CN103792757B - 图像抖动校正设备、光学设备和摄像装置 - Google Patents

Abstract

图像抖动校正设备、光学设备和摄像装置。图像抖动校正设备包括保持校正透镜的图像抖动校正单元，并且通过使图像抖动校正单元沿着以转动中心点（O）为球心的球面相对于固定构件转动来校正图像抖动。电磁驱动单元在与校正透镜的光轴垂直的方向上布置于校正透镜的外周，并且在彼此相对的表面上具有磁体和线圈。在包括校正透镜的光轴以及磁体与线圈的各个相对表面的几何中心的截面中，相对表面的几何中心的法线相对于光轴倾斜，并且该法线和光轴的交点与转动中心点（O）一致，或者两者被定位于当从校正透镜观察时的同一侧。

Description

图像抖动校正设备、光学设备和摄像装置

技术领域

本发明涉及包含在诸如数字相机等的摄像装置内或者诸如数字单镜头反光用可更换镜头、双目镜、望远镜等的光学设备内的图像抖动校正设备。

背景技术

包含在数字相机等内的图像抖动校正设备通过在与光轴垂直的平面上沿两个方向（横摆方向和俯仰方向）对保持光学构件或摄像元件的图像抖动校正单元进行驱动来减轻拍摄期间产生的相机抖动的影响。日本特开2008-134329号公报中公开的图像抖动校正设备通过在以规定的点为球心的球面上沿两个方向对保持校正透镜的图像抖动校正单元进行驱动来防止校正透镜移动时的光学性能的减弱。

日本特开2008-134329号公报公开了利用音圈马达驱动图像抖动校正单元的装置。两个音圈马达被布置成使得在相互垂直且均垂直于光轴的第一方向和第二方向上施加驱动力，由此得到了在球面上沿两个方向驱动图像抖动校正单元的构造。

利用以上日本特开2008-134329号公报的装置，当图像抖动校正单元在可动区域的一端或另一端时，构成音圈马达的磁体与线圈之间的距离显著地改变。由于音圈马达的输出很大程度上取决于磁体与线圈之间的距离，所以音圈马达的输出也根据图像抖动校正单元的位置而显著地改变。于是，为了即使在输出最低时也能够提取出足够的驱动力，音圈马达随之大型化。

发明内容

本发明提供一种图像抖动校正设备，其通过使保持校正构件的可动构件移动来减小推进力的输出波动并抑制驱动效率的降低。

根据本发明的一个方面，提供一种图像抖动校正设备，该设备包括：可动构件，其被构造成保持图像抖动校正构件；固定构件，其被构造成以使得所述可动构件能够沿着以转动中心点为球心的球面移动的方式来保持所述可动构件；和电磁驱动单元，其被构造成具有磁体和线圈，所述磁体和所述线圈设置于所述可动构件和所述固定构件中的彼此相对的部分。所述磁体和所述线圈相对于与光轴垂直的方向倾斜地布置，使得所述线圈通电时产生的驱动力的方向与以所述转动中心点为球心的球面的切线方向近似一致。

根据本发明的另一方面，提供一种设置有如上所述的图像抖动校正设备的光学设备。

根据本发明的又一方面，提供一种设置有如上所述的图像抖动校正设备的摄像装置。

根据本发明的图像抖动校正设备能够减小推进力的输出波动，并能够抑制驱动效率的降低。

从参照附图对示例性实施方式的下述说明中，本发明的其他特征将变得明显。

附图说明

图1是为了组合利用图1至图8说明本发明的第一实施方式而示出图像抖动校正设备的示例性构造的分解立体图。

图2是在通过转动中心点O且与横摆方向平行的平面内切割图像抖动校正设备的情况下的截面图。

图3是在通过光轴和滚动构件的中心的平面内切割图像抖动校正设备的情况下的截面图。

图4是在通过转动中心点O且与可动构件的转动轴线垂直的平面内切割比较例的图像抖动校正设备的情况下的截面图。

图5是示出构成图4的图像抖动校正设备的校正透镜与磁体的位置关系的前视图。

图6是示出磁通密度和与磁体相距的距离的关系的图表。

图7是示出第一实施方式中的磁体与线圈的间隙改变量的截面图。

图8是示出构成图7的图像抖动校正设备的校正透镜与磁体的位置关系的前视图。

图9是示出本发明的第二实施方式的图像抖动校正设备中的从转动中心点O至可动侧相对表面的垂线的垂足的位置的图。

图10是在包括光轴和可动侧相对表面的法线的平面内切割本发明的第二实施方式的图像抖动校正设备的情况下的截面图。

图11是在通过转动中心点O且与可动构件的转动轴线垂直的平面内切割本发明的第三实施方式的图像抖动校正设备的情况下的截面图。

图12是从可动侧相对表面的法线方向观察图11的图像抖动校正设备的情况下的图。

图13是示出本发明的第四实施方式的图像抖动校正设备的分解立体图。

图14是在与横摆方向上的转动轴线垂直并且通过转动中心点O的平面内切割图13的图像抖动校正设备的情况下的截面图。

图15是在与俯仰方向上的转动轴线垂直并且通过转动中心点O的平面内切割图13的图像抖动校正设备的情况下的截面图。

图16是示出本发明的第五实施方式的图像抖动校正设备的分解立体图。

图17是在与横摆方向上的转动轴线垂直并且通过转动中心点O的平面内切割图16的图像抖动校正设备的情况下的截面图。

图18是在与俯仰方向上的转动轴线垂直并且通过转动中心点O的平面内切割图16的图像抖动校正设备的情况下的截面图。

图19是从第一磁体的法线方向观察图16的图像抖动校正设备的情况下的图。

图20是在与俯仰方向上的转动轴线垂直并且通过转动中心点O的平面内切割本发明的第六实施方式的图像抖动校正设备的情况下的截面图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图来说明本发明的优选实施方式。各个实施方式的图像抖动校正设备均能够被包含在包括诸如摄像机、数字银盐静态相机等的拍摄装置以及诸如双目镜（binoculars）、望远镜和观鸟镜（field scope）等的观察装置在内的光学设备内。例如，各个实施方式可以应用于构成摄像装置中的摄像光学系统的图像抖动校正光学系统。通过驱动控制器对利用图像抖动校正透镜来校正由诸如相机抖动等的振动引起的图像抖动的单元进行控制。

（第一实施方式）

参照图1至图8说明属于本发明的第一实施方式的图像抖动校正设备。图1至图3是示出图像抖动校正设备的示例性构造的图。图1是示出图像抖动校正设备100的部件结构的分解立体图。图2是在通过转动中心点O且平行于第一方向（横摆方向）的平面内切割组装后的图像抖动校正设备100的情况下的截面图。图3是在通过转动中心点O且通过滚动构件（在该实施方式中是球）106的中心的平面内切割组装后的图像抖动校正设备100的情况下的截面图。

图像抖动校正设备100具有固定构件101和保持校正透镜102的图像抖动校正单元103。图像抖动校正单元103利用滚动构件106和拉伸弹簧107以可动的状态被支撑在固定构件101中，并且图像抖动校正单元103是利用第一电磁驱动单元104和第二电磁驱动单元105来驱动的可动构件。第一和第二电磁驱动单元均设置有永磁体和电磁线圈。为了检测图像抖动校正单元103的位置的目的，在传感器保持件109内设置第一位置传感器1081和第二位置传感器1082。

下面说明各个部件的细节。固定构件101形成为带底的圆筒形状，并且由固定摄像光学系统的透镜的镜筒保持。以有限的可动范围将图像抖动校正单元103布置在形成于固定构件101的中心的开口101a内。另外，固定构件101在开口101a的外周处的两个位置中具有线圈保持部1011。下面说明线圈保持部1011的细节。多个固定侧球接收部1012设置在开口101a的外周处。固定侧球接收部1012的个数等于滚动构件106的个数，并且在本实施方式中围绕开口101a的中心轴线等角度和等间距地布置有三个固定侧球接收部1012。如图3所示，固定侧球接收部1012的底面被形成为构成以位于校正透镜102的光轴上的转动中心点O为球心的球面的一部分。固定侧球接收部1012的内表面构成限制滚动构件106的可动范围的壁面，并防止滚动构件106的脱位。固定构件101还在多个部位处具有弹簧附接部1013，拉伸弹簧107的一端被分别附接至该弹簧附接部1013。在本实施方式中，拉伸弹簧107的个数是三个。

校正透镜102被保持在图像抖动校正单元103内，并且沿着以转动中心点O为球心的球面与图像抖动校正单元103一起移动。图像抖动校正设备使由摄像光学系统产生的图像在与光轴垂直的平面中移动，并且能够在检测出相机抖动等的情况下确保像面的稳定性。除此以外，以与摄像光学系统的光轴垂直的转动轴线为中心的转动方向（第二方向）被定义为俯仰方向，以与俯仰方向垂直的转动轴线为中心的转动方向被定义为横摆方向。除采用校正透镜作为校正光学部件（校正构件）的实施方式之外，还能够具有摄像元件或棱镜被驱动的实施方式。

图像抖动校正单元103是将校正透镜102保持在中央开口103a内的可动构件，并且在三个部位处具有可动侧球接收部1031。如图3所示，可动侧球接收部1031的底面被形成为构成以位于校正透镜102的光轴上的转动中心点O为球心的球面的一部分。该球面的半径等于通过将滚动构件106的直径与固定侧球接收部1012的球面的半径相加而获得的值。图像抖动校正单元103还在其外周缘上的两个部位处具有磁体保持部1032（见图2），并且对下述第一和第二永磁体（以下简称为“磁体”）进行保持。图像抖动校正单元103在三个部位处具有弹簧附接部1033，拉伸弹簧107的一端被分别附接至弹簧附接部1033。

第一电磁驱动单元104（第一致动器）是音圈马达。第一磁体1041是以大致长方体形状构造的磁体。在本实施方式中，特别地，与第一电磁线圈1042相对的表面不是以转动中心点O为球心的球面，而是长方形的平面。第一磁体1041在中央处被分为两部分，分别具有N极和S极，并且以使得该相对表面的法线方向是磁极的方向的方式进行磁化。关于相反侧的表面，可以以与与第一电磁线圈1042相对的表面的磁极相反的磁极进行磁化，并且在磁体厚度充分厚时不必进行该磁化。

第一电磁线圈（以下简称为“线圈”）1042是以椭圆形状（其长边是扁平的椭圆形）形成的卷绕线圈，并且其一个表面与第一磁体1041的磁化表面相对。与磁化表面相对的表面区域由分别与第一磁体1041的N极和S极相对的两个直线部和连接两个直线部的两个弧形部构成。在该例子中，第一磁体1041和第一线圈1042相对于光轴倾斜地布置，使得驱动力的方向与以转动中心点O为球心的球面的切线方向近似一致。当通过驱动控制器（图中未示出）对第一线圈1042通电时，在与第一磁体1041的磁化方向和通电方向垂直的方向上、即在以转动中心点O为球心的球面的切线方向上产生洛伦兹力。除此以外，在本实施方式中，由第一磁体1041和第一线圈1042产生的驱动力的方向被视作横摆方向。即使当图像抖动校正单元103在以转动中心点O为球心的球面上移动时，第一磁体1041的磁化方向也总是朝向转动中心点O定向。结果，第一致动器的驱动力方向总是与以转动中心点O为球心的球面的切线方向近似一致。第一电磁驱动单元104的输出随着第一磁体1041和第一线圈1042的相对面积的增加而增加。于是，为了获得预定电压内的规定输出，需要规定的相对面积。

第二电磁驱动单元105（第二致动器）是音圈马达，并且由第二磁体1051和第二线圈1052构成。由于其具有与第一电磁驱动单元104相同的构造，所以省略其详细说明。在该例子中，第二磁体1051和第二线圈1052也相对于光轴倾斜地布置，使得驱动力的方向与以转动中心点O为球心的球面的切线方向近似一致。当通过驱动控制器（图中未示出）对第二线圈1052通电时，在与第二磁体1051的磁化方向和通电方向垂直的方向上、即在以转动中心点O为球心的球面的切线方向上产生洛伦兹力。除此以外，在本实施方式中，由第二磁体1051和第二线圈1052产生的驱动力的方向被视作俯仰方向。即使当图像抖动校正单元103在以转动中心点O为球心的球面上移动时，第二磁体1051的磁化方向也总是朝向转动中心点O定向。结果，第二致动器的驱动力方向总是与以转动中心点O为球心的球面的切线方向近似一致。由于第一电磁驱动单元104和第二电磁驱动单元105布置于校正透镜102的外周，所以图像抖动校正单元103在内周侧的部分能够被用于校正透镜102的光路。

滚动构件106是进行图像抖动校正单元103的在固定构件101上的滚动支撑的球构件。在本实施方式中，滚动构件106的个数是三，并且它们在以光轴为中心的圆周方向上均匀地布置。由于滚动构件106具有小的滚动阻力，并且以高的加工精度制造，所以其由诸如不锈钢或陶瓷材料等的硬度高的材料形成。除此以外，代替滚动构件106，使用以从固定构件101突出的方式配置并且在末端处以点接触的方式支撑图像抖动校正单元103的锤状构件也是可以接受的。拉伸弹簧107布置在固定构件101和图像抖动校正单元103之间，并且沿使得固定构件101和图像抖动校正单元103在一起的方向施加力。通过该手段，能够将滚动构件106保持在固定构件101与图像抖动校正单元103之间。在本实施方式中，沿着圆周方向以相等的间距布置三个弹簧。借助于这些拉伸弹簧107，还在以校正透镜102为中心的径向上产生拉伸力。在本实施方式中，使用三个弹簧，但是使用沿使得固定构件101和图像抖动校正单元103在一起的方向施加力的磁体也是可以接受的。

传感器保持件109是对第一位置传感器1081和第二位置传感器1082进行保持的构件，并且被固定至固定构件101。第一位置传感器1081是检测图像抖动校正单元103在横摆方向上的移动的磁检测单元。在本实施方式中，使用通过孔元件等检测磁通密度的改变的传感器，并且该传感器与第一磁体1041相对地布置。通过检测根据固定至图像抖动校正单元103的第一磁体1041的移动而变化的磁通密度，能够检测出图像抖动校正单元103在横摆方向上的移动。该位置检测信号被输出至驱动控制器（图中未示出），在那里进行图像抖动校正单元103的反馈控制，并且实现高精度位置控制。第二位置传感器1082检测图像抖动校正单元103在俯仰方向上的移动。由于第二位置传感器1082除了其布置和检测方向以外具有与第一位置传感器1081相同的构造，所以省略其详细说明。

接着，参照图2和图3来说明图像抖动校正设备100的结构和操作。首先，说明固定构件101与图像抖动校正单元103之间的关系。在本实施方式中，三个滚动构件106以使得每一个均与设置于固定构件101的固定侧球接收部1012的底面接触的方式布置。各个滚动构件106还与设置于图像抖动校正单元103的可动侧球接收部1031接触。在该状态下，通过拉伸弹簧107在固定构件101与图像抖动校正单元103之间施加拉伸力。借助于该拉伸力，滚动构件106在被夹在固动构件101与图像抖动校正单元103之间的状态下稳定地进行图像抖动校正单元103的滚动支撑。

滚动构件106与可动侧球接收部1031和固定侧球接收部1012分别经受点接触所在的接触面构成以转动中心点O为球心的同心球面的一部分。这些球面对应部分的半径差等于滚动构件106的直径。于是，不管图像抖动校正单元103或滚动构件106的位置如何，固定侧球接收部1012和可动侧球接收部1031都被维持在同心状态。也就是，图像抖动校正单元103被支撑为能够沿着以转动中心点O为球心的球面移动。由于三个拉伸弹簧107分别产生在围绕光轴的方向上吸引图像抖动校正单元103的力，所以即使当图像抖动校正单元103沿以光轴为中心的转动方向移动时，恢复力也会发挥作用以使其复位。通过该手段，获得了图像抖动校正单元103在转动方向上的移动量为零的稳定位置。

接着，说明第一磁体1041和第一线圈1042之间的位置关系。图2是在通过光轴和线圈的中心点的平面内进行切割的情况下的截面图。这里，线圈的中心点是第一线圈1042的面对第一磁体1041的相对表面的几何中心（以下称作“形心”）。在图2中，从转动中心点O至第一线圈1042的垂线的垂足被布置成与该线圈的中心点一致。线圈保持部1011具有使得第一线圈1042能够相对于光轴倾斜地布置的形式。此外，从转动中心点O至第一磁体1041的垂线的垂足还与第一磁体1041的面对第一线圈1042的相对表面的形心一致。由于第一磁体1041在与面对第一线圈1042的相对表面垂直的方向上被磁化，所以即使在图像抖动校正单元103在以转动中心点O为球心的球面上移动的情况中，磁化方向也总是被朝向转动中心点O定向。图像抖动校正单元103被定位在其可动范围的中心的状态以下被称作“初始状态”。在初始状态中，第一磁体1041的相对表面与第一线圈1042的相对表面平行，并且第一磁体1041的相对表面的形心和第一线圈1042的相对表面的形心布置在通过转动中心点O的直线上。

第一磁体1041和第一线圈1042相对于光轴倾斜地布置，使得驱动力的方向与以转动中心点O为球心的球面的切线方向近似一致。结果，在第一线圈1042中，驱动控制器（图中未示出）引起在与图2中的纸面垂直的方向上流动的电流，并因此在图2的平面内施加洛伦兹力。第一磁体1041的磁化方向如上所述地朝向转动中心点O定向。所以，当第一线圈1042被通电时，沿着以转动中心点O为中心的圆的切线方向在图像抖动校正单元103中施加洛伦兹力。由于图像抖动校正单元103通过上述机构被可动地支撑在以转动中心点O为球心的球面上，所以图像抖动校正单元103能够由于第一线圈1042的通电而以转动中心点O为中心沿横摆方向高效地转动。

第二磁体1051和第二线圈1052具有以光轴作为中心轴线相对于第一磁体1041和第一线圈1042转动90°的相位，并且它们的相互位置关系与第一磁体1041和第一线圈1042的相互位置关系相同。结果，通过使第二线圈1052通电，图像抖动校正单元103能够以转动中心点O为中心沿俯仰方向高效地转动。通过各个线圈的组合通电，校正透镜102能够沿着以转动中心点O为球心的球面被移动至任何位置。

接着，通过利用传统图像抖动校正设备作为与本实施方式对比的比较例，给出与线圈和磁体的间隙改变量以及电磁驱动单元的输出变化有关的说明。首先，参照图4至图6给出对传统图像抖动校正设备中的间隙改变量和电磁驱动单元的输出变化的说明。图4是在通过光轴且与可动构件的转动轴线垂直的平面中进行切割的情况下的传统图像抖动校正设备的截面图。图5是传统图像抖动校正设备的前视图，并且从光轴方向示出了磁体的面对线圈的相对表面。各图分别示出了校正透镜002、图像抖动校正单元003和磁体0041。附图标记是用0代替本实施方式的部件所使用的附图标记的第一个数字1而示出的。除此以外，比较例和本实施方式的图像抖动校正设备具有磁体布置在图像抖动校正单元内并且线圈布置在固定构件内的可动磁体系统的构造。当然，也可以具有与之相反的构造：其中，线圈布置在图像抖动校正单元内并且磁体布置在固定构件内。关于在电磁驱动单元中线圈和磁体彼此面对的相对表面，磁体或线圈的被附接至图像抖动校正单元的表面以下被称作“可动侧相对表面”，并且磁体或线圈的被附接至固定构件的表面以下被称作“固定侧相对表面”。在不是特别需要区分可动侧和固定侧的情况中，简单地使用术语“相对表面”。

在初始状态中，附接至图像抖动校正单元003的磁体0041与附接至固定构件（图中未示出）的线圈平行地布置。图4中示出的固定侧相对表面和可动侧相对表面的法线与校正透镜02的光轴平行地布置。这里，为了简化说明，将固定侧相对表面视作无限平面，而将可动侧相对表面定义为有限宽阔的平面。此外，从转动中心点O至可动侧相对表面的垂线的垂足被视作点P。

在图4中，用实线示出初始状态下的图像抖动校正单元003，并且用虚线示出图像抖动校正单元003以转动中心点O为中心相应地转动Δθ的状态。作为该转动的结果，磁体与线圈之间的间隙改变，并且改变量根据与点P的距离R的大小而变化。在该例子中，距离R表示利用点P作为基准的到点A0的位置的长度。在初始状态中，点A0被定位于可动侧相对表面，并且移动之后的点被视作A1。此时的间隙改变量被标记为Δg。从点P到点O的距离被标记为L，并且由直线OP和直线O-A0构成的角度被标记为θ。从图4中示出的几何关系建立表达式（1）。

（表达式1）

$\mathrm{\Δg}=\sqrt{R^2+L^2}\cos (\mathrm{\θ}+\mathrm{\Δ\θ})-L...\left(1\right)$

这里，建立表达式（2）

（表达式2）

$\sin \mathrm{\θ}=\frac{R}{\sqrt{R^2+L^2}},\cos \mathrm{\θ}=\frac{L}{\sqrt{R^2+L^2}}...\left(2\right)$

结果，能够将表达式（1）改写为表达式（3）

（表达式3）

$\mathrm{\Δg}=L(\cos \mathrm{\Δ\θ}-1)-R\sin \mathrm{\Δ\θ}...\left(3\right)$

从表达式（3）可以清楚地看出，当R值最大时间隙改变量的绝对值Δg最大（这样的值被视作Δgmax）。Δg的负值表示当图像抖动校正单元003沿图4的向前方向转动时磁体和线圈之间的距离变得更近。当图像抖动校正单元003以图5中示出的转动轴线Amax作为中心轴线转动时，在被定位于磁体0041的外周侧的角部的点PAmax处R值最大。

现在给出对设定以下表1中的条件的示例的说明。

在该情况中，因为从点P到点PAmax的距离（被视作Rmax；见图5）是21.9mm，所以根据表达式（3），间隙改变量Δg的最大值（被视作Δgmax）是0.784mm。初始状态中的磁体和线圈之间的间隙必须设定得大于Δgmax，并且在这里为了简化说明的目的被设定为0.784mm。线圈被通电时产生的洛伦兹力与磁通密度的强度成比例。在寻求整个致动器的洛伦兹力的情况中，为了正确，需要将线圈的各点处的磁通密度积分。在该例子中，用通过利用相对表面的形心处的磁通密度获得的值进行近似计算，并且为了简化说明的目的使用近似值。通常，磁体的磁通密度随着与磁体相距的距离增加而减弱。例如，使用具有图6中示出的磁通密度分布的磁体。横轴示出与磁体表面相距的距离（单位：mm），纵轴示出磁通密度（单位：T（特斯拉））。

当从点P到可动侧相对表面的形心的距离被视作R0时，因为R0的值是13mm，所以当形心上的间隙最大时的改变量（Δg0max）是0.435mm，该值是当图像抖动校正单元003以﹣Δθ的角度转动时获得的值。此时磁体0041和线圈之间的间隙是Δgmax＋Δg0max，即1.22mm。根据图6，此时的磁通密度为0.32T。

接着，参照图6至图8给出对本实施方式的图像抖动校正设备中的间隙改变量和电磁驱动单元的输出变化的说明。图7是在包括光轴且与图像抖动校正单元103的转动轴线垂直的平面中切割图像抖动校正设备100的情况下的截面图。图7与以简化方式显示图2的状态的图相对应。图8是从可动侧相对表面的法线方向（即，从转动中心点O观察的方向；见图7中的白色箭头标记方向）观察图7的图像抖动校正设备100的情况下的前视图。点Q是从转动中心点O至可动侧相对表面的垂线的垂足。通过使线段OQ的长度在光轴的方向上投影而获得的距离被视作L，通过使线段OQ的长度在与光轴垂直的径向上投影而获得的距离被视作R0。

在图7中，用实线示出初始状态下的图像抖动校正单元103，并且用虚线示出以转动中心点O为中心相应地转动Δθ的状态。如图8所示，在本实施方式中，点Q重叠在磁体1041的形心上。磁体1041和线圈1042之间的间隙根据图像抖动校正单元103的移动而改变，并且改变量根据从点Q到点B0的距离（用“S”标记）的大小而变化。点B0表示可动侧相对表面上的任意位置。点B1表示点B0相应地转动Δθ的情况下的位置。∠QOB0的角度被视作θ，并且∠B0OB1的角度被视作Δθ。关于位于可动侧相对表面上的与点Q距离S处的点B0处的间隙改变量Δg，当以与表达式（1）至（3）相同的方式进行计算时，得出表达式（4）。

（表达式4）

$\begin{array}{c}\mathrm{\Δg}=\sqrt{R{O}^2+S^2+L^2}\cos (\mathrm{\θ}+\mathrm{\Δ\θ})-\sqrt{R{O}^2+L^2}\\ =\sqrt{R{O}^2+L^2}(\cos \mathrm{\Δ\θ}-1)-S\sin \mathrm{\Δ\θ}...\left(4\right)\end{array}$

从表达式4可以清楚地看出，当S的绝对值最大时，间隙改变量Δg的绝对值最大。Δg的值例如在图像抖动校正单元103以图8中示出的转动轴线Bmax为中心轴线转动的情况下被定位在磁体1041的角部的点PBmax处最大。由于与前述表1中的条件相同的条件都已存在，所以磁体中的形心的位置与图4和图5中示出的示例一致。

假设R0=13mm并且Smax=8.07mm，当由表达式（4）计算间隙改变量的绝对值的最大值Δgmax时得出的值为0.30mm。和上述示例中一样，初始状态下的磁体1041和线圈1042之间的间隙被设定在0.30mm。此外，不管图像抖动校正单元103以+Δθ转动还是以﹣Δθ转动，磁体1041的形心的最大间隙改变量Δg0max均是﹣0.02mm。于是，从磁体1041的形心到线圈1042的距离在初始状态下最大，此时距离为0.30mm。当参考图6时，此时形心处的磁通密度为0.54T。

根据本实施方式，获得以下效果。

·能够减小磁体和线圈的间隙改变量的最大值Δgmax。在上述比较例（见图4和图5）中，Δgmax为0.784mm，在本实施方式中，Δgmax为小得多的0.30mm。结果，能够缩窄初始状态下的磁体和线圈之间的间隙，并且能够提高电磁单元的效率。在磁体和线圈的相对表面垂直于光轴的情况中，能够使得间隙改变量的最大值与通过将磁体的形心布置于光轴的本实施方式中的间隙改变量的最大值相等。然而，在这些情形下，不再能够确保校正透镜102的光路。在电磁驱动单元布置于校正透镜102的光路外侧的情况中，和本实施方式中一样，通过建立使得从电磁驱动单元的形心开始的垂线通过转动中心点O的设定能够减小间隙改变量的最大值。

·能够减小最大间隙改变量Δg0max的值。Δg0max在比较例中为0.435mm，而在本实施方式中为﹣0.02mm，就绝对值而言该值大约是比较例中的1/20。结果，能够跨越图像抖动校正单元103的整个可动范围减小电磁驱动单元的输出变化，并且能够得到具有令人满意的可控性的图像抖动校正设备。此外，由于能够避免电磁驱动单元的最小输出的显著降低，所以无需通过增加电磁驱动单元的尺寸来补偿不充分的推进力，这有益于整个装置的小型化。在比较例的情况中，当图像抖动校正单元103相应地转动Δθ时，可动侧相对表面的整个区域被拉动靠近线圈，并且当相应地转动﹣Δθ时，整个区域移动远离线圈。相比之下，在本实施方式中，当图像抖动校正单元103相应地转动Δθ时，磁体的一端被拉动靠近线圈，并且磁体的另一端移动远离线圈。由于两个起作用的因素在平均值方面相互抵消，所以与比较例相比能够减小改变量。

·能够减小当磁体的形心距线圈最远时的距离。这取决于Δgmax和Δg0max的值的减小。在比较例中，最大距离为1.22mm，并且磁通密度为0.32T，而在实施方式中，最大距离为0.30mm，并且磁通密度为0.54T。能够抑制磁体表面的磁通密度的降低，并且能够将电磁驱动单元的输出提高67%。简而言之，由于电磁驱动单元的输出与磁通密度成比例，所以能够避免电磁驱动单元的输出的降低。结果，无需通过增加电磁驱动单元的尺寸来补偿不充分的推进力，这有益于整个装置的小型化。

·有利于构成电磁驱动单元的磁体和线圈的制造。由于磁体的面对线圈的相对表面是平面，所以当制造磁体时无需准备复杂的模具，并且可以使用诸如长方体磁体等的常用磁体。这有利于降低成本和稳定品质。

·能够有效地使用电磁驱动单元的输出。这是因为电磁驱动单元的驱动力总是在具有转动中心点O的圆的切线方向上操作，并且与图像抖动校正单元的移动方向一致。当观察电磁驱动单元的单个致动器时，各致动器的驱动力总是在具有转动中心点O的圆的切线方向上操作。各致动器相对于光轴倾斜地布置，使得各个驱动力的方向与以转动中心点O为球心的球面的切线方向近似一致。

·能够进行稳定的位置检测。在初始状态下，磁检测单元布置在通过磁体的面对线圈的相对表面的形心且通过转动中心点O的垂线上。如上所述，还在磁体与磁检测单元之间建立能减小线圈与磁体的间隙改变量的关系。也就是，能够通过在初始状态中将磁体和磁检测单元布置于前述垂线来减小线圈与磁体的间隙改变量。

除此以外，在本实施方式中，磁体和线圈在初始状态中平行相对地布置。结果，能够跨越整个可动范围减小与通过磁体和线圈的相对表面形成的角度相关的最大间隙改变量。另外，在预先确定可动范围的一部分区域将被以高频率使用的情况中，在初始状态中以规定的倾斜来布置磁体和线圈的相对表面也是可以接受的。在这样的情况中，除初始状态以外，可动侧相对表面和固定侧相对表面在两者平行的范围内。另外，在包括校正透镜的光轴和布置在可动侧相对表面和固定侧相对表面上的磁体与线圈的平面部的形心的截面中，通过平面部的形心的法线可以被定位在前述转动中心点O的附近。在该情况中，“附近”意味着转动中心点O与光轴和通过平面部的形心的法线的交点之间的差在包括公差等的允许范围内。

（第二实施方式）

接着，参照图9和图10说明本发明的第二实施方式。通过对与第一实施方式中的部件相同的部件使用已经采用了的附图标记，省略了其详细说明，并且将着重说明与第一实施方式不同的点。关于下面说明的其他实施方式，也采用这种缩略说明的方式。

如上所述，通过减小线圈和磁体的最大间隙改变量Δgmax的值能够减小电磁驱动单元的输出变化。如表达式（3）和表达式（4）所示，间隙改变量Δg由Δθ、L、R或R0、和S的值确定。其中，Δθ的值由待抑制的抖动量和光学设计来确定。从转动中心点O到可动侧相对表面的距离近似等于从转动中心点O到校正透镜102的距离。通过这样的手段，防止校正透镜102和电磁驱动单元在光轴方向上的分离，并防止整个装置的厚度增加。于是，利用从转动中心点O到可动侧相对表面的垂线的垂足作为基准，通过减小可动侧相对表面的最大距离（见图5中的Rmax和图8中Smax）的值来减小线圈和磁体的最大间隙改变量。在第一实施方式中，从转动中心点O至可动侧相对表面的垂线的垂足被布置成与可动侧相对表面的形心一致。结果，随着Smax值被最小化，间隙改变量也能被最小化。

在第二实施方式中，与第一实施方式相比，采用减小加工难度和在避开与其他部件干涉的状态下避免磁体和线圈的扩大的情况所用的形式。图9是从光轴方向观察图像抖动校正设备的情况下的立体图，其示出了从转动中心点O至可动侧相对表面的垂线的垂足Q的位置。图10是在包括光轴和可动侧相对表面的法线的平面中切割图像抖动校正设备的情况下的截面图。

首先，如图10所示，假设如下状态：当从转动中心点O观察时可动侧相对表面为倾斜的。此时，在通过可动侧相对表面的形心的平面内光轴与可动侧相对表面的垂线之间的交点被定位在当从校正透镜102观察时与转动中心点O相同的一侧。然而，两者并不总是一致。在图9和图10中示出的状态中，从转动中心点O至可动侧相对表面的垂线的垂足Q与可动侧相对表面的形心不一致，并且被定位在图9中的A区域内。在将与垂直于图9的纸面的光轴垂直的两个轴分别设定为X轴和Y轴的坐标系中，A区域是Y＞0的区域。利用点Q作为基准，可以使得可动侧相对表面内的最大距离Smax小于Rmax（见图5）。结果，能够减小构成电磁驱动单元的线圈与磁体的最大间隙改变量Δgmax的值，并且能够减缓电磁驱动单元的输出变化。

接着，给出从转动中心点O至可动侧相对表面的垂线的垂足Q在如图9中的B区域所示的圆内的情况的说明。B区域是以可动侧相对表面的形心为中心并且其半径是从可动侧相对表面的形心到校正透镜102的光轴的距离的圆的内部区域。在B区域内，能够可靠地使从点Q到可动侧相对表面中的各个点的距离中的最大距离Smax小于Rmax。于是，能够减小最大间隙改变量Δgmax的值，并且能够减小电磁驱动单元的输出变化。

接着，给出从转动中心点O到可动侧相对表面的垂线的垂足Q在如图9中的C区域示出的矩形框内的情况的说明。C区域是具有可动侧相对表面的边界的内部区域，并且与本实施方式中的磁体的面对线圈的相对表面内的区域相对应。在C区域中，从点Q到可动侧相对表面中的各个点的距离中的最大距离Smax比矩形磁体的对角线长度短，并且小于Rmax。当图像抖动校正单元103在点Q被布置在C区域中的情况下转动时，磁体的一端被拉动靠近线圈，并且磁体的另一端移动远离线圈。于是，磁体和线圈的平均间隙改变量可以被很大程度地减小，这是因为在平均值方面两个起作用的因素相互抵消。

如上所述，相对于前述比较例，由于前述垂线的垂足Q被限制在A区域、B区域和C区域内，所以用于减小最大间隙改变量Δgmax的值的条件对应于Smax与Rmax的比率的减小。

接着，参照图10说明由光轴和可动侧相对表面的法线构成的角度θ的范围。在图10中的校正透镜102与光轴的交点之中，将靠近转动中心点O的一个点指定为点C1，并且将远离转动中心点O的一个点指定为点C2。将从转动中心点O到点C1的距离指定为L2，并且将从转动中心点O到点C2的距离指定为L3。利用光轴作为基准，将校正透镜102的有效半径指定为R2，并且将固定构件101的最外周的半径指定为R3。本实施方式中的由光轴和可动侧相对表面的法线构成的角度θ满足以下表达式。

（表达式5）

θ1<θ<θ2…（5）

这里，θ1=Atan（R2/L3），θ2=Atan（R3/L2），并且Atan（）表示反正切函数（正切的反函数）。在由光轴和可动侧相对表面的法线构成的角度θ在表达式（5）中示出的范围内的情况中，从转动中心点O至可动侧相对表面的垂线的垂足Q被定位于校正透镜102的外周侧，并且被定位于固定构件101的最外周的内侧。

本实施方式的电磁驱动单元布置在校正透镜102的外周侧，并且比固定构件101的最外周朝向内侧。结果，能够在避开与校正透镜102的光路干涉的状态下避免整个装置的直径扩大。也就是，θ位于表达式（5）中示出的范围内是用于将从转动中心点O至可动侧相对表面的垂线的垂足Q定位在电磁驱动单元内的条件。如果θ在表达式（5）示出的范围内，则能够在将电磁驱动单元布置在校正透镜102的光路外侧的状态下减小线圈和磁体的间隙改变量。

根据第二实施方式，通过满足上述条件，能够减小构成电磁驱动单元的磁体与线圈之间的距离的改变，并能够减缓电磁驱动单元的输出变化。结果，无需通过使电磁驱动单元大型化来补偿不充分的推进力，这能够有利于整个装置的小型化。

（第三实施方式）

接着，参照图11和图12说明本发明的第三实施方式。在第三实施方式的图像抖动校正设备中，第一驱动单元304设置有第一磁体3041和第一线圈3042。图11是在通过转动中心点O且与图像抖动校正单元的转动轴线垂直的平面中切割本实施方式的图像抖动校正设备的情况下的截面图。图12是从一个可动侧相对表面的法线方向（见图11中由白色箭头示出的直线OQ1方向）观察本实施方式的图像抖动校正设备的情况下的图。

第一磁体3041在面对第一线圈3042的相对表面上具有两个平面部。将表面中的一个指定为第一表面，并且将从转动中心点O至该表面的垂线的垂足指定为点Q1。将另一表面指定为第二表面，并且将从转动中心点O至该表面的垂线的垂足指定为点Q2。在本实施方式中，点Q1和点Q2被布置成分别与相对表面的形心一致。第一线圈3042在面对第一磁体3041的相对表面上具有两个平面部。作为这两个平面部中的一个的第一表面与第一磁体3041的第一表面相对，并且作为另外一个的第二表面与第一磁体3041的第二表面相对。在可动构件303被定位在可动范围的中央的状态中，面对第一磁体3041的两个相对表面（固定侧相对表面）分别与可动侧相对表面的两个相对表面平行。虽然省略了说明，但是对于第二磁体和第二线圈，也存在相同的可动侧相对表面和固定侧相对表面的关系。

在前述第一实施方式和第二实施方式中，构成电磁驱动单元的磁体和线圈的各个相对表面具有单一平面，使得磁体和线圈的制造容易。相比之下，在第三实施方式中，能够通过用多个表面来构造磁体和线圈的相对表面来进一步减小磁铁和线圈的间隙改变量。也就是，利用在磁体和线圈的相对表面上具有多个平面部的构造，各部分的面积比具有单一平面的构造的情况中小。于是，例如从点Q1到可动侧相对表面中的点的最大距离Smax是比用单一平面构成相对表面的情况中小的值，从而减小了最大间隙改变量Δgmax。结果，能够减缓电磁驱动单元的输出变化。

在本实施方式中，存在着点Q1和点Q2与各个相对表面的形心一致的构造。结果，获得了能够使磁体和线圈的间隙改变量最小化的效果。除此以外，考虑到加工难度等，通过根据前述第二实施方式中描述的条件建立各个相对表面与垂足Q1和Q2以及转动中心点O的关系，能够获得与上述那些相同的效果。此外，关于磁体的面对线圈的相对表面，具有赋予单个磁体多个相对表面或者通过将多个磁体组合来构造多个相对表面的形式也是可以接受的。可动侧相对表面和固定侧相对表面具有三个或更多个平面部的构造也是可以接受的。

（第四实施方式）

参照图13至图15说明本发明的第四实施方式。关于本实施方式的图像抖动校正设备400，下面给出对不同于前述实施方式的第一电磁驱动单元404和第二电磁驱动单元405的说明。

图13是示出本实施方式的图像抖动校正设备400的示例性构造的分解立体图。第一电磁驱动单元404由第一磁体4041和第一线圈4042构成，第二电磁驱动单元405由第二磁体4051和第二线圈4052构成。图14是在与图像抖动校正单元103的在横摆方向上的转动轴线垂直并且通过转动中心点O和第一电磁驱动单元的形心的平面内进行切割的情况下的图像抖动校正设备400的截面图。图15是在与图像抖动校正单元103的在俯仰方向上的转动轴线垂直并且通过转动中心点O和第一电磁驱动单元的形心的平面内进行切割的情况下的图像抖动校正设备400的截面图（见图14中的线D-D）。

关于分别构成电磁驱动单元404和405的磁体4041和4051，分别面对线圈4042和4052的相对表面以圆筒表面的形状形成。它们的中心轴线通过转动中心点O，并且中心轴线的定向平行于电磁驱动单元404和405各自的驱动方向。圆筒表面的径向是从转动中心点O朝向各个可动侧相对表面的形心定向的方向，并且圆筒表面的半径等于从转动中心点O到各个可动侧相对表面的形心的距离。在图14中示出圆筒表面的中心轴线。

另一方面，关于分别构成电磁驱动单元404和405的线圈4042和4052，分别面对磁体4041和4051的相对表面以圆筒表面的形状形成。在初始状态中，这些筒体以与磁体4041和4051的面对各个线圈的相对表面同轴的方式布置，并且圆筒表面的半径等于从转动中心点O到各个固定侧相对表面的形心的距离。

借助于这样的配置，能够减小磁体和线圈的间隙改变量Δg。原因如下所述。首先，给出对在图像抖动校正单元103沿横摆方向转动的情况下、即在图像抖动校正单元103以与图14的纸面垂直的转动轴线为中心转动的情况下电磁驱动单元404中的磁体4041和线圈4042的间隙改变量的说明。可动侧相对表面以圆筒表面的形状形成，并且其中心轴线与电磁驱动单元404的驱动方向平行。结果，和第一实施方式的情况中一样，用表达式（4）表示沿横摆方向进行转动时的磁体和线圈的间隙改变量。利用从转动中心点O至可动侧相对表面的垂线的垂足作为基准的最大距离Smax是磁体的短边方向的长度的一半，并且比第一实施方式的情况中短。于是，能够减小磁体和线圈的间隙改变量Δg的值。

接着，给出对在图像抖动校正单元103沿俯仰方向转动的情况下、即在图像抖动校正单元103以与图15的纸面垂直的转动轴线为中心转动的情况下电磁驱动单元404中的磁体和线圈的间隙改变量的说明。在该情况中，在可动侧相对表面维持相对于固定侧相对表面的同轴关系的状态下进行转动。于是，几何间隙改变量Δg在理想情况下为零。实际上，存在着来自加工精度或组装误差的量，但是其在允许范围内。如上所述，在第四实施方式中，通过将分别面对磁体和线圈的相对表面形成为圆筒表面形状，与相对表面被制成为平面的情况相比能够减小间隙改变量，由此使得能够进一步减缓电磁驱动单元的输出变化。

通过使得圆筒表面的转动轴线与电磁驱动单元的长度方向一致，即通过使其与驱动方向平行，能够进一步减小磁体和线圈的间隙改变量。原因如下所述。在具有线圈与磁体的磁化表面相对地配置的构造的音圈马达中，驱动力和与磁体的磁化表面相对的线圈的导线长度成比例并且沿垂直于电流的方向操作。所以，为了确保充分的驱动力，通常是如下的情况：将电磁驱动单元的形状设计为使得与驱动方向垂直的方向是矩形形状的构成长度方向的相对表面。如上所述，磁体和线圈的最大间隙改变量Δgmax随着与从转动中心点O至相对表面的垂线的垂足的最大距离Smax的值减小而减小。所以，如果使圆筒表面的转动轴线与电磁驱动单元的长度方向一致，则能够减小电磁驱动单元的输出变化。

在本实施方式中，固定侧相对表面的中心轴线和可动侧相对表面的中心轴线以通过转动中心点O的方式布置。结果，当图像抖动校正单元103以转动中心点O为中心沿俯仰方向转动时，能够获得为零的间隙改变量。然而，也存在着由于加工难度的增加或因为其他原因而不能采用这样的布置的情况。在这样的情况中，能够通过将相对表面（圆筒表面）的转动中心轴线设定在转动中心点O附近来逼近前述效果。这是因为：在圆筒表面的中心轴线和转动中心点O被布置在从校正透镜102观察时的同一侧的情况中，与不在同一侧的情况中相比，圆筒表面的转动中心轴线能够更加靠近地接近转动中心点O。

在本实施方式中，固定侧相对表面的中心轴线和可动侧相对表面的中心轴线同轴地布置，使得能够在当可动构件以转动中心点O为中心沿俯仰方向转动时使间隙改变量为零。另一方面，存在着由于加工上的制约等而难以这样布置的情况。在这样的情况中，当靠近转动中心点O的内侧的相对表面（图14中的固定侧相对表面）的半径增加时，并且当远离转动中心点O的外侧的相对表面（图14中的可动侧相对表面）的半径减小时，配对的相对表面之间可能发生干涉。为避免在两个相对表面不同轴布置的情况中的干涉，可取的是：使当从转动中心点O观察时在外侧的相对表面的曲率半径相对地大，并且使在内侧的相对表面的曲率半径相对地小。虽然与各个相对表面的中心轴线同轴布置的情况相比线圈和磁体的间隙的平均值增加，但是能够避免构件之间发生干涉。

由于加工上的制约等，可能发生一个相对表面被制成圆筒表面而另一个相对表面被制成平面的情况。在该情况中，由于平面表面的曲率半径被视作无限大的圆，所以以平面形状制成的相对表面应该布置在当从转动中心点O观察时的外侧，并且以圆筒形状制成的相对表面应该布置在当从转动中心点O观察时的内侧。

接着，给出对与磁体和线圈的制造有关的事项的说明。为了以令人满意的生产率制造磁体，使用模具的生产方法是常见的。为了以令人满意的生产率制造线圈，将线材卷绕在线轴（spool）上的生产方法是常见的。由于制备具有圆筒表面部的模具相对容易，所以能够相对容易地制造出具有圆筒表面部的磁体。另一方面，在本实施方式中使用的椭圆线圈的情况中，由于需要赋予线轴的底面圆筒形状以将与磁体面对的相对表面形成为圆筒表面，并且由于沿着底面卷绕线圈需要复杂的卷绕方法，所以加工难度比仅用平面表面构成相对表面时高。所以，关于磁体和线圈，在相对表面中的一个是平面并且另一个相对表面是圆筒形的情况中，通过使得磁体的面对线圈的相对表面为圆筒形并且使得线圈的面对磁体的相对表面为平面，使加工有利且使成本降低。在该情况中，由于上述原因，将磁体布置在靠近转动中心点O的一侧并且将线圈布置在远离转动中心点O的一侧即可。

接着，给出对磁体和磁检测单元之间的间隙的说明。在本实施方式中，在初始状态下，磁检测单元（见图14中的位置传感器1081、1082）布置在从转动中心点O绘制到可动侧相对表面的形心的直线上。结果，能够减小磁体和磁检测单元的间隙改变量。于是，能够减小磁检测单元所需的测量范围，并且能够稳定地检测图像抖动校正单元103的位置。

（第五实施方式）

接着，参照图16至图18说明本发明的第五实施方式。在本实施方式的图像抖动校正设备500的部件之中，以下着重说明固定构件501、图像抖动校正单元503、电磁驱动单元504、电磁驱动单元505和中间移动构件506。第一电磁驱动单元504由第一磁体5041、第二磁体5042、第一线圈5043和第二线圈5044构成。第二电磁驱动单元505由第三磁体5051、第四磁体5052、第三线圈5053和第四线圈5054构成。

第一滚动构件507和第二滚动构件508均为球。中间移动构件506经由第一滚动构件507被支撑于固定构件501，并且图像抖动校正单元503经由第二滚动构件508被支撑于中间移动构件506。结果，构成如下构造：使得中间移动构件506能够相对于固定构件501相对移动，并且图像抖动校正单元503能够相对于中间移动构件506相对移动。

图16是示出图像抖动校正设备500的部件的分解立体图。图17是在与当沿横摆方向进行转动时的转动轴线垂直并且通过转动中心点O和第一电磁驱动单元504的形心的平面中进行切割的情况下的图像抖动校正设备500的截面图。图18是在与当沿俯仰方向进行转动时的转动轴线垂直并且通过转动中心点O和第二电磁驱动单元505的形心的平面中进行切割的情况下的图像抖动校正设备500的截面图。固定构件501以大致圆盘形状形成，并且被保持在镜筒（图中未示出）内。镜筒包含图像抖动校正设备500和构成摄像光学系统的其他透镜组。通过将图像抖动校正单元503布置在位于固定构件501中心的开口501a内，限制了图像抖动校正单元503的可动范围。固定构件501在开口501a的外周上的两个部位处具有线圈保持部501b，在那里分别保持有第一线圈5043和第二线圈5044。

固定构件501具有作为第一滚动构件507用的接收部的多个横摆方向球接收部5011。横摆方向球接收部5011的底面以具有V形截面的形状构成，或者以形成圆筒表面的一部分的形状构成，该圆筒表面的转动中心轴线是通过转动中心点O且平行于俯仰方向的直线。结果，第一滚动构件507能够以通过转动中心点O的转动轴线为中心沿横摆方向转动移动。

作为光学部件的保持构件的图像抖动校正单元503将校正透镜102保持在中央开口503a。图像抖动校正单元503具有作为第二滚动构件508用的接收部的多个俯仰方向球接收部5031（见图17）。俯仰方向球接收部5031的底面以具有V形截面的形状构成，或者以形成圆筒表面的一部分的形状构成，该圆筒表面的转动中心轴线是通过转动中心点O且平行于横摆方向的直线。结果，第二滚动构件508能够以通过转动中心点O的转动轴线为中心沿俯仰方向转动移动。另外，图像抖动校正单元503具有多个磁体保持部503b，在其中分别保持有第三磁体5051和第四磁体5052。

第一电磁驱动单元504是音圈马达。在本实施方式中，单个电磁驱动单元通过并设两个音圈马达而构成。第一磁体5041被形成为大致长方体的形状，并且被附接至中间移动构件506。关于第一磁体5041，面对第一线圈5043的相对表面是矩形平面表面，并且在中央处被分成分别为N极和S极的两部分，并且沿相对表面的法线方向被磁化。如图17所示，从转动中心点O至第一磁体5041的面对第一线圈5043的相对表面的垂线的垂足以通过该相对表面的形心的方式布置。第二磁体5042被形成为大致长方体的形状，隔着校正透镜102被布置在第一磁体5041的相反侧，并且被附接至中间移动构件506。关于第二磁体5042，面对第二线圈5044的表面是矩形平面表面，并且在中央处被分成分别为N极和S极的两部分，并且沿相对表面的法线方向被磁化。如图17所示，从转动中心点O至第二磁体5042的面对第二线圈5044的相对表面的垂线的垂足以通过该相对表面的形心的方式布置。

第一线圈5043是以椭圆形状形成的线圈，并且以与第一磁体5041的磁化表面相对的方式被附接至固定构件501。面对第一磁体5041的磁化表面的相对表面是平面，并且通过对第一线圈5043通电而沿作为与第一磁体5041的磁化方向和通电方向垂直的方向的横摆方向产生洛伦兹力。第二线圈5044是以椭圆形状形成的线圈，并且以与第二磁体5042的磁化表面相对的方式隔着校正透镜102在第一线圈5043的相反侧布置在固定构件501内。在第二线圈5044中，与第二磁体5042的磁化表面面对的表面是平面。通过对第二线圈5044通电，沿作为与第二磁体5042的磁化方向和通电方向垂直的方向的横摆方向产生洛伦兹力。除此以外，此时流至第二线圈5044的电流可以和流至第一线圈5043的电流同相位，并且第一线圈5043和第二线圈5044可以以串联的方式电连接。

第二电磁驱动单元505是音圈马达，并且在本实施方式中，单个电磁驱动单元通过并设两个音圈马达而构成。第三磁体5051和第四磁体5052形成为大致长方体的形状，并且被附接至图像抖动校正单元503。第四磁体5052隔着校正透镜102布置在第三磁体5051的相反侧。在第三磁体5051中，面对第三线圈5053的表面是矩形平面表面，并且在中央被分成分别为N极和S极的两部分，并且沿相对表面的法线方向被磁化。类似地，在第四磁体5052中，面对第四线圈5054的表面是矩形平面表面。如图18所示，从转动中心点O至第三磁体5051的面对第三线圈5053的相对表面的垂线的垂足以通过该相对表面的形心的方式布置。此外，从转动中心点O至第四磁体5052的面对第四线圈5054的相对表面的垂线的垂足以通过该相对表面的形心的方式布置。

第三线圈5053和第四线圈5054是以椭圆形状形成的线圈，并且在分别与第三磁体5051和第四磁体5052的磁化表面相对的状态下附接至中间移动构件506。第四磁体5052隔着校正透镜102在第三线圈5053的相反侧布置在中间移动构件506内。在第三线圈5053中，面对第三磁体5051的磁化表面的相对表面是平面。通过对第三线圈5053通电，沿作为与第三磁体5051的磁化方向和通电方向垂直的方向的俯仰方向产生洛伦兹力。此外，在第四线圈5054中，面对第四磁体5052的磁化表面的相对表面是平面。通过对第四线圈5054通电，沿作为与第四磁体5052的磁化方向和通电方向垂直的方向的俯仰方向产生洛伦兹力。除此以外，此时流至第四线圈5054的电流可以与流至第三线圈5053的电流同相位，并且第三线圈5053和第四线圈5054可以以串联的方式电连接。

电磁驱动单元504和505的各个输出随着磁体和线圈的相对面积增加而增加。于是，为了获得在确定电压内的规定输出，需要规定的相对面积。由于多个电磁驱动单元布置于校正透镜102的外周，所以能够避免与校正透镜102的光路干涉。中间移动构件506布置在固定构件501和图像抖动校正单元503之间，并且面对固定构件501的相对表面具有多个横摆方向球接收部5061。横摆方向球接收部5061以具有V形截面的形状构成，或者以形成圆筒表面的一部分的形状构成，该圆筒表面的转动中心轴线是通过转动中心点O且与俯仰方向平行的直线。结果，第一滚动构件507能够以通过转动中心点O的转动轴线为中心沿横摆方向转动移动。此外，中间移动构件506在面对图像抖动校正单元503的相对表面上具有多个俯仰方向球接收部5062。俯仰方向球接收部5062具有V形截面形状，或者具有形成圆筒表面的一部分的形状，该圆筒表面的转动中心轴线是通过转动中心点O且平行于横摆方向的直线。结果，第二滚动构件508能够以通过转动中心点O的转动轴线为中心沿俯仰方向转动移动。中间移动构件506将第一磁体5041和第二磁体5042保持在一侧，并且将第三线圈5053和第四线圈5054保持在相反侧。

第一滚动构件507进行中间移动构件506的相对于固定构件501的滚动支撑。在本实施方式中，第一滚动构件507的个数为三，并且中间移动构件506以通过转动中心点O的转动轴线为中心在横摆方向上接收滚动支撑。第二滚动构件508进行图像抖动校正单元503的相对于中间移动构件506的滚动支撑。在本实施方式中，第二滚动构件508的个数为三，并且图像抖动校正单元503以通过转动中心点O的转动轴线为中心在俯仰方向上接收滚动支撑。

除此以外，虽然省略了说明，但是通过弹性构件和磁性施力单元沿使固定构件501和图像抖动校正单元503之间相互吸引的方向施加力。结果，第一和第二滚动构件被恒定地保持在与各个球接收部接触的状态。

接着，给出对本实施方式中的图像抖动校正设备的操作的说明。中间移动构件506以通过转动中心点O的第一转动轴线为中心在横摆方向上被可转动地支撑于固定构件501。图像抖动校正单元503以通过转动中心点O的第二转动轴线为中心在俯仰方向上被可转动地支撑于中间移动构件506。于是，图像抖动校正单元503以在转动中心点O处交叉的第一和第二转动轴线为中心被可转动地支撑于固定构件501。在该状态下，当对第一线圈5043和第二线圈5044进行通电时，中间移动构件506被沿横摆方向驱动。通过对第三线圈5053和第四线圈5054通电，图像抖动校正单元503被沿俯仰方向驱动。

在如上所述中间移动构件506被沿横摆方向驱动的情况中，图像抖动校正单元503、第二电磁驱动单元505、中间移动构件506和第二滚动构件508对应于可动单元。也就是，中间移动构件506是第一可动构件，图像抖动校正单元503是第二可动构件，并且构造出包括两者的可动单元。可动单元以横摆方向转动轴线为中心相对于固定构件501转动。此时产生的驱动力基于来自第一电磁驱动单元504的洛伦兹力。在图像抖动校正单元503沿俯仰方向被驱动的情况中，包括固定构件501、第一电磁驱动单元504、中间移动构件506和第一滚动构件507在内的部分对应于固定单元。中间移动构件506是第一可动构件，但是在该情况中相对于作为第二可动构件的图像抖动校正单元503其可以被视作固定部。图像抖动校正单元503以俯仰方向转动轴线为中心相对于固定单元转动。此时产生的驱动力基于来自第二电磁驱动单元505的洛伦兹力。

根据本实施方式，获得以下效果。能够减小磁体和线圈的间隙改变量。磁体和线圈的间隙改变量可以用前述表达式（4）表示，并且根据S值（见图7中示出的S）而变化。在第一实施方式的情况中，磁体和线圈的相对位置关系沿着以转动中心点O为球心的球面改变。也就是，磁体以通过转动中心点O且与光轴垂直的任意转动轴线为中心相对于线圈转动。于是，变量S的最大值必须采用使用单个点、即从转动中心点O至可动侧相对表面的垂线的垂足作为基准的距离的最大值。另一方面，在第五实施方式中，磁体和线圈的相对位置关系根据以通过转动中心点O且与驱动方向垂直的转动轴线为中心的转动而变化。于是，变量S的最大值是距从转动轴线向可动侧相对表面投影的投影线的最大值。图19是示出当从转动中心点O观察时（见图18中的白色箭头标记方向）的图像抖动校正单元503以及第三磁体5051和第四磁体5052的前视图。图19是与第一实施方式中说明的图8对应的图。

如在本实施方式中那样，在从转动中心点O至可动侧相对表面的垂线的垂足通过可动侧相对表面的形心的情况下，如图19所示，最大值Smax是可动侧相对表面的短边的长度的一半。这是可动侧相对表面由单个平面表面构造的情况下的最小值。于是，能够减小磁体和线圈的间隙改变量Δg的值，并且能够减小电磁驱动单元的输出变化。除此以外，在由于加工上的制约等而难以满足前述条件的情况中，通过根据前述第二实施方式中说明的条件设定转动中心点O与可动侧相对表面的位置关系能够获得与上述效果相同的效果。

（第六实施方式）

接着，参照图20说明本发明的第六实施方式的图像抖动校正设备600。图20是在与沿俯仰方向进行转动时的转动轴线垂直并且通过转动中心点O和第一电磁驱动单元的形心的平面中进行切割的情况下的图像抖动校正设备600的截面图。以下着重说明与第五实施方式的不同点。

第二电磁驱动单元605由第三磁体6051、第四磁体6052、第三线圈6053和第四线圈6054构成。第三磁体6051被附接至图像抖动校正单元503，并且面对第三线圈6053的相对表面以圆筒形状形成。第四磁体6052隔着校正透镜102在第三磁体6051的相反侧布置于图像抖动校正单元503，并且面对第四线圈6054的相对表面以圆筒形状形成。第三线圈6053是以椭圆形状形成的线圈，并且在与第三磁体6051的磁化表面相对的状态下被附接至中间移动构件506。在第三线圈6053中，面对第三磁体6051的磁化表面的相对表面以圆筒形状形成。该圆筒表面具有通过转动中心点O并且与俯仰方向平行的中心轴线。通过对第三线圈6053通电，在作为与第三磁体6051的磁化方向和通电方向垂直的方向的俯仰方向上产生洛伦兹力。

第四线圈6054是以椭圆形状形成的线圈，并且在与第四磁体6052的磁化表面相对的状态下隔着校正透镜102在第三线圈6053的相反侧附接至中间移动构件506。在第四线圈6054中，面对第四磁体6052的磁化表面的相对表面以圆筒形状形成。该圆筒表面具有通过转动中心点O并且与俯仰方向平行的中心轴线。通过对第四线圈6054通电，在作为与第四磁体6052的磁化方向和通电方向垂直的方向的俯仰方向上产生洛伦兹力。

在本实施方式中，第三磁体6051、第四磁体6052、第三线圈6053和第四线圈6054的各个相对表面都形成同轴圆筒表面的一部分。在在利用中间移动构件506的结构中以圆筒形状形成磁体和线圈的相对表面的情况中，通过使得圆筒表面的中心轴线与电磁驱动单元的驱动方向垂直，能够最大限度地减小间隙改变量，并且能够使电磁驱动单元的输出变化最小化。

如第五实施方式中所述，在利用中间移动构件506的结构中，磁体和线圈的相对位置改变与以通过转动中心点O且与驱动方向垂直的转动轴线为中心的转动一致。结果，当线圈和磁体的相对表面利用该转动轴线为中心轴线以圆筒形状形成时，能够使得伴随着转动的几何间隙改变量Δg为零（忽略源自加工精度或组装误差的成分）。

除此以外，在难以具有圆筒表面的中心轴线通过转动中心点O的布置的情况中，使圆筒表面的转动中心轴线接近转动中心点O即可。在圆筒表面的中心轴线和转动中心点O布置在当从校正透镜102观察时的同一侧的情况中，获得了进一步减小磁体和线圈的间隙改变量的效果，由此使得能够减缓电磁驱动单元的输出变化。与球形状的情况相比，以圆筒形状设计磁体和线圈的相对表面降低了加工难度，由此有助于制造时的成本降低和品质稳定性。

（其他实施方式）

关于前述实施方式，给出了对如下构造的说明：例如，在分别以同轴的方式形成在可动部和固定部中的两个球面之间布置有滚动构件，并且可动部被可动地支撑于以转动中心点O为球心的球面。然而，不限于此，使用设置于可动部的球面部和设置于固定部的球面部以可滑动的方式被支撑而不使用滚动构件的结构也是可以接受的。在磁体布置于可动部并且线圈布置于固定部的实施方式中，无需为可动部供电，由此使得能够防止可动部承受由于电源线缆变形或摩擦等而引起的外力。另一方面，在线圈布置于可动部并且磁体布置于固定部的实施方式中，如果磁体比线圈重，则能够减轻可动部的重量。在任一个实施方式中，都能够类似地获得本发明的效果。

本发明的方面也可以通过读取和执行存储装置中记录的程序以进行上述实施方式的功能的系统或设备的计算机（或诸如CPU或MPU等的装置）来实现，以及通过如下方法来实现：该方法的步骤由例如通过读取和执行记录在存储装置中的程序以进行上述实施方式的功能的系统或设备的计算机来进行。为此目的，程序例如经由网络或从用作存储装置的各种类型的记录介质（例如，计算机可读介质）被提供给计算机。

虽然已经参照示例性实施方式说明了本发明的实施方式，但是应该理解的是发明不限于所公开的示例性实施方式。随附权利要求的范围应该被赋予最宽泛的解释以包含所有这样的变型、等同结构和功能。

本申请要求2012年10月30日提交的日本专利申请No.2012-239218的优先权，该申请的全部内容通过引用合并于此。

Claims (20)

1.一种图像抖动校正设备，其包括：

可动构件，其被构造成保持图像抖动校正构件；

固定构件，其被构造成以使得所述可动构件能够沿着以转动中心点为球心的球面移动的方式来保持所述可动构件；和

电磁驱动单元，其被构造成具有磁体和线圈，所述磁体和所述线圈设置于所述可动构件和所述固定构件中的彼此相对的部分，

其特征在于，所述磁体和所述线圈相对于与光轴垂直的方向倾斜地布置，使得所述线圈通电时产生的驱动力的方向与以所述转动中心点为球心的球面的切线方向近似一致，并且，与所述磁体和所述线圈被布置成方向与所述光轴垂直的情况相比，所述电磁驱动单元的驱动力的输出变化减小。

2.根据权利要求1所述的图像抖动校正设备，其中，所述磁体和所述线圈的彼此相对的部分不是以所述转动中心点为球心的球面。

3.根据权利要求1所述的图像抖动校正设备，其中，在包括所述校正构件的光轴和彼此相对的所述磁体或所述线圈的几何中心的截面中，所述磁体或所述线圈的相对表面的几何中心处的法线相对于所述光轴倾斜，并且所述法线和所述光轴的交点与所述转动中心点被定位在所述校正构件的同一侧。

4.根据权利要求3所述的图像抖动校正设备，其中，在所述线圈的面对所述磁体的相对表面或者所述磁体的面对所述线圈的相对表面设置有平面部，并且从所述转动中心点至所述平面部的垂线的垂足被定位在半径为从所述平面部的几何中心到所述光轴的距离的圆内。

5.根据权利要求4所述的图像抖动校正设备，其中，从所述转动中心点至所述平面部的所述垂线的垂足被定位在所述磁体或所述线圈的相对表面内。

6.根据权利要求4所述的图像抖动校正设备，其中，当在所述校正构件和所述光轴交叉的点之中，靠近所述转动中心点的点被指定为点C1，远离所述转动中心点的点被指定为点C2，从所述转动中心点到点C1的距离被指定为L2，从所述转动中心点到点C2的距离被指定为L3，所述校正构件的半径被指定为R2，保持所述校正构件的所述可动构件的最外周的半径被指定为R3，所述平面部的法线相对于所述光轴所构成的角度被指定为θ，并且反正切函数被指定为Atan时，

所述图像抖动校正设备满足以下关系：

Atan(R2/L3)<θ<Atan(R3/L2)。

7.根据权利要求5所述的图像抖动校正设备，其中，当在所述校正构件和所述光轴交叉的点之中，靠近所述转动中心点的点被指定为点C1，远离所述转动中心点的点被指定为点C2，从所述转动中心点到点C1的距离被指定为L2，从所述转动中心点到点C2的距离被指定为L3，所述校正构件的半径被指定为R2，保持所述校正构件的所述可动构件的最外周的半径被指定为R3，所述平面部的法线相对于所述光轴所构成的角度被指定为θ，并且反正切函数被指定为Atan时，

所述图像抖动校正设备满足以下关系：

Atan(R2/L3)<θ<Atan(R3/L2)。

8.根据权利要求4所述的图像抖动校正设备，其中，在包括所述光轴和所述平面部的几何中心的截面中，通过该几何中心的法线通过所述转动中心点。

9.根据权利要求4所述的图像抖动校正设备，还包括被构造成检测所述磁体的磁性的磁检测单元，

其中，所述磁检测单元与所述磁体或所述线圈相对，并且所述磁检测单元在所述可动构件被定位在可动范围的中心的状态下布置在从所述转动中心点至所述平面部的垂线上。

10.根据权利要求3所述的图像抖动校正设备，其中，在所述线圈的面对所述磁体的相对表面或所述磁体的面对所述线圈的相对表面设置有圆筒表面部。

11.根据权利要求10所述的图像抖动校正设备，其中，所述圆筒表面部的转动中心轴线通过所述转动中心点。

12.根据权利要求10所述的图像抖动校正设备，其中，所述圆筒表面部的转动中心轴线平行于或垂直于所述电磁驱动单元的驱动方向。

13.根据权利要求11所述的图像抖动校正设备，其中，所述圆筒表面部的转动中心轴线平行于或垂直于所述电磁驱动单元的驱动方向。

14.根据权利要求10所述的图像抖动校正设备，其中，在所述磁体和所述线圈的相对表面之中，靠近所述转动中心点的相对表面的曲率半径比远离所述转动中心点的相对表面的曲率半径小。

15.根据权利要求14所述的图像抖动校正设备，其中，所述磁体布置在比相对的线圈靠近所述转动中心点的位置处。

16.根据权利要求10所述的图像抖动校正设备，还包括检测所述磁体的磁性的磁检测单元，

其中，所述磁检测单元与所述磁体或所述线圈相对，并且所述磁检测单元在所述可动构件被定位在可动范围的中心的状态下布置在从所述转动中心点至所述圆筒表面部的垂线上。

17.一种图像抖动校正设备，其设置有固定构件和多个可动构件，并且该图像抖动校正设备通过使得被构造成保持校正构件的可动构件以在转动中心点处交叉的第一转动轴线和第二转动轴线为中心相对于所述固定构件转动来校正图像抖动，所述图像抖动校正设备包括：

第一可动构件，其以能够以所述第一转动轴线为中心相对于所述固定构件转动的状态被支撑；

第二可动构件，其被构造成保持所述校正构件，并且由所述第一可动构件以能够以所述第二转动轴线为中心转动的状态支撑；

第一电磁驱动单元，其被构造成具有设置于所述第一可动构件和所述固定构件中的彼此相对的部分的磁体和线圈；和

第二电磁驱动单元，其被构造成具有设置于所述第一可动构件和所述第二可动构件中的彼此相对的部分的磁体和线圈，并且在与所述校正构件的光轴垂直的方向上被布置于所述校正构件的外周，

其特征在于，所述磁体和所述线圈相对于与光轴垂直的方向倾斜地布置，使得所述线圈通电时产生的驱动力的方向与以所述转动中心点为球心的球面的切线方向近似一致。

18.根据权利要求17所述的图像抖动校正设备，其中，所述磁体和所述线圈的彼此相对的部分不是以所述转动中心点为球心的球面。

19.一种光学设备，其设置有根据权利要求1的图像抖动校正设备。

20.一种摄像装置，其设置有根据权利要求1的图像抖动校正设备。