JP6793006B2 - 光学ユニット - Google Patents

Description

本発明は、移動体に搭載される光学ユニットに関する。

有人または無人の移動体（例えば、ヘリコプターやドローンなどの飛行体）に撮影用の光学ユニットを搭載して移動しながら撮影を行う場合に、前進や旋回により機体が傾いたときに撮影画像の傾きを補正する傾き補正機構が用いられる。傾き補正機構は、ピッチング（縦揺れ／チルティング）、ヨーイング（横揺れ／パンニング）、ローリング（光軸を中心とする回転）の３方向の傾きを補正する。特許文献１には、移動体に搭載される撮影手段が開示されている。特許文献１の撮影手段は、撮像部の傾きを補正する傾き補正機構として、移動体の前後軸を中心として撮像部を回転させる機構（ロール機構）、垂直軸を中心として撮像部を回転させる機構（チルト機構）、左右軸を中心として撮像部を回転させる機構（パン機構）を備える。

特許文献１の傾き補正機構は、撮像部に対して外付けで組み付けられており、モータの回転に基づいて傾き補正を行う。チルト機構は、撮像部に連結された棒状部材をモータによって上下方向に移動させる機構である。パン機構は、撮像部を支持する枠体をモータによって垂直軸回りに回転させる機構である。ロール機構は、撮像部の後端に取り付けられた回転軸をモータによって回転させる機構である。

特開２００２−３１１４９８号公報

特許文献１の傾き補正機構は、撮像部（光学ユニット）に対して外付けで回転軸や枠体が組み付けられている。また、駆動源としてモータを用いるため、モータの設置スペースも必要である。そのため、傾き補正機構を含む撮影装置が全体として大型になってしまう。従って、移動体に搭載する場合に占有スペースが大きくなってしまう。

本発明の課題は、このような点に鑑みて、傾き補正機構を有する光学ユニット全体の大型化を抑制し、移動体に搭載される場合の占有スペースを少なくすることにある。

上記の課題を解決するために、本発明は、光学素子を備える光学モジュールと、固定体と、前記固定体に対して前記光学モジュールを傾斜させる傾き補正機構と、を有し、前記傾き補正機構は、前記光学モジュールの光軸回りに前記光学モジュールを回転させる第１傾き補正用駆動機構と、前記光学モジュールの光軸方向と直交する回転軸回りに前記光学モジュールを回転させる第２傾き補正用駆動機構と、を備え、前記第１傾き補正用駆動機構および前記第２傾き補正用駆動機構のそれぞれは、磁石と、前記磁石の着磁面に対して垂直な軸回りに巻き回されたコイルとを対向させた磁気駆動機構であり、前記光軸方向から見た場合に前記光学モジュールの外周側に配置される中枠部を有し、前記固定体は前記光軸方向から見た場合に前記中枠部の外周側に配置され、前記中枠部は前記固定体によって前記回転軸回りに回転可能に支持され、前記中枠部と前記固定体とを連結する回転軸受部が設けられた角度位置には、前記中枠部と前記光学モジュールとの間に前記第１傾き補正用駆動機構が配置され、前記回転軸受部が設けられた角度位置と異なる角度位置には、前記固定体と前記中枠部との間に前記第２傾き補正用駆動機構が配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、磁石とコイルとを対向させた磁気駆動機構によって光学モジュールの傾き補正を行っており、磁石とコイルとを対向させた磁気駆動機構は全体として薄型に構成できる。従って、光軸回りおよび光軸方向と直交する回転軸回りの２軸回りに光学モジュールを回転させる第１傾き補正用駆動機構および第２傾き補正用駆動機構を設けた場合に、その占有スペースを少なくすることができる。よって、移動体に搭載した場合に移動体の前進や旋回によって移動体が傾いたときの光学モジュールの傾き補正を行うことができる構成でありながら、光学ユニットの大型化を抑制でき、占有スペースを少なくするこ
とができる。このように、中枠部を設けて固定体と中枠部を回転軸受部によって連結することにより、光学モジュールを安定して回転させることができる。また、中枠部を設けたことにより、中枠部の内側において回転軸受部と同じ角度位置に傾き補正用の駆動機構を配置することができる。

本発明において、前記固定体は、前記光軸方向から見た場合に前記回転軸の軸線方向に対向する一対の第１壁部を備え、前記一対の第１壁部に前記回転軸受部が固定され、前記固定体は、前記光軸方向および前記回転軸と直交する方向に対向する一対の第２壁部を備え、前記一対の第２壁部に前記第２傾き補正用駆動機構を構成する磁石またはコイルが固定されることが望ましい。このように、固定体が対向する壁部を備える形状であれば、対向する壁部に回転軸受部や磁気駆動機構を設けることができる。

本発明において、前記第１傾き補正用駆動機構は、前記光学モジュールに保持された前記磁石および前記中枠部に保持された前記コイルを備え、前記第２傾き補正用駆動機構は、前記中枠部および前記固定体の一方に保持された前記磁石および他方に保持された前記コイルを備えることが望ましい。このように、光学モジュール側に第１傾き補正用駆動機構の磁石を配置すれば、第１傾き補正用駆動機構のへの給電用の配線を光学モジュールに設ける必要がない。従って、光学モジュールへの配線を簡略化できる。また、この場合に、前記第２傾き補正用駆動機構は、前記中枠部に保持された前記コイルおよび前記固定体に保持された前記磁石を備える構成とすれば、中枠部に第１傾き補正用駆動機構と第２傾き補正用駆動機構のコイルを集約することができるため、配線を簡略化することができる。

本発明において、前記第１傾き補正用駆動機構を構成する磁石の着磁分極線と対向する位置に配置される磁気センサを有し、前記第１傾き補正用駆動機構は、前記磁気センサの信号に基づいて検出される原点位置に基づいて制御されることが望ましい。このようにすると、原点位置に復帰させるためのばねを設ける必要がない。また、ばねによって原点位置に復帰させる構成と異なり、原点位置に復帰する際の揺れ戻りをなくすことができる。また、駆動方向を検出して第１傾き補正用駆動機構の制御を行うことができる。

本発明において、移動体のピッチング方向が前記回転軸回りの回転方向と一致し、前記移動体のローリング方向が前記光軸回りの回転方向と一致する姿勢で、前記移動体に搭載されることが望ましい。このようにすると、移動体に光学ユニットを搭載する場合に、第１傾き補正用駆動機構はローリング方向の傾き補正を行うことができる。また、第２傾き補正用駆動機構はピッチング方向の傾き補正を行うことができる。従って、例えば、飛行体に光学ユニットを搭載した場合に、飛行体が旋回する場合の機体のローリング方向の傾きによる撮影画像の傾きを補正できる。また、飛行体上昇あるいは降下する際に、移動体が進行方向に対して前傾あるいは後傾する場合のる撮影画像の傾きを補正できる。

本発明において、前記光学モジュールは、前記光学素子を前記光軸方向と直交する第１軸線回りの第１揺動方向、および前記光軸方向および前記第１軸線と直交する第２軸線回りの第２揺動方向に揺動させる揺動用磁気駆動機構を備えることが望ましい。このようにすると、傾き補正に加えて、光学ユニットの揺れに伴う振れ補正を行うことができる。従って、より見やすい撮影画像を得ることができる。

本発明によれば、磁石とコイルとを対向させた磁気駆動機構によって光学モジュールの傾き補正を行っており、磁石とコイルとを対向させた磁気駆動機構は全体として薄型に構成できる。従って、光軸回りおよび光軸方向と直交する回転軸回りの２軸回りに光学モジュールを回転させる第１傾き補正用駆動機構および第２傾き補正用駆動機構を設けた場合に、その占有スペースを少なくすることができる。よって、移動体に搭載した場合に移動体の前進や旋回によって移動体が傾いたときの光学モジュールの傾き補正を行うことができる構成でありながら、光学ユニットの大型化を抑制でき、占有スペースを少なくすることができる。

本発明を適用した光学ユニットを模式的に示す正面図および断面図である。 光学モジュールを模式的に示す正面図および断面図である。 光学モジュールが搭載される移動体およびピッチング方向の傾き補正を模式的に示す説明図である。 光学モジュールが搭載される移動体およびローリング方向の傾き補正を模式的に示す説明図である。

（全体構成）
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の形態を説明する。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、光学ユニットに搭載される光学モジュールの光軸方向Ｌと一致する。−Ｚ方向は光軸方向Ｌの像側、＋Ｚ方向は光軸方向Ｌの被写体側である。

図１（ａ）は本発明を適用した光学ユニット１を模式的に示す正面図（被写体側から見た図）であり、図１（ｂ）は断面図（図１（ａ）のＡ−Ａ断面図）である。光学ユニット１は、例えばラジコンヘリコプター等の飛行体、あるいは、飛行体以外の移動体に搭載される。また、飛行体などの移動体に載る人が持つ携帯機器やウエアラブルカメラ等に搭載される。光学ユニット１が搭載された移動体が移動中に傾くと、撮影画像が傾く。光学ユニット１は、撮影画像が傾くことを回避するため、光学モジュール１０の傾きを補正する。

光学ユニット１は、光学素子２を備える光学モジュール１０と、光学モジュール１０を支持する中枠部２０と、中枠部２０を介して光学モジュール１０を支持する固定体３０と、固定体３０に対する光学モジュール１０の傾きを変化させる傾き補正機構４０を備える。傾き補正機構４０は、光学モジュール１０の光軸回りに光学モジュール１０を回転させる第１傾き補正用駆動機構４０Ａと、光学モジュール１０の光軸方向Ｌ（Ｚ軸方向）と直交する回転軸Ｌ０回りに光学モジュール１０を回転させる第２傾き補正用駆動機構４０Ｂを備える。回転軸Ｌ０の向きはＸ軸方向と一致する。

図１（ｂ）に示すように、光学モジュール１０の像側（−Ｚ方向）には回転軸受部５０が配置される。回転軸受部５０は中枠部２０に固定される。光学モジュール１０は像側（−Ｚ方向）を向く後端面１１を備え、回転軸受部５０は後端面１１に連結される。光学モジュール１０は、回転軸受部５０によって光軸回りに回転可能に支持される。図１（ａ）に示すように、中枠部２０の光軸方向Ｌと直交する方向の両側には、回転軸受部６０Ｌ、６０Ｒが配置される。回転軸受部６０Ｌ、６０Ｒは固定体３０に固定される。光学モジュール１０および中枠部２０は、回転軸受部６０Ｌ、６０Ｒによって光軸方向Ｌと直交する回転軸Ｌ０回りに回転可能に支持される。回転軸Ｌ０はＸ軸方向と一致する方向を向いており、回転軸受部６０Ｌは光学モジュール１０および中枠部２０の−Ｘ方向側に配置され、回転軸受部６０Ｒは光学モジュール１０および中枠部２０の＋Ｘ方向側に配置される。

中枠部２０は、光学モジュール１０の外周側に配置される。中枠部２０は、光学モジュール１０の像側（−Ｚ方向）に配置される底部２１と、底部２１から＋Ｚ方向側に立ち上がる側壁部２２を備える。光学モジュール１０を光軸回りに回転可能に支持する回転軸受部５０は、底部２１に固定される。側壁部２２は、Ｘ軸方向に対向する一対の第１壁部２３、２４と、Ｙ軸方向に対向する一対の第２壁部２５、２６と、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に対して４５度傾斜する第３壁部２７を備える。第１壁部２３、２４はＹ軸方向に延在し、第２壁部２５、２６はＸ軸方向に延在する。第３壁部２７は、Ｙ軸方向に延在する壁部（第１壁部２３、２４）とＸ軸方向に延在する壁部（第２壁部２５、２６）とが繋がる４箇所の角部に設けられている。従って、中枠部２０は、光軸方向Ｌから見た場合に略８角形である。

固定体３０は、中枠部２０の外周側に配置される。固定体３０は、中枠部２０の像側（−Ｚ方向）に配置される底部３１と、底部３１から＋Ｚ方向側に立ち上がる側壁部３２を備える。側壁部３２は、Ｘ軸方向に対向する一対の第１壁部３３、３４と、Ｙ軸方向に対向する一対の第２壁部３５、３６と、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に対して４５度傾斜する第３壁部３７を備える。第１壁部３３、３４は、回転軸Ｌ０の軸線方向に対向する。回転軸受部６０Ｌは第１壁部３４の内側面に固定され、回転軸受部６０Ｒは第１壁部３３の内側面に固定される。第１壁部３３、３４はＹ軸方向に延在し、第２壁部３５、３６はＸ軸方向に延在する。第３壁部３７は、Ｙ軸方向に延在する壁部（第１壁部３３、３４）とＸ軸方向に延在する壁部（第２壁部３５、３６）とが繋がる４箇所の角部に設けられている。従って、固定体３０は、光軸方向Ｌから見た場合に略８角形である。

（傾き補正用駆動機構）
第１傾き補正用駆動機構４０Ａは、中枠部２０と固定体３０とを連結する回転軸受部６０Ｌ、６０Ｒが設けられた角度位置に配置される。すなわち、第１傾き補正用駆動機構４０Ａは、光学モジュール１０のＸ軸方向の一方側（＋Ｘ方向）および他方側（−Ｘ方向）において、光学モジュール１０と中枠部２０との間に配置される２組の磁気駆動機構４１Ａを備える。磁気駆動機構４１Ａは、磁石４２Ａと、磁石４２Ａの着磁面に対して垂直な軸回りに巻き回されたコイル４３Ａとを備え、磁石４２Ａとコイル４３ＡはＸ軸方向に対向する。光学モジュール１０は光軸方向Ｌから見た場合に略８角形であり、Ｘ軸方向の一方側（＋Ｘ方向）および他方側（−Ｘ方向）を向く一対の側面１２、１３を備える。磁石４２Ａは側面１２、１３に固定され、コイル４３Ａは中枠部２０の第１壁部３３、３４の内側面に固定される。

第２傾き補正用駆動機構４０Ｂは、中枠部２０と固定体３０とを連結する回転軸受部６０Ｌ、６０Ｒが設けられた角度位置と異なる角度位置に配置される。すなわち、第２傾き補正用駆動機構４０Ｂは、回転軸受部６０Ｌ、６０Ｒが設けられた角度位置から９０度回転した角度位置に配置される。第２傾き補正用駆動機構４０Ｂは、中枠部２０のＹ軸方向の一方側（＋Ｙ方向）および他方側（−Ｙ方向）において、中枠部２０と固定体３０との
間に配置される２組の磁気駆動機構４１Ｂを備える。磁気駆動機構４１Ｂは、磁石４２Ｂと、磁石４２Ｂの着磁面に対して垂直な軸回りに巻き回されたコイル４３Ｂとを備え、磁石４２Ｂとコイル４３ＢはＹ軸方向に対向する。磁石４２Ｂは中枠部２０の第２壁部２５、２６の外側面に固定され、コイル４３Ｂは固定体３０の第２壁部３５、３６の内側面に固定される。

磁気駆動機構４１Ａを構成する磁石４２Ａは、光軸回りの周方向に２分割され、磁気駆動機構４１Ｂを構成する磁石４２Ｂは、光軸方向Ｌに２分割されている。磁石４２Ａ、４２Ｂは、コイル４３Ａ、４３Ｂと対向する面の磁極が分割位置（着磁分極線）を境にして異なるように着磁されている。コイル４３Ａ、４３Ｂは空芯コイルであり、コイル４３Ａは光軸方向Ｌに延在する辺が有効として利用され、コイル４３Ｂは周方向に延在する辺が有効辺として利用される。２組の磁気駆動機構４１Ａは、通電時に光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、２組の磁気駆動機構４１Ｂは、通電時に回転軸Ｌ０周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。

光学ユニット１は、第１傾き補正用駆動機構４０Ａの磁気駆動機構４１Ａを構成する磁石４２Ａの着磁分極線と対向する位置に配置される磁気センサ４４（図１（ａ）参照）を備える。磁気センサ４４は、コイル４３Ａが固定された中枠部２０における第１壁部３３の内側面に固定される。第１傾き補正用駆動機構４０Ａは、磁気センサ４４からの信号に基づいて検出されたローリング方向の原点位置に基づいて制御される。

（光学モジュール）
図２（ａ）は光学モジュール１０を模式的に示す正面図（被写体側（＋Ｚ方向）から見た図）であり、図２（ｂ）は断面図（図２（ａ）のＢ−Ｂ断面図）である。光学モジュール１０は、光学素子２を備える可動体１４と、ホルダ１５と、可動体１４をホルダ１５に対して揺動可能に支持するジンバル機構１６（図２（ａ）参照）と、可動体１４をホルダ１５に対して揺動させる揺動用磁気駆動機構１７と、可動体１４とホルダ１５とを接続するバネ部材１８（図２（ｂ）参照）を備える。図２（ａ）ではバネ部材１８の図示を省略し、図２（ｂ）ではジンバル機構１６の図示を省略している。

可動体１４は、ジンバル機構１６により、光軸方向Ｌと直交する第１軸線Ｒ１回りに揺動可能に支持されているとともに、光軸方向Ｌおよび第１軸線Ｒ１と直交する第２軸線Ｒ２回りに揺動可能に支持されている。第１軸線Ｒ１および第２軸線Ｒ２は、ホルダ１５の対角方向であり、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に対して４５度傾いている。

可動体１４は、光学素子２のＸ軸方向の両側においてＹ軸方向に延在する一対の側面１４１、１４２と、光学素子２のＹ軸方向の両側においてＸ軸方向に延在する一対の側面１４３、１４４を備える。ホルダ１５は、Ｘ軸方向に対向する一対の壁部１５１、１５２と、Ｙ軸方向に対向する一対の壁部１５３、１５４を備えており、壁部１５１、１５２の外側面は、第１傾き補正用駆動機構４０Ａの磁石４２Ａが固定される側面１２、１３を構成する。

ジンバル機構１６は、可動体１４とホルダ１５との間に構成されている。ジンバル機構１６は、可動体１４の第１軸線Ｒ１上の対角位置に設けられた第１揺動支持部１６１と、ホルダ１５の第２軸線Ｒ２上の対角位置に設けられた第２揺動支持部１６２と、第１揺動支持部１６１および第２揺動支持部１６２によって支持される可動枠１６３を備える。可動枠１６３は、光軸回りの４か所に設けられた支点部１６４と、光軸回りで隣り合う支点部１６４を繋ぐ連結部１６５を備える板状ばねである。

可動枠１６３における各支点部１６４の内側面には溶接等によって金属製の球体（図示
省略）が固定されている。この球体は、可動体１４に設けられた第１揺動支持部１６１に保持される接点ばね（図示省略）、および、ホルダ１５に設けられた第２揺動支持部１６２に保持される接点ばね（図示省略）と点接触する。接点ばねは板状ばねであり、第１揺動支持部１６１に保持される接点ばねは第１軸線Ｒ１方向に弾性変形可能であり、第２揺動支持部１６２に保持される接点ばねは第２軸線Ｒ２方向に弾性変形可能である。従って、可動枠１６３は、光軸方向Ｌと直交する２方向（第１軸線Ｒ１方向および第２軸線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１７は、可動体１４とホルダ１５の間に設けられた４組の磁気駆動機構１７１を備える。各磁気駆動機構１７１は、磁石１７２とコイル１７３を備える。コイル１７３は可動体１４のＸ軸方向の両側の側面１４１、１４２、ならびに可動体１４のＹ軸方向の両側の側面１４３、１４４に保持される。磁石１７２は、ホルダ１５の壁部１５１、１５２、１５３、１５４の内側面に保持される。従って、可動体１４とホルダ１５との間では、＋Ｘ方向側、−Ｘ方向側、＋Ｙ方向側、−Ｙ方向側のいずれにおいても、磁石１７２とコイル１７３とが対向する。磁石１７２は光軸方向Ｌ（すなわち、Ｚ軸方向）に２分割され、内面側の磁極が分割位置（着磁分極線）を境にして異なるように着磁されている。コイル１７３は空芯コイルであり、＋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。

可動体１４の＋Ｙ方向側および−Ｙ方向側に位置する２組の磁石１７２およびコイル１７３からなる２組の磁気駆動機構１７１は、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。従って、これら２組の磁気駆動機構１７１のコイル１７３に通電することにより、Ｘ軸回りの振れ補正を行うことができる。また、可動体１４の＋Ｘ方向側および−Ｘ方向側に位置する２組の磁石１７２とコイル１７３からなる２組の磁気駆動機構１７１は、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。従って、これら２組の磁気駆動機構１７１のコイル１７３に通電することにより、Ｙ軸回りの振れ補正を行うことができる。

バネ部材１８は、光学モジュール１０の−Ｚ方向の端部に配置され、可動体１４とホルダ１５を接続する。揺動用磁気駆動機構１７が駆動されていない静止状態にあるときの可動体１４の姿勢は、バネ部材１８によって定まる。バネ部材１８は、金属板を加工した矩形枠状の板バネである。バネ部材１８は、その外周部に設けられた固定体側連結部１８１がホルダ１５に固定され、内周部に設けられた可動体側連結部１８２が可動体１４に固定され、固定体側連結部１８１と可動体側連結部１８２はアーム部１８３によって繋がっている。

（飛行体に搭載した場合の傾き補正）
図３（ａ）は光学モジュールが搭載される移動体を模式的に示す側面図であり、図３（ｂ）はピッチング方向の傾き補正を示す説明図である。また、図４（ａ）は光学モジュールが搭載される移動体を模式的に示す平面図であり、図４（ｂ）はローリング方向の傾き補正を示す説明図である。光学ユニット１は、移動体１００のピッチング方向が回転軸Ｌ０回りの回転方向と一致し、移動体１００のローリング方向が光軸回りの回転方向と一致する姿勢で移動体１００に搭載される。すなわち、図３（ａ）、図４（ａ）に示すように、移動体１００の進行方向Ｆ（直進方向）と光軸方向Ｌとが一致し、回転軸Ｌ０が進行方向Ｆと直交し、且つ、移動体１００の左右方向Ｈ（図４（ａ）参照）と一致する姿勢となるように移動体１００に搭載される。

移動体１００が飛行体である場合、移動体１００はピッチング方向に傾くことがある。例えば、図３（ｂ）に示すように、移動体１００が下降方向Ｆ１へ移動するとき、移動体１００はピッチング方向に傾く。光学ユニット１は、光学モジュール１０に搭載されたジ
ャイロスコープなどの傾き検出機構によって光学モジュール１０のピッチング方向の傾きを検出し、第２傾き補正用駆動機構４０Ｂを駆動して回転軸Ｌ０回りに中枠部２０および光学モジュール１０を回転させてピッチング方向の傾きを補正する。例えば、図３（ｂ）に示すように、中枠部２０を−Ｆ１方向へ回転させてピッチング方向の傾きを補正し、光軸方向Ｌと進行方向Ｆを一致させる。中枠部２０が回転すると、光学モジュール１０は中枠部２０と一体になって−Ｆ１方向に回転するので、光軸方向Ｌと進行方向Ｆを一致させることができる。

また、移動体１００が飛行体である場合、移動体が図４（ａ）に示す旋回方向Ｆ２に旋回するとき、図４（ｂ）に示すように、移動体１００はローリング方向に傾くことがある。図４（ｂ）は移動体１００を正面から（進行方向の前方から）見た状態を示す。光学ユニット１は、ジャイロスコープなどの傾き検出機構によって光学モジュール１０のローリング方向の傾きを検出し、第１傾き補正用駆動機構４０Ａを駆動して回転軸Ｌ０回りに光学モジュール１０を回転させてローリング方向の傾きを補正する。例えば、図４（ｂ）に示すように、光学モジュール１０をＦ３方向へ回転させてローリング方向の傾きを補正する。この場合には、中枠部２０は回転せず、光学モジュール１０は中枠部２０に対して回転軸Ｌ０回りに相対回転する。

（本形態の主な作用効果）
以上のように、本形態の光学ユニット１は、光学素子２を備える光学モジュール１０を固定体３０に対して光軸回りに回転させる第１傾き補正用駆動機構４０Ａ、および、光学モジュール１０を光軸方向Ｌと直交する回転軸Ｌ０回りに回転させる第２傾き補正用駆動機構４０Ｂを備え、第１傾き補正用駆動機構４０Ａは磁石４２Ａとコイル４３Ａを対向させた磁気駆動機構４１Ａを備え、第２傾き補正用駆動機構４０Ｂは磁石４２Ｂとコイル４３Ｂを対向させた磁気駆動機構４１Ｂを備える。磁石とコイルとを対向させた磁気駆動機構４１Ａ、４１Ｂは全体として薄型に構成できるため、第１傾き補正用駆動機構４０Ａおよび第２傾き補正用駆動機構４０Ｂの占有スペースが少ない。よって、移動体１００に搭載した場合に移動体１００が傾いたときの光学モジュール１０の傾き補正を行うことができる構成でありながら、光学ユニット１の大型化を抑制でき、占有スペースを少なくすることができる。

本形態では、固定体３０の内側に中枠部２０を設け、固定体３０と中枠部２０を回転軸受部６０Ｌ、６０Ｒによって連結する。このように、中枠部２０を介して回転させることにより、光学モジュール１０を安定して回転させることができる。また、中枠部２０を設けたことにより、中枠部２０の内側において回転軸受部６０Ｌ、６０Ｒと同じ角度位置に第１傾き補正用駆動機構４０Ａを配置することができる。従って、光学ユニット１の大型化を抑制できる。

本形態では、固定体３０は光軸方向Ｌから見た場合に略８角形であり、Ｘ軸方向に対向する一対の第１壁部３３、３４と、Ｙ軸方向に対向する一対の第２壁部３５、３６を備える。このように、対向する壁部を備える形状であれば、対向する壁部に回転軸受部６０Ｌ、６０Ｒや第２傾き補正用駆動機構４０Ｂを設けることができる。

本形態では、中枠部２０は光軸方向Ｌから見た場合に略８角形であり、Ｘ軸方向に対向する一対の第１壁部２３、２４と、Ｙ軸方向に対向する一対の第２壁部２５、２６を備える。このように、対向する壁部を備える形状であれば、対向する壁部に第１傾き補正用駆動機構４０Ａおよび第２傾き補正用駆動機構４０Ｂを設けることができる。

本形態では、光学モジュール１０に第１傾き補正用駆動機構４０Ａの磁石４２Ａを配置しているので、第１傾き補正用駆動機構４０Ａのコイル４３Ａへの給電用の配線を光学モ
ジュール１０に設ける必要がない。従って、光学モジュール１０への配線を簡略化できる。なお、本形態では、第２傾き補正用駆動機構４０Ｂのコイル４３Ｂを固定体３０に固定しているが、コイル４３Ｂを中枠部２０に集約すれば、コイル４３Ａ、４３Ｂへの給電用の配線を中枠部２０に集約することができる。

本形態では、第１傾き補正用駆動機構４０Ａを構成する磁石４２Ａの着磁分極線と対向する位置に配置される磁気センサ４４の出力に基づいてローリング方向の原点位置を検出する。このように、磁気センサ４４の信号に基づいて原点位置へ復帰させる制御を行えば、原点位置に復帰させるためのばねを設ける必要がない。また、ばねによって原点位置に復帰させる構成と異なり、原点位置に復帰する際の揺れ戻りをなくすことができる。また、磁気センサ４４の信号に基づいて駆動方向を検出することもできる。

本形態では、移動体１００が飛行体である場合に、飛行体のピッチング方向が回転軸Ｌ０回りの回転方向と一致し、飛行体のローリング方向が光軸回りの回転方向と一致する姿勢で、光学ユニット１を移動体１００に搭載する。従って、飛行体（移動体１００）が旋回する場合の機体のローリング方向の傾きによる撮影画像の傾きを補正できる。また、飛行体上昇あるいは降下する際に、移動体が進行方向に対して前傾あるいは後傾する場合のる撮影画像の傾きを補正できる。

本形態の光学ユニット１に搭載される光学モジュール１０は、光学素子２を備える可動体１４を光軸方向Ｌと直交する第１軸線Ｒ１回りの第１揺動方向、および光軸方向Ｌおよび第１軸線Ｒ１と直交する第２軸線Ｒ２回りの第２揺動方向に揺動させる揺動用磁気駆動機構１７を備える。このため、傾き補正に加えて、光学ユニット１の揺れに伴う振れ補正を行うことができる。従って、より見やすい撮影画像を得ることができる。

（変形例）
（１）上記形態の第１傾き補正用駆動機構４０Ａおよび第２傾き補正用駆動機構４０Ｂは、光学モジュール１０の両側に１組ずつ磁気駆動機構４１Ａ、４１Ｂを配置しているが、磁気駆動機構４１Ａ、４１Ｂは１組のみであってもよい。

（２）上記形態では、第１傾き補正用駆動機構４０Ａが設けられた角度位置は、第２傾き補正用駆動機構４０Ｂが設けられた角度位置から９０度回転した角度位置であるが、これらは異なる角度位置に設けられていればよい。例えば、第１傾き補正用駆動機構４０Ａは、第２傾き補正用駆動機構４０Ｂの角度位置から４５度回転した角度位置（第３壁部２７が設けられた角度位置）に設けられていてもよい。

（３）第１傾き補正用駆動機構４０Ａを構成する磁石４２Ａとコイル４３Ａの配置を逆にしてもよい。また、第２傾き補正用駆動機構４０Ｂを構成する磁石４２Ｂとコイル４３Ｂの配置を逆にしてもよい。

（４）上記形態の固定体３０および中枠部２０は光軸方向Ｌから見た形状が略８角形であるが、矩形（正方形、長方形）あってもよい。また、対向する壁部は平面でなくてもよく、円弧面であってもよい。例えば、固定体３０は光軸を中心とする円弧面を備える形状であってもよい。円弧面であっても回転軸受部６０Ｌ、６０Ｒを固定することができ、第１傾き補正用駆動機構４０Ａおよび第２傾き補正用駆動機構４０Ｂを設けることができる。円弧面に第１傾き補正用駆動機構４０Ａもしくは第２傾き補正用駆動機構４０Ｂを設ける場合には、磁石およびコイルを円弧面に沿う形状にすればよい。

１…光学ユニット、２…光学素子、１０…光学モジュール、１１…後端面、１２、１３…
側面、１４…可動体、１５…ホルダ、１６…ジンバル機構、１７…揺動用磁気駆動機構、１８…バネ部材、２０…中枠部、２１…底部、２２…側壁部、２３、２４…第１壁部、２５、２６…第２壁部、２７…第３壁部、３０…固定体、３１…底部、３２…側壁部、３３、３４…第１壁部、３５、３６…第２壁部、３７…第３壁部、４０…傾き補正機構、４０Ａ…第１傾き補正用駆動機構、４０Ｂ…第２傾き補正用駆動機構、４１Ａ、４１Ｂ…磁気駆動機構、４２Ａ、４２Ｂ…磁石、４３Ａ、４３Ｂ…コイル、４４…磁気センサ、５０…回転軸受部、６０Ｌ、６０Ｒ…回転軸受部、１００…移動体、１４１、１４２、１４３、１４４…側面、１５１、１５２、１５２、１５４…壁部、１６１…第１揺動支持部、１６２…第２揺動支持部、１６３…可動枠、１６４…支点部、１６５…連結部、１７１…磁気駆動機構、１７２…磁石、１７３…コイル、１８１…固定体側連結部、１８２…可動体側連結部、１８３…アーム部、Ｆ…進行方向、Ｆ１…下降方向、Ｆ２…旋回方向、Ｈ…左右方向、Ｌ…光軸方向、Ｌ０…回転軸、Ｒ１…第１軸線、Ｒ２…第２軸線

Claims (7)

1. 光学素子を備える光学モジュールと、固定体と、前記固定体に対して前記光学モジュールを傾斜させる傾き補正機構と、を有し、
   前記傾き補正機構は、前記光学モジュールの光軸回りに前記光学モジュールを回転させる第１傾き補正用駆動機構と、前記光学モジュールの光軸方向と直交する回転軸回りに前記光学モジュールを回転させる第２傾き補正用駆動機構と、を備え、
   前記第１傾き補正用駆動機構および前記第２傾き補正用駆動機構のそれぞれは、磁石と、前記磁石の着磁面に対して垂直な軸回りに巻き回されたコイルとを対向させた磁気駆動機構であり、
   前記光軸方向から見た場合に前記光学モジュールの外周側に配置される中枠部を有し、
   前記固定体は前記光軸方向から見た場合に前記中枠部の外周側に配置され、前記中枠部は前記固定体によって前記回転軸回りに回転可能に支持され、
   前記中枠部と前記固定体とを連結する回転軸受部が設けられた角度位置には、前記中枠部と前記光学モジュールとの間に前記第１傾き補正用駆動機構が配置され、
   前記回転軸受部が設けられた角度位置と異なる角度位置には、前記固定体と前記中枠部との間に前記第２傾き補正用駆動機構が配置されていることを特徴とする光学ユニット。
2. 前記固定体は、前記光軸方向から見た場合に前記回転軸の軸線方向に対向する一対の第１壁部を備え、前記一対の第１壁部に前記回転軸受部が固定され、
   前記固定体は、前記光軸方向および前記回転軸と直交する方向に対向する一対の第２壁部を備え、前記一対の第２壁部に前記第２傾き補正用駆動機構を構成する磁石またはコイルが固定されることを特徴とする請求項１に記載の光学ユニット。
3. 前記第１傾き補正用駆動機構は、前記光学モジュールに保持された前記磁石および前記中枠部に保持された前記コイルを備え、
   前記第２傾き補正用駆動機構は、前記中枠部および前記固定体の一方に保持された前記磁石および他方に保持された前記コイルを備えることを特徴とする請求項１または２に記載の光学ユニット。
4. 前記第２傾き補正用駆動機構は、前記中枠部に保持された前記コイルおよび前記固定体に保持された前記磁石を備えることを特徴とする請求項３に記載の光学ユニット。
5. 前記第１傾き補正用駆動機構を構成する磁石の着磁分極線と対向する位置に配置される磁気センサを有し、
   前記第１傾き補正用駆動機構は、前記磁気センサの出力に基づいて検出される原点位置に基づいて制御されることを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の光学ユニット。
6. 移動体のピッチング方向が前記回転軸回りの回転方向と一致し、前記移動体のローリング方向が前記光軸回りの回転方向と一致する姿勢で、前記移動体に搭載されることを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の光学ユニット。
7. 前記光学モジュールは、前記光学素子を前記光軸方向と直交する第１軸線回りの第１揺動方向、および前記光軸方向および前記第１軸線と直交する第２軸線回りの第２揺動方向に揺動させる揺動用磁気駆動機構を備えることを特徴とする請求項１から６の何れか一項に記載の光学ユニット。
   

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