JP2021076811A - カメラ装置及び光出力装置 - Google Patents

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冨田 浩稔
Hirotoshi Tomita
浩稔 冨田
真寛 稲田
Masahiro Inada
真寛 稲田
英樹 白根
Hideki Shirane
英樹 白根
昭仁 鈴木
Akihito Suzuki
昭仁 鈴木
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Abstract

【課題】小型化を図ることができるカメラ装置及び光出力装置を提供する。【解決手段】カメラ装置1は、カメラ3と、カメラ3を保持する可動ユニット10と、固定ユニット20と、電磁駆動部30と、を備える。電磁駆動部30は、第1電磁駆動部31と、第2電磁駆動部32と、第3電磁駆動部33と、を含む。光軸1aは、第1軸1b、及び第2軸1cの各々と交差する。第1電磁駆動部31及び第2電磁駆動部32は、第1軸1bに沿って配置され、かつ第1軸1bに対してカメラ3のレンズ3bと同一側に配置される。第2電磁駆動部32は、カメラ3が中立状態である場合での光軸1aに対して第1電磁駆動部31に対称配置されている。第3電磁駆動部33は、第1軸1bに対してカメラ3のレンズ3bとは反対側に配置されている。第1電磁駆動部31、第2電磁駆動部32及び第3電磁駆動部33は、第2軸1cの周囲に配置されている。【選択図】図1

Description

本開示は、一般にカメラ装置及び光出力装置に関し、より詳細には駆動対象を回転させるカメラ装置及び光出力装置に関する。
従来、可動ユニットに搭載された操作部が3方向(ローリング方向、パンニング方向及びチルティング方向)に回転するアクチュエータ及びアクチュエータを有する入出力操作装置が存在する(特許文献1参照)。
特許文献1のアクチュエータは、Z軸に対して対称に可動ユニットに配置された一対の第1の駆動磁石と、一対の第1の駆動磁石に対向するよう固定ユニットにそれぞれ配置された一対の第1の磁気ヨークと、一対の第1の磁気ヨークにそれぞれ巻回された一対の第1の駆動コイルとを備える。アクチュエータは、一対の第1の駆動磁石と、一対の第1の磁気ヨークと、一対の第1の駆動コイルとを用いて、操作部をX軸を中心に回転させる(パンニング方向に回転させる)。
特許文献1のアクチュエータは、Z軸に対して対称に可動ユニットに配置された一対の第2の駆動磁石と、一対の第2の駆動磁石に対向するよう固定ユニットにそれぞれ配置された一対の第2の磁気ヨークと、一対の第2の磁気ヨークにそれぞれ巻回された一対の第2の駆動コイルとを備える。アクチュエータは、一対の第2の駆動磁石と、一対の第2の磁気ヨークと、一対の第2の駆動コイルとを用いて、操作部をY軸を中心に回転させる(チルティング方向に回転させる)。
さらに、特許文献1のアクチュエータは、一対の第1の磁気ヨーク及び一対の第2の磁気ヨークにそれぞれ巻回された二対の第3の駆動コイルを備える。アクチュエータは、一対の第1の駆動磁石と、一対の第2の駆動磁石と、一対の第1の磁気ヨークと、一対の第2の磁気ヨークと、二対の第3の駆動コイルとを用いて、Z軸を中心に回転させる(ローリング方向に回転させる)。
特開2015−215730号公報
駆動対象を回転させるアクチュエータ(カメラ装置、光出力装置)において、小型化が望まれている。
本開示は上記課題に鑑みてなされ、小型化を図ることができるカメラ装置及び光出力装置を提供することを目的とする。
本開示の一態様に係るカメラ装置は、カメラと、前記カメラを保持する可動ユニットと、固定ユニットと、電磁駆動部と、を備える。前記カメラは、光を入射する入射部と光軸とを有する。前記固定ユニットは、パンニング方向及びチルティング方向のうち少なくとも1つの回転方向及びローリング方向に回転可能に前記可動ユニットを保持する。前記電磁駆動部は、前記固定ユニットに対して前記可動ユニットを、前記少なくとも1つの方向及び前記ローリング方向に回転駆動させる。前記電磁駆動部は、各々が、前記可動ユニットに設けられた駆動磁石、前記固定ユニットに設けられた磁気ヨーク及び前記磁気ヨークに巻回された駆動コイルを有する第1電磁駆動部と、第2電磁駆動部と、第3電磁駆動部と、を含む。前記光軸は、前記可動ユニットの回転中心を通る第1軸、及び前記第1軸に直交し、かつ前記回転中心を通る第2軸の各々と交差している。前記第1電磁駆動部及び前記第2電磁駆動部は、前記第1軸に沿って配置され、かつ前記第1軸に対して前記入射部と同一側に配置されている。前記第2電磁駆動部は、前記カメラが中立状態である場合での前記光軸に対して前記第1電磁駆動部に対称配置されている。前記第3電磁駆動部は、前記第1軸に対して前記入射部とは反対側に配置されている。前記第1電磁駆動部、前記第2電磁駆動部及び前記第3電磁駆動部は、前記第2軸の周囲に配置されている。
本開示の一態様に係る光出力装置は、光出力部と、前記光出力部を保持する可動ユニットと、固定ユニットと、電磁駆動部と、を備える。前記光出力部は、光を出射する出射部と光軸とを有する。前記固定ユニットは、パンニング方向及びチルティング方向のうち少なくとも1つの回転方向及びローリング方向に回転可能に前記可動ユニットを保持する。前記電磁駆動部は、前記固定ユニットに対して前記可動ユニットを、前記少なくとも1つの方向及び前記ローリング方向に回転駆動させる。前記電磁駆動部は、各々が、前記可動ユニットに設けられた駆動磁石、前記固定ユニットに設けられた磁気ヨーク及び前記磁気ヨークに巻回された駆動コイルを有する第1電磁駆動部と、第2電磁駆動部と、第3電磁駆動部と、を含む。前記光軸は、前記可動ユニットの回転中心を通る第1軸、及び前記第1軸に直交し、かつ前記回転中心を通る第2軸の各々と交差している。前記第1電磁駆動部及び前記第2電磁駆動部は、前記第1軸に沿って配置され、かつ前記第1軸に対して前記出射部と同一側に配置されている。前記第2電磁駆動部は、前記光出力部が中立状態である場合での前記光軸に対して前記第1電磁駆動部に対称配置されている。前記第3電磁駆動部は、前記第1軸に対して前記出射部とは反対側に配置されている。前記第1電磁駆動部、前記第2電磁駆動部及び前記第3電磁駆動部は、前記第2軸の周囲に配置されている。
本開示によると、カメラ装置及び光出力装置に対して小型化を図ることができる。
図1Aは、実施形態1に係るカメラ装置の斜視図である。図1Bは、同上のカメラ装置において第1筐体を除いた場合での平面図である。 図2は、図1BのX1−X1断面図である。 図3は、図1BのX2−X2断面図である。 図4は、同上のカメラ装置の分解斜視図である。 図5は、同上のカメラ装置が備える可動ユニットの分解斜視図である。 図6は、同上のカメラ装置において可動ユニットがパンニング方向に回転した場合を説明する図である。 図7は、同上のカメラ装置において可動ユニットがローリング方向に回転した場合を説明する図である。 図8は、同上のカメラ装置において可動ユニットがチルティング方向に回転した場合を説明する図である。 図9は、実施形態1の変形例1に係るカメラ装置の斜視図である。 図10は、同上のカメラ装置の平面図である。 図11は、実施形態2に係る光出力装置を備えるライダの構成を説明する図である。
以下に説明する各実施形態及び変形例は、本開示の一例に過ぎず、本開示は、各実施形態及び変形例に限定されない。以下の実施形態及び変形例以外であっても、本開示に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
(実施形態1)
以下、本実施形態に係るカメラ装置について、図1A〜図8を用いて説明する。
(1)概要
実施形態1におけるカメラ装置1は、アクチュエータ2と、回転対象であるカメラ3とを備え、映像を撮像する。アクチュエータ2は、カメラ3を回転可能に構成されている。
カメラ3は、光を入射する入射部であるレンズ3bと、光軸1aとを有する。
カメラ装置1のアクチュエータ2は、可動ユニット10と、固定ユニット20と、電磁駆動部30と、を備える。可動ユニット10は、カメラ3を保持する。固定ユニット20は、パンニング方向及びチルティング方向のうち少なくとも1つの回転方向及びローリング方向に回転可能に可動ユニット10を保持する。本実施形態1では、固定ユニット20は、パンニング方向、チルティング方向の双方、及びローリング方向に回転可能に可動ユニット10を保持する。電磁駆動部30は、固定ユニット20に対して可動ユニット10を、パンニング方向及びチルティング方向のうち少なくとも1つの回転方向及びローリング方向に回転駆動させる。本実施形態1では、電磁駆動部30は、固定ユニット20に対して、可動ユニット10を、パンニング方向とチルティング方向との双方、及びローリング方向に回転駆動させる。ここで、ローリング方向とは、光軸1aを回転軸とする回転方向である。チルティング方向とは、第1軸1b(図1A、図1B参照)を回転軸とする回転方向である。パンニング方向とは、第2軸1c(図1A、図1B参照)を回転軸とする回転方向である。ここで、第1軸1bと第2軸1cとは直交する。光軸1aは、第1軸1b及び第2軸1cと交差する。なお、本実施形態1では、光軸1aが第1軸1b及び第2軸1cの双方と直交している場合に、可動ユニット10(カメラ3)は中立状態であると定義する。
(2)構成
カメラ装置1は、例えば可搬型のカメラであり、図1A〜図4に示すように、アクチュエータ2とカメラ3とを備える。カメラ装置1は、カメラ3に接続された撮像信号出力線300と、撮像信号出力線300の端部に設けられたコネクタ301と、を備える。
カメラ3は、撮像素子と、撮像素子の撮像面に被写体像を結像させるレンズ3bと、レンズ3bを保持するレンズ鏡筒とを含み、撮像素子の撮像面に形成された映像を電気信号に変換する。
カメラ3は、ケーブル11とコネクタ301を介して電気的に接続されている。本実施形態1では、ケーブル11は長さが同一である細線の同軸ケーブルを複数含む。カメラ3は、ケーブル11を用いて、撮像素子が生成した電気信号を画像処理回路に送信する。
カメラ3は、レンズ3bから入力された像を映像としての信号を出力する。
アクチュエータ2は、図1A、図4に示すように、筐体4、可動ユニット10、固定ユニット20、電磁駆動部30及びプリント基板90を備える。
筐体4は、第1筐体4aと第2筐体4bとを有する。カメラ装置1は、第1筐体4aと第2筐体4bで、カメラ3及びアクチュエータ2を収容する。
電磁駆動部30は、図1B、図2、図3に示すように、第1電磁駆動部31、第2電磁駆動部32及び第3電磁駆動部33を有する。
第1電磁駆動部31及び第2電磁駆動部32は、第1軸1bに沿って配置され、かつ第1軸1bに対してレンズ3bと同一側に配置される。第2電磁駆動部32は、カメラ3が中立状態である場合での光軸1aに対して第1電磁駆動部31に対称配置される(図1B参照)。例えば、第2電磁駆動部32は、カメラ3が中立状態である場合での光軸1aに対して第1電磁駆動部31に線対称(又は点対称)に配置される。第3電磁駆動部33は、第1軸1bに対してレンズ3bとは反対側に配置される。第1電磁駆動部31、第2電磁駆動部32及び第3電磁駆動部33は、第2軸1cの周囲に配置される(図1B参照)。
第1電磁駆動部31、第2電磁駆動部32及び第3電磁駆動部33の詳細な構成については、後述する。
プリント基板90は、第1基板90aと第2基板90bとを有する。第1基板90aには、カメラ3のチルティング方向及びパンニング方向における回転位置を検出するための複数の磁気センサ92(ここでは4個)が設けられている。ここで、磁気センサ92は、例えばホール素子である。4つの磁気センサ92のうち磁気センサ92aは中立状態時における光軸1aに沿って配置され、磁気センサ92bは第1軸1bに沿って配置される(図4参照)。
例えば、第1基板90aには、カメラ装置1の全体を制御するプロセッサが設けられている。このプロセッサは、可動ユニット10の回転を制御する。
第2基板90bには、ケーブル11と接続されるコネクタが設けられている。ケーブル11は、このコネクタを介して、撮像素子が生成した電気信号を画像処理回路に送信する。本実施形態では、ケーブル11は、可動ユニット10が中立状態である場合での光軸1aに沿って設けられている。なお、ケーブル11は、第2軸1cに沿って設けられてもよいし、第1軸1bに沿って設けられてもよい。
可動ユニット10は、カメラ3を支持する。可動ユニット10は、カメラホルダ40と、可動ベース部41とを有している(図4、図5参照)。また、固定ユニット20は、可動ユニット10との間に隙間を設けて可動ユニット10を嵌め合せる。可動ユニット10は、固定ユニット20に対して、カメラ3のレンズの光軸1aを中心に回転(ローリング)する。また、可動ユニット10は、固定ユニット20に対して、光軸1aに直交する第1軸1b及び第2軸1cのそれぞれを中心に回転する。ここで、第1軸1b、第2軸1cは、可動ユニット10が回転していない状態において可動ユニット10を固定ユニット20に嵌め合せる嵌合方向に直交している。さらに、第1軸1b、第2軸1cは、互いに直交している。
カメラ3は、カメラホルダ40に取り付けられている。カメラホルダ40は、曲面形状の凹部を有している。カメラホルダ40は、曲面形状の凹部の内周面410に球状(球体)の遊嵌部材501を有している。遊嵌部材501は、内周面410に接着剤等で固定されている。なお、遊嵌部材501は、球体に限らず、一部が球体の形状であってもよい。
可動ベース部41は、カメラホルダ40とで遊嵌空間550を形成する(図2参照)。可動ベース部41は、本体部601と、磁気バックヨーク605と、複数(図示例では、3つ)の駆動磁石620,621,622と、を有している(図5参照)。可動ベース部41は、さらにボトムプレート640と、位置検出磁石650と、カウンタウエイト660を有している(図5参照)。
本体部601は、円板部分と、円板部分の外周部からカメラ3側(上側)に突出する3つのL字固定部とを有している(図5参照)。3つのL字固定部は、略L字の形状である。3つのL字固定部の各々の端部は、カメラホルダ40とねじにより結合される。本体部601とカメラホルダ40とが結合されることで、遊嵌空間550が形成される(図2参照)。
磁気バックヨーク605は、底部の外周部からカメラ3側(上側)に突出する3つのバックヨーク610,611,612を有している(図5参照)。バックヨーク610,611,612は、略L字の形状である。
3つのバックヨーク610,611,612は、3つのL字固定部に一対一に対応している。磁気バックヨーク605は、バックヨーク610,611,612の各々が対応するL字固定部と重なるように配置され、本体部601にねじで固定される。
駆動磁石620,621,622は、永久磁石であり、バックヨーク610,611,612の各々に一対一に対応している。駆動磁石620は、対応するバックヨーク610に取り付けられる。駆動磁石621は、対応するバックヨーク611に取り付けられる。駆動磁石622は、対応するバックヨーク612に取り付けられる。
駆動磁石620,621,622は、対応するバックヨーク610,611,612に取り付けられた際に、駆動磁石620,621,622の各々の重心が回転中心510に対して第2軸1cの一方側に位置するように配置される。言い換えると、駆動磁石620,621,622は、回転中心510と駆動磁石620,621,622の重心とを結ぶ各直線が、中立状態での光軸1aと第1軸1bとを含む平面(基準平面)に対して、カメラホルダ40と反対側に位置するように配置される。回転中心510は、可動ユニット10が回転する際における回転の中心点である。
回転中心510と駆動磁石622の重心とを結ぶ直線と基準平面とのなす角度θ1は、45度以下であることが好ましい(図2参照)。回転中心510と駆動磁石620の重心とを結ぶ直線と基準平面、つまり直線と中立状態での光軸1aとのなす角度θ2は、45度以下であることが好ましい(図3参照)。回転中心510と駆動磁石621の重心とを結ぶ直線と基準平面とのなす角度θ3は、45度以下であることが好ましい(図3参照)。
ボトムプレート640は、非磁性であり、例えば樹脂で形成されている。ボトムプレート640は、本体部601において、カメラホルダ40とは反対側に設けられ、可動ユニット10(可動ベース部41)の底部を形成する。ボトムプレート640は、ねじで本体部601に固定される。
ボトムプレート640の下部中央には、突起部641が設けられている。突起部641は、可動ユニット10の回転の規制に用いられる。
位置検出磁石650は、ボトムプレート640の露出面のうち中央部位に設けられている。
第1基板90aに設けられた4つの磁気センサ92は、可動ユニット10が回転すると、可動ユニット10の回転に応じて位置検出磁石650の位置が変化することで、4つの磁気センサ92に作用する磁力が変化する。4つの磁気センサ92は、位置検出磁石650の回転により作用する磁力変化を検出し、光軸1a、第1軸1bに対する2次元の回転角度を算出する。4つの磁気センサ92は、光軸1a、第1軸1bを含む平面に平行に第1基板90aに配置される。このとき、4つの磁気センサ92のうち2つの磁気センサ92aは、可動ユニット10のチルティング方向における回転位置を検出するために、中立状態における光軸1aに沿って配置される。残り2つの磁気センサ92bは、可動ユニット10のローリング方向における回転位置を検出するために、第1軸1bに沿って配置される。
4つの磁気センサ92及び位置検出磁石650が、可動ユニット10の回転を検出する検出部920を構成する。
例えば、位置検出磁石650がチルティング方向に回転すると、2つの磁気センサ92aのうち一方の磁気センサ92aの出力が増え、他方の磁気センサ92aの出力が減少する。2つの磁気センサ92aのそれぞれの出力値を基に、チルティング方向の回転量に応じた電圧値を第1基板90aに設けられたプロセッサに出力する。同様に、位置検出磁石650がローリング方向に回転すると、2つの磁気センサ92bのうち一方の磁気センサ92bの出力が増え、他方の磁気センサ92bの出力が減少する。2つの磁気センサ92bのそれぞれの出力値を基に、ローリング方向の回転量に応じた電圧値を第1基板90aに設けられたプロセッサに出力する。
カウンタウエイト660は、例えば真鍮で形成されている。カウンタウエイト660は、第1軸1bに対してレンズ3bと反対側に、さらに第1軸1bに対して位置検出磁石650と反対側に、配置されている。カウンタウエイト660は、このように配置されることで、可動ユニット10のバランスをとることが可能になる。
固定ユニット20は、アーム50、及び第2筐体4bを含んでいる(図4参照)。
アーム50は、遊嵌空間550に向けて延伸し、固定ユニット20の第2筐体4bに固定される。アーム50は、第1アーム50aと第2アーム50bとを有する(図5参照)。
第1アーム50aは、第1電磁駆動部31と第3電磁駆動部33との間に配置される。第2アーム50bは、第2電磁駆動部32と第3電磁駆動部33との間に配置される。第2アーム50bは、カメラ3が中立状態である場合での光軸1aに対して第1アーム50aに対称配置される。具体的には、第1アーム50aと第2アーム50bとは、カメラ3が中立状態である場合での光軸1aに対して線対称(又は点対称)に配置される。さらに、第1アーム50aと第2アーム50bとは、第1軸1bに沿って配置される。
第1アーム50aと第2アーム50bとの接合部位には、曲面形状の凹部を有する。アーム50は、凹部の内周面を遊嵌面503として有する(図5参照)。
アーム50の遊嵌面503と、遊嵌部材501とが結合する。具体的には、遊嵌面503は、遊嵌部材501と僅かな隙間を介して嵌め合せるように点又は線接触する。これにより、アーム50は、可動ユニット10が回転可能となるように可動ユニット10をピボット支持することができる。ここで、球状の遊嵌部材501の中心が、回転の中心点である回転中心510となる。
アーム50は、第2筐体4bとの間に可動ベース部41を挟み込み、第2筐体4bにねじ止めされる。具体的には、3つの連結棒の先端部が第2筐体4bにねじ止めされる。
固定ユニット20は、可動ユニット10を電磁駆動で回転可能とするために、第1コイルユニット52と、第2コイルユニット53と、第3コイルユニット54と、を有している(図4参照)。
第1コイルユニット52は、磁性材料で形成された磁気ヨーク710と、第1駆動コイル720、第2駆動コイル730と、磁気ヨークホルダ740とを有している(図4参照)。磁気ヨーク710は、平板形状である。磁気ヨーク710は、磁気ヨークホルダ740に取り付けられる。第2軸1cと直交する方向を巻回方向として磁気ヨーク710及び磁気ヨークホルダ740に導線が巻き付けられて第2駆動コイル730が形成されている。その後、第1軸1bを巻回方向として磁気ヨーク710及び磁気ヨークホルダ740に導線が巻き付けられて第1駆動コイル720が形成されている。
第2コイルユニット53は、磁性材料で形成された磁気ヨーク711と、第1駆動コイル721、第2駆動コイル731と、磁気ヨークホルダ741とを有している(図4参照)。磁気ヨーク711は、平板形状である。磁気ヨーク711は、磁気ヨークホルダ741に取り付けられる。第2軸1cと直交する方向を巻回方向として磁気ヨーク711及び磁気ヨークホルダ741に導線が巻き付けられて第2駆動コイル731が形成されている。その後、第1軸1bを巻回方向として磁気ヨーク711及び磁気ヨークホルダ741に導線が巻き付けられて第1駆動コイル721が形成されている。
第3コイルユニット54は、磁性材料で形成された磁気ヨーク712と、第1駆動コイル722、第2駆動コイル732と、磁気ヨークホルダ742とを有している(図4参照)。磁気ヨーク712は、平板形状である。磁気ヨーク712は、磁気ヨークホルダ742に取り付けられる。第2軸1cと直交する方向を巻回方向として磁気ヨーク712及び磁気ヨークホルダ742に導線が巻き付けられて第2駆動コイル732が形成されている。その後、第1軸1bを巻回方向として磁気ヨーク712及び磁気ヨークホルダ742に導線が巻き付けられて第1駆動コイル722が形成されている。
第1コイルユニット52及び第2コイルユニット53は、第1軸1bに沿って配置され、かつ第1軸1bに対してレンズ3bと同一側に配置されるように、第2筐体4bにねじで固定される。第2コイルユニット53は、カメラ3が中立状態である場合での光軸1aに対して第1コイルユニット52に対称配置される。例えば、第2コイルユニット53は、カメラ3が中立状態である場合での光軸1aに対して第1コイルユニット52に線対称(又は点対称)に配置される。第3コイルユニット54は、第1軸1bに対してレンズ3bとは反対側に配置されるように、第2筐体4bにねじで固定される。第1コイルユニット52、第2コイルユニット53及び第3コイルユニット54は、第2軸1cの周囲に配置される。
第1コイルユニット52(の磁気ヨーク710)は、駆動磁石620に対向するように配置される。このとき、磁気ヨーク710の重心と回転中心510とを結ぶ直線に、駆動磁石620の重心が含まれる。
第2コイルユニット53(の磁気ヨーク711)は、駆動磁石621に対向するように配置される。このとき、磁気ヨーク711の重心と回転中心510とを結ぶ直線に、駆動磁石621の重心が含まれる。
第3コイルユニット54(の磁気ヨーク712)は、駆動磁石622に対向するように配置される。このとき、磁気ヨーク712の重心と回転中心510とを結ぶ直線に、駆動磁石622の重心が含まれる。
つまり、磁気ヨーク710,711,712は、回転中心510と磁気ヨーク710,711,712の重心とを結ぶ各直線が、中立状態での光軸1aと第1軸1bとを含む平面(基準平面)に対して、カメラホルダ40と反対側に位置するように配置される。言い換えると、磁気ヨーク710,711,712は、磁気ヨーク710,711,712の各重心が回転中心510に対して第2軸1cの一方側に位置するように配置される。
回転中心510、駆動磁石622の重心及び磁気ヨーク712の重心は一直線上にある。また、上述したように、回転中心510と駆動磁石622の重心とを結ぶ直線と基準平面とのなす角度θ1は、45度以下であることが好ましい。したがって、回転中心510と磁気ヨーク712の重心とを結ぶ直線と基準平面とのなす角度θ1は、45度以下であることが好ましい。
回転中心510、駆動磁石620の重心及び磁気ヨーク710の重心は一直線上にある。また、上述したように、回転中心510と駆動磁石620の重心とを結ぶ直線と基準平面とのなす角度θ2は、45度以下であることが好ましい。したがって、回転中心510と磁気ヨーク710の重心とを結ぶ直線と基準平面とのなす角度θ2は、45度以下であることが好ましい。
回転中心510、駆動磁石621の重心及び磁気ヨーク711の重心は一直線上にある。また、上述したように、回転中心510と駆動磁石621の重心とを結ぶ直線と基準平面とのなす角度θ3は、45度以下であることが好ましい。したがって、回転中心510と磁気ヨーク711の重心とを結ぶ直線と基準平面とのなす角度θ3は、45度以下であることが好ましい。
駆動磁石620と磁気ヨーク710との間、駆動磁石621と磁気ヨーク711との間、駆動磁石622と磁気ヨーク712との間で、磁気吸引力F1が発生する。つまり、第1電磁駆動部31、第2電磁駆動部32及び第3電磁駆動部33の各々において磁気吸引力F1が生じる。第1電磁駆動部31、第2電磁駆動部32及び第3電磁駆動部33の各々において生じる磁気吸引力F1により、遊嵌面503と遊嵌部材501とは、接触(点接触又は線接触)する。
また、第1電磁駆動部31、第2電磁駆動部32及び第3電磁駆動部33の各々において生じる磁気吸引力F1のベクトルは、基準平面に対して下向きのベクトルとなる。そのため、第1電磁駆動部31、第2電磁駆動部32及び第3電磁駆動部33の各々において生じる磁気吸引力F1のベクトルを合成した合成ベクトルF2は、可動ユニット10の回転範囲において、回転中心510に対して第2軸の一方側(下方向)を向いている。各磁気吸引力F1及び合成ベクトルF2における力のバランスは、「やじろべえ」(balancing toy)の力学構成に似ており、可動ユニット10は安定して3軸方向に回転することができる。
上述したプロセッサは、制御する回転方向に応じて、第1駆動コイル720,721,722及び第2駆動コイル730,731,732に流れる電流を制御する。
プロセッサは、可動ユニット10(カメラ3)を回転させる方向に応じて、第1電磁駆動部31、第2電磁駆動部32及び第3電磁駆動部33の各々を制御する。言い換えると、第1電磁駆動部31、第2電磁駆動部32及び第3電磁駆動部33は、互いに独立して可動ユニット10の回転を制御可能に構成されている。
第2駆動コイル730,731,732の各々に所望の回転角度に応じた電流が流れる。このとき、駆動磁石620,621,622と、対向する磁気ヨーク710,711,712との間で発生する磁束内の駆動コイル730,731,732に流れる電流により発生するローレンツ力により、可動ユニット10は、第2軸1cを回転軸として回転、つまりパンニング方向に回転する。なお、第2駆動コイル730,731,732のうち少なくとも1つの第2駆動コイルに電流を流すことで、可動ユニット10がパンニング方向に回転する構成であってもよい。例えば、プロセッサは、第2駆動コイル730で発生する磁束φ1がカメラ3のレンズ3bから遠ざかる方向に発生するように第2駆動コイル730を制御する。プロセッサは、第2駆動コイル731で発生する磁束φ2がカメラ3のレンズ3bに近づく方向に発生するように第2駆動コイル731を制御する。プロセッサは、第2駆動コイル732で発生する磁束φ3が第2駆動コイル730から第2駆動コイル731に向かう方向に発生するように第2駆動コイル731を制御する。これにより、カメラ3(可動ユニット10)は、第2軸1cを中心として中心線1dに対して第2駆動コイル730の方向に回転する(図6参照)。ここでは、中心線1dは、カメラ3が中立状態である場合での光軸1aと一致する軸である。なお、図6では、第1筐体4a、ケーブル11を省略している。本実施形態では、可動ユニット10は、パンニング方向において、可動ユニット10が中立状態である場合での光軸1aに対して±4度を回転の範囲とすることが好ましい。
第1駆動コイル720,721の各々に所望の回転角度に応じた電流が流れる。このとき、駆動磁石620,621と、対向する磁気ヨーク710,711との間で発生する磁束内の駆動コイル720,721に流れる電流により発生するローレンツ力により、可動ユニット10は、光軸1aを回転軸として回転、つまりローリング方向に回転する。例えば、プロセッサは、第1駆動コイル720で発生する磁束φ10が下方から上方に向かう方向に発生するように第1駆動コイル720を制御する。プロセッサは、第1駆動コイル721で発生する磁束φ11が上方から下方に向かう方向に発生するように第1駆動コイル721を制御する。これにより、カメラ3(可動ユニット10)は、レンズ3b側から見た場合に、光軸1aを中心として時計回りに回転する(図7参照)。本実施形態では、可動ユニット10は、ローリング方向において、可動ユニット10が中立状態である場合での光軸1aに対して±10度を回転の範囲とすることが好ましい。
第1駆動コイル720,721,722の各々に所望の回転角度に応じた電流が流れる。このとき、駆動磁石620,621,622と、対向する磁気ヨーク710,711,712との間で発生する磁束内の駆動コイル720,721,722に流れる電流により発生するローレンツ力により、可動ユニット10は、第1軸1bを回転軸として回転、つまりチルティング方向に回転する。例えば、プロセッサは、第1駆動コイル720で発生する磁束φ20及び第1駆動コイル721で発生する磁束φ21がそれぞれ下方から上方に向かう方向に発生するように第1駆動コイル720,721を制御する。プロセッサは、第1駆動コイル722で発生する磁束φ22が上方から下方に向かう方向に発生するように第1駆動コイル722を制御する。これにより、カメラ3(可動ユニット10)は、第1軸1bを中心として中心線1dに対して上方に回転する(図8参照)。本実施形態では、可動ユニット10は、チルティング方向において、可動ユニット10が中立状態である場合での光軸1aに対して±10度を回転の範囲とすることが好ましい。
なお、回転駆動は上記の駆動方法に限定されない。例えば、カメラ装置1は、第1電磁駆動部31と第2電磁駆動部32とを直列逆位相に結合して、可動ユニット10をローリング方向に回転させてもよい。
上述したように、可動ユニット10をパンニング方向に回転させる際に用いる駆動コイルは、第2駆動コイル730,731,732である。可動ユニット10をチルティング方向に回転させる際に用いる駆動コイルは、第1駆動コイル720,721,722である。すなわち、可動ユニット10をパンニング方向に回転させる駆動コイルと、可動ユニット10をチルティング方向に回転させる駆動コイルとは、異なる。
第2筐体4bは、開口部5を有している。開口部5の上方には、ボトムプレート640が配置される。可動ユニット10が回転すると、その回転とともにボトムプレート640も回転する。ボトムプレート640が回転した際に、ボトムプレート640の突起部641が、開口部5の縁5aに当接することで、可動ユニット10の回転が規制される。
カメラホルダ40に取り付けられたカメラ3は、可動ベース部41との間にアーム50を挟み込み、可動ユニット10に固定される。
上述したように、電磁駆動部30は、第1電磁駆動部31、第2電磁駆動部32、及び第3電磁駆動部33を有する。
第1電磁駆動部31は、可動ユニット10に設けられた駆動磁石620、固定ユニット20に設けられた磁気ヨーク710及び磁気ヨーク710に巻回された第1駆動コイル720、第2駆動コイル730、磁気ヨークホルダ740を有する。つまり、第1電磁駆動部31は、駆動磁石620と、第1コイルユニット52とを有する。
第2電磁駆動部32は、可動ユニット10に設けられた駆動磁石621、固定ユニット20に設けられた磁気ヨーク711及び磁気ヨーク711に巻回された第1駆動コイル721、第2駆動コイル731、磁気ヨークホルダ740を有する。つまり、第2電磁駆動部32は、駆動磁石621と、第2コイルユニット53とを有する。
第3電磁駆動部33は、可動ユニット10に設けられた駆動磁石622、固定ユニット20に設けられた磁気ヨーク712及び磁気ヨーク712に巻回された第1駆動コイル722、第2駆動コイル732、磁気ヨークホルダ742を有する。つまり、第3電磁駆動部33は、駆動磁石622と、第3コイルユニット54とを有する。
第1電磁駆動部31、第2電磁駆動部32、及び第3電磁駆動部33の各々の構成要素については、既に説明しているのでここでの説明は省略する。
第1コイルユニット52(の磁気ヨーク710)は、駆動磁石620に対向するように配置される。第2コイルユニット53(の磁気ヨーク711)は、駆動磁石621に対向するように配置される。第3コイルユニット54(の磁気ヨーク712)は、駆動磁石622に対向するように配置される。さらに、第1コイルユニット52及び第2コイルユニット53は、第1軸1bに沿って配置され、かつ第1軸1bに対してレンズ3bと同一側に配置される。第2コイルユニット53は、カメラ3が中立状態である場合での光軸1aに対して第1コイルユニット52に対称配置される。第3コイルユニット54は、第1軸1bに対してレンズ3bとは反対側に配置される。
したがって、第1電磁駆動部31及び第2電磁駆動部32は、第1軸1bに沿って配置され、かつ第1軸1bに対してレンズ3bと同一側に配置される。第2電磁駆動部32は、カメラ3が中立状態である場合での光軸1aに対して第1電磁駆動部31に対称配置される(図1B参照)。本実施形態1では、レンズ3b、第1電磁駆動部31及び第2電磁駆動部32は、カメラ3が中立状態である場合での光軸1aの方向から見た場合、第1軸1bに沿って、第1電磁駆動部31、レンズ3b及び第2電磁駆動部32の順に配置される。
また、第3電磁駆動部33は、第1軸1bに対してレンズ3bとは反対側に配置される。第1電磁駆動部31、第2電磁駆動部32及び第3電磁駆動部33は、第2軸1cの周囲に配置される(図1B参照)。本実施形態1では、第3電磁駆動部33は、カメラ3が中立状態である場合での光軸1aの延長線上に配置される。なお、第3電磁駆動部33の一部が、カメラ3が中立状態である場合での光軸1aの延長線上に配置されてもよい。すなわち、第3電磁駆動部33の一部が、カメラ3が中立状態である場合での光軸1aの延長線上に配置されていればよい。
上述したように、第1コイルユニット52、第2コイルユニット53及び第3コイルユニット54は、第2筐体4bにねじで固定される。つまり、固定ユニットが有する第2筐体4bは、第1電磁駆動部31の第1駆動コイル720及び第2駆動コイル730と、第2電磁駆動部32第1駆動コイル721及び第2駆動コイル731と、第3電磁駆動部33の第1駆動コイル722及び第2駆動コイル732と、を固定する固定部として機能する。すなわち、固定ユニット20は、第1電磁駆動部31の第1駆動コイル720及び第2駆動コイル730と、第2電磁駆動部32第1駆動コイル721及び第2駆動コイル731と、第3電磁駆動部33の第1駆動コイル722及び第2駆動コイル732と、を固定する固定部として第2筐体4bを有している。
カメラ装置1は、上述したように、コネクタ301を備える。コネクタ301は、回転中心510に対して第2軸1cにおいて、検出部920とは反対側、つまり4つの磁気センサ92及び位置検出磁石650とは反対側に配置されている。コネクタ301と接続されたケーブル11は、第3電磁駆動部33の上方に引き出される(図2参照)。第3電磁駆動部33の上方に引き出されたケーブル11は、第3コイルユニット54に対向するように配線される。そして、ケーブル11は、上方に向くように折り返され、第2基板90bの上方を通って、第2基板90bに設けられたコネクタに接続される。
(3)利点
以上説明したように、本実施形態1のカメラ装置1は、カメラ3と、カメラ3を保持する可動ユニット10と、固定ユニット20と、電磁駆動部30と、を備える。カメラ3は、光を入射する入射部としてのレンズ3bと光軸1aとを有する。固定ユニット20は、パンニング方向、チルティング方向及びローリング方向に回転可能に可動ユニット10を保持する。電磁駆動部30は、固定ユニット20に対して可動ユニット10を、パンニング方向、チルティング方向及びローリング方向に回転駆動させる。電磁駆動部30は、第1電磁駆動部31と、第2電磁駆動部32と、第3電磁駆動部33と、を含む。第1電磁駆動部31は、可動ユニット10に設けられた駆動磁石620、固定ユニット20に設けられた磁気ヨーク710及び磁気ヨーク710に巻回された第1駆動コイル720を有する。第2電磁駆動部32は、可動ユニット10に設けられた駆動磁石621、固定ユニット20に設けられた磁気ヨーク711及び磁気ヨーク711に巻回された第1駆動コイル721を有する。第3電磁駆動部33は、可動ユニット10に設けられた駆動磁石622、固定ユニット20に設けられた磁気ヨーク712及び磁気ヨーク712に巻回された第1駆動コイル722を有する。光軸1aは、可動ユニット10の回転中心510を通る第1軸1b、及び第1軸1bに直交し、かつ回転中心510を通る第2軸1cの各々と交差している。第1電磁駆動部31及び第2電磁駆動部32は、第1軸1bに沿って配置され、かつ第1軸1bに対してレンズ3bと同一側に配置されている。第2電磁駆動部32は、カメラ3が中立状態である場合での光軸1aに対して第1電磁駆動部31に対称配置されている。第3電磁駆動部33は、第1軸1bに対してレンズ3bとは反対側に配置されている。第1電磁駆動部31、第2電磁駆動部32及び第3電磁駆動部33は、第2軸1cの周囲に配置されている。
ところで、カメラを含む従来のアクチュエータは、Z軸(本実施形態の光軸1aに相当)の周りに、パンニング方向、チルティング方向及びローリング方向に可動ユニットを回転させるための複数の駆動磁石、複数の磁気ヨーク及び複数の駆動ヨークのすべてが配置されている。つまり、複数の駆動磁石、複数の磁気ヨーク及び複数の駆動ヨークのすべては、可動ユニットが中立状態での光軸を中心とするカメラの周囲に配置されている。
一方、本実施形態のカメラ装置1では、上述した構成を有しているので、カメラ3の光軸1aの周りに、パンニング方向、チルティング方向及びローリング方向に可動ユニットを回転させるための第1電磁駆動部31、第2電磁駆動部32及び第3電磁駆動部33の少なくとも一部は配置されていない。
つまり、本実施形態では、従来のアクチュエータ(カメラ装置)と比較して、可動ユニット10が中立状態での光軸1aを中心とするカメラ3の周囲における面積を小さくすることができる。
(4)変形例
以下に、変形例について列記する。なお、以下に説明する変形例は、上記各実施形態と適宜組み合わせて適用可能である。
(4−1)変形例1
上記実施形態では、電磁駆動部30は、第1電磁駆動部31、第2電磁駆動部32及び第3電磁駆動部33を有する構成としたが、この構成に限定されない。
電磁駆動部30は、第1電磁駆動部31、第2電磁駆動部32及び第3電磁駆動部33の他、別の電磁駆動部を有してもよい。
本変形例1に係るカメラ装置1Aについて、実施形態1のカメラ装置1と異なる点を中心に、図9及び図10を用いて説明する。なお、実施形態1と同一の構成要素には、同一の符号を付してその説明を適宜省略する。
カメラ装置1Aは、アクチュエータ2Aとカメラ3とを備える。カメラ装置1Aは、実施形態1のカメラ装置1と同様に、撮像信号出力線300とコネクタ301とを備える。
アクチュエータ2Aは、図9、図10に示すように、可動ユニット10、固定ユニット20及び電磁駆動部30Aを備える。アクチュエータ2Aは、実施形態1のアクチュエータ2と同様に、第1筐体4a及び第2筐体4bを有する筐体4と、プリント基板90を備える。
電磁駆動部30Aは、図9、図10に示すように、第1電磁駆動部31、第2電磁駆動部32、第3電磁駆動部33及び第4電磁駆動部34を有する。
第1電磁駆動部31及び第2電磁駆動部32は、第1軸1bに沿って配置され、かつ第1軸1bに対してレンズ3bと同一側に配置される。第2電磁駆動部32は、カメラ3が中立状態である場合での光軸1aに対して第1電磁駆動部31に対称配置される(図10参照)。例えば、第2電磁駆動部32は、カメラ3が中立状態である場合での光軸1aに対して第1電磁駆動部31に線対称(又は点対称)に配置される。
第3電磁駆動部33及び第4電磁駆動部34は、第1軸1bに対してレンズ3bとは反対側に配置される。第4電磁駆動部34は、カメラ3が中立状態である場合での光軸1aに対して第3電磁駆動部33に対称配置される(図10参照)。例えば、第4電磁駆動部34は、カメラ3が中立状態である場合での光軸1aに対して第3電磁駆動部33に線対称(又は点対称)に配置される。
第1電磁駆動部31及び第3電磁駆動部33は、第2軸1cから見て、カメラ3が中立状態である場合での光軸1aに対して、一方側に配置される。第2電磁駆動部32及び第4電磁駆動部34は、第2軸1cから見て、カメラ3が中立状態である場合での光軸1aに対して、他方側に配置される。
第1電磁駆動部31、第2電磁駆動部32、第3電磁駆動部33及び第4電磁駆動部34は、第2軸1cの周囲に配置される(図10参照)。
第4電磁駆動部34は、第1電磁駆動部31、第2電磁駆動部32及び第3電磁駆動部33の構成と同様に、永久磁石である駆動磁石と、コイルユニットとを有する。第4電磁駆動部34の第4コイルユニットは、第1コイルユニット52、第2コイルユニット53及び第3コイルユニット54の構成と同様に、磁性材料で形成された磁気ヨークと、第1駆動コイル、第2駆動コイルと、磁気ヨークホルダとを有している。第4電磁駆動部34の磁気ヨークは、平板形状である。第4電磁駆動部34の磁気ヨークは、第4電磁駆動部34の磁気ヨークホルダに取り付けられる。第2軸1cと直交する方向を巻回方向として第4電磁駆動部34の磁気ヨーク及び第4電磁駆動部34の磁気ヨークホルダに導線が巻き付けられて第4電磁駆動部34の第2駆動コイルが形成される。その後、第1軸1bを巻回方向として第4電磁駆動部34の磁気ヨーク及び第4電磁駆動部34の磁気ヨークに導線が巻き付けられて第4電磁駆動部34の第1駆動コイルが形成される。
第1コイルユニット52及び第2コイルユニット53は、第1軸1bに沿って配置され、かつ第1軸1bに対してレンズ3bと同一側に配置されるように、第2筐体4bにねじで固定される。第2コイルユニット53は、カメラ3が中立状態である場合での光軸1aに対して第1コイルユニット52に対称配置される。例えば、第2コイルユニット53は、カメラ3が中立状態である場合での光軸1aに対して第1コイルユニット52に線対称(又は点対称)に配置される。
第3コイルユニット54及び第4コイルユニットは、第1軸1bに沿って配置され、かつ第1軸1bに対してレンズ3bと反対側に配置されるように、第2筐体4bにねじで固定される。第4コイルユニットは、カメラ3が中立状態である場合での光軸1aに対して第3コイルユニット54に対称配置される。例えば、第4コイルユニットは、カメラ3が中立状態である場合での光軸1aに対して第3コイルユニット54に線対称(又は点対称)に配置される。
第1コイルユニット52及び第3コイルユニット54は、第2軸1cから見て、カメラ3が中立状態である場合での光軸1aに対して、一方側に配置される。第2コイルユニット53及び第4コイルユニットは、第2軸1cから見て、カメラ3が中立状態である場合での光軸1aに対して、他方側に配置される。
第1コイルユニット52、第2コイルユニット53、第3コイルユニット54及び第4コイルユニットは、第2軸1cの周囲に配置される。
第4コイルユニット(の磁気ヨーク)は、第4電磁駆動部34の駆動磁石に対向するように配置される。このとき、磁気ヨーク710の重心と回転中心510とを結ぶ直線に、駆動磁石620の重心が含まれる。つまり、第4コイルユニットの磁気ヨークは、回転中心510と第4コイルユニットの磁気ヨークの重心とを結ぶ直線が、基準平面に対して、カメラホルダ40と反対側に位置するように配置される。言い換えると、第4コイルユニットの磁気ヨークは、第4コイルユニットの磁気ヨークの重心が回転中心510に対して第2軸1cの一方側に位置するように配置される。
回転中心510、第4電磁駆動部34の駆動磁石の重心及び第4電磁駆動部34の磁気ヨークの重心は一直線上にある。このとき、回転中心510と第4電磁駆動部34の磁気ヨークの重心とを結ぶ直線と基準平面とのなす角度は、45度以下であることが好ましい。
第4電磁駆動部34の駆動磁石と第4電磁駆動部34の磁気ヨークとの間で、磁気吸引力が発生する。つまり、第4電磁駆動部34において磁気吸引力が生じる。第4電磁駆動部34において生じる磁気吸引力、及び第1電磁駆動部31、第2電磁駆動部32及び第3電磁駆動部33で生じる磁気吸引力F1により、遊嵌面503と遊嵌部材501とは、接触(点接触又は線接触)する。
また、第1電磁駆動部31、第2電磁駆動部32及び第3電磁駆動部33の各々において生じる磁気吸引力F1のベクトル及び第4電磁駆動部34において生じる磁気吸引力は、基準平面に対して下向きのベクトルとなる。そのため、第1電磁駆動部31、第2電磁駆動部32及び第3電磁駆動部33の各々において生じる磁気吸引力F1のベクトル、第4電磁駆動部34において生じる磁気吸引力のベクトルを合成した合成ベクトルは、可動ユニット10の回転範囲において、回転中510心に対して第2軸の一方側(下方向)を向いている。
カメラ装置1Aのプロセッサは、可動ユニット10(カメラ3)を回転させる方向に応じて、第1電磁駆動部31と第4電磁駆動部34との対、及び第2電磁駆動部32と第3電磁駆動部33との対の各々を制御する。言い換えると、第1電磁駆動部31と第4電磁駆動部34との対、及び第2電磁駆動部32と第3電磁駆動部33との対は、互いに独立して可動ユニット10の回転を制御可能に構成されている。
可動ユニット10がパンニング方向に回転する際には、第1電磁駆動部31の第2駆動コイル730と第4電磁駆動部34の第2駆動コイルとの対、第2電磁駆動部32の第2駆動コイル731と第3電磁駆動部33の第2駆動コイル732と対の各々に所望の回転角度に応じた電流が流れる。このとき、駆動磁石620,621,622及び第4電磁駆動部の駆動磁石と、対向する磁気ヨーク710,711,712及び第4電磁駆動部の磁気ヨークとの間で発生する磁束内の第2駆動コイル730,731,732及び第4電磁駆動部の第2駆動コイルに流れる電流により発生するローレンツ力により、可動ユニット10は、パンニング方向に回転する。第1電磁駆動部31の第2駆動コイル730と第4電磁駆動部34の第2駆動コイルとの対には、互いに流れる電流量は同一である。第1電磁駆動部31の第2駆動コイル730で発生する磁束の向きと第4電磁駆動部34の第2駆動コイルで発生する磁束の向きとは、互いに逆向きとなる。同様に、第2電磁駆動部32の第2駆動コイル731と第3電磁駆動部33の第2駆動コイル732との対には、互いに流れる電流量は同一である。第2電磁駆動部32の第2駆動コイル731で発生する磁束の向きと第3電磁駆動部33の第2駆動コイル732で発生する磁束の向きとは、互いに逆向きとなる。なお、第1電磁駆動部31の第2駆動コイル730と第4電磁駆動部34の第2駆動コイルとの対、及び第2電磁駆動部32の第2駆動コイル731と第3電磁駆動部33の第2駆動コイル732と対のうち、少なくとも一方の対の各第2駆動コイルに電流を流すことで、可動ユニット10がパンニング方向に回転する構成であってもよい。
可動ユニット10がパンニング方向に回転する際には、第1電磁駆動部31の第1駆動コイル720及び第4電磁駆動部34の第1駆動コイルの対、第2電磁駆動部32の第1駆動コイル721及び第3電磁駆動部33の第1駆動コイル722の対の各々に所望の回転角度に応じた電流が流れる。このとき、駆動磁石620,621,622及び第4電磁駆動部の駆動磁石と、対向する磁気ヨーク710,711,712及び第4電磁駆動部の磁気ヨークとの間で発生する磁束内の第1駆動コイル720,721,722及び第4電磁駆動部の第1駆動コイルに流れる電流により発生するローレンツ力により、可動ユニット10は、ローリング方向に回転する。第1電磁駆動部31の第1駆動コイル720と第4電磁駆動部34の第1駆動コイルとの対には、互いに流れる電流量は同一である。第1電磁駆動部31の第1駆動コイル720で発生する磁束の向きと第4電磁駆動部34の第1駆動コイルで発生する磁束の向きとは、互いに逆向きとなる。同様に、第2電磁駆動部32の第1駆動コイル721と第3電磁駆動部33の第1駆動コイル722との対には、互いに流れる電流量は同一である。第2電磁駆動部32の第1駆動コイル721で発生する磁束の向きと第3電磁駆動部33の第1駆動コイル722で発生する磁束の向きとは、互い逆向きとなる。また、第1電磁駆動部31の第1駆動コイル720で発生する磁束の向きと第2電磁駆動部32の第1駆動コイル721で発生する磁束の向きとは、互いに逆向きになる。第3電磁駆動部33の第1駆動コイル722で発生する磁束の向きと第4電磁駆動部34の第1駆動コイルで発生する磁束の向きとは、互いに逆向きになる。なお、第1電磁駆動部31の第1駆動コイル720と第4電磁駆動部34の第1駆動コイルとの対、及び第2電磁駆動部32の第1駆動コイル721と第3電磁駆動部33の第1駆動コイル722と対のうち、少なくとも一方の対の各第2駆動コイルに電流を流すことで、可動ユニット10がローリング方向に回転する構成であってもよい。
可動ユニット10がチルティング方向に回転する際には、第1電磁駆動部31の第1駆動コイル720及び第4電磁駆動部34の第1駆動コイルの対、第2電磁駆動部32の第1駆動コイル721及び第3電磁駆動部33の第1駆動コイル722の対の各々に所望の回転角度に応じた電流が流れる。このとき、駆動磁石620,621,622及び第4電磁駆動部の駆動磁石と、対向する磁気ヨーク710,711,712及び第4電磁駆動部の磁気ヨークとの間で発生する磁束内の第1駆動コイル720,721,722及び第4電磁駆動部の第1駆動コイルに流れる電流により発生するローレンツ力により、可動ユニット10は、チルティング方向に回転する。第1電磁駆動部31の第1駆動コイル720と第4電磁駆動部34の第1駆動コイルとの対には、互いに流れる電流量は同一である。第1電磁駆動部31の第1駆動コイル720で発生する磁束の向きと第4電磁駆動部34の第1駆動コイルで発生する磁束の向きとは、互いに逆向きとなる。同様に、第2電磁駆動部32の第1駆動コイル721と第3電磁駆動部33の第1駆動コイル722との対には、互いに流れる電流量は同一である。第2電磁駆動部32の第1駆動コイル721で発生する磁束の向きと第3電磁駆動部33の第1駆動コイル722で発生する磁束の向きとは、互いに逆向きとなる。また、第1電磁駆動部31の第1駆動コイル720で発生する磁束の向きと第2電磁駆動部32の第1駆動コイル721で発生する磁束の向きとは、同じ向きになる。第3電磁駆動部33の第1駆動コイル722で発生する磁束の向きと第4電磁駆動部34の第1駆動コイルで発生する磁束の向きとは、同じ向きになる。なお、第1電磁駆動部31の第1駆動コイル720と第4電磁駆動部34の第1駆動コイルとの対、及び第2電磁駆動部32の第1駆動コイル721と第3電磁駆動部33の第1駆動コイル722と対のうち、少なくとも一方の対の各第2駆動コイルに電流を流すことで、可動ユニット10がチルティング方向に回転する構成であってもよい。
(4−2)変形例2
上記実施形態において、磁気ヨーク710,711,712は、磁気ヨーク710,711,712の各重心が回転中心510に対して第2軸1cの一方側(下方)に位置するように配置される構成としたが、この構成に限定されない。
磁気ヨーク710,711,712は、磁気ヨーク710,711,712の各重心が回転中心510に対して第2軸1cの上方に位置するように配置されてもよい。この場合、回転中心510と磁気ヨーク710,711,712の各々の重心とを結ぶ各直線と基準平面とのなす角度は、45度以下であることが好ましい。
また、第1電磁駆動部31、第2電磁駆動部32及び第3電磁駆動部33の各々において生じる磁気吸引力のベクトルは、基準平面に対して上向きのベクトルとなる。そのため、第1電磁駆動部31、第2電磁駆動部32及び第3電磁駆動部33の各々において生じる磁気吸引力のベクトルを合成した合成ベクトルは、可動ユニット10の回転範囲において、回転中510心に対して第2軸の一方側(上方向)を向くことになる。
また、本変形例2は、変形例1にも適用可能である。この場合、第4電磁駆動部の磁気ヨークは、第4電磁駆動部の磁気ヨークの重心が回転中心510に対して第2軸1cの上方に位置するように配置される。
(4−3)変形例3
上記実施形態では、遊嵌部材501は、内周面410に接着剤等で固定される構成としたが、この構成に限定されない。
遊嵌部材501は、固定ユニット20が備えるアーム50の遊嵌面503に接着剤等で固定されてもよい。この場合、遊嵌部材501は、遊嵌面としての内周面410と接触することで可動ユニット10が回転可能になる。
(4−4)変形例4
上記実施形態では、第2軸1cを回転軸とする回転方向をパンニング方向としたが、これに限定されない。第2軸1cを回転軸とする回転方向はチルティング方向であってもよい。
(4−5)変形例5
上記実施形態では、カメラ装置1の固定ユニット20は、パンニング方向、チルティング方向及びローリング方法にそれぞれ回転可能に可動ユニット10を保持する構成としたが、この構成に限定されない。
固定ユニット20は、パンニング方向、チルティング方向のうち第1軸1bを回転軸とする回転方向及びローリング方法にそれぞれ回転可能に可動ユニット10を保持してもよい。つまり、固定ユニット20は、パンニング方向、チルティング方向のうち少なくとも1つの回転方向及びローリング方向に回転可能に可動ユニット10を保持する。
(4−6)変形例6
上記実施形態では、第1電磁駆動部31が第2駆動コイル730を、第2電磁駆動部32が第2駆動コイル731を、第3電磁駆動部33が第2駆動コイル732を、それぞれ有する構成としたが、この構成に限定されない。
第1電磁駆動部31、第2電磁駆動部32及び第3電磁駆動部33のうち少なくとも1つが、第2駆動コイルを有している構成であってもよい。
(4−7)変形例7
上記実施形態において、磁気ヨーク710,711,712は、平板形状である構成としたが、この構成に限定されない。
磁気ヨーク710,711,712は、円弧形状であってもよい。例えば、磁気ヨーク710,711,712は、回転中心510を中心とする円弧形状であってもよい。この場合、第1駆動コイル720,721,722、第2駆動コイル730,731,732は、磁気ヨーク710,711,712のうち対応する磁気ヨークの形状に沿って巻回される。つまり、第1駆動コイル720,721,722、第2駆動コイル730,731,732は、磁気ヨーク710,711,712と同様に、回転中心510を中心とする円弧形状である。
(実施形態2)
実施形態1では光を入力する(入射する)装置(カメラ)に適用した。本実施形態2では、光を出力する装置にアクチュエータ2を適用する点が、実施形態1と異なる。
本実施形態2では、アクチュエータ2をライダ(LiDAR:Light Detection and Ranging)1000に適用した場合について説明する。
ライダ1000は、空間にパルス状のレーザ光を照射し、空間にある物体で反射された反射光を受光する。ライダ1000は、レーザ光を発光してから反射光を受光するまでの時間をもとに、物体までの距離を検出する。すなわち、本実施形態2のライダ1000は、光を出力する光出力機能と、反射光を入力する光入力機能と、を有する。
ライダ1000は、図11に示すように、光出力部1003、光入力部1004、第1ミラー1010、第2ミラー1011、制御部1012及び複数(ここでは、2つ)のアクチュエータ2を備える。なお、アクチュエータ2を区別する場合には、アクチュエータ2a、アクチュエータ2bと記載する。
光出力部1003は、レーザ光を出射するレーザ素子である。光出力部1003は、レーザ光が出射される際に通過するレンズ等の出射部1100と、光軸1aとを有する。光出力部1003は、アクチュエータ2aに取り付けられる。具体的には、光出力部1003は、アクチュエータ2aの可動ユニット10に保持される。このとき、アクチュエータ2aの第1電磁駆動部31及び第2電磁駆動部32は、第1軸1bに沿って配置され、かつ第1軸1bに対して光出力部1003の出射部1100と同一側に配置される。アクチュエータ2aの第2電磁駆動部32は、光出力部1003が中立状態である場合での光軸1aに対してアクチュエータ2aの第1電磁駆動部31に対称配置される。例えば、アクチュエータ2aの第2電磁駆動部32は、光出力部1003が中立状態である場合での光軸1aに対してアクチュエータ2aの第1電磁駆動部31に線対称(又は点対称)に配置される。アクチュエータ2aの第3電磁駆動部33は、第1軸1bに対して出射部1100とは反対側に配置される。アクチュエータ2aの第1電磁駆動部31、第2電磁駆動部32及び第3電磁駆動部33は、第2軸1cの周囲に配置される。
光入力部1004は、反射光を入力する受光素子である。光入力部1004は、反射光が入力される際に通過するレンズ等の入射部1101と、光軸1aとを有する。光出力部1003は、アクチュエータ2bに取り付けられる。具体的には、光入力部1004は、アクチュエータ2bの可動ユニット10に保持される。このとき、アクチュエータ2bの第1電磁駆動部31及び第2電磁駆動部32は、第1軸1bに沿って配置され、かつ第1軸1bに対して光入力部1004の入射部1101と同一側に配置される。アクチュエータ2bの第2電磁駆動部32は、光入力部1004が中立状態である場合での光軸1aに対してアクチュエータ2bの第1電磁駆動部31に対称配置される。例えば、アクチュエータ2bの第2電磁駆動部32は、光出力部1003が中立状態である場合での光軸1aに対してアクチュエータ2bの第1電磁駆動部31に線対称(又は点対称)に配置される。アクチュエータ2bの第3電磁駆動部33は、第1軸1bに対して入射部1101とは反対側に配置される。アクチュエータ2bの第1電磁駆動部31、第2電磁駆動部32及び第3電磁駆動部33は、第2軸1cの周囲に配置される。
第1ミラー1010は、光出力部1003から出射されたレーザ光を第2ミラー1011に向けて反射させる。
第2ミラー1011は、第1ミラー1010から反射されたレーザ光を、空間に出射するように反射させる。第2ミラー1011は、空間にある物体で反射された反射光を、光入力部1004に向けて反射させる。
制御部1012は、第2ミラー1011を回転させたり、所定方向(例えば上下方向)に移動させたりするために、第2ミラー1011を制御する。
ライダ1000の光出力機能は、アクチュエータ2aと光出力部1003とを含む光出力装置1001により実現される。
ライダ1000の光入力機能は、アクチュエータ2bと光入力部1004とを含む光入力装置1002により実現される。
以上説明したように、本実施形態2のアクチュエータ2aは、光出力部1003を所望の回転方向に駆動させ、光出力部1003の不要な揺れを抑えることができる。その結果、光出力部1003から出射されるレーザ光の出射方向を一定に保つことができる。また、本実施形態2のアクチュエータ2bは、光入力部1004を所望の回転方向に駆動させ、光入力部1004の不要な揺れを抑えることができる。その結果、光入力部1004に入力される反射光の入力方向を一定に保つことができる。
なお、本実施形態2においても、実施形態1の変形例1〜7は適用可能である。
本実施形態では、アクチュエータ2aをライダ1000の光出力機能を有する光出力装置1001に適用する構成としたが、これに限定されない。アクチュエータ2(2a)は、プロジェクタ等の光を出力する装置である光出力装置に適用してもよい。
(まとめ)
以上説明したように、第1の態様のカメラ装置(1,1A)は、カメラ(3)と、カメラ(3)を保持する可動ユニット(10)と、固定ユニット(20)と、電磁駆動部(30,30A)と、を備える。カメラ(3)は、光を入射する入射部(レンズ3b)と光軸(1a)とを有する。固定ユニット(20)は、パンニング方向及びチルティング方向のうち少なくとも1つの回転方向及びローリング方向に回転可能に可動ユニット(10)を保持する。電磁駆動部(30,30A)は、固定ユニット(20)に対して可動ユニット(10)を、上記少なくとも1つの方向及びローリング方向に回転駆動させる。電磁駆動部(30,30A)は、各々が、駆動磁石(620,621,622)、磁気ヨーク(710,711,712)及び駆動コイル(第1駆動コイル720,721,722)を有する第1電磁駆動部(31)と、第2電磁駆動部(32)と、第3電磁駆動部(33)と、を含む。駆動磁石(620,621,622)は、可動ユニット(10)に設けられている。磁気ヨーク(710,711,712)は、固定ユニット(20)に設けられている。駆動コイル(第1駆動コイル720,721,722)は、磁気ヨーク(710,711,712)に巻回されている。光軸(1a)は、可動ユニット(10)の回転中心(510)を通る第1軸(1b)、及び第1軸(1b)に直交し、かつ回転中心(510)を通る第2軸(1c)の各々と交差する。第1電磁駆動部(31)及び第2電磁駆動部(32)は、第1軸(1b)に沿って配置され、かつ第1軸(1b)に対して入射部と同一側に配置される。第2電磁駆動部(32)は、カメラ(3)が中立状態である場合での光軸(1a)に対して第1電磁駆動部(31)に対称配置されている。第3電磁駆動部(33)は、第1軸(1b)に対して入射部とは反対側に配置されている。第1電磁駆動部(31)、第2電磁駆動部(32)及び第3電磁駆動部(33)は、第2軸(1c)の周囲に配置されている。
この構成によると、可動ユニット(10)が中立状態での光軸(1a)を中心とするカメラ(3)の周囲における面積を小さくすることができる。したがって、カメラ装置(1、1A)の小型化を図ることができる。
第2の態様のカメラ装置(1,1A)では、第1の態様において、第1電磁駆動部(31)、第2電磁駆動部(32)及び第3電磁駆動部(33)の各々に含まれる駆動コイルは、第2軸(1c)に沿って巻回されている。パンニング方向及びチルティング方向のうち上記少なくとも1つの上記回転方向は、第1軸(1b)を回転軸とする回転方向を含む。可動ユニット(10)は、第1電磁駆動部(31)及び第2電磁駆動部(32)のうち少なくとも1つの駆動コイルに対して電流が流れることにより、ローリング方向に回転する。第1電磁駆動部(31)、第2電磁駆動部(32)及び第3電磁駆動部(33)の各々の駆動コイルに対して電流が流れることにより、第1軸を回転軸とする回転方向に回転する。
この構成によると、第1電磁駆動部(31)、第2電磁駆動部(32)及び第3電磁駆動部(33)の各々の駆動コイルに対して電流を流すことで、第1軸(1b)を回転軸とする回転方向に可動ユニット(10)を回転させることができる。
第3の態様のカメラ装置(1,1A)では、第2の態様において、第1電磁駆動部(31)、第2電磁駆動部(32)及び第3電磁駆動部(33)のうち少なくとも1つの駆動部は、第2軸(1c)に沿って巻回された駆動コイルと、第2軸(1c)に沿う方向と直交する方向に巻回された別の駆動コイル(第2駆動コイル730,731,732)を有する。可動ユニット(10)は、上記別の駆動コイルに対して電流が流れることにより、パンニング方向及びチルティング方向のうち、第1軸(1b)を回転軸とする回転方向とは別の回転方向に回転する。
この構成によると、別の駆動コイルに電流を流すことで、第1軸(1b)を回転軸とする回転方向とは別の回転方向に可動ユニット(10)を回転させることができる。
第4の態様のカメラ装置(1,1A)では、第1〜第3のいずれかの態様において、入射部、第1電磁駆動部(31)及び第2電磁駆動部(32)は、カメラ(3)が中立状態である場合での光軸(1a)の方向から見た場合、第1軸(1b)に沿って、第1電磁駆動部(31)、入射部及び第2電磁駆動部(32)の順に配置される。
この構成によると、カメラ(3)、電磁駆動部(30,30A)の実装面積を小さくすることができる。
第5の態様のカメラ装置(1)では、第1〜第4のいずれかの態様において、第3電磁駆動部(33)の少なくとも一部は、カメラ(3)が中立状態である場合での光軸(1a)の延長線上に配置される。
この構成によると、カメラ装置(1、1A)の小型化を図ることができる。
第6の態様のカメラ装置(1,1A)では、第1〜第5のいずれかの態様において、第1電磁駆動部(31)、第2電磁駆動部(32)及び第3電磁駆動部(33)は、互いに独立して可動ユニット(10)の回転を制御可能に構成されている。
この構成によると、第1電磁駆動部(31)、第2電磁駆動部(32)及び第3電磁駆動部(33)の各々により、可動ユニット(10)を回転させることができる。
第7の態様のカメラ装置(1,1A)では、第1〜第6のいずれかの態様において、固定ユニット(20)は、固定部(第2筐体4b)を有する。固定部は、第1電磁駆動部(31)、第2電磁駆動部(32)及び第3電磁駆動部(33)の駆動コイルを固定する。
この構成によると、固定部により、駆動コイルをより確実に固定することができる。
第8の態様のカメラ装置(1,1A)では、第1〜第7のいずれかの態様において、固定ユニット(20)と可動ユニット(10)とのうち一方のユニットは、遊嵌面(例えば、遊嵌面503)を有する。固定ユニット(20)と可動ユニット(10)とのうち他方のユニットは、遊嵌面(例えば、遊嵌面503)と遊嵌する遊嵌部材(501)を有する。
この構成によると、可動ユニット(10)と固定ユニット(20)との間をより確実に遊嵌させることができる。
第9の態様のカメラ装置(1,1A)では、第8の態様において、第1電磁駆動部(31)、第2電磁駆動部(32)及び第3電磁駆動部(33)の各々において生じる磁気吸引力により、上記遊嵌面と遊嵌部材(501)とが接触する。
この構成によると、磁気吸引力により、可動ユニット(10)と固定ユニット(20)との間を遊嵌させることができる。
第10の態様のカメラ装置(1,1A)では、第9の態様において、固定ユニット(20)は、アーム(50)を有する。アーム(50)は、遊嵌面と遊嵌部材(501)とが遊嵌する遊嵌空間(550)に向けて延伸し、遊嵌面(503)を有する。
この構成によると、可動ユニット(10)と固定ユニット(20)との間を遊嵌部材(501)を介して遊嵌させることができる。
第11の態様のカメラ装置(1,1A)では、第10の態様において、アーム(50)は、第1アーム(50a)と、第2アーム(50b)と、を有する。第1アーム(50a)は、第1電磁駆動部(31)と第3電磁駆動部(33)との間に配置されている。第2アーム(50b)は、第2電磁駆動部(32)と第3電磁駆動部(33)との間に配置され、カメラ(3)が中立状態である場合での光軸(1a)に対して第1アーム(50a)に対称配置されている。第1アーム(50a)と第2アーム(50b)は、第1軸(1b)に沿って配置されている。第1アーム(50a)と第2アーム(50b)との接合部位に遊嵌面(503)が設けられている。
この構成によると、可動ユニット(10)と固定ユニット(20)との間を遊嵌部材(501)を介して遊嵌させることができる。
第12の態様のカメラ装置(1,1A)では、第1〜第11のいずれかの態様において、合成ベクトル(F2)は、可動ユニット(10)の回転範囲において、回転中心(510)に対して第2軸(1c)の一方側を向いている。合成ベクトル(F2)は、第1電磁駆動部(31)、第2電磁駆動部(32)及び第3電磁駆動部(33)の各々において生じる磁気吸引力(F1)のベクトルを合成したベクトルである。
この構成によると、磁気吸引力(F1)を利用して可動ユニット(10)と固定ユニット(20)との間を遊嵌させることができる。
第13の態様のカメラ装置(1,1A)では、第12の態様において、第1電磁駆動部(31)、第2電磁駆動部(32)及び第3電磁駆動部(33)の各々の駆動磁石(620,621,622)は、駆動磁石(620,621,622)の重心が回転中心(510)に対して第2軸(1c)の一方側に配置されている。
この構成によると、合成ベクトル(F2)を回転中心(510)に対して第2軸(1c)の一方側により確実に向かせることができる。
第14の態様のカメラ装置(1,1A)では、第12又は第13の態様において、磁気ヨーク(710,711,712)の重心と回転中心(510)とを結ぶ線が、カメラ(3)が中立状態である場合での光軸(1a)と第1軸(1b)とを含む平面と成す角度は、45度以下である。
この構成によると、可動ユニット(10)と固定ユニット(20)との間をより確実に遊嵌させることができる。
第15の態様のカメラ装置(1,1A)は、第1〜第14のいずれかの態様において、可動ユニット(10)に設けられた突起部(641)と、固定ユニット(20)に設けられた開口部(5)と、を更に備える。突起部(641)は、可動ユニット(10)が回転して突起部(641)が開口部(5)に当接することにより、可動ユニット(10)の回転を規制する。
この構成によると、所定の範囲内で可動ユニット(10)を回転させることができる。
第16の態様のカメラ装置(1,1A)は、第1〜第15のいずれかの態様において、可動ユニット(10)の回転を検出する検出部(920)を、更に備える。検出部(920)は、回転中心(510)に対して第2軸(1c)における一方側において、可動ユニット(10)に設けられた位置検出磁石(650)と、磁気センサ(92)と、を有する。磁気センサ(92)は、位置検出磁石(650)に対向し、第2軸(1c)の周囲における固定ユニット(20)に設けられている。
この構成によると、光軸(1a)を中心とする回転、及び第1軸(1b)を中心とする回転において、回転時の角度を検出することができる。
第17の態様のカメラ装置(1,1A)は、第16の態様において、コネクタ(301)を、更に備える。コネクタ(301)は、カメラ(3)に接続された撮像信号出力線(300)の端部に設けられている。コネクタ(301)は、回転中心(510)に対して第2軸(1c)における他方側に配置されている。
この構成によると、位置検出磁石(650)とは反対側に撮像信号出力線(300)を設けることができる。
第18の態様のカメラ装置(1A)では、第1〜第4のいずれかの態様において、電磁駆動部(30A)は、第4電磁駆動部(34)を、更に含む。第4電磁駆動部(34)は、第1軸(1b)に対して入射部とは反対側に配置されている。第4電磁駆動部(34)は、カメラ(3)が中立状態である場合での光軸(1a)に対して第3電磁駆動部(33)に対称配置されている。
この構成によると、第1電磁駆動部(31)、第2電磁駆動部(32)、第3電磁駆動部(33)及び第4電磁駆動部(34)は、光軸(1a)を中心とする周囲に、配置されないので、可動ユニット(10)が中立状態での光軸(1a)を中心とするカメラ3の周囲における面積を小さくすることができる。したがって、カメラ装置(1A)の小型化を図ることができる。
第19の態様のカメラ装置(1A)では、第18の態様において、第2軸(1c)から見て、第1電磁駆動部(31)及び第3電磁駆動部(33)は、カメラ(3)が中立状態である場合での光軸(1a)に対して、一方側に配置されている。第2軸(1c)から見て、第2電磁駆動部(32)及び第4電磁駆動部(34)は、カメラ(3)が中立状態である場合での光軸(1a)に対して、他方側に配置されている。第1電磁駆動部(31)と第4電磁駆動部(34)とは、第2電磁駆動部(32)と第3電磁駆動部(33)とに対して独立して可動ユニット(10)の回転を制御可能に構成されている。
この構成によると、第1電磁駆動部(31)、第2電磁駆動部(32)、第3電磁駆動部(33)及び第4電磁駆動部(34)を用いることで、可動ユニット(10)を回転させることができる。
第20の態様の光出力装置(1001)は、光出力部(1003)と、光出力部(1003)を保持する可動ユニット(10)と、固定ユニット(20)と、電磁駆動部(30,30A)と、を備える。光出力部(1003)は、光を出射する出射部(1100)と光軸(1a)とを有する。固定ユニット(20)は、パンニング方向及びチルティング方向のうち少なくとも1つの回転方向及びローリング方向に回転可能に可動ユニット(10)を保持する。電磁駆動部(30,30A)は、固定ユニット(20)に対して可動ユニット(10)を、上記少なくとも1つの方向及びローリング方向に回転駆動させる。電磁駆動部(30,30A)は、各々が、駆動磁石(620,621,622)、磁気ヨーク(710,711,712)及び駆動コイル(第1駆動コイル720,721,722)を有する第1電磁駆動部(31)と、第2電磁駆動部(32)と、第3電磁駆動部(33)と、を含む。駆動磁石(620,621,622)は、可動ユニット(10)に設けられている。磁気ヨーク(710,711,712)は、固定ユニット(20)に設けられている。駆動コイル(第1駆動コイル720,721,722)は、磁気ヨーク(710,711,712)に巻回されている。光軸(1a)は、可動ユニット(10)の回転中心(510)を通る第1軸(1b)、及び第1軸(1b)に直交し、かつ回転中心(510)を通る第2軸(1c)の各々と交差する。第1電磁駆動部(31)及び第2電磁駆動部(32)は、第1軸(1b)に沿って配置され、かつ第1軸(1b)に対して入射部と同一側に配置される。第2電磁駆動部(32)は、カメラ(3)が中立状態である場合での光軸(1a)に対して第1電磁駆動部(31)に対称配置されている。第3電磁駆動部(33)は、第1軸(1b)に対して入射部とは反対側に配置されている。第1電磁駆動部(31)、第2電磁駆動部(32)及び第3電磁駆動部(33)は、第2軸(1c)の周囲に配置されている。
この構成によると、可動ユニット(10)が中立状態での光軸(1a)を中心とする光出力部(1003)の周囲における面積を小さくすることができる。したがって、光出力装置(1001)の小型化を図ることができる。
1、1A カメラ装置
3 カメラ
3b レンズ(入射部)
4 筐体
4a 第1筐体
4b 第2筐体(固定部)
5 開口部
10 可動ユニット
20 固定ユニット
30 電磁駆動部
30A 電磁駆動部
31 第1電磁駆動部
32 第2電磁駆動部
33 第3電磁駆動部
34 第4電磁駆動部
50 アーム
50a 第1アーム
50b 第2アーム
92,92a,92b 磁気センサ
300 撮像信号出力線
301 コネクタ
410 内周面(遊嵌面)
501 遊嵌部材
503 遊嵌面
510 回転中心
550 遊嵌空間
620,621,622 駆動磁石
641 突起部
650 位置検出磁石
710,711,712 磁気ヨーク
720,721,722 第1駆動コイル(駆動コイル)
730,731,732 第2駆動コイル(別の駆動コイル)
920 検出部
1000 ライダ
1001 光出力装置
1002 光入力装置
1003 光出力部
1004 光入力部
1100 出射部
1101 入射部
1a 光軸
1b 第1軸
1c 第2軸
F1 磁気吸引力
F2 合成ベクトル

Claims (20)

  1. 光を入射する入射部と光軸とを有するカメラと、
    前記カメラを保持する可動ユニットと、
    パンニング方向及びチルティング方向のうち少なくとも1つの回転方向及びローリング方向に回転可能に前記可動ユニットを保持する固定ユニットと、
    前記固定ユニットに対して前記可動ユニットを、前記少なくとも1つの方向及び前記ローリング方向に回転駆動させる電磁駆動部と、を備え、
    前記電磁駆動部は、各々が、前記可動ユニットに設けられた駆動磁石、前記固定ユニットに設けられた磁気ヨーク及び前記磁気ヨークに巻回された駆動コイルを有する第1電磁駆動部と、第2電磁駆動部と、第3電磁駆動部と、を含み、
    前記光軸は、前記可動ユニットの回転中心を通る第1軸、及び前記第1軸に直交し、かつ前記回転中心を通る第2軸の各々と交差し、
    前記第1電磁駆動部及び前記第2電磁駆動部は、前記第1軸に沿って配置され、かつ前記第1軸に対して前記入射部と同一側に配置され、
    前記第2電磁駆動部は、前記カメラが中立状態である場合での前記光軸に対して前記第1電磁駆動部に対称配置され、
    前記第3電磁駆動部は、前記第1軸に対して前記入射部とは反対側に配置され、
    前記第1電磁駆動部、前記第2電磁駆動部及び前記第3電磁駆動部は、前記第2軸の周囲に配置された、
    カメラ装置。
  2. 前記第1電磁駆動部、前記第2電磁駆動部及び前記第3電磁駆動部の各々に含まれる前記駆動コイルは、前記第2軸に沿って巻回されており、
    前記パンニング方向及び前記チルティング方向のうち前記少なくとも1つの前記回転方向は、前記第1軸を回転軸とする回転方向を含み、
    前記可動ユニットは、
    前記第1電磁駆動部及び前記第2電磁駆動部のうち少なくとも1つの前記駆動コイルに対して電流が流れることにより、前記ローリング方向に回転し、
    前記第1電磁駆動部、前記第2電磁駆動部及び前記第3電磁駆動部の各々の前記駆動コイルに対して電流が流れることにより、前記第1軸を回転軸とする前記回転方向に回転する、
    請求項1に記載のカメラ装置。
  3. 前記第1電磁駆動部、前記第2電磁駆動部及び前記第3電磁駆動部のうち少なくとも1つの駆動部は、前記第2軸に沿って巻回された前記駆動コイルと、前記第2軸に沿う方向と直交する方向に巻回された別の前記駆動コイルと、を有し、
    前記可動ユニットは、前記別の駆動コイルに対して電流が流れることにより、前記パンニング方向及び前記チルティング方向のうち、前記第1軸を回転軸とする前記回転方向とは別の回転方向に回転する、
    請求項2に記載のカメラ装置。
  4. 前記入射部、前記第1電磁駆動部及び前記第2電磁駆動部は、前記カメラが中立状態である場合での前記光軸の方向から見た場合、前記第1軸に沿って、前記第1電磁駆動部、前記入射部及び前記第2電磁駆動部の順に配置される、
    請求項1〜3のいずれか一項に記載のカメラ装置。
  5. 前記第3電磁駆動部の少なくとも一部は、前記カメラが中立状態である場合での前記光軸の延長線上に配置される、
    請求項1〜4のいずれか一項に記載のカメラ装置。
  6. 前記第1電磁駆動部、前記第2電磁駆動部及び前記第3電磁駆動部は、互いに独立して前記可動ユニットの回転を制御可能に構成されている、
    請求項1〜5のいずれか一項に記載のカメラ装置。
  7. 前記固定ユニットは、前記第1電磁駆動部、前記第2電磁駆動部及び前記第3電磁駆動部の前記駆動コイルを固定する固定部を有する、
    請求項1〜6のいずれか一項に記載のカメラ装置。
  8. 前記固定ユニットと前記可動ユニットとのうち一方のユニットは、遊嵌面を有し、
    前記固定ユニットと前記可動ユニットとのうち他方のユニットは、前記遊嵌面と遊嵌する遊嵌部材を有する、
    請求項1〜7のいずれか一項に記載のカメラ装置。
  9. 前記第1電磁駆動部、前記第2電磁駆動部及び前記第3電磁駆動部の各々において生じる磁気吸引力により、前記遊嵌面と前記遊嵌部材とが接触する、
    請求項8に記載のカメラ装置。
  10. 前記固定ユニットは、
    前記遊嵌面と前記遊嵌部材とが遊嵌する遊嵌空間に向けて延伸し、前記遊嵌面を有するアームを含む、
    請求項9記載のカメラ装置。
  11. 前記アームは、
    前記第1電磁駆動部と前記第3電磁駆動部との間に配置された第1アームと、
    前記第2電磁駆動部と前記第3電磁駆動部との間に配置され、前記カメラが中立状態である場合での前記光軸に対して前記第1アームに対称配置された第2アームと、を有し、
    前記第1アームと前記第2アームは、前記第1軸に沿って配置され、
    前記第1アームと前記第2アームとの接合部位に前記遊嵌面が設けられている、
    請求項10に記載のカメラ装置。
  12. 前記第1電磁駆動部、前記第2電磁駆動部及び前記第3電磁駆動部の各々において生じる磁気吸引力のベクトルを合成した合成ベクトルは、前記可動ユニットの回転範囲において、前記回転中心に対して前記第2軸の一方側を向いている、
    請求項1〜11のいずれか一項に記載のカメラ装置。
  13. 前記第1電磁駆動部、前記第2電磁駆動部及び前記第3電磁駆動部の各々の前記駆動磁石は、前記駆動磁石の重心が前記回転中心に対して前記第2軸の前記一方側に配置された、
    請求項12に記載のカメラ装置。
  14. 前記磁気ヨークの重心と前記回転中心とを結ぶ線が、前記カメラが中立状態である場合での前記光軸と前記第1軸とを含む平面と成す角度は、45度以下である、
    請求項12又は請求項13に記載のカメラ装置。
  15. 前記可動ユニットに設けられた突起部と、
    前記固定ユニットに設けられた開口部と、を更に備え、
    前記突起部は、前記可動ユニットが回転して前記突起部が前記開口部に当接することにより、前記可動ユニットの回転を規制する、
    請求項1〜14のいずれか一項に記載のカメラ装置。
  16. 前記可動ユニットの回転を検出する検出部を、更に備え、
    前記検出部は、
    前記回転中心に対して前記第2軸における一方側において、
    前記可動ユニットに設けられた位置検出磁石と、
    前記位置検出磁石に対向し、前記第2軸の周囲における前記固定ユニットに設けられた磁気センサと、を有する、
    請求項1〜15のいずれか一項に記載のカメラ装置。
  17. 前記カメラに接続された撮像信号出力線の端部に設けられたコネクタを、更に備え、
    前記コネクタは、前記回転中心に対して前記第2軸における他方側に配置されている、
    請求項16に記載のカメラ装置。
  18. 前記電磁駆動部は、第4電磁駆動部を、更に含み、
    前記第4電磁駆動部は、前記第1軸に対して前記入射部とは反対側に配置され、
    前記第4電磁駆動部は、前記カメラが中立状態である場合での前記光軸に対して前記第3電磁駆動部に対称配置される、
    請求項1〜4のいずれか一項に記載のカメラ装置。
  19. 前記第2軸から見て、
    前記第1電磁駆動部及び前記第3電磁駆動部は、前記カメラが中立状態である場合での前記光軸に対して、一方側に配置され、
    前記第2電磁駆動部及び前記第4電磁駆動部は、前記カメラが中立状態である場合での前記光軸に対して、他方側に配置され、
    前記第1電磁駆動部と前記第4電磁駆動部とは、前記第2電磁駆動部と前記第3電磁駆動部とに対して独立して前記可動ユニットの回転を制御可能に構成されている、
    請求項18に記載のカメラ装置。
  20. 光を出射する出射部と光軸とを有する光出力部と、
    前記光出力部を保持する可動ユニットと、
    パンニング方向及びチルティング方向のうち少なくとも1つの回転方向及びローリング方向に回転可能に前記可動ユニットを保持する固定ユニットと、
    前記固定ユニットに対して前記可動ユニットを、前記少なくとも1つの方向及び前記ローリング方向に回転駆動させる電磁駆動部と、を備え、
    前記電磁駆動部は、
    各々が、前記可動ユニットに設けられた駆動磁石、前記固定ユニットに設けられた磁気ヨーク及び前記磁気ヨークに巻回された駆動コイルを有する第1電磁駆動部と、第2電磁駆動部と、第3電磁駆動部と、を含み、
    前記光軸は、前記可動ユニットの回転中心を通る第1軸、及び前記第1軸に直交し、かつ前記回転中心を通る第2軸の各々と交差し、
    前記第1電磁駆動部及び前記第2電磁駆動部は、前記第1軸に沿って配置され、かつ前記第1軸に対して前記出射部と同一側に配置され、
    前記第2電磁駆動部は、前記光出力部が中立状態である場合での前記光軸に対して前記第1電磁駆動部に対称配置され、
    前記第3電磁駆動部は、前記第1軸に対して前記出射部とは反対側に配置され、
    前記第1電磁駆動部、前記第2電磁駆動部及び前記第3電磁駆動部は、前記第2軸の周囲に配置された、
    光出力装置。
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