CN103649828A - 相机驱动装置 - Google Patents

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CN103649828A CN201380002157.1A CN201380002157A CN103649828A CN 103649828 A CN103649828 A CN 103649828A CN 201380002157 A CN201380002157 A CN 201380002157A CN 103649828 A CN103649828 A CN 103649828A
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Abstract

本申请公开的相机驱动装置具备：相机部，其包括摄像面；可动单元，其内置所述相机部，且在外形上具有吸附用磁铁及凸状部分球面；固定单元，其具有磁性体及供可动单元游嵌的凹部，在吸附用磁铁相对于磁性体的磁吸引力的作用下，可动单元的凸状部分球面与凹部进行点接触或线接触，使可动单元以第一凸状部分球面的球心为中心自由地旋转；摇摄驱动部；倾转驱动部；回旋驱动部；第一检测器，其检测相机部相对于固定单元的向摇摄方向及倾转方向的倾斜角度；第二检测器，其检测向回旋方向旋转的相机部的旋转角度，第二检测器设于第一凸状部分球面的所述球心附近。

Description

相机驱动装置
技术领域
本申请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拍摄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公开了一种抖动修正机构，该抖动修正机构具有以一个点弹性支承透镜镜筒、且使透镜镜筒相对于光轴倾斜的结构。专利文献2公开了一种手抖修正装置，该手抖修正装置以枢轴结构支承反射镜而使反射镜相对于光轴倾斜。另外，专利文献3公开了一种摄像透镜单元，该摄像透镜单元以三个点支承球状的透镜镜筒且使球状的透镜镜筒沿光轴移动并倾斜。
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
在以往的手抖修正装置中，能修正的抖动角度较小。本申请的非限定性例示的某实施方式提供一种能够使相机部以更大的角度向三轴方向旋转的相机驱动装置。
用于解决课题的手段
本发明的一方案的驱动装置具备：相机部，其包括具有摄像面的摄像元件、具有光轴且在所述摄像面上形成被摄体图像的透镜及保持所述透镜的透镜镜筒；可动单元，其内置所述相机部，具有至少一个吸附用磁铁，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的相对于所述至少一个所述磁性体的磁吸引力的作用下，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，所述可动单元以所述第一凸状部分球面的球心为中心自由地旋转；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；回旋驱动部，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回旋方向旋转；第一检测器，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；第二检测器，其检测向所述回旋方向旋转的所述相机部的旋转角度，所述第二检测器设于所述第一凸状部分球面的所述球心附近。
发明效果
根据本发明的一方案涉及的相机驱动装置，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，在吸附用磁铁相对于磁性体的磁吸引力的作用下，与可动单元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使可动单元相对于固定单元自由地旋转。另外，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。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式的相机驱动装置165的概略结构的分解立体图。
图2是表示本发明的第一实施方式的下部可动部102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5A是本发明的第一实施方式的从搭载于相机部100的透镜光轴10方向观察到的平面图。
图5B是本发明的第一实施方式的从相机部100的直线13方向观察到的平面图。
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180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180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概略结构的分解立体图。
图9A是本发明的第一实施方式的俯视图。
图9B是本发明的第一实施方式的包含光轴10和摇摄方向旋转轴12的平面处的相机驱动装置165的剖视图。
图10A是本发明的第一实施方式的俯视图。
图10B是本发明的第一实施方式的包含光轴10和倾转方向旋转轴11的平面处的相机驱动装置165的剖视图。
图11A是本发明的第一实施方式的俯视图。
图11B是本发明的第一实施方式的包含光轴10和直线14的平面处的相机驱动装置165的剖视图。
图12A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的状态下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的状态下的从上方观察到的将脱落防止构件201排除后的立体图。
图13A是本发明的第一实施方式的俯视图。
图13B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的状态下的包含光轴10和直线14的平面处的剖视图。
图14是本发明的第一实施方式的从上方观察倾斜检测器和旋转检测器的分解立体图。
图15是本发明的第一实施方式的从上方观察倾斜检测器和旋转检测器的立体图。
图16A是本发明的第一实施方式的从上方观察旋转检测器的立体图。
图16B是本发明的第一实施方式的从不同角度的上方观察旋转检测器的立体图。
图17A是本发明的第一实施方式的从上方观察向回旋方向22旋转了角度+θR的状态下的旋转检测器的立体图。
图17B是本发明的第一实施方式的从上方观察向回旋方向22旋转了角度-θR的状态下的旋转检测器的立体图。
图18是表示本发明的第一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19A是本发明的第一实施方式的固定单元的俯视图。
图19B是本发明的第一实施方式的固定单元的包含光轴10和倾转方向旋转轴11的平面处的剖视图。
图20A是本发明的第一实施方式的固定单元的上表面。
图20B是本发明的第一实施方式的固定单元的包含光轴10和支承球55的中心的平面处的旋转剖视图。
图21A是表示本发明的第一实施方式的相机驱动装置的相对于拍摄水平基准的相对角度位置的从上方观察到的立体图。
图21B是表示本发明的第一实施方式的相机驱动装置的相对于拍摄水平基准的相对角度位置的从上方观察到的另一立体图。
图22是表示本发明的第二实施方式的设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
本申请发明人对于以往的设于相机、摄像机的手抖修正装置进行了详细地研究。一般而言，人静止进行拍摄时产生的手抖角度为±0.3度左右，且其产生频率成分为20～30Hz左右。另外，手抖修正控制需要在10Hz左右的频带下进行。
这样，当拍摄者在静止的状态下进行摄像机或数码相机的拍摄时，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拍摄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小，尽管如此，也能实现良好的手抖修正。
但是，在拍摄者边走动边进行运动图像或静止图像的拍摄的步行拍摄时，所产生的图像抖动(以下有时称为步行抖动。步行抖动也包含手抖。)的角度例如为±10度以上，为了修正步行抖动，认为需要在50Hz左右的频带下进行控制。
这样，在图像的抖动角度变大、以更高的频率进行控制的情况下，在以往的相机驱动装置中，在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上存在课题。
例如，专利文献1的装置适合于使透镜镜筒以微小角度倾斜的情况，但在以超过±10度那样大的角度使透镜镜筒倾斜的情况下，认为会导致进行支承的弹性体会变形到塑性区域。而且，当倾斜的角度变大时，弹性体的基于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变差，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。但是，在摄像机或数码相机具备广角透镜系统的情况下，若在光学系统设置反射镜，则反射镜在光学系统中成为较大的结构要素。因此，对于期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而可能发生反射镜脱落。
专利文献3的透镜单元由于具备球状的透镜支架，因此，能够以较大的角度使透镜支架倾斜。但是，由于透镜支架与设于其外侧的支架接触的部分的旋转半径较大，因此，对可动单元的摩擦负载增大，动作移动距离变大。其结果是，当倾斜角度变大时，接触摩擦负载的变动增大，难以进行准确的控制。而且，若未准确地控制透镜支架与设于外侧的支架之间的间隔，则难以准确地控制透镜支架的倾斜角度。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1～3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。因此，难以以相机部的光轴为中心高精度地控制大旋转角度。
鉴于这样的以往技术的课题，本申请发明人想到了具备新的结构的相机驱动装置。本发明的一方案的概要如以下所述。
本发明的一方案的相机驱动装置具备：相机部，其包括具有摄像面的摄像元件、具有光轴且在所述摄像面上形成被摄体图像的透镜及保持所述透镜的透镜镜筒；可动单元，其内置所述相机部，具有至少一个吸附用磁铁，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与所述至少一个所述磁性体之间的磁吸引力的作用下，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，所述可动单元以所述第一凸状部分球面的球心为中心自由地旋转；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；回旋驱动部，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回旋方向旋转；第一检测器，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；第二检测器，其检测向所述回旋方向旋转的所述相机部的旋转角度，所述第二检测器设于所述第一凸状部分球面的所述球心附近。
所述第二检测器包括：设于所述可动单元的所述球心附近且相对于所述光轴对称配置的一对旋转检测用磁铁；固定于所述固定单元且一端插入至所述球心附近位置的棒状的保持杆；以相对于所述一对旋转检测用磁铁的各磁铁对置的方式固定于所述保持杆的所述一端的一对第二磁传感器，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，并算出所述相机部的旋转角度。
所述可动单元具有供所述保持杆插入的开口部，通过所述开口部与所述保持杆接触来限制所述可动单元的旋转角度。
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。
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。
所述相机驱动装置还具备脱落防止构件，该脱落防止构件设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，以避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。
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，所述一对摇摄驱动磁铁及所述一对摇摄驱动线圈设于通过所述第一凸状部分球面的球心的直线上，所述一对倾转驱动磁铁及所述倾转驱动线圈设于通过所述第一凸状部分球面的球心且与所述直线正交的另一直线上，所述第一的所述光轴方向上的中心位置与所述凸状部分球面的球心位置大致一致。
所述回旋驱动部包括分别卷绕于所述一对所述摇摄磁轭及所述一对倾转磁轭上的四个回旋驱动线圈，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回旋驱动磁铁。
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。
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。
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。
与所述一对回旋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回旋驱动线圈的中心的水平面成45度以下的倾斜角度B，所述一对回旋驱动磁铁以与所述回旋驱动线圈对置的方式倾斜配置于所述可动单元。
所述倾斜角度A及所述倾斜角度B为20度。
将所述各第二凸状部分球面的球心与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。
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回旋驱动磁铁分别位于所述可动单元的内侧，并在所述第一凸状部分球面未露出。
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回旋驱动线圈分别设于所述固定单元的内侧，并在所述凹部内未露出。
所述可动单元由树脂材料构成。
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回旋驱动磁铁一起一体成型。
所述固定单元由树脂材料构成。
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、所述一对回旋驱动线圈、所述一对摇摄磁轭、所述一对倾转磁轭及所述一对回旋磁轭一起一体成型。
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。
所述相机驱动装置还具备与所述相机部连接且由柔性线缆构成的配线，所述配线相对于所述光轴线对称地配置，在与所述光轴垂直的平面中，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，所述配线固定于所述可动单元。
所述第一检测器包括：固定于所述固定单元的第一磁传感器；设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由所述倾斜检测用磁铁的倾斜引起的磁力变化，并算出所述相机部在所述摇摄方向及所述倾转方向上的二维倾斜角度。
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。
所述第一检测器包括：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一部分上设置的光检测图案，所述光传感器检测由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，并算出所述相机部在所述摇摄及倾转方向上的二维倾斜角度。
所述光传感器及所述光检测图案位于所述光轴上。
所述第二检测器包括固定于所述固定单元的一对第二磁传感器和设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，并算出所述相机部的旋转角度。
当所述可动单元处于中立位置时，在与所述光轴正交的平面上，将所述一对第二磁传感器和所述一对旋转检测用磁铁及所述保持部分别配置于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。
所述一对旋转检测用磁铁由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磁铁构成。
在所述脱落防止构件的所述限制面与所述可动单元的所述第一凸状部分球面之间设有空隙，所述空隙被确定为：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，也能在所述磁吸引力的作用下恢复点接触或线接触的状态。
本发明的一方案涉及的相机单元具备：上述任一项所规定的相机驱动装置；对绕所述固定单元的正交的3轴的角速度分别进行检测的角速度传感器；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。
本发明的一方案涉及的光器件驱动装置具备：光器件，其具有光轴，且接受光或发出光；可动单元，其内置所述光器件，具有至少一个吸附用磁铁，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与所述至少一个磁性体之间的磁吸引力的作用下，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，所述可动单元以所述第一凸状部分球面的球心为中心自由地旋转；摇摄驱动部，其使所述光器件相对于所述固定单元向摇摄方向倾斜；倾转驱动部，其使所述光器件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；回旋驱动部，其使所述光器件相对于所述固定单元向以所述光轴为中心旋转的回旋方向旋转；第一检测器，其检测所述光器件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；第二检测器，其检测向所述回旋方向旋转的所述光器件的旋转角度，所述第二检测器设于所述第一凸状部分球面的所述球心附近。
根据本发明的一方案涉及的相机驱动装置，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，在吸附用磁铁相对于磁性体的磁吸引力的作用下，与可动单元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使可动单元相对于固定单元自由地旋转。另外，利用磁吸引力来维持第一凸状部分球面内接于凹部的状态，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，还能得到以下的效果。具体而言，通过具备脱落防止构件，从而即使可动单元从外部受到冲击，可动单元也不会脱落，能够使凸状部分球面恢复与凹部接触的状态。
另外，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，利用不受转动角度影响的磁吸引力施加恒定的垂直阻力，从而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。
另外，通过在固定于固定单元的脱落防止构件设置脱落防止限制面，能够使可动单元组入固定单元时的作业容易，能够实现组装性的大幅提高。
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彼此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于固定单元的两对驱动线圈。
另外，回旋方向的驱动部包括：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于固定单元的一对驱动线圈。
另外，通过实现在可动单元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。
另外，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，能够减少在设于可动单元的驱动磁铁和设于固定单元的磁轭之间产生的磁吸引力的磁弹簧效应引起的振幅增大系数(Q值)或机械固有振动的Q值，能够得到良好的控制特性。
另外，可动单元的倾斜检测机构由设于可动部的底部的光轴上的倾斜检测用磁铁和以与倾斜检测用磁铁对置的方式设于固定单元的第一磁传感器构成，由此，通过检测可动单元的倾斜引起的倾斜检测用磁铁的磁力变化并算出倾斜角度，能实现装置的小型化。
另外，可动单元的旋转检测机构包括：设于可动单元的第一凸状部分球面的所述球心附近、且相对于相机部的光轴对称配置的一对旋转检测用磁铁；固定于固定单元、插入至球心附近位置的棒状的保持部；以与一对旋转检测用磁铁分别对置的方式固定于保持部的一对第二磁传感器。由此，能够检测旋转检测用磁铁的磁变化，特别是由于在可动单元的球心附近设置一对旋转检测用磁铁，因此，能减少可动部的倾斜引起的旋转检测用磁铁的移动偏移量。
其结果是，能大幅减少可动单元沿摇摄和倾转方向转动的情况下通常产生的串扰输出，能在可动单元的能转动的范围内仅抽取并检测回旋方向的角度。
另外，从光轴的方向观察，旋转检测机构配置为相对于摇摄驱动部和倾转驱动部成45度的角度，在以光轴为中心的圆周上设置多个驱动部来提高驱动力矩力，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。
另外，在回旋驱动部中，将摇摄及倾转驱动磁铁并用作回旋驱动磁铁，且回旋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·小型化和部件个数削减。
另外，与固定于固定单元的摇摄、倾转及回旋驱动线圈分别对置的搭载于可动单元的摇摄、倾转及回旋驱动磁铁设置在从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～45度)的高度位置，从而能够实现装置的低高度。
能够使可动单元与固定单元之间产生的磁吸引力在摇摄、倾转及回旋驱动部中的各自的多个驱动磁铁与多个磁轭之间分散，因此，能够使可动单元与固定单元之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。
另外，摇摄、倾转及回旋驱动磁铁分别内置于可动单元，摇摄、倾转及回旋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之间的摩擦系数。
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之间的摩擦系数。
另外，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三个以上的支承球，从而能够进一步减少可动单元与固定单元之间的摩擦系数。
另外，在从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、倾转及回旋驱动部，且在从水平面向下方倾斜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之间的摩擦系数减少和装置低高度这两者。
另外，通过使固定单元为塑性树脂，能够将固定单元与摇摄、倾转及回旋驱动线圈和摇摄、倾转及回旋磁轭一起一体成型，能够实现装置的低成本化。
另外，通过使可动单元为塑性树脂，能够将可动单元与摇摄、倾转及回旋驱动磁铁和旋转检测用磁铁、倾斜检测用磁铁一起一体成型，能够实现装置的低成本化。
另外，通过使固定单元的凹状圆锥面与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之间的摩擦系数。
另外，可动单元的倾斜检测器和固定于固定单元的光传感器检测印刷于可动单元的凸状部分球面的一部分上的花纹图案的倾斜引起的移动，并算出摇摄及倾转方向的二维倾斜角度，从而能够实现装置的低成本化。
如以上所述，根据本发明的一方案，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，能够在控制频率区域中大幅抑制机械共振。而且，能够提供这样的相机驱动装置：使用能够在摇摄方向和倾转方向上进行±10度以上的较大的倾斜驱动并能够在回旋方向上旋转的驱动支承系统，在一直到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，能够修正步行抖动引起的图像抖动，且小型并牢固。
以下，参照附图详细地说明本发明的实施方式。
(第一实施方式)
以下，说明本发明涉及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、图4A是从斜上方观察相机驱动装置165的立体图。
图3B、图4B是从斜上方观察将作为一部分结构要素的脱落防止构件201拆除后的状态的相机驱动装置165的立体图。
图5A是搭载于相机部100的透镜的从光轴10方向观察到的平面图。图5B是从图5A所示的直线13的方向观察到的平面图。
图6A、图6B是从上方观察将相机部100和相机罩150及基体200拆除后的可动单元180和驱动部的立体图。
图7是从上方观察到的固定单元的立体图。
图8是表示固定单元的概略结构的分解立体图。
图9A、图9B是相机驱动装置165的俯视图及包含光轴10和摇摄方向旋转轴12的平面处的剖视图。
图10A、图10B是相机驱动装置165的俯视图及包含光轴10和倾转方向旋转轴11的平面处的剖视图。
图11A、图11B是相机驱动装置165的俯视图及包含光轴10和直线14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的状态下的从上方观察到的立体图。图12B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的状态下的从上方观察到的将脱落防止构件201排除后的立体图。
图13A、图13B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的状态下的包含光轴10和直线14的平面处的剖视图。
图14是从上方观察倾斜检测器和旋转检测器的分解立体图。
图15是本发明的第一实施方式的从上方观察倾斜检测器和旋转检测器的立体图。
图16A及图16B是本发明的第一实施方式的从不同角度的上方观察旋转检测器的立体图。
图17A是从上方观察向回旋方向22旋转了角度+θxy的状态下的旋转检测器的立体图。图17B是从上方观察向回旋方向22旋转了角度-θxy的状态下的旋转检测器的立体图。
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19A、图19B是固定单元的俯视图及包含光轴10和倾转方向旋转轴11的平面处的剖视图。
图20A、图20B是固定单元的俯视图及包含光轴10和支承球55的中心的平面处的固定单元的旋转剖视图。
图21A及图21B是表示相机驱动装置的相对于拍摄水平基准的相对角度位置的从上方观察到的立体图。
参照这些图来说明相机驱动装置165的主要的结构。
相机驱动装置165具备相机部100、内置相机部100的可动单元180和支承可动单元180的固定单元。可动单元180相对于固定单元向以透镜光轴10为中心旋转的回旋方向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自由地旋转。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180向摇摄方向20及倾转方向21倾斜的摇摄驱动部及倾转驱动部；使相机部100相对于固定单元向以透镜光轴10为中心旋转的回旋方向22旋转的回旋驱动部。
摇摄驱动部包括一对摇摄驱动磁铁401、一对摇摄驱动线圈301和由磁性体构成的一对摇摄磁轭203。另外，在一对摇摄驱动线圈301的外侧卷绕有后述的以光轴10为中心向回旋方向22旋转驱动的一对回旋驱动线圈303。
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和由磁性体构成的一对倾转磁轭204。回旋驱动部包括一对回旋驱动磁铁405、一对回旋驱动线圈303和一对回旋磁轭205。另外，在一对倾转驱动线圈302的外侧卷绕有后述的以光轴10为中心向回旋方向22旋转驱动的一对回旋驱动线圈303。
以下，详细地说明由摇摄驱动部、倾转驱动部及回旋驱动部进行的可动单元180的驱动。
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180相对于固定单元的倾斜角度及绕透镜光轴10的旋转角度的检测器。具体而言，相机驱动装置165具备：用于检测可动单元180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器；用于检测绕透镜光轴10的倾斜角度的第二检测器。第一检测器包括第一磁传感器501和倾斜检测用磁铁406。第二检测器包括设于可动部180的球心70附近的一对旋转检测用磁铁403；由具有球面部510A的一对球面磁轭510和背磁轭520构成的磁路；固定于基体200的一对第二磁传感器503。关于检测器，以下进行详细地说明。
如图1、图2所示，相机部100包括：摄像元件(未图示)；具有使被摄体图像在摄像元件的摄像面上成像的光轴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例如由柔性线缆构成。
固定单元包括基体200。基体200具有供可动单元180的至少一部分游嵌的凹部。在本实施方式中，凹部的内侧面由凹状球面200A构成。基体200还具有开口部200P、200T和接触面200B。
如图1～图8所示，相机驱动装置165为了使可动单元180向回旋方向22旋转，作为回旋磁轭并用一对摇摄磁轭203和一对倾转磁轭204，且具备卷绕于这些磁轭的四个回旋驱动线圈303。另外，作为回旋驱动磁铁，并用一对摇摄驱动磁铁401和一对倾转驱动磁铁402。
如图7及图8所示，回旋驱动线圈303具有以相对于摇摄驱动线圈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于一对摇摄磁轭203和一对倾转磁轭204上而成的十字卷绕结构，分别插入固定于基体200的开口部200P、200T。
优选的是，包括基体200的固定单元由树脂构成。更优选的是，包括基体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和回旋驱动线圈303、卷绕于一对倾转磁轭204的倾转驱动线圈302和回旋驱动线圈303一体成型。另外，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180包括相机罩150和下部可动部102。内置相机部100的相机罩150固定于下部可动部102。
下部可动部102具备具有开口部102H的壶形状。下部可动部102在外形上具有凸状部分球面102R。凸状部分球面102R只要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。如图18、图19B、图20B所示，下部可动部102的凸状部分球面102R与三个支承球55点接触，该三个支承球55藉由树脂制的支承球保持件56嵌入在基体200的内侧面的凹部球面200A设置的三个圆柱凹部200F中。
凸状部分球面102R覆盖下部可动部102的外侧整体。更具体而言，下部可动部102具有能供构成后述的第二检测器的连结棒(保持杆)801插入的开口部102W。开口部102W的开口范围设定为在可动单元180可动的倾斜及旋转的整个范围内连结棒801不与下部可动部102接触。另外，开口部102W作为可动单元180的回旋方向22的限动部使用。因此，除开口部102W以外的部分的表面构成凸状部分球面102R。
凸状部分球面102R的球心70位于下部可动部102的大致中心，位于相机部100的下部。
另外，将与相机部100相连接的配线110在可动单元180中定位，因此，也可以在下部可动部102设置具有供配线110的一部分插入的凹部的缺口部102S。
在可动单元180设有倾斜检测用磁铁406、一对旋转检测用磁铁503、一对摇摄驱动磁铁401和一对倾转驱动磁铁402。为了避免在凸状部分球面102R露出，优选将搭载的检测用磁铁或驱动磁铁从开口部102H配置在下部可动部102的内侧。另外，倾斜检测用磁铁406配置在下部可动部102的底部的光轴10上。下部可动部102优选由滑动性优异的树脂构成。更优选的是，下部可动部102、倾斜检测用磁铁406、一对摇摄驱动磁铁401和一对倾转驱动磁铁402一体地成型。
如图9B、图10B所示，设于基体200的内侧的摇摄磁轭203、倾转磁轭204及回旋磁轭205由磁性体构成，因此，以分别对置的方式设于下部可动部102的内侧的摇摄驱动磁铁401和倾转驱动磁铁402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，在摇摄磁轭203和摇摄驱动磁铁401产生磁吸引力F1，在倾转磁轭204和倾转驱动磁铁402产生磁吸引力F1。
接着，使用图18、图19A、图19B、图20A、图20B说明支承球55的配置及结构。
在从光轴10的方向观察到(图18、图19A)的凹状球面200A的区域中，以将摇摄方向旋转轴12作为起点的角度θb的间隔配设有三个圆柱凹部200F。在圆柱凹部200F内分别插入有支承球保持件56(图18)。为了均等地支承可动单元，角度θb优选为120度。
三个支承球55分别插入三个圆柱凹部200F内的支承球保持件56内，与内侧面线接触。支承球55自凹状球面200A突出。三个支承球55分别具有凸状部分球面，与下部可动部102的凸状部分球面102R在三个接触点102P接触。
如图20B所示，将各支承球55的凸状部分球面的球心、即各支承球55的球心和下部可动部102的凸状部分球面102R的球心70连结的直线60、61相对于与光轴10垂直且通过凸状部分球面102R的球心70的水平面P向下倾斜且呈倾斜角度θs(倾斜角度C)。倾斜角度θs优选为30度至60度，更优选为45度。
由此，下部可动部102相对于固定单元仅在三点支承且支承球55能旋转，从而能最大限度地降低在可动单元与固定单元之间产生的摩擦，能获得极其良好的可动单元的活动特性。
而且，如图10B所示，作为回旋磁轭并用的插入基体200的内侧的摇摄磁轭203和倾转磁轭204由磁性体构成，因此，在与以分别对置的方式设于下部可动部102内侧的作为回旋驱动磁铁并用的摇摄驱动磁铁401、倾转驱动磁铁402之间分别产生磁吸引力F1。磁吸引力F1成为可动单元的凸状部分球面102R与三个支承球55的垂直阻力，且作为光轴10方向的合成矢量获得磁吸引力F2。
由于能相对于固定单元对可动单元进行三点的球支承，且支承球55以光轴10为中心以120度的角度间隔均等地配设，因此，能以极其稳定的支承结构实现极其优异的活动特性。特别是通过使倾斜角度θs为45度左右，如图9B所示，利用磁吸引力F2使支承球55和支承球保持件56的圆周状线接触部分承受的力均匀，因此，能进一步降低可动单元与固定单元之间的摩擦系数。
在该磁吸引力F2的作用下，基体200的三个支承球55与下部可动部102的凸状部分球面102R的部分球面在接触点102P处进行点接触(图9B)，且下部可动部102以球心70为中心自如地旋转。换言之，可动单元180在以光轴10为中心呈圆周状地配置三个接触点102P的状态下被固定单元支承。但是，本实施方式的特征在于至少利用三个点接触支承基体200的凹部200A和下部可动部102的凸状部分球面102R，用于实现该支承的具体的结构并不限于支承球。例如，利用由树脂等构成的具有三个凸状部分球面的凸部也能实现该支承。
需要说明的是，三个支承球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165施加有冲击的情况下也不会脱落是不言而喻的。利用这些可动单元180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回旋方向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，该回旋方向22的旋转以透镜光轴10为中心旋转。
特别是，下部可动部102具备将球体的一部分切除了的形状，因此，球心70与下部可动部102的中心且为重心的位置一致。因此，可动单元180向摇摄方向20、倾转方向21及回旋方向22能均以大致相等的力矩旋转。其结果是，无论可动单元180向摇摄方向20、倾转方向21及回旋方向22如何旋转，始终能以大致相同的驱动力向摇摄方向20、倾转方向21及回旋方向22进一步旋转，能够始终以高精度来驱动可动单元180。
另外，球心70、即可动单元180的旋转中心与可动单元180的重心一致，因此，可动单元180向摇摄方向20、倾转方向21及回旋方向22旋转的力矩非常小。因此，以较小的驱动力就能够将可动单元180维持为中立状态，或使其向摇摄方向20、倾转方向21及回旋方向22旋转。因此，能够减少相机驱动装置的消耗电力。特别是，还能够使用于将可动单元180维持在中立状态的必要的驱动电流大致为零。
这样，根据本实施方式，内置相机部100的可动单元180在重心位置即球心70处被集中地支承。因此，能够减少由摩擦产生的负载、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和倾转驱动磁铁402不受转动角度影响，而以恒定的磁吸引力对支承球55与凸状部分球面102R之间分散地施加恒定的垂直阻力。因此，能抑制由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凸状部分球面102R的下部可动部102和支承球保持件56，则能够进一步减少接触的支承球55与凸状部分球面102R的摩擦，能实现耐磨损性优异的支承结构。
相机驱动装置165优选包括限制可动单元180的移动的脱落防止构件201，以避免可动单元180从固定单元脱落(图1、图4C)。脱落防止构件201具有脱落防止用限制面201A，在可动单元180以离开固定单元的方式移动的情况下，通过使可动单元180的下部可动部102与脱落防止用限制面201A抵接来限制可动单元180的移动(图4A)。如图11B所示，为了使下部可动部102能够在相对于球心70的全部可动范围内自由地转动，而在下部可动部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下部可动部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。在下部可动部102的凸状部分球面102R通过接触点102P与固定单元的支承球55点接触的状态下，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。
该空隙50设定为这样的距离：即使下部可动部102的凸状部分球面102R离开支承球55，也能够利用磁吸引力F1使凸状部分球面102R返回与支承球55在接触点102P点接触的状态。
也就是说，即使在可动单元180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，利用磁吸引力F1，可动单元180也能返回凸状部分球面102R与支承球55点接触的原始的状态。
因此，根据本实施方式，能够提供一种即使在可动单元180瞬间地从规定位置脱落的情况下，也能利用该磁吸引力F1立即恢复原始的良好支承状态的耐冲击性优异的相机驱动装置。
接着，详细地说明用于驱动可动单元180的结构。
如图2所示，为了驱动可动单元180向摇摄方向20旋转，而在下部可动部102相对于光轴10对称地配置一对摇摄驱动磁铁401，为了驱动可动单元180向倾转方向21旋转，而相对于光轴10对称地配置一对倾转驱动磁铁402。关于设于固定单元的结构要素，“相对于光轴10对称”是将可动单元180处于中立状态、即可动单元180相对于固定单元不倾斜的状态下的光轴10作为基准。
摇摄驱动磁铁401以沿倾转方向旋转轴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以沿摇摄方向旋转轴12方向具有磁通的方式被磁化成1极。
如图1、图3B等所示，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于以光轴10为中心的基体200的圆周上。
如图5A至图8所示，在沿倾转方向旋转轴11方向配置于基体200的一对摇摄磁轭203上分别设有卷绕于摇摄磁轭203的摇摄驱动线圈301，而且，在摇摄驱动线圈301的外侧以与摇摄驱动线圈301的卷绕方向正交的方式设有回旋驱动线圈303。
同样地，在沿与倾转方向旋转轴11正交的摇摄方向旋转轴12方向配置的一对倾转磁轭204上分别设有卷绕于倾转磁轭204的倾转驱动线圈302，在倾转驱动线圈302的外侧以与倾转驱动线圈302的卷绕方向正交的方式设有回旋驱动线圈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及回旋方向22的驱动部分别独立地分散配置。
根据这样的结构，能够均等地设置摇摄磁轭203与摇摄用磁铁401之间的磁隙、倾转磁轭204与倾转用磁铁402之间的磁隙。因此，能够均等地提高各个磁通密度，能够大幅改善向摇摄方向20、倾转方向21及回旋方向22的驱动效率。
接着，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9B所示，直线30、31与在固定于基体200的倾转磁轭204上卷绕的倾转驱动线圈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。另外，直线30、31相对于与处于中立状态的可动单元的光轴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θp(倾斜角度A)。一对倾转驱动磁铁402以与一对倾转驱动线圈302对置的方式倾斜地配置于可动单元180。
虽未图示，但与在固定于基体200的摇摄磁轭203上卷绕的摇摄驱动线圈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与处于中立状态的可动单元的光轴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θp(倾斜角度A)。另外，一对摇摄驱动磁铁401也以与一对摇摄驱动线圈301对置的方式倾斜地配置于可动单元180。另外，与回旋驱动线圈303的卷绕中心轴垂直且通过球心70及回旋驱动线圈303的中心的直线也相对于与光轴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θr(倾斜角度B)。
另外，如图9B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。
如上所述，通过将倾斜角度θp设定为45度以下，能够减小固定单元的高度，能够实现装置的省空间和低高度。优选的是，倾斜角度θp及倾斜角度θr为20度至25度左右，更优选的是，例如20度。
通过向一对摇摄驱动线圈301通电，从而一对摇摄驱动磁铁401接受力偶的电磁力，驱动下部可动部102、即可动单元180以摇摄方向旋转轴12为中心向摇摄方向20旋转。同样地，通过向一对倾转驱动线圈302通电，从而一对倾转驱动磁铁402接受力偶的电磁力，驱动可动单元180以倾转方向旋转轴11为中心向倾转方向21旋转。
另外，通过向摇摄驱动线圈301及倾转驱动线圈302同时通电，能够使搭载有相机部100的可动单元180二维地倾斜。图12A、图12B及图13A、图13B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同时通同等的电流，从而向摇摄方向20及倾转方向21各倾斜同角度，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的状态。
另外，通过向四个回旋驱动线圈303通电，从而可动单元180接受同旋转方向的电磁力，驱动可动单元180以光轴10为中心向回旋方向22旋转。
这样，本实施方式采用在可动单元180设置摇摄驱动磁铁401、倾转驱动磁铁402的移动磁铁驱动方式。在该结构中，通常考虑可动单元180的重量增大这样的问题。但是，根据该结构，不需要向可动单元180的驱动用配线的悬架，只要仅将相机部100的电源线与输出信号在可动单元180与外部之间传送即可。在相机部100为无线相机的情况下，仅为电源线即可。另外，由于可动单元180的重心与可动单元180的转动中心点一致，因此，即使由于搭载驱动磁铁而重量增大，可动单元180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引起的课题，且能够享有移动磁铁驱动方式带来的优点。
接着，说明相机部100的电源线及输出信号的传送机构。
如图1、图2、图6A、图6B、图9、图11A、图11B及图13A、图13B所示，作为传送机构发挥功能的一对配线110相对于光轴10线对称地配置。更具体而言，一对配线110在包含光轴10、且相对于摇摄方向20及倾转方向21成45度的平面上相对于光轴10线对称地配置。
如图1、图2所示，在基体200的接触面200C固定有夹持配线110进行定位的第一固定保持件120。第一固定保持件120的倾斜面120A(参照图1)如图11B、图13B所示从与光轴10正交且通过球心70的水平面向下方倾斜。
通过粘接等或利用第二固定保持件130夹持来将配线110的背面固定于该倾斜面120A。而且，通过将第一固定保持件120固定于基体200的接触面200C，从而利用第一固定保持件120的倾斜面120B(参照图1、图2)与第二固定保持件130来夹持配线110并对配线110进行定位。
说明配线110向可动单元180的配线处理。如图2所示，在相机罩150设有夹持相机部100而进行固定的相机单元固定板160。一对配线110利用配线固定保持件170固定于相机单元固定板160。
由此，配线110向下方弯曲，如图13B所示，即使在可动单元180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，能够降低配线110的弯曲弹簧特性产生的对下部可动部102的反作用。
需要说明的是，可动单元180的以光轴10为中心的回旋方向22的旋转角度通过设于下部可动部102的开口部102W和固定于基体200的连结棒801的接触来限制。由于在开口部102W插入有连结棒801，因此，在开口部102W限定的开口的范围内，在连结棒801不与限定开口部102W的壁接触的情况下可动单元180以光轴10为中心旋转。在可动单元180欲超过开口的范围进行旋转时，连结棒801与限定开口部102W的壁接触，因此，可动单元180无法进一步进行旋转。
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、回旋驱动线圈303的发热能够经由摇摄磁轭203、倾转磁轭204被基体200冷却这样的较大的优点。而且，在使向摇摄方向20及倾转方向21倾斜的倾斜角度与回旋方向22的旋转角度为20度以上的情况下，在能够将可动单元180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使可动单元180的重量增加的可能性。
这样，根据本实施方式，相机部100、下部可动部102、设于下部可动部102的凸状部分球面102R、脱落防止用限制面201A、设于基体200的支承球55、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是支承中心也是驱动中心的球心70。
因此，可动单元180的重心与球心70一致，能够利用重心支承可动单元180，并且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180的脱落。
相机驱动装置165由于减少可动单元180的振幅增大系数(Q值)，因此，也可以具备粘性构件(未图示)。在该情况下，如图9B、图10B所示，在可动部102的凸状部分球面102R与基体200的凹状球面200A或脱落防止构件201的脱落防止用限制面201之间设置粘性构件。由此，能够减少相对于在设于可动单元180的摇摄驱动磁铁401、倾转驱动磁铁402与设于基体200的摇摄磁轭203、倾转磁轭204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簧效应所引起的振动的振幅增大系数(Q值)、机械固有振动的Q值，能够得到良好的控制特性。
另外，在可动单元180的全部可动范围内，也可以在下部可动部102的凸状部分球面102R中的、不存在接触点102P的轨迹的区域的表面设置凸凹状形状(未图示)。利用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，能够实现大幅的粘性衰减特性的提高。
接着，说明可动单元180的倾斜、旋转的检测。首先，详细地说明可动单元180的摇摄方向20及倾转方向21上的可动单元180的倾斜角度的检测。
如图1、图2、图7、图8、图14所示，为了检测可动单元180的倾斜角度，相机驱动装置165具备作为第一检测器的第一磁传感器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插入开口部200H，固定于基体200。
另外，如图1、图13B所示，电路基板502在三个部位借助压缩弹簧600利用调节螺栓601固定于基体200，通过使三个调节螺栓601分别旋转，来改变倾斜检测用磁铁406与第一磁传感器501的相对的倾斜和距离。由此，能将第一磁传感器501的倾斜输出信号调整为最优。
在第一磁传感器501的内部，在倾转方向旋转轴11及摇摄方向旋转轴12上以光轴10为中心分别各一对地对称配置霍尔元件(未图示)。第一磁传感器501对可动单元180的摇摄方向20及倾转方向21上的倾斜动作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。
这样，根据本实施方式，能够缩短倾斜检测用磁铁406与球心70之间的间隔，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，第一检测器包括第一磁传感器501和倾斜检测用磁铁406，但也可以利用其它的结构来构成第一检测器。例如，第一检测器也可以包括在光轴10上设于固定单元的光传感器和设于可动单元180的光检测图案。通过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倾斜角度。
图16A、图16B是表示用于检测可动单元180的绕光轴10的回旋方向22的旋转角度的第二检测器即第二磁传感器503的配置的立体图。
第二检测器基本来说由固定于基体200的一对第二磁传感器503和固定于可动单元180的一对旋转检测用磁铁403构成。
可动单元180的设于下部可动部102的旋转检测用的磁路包括直线13方向的磁极不同的一对旋转检测用磁铁403、由磁性体构成的具有球面部510A的一对球面磁轭510、由磁性体构成的背磁轭520和由树脂构成的检测用磁铁基体530，形成磁隙G(图16A)。在本实施方式中，如图16B所示，一对旋转检测用磁铁403相对于光轴10对称地配置。
需要说明的是，若能用旋转检测用磁铁403形成球面磁轭510的形状，则不需要球面磁轭510。也就是说，若将以部分球面102R的球心为中心的球面部510A隔开磁隙G而磁化成N极及S极，则也可以不具备球面磁轭510，另外，一对旋转检测用磁铁403也可以不相对于光轴10对称地配置。
以磁隙G为边界，一对球面磁轭510的磁极急剧地变化。因此，在可动单元180向回旋方向22旋转的情况下，通过利用第二磁传感器503检测该磁隙G向回旋方向22旋转所引起的急剧的磁极变化，能以高精度检测回旋方向22的旋转角度。
另外，回旋方向22的旋转检测用的磁路以位于球心70附近的方式固定于相机单元固定板160的下部。
如图14、图15及图16A所示，以相对于由旋转检测用磁铁403形成磁路的一对球面磁轭510隔开规定距离对置的方式设置的一对第二磁传感器503借助磁传感器保持件800、连结棒801及旋转检测基体803固定于基体200。也就是说，将一对第二磁传感器503固定于连结棒801的一端，将连结棒801的该一端插入开口部102W，且位于球心70的附近。上述第二检测器构成于包含光轴10和直线13的平面上，而且如图16B所示，连结棒801相对于包含直线13的水平面P以球心70为中心向下方倾斜角度θG。
通过使在直线13方向上向下方倾斜角度θG，能不与相机部100、前述的摇摄驱动用磁铁401和倾转驱动磁铁402干涉地设置第二检测器。
而且，通过将第二检测器设于球心70附近，能大幅减少由摇摄及倾转的倾斜所引起的球面磁轭510的移动偏移量，能减少由摇摄方向20及倾转方向21的倾斜引起的向回旋方向22的串扰信号。
由此，即使在摇摄方向20及倾转方向21上有较大倾斜的情况下，也能仅抽取回旋方向22的旋转角度检测信号。
接着，使用图21A、图21B说明相机驱动装置165的拍摄姿势。图21A表示相机驱动装置165处于动作状态的情况下的拍摄姿势。即，倾转方向旋转轴11相对于被摄体的水平基准HS平行且摇摄方向旋转轴12相对于被摄体的水平基准HS垂直的相机驱动装置165的姿势状态。在该姿势状态下，也能进行良好的相机驱动。
图21B是倾转方向旋转轴11相对于被摄体的水平基准HS倾斜45度、且摇摄方向旋转轴12也相对于被摄体的水平基准HS倾斜45度的相机驱动装置165的姿势状态。
根据该拍摄姿势状态，在沿被摄体的水平基准HS方向进行摇摄驱动的情况下，具有通过对摇摄驱动线圈301和倾转驱动线圈302这两方通电而能进行向本来的摇摄方向的驱动的优点。另外，在沿与被摄体的水平基准HS垂直的方向进行倾转驱动的情况下，通过对摇摄驱动线圈301和倾转驱动线圈302这两方通电而能进行向本来的倾转方向的驱动。
即，在进行向假定为利用频率高的摇摄和倾转方向的驱动时，通过向两个线圈通电来实现。
其结果是，相对于向本来的摇摄和倾转方向的驱动，当对倾斜45度的摇摄驱动线圈301和倾转驱动线圈302进行驱动的情况下，图21B中的可动单元180向摇摄方向旋转轴12和倾转方向旋转轴11方向的旋转角度为
Figure BDA0000455442390000271
倍的旋转角度。
因此，在图21B那样的拍摄姿势的情况下，假定为利用频率较高的本来的摇摄和倾转方向的驱动角度为
Figure BDA0000455442390000272
倍的旋转角度，能降低在上述的设于可动单元的驱动磁铁和设于固定单元的磁轭之间产生的磁吸引力的磁弹簧效应，能实现良好的相机驱动。
这样，根据本实施方式的相机驱动装置，将设于可动单元的可动部的凸状部分球面的球心和配置于固定单元的圆周上的支承球的中心轴配置在相机部的透镜的光轴上。由此，能够实现利用重心支承可动单元的结构，在驱动频率区域中能大幅地抑制机械共振。
另外，在由固定单元的支承球和可动单元的凸状部分球面构成的三点支承结构中，利用不易受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较大课题的振动·冲击等的干扰等引起的可动单元180的脱落，而在设于固定单元的脱落防止构件上隔着能转动的规定的空隙设置脱落防止限制面。因此，能够避免装置的大型化且可靠地实现可动单元的脱落防止。
另外，脱落防止限制面的位置被确定为：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，也能利用磁吸引力使可动单元180的凸状部分球面与固定单元的支承球再次点接触。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原始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、倾转及回旋方向的驱动部包括：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从包含球心的水平面向下方倾斜的高度位置。因此，能够在球心中心驱动可动单元的重心，且能够实现低高度。
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支承球保持件的表面部分，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基体内侧面的凹状球面或脱落防止限制面形成的空隙填充粘性构件，能够减少在设于可动单元的驱动磁铁和设于固定单元的磁轭之间产生的磁吸引力变动引起的磁弹簧效应所产生的振动的振幅增大系数(Q值)或机械固有振动的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，将沿着相对于摇摄方向旋转轴及倾转方向旋转轴成45度的方向被磁化成彼此反向的一对旋转检测磁铁设于可动单元部的球心附近，利用设于固定单元的第二磁传感器检测磁变化。
另外，通过将第二检测器设于球心附近，能够大幅地减少由摇摄及倾转的倾斜引起的第二检测器的移动偏移量，能够减少由摇摄方向及倾转方向的倾斜引起的向回旋方向的串扰信号。
由此，在沿摇摄方向及倾转方向较大倾斜的情况下，也能仅抽取回旋方向的旋转角度检测信号。另外，在固定单元上，一对第二磁传感器配置在相对于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度以上的较大角度倾斜，而且，能够使可动单元向回旋方向以±10度以上的较大角度旋转。另外，能够在一直到50Hz左右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，实现这样的相机驱动装置：能实现相机部的高速摇摄·倾转·回旋动作，且能够修正因步行拍摄时的手抖而产生的拍摄图像的图像抖动。另外，由于具备小型且牢固的脱落防止结构，因此，实现相对于振动、落下冲击等来自外部的冲击的耐冲击性较强的相机驱动装置。
另外，回旋驱动线圈具有以相对于摇摄驱动线圈及倾转驱动线圈的线圈卷绕方向正交的方式层叠卷绕于一对摇摄磁轭和一对倾转磁轭而成的十字卷绕结构，因此，能实现固定单元的省空间化、小型化及部件个数削减。
这样，根据本实施方式的相机驱动装置，实现这样的相机驱动装置：能实现相机部的高速摇摄·倾转·回旋动作，且能修正步行拍摄时的手抖产生的拍摄图像的图像抖动。另外，由于具备小型且牢固的脱落防止结构，因此，实现相对于振动、落下冲击等来自外部的冲击的耐冲击性较强的相机驱动装置。
(第二实施方式)
说明本发明涉及的相机单元的实施方式。本发明的第二实施方式的相机单元170包括相机驱动装置和控制部，能修正步行时的图像抖动。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。
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和驱动电路96p、96t、96r。
角速度传感器900、901、902安装在相机驱动装置的基体200或对基体200进行固定的相机单元主体(未图示)上。各角速度传感器900、901、902检测图中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及回旋方向22的角速度。需要说明的是，图22表示三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轴的角速度的一个角速度传感器。另外，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及回旋方向22一致。在角速度传感器检测到的角速度的轴与摇摄方向20、倾转方向21及回旋方向22不一致的情况下，只要在运算处理部94中转换成摇摄方向20、倾转方向21及回旋方向22的角速度即可。
例如，拍摄时的手抖引起的摇摄方向20和倾转方向21的抖动角分别通过角速度传感器900及901检测。另外，因步行拍摄时的步行重心移动而产生的回旋方向22的抖动角通过角速度传感器902检测。如图23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被转换成适合于在运算处理部94中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，除去噪声成分、DC漂移成分。除去了噪声成分及DC漂移成分的角速度信号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，并将数字化了的角速度信号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角度的积分处理，并依次算出摇摄方向20、倾转方向21及回旋方向22的抖动角。另外，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对搭载有相机部100的可动单元进行驱动的开环控制。运算处理部94依次输出目标旋转角度信号84p、84t、84r来作为包括相机驱动装置165的频率响应特性和相位补偿及增益修正等在内的最佳的数字抖动修正量。
目标旋转角度信号84p、84t、84r通过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，从对搭载有相机部100的可动单元相对于基体200的旋转角度进行检测的第一及第二磁传感器501、503输出摇摄方向20、倾转方向21及回旋方向22的旋转角度信号86p、86t、86r。旋转角度信号86p、86t、86r通过模拟电路97p、97t、97r除去噪声成分、DC漂移成分，形成旋转角度信号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由使旋转角度信号88p、88t、88r返回目标角度信号85p、85t、85r的反馈系统构成。因此，在相机单元170上未作用有来自外部的力的情况下，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及回旋方向22的角度。基于目标角度信号85p、85t、85r及旋转角度信号88p、88t、88r，驱动电路96p、96t、96r输出对摇摄驱动线圈301、倾转驱动线圈302、回旋驱动线圈303进行驱动的驱动信号。由此，在相机驱动装置165中，执行角度位置的反馈控制，以旋转角度信号88p、88t、88r与目标旋转角度信号85p、85t、85r相等的方式驱动搭载有相机部100的下部可动部102。
通过该一连串的驱动控制，实施相机部100的抖动修正，即使在步行时也能实现良好的稳定拍摄。
在本发明的第二实施方式中，表示了以对角速度传感器的输出进行积分的旋转角度信号为主的控制系统。但是，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编入运算处理部94，进行微分运算处理，从而也能检测相机部100的旋转角速信号。由此，在运算处理部94中，还可以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，能够以更高的精度抑制手抖及步行抖动。
基于本发明的实施方式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还能够实现这样的相机驱动装置：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运动图像依次合成，从而能够实现可进行静止图像或运动图像的超广角拍摄的相机驱动装置。
需要说明的是，第一至第二实施方式说明了具备相机部的相机驱动装置及相机单元，但作为本发明的实施方式，也可以搭载相机部以外的发光器件或受光器件，实现沿3轴方向能自由地驱动的驱动装置。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轴方向能自由地驱动的驱动装置。在该情况下，若不需要向回旋方向的旋转，则可以不设置回旋驱动部。
另外，在第一至第二实施方式中，作为吸附用磁铁，使用了摇摄、倾转及回旋驱动磁铁，作为磁性体，使用了摇摄、倾转及回旋磁轭，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
本申请公开的相机驱动装置具备能够在摇摄方向、倾转方向及回旋方向上进行驱动的结构，因此，能够实现步行拍摄时因拍摄者的重心移动而产生的包含回旋抖动的3轴方向的抖动修正，能够适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。另外，适于需要高速摇摄、倾转及回旋动作的被摄体的高速追踪相机、监控相机、车载相机等。
而且，能够提供一种通过进行高速摇摄动作、高速倾转动作能够实现拍摄图像的高速合成、且不仅能进行静止图像的超广角拍摄而且还能进行运动图像的超广角拍摄的摄像机。
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  回旋方向
30～45  直线
50  空隙
55  支承球
70  球心
100  相机部
102  可动部
102W  开口部
102R  凸状部分球面
165  相机驱动装置
170  相机单元
200  基体
200A  凹状球面
200P、200T  开口部
201  脱落防止构件
201A  脱落防止限制面
203、204  磁轭
301、302、303  驱动线圈
401、402  驱动用磁铁
403  旋转检测用磁铁
406  倾斜检测用磁铁
501、503  磁传感器
510  球面磁轭
520  背磁轭
600  压缩弹簧
800  磁传感器保持件
801  连结棒
803  旋转检测基体

Claims (33)

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、具有光轴且在所述摄像面上形成被摄体图像的透镜及保持所述透镜的透镜镜筒；
可动单元，其内置所述相机部，具有至少一个吸附用磁铁，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与所述至少一个所述磁性体之间的磁吸引力的作用下，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，所述可动单元以所述第一凸状部分球面的球心为中心自由地旋转；
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；
回旋驱动部，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回旋方向旋转；
第一检测器，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；
第二检测器，其检测向所述回旋方向旋转的所述相机部的旋转角度，
所述第二检测器设于所述第一凸状部分球面的所述球心附近。
2.根据权利要求1所述的相机驱动装置，其中，
所述第二检测器包括：
设于所述可动单元的所述球心附近且相对于所述光轴对称配置的一对旋转检测用磁铁；
固定于所述固定单元且一端插入至所述球心附近位置的棒状的保持杆；
以相对于所述一对旋转检测用磁铁的各磁铁对置的方式固定于所述保持杆的所述一端的一对第二磁传感器，
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，并算出所述相机部的旋转角度。
3.根据权利要求2所述的相机驱动装置，其中，
所述可动单元具有供所述保持杆插入的开口部，通过所述开口部与所述保持杆接触来限制所述可动单元的旋转角度。
4.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。
5.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。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的相机驱动装置，其中，
所述相机驱动装置还具备脱落防止构件，该脱落防止构件设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，以避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。
7.根据权利要求1～6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，
所述一对摇摄驱动磁铁及所述一对摇摄驱动线圈设于通过所述第一凸状部分球面的球心的直线上，
所述一对倾转驱动磁铁及所述倾转驱动线圈设于通过所述第一凸状部分球面的球心且与所述直线正交的另一直线上，
各摇摄驱动磁铁、摇摄驱动线圈、倾转驱动磁铁及倾转驱动线圈的所述光轴方向上的中心位置与所述凸状部分球面的球心位置大致一致。
8.根据权利要求7所述的相机驱动装置，其中，
所述回旋驱动部包括分别卷绕于所述一对所述摇摄磁轭及所述一对倾转磁轭上的四个回旋驱动线圈，
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回旋驱动磁铁。
9.根据权利要求8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及所述一对倾转驱动磁铁。
11.根据权利要求7或8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。
12.根据权利要求8所述的相机驱动装置，其中，
与所述一对回旋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回旋驱动线圈的中心的水平面成45度以下的倾斜角度B，
所述一对回旋驱动磁铁以与所述回旋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11所述的相机驱动装置，其中，
所述倾斜角度A为20度。
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B为20度。
15.根据权利要求5所述的相机驱动装置，其中，
将所述各第二凸状部分球面的球心与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。
16.根据权利要求8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回旋驱动磁铁分别位于所述可动单元的内侧，并在所述第一凸状部分球面未露出。
17.根据权利要求8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回旋驱动线圈分别设于所述固定单元的内侧，并在所述凹部内未露出。
18.根据权利要求16所述的相机驱动装置，其中，
所述可动单元由树脂材料构成。
19.根据权利要求16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回旋驱动磁铁一起一体成型。
20.根据权利要求17所述的相机驱动装置，其中，
所述固定单元由树脂材料构成。
21.根据权利要求20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、所述一对回旋驱动线圈、所述一对摇摄磁轭、所述一对倾转磁轭及所述一对回旋磁轭一起一体成型。
22.根据权利要求1～7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。
23.根据权利要求7所述的相机驱动装置，其中，
所述相机驱动装置还具备与所述相机部连接且由柔性线缆构成的配线，
所述配线相对于所述光轴线对称地配置，在与所述光轴垂直的平面中，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，所述配线固定于所述可动单元。
24.根据权利要求1所述的相机驱动装置，其中，
所述第一检测器包括：
固定于所述固定单元的第一磁传感器；
设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由所述倾斜检测用磁铁的倾斜引起的磁力变化，并算出所述相机部在所述摇摄方向及所述倾转方向上的二维倾斜角度。
25.根据权利要求24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。
26.根据权利要求1所述的相机驱动装置，其中，
所述第一检测器包括：
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一部分上设置的光检测图案，
所述光传感器检测由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，并算出所述相机部在所述摇摄及倾转方向上的二维倾斜角度。
27.根据权利要求26所述的相机驱动装置，其中，
所述光传感器及所述光检测图案位于所述光轴上。
28.根据权利要求2所述的相机驱动装置，其中，
当所述可动单元处于中立位置时，在与所述光轴正交的平面上，将所述一对第二磁传感器和所述一对旋转检测用磁铁及所述保持部分别配置于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。
29.根据权利要求2所述的相机驱动装置，其中，
所述一对旋转检测用磁铁由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磁铁构成。
30.根据权利要求6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所述第一凸状部分球面之间设有空隙，
所述空隙被确定为：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，也能在所述磁吸引力的作用下恢复点接触或线接触的状态。
31.一种相机单元，具备：
权利要求1～29中任一项所规定的相机驱动装置；
对绕所述固定单元的正交的3轴的角速度分别进行检测的角速度传感器；
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。
32.一种相机单元，具备：
以所述相机部的所述光轴为中心旋转了45°的权利要求1～31中任一项所规定的相机驱动装置；
对绕所述固定单元的正交的3轴的角速度分别进行检测的角速度传感器；
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。
33.一种光器件驱动装置，具备：
光器件，其具有光轴，且接受光或发出光；
可动单元，其内置所述光器件，具有至少一个吸附用磁铁，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与所述至少一个磁性体之间的磁吸引力的作用下，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，所述可动单元以所述第一凸状部分球面的球心为中心自由地旋转；
摇摄驱动部，其使所述光器件相对于所述固定单元向摇摄方向倾斜；
倾转驱动部，其使所述光器件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；
回旋驱动部，其使所述光器件相对于所述固定单元向以所述光轴为中心旋转的回旋方向旋转；
第一检测器，其检测所述光器件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；
第二检测器，其检测向所述回旋方向旋转的所述光器件的旋转角度，
所述第二检测器设于所述第一凸状部分球面的所述球心附近。
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