CN101162347B - 抖动补偿机构及光学设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种抖动补偿机构及光学设备，具有能够以简单的构造高精度地进行导引的导引机构。抖动补偿机构具备：在抖动补偿时相对地移动的第1移动部件及第2移动部件；导引部件，对第1移动部件及第2移动部件的相对移动进行导引；多个第1卡合部，排列成一列，并通过球面或圆筒面、以及槽形状，将第1移动部件与导引部件卡合；以及多个第2卡合部，排列成一列，并通过球面或圆筒面、以及槽形状，将第2移动部件与导引部件卡合，第1卡合部及第2卡合部的至少一方的槽形状，是在设置成一列的第1卡合部的配置方向上较长地形成的长孔形状。

Description

抖动补偿机构及光学设备
技术领域
本发明涉及具有补偿光学系统的抖动的机构的抖动补偿机构及光学设备。
背景技术
已知有具备下述抖动补偿机构的光学设备，该抖动补偿机构通过使透镜框体在导引轴上滑动而使其在规定的方向上移动自如、并以该导引轴为中心旋转透镜框体、从而在与规定的方向垂直的方向上移动自如地支承透镜镜筒(例如，参照日本未审查的专利申请公开：平成10-3102号)。
但是，这样的抖动补偿机构由于结构部件较多，所以有因各结构部件间的误差及晃动，透镜框体的旋转限制变得不充分、给驱动控制的精度带来不良影响等的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种抖动补偿机构及光学设备，具有能够以简单的构造高精度地进行导引的导引机构。
本发明通过以下这样的解决手段，解决了上述问题。
技术方案1所述的发明是一种抖动补偿机构，具备：在抖动补偿时相对地移动的第1移动部件及第2移动部件；导引部件，对上述第1移动部件及上述第2移动部件的相对移动进行导引；多个第1卡合部，排列成一列，并通过球面或圆筒面、以及槽形状，将上述第1移动部件与上述导引部件卡合；以及多个第2卡合部，排列成一列，并通过球面或圆筒面、以及槽形状，将上述第2移动部件与上述导引部件卡合，上述第1卡合部及上述第2卡合部的至少一方的槽形状，是在设置成一列的上述第1卡合部的配置方向上较长地形成的长孔形状。
技术方案2所述的发明是一种抖动补偿机构，在技术方案1所述的抖动补偿机构中，上述第1及第2卡合部的球面或圆筒面、或者槽形状，一体地形成在上述导引部件上。
技术方案3所述的发明是一种抖动补偿机构，在技术方案1所述的抖动补偿机构中，在上述第1或第2移动部件与上述导引部件之间，具备限制部，该限制部对向排列成一列的多个上述第1卡合部的配置方向的相对移动进行限制。
技术方案4所述的发明是一种抖动补偿机构，在技术方案2所述的抖动补偿机构中，在上述第1或第2移动部件与上述导引部件之间，具备限制部，该限制部对向排列成一列的多个上述第1卡合部的配置方向的相对移动进行限制。
技术方案5所述的发明是一种光学设备，包括抖动补偿机构，该抖动补偿机构具备：在抖动补偿时相对地移动的第1移动部件及第2移动部件；导引部件，对上述第1移动部件及上述第2移动部件的相对移动进行导引；多个第1卡合部，排列成一列，并通过球面或圆筒面、以及槽形状，将上述第1移动部件与上述导引部件卡合；以及多个第2卡合部，排列成一列，并通过球面或圆筒面、以及槽形状，将上述第2移动部件与上述导引部件卡合，上述第1卡合部及上述第2卡合部的至少一方的槽形状，是在设置成一列的上述第1卡合部的配置方向上较长地形成的长孔形状。
根据本发明，由于抖动补偿机构中，在导引部件及第1移动部件之间、和导引部件及第2移动部件之间，设有球面或圆筒面与长孔状的槽形状卡合的第1卡合部及第2卡合部，所以能够以简单的构造，使第1及第2移动部件不会相对旋转而维持一定的姿势，并高精度地沿两轴方向相对移动。
附图说明
图1是表示本发明的照相机的实施方式的整体结构的框图。
图2是表示本发明的照相机的透镜镜筒部的图。
图3是表示本发明的照相机的抖动补偿机构部的图。
图4是表示本发明的照相机的抖动补偿机构部的A-A截面的图。
图5是表示本发明的照相机的抖动补偿机构部的B-B截面的图。
图6是本发明的抖动补偿机构部的导引部件的立体图。
具体实施方式
以下，参照附图，举出本发明的实施方式，更详细地进行说明。
图1是表示本发明的照相机的实施方式的整体结构的框图。图2是表示照相机的透镜镜筒部的图，图3是表示设在透镜镜筒部上的抖动补偿机构部的俯视图。此外，图4是表示图3的A-A截面的图，图5是表示图3的B-B截面的图。进而，图6是抖动补偿机构部的导引部件的立体图。另外，为了使说明变得明确，图2～图5的各图共同地设图2所示的来自物体(被摄体)的光A1为X方向、与其正交的光A2为Z方向。此外，Y方向是与X方向及Z方向正交的方向。
照相机10如图1所示，是由控制部11、显示部12、存储部13、操作部14、陀螺传感器15、透镜镜筒部20以及抖动补偿机构部30构成的数字照相机。
控制部11是集中控制照相机10的各部的CPU，此外，还具有根据陀螺传感器15及后述的抖动补偿机构部30的位置检测器36的输出信号来控制抖动补偿机构部30的功能。
显示部12是显示由照相机10摄影的图像及操作内容的液晶显示器。
存储部13是存储由照相机10摄影的图像数据及操作设定等的存储器。
操作部14是用来进行照相机10的摄影的操作、摄影条件等的设定的操作用的多个按钮。例如，能够进行后述的快门光圈机构部29(参照图2)的操作、驱动第3透镜组24及第5透镜组26(参照图2)的变焦操作等。
陀螺传感器15是检测照相机10的角速度的传感器。检测摄影时的照相机10的运动(手振动)，通过抖动补偿机构部30补偿手振动带来的像抖动。另外，陀螺传感器15由两个角速度传感器构成，各角速度传感器检测照相机10的俯仰(绕Y轴的旋转)及平摇(绕X轴的旋转)的角速度。
透镜镜筒部20如图1及图2所示，具有第1透镜组21、棱镜22、第2透镜组23、第3透镜组24、第4透镜组25、第5透镜组26、低通过滤器27、CCD 28、快门光圈机构部29、以及抖动补偿机构部30。
第1透镜组21是来自被摄体的光入射的物镜，在透镜镜筒部20的透镜组之中是最接近于被摄体的透镜。
棱镜22是将入射的光的方向弯曲90度的直角棱镜，使第1透镜组21射出的+X方向的光A1全反射，弯曲90度，将-Z方向的光A2向第2透镜组23射出。
第2透镜组23配置在从棱镜22射出的光A2入射的位置上。
第3透镜组24配置在从第2透镜组23射出的光A2入射的位置上，能够在驱动机构(未图示)的作用下向Z方向的任意位置移动。
第4透镜组25配置在设于从第3透镜组24射出的光A2入射的位置上的抖动补偿机构部30的可动框31上。
第5透镜组26配置在从第4透镜组25射出的光A2入射的位置上，并且与第3透镜组24同样，能够在驱动机构(未图示)的作用下移动到Z方向的任意的位置上。
低通过滤器27是具有仅使特定的频率以下的信号通过的特性的分波器，设置在第5透镜组26与CCD 28之间，防止CCD 28输出的图像信号的干涉条纹(莫尔条纹)的产生。
CCD(Charge-Couple Device：电荷耦合器件)28是设在第5透镜组26的射出侧的固体摄像元件，能够基于成像在摄像面上的被摄体像的光，输出电的图像信号。
快门光圈机构部29设在抖动补偿机构部30的第4透镜组25的入射侧，具备限制通过透镜镜筒部20的像光的光量的光圈部、和调节像光在CCD 28上曝光的曝光时间的快门部。
抖动补偿机构部30如图3所示，具有可动框(第1移动部件)31、固定框(第2移动部件)32、导引部件33、第1卡合部33-1、第2卡合部33-2、限制部33-3、支承部34、音圈马达(VCM)35及位置检测器36。通过以音圈马达35为驱动源使固定第4透镜组25的可动框31在与光A2正交的面(XY平面)内移动，降低由照相机10的运动(手振动)引起的像抖动。
可动框31是在中央固定有第4透镜组25、能够移动到透镜镜筒部20的XY平面内的部件，相对于固定框32相对地移动。此外，可动框31在与固定框32对置的面上，隔开足够的距离设有两个形成后述的第1卡合部33-1的一部分的长孔状的槽形状部33-a。
固定框32在中央部设有用于使从第4透镜组25射出的光A2通过的孔，是固定在透镜镜筒部20上的部件。固定框32在与可动框31对置的面上，离开足够的距离设有两个形成后述的第2卡合部33-2的一部分的长孔状的槽形状部33-2a，并且，在相同的面上设有两个形成后述的限制部33-3的一部分的凹部33-3a。
导引部件33如图4～图6所示，是配置在可动框31及固定框32之间的在Y方向上较长的部件，在可动框31侧的端部(上端部)的Y方向的两端的两个部位上，具备形成后述的第1卡合部33-1的一部分的球形状部33-1b。此外，在导引部件33的固定框32侧的端部(下端部)的Y方向的两端的两个部位上，具备形成后述的第2卡合部33-2的一部分的球形状部33-2b。进而，在导引部件33的固定框32侧的端部上，距离导引部件33的长度方向(Y方向)的中心等间隔的两处设有形成后述的限制部33-3的一部分的凸部33-3b。
第1卡合部33-1具有槽形状部33-1a及球形状部33-1b，是使球形状部33-1b卡合在槽形状部33-1a中、从而导引可动框31及导引部件33的机构，槽形状部33-1a及球形状部33-1b位于可动框31及导引部件33的相对置的位置上，以便使两者卡合。另外，槽形状部33-1a以沿Y方向较长的长孔状形成在可动框31上。
第2卡合部33-2与第1卡合部33-1同样，具有槽形状部33-2a及球形状部33-2b，是使球形状部33-2b卡合在槽形状部33-2a中、从而导引可动框31及导引部件33的机构，槽形状部33-2a及球形状部33-2b位于固定框32及导引部件33的相对置的位置上，以便使两者卡合。另外，槽形状部33-2a以沿Y方向较长的长孔状形成在固定框32上。
限制部33-3如图4所示，是进行限制、以使导引部件33相对于固定框32在Y方向上不会移动的机构，由设在固定框32上的凹部33-3a、和设在导引部件33的下端的凸部33-3b构成。另外，凹部33-3a及凸部33-3b设在固定框32及导引部件33的相对置的位置上，以便使两者卡合。
另外，导引部件33是球形状部33-1b、球形状部33-2b、凸部33-3b一体地形成的一体成型品。此外，第1卡合部33-1及第2卡合部33-2设在作为力的作用点的音圈马达35的周围，以使导引部件33相对于可动框31及固定框32有效地运动。
通过以上的结构，如图5(B)所示，通过导引部件33借助于第1卡合部33-1及第2卡合部33-2在X方向上倾斜，可动框31相对于固定框32相对地沿X方向移动(箭头B)。此外，如图4所示，通过第1卡合部33-1的长孔状的槽形状部33-1a，能够沿Y方向移动(箭头C)。进而，如图3所示，由于两组槽形状部33-1a及球形状部33-1b设有足够的距离而配置，同样，两组槽形状部33-2a及球形状部33-2b设有足够的距离而配置，所以，可动框3 1不会相对于固定框32旋转，而维持一定的姿势地移动。进而，通过限制部33-3，防止了导引部件33在可动框31与固定框32之间独立地移动。
支承部34如图5(A)所示，是由钢球34-1、以杯状凹陷的球承接部34-2及平坦部34-3构成的传动机构，通过设在固定框32上的球承接部34-2、和设在可动框31的对置于球承接部34-2的位置上的平坦部34-3可转动地夹持钢球34-1。通过该机构，可动框31相对于固定框32一边维持Z方向的位置一定，一边在XY平面内自由移动。
音圈马达35如图3及图5所示，由磁铁部35-1及线圈部35-2构成，是对于驱动指令能够线性地驱动、并且能够高速地响应的非接触式的电磁致动器。音圈马达35相对于通过可动框31的第4透镜组25的中心OR的X轴、线对称地设有两处，配置为使其驱动方向(箭头C1、箭头C2)相对于X方向倾斜45度，形成八字，此外，配置为使驱动方向(箭头C1、箭头C2)的交点存在于通过第4透镜组25的中心OR的X轴上。
磁铁部35-1是具有永久磁铁35-1a及磁轭35-1b的磁回路。
线圈部35-2是具有作为电枢绕线的线圈35-2a及磁轭35-2b的磁回路。
位置检测器36由磁铁部36-1及检测部36-2构成，通过检测磁铁部36-1与检测部36-2之间的磁场的变化，检测可动框31的移动位移。位置检测器36相对于通过可动框31的第4透镜组25的中心OR的X轴、线对称地设有两处，配置为使其检测方向(箭头D1、箭头D2)相对于X方向倾斜45度，形成八字。此外，配置为，使检测方向(箭头D1、箭头D2)的交点与第4透镜组25的中心OR一致。
磁铁部36-1是具有永久磁铁36-1a及磁轭36-1b的磁回路。
检测部36-2是具有霍尔元件36-2a及磁轭36-2b的磁回路。
接着，对照相机10及抖动补偿机构部30的动作进行说明。
照相机10如图1所示，经由透镜镜筒部20将被摄体的影像映出在显示部12上，并通过操作部14对被摄体进行摄影。透镜镜筒部20将来自被摄体的光由第1透镜组21入射，由棱镜22偏光90度，经由第2～第6透镜组23～26通过CCD 28成像。如果由摄影者按下操作部14的摄影按钮，则控制部11使补偿摄影者的手振动等带来的被摄体的像抖动的抖动补偿机构部30动作。
抖动补偿机构部30基于由陀螺传感器15检测到的照相机10的姿势变化的角速度数据、和由位置检测器36检测到的可动框31相对于固定框32的位置的数据，进行补偿照相机10的手振动带来的像抖动的控制、和适当地管理第4透镜组25的中心部与光A2之间的相对位置的位置控制。通过该机构，能够不受作用在照相机10上的手振动等的外部干扰影响而将被摄体清楚地摄像。
通过以上，在本实施方式的照相机中具有以下那样的效果。
(1)抖动补偿机构部30，由于在导引部件33及可动框31之间、和导引部件33及固定框32之间，设有球形状部与长孔状的槽形状部卡合的第1卡合部及第2卡合部，所以能够以简单的构造，使可动框31及固定框32不会相对旋转而维持一定的姿势，并高精度地在两轴(XY)方向上相对移动。
(2)第1卡合部33-1及第2卡合部33-2的球形状部33-1b、33-2b由于一体形成在导引部件33上，所以能够消除球形状部33-1b、33-2b与导引部件33为独立的部件所带来的误差，能够提高抖动补偿机构部30的驱动控制的精度。另外，通过将导引部件33做成球形状部33-1b、球形状部33-2b及凸部33-3b一体地形成的一体成型品，能够廉价地进行制造。
(3)由于在固定框32与导引部件33之间设有限制固定框32及导引部件33向Y方向的相对移动的限制部33-3，所以能够防止导引部件33在可动框31与固定框32之间独立地移动，能够提高抖动补偿机构部30的控制特性及驱动精度。
(变形例)
并不限于以上说明的实施方式，能够进行各种变形及变更。
(1)在本实施方式中，在固定框32与导引部件33之间设置限制部33-3，但也可以设在可动框31与导引部件33之间。
(2)在本实施方式中，第1卡合部33-1及第2卡合部33-2使用球形状部33-1b及球形状部33-2b，但也可以使用圆筒形状。另外，在使用圆筒形状的情况下，需要配置为，使圆筒的中心线的方向朝向Y方向。
(3)在本实施方式中，在导引部件33上形成球形状部33-1b及球形状部33-2b，在可动框31及固定框32上形成槽形状部33-1a及槽形状部33-2a，但也可以在导引部件33上形成槽形状部33-1a及槽形状部33-2a，在可动框31及固定框32上形成球形状部33-1b及球形状部33-2b。

Claims (2)

1.一种抖动补偿机构，其特征在于，
具备：
在抖动补偿时相对地移动的第1移动部件及第2移动部件；以及
导引部件，对上述第1移动部件及上述第2移动部件的相对移动进行导引，并且在与光轴正交的第1方向上延伸；
上述导引部件具备：设置在上述导引部件的上述第1移动部件侧的端部的上述第1方向的两端的两个部位的球形状或者圆筒形状的第1突起部；和设置在上述导引部件的上述第2移动部件侧的端部的上述第1方向的两端的两个部位的球形状或者圆筒形状的第2突起部，
上述第1移动部件具有设置在与上述第1突起部对应的位置上并与上述第1突起部卡合的第1槽部，
上述第2移动部件具有设置在与上述第2突起部对应的位置上并与上述第2突起部卡合的第2槽部，
上述第1槽部及上述第2槽部的至少一方的槽形状，在上述第1方向上较长地形成，
上述导引部件具有设置在上述导引部件的上述第2移动部件侧的凸部，
上述第2移动部件具有凹部，该凹部与上述凸部卡合并限制上述导引部件相对于上述第2移动部件的移动。
2.一种光学设备，其特征在于，包括权利要求1所述的抖动补偿机构。
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