q值，能够得到良好的控制特性。
另外，在与光轴垂直的平面上，将沿着以光轴的位置为中心的圆周方向被磁化成彼此反向的一对旋转检测磁铁设置于可动单元部，利用设置于固定单元的第二磁传感器来检测磁变化。使用该检测输出，能够消除使可动单元沿着摇摄和倾转方向转动时产生的串扰输出，因此在可动单元的可转动的范围内，能够仅抽出并检测旋转方向的角度。
另外，在固定单元上，一对第二磁传感器配置在与倾转方向旋转轴或摇摄方向旋转轴成45度的直线上。因此，能够在以光轴为中心的圆周上配置驱动部和第二磁传感器，能够实现装置的小型化。
因此，根据本实施方式的相机驱动装置，例如能够使可动单元向摇摄方向及倾转方向以±10度以上的大角度倾斜，而且，能够使可动单元向旋转方向以±10度以上的大角度旋转。而且，能够在50Hz左右为止的宽带域的频率区域中实现良好的抖动修正控制。其结果是，实现能够进行相机部的高速摇摄·倾转·旋转动作且能够修正因移动摄影时的手抖而产生的摄影图像的图像抖动的相机驱动装置。另外，由于具备小型且牢固的脱落防止结构，因此实现对于振动或落下冲击等来自外部的冲击来说耐冲击性强的相机驱动装置。
(第二实施方式)
以下，说明本发明的相机驱动装置的第二实施方式。
图15是表示第二实施方式的相机驱动装置166的简要结构的分解立体图，图16是表示第二实施方式的相机驱动装置166的详细结构的分解立体图。图17是第二实施方式的相机驱动装置166的从上方观察到的固定单元的立体图。图18是表示固定单元和支承球55的位置关系的分解立体图。图19(a)、(b)是固定单元的俯视图及在包含光轴10和倾转方向旋转轴11的平面处的剖视图。图20(a)、(b)是固定单元的俯视图及在包含光轴10和支承球55的中心的平面处的旋转剖视图。图21(a)、(b)是相机驱动装置166的俯视图及在包含光轴10和支承球55的中心的平面处的旋转剖视图。在这些图中，对与第一实施方式相同的结构要素标注相同的参照符号。
如图15、图16所示，相机驱动装置166在不具备驱动可动单元沿着旋转方向22旋转的专用的旋转驱动部的点上与第一实施方式的相机驱动装置165不同。
此外，由于未设置专用的旋转驱动部的结构，而能够富余地确保要素部件的结构空间，利用该富余空间，最大化地降低可动部102的凸状部分球面102R与固定单元之间产生的摩擦，因此在固定单元具有位于基体200的凹部200K内的至少三个凸状部分球面的点上与第一实施方式的相机驱动装置165不同。
如图17所示，相机驱动装置166为了使可动单元沿着旋转方向22旋转，而并用一对摇摄磁轭203和一对倾转磁轭204作为旋转磁轭，且具备卷绕于这些磁轭的4个旋转驱动线圈304。而且，并用一对摇摄驱动磁铁401和一对倾转驱动磁铁402作为旋转驱动磁铁。
换言之，成为不具备第一实施方式中的搭载于可动部102的旋转驱动磁铁405和设置于基体200的旋转磁轭205及旋转驱动线圈303，也不具有开口部200R的简单的结构。
此外，如图17所示，旋转驱动线圈304具有以与摇摄驱动线圈301及倾转驱动线圈302的线圈卷绕方向正交的方式层叠卷绕在一对摇摄磁轭203和一对倾转磁轭204上的十字卷绕结构，分别插入固定于基体200的开口部200P、200T。由此，能够实现固定单元的省空间化、小型化及部件个数削减。
接下来，使用图18至图21，说明用于较大地减少在可动部102的凸状部分球面102R与固定单元之间产生的摩擦的结构。在相机驱动装置166中，固定单元在基体200的凹部200K内具有至少三个凸状部分球面。在本实施方式中，说明通过三个支承球55来实现三个凸状部分球面的例子。然而，本实施方式的特征为利用至少三点的点接触来支承基体200的凹部200K和可动部102的凸状部分球面102R，用于实现该支承的具体的结构并不局限于支承球。例如，也可以通过具有由树脂等构成的三个凸状部分球面的凸部来实现。
如图18所示，构成在基体200的内侧具有与第一实施方式的凹状圆锥面200A相同的倾斜角度但与凸状部分球面102R不接触的凹状圆锥面200J、及倾斜角度与凹状圆锥面200J不同的凹状圆锥面200G这两个圆锥面。
如图19、图20所示，在基体200上追加具有与直线38、39、60、61正交的倾斜角度的凹状圆锥面200G，这些直线38、39、60、61比水平面向下方倾斜了倾斜角度θC，该水平面与光轴10正交且包括可动部102的凸状部分球面102R的球心70。倾斜角度θC为例如45度。
而且，在凹状圆锥面200G的区域上，以直线14为起点隔开角度θb的三个圆锥部200F配设于凹状圆锥面200G，该直线14从光轴10的方向观察与摇摄方向旋转轴12和倾转方向旋转轴11成45度。圆锥部200F具有圆锥状的内侧面。为了均等地支承可动单元，角度θb优选是120度。
三个支承球55分别插入三个圆锥部200F内，且与内侧面线接触。支承球55比凹状圆锥面200G及凹状圆锥面200J突出。三个支承球55分别具有凸状部分球面，与可动部102的凸状部分球面102R在三个接触点102P处接触。
如图20所示，将各支承球55的凸状部分球面的球心即各支承球55的球心与可动部102的凸状部分球面102R的球心70连结的直线60、61相对于水平面P向下倾斜了倾斜角度θC，该水平面P与光轴10垂直且通过凸状部分球面102R的球心70。倾斜角度θC优选30度至60度，更优选45度。
由此，可动部102仅以3点由固定单元支承，且支承球55能够旋转，由此能够最大限度地减少在可动单元与固定单元之间产生的摩擦，能够得到极其良好的可动单元的动特性。
此外，如图21所示，作为旋转磁轭而并用的插入到基体200的内侧的摇摄磁轭203和倾转磁轭204由磁性体构成，因此在与分别对置地设置在可动部102的内侧的被并用作为旋转驱动磁铁的摇摄驱动磁铁401、倾转驱动磁铁402之间分别产生磁吸引力F5。磁吸引力F5成为可动单元的凸状部分球面102R和三个支承球55的垂直阻力，且作为光轴10方向的合成矢量而得到磁吸引力F4。
如此，与第一实施方式相比，能够使可动单元由固定单元进行3点的球支承，且支承球55以光轴10为中心隔开120度的角度间隔均等地配设，因此能够以极其稳定的支承结构实现极其优异的动特性。尤其是使倾斜角度θC为45度左右，由此，在磁吸引力F4的作用下，支承球55与基体200的圆锥部200F的圆周状线接触部分受到的力变得均匀，因此能够进一步减少可动单元与固定单元间的摩擦系数。
需要说明的是，3个支承球55在脱落防止构件201的脱落防止限制面201A的作用下即使在对相机驱动装置166施加了冲击的情况下当然也不会脱落。
而且，在第一实施方式中的搭载于可动部102的旋转驱动磁铁405、设置于基体200上的旋转磁轭205和旋转驱动线圈303被排除，因此能够实现部件个数的大幅削减。
因此，根据本发明的第二实施方式的相机驱动装置，例如能够使可动单元向摇摄方向及倾转方向以±10度以上的大角度倾斜，而且，能够使可动单元向旋转方向以±10度以上的大角度旋转。而且，能够在50Hz左右为止的宽带域的频率区域中实现良好的抖动修正控制。
其结果是，实现能够进行相机部的高速摇摄·倾转·旋转动作且能够修正因移动摄影时的手抖而产生的摄影图像的图像抖动的相机驱动装置。另外，由于具备小型且牢固的脱落防止结构，因此实现对于振动或落下冲击等来自外部的冲击来说耐冲击性强的相机驱动装置。
(第三实施方式)
说明本发明的相机单元的实施方式。本发明的第三实施方式的相机单元170包括相机驱动装置和控制部，能够修正移动时的抖动。图22是表示相机单元170的主要部分的立体图，图23是相机单元170的框图。在图22中表示第一实施方式的相机驱动装置165，但也可以使用第二实施方式的相机驱动装置166。
如图22及图23所示，相机单元170包括：相机驱动装置165、角速度传感器900、901、902、运算处理部94、驱动电路96p、96t、96r。
角速度传感器900、901、902安装于相机驱动装置的基体200或固定基体200的相机单元主体(未图示)。各角速度传感器900、901、902检测图中的虚线所示的绕轴的角速度。具体而言，角速度传感器900、901、902分别检测摇摄方向20、倾转方向21及旋转方向22的角速度。需要说明的是，在图15中表示了3个独立的角速度传感器900、901、902，但也可以使用能够检测绕3轴的角速度的1个角速度传感器。而且，角速度传感器只要能够检测绕正交的3轴的角速度即可，3轴不必与摇摄方向20、倾转方向21及旋转方向22一致。角速度传感器检测的角速度的轴与摇摄方向20、倾转方向21及旋转方向22不一致时，在运算处理部94中，只要转换成摇摄方向20、倾转方向21及旋转方向22的角速度即可。
例如，摄影时的手抖引起的摇摄方向20和倾转方向21的抖动角分别由角速度传感器900及901检测。而且，因移动摄影时的移动重心移动而产生的旋转方向22的抖动角由角速度传感器902检测。如图16所示，与通过角速度传感器900、901、902检测到的抖动角相关的信息分别作为角速度信号80p、80t、80r输出。
角速度信号80p、80t、80r在运算处理部94中被转换成适合于进行运算处理的信号。具体而言，角速度信号80p、80t、80r向模拟电路91p、91t、91r输入，噪声成分和DC偏差成分被除去。噪声成分及DC偏差成分被除去后的角速度信号81p、81t、81r向放大电路92p、92t、92r输入，分别输出适当的输出值的角速度信号82p、82t、82r。然后通过AD转换器93p、93t、93r，分别转换成数字信号，数字化后的角速度信号83p、83t、83r向运算处理部94输入。
运算处理部94进行将角速度转换成手抖的角度的积分处理，依次算出摇摄方向20、倾转方向21及旋转方向22的抖动角。而且，进行3轴的抖动修正处理。通过运算处理部94进行的3轴的抖动修正处理是以根据由各个角速度传感器900、901、902检测到的角速度信号83p、83t、83r来控制角速度的方式驱动搭载有相机部100的可动单元的开环控制。运算处理部94依次输出目标旋转角度信号84p、84t、84r来作为包含相机驱动装置165的频率响应特性、相位补偿及增益修正等在内的最佳的数字的抖动修正量。
目标旋转角度信号84p、84t、84r由DA转换器95p、95t、95r进行模拟化，作为模拟的目标旋转角度信号85p、85t、85r向驱动电路96p、96t、96r输入。
另一方面，在相机驱动装置165中，从检测搭载有相机部100的可动单元相对于基体200的旋转角度的第一及第二磁传感器501、503，输出摇摄方向20、倾转方向21及旋转方向22的旋转角度信号86p、86、86r。旋转角度信号86p、86、86r由模拟电路97p、97t、97r除去噪声成分和DC偏差成分，而成为旋转角度信号87p、87t、87r。而且通过放大电路98p、98t、98r能得到适当的输出值的旋转角度信号88p、88t、88r。旋转角度信号88p、88t、88r向驱动电路96p、96t、96r输入。
驱动电路96p、96t、96r由对于目标的角度信号85p、85t、85r归还旋转角度信号88p、88t、88r的反馈系统构成。因此，在相机单元170上未作用来自外部的力时，以成为规定的旋转角度位置的方式控制搭载有相机部100的可动单元的摇摄方向20、倾转方向21及旋转方向22的角度。基于目标的角度信号85p、85t、85r及旋转角度信号88p、88t、88r，将驱动摇摄驱动线圈301、倾转驱动线圈302、旋转驱动线圈303的驱动信号向驱动电路96p、96t、96r输出。由此，在相机驱动装置165中，执行角度位置的反馈控制，以使旋转角度信号88p、88t、88r与目标旋转角度信号85p、85t、85r相等的方式来驱动搭载有相机部100的可动部102。
通过该一连串的驱动控制，实施相机部100的抖动修正，在移动时也能够实现良好的稳定摄影。
在本发明的第三实施方式中，表示了以对角速度传感器的输出进行了积分的旋转角度信号为主的控制系统。然而，也可以经由AD转换器将来自相机驱动装置的第一及第二磁传感器501、503的旋转角度信号88p、88t、88r取入运算处理部94，通过进行微分运算处理，来检测相机部100的旋转角速信号。由此，在运算处理部94中，能够进而构筑使用了相机装置的角速度信号83p、83t、83r和相机部100的旋转角度信号的角速度反馈系统，能够以更高精度来抑制手抖及移动抖动。
本发明的相机驱动装置及相机单元与以往的手抖修正装置相比，能够以更大的角度使相机部旋转。因此，本发明的相机驱动装置及相机单元能够使用图像处理等以使图像中特定的被摄体位于例如画面的中央的方式追踪被摄体。
另外，使相机部向摇摄方向或倾转方向旋转并进行拍摄，将拍摄到的静止图像或活动图像依次合成，由此，能够实现可进行静止图像或活动图像的超广角摄影的相机驱动装置。
需要说明的是，第一至第三实施方式说明了具备相机部的相机驱动装置及相机单元，但本发明也可以搭载相机部以外的发光设备或受光设备，实现沿3轴方向能自如驱动的驱动装置。例如，也可以置换相机部，而将激光元件或光检测元件搭载于可动单元，实现沿3轴方向能自如驱动的驱动装置。这种情况下，若不需要向旋转方向的旋转，则可以不设置旋转驱动部。
另外，在第一至第三实施方式中，使用摇摄、倾转及旋转驱动磁铁来作为吸附用磁铁，使用摇摄、倾转及旋转磁轭来作为磁性体，但相机驱动装置也可以具备与这些驱动磁铁或磁轭不同的磁铁及磁性体来作为吸附用磁铁及磁性体。
【工业实用性】
本发明的相机驱动装置具备能够沿着摇摄方向、倾转方向及旋转方向驱动的结构，因此能够修正在移动摄影时因摄影者的重心移动而产生的包括旋转抖动的3轴方向的抖动，能够适合使用于可佩戴相机等需要进行图像的抖动修正的各种摄像装置。而且适合于需要高速摇摄、倾转及旋转动作的被摄体的高速追踪相机、监控相机、车载相机等。
而且，可提供一种通过进行高速摇摄动作或高速倾转动作，能够实现摄影图像的高速合成，且不仅能够进行静止图像的超广角摄影而且还能够进行活动图像的超广角摄影的摄像机。
【符号说明】
10 光轴
11、12 旋转轴
13、14 直线
20 摇摄方向
21 倾转方向
22 旋转方向
30～45 直线
50 空隙
55 支承球
70 球心
100 相机部
102 可动部
102R 凸状部分球面
102S 切口部
102T 旋转限制突起部
165、165 相机驱动装置
170 相机单元
200 基体
200A、200J、200G 凹状圆锥面
200P、200T、200R 开口部
201 脱落防止构件
201A 脱落防止限制面
203、204、205 磁轭
301、302、303 驱动线圈
401、402、405 驱动用磁铁
403 旋转检测用磁铁
404 倾斜检测用磁铁
501、503 磁传感器

Claims (38)

1.一种相机驱动装置，具备：
相机部，其包括具有摄像面的摄像元件、具有光轴且在所述面上形成被摄体像的透镜、及保持所述透镜的透镜镜筒；
可动单元，其具有至少一个吸附用磁铁，内置所述相机部，且在外形上具有第一凸状部分球面；
固定单元，其具有至少一个磁性体及供所述可动单元的至少一部分游嵌的凹部，在所述至少一个吸附用磁铁对所述至少一个磁性体的磁吸引力的作用下，使所述可动单元的所述第一凸状部分球面与所述凹部进行点接触或线接触，从而使所述可动单元以所述第一凸状部分球面的球心为中心自如旋转；
摇摄驱动部，其使所述相机部相对于所述固定单元向摇摄方向倾斜；
倾转驱动部，其使所述相机部相对于所述固定单元向与所述摇摄方向正交的倾转方向倾斜；
旋转驱动部，其使所述相机部相对于所述固定单元向以所述透镜的所述光轴为中心旋转的旋转方向旋转；
检测器，其检测所述相机部相对于所述固定单元的向所述摇摄方向及倾转方向的倾斜角度及沿着所述旋转方向旋转的所述相机部的旋转角度。
2.根据权利要求1所述的相机驱动装置，其中，
所述固定单元具有位于所述凹部内的至少三个第二凸状部分球面，所述第二凸状部分球面与所述可动单元的第一凸状部分球面进行点接触。
3.根据权利要求1所述的相机驱动装置，其中，
所述固定单元具有构成所述凹部的内侧面的凹状圆锥面，所述圆锥面与所述可动单元的第一凸状部分球面进行线接触。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的相机驱动装置，其中，
还具备脱落防止构件，该脱落防止构件设置于固定单元且具有限制面，该限制面限制所述可动单元的移动，以免所述可动单元从所述固定单元脱落，
所述限制面具有凹状部分球面，该凹状部分球面具有与所述第一凸状部分球面的球心一致的中心。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的相机驱动装置，其中，
所述摇摄驱动部包括：
在所述可动单元中，相对于所述光轴对称配置的一对摇摄驱动磁铁；
以与所述一对摇摄驱动磁铁对置的方式分别配置于所述固定单元的一对摇摄磁轭；
分别卷绕于所述一对摇摄磁轭的一对摇摄驱动线圈，
所述倾转驱动部包括：
在所述可动单元中，相对于所述光轴对称配置的一对倾转驱动磁铁；
以与所述一对倾转驱动磁铁对置的方式分别配置于所述固定单元的一对倾转磁轭；
分别卷绕于所述一对倾转磁轭的一对倾转驱动线圈，
在通过所述第一凸状部分球面的球心的直线上，所述一对摇摄驱动磁铁各自的、所述一对倾转驱动磁铁各自的、所述摇摄驱动线圈各自的、及所述倾转驱动线圈各自的在所述第一所述光轴方向上的中心的位置与所述凸状部分球面的球心的位置大致一致。
6.根据权利要求5所述的相机驱动装置，其中，
所述旋转驱动部包括：
相对于与所述光轴垂直的平面的将所述一对摇摄驱动磁铁连结的直线及将所述一对倾转驱动磁铁连结的直线成45度的角度，在通过所述光轴的直线上配置于所述可动单元的一对旋转驱动磁铁；
以与所述旋转驱动磁铁对置的方式分别配置于所述固定单元的一对旋转磁轭；
分别卷绕于所述一对旋转磁轭的一对旋转驱动线圈。
7.根据权利要求5所述的相机驱动装置，其中，
所述旋转驱动部包括分别卷绕于所述一对摇摄磁轭及所述一对倾转磁轭的四个旋转驱动线圈，
使用所述一对摇摄驱动磁铁及所述一对倾转驱动磁铁作为旋转驱动磁铁。
8.根据权利要求6所述的相机驱动装置，其中，
所述至少一个磁性体是所述一对摇摄磁轭、所述一对倾转磁轭及所述一对旋转磁轭。
9.根据权利要求7所述的相机驱动装置，其中，
所述至少一个磁性体是所述一对摇摄磁轭及所述一对倾转磁轭。
10.根据权利要求8所述的相机驱动装置，其中，
所述至少一个吸附用磁铁是所述一对摇摄驱动磁铁、所述一对倾转驱动磁铁及所述一对旋转驱动磁铁。
11.根据权利要求9所述的相机驱动装置，其中，
所述至少一个吸附用磁铁是所述一对摇摄驱动磁铁及所述一对倾转驱动磁铁。
12.根据权利要求5～7中任一项所述的相机驱动装置，其中，
与所述一对摇摄驱动线圈及所述一对倾转驱动线圈的各自的卷绕中心轴垂直且通过所述第一凸状部分球面的球心及各个驱动线圈的直线相对于与所述光轴垂直且通过所述第一凸状部分球面的球心的水平面成45度以下的倾斜角度A，
所述一对摇摄驱动磁铁及所述一对倾转驱动磁铁以与所述一个摇摄驱动线圈及所述一对倾转驱动线圈对置的方式倾斜配置于所述可动单元。
13.根据权利要求6或7所述的相机驱动装置，其中，
与所述一对旋转驱动线圈的各自的卷绕中心轴垂直且通过所述第一凸状部分球面的球心的直线相对于与所述光轴垂直且通过所述第一凸状部分球面的球心及各个旋转驱动线圈的中心的水平面成45度以下的倾斜角度B，
所述一对旋转驱动磁铁以与所述旋转驱动线圈对置的方式倾斜配置于所述可动单元。
14.根据权利要求12所述的相机驱动装置，其中，
所述倾斜角度A为20度。
15.根据权利要求13所述的相机驱动装置，其中，
所述倾斜角度B为20度。
16.根据权利要求2所述的相机驱动装置，其中，
将各所述第二凸状部分球面的球心和所述第一凸状部分球面的球心连结的直线相对于与所述光轴垂直且通过所述第一凸状部分球面的球心的水平面成45度的倾斜角度C。
17.根据权利要求5所述的相机驱动装置，其中，
所述一对摇摄驱动磁铁、所述一对倾转驱动磁铁及所述一对旋转驱动磁铁分别位于所述可动单元的内侧，在所述第一凸状部分球面未露出。
18.根据权利要求6所述的相机驱动装置，其中，
所述一对摇摄驱动线圈、所述一对倾转驱动线圈及所述一对旋转驱动线圈分别设置在所述固定单元的内侧，在所述凹部内未露出。
19.根据权利要求17所述的相机驱动装置，其中，
所述可动单元由树脂材料构成。
20.根据权利要求19所述的相机驱动装置，其中，
所述可动单元与所述一对摇摄驱动磁铁、所述一对倾转驱动磁铁及所述一对旋转驱动磁铁一体成型。
21.根据权利要求18所述的相机驱动装置，其中，
所述固定单元由树脂材料构成。
22.根据权利要求21所述的相机驱动装置，其中，
所述固定单元与所述一对摇摄驱动线圈、所述一对倾转驱动线圈、所述一对旋转驱动线圈、所述一对摇摄磁轭、所述一对倾转磁轭及所述一对旋转磁轭一体成型。
23.根据权利要求1～4中任一项所述的相机驱动装置，其中，
所述可动单元的重心与所述第一凸状部分球面的球心一致。
24.根据权利要求5所述的相机驱动装置，其中，
还具备与所述相机部连接且由柔性印制配线板构成的配线，
所述配线相对于所述光轴呈线对称配置，在与所述光轴垂直的平面上，在相对于将所述一对倾转驱动磁铁连结的线或将所述一对摇摄驱动磁铁连结的线成45度的方向上，固定于所述可动单元。
25.根据权利要求24所述的相机驱动装置，其中，
所述检测器包括：
检测所述相机部相对于所述固定单元的向所述摇摄方向及所述倾转方向的倾斜角度的第一检测部；
检测所述相机部绕所述光轴的旋转角度的第二检测部。
26.根据权利要求25所述的相机驱动装置，其中，
所述第一检测部包括：
固定于所述固定单元的第一磁传感器；
设置于所述可动单元的倾斜检测用磁铁，
所述第一磁传感器检测所述倾斜检测用磁铁的倾斜引起到磁力变化，算出所述相机部的所述摇摄方向及所述倾转方向的二维的倾斜角度。
27.根据权利要求26所述的相机驱动装置，其中，
所述第一磁传感器及所述倾斜检测用磁铁位于所述光轴上。
28.根据权利要求25所述的相机驱动装置，其中，
所述第一检测部包括：
固定于所述固定单元的光传感器；
在所述可动单元的所述第一凸状部分球面的局部设置的光检测图案，
所述光传感器检测所述光检测图案的倾斜引起的向所述光传感器入射的光的变化，算出所述相机部的所述摇摄方向及倾转方向的二维的倾斜角度。
29.根据权利要求28所述的相机驱动装置，其中，
所述光传感器及所述光检测图案位于所述光轴上。
30.根据权利要求25所述的相机驱动装置，其中，
所述第二检测部包括：
固定于所述固定单元的一对第二磁传感器；
设置于所述可动单元的一对旋转检测用磁铁，
所述一对第二磁传感器检测所述旋转检测用磁铁的旋转引起的磁力变化，算出所述相机部的旋转角度。
31.根据权利要求30所述的相机驱动装置，其中，
所述一对第二磁传感器及所述一对旋转检测用磁铁分别相对于所述光轴对称配置。
32.根据权利要求31所述的相机驱动装置，其中，
所述可动单元处于中立的位置时，在与所述光轴正交的平面上，将所述一对第二磁传感器连结的直线及所述一对旋转检测用磁铁分别配置在相对于将所述一对摇摄驱动磁铁连结的直线及将所述一对倾转驱动磁铁连结的直线成45度的角度的直线上。
33.根据权利要求32所述的相机驱动装置，其中，
所述一对旋转检测用磁铁分别具有在与所述光轴正交的平面上与通过所述第一凸状部分球面的球心的直线平行且被磁化成彼此反向的两个磁极，并且，两个磁极沿着以所述光轴为中心的圆的圆周方向排列。
34.根据权利要求30或31所述的相机驱动装置，其中，
所述一对第二磁传感器设置于所述配线。
35.根据权利要求4所述的相机驱动装置，其中，
在所述脱落防止构件的所述限制面与所述可动单元的第一凸状部分球面之间还具备粘性构件或磁性流体。
36.根据权利要求4所述的相机驱动装置，其中，
在所述脱落防止构件的所述限制面与所述所述可动单元的所述第一凸状部分球面之间设置有空隙，
所述空隙被确定成使得所述可动单元的所述第一凸状部分球面即使离开所述固定单元的所述凹部，也会在所述磁吸引力的作用下恢复成点接触或线接触的状态。
37.一种相机单元，具备：
权利要求1～36中任一项所述的相机驱动装置；
分别检测绕所述固定单元的正交的3轴的角速度的角速度传感器；
基于来自所述角速度传感器的输出，生成目标旋转角度信号的运算处理部；
基于所述目标旋转角度信号，生成驱动所述第一驱动部及所述第二驱动部的信号的驱动电路。
38.一种光设备驱动装置，具备：
光设备，其具有光轴并接受光或发出光；
可动单元，其具有至少一个吸附用磁铁，内置所述光设备，且在外形上具有第一凸状部分球面；
固定单元，其具有至少一个磁性体及供所述可动单元的至少一部分游嵌的凹部，在所述至少一个吸附用磁铁对所述至少一个磁性体的磁吸引力的作用下，使所述可动单元的所述第一凸状部分球面与所述凹部进行点接触或线接触，从而使所述可动单元以所述第一凸状部分球面的球心为中心自如转动；
摇摄驱动部，其使所述光设备相对于所述固定单元向摇摄方向倾斜；
倾转驱动部，其使所述光设备相对于所述固定单元向与所述摇摄方向正交的倾转方向倾斜；
检测器，其检测所述相机部相对于所述固定单元的向所述摇摄方向及倾转方向的倾斜角度。
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