CN102650795A - 具有图像稳定可插入/可移出光学元件的光学装置 - Google Patents

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CN102650795A CN2012100484956A CN201210048495A CN102650795A CN 102650795 A CN102650795 A CN 102650795A CN 2012100484956 A CN2012100484956 A CN 2012100484956A CN 201210048495 A CN201210048495 A CN 201210048495A CN 102650795 A CN102650795 A CN 102650795A
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Abstract

本申请涉及具有图像稳定可插入/可移出光学元件的光学装置。一种光学装置包括：前进/回缩部件；防抖框架，所述防抖框架被所述前进/回缩部件支撑；可插入/可移出框架，所述可插入/可移出框架保持图像稳定可插入/可移出光学元件并且被防抖框架可转动地支撑；通孔，所述通孔穿透所述防抖框架形成以允许所述可插入/可移出框架在插入位置和移出位置之间移动，所述通孔包括围绕所述可插入/可移出框架的转动中心的圆弧凹槽且所述通孔的外端被形成为开口端；以及桥部分，所述桥部分形成在所述防抖框架上以在所述外端连接所述通孔的相反内壁。从所述光轴方向观察，所述桥部分从所述防抖框架偏移并且覆盖间隙通孔。

Description

具有图像稳定可插入/可移出光学元件的光学装置
技术领域
本发明涉及一种具有图像稳定可插入/可移出光学元件的光学装置，所述图像稳定可插入/可移出光学元件能够被移动以校正图像抖动并且能够被移出到所述光学元件的防抖驱动范围之外的位置。
背景技术
配备有防抖机构(图像抖动校正机构/图像稳定机构)的光学装置(例如照相机)是本领域已知的，其中防抖机构在与光学系统的光轴垂直的平面内移动诸如透镜元件的特定光学元件或图像传感器(图像拾取装置)以减小(校正)图像抖动。在日本未审专利公布2007-163961中，为了使透镜镜筒的尺寸紧凑，提出了一种用于当结合有防抖机构的光学装置从操作状态移动到不拍摄照片的透镜镜筒容纳状态(完全缩回状态/非操作状态)时将图像稳定光学元件移出(径向回缩)到防抖驱动范围之外的位置(到离开光学系统的光轴的位置)的技术。
在上述日本未审专利公布所公开的透镜镜筒中，在其自由端支撑图像抖动校正透镜组(校正透镜组/图像稳定可插入/可移出光学元件)的可插入/可移出框架枢轴安装在框架部件(防抖框架)上，所述框架部件在垂直于光轴的平面内被驱动以减小图像抖动。当透镜镜筒从透镜镜筒容纳状态移动到准备照相状态时，可插入/可移出框架被转动，以便使图像抖动校正透镜组的光轴与其他光学元件(透镜组)的光轴重合，当透镜镜筒从准备照相状态移动到透镜镜筒容纳状态时，可插入/可移出框架被转动，以便将图像抖动校正透镜组从其他光学元件的光轴移出。在防抖框架中形成允许图像抖动校正透镜组移动的间隙孔(更具体而言，包括围绕防抖框架的转动中心的圆弧凹槽的间隙孔)。
在具有这种图像稳定可插入/可移出光学元件的光学装置中，理想的是，防抖框架和安装在其上的元件(具体而言，可插入/可移出框架和图像抖动校正透镜组)的重量尽可能的轻，从而可以平滑地执行防抖驱动操作。另外，理想的是，防抖框架的直径和壁厚尽可能的小，以减小整个光学装置的尺寸(直径)和厚度。但是，由于可插入/可移出框架被防抖框架枢轴支撑，并且还由于上述间隙孔形成在防抖框架上，因此如果防抖框架的直径和厚度过小，则防抖框架的强度变差，这可能会使图像抖动校正透镜组的位置精度变差，特别是当处于准备照相位置的时候更是如此。
发明内容
考虑到上述缺点设计了本发明，其提供一种具有图像稳定可插入/可移出光学元件的光学装置，所述图像稳定可插入/可移出光学元件能够被移动以校正图像抖动并且能够被移出到光学元件的防抖驱动范围之外的位置，其中不需要降低防抖框架的强度，就可以将防抖框架小型化，从而实现整个光学装置的小型化。
根据本发明的一方面，提供一种具有图像稳定可插入/可移出光学元件的光学装置，包括：前进/回缩部件，所述前进/回缩部件能够在包括所述图像稳定可插入/可移出光学元件的照相光学系统的光轴方向上移动，并且包括垂直于所述光轴的第一垂直导向表面，其中所述前进/回缩部件在准备照相位置和不拍摄照片的容纳位置之间移动；防抖框架，其包括平行于且面对所述第一垂直导向表面的第二垂直导向表面，所述防抖框架被所述前进/回缩部件支撑以能够沿所述第一垂直导向表面和所述第二垂直导向表面两者移动；可插入/可移出框架，所述可插入/可移出框架保持所述图像稳定可插入/可移出光学元件并且被所述防抖框架支撑，从而能够在插入位置和移出位置之间转动，在所述插入位置，所述图像稳定可插入/可移出光学元件位于所述光轴上，在所述移出位置，所述图像稳定可插入/可移出光学元件从所述光轴移出；间隙通孔，所述间隙通孔穿透所述防抖框架形成，从而使所述可插入/可移出框架能够在所述图像稳定可插入/可移出光学元件的至少一部分位于所述间隙通孔中的情况下在所述插入位置和所述移出位置之间移动，其中所述间隙通孔包括围绕所述可插入/可移出框架的转动中心的圆弧凹槽，以及其中所述间隙通孔的外端被形成为开口端；以及桥部分，所述桥部分形成在所述防抖框架上以连接所述间隙通孔的相反内壁，其中从所述光轴方向上观察，所述桥部分相对于所述第二垂直导向表面朝向所述防抖框架的相反侧偏移，并且覆盖所述间隙通孔。
当所述可插入/可移出框架处于所述移出位置时，理想的是，从所述光轴方向观察，所述图像稳定可插入/可移出光学元件部分位于所述间隙通孔的所述外端的外部并且覆盖所述桥部分。
理想的是，所述光学装置包括一对磁体和一对线圈，所述一对磁体和所述一对线圈驱动所述防抖框架以执行图像稳定操作，并且分别被所述防抖框架和所述前进/回缩部件支撑。所述防抖框架包括：分别支撑和保持所述一对磁体的一对磁体保持部分，以及转动轴，所述转动轴以允许所述可插入/可移出框架围绕所述转动轴转动的方式支撑所述可插入/可移出框架。所述一对磁体保持部分和所述转动轴在所述防抖框架的同侧凸出作为所述桥部分。
理想的是，所述桥部分和所述一对磁体保持部分被布置成从所述光轴方向观察，连接所述一对磁体保持部分的中心的第一线段、连接所述一对磁体保持部分其中之一的中心和所述桥部分的中心的第二线段以及连接所述一对磁体保持部分中的另一个的中心和所述桥部分的所述中心的第三线段限定出等腰三角形，其中所述第一线段构成所述等腰三角形的底边，所述第二线段和所述第三线段构成所述等腰三角形的两个相等边。
理想的是，在所述前进/回缩部件中形成开口，以当所述可插入/可移出框架处于所述移出位置时允许所述图像稳定可插入/可移出光学元件进入所述开口。
理想的是，所述桥部分包括：一对凸出壁，所述一对凸出壁分别从所述相反内壁在平行于所述光轴的方向上凸出；以及连接壁，所述连接壁位于垂直于所述光轴的平面内并且连接所述一对凸出壁。
理想的是，所述光学装置包括安装在所述第一垂直导向表面和所述第二垂直导向表面之间的至少一个滚珠。所述光学装置可以是配备有包含所述照相光学系统的可伸缩透镜镜筒的照相机。
根据本发明，由于桥部分形成在设置有间隙通孔(图像稳定可插入/可移出光学元件的至少一部分在其中移动)的防抖框架中，以便在其开口端连接间隙通孔的相反内壁，同时从光轴方向观察，相对于第二垂直导向表面朝向防抖框架的相反侧偏移并且覆盖间隙通孔，因此可以提高防抖框架的强度，而不需要增大防抖框架的直径。因此，可以实现包括防抖框架、被防抖框架支撑在其上的可插入/可移出框架以及在其端部被可插入/可移出框架保持的图像稳定可插入/可移出光学元件的光学装置的小型化。
附图说明
下面将参考附图描述本发明，其中：
图1是根据本发明的为了具有可伸缩照相透镜的透镜快门照相机(lens shutter camera)而设计的防抖透镜单元的实施例的后视分解透视图；
图2是拆下传感器保持器和直线移动环的防抖透镜单元的分解后视透视图；
图3是在透镜镜筒的透镜镜筒回缩操作中防抖透镜单元和插入/移出控制凸起的后视透视图；
图4是可插入/可移出框架和移出驱动杆的后视透视图，显示了在透镜镜筒的准备照相状态下可插入/可移出框架和移出驱动杆之间的位置关系；
图5是从不同的角度观察的在透镜镜筒的准备照相状态下的可插入/可移出框架和移出驱动杆的后视透视图；
图6是从像平面侧观察的在透镜镜筒的准备照相状态下的防抖透镜单元的一部分的后视图；
图7是显示图6中所显示的防抖透镜单元在图像稳定操作过程中被驱动的元件和图6中所显示的线圈的后视图；
图8是图7所显示的防抖驱动致动器的元件以强调这些元件的方式显示的图示；
图9是在透镜镜筒的透镜镜筒容纳状态(完全缩回状态)下图6中所显示的防抖透镜单元的部分的后视图；
图10是图9中所显示的防抖透镜单元在图像稳定操作过程中被驱动的元件和图9所显示的线圈的后视图；
图11是图10所显示的防抖驱动致动器的元件以强调这些元件的方式显示的图示；
图12是从像平面侧观察的在准备照相状态下的防抖透镜单元的后视图，其中直线移动环和传感器保持器被取下；
图13是沿图12中所显示的线A-A剖开的剖视图；以及
图14是沿图12中所显示的线B-B剖开的剖视图。
具体实施方式
图1至图3所显示的防抖透镜单元10支撑构成照相机的透镜镜筒的照相光学系统的一部分的可插入/可移出图像稳定透镜(可插入/可移出图像稳定光学元件)12。如图1所示，防抖透镜单元10设置有直线移动环(前进/回缩部件)14，并且在直线移动环14中设置有快门单元(前进/回缩部件)16、防抖框架18、可插入/可移出框架20、传感器保持器22、移出驱动杆(移出驱动机构/转动中继部件)24和防抖驱动致动器(防抖驱动机构)26。
尽管在图中没有显示结合了防抖透镜单元10的透镜镜筒的总体结构，但是直线移动环14以能够在沿着照相光学系统的照相光轴O的方向上直线移动的方式被其支撑在透镜镜筒内部，当透镜镜筒从准备照相状态进入透镜镜筒容纳状态(完全缩回状态)时，直线移动环14从物侧向像平面移动。在接下来的描述中，光轴方向指的是沿着或者平行于照相光轴O的方向，前和后指的是相对于光轴方向的前(物侧)和后(像平面侧)。已知的凸轮机构等等可以适合作为用于在光轴方向上移动直线移动环14的机构。
直线移动环14设置有围绕照相光轴O的圆筒形部分14a，快门单元16固定在圆筒形部分14a的内部。快门单元16设置有包括快门(未显示)的快门壳体16a并且具有通过快门壳体16a的中心在光轴方向上延伸的照相光圈16b(见图1)。设置在快门单元16中的快门致动器驱动上述快门，以打开和关闭照相光圈16b。快门壳体16a在快门壳体16a的外周上的三个不同的圆周位置处分别设置有三个弹簧钩凸起16c(图1和图2中只显示了其中之一)，并且在其后表面上设置有两个运动限制凸起(运动限制器)16d和三个滚珠支撑孔16e。滚珠支撑孔16e是朝向后方开口的底孔(凹进)，且滚珠支撑孔16e的底面构成与照相光轴O垂直的垂直导向表面(见图13)。
防抖框架18被支撑在快门单元16的后部。如图13所示，在面向快门单元16的防抖框架18的前部形成三个滚珠接触面(垂直导向表面)18a，三个导向滚珠(防抖导向部件)28分别被保持在三个滚珠接触面18a与三个滚珠支撑孔16e的底部之间。如上文所述，快门单元16设置有三个滚珠支撑孔16e，设置三个滚珠接触面18a和三个导向滚珠28以对应于三个滚珠支撑孔16e。三个滚珠接触面18a是位于与照相光轴O基本垂直的平面内因此平行于并且面对三个滚珠支撑孔16e的底面的平坦表面(垂直导向表面)。三个导向滚珠28分别松动配合在三个滚珠支撑孔16e中，从而每个导向滚珠28和相关联的滚珠支撑孔16e内壁之间在基本垂直于照相光轴O的方向上存在间隙。当位于相关联的支撑孔16e的中心附近时，每个导向滚珠28不与相关联的滚珠支撑孔16e的内壁相接触。
防抖框架18在其外周上的三个不同圆周位置处分别设置有三个弹簧钩凸起18b，三个拉伸弹簧(防抖框架偏置部件/第一偏置器)30分别被拉伸并且安装在三个弹簧钩凸起18b和三个弹簧钩凸起16c之间。防抖框架18被三个拉伸弹簧30的偏置力在接近快门单元16的方向上偏置(即，向前偏置)，以使三个滚珠接触面18a分别压靠三个导向滚珠28，从而防止防抖框架18向前移动。在这种状态下，三个滚珠接触面18a分别与三个导向滚珠28点接触，通过使三个滚珠接触面18a滑动接触三个导向滚珠28(或者当三个导向滚珠28不与三个滚珠支撑孔16e的内壁相接触时，分别使三个导向滚珠28滚动)，防抖框架18可以在垂直于照相光轴O的方向上自由移动。
防抖框架18进一步设置有两个运动限制孔(运动限制器)18c，快门单元16的两个运动限制凸起16d分别插入两个运动限制孔18c。如图6至图12所示，每个运动限制孔18c的内壁是矩形的，在与照相光轴O基本垂直的平面内通常是正方形的。在接下来的描述中，在垂直于照相光轴O的平面内穿过每个运动限制孔18c的内壁的两个对角线其中之一的方向指的是X轴方向，另一对角线的方向指的是Y轴方向。在直到运动限制凸起16d分别与两个运动限制孔18c的内壁相接触为止的范围内，防抖框架18可以相对于快门单元16(直线移动环14)在垂直于照相光轴O的平面内自由移动。
通过防抖驱动致动器26来驱动防抖框架18。防抖驱动致动器26设置有被快门单元16支撑的两个线圈31和32，还设置有被防抖框架18支撑的两个永久磁体34和36。两个永久磁体34和36分别固定在两个磁体保持部分18d和18e上，两个磁体保持部分18d和18e设置在防抖框架18上。永久磁体34和36在形状和尺寸上基本上是彼此相同的。每个永久磁体34和36是窄薄矩形板的形状的。永久磁体34和36关于位于照相光轴O上的虚平面P(见图6至图12)对称排列并且在Y轴方向上延伸。更具体而言，永久磁体34的在其纵向方向上延伸并且通过永久磁体34关于其宽度的近似中心的磁极边界线M1(见图8和图11)的相反侧分别被磁化为北极和南极，而永久磁体36的在其纵向方向上延伸并且通过永久磁体36关于其宽度的近似中心的磁极边界线M2(见图8和图11)的相反侧分别被磁化为北极和南极。换言之，磁极边界线M1和M2的每一个分别限定了永久磁体34和36的每一个的北极和南极之间的界限。永久磁体34的磁极边界线M1和永久磁体36的磁极边界线M2相互倾斜，从而它们之间的距离(即距离虚平面P的距离)从Y轴方向的底端(从稍后将要讨论的可插入/可移出框架20的插入位置侧)沿越来越向上的方向(朝向稍后将要讨论的可插入/可移出框架20的移出位置)增加。每个磁极边界线M1和M2关于虚平面P的倾斜角被设定为大约45度。也就是说，永久磁体34和36的纵向方向(磁极边界线M1和M2)基本互相垂直。
如图1、图8和图11所示，线圈31和32的每一个均为空心线圈，该空心线圈包括基本互相平行的一对细长部分和在其各个端部连接该对细长部分的一对弯曲(U形)部分。线圈31和32在形状和尺寸上基本上是彼此相同的。快门壳体16a在其后部设置有一对定位凸起16f和一对定位凸起16g(见图1)。线圈31被支撑在快门单元16上，使一对定位凸起16f接合到线圈31的空心部分中，线圈32被支撑在快门单元16上，使一对定位凸起16g接合到线圈32的空心部分中。在该支撑状态下，线圈31的纵向方向基本平行于磁极边界线M1，线圈32的纵向方向基本平行于磁极边界线M2。线圈31和32连接到从快门单元16延伸的柔性PWB(印刷线路板(未显示))，并且通过设置在透镜镜筒内部的另一柔性PWB(未显示)进一步连接到结合有防抖透镜单元10的本实施例的照相机的控制电路板。通过上述控制电路板上的控制电路来执行施加到线圈31和32上的功率控制。
在具有上述结构的防抖驱动致动器26中，线圈31和永久磁体34在光轴方向上面对彼此，当线圈31通电时，在垂直于光轴O的平面内在基本垂直于永久磁体34的磁极边界线M1(即垂直于线圈31的纵向方向)的方向上产生驱动力。在图8、图11和图12中用双头箭头F1来显示该驱动力的作用方向。另外，如图14所示，线圈32和永久磁体36在光轴方向上面对彼此，当线圈32通电时，在垂直于光轴O的平面内在基本垂直于永久磁体36的磁极边界线M2(即垂直于线圈32的纵向方向)的方向上产生驱动力。在图8、图11和图12中用双头箭头F2来显示该驱动力的作用方向。两个上述驱动力的每一个的作用方向与X轴方向和Y轴方向都以大约45度角相交，从而通过控制线圈31和32的每一个的电流的通过，可以将防抖框架18在与照相光轴O垂直的平面内移动到任意位置。如上文所述，防抖框架18的移动范围分别被两个运动限制孔18c的内壁与两个运动限制凸起16d的接合所限制。
传感器保持器22固定在防抖框架18的后部。传感器保持器22具有覆盖两个磁体保持部分18d和18e的后侧的形状，并且支撑分别位于两个永久磁体34和36后方的两个位置检测传感器38和40。位置检测传感器38和40连接到从快门单元16延伸的上述柔性PWB(未显示)，并且通过设置在透镜镜筒内部的上述另一柔性PWB(未显示)进一步连接到上述结合有防抖透镜单元10的本实施例的照相机的控制电路板。通过位置检测传感器38和40可以检测被防抖驱动致动器26驱动的防抖框架18的驱动位置。
防抖透镜单元10设置有可插入/可移出框架20，可插入/可移出框架20被防抖框架18支撑在其上，从而能够围绕平行于照相光轴O延伸的转动轴42转动(摆动)。转动轴42的前端固定配合到形成在防抖框架18中的轴支撑孔18f中，转动轴42的后端固定到固定在防抖框架18上的保持部件44上。可插入/可移出框架20设置有圆筒形透镜保持器部分20a、轴承部分20b和臂部20c。圆筒形透镜保持器部分20a保持可插入/可移出图像稳定透镜12，转动轴42被插入到轴承部分20b中，圆筒形透镜保持器部分20a和轴承部分20b通过臂部20c连接。可插入/可移出框架20能够围绕转动轴42在图2至图8和图12中所显示的插入位置和图9至图11中所显示的移出位置之间摆动(转动)，插入位置是由形成在圆筒形透镜保持器部分20a上的止动器接触部分20d与形成在防抖框架18上的止动器18g的接合所限定的。可插入/可移出框架20被可插入/可移出框架偏置弹簧(可插入/可移出框架偏置部件/第二偏置器)46朝向插入位置偏置。可插入/可移出框架偏置弹簧46是由扭力盘形弹簧配置而成的，其端部分别钩在防抖框架18和可插入/可移出框架20上。另外，由压缩弹簧配置而成的光轴方向偏置弹簧48安装在轴承部分20b和保持部件44之间，可插入/可移出框架20被光轴方向偏置弹簧48向前偏置，从而稳定可插入/可移出框架20在光轴方向上的位置。
当可插入/可移出框架20处于插入位置时，可插入/可移出图像稳定透镜12位于照相光轴O上。当可插入/可移出框架20转动到防抖框架18处于其在Y轴方向上的运动极限的状态下的移出位置(在下文中被称为移出辅助位置)时，其中防抖框架18的运动限制孔18c的内壁在插入位置侧的端部(对于图6至图12而言是每个运动限制孔18c的内壁的下端)与相关联的运动限制凸起16d相接触，可插入/可移出图像稳定透镜12的中心沿Y轴方向从照相光轴O移开。在光轴方向上穿透防抖框架18形成间隙通孔18h，其形状与圆筒形透镜保持器部分20a的由绕转动轴42的弧形路径所限定的运动路径相对应，间隙通孔18h的外端(对于图6至图12的上端)在防抖框架18的外周的一部分处开口(穿透)。当可插入/可移出框架20处于移出位置时，圆筒形透镜保持器部分20a的前端位于间隙通孔18h中。从光轴方向上观察到的间隙通孔18h的形状和尺寸可以这样的：间隙通孔18h包括圆筒形透镜保持器部分20a围绕转动轴42的圆弧形移动路径，并且间隙通孔18h的内端封闭且间隙通孔18h的外端开口。
防抖框架18一体设置有连接间隙通孔18h的相反内壁的桥部分18i。桥部分18i设置有一对凸出壁18i1(见图2)和连接壁18i2(见图2和图8至图13)。该对凸出壁18i1在间隙通孔18h的开口端从防抖框架18的间隙通孔18h的相反内壁沿平行于光轴O的方向凸出，连接壁18i2位于垂直于光轴O的平面内并且连接该对凸出壁18i1。桥部分18i(具体而言连接壁18i2)相对于三个滚珠接触面18a朝向防抖框架18的相反侧(即在光轴方向上向后)偏移，以防止当可插入/可移出框架20转动到移出位置时与圆筒形透镜保持器部分20a(可插入/可移出图像稳定透镜12)干涉。桥部分18i的凸起的方向与分别保持永久磁体31和32的两个磁体保持部分18d和18e的凸起的方向以及可插入/可移出框架20的转动轴42的凸起的方向都相同。
另外，如图6至图12具体显示的，从光轴方向上观察，桥部分18i和该对磁体保持部分18d和18e被布置成使得下列三条线段(即连接该对磁体保持部分18d和18e的中心的线段、连接磁体保持部分18d的中心和桥部分18i的中心的线段以及连接磁体保持部分18e的中心和桥部分18i的中心的线段)限定出等腰三角形，连接该对磁体保持部分18d和18e的中心的线段构成等腰三角形的底边，其他两条线段构成等腰三角形的两条相等边。三个向后凸出部分(18i、18d和18e)相对于三个滚珠接触面18a向防抖框架18的相反侧(即在光轴方向上向后)偏移的布置实现了良好的重量平衡，因此可以实现防抖透镜单元10的小型化。
另外，直线移动环14的圆筒形部分14a设置有径向切口(开口)14b(见图1至图3)，径向开口14b对应于防抖框架18的桥部分18i形成，从而使通过可插入/可移出框架20的运动容纳在桥部分18i中的圆筒形透镜保持器部分20a(可插入/可移出图像稳定透镜12)能够移出到移出位置以进入到径向切口14b中，在直线移动环14上形成有位于切口14b的后方的遮光壁(light shield wall)14c。从光轴方向观察，包括桥部分18i的防抖框架18被形成为圆形外部形状，以便配合到直线移动环14的圆筒形部分14a中。
移出驱动杆24位于直线移动环14中并且被其支撑，从而能够围绕平行于照相光轴O的转动轴50转动(摆动)。转动轴50是与直线移动环14一体形成的，从而位于转动轴42的附近。转动轴50插入到穿过移出驱动杆24的轴承部分24a形成的轴孔中。限动板52固定在直线移动环14的后部，以防止移出驱动杆24向后移动。移出驱动杆24设置有从轴承部分24a径向延伸的臂部24b，并且在臂部24b的自由端附近进一步设置有能够与形成在可插入/可移出框架20的臂部20c上的压力接收部分20e相接触的移出压迫部分24c。
可插入/可移出框架偏置弹簧46的偏置力迫使可插入/可移出框架20从移出位置朝向插入位置(对于图6至图12而言的逆时针方向)转动，移出驱动杆24也被移出驱动杆偏置弹簧54偏置以在相同方向(对于图6至图12而言的逆时针方向)上转动。在直线移动环14的内部形成确定移出驱动杆24在移出驱动杆偏置弹簧54的偏置方向上的转动极限的止动器(未显示)。另一方面，可插入/可移出框架20在可插入/可移出框架偏置弹簧46的偏置方向上的转动被止动器接触部分20d与止动器18g之间的接合所限制。图6显示了可插入/可移出框架20和移出驱动杆24分别与止动器18g和直线移动环14的上述止动器(未显示)相接触的状态，在该阶段，压力接收部分20e和移出压迫部分24c彼此间隔开来(见图4和图5)。压力接收部分20e与移出压迫部分24c之间的间隙被确定为如下程度：防止压力接收部分20e与移出压迫部分24c在防抖框架18相对于快门单元16的移动范围(即上述直到运动限制凸起16d分别与两个运动限制孔18c的内壁相接触为止的范围)内接触。换言之，防抖透镜单元10被配置为移出驱动杆24不与防抖驱动致动器26所执行的防抖框架18和可插入/可移出框架20的防抖驱动操作中的任一个干涉。如果可插入/可移出框架20和移出驱动杆24上没有施加外力，则维持图6至图8中所显示的可插入/可移出框架20被可插入/可移出框架偏置弹簧46的偏置力保持在插入位置的状态。
移出驱动杆24在轴承部分24a的附近设置有压力接收部分24d。插入/移出控制凸起(移出驱动机构/压迫部件)58(见图3)是固定在透镜镜筒的内部以位于移出驱动杆24的后方的固定部件。当透镜镜筒从准备照相状态移动到透镜镜筒容纳状态时直线移动环14的向后运动导致插入/移出控制凸起58接触并压迫压力接收部分24d，以从可插入/可移出框架20的插入位置在朝向可插入/可移出框架20的移出位置的方向上转动移出驱动杆24。更具体而言，插入/移出控制凸起58在其前端设置有端面凸轮58a，直线移动环14朝向插入/移出控制凸起58的回缩运动导致压力接收部分24d与端面凸轮58a相接触。随后，在压力接收部分24d与端面凸轮58a保持接触的情况下直线移动环14的进一步回缩运动导致由直线移动环14在光轴方向上的向后移动力所产生的使移出驱动杆24在克服移出驱动杆偏置弹簧54的偏置力的方向上(在朝向可插入/可移出框架20的移出位置方向上)转动的分力，从而移出驱动杆24仅转动与上述间隙相对应的转动量，这导致移出压迫部分24c与可插入/可移出框架20的压力接收部分20e相接触。于是，在朝向可插入/可移出框架20的移出位置的方向上的压力通过移出压迫部分24c和压力接收部分20e被传递到可插入/可移出框架20，这导致移出驱动杆24克服可插入/可移出框架偏置弹簧46和移出驱动杆偏置弹簧54两者的偏置力朝向移出位置压迫并转动可插入/可移出框架20。在可插入/可移出框架20到达移出位置之后，形成在插入/移出控制凸起58的一侧上以基本平行于光轴O延伸的移出透镜保持表面58b与压力接收部分24d的一侧接合，从而可插入/可移出框架20被保持在移出位置(见图9)。此时，可插入/可移出框架20的圆筒形透镜保持器部分20a(可插入/可移出图像稳定透镜12)从防抖框架18的间隙通孔18h的外端径向向外部分凸出，且从光轴方向观察，覆盖桥部分18i。可插入/可移出框架20的圆筒形透镜保持器部分20a(可插入/可移出图像稳定透镜12)进入由桥部分18i的连接壁18i2和该对凸出壁18i1以及在直线移动环14中形成的切口14b所限定的空间(见图1至图3)。
下面将讨论具有上文所描述的结构的防抖透镜单元10的操作。在图6至图8所显示的准备照相状态下，可插入/可移出框架20被可插入/可移出框架偏置弹簧46的偏置力保持在插入位置，可插入/可移出图像稳定透镜12的中心(光轴)与照相光轴O重合。在该准备照相状态下，通过由防抖驱动致动器26根据施加到透镜镜筒上(即照相光学系统上)的振动的方向和大小在垂直于照相光轴O的方向上驱动可插入/可移出图像稳定透镜12，可以降低聚焦在像平面上的物体图像的偏差(图像抖动)。更具体而言，通过陀螺仪传感器来检测透镜镜筒的角速度，并且对其进行时间积分以确定移动角度，随后，从该移动角度计算焦平面上的图像在X轴方向上和Y轴方向上的移动量，同时计算可插入/可移出图像稳定透镜12(防抖框架18)的用于各个轴向的驱动量和驱动方向，以便抵消图像抖动。随后，根据这些计算值来控制通过线圈31和32的每一个的电流的通过。随即，防抖框架18在三个滚珠接触面18a处被三个导向滚珠28支撑的同时进行移动。当防抖框架18被驱动以执行防抖驱动操作时，可插入/可移出框架20被保持在插入位置，在该位置止动器接触部分20d与止动器18g相接触，从而防抖框架18和可插入/可移出框架20(可插入/可移出图像稳定透镜12)整体移动。
在准备照相状态，利用关于防抖框架18的运动极限的位置的信息，可以校准位置检测传感器38和40，其中在运动极限处，两个运动限制凸起16d的每一个与防抖框架18的相关联的运动限制孔18c的内壁相接触。线圈31与永久磁体34的组合以及线圈32与永久磁体36的组合分别产生的两个驱动力F1和F2的每一个的作用方向与X轴方向和Y轴方向都以大约45度相交。因此，每个运动限制孔18c在X轴方向上相对于相关联的运动限制凸起16d的运动极限(由与相关联的运动限制凸起16d相接触的每个运动限制孔18c的每个横向对角(端)限定)可以用作防抖驱动致动器26在X轴方向上驱动防抖框架18的参考位置，每个运动限制孔18c在Y轴方向上相对于相关联的运动限制凸起16d的运动极限(由与相关联的运动限制凸起16d相接触的每个运动限制孔18c的每个竖向对角(端)限定)可以用作防抖驱动致动器26在Y轴方向上驱动防抖框架18的参考位置。准备照相状态下防抖框架18的实际的防抖驱动范围被限定在每个运动限制凸起16d不与相关联的运动限制孔18c的内壁相接触的范围内。
当透镜镜筒从准备照相状态移动到透镜镜筒容纳状态时，防抖透镜单元10(直线移动环14)被用于向前和向后驱动整个透镜镜筒的电机(未显示)在光轴方向上向后移动，与直线移动环14一同回缩的移出驱动杆24的压力接收部分24d与插入/移出控制凸起58的端面凸轮58a相接触。直线移动环14的进一步向后运动导致压力接收部分24d被端面凸轮58a压迫。随即从直线移动环14的回缩力产生分力，从而克服移出驱动杆偏置弹簧54的偏置力转动移出驱动杆24，因此导致移出压迫部分24c与压力接收部分20e相接触。如上文所述，可插入/可移出框架偏置弹簧46的偏置力朝向插入位置作用于可插入/可移出框架20，具有与压力接收部分20e相接触的移出压迫部分24c的移出驱动杆24克服可插入/可移出框架偏置弹簧46的偏置力从插入位置朝向移出位置压迫可插入/可移出框架20。另外，三个拉伸弹簧30的偏置力在将三个滚珠接触面18a压靠到三个导向滚珠28上的方向上作用于支撑可插入/可移出框架20的防抖框架18。也就是说，可插入/可移出框架偏置弹簧46和拉伸弹簧30分别对可插入/可移出框架20和防抖框架18的运动施加弹簧阻力。此处，可插入/可移出框架偏置弹簧46所引起的可插入/可移出框架20的转动阻力被预定为大于拉伸弹簧30所引起的对防抖框架18的运动的阻力。因此，作用在可插入/可移出框架20上的压力被传递到防抖框架18，因此导致防抖框架18在可插入/可移出框架20开始朝向移出位置转动之前随着可插入/可移出框架20朝向移出位置移动。随后，防抖框架18被移动到移出辅助位置(如图9至图11所示)，在该位置防抖框架18的两个运动限制孔18c的每一个的内壁在Y轴方向上位于插入位置侧的端部与相关联的运动限制凸起16d相接触。由于如上文所述，在准备照相状态下防抖框架18的上述实际的防抖驱动范围不包括每个运动限制孔18c的内壁与相关联的运动限制凸起16d相接触的点，因此移出辅助位置位于防抖驱动范围之外。一旦阻止防抖框架18在到达移出辅助位置之后超过移出辅助位置移动，可插入/可移出框架20就仅从插入位置转动到移出位置。因此，作为防抖框架18在Y轴方向上到移出辅助位置的运动与可插入/可移出框架20到移出位置的转动合成的结果，执行可插入/可移出图像稳定透镜12到其移出位置(如图9至图11所示)的运动。
由于防抖框架18到移出辅助位置的运动和可插入/可移出框架20到移出位置的转动，将可插入/可移出图像稳定透镜12从如图9至图11所示的光学路径(照相光轴O)上的位置移出。直线移动环14的进一步向后运动导致插入/移出控制凸起58的移出透镜保持表面58b与移出驱动杆24的压力接收部分24d相接触(见图9)，从而可插入/可移出框架20与移出驱动杆24一同被插入/移出控制凸起58保持在移出位置，并且被阻止朝向插入位置转动。尽管图中没有显示，但是当透镜镜筒达到透镜镜筒容纳状态时，位于可插入/可移出图像稳定透镜12后方的部件(例如在准备照相状态下位于可插入/可移出图像稳定透镜12后方的除可插入/可移出图像稳定透镜12以外的光学元件)进入可插入/可移出图像稳定透镜12(圆筒形透镜保持器部分20a)的移出所产生的开放空间中。该结构可以将透镜镜筒在透镜镜筒的透镜镜筒容纳状态下沿光轴方向的长度缩短到比多个光学元件沿其光轴成一直线地回缩和容纳的类型的透镜镜筒更小的程度。
相反，当透镜镜筒从透镜镜筒容纳状态移动到准备照相状态时，直线移动环14被向前移动，从而释放插入/移出控制凸起58对移出驱动杆24的压力，这就导致移出驱动杆24由于可插入/可移出框架偏置弹簧46的偏置力而返回到图6中所显示的位置。随即，可插入/可移出框架偏置弹簧46的偏置力导致可插入/可移出框架20从移出位置转动到插入位置。与该转动相关联的是，防抖框架18在移出辅助位置上的保持也被释放，这使得防抖框架18进入可以被防抖驱动致动器26驱动的状态。之后，当透镜镜筒移动到准备照相状态时，执行用于位置检测传感器38和40的上述校准操作。
在上述防抖透镜单元10中，当可插入/可移出框架20从插入位置被转动到移出位置时，支撑可插入/可移出框架20的防抖框架18也被移动到移出辅助位置，因此，可插入/可移出图像稳定透镜12在Y轴方向上从照相光轴O上的位置到移出位置的运动量等于可插入/可移出框架20的转动与防抖框架18的运动的组合，与只有可插入/可移出框架20转动的情况相比，这能够使可插入/可移出图像稳定透镜12到移出位置移出更大的量。换言之，可以使可插入/可移出框架20的摆动半径与可插入/可移出图像稳定透镜12从照相光轴O上的位置到移出位置的运动量相比是非常小的，这样就可以实现移出驱动机构的小型化。
另外，在透镜镜筒的透镜镜筒容纳状态下，由于可插入/可移出框架20(移出驱动杆24)在防抖框架18上施加压力时，防抖框架18的每个运动限制孔18c的内壁在Y轴方向上的一端与相关联的运动限制凸起16d相接触，因此可以防止防抖框架18发出嘎嘎声。
另外，由于移出辅助位置被设定在防抖框架18在准备照相状态下的实际防抖驱动范围之外，因此即使在透镜镜筒容纳状态下对透镜镜筒施加剧烈的冲击，从而导致导向滚珠28使三个滚珠接触面18a凹陷，也可以防止凹陷的影响被施加到透镜镜筒的准备照相状态下的防抖驱动性能上。
不过，本发明还可以适用于不将移出辅助部分设定为用于防抖框架18的不同实施例。另外，尽管在上述实施例中，插入/移出控制凸起58的端面凸轮58a和移出驱动杆24分别压迫移出驱动杆24和可插入/可移出框架20的压力接收部分20e，但是本发明还可以应用于其中的插入/移出控制凸起58压迫压力接收部分20e的结构。
尽管在上述实施例中，以能够在垂直于光轴方向的方向上移动的方式来支撑防抖框架18的是快门单元16，但是用于防抖框架的支撑部件可以是任意其他部件。例如，防抖框架18可以被与直线移动环14的内部一体形成的凸缘可移动地支撑。
可以对本文所描述的本发明的特定实施例进行显而易见的改变，这种修改在本发明所要求保护的实质和范围以内。应指出的是，本文所包含的所有内容都是例证性的，并不限制本发明的范围。

Claims (8)

1.一种具有图像稳定可插入/可移出光学元件的光学装置，包括：
前进/回缩部件，所述前进/回缩部件能够在包括所述图像稳定可插入/可移出光学元件的照相光学系统的光轴方向上移动，并且包括垂直于所述光轴的第一垂直导向表面，其中所述前进/回缩部件在准备照相位置和不拍摄照片的容纳位置之间移动；
防抖框架，所述防抖框架包括平行于且面对所述第一垂直导向表面的第二垂直导向表面，所述防抖框架被所述前进/回缩部件支撑以能够沿所述第一垂直导向表面和所述第二垂直导向表面两者移动；
可插入/可移出框架，所述可插入/可移出框架保持所述图像稳定可插入/可移出光学元件并且被所述防抖框架支撑，从而能够在插入位置和移出位置之间转动，在所述插入位置，所述图像稳定可插入/可移出光学元件位于所述光轴上，在所述移出位置，所述图像稳定可插入/可移出光学元件从所述光轴移出；
间隙通孔，所述间隙通孔穿透所述防抖框架形成，从而使所述可插入/可移出框架能够在所述图像稳定可插入/可移出光学元件的至少一部分位于所述间隙通孔中的情况下在所述插入位置和所述移出位置之间移动，其中所述间隙通孔包括围绕所述可插入/可移出框架的转动中心的圆弧凹槽，以及其中所述间隙通孔的外端被形成为开口端；以及
桥部分，所述桥部分形成在所述防抖框架上以连接所述间隙通孔的相反内壁，其中从所述光轴方向上观察，所述桥部分相对于所述第二垂直导向表面朝向所述防抖框架的相反侧偏移，并且覆盖所述间隙通孔。
2.根据权利要求1所述的具有图像稳定可插入/可移出光学元件的光学装置，其中，当所述可插入/可移出框架处于所述移出位置时，从所述光轴方向观察，所述图像稳定可插入/可移出光学元件部分位于所述间隙通孔的所述外端的外部并且覆盖所述桥部分。
3.根据权利要求1所述的具有图像稳定可插入/可移出光学元件的光学装置，进一步包括一对磁体和一对线圈，所述一对磁体和所述一对线圈驱动所述防抖框架以执行图像稳定操作，并且分别被所述防抖框架和所述前进/回缩部件支撑，
其中所述防抖框架包括：
分别支撑和保持所述一对磁体的一对磁体保持部分；以及
转动轴，所述转动轴以允许所述可插入/可移出框架围绕所述转动轴转动的方式支撑所述可插入/可移出框架，并且
其中所述一对磁体保持部分和所述转动轴在所述防抖框架的同侧凸出作为所述桥部分。
4.根据权利要求3所述的具有图像稳定可插入/可移出光学元件的光学装置，其中所述桥部分和所述一对磁体保持部分被布置成从所述光轴方向观察，连接所述一对磁体保持部分的中心的第一线段、连接所述一对磁体保持部分其中之一的中心和所述桥部分的中心的第二线段以及连接所述一对磁体保持部分中的另一个的中心和所述桥部分的所述中心的第三线段限定出等腰三角形，其中所述第一线段构成所述等腰三角形的底边，以及其中所述第二线段和所述第三线段构成所述等腰三角形的两个相等边。
5.根据权利要求1所述的具有图像稳定可插入/可移出光学元件的光学装置，其中在所述前进/回缩部件中形成开口，以当所述可插入/可移出框架处于所述移出位置时允许所述图像稳定可插入/可移出光学元件进入所述开口。
6.根据权利要求1所述的具有图像稳定可插入/可移出光学元件的光学装置，其中所述桥部分包括：
一对凸出壁，所述一对凸出壁分别从所述相反内壁在平行于所述光轴的方向上凸出；以及
连接壁，所述连接壁位于垂直于所述光轴的平面内并且连接所述一对凸出壁。
7.根据权利要求1所述的具有图像稳定可插入/可移出光学元件的光学装置，进一步包括安装在所述第一垂直导向表面和所述第二垂直导向表面之间的至少一个滚珠。
8.根据权利要求1所述的具有图像稳定可插入/可移出光学元件的光学装置，其中所述光学装置包括配备有包含所述照相光学系统的可伸缩透镜镜筒的照相机。
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