JP2018180492A - 振れ補正機能付き光学ユニットおよび振れ補正機能付き光学ユニットにおける揺動体の重心調整方法 - Google Patents

Abstract

【課題】一つのウエイトを用いて、揺動支持機構による揺動体の揺動中心と揺動体の重心とを一致させる振れ補正機能付き光学ユニットを提供すること。
【解決手段】可動ユニット５（揺動体）は、光学モジュール２を備える。光学モジュール２は内周側に光学素子９を保持する鏡筒部７２を備える。鏡筒部７２の＋Ｚ方向の端部分の外周面にはＺ軸方向の一定幅の領域に雄ネジ部７５を備える。雄ネジ部７５には可動ユニット５の重心位置を調節するためのウエイト７７が取り付けられている。ウエイト７７は環状であり、内周面に雄ネジ部７５と螺合可能な雌ネジ部７７ａを備える。雄ネジ部７５は、ウエイトを固定するための固定領域である。ウエイト７７をＺ軸回りに回転させることにより、ウエイト７７の位置を固定領域内でＺ軸方向に移動させて、可動ユニット５の重心位置をＺ軸方向で調節できる。
【選択図】図７

Description

本発明は、携帯端末や移動体に搭載される振れ補正機能付き光学ユニットに関する。また、振れ補正機能付き光学ユニットにおいて光学素子を備える揺動体の重心調整方法に関する。

携帯端末や車両、無人ヘリコプターなどの移動体に搭載される光学ユニットの中には、光学ユニットの揺れに起因する撮影画像の乱れを抑制するために、光学素子を備える揺動体を揺動させて振れを補正する振れ補正機能を備えるものがある。特許文献１に記載の振れ補正機能付き光学ユニットは、光学素子を備える揺動体と、揺動体を揺動可能に支持する揺動支持機構と、揺動支持機構を介して揺動体を外周側から支持する支持体と、揺動体を揺動させる揺動用磁気駆動機構と、を備える。揺動支持機構は、揺動体と支持体との間に配置したジンバル機構を備える。揺動用磁気駆動機構は、揺動体に固定されたコイルと、支持体に固定されてコイルに対向する磁石とを備える。

特開２０１５−６４５０１号公報

振れ補正機能付き光学ユニットは、揺動支持機構による揺動体の揺動中心（揺動軸線）と揺動体の重心とが一致しない場合、外部からの振動によって揺動体が共振するなどの不都合がある。従って、揺動体にウエイトを取り付けて重心を調整することが行われている。重心を調整する際には、まず、第１ウエイトを揺動体に固定して、重心を粗調整する。その後に、第１ウエイトよりも重量の少ない第２ウエイトを揺動体に固定して、重心を微調整する。

ここで、重量の異なる２つのウエイトを用いて重心を調整する方法では、微調整用の第２ウエイトを必要とせずに重心の調整が完了する場合がある。この場合には、微調整用の第２ウエイトが使用されず、在庫として残るという問題がある

そこで、本発明の課題は、一つのウエイトを用いて、揺動支持機構による揺動体の揺動中心と揺動体の重心とを一致させる振れ補正機能付き光学ユニットを提供することにある。また、一つのウエイトを用いて、揺動体の重心を調整する重心調整方法を提案することにある。

上記課題を解決するために、本発明の振れ補正機能付き光学ユニットは、光学素子を保持する揺動体と、前記揺動体を、予め設定した軸線と光軸とが一致する基準姿勢および前記軸線に対して前記光軸が傾斜する傾斜姿勢の間で揺動可能に支持する揺動支持機構と、前記揺動支持機構を介して前記揺動体を支持する支持体と、前記揺動体の揺動中心と当該揺動体の重心とを前記軸線方向で一致させるためのウエイトと、を有し、前記揺動体は、前記ウエイトを固定するための固定領域を備え、前記ウエイトの固定位置は、前記固定領域内で前記光軸方向に変更可能であることを特徴とする。

本発明では、揺動体に取り付けられるウエイトの固定位置が、揺動体に設けられた固定領域内において軸線方向に変更可能である。従って、１つのウエイトを光学モジュールに取り付ける際に、その固定位置を固定領域内で光軸方向に調整することによって、重心を光軸方向で調整できる。

本発明において、前記固定領域内で前記固定位置を移動させる位置調整機構を有し、前記揺動体は、前記光軸と同心の筒部を備え、前記固定領域は、径方向の外側を向く前記筒部の外周面部分であり、前記ウエイトは、環状であり、その中心穴に前記筒部が挿入され、前記位置調整機構は、前記ウエイトの内周面に設けられた雌ネジ部と、前記固定領域に設けられて前記雌ネジに螺合する雄ネジ部と、を備えるものとすることができる。このようにすれば、ウエイトの雌ネジ部と、揺動体の筒部の雄ネジ部とを螺合させてウエイトを回転させることにより、ウエイトを光軸方向に移動させることができるので、重心の調整が容易である。また、このようにすれば、光軸方向におけるウエイトの位置を細やかに調整できる。

本発明において、前記固定領域内で前記固定位置を移動させる位置調整機構を有し、前記揺動体は、前記光軸と同心の筒部を備え、前記固定領域は、径方向の外側を向く前記筒部の外周面部分であり、前記ウエイトは、環状であり、その中心穴に前記筒部が挿入され、前記位置調整機構は、前記固定領域において、前記周方向および軸線方向で互いに異なる位置に設けられた複数の突部と、前記ウエイトから前記軸線方向に突出して当該軸線方向から複数の前記突部のそれぞれに当接可能な当接部と、を備え、前記ウエイトを前記軸線回りで回転させて前記当接部を当接させる前記突部を変更すると前記ウエイトの固定位置が前記軸線方向に移動するものとすることができる。このようにすれば、ウエイトを軸線回りに回転させ、その当接部を筒部に設けられた複数の突部のうちの一つの突部に選択的に当接させることにより、ウエイトを光軸方向に移動させることができる。従って、揺動体の重心の調整が容易である。

本発明において、前記ウエイトは、前記軸線方向から見た場合に目視可能な部分に治具を係止するための係止部を備えることが望ましい。このようにすれば、軸線方向からウエイトに治具を係止して、ウエイトを軸線回りに回転させることができる。

本発明において、揺動体にウエイトの固定領域を設けるためには、前記揺動体は、前記光学素子を内周側に保持する鏡筒を備え、前記筒部は、前記鏡筒の一部分であるものとすることができる。

本発明において、前記揺動体は、前記光学素子を内周側に保持する鏡筒と、前記鏡筒を外周側から保持する筒状の保持部を備える鏡筒ホルダと、を備え、前記筒部は、前記保持部の一部分であるものとすることができる。このようにすれば、ウエイトの固定領域は、光学素子を内周側に保持する鏡筒の更に外周側に位置する保持部に設けられる。これにより、ウエイトが径方向に大きくなるので、ウエイトの重量を確保するために、樹脂や比重の比較的小さい金属を用いることができる。

本発明において、揺動体を揺動させるためには、前記揺動体を揺動させる揺動用磁気駆動機構と、前記支持体を介して前記揺動体を支持する固定体と、を有し、前記揺動用磁気駆動機構は、前記揺動体および前記固定体の一方に固定されたコイルと、他方に固定されて前記コイルと径方向で対向する磁石と、を備え、前記磁石は、前記軸線方向で２つに分極着磁されていることが望ましい。

また、本発明において、前記揺動用磁気駆動機構は、前記揺動体および前記支持体のうち前記コイルが固定された側に取り付けられて前記磁石と対向するホール素子を備えるこ
とが望ましい。このようにすれば、ホール素子からの出力に基づいて、揺動体が基準姿勢であることを検出できる。また、このようにすれば、ホール素子からの出力に基づいて、揺動体が軸線に対して傾斜した傾斜角度を検出できる。

次に本発明は、上記の振れ補正機能付き光学ユニットにおける揺動体の重心調整方法において、前記揺動支持機構として、ジンバル機構を用い、前記揺動体および前記固定体のうち前記コイルが固定された側において、前記揺動体が前記基準姿勢のときに前記磁石の着磁分極線と対向する位置にホール素子を取り付け、前記ウエイトを、前記固定領域に取り付け、前記ホール素子からの出力を監視しながら、前記振れ補正機能付き光学ユニットに対して軸線と直交する方向の外力を付与する外力付与動作と、前記ウエイトを前記固定領域内で移動させる移動動作と、を交互に繰り返して、前記ホール素子からの出力が所定の閾値よりも小さくなる位置に前記ウエイトを固定することを特徴とする。

本発明によれば、軸線と直交する外力を加えたときのホール素子からの出力を利用して、揺動体の重心を調整できる。すなわち、揺動支持機構による揺動中心（揺動軸）と揺動体の重心とが一致する状態では、外力が加わったときに揺動体の揺動が抑制される。従って、揺動支持機構による揺動中心（揺動軸）と揺動体の重心とが一致する状態では、軸線と直交する外力を加えたときのホール素子からの出力（振幅）が小さくなる。よって、ウエイトの位置を変更しながら外力を加えたときにホール素子からの出力が所定の閾値よりも小さくなる位置にウエイトを固定すれば、揺動支持機構による揺動中心と揺動体の重心とを一致させることができる。

また、本発明の別の形態は、上記の振れ補正機能付き光学ユニットにおける揺動体の重心調整方法において、前記揺動支持機構として、ジンバル機構を用い、前記ウエイトを、前記固定領域に取り付け、前記揺動体が前記軸線に対して傾斜する角度を監視しながら、前記振れ補正機能付き光学ユニットに対して軸線と直交する方向の外力を付与する外力付与動作と、前記ウエイトを前記固定領域内で移動させる移動動作と、を交互に繰り返して、前記軸線に対する角度が所定の角度よりも小さくなる位置に前記ウエイトを固定することを特徴とする。

本発明によれば、軸線と直交する外力を加えたときの揺動体の傾斜角度を検出して、揺動体の重心を調整する。すなわち、揺動支持機構による揺動中心（揺動軸）と揺動体の重心とが一致する状態では、外力が加わったときに揺動体の揺動が抑制される。従って、揺動支持機構による揺動中心（揺動軸）と揺動体の重心とが一致する状態では、軸線と直交する外力を加えたときの軸線に対して傾斜する揺動体の角度が小さくなる。よって、ウエイトの位置を変更しながら外力を加えたときに軸線に対する揺動体の角度が所定の角度よりも小さくなる位置にウエイトを固定すれば、揺動支持機構による揺動中心と揺動体の重心とを一致させることができる。

本発明によれば、１つのウエイトを揺動体に取り付ける際に、その固定位置を軸線方向で移動させることにより、揺動体の重心を軸線方向で調整できる。

本発明を適用した光学ユニットを被写体側から見た斜視図である。 図１のＡ−Ａ線における光学ユニットの断面図である。 図１の光学ユニットを被写体側から見た分解斜視図である。 第１ユニットを被写体側から見た分解斜視図である。 第１ユニットを反被写体側から見た分解斜視図である。 可動体を被写体側から見た斜視図である。 可動体を被写体側および反被写体側から見た斜視図である。 光学ユニットを軸線と直交する平面で切断した断面図である。 第２ユニットを被写体側および反被写体側から見た斜視図である。 図９のＢ−Ｂ線における第２ユニットの断面図である。 第２ユニットを被写体側から見た分解斜視図である。 第２ユニットを反被写体側から見た分解斜視図である。 固定部材を被写体側から見た分解斜視図である。 角度位置復帰機構の説明図である。 可動ユニットの重心調整方法の説明図である。 可動ユニットの重心調整方法のフローチャートである。 変形例１の位置調整機構の説明図である。 変形例２の位置調整機構の説明図である。 可動ユニットの重心調整方法の別の例の説明図である。 可動ユニットの重心調整方法の別の例のフローチャートである。

以下に、図面を参照して、本発明を適用した光学ユニットの実施形態を説明する。本明細書において、ＸＹＺの３軸は互いに直交する方向であり、Ｘ軸方向の一方側を＋Ｘ、他方側を−Ｘで示し、Ｙ軸方向の一方側を＋Ｙ、他方側を−Ｙで示し、Ｚ軸方向の一方側を＋Ｚ、他方側を−Ｚで示す。Ｚ軸方向は光学ユニットの軸線方向であり、光学素子の光軸方向である。＋Ｚ方向は光学ユニットの被写体側であり、−Ｚ方向は光学ユニットの反被写体側（像側）である。

（全体構成）
図１は本発明を適用した光学ユニットを被写体側から見た斜視図である。図２は図１のＡ−Ａ線における光学ユニットの断面図である。図３は図１の光学ユニットを被写体側から見た場合の分解斜視図である。図１に示す光学ユニット１は、例えば、カメラ付き携帯電話機、ドライブレコーダー等の光学機器や、ヘルメット、自転車、ラジコンヘリコプター等の移動体に搭載されるアクションカメラやウエアラブルカメラ等の光学機器に用いられる。このような光学機器では、撮影時に光学機器に振れが発生すると、撮像画像に乱れが発生する。本例の光学ユニット１は、撮影画像の乱れを回避するため、搭載する光学モジュール２の傾きや回転を補正する振れ補正機能付き光学ユニットである。

図２、図３に示すように、光学ユニット１は、光学モジュール２を有する第１ユニット３と、−Ｚ方向の側から第１ユニット３を回転可能に支持する第２ユニット４を備える。

図２に示すように、第１ユニット３は、光学モジュール２を備える可動ユニット（揺動体）５と、可動ユニット５を揺動可能に支持する揺動支持機構６と、揺動支持機構６を介して可動ユニット５を支持するホルダ７（支持体）と、可動ユニット５およびホルダ７を外周側から囲むケース体８とを備える。光学モジュール２は、光学素子９と、光学素子９の光軸上に配置された撮像素子１０と、を備える。揺動支持機構６は、可動ユニット５を、予め定めた軸線Ｌと光学素子９の光軸とが一致する基準姿勢および軸線Ｌに対して光軸が傾斜する傾斜姿勢の間で揺動可能に支持する。揺動支持機構６はジンバル機構である。ここで、軸線ＬはＺ軸と一致する。

また、第１ユニット３は、可動ユニット５を揺動させる揺動用磁気駆動機構１１と、揺動する可動ユニット５を基準姿勢に復帰させるための姿勢復帰機構１２を備える。揺動用磁気駆動機構１１は、可動ユニット５に保持された揺動駆動用コイル１３と、ケース体８に保持された揺動駆動用磁石１４と、を備える。揺動駆動用コイル１３と揺動駆動用磁石１４とは軸線Ｌと直交する径方向で対向する。姿勢復帰機構１２は、可動ユニット５に保
持されて揺動駆動用磁石１４と対向する姿勢復帰用磁性部材１５を備える。

さらに、第１ユニット３は、可動ユニット５の揺動範囲を規制する揺動ストッパ機構１７を備える。また、第１ユニット３は、揺動駆動用コイル１３に電気的に接続されたフレキシブルプリント基板１８と、撮像素子１０に電気的に接続されたフレキシブルプリント基板１９と、を備える。

次に、第２ユニット４は、ホルダ７を軸線Ｌ回りに回転可能に支持する回転支持機構２１と、回転支持機構２１を介してホルダ７を支持する固定部材２２とを備える。回転支持機構２１は、回転台座２４と、軸受機構２５と、を備える。回転台座２４は、軸受機構２５を介して、固定部材２２に回転可能に支持されている。軸受機構２５はＺ軸方向に配列された第１ボールベアリング２７と第２ボールベアリング２８とを備える。第１ボールベアリング２７は第２ボールベアリング２８の＋Ｚ方向に位置する。

また、第２ユニット４は、回転台座２４を回転させるローリング用磁気駆動機構３１と、回転した回転台座２４を予め定めた基準角度位置に復帰させるための角度位置復帰機構３２を備える。ローリング用磁気駆動機構３１は、回転台座２４に保持されたローリング駆動用コイル３５と、固定部材２２に保持されたローリング駆動用磁石３６とを備える。ローリング駆動用コイル３５とローリング駆動用磁石３６とはＺ軸方向で対向する。角度位置復帰機構３２は、回転台座２４に固定された角度位置復帰用磁性部材３７を備える。角度位置復帰用磁性部材３７はＺ軸方向から見た場合にローリング駆動用磁石３６と重なる。さらに、第２ユニット４は、回転台座２４の回転角度範囲を規制する回転ストッパ機構３８（回転角度範囲規制機構）を備える。また、第２ユニット４は、ローリング駆動用コイル３５に電気的に接続されたフレキシブルプリント基板３９と、固定部材２２に固定されたカバー部材４０を備える。

ここで、回転台座２４には、第１ユニット３のホルダ７が取り付けられる。従って、回転台座２４が回転すると、第１ユニット３の可動ユニット５およびホルダ７が回転台座２４と一体にＺ軸回り（軸線Ｌ回り）を回転する。よって、第１ユニット３の可動ユニット５およびホルダ７と第２ユニット４の回転台座２４とはＺ軸回りに一体に回転する可動体４１を構成している。一方、固定部材２２には第１ユニット３のケース体８が取り付けられる。これにより、固定部材２２とケース体８とは可動体４１を回転可能に支持する固定体４２を構成する。回転台座２４は回転支持機構２１を構成するとともに、可動体４１を構成している。

（第１ユニット）
図３に示すように、ケース体８はＺ軸方向から見た場合に略８角形の外形をした筒状ケース４５と、筒状ケース４５に対して＋Ｚ方向の側（被写体側）から組み付けられる被写体側ケース４６と、を備える。筒状ケース４５は磁性材料から形成される。被写体側ケース４６は樹脂材料から形成される。

筒状ケース４５は、略８角形の筒状の胴部４７と、胴部４７の＋Ｚ方向の端部から内側に張り出した枠状の端板部４８を備える。端板部４８の中央には略８角形の開口部４９が形成されている。胴部４７は、Ｘ軸方向に対向する側板５１、５２と、Ｙ軸方向に対向する側板５３、５４と、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に対して４５度傾いた４箇所の角部に設けられた側板５５とを備える。Ｘ軸方向に対向する側板５１、５２とＹ軸方向に対向する側板５３、５４の内周面には、それぞれ、揺動駆動用磁石１４が固定されている。各揺動駆動用磁石１４はＺ軸方向で分極着磁されている。各揺動駆動用磁石１４の着磁分極線１４ａはＺ軸（軸線Ｌ）と直交する方向を周方向に延びる。

また、筒状ケース４５は、＋Ｘ方向の下端縁部分、＋Ｙ方向の下端縁部分、および、−Ｙ方向の下端縁部分に、それぞれ位置決め用切欠き部５６を備える。また、胴部４７は、−Ｘ方向の下端縁部分に、フレキシブルプリント基板１８、１９を引き回すための矩形の切欠き部５７を備える。

被写体側ケース４６は、筒状ケース４５の端板部４８に当接する筒状の胴部５８と、胴部５８の＋Ｚ方向の端部から内側に張り出した端板部５９とを備える。端板部５９の中央には円形開口部６０が形成されている。円形開口部６０には、光学モジュール２の＋Ｚ方向の端部分が挿入される。

（ホルダ）
図４は可動ユニット５およびホルダ７を＋Ｚ方向の側から見た場合の分解斜視図である。図５は可動ユニット５およびホルダ７を−Ｚ方向の側から見た場合の分解斜視図である。図４に示すように、ホルダ７は、可動ユニット５の＋Ｚ方向の端部分が挿入されるホルダ環状部６２と、ホルダ環状部６２の−Ｚ方向側に連続するホルダ胴部６３とを備える。ホルダ胴部６３は、周方向に配列された４つの窓部６４と、周方向に隣り合う窓部６４を区画する４本の縦枠部６５を備える。４つの窓部６４のうちの２つの窓部６４はＸ軸方向に開口し、他の２つはＹ軸方向に開口する。４本の縦枠部６５は、それぞれ、Ｘ軸方向とＹ軸方向の間の角度位置に配置されている。

ホルダ胴部６３は、＋Ｘ方向の下端縁部分、＋Ｙ方向の下端縁部分、および、−Ｙ方向の下端縁部分に、それぞれ位置決め用切欠き部６７を備える。また、ホルダ胴部６３は、−Ｘ方向の下端縁部分に、フレキシブルプリント基板１８、１９を引き回すための矩形の切欠き部６８を備える。

（可動ユニット）
図６は可動ユニット５を＋Ｚ方向の側（被写体側）から見た場合の斜視図である。図７（ａ）は可動ユニット５を＋Ｚ方向の側（被写体側）から見た場合の斜視図であり、図７（ｂ）は可動ユニット５を−Ｚ方向から見た場合の斜視図である。図６、図７に示すように、可動ユニット５は、光学モジュール２と、光学モジュール２を外周側から保持する光学モジュールホルダ７１（鏡筒ホルダ）とを備える。光学モジュール２は、内周側に光学素子９を保持する鏡筒部７２と、鏡筒部７２の−Ｚ方向の端部分において内周側に基板７３を保持する角筒部７４を備える。基板７３には撮像素子１０が搭載されている。鏡筒部７２（筒部）の＋Ｚ方向の端部分の外周面にはＺ軸方向の一定幅の領域（外周面部分）に雄ネジ部７５が設けられている。

雄ネジ部７５には可動ユニット５の重心位置を調節するためのウエイト７７が取り付けられている。ウエイト７７は環状であり、内周面に雄ネジ部７５と螺合可能な雌ネジ部７７ａを備える。ここで、雄ネジ部７５は、ウエイトを固定するための固定領域である。ウエイト７７をＺ軸回りに回転させることにより、ウエイト７７の位置を固定領域内でＺ軸方向に移動させて、可動ユニット５の重心位置をＺ軸方向で調節する。雄ネジ部７５と雌ネジ部７７ａは可動ユニット５に固定したウエイト７７の固定位置を軸線方向で移動させる位置調整機構７８である。

図６に示すように、光学モジュールホルダ７１はＺ軸方向から見た場合に略８角形の底板部８０と、底板部８０のＸ軸方向の両端において、＋Ｚ方向に立ち上がりＹ軸方向に延在する一対の壁部８１、８２と、底板部８０のＹ軸方向の両端において、＋Ｚ方向に立ち上がりＸ軸方向に延在する一対の壁部８３、８４とを備える。また、光学モジュールホルダ７１は、底板部８０の中心に設けられた光学モジュール保持部８５（保持部）を備える。光学モジュール保持部８５は筒状であり、軸線Ｌと同軸である。光学モジュール保持部
８５には光学モジュール２の鏡筒部７２が挿入されている。光学モジュール保持部８５は鏡筒部７２を外周側から保持する。各壁部８１、８２、８３、８４における＋Ｚ方向の端面には、＋Ｚ方向に突出する２つの揺動ストッパ用凸部８７が設けられている。２つの揺動ストッパ用凸部８７は、各壁部８１、８２、８３、８４における周方向の両端部分から、それぞれ突出する。

各壁部８１、８２、８３、８４において径方向の外側を向く外側面には、コイル固定部８８が設けられている。各コイル固定部８８には、中心穴を径方向の外側に向けた姿勢で揺動駆動用コイル１３が固定される。また、−Ｘ方向の側に位置する壁部８２および＋Ｙ方向の側に位置する壁部８３のコイル固定部８８にはホール素子固定部８９が設けられている。ホール素子固定部８９にはホール素子９０が固定される。ホール素子９０はＺ軸方向で各揺動駆動用コイル１３の中心に位置する。ホール素子９０は、フレキシブルプリント基板１８に電気的に接続されている。

各壁部８１、８２、８３、８４において径方向の内側を向く内側面には、姿勢復帰用磁性部材１５を固定するための磁性部材固定領域９２が設けられている。磁性部材固定領域９２は、内側面を一定幅でＺ軸方向に延びる溝９３である。姿勢復帰用磁性部材１５は矩形板状でありＺ軸方向の寸法が周方向の寸法よりも長い。また、姿勢復帰用磁性部材１５のＺ軸方向の寸法は、溝９３のＺ軸方向の寸法よりも短い。姿勢復帰用磁性部材１５は、長手方向をＺ軸方向に向けた姿勢で溝９３内に固定されている。ここで、姿勢復帰用磁性部材１５は、可動ユニット５が基準姿勢の状態を径方向から見た場合に、姿勢復帰用磁性部材１５の中心が揺動駆動用磁石１４の着磁分極線１４ａと重なるように、その固定位置が溝９３内においてＺ方向で調整された後に、接着剤によって、溝９３内に固定される。

（揺動支持機構）
図８はＺ軸（軸線Ｌ）と直交して揺動支持機構６を通過する平面で光学ユニット１を切断した断面図である。揺動支持機構６は、光学モジュールホルダ７１とホルダ７との間に構成されている。図８に示すように、揺動支持機構６は、光学モジュールホルダ７１の第１軸Ｒ１上の対角位置に設けられた２箇所の第１揺動支持部１０１と、ホルダ胴部６３の第２軸Ｒ２上の対角位置に設けられた２箇所の第２揺動支持部１０２と、第１揺動支持部１０１および第２揺動支持部１０２によって支持される可動枠１０３と、を備える。ここで、第１軸Ｒ１および第２軸Ｒ２はＺ軸方向と直交し、且つ、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に対して４５度傾いた方向である。従って、第１揺動支持部１０１および第２揺動支持部１０２はＸ軸方向とＹ軸方向との間の角度位置に配置される。図４、図５に示すように、第２揺動支持部１０２は、ホルダ胴部６３の内側面に形成された凹部である。

図８に示すように、可動枠１０３はＺ軸方向から見た平面形状が略８角形の板状ばねである。可動枠１０３の外側面にはＺ軸回りの４か所に溶接等によって金属製の球体１０４が固定されている。この球体１０４は、光学モジュールホルダ７１に設けられた第１揺動支持部１０１、および、ホルダ胴部６３に設けられた第２揺動支持部１０２に保持される接点ばね１０５と点接触する。図４および図５に示すように、接点ばね１０５は板状ばねであり、第１揺動支持部１０１に保持される接点ばね１０５は第１軸Ｒ１方向に弾性変形可能であり、第２揺動支持部１０２に保持される接点ばね１０５は第２軸Ｒ２方向に弾性変形可能である。従って、可動枠１０３はＺ軸方向と直交する２方向（第１軸Ｒ１方向および第２軸Ｒ２方向）の各方向回りに回転可能な状態で支持される。

（揺動用磁気駆動機構）
揺動用磁気駆動機構１１は、図８に示すように、可動ユニット５と筒状ケース４５の間に設けられた第１揺動用磁気駆動機構１１Ａおよび第２揺動用磁気駆動機構１１Ｂを備える。第１揺動用磁気駆動機構１１Ａは、Ｘ軸方向で対向する揺動駆動用磁石１４と揺動駆
動用コイル１３とからなる組を２組備える。また、第１揺動用磁気駆動機構１１Ａは、−Ｘ方向の側の組の揺動駆動用コイル１３の内側に配置されたホール素子９０を備える。第２揺動用磁気駆動機構１１Ｂは、Ｙ軸方向で対向する揺動駆動用磁石１４と揺動駆動用コイル１３とからなる組を２組備える。また、第２揺動用磁気駆動機構１１Ｂは、＋Ｙ方向の側の組の揺動駆動用コイル１３の内側に配置されたホール素子９０を備える。

各揺動駆動用コイル１３は光学モジュールホルダ７１のＸ軸方向の両側の壁部８１、８２およびＹ軸方向の両側の壁部８３、８４の外側面に保持される。揺動駆動用磁石１４は、筒状ケース４５の筒状ケース４５に設けられた側板５１、５２、５３、５４の内側面に保持される。各揺動駆動用磁石１４は、図２および図３に示すようにＺ軸方向に２分割され、内面側の磁極が着磁分極線１４ａを境にして異なるように着磁されている。揺動駆動用コイル１３は、＋Ｚ方向側および−Ｚ方向側の長辺部分が有効辺として利用される。可動ユニット５が基準姿勢のときに、各ホール素子９０は、外周側に位置する揺動駆動用磁石１４の着磁分極線１４ａと対向する。ここで、筒状ケース４５は磁性材料から構成されているので、揺動駆動用磁石１４に対するヨークとして機能する。

可動ユニット５の＋Ｙ方向側および−Ｙ方向側に位置する２組の第２揺動用磁気駆動機構１１Ｂは、揺動駆動用コイル１３への通電時にＸ軸回りの同一方向の磁気駆動力が発生するように配線接続されている。また、可動ユニット５の＋Ｘ方向側および−Ｘ方向側に位置する２組の第１揺動用磁気駆動機構１１Ａは、揺動駆動用コイル１３への通電時にＹ軸回りの同一方向の磁気駆動力が発生するように配線接続されている。揺動用磁気駆動機構１１は、第２揺動用磁気駆動機構１１ＢによるＸ軸回りの回転、および第１揺動用磁気駆動機構１１ＡによるＹ軸回りの回転を合成することにより、光学モジュール２を第１軸Ｒ１回りおよび第２軸Ｒ２回りに回転させる。Ｘ軸回りの振れ補正、およびＹ軸回りの振れ補正を行う場合は、第１軸Ｒ１回りの回転および第２軸Ｒ２回りの回転を合成する。

（揺動ストッパ機構）
図２に示すように、可動ユニット５の揺動範囲を規制する揺動ストッパ機構１７は、可動ユニット５（光学モジュールホルダ７１）に設けられた揺動ストッパ用凸部８７と、ホルダ環状部６２とから構成される。可動ユニット５が所定の揺動範囲を超える傾斜姿勢となると、揺動ストッパ用凸部８７がホルダ環状部６２に当接して、それ以上、可動ユニット５が傾斜することを規制する。また、揺動ストッパ機構１７は、外力によって可動ユニット５が＋Ｚ方向に移動した場合に、揺動ストッパ用凸部８７がホルダ環状部６２に当接して、可動ユニット５がそれ以上、＋Ｚ方向に移動することを規制する。

（姿勢復帰機構）
姿勢復帰機構１２は、姿勢復帰用磁性部材１５と、揺動駆動用磁石１４と、を備える。図２に示すように、姿勢復帰用磁性部材１５は、径方向において、揺動駆動用コイル１３を間に挟んで揺動駆動用磁石１４とは反対側に配置されている。ホルダ７が基準姿勢の状態を径方向から見た場合には、姿勢復帰用磁性部材１５の中心は、外周側に位置する揺動駆動用磁石１４の着磁分極線１４ａと重なる位置にある。換言すれば、可動ユニット５が基準姿勢の状態では、着磁分極線１４ａを含んで軸線Ｌと直交する仮想面１２ａが姿勢復帰用磁性部材１５の中心を通過する。

ここで、可動ユニット５が基準姿勢から傾斜すると（光学モジュール２の光軸が軸線Ｌに対して傾斜すると）、姿勢復帰用磁性部材１５の中心が、揺動駆動用磁石１４の着磁分極線１４ａからＺ軸方向にずれる。これにより、姿勢復帰用磁性部材１５と揺動駆動用磁石１４との間には、姿勢復帰用磁性部材１５の中心を揺動駆動用磁石１４の着磁分極線１４ａの位置する側に向わせる方向の磁気吸引力が働く。すなわち、可動ユニット５が基準姿勢から傾斜すると、姿勢復帰用磁性部材１５と揺動駆動用磁石１４との間に、可動ユニ
ット５を基準姿勢に復帰させる方向の磁気吸引力が働く。従って、姿勢復帰用磁性部材１５と、揺動駆動用磁石１４とは、可動ユニット５を基準姿勢に復帰させる姿勢復帰機構として機能する。

（第２ユニット）
図９（ａ）は＋Ｚ方向の側から見た場合の第２ユニット４の斜視図であり、図９（ｂ）は−Ｚ方向の側から見た場合の第２ユニット４の斜視図である。図１０は第２ユニット４の断面図である。図１１は＋Ｚ方向の側（被写体側）から見た場合の第２ユニット４の分解斜視図である。図１２は−Ｚ方向の側（反被写体側）から見た場合の第２ユニット４の分解斜視図である。図１３は固定部材２２、ローリング駆動用磁石３６およびヨーク１２０の分解斜視図である。図９および図１０に示すように、第２ユニット４は、ホルダ７を軸線Ｌ回りに回転可能に支持する回転支持機構２１と、回転支持機構２１を介してホルダ７を支持する固定部材２２と、フレキシブルプリント基板３９と、カバー部材４０と、を備える。回転支持機構２１は、回転台座２４と軸受機構２５（第１ボールベアリング２７および第２ボールベアリング２８）とを備える。

図１１に示すように、固定部材２２はＺ軸方向が薄い偏平形状をしている。固定部材２２は−Ｘ方向の端縁部分に、矩形の切欠き部１１２を備える。固定部材２２は、切欠き部１１２を除く外周縁部分に段部１１３を備える。段部１１３には、＋Ｘ方向、＋Ｙ方向および−Ｙ方向の各方向に突出する３つの突部１１４が設けられている。

図１１および図１２に示すように、固定部材２２は、Ｙ軸方向の中央部分に＋Ｚ方向および−Ｚ方向に突出する筒部１１５を備える。筒部１１５の中心穴１１６は固定部材２２をＺ軸方向に貫通する。図１０に示すように、筒部１１５の内周側には、第１ボールベアリング２７および第２ボールベアリング２８が保持される。換言すれば、筒部１１５は第１ボールベアリング２７の外輪および第２ボールベアリング２８の外輪を外周側から保持する。

また、固定部材２２は、図１１に示すように、＋Ｚ方向の端面に一対のローリング駆動用磁石保持凹部１１７を備える。一対のローリング駆動用磁石保持凹部１１７は、筒部１１５を間に挟んだ両側に設けられている。各ローリング駆動用磁石保持凹部１１７には、それぞれローリング駆動用磁石３６が挿入されて固定されている。各ローリング駆動用磁石３６は、固定部材２２により、外周側から保護されている。ここで、ローリング駆動用磁石３６は周方向に分極着磁されている。各ローリング駆動用磁石３６の着磁分極線３６ａは、ローリング駆動用磁石３６の周方向の中央を径方向に延びる。また、固定部材２２は、筒部１１５から＋Ｘ方向に離間する位置に、＋Ｚ方向に突出する回転ストッパ用凸部１１８を備える。

さらに、固定部材２２は、図１２に示すように、−Ｚ方向の端面にヨーク保持用凹部１２１を備える。ヨーク保持用凹部１２１は筒部１１５を囲んで設けられている。ヨーク保持用凹部１２１はＹ軸方向に延びておりＺ軸方向から見た場合に一対のローリング駆動用磁石保持凹部１１７と重なる重なり部分を備える。図１３に示すように、重なり部分はＺ軸方向でローリング駆動用磁石保持凹部１１７とヨーク保持用凹部１２１とを連通させる矩形の連通部１２２となっている。ヨーク保持用凹部１２１には、−Ｚ方向からヨーク１２０が挿入される。ヨーク１２０は磁性材料から形成されている。ヨーク１２０は、ローリング駆動用磁石保持凹部１１７に保持されたローリング駆動用磁石３６に、連通部１２２を介して、−Ｚ方向から当接する。

また、固定部材２２は、図１２に示すように、ヨーク保持用凹部１２１の外周側に−Ｚ方向に突出する４つのカバー部材固定用凸部１２３を備える。４つのカバー部材固定用凸
部１２３のうちの２つは、固定部材２２の＋Ｙ方向の端縁部分において、Ｘ軸方向でヨーク保持用凹部１２１を間に挟んだ両側に設けられている。４つのカバー部材固定用凸部１２３のうちの他の２つは、固定部材２２の−Ｙ方向の端縁部分において、Ｘ軸方向でヨーク保持用凹部１２１を間に挟んだ両側に設けられている。４つのカバー部材固定用凸部１２３には、−Ｚ方向からカバー部材４０が固定される。カバー部材４０は、ヨーク１２０を−Ｚ方向から被う。カバー部材４０の中心には円形の開口部４０ａが設けられている。図９（ｂ）に示すように、カバー部材４０が固定部材２２に固定されたときに、開口部４０ａには軸部１３２の先端が挿入される。

次に、回転台座２４は、図１２に示すようにＺ軸方向が薄い偏平形状の台座本体１３１と、台座本体１３１から−Ｚ方向に突出する軸部１３２を備える。図１０に示すように、軸部１３２は、固定部材２２の筒部１１５に保持された第１ボールベアリング２７および第２ボールベアリング２８に挿入される。すなわち、軸部１３２は、第１ボールベアリング２７の内輪および第２ボールベアリング２８の内輪によって外周側から保持される。軸部１３２は第１ボールベアリング２７および第２ボールベアリング２８を貫通し、その先端部分が第２ボールベアリング２８から−Ｚ方向に突出する。軸部１３２の先端部分には、バネ座金１３４が挿入される。また、軸部１３２の先端部分には、環状部材１３５が溶接などにより固定される。ここで、バネ座金１３４は、第２ボールベアリング２８の内輪と環状部材１３５の間で圧縮され、第１ボールベアリング２７および第２ボールベアリング２８に与圧を付与する。

図１２に示すように、台座本体１３１における固定部材２２に対向する面には、軸部１３２を間に挟んだ両側に一対のコイル固定部１３８が設けられている。一対のコイル固定部１３８には、中心穴をＺ軸方向に向けた姿勢でローリング駆動用コイル３５が保持される。一方のコイル固定部１３８に固定されたローリング駆動用コイル３５の内側にはホール素子１４０が固定されている。ホール素子１４０は、周方向でローリング駆動用コイル３５の中心に位置する。ホール素子１４０は、ローリング駆動用コイル３５に電気的に接続されたフレキシブルプリント基板３９に電気的に接続されている。

図１１に示すように、台座本体１３１の＋Ｚ方向の側の端面には、その外周縁から内側に一定幅だけ内側にオフセットした外周縁部分に、当該端面を＋Ｘ方向の側およびＹ軸方向の両側から囲む略コの字形状の周壁１４２が設けられている。周壁１４２には、＋Ｘ方向、＋Ｙ方向および−Ｙ方向の各方向に突出する３つの突部１４３が設けられている。

また、台座本体１３１の＋Ｚ方向の側の端面には、筒部１１５を間に挟んだＹ軸方向の両側に、角度位置復帰用磁性部材３７を固定するための磁性部材固定領域１４４が設けられている。磁性部材固定領域１４４は一定幅でＸ軸方向に平行に延びる溝１４５である。角度位置復帰用磁性部材３７は、四角柱形状であり、周方向（Ｘ軸方向）の寸法が径方向の寸法よりも長い。また、角度位置復帰用磁性部材３７は周方向（Ｘ軸方向）の寸法が、溝１４５の周方向（Ｘ軸方向）の寸法よりも短い。

角度位置復帰用磁性部材３７は、長手方向を周方向に向けた姿勢で溝１４５内（磁性部材固定領域１４４内）に固定されている。姿勢復帰用磁性部材１５は、回転台座２４が予め定めた基準角度位置にある状態をＺ軸方向から見た場合に、角度位置復帰用磁性部材３７の中心がローリング駆動用磁石３６の着磁分極線３６ａと重なるように、その固定位置が溝１４５内において調整され、しかる後に、接着剤によって溝１４５内に固定される。

ここで、台座本体１３１は、周方向で磁性部材固定領域１４４と異なる位置に開口部１４６を備える。本例では、開口部１４６は、軸部１３２から＋Ｘ方向に離間した位置に設けられている。

（ローリング用磁気駆動機構）
図９および図１０に示すように、回転台座２４が第１ボールベアリング２７および第２ボールベアリング２８を介して固定部材２２に保持されると、ローリング用磁気駆動機構３１が構成される。図１０に示すように、ローリング用磁気駆動機構３１は、回転台座２４の軸部１３２を間に挟んだ両側に保持された一対のローリング用磁気駆動機構３１を備える。各ローリング用磁気駆動機構３１は、回転台座２４に保持されたローリング駆動用コイル３５と、固定部材２２に保持されてＺ軸方向で各ローリング駆動用コイル３５と対向するローリング駆動用磁石３６とを備える。ローリング駆動用磁石３６は、周方向に２分割され、ローリング駆動用コイル３５と対向する面の磁極が着磁分極線３６ａを境にして異なるように着磁されている。ローリング駆動用コイル３５は空芯コイルであり、径方向に延びる長辺部分が有効辺として利用される。ホール素子１４０は、回転台座２４が予め定めた基準角度位置にあるときに、−Ｚ方向に位置する揺動駆動用磁石１４の着磁分極線３６ａと対向する。

（回転ストッパ機構）
また、回転台座２４が第１ボールベアリング２７および第２ボールベアリング２８を介して固定部材２２に保持されると、図９（ａ）に示すように、固定部材２２の回転ストッパ用凸部１１８が回転台座２４の開口部１４６に挿入される。これにより、固定部材２２の回転ストッパ用凸部１１８と回転台座２４の開口部１４６とは、回転台座２４のＺ軸回りの回転角度範囲を規制する回転ストッパ機構３８を構成する。すなわち、回転台座２４は、回転ストッパ用凸部１１８が開口部１４６の内周壁（当接部）と干渉しない範囲でＺ軸回りを回転するものとなる。換言すれば、回転ストッパ機構３８は、開口部１４６の内周壁が周方向から回転ストッパ用凸部１１８に当接することにより、回転台座２４の回転角度範囲を規制する。

（角度位置復帰機構）
図１４は角度位置復帰機構３２の説明図である。図１４に示すように、角度位置復帰機構３２は、角度位置復帰用磁性部材３７と、ローリング駆動用磁石３６とを備える。図１０に示すように、角度位置復帰用磁性部材３７はＺ軸方向において、ローリング駆動用コイル３５を間に挟んでローリング駆動用磁石３６とは反対側に配置されている。また、図１４（ａ）に示すように、回転台座２４が軸受機構２５を介して固定部材２２に回転可能に支持された状態であって、回転台座２４が基準角度位置にある状態をＺ軸方向から見た場合には、角度位置復帰用磁性部材３７の中心３７ａは、−Ｚ方向に位置するローリング駆動用磁石３６の着磁分極線３６ａと重なる位置にある。換言すれば、回転台座２４が基準角度位置にある状態では、着磁分極線３６ａを含んで軸線Ｌと平行な仮想面３２ａが角度位置復帰用磁性部材３７の中心３７ａを通過する。

次に、図１４（ｂ）、図１４（ｃ）に示すように、回転台座２４が基準回転位置からＣＷ方向またはＣＣＷ方向に回転すると、角度位置復帰用磁性部材３７の中心３７ａが、ローリング駆動用磁石３６の着磁分極線３６ａから周方向にずれる。これにより、角度位置復帰用磁性部材３７とローリング駆動用磁石３６との間には、角度位置復帰用磁性部材３７の中心３７ａをローリング駆動用磁石３６の着磁分極線３６ａの位置する側に向わせる方向の磁気吸引力が働く。すなわち、回転台座２４が基準角度位置から回転すると、角度位置復帰用磁性部材３７とローリング駆動用磁石３６との間に、回転台座２４を基準角度位置に復帰させる方向の磁気吸引力が働く。従って、角度位置復帰用磁性部材３７とローリング駆動用磁石３６とは、回転台座２４を基準角度位置に復帰させる角度位置復帰機構３２として機能する。

なお、図１４（ｂ）に示す状態では、固定部材２２の回転ストッパ用凸部１１８に回転
台座２４の開口部１４６の内周壁が周方向の一方側から当接して、これ以上、回転台座２４がＣＷ方向に回転することを規制している。また、図１４（ｃ）に示す状態では、固定部材２２の回転ストッパ用凸部１１８に回転台座２４の開口部１４６の内周壁が周方向の他方側から当接して、これ以上、回転台座２４がＣＣＷ方向に回転することを規制している。従って、回転台座２４は、図１４（ｂ）に示す角度位置から図１４（ｃ）に示す角度位置までの角度範囲で回転する。

ここで、図１４（ａ）〜図１４（ｃ）に示すように、回転台座２４が所定の角度範囲を回転する間に、角度位置復帰用磁性部材３７は、ローリング駆動用磁石３６の着磁分極線３６ａを含んでローリング駆動用コイル３５の側に延びる仮想面３２ａと重なっており、角度位置復帰用磁性部材３７が仮想面３２ａから外れることはない。従って、角度位置復帰機構３２によれば、角度位置復帰用磁性部材３７の中心３７ａを着磁分極線３６ａと重なる位置に戻す方向の磁気吸引力を確実に発生させることができる。よって、回転した可動ユニット５を確実に基準角度位置に復帰させることができる。

（第１ユニットの第２ユニットへの取り付け）
ここで、第１ユニット３が第２ユニット４に取り付けられる際には、ホルダ７のホルダ胴部６３の下端部分に第２ユニット４の周壁１４２が挿入され、ホルダ胴部６３に設けられた位置決め用切欠き部６７に、第２ユニット４の周壁１４２から突出する突部１４３が挿入される。従って、ホルダ７は、径方向および周方向に位置決めされた状態で回転台座２４に固定される。また、第１ユニット３が第２ユニット４に取り付けられる際には、筒状ケース４５の下端部分に固定部材２２の外周縁の段部１１３の＋Ｚ方向の側の部分が挿入され、筒状ケース４５に設けられた位置決め用切欠き部５６に、段部１１３に設けられた突部１１４が挿入される。従って、ケース体８は径方向および周方向に位置決めされた状態で固定部材２２に固定されて、固定体４２を構成する。これにより、光学ユニット１が完成する。

（光学ユニットの振れ補正）
光学ユニット１は、上記のように、第１ユニット３が、Ｘ軸回りの振れ補正、およびＹ軸回りの振れ補正を行う揺動用磁気駆動機構１１を備える。従って、ピッチング（縦揺れ）方向およびヨーイング（横揺れ）方向の振れ補正を行うことができる。また、光学ユニット１は、第２ユニット４が、第１ユニット３のホルダ７を回転させるローリング用磁気駆動機構３１を備えるので、ローリング方向の振れ補正を行うことができる。ここで、光学ユニット１は、可動ユニット５にジャイロスコープを備えるため、ジャイロスコープによって直交する３軸回りの振れを検出して、検出した振れを打ち消すように揺動用磁気駆動機構１１およびローリング用磁気駆動機構３１を駆動する。

なお、光学ユニット１の振れ補正は、ホール素子９０からの出力およびホール素子１４０からの出力に基づいて行うこともできる。

すなわち、ホール素子９０は、可動ユニット５が基準姿勢のときに、揺動駆動用磁石１４の着磁分極線１４ａと対向するので、ホール素子９０からの出力に基づいて、可動ユニット５が基準姿勢であること、および、可動ユニット５が軸線Ｚに対して傾斜している角度を検出できる。従って、ホール素子９０からの出力に基づいて、可動ユニット５の傾斜を打ち消して基準姿勢とするように揺動用磁気駆動機構１１を駆動すれば、光学ユニット１のＸ軸回り、Ｙ軸回りの振れ補正を行うことができる。また、ホール素子１４０は、回転台座２４（可動体４１）が基準角度位置にあるときに、Ｚ軸方向でローリング駆動用磁石３６の着磁分極線３６ａと対向するので、ホール素子１４０からの出力に基づいて、回転台座２４（可動体４１）が基準角度位置にあること、および、回転台座２４（可動体４１）の基準角度位置からの回転角度を検出できる。従って、ホール素子１４０からの出力
に基づいて、回転台座２４（可動体４１）の回転を打ち消して基準角度位置とするようにローリング用磁気駆動機構３１を駆動すれば、光学ユニット１のＺ軸回りの振れ補正を行うことができる。

また、光学ユニット１の振れ補正は、ジャイロスコープにより検出する３軸回りの振れと、ホール素子９０からの出力と、ホール素子１４０からの出力と、基づいて行ってもよい。この場合には、ジャイロスコープによって３軸回りの振れを検出して、検出した振れを打ち消すように揺動用磁気駆動機構１１およびローリング用磁気駆動機構３１を駆動するとともに、可動ユニット５を基準姿勢に復帰させる際にホール素子９０からの出力に基づいて揺動用磁気駆動機構１１を駆動して、可動ユニット５が正確に基準姿勢となるようにする。また、回転台座２４（可動体４１）を基準角度位置に復帰させる際に、ホール素子１４０からの出力に基づいてローリング用磁気駆動機構３１を駆動して、回転台座２４（可動体４１）が正確に基準角度位置に配置されるようにする。

（可動ユニットの重心調整方法）
図１５は可動ユニット５（揺動体）の重心調整方法の説明図である。図１６は可動ユニット５の重心調整方法のフローチャートである。図１５に示すように、本例では、可動ユニット５の重心調整を行うための装置として、可動ユニット５を軸線Ｌと直交する方向に振動させるための振動発生器１５０と、フレキシブルプリント基板１８を介してホール素子９０からの出力を検出する検出部１４９とを備える。振動発生器１５０は光学ユニット１が固定される台座部１５０ａと、台座部を振動させる駆動部１５０ｂと、を備える。

図１６に示すように、可動ユニット５の重心調整を行う際には、まず、ウエイト７７を、可動ユニット５（光学モジュール２）の雄ネジ部７５（固定領域）に取り付け、光学ユニット１を振動発生器１５０の台座部１５０ａに固定する（ステップＳＴ１）。光学ユニット１は、台座部１５０ａの振動方向に対して軸線Ｌが垂直となるようにして、台座部１５０ａに固定される。その後、ホール素子９０に給電してホール素子９０からの出力を検出部１４９で監視するとともに（ステップＳＴ２）、振動発生器１５０を駆動して台座部１５０ａを振動させる振動動作（ステップＳＴ３）と、ウエイト７７を軸線Ｌ回りに回転させて雄ネジ部７５内で移動させる移動動作（ステップＳＴ４）とを交互に繰り返す。振動動作は、光学ユニット１に対して軸線Ｌと直交する方向の外力を付与する外力付与動作である。そして、ホール素子９０からの出力が予め定めた閾値よりも小さくなる時点を検出し（ステップＳＴ５）、その時点の位置にウエイト７７を固定する（ステップＳＴ６）。

ここで、揺動支持機構６による揺動中心と可動ユニット５の重心とが一致する状態では、外力が加わったときに可動ユニット５の揺動が抑制される。従って、揺動支持機構６による揺動中心と可動ユニット５の重心とが一致する状態では、ホール素子９０からの出力（電圧信号の振幅）が小さくなる。よって、ウエイト７７の位置を変更しながら外力を加えたときにホール素子９０からの出力が最も小さくなる位置（予め定めた閾値よりも小さくなる位置）にウエイト７７を固定すれば、揺動支持機構６による揺動中心と可動ユニット５の重心とを一致させることができる。

本例によれば、揺動支持機構６が備えるホール素子９０からの出力を利用して、可動ユニット５の重心を調整できる。従って、可動ユニット５の重心調整を行う装置を簡易な構成とすることができる。

（作用効果）
本例では、可動ユニット５に取り付けられるウエイト７７の固定位置が、可動ユニット５に設けられた雄ネジ部７５（固定領域内）において軸線Ｌ方向に変更可能である。従っ
て、１つのウエイト７７を光学モジュール２に取り付ける際に、その固定位置を雄ネジ部７５内で光軸方向に調整することによって、可動ユニット５の重心を光軸方向で調整できる。

また、本例では、ウエイト７７の雌ネジ部７７ａと、可動ユニット５の鏡筒部７２の雄ネジ部７５とを螺合させてウエイト７７を回転させることにより、ウエイト７７を光軸方向に移動させることができるので、重心の調整が容易である。また、ウエイト７７を光軸回りで回転させることにより、光軸方向におけるウエイト７７の位置を細やかに調整できる。

（変形例）
ここで、ウエイト７７に、当該ウエイト７７を回転させるための治具と係止する係止部を備えることができる。例えば、ウエイト７７を光学モジュール２に取り付けたときに＋Ｚ方向から目視可能なウエイト７７の端面に、係止部として、凹部、或いは突部を備えることができる。また、ウエイト７７において径方向の外側を向く外周面に、凹部、或いは突部を備えることができる。このようにすれば、凹部、或いは、凸部からなる係止部に＋Ｚ方向から治具を係止させて、ウエイト７７を軸線Ｌ回りに回転させることができる。よって、ウエイト７７の位置を軸線Ｌ方向で移動させて、可動ユニット５の重心を調整することが容易となる。

また、ウエイト７７の位置を固定領域内でＺ軸方向に移動させる位置調整機構として上記の位置調整機構７８とは別の構成を採用することもできる。図１７は変形例１の位置調整機構の説明図である。図７（ａ）では、ウエイト７７は固定領域内の＋Ｚ方向の側に位置し、図７（ｂ）では、ウエイト７７は固定領域内のＺ軸方向の中央に位置し、図７（ｃ）では、ウエイト７７は固定領域内の−Ｚ方向の側に位置している。図１８は変形例２の位置調整機構の説明図である。なお、変形例１、２の位置調整機構を採用した場合でも、位置調整機構を除く他の部分は、上記の光学ユニット１と同様である。従って、変形例１、２の位置調整機構の説明では、可動ユニット５およびウエイト７７のみを説明して、他の説明は省略する。

図１７に示すように、変形例１の位置調整機構７８Ａは、鏡筒部７２の外周面１５２（固定領域１４８）に設けられた３組の階段状突部１５１を備える。３組の階段状突部１５１はＺ軸回りを１２０度の角度間隔で設けられている。各階段状突部１５１は、鏡筒部７２の外周面１５２（固定領域１４８）において、周方向および軸線Ｌ方向で互いに異なる位置に設けられた３つの突部１５３を周方向で接続したものである。また、位置調整機構７８Ａは、環状のウエイト７７の−Ｚ方向の端縁から−Ｚ方向に突出する３つの突出部１５５（当接部）を備える。３つの突出部１５５はＺ軸回りを１２０度の角度間隔で設けられている。ウエイト７７は、その中心穴に鏡筒部７２が挿入されている。各突出部１５５は、各組の階段状突部１５１の突部１５３のそれぞれに＋Ｚ方向の側から当接可能である。

ウエイト７７の固定位置を固定領域１４８内で移動させる際には、図１７（ａ）〜（ｃ）に示すように、ウエイト７７の中心穴に鏡筒部７２を挿入した状態で、ウエイト７７を回転させる。そして、各組の階段状突部１５１の３つの突部１５３のうちの一つに、ウエイト７７の各突出部１５５を選択的に当接させる。ここで、ウエイト７７の各突出部１５５を当接させる突部１５３を変更することにより、ウエイト７７は所定量だけＺ軸方向に移動するので、重心の調整が容易となる。

変形例２の位置調整機構７８Ｂは、図１８に示すように、鏡筒部７２の外周面１５２のＺ軸方向の一定幅の領域に、外径寸法がＺ軸方向で一定の固定領域１４８を備える。ウエ
イト７７は、環状であり、その内径寸法は、固定領域１４８の外径寸法（鏡筒部７２の外径寸法）と実質的に同一である。ウエイト７７は、その中心穴に鏡筒部７２が圧入されている。ウエイト７７の固定位置を固定領域１４８内で移動させる際には、鏡筒部７２の外周面１５２に装着されたウエイト７７を治具などによって押して、ウエイト７７をＺ軸方向に移動させる。このようにしても、ウエイト７７の固定位置を固定領域１４８内でＺ軸方向に移動できる。

（可動ユニットの重心調整方法の別の例）
また、ホール素子９０からの出力を監視するのに替えて、測定器を用いて可動ユニット５の傾斜を監視して可動ユニット５の重心位置を調整してもよい。図１９は可動ユニット５傾斜を監視する場合の重心調整方法の説明図である。図２０は可動ユニット５の傾斜を監視する場合の重心調整方法のフローチャートである。可動ユニット５の傾斜を監視するための測定器１６１としては、例えば、レーザ変位計を用いることができる。また、本例では、可動ユニット５の重心調整を行うための装置として、台座部１６０ａと、台座部１６０ａを所定の回転軸Ｌ１回りに回転させる駆動部１６０ｂとを備える遠心力発生器１６０を用いることができる。図１９に示すように、測定器１６１は、回転軸Ｌ１と平行な測定光（レーザ光）を台座部１６０ａに固定された光学ユニット１の可動ユニット５に照射可能な位置に設置される。

図２０に示すように、可動ユニット５の重心調整を行う際には、まず、ウエイト７７を、可動ユニット５（光学モジュール２）の雄ネジ部７５に取り付け、光学ユニット１を遠心力発生器１６０の台座部１６０ａに固定する（ステップＳＴ１１）。光学ユニット１は、台座部１６０ａの軸線に対して軸線Ｌが平行となるようにして、台座部１６０ａに固定される。その後、測定器１６１から測定光を照射して、可動ユニット５の軸線Ｌに対する角度を監視するとともに（ステップＳＴ１２）、遠心力発生器１６０を駆動して台座部１６０ａを回転させる回転動作（ステップＳＴ１３）と、ウエイト７７を軸線Ｌ回りに回転させて雄ネジ部７５内で移動させる移動動作（ステップＳＴ１４）とを交互に繰り返す。回転動作は、光学ユニット１に対して軸線Ｌと直交する方向の外力を付与する外力付与動作である。そして、可動ユニット５が軸線Ｌに対して傾斜する角度が予め定めた所定の角度よりも小さくなる時点を検出し（ステップＳＴ１５）、その時点の位置にウエイト７７を固定する（ステップＳＴ１６）。

ここで、揺動支持機構６による揺動中心（揺動軸）と可動ユニット５の重心とが一致する状態では、外力が加わったときに可動ユニット５の揺動が抑制される。よって、ウエイト７７の位置を変更しながら外力を加えたときに可動ユニット５の傾斜が最も小さくなる位置（傾斜する角度が予め定めた所定の角度よりも小さくなる位置）にウエイト７７を固定すれば、揺動支持機構６による揺動中心と可動ユニット５の重心とを一致させることができる。

なお、測定器１６１によって可動ユニット５の傾斜を検出しながらウエイト７７を移動させる重心調整方法においても、振動発生器１５０を用いることができる。また、ホール素子９０からの出力を検出しながらウエイト７７を移動させる重心調整方法においても、振動発生器１５０に替えて、遠心力発生器１６０を用いることができる。

１…光学ユニット（補正機能付き光学ユニット）、２…光学モジュール、３…第１ユニット、４…第２ユニット、５…可動ユニット（揺動体）、６…揺動支持機構、７…ホルダ、８…ケース体、９…光学素子、１０…撮像素子、１１・１１Ａ・１１Ｂ…揺動用磁気駆動機構、１２…姿勢復帰機構、１２ａ…仮想面、１３…揺動駆動用コイル、１４…揺動駆動用磁石、１４ａ…着磁分極線、１５…姿勢復帰用磁性部材、１７…揺動ストッパ機構、１
８・１９…フレキシブルプリント基板、２１…回転支持機構、２２…固定部材、２４…回転台座、２５…軸受機構、２７…第１ボールベアリング、２８…第２ボールベアリング、３１…ローリング用磁気駆動機構、３２…角度位置復帰機構、３２ａ…仮想面、３５…ローリング駆動用コイル、３６…ローリング駆動用磁石、３６ａ…着磁分極線、３７…角度位置復帰用磁性部材、３７ａ…角度位置復帰用磁性部材の中心、３８…回転ストッパ機構、３９…フレキシブルプリント基板、４０…カバー部材、４０ａ…開口部、４１…可動体、４２…固定体、４５…筒状ケース、４６…被写体側ケース、４７…胴部、４８…端板部、４９…開口部、５１〜５５…側板、５６…位置決め用切欠き部、５７…切欠き部、５８…胴部、５９…端板部、６０…円形開口部、６２…ホルダ環状部、６３…ホルダ胴部、６４…窓部、６５…縦枠部、６７…位置決め用切欠き部、６８…切欠き部、７１…光学モジュールホルダ、７２…鏡筒部、７３…基板、７４…角筒部、７５…雄ネジ部（固定領域）、７７…ウエイト、７７ａ…雌ネジ部、７８・７８Ａ・７８Ｂ…位置調整機構、８０…底板部、８１〜８４…壁部、８５…光学モジュール保持部（保持部）、８７…揺動ストッパ用凸部、８８…コイル固定部、８９…ホール素子固定部、９０…ホール素子、９２…磁性部材固定領域、９３…溝、１０１…第１揺動支持部、１０２…第２揺動支持部、１０３…可動枠、１０４…球体、１１２…切欠き部、１１３…段部、１１４…突部、１１５…筒部、１１６…中心穴、１１７…ローリング駆動用磁石保持凹部、１１８…回転ストッパ用凸部、１２０…ヨーク、１２１…ヨーク保持用凹部、１２２…連通部、１２３…カバー部材固定用凸部、１３１…台座本体、１３２…軸部、１３４…バネ座金、１３５…環状部材、１３８…コイル固定部、１４０…ホール素子、１４２…周壁、１４３…突部、１４４…磁性部材固定領域、１４５…溝、１４６…開口部、１４８…固定領域、１４９…検出部、１５０…振動発生器、１５０ａ…台座部、１５０ｂ…駆動部、１５２…外周面、１５１…階段状突部、１５３…突部、１５５…突出部、１６０…遠心力発生器、１６０ａ…台座部、１６０ｂ…駆動部、１６１…測定器、Ｌ１…回転軸、Ｒ１…第１軸、Ｒ２…第２軸

Claims (10)

1. 光学素子を保持する揺動体と、
   前記揺動体を、予め設定した軸線と光軸とが一致する基準姿勢および前記軸線に対して前記光軸が傾斜する傾斜姿勢の間で揺動可能に支持する揺動支持機構と、
   前記揺動支持機構を介して前記揺動体を支持する支持体と、
   前記揺動体の揺動中心と当該揺動体の重心とを前記軸線方向で一致させるためのウエイトと、を有し、
   前記揺動体は、前記ウエイトを固定するための固定領域を備え、
   前記ウエイトの固定位置は、前記固定領域内で前記光軸方向に変更可能であることを特徴とする振れ補正機能付き光学ユニット。
2. 前記固定領域内で前記固定位置を移動させる位置調整機構を有し、
   前記揺動体は、前記光学素子の光軸と同軸の筒部を備え、
   前記固定領域は、径方向の外側を向く前記筒部の外周面部分であり、
   前記ウエイトは、環状であり、その中心穴に前記筒部が挿入され、
   前記位置調整機構は、前記ウエイトの内周面に設けられた雌ネジ部と、前記固定領域に設けられて前記雌ネジに螺合する雄ネジ部と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。
3. 前記固定領域内で前記固定位置を移動させる位置調整機構を有し、
   前記揺動体は、前記光学素子の光軸と同軸の筒部を備え、
   前記固定領域は、径方向の外側を向く前記筒部の外周面部分であり、
   前記ウエイトは、環状であり、その中心穴に前記筒部が挿入され、
   前記位置調整機構は、前記固定領域において、周方向および軸線方向で互いに異なる位置に設けられた複数の突部と、前記ウエイトから前記軸線方向に突出して当該軸線方向から複数の前記突部のそれぞれに当接可能な当接部と、を備え、
   前記ウエイトを前記軸線回りで回転させて前記当接部を当接させる前記突部を変更すると前記ウエイトの固定位置が前記軸線方向に移動することを特徴とする特徴とする請求項１に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。
4. 前記ウエイトは、前記軸線方向から見た場合に目視可能な部分に治具を係止するための係止部を備えることを特徴とする請求項２または３に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。
5. 前記揺動体は、前記光学素子を内周側に保持する鏡筒を備え、
   前記筒部は、前記鏡筒の一部分であることを特徴とする請求項２または３に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。
6. 前記揺動体は、前記光学素子を内周側に保持する鏡筒と、前記鏡筒を外周側から保持する筒状の保持部を備える鏡筒ホルダと、を備え、
   前記筒部は、前記保持部の一部分であることを特徴とする請求項２または３に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。
7. 前記揺動体を揺動させる揺動用磁気駆動機構と、
   前記支持体を介して前記揺動体を支持する固定体と、を有し、
   前記揺動用磁気駆動機構は、前記揺動体および前記固定体の一方に固定されたコイルと、他方に固定されて前記コイルと径方向で対向する磁石と、を備え、
   前記磁石は、前記軸線方向で２つに分極着磁されていることを特徴とする請求項１から６のうちのいずれか一項に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。
8. 前記揺動用磁気駆動機構は、前記揺動体および前記支持体のうち前記コイルが固定された側に取り付けられて前記磁石と対向するホール素子を備えることを特徴とする請求項７に記載の振れ補正機能付き光学ユニット。
9. 請求項７に記載の振れ補正機能付き光学ユニットにおける揺動体の重心調整方法において、
   前記揺動支持機構として、ジンバル機構を用い、
   前記揺動体および前記固定体のうち前記コイルが固定された側において、前記揺動体が前記基準姿勢のときに前記磁石の着磁分極線と対向する位置にホール素子を取り付け、
   前記ウエイトを、前記固定領域に取り付け、
   前記ホール素子からの出力を監視しながら、前記振れ補正機能付き光学ユニットに対して軸線と直交する方向の外力を付与する外力付与動作と、前記ウエイトを前記固定領域内で移動させる移動動作と、を交互に繰り返して、前記ホール素子からの出力が所定の閾値よりも小さくなる位置に前記ウエイトを固定することを特徴とする重心調整方法。
10. 請求項７に記載の振れ補正機能付き光学ユニットにおける揺動体の重心調整方法において、
    前記揺動支持機構として、ジンバル機構を用い、
    前記ウエイトを、前記固定領域に取り付け、
    前記揺動体が前記軸線に対して傾斜する角度を監視しながら、前記振れ補正機能付き光学ユニットに対して軸線と直交する方向の外力を付与する外力付与動作と、前記ウエイトを前記固定領域内で移動させる移動動作と、を交互に繰り返して、前記軸線に対する角度が所定の角度よりも小さくなる位置に前記ウエイトを固定することを特徴とする重心調整方法。

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