JPWO2018066425A1 - アクチュエータ及びカメラ装置 - Google Patents

Abstract

回転可能の方向のうち少なくとも１つの方向において目視以外の方法で駆動機能を確認することができるアクチュエータ及びカメラ装置を提供する。アクチュエータ（２）は、駆動対象を保持する可動ユニット（１０）と、固定ユニット（２０）と、駆動部（３０）と、制御部（１１０）とを備える。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のうち少なくとも２つの方向に回転可能に可動ユニット（１０）を保持する。駆動部（３０）は、固定ユニット（２０）に対して可動ユニット（１０）を、上述した少なくとも２つの方向に回転駆動させる。制御部（１１０）は、上述した少なくとも２つの方向のうち少なくとも１つの方向において可動ユニット（１０）を可聴音の周波数で振動駆動させる。

Description

本発明は、アクチュエータ及びカメラ装置に関し、より詳細には駆動対象を回転させるアクチュエータ及びカメラ装置に関する。

従来、チルティング方向、パンニング方向及びローリング方向のうち少なくとも２つの方向にカメラの鏡筒が回転可能なカメラ駆動装置がある。例えば、特許文献１では、３方向に回転可能なカメラ部を備えるカメラ駆動装置が記載されている。特許文献１では、カメラ部は、レンズ及びレンズを保持するレンズ鏡筒を含んでいる。レンズ及びレンズ鏡筒は、カメラ部の光軸に垂直な断面の形状が円状となっている。チルティング方向とは、カメラ部の光軸に垂直であり且つ互いに垂直な２軸のうち一方の軸を中心として回転する方向であり、パンニング方向とは、他方の軸を中心として回転する方向である。ローリング方向とは、カメラ部の光軸を中心として回転する方向である。

チルティング方向、パンニング方向及びローリング方向のうち少なくとも２つの方向に可動ユニットを回転するカメラ駆動装置（アクチュエータ）の駆動機能を確認するとき、目視では確認できない場合がある。例えば、特許文献１のカメラ駆動装置において、ローリング方向の回転を確認する場合、レンズ及びレンズ鏡筒はカメラ部の光軸に垂直な断面の形状が円状となっているため、ローリング方向に回転しているかどうかの判別が困難である。

国際公開第２０１０／０１０７１２号

そこで、本発明は上記課題に鑑みてなされ、回転可能の方向のうち少なくとも１つの方向において目視以外の方法で駆動機能を確認することができるアクチュエータ及びカメラ装置を提供することを目的とする。

本発明に係る一態様のアクチュエータは、駆動対象を保持する可動ユニットと、固定ユニットと、駆動部と、制御部とを備える。前記固定ユニットは、パンニング方向、チルティング方向及びローリング方向のうち少なくとも２つの方向に回転可能に前記可動ユニットを保持する。前記駆動部は、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２つの方向に回転駆動させる。前記制御部は、前記可動ユニットを回転駆動させるための駆動信号を前記駆動部に出力する。前記制御部は、前記少なくとも２つの方向のうち少なくとも１つの方向において前記可動ユニットを可聴音の周波数で振動駆動させる。

本発明に係る一態様のカメラ装置は、前記アクチュエータと、前記駆動対象としてのカメラモジュールとを備える。

上述したアクチュエータ及びカメラ装置は、可動ユニットが回転可能な方向のうち少なくとも１つの方向において可動ユニットを振動駆動させることで可聴音を発生させるので、利用者は目視以外の方法で駆動機能を確認することができる。

図１は、本発明に係る一実施形態のアクチュエータの構成を示すブロック図である。 図２Ａは、本発明に係る一実施形態のカメラ装置の斜視図である。図２Ｂは、同上のカメラ装置のＸ−Ｘ（Ｙ−Ｙ）断面図である。 図３は、同上のカメラ装置の分解斜視図である。 図４は、同上のアクチュエータが備える可動ユニットの分解斜視図である。 図５は、同上のカメラ装置において、プリント基板が取り付けられた固定ユニットの本体部と連結部との間に可動ベース部が挟まれた状態の断面図である。 図６は、同上のアクチュエータを含むカメラ装置の起動時における動作チェックの処理を示す流れ図である。 図７は、同上のアクチュエータの変形例を示す斜視図である。

以下に説明する実施形態及び変形例は、本発明の一例に過ぎず、本発明は、実施形態及び変形例に限定されることなく、この実施形態及び変形例以外であっても、本発明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）
本実施形態のカメラ装置１について、図１〜図６を用いて説明する。

カメラ装置１は、例えば可搬型のカメラであり、図２Ａ〜図３に示すように、アクチュエータ２とカメラモジュール３とを備える。カメラモジュール３は、チルティング方向、パンニング方向及びローリング方向に回転可能である。アクチュエータ２は、カメラモジュール３を所望の回転方向に駆動させ、カメラモジュール３の不要な揺れを抑えるスタビライザー２ａとして機能する。

カメラモジュール３は、撮像素子３ａと、撮像素子３ａ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３ｃとを含む。カメラモジュール３は、撮像素子３ａの撮像面に形成された映像を電気信号に変換する。レンズ鏡筒３ｃは、カメラモジュール３の光軸１ａの方向に突出している。光軸１ａに垂直なレンズ鏡筒３ｃの断面は、円形状である。またカメラモジュール３には、撮像素子３ａが生成した電気信号を外部に設けられた画像処理回路（外部回路）に送信するための複数のケーブルがコネクタを介して電気的に接続されている。なお、本実施形態では、複数のケーブルは長さが同一である細線の同軸ケーブルであり、その本数は４０本である。複数のケーブル（４０本のケーブル）は、１０本ずつの４つのケーブル束１１に分けられている。なお、ケーブルの本数（４０本）は一例であって、この本数に限定する趣旨ではない。

アクチュエータ２は、図２Ａ、図３に示すように、アッパーリング４、可動ユニット１０、固定ユニット２０、駆動部３０、脱落防止部８０、第１プリント基板９０及び第２プリント基板９１を備える。

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３参照）。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、カメラモジュール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に直交する軸１ｂ及び軸１ｃのそれぞれを中心に回転する。ここで、軸１ｂ、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、軸１ｂ、軸１ｃは、互いに直交している。なお、可動ユニット１０の詳細な構成については後述する。カメラモジュール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、カメラモジュール３の光軸１ａの方向に突出している円形筒状の柱部４０１を有している。なお、可動ベース部４１の構成については、後述する。可動ユニット１０が回転することでカメラモジュール３を回転させることができる。なお、本実施形態では、光軸１ａが軸１ｂ及び軸１ｃの双方と直交している場合に、可動ユニット１０（カメラモジュール３）は中立状態であると定義する。また、軸１ｂを中心として可動ユニット１０（カメラモジュール３）が回転する方向をチルティング方向と、軸１ｃを中心として可動ユニット１０（カメラモジュール３）が回転する方向をパンニング方向と、それぞれ定義する。さらに、光軸１ａを中心として可動ユニット１０（カメラモジュール３）が回転（ローリング）する方向をローリング方向と定義する。

固定ユニット２０は、連結部５０と本体部５１とを含んでいる（図３参照）。

連結部５０は、中央部位から４つの連結棒５０ａが延びて設けられている。４つの連結棒５０ａのそれぞれは、互いに隣り合う連結棒５０ａと略直交している。また、４つの連結棒５０ａのそれぞれは、先端部位が、中央部位よりも下方となるように湾曲している。連結部５０は、本体部５１との間に可動ベース部４１を挟み込み、本体部５１にねじ止めされる。具体的には、４つの連結棒５０ａの先端部が本体部５１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、一対の第１コイルユニット５２と、一対の第２コイルユニット５３とを有している（図３参照）。一対の第１コイルユニット５２は、軸１ｂを中心として可動ユニット１０を回転させる。一対の第２コイルユニット５３は、軸１ｃを中心として可動ユニット１０を回転させる。

各第１コイルユニット５２は、磁性材料で形成された第１磁気ヨーク７１０と、駆動コイル７２０，７３０と、磁気ヨークホルダ７４０，７５０とを有している（図３参照）。各第１磁気ヨーク７１０は、回転の中心点５１０を中心とする円弧形状である（図２Ｂ参照）。後述する一対の第１駆動磁石６２０がローリング方向に回転駆動するように各第１磁気ヨーク７１０に、導線が軸１ｂを巻方向として巻き付けられて駆動コイル７３０が形成されている。各第１磁気ヨーク７１０に駆動コイル７３０が設けられた後、各第１磁気ヨーク７１０の軸１ｂの方向の両側に磁気ヨークホルダ７４０、７５０を、ねじで固定する。その後、可動ユニット１０が中立状態である場合の光軸１ａを巻方向として、一対の第１駆動磁石６２０がチルティング方向に回転駆動するように各第１磁気ヨーク７１０に導線が巻き付けられて駆動コイル７２０が形成されている。そして、各第１コイルユニット５２を、カメラモジュール３側から見て軸１ｃに沿って対向するように、ねじでアッパーリング４と本体部５１とに固定する（図２Ａ、図３参照）。ここで、本実施形態において、コイルの巻方向とは、巻き数が増える方向（例えば、円筒コイルの場合では軸方向）である。

各第２コイルユニット５３は、磁性材料で形成された第２磁気ヨーク７１１と、駆動コイル７２１，７３１と、磁気ヨークホルダ７４１，７５１とを有している（図３参照）。各第２磁気ヨーク７１１は、回転の中心点５１０を中心とする円弧形状である（図２Ｂ参照）。後述する第２駆動磁石６２１がローリング方向に回転駆動するように各第２磁気ヨーク７１１に導線が軸１ｃを巻方向として巻き付けられて駆動コイル７３１が形成されている。各第２磁気ヨーク７１１に駆動コイル７３１が設けられた後、各第２磁気ヨーク７１１の軸１ｃの方向の両側に磁気ヨークホルダ７４１、７５１を、ねじで固定する。その後、可動ユニット１０が中立状態である場合の光軸１ａを巻方向として一対の第２駆動磁石６２１がパンニング方向に回転駆動するように各第２磁気ヨーク７１１に導線が巻き付けられて駆動コイル７２１が形成されている。そして、各第２コイルユニット５３を、カメラモジュール３側から見て軸１ｂに沿って対向するように、ねじでアッパーリング４と本体部５１とに固定する（図２Ａ、図３参照）。

カメラホルダ４０に取り付けられたカメラモジュール３は、可動ベース部４１との間に連結部５０を挟み込み、可動ユニット１０に固定される。アッパーリング４は、本体部５１との間に可動ユニット１０に固定されたカメラモジュール３を挟み込み、ねじで本体部５１に固定される（図３参照）。

脱落防止部８０は、非磁性である。可動ユニット１０の落下を防止するために、脱落防止部８０は、本体部５１の開口部７０６を塞ぐように本体部５１に対して連結部５０が取り付けられる面とは反対の面にねじで固定される。

第１プリント基板９０は、カメラモジュール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）を有している。ここで、磁気センサ９２は、例えばホール素子である。第１プリント基板９０は、さらに駆動コイル７２０，７２１，７３０，７３１に流す電流を制御するための回路（例えば、図１に示すドライバ部１２０の機能を有する回路）等が搭載されている。

第２プリント基板９１には、マイコン（マイクロコントローラ）９３等が搭載されている（図２Ｂ、図３参照）。マイコン９３は、メモリに格納されているプログラムを実行することにより、図１に示す制御部１１０の機能を実現する。プログラムは、ここではコンピュータのメモリに予め記録されている。なお、プログラムは、インターネット等の電気通信回線を通じて、あるいはメモリカード等の記録媒体に記録されて提供されてもよい。なお、制御部１１０の詳細については、後述する。

次に、可動ベース部４１の詳細な構成について説明する。

可動ベース部４１は、遊嵌空間を有し、カメラモジュール３を支持する。可動ベース部４１は、本体部６０１と、第１遊嵌部材６０２と、一対の第１磁気バックヨーク６１０と、一対の第２磁気バックヨーク６１１と、一対の第１駆動磁石６２０と、一対の第２駆動磁石６２１とを有している（図４参照）。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とを有している（図４参照）。

本体部６０１は、円板部分と、円板部分の外周部からカメラモジュール３側（上側）に突出する４つの固定部（アーム）とを有している。４つの固定部のうち２つの固定部は、軸１ｂにおいて対向し、他の２つの固定部は、軸１ｃにおいて対向している。４つの固定部は、略Ｌ字の形状である。以下、当該固定部をＬ字固定部という。４つのＬ字固定部は、一対の第１コイルユニット５２及び一対の第２コイルユニット５３と１対１に対向している。カメラホルダ４０は、Ｌ字固定部の上部の先端にねじで固定される。これにより、カメラホルダ４０が可動ベース部４１で支持される。

第１遊嵌部材６０２は、テーパー形状の貫通孔を有している。第１遊嵌部材６０２は、テーパー形状の貫通孔の内周面を第１遊嵌面６７０として有している（図４参照）。第１遊嵌部材６０２は、第１遊嵌面６７０が遊嵌空間に露出するように本体部６０１の円板部分にねじで固定される。

一対の第１磁気バックヨーク６１０は、４つのＬ字固定部のうち一対の第１コイルユニット５２と対向する２つのＬ字固定部に、１対１に設けられている。一対の第１磁気バックヨーク６１０は、一対の第１コイルユニット５２と対向する２つのＬ字固定部にねじで固定される。一対の第２磁気バックヨーク６１１は、４つのＬ字固定部のうち一対の第２コイルユニット５３と対向する２つのＬ字固定部に、１対１に設けられている。一対の第２磁気バックヨーク６１１は、一対の第２コイルユニット５３と対向する２つのＬ字固定部にねじで固定される。

一対の第１駆動磁石６２０は、一対の第１磁気バックヨーク６１０に１対１に設けられ、一対の第２駆動磁石６２１は、一対の第２磁気バックヨーク６１１に１対１に設けられている。これにより、一対の第１駆動磁石６２０は、一対の第１コイルユニット５２と対向し、一対の第２駆動磁石６２１は、一対の第２コイルユニット５３と対向している。

ボトムプレート６４０は、非磁性であり、例えば真鍮で形成されている。ボトムプレート６４０は、本体部６０１において第１遊嵌部材６０２が設けられた面とは反対側の面に設けられ、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は、カウンタウエイトとして機能する。ボトムプレート６４０をカウンタウエイトとして機能させることで、回転の中心点５１０と、可動ユニット１０の重心とを一致させることができる。そのため、可動ユニット１０の全体に外力が加わった場合、可動ユニット１０が軸１ｂを中心に回転するモーメント及び軸１ｃを中心に回転するモーメントは小さくなる。これにより、小さな駆動力で可動ユニット１０（カメラモジュール３）を中立状態に維持したり、軸１ｂ及び軸１ｃを中心に回転させたりすることができる。よって、カメラ装置１の消費電力が低減される。

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プリント基板９０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、軸１ｂ、軸１ｃに対する２次元の回転角度を算出する。これにより、４つの磁気センサ９２は、チルティング方向及びパンニング方向のそれぞれにおける回転位置を検出することができる。また、カメラ装置１は、４つの磁気センサ９２とは別の磁気センサであって光軸１ａを中心とした可動ユニット１０（カメラモジュール３）の回転を検出する磁気センサを有している。なお、光軸１ａを中心とした回転を検出するセンサは、磁気センサに限らない。光軸１ａを中心とした回転を検出するセンサは、ジャイロであってもよい。

連結部５０は、連結部５０の中央部分（４つの連結棒が湾曲していることにより形成された凹部）に球体の第２遊嵌部材５０１を有している（図２Ｂ、図４参照）。第２遊嵌部材５０１は、凸状球面を有する第２遊嵌面５０２を含んでいる（図５参照）。球体の第２遊嵌部材５０１は、連結部５０の中央部分（凹部）に接着剤で固定されている。

連結部５０と第１遊嵌部材６０２とが結合する。具体的には、第１遊嵌部材６０２の第１遊嵌面６７０は、第２遊嵌部材５０１の第２遊嵌面５０２と僅かな隙間を介して嵌め合せるように（遊嵌するように）点または線接触する。これにより、連結部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、球体の第２遊嵌部材５０１の中心が、回転の中心点５１０となる。

脱落防止部８０は、凹部が設けられており、この凹部に位置検出磁石６５０の下部が入り込むように本体部５１に固定される。脱落防止部８０の凹部の内周面は、ボトムプレート６４０の底部との間に隙間が設けられている。脱落防止部８０の凹部の内周面及びボトムプレート６４０の底部の外周面は、互いに対向する曲面を有している。このとき、脱落防止部８０の凹部の内周面と、位置検出磁石６５０との間にも隙間が設けられている。この隙間は、ボトムプレート６４０や位置検出磁石６５０が脱落防止部８０と接触した場合であっても、第１駆動磁石６２０及び第２駆動磁石６２１の各々の磁気により第１駆動磁石６２０及び第２駆動磁石６２１の各々が元の位置に戻ることができる距離である。これにより、カメラモジュール３が第１プリント基板９０に近づく方向に押し込まれた場合であっても、脱落を防止するとともに、一対の第１駆動磁石６２０及び一対の第２駆動磁石６２１を元の位置に戻すことができる。

なお、位置検出磁石６５０は、ボトムプレート６４０の底部の外周よりボトムプレート６４０の内側に配設されることが好ましい。

ここで、一対の第１駆動磁石６２０は、吸着用磁石として機能し、対向する第１磁気ヨーク７１０との間に第１磁気吸引力が発生する。また、一対の第２駆動磁石６２１は、吸着用磁石として機能し、対向する第２磁気ヨーク７１１との間にも第２磁気吸引力が発生する。ここで、第１磁気吸引力のベクトルの向きは、回転の中心点５１０、第１磁気ヨーク７１０の中心位置及び第１駆動磁石６２０の中心位置を結ぶ中心線と平行になっている。第２磁気吸引力のベクトルの向きは、回転の中心点５１０、第２磁気ヨーク７１１の中心位置及び第２駆動磁石６２１の中心位置を結ぶ中心線と平行になっている。

また、第１磁気吸引力及び第２磁気吸引力は、固定ユニット２０の第２遊嵌部材５０１の第１遊嵌部材６０２に対する垂直抗力となる。また、可動ユニット１０が中立状態である場合には、可動ユニット１０における磁気吸引力は、光軸１ａ方向の合成ベクトルとなる。第１磁気吸引力、第２磁気吸引力及び合成ベクトルにおける力のバランスは、ヤジロベエ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。

本実施形態では、上述した一対の第１コイルユニット５２、一対の第２コイルユニット５３、一対の第１駆動磁石６２０及び一対の第２駆動磁石６２１が、駆動部３０を構成する（図１参照）。また、駆動部３０は、図１に示すように、第１駆動部３０ａ、第２駆動部３０ｂ及び第３駆動部３０ｃを有している。第１駆動部３０ａは、チルティング方向に可動ユニット１０を回転させる。第２駆動部３０ｂは、パンニング方向に可動ユニット１０を回転させる。第３駆動部３０ｃは、ローリング方向に可動ユニット１０を回転させる。

第１駆動部３０ａは、一対の第１コイルユニット５２における一対の第１磁気ヨーク７１０及び一対の駆動コイル７２０（第１駆動コイル）と、一対の第１駆動磁石６２０とを含んでいる。第２駆動部３０ｂは、一対の第２コイルユニット５３における一対の第２磁気ヨーク７１１及び一対の駆動コイル７２１（第２駆動コイル）と、一対の第２駆動磁石６２１とを含んでいる。第３駆動部３０ｃは、一対の第１駆動磁石６２０と、一対の第２駆動磁石６２１と、一対の第１磁気ヨーク７１０と、一対の第２磁気ヨーク７１１と、一対の駆動コイル７３０（第３駆動コイル）と、一対の駆動コイル７３１（第４駆動コイル）とを含んでいる。

本実施形態のカメラ装置１は、一対の駆動コイル７２０と一対の駆動コイル７２１に同時に通電することで、可動ユニット１０を２次元的に回転（パンニング、チルティング）させることができる。また、カメラ装置１は、一対の駆動コイル７３０と一対の駆動コイル７３１に同時に通電することで、可動ユニット１０を光軸１ａを中心に回転（ローリング）させることもできる。

次に、アクチュエータ２の機能構成について説明する。

アクチュエータ２は、記憶部１００、制御部１１０、ドライバ部１２０及び駆動部３０を備える（図１参照）。

記憶部１００は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、またはＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）等から選択されるデバイスで構成される。記憶部１００は、音響情報を記憶している。音響情報とは、可動ユニット１０をローリング方向に振動駆動させて出力させる可聴音の基になる音響データを含む情報である。本実施形態では、音響情報は、音響データとして人が発する言語音声を表す音声データを含む言語情報である。ここで、振動駆動とは、所定の方向（ローリング方向）に駆動対象（可動ユニット１０、カメラモジュール３）を振動させることをいう。

制御部１１０は、可動ユニット１０の回転駆動を制御する機能を有している。制御部１１０の機能は、上述したようにマイコン９３がプログラムを実行することで実現される。制御部１１０は、図１に示すように、処理部１１１、第１生成部１１２及び第２生成部１１３を備える。

処理部１１１は、チルティング方向、パンニング方向及びローリング方向のそれぞれにおいて可動ユニット１０を回転駆動させるための駆動信号をドライバ部１２０に出力する。処理部１１１は、起動時における動作チェックにおいて、音響駆動信号の生成を第１生成部１１２に、第１駆動信号及び第２駆動信号の生成を第２生成部１１３に、それぞれ指示する。処理部１１１は、動作チェックが終了した後では、第１駆動信号、第２駆動信号及び第３駆動信号の生成を第２生成部１１３に指示する。処理部１１１は、第１生成部１１２及び第２生成部１１３で生成された各駆動信号の出力先の振り分けを行う。処理部１１１は、第２生成部１１３で生成された第１駆動信号を後述する第１ドライバ部１２１に、第２駆動信号を後述する第２ドライバ部１２２に、それぞれ出力する。処理部１１１は、第１生成部１１２で生成された音響駆動信号または第２生成部１１３で生成された第３駆動信号を後述する第３ドライバ部１２３に出力する。ここで、音響駆動信号とは、可動ユニット１０をローリング方向に振動駆動させるための駆動信号である。第１駆動信号とは、可動ユニット１０をチルティング方向に回転駆動させるための駆動信号である。第２駆動信号とは、可動ユニット１０をパンニング方向に回転駆動させるための駆動信号である。第３駆動信号とは、可動ユニット１０をローリング方向に回転駆動させるための駆動信号である。

第１生成部１１２は、音響駆動信号の生成の指示を処理部１１１から受け付けると、音響情報に基づいて音響駆動信号を生成する。第１生成部１１２は、周期ごとにオンデューティ比を変化させるＰＷＭ（Pulse Width Modulation）方式より、記憶部１００で記憶されている音響情報に含まれる音響データ（音声データ）から音響駆動信号を生成する。第１生成部１１２は、生成した音響駆動信号を処理部１１１に出力する。ここで、第１生成部１１２で生成される音響駆動信号の周波数は、可聴音の周波数であり、例えば１ｋＨｚ〜８ｋＨｚの範囲の周波数である。

第２生成部１１３は、上述した第１駆動信号、第２駆動信号及び第３駆動信号を生成し、生成した各駆動信号を処理部１１１に出力する。ここで、第２生成部１１３で生成される各駆動信号の周波数は、アクチュエータ２をスタビライザー２ａとして機能させることが可能な周波数であり、例えば数Ｈｚ〜数十Ｈｚである。スタビライザー２ａとしての駆動信号の周波数は、４０，５０Ｈｚ以下が好ましい。つまり、音響駆動信号の周波数（可聴音の周波数）は、駆動信号の周波数よりも高い周波数である。

ドライバ部１２０は、第１ドライバ部１２１、第２ドライバ部１２２及び第３ドライバ部１２３を備える。第１ドライバ部１２１は、第１駆動部３０ａへの第１駆動信号の出力の制御を行う。第２ドライバ部１２２は、第２駆動部３０ｂへの第２駆動信号の出力の制御を行う。第３ドライバ部１２３は、第３駆動部３０ｃへの音響駆動信号及び第３駆動信号の出力の制御を行う。

この構成により、制御部１１０は、第３ドライバ部１２３を介して音響駆動信号を第３駆動部３０ｃに出力する。第３駆動部３０ｃの一対の駆動コイル７３０及び一対の駆動コイル７３１では、音響駆動信号に応じた電流が流れる。各駆動コイル７３０，７３１に音響駆動信号の電圧が印加されることで、可動ユニット１０が音響駆動信号の周波数に共鳴してローリング方向に振動駆動する。この振動により可聴音が発せられる。また、ＰＷＭのデューティが大きいと、可動ユニット１０が振動する振幅が大きくなる。そのため、音響駆動信号の振幅が大きくなるほど、デューティを大きくすることが好ましい。

次に、カメラ装置１への電源投入時に行われる起動処理後における動作チェック、特にローリング方向の回転駆動の動作チェックの動作について、図６に示す流れ図を用いて説明する。

制御部１１０の処理部１１１は、動作チェックの開始であるか否かを判断する（ステップＳ１）。具体的には、処理部１１１は、カメラ装置１の起動時に、カメラとして機能するために必要な回路等がすべて起動されたか否か、つまり起動が完了したか否かを判断する。

動作チェックの開始であると判断した場合（ステップＳ１における「Ｙｅｓ」）、処理部１１１は、音響駆動信号の生成を第１生成部１１２に指示する。第１生成部１１２は、音響駆動信号の生成の指示を受け付けると、音響情報に含まれる音響データ（音声データ）をすべて出力したか否かを判断する（ステップＳ２）。

音響データをすべて出力していないと判断する場合（ステップＳ２における「Ｎｏ」）、第１生成部１１２は、音響情報に含まれる音響データを記憶部１００から読み出す（ステップＳ３）。第１生成部１１２は、読み出した音響データからＰＷＭ方式により音響駆動信号を生成する（ステップＳ４）。処理部１１１は、第１生成部１１２で生成された音響駆動信号を、第３ドライバ部１２３を介して第３駆動部３０ｃに出力する（ステップＳ５）。

動作チェックの開始でないと判断する場合（ステップＳ１における「Ｎｏ」）、カメラ装置１では他の処理が行われる（ステップＳ６）。

音響データをすべて出力したと判断する場合（ステップＳ２における「Ｙｅｓ」）、処理はステップＳ１に戻る。

この処理により、第３駆動部３０ｃでは、一対の駆動コイル７３０及び一対の駆動コイル７３１では、音響駆動信号に応じた電流が流れる。これにより、可動ユニット１０が振動駆動して可聴音が発せられる。したがって、カメラ装置１の起動時において、ローリング方向の駆動を目視でなく可聴音で確認することができる。

なお、動作チェック時では、上述した動作と並行して、処理部１１１は、第２生成部１１３で生成された第１駆動信号を第１ドライバ部１２１を介して第１駆動部３０ａに、第２駆動信号を第２ドライバ部１２２を介して第２駆動部３０ｂに、それぞれ出力する。これにより、チルティング方向及びパンニング方向の回転駆動の動作の確認が可能となる。また、起動処理後に可聴音を発生させることで、起動処理が完了したことをカメラ装置１の利用者に通知することができる。

なお、処理部１１１は、起動チェックにおいて、チルティング方向及びパンニング方向のうち少なくとも一方の方向に回転駆動させてもよい。これにより、起動チェックにおいて、可動ユニット１０をローリング方向に回転駆動させながら、つまり可聴音を発生させながら、チルティング方向及びパンニング方向の少なくとも一方の方向に回転駆動させることができる。

（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、上記実施形態と適宜組み合わせて適用可能である。

上記実施形態では、ローリング方向の振動駆動において可聴音が発せられる構成としたが、この構成に限定されない。チルティング方向またはパンニング方向のいずれかの方向において可動ユニット１０を振動駆動させて可聴音が発せられる構成であってもよいし、複数の方向において可動ユニット１０を振動駆動させて可聴音が発せられる構成であってもよい。つまり、チルティング方向、パンニング方向及びローリング方向のうち少なくとも１つの方向において可動ユニット１０を振動駆動させて可聴音を発生させる構成であればよい。

例えば、アクチュエータ２は、複数の方向において可動ユニット１０を振動駆動させて可聴音を発生させる場合、音響情報に基づいてローリング方向及びチルティング方向のそれぞれの回転時に可聴音を発生させてもよい。または、アクチュエータ２は、音響情報に基づいてローリング方向及びパンニング方向のそれぞれの回転時に可聴音を発生させてもよい。または、アクチュエータ２は、音響情報に基づいてチルティング方向及びパンニング方向のそれぞれの回転時に可聴音を発生させてもよい。例えば、第１生成部１１２は、上述した音響駆動信号である第１音響駆動信号と、可聴音を発生させながらパンニング方向に可動ユニット１０を回転駆動させるための第２音響駆動信号とを生成する。これにより、制御部１１０は、第１音響駆動情報及び第２音響駆動信号に基づいて、ローリング方向及びチルティング方向に可動ユニット１０を回転駆動させつつ、可聴音を発生させることができる。

また、複数の方向において可聴音が発せられる場合、アクチュエータ２は、各方向において異なる周波数で振動させて異なる可聴音を発生させてもよい。

また、制御部１１０が音響駆動信号を出力する場合に、音響駆動信号を駆動信号に重畳させてもよい。例えば、制御部１１０が音響駆動信号を第３駆動部３０ｃに第３ドライバ部１２３を介して出力する場合に、第３駆動信号に音響駆動信号を重畳させる。

上記実施形態では、音響データとして人が発する言語音声を表す音声データを用いる構成としたが、この構成に限定されない。音響データは、音声データに限らず他の音のデータ、例えばビープ音、メロディ音等のデータであってもよい。これにより、アクチュエータ２は、ビープ音、メロディ音等を発することができる。

上記実施形態では、可動ユニット１０は、チルティング方向、パンニング方向及びローリング方向の３方向に回転可能な構成としたが、この構成に限定されない。アクチュエータ２は、チルティング方向、パンニング方向及びローリング方向の３方向のうち少なくとも２方向に回転可能な構成であればよい。この場合、アクチュエータ２は、上記少なくとも２方向のうち少なくとも１方向において可動ユニット１０を振動駆動させて可聴音を発生させる。

上記実施形態において、アクチュエータ２は、可動ユニット１０及び固定ユニット２０のうち一方のユニットに振動板を設ける構成であってもよい。図７は、可動ユニット１０に複数の振動板１５０を設けた場合を示す。

各振動板１５０は、長手方向の一端が可動ユニット１０のカメラホルダ４０に固定され、長手方向の他端は固定されていない。なお、図７では、説明の都合上、アッパーリング４を省略している。また、１つの振動板１５０が、可動ユニット１０の柱部４０１の周囲の一部に設けられてもよいし、全体に設けられてもよい。振動板１５０を設けることによって、音響駆動信号によって振動する面積が大きくなるので、発せられる可聴音が大きくなる。

上記実施形態において、可聴音を出力する機能を電源投入時の動作チェックに用いる構成としたが、この構成に限定されない。製造時の動作チェック時、音声によるガイダンス、エラー情報の通知等に、上述した可聴音の出力機能を用いてもよい。

上記実施形態において、レンズ鏡筒３ｃ及びカメラホルダ４０の柱部４０１の外観は円柱状であるとしたが、形状はこれに限定されない。レンズ鏡筒３ｃ及びカメラホルダ４０の柱部４０１は、光軸１ａを中心とする回転体であればよい。

上記実施形態では、連結部５０と第１遊嵌部材６０２との間に球体の第２遊嵌部材５０１を設けて可動ユニット１０と固定ユニット２０とを遊嵌させる構成としたが、この構成に限定されない。第２遊嵌部材５０１は、連結部５０と接着剤で固定される部分が平面であり、第１遊嵌部材６０２と遊嵌する部分が曲面である部分球体であってもよい。この場合、部分球体のうち曲面である部位が第２遊嵌面５０２に相当する。

上記実施形態では、第２遊嵌部材５０１は、固定ユニット２０に固定される構成とし、可動ユニット１０に第１遊嵌面６７０が設けられ、固定ユニット２０に第２遊嵌面５０２を有する第２遊嵌部材５０１が設けられる構成とした。しかしながら、この構成に限定されない。可動ユニット１０の第１遊嵌部材６０２に第２遊嵌部材５０１を固定してもよい。この場合、可動ユニット１０に固定された第２遊嵌部材５０１の凸球面が第２遊嵌面に相当し、固定ユニット２０の連結部５０の中央部分（凹部）が第１遊嵌面に相当する。

上記実施形態では、ＰＷＭ方式により音響情報から音響駆動信号を生成する構成としたが、この構成に限定されない。音響情報から音響駆動信号を生成することが可能な方式であればよい。

上記実施形態のアクチュエータ２は、カメラ装置１に適用した構成としたが、この構成に限定されない。アクチュエータ２は、レーザポインタ、ハプティックデバイス等に適用してもよい。例えば、アクチュエータ２をレーザポインタに用いる場合には、レーザ光を発するモジュールが可動ユニット１０に設けられる。アクチュエータ２をハプティックデバイスに用いる場合には、レバーが可動ユニット１０に設けられる。

（まとめ）
以上説明したように第１の態様のアクチュエータ（２）は、駆動対象（例えば、カメラモジュール３）を保持する可動ユニット（１０）と、固定ユニット（２０）と、駆動部（３０）と、制御部（１１０）とを備える。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のうち少なくとも２つの方向に回転可能に可動ユニット（１０）を保持する。駆動部（３０）は、固定ユニット（２０）に対して可動ユニット（１０）を、上述した少なくとも２つの方向に回転駆動させる。制御部（１１０）は、可動ユニット（１０）を回転駆動させるための駆動信号を駆動部（３０）に出力する。制御部（１１０）は、上述した少なくとも２つの方向のうち少なくとも１つの方向において可動ユニット（１０）を可聴音の周波数で振動駆動させる。

この構成によると、アクチュエータ（２）は、可動ユニット（１０）が回転可能な方向のうち少なくとも１つの方向において可動ユニット（１０）を可聴音の周波数で振動駆動させるので可聴音を発生させることができる。そのため、目視以外の方法で駆動機能を利用者に確認させることができる。

第２の態様のアクチュエータ（２）では、第１の態様において、上述した少なくとも２つの方向のうち１つの方向は、ローリング方向である。制御部（１１０）は、可聴音に係る音響情報に基づいて可動ユニット（１１０）をローリング方向に可聴音の周波数で振動駆動させる。この構成によると、アクチュエータ（２）は、ローリング方向の駆動機能を目視以外の方法で利用者に確認させることができる。

第３の態様のアクチュエータ（２）は、第１または第２の態様において、可動ユニット（１０）を所望の回転方向に駆動させるスタビライザー（２ａ）として用いられる。制御部（１１０）は、可動ユニット（１０）を回転駆動させるための駆動信号を駆動部（３０）に出力する。この構成によると、アクチュエータ（２）は、可動ユニット（１０）を回転駆動させる際に、駆動対象（例えば、カメラモジュール３）の不要な揺れを抑えることができる。

第４の態様のアクチュエータ（２）では、第３の態様において、可聴音の周波数は、駆動信号の周波数よりも高い。この構成によると、駆動信号と、可聴音を発生させる信号（音響駆動信号）とを切り分けることができる。

第５の態様のアクチュエータ（２）では、第３または第４の態様において、制御部（１１０）は、ローリング方向において可動ユニット（１０）を可聴音の周波数で振動駆動させる。制御部（１１０）は、パンニング方向及びチルティング方向の少なくとも１つの方向に、駆動信号で可動ユニット（１０）を回転駆動させる。この構成によると、アクチュエータ（２）は、ローリング方向において可動ユニット（１０）を振動駆動させて可聴音を発生させつつ、他の方向において可動ユニット（１０）を回転駆動させることができる。

第６の態様のアクチュエータ（２）では、第２の態様において、音響情報は、人が発する言語音声を表す音声データを含む言語情報である。この構成によると、アクチュエータ（２）は、可動ユニット（１０）を振動駆動させて、言語音声を発生させることができる。

第７の態様のアクチュエータ（２）では、第１〜第６のいずれかの態様において、制御部（１１０）は、起動した際に可動ユニット（１０）を可聴音の周波数で振動駆動させる。この構成によると、利用者は、アクチュエータ（２）の起動時に、可聴音による駆動確認を行うことができる。

第８の態様のアクチュエータ（２）では、第１〜第７のいずれかの態様において、可動ユニット（１０）は、駆動対象を保持するホルダ部（カメラホルダ４０）と、ホルダ部を支持する本体部（可動ベース部４１）とを備える。ホルダ部は、ローリング方向の中心となる軸方向に突出し、軸方向を中心とする回転体である柱部（４０１）を有する。この構成によると、アクチュエータ（２）は、駆動対象を確実に回転駆動させることができる。

第９の態様のアクチュエータ（２）は、第１〜第８のいずれかの態様において、可動ユニット（１０）の振動駆動に応じて振動する振動板（１５０）を、さらに備える。この構成によると、振動する面積が大きくなるので、アクチュエータ（２）は、発せられる可聴音を大きくすることができる。

第１０の態様のアクチュエータ（２）は、第１〜第９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には遊嵌面（例えば、第１遊嵌面６７０）が設けられる。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には球体または部分球体の一部からなる遊嵌部材（例えば、第２遊嵌部材５０１）が設けられる。遊嵌面は遊嵌部材と遊嵌する。可動ユニット（１０）は、電磁駆動により固定ユニット（２０）に対して回転駆動する。この構成により、アクチュエータ（２）は、チルティング方向、パンニング方向及びローリング方向のうち少なくとも２方向に可動ユニット（１０）を回転可能にすることができる。

第１１の態様のアクチュエータ（２）は、第１〜第１０のいずれかの態様において、可聴音に係る音響情報を記憶する記憶部（１００）を、さらに備える。制御部（１１０）は、音響情報を基に、可聴音の周波数を有する音響駆動信号を生成して、駆動部（３０）に出力して、可動ユニットを可聴音の周波数で駆動振動させる。この構成により、アクチュエータ（２）は、予め記憶されている音響情報を基に音響駆動信号を生成することができる。

第１２の態様のカメラ装置（１）は、第１〜第１１のいずれかの態様のアクチュエータ（２）と、駆動対象としてのカメラモジュール（３）とを備える。この構成によると、カメラ装置（１）では、アクチュエータ（２）が、可動ユニット（１０）が回転可能な方向のうち少なくとも１つの方向において可聴音を発生させる。そのため、カメラ装置（１）の利用者は、目視以外の方法で駆動機能を利用者に確認することができる。

１ カメラ装置
２ アクチュエータ
２ａ スタビライザー
３ カメラモジュール
１０ 可動ユニット
２０ 固定ユニット
３０ 駆動部
４０ カメラホルダ（ホルダ部）
４１ 可動ベース部（本体部）
１００ 記憶部
１１０ 制御部
１５０ 振動板
４０１ 柱部
５０１ 第２遊嵌部材（遊嵌部材）
５０２ 第２遊嵌面
６０２ 第１遊嵌部材
６７０ 第１遊嵌面（遊嵌面）

本発明に係る一態様のアクチュエータは、駆動対象を保持する可動ユニットと、固定ユニットと、駆動部と、制御部とを備える。前記固定ユニットは、パンニング方向、チルティング方向及びローリング方向のうち少なくとも２つの方向に回転可能に前記可動ユニットを保持する。前記駆動部は、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２つの方向に回転駆動させる。前記制御部は、前記可動ユニットを回転駆動させるための駆動信号を前記駆動部に出力する。前記制御部は、前記少なくとも２つの方向のうち少なくとも１つの方向において前記可動ユニットを可聴音の周波数で振動駆動させる。前記可動ユニットは、前記駆動対象を保持するホルダ部と、前記ホルダ部を支持する本体部とを備える。前記ホルダ部は、前記ローリング方向の中心となる軸方向に突出し、前記軸方向を中心とする回転体である柱部を有する。

例えば、アクチュエータ２は、複数の方向において可動ユニット１０を振動駆動させて可聴音を発生させる場合、音響情報に基づいてローリング方向及びチルティング方向のそれぞれの回転時に可聴音を発生させてもよい。または、アクチュエータ２は、音響情報に基づいてローリング方向及びパンニング方向のそれぞれの回転時に可聴音を発生させてもよい。または、アクチュエータ２は、音響情報に基づいてチルティング方向及びパンニング方向のそれぞれの回転時に可聴音を発生させてもよい。例えば、第１生成部１１２は、上述した音響駆動信号である第１音響駆動信号と、可聴音を発生させながらパンニング方向に可動ユニット１０を回転駆動させるための第２音響駆動信号とを生成する。これにより、制御部１１０は、第１音響駆動信号及び第２音響駆動信号に基づいて、ローリング方向及びチルティング方向に可動ユニット１０を回転駆動させつつ、可聴音を発生させることができる。

Claims (12)

1. 駆動対象を保持する可動ユニットと、
   パンニング方向、チルティング方向及びローリング方向のうち少なくとも２つの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２つの方向に回転駆動させる駆動部と、
   前記可動ユニットを回転駆動させるための駆動信号を前記駆動部に出力する制御部とを備え、
   前記制御部は、前記少なくとも２つの方向のうち少なくとも１つの方向において前記可動ユニットを可聴音の周波数で振動駆動させる
   ことを特徴とするアクチュエータ。
2. 前記少なくとも２つの方向のうち１つの方向は、前記ローリング方向であり、
   前記制御部は、
   前記可聴音に係る音響情報に基づいて前記可動ユニットを前記ローリング方向に前記可聴音の周波数で振動駆動させる
   ことを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ。
3. 前記可動ユニットを所望の回転方向に駆動させるスタビライザーとして用いられ、
   前記制御部は、前記可動ユニットを回転駆動させるための駆動信号を前記駆動部に出力する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のアクチュエータ。
4. 前記可聴音の周波数は、前記駆動信号の周波数よりも高い
   ことを特徴とする請求項３に記載のアクチュエータ。
5. 前記制御部は、
   前記ローリング方向において前記可動ユニットを可聴音の周波数で振動駆動させ、
   前記パンニング方向及び前記チルティング方向の少なくとも１つの方向に、前記駆動信号で前記可動ユニットを回転駆動させる
   ことを特徴とする請求項３または４に記載のアクチュエータ。
6. 前記音響情報は、人が発する言語音声を表す音声データを含む言語情報である
   ことを特徴とする請求項２に記載のアクチュエータ。
7. 前記制御部は、起動した際に前記可動ユニットを可聴音の周波数で振動駆動させる
   ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のアクチュエータ。
8. 前記可動ユニットは、
   前記駆動対象を保持するホルダ部と、
   前記ホルダ部を支持する本体部とを備え、
   前記ホルダ部は、前記ローリング方向の中心となる軸方向に突出し、前記軸方向を中心とする回転体である柱部を有する
   ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のアクチュエータ。
9. 前記可動ユニットの振動駆動に応じて振動する振動板を、さらに備える
   ことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のアクチュエータ。
10. 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には遊嵌面が設けられ、
    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には球体または部分球体の一部からなる遊嵌部材が設けられ、
    前記遊嵌面は前記遊嵌部材と遊嵌し、
    前記可動ユニットは、電磁駆動により前記固定ユニットに対して回転駆動する
    ことを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載のアクチュエータ。
11. 前記可聴音に係る音響情報を記憶する記憶部を、さらに備え、
    前記制御部は、
    前記音響情報を基に、前記可聴音の周波数を有する音響駆動信号を生成して、前記駆動部に出力して、前記可動ユニットを前記可聴音の周波数で駆動振動させる
    ことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載のアクチュエータ。
12. 請求項１〜１１のいずれか一項に記載のアクチュエータと、
    前記駆動対象としてのカメラモジュールとを備える
    ことを特徴とするカメラ装置。

Images