CN101441385A - 图像模糊校正装置、镜筒和成像设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种图像模糊校正装置,其包括:校正透镜;第一可移动框架;第二可移动框架;固定框架;第一主引导轴和第一辅助引导轴;第二主引导轴和第二辅助引导轴;第一驱动部分;和第二驱动部分。第一辅助引导轴短于第一主引导轴,并且第二驱动部分放置在第一辅助引导轴和校正透镜之间。第二辅助引导轴短于第二主引导轴,并且第一驱动部分放置在第二辅助引导轴和校正透镜之间。
Description
技术领域
本发明涉及用于由于校正拍摄期间的振动等导致的图像模糊的图像模糊校正装置、具有图像模糊校正装置的镜筒、和具有镜筒的例如数码相机或数码摄像机等成像设备。
背景技术
近年来,数码相机或摄像机等成像设备的性能已经得到显著的改进,并且由此每个人都能够容易地摄取到具有高的图像质量和高的性能的静止图像和动态图像。成像设备的性能的改进很大程度上是由于透镜性能、固态成像装置(例如CCD图像传感器和CMOS图像传感器)和图像处理电路的性能的改进而产生的。
但是,不管透镜、固态成像装置等的性能如何改进,当支撑相机(成像设备)的手颤抖或晃动时,高分辨率屏幕模糊并且由此所摄取的图像模糊。因此,一些相对昂贵的相机安装有图像模糊校正装置,用以校正拍摄期间由于晃动等所导致的图像模糊。但是,图像模糊校正不仅在专业人群所用的高端模块中可以是基本的,在由大部分仅具有较少拍摄经验的大众所使用的流行的模块中也可以是基本的。
总的来讲,相机(成像设备)要求减小尺寸和重量并且优选地轻且易于携带。但是,现有技术中的图像模糊校正装置相对较大。因此,当现有技术中的图像模糊校正装置安装在相机主体上时,镜筒和相机整体较大,这与减小尺寸和重量的要求是相悖的。另外,现有技术中的图像模糊校正装置可能需要大量的部件并且由于部件数量增加而明显地成本增加,这是不利的。
日本未审查专利申请公开2000-258813公开了现有技术的图像模糊校正装置的实例。日本未审查专利申请公开2000-258813公开了用于例如摄像机等光学装置的图像模糊校正装置。公开在日本未审查专利申请公开2000-258813中的图像模糊校正装置是通过移动拍摄透镜的部分到垂直于光轴的平面中而校正图像模糊的图像模糊校正装置。图像模糊校正装置包括:透镜保持框架;第一引导部分;第二引导部分;第一驱动部分;第二驱动部分;和位置检测部分。透镜保持框架保持校正透镜。第一引导部分引导透镜保持框架沿垂直于光轴的平面中的第一方向的移动。第二引导部分引导透镜保持框架沿垂直于第一方向的第二方向的移动。第一驱动部分沿第一方向驱动透镜保持框架。第二驱动部分沿第二方向驱动透镜保持框架。位置检测部分检测校正透镜的位置,第一引导部分和第二驱动部分的部分、或第二引导部分和第一驱动部分的部分设置于沿光轴方向彼此重叠的位置中。
依据公开在日本未审查专利申请公开2000-258813中的图像模糊校正装置,预期校正装置可以例如减小宽度和高度(见段落[0032])。
日本未审查专利申请公开2007-156352公开了现有技术中的图像模糊校正装置的另外的实例。日本未审查专利申请公开2007-156352公开了具有用以校正在拍摄期间由于振动等所造成的图像模糊的图像模糊校正装置的透镜装置。公开在日本未审查专利申请公开2007-156352中公开的透镜装置包括:图像模糊校正装置;和联接图像模糊校正装置的镜筒。图像模糊校正装置具有:保持校正透镜的透镜保持框架;沿垂直于校正透镜的光轴方向的第一方向移动透镜保持框架的第一驱动部分;和沿垂直于光轴方向并另外垂直于第一方向的第二方向移动透镜保持框架的第二驱动部分。图像模糊校正装置偏移在图像模糊校正装置中保持的校正透镜的光轴使其偏离镜筒的中心,并且布置成使得第一驱动部分和第二驱动部分产生推力,产生推力的方向与连接校正透镜的光轴至镜筒的中心的线成大约45°角。
依据在日本未审查专利申请公开2007-156352号中公开的透镜装置,预期图像模糊校正装置有效地布置在镜筒中,使得可以减小镜筒直径并减小透镜装置和整个成像设备的尺寸(见段落[0015])。
但是,公开在日本未审查专利2000-258813中的图像模糊校正装置具有包括线圈、磁体和磁轭的驱动部分以及引导部分(轴),它们沿校正透镜的光轴方向彼此叠加布置。因此,整个图像模糊校正装置沿厚度方向(校正透镜的光轴方向)尺寸增加并且在其上安装有图像模糊校正装置的镜筒的尺寸增加,这是不利的。
在安装在日本未审查专利申请公开2000-258813中公开的透镜装置上的图像模糊校正装置中,包括线圈、磁体和磁轭的驱动部分布置在每个主引导轴63和77的外侧。因此,在垂直于校正透镜的光轴方向的平面中,在校正透镜两侧与每个驱动部分相对一侧上形成不必要的空间,这样使得图像模糊校正装置和透镜装置尺寸增加,这是不利的。
希望提供一种校正透镜可以沿光轴方向和沿垂直于光轴方向的方向减小尺寸的图像模糊校正装置、包括图像模糊校正装置的镜筒和成像设备。
发明内容
依据本发明的实施例,所提供的图像模糊校正装置包括:校正透镜;第一可移动框架;第二可移动框架;固定框架;第一主引导轴;和第一辅助引导轴;第二主引导轴;和第二辅助引导轴;第一驱动部分;和第二驱动部分。第一可移动框架保持校正透镜。第二可移动框架支撑第一可移动框架以可以沿垂直于透镜系统的光轴的第一方向移动。固定框架支撑第二可移动框架以可以沿垂直于透镜系统的光轴并垂直于第一方向的第二方向移动。第一主引导轴和第一辅助引导轴横跨校正透镜相对布置并沿第一方向引导第一可移动框架。第二主引导轴和第二辅助引导轴横跨校正透镜相对布置并沿第二方向引导第二可移动框架。第一驱动部分沿第一方向移动第一可移动框架。第二驱动部分沿第二方向移动第二可移动框架。第一辅助引导轴短于第一主引导轴并且第二驱动部分放置在第一辅助引导轴和校正透镜之间,并且第二辅助引导轴短于第二主引导轴并且第一驱动部分放置在第二辅助引导轴和校正透镜之间。
依据本发明的实施例,提供了具有在拍摄期间伸出的可伸缩圆筒的镜筒,镜筒包括:收缩在圆筒内的透镜系统;和放置在圆筒中并具有配置在透镜系统中以校正图像模糊的图像模糊校正装置。镜筒的图像模糊校正装置包括:第一可移动框架;第二可移动框架;固定框架;第一主引导轴;和第一辅助引导轴;第二主引导轴;和第二辅助引导轴;第一驱动部分;和第二驱动部分。第一可移动框架保持校正透镜。第二可移动框架支撑第一可移动框架以可以沿垂直于透镜系统的光轴的第一方向移动。固定框架支撑第二可移动框架以可以沿垂直于透镜系统的光轴并垂直于第一方向的第二方向移动。第一主引导轴和第一辅助引导轴横跨校正透镜相对布置并沿第一方向引导第一可移动框架。第二主引导轴和第二辅助引导轴横跨校正透镜相对布置并沿第二方向引导第二可移动框架。第一驱动部分沿第一方向移动第一可移动框架。第二驱动部分沿第二方向移动第二可移动框架。第一辅助引导轴短于第一主引导轴并且第二驱动部分放置在第一辅助引导轴和校正透镜之间,并且第二辅助引导轴短于第二主引导轴并且第一驱动部分放置在第二辅助引导轴和校正透镜之间。
依据本发明的实施例,提供了成像装置,其包括:镜筒;和镜筒所联接到的装置主体。镜筒具有:收缩了透镜系统并在拍摄期间伸出的可伸缩圆筒;和放置在圆筒内并具有配置以校正透镜系统中的图像模糊的图像模糊校正装置。成像设备中的图像模糊校正装置包括:第一可移动框架;第二可移动框架;固定框架;第一主引导轴;和第一辅助引导轴;第二主引导轴;和第二辅助引导轴;第一驱动部分;和第二驱动部分。第一可移动框架保持校正透镜。第二可移动框架支撑第一可移动框架以可以沿垂直于透镜系统的光轴的第一方向移动。固定框架支撑第二可移动框架以可以沿垂直于透镜系统的光轴并垂直于第一方向的第二方向移动。第一主引导轴和第一辅助引导轴横跨校正透镜相对布置并沿第一方向引导第一可移动框架。第二主引导轴和第二辅助引导轴横跨校正透镜相对布置并沿第二方向引导第二可移动框架。第一驱动部分沿第一方向移动第一可移动框架。第二驱动部分沿第二方向移动第二可移动框架。第一辅助引导轴短于第一主引导轴并且第二驱动部分放置在第一辅助引导轴和校正透镜之间,并且第二辅助引导轴短于第二主引导轴并且第一驱动部分放置在第二辅助引导轴和校正透镜之间。
在依据本发明的实施例的图像模糊校正装置、镜筒和成像设备中,辅助引导轴和驱动部分有效地放置在横跨透镜的相对于主引导轴的空间内。因此,装置可以沿校正透镜的光轴方向及沿着垂直于光轴方向的方向减小尺寸以减小整个装置的尺寸。
附图说明
图1示出了依据本发明的实施例的图像模糊校正装置的第一实例的透视图。
图2示出了依据本发明的实施例的图像模糊校正装置的第一实例的平面图。
图3是图2中示出的图像模糊校正装置的A-A线的横截面视图。
图4是图2中示出的图像模糊校正装置的B-B线的横截面视图。
图5是从一侧入视的依据本发明的实施例的图像模糊校正装置的第一实例的分解透视图。
图6是从另外一侧入视的依据本发明的实施例的图像模糊校正装置的第一实例的分解透视图。
图7是依据本发明的实施例的图像模糊校正装置的第一实例的固定框架的平面图。
图8是说明依据本发明的实施例的图像模糊校正装置的第一实例的第一驱动部分和第二驱动部分的视图。
图9A和9B是比较依据本发明的实施例的图像模糊校正装置的第一实例的尺寸和现有技术中的图像模糊校正装置的尺寸的视图。
图10示出了依据本发明的实施例的镜筒的第一实例的缩回状态的镜筒的透视图。
图11示出了依据本发明的实施例的镜筒的第一实例的伸出状态的镜筒的透视图。
图12示出了图11中示出的镜筒的伸出状态的镜筒的纵向截面的视图。
图13示出了图11中示出的镜筒的伸出状态的镜筒的横截面的视图。
图14示出了依据本发明的实施例的镜筒的第一实例的旋转构件、旋转限定构件、和图像模糊校正装置处于彼此接合的状态的透视图。
图15是沿光轴方向布置的依据本发明的实施例的镜筒的第一实例的旋转构件、旋转限定构件和图像模糊校正装置的分解透视图。
图16A到16C是说明由旋转构件和图像模糊校正装置进行实现光学变焦的视图,其中图16A是说明图像模糊校正装置的后凸轮销与旋转构件的后部内周凸轮槽脱离的状态的视图,图16B是说明图像模糊校正装置的前凸轮销和后凸轮销分别接合于旋转构件的前部内周凸轮槽和后部内周凸轮槽的状态的视图,并且图16C是说明图像模糊校正装置的前凸轮销与旋转构件的前部内周凸轮槽脱离的状态的视图。
图17示出了依据本发明的实施例的成像设备的第一实例的缩回状态的镜筒的前透视图。
图18示出了依据本发明的实施例的成像设备的第一实例的伸出状态的镜筒的前透视图。
图19示出了依据本发明的实施例的成像设备的第一实例的后视图。
图20是用于说明依据本发明的实施例的图像模糊校正装置中的控制构思的框图。
图21示出了依据本发明的实施例的成像设备的示意性构造的第一实例的框图。
图22示出了依据本发明的实施例的成像设备的示意性构造的第二实例的框图。
具体实施方式
下面将参考附图说明依据本发明的实施例的图像模糊校正装置、镜筒和成像设备,但是,本发明并不局限于下面的实施例。
图1到图8说明了依据本发明的实施例的图像模糊校正装置的第一实例。特别地,图1示出了依据本发明的实施例的图像模糊校正装置的第一实例的透视图。图2是图1中第一实例的平面视图。图3是图2中示出的图像模糊校正装置的A-A线横截面视图。图4是图2中示出的图像模糊校正装置的B-B线横截面视图。图5是从一侧入视的图像模糊校正装置的分解透视图。图6是从另一侧入视的图像模糊校正装置的分解透视图。图7是固定框架的平面视图。图8是说明第一驱动部分和第二驱动部分的视图。图9A和9B是比较依据本发明的实施例的图像模糊校正装置的尺寸和现有技术中的图像模糊校正装置的尺寸的视图。
图1到图8中示出的依据本发明的实施例的图像模糊校正装置的第一实例形成为包括移动磁体型驱动机构的图像模糊校正装置1。图像模糊校正装置1支撑在后面说明的可伸缩镜筒71中,以可以沿透镜系统的光轴方向移动。因此,形成图像模糊校正装置1的部分的校正透镜2也作为可以沿透镜系统的光轴方向移动的透镜。
如在图1到图4中示出的,图像模糊校正装置1包括:在透镜系统中配置以校正图像模糊的校正透镜2;第一可移动框架3;第二可移动框架4;固定框架5;第一主引导轴7A;和第一辅助引导轴7B;第二主引导轴8A;和第二辅助引导轴8B;代表第一驱动部分的特定实例的第一电致动器9A;代表第二驱动部分的特定实例的第二电致动器9B。
第一可移动框架3保持校正透镜2。第二可移动框架4支撑第一可移动框架3以可以沿垂直于透镜系统的光轴的第一方向Y移动。固定框架5支撑第二可移动框架4以可以沿垂直于透镜系统的光轴并另外垂直于第一方向Y的第二方向X移动。第一主引导轴7A和第一辅助引导轴7B沿第一方向Y引导第一可移动框架3。第二主引导轴8A和第二辅助引导轴8B沿第二方向X引导第二可移动框架4。第一电致动器9A产生推力以沿第一方向Y移动第一可移动框架3。第二电致动器9B产生推力以沿第二方向X移动第二可移动框架4。
当相机主体由于手的颤抖等而晃动时,校正透镜2响应于图像模糊的量而沿第一方向Y和/或第二方向X(通常是第一方向Y和第二方向X的合成方向)移动后面说明的相机主体的位置以校正图像模糊。
如在图5和图6中示出的,保持校正透镜2的第一可移动框架放置在固定框架5和第二可移动框架4之间。第一可移动框架3形成为近似的四棱形板,并具有:安装了校正透镜2的安装孔;限位容纳孔12;第一主轴承13;第一辅助轴接合部分14;和两个磁体凹部15a和15b。
安装孔11设置于第一可移动框架3的近似中心处。环绕安装孔11的圆柱状辅助突起17a和17b分别形成在第一可移动框架3的两个平面上。辅助突起17a和17b的内表面形成为安装孔11的内周,这样使得安装孔11具有对应于校正透镜2的厚度的深度。安装在安装孔11中的校正透镜2由例如粘结剂的固定装置固定到第一可移动框架3。
限位容纳孔12形成为四棱形孔。后面说明的固定框架5的限位突起51插入限位容纳孔12。限位容纳孔12的内周接触于限位突起51以限制第一可移动框架3沿垂直于校正透镜2的方向的移动。第一主轴承13和第一辅助轴接合部分14分别设置于第一可移动框架3的相对侧上。第二方向X是连接第一主轴承13至第一辅助轴接合部分14的方向。
第一主轴承13具有沿第一可移动框架3一侧延伸形成的轴承孔13a。第一方向Y是平行于轴承孔13a的轴的方向。第一主引导轴7A滑动地穿过轴承孔13a。如在图4中所示,第一辅助轴接合部分14形成为侧向突出的近似为U形的突起,并具有一对沿第一可移动框架3的厚度方向彼此相对的接合件14a和14b。第一辅助轴接合部分14滑动地接合于第一辅助引导轴7B。
如在图6中示出的,两个磁体凹部15a和15b设置于围绕安装孔11(校正透镜2)彼此旋转地偏移约90°的位置中。磁体凹部15a布置在相对于安装孔11的沿第一方向Y的(-)侧。磁体凹部15b布置在相对于安装孔11的沿第二方向X的(-)侧。
磁体凹部15a为矩形并且具有沿第二方向X延伸的两个长侧。形成第一电致动器9A的部分的第一磁体21A通过粘结剂、固定螺钉或其它固定方法固定到磁体凹部15a。磁体凹部15b为矩形并与磁体凹部15a一样大,并具有沿第一方向Y延伸的两个长侧。形成第二电致动器9B的部分的第二磁体21B通过粘结剂、固定螺钉或其它固定方法固定到磁体凹部15b。
第一磁体21A和第二磁体21B分别形成以具有等同于安装到磁体凹部15a和15b中的矩形平板的形状。即,每个第一和第二磁体21A和21B以不同极性沿平面方向均等地划分为两部分,并且另外以不同极性沿垂直于平面方向的厚度方向均等地划分为两部分。
如在图3中示出的,本实施例的第一磁体21A在面向固定框架5的表面上(接近于后面要说明的第一线圈22A的表面)具有在靠近校正透镜2一侧上极化的N极,并且在面向固定框架5的表面上具有在远离校正透镜2一侧上极化的S极。第一磁体21A在面向第二可移动框架4的表面上具有在靠近校正透镜2一侧上极化的S极,并且在面向第二可移动框架4的表面上具有在远离校正透镜2一侧上极化的N极。
如在图4中示出的,第二磁体21B在面向固定框架5的表面上(接近于后面要说明的第二线圈22B的表面)具有靠近校正透镜2一侧上极化的N极,并且在面向固定框架5的表面上具有在远离校正透镜2一侧上极化的S极。第二磁体21B在面向第二可移动框架4的表面上具有在靠近校正透镜2一侧上极化的S极,并且在面向第二可移动框架4的表面上具有在远离校正透镜2一侧上极化的N极。第一和第二磁体21A和21B中的极性的布置并不局限于这个实例。极性能够以相反的极性沿平面和厚度方向布置。
第二可移动框架4形成为大于第一可移动框架3的环形中空构件并具有面向第一可移动框架3的安装孔11和限位容纳孔12的中心通孔31。第二可移动框架4具有:第二主轴承33;第三主轴承34;第一辅助轴承35;和第二辅助轴接合部分36。
如在图6中示出的,第二主轴承33设置于第二可移动框架4的面向第一可移动框架3的表面上相对于通孔31的沿第二方向X的(+)侧。第二主轴承33形成为一对沿第一方向Y以预定间隔布置的轴承件33a和33b。轴承孔33c设置于一对轴承件33a和33b中的每一个中。第一主引导轴7A插入轴承孔33c。因此,第一主引导轴7A的两边缘被压配安装到一对轴承件33a和33b。带有由第二主轴承33支撑的两边缘的第一主引导轴7A沿第一方向Y延伸。
第一辅助轴承35在第二可移动框架4的面向第一可移动框架3的表面上横跨通孔31设置于与第二主轴承33相对一侧上。第一辅助轴承35形成为沿第一方向Y以预定间隔布置的一对轴承件35a和35b。安装凹部35c设置于一对轴承件35a和35b中的每个中。第一辅助引导轴7B的两边缘被压配安装到安装凹部35c。第一辅助引导轴7B短于第一主引导轴7A并沿第一方向Y延伸,其两边缘由第一辅助轴承33支撑。
第三主轴承34设置于第二可移动框架4的沿第二方向X的(+)侧上。沿第二方向X延伸的轴承孔34a形成在第三主轴承34中。第二主引导轴8A滑动穿过第三主轴承34的轴承孔34a。
第二辅助轴接合部分36设置于横跨第二可移动框架4的通孔31与第三主轴承34相对一侧上。如在图3中示出的,第二辅助轴接合部分36形成为侧向突出的近似U形突起并具有沿第二可移动框架4的厚度方向面向彼此的一对接合件36a和36b。第二辅助轴接合件36滑动接合于第二辅助引导轴8B。
固定框架5具有:圆筒41;和在圆筒41的轴向中部而内部径向延伸的框架42。示出了一对引导凹槽的实例的一对直线引导槽44a和44b设置于圆筒41的外周上。该对直线引导槽44a和44b形成在围绕圆筒41的轴而相对彼此旋转地偏移约180°的位置中,并沿圆筒41的轴向(平行于校正透镜2的光轴的方向)线性地形成。设置到后面说明的镜筒71(见图15)的旋转限定构件111的直线引导件113a和113b滑动地接合于一对直线引导槽44a和44b。
而且,三个凸轮销组45设置于圆筒41的外周上。三个凸轮销组45沿圆周方向以相等间隔布置,并沿圆筒41的径向方向具有相等的高度。每个凸轮销组45形成为前凸轮销45a和后凸轮销45b,其沿圆筒41的轴向向前和向后地布置。前凸轮销45a和后凸轮销45b沿圆周方向微偏斜地布置。前凸轮销45a分别接合于设置于后面说明的镜筒71的凸轮环78(见图15)中的三个前部内周凸轮槽109a。后凸轮销45b分别接合于凸轮环78的三个后部内周凸轮槽109b。
框架42形成以具有大于第二可移动框架4的平面形状的形状并具有面向第一可移动框架3的安装孔11的中心通孔47。如在图7中所示,框架42具有:连贯于通孔47的两个线圈插入孔49a和49b;限位突起51;第四主轴承52;和第二辅助轴承53。
线圈插入孔49a形成在对应于附接到第一可移动框架3的第一磁体21A的位置并连贯于通孔47的沿第一方向Y的(-)侧。形成第一电致动器9A的部分的第一线圈22A和形成位置检测器(见图5)的特定实例的第一孔元件26A插入线圈插入孔49a。线圈插入孔49b形成在对应于联接到第一可移动框架3的第二磁体21B的位置并连贯于通孔47的沿第二方向X的(-)侧。形成第二电致动器9B的部分的第二线圈22B和形成位置检测器的特定实例的第二孔元件26B插入线圈插入孔49a。
限位突起51形成为柱状突起,其近似垂直地从框架42的面向第一移动框架3的表面突出。限位突起51在第一可移动框架3处于参考位置时位于设置于第一可移动框架3中的限位容纳孔12的中心处。第一可移动框架3的参考位置是当未发生图像模糊时固定到第一可移动框架3的校正透镜2的光轴对应于透镜系统的光轴的位置。限位容纳孔12的内周接触于限位突起51以限制第一可移动框架3沿垂直于校正透镜2的光轴的方向的移动。
第四主轴承52设置于框架42的面向第一可移动框架3的表面上的沿第一方向Y的(+)侧。第四主轴承52形成为一对轴承件52a和52b,以预定间隔沿第二方向X布置。安装凹部52c设置于该对轴承件52a和52b中的每个中。第二主引导轴8A的两个边缘被压配安装到安装凹部52c。带有由第四主轴承52支撑的两个边缘的第二主引导轴8A沿第二方向X延伸。
第二辅助轴承53在框架42的面向第一可移动框架3的表面上设置于横跨通孔47与第四主轴承52相对一侧上。即,第二辅助轴承53沿径向方向布置在线圈插入孔49a的外侧。第二辅助轴承53形成为一对沿第二方向X以预定间隔布置的轴承件53a和53b。安装凹部53c设置于一对轴承件53a和53b中的每个中。第二辅助引导轴8B的两个边缘被压配固定到安装凹部53c。第二辅助引导轴8B短于第二主引导轴8A并沿第二方向X延伸,且两个边缘由第二辅助轴承53支撑。
框架42的面向第一可移动框架3的表面设置有防干涉凹部55,用于避免第一可移动框架3的第一主轴承13与第二可移动框架4的第二主轴承33之间的干涉。
如在图6中示出的,柔性线路板57通过粘结剂、固定螺钉或其它固定方法固定到框架42的面向第一可移动框架3的表面的相对表面。柔性线路板57具有第一线圈安装部分57a和第二线圈安装部分57b。如图8所示,第二线圈22A和第二孔元件26A安装在第二线圈安装部分57A上,并且第二线圈22B和第二孔元件26B安装在第二线圈安装部分57b上。
安装在第一线圈安装部分57a上的第一线圈22A和第一孔元件26A插入框架42的线圈插入孔49a并面向固定到第一可移动框架3的第一磁体21A(见图5)。类似地,安装到第二线圈安装部分57b上的第二线圈22B和第二孔元件26B插入框架42的线圈插入孔49b并面向固定到第一可移动框架3的第二磁体21B。
第一和第二线圈22A和22B通过每个缠绕一线圈线以获得近似椭圆形平线圈而形成。两个线圈22A和22B分别电连接至设置到第一线圈安装部分57a和第二线圈安装部分57b的预定布图。
在第一线圈22A中,在长侧上沿宽度方向彼此相对的两个直线部分形成推力产生部分23a和23b,其每个产生推力作为致动器。类似地,在第二线圈22B中,在长侧上沿宽度方向彼此相对的两个直线部分形成推力产生部分24a和24b,其每个产生推力作为致动器。第一线圈22A设置成使得推力产生部分23a和23b沿垂直于第一方向Y的方向延伸。第二线圈22A设置成使得推力产生部分24a和24b沿垂直于第二方向X的方向延伸。
如在图3中示出的,第一线圈22A的推力产生部分23a面向第一磁体21A的一个磁极(本实例中为N极)。推力产生部分23b面向第一磁体21A的另外的磁极(本实例中为S极)。如在图4中示出的,第二线圈22B的推力产生部分24a面向第二磁体21B的一个磁极(本实例中为N极)。推力产生部分24b面向第二磁体21B的另外的磁极(本实例中为S极)。
第一电致动器9A包括:联接到第一可移动框架3的第一磁体21A;和穿过柔性线路板57联接到固定框架5的第一线圈22A。第一电致动器9A产生推力以沿第一方向Y移动第一可移动框架3。
第二电致动器9B包括:联接到第一可移动框架3的第二磁体21B;和穿过柔性线路板57联接到固定框架5的第二线圈22B。第二电致动器9B产生推力以沿第二方向X移动第二可移动框架4穿过第一可移动框架3。
这里,将说明由第一和第二电致动器9A和9B产生的推力。当使电流流过第一线圈22A时,在第一电致动器9A中通过Fleming左手定律产生沿第一方向Y指向的推力,因为第一磁体21A的磁力沿垂直于第一线圈22A的方向作用。在本实例中,第一线圈22A具有产生推力的两个由直线部分形成的推力产生部分23a和23b,其中电流沿彼此相反的方向流动。但是,由于第一磁体21A的磁力也沿彼此相反的方向作用在两个推力产生部分23a和23b上,两个推力产生部分23a和23b沿相同的方向产生推力。
类似地,当电流流过第二线圈22B时,沿第一方向Y指向的推力在第一电致动器9B中通过Fleming左手定律产生,因为第一磁体21B的磁力沿垂直于第一线圈22B的方向作用。在本实例中,第一线圈22B具有产生推力的两个由直线部分形成的推力产生部分24a和24b,其中电流沿彼此相反的方向流动。但是,由于第一磁体21B的磁力也沿彼此相反的方向作用在两个推力产生部分24a和24b上,两个推力产生部分24a和24b沿相同的方向产生推力。
第一孔元件26A具有放置在几乎重叠第一磁体21A的N极和S极之间的边界(极性边界)的位置中的检测部分。第一孔元件26A检测第一磁体21A的磁力并响应于所检测的磁力的大小输出检测信号。控制部分基于从第一孔元件26A提供的检测信号计算校正透镜2的沿第一方向Y的位置。
第二孔元件26B具有放置在几乎重叠第二磁体21B的N极和S极之间的边界(极性边界)的位置中的检测部分。第二孔元件26B检测第二磁体21B的磁力并响应于所检测的磁力的大小输出检测信号。控制部分基于从第二孔元件26B提供的检测信号计算校正透镜2的沿第二方向X的位置。因此,控制部分获取透镜2沿第一方向Y和第二方向X的位置信息并输出预定的控制信号以基于位置信息控制对于校正透镜2的驱动。
具有前述配置的图像模糊校正装置1可以例如如下装配。首先,两个磁体21A和21B分别安装在第一可移动框架3的两个磁体凹部15a和15b中,并通过粘结剂或其它固定方法固定在那儿。然后,校正透镜2安装在第一可移动框架3的安装孔11中并通过粘结剂或其它固定方法固定在那儿。因此,第一可移动框架组件形成有集成的第一可移动框架3、校正透镜2和两个磁体21A和21B。
下面,第一辅助引导轴7B固定到第二可移动框架4的第一辅助轴承35。特别地,第一辅助引导轴7B的两边缘安装到设置于第一辅助轴承35的两个轴承件35a和35b中的安装凹部35c并压配固定至安装凹部35c。
下面,第一可移动框架组件被允许面向第二可移动框架4的一个表面,并且第一可移动框架3的第一辅助轴接合部分14接合于固定到第二可移动框架4的第一辅助轴承35的第一辅助引导轴7B。这里,第一可移动框架3的第一主轴承13被允许存在于第二可移动框架4的第二主轴承33的两个轴承件33a和33b之间。然后,第一主引导轴7A插入设置于第二主轴承33的两个轴承件33a和33b中的轴承孔33c和第一主轴承13的轴承孔13a,并且第一主引导轴7A的两边缘被压配固定到一对轴承件33a和33b。因此,第一可移动框架3由第二可移动框架4支撑以可以沿特定方向(第一方向Y)移动。
下面,第一线圈22A和第一孔元件26A安装在柔性线路板57的第一线圈安装部分57a的一个表面上,并且第二线圈22B和第二孔元件26B安装在柔性线路板57的第二线圈安装部分57b的表面上。因此,线圈组件形成为集成的柔性线路板57、两个线圈22A和22B及两个孔元件26A和26B。
下面,线圈组件的柔性线路板57通过粘结剂、螺钉或其它固定方法固定到第一框架5的框架42。因此,固定框架组件以集成的固定框架5和线圈组件而形成。这里,如在图7中示出的,两个线圈22A和22B及两个孔元件26A和26B插入固定框架5的两个线圈插入孔49a和49b。直至形成固定框架组件的步骤可以在直至第一可移动框架3被允许由第二可移动框架4支撑移动的步骤之前进行。
下面,第二辅助引导轴8B固定到固定框架5的第二辅助轴承53。特别地,第二辅助引导轴8B的两个边缘安装进设置于第二辅助轴承53的一对轴承件53a和53b中的安装凹部53c中并压配固定到那儿。下面,第二主引导轴8A插入设置于第二可移动框架4的第三主轴承34中的轴承孔34a,并且第二主引导轴8A的两边缘被允许从第三主轴承34的两侧突出。
下面,由第二可移动框架4支撑的第一可移动框架3被允许面向固定框架组件,并且第二可移动框架4的第二辅助轴接合部分36接合于固定到固定框架5的第二辅助轴承53的第二辅助引导轴8B。然后,插入第二可移动框架4的第三主轴承34的第二主引导轴8A的两边缘固定到固定框架5的第四主轴承52。特别地,第二主引导轴8A的两边缘安装在设置于第四主轴承52的一对轴承件52a和52b中的安装凹部52c中并压配固定到那儿。因此,第二可移动框架4由固定框架5支撑以沿特定方向(第二方向X)移动,这样使得完成了装配图像模糊校正装置1的工作。由此获得了如图1和图2中示出的图像模糊校正装置1。
第一可移动框架3、第二可移动框架4和固定框架5通过例如在各个构件中提供定位孔并将定位销插入定位孔内而得以定位。因此,第一可移动框架3相对并临时地固定到第二可移动框架4,并且第二可移动框架4相对并临时地固定到固定框架5,使得定位得以简单并确定地进行。
在装配的图像模糊校正装置1中,固定框架5的限位突起插入第一可移动框架3的限位容纳孔12(见图2)。因此,限位容纳孔12的内周接触于限位突起51,以限制第一可移动框架3沿垂直于校正透镜2的光轴的方向的移动。
在装配的图像模糊校正装置1中,第一电致动器9A放置在校正透镜2和第二辅助引导轴8B(见图3和图8)之间。第二电致动器9B放置在校正透镜2和第一辅助引导轴8A(见图4和图8)之间。这里,将说明第一和第二主引导轴7A和8A及第一和第二辅助引导轴7B和8B。
如果第一主轴承13具有长的形状,则第一可移动框架3相对于第一主引导轴7A的游隙可以减小,并改进光学性能。因此,第一主引导轴7A可以必须足够长以对应于第一主轴承13的长度。类似地,如果第三主轴承34具有长的形状,则第二可移动框架4相对于第二主引导轴8A的游隙可以减小。因此,第二主引导轴8A可必要地足够长以对应于第三主轴承34的长度。
在另一方面,第一辅助轴接合部分14可以短到它接合于第一辅助引导轴7B的程度。因此,第一辅助引导轴7B可以较短,在考虑到第一辅助轴接合部分14的滑动距离的情况下。类似地,第二辅助轴接合部分36可以短到它接合于第二辅助引导轴8B的程度。因此,在本实施例中,第一和第二辅助引导轴7B和8B设置短于第一和第二主引导轴7A和8A。
在本实施例中,短于第一主引导轴7A的第一辅助引导轴7B布置在固定框架5的外周上,并且第二电致动器9B布置在第一辅助引导轴7B和校正透镜2之间。短于第二主引导轴8A的第二辅助引导轴8B布置在固定框架5的外周上,并且第一电致动器9A布置在第二辅助引导轴8B和校正透镜2之间。因此,能够有效地使用横跨校正透镜2与第一主引导轴7A相对的空间和横跨校正透镜2与第二主引导轴8A相对的空间。由此,固定框架5的直径和整个装置的尺寸得以减小。
图9A和9B是用于比较依据本发明的实施例的图像模糊校正装置的尺寸和现有技术中的图像模糊校正装置的尺寸的视图,其中图9A是示出依据本发明的实施例的图像模糊校正装置1的布局的视图,并且图9B是示出现有技术中的图像模糊校正装置300的布局的视图。
如在图9B中示出的,在现有技术中的图像模糊校正装置300中,第一主引导轴307A布置在相对于校正透镜302的沿第二方向X的(+)侧,并且第一辅助引导轴307B布置在沿第二方向X的(-)侧。第二主引导轴308A布置在在相对于校正透镜302的沿第一方向Y的(+)侧,并且第二辅助引导轴308B布置在沿第一方向Y的(-)侧。第二电致动器309B布置在第一主引导轴307A的外侧,并且第一电致动器309A布置在第二主引导轴308A的外侧。因此,当保证了用于布置第一和第二电致动器309A和309B的空间时,固定框架305具有直径L1。
在另一方面,如在图9A中示出的,在依据本发明的实施例的图像模糊校正装置1中,第二电致动器9B布置在校正透镜2和第一辅助引导轴7B之间,并且第一电致动器9A布置在校正透镜2和第二辅助引导轴8B之间。因此,不必在第一和第二主引导轴7A和7B外侧保证用于电致动器9A和9B的空间。因此,固定框架5可以具有比现有技术中的图像模糊校正装置300的固定框架305的直径小2R的直径L2。由此,整个装置的尺寸可以减小,并且包括图像模糊校正装置的镜筒和成像设备的尺寸可以减小。
固定框架5的直径也可以通过靠近校正透镜2布置第一和第二辅助引导轴7B和8B并布置第一和第二电致动器9A和9B在辅助引导轴的外侧而小于现有技术中的固定框架300。在本实例中,以预定距离彼此分离辅助引导轴7B和8B和校正透镜2可以是必要的,以分别接合第一可移动框架3的第一辅助轴接合部分14和第二可移动框架4的第二辅助轴接合部分36于第一和第二辅助引导轴7B和8B。
特别地,使横跨校正透镜2与第一和第二主引导轴7A和8A相对的空间大于第一电致动器9A布置在第二辅助引导轴8B和校正透镜2之间并且第二电致动器9B布置在第一辅助引导轴7B和校正透镜2之间的实例中的空间可能是必须的。因此,为减小固定框架5的直径以减小整个装置的尺寸,优选地布置第一电致动器9A在第二辅助引导轴8B和校正透镜2之间并布置第二电致动器9B在第一辅助引导轴7B和校正透镜2之间。
而且,如在图8中示出的,在装配的图像模糊校正装置1中,部件关于连接固定框架5的一对直线引导槽44a和44b的线对称地布置。特别地,第一主引导轴7A、第二辅助引导轴8B和第一电致动器9A关于连接固定框架5的一对直线引导槽44a和44b对称于第二主引导轴8A、第一辅助引导轴7B和第二电致动器9B布置。因此,用于形成直线引导槽44a和44b的空间可以确保处于不干涉例如第一主引导轴7A的部件的位置中。由此,不需要增加固定框架5的尺寸以形成直线引导槽44a和44b,并且整个装置的尺寸可以得以减小。
带有这样构造的图像模糊校正装置1可以例如如下地动作。图像模糊校正装置1的校正透镜2可以通过有选择地或同步地提供适当值的驱动电流经过柔性线路板57至第一和第二电致动器9A和9B的每个线圈22A和22B而移动。
特别地,图像模糊校正装置1的第一线圈22A和第二线圈22B通过柔性线路板57固定到固定框架5。这里,第一线圈22A的每个推力产生部分23a和23b沿第二方向X延伸,第一线圈22B的每个推力产生部分24a和24b沿第一方向Y延伸。固定到第一可移动框架3的第一磁体21A面向第一线圈22A布置,并且同样固定的第二磁体21B面向第二线圈22B布置。
由此,由第一磁体21A形成的磁路的磁通量近似垂直地穿过第一线圈22A的每个推力产生部分23a和23b传输。类似地,由第二磁体21B形成的磁路的磁通量近似垂直地穿过第二线圈22B的每个推力产生部分24a和24b传输。每个磁体21A和21B固定到由固定框架5支撑的第一可移动框架3以可以穿过第二可移动框架4移动。因此,校正透镜2可以穿过第一可移动框架3在预定范围内在包括第一方向Y和第二方向X的平面上沿任意方向移动,即,在由限位突起51和限位容纳孔12限制的范围内移动。
当使电流流过第一电致动器9A的第一线圈22A时,电流在第一线圈22A的每个推力产生部分23a和23b中沿第二方向X流动,因为每个推力产生部分23a和23b沿第二方向X延伸。这里,由于第一磁体21A的磁通量沿近似地垂直于每个推力产生部分23a和23b的方向作用,依据Fleming定律沿第一方向Y指向的推力作用在第一磁体21A上。因此,固定着第一磁体21A的第一可移动框架3沿第一方向Y移动。由此,保持在第一可移动框架3中的校正透镜2响应于在第一线圈22A中流动的电流的大小而沿第一方向Y移动。
类似地,当使电流流过第二电致动器9B的第二线圈22B时,电流在第二线圈22B的每个推力产生部分24a和24b中沿第一方向Y流动,因为每个推力产生部分24a和24b沿第一方向Y延伸。这里,由于第二磁体21B的磁通量沿近似垂直于每个推力产生部分24a和24b的方向作用,依据Fleming定律沿第二方向X指向的推力作用在第二磁体21B上。因此,第二磁体21B所固定到的第一可移动框架3穿过第二可移动框架4沿第二方向X移动。由此,保持在第一可移动框架3中的校正透镜2响应于在第二线圈22B中流动的电流的大小而沿第二方向X移动。
当使得电流同时在第一线圈22A和第二线圈22B中流动时,由第一线圈22A产生的移动和由第二线圈22B产生的移动以组合的方式进行。特别地,校正透镜2沿第一方向Y由于在第一线圈22A中流动的电流的作用而移动,并且同时,校正透镜2沿第二方向X由于在第二线圈22B中流动的电流的作用而移动。由此,校正透镜2斜向地移动以校正图像模糊。
在本实施例中,第一和第二磁体21A和21B固定到第一可移动框架3,并且第一和第二线圈22A和22B固定到固定框架5以形成移动磁体型电致动器(驱动部分)。但是,依据本发明的实施例的电致动器(驱动部分)可以是具有固定到固定框架5的第一和第二磁体21A和21B并且具有固定到第一可移动框架3的第一和第二线圈22A和22B的移动线圈型电致动器。
下面,将参考图10到16说明依据本发明的实施例的包括具有前述构造和作用的图像模糊校正装置1的镜筒的第一实例。图10示出了依据本发明的实施例的镜筒的第一实例的缩回状态镜筒的透视图。图11示出了同一实例的伸出状态的镜筒。图12示出了伸出状态的镜筒的纵向截面的视图。图13示出了同一镜筒的横截面的视图。图14是镜筒的旋转构件、旋转限定构件和图像模糊校正装置1彼此接合的状态的透视图。图15是沿光轴方向排列的旋转构件、旋转限定构件和图像模糊校正装置1的分解透视图。图16A到16C是说明使用旋转构件和图像模糊校正装置1实现光学变焦的视图。
示出了依据本发明的实施例的镜筒的第一实例的镜筒71包括:包括多个透镜的透镜系统;固定透镜系统的各个部件或支撑部件移动的例如环或框架的机械系统;和操作机械系统的例如马达或齿轮的动力系统。
如在图12中示出的,镜筒71的透镜系统包括:由多个透镜组合形成的第一透镜组72;校正透镜2,其是由多个透镜的组合所形成并校正透镜系统中的图像模糊;和由一个透镜或两个或多个透镜的组合所形成的第二透镜组73。透镜系统使用第一透镜组72和校正透镜2实现了变焦功能,并在第一透镜组72和校正透镜2沿光轴方向以预定量移动时进行变焦。透镜系统使用第三透镜组73实现了聚焦功能,并且在第三透镜组沿光轴方向以预定量移动时进行聚焦。
镜筒71的机械系统以从物体起的顺序包括:示出了直线构件的特定实例的第一组环75;保持第一透镜组72的第一组透镜框架76;具有校正透镜2作为第二透镜组的图像模糊校正装置;直线环77;示出了旋转构件的特定实例的凸轮环78;固定到例如数码相机的相机的主体的固定环79;保持第三透镜组73的第三组透镜框架81;和固定到固定环79的后部的后部镜筒82。
镜筒71的马达系统包括:旋转凸轮环78(见图10和11)的变焦马达84;减速齿轮单元(未示出)和驱动齿轮85(见图14);和用于聚焦光学系统在物体上的F马达单元(未示出)。变焦马达84、减速齿轮单元和F马达单元联接到固定环78和后部镜筒82构成的组件上。驱动齿轮85由固定环79和后部镜筒82支撑旋转。
如在图10和11中示出的,光探测器87联接到固定环79和后部镜筒82构成的组件上。光探测器87具有探测器壳体88,探测器壳体88包括:曝露于例如数码相机的成像设备的前表面上的前窗口88a;和曝露于成像设备(见图19)的后表面上的后窗口88b。由固定透镜和可移动透镜形成的探测器透镜系统设置于探测器外壳88中,允许用户观察到物体的范围,该范围近似地等价于由镜筒71的透镜系统获得的图像。
如在图12中示出的,成像装置单元91联接到后部镜筒82。成像装置单元91包括例如CCD图像传感器的固态成像装置92、适配器93和密封橡胶94。适配器93由安装在后部镜筒82的通孔82a中的框架形成,并通过粘结剂、固定螺钉或其它固定方法固定到后部镜筒82。固态成像装置92具有面向适配器93的开口的光接收表面,并通过密封橡胶94固定到适配器93。低通滤波器95放置在固态成像装置92的光接收表面之前。低通滤波器95由适配器93通过滤波器压紧件(未示出)可分离地保持。
固定到后部镜筒82的前部的固定环79由近似圆筒形成,从而形成镜筒71的外部,并且整个透镜系统可以收缩在固定环79中。固定环79的内周具有:三个凸轮槽79a,其具有近似相同的凸轮曲线(图12中示出了其中两个);和沿光轴方向线性地延伸的六个直线引导槽79b(图12中示出了其中一个)。后面说明的凸轮环79的三个凸轮突起105分别耦接于固定环79的三个凸轮槽79a滑动。并且直线引导槽79b沿光轴方向引导直线环77和后面说明的旋转限定构件111。
直线环77由圆筒形成,其中插入了第一组环75,并且直线环77具有沿轴向方向设置于一个边缘上并沿轴向方向向外突出的六个突起77a(图12中示了其中的一个)。六个突起77a分别滑动耦接于设置于固定环79的内周上的六个直线引导槽79b。直线环77的内周具有三个直线引导槽77b(图12示出了其中的一个)。三个直线引导槽77b以近似相等的间隔沿圆周方向布置并沿光轴方向彼此平行地线性延伸。后面说明的第一组环75的三个引导突起75c分别滑动耦接于三个直线引导槽77b。
第一组环75形成为其中插入凸轮环78的圆筒,并具有:沿轴向设置于一端处(后侧)并向后突出的三个托架75a;和沿轴向连贯于前侧即另一端并沿径向内部地延伸的内凸缘75b。三个托架75a以相等的间隔沿圆周方向提供。三个托架75a分别具有:沿径向向外突出的引导突起75c;和沿径向向内突出的三个凸轮销75d。
引导突起75c集成于托架75a而形成,以构建在托架75a的部分上。凸轮销75d通过压配安装单独构件而与托架75a成为一体。三个引导突起75c分别滑动耦接于直线环77的三个直线引导槽77b。三个凸轮销75d分别滑动耦接于后面说明的凸轮环78的三个外凸轮槽108。
第一组环75的前边缘具有在非拍摄期间通过关闭作为拍摄孔的光路来保护透镜系统的镜头筒单元101。镜头筒单元101包括环形镜头筒主体101a,其固定到第一组环75的内凸缘75b;一对由镜头筒主体101a支撑旋转的开/关薄片101b(见图10和12);及打开和关闭一对开/关薄片101b的薄片开/关机构(未示出)。
凸轮环78布置在固定环79内。如在图13和14中示出的,旋转限定构件111和图像模糊校正装置1分别安装在凸轮环78中。如在图14和15中示出的,凸轮环78形成为:具有稍微小于固定环79的内径的外径的圆筒体78a;和凸缘78b,其连贯于圆筒体78a的一端表面。凸缘78b沿径向向外延伸。凸轮环78的凸缘78b具有三个沿圆周方向以相等间隔布置的凸轮突起105(在图14和15中示出了其中的两个)。三个凸轮突起105分别滑动耦接于设置于固定环79的内周上的三个凸轮槽79a。
凸轮环78的凸缘78B具有形成带有正齿的齿轮106。齿轮106包括:形成在圆筒体78a一侧上的第一齿轮106a;形成在圆筒体78a的相对侧上的第二齿轮106b;和连接第一齿轮106a到第二齿轮106b并具有等于第一和第二齿轮106a和106b的总的齿宽的齿宽的第三齿轮106c。
齿轮106沿圆周方向的长度具有必须的轮齿数目,以便以预定角度旋转凸轮环78。驱动齿轮85总是接合于第一到第三齿轮106a到106c中的任何一个。因此,当驱动齿轮85由变焦马达84(见图10)和减速齿轮单元(未示出)的致动而驱动旋转时,凸轮环78依据驱动齿轮85的旋转方向向左或向右旋转。当凸轮环78由驱动齿轮85转动时,凸轮环78同时沿轴向移动。这里,驱动齿轮85设置为其所具有的齿宽充分地长于凸轮环78沿轴向的运动(冲程)的量。因此,凸轮环78在预定范围内旋转,而驱动齿轮85总是接合于齿轮106。
凸轮环78的圆筒体78a的外周具有三个具有相同凸轮曲线(迹线)的凸轮槽108(在图14和15中示出其中的两个)。支撑第一透镜组72的第一组环75的三个凸轮销75d(见图12)分别滑动接合于三个外凸轮槽108。三个凸轮槽108以近似相等的间隔沿圆周方向布置,允许第一组环75沿光轴方向移动并允许镜筒71进行光学变焦和镜筒伸缩。
凸轮环78的圆筒体78a的内周具有三个内凸轮槽组109,其具有以相等间隔而沿圆周方向提供的相同的凸轮曲线(迹线)(在图15中示出了其中之一)。三个内凸轮槽组109每个形成为具有相同凸轮曲线(迹线)的前部内周凸轮槽109a和后部内周凸轮槽109b的组合。前部内周凸轮槽109a和后部内周凸轮槽109b以预定的间隔沿圆筒体78a的轴向也即光轴方向布置,并另外设置为沿圆周方向轻微倾斜并且装配以相对于彼此轻微扭曲。
设置于图像模糊校正装置1的固定框架5中的前凸轮销45a分别滑动耦接于前部内周凸轮槽109a。固定框架5的后凸轮销45b分别滑动耦接于后部内周凸轮槽109b。三个内凸轮槽组109中的每个包括前部内周凸轮槽109a和后部内周凸轮槽109b,允许具有校正透镜2作为第一透镜组的图像模糊校正装置1沿光轴方向移动并允许镜筒71进行光学变焦和镜筒伸缩。
可以沿旋转方向旋转但沿光轴方向受限无法移动的旋转限定构件111固定到具有这样的构造的凸轮环78的凸缘78b。旋转限定构件111具有:所具有的内径和外径近似等于凸轮环78的圆筒体78a的内径和外径的环112;连贯于环112的内周的两个直线引导件113a和113b;和连贯于环112的外周的三个突起件114。
旋转限定构件111的直线引导件113a和113b在以180°旋转偏移的位置中面向彼此布置并沿垂直于环112的平面的方向突起。两个直线引导件113a和113b分别滑动耦接于设置于图像模糊校正装置1的固定框架5中的一对直线引导槽44a和44b中。三个突起件114沿圆周方向以预定的间隔而沿径向方向向外突起。三个突起件114滑动耦接于固定环79的直线引导槽79b。
图像模糊校正装置1联接到凸轮环78的内周并且由于旋转限定构件111对其旋转的限定而仅可以沿光轴方向移动。图像模糊校正装置1联接到凸轮环78的内周的状态中(见图14),设置到固定框架5的凸轮销组45的前部凸轮销45a接合于内凸轮槽组109的前部内周凸轮槽109a,并且后部凸轮销45b接合于后部内周凸轮槽109b。旋转限定构件111的直线引导件113a和113b接合于设置到固定框架5的一对直线引导槽44a和44b。另一方面,旋转限定构件111的突起件114分别滑动接合于固定环79的第一直线引导槽79b。因此,当凸轮环78转动时,图像模糊校正装置1并不相对于固定环79旋转并且仅沿着由前部内周凸轮槽109a和后部内周凸轮槽109b确定的内凸轮槽组109的凸轮曲线而沿光轴方向前后移动。
旋转限定构件111具有接合于固定环79的直线引导槽79b的三个突起件114。因此,旋转限定构件111并不相对于固定环79旋转,并且与固定环79一体沿光轴方向移动凸轮环78沿光轴方向移动的距离。类似地,直线环77具有接合于固定环79的六个直线引导槽79b的六个突出77a。因此,类似于旋转限定构件111,直线环77并不相对于固定环79旋转,并且与固定环79一体沿光轴方向移动凸轮环78沿光轴方向移动的距离。
第一组环75的三个引导突起75c分别接合于设置于直线环77的内周上的三个直线引导槽77b。三个凸轮销75d接合于设置于凸轮环78的外周上的三个外凸轮槽108。因此,第一组环75沿光轴方向前后移动,而不响应于凸轮环78的旋转的量旋转。
下面,将参考图16A到16C描述使用凸轮环78操作的光学变焦和图像模糊校正装置1的凸轮机构。图16A是说明图像模糊校正装置1的后部凸轮销45b从凸轮环78的后部内周凸轮槽109b脱离的状态的视图。图16B是说明前部凸轮销45a和后部凸轮销45b分别接合于前部内周凸轮槽109a和后部内周凸轮槽109b的状态的视图。图16C是说明前部凸轮销45a脱离前部内周凸轮槽109a的状态的视图。
在镜筒缩回状态中(见图10),图像模糊校正装置1完全容纳在凸轮环78内。这里,图像模糊校正装置1的前部凸轮销45a接合于凸轮环78的前部内周凸轮槽109a,并且后部凸轮销45b从凸轮环78的圆筒体78a向后突出并且不接合于后部内周凸轮槽109b。当在缩回状态的镜筒中的凸轮环78沿伸出方向旋转时,前部凸轮销45a沿前部内周凸轮槽109a滑动。这里,由于旋转限定构件111的直线引导件113a和113b接合于直线引导槽44a和44b,图像模糊校正装置1沿光轴方向移动,而不旋转,并且然后处于图16A中示出的状态。
当处于图16A示出的状态中的凸轮环78沿伸出方向进一步旋转时,前凸轮销45a沿前部内周凸轮槽109a滑动并且后凸轮销45b凸轮接合于后内周凸轮槽109b。从而,如在图16B中示出的,前后凸轮销45a和45b分别凸轮接合于前后内周凸轮槽109a和109b。这里,由于旋转限定构件111的直线引导件113a和113b接合于直线引导槽44a和44b,图像模糊校正装置1沿光轴方向移动而不旋转。
当处于图16B中示出的状态的凸轮环78沿伸出方向进一步旋转时,前后凸轮销45a和45b沿前后内周凸轮槽109a和109b滑动,并且图像模糊校正装置1进一步沿光轴方向移动。然后,如在图16C中示出的,前凸轮销45a从前部内周凸轮槽109a脱离,并且图像模糊校正装置1沿光轴方向移动,且仅有后凸轮销45b凸轮接合于后部内周凸轮槽109b。当拍摄状态改变为非拍摄状态时,图像模糊校正装置1的移动与前述移动相反。
正常状态中的图像模糊校正装置1布置成使得校正透镜2的光轴在镜筒71中的另外的透镜系统的光轴上。当由于作用在镜筒71上的晃动、振动等而使得在固态成像装置92的成像表面上发生图像模糊时,图像模糊校正装置1沿垂直于透镜系统的两个方向(如上说明的第一方向Y和第二方向X)移动校正透镜2,以校正成像表面上的图像模糊。
图像模糊检测器(未示出)检测作用在镜筒71上的晃动、振动等。例如陀螺传感器可以用作图像模糊检测器。陀螺传感器与镜筒71一起安装在相机中。陀螺传感器检测由于拍摄者的手的颤抖、晃动等而作用在镜筒71上的加速度、角速度、角加速度等。由陀螺传感器检测到的例如加速度或角速度的信息设置到控制装置。
控制装置控制对于第一电致动器9A和/或第二电致动器9B的驱动以在固态成像装置92的成像表面上的预定位置中形成图像。特别地,第一电致动器9A的驱动受到控制以抑制沿第一方向Y的晃动而沿第一方向Y移动第一可移动框架3。第二电致动器9B的驱动受到控制以抑制沿第二方向X的晃动而穿过第一可移动框架3沿第二方向X移动第二可移动框架4。
下面,将参考图17到19描述示出了包括具有前述构造的镜筒71的成像设备的第一实例的数码相机200。图17是数码相机200的镜筒缩回状态的前透视图。图18是伸出状态的镜筒的前透视图。图19是数码相机200的后透视图。
图17到19中示出的数码相机200使用了半导体记录介质作为信息记录介质。数码相机200可以使用在前述镜筒71中的固态成像装置92转换来自物体的光学图像成为电信号,并记录信号在半导体记录介质中或在例如液晶显示器的显示面板上显示基于电信号的图像。
数码相机200包括:示出了装置主体的特定实例的相机主体201;以光的形式获取物体的图像并将光引导至固态成像装置92的镜筒71;由液晶显示器等形成的用于基于固态成像装置92输出的视频信号显示图像的平面显示面板;控制镜筒71的移动、平面显示器202中的显示等的控制部分(见图21);和电池电源(未示出)。
数码相机200的相机主体201采用水平的长平板柱体。如在图17和18中示出的,面环205联接到相机主体201的前表面上一侧。可以在镜筒71的前表面上前后移动的第一组环75等面向面环205的中心孔205a。当打开数码相机200的电源时,镜筒71向前延伸(见图18)。当数码相机200的电源关闭时,镜筒71容纳在相机主体201中(见图17)。
闪光装置的发光部分206、自动对焦机构的发光/接收光部分207、和曝露联接到镜筒71的光探测器87的前窗口88a的开口窗口208设置于相机主体201的前表面上的镜筒71上方。快门按钮209、电源按钮210、和例如麦克风的声音收集器的声音收集孔211布置在相机主体201的上表面上。
如在图19中示出的,打开和关闭其中可拆卸地储存了电池的电池储存部分的电池盖212、和吊带联接部分213被布置在相机主体201的一个侧表面上。例如液晶显示器的平面显示面板202曝露在相机主体201的后表面上。曝露联接到镜筒71的光探测器87的取景窗88b设置于相机主体201的后表面上的平面显示面板202上方。
而且,用于变焦的变焦按钮216、模式切换拨盘217、选择按钮218和多种操作按钮219设置于相机主体201的后表面上的平面显示面板202的右侧上。模式切换拨盘217是用于选择功能模式(例如静止图像模式或视频模式)的拨盘操作部分。选择按钮218是用于移动菜单选择光标等的并用于确定所选择的菜单的按钮。操作按钮219的实例包括:在平面显示面板202中显示记录在半导体记录介质中的图像的再现按钮;显示多种菜单的菜单按钮;和设置自身计时器、屏幕尺寸等的设置按钮。
图20是用于说明前述图像模糊校正装置1中的控制构思的框图。控制部分230包括:图像模糊校正计算部分231;模拟伺服系统232;驱动电路233和四个放大器(AMP)234A、234B、235A和235B。第一陀螺传感器236A通过第一放大器(AMP)234A连接到图像模糊校正计算部分231。第二陀螺传感器236B也通过第二放大器(AMP)234B连接到图像模糊校正计算部分231。
第一陀螺传感器236A检测沿第一方向Y的由于施加到相机主体201的晃动等引起的位移的量。第二陀螺传感器236B检测沿第二方向X的由于施加到相机主体201的晃动等引起的位移的量。在本实例中,两个陀螺传感器提供以分别检测沿第一方向Y的位移的量和沿第二方向X的位移的量,但是,显然可以使用一个陀螺传感器检测沿第一方向Y和第二方向X的位移的量。
模拟伺服系统232连接到图像模糊校正计算部分231。模拟伺服232转换由图像模糊校正计算部分所计算的数字值成为模拟值并输出对应于模拟值的控制信号。驱动电路233连接到模拟伺服232。作为第一位置检测器的第一孔元件26A通过第三放大器(AMP)235A连接到驱动电路233。作为第二位置检测器的第二孔元件26B通过第四放大器(AMP)235B连接到驱动电路233。而且,第一电致动器9A的第一线圈22A和第二电致动器9B的第二线圈22B分别连接到驱动电路233。
由第一孔元件26A检测的第一可移动构件3沿第一方向Y的位移的量被通过第三放大器235A输入到驱动电路233。由第二孔元件26B检测的第一和第二可移动框架3和4的沿第二方向X的位移的量通过第四放大器235B输入到驱动电路233。驱动电路233输出预定电流至第一线圈22A或/和第二线圈22B以基于这些来自模拟伺服232的输入信号和控制信号而移动校正透镜2用于图像模糊校正。
图21示出了包括具有前述构造和作用的图像模糊校正装置1的数码相机的示意性构造的第一实例的框图。数码相机200包括:具有图像模糊校正装置1的镜筒71;用作控制装置的主要部分的控制部分240;具有例如程序存储器和数据存储器的RAM和ROM以驱动控制部分240的存储器241;输出不同的指令信号用于例如打开和关闭电源、选择拍摄模式或摄制的操作部分242;显示所拍摄的图像的平面显示面板202;和提供较大的存储能力的外记忆体243。
控制部分240包括:具有例如微型计算机(CPU)的计算电路。存储器241、操作部分242、模拟信号处理部分244、数字信号处理部分245、两个A/D转换器246/247、D/A转换器248;和定时信号发生器(TG)249连接到控制部分240。模拟信号处理部分244连接到联接到镜筒71的固态成像装置92。模拟信号处理部分244使用对应于固态成像装置92输出的所拍摄图像的模拟信号进行预定的信号处理。模拟信号处理部分244连接到第一A/D转换器246。第一A/D转换器246转换模拟信号成为数字信号。
数字信号处理部分245连接到第一A/D转换器246。数字信号处理部分245基于第一A/D转换器246所提供的数字信号执行预定的信号处理。平面显示面板202和外部记忆体243连接到数字信号处理部分245。物体图像基于数字信号处理部分245所输出的数字信号而显示在平面显示面板202中或存储在外部记忆体243中。陀螺传感器236作为模糊检测部分而连接到第二A/D转换器247。陀螺传感器236检测相机主体201的振动、晃动等,并响应于检测结果执行图像模糊校正。
驱动控制部分252作为用于图像模糊校正的伺服计算部分连接到D/A转换器248。驱动控制部分252响应于操作部分242的指令信号驱动和控制变焦马达84,并响应于校正透镜2的位置驱动和控制第一和第二电致动器9A和9B。第一孔元件26A和第二孔元件26B作为位置检测器连接到驱动部分252。第一孔元件26A和第二孔元件26B检测图像模糊校正装置1的第一可移动框架3的位置以检测校正透镜2的位置。定时信号发生器(TG)249连接到固态成像装置92。
随后,物体的图像输入至镜筒71的透镜系统并形成在固态成像装置92的图像形成表面上。然后,图像信号作为模拟信号输出,在模拟信号处理部分244处接受预定的处理并且然后在第一A/D转换器246处转换成为数字信号。第一A/D转换器246的输出在数字信号处理部分246处接受预定的处理并且然后作为对应于物体的图像显示在平面显示面板202中或者作为所存储的信息存储在外记忆体243中。
在这样的拍摄状态中,相机主体201受到振动、晃动等的同时,图像模糊校正装置1进行操作,陀螺传感器236检测振动、晃动等并输出其检测信号至控制部分240。控制部分240基于接收的检测信号执行预定的算法处理。控制部分240输出用以控制图像模糊校正装置1移动的信号至驱动控制部分252。驱动控制部分252基于接收的来自控制部分240的控制信号而输出预定的驱动信号至图像模糊校正装置1。图像模糊校正装置1沿第一方向Y移动第一可移动框架3预定量并且沿第二方向X移动第二可移动框架4预定量。因此,图像模糊通过移动校正透镜2得以消除并可以获得清晰的图像。
图22示出了包括具有前述构造和作用的图像模糊校正装置1的数码相机的示意性构造的第二实例的框图。数码相机200A包括:具有图像模糊校正装置1的镜筒71。而且,数码相机200A包括用作控制装置的主要部分的视频记录/再现电路260;内嵌记忆体261,其具有例如程序记忆体和数据记忆体的RAM和ROM用以驱动视频记录/再现电路260;处理所拍摄的视频等成为预定信号的视频信号弹处理部分262;显示所拍摄的视频等的平面显示面板202;用于大的收缩容量的外部记忆体264;和驱动并控制图像模糊校正装置1的镜筒控制部分265。
视频记录/再现电路260包括:具有例如微型计算机(CPU)的计算电路。内嵌记忆体261、视频信号处理部分262、镜筒控制部分265、显示器驱动部分266、放大器267和三个接口(I/F)271、272和273连接到视频记录/再现电路260。视频信号处理部分262通过放大器267连接到联接到镜筒71的固态成像装置92。处理成为预定视频信号的信号输入视频记录/再现电路260。
平面显示面板202通过显示器驱动部分266连接到视频记录/再现电路260。连接器268连接到第一接口(I/F)271。外部记忆体264可分离地连接到连接器268。设置于相机主体201中的连接端子274连接到第二接口(I/F)272。
作为模糊检测部分的加速传感器275通过第三接口(I/F)273连接到镜筒控制部分265。加速传感器275以加速度形式检测由于施加到相机主体201振动、晃动等而产生的位移。陀螺传感器可以用作加速传感器275。示出了透镜驱动部分的第一特定实例的变焦马达84和示出了透镜驱动部分的第二特定实例的第一和第二电致动器9A和9B连接到镜筒控制部分265。作为检测校正透镜2的位置的位置检测器的两个孔元件26A和26B也连接到镜筒控制部分265。
随后,通过输入到镜筒70的透镜系统的图像光,在固态成像装置92的图像形成表面上形成物体的图像。然后,图像信号通过放大器267输入到视频信号处理部分262。在视频处理部分262中处理成为预定视频信号的信号输入到视频记录/再现电路260。因此,对应于物体的图像的信号从视频记录/再现电路260输出到显示器驱动部分266、内嵌记忆体261或外部记忆体264。由此,对应于物体的图像根据需要穿过显示器驱动部分266而显示在平面显示面板202或者作为信息信号记录在内嵌记忆体261或外部记忆体264中。
在这样的拍摄状态中,当相机主体201受到振动、晃动等的同时,图像模糊校正装置1进行操作,加速度传感器275检测振动、晃动等。然后,检测信号通过镜筒控制部分265而输出到视频记录/再现电路260。视频记录/再现电路260基于接收到的信号执行预定的算法处理。视频记录/再现电路260输出控制图像模糊校正装置1的移动的控制信号至镜筒控制部分265。镜筒控制部分265基于接收到的来自视频记录/再现电路260的控制信号输出预定驱动信号至图像模糊校正装置1。图像模糊校正装置1沿第一方向Y移动第一可移动框架3预定量,并沿第二方向X移动第二可移动框架4预定量。因此,通过校正透镜2的移动消除了图像模糊并可以获得清晰的图像。
如上所述,依据本发明实施例的图像模糊校正装置、镜筒和成像设备,短于第一主引导轴的第一辅助引导轴放置在固定框架的外周上,且第二驱动部分放置在第一辅助引导轴和校正透镜之间。短于第二主引导轴的第二辅助引导轴放置在固定框架的外周上,且第一驱动部分放置在第二辅助引导轴和校正透镜之间。因此,能有效利用横跨校正透镜与第一主引导轴相对的空间和横跨校正透镜与第二主引导轴相对的空间。由此,装置可以沿校正透镜的光轴方向减小尺寸并且沿垂直于光轴方向的方向减小整个装置的尺寸。
相对于连接一对设置到固定框架的直线引导槽的线,第一主引导轴、第二辅助引导轴和第一驱动部分对称于第二主引导轴、第一辅助引导轴和第二驱动部分放置。因此,可以确保用于形成直线引导槽的空间而不会增加固定框架的直径,并且整个装置可以减小尺寸。
本发明并不局限于如上描述并显示在附图中的实施例,并且在不偏离本发明的要旨的前提下,可以实现多种修改。例如,本发明在前述实施例中应用到数码相机,作为成像设备,但是,本发明也可以应用于另外的成像设备,例如数码摄像机、带有相机的个人计算机和带有相机的移动电话。在前述实施例中,镜筒包括三个透镜组,但是,依据本发明的实施例的镜筒可以明显地包括两个或更少的透镜组或四个或更多的透镜组。
本领域技术人员应能够明白,可以依据设计需要和范围内的其它因素进行在权利要求或其等效文本的范围内的多种修改、组合、子组合和替换。
本发明要求于2007年11月19日在日本专利局申请的日本专利申请JP2007-299673的优先权,这里依据授权范围并入它的全部内容。
Claims (10)
1、一种图像模糊校正装置,其包括:
构造以校正透镜系统中的图像模糊的校正透镜;
保持所述校正透镜的第一可移动框架;
支撑所述第一可移动框架使其能够沿垂直于所述透镜系统的光轴的第一方向移动的第二可移动框架;
支撑所述第二可移动框架使其能够沿垂直于所述透镜系统的光轴并垂直于所述第一方向的第二方向移动的固定框架;
横跨所述校正透镜相对布置并沿所述第一方向引导第一可移动框架的第一主引导轴和第一辅助引导轴;
横跨所述校正透镜相对布置并沿所述第二方向引导第二可移动框架的第二主引导轴和第二辅助引导轴;
沿所述第一方向移动所述第一可移动框架的第一驱动部分;和
沿所述第二方向移动所述第二可移动框架的第二驱动部分,
其中所述第一辅助引导轴短于所述第一主引导轴,并且所述第二驱动部分布置在所述第一辅助引导轴和所述校正透镜之间,和
其中所述第二辅助引导轴短于所述第二主引导轴,并且所述第一驱动部分布置在所述第二辅助引导轴和所述校正透镜之间。
2、如权利要求1所述的图像模糊校正装置,
其中所述校正透镜是能够通过所述固定框架沿透镜系统的光轴方向移动的透镜,并且,
其中所述固定框架具有一对引导槽,所述一对引导槽在围绕所述校正透镜相对彼此旋转偏移约180°的位置中沿平行于所述校正透镜的光轴方向的方向延伸。
3、如权利要求2所述的图像模糊校正装置,
其中所述第一驱动部分和所述第二驱动部分是各自具有磁体和线圈的电致动器,并且
其中所述磁体固定到所述第一可移动框架和所述固定框架中的一个,并且所述线圈固定到所述第一可移动框架和所述固定框架中的另一个。
4、如权利要求3所述的图像模糊校正装置,
其中所述第一驱动部分和所述第二驱动部分的磁体各自固定到所述第一可移动框架,并且所述第一驱动部分和所述第二驱动部分的线圈各自固定到所述固定框架。
5、如权利要求3所述的图像模糊校正装置,
其中所述线圈是平面地缠绕的平线圈,并且
其中所述第一驱动部分的所述线圈具有内部电流沿垂直于所述第一方向的方向流动的推力产生部分,并且所述第二驱动部分的所述线圈具有内部电流沿垂直于所述第二方向的方向流动的推力产生部分。
6、一种具有在拍摄期间伸出的可伸缩圆筒体的镜筒,所述镜筒包括:
容纳在所述圆筒体中的透镜系统;和
布置在所述圆筒体中的图像模糊校正装置,构造成校正所述透镜系统中的图像模糊,
所述图像模糊校正装置包括:
保持所述校正透镜的第一可移动框架;
支撑所述第一可移动框架使其能够沿垂直于所述透镜系统的光轴的第一方向移动的第二可移动框架;
支撑所述第二可移动框架使其能够沿垂直于所述透镜的光轴并垂直于所述第一方向的第二方向移动的固定框架;
横跨所述校正透镜相对布置的第一主引导轴和第一辅助引导轴,沿所述第一方向引导所述第一辅助引导轴;
横跨所述校正透镜相对布置的第二主引导轴和第二辅助引导轴,沿所述第二方向引导所述第二辅助引导轴;
沿所述第一方向移动所述第一可移动框架的第一驱动部分;和
沿所述第二方向移动所述第二可移动框架的第二驱动部分,
其中所述第一辅助引导轴短于所述第一主引导轴并且所述第二驱动部分布置在所述第一辅助引导轴和所述校正透镜之间,并且
其中所述第二辅助引导轴短于所述第二主引导轴并且所述第一驱动部分布置在所述第二辅助引导轴和所述校正透镜之间。
7、如权利要求6的镜筒,
其中所述图像模糊校正装置中的所述校正透镜是能够通过所述固定框架沿所述透镜系统的光轴方向移动的透镜,
其中所述固定框架具有一对引导槽,所述一对引导槽在围绕所述校正透镜相对彼此旋转偏移约180°的位置中沿平行于所述校正透镜的光轴方向的方向延伸,并且
其中一对引导件设置于所述圆筒体中以分别可滑动地接合于所述一对引导槽。
8、如权利要求7的镜筒,
其中所述圆筒体具有包括设置有凸轮槽的内周的旋转构件,所述旋转构件能够相对于所述图像模糊校正装置的固定框架旋转并且能够沿所述透镜系统的光轴方向相对地移动,并且
其中所述固定框架具有接合于所述旋转构件的所述凸轮槽的凸轮从动件,其允许所述旋转构件在旋转的同时沿所述光轴方向移动,使得所述固定框架沿所述光轴方向移动。
9、如权利要求7的镜筒,
其中所述校正透镜沿所述透镜系统的所述光轴方向移动以执行所述透镜系统的变焦。
10、一种成像设备,其包括:
镜筒,其包括:能够内部容纳透镜系统并且在拍摄期间伸出的可伸缩圆筒体;和布置在所述圆筒体中并具有构造成校正所述透镜系统中的图像模糊的校正透镜的图像模糊校正装置;和
联接着所述镜筒的装置主体,
所述图像模糊校正装置包括:
保持所述校正透镜的第一可移动框架,
支撑所述第一可移动框架使其能够沿垂直于所述透镜系统的光轴的第一方向移动的第二可移动框架,
支撑所述第二可移动框架使其能够沿垂直于所述透镜系统的光轴并垂直于所述第一方向的第二方向移动的固定框架,
横跨所述校正透镜相对布置的第一主引导轴和第一辅助引导轴,沿所述第一方向引导所述第一辅助引导轴,
横跨所述校正透镜相对布置的第二主引导轴和第二辅助引导轴,沿所述第二方向引导所述第二辅助引导轴,
沿所述第一方向移动所述第一可移动框架的第一驱动部分,和
沿所述第二方向移动所述第二可移动框架的第二驱动部分,
其中所述第一辅助引导轴短于所述第一主引导轴并且所述第二驱动部分布置在所述第一辅助引导轴和所述校正透镜之间,并且
其中所述第二辅助引导轴短于所述第二主引导轴并且所述第一驱动部分布置在所述第二辅助引导轴和所述校正透镜之间。
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