CN101957535B - 防振致动器及包括该防振致动器的镜头单元、摄像装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供防振致动器及包括该防振致动器的镜头单元、摄像装置。该防振致动器能够在防止大型化的同时获得较大的驱动力。本发明的防振致动器(10)使防止图像模糊用透镜(16)在与其光轴正交的平面内移动,其特征在于,具有固定部(12)、安装有防止图像模糊用透镜的可动部(14)、容许该可动部在与固定部平行的平面内相对于该固定部平移移动及旋转移动地支承可动部的可动部支承部件(18)、分别配置在防止图像模糊用透镜的周围且相对于固定部驱动可动部的第1驱动部件(20a、22a)、第2驱动部件(20b、22b)及第3驱驱动部件(20c、22c),第3驱动部件能够产生的驱动力与第1、第2驱动部件能够产生的驱动力不同。
Description
技术领域
本发明涉及防振致动器,特别是涉及使防止图像模糊用透镜在与其光轴正交的平面内移动的防振致动器及包括该防振致动器的镜头单元、摄像装置。
背景技术
在日本特开2006-106177号公报(专利文献1)中记载有一种致动器。图6表示该致动器的概略结构。如图6所示,致动器110包括固定部112和可动部114,利用3个钢球118支承可动部114,使可动部114能够相对于固定部112平移移动及旋转移动。另外,利用由3组驱动用线圈120和驱动用磁铁122构成的3个线性电动机来驱动可动部114。
这3个线性电动机所产生的驱动力的作用线分别朝向以防止图像模糊用透镜的光轴A为中心的圆的圆周方向。在各驱动用线圈120的内侧还分别配置有用于检测相对配置的各驱动用磁铁122的位置的霍尔元件124。
在致动器110中,并没有利用引导部件等来限制可动部114的旋转,而是通过协调3个线性电动机进行驱动来实现可动部114的平移移动。并且,通过控制3个线性电动机也能够实现可动部的旋转移动。
这样,未设置用于限制可动部的旋转的引导部件的致动器,其可动部的支承机构较为简单,且也能够使可动部旋转移动,因此较为有利。
另外,在日本特开2008-122531号公报(专利文献2)中记载有图像模糊校正装置。该图像模糊校正装置包括两个线性电动机,这两个线性电动机所产生的驱动力的作用线分别朝向以防止图像模糊用透镜的光轴A为中心的圆的半径方向。
专利文献1:日本特开2006-106177号公报
专利文献2:日本特开2008-122531号公报
但是,在日本特开2006-106177号公报所述的致动器中,存在为了增大线性电动机所产生的驱动力,需要扩大致动器的外径这样的问题。即,各线性电动机所产生的驱动力是通过各驱动用磁铁122所产生的磁通与在各驱动用线圈120的、在图6中施加了斜线的部分中流动的电流的相互作用而产生的。因而,为了增大各线性电动机所产生的驱动力,需要增大各驱动用线圈120的斜线部。为了延长各驱动用线圈120的斜线部,需要沿以光轴为中心的圆的半径方向延长各驱动用线圈,由此,存在整个致动器的外径大型化这样的问题。
另一方面,在日本特开2008-122531号公报所述的致动器中,由于各线性电动机所产生的驱动力的作用线朝向圆的半径方向,因此,通过沿圆周方向扩大各驱动用线圈,能够增大驱动力。因而,在该类型的致动器中,驱动力的增大不会直接引起致动器的大型化。
但是,在日本特开2008-122531号公报所述的致动器中,由于各线性电动机的驱动力朝向半径方向,因此,存在无法直接控制防止图像模糊用透镜的旋转移动这样的问题。因此,随着防止图像模糊用透镜的平移移动,防止图像模糊用透镜会产生不需要的旋转移动,图像模糊校正精度降低。
发明内容
因而,本发明的目的在于提供能够在防止大型化的同时获得较大的驱动力的防振致动器以及包括该防振致动器的镜头单元、摄像装置。
本发明的目的还在于提供能够有效地抑制防止图像模糊用透镜所不需要的旋转移动的防振致动器以及包括该防振致动器的镜头单元、摄像装置。
为了解决上述课题,本发明的防振致动器使防止图像模糊用透镜在与其光轴正交的平面内移动,其特征在于,该防振致动器包括:固定部;安装有防止图像模糊用透镜的可动部;容许可动部在与固定部平行的平面内相对于该固定部平移移动及旋转移动地支承该可动部的可动部支承部件;分别配置在防止图像模糊用透镜的周围、相对于固定部驱动可动部的第1驱动部件、第2驱动部件及第3驱动部件,第3驱动部件能够产生的驱动力与第1、第2驱动部件能够产生的驱动力不同。
在这样地构成的本发明中,安装有防止图像模糊用透镜的可动部被可动部支承部件以容许其在与固定部平行的平面内相对于该固定部平移移动及旋转移动的方式支承。第1驱动部件、第2驱动部件及第3驱动部件分别配置在防止图像模糊用透镜的周围,相对于固定部驱动可动部。第3驱动部件能够产生的驱动力与第1、第2驱动部件能够产生的驱动力不同。
采用这样地构成的本发明,由于第3驱动部件能够产生的驱动力与第1、第2驱动部件能够产生的驱动力不同,因此,通过适当地设定各驱动部件的驱动力的方向及能够产生的驱动力,能够在防止大型化的同时获得较大的驱动力。
本发明优选为,第1驱动部件产生以防止图像模糊用透镜的光轴为中心的圆的大致半径方向的驱动力,第2驱动部件产生与第1驱动部件的驱动力大致正交的方向的驱动力,第3驱动部件产生以防止图像模糊用透镜的光轴为中心的圆的大致圆周方向的驱动力。
采用这样地构成的本发明,由于第1、第2驱动部件产生大致正交的驱动力,第3驱动部件产生大致圆周方向的驱动力,能够利用第3驱动部件的驱动力校正在利用第1、第2驱动部件平移移动后的可动部略微产生的旋转移动,因此,能够有效地抑制防止图像模糊用透镜所不需要的旋转移动。
本发明优选为,第3驱动部件能够产生的驱动力小于第1、第2驱动部件能够产生的驱动力。
采用这样地构成的本发明,由于第3驱动部件能够产生的驱动力小于第1、第2驱动部件能够产生的驱动力,因此,能够将用于校正旋转移动的第3驱动部件构成为小型,从而能够使防振致动器整体小型化。
本发明优选为,第1、第2驱动部件各自包括驱动用线圈及与该驱动用线圈相对配置的驱动用磁铁,第1、第2驱动部件的各驱动用线圈形成为其以防止图像模糊用透镜的光轴为中心的圆的圆周方向上的长度大于半径方向上的长度的大致矩形。
采用这样地构成的本发明,由于第1、第2驱动部件的各驱动用线圈的圆周方向上的长度大于半径方向上的长度,因此,能够在确保足够的驱动力的同时,防止驱动用线圈在防止图像模糊用透镜的周围占有较大的空间而使防振致动器大型化。
本发明优选为,第1、第2驱动部件的各驱动用线圈的朝向其圆周方向的绕线部的长度与防止图像模糊周透镜的直径大致相等。
在这样地构成的本发明中,通过使朝向驱动用线圈的圆周方向的绕线部与驱动用磁铁相对而产生驱动力,产生驱动力的绕线部形成为与防止图像模糊用透镜的直径大致相等的长度。
采用这样地构成的本发明,通过使产生驱动力的绕线部形成得较长,能够在确保较大的驱动力的同时防止防振致动器大型化。
另外,本发明的镜头单元的特征在于,该镜头单元包括透镜镜筒、配置在该透镜镜筒中的拍摄用透镜及安装于透镜镜筒上的本发明的防振致动器。
另外,本发明的摄像装置的特征在于,该摄像装置包括本发明的镜头单元和安装有该镜头单元的摄像装置主体。
采用本发明的防振致动器及包括该防振致动器的镜头单元、摄像装置,能够在防止大型化的同时获得较大的驱动力。
另外,采用本发明的防振致动器及包括该防振致动器的镜头单元、摄像装置,能够有效地抑制防止图像模糊用透镜所不需要的旋转移动。
附图说明
图1是本发明的实施方式的摄像装置的剖视图。
图2是设于本发明的实施方式的摄像装置上的防振致动器的侧视剖视图。
图3是表示拆下防振致动器的可动部后的状态的主视图。
图4是防振致动器的可动部的主视图。
图5是表示控制器的信号处理的框图。
图6是以往的致动器的主视图。
具体实施方式
下面,参照附图说明本发明的实施方式。
首先,参照图1~图5说明本发明的实施方式的摄像装置。
图1是本发明的实施方式的摄像装置的剖视图。
如图1所示,本发明的实施方式的摄像装置1包括镜头单元2和摄像装置主体4。镜头单元2包括:透镜镜筒6、配置在该透镜镜筒中的多个拍摄用透镜8、使防止图像模糊用透镜16在规定的平面内移动的防振致动器10、作为用于检测透镜镜筒6的振动的振动检测部件的陀螺仪34a、34b(图1中仅图示34a)。
本发明的实施方式的摄像装置1利用陀螺仪34a、34b检测振动,根据检测到的振动使防振致动器10工作而使防止图像模糊用透镜16移动,使聚焦于摄像装置主体4内的胶片表面F的图像稳定化。在本实施方式中,使用压电振动陀螺作为陀螺34a、34b。另外,在本实施方式中,防止图像模糊用透镜16由1枚透镜构成,但用于使图像稳定的透镜也可以是多枚透镜的透镜组。在本说明书中,防止图像模糊用透镜包括用于使图像稳定的1枚透镜及透镜组。
镜头单元2安装于摄像装置主体4上,其用于使入射的光成像于胶片表面F。
大致圆筒形的透镜镜筒6在内部保持多个拍摄用透镜8,其能够通过使一部分拍摄用透镜8移动来调整焦点。
接着,参照图2~图4说明防振致动器10。图2是防振致动器10的侧视剖视图。图3是拆下防振致动器10的可动部后的状态的主视图,图4是防振致动器10的可动部的主视图。另外,图2是表示沿着图3中的II-II线剖切防振致动器10后的状态的剖视图。
如图2~图4所示,防振致动器10包括:固定板12,其作为固定在透镜镜筒6内的固定部;移动框14,其作为能够相对于该固定板12平移移动及旋转移动地被支承的可动部;3个钢球18,它们作为用于支承该移动框14的可动部支承部件。防振致动器10还包括:安装于固定板12上的第1驱动用线圈20a、第2驱动用线圈20b和第3驱动用线圈20c;分别与各驱动用线圈20a、20b、20c相对应地安装于移动框14上的第1驱动用磁铁22a、第2驱动用磁铁22b和第3驱动用磁铁22c;分别配置在各驱动用线圈20a、20b、20c内侧的作为第1、第2、第3位置检测元件的第1磁传感器24a、第2磁传感器24b、第3磁传感器24c。
为了利用各驱动用磁铁的磁力将移动框14吸附于固定板12,防振致动器10还包括:3个吸附用磁轭26,它们安装在固定板12的背面侧;背磁轭(back yoke)28,其安装于移动框14的与各驱动用磁铁相反一侧的面上,使各驱动用磁铁的磁力有效地指向固定板12。另外,第1驱动用线圈20a、第2驱动用线圈20b、第3驱动用线圈20c及分别安装在与它们相对应的位置上的第1驱动用磁铁22a、第2驱动用磁铁22b、第3驱动用磁铁22c分别构成用于相对于固定板12驱动移动框14的第1、第2、第3驱动部件。
如图1所示,防振致动器10还包括作为控制部的控制器36,该控制器36根据由陀螺仪34a、34b检测到的振动和由第1、第2、第3磁传感器24a、24b、24c检测到的移动框14的位置信息来控制流到第1、第2、第3驱动用线圈20a、20b、20c中的电流。
防振致动器10的驱动方式为,使移动框14相对于固定在透镜镜筒6上的固定板12在与胶片表面F平行的平面内平移移动,由此,使安装于移动框14上的防止图像模糊用透镜16移动,这样一来,即便透镜镜筒6振动,成像于胶片表面F的图像也不会紊乱。
固定板12具有大致环形板状的形状,在固定板12上配置有第1、第2、第3驱动用线圈20a、20b、20c。如图3所示,这3个驱动用线圈的中心分别配置在以镜头单元2的光轴为中心的圆周上。在本实施方式中,第1驱动用线圈20a配置在光轴的铅垂上方,第2驱动用线圈20b相对于光轴配置在水平方向上,第3驱动用线圈20c配置在与第1驱动用线圈20a和第2驱动用线圈20b分别隔开135°中心角的位置。因而,第1驱动用线圈20a与第2驱动用线圈20b之间隔开90°中心角,第2驱动用线圈20b与第3驱动用线圈20c之间隔开135°中心角,第3驱动用线圈20c与第1驱动用线圈20a之间隔开135°中心角。
第1、第2、第3驱动用线圈20a、20b、20c的绕线分别卷绕成圆角的矩形。第1、第2驱动用线圈20a、20b为大致矩形,它们配置为横穿其长边的中心线分别与Y轴、X轴一致。即,第1、第2驱动用线圈20a、20b的在以防止图像模糊用透镜的光轴A为中心的圆的圆周方向上的长度大于半径方向上的长度,其长边朝向圆周方向。另外,第3驱动用线圈20c是比第1、第2驱动用线圈小型的大致长方形,其配置为横穿其短边的中心线朝向以光轴A为中心的圆的半径方向。
另外,如图3所示,第1、第2驱动用线圈20a、20b构成为,作为其长边的圆周方向的绕线部长度L与防止图像模糊用透镜16的直径大致相等。通过将第1、第2驱动用线圈的圆周方向的绕线部长度L扩大至与防止图像模糊用透镜16的直径大致相同,能够增大与驱动用磁铁相对而产生驱动力的部分。由此,能够确保足够大的驱动力。另外,若第1、第2驱动用线圈的圆周方向长度是与防止图像模糊用透镜16的直径大致相同的长度,则与防止图像模糊用透镜16的大小相比,不会不合理地使整个防振致动器10的尺寸大型化。因而,通过使第1、第2驱动用线圈的圆周方向的绕线部长度L与防止图像模糊用透镜16的直径大致相同,能够在确保较大的驱动力的同时防止防振致动器的大型化。
移动框14具有大致环形板状的形状,其配置为与固定板12平行且与固定板12重合。在移动框14的中央开口安装有防止图像模糊用透镜16。在移动框14的圆周上的、与第1、第2、第3驱动用线圈20a、20b、20c相对应的位置上分别配置有第1、第2、第3驱动用磁铁22a、22b、22c。第1、第2驱动用磁铁22a、22b为大致长方形,它们配置为横穿其长边的中心线分别与Y轴、X轴一致。另外,第1、第2驱动用磁铁22a、22b以横穿其短边的中心线为磁化边界线的方式被磁化。第3驱动用磁铁22c是比第1、第2驱动用磁铁小型的大致长方形,其配置为横穿其长边的中心线与圆周的半径方向一致。另外,第3驱动用磁铁22c以横穿其长边的中心线为磁化边界线的方式被磁化。即,第1、第2驱动用磁铁22a、22b配置为其磁化边界线朝向以光轴A为中心的圆的圆周方向,第3驱动用磁铁22c配置为其磁化边界线朝向圆的半径方向。
另外,在本实施方式中,包括移动框14、防止图像模糊用透镜16及第1、第2、第3驱动用磁铁22a、22b、22c在内的可动部分的重心位于图3中的点G处。
如图2及图3所示,3个钢球18被夹持在固定板12与移动框14之间,它们分别隔开120°中心角的间隔地配置在以光轴A为中心的圆的圆周上。各钢球18配置在与各钢球18相对应地形成于固定板12上的凹部30中,从而能够防止各钢球18脱落。另外,如后所述,由于移动框14被驱动用磁铁吸附于固定板12上,因此,各钢球18被夹持在固定板12与移动框14之间。由此,移动框14被支承在与固定板12平行的平面上,各钢球18在被夹持的状态下滚动,从而能够容许移动框14相对于固定板12的任意方向上的平移运动及旋转运动。
另外,在本实施方式中,使用钢制的球体作为钢球18,但钢球18也并不一定是球体。即,只要是在防振致动器10的工作过程中、在固定板12和移动框14接触的部分具有大致球面形状的形态,就能够用作钢球18。另外,在本说明书中,将这样的形态称作球状体。另外,也可以由除钢之外的金属、树脂等构成球状体。
背磁轭28为大致长方形,其分别安装在移动框14的未安装驱动用磁铁一例的面上,且分别配置在与各驱动用磁铁相对应的位置。利用这些背磁轭28能使各驱动用磁铁的磁通高效率地指向固定板12。
吸附用磁轭26为大致长方形,其分别安装在固定板12的未安装驱动用线圈一侧的面上,且分别配置在与各驱动用线圈相对应的位置。利用由各驱动用磁铁对这些吸附用磁轭26施加的磁力而将移动框14吸附于固定板12上。
如图2所示,第1驱动用磁铁22a的磁化边界线C位于通过长方形的第1驱动用磁铁22a的各短边中点的位置,并且,其极性在第1驱动用磁铁22a的厚度方向上也发生变化。在本实施方式中,图2中的左下角是S极,右下角是N极,左上角是N极,右上角是S极。另外,第2驱动用磁铁22b也同样地被磁化,将其向移动框14上安装的方向被旋转90°(图4)。另外,在本说明书中,磁化边界线C是指,在将驱动用磁铁的两端分别设为S极、N极时,连接其间的表示极性从S极变化为N极的点的线。
通过这样地进行磁化,第1、第2驱动用磁铁22a、22b主要对长方形的第1、第2驱动用线圈20a、20b的长边部分施加磁性。由此,当在第1驱动用线圈20a中流动有电流时,在第1驱动用线圈20a与第1驱动用磁铁22a之间产生沿着Y轴的铅垂方向的驱动力,当在第2驱动用线圈20b中流动有电流时,在第2驱动用线圈20b与第2驱动用磁铁22b之间产生沿着X轴的水平方向的驱动力。
即,由第1驱动用线圈20a和第1驱动用磁铁22a构成的第1驱动部件产生的驱动力的作用线朝向防止图像模糊用透镜16的大致半径方向,由第2驱动用线圈20b和第2驱动用磁铁22b构成的第2驱动部件产生的驱动力的作用线与第1驱动部件产生的驱动力的作用线大致正交,且朝向防止图像模糊用透镜16的大致半径方向。
另一方面,如图4所示,第3驱动用磁铁22c配置为其磁化边界线C朝向以光轴A为中心的圆的半径方向。若对第3驱动用线圈20c的朝向半径方向的部分施加第3驱动用磁铁22c的磁性,则在第3驱动用线圈20c中流动有电流时会产生驱动力。该驱动力在第3驱动用线圈20c与第3驱动用磁铁22c之间的、以光轴A为中心的圆的圆周方向上起作用。由于构成第3驱动部件的第3驱动用线圈20c及第3驱动用磁铁22c构成为比第1、第2驱动用线圈及第1、第2驱动用磁铁小型,因此,在驱动用线圈中流动有相同的电流的情况下,第3驱动部件所产生的驱动力小于第1、第2驱动部件所产生的驱动力。
另外,在本实施方式中,由于防振致动器10的可动部分(移动框14、防止图像模糊用透镜16及各驱动用磁铁)的重心大致位于光轴A上,因此,利用朝向以光轴A为中心的圆的半径方向的第1驱动部件的驱动力,能够使移动框14大致准确地沿铅垂方向平移移动。同样地,利用第2驱动部件的驱动力,能使移动框14大致准确地沿水平方向平移移动。第3驱动部件是为了抑制移动框14的随着平移移动而产生的微小的旋转移动而设置的,因此,第3驱动部件所产生的必要的驱动力小于第1、第2驱动部件所产生的驱动力。
如图2及图3所示,在各驱动用线圈的内侧分别配置有第1磁传感器24a、第2磁传感器24b、第3磁传感器24c。第1、第2、第3磁传感器24a、24b、24c用于测定与第1、第2、第3驱动部件所产生的驱动力的作用线平行的方向上的、移动框14相对于固定板12的位置。另外,各磁传感器配置为,在移动框14处于中立位置时,各磁传感器的灵敏度中心点S位于各驱动用磁铁22的磁性为中立的轴线C上。在本实施方式中,使用霍尔元件作为磁传感器。
在磁传感器的灵敏度中心点S位于驱动用磁铁的磁化边界线C上的情况下,来自磁传感器的输出信号为0,在驱动用磁铁移动而使磁传感器灵敏度中心点S偏离驱动用磁铁的磁化边界线C时,磁传感器的输出信号发生变化。在驱动用磁铁的移动量微小的、防振致动器10的通常工作过程中,输出与驱动用磁铁磁化边界线C正交方向上的移动距离大致成比例的信号。
因此,第1磁传感器24a输出与移动框14的Y轴方向平移移动量大致成比例的信号,第2磁传感器24b输出与移动框14的X轴方向平移移动量大致成比例的信号。另外,第3磁传感器24c输出移动框14的移动中的、包含较多旋转移动成分的信号。根据由这些第1、第2、第3磁传感器24a、24b、24c检测出的信号,能够确定移动框14相对于固定板12平移移动及旋转移动后的位置。
接着,参照图5说明防振致动器10的控制。图5是表示控制器36的信号处理的框图。如图5所示,利用两个陀螺仪34a、34b时刻检测镜头单元2的振动,并将检测结果输入到内置于控制器36中的运算电路38a、38b。在本实施方式中,陀螺仪34a用于检测镜头单元2的纵摇(pitching)运动的角速度,陀螺仪34b用于检测镜头单元2的横摆(yawing)运动的角速度。
运算电路38a、38b根据从陀螺仪34a、34b时刻输入的角速度生成透镜位置指令信号,该透镜位置指令信号按时间顺序指定防止图像模糊用透镜16应移动到的位置。即,运算电路38a以时间为积分变量对由陀螺仪34a检测到的纵摇运动的角速度进行积分,并加上规定的修正信号,从而生成透镜位置指令信号的铅垂方向成分,同样,运算电路38b基于由陀螺仪34b检测到的横摆运动的角速度,生成透镜位置指令信号的水平方向成分。通过使防止图像模糊用透镜16时刻按照这样获得的透镜位置指令信号进行移动,即使在照片拍摄的曝光过程中镜头单元2发生振动的情况下,也能使聚焦于摄像装置主体4内的胶片表面F的图像不发生紊乱,而使图像稳定化。
控制器36用于控制流到第1、第2、第3驱动用线圈20a、20b、20c中的电流,以使防止图像模糊用透镜16移动到由运算电路38a、38b生成的透镜位置指令信号所指示的位置。
另一方面,由第1磁传感器24a测定的、第1驱动用磁铁22a相对于第1驱动用线圈20a在铅垂方向上的移动量利用磁读出放大器(magnetic sensoramp)42a放大规定的倍率。差动电路44a使这样的电流流到第1驱动用线圈20a中:该电流与从运算电路38a输出的透镜位置指令信号的铅垂成分和从磁读出放大器42a输出的第1驱动用磁铁22a相对于第1驱动用线圈20a的铅垂方向移动量之差成比例。因而,在透镜位置指令信号所指令的透镜位置的铅垂方向成分与来自磁读出放大器42a的输出之间没有差异时,在第1驱动用线圈20a中不会流动有电流,作用于第1驱动用磁铁22a的驱动力为0。
同样,由第2磁传感器24b测定的、第2驱动用磁铁22b相对于第2驱动用线圈20b在水平方向上的移动量利用磁读出放大器42b放大规定的倍率。差动电路44b使这样的电流流到第2驱动用线圈20b中:该电流与从运算电路38b输出的透镜位置指令信号的水平成分和从磁读出放大器42b输出的第2驱动用磁铁22b相对于第2驱动用线圈20b的水平方向移动量之差成比例。因而,在透镜位置指令信号所指令的透镜位置的水平方向成分与来自磁读出放大器42b的输出之间没有差异时,在第2驱动用线圈20b中不会流动有电流,作用于驱动用磁铁22b的驱动力为0。
另外,由第3磁传感器24c测定的、第3驱动用磁铁22c相对于第3驱动用线圈20c的移动量利用磁读出放大器42c放大规定的倍率。另一方面,运算电路40根据从运算电路38a输出的透镜位置指令信号的铅垂成分和从运算电路38b输出的透镜位置指令信号的水平成分产生规定信号。在移动框14平移移动到透镜位置指令信号所指定的位置的情况下,该信号指示出第3驱动用磁铁22c相对于第3驱动用线圈20c要移动到的位置,并能够根据各磁传感器的配置利用几何学求得该信号。
在第2驱动用磁铁22b移动到透镜位置指令信号所指令的水平位置、第1驱动用磁铁22a移动到透镜位置指令信号所指令的铅垂位置、移动框14准确地平移移动的情况下,磁读出放大器42c的输出信号与运算电路40的输出信号一致,因此,在第3驱动用线圈20c中不会流动有电流,作用于第3驱动用磁铁22c的驱动力为0。
另外,即使第1、第2驱动用磁铁22a、22b分别移动到透镜位置指令信号所指令的位置,在移动框14进行平移移动的同时也进行旋转移动的情况下,磁读出放大器42c的输出信号与运算电路40的输出信号也不一致,电流流到第3驱动用线圈20c。利用该流到第3驱动用线圈20c的电流对第3驱动用磁铁22c施加使移动框14旋转的驱动力。由此,移动框14的旋转移动被消除,移动框14能准确地平移移动。在本实施方式的防振致动器10中,虽然利用3个钢球使移动框14能够相对于固定板12平移移动及旋转移动地支承移动框14,但通过使第1、第2、第3驱动部件协作地产生驱动力,能抑制移动框14的旋转移动,使移动框14准确地平移移动。
接着,参照图1及图5说明本发明的实施方式的摄像装置1的作用。首先,通过开启摄像装置1的防抖动功能的启动开关(未图示),使配设于镜头单元2上的防振致动器10工作。安装于镜头单元2上的陀螺仪34a、34b时刻检测规定频带的振动,并将结果输出到内置于控制器36内的运算电路38a、38b。陀螺仪34a用于将镜头单元2的纵摇方向的角速度信号输出到运算电路38a,陀螺仪34b用于将镜头单元2的横摆运动的角速度信号输出到运算电路38b。运算电路38a以时间为积分变量对输入的角速度信号进行积分,计算纵摇角度,对其加入规定的修正信号,生成铅垂方向的透镜位置指令信号。同样,运算电路38b以时间为积分变量对输入的角速度信号进行积分,计算横摆角度,对其加入规定的修正信号,生成水平方向的透镜位置指令信号。通过使防止图像模糊用透镜16时刻移动到由运算电路38a、38b按时间顺序输出的透镜位置指令信号所指令的位置,使聚焦于摄像装置主体4的胶片表面F上的图像稳定化。
由运算电路38a输出的铅垂方向的透镜位置指令信号被输入到差动电路44a,由运算电路38b输出的水平方向的透镜位置指令信号被输入到差动电路44b。另外,运算电路38a、38b的输出被输入到运算电路40,运算电路40将按照规定的关系式计算出的信号输出到差动电路44c。
另一方面,配置在第1驱动用线圈20a内侧的第1磁传感器24a向磁读出放大器42a输出检测信号,第2驱动用线圈20b内侧的第2磁传感器24b向磁读出放大器42b输出检测信号,第3驱动用线圈20c内侧的第3磁传感器24c向磁读出放大器42c输出检测信号。经由磁读出放大器42a、42b、42c分别放大后的各磁传感器的检测信号分别被输入到差动电路44a、44b、44c。
差动电路44a、44b、44c分别生成与输入的各磁传感器的检测信号和从各运算电路38a、38b、40输入的信号之差相应的电压,向各驱动用线圈中通入与该电压成比例的电流。在各驱动用线圈中流动有电流时,会产生与电流成比例的磁场。利用该磁场分别对与第1、第2、第3驱动用线圈20a、20b、20c对应配置的第1、第2、第3驱动用磁铁22a、22b、22c施加驱动力,使移动框14移动。移动框14利用驱动力移动,在各驱动用磁铁移动到透镜位置指令信号所指定的位置时,各差动电路的输出为0,驱动力也为0。另外,在由干扰或者透镜位置指令信号的变化等导致移动框14脱离由透镜位置指令信号所指定的位置时,电流再次流到各驱动用线圈,移动框14返回到由透镜位置指令信号所指定的位置。
通过时刻重复以上作用,能使安装于移动框14上的防止图像模糊用透镜16追随透镜位置指令信号地移动。由此,能使聚焦于摄像装置主体4的胶片表面F上的图像稳定化。
采用本发明的实施方式的防振致动器,由于第3驱动部件能够产生的驱动力与第1、第2驱动部件能够产生的驱动力不同,因此,通过适当设定各驱动部件的驱动力方向及能够产生的驱动力,能够在防止大型化的同时获得较大的驱动力。
另外,采用本实施方式的防振致动器,由于第1、第2驱动部件产生大致正交的驱动力,第3驱动部件产生大致圆周方向的驱动力,能够利用第3驱动部件的驱动力校正利用第1、第2驱动部件进行平移移动的移动框略微产生的旋转移动,因此,能够有效地抑制防止图像模糊用透镜所不需要的旋转移动。
并且,采用本实施方式的防振致动器,由于第3驱动部件能够产生的驱动力小于第1、第2驱动部件能够产生的驱动力,因此,能够使用于校正旋转移动的第3驱动部件构成为小型,从而能够使防振致动器整体小型化。
另外,采用本实施方式的防振致动器,由于第1、第2驱动用线圈的圆周方向长度大于其半径方向长度,因此,能够在确保足够的驱动力的同时防止驱动用线圈在防止图像模糊用透镜的周围占有较大的空间而使防振致动器大型化。
并且,采用本实施方式的防振致动器,由于驱动用线圈的朝向圆周方向的绕线部形成为与防止图像模糊用透镜的直径大致相等的长度,因此,能够在确保较大驱动力的同时防止防振致动器的大型化。
以上,说明了本发明的优选实施方式,但能够对上述实施方式施加各种变更。特别是,在上述实施方式中是将本发明应用于胶片相机,但也能够将本发明应用于数码相机、摄像机等。另外,在上述实施方式中,驱动用线圈安装在固定部,驱动用磁铁安装在可动部,但也可以将驱动用线圈安装在可动部,将驱动用磁铁安装在固定部。
Claims (7)
1.一种防振致动器,其使防止图像模糊用透镜在与其光轴正交的平面内移动,其特征在于,
该防振致动器包括:
固定部;
可动部,在该可动部上安装有上述防止图像模糊用透镜;
可动部支承部件,其容许可动部在与上述固定部平行的平面内相对于该固定部平移移动及旋转移动地支承该可动部;
第1驱动部件、第2驱动部件及第3驱动部件,它们分别配置在上述防止图像模糊用透镜的周围,相对于上述固定部驱动上述可动部;
上述第3驱动部件能够产生的驱动力与上述第1、第2驱动部件能够产生的驱动力不同。
2.根据权利要求1所述的防振致动器,其特征在于,
上述第1驱动部件产生以上述防止图像模糊用透镜的光轴为中心的圆的大致半径方向的驱动力,上述第2驱动部件产生与上述第1驱动部件的驱动力大致正交的方向的驱动力,上述第3驱动部件产生以上述防止图像模糊用透镜的光轴为中心的圆的大致圆周方向的驱动力。
3.根据权利要求2所述的防振致动器,其特征在于,
上述第3驱动部件能够产生的驱动力小于上述第1、第2驱动部件能够产生的驱动力。
4.根据权利要求2所述的防振致动器,其特征在于,
上述第1、第2驱动部件各自包括驱动用线圈及与该驱动用线圈相对配置的驱动用磁铁,上述第1、第2驱动部件各自的上述驱动用线圈形成为其以上述防止图像模糊用透镜的光轴为中心的圆的圆周方向上的长度大于半径方向上的长度的大致矩形。
5.根据权利要求4所述的防振致动器,其特征在于,
上述第1、第2驱动部件的各驱动用线圈的朝向其圆周方向的绕线部的长度与上述防止图像模糊用透镜的直径大致相等。
6.一种镜头单元,其特征在于,
该镜头单元包括透镜镜筒、配置在该透镜镜筒中的拍摄用透镜及安装于上述透镜镜筒上的权利要求1所述的防振致动器。
7.一种摄像装置,其特征在于,
该摄像装置包括权利要求6所述的镜头单元和安装有该镜头单元的摄像装置主体。
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