CN102570897B - 驱动装置、透镜镜筒以及摄影装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种驱动装置、透镜镜筒以及摄影装置。透镜镜筒具有:振动促动器,对使被摄物体的像对焦的对焦用透镜进行驱动;放大部,向所述振动促动器施加放大后的一对驱动信号;移相部,对所述一对驱动信号的相位差进行变更;控制部,当被输入对所述振动促动器的驱动进行指示的信号时,执行第一处理,该第一处理为使所述移相部进行动作以使所述一对驱动信号的相位差周期性变化。
Description
技术领域
本发明涉及驱动装置、透镜镜筒以及摄影装置。
本申请以2010年12月6日申请的日本国特愿2010-271703号、及2011年5月23日申请的日本国特愿2011-114821号为基础主张优先权,在此援用其内容。
背景技术
在以往的摄影装置的透镜镜筒等中,公知有对具有压电元件的振动促动器进行驱动的驱动装置(例如,参照日本特开2005-149368号公报)。
但是,在日本特开2005-149368号公报公开的驱动装置中,在对具有压电元件的振动促动器进行驱动的情况下,存在可能从具有压电元件的振动促动器发出声音的问题。
发明内容
本发明的实施方式的目的在于提供能够降低对具有压电元件的振动促动器进行驱动时产生的声音的驱动装置、透镜镜筒以及摄影装置。
本发明的一个实施方式是驱动装置,驱动具有压电元件的振动促动器,该驱动装置具有驱动部,在驱动所述压电元件的情况下,在第一期间以第一时间常数驱动所述压电元件,在接着所述第一期间的第二期间,以时间常数值比所述第一时间常数小的第二时间常数驱动所述压电元件。
本发明的一个实施方式是具有上述记载的驱动装置的透镜镜筒。
本发明的一个实施方式是摄影装置,具有:上述记载的透镜镜筒;对通过所述透镜镜筒成像的像进行拍摄的摄影部。
本发明的一个实施方式是透镜镜筒,振动促动器,对使被摄物体的像对焦的对焦用透镜进行驱动;放大部,向所述振动促动器施加放大后的一对驱动信号;移相部,对所述一对驱动信号的相位差进行变更;控制部,当被输入对所述振动促动器的驱动进行指示的信号时,执行第一处理,该第一处理为使所述移相部进行动作以使所述一对驱动信号的相位差周期性变化。
在上述实施方式中,所述一对驱动信号的相位差的范围根据所述被摄物体的移动速度决定。
在上述实施方式中,所述一对驱动信号的频率根据所述被摄物体的移动速度决定。
在上述实施方式中,当被输入对所述振动促动器的驱动进行指示的信号时,所述控制部在执行所述第一处理之前执行第二处理和第三处理,其中,所述第二处理为使所述一对驱动信号的振幅变更成预先确定的第一振幅并施加到所述振动促动器上,所述第三处理为在所述第二处理之后使所述放大部进行动作使得一边使该一对驱动信号的振幅增加到比该第一振幅大的预先确定的第二振幅一边施加到所述振动促动器上,所述第三处理花费的时间比所述第二处理花费的时间长。
在上述实施方式中,在要使所述振动促动器停止的情况下,所述控制部使所述放大部进行动作以使所述一对驱动信号的振幅从所述第二振幅减小到所述第一振幅之后,停止施加该一对驱动信号。
在上述实施方式中,还具有检测所述对焦用透镜的位置的检测部,所述控制部判定所述检测部检测到的所述对焦用透镜的位置是否位于对焦位置附近,在所述对焦用透镜位于该对焦位置附近的情况下,使所述移相部进行动作以使所述一对驱动信号的相位差周期性变化。
在上述实施方式中,所述对焦用透镜以不旋转的方式沿该对焦用透镜的光轴方向移动。
本发明的一个实施方式的摄影装置具有:振动促动器,对使被摄物体的像对焦的对焦用透镜进行驱动;放大部,向所述振动促动器施加放大后的一对驱动信号;移相部,对所述一对驱动信号的相位差进行变更;控制部,当被输入对所述振动促动器的驱动进行指示的信号时,执行第一处理,该第一处理为使所述移相部进行动作以使所述一对驱动信号的相位差周期性变化。
根据本发明的实施方式,能够降低对具有压电元件的振动促动器进行驱动时产生的声音。
另外,根据本发明的实施方式,在摆动(wobbling)动作中,能够抑制由振动促动器产生的噪声,从而提高安静性。
附图说明
图1是表示第一实施方式中的电子照相机1的结构的示意框图。
图2是表示该实施方式中的透镜镜筒10的结构的示意图。
图3是表示该实施方式中的振动波马达12的结构的示意图。
图4是表示该实施方式中的振动波马达驱动装置14的结构的示意框图。
图5是表示施加在振动波马达12上的驱动信号的相位差与振动波马达12的转速之间的关系的图。
图6是以时序表示该实施方式中的被摄物体静止时的驱动信号Sa、Sb的驱动频率、振幅(驱动电压)及相位差、振动波马达12的转速、AF透镜位置之间的关系的一例的图。
图7是以时序表示该实施方式中的被摄物体以一定速度移动时的驱动信号Sa、Sb的频率、电压(振幅)及相位差、振动波马达12的转速、AF透镜位置之间的关系的一例的图。
图8是以时序表示该实施方式中的静止的被摄物体以一定加速度开始移动时的驱动信号Sa、Sb的频率、电压(振幅)及相位差、振动波马达12的转速、AF透镜位置之间的关系的一例的图。
图9是以时序表示该实施方式中的静止的被摄物体以一定加速度开始移动时的驱动信号Sa、Sb的频率、电压(振幅)及相位差、振动波马达12的转速、AF透镜位置之间的关系的一例的图。
图10是表示第二实施方式中的透镜镜筒10A的结构的示意图。
图11是表示第三实施方式中的透镜镜筒10B的结构的示意图。
图12是表示该实施方式中的振动波马达12B的结构的图。
图13是表示该实施方式中的振动波马达12B的动作的图。
图14是表示第四实施方式中的具有控制装置的摄影装置的结构的框图。
图15是用于说明该实施方式中的控制装置的结构和动作的说明图。
图16是为了说明该实施方式中的控制装置的结构的效果而对作为对比对象的控制装置的结构和动作进行说明的说明图。
具体实施方式
<本发明的实施方式的概要>
本发明的发明人发现如下问题,在动态画面拍摄时的摆动动作中,当使对焦用透镜前后小节距地移动时,若向振动波马达(振动波促动器)施加一对驱动信号,则微小的噪声就会输入麦克风中,该麦克风用于在动态画面拍摄时检测声音。并且,已经明白其原因是,在使施加到振动波马达的一对驱动信号的振幅从0(V)呈阶梯状向规定电压变化时,从振动波马达的定子发出各种频率的噪声,其可听声被录音。还发现该噪声依赖于阶梯性变化的振幅的电压,具有在该振幅的电压小的情况下噪声的声压与振幅相应地下降的倾向。
因此,使在将一对驱动信号施加到振动波马达时产生的噪声以阶梯状变化成比麦克风检测的声压小的振幅,然后,使一对驱动信号的振幅逐渐变化到预先确定的电压例如额定电压,再驱动振动波马达,由此来防止检测到噪声。
以下,参照附图说明本发明的实施方式的振动促动器、透镜镜筒及照相机。
<第一实施方式>
图1是表示第一实施方式中的电子照相机1的结构的示意框图。如图所示,电子照相机1具有:透镜镜筒10、摄影元件20、AFE(AnalogFront End:模拟前端)电路30、图像处理部40、缓冲存储器50、录音处理部60、内置麦克风70、记录IF(Interface:接口)部80、存储器90、上位控制部100、操作部件110和显示部120。另外,电子照相机1能够连接作为外部设备的PC(Personal Computer:个人计算机)220,并且能够连接外部麦克风210。外部麦克风210在进行录音时能够代替内置麦克风70来使用。
透镜镜筒10如后所述地作为摄影光学系统具有多个光学透镜,使被摄物体成像在摄影元件的受光面。此外,在图1中,简化多个光学透镜地图示了一个透镜。另外,透镜镜筒10具有:包含第三透镜组(AF透镜)L3的光学透镜组、作为振动促动器的振动波马达12和作为振动促动器驱动装置的振动波马达驱动装置14。
摄影元件20由在受光面上二维地排列受光元件而成的CCD(Charge Coupled Device:电荷耦合器件)或CMOS(ComplementaryMetal Oxide Semiconductor:互补金属氧化物半导体)等构成。另外,摄影元件20通过受光元件对经由透镜镜筒10所具有的摄影光学系统后的被摄物体的像进行光电转换而生成模拟图像信号,并输出到AFE电路30。
AFE电路30对摄影元件20所输出的模拟图像信号进行增益调整(与ISO(International Organization for Standardization:国际标准化组织)感光度相对应的信号放大)。另外,AFE电路30根据从上位控制部100输入的ISO感光度设定信息,在预先确定的范围内对模拟图像信号进行放大,并通过内置的A/D(Analog Digital:模拟/数字)转换电路,将放大后的模拟图像信号转换成数字图像数据并向图像处理部40输出。
图像处理部40对AFE电路30所输出的数字图像数据进行噪声处理等的各种图像处理。缓冲存储器50在图像处理部40对数字图像数据进行图像处理的前程序和后程序中临时存储数字图像数据。
录音处理部60对内置于电子照相机1的内置麦克风70或设在电子照相机1的外部的外部麦克风210所检测到的声音信号进行放大,并将放大后的信号作为数字声音数据向上位控制部100输出。另外,录音处理部60检测是否连接有外部麦克风210,并将表示连接有外部麦克风210的信号向上位控制部100输出。
记录IF部80连接存储卡81等记录介质,对连接的存储卡81进行数据的写入及读出。存储器90存储所拍摄的数字图像数据。
操作部件110具有模式转盘、十字键、确定按钮及释放按钮等,并将与各操作相对应的操作信号向上位控制部100输出。用户对操作部件110进行操作,由此来切换静态画面拍摄和动态画面拍摄。
显示部120由液晶面板等构成,显示从上位控制部100输入的图像、操作菜单等的数据。
上位控制部100由微处理器等构成,通过执行存储在未图示的ROM(Read Only Memory:只读存储器)或EEPROM(ElectricallyErasable Programmable Read Only Memory:电可擦除可编程只读存储器)等中的程序,总体地控制电子照相机1进行的处理。另外,上位控制部100进行例如AF动作控制、AE(automatic exposure;自动曝光)动作控制和自动白平衡控制等。还有,上位控制部100在AF动作控制中向透镜镜筒10所具有的振动波马达驱动装置14输出用于使振动波马达12驱动的驱动指令信号、和拍摄信息。
另外,上位控制部100与外部的PC220连接。PC220通过与上位控制部100连接由此经由上位控制部100进行存储于存储器90中的数字图像数据、数字声音数据的读出等。
这里,驱动指令信号是指示开始驱动振动波马达12的信号。拍摄信息中包含:表示使摄影对象即被摄物体成像在摄影元件上的AF透镜L3的目标位置的信息、和表示被摄物体的移动方向、移动速度及加速度的信息。此外,上位控制部100利用例如日本特开2001-243478号公报等记载的公知的被摄物体跟踪功能,检测被摄物体的移动方向、移动速度及加速度来生成拍摄信息。另外,被摄物体的移动方向是指摄影光学系统的光轴方向上的方向。
图2是表示该实施方式中的透镜镜筒10的结构的示意图。透镜镜筒10具有:覆盖透镜镜筒10的外周部的外侧固定筒101;与外侧固定筒101相比位于内周侧的被摄物体侧的第一内侧固定筒102;与外侧固定筒101相比位于内周侧的像侧的第二内侧固定筒103,在外侧固定筒101与第一内侧固定筒102之间配置有振动波马达12、振动波马达驱动装置14、和使振动波马达12的转速减速并传递的齿轮单元模块104,该齿轮单元模块104被固定在第一内侧固定筒102。齿轮单元模块104具有使振动波马达12的输出减速并传递的减速齿轮105。
另外,在第一内侧固定筒102上从被摄物体侧依次固定有第一透镜组L1、第二透镜组L2,在第二内侧固定筒103上固定有第四透镜组L4。在第二透镜组L2与第四透镜组L4之间配置有由AF环107保持的作为对焦用AF透镜的第三透镜组L3。即,第一透镜组L1、第二透镜组L2、第三透镜组L3及第四透镜组L4从被摄物体侧朝向摄影元件侧依次配置在光轴方向上。
在AF环107与第一内侧固定筒102之间,以光轴方向为中心轴旋转自如地设置有凸轮环106,凸轮环106通过由减速齿轮105传递来的振动波马达12的输出而旋转。另外,在凸轮环106的内侧,相对于周向以螺旋状切出键槽106a。还有,在AF环107的外周侧设有固定销107a,固定销107a被插入凸轮环106的键槽106a中。
另外,在从外侧固定筒101的内周侧向内侧伸出的保持部101a上配置有振动波马达驱动装置14,振动波马达驱动装置14与振动波马达12电连接,由此驱动振动波马达12。
根据上述透镜镜筒10的结构,振动波马达12的输出经由减速齿轮105而使凸轮环106旋转,由此,固定销107a被键槽106a引导地移动,从而能够使AF环107沿光轴方向移动,并且通过使凸轮环106停止,能够使AF环107停止。即,通过驱动振动波马达12,沿光轴方向驱动AF环107而使第三透镜组L3移动,由此能够使对焦在摄影元件上的被摄物体的像成像。
图3是表示该实施方式中的振动波马达12的结构的示意图。振动波马达12具有振子121、移动件124、固定部件125、轴承126、输出轴127、加压部件128、轴承支承部件129、止挡件130、橡胶部件131、齿轮部件132以及加压压力调整垫圈133。
振子121由将电能转换成机械能的压电元件或电致伸缩元件等机电转换元件(以下称为压电体123)、和与压电体123连接的弹性体122构成。向振子121施加电压时,产生例如4波的行波。弹性体122由共振锐度大的金属材料形成,形状为圆环形状。另外,在弹性体122的与压电体123接合的面相反的面上设有切有槽的梳形部122a,突起部分(没有槽的位置)的前端面成为驱动面,梳形部122a与移动件124加压接触。这里,在弹性体122上设置槽的原因在于,通过使行波的中立面尽可能地接近压电体123侧,从而使弹性体122的驱动面上的行波的振幅放大。压电体123一般由通称为PZT的钛酸锆酸铅的材料构成,但近年来,从环境问题出发,也由作为无铅材料的铌酸钾钠、铌酸钾、铌酸钠、钛酸钾钡、钛酸铋钠、钛酸铋钾等构成。
另外,将弹性体122中的没有设置槽的部分称为基座部122b。基座部122b与压电体123接合,并且对弹性体122的驱动面实施了润滑性的表面处理。压电体123沿圆周方向被分成两相(A相、B相),在各相中,按每1/2波长交替地极化地配置,并且配置成在A相的极化与B相的极化之间隔开1/4波长的间隔。
移动件124由铝等轻金属形成,对与梳形部122a加压接触的滑动面的表面实施为提高耐磨损性的表面处理。输出轴127被结合成通过橡胶部件131与移动件124一起旋转。橡胶部件131优选具有如下功能的丁基橡胶等,即:通过橡胶的粘附性将移动件124和输出轴127结合起来的功能、和使得不从移动件124向输出轴127传递振动的振动吸收功能。
加压部件128配置在固定于输出轴127上的齿轮部件132与轴承支承部件129之间。轴承支承部件129被插入轴承126的内侧,轴承126被插入固定部件125的内侧。齿轮部件132被嵌入地插入输出轴127的D型切口,并通过E型挡圈等止挡件130而被固定,从而与输出轴127一起旋转。在加压部件128与轴承支承部件129之间配置有加压压力调整垫圈133。
振动波马达12如上所述地构成,移动件124与振动体驱动面加压接触,并且通过配置在加压部件128与轴承支承部件129之间的加压压力调整垫圈133,使施加在移动件124和梳形部122a上的压力成为适当的加压压力。
图4是表示该实施方式中的振动波马达驱动装置14的结构的示意框图。振动波马达驱动装置14具有控制部141、振动部142、移相部143、放大部144和旋转检测部147。
另外,振动波马达驱动装置14被从电子照相机1具有的上位控制部100输入驱动指令信号时,基于从上位控制部100输入的摄影信息,计算向振动波马达12施加的一对驱动信号Sa、Sb的频率即驱动频率、和一对驱动信号Sa、Sb的相位差。而且,振动波马达驱动装置14将具有计算得到的频率及相位差的一对驱动信号Sa、Sb施加到振动波马达12来驱动作为对焦用AF透镜的第三透镜组L3而使被摄物体成像在摄影元件上。
振动部142将具有与从控制部141输入来的频率信息相应的频率的振动信号向移相部143输出。
移相部143根据从控制部141输入来的相位差信息,生成相对于从振动部142输入的振动信号具有相位差信息所表示的相位差的信号,并将所生成的信号和输入来的振动信号向放大部144输出。
放大部144具有第一放大部145和第二放大部146。向第一放大部145输入来自移相部143的振动信号和来自控制部141的放大率信息。另外,第一放大部145与输入的放大率信息相应地放大所输入的振动信号的振幅,并将驱动信号Sa即放大的振动信号施加到振动波马达12的压电体123(图3)上。
向第二放大部146输入相对于振动信号具有相位差信息所表示的相位差的信号和来自控制部141的放大率信息。另外,第二放大部146与输入的放大率信息相应地放大具有所输入的相位差的信号,并将驱动信号Sb即放大的信号施加到振动波马达12的压电体123上。
另外,第一放大部145及第二放大部146在将振幅为V0(V)(第一振幅)的驱动信号Sa、Sb施加到振动波马达12之后,与从控制部141输入的放大率信息相应地使驱动信号Sa、Sb的振幅增加到V1(V)(第二振幅)。
这里,振幅(峰值电压)V0(V)是通过模拟、利用实机进行测定而求出的电压值,是即使使驱动信号Sa、Sb的振幅从0变化到V0(V)也不会被内置麦克风70检测到噪声的振幅(电压)。另外,振幅(峰值电压)V1(V)例如是振动波马达12的额定电压。另外,第一放大部145及第二放大部146各自输出的一对驱动信号Sa、Sb与振动信号具有相同的频率。
旋转检测部147由光学式编码器、磁编码器等构成,用于检测振动波马达12的位置和移动速度,并将表示检测值的检测信息向控制部141输出。
控制部141具有换算表141a。换算表141a预先存储有如下信息:与从电子照相机1所具有的上位控制部100输入的拍摄信息和从旋转检测部147输入的检测信息对应的、向振动波马达施加的一对驱动信号Sa、Sb的两个相位差的信息。存储于换算表141a中的相位差是基于实测结果或模拟而求出的值,是与拍摄信息中包含的目标位置、被摄物体的移动方向、移动速度及加速度、振动波马达的位置及转速这些各个参数的组合对应的值。另外,两个相位差是使驱动信号Sa、Sb的相位差周期性变化时的最大值和最小值。
控制部141当被从上位控制部100输入驱动指令信号时,将表示预先确定的频率的频率信息输出到振动部142,并将与振幅V0(V)对应的放大率信息输出到放大部144。另外,控制部141当被从上位控制部100输入驱动指令信号时,还根据从旋转检测部147输入的检测信息和拍摄信息所包含的目标位置来决定振动波马达12的旋转方向,与根据所决定的旋转方向来将表示+90度或-90度中某一个的相位差信息输出到移相部143。预先确定的频率是指比通过驱动信号Sa、Sb驱动振动波马达12的频率范围高的频率。
然后,控制部141使向放大部144输出的放大率信息变化,从而使驱动信号Sa、Sb的振幅从V0(V)增加到V1(V)。再有,控制部141进行使驱动信号Sa、Sb的频率下降到振动波马达12能够驱动的频率范围内的扫描处理,从而使振动波马达12驱动。
另外,控制部141在振动波马达12开始工作且AF透镜L3位于对焦点附近的适当聚焦范围时,进行摆动动作的控制。具体而言,从换算表141a读出与输入的摄影信息及检测信息对应的两个相位差,将读出的两个相位差作为峰值(最大值及最小值)而使相位差信息变化,从而使输出到移相部143的驱动信号Sa、Sb的相位差变化。
此外,AF透镜L3是否位于适当聚焦范围是根据拍摄信息包含的目标位置和检测信息包含的振动波马达12的位置来判定的。振动波马达12的位置和AF透镜L3的位置具有相关性,控制部141通过使用预先确定的系数而根据振动波马达12的位置算出AF透镜L3的位置。
如上所述,控制部141根据摄影信息及检测信息来控制振动部142、移相部143和放大部144从而驱动振动波马达12。此外,适当聚焦范围是指将被摄物体成像在摄影元件上的对焦点包含在内的范围,是通过使用实机进行测量、模拟等而预先确定的范围。另外,当AF透镜L3位于适当聚焦范围时,将成像在摄影元件上的被摄物体的像所产生的模糊预先确定为不能被用户辨识的范围内。控制部141在进行动态画面拍摄时驱动振动波马达12,使得AF透镜L3的位置进入适当聚焦范围内。
以下,对振动波马达驱动装置14驱动振动波马达12时的基本动作进行说明。
控制部141当被从上位控制部100输入驱动指令信号时,将频率信息输出到振动部142,将相位差信息输出到移相部143,并将放大率信息输出到放大部144。
振动部142生成从控制部141输入的频率信息所表示的频率的振动信号并输出到移相部143。当被从振动部142输入振动信号时,移相部143将该振动信号输出到第一放大部145,且生成具有从控制部141输入的相位差信息所表示的相位差、例如具有90度的相位差的信号,并将所生成的信号输出到第二放大部146。第一放大部145及第二放大部146分别放大从移相部143输入的振动信号并将驱动信号Sa、Sb施加到振动波马达12上。压电体123由于A相的电极被施加驱动信号Sa、并且B相的电极被施加驱动信号Sb而被激振,从而在弹性体122上产生四次弯曲振动。
压电体123在A相和B相分别被施加驱动信号Sa、Sb时,产生从A相产生的四次弯曲振动和从B相产生的四次弯曲振动。这两个弯曲振动错开1/4波长,并被合成而生成4波的行波。通过在行波的波峰产生椭圆运动,而与弹性体122的驱动面加压接触的移动件124被摩擦地旋转驱动,振动波马达12产生的旋转运动被传递到输出轴127和齿轮部件132(图3)、以及减速齿轮105和凸轮环106,从而使AF环107沿光轴方向移动。
旋转检测部(位置检测部)147检测振动波马达12的位置及移动速度,并将表示检测出的位置及移动速度的检测信息输出到控制部141。控制部141在AF透镜L3位于适当聚焦范围内时,进行如下控制,即:按照预先确定的周期即摆动周期,根据从旋转检测部147输入的检测信息和从上位控制部100输入的拍摄信息,算出下一相位差信息并驱动振动波马达12。
图5是表示施加在振动波马达12上的驱动信号的相位差与振动波马达12的转速之间的关系的图。振动波马达12的转速在相位差为+90度时成为正转方向的最大速度,在相位差为-90度时为反转方向的最大速度。另外,振动波马达12的转速根据相位差变化。
本实施方式的振动波马达驱动装置14根据驱动信号Sa、Sb的相位差控制振动波马达12的转速,并进行动态画面拍摄中的摆动动作。
以下,关于本实施方式中进行动态画面拍摄时的动作,参照附图对以下三个情况进行说明,其中附图以时序示出驱动信号Sa、Sb的频率、电压(振幅)及相位差、振动波马达12的转速、AF透镜位置之间的关系的图。这里,对向正转方向驱动振动波马达12的情况进行说明。
1.被摄物体静止的情况
2.被摄物体以一定速度移动的情况
3.停止的被摄物体以一定加速度开始移动的情况
[1.被摄物体静止的情况]
图6是以时序示出该实施方式中的被摄物体静止时的驱动信号Sa、Sb的驱动频率、振幅(驱动电压)及相位差、振动波马达12的转速、AF透镜位置之间的关系的一例的图。
首先,上位控制部110在通过用户的操作而被从操作部件110输入开始进行动态画面拍摄的指示时,向振动波马达驱动装置14输出驱动指令信号和拍摄信息。振动波马达驱动装置14是在被输入驱动指令信号时,选择预先确定的驱动频率f0(最大频率)及驱动电压V0(最小电压),将表示驱动频率f0的频率信息输出到振动部142,并将表示与驱动电压V0相应的放大率的放大率信息输出到驱动部。另外,振动波马达驱动装置14根据输入的检测信息和拍摄信息所包含的目标位置来决定振动波马达12的旋转方向,并将相位差信息输出到移相部143,其中相位差信息表示与旋转方向相应的相位差的被预先确定的初始值。相位差的初始值在正转方向时选择+90度,在反转方向时选择-90度。
振动部142将输入的驱动频率f0的振动信号输出到移相部143。移相部143将输入的振动信号和具有与输入的振动信号相关的相位差信息所对应的相位差的信号输出到放大部144。在放大部144中,第一放大部145根据输入的振动信号及放大率信息将驱动信号Sa施加到振动波马达12。第二放大部146根据具有输入的相位差的信号及放大率信息将驱动信号Sb施加到振动波马达12。由此,振动波马达驱动装置14将振幅为V0且驱动信号Sb相对于驱动信号Sa具有+90度的相位差的一对驱动信号Sa、Sb施加到振动波马达12。此时,控制部141使驱动信号Sa、Sb的驱动电压从0(V)呈阶梯状变化到V0(V)(时刻t0)。
在时刻t1至时刻t2,控制部141使驱动信号Sa、Sb的驱动电压从V0(V)逐渐增加到V1(V)。
然后,在时刻t3至时刻t4,控制部141进行扫描处理,使驱动信号Sa、Sb的驱动频率下降到f1。此时,当驱动信号Sa、Sb的频率达到能够驱动的频率范围时,振动波马达12开始驱动。
另外,在时刻t4,控制部141在检测到AF透镜位置位于适当聚焦范围内时,读出与摄影信息及检测信息对应的两个相位差(+90度、-90度),并使相位差信息周期性地变化,开始摆动动作的控制。
如图所示,在时刻t4至时刻t5,驱动信号Sa、Sb的相位差为+90度,从而使振动波马达12正转。在时刻t5至时刻t6,驱动信号Sa、Sb的相位差从+90度变化到-90度,振动波马达12的旋转方向从正转变为反转。
在时刻t6至时刻t7,驱动信号的相位差为-90度,振动波马达12反转。在时刻t7至时刻t8,驱动信号Sa、Sb的相位差从-90度变化到+90度,振动波马达12的旋转方向从反转变为正转。
时在刻t8至时刻t9,驱动信号Sa、Sb的相位差为+90度,振动波马达12正转。以下,控制部141周期性地例如以30HZ的周期反复进行从时刻t4到时刻t8的动作,使相位差信息变化,由此控制振动波马达12,执行使AF透镜位置前后移动的摆动动作。
[2.被摄物体以一定速度移动的情况]
图7是以时序示出该实施方式中的被摄物体以一定速度移动时的驱动信号Sa、Sb的频率、电压(振幅)及相位差、振动波马达12的转速、AF透镜位置之间的关系的一例的图。
时刻t0至时刻t3的动作与上述被摄物体静止的情况相同,故省略其说明。
在时刻t4,控制部141在检测到AF透镜位置位于适当聚焦范围内时,读出与摄影信息及检测信息对应的两个相位差(+90度、α度),使相位差信息周期性变化,开始摆动动作的控制。
如图所示,在时刻t4至时刻t5,驱动信号Sa、Sb的相位差为+90度,以转速VS0沿正转方向驱动振动波马达12。在时刻t5至时刻t6,驱动信号Sa、Sb的相位差从+90度变化到α度,振动波马达12的转速减小。但是,振动波马达12的旋转方向仍然是正转。
在时刻t6至时刻t7,驱动信号的相位差为α度,以比VS0小的转速VS1沿正转方向驱动振动波马达12。在时刻t7至时刻t8,驱动信号Sa、Sb的相位差从α度变化到+90度,振动波马达12的转速上升,再次成为VS0。在时刻t8至时刻t9,驱动信号Sa、Sb的相位差为+90度,以转速VS0沿正转方向驱动振动波马达12。
然后,控制部141周期性地反复进行时刻t4至时刻t8的动作,使相位差信息在+90度与α度之间周期性地变化,由此,一边使被摄物体成像一边控制振动波马达12,使振动波马达12的转速以VS0→VS1→VS0→...反复变化来执行摆动动作。
控制部141能够利用基于摄影信息和检测信息的两个相位差,通过使驱动信号Sa、Sb的相位差周期性变化这样的处理、也就是与上述被摄物体以一定速度移动的情况相同的处理来执行摆动动作。能够在不需要根据摄影信息切换处理的情况下执行摆动动作,所以不会增加控制部141的处理量,适合用于电子照相机中。
此外,在振动波马达12的旋转方向为反转方向的情况下,也能够通过相同的处理来执行摆动动作。此时,控制部141从换算表141a读出的两个相位差例如为-90度和-α度。并且,在时刻t4至时刻t5,驱动信号Sa、Sb的相位差为-90度,以转速VS0沿反转方向驱动振动波马达12。在时刻t5至时刻t6,驱动信号Sa、Sb的相位差从-90度变化到-α度,振动波马达12的转速减小。但是,振动波马达12的旋转方向仍然为反转。
在时刻t6至时刻t7,驱动信号的相位差为-α度,以比VS0小的转速VS1沿反转方向驱动振动波马达12。在时刻t7至时刻t8,驱动信号Sa、Sb的相位差从-α度变化到-90度,振动波马达12的转速上升,再次成为VS0。在时刻t8至时刻t9,驱动信号Sa、Sb的相位差为-90度,以转速VS0沿反转方向驱动振动波马达12。
以后,控制部141周期性地反复进行时刻t4至时刻t8的动作,使相位差信息在-90度与-α度之间周期性变化,从而执行摆动动作。
[3.停止的被摄物体以一定加速度开始移动的情况]
图8是以时序示出该实施方式中的停止的被摄物体以一定加速度开始移动时的驱动信号Sa、Sb的频率、电压(振幅)及相位差、振动波马达12的转速、AF透镜位置之间的关系的一例的图。
时刻t0至时刻t3的动作与上述被摄物体静止的情况相同,故省略其说明。
在时刻t4,控制部141在检测到AF透镜位置位于适当聚焦范围内时,读出与摄影信息及检测信息对应的两个相位差(+90度、-β度),使相位差信息周期性地变化,开始摆动动作的控制。
如图所示,在时刻t4至时刻t5,驱动信号Sa、Sb的相位差为+90度,以转速VS1沿正转方向驱动振动波马达12。在时刻t5至时刻t6,驱动信号Sa、Sb的相位差从+90度变化到-β度,使振动波马达12的转速减小,并使振动波马达12反转。
在时刻t6至时刻t7,驱动信号Sa、Sb的相位差为-β度,以转速VS2沿反转方向驱动振动波马达12。在时刻t7至时刻t8,驱动信号Sa、Sb的相位差从-β度变化到+90度,使振动波马达12的转速上升,并使振动波马达12正转。
在时刻t8,控制部141读出与摄影信息及检测信息对应的两个相位差(+90度、-γ度)。在时刻t8至时刻t9,驱动信号Sa、Sb的相位差为+90度,以转速VS1沿正转方向驱动振动波马达12。在时刻t9至时刻t10,驱动信号Sa、Sb的相位差从+90度变化到-γ度,使振动波马达12的转速减小,并使振动波马达12反转。
在时刻t10至时刻t11,驱动信号Sa、Sb的相位差为-γ度,以比VS2小的转速VS4沿反转方向驱动振动波马达12。
在时刻t11至时刻t12,驱动信号Sa、Sb的相位差从-γ度变化到+90度,使振动波马达12的转速上升,并使振动波马达12正转。
在时刻t12至时刻t13,驱动信号Sa、Sb的相位差为+90度,以转速VS1沿正转方向驱动振动波马达12。
以后,根据与控制部141读出的摄影信息及检测信息对应的两个相位差,反复进行时刻t4至时刻t8的动作,由此能够执行摆动动作。
在被摄物体以一定加速度移动的情况下,被摄物体的移动速度的中心值随着时间的推移而变大,所以不能通过驱动信号Sa、Sb的相位差得到所希望的转速,这种情况下通过一并变更驱动频率来使振动波马达12以所希望的转速旋转。图9是以时序示出该实施方式中的停止的被摄物体以一定加速度开始移动时的驱动信号Sa、Sb的频率、电压(振幅)及相位差、振动波马达12的转速、AF透镜位置之间的关系的一例的图。
该情况下,不仅变更驱动信号Sa、Sb的相位差,还在变更相位差的同时变更驱动信号Sa、Sb的频率,由此,能够得到所希望的转速,即使是对于以一定加速度移动的被摄物体也能够进行摆动动作。另外,驱动信号Sa、Sb的驱动频率也可以与两个相位差同样地预先存储在换算表141a中。由此,控制部141能够在上述三种情况下通过相同的处理来执行摆动动作。
如上所述,本实施方式的电子照相机1在动态画面拍摄时,当使振动波马达12驱动时,首先,使施加在振动波马达12上的驱动信号Sa、Sb的振幅以阶梯状从0(V)变化到预先确定的振幅V0(V)。然后,电子照相机1执行如下处理,即:花费比使振幅从0(V)变化到V0(V)的处理长的时间使驱动信号Sa、Sb的振幅从V0(V)逐渐上升变化到V1(V)。将振幅V0(V)的驱动信号Sa、Sb施加到振动波马达12时产生的噪声几乎不会被内置麦克风70检测到,所以能够降低驱动振动波马达12时产生的噪声。另外,由于在使驱动信号Sa、Sb的振幅从V0(V)变化到V1(V)时,是花费时间使之逐渐上升的,所以能够抑制振动波马达12产生的噪声,能够实现安静的驱动。
本实施方式的电子照相机1通过使施加在振动波马达12上的驱动信号Sa、Sb的相位差周期性变化,来执行摆动动作。由此,与以往的方法相比,即:需要临时停止振动波马达来使要施加的一对驱动信号的相位差变化从而对振动波马达的正转和反转进行切换,能够通过简易的控制来切换振动波马达12的正转和反转。另外,以往在向振动波马达12施加驱动信号Sa、Sb时产生噪声,而在本实施方式的电子照相机1中,进行摆动动作时的驱动信号Sa、Sb的振幅(电压)恒定,不进行成为产生噪声的原因的动作,所以能够进行安静的驱动。
<第二实施方式>
图10是表示第二实施方式中的透镜镜筒10A的结构的示意图。透镜镜筒10A具有:覆盖透镜镜筒10A的外周部的外侧固定筒101A;与外侧固定筒101A相比位于内侧的被摄物体侧的第一内侧固定筒102A;与外侧固定筒101A相比位于内侧的像侧的第二内侧固定筒103A。
另外,透镜镜筒10A具有振动波马达12A,该振动波马达12A被配置在外侧固定筒101A与第二内侧固定筒103A之间,并且通过固定部件151而被固定在第二内侧固定筒103A上。
另外,在第一内侧固定筒102A上从被摄物体侧开始固定有第一透镜组L1、第二透镜组L2,在第二内侧固定筒103A上固定有第四透镜组L4。在第二透镜组L2与第四透镜组L4之间配置有被AF环152保持的、作为对焦用AF透镜的第三透镜组L3。即,第一透镜组L1、第二透镜组L2、第三透镜组L3及第四透镜组L4在光轴方向上从被摄物体侧朝向摄影元件侧按顺序配置。
在AF环152与第二内侧固定筒103A之间,以光轴方向为中心轴旋转自如地设置有凸轮环153,凸轮环153根据振动波马达12A的输出而旋转,其中振动波马达12A的输出经由叉部154传递。另外,在凸轮环153的内侧,相对于周向以螺旋状切出有键槽153a。另外,在AF环152的外周侧设置有固定销152a,固定销152a被插入凸轮环153的键槽153a中。
另外,在从外侧固定筒101A的内周侧向内侧伸出的保持部101a上配置有振动波马达驱动装置14,振动波马达驱动装置14与振动波马达12A电连接,驱动振动波马达12A。
振动波马达12A由以下部件构成:定子161,具有弹性体161a和将电能转换成机械能的压电元件161b;移动件162,与定子161加压接触而将输出取出;缓冲支承部件163,配置在定子161的非驱动面(与移动件162的接触面相反侧的面)侧且由无纺布等形成;加压接触机构164,由加压板164a及加压部件164b形成,用于使定子161与移动件162加压接触;输出传递部件155及压环165,从左右支承这些部件。压环165通过螺钉等被固定在固定部件151上。
叉部154与设在输出传递部件155上的突起部155a嵌合,从而将输出传递部件155的旋转运动传递到凸轮环153。输出传递部件155通过安装在固定部件151上的轴承156而被限制光轴方向的运动和径向的运动。
在移动件162上配置有橡胶等的振动吸收部件166,用于吸收移动件162的光轴方向上的振动。振动吸收部件166通过加压接触机构164而与输出传递部件155加压接触。
在本实施方式中,是具有圆环状的振动波马达12A的结构,但能够通过驱动信号Sa、Sb的频率、振幅及相位差来控制转速及旋转方向。而且,振动波马达驱动装置14能够进行与对第一实施方式的振动波马达12施加的控制相同的控制,所以能够与第一实施方式同样地执行摆动动作。
再有,通过具有圆环形状的振动波马达12A,即使不使用齿轮等,也能够将振动波马达12A的输出传递到凸轮环153,所以不会发生齿轮齿隙等的晃动,能够执行顺畅的摆动动作。
<第三实施方式>
图11是表示第三实施方式的透镜镜筒10B的结构的示意图。透镜镜筒10B具有:覆盖透镜镜筒10B的外周部的外侧固定筒101B;与外侧固定筒101B相比位于内侧的被摄物体侧的第一内侧固定筒102B;与外侧固定筒101B相比位于内侧的像侧的第二内侧固定筒103B。
另外,透镜镜筒10B具有:振动波马达12B,被配置在外侧固定筒101B与第二内侧固定筒103B之间,并且通过固定部件181而被固定在第一内侧固定筒102B上;和振动波马达驱动装置14,被配置在从外侧固定筒101B的内周侧向内侧伸出的保持部101a上。振动波马达驱动装置14与振动波马达12B电连接,从而驱动振动波马达12B。
另外,在第一内侧固定筒102B上从被摄物体侧开始固定有第一透镜组L1、第二透镜组L2,在第二内侧固定筒103B上固定有第四透镜组L4。在第二透镜组L2与第四透镜组L4之间配置有被AF环187保持的作为对焦用AF透镜的第三透镜组L3。即,第一透镜组L1、第二透镜组L2、第三透镜组L3及第四透镜组L4在光轴方向上从被摄物体侧朝向摄影元件侧按顺序配置。
图12是表示该实施方式中的振动波马达12B的结构的图。如图所示,振动波马达12B由以下部件构成:振子170,由压电元件171及与压电元件171接触的金属制的弹性体172构成;用于取出输出的突起部173a、173b,设置在弹性体172的与压电元件171的接触面相反一侧的面上;以及移动件174。
图13是表示该实施方式中的振动波马达12B的动作的图。在向压电元件171施加一对驱动信号Sa、Sb,并且使驱动信号Sa、Sb的相位差为90度时,如图13所示,通过激发的纵振动与弯曲振动的合成而在突起部173a、173b上产生椭圆运动。突起部173a、173b与移动件174加压接触,所以通过摩擦产生驱动力。对突起部173a、173b使用了耐磨损材料,以防止磨损。
返回图11,振子170通过设在固定部件181上的支承销182与振子170的切口部175相配合而被支承。加压部件183被设置在固定部件181与振子170之间,使振子170与移动件174加压接触。
移动件174由铝这样的轻金属构成,并与突起部173a、173b加压接触。另外,移动件174被固定在能够相对于直线导轨185沿光轴方向移动自如的直线导向部184上。直线导轨185被沿着光轴方向固定在第一内侧固定筒102B的外周侧。由此,移动件174能够相对于光轴方向进行直线移动。
在移动件174上安装有叉部186,移动件174的直线运动通过叉部186被传递到AF环187。在AF环187上设有导向部188。导向部188能够沿着直线导轨189自由移动,其中直线导轨189沿着光轴方向设置在第一内侧固定筒102B的内周侧上。
由此,移动件174的光轴方向的直线运动被传递到AF环187,能够使AF环187沿光轴方向移动。
在本实施方式中,透镜镜筒10B构成为具有线性振动波马达12B,但能够通过驱动信号Sa、Sb的频率、振幅及相位差来控制振动波马达12B的移动速度及移动方向。而且,振动波马达驱动装置14能够进行与对第一实施方式的振动波马达12施加的控制相同的控制,从而能够与第一实施方式同样地执行摆动动作。
另外,在本实施方式中,与第二实施方式同样地,不使用齿轮就能够将振动波马达12B的输出传递到AF环187,从而不会发生齿轮齿隙等的晃动,能够执行顺畅的摆动动作。
另外,由于没有第一实施方式及第二实施方式中利用的将旋转运动变换成直线运动时产生的摩擦等损失,所以能够提高能量的使用效率。另外,由于削减了AF环187的滑动面,所以能够减低因滑动而产生的噪声,能够进行安静的驱动。
此外,在上述第一实施方式至第三实施方式中,示出了在驱动信号Sa、Sb的电压达到V1之后实施扫描处理的动作,但不限于此,也可以进行控制使得在驱动信号Sa、Sb的电压达到V1之前开始扫描处理。由此,能够使到振动波马达开始驱动为止的时间缩短,能够改善自动对焦功能的响应性。
此外,在上述第一实施方式至第三实施方式中,示出了在换算表141a中存储与拍摄信息及检测信息对应的两个相位差的结构,但不限于此,也可以将驱动信号Sa、Sb的频率与两个相位差一起与拍摄信息及检测信息对应地存储在换算表141a中。由此,能够变更振动波马达12的转速,能够根据被摄物体的移动速度来决定摆动动作的速度,从而能够提高动态画面拍摄时的自动对焦功能。
另外,在上述第一实施方式至第三实施方式中,示出了如下动作,即:控制部141在被输入驱动指令信号时进行控制,以使移相部143输出的驱动信号Sa、Sb的相位差为+90度,但不限于此,也可以是预先确定的任意相位差。
另外,在上述第一实施方式至第三实施方式中,示出了使驱动信号Sa、Sb的相位差变化来进行摆动动作的方式,但不限于此,也可以是除相位差以外还使驱动信号Sa、Sb的振幅(电压)变化来进行摆动动作。
另外,在电子照相机1进行静态画面的摄影的情况下,控制部141不需要进行摆动动作,所以使用公知技术通过驱动信号Sa、Sb的频率控制振动波马达12。
另外,在上述第一实施方式至第三实施方式中,当要使振动波马达12停止时,可以以相反的顺序进行上述使振动波马达12驱动时的处理。具体而言,控制部141停止相位差信息的周期性变更,将表示驱动频率f0的频率信息输出到振动部142,使驱动信号Sa、Sb的频率成为振动波马达12能够驱动的频率范围外,由此,使振动波马达12的驱动停止。然后,控制部141使驱动信号Sa、Sb的振幅减小到V0(V)以下,而使放大部144向振动波马达12施加驱动信号Sa、Sb的动作停止。由此,与驱动振动波马达12时同样地,能够降低使振动波马达12停止时产生的噪声,并防止被内置麦克风70检测到。
另外,在上述第一实施方式至第三实施方式中,控制部141可以按每个可更换透镜(透镜镜筒10)来设置换算表141a,从而设置多个换算表。由于透镜的特性和焦点距离等根据每个可更换透镜而不同,所以摆动动作自身也是根据可更换透镜来决定的,由此,能够对可更换透镜进行最佳的摆动动作,能够提高动态画面拍摄时的自动对焦功能。
上述控制部141可以在内部具有计算机系统。该情况下,执行上述摆动动作的处理过程能够以程序的形式预先存储在计算机能够读取的记录介质中,计算机读取并执行该程序,由此进行上述处理。这里,计算机能够读取的记录介质是指磁盘、磁光盘、CD-ROM、DVD-ROM、半导体存储器等。另外,也可以是,将该计算机程序通过通信线路分布到计算机,接受该分布的计算机执行该程序。
<第四实施方式>
以下,参照附图说明本发明的实施方式。图14是表示本发明的第四实施方式的具有录音装置的摄影装置1100、及安装在该摄影装置1100上的透镜镜筒1400的结构的示意框图。
在本实施方式的摄影装置1100中,能够更换地安装有透镜镜筒1400。例如,摄影装置1100具有用于安装透镜镜筒1400的安装部。另外,该安装部具有将摄影装置1100和透镜镜筒1400电连接的电连接部。摄影装置1100和透镜镜筒1400能够通过该电连接部收发电信息及信号。
以下,对透镜镜筒1400的结构进行说明。作为一例的透镜镜筒1400具有多个透镜(光学系统)1410、振动促动器1420和驱动部1430。多个透镜1410例如具有变焦透镜1114、调焦透镜(以下称为AF(AutoFocus)透镜)1112、防手抖透镜(以下称为VR(Vibration Reduction)透镜)1113。
该透镜镜筒1400将通过变焦透镜1114、VR透镜1113以及AF透镜1112后的光学像引导至摄影装置1100所具有的后述摄影元件1119的受光面。
振动促动器1420具有压电元件。振动促动器1420的压电元件通过驱动部1430而被驱动,由此,振动促动器1420使变焦透镜1114、VR透镜1113或AF透镜1112等的位置沿光轴方向变化。
接着,对摄影装置1100的结构进行说明。摄影装置1100具有摄影部1110、CPU(Central processing unit:中央处理单元)1190、操作部1180、图像处理部1140、显示部1150、存储部1160、缓冲存储部1130、通信部1170、麦克风1230、A/D(Analog/Digital:模拟/数字)转换部1240、声音信号处理部1250和总线1300。
摄影部1110包含摄影元件1119和A/D转换部1120,按照设定好的摄影条件(例如光圈值、曝光值等)被CPU1190控制,使透镜镜筒1400所具有的光学系统产生的光学像成像在摄影元件1119上,该光学像通过A/D转换部1120被转换成数字信号,由此生成图像数据。这里,透镜镜筒1400所具有的光学系统是指变焦透镜1114、VR透镜1113以及AF透镜1112等多个透镜。
摄影元件1119例如将成像在受光面上的光学像转换成电信号,并输出到A/D转换部1120。
另外,摄影元件1119使通过操作部1180而接受拍摄指示时所得到的图像数据,通过A/D转换部1120和图像处理部1140,作为拍摄得到的静态画面的拍摄图像数据而存储在存储介质1200中。
另一方面,摄影元件1119例如在没有通过操作部1180接受到摄影指示的状态下,将连续得到的图像数据作为实时取景数据(Through-the-lens image),经由A/D转换部1120和图像处理部1140而输出到CPU1190及显示部1150。
A/D转换部1120对通过摄影元件1119转换而得到的电信号进行模拟/数字转换,并将该经转换而得到的数字信号即图像数据输出。
操作部1180例如包含电源开关、快门按钮和其他操作键,通过用户操作来接受用户的操作输入,并输出到CPU1190。
图像处理部1140参考存储于存储部1160的图像处理条件,对记录在缓冲存储部1130或存储介质1200中的图像数据进行图像处理。
显示部1150例如是液晶显示器,显示通过摄影部1110而得到的图像数据和操作画面等。
存储部1160存储CPU1190进行场景(Scene)判定时所参考的判定条件和摄影条件等。
麦克风1230收录声音,并输出与收录的声音相应的声音信号。该声音信号是模拟信号。A/D转换部1240将从麦克风1230输入来的模拟信号的声音信号进行模拟数字转换而成为数字信号的声音信号。通过该麦克风1230和A/D转换部1240,收录的声音被转换成数字信号的声音信号,即,声波被转换成电信号。
声音信号处理部1250对被A/D转换部1240转换成数字信号的声音信号执行声音信号处理,该声音信号处理例如为变更声音数据的形式的处理或压缩数据的处理等,将经该声音信号处理后的声音信号存储在存储介质1200中。
此外,在被声音信号处理部1250进行声音信号处理后的声音信号存储于存储介质1200的情况下,可以将该声音信号与由摄影元件1119拍摄而得到的图像数据在时间上建立对应地存储,也可以存储为包含声音信号的动态画面。
缓冲存储部1130临时存储由摄影部1110拍摄而得到的图像数据和被声音信号处理部1250转换后的声音信号等。
通信部1170与卡存储器等能够取下的存储介质1200连接,对该存储介质1200进行信息的写入、读出或删除。
存储介质1200相对于摄影装置1100能够装拆地连接,存储例如由摄影部1110生成的(拍摄得到的)图像数据和由声音信号处理部1250进行了声音信号处理的声音信号。
CPU1190控制摄影装置整体,但作为一例,CPU1190根据从操作部1180输入的操作输入,生成通过驱动部1430驱动振动促动器1420的驱动控制信号,将生成的驱动控制信号输出到驱动部1430。这样,CPU1190根据该驱动控制信号通过驱动部1430来控制变焦透镜1114、VR透镜1113或AF透镜1112的位置。
总线1300与摄影部1110、CPU1190、操作部1180、图像处理部1140、显示部1150、存储部1160、缓冲存储部1130、通信部1170和声音信号处理部1250连接,传送从各部输出的数据等。另外,在该总线1300上通过安装部的电接点部还连接有透镜镜筒1400所具有的各部分。
此外,透镜镜筒1400也可以具有CPU等的控制部1440。该情况下,例如,该控制部1440可以将驱动控制信号输出到驱动部1430,通过驱动部1430控制VR透镜1113的位置。由此,在透镜镜筒1400中能够防止手抖。另外,在透镜镜筒1400具有CPU等控制部1440的情况下,来自CPU1190的驱动控制信号也可以通过控制部1440输入到驱动部1430。
这里,对上述振动促动器1420进行说明。在振动促动器1420中,向压电元件等机电转换元件输入某特定频率的电信号,由此,该机电转换元件振动。机电转换元件具有被该振动激振的金属部件。而且,将机电转换元件和金属部件作为振子,该振子与相对运动部件加压接触。这里所说的相对运动部件是指振动促动器1420改变位置的对象,例如图14的变焦透镜1114、AF透镜1112或VR透镜1113。
由该振子产生的振动波、例如超声波振动等通过摩擦接触而被传递到与振子加压接触的相对运动部件。由此,能够摩擦驱动相对运动部件。此外,对振子采用铁类或不锈钢类等的金属部件,对相对运动部件采用铝或施加了表面处理的耐酸铝,或者采用氧化铝等的陶瓷。作为一例的振动促动器1420像这样构成。
上述已说明的驱动部1430根据来自CPU1190的驱动控制信号或来自控制部1440的驱动控制信号,在驱动具有压电元件的振动促动器1420的情况下,如下那样驱动振动促动器1420。
在驱动压电元件的情况下,驱动部1430在第一期间以第一时间常数驱动压电元件,在接着第一期间的第二期间,以时间常数值比第一时间常数小的第二时间常数驱动压电元件。该第一期间例如是基于压电元件的时间常数τ的期间。作为第一期间的一例,有时是值为时间常数τ的2倍的期间等预先确定的期间。
这样,驱动部1430在驱动压电元件的第一期间,与之后的第二期间相比更缓慢地驱动压电元件,进行软启动。即,在驱动压电元件的初期阶段(驱动开始时),相较于之后的阶段更缓慢地驱动压电元件,进行软启动。由此,在对振动促动器1420的压电元件进行驱动的初期阶段(驱动开始时),能够降低向振动促动器1420所具有的压电元件施加的突发电流和电压。由此,能够使驱动具有压电元件的振动促动器1420时产生的声音减小。
因此,例如,在存储通过麦克风1230收录的声音的情况下,也能够降低将由振动促动器1420产生的声音录下的可能性。
另外,存在使用摄影装置1100的用户会介意驱动振动促动器1420时产生的声音的情况。对此,如上述说明那样也能够降低驱动振动促动器1420时产生的声音。因此,能够降低用户注意到驱动振动促动器1420时产生的声音的可能性。由此,用户能够舒适地使用摄影装置1100。
此外,在图14中,振动促动器1420和驱动部1430相当于驱动变焦透镜1114、AF透镜1112或VR透镜1113的驱动装置。
以下,使用图15,对使用图14说明的振动促动器1420的等效电路和驱动部1430的结构的一例进行说明。
如图15(a)所示,振动促动器1420作为共振频率附近的等效电路,由串联连接的等效线圈Lm、等效电容器Cm及等效电阻Rm、与这些元件串联连接而成的结构(等效线圈Lm、等效电容器Cm及等效电阻Rm)并联连接的制动电容器Cd构成。此外,该制动电容器Cd是振动促动器1420所具有的压电元件中的制动电容。
另外,如图15(a)所示,驱动部1430由驱动部D、晶体管TR1、晶体管TR2、变压器T、线圈Lc、开关SW和电容器C构成。作为一例,该晶体管TR1和晶体管TR2采用NPN型的双极型晶体管。
驱动部D的第一端子D1通过总线1300与CPU1190或控制部1440连接,并被输入控制驱动信号。驱动部D的第二端子D2与晶体管TR1的基极端子连接。另外,驱动部D的第三端子D3与晶体管TR2的基极端子连接。晶体管TR1的集电极端子与电源VDD连接,晶体管TR1的发射极端子与变压器T的一次绕组的一个端子连接。晶体管TR2的集电极端子与变压器T的一次绕组的另一个端子连接,晶体管TR2的发射极端子接地。
变压器T的二次绕组的一个端子通过线圈Lc与开关SW的一个端子、振动促动器1420的一个端子连接。另外,开关SW的另一个端子与电容器C的一个端子连接。另外,变压器T的二次绕组的另一个端子与电容器C的另一个端子和振动促动器1420的另一个端子一起接地。
此外,振动促动器1420的一个端子和另一个端子是指串联连接的等效线圈Lm、等效电容器Cm及等效电阻Rm、和与这些元件串联连接而成的结构并联连接的制动电容器Cd的两个连接点中的一个连接点P1和另一个连接点P2。
图15(a)是开关SW处于闭合状态的结构图,图15(b)是开关SW处于断开状态的结构图。如该图15(a)和图15(b)所示,在开关SW闭合的状态下,电容器C相对于振动促动器1420并联连接。因此,该情况下,成为驱动部1430的驱动对象的电路的静电电容器Ctotal的值为下式1。
Ctotal=Cd+C ...(式1)
此外,Cd是制动电容器Cd的静电电容的值,C是电容器C的静电电容的值。
相反地,在开关SW断开的状态下,电容器C不与振动促动器1420并联连接。因此,该情况下,成为驱动部1430的驱动对象的电路的静电电容器Ctotal的值为下式2。
Ctotal=Cd ...(式2)
该图15的情况下,在驱动部1430驱动振动促动器1420的情况下,当开关SW闭合时,驱动部1430根据与式1所示的静电电容器Ctotal相应的时间常数(对应于第一时间常数)来驱动振动促动器1420。相反地,在驱动部1430驱动振动促动器1420的情况下,当开关SW断开时,驱动部1430根据与式2所示的静电电容器Ctotal相应的时间常数(对应于第二时间常数)来驱动振动促动器1420。
接下来,使用图15(c),对驱动部1430驱动振动促动器1420时的动作的一例进行说明。这里,对驱动部1430从时刻0开始驱动振动促动器1420的情况进行说明。
首先,在时刻0至时刻t2的第一期间,驱动部1430在开关SW闭合的状态下驱动振动促动器1420。然后,在时刻t2以后的第二期间,驱动部1430在开关SW断开的状态下驱动振动促动器1420。
即,在时刻0至时刻t2的第一期间,驱动部1430根据与式1所示的静电电容器Ctotal相应的时间常数(对应于第一时间常数)来驱动振动促动器1420。然后,在时刻t2以后的第二期间,驱动部1430根据与式2所示的静电电容器Ctotal相应的时间常数(对应于第二时间常数)来驱动振动促动器1420。
由此,在时刻0至时刻t2的第一期间,随着时间的推移,按照第一时间常数向振动促动器1420施加的电压逐渐上升。
然后,在时刻t2以后,对振动促动器1420施加大致恒定的电压。
这里,为了说明图15(c)所示的本实施方式的情况的效果,使用图16,对与图15的驱动部1430相比驱动部1430不具有开关SW和电容器C的情况进行说明。此外,在该图16中,对与图15相应的结构标注相同的附图标记,并省略其说明。
该图16的情况是,在从时刻0开始的全部期间,驱动部1430根据与式2所示的静电电容器Ctotal相应的时间常数(对应于第二时间常数)来驱动振动促动器1420。
这里,第二时间常数的值比第一时间常数的值小(短)。由此,如图16(b)所示,从时刻0到比时刻t2短的时刻t1的期间,随着时间的推移,按照第二时间常数向振动促动器1420施加的电压逐渐上升。然后,在时刻t1以后,对振动促动器1420施加大致恒定的电压。
这样,在图16(b)的情况下,从时刻0到比时刻t2短的时刻t1的期间,施加到振动促动器1420的电压逐渐上升。因此,与图15(c)的情况相比,在图16(b)的情况下施加在振动促动器1420上的电压更加陡急。由此,与图15(c)的情况相比,图16(b)的情况下,当驱动具有压电元件的振动促动器1420时可能会产生声音。
即,与图16(b)的情况相比,在图15(c)的情况下施加在振动促动器1420上的电压更加平缓。因此,与图16(b)的情况相比,在图15(c)的情况下,能够降低驱动具有压电元件的振动促动器1420时产生的声音。
如使用图15和图16进行说明的那样,驱动部1430在驱动压电元件时,在第一期间以第一时间常数驱动压电元件,在接着第一期间的第二期间,以时间常数值比第一时间常数值小的第二时间常数驱动压电元件。由此,能够在驱动振动促动器1420的压电元件的初期阶段(驱动开始时)降低向振动促动器1420所具有的压电元件施加的突发电流和电压。由此,能够降低对具有压电元件的振动促动器1420进行驱动时产生的声音。
此外,在图15(a)的情况下开关SW处于闭合状态,电容器C相对于振动促动器1420并联连接。该情况下,在电路中,在振动促动器1420的紧前插入有电容型低通滤波器形式的电路。
因此,对于上述使用图15的说明通过其他方式表现时,在上述第一期间,在振动促动器1420的紧前插入该低通滤波器形式的电路。该情况下,使振动促动器1420驱动的电流i成为如下式3所示的过渡性电流。
i=Vin/R-(Vin/R)e-(1/RC)t ...(式3)
其中,Vin表示输入电压,R表示电路中的电阻(等效电阻Rm的电阻值),C表示静电电容(静电电容器Ctotal的值),t表示时间。该式3中的第二部分表示过渡电流。另外,该第二部分中的1/RC对应于时间常数τ。
这里,在如图15(a)所示那样开关SW处于闭合状态、电容器C相对于振动促动器1420并联连接的情况下,使振动促动器1420驱动的电流i成为基于与式1所示的Ctotal(=Cd+C)对应的时间常数τ1(=R(Cd+C))的过渡性电流。
然后,驱动部1430在开关SW闭合的状态下开始驱动振动促动器1420,在经过2倍于时间常数τ1的期间之后,断开开关SW。即,2倍于时间常数τ1的期间对应于上述的第一期间。
由此,在直到2倍于时间常数τ1的期间(第一期间),基于时间常数τ1使振动促动器1420驱动的电流i逐渐成为恒定值(Vin/R)。并且,在之后的期间(第二期间),成为基于时间常数τ2(=RCd)的电流i。这里,使振动促动器1420驱动的速度与被输入到振动促动器1420的电流(或电压)的时间常数的值成正比。因此,在第二期间,与时间常数τ1的情况相比,在时间常数τ2(τ2<τ1)的情况下,驱动部1430能够迅速地使振动促动器1420驱动。
因此,能够使驱动部1430在第一期间驱动具有压电元件的振动促动器1420时产生的声音减小,并且能够在第二期间迅速地驱动振动促动器1420。
此外,开关SW的闭合和断开可以如以下那样由驱动部1430控制。例如,驱动部1430具有对以第一时间常数开始驱动压电元件后所经过的时间进行测量的计时部。而且,在驱动压电元件的情况下,驱动部1430以第一时间常数驱动压电元件之后,在利用计时部测量到的时间成为第一期间以上的情况下,以第二时间常数驱动压电元件。该第一期间是指如上所述地与时间常数τ1的2倍对应的期间。
另外,例如,驱动部1430具有对驱动部1430驱动压电元件的控制信号进行检测的检测部。而且,在驱动压电元件的情况下,驱动部1430以第一时间常数驱动压电元件之后,在由检测部检测到的控制信号的信号电平成为与第一期间对应的预先确定的值以上的情况下,以第二时间常数驱动压电元件。
例如,检测部如图15(c)所示那样检测施加在振动促动器1420上的电压来作为驱动部1430驱动压电元件的控制信号。而且,该情况下,如图15(c)所示,可以将与时间常数τ1的2倍对应的时刻的电压值、或经过了过渡性电压之后成为恒定值的电压值(例如,第二期间的电压值)作为预先确定的值。此外,检测部也可以检测电流。该情况下,例如,可以将式3中的第一部分(Vin/R)的电流值作为预先确定的值。
此外,在上述说明中,通过开关SW的闭合和断开来变更相对于振动促动器1420并联连接的电容器C的电容值。但不限于此,代替开关SW和电容器C,例如也可以使用可变电容器。该情况下,驱动部1430变更可变电容器的电容值,使得可变电容器在第一期间成为规定的电容值、在第二期间电容值为0。这样也能够起到与图15的情况相同的效果。
此外,也可以是,在驱动压电元件的情况下,驱动部1430以从时间常数的值不同的多个第一时间常数中选择出的第一时间常数来驱动压电元件,之后,以第二时间常数驱动压电元件。
例如,也可以与开关SW和电容器C同样地,使多个开关SW1...SWn和多个电容器C1...Cn(n为2以上的自然数)相对于振动促动器1420并联连接。该多个电容器C1...Cn各自的电容值不同。而且,该多个开关SW1...SWn中的任意一个开关在上述第一期间闭合。而且,在第二期间,全部开关断开。
另外,在代替开关SW和电容器C而使用可变电容器的情况下,驱动部1430变更可变电容器的电容值,使得可变电容器在第一期间具有从能够设定的电容值中选择的电容值、在第二期间电容值为0。
由此,例如在第一期间,能够使施加在振动促动器1420上的电压上升比图15(c)的情况更加平缓或更加陡急。
这里,例如,在摄影装置1100的拍摄模式为拍摄动态画面模式的情况下优选平缓的方式,在为拍摄静态画面模式的情况下优选陡急的方式。这种的情况下,通过上述结构,也能够根据摄影模式来变更施加在振动促动器1420上的电压的上升。另外,还能够根据用户的喜好来变更施加在振动促动器1420上的电压的上升。
另外,在上述图15的说明中,在对驱动压电元件时的时间常数进行变更的情况下,对使用了电容器C的结构的情况进行了说明,但变更时间常数的结构不限于使用了电容器C的结构。例如,也可以使用线圈,还可以使用线圈与电容器的组合。
此外,在上述说明中,对在摄影装置1100上能够更换地安装透镜镜筒1400的情况进行了说明,但摄影装置1100和透镜镜筒1400也可以作为一体构成。
以上,参照附图详细说明了本发明的实施方式,但具体的结构不限于该实施方式,还包括在不脱离本发明的主旨范围内进行的设计等。
Claims (10)
1.一种透镜镜筒,其特征在于,具有:
振动促动器,对使被摄物体的像对焦的对焦用透镜进行驱动;
放大部,向所述振动促动器施加放大后的一对驱动信号;
移相部,对所述一对驱动信号的相位差进行变更;
控制部,当被输入对所述振动促动器的驱动进行指示的信号时,执行第一处理,该第一处理为使所述移相部进行动作以使所述一对驱动信号的相位差周期性变化,
当被输入对所述振动促动器的驱动进行指示的信号时,所述控制部在执行所述第一处理之前执行第二处理和第三处理,其中,所述第二处理为使所述一对驱动信号的振幅变更成预先确定的第一振幅并施加到所述振动促动器上,所述第三处理为在所述第二处理之后使所述放大部进行动作使得一边使该一对驱动信号的振幅增加到比该第一振幅大的预先确定的第二振幅一边施加到所述振动促动器上,
所述第三处理花费的时间比所述第二处理花费的时间长。
2.如权利要求1所述的透镜镜筒,其特征在于,所述一对驱动信号的相位差的范围根据所述被摄物体的移动速度决定。
3.如权利要求1或2所述的透镜镜筒,其特征在于,所述一对驱动信号的频率根据所述被摄物体的移动速度决定。
4.如权利要求1或2所述的透镜镜筒,其特征在于,
在要使所述振动促动器停止的情况下,所述控制部使所述放大部进行动作以使所述一对驱动信号的振幅从所述第二振幅减小到所述第一振幅之后,停止施加该一对驱动信号。
5.如权利要求1或2所述的透镜镜筒,其特征在于,
还具有检测所述对焦用透镜的位置的检测部,
所述控制部判定所述检测部检测到的所述对焦用透镜的位置是否位于对焦位置附近,在所述对焦用透镜位于该对焦位置附近的情况下,使所述移相部进行动作以使所述一对驱动信号的相位差周期性变化。
6.如权利要求1或2所述的透镜镜筒,其特征在于,所述对焦用透镜以不旋转的方式沿该对焦用透镜的光轴方向移动。
7.如权利要求1或2所述的透镜镜筒,其特征在于,在拍摄动态画面时,所述控制部使所述移相部进行动作以使所述一对驱动信号的相位差周期性变化。
8.一种摄影装置,其特征在于,具有:
振动促动器,对使被摄物体的像对焦的对焦用透镜进行驱动;
放大部,向所述振动促动器施加放大后的一对驱动信号;
移相部,对所述一对驱动信号的相位差进行变更;
控制部,当被输入对所述振动促动器的驱动进行指示的信号时,执行第一处理,该第一处理为使所述移相部进行动作以使所述一对驱动信号的相位差周期性变化,
当被输入对所述振动促动器的驱动进行指示的信号时,所述控制部在执行所述第一处理之前执行第二处理和第三处理,其中,所述第二处理为使所述一对驱动信号的振幅变更成预先确定的第一振幅并施加到所述振动促动器上,所述第三处理为在所述第二处理之后使所述放大部进行动作使得一边使该一对驱动信号的振幅增加到比该第一振幅大的预先确定的第二振幅一边施加到所述振动促动器上,
所述第三处理花费的时间比所述第二处理花费的时间长。
9.如权利要求8所述的摄影装置,其特征在于,在拍摄动态画面时,所述控制部使所述移相部进行动作以使所述一对驱动信号的相位差周期性变化。
10.一种摄影装置,具有:
权利要求1至7中任一项所述的透镜镜筒;
对通过所述透镜镜筒成像的像进行拍摄的摄影部。
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JP2010233316A (ja) * | 2009-03-26 | 2010-10-14 | Olympus Corp | 超音波モータ |
Patent Citations (4)
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