CN103034017A - 防振致动器、以及具备它的镜头单元、照相机 - Google Patents

防振致动器、以及具备它的镜头单元、照相机 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种防振致动器、以及具备它的镜头单元、照相机，能够在避免大型化的同时抑制作用于驱动用磁铁与磁轭之间的磁力。本发明是使图像模糊防止用镜头移动的防振致动器，具备：固定部；可动部，其安装有图像模糊防止用镜头；可动部支承单元，其能够在与光轴正交的平面内移动地支承该可动部；多个驱动用线圈，其安装于固定部和可动部中的一个；多个驱动用磁铁，其以与这些驱动用线圈分别相向的方式安装于固定部和可动部中的另一个；以及一个或多个磁轭，其配置在驱动用线圈的不与驱动用磁铁相向的一侧，其中，在磁轭上与驱动用线圈重叠的位置设置有用于抑制从驱动用磁铁受到的磁力的磁力抑制用切割部。

Description

防振致动器、以及具备它的镜头单元、照相机
技术领域
本发明涉及一种防振致动器，特别涉及使图像模糊防止用镜头移动的防振致动器、以及具备它的镜头单元、照相机。
背景技术
日本特开2011-22269号公报(专利文件1)中记载有防振致动器。在该防振致动器中，在移动框安装图像模糊防止用镜头，并且在该移动框安装三个驱动用磁铁。另一方面，在固定板上，安装有三个驱动用线圈，使其与各驱动用磁铁相向。另外，在移动框与固定板之间配置有三个钢珠，通过这三个钢珠，移动框被支承为能够在与光轴正交的平面内相对于固定板移动。进而，通过使电流流经驱动用线圈，在与相向的驱动用磁铁之间产生驱动力，能够在规定的方向上驱动移动框。此外，选择向驱动用磁铁提供的磁力，使得能够在驱动用磁铁与驱动用线圈之间得到希望的驱动力。
另外，在驱动用线圈的背面侧，即驱动用线圈的不与驱动用磁铁相向的一侧配置吸附用磁轭。通过作用于该吸附磁轭与驱动用磁铁之间的磁力，配置在移动框与固定板之间的三个钢珠被夹持在它们之间。
专利文件1：日本特开2011-22269号公报(专利文件1)
发明内容
发明要解决的问题
但是，存在以下的问题，即作用于吸附用磁轭(磁轭)与驱动用磁铁之间的磁力会对防振致动器的动作造成坏影响。即，为了使驱动用磁铁与驱动用线圈之间产生大的驱动力，需要向驱动用磁铁提供强磁力。特别是，近年，要驱动的图像模糊防止用镜头倾向于大型化，需要大的驱动力，因此施加到驱动用磁铁的磁力也增强。与此相伴地，作用于驱动用磁铁与磁轭之间的磁力(吸附力)也增大，但该磁力非必要地过于增强，因此产生各种问题。
首先，在通过滚珠轴承支承移动框类型的致动器中，存在以下的问题，即夹在其间的滚珠与移动框、固定板之间的接触压力过高，成为接触面磨损的原因。另外，作用于驱动用磁铁与磁轭之间的磁力不光是在光轴方向上牵引移动框的成分，还包含与光轴正交的方向的成分。这种作用于与光轴正交的平面内的力的成分与在驱动用磁铁和驱动用线圈之间产生的驱动力叠加，对驱动移动框的控制造成干扰。另外，在驱动移动框时，需要产生抗衡驱动用磁铁与磁轭之间的磁力的驱动力，因此存在以下的问题，即要流过驱动用线圈的电流增大，消耗了无用的电力。
进一步，能够考虑减薄形成磁轭的钢板等的厚度以减弱作用于驱动用磁铁与磁轭之间的磁力，但使用商用的能够容易得到的厚度的钢板等则无法充分减弱磁力。另外，能够考虑使磁轭在光轴方向上远离驱动用磁铁以减弱作用于驱动用磁铁与磁轭之间的磁力，但存在以下的问题，即由于使磁轭远离，造成防振致动器大型化。
因而，本发明的目的在于提供一种防振致动器、以及具备它的镜头单元、照相机，其能够避免大型化，同时抑制作用于驱动用磁铁与磁轭之间的磁力。
用于解决问题的方案
为了解决上述问题，本发明是一种防振致动器，使图像模糊防止用镜头移动，具有：固定部；可动部，其安装有图像模糊防止用镜头；可动部支承单元，其以使该可动部能够在与图像模糊防止用镜头的光轴正交的平面内相对于固定部移动的方式支承该可动部；多个驱动用线圈，其安装于固定部和可动部中的一个；多个驱动用磁铁，其以与这些驱动用线圈分别相向的方式安装于固定部和可动部中的另一个；以及一个或多个磁轭，其配置在驱动用线圈的不与驱动用磁铁相向的一侧，其中，在磁轭上，在与驱动用线圈重叠的位置处设置有用于抑制从驱动用磁铁受到的磁力的磁力抑制用切割部。
在这样构成的本发明中，安装有图像模糊防止用镜头的可动部以能够在与图像模糊防止用镜头的光轴正交的平面内相对于固定部移动的方式被可动部支承单元所支承。多个驱动用线圈安装于固定部和可动部中的一个，多个驱动用磁铁以与驱动用线圈分别相向的方式安装于固定部和可动部中的另一个。并且，一个或多个磁轭配置在驱动用线圈的不与驱动用磁铁相向的一侧，设置于磁轭的与驱动用线圈重叠的位置处的磁力抑制用切割部抑制从驱动用磁铁受到的磁力。
根据这样构成的本发明，磁力抑制用切割部抑制从驱动用磁铁受到的磁力，因此能够避免防振致动器大型化，同时抑制作用于驱动用磁铁与磁轭之间的磁力。
在本发明中，优选的是还具有位置检测用的磁传感器，该磁传感器配置在驱动用线圈的内侧，磁力抑制用切割部设置在不与磁传感器重叠的位置。
根据这样构成的本发明，将磁力抑制用切割部设置在不与磁传感器重叠的位置，因此不会过大地抑制磁传感器要检测的磁力，能够通过磁传感器高灵敏度地进行位置检测。
在本发明中，优选的是磁力抑制用切割部沿着与作用于对应的驱动用线圈和与该驱动用线圈相向的驱动用磁铁之间的驱动力的作用线正交的直线而设置。
根据这样构成的本发明，沿着与驱动力的作用线正交的直线设置磁力抑制用切割部，因此能够有效地抑制在与光轴正交的平面内作用于驱动力的方向的磁力，能够降低对可动部的控制的干扰。
在本发明中，优选的是各驱动用磁铁具有在与图像模糊防止用镜头的光轴正交的平面内延伸的磁极边界线，磁力抑制用切割部沿着各驱动用磁铁的磁极边界线而设置。
根据这样构成的本发明，沿着驱动用磁铁的磁极边界线设置磁力抑制用切割部，因此能够对在磁轭内容易形成强磁场的部分进行切割，能够有效地抑制磁力。
在本发明中，优选的是磁力抑制用切割部由沿着各驱动用磁铁的磁极边界线配置的多个孔构成。
根据这样构成的本发明，能够通过简单的加工形成沿着驱动用磁铁的磁极边界线的磁力抑制用切割部。
在本发明中，优选的是多个驱动用磁铁中的至少两个驱动用磁铁被配置成该至少两个驱动用磁铁的磁极边界线朝向以光轴为中心的圆的切线方向，上述磁力抑制用切割部由以沿着上述磁极边界线的方式排列配置在上述圆的切线方向上的多个孔构成。
在本发明中，优选的是多个驱动用磁铁中的至少三个驱动用磁铁被配置成该至少三个驱动用磁铁的磁极边界线朝向以光轴为中心的圆的半径方向，磁力抑制用切割部由以沿着磁极边界线的方式排列配置在圆的半径方向上的多个孔构成。
另外，本发明是一种具备防振致动器的镜头单元，具备：镜头镜筒；配置在该镜头镜筒的内部的摄像用镜头；以及本发明的防振致动器。
进一步地，本发明是一种具备防振致动器的照相机，具备：照相机主体；以及本发明的镜头单元。
发明的效果
根据本发明的防振致动器、具备它的镜头单元、照相机，能够避免大型化，同时抑制作用于驱动用磁铁与磁轭之间的磁力。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式的照相机的截面图。
图2是放大表示内置于镜头单元中的防振致动器的侧面截面图。
图3是表示拆下防振致动器的可动部的状态的背面图。
图4是防振致动器的可动部的正视图。
图5是安装于防振致动器的可动部的吸附用磁轭的正视图。
图6是本发明的第二实施方式的防振致动器的侧面截面图。
图7是表示拆下防振致动器的可动部的状态的正视图。
图8是从固定部一侧观察防振致动器的可动部而得到的背面图。
图9是表示固定部的内侧的背面图。
图10的(a)和(b)是表示显示出磁力抑制用切割部的效果的磁力仿真模型的图。
图11的(a)~(c)是表示磁力抑制用切割部的变形例的图。
附图标记说明
1：本发明的第一实施方式的照相机；2：镜头单元；4：照相机主体；6：镜头镜筒；8：摄像用镜头；10：防振致动器；12：固定板(固定部)；14：移动框(可动部)；16：图像模糊防止用镜头；18：钢珠(可动部支承单元)；20a：第一驱动用线圈；20b：第二驱动用线圈；20c：第三驱动用线圈；22a：第一驱动用磁铁；22b：第二驱动用磁铁；22c：第三驱动用磁铁；24a：第一磁传感器(第一位置检测元件)；24b：第二磁传感器(第二位置检测元件)；24c：第三磁传感器(第三位置检测元件)；26：吸附用磁轭(磁轭)；26a：扩展部；26b：贯通孔(磁力抑制用切割部)；28：背磁轭；30：凹部；31：凹部；34：陀螺仪；36：控制器(控制部)；110：本发明的第二实施方式的防振致动器；112：固定板(固定部)；114：移动框(可动部)；116：图像模糊防止用镜头；118：钢珠(可动部支承单元)；120a：第一驱动用线圈；120b：第二驱动用线圈；120c：第三驱动用线圈；122a：第一驱动用磁铁；122b：第二驱动用磁铁；122c：第三驱动用磁铁；124a：第一磁传感器(第一位置检测元件)；124b：第二磁传感器(第二位置检测元件)；124c：第三磁传感器(第三位置检测元件)；128：背磁轭；140：第一吸附用磁轭(磁轭)；140a：贯通孔(磁力抑制用切割部)；142：第二吸附用磁轭(磁轭)；142a：贯通孔(磁力抑制用切割部)；144：第三吸附用磁轭(磁轭)；150：驱动用磁铁；152：吸附用磁轭(磁轭)；152a：贯通孔(磁力抑制用切割部)；154：吸附用磁轭(磁轭)；154a：贯通孔(磁力抑制用切割部)；156：吸附用磁轭(磁轭)；156a：贯通孔(磁力抑制用切割部)。
具体实施方式
接着，参照附图说明本发明的实施方式。
首先，参照图1~图5说明本发明的第一实施方式的照相机。图1是本实施方式的照相机的截面图。
如图1所示，本发明的第一实施方式的照相机1具备镜头单元2、照相机主体4。镜头单元2具备：镜头镜筒6；多个摄像用镜头8，其配置于该镜头镜筒中；防振致动器10，其使图像模糊防止用镜头16在规定的平面内移动；陀螺仪34，其为检测镜头镜筒6的振动的振动检测单元。
本实施方式的照相机1通过陀螺仪34检测振动，并根据检测出的振动使防振致动器10动作，来使图像模糊防止用镜头16移动，使对焦于照相机主体4内的膜面F的图像稳定。在本实施方式中，使用压电振动陀螺仪作为陀螺仪34。此外，在本实施方式中，图像模糊防止用镜头16由一片透镜构成，但用于使图像稳定的镜头也可以是多片透镜组。在本说明书中，假设图像模糊防止用镜头包含用于使图像稳定的一片透镜和透镜组。
镜头单元2安装于照相机主体4，构成为使入射的光成像于膜面F上。
大致圆筒形的镜头镜筒6在内部保持多个摄像用镜头8，能够通过使一部分摄像用镜头8移动来进行调焦。
接着，参照图2~图5说明防振致动器10。图2是放大表示内置于镜头单元2中的防振致动器10的侧面截面图。图3是表示拆下了防振致动器10的可动部后的状态的背面图，图4是防振致动器10的可动部的正视图。图5是安装于防振致动器10的可动部的吸附用磁轭的正视图。此外，图2是表示沿着图3的II-II线剖切防振致动器10后的状态的截面图。
如图2~图5所示，防振致动器10具备：固定板12，其为固定在镜头镜筒6内的固定部；移动框14，其为被以能够相对于该固定板12平移和旋转移动的方式支承的可动部；三个钢珠18，其为支承该移动框14的可动部支承单元。防振致动器10还具备：第一驱动用线圈20a、第二驱动用线圈20b和第三驱动用线圈20c，它们安装于移动框14；第一驱动用磁铁22a、第二驱动用磁铁22b和第三驱动用磁铁22c，它们安装在固定板12的分别与各驱动用线圈20a、20b、20c相向的位置处；第一磁传感器24a、第二磁传感器24b和第三磁传感器24c，它们分别配置在各驱动用线圈20a、20b、20c的内侧，作为第一位置检测元件、第二位置检测元件和第三位置检测元件。
另外，防振致动器10具备：吸附用磁轭26，其是安装于移动框14的内侧以通过各驱动用磁铁的磁力使移动框14吸附在固定板12上的磁轭；背磁轭28，其安装于各驱动用磁铁的相反一侧的面使得各驱动用磁铁的磁力有效地对准移动框14一方。此外，第一驱动用线圈20a、第二驱动用线圈20b、第三驱动用线圈20c、以及分别安装在与它们对应的位置处的第一驱动用磁铁22a、第二驱动用磁铁22b、第三驱动用磁铁22c分别构成驱使移动框14相对于固定板12移动的第一驱动单元、第二驱动单元、第三驱动单元。
如图1所示，防振致动器10还具备控制器36，其是用于根据通过陀螺仪34检测出的振动以及通过第一磁传感器24a、第二磁传感器24b、第三磁传感器24c检测出的移动框14的位置信息控制流过第一驱动用线圈20a、第二驱动用线圈20b、第三驱动用线圈20c的电流的控制部。
防振致动器10进行驱动，使移动框14相对于固定在镜头镜筒6的固定板12在与膜面F平行的平面内平移，由此使安装于移动框14的图像模糊防止用镜头16移动，即使镜头镜筒6振动，成像于膜面F的图像也不会紊乱。
如图4所示，移动框14具有大致环形板状的形状，中央的开口处安装有图像模糊防止用镜头16。另外，在移动框14上配置有第一驱动用线圈20a、第二驱动用线圈20b、第三驱动用线圈20c。这三个驱动用线圈的中心分别配置在以镜头单元2的光轴A为中心的圆的圆周上。在本实施方式中，第二驱动用线圈20b配置在光轴的铅直下方，等间隔地相隔约120°的中心角地配置第一驱动用线圈20a、第二驱动用线圈20b、第三驱动用线圈20c。
第一驱动用线圈20a、第二驱动用线圈20b、第三驱动用线圈20c各自的卷线被卷绕成圆角的大致矩形形状，它们的一个中心线配置成朝向以光轴为中心的圆周的切线方向。
如图3所示，固定板12是大致环形板状的构件，与固定板12平行地配置移动框14。另外，在固定板12上的圆周的与第一驱动用线圈20a、第二驱动用线圈20b、第三驱动用线圈20c相向的位置处分别配置第一驱动用磁铁22a、第二驱动用磁铁22b、第三驱动用磁铁22c。第一驱动用磁铁22a、第二驱动用磁铁22b、第三驱动用磁铁22c是大致长方形，横穿它们的长边的中心线被配置为朝向以镜头单元2的光轴为中心的圆的半径方向。
另外，第一驱动用磁铁22a、第二驱动用磁铁22b、第三驱动用磁铁22c被磁化为横穿其长边的中心线为磁极边界线C。因此，各驱动用磁铁被配置为其磁极边界线C朝向以光轴A为中心的圆的半径方向。由此，在电流流经第一驱动用线圈20a时，在相互相向的第一驱动用线圈20a与第一驱动用磁铁22a之间产生以光轴A为中心的圆的切线方向的驱动力。同样，在第二驱动用线圈20b与第二驱动用磁铁22b之间、第三驱动用线圈20c与第三驱动用磁铁22c之间也产生以光轴A为中心的圆的切线方向的驱动力。
此外，在本说明书中，磁极边界线C是指在将驱动用磁铁的两端分别设为S极、N极时将其中间的极性从S极变化到N极的点连接而成的线。另外，如图3所示，各驱动用磁铁的磁极边界线C的位置通过长方形的驱动用磁铁的各长边的中点，并且，如图2所示，驱动用磁铁在其厚度方向上极性也发生变化。因而，在图3中，在表示为S极的部分的内侧形成N极，在表示为N极的部分的内侧形成S极。
如图2和图3所示，三个钢珠18被夹在固定板12与移动框14之间，在以光轴A为中心的圆的圆周上各自相隔120°的中心角的间隔地配置。在固定板12上，在与各钢珠18对应的位置处形成凹部30。另外，在移动框14上，在与各钢珠18对应的位置处形成凹部31。各钢珠18被配置在这些凹部30、31中，能够防止脱落。另外，如后所述，移动框14通过驱动用磁铁被吸附于固定板12，因此各钢珠18夹在固定板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，各钢珠18在被夹持的同时进行转动，由此允许移动框14相对于固定板12进行任意方向的平移和旋转移动。
如图2和图4所示，在各驱动用线圈的内侧分别配置有第一磁传感器24a、第二磁传感器24b、第三磁传感器24c，构成为测量各驱动用线圈的圆周方向的位移。能够根据通过这些第一磁传感器24a、第二磁传感器24b、第三磁传感器24c检测出的信号，确定移动框14相对于固定板12进行平移和旋转移动后的位置。在本实施方式中，使用霍尔元件作为磁传感器。
背磁轭28是大致环形板状，相对于固定板12配置在与移动框14相反一侧。通过该背磁轭28，各驱动用磁铁的磁通有效地对准移动框14的方向。
如图5所示，吸附用磁轭26是大致环形板状，安装在移动框14的与驱动用线圈相反一侧的面上。另外，在吸附用磁轭26的与各驱动用线圈20a、20b、20c对应的部分，分别形成有三个扩展部26a，覆盖各驱动用磁铁22a、22b、22c的背面侧。由于各驱动用磁铁22a、22b、22c施加到该吸附用磁轭26的磁力，移动框14被吸附在固定板12。进而，在各扩展部26a中，在与各驱动用线圈20a、20b、20c重叠的位置处分别设置两个作为磁力抑制用切割部的贯通孔26b。此外，在本说明书中，“在与各驱动用线圈重叠的位置处设置贯通孔”是指将驱动用线圈的外形在光轴A方向上投影到吸附用磁轭26的区域中设置贯通孔。
另外，在图3和图4中，用虚线表示各贯通孔26b在光轴A方向上所投影到的位置。如图3的虚线所示，分别形成在各扩展部26a的两个贯通孔26b以沿着各驱动用磁铁22a、22b、22c的磁极边界线C的方式排列配置在以光轴A为中心的圆的半径方向上。进而，如上所述，在各驱动用线圈20a、20b、20c与相向的各驱动用磁铁22a、22b、22c之间产生的驱动力的作用线朝向以光轴A为中心的圆的切线方向，因此，分别形成在各扩展部26a的两个贯通孔26b能够以沿着与驱动力的作用线正交的直线(以光轴A为中心的圆的半径方向的直线)的方式设置。
另外，如图4的虚线所示，分别形成在各扩展部26a的两个贯通孔26b设置在与各驱动用线圈20a、20b、20c重叠的位置，并且设置在不与各磁传感器24a、24b、24c重叠的位置。在此，各驱动用磁铁22a、22b、22c所形成的磁力线形成为从驱动用磁铁的N极通过相向的驱动用线圈、吸附用磁轭26、驱动用线圈返回到驱动用磁铁的S极。通过该吸附用磁轭26的磁力线的一部分被设置于吸附用磁轭26的贯通孔26b阻挡。但是，与各磁传感器重叠的位置处没有设置贯通孔26b，因此在各磁传感器附近，磁力不会大幅减弱，各磁传感器能够充分地检测各驱动用磁铁的磁力，能够高灵敏度地检测各驱动用磁铁的移动量。
这样，在吸附用磁轭26设置作为磁力抑制用切割部的贯通孔26b，各驱动用磁铁22a、22b、22c在光轴A方向上吸附移动框14的磁力被抑制为适度的大小。另外，作用于各驱动用磁铁22a、22b、22c与吸附用磁轭26之间的磁力还包含与光轴A正交的方向的成分，当移动框14在与光轴A正交的平面内移动时，该力的成分进行作用使得将移动框14牵引至初始位置(各磁传感器和各驱动用磁铁的磁极边界线重叠的位置)。通过在吸附用磁轭26设置贯通孔26b，还大幅抑制这样的与光轴A正交的方向的磁力。
接着，说明本发明的第一实施方式的防振致动器10的控制。
通过陀螺仪34实时地检测镜头单元2的振动，并输入到控制器36。内置于控制器36中的运算电路(未图示)根据从陀螺仪34实时输入的角速度生成镜头位置指示信号，该镜头位置指示信号用于以时间序列指示图像模糊防止用镜头16所要移动到的位置。按照如此得到的镜头位置指示信号实时地移动图像模糊防止用镜头16，由此即使在照片拍摄的曝光中镜头单元2发生振动的情况下，在对焦于照相机主体4内的膜面F的图像也不会紊乱而变得稳定。
控制器36控制流过第一驱动用线圈20a、第二驱动用线圈20b、第三驱动用线圈20c的电流，使得图像模糊防止用镜头16移动到由运算电路(未图示)生成的镜头位置指示信号所指示的位置。
控制器36使电流流过各驱动用线圈20，该电流与由各磁传感器测量的、各驱动用线圈相对于各驱动用磁铁的移动量与镜头位置指示信号之差成比例。因而，在镜头位置指示信号所指示的镜头位置与由各磁传感器检测出的位置没有差时，各驱动用线圈中没有电流流过，作用于各驱动用线圈的驱动力为0。
接着，参照图1说明本发明的第一实施方式的照相机1的作用。首先，使照相机1的防手抖功能的启动开关(未图示)接通，由此镜头单元2所具备的防振致动器10动作。安装于镜头单元2的陀螺仪34实时地检测规定频带的振动，并输出到内置于控制器36中的运算电路(未图示)。陀螺仪34将角速度的信号输出到运算电路，运算电路按照时域对输入的角速度信号进行积分并计算振动角度，将其加上规定的校正信号，来生成镜头位置指示信号。通过使图像模糊防止用镜头16实时地移动到由运算电路以时间序列输出的镜头位置指示信号所指示的位置，使对焦于照相机主体4的膜面F的图像变得稳定。
控制器36使与各磁传感器的检测信号和各方向的镜头位置指示信号之差相应的电流流过各驱动用线圈。在各驱动用线圈中流过电流时，产生与电流成比例的磁场。与第一驱动用磁铁22a、第二驱动用磁铁22b、第三驱动用磁铁22c对应地配置的第一驱动用线圈20a、第二驱动用线圈20b、第三驱动用线圈20c由于该磁场而各自受到驱动力，使移动框14移动。另外，通过设置于吸附用磁轭26的贯通孔26b来抑制对移动框14的控制造成干扰的、作用于各驱动用磁铁22a、22b、22c与吸附用磁轭26之间的与光轴A正交的方向的磁力。移动框14因驱动力而移动，在各驱动用线圈到达镜头位置指示信号所指定的位置时，驱动力为0。另外，在由于干扰或镜头位置指示信号发生变化等而移动框14脱离镜头位置指示信号所指定的位置时，再次使电流流过各驱动用线圈，使移动框14返回到镜头位置指示信号所指定的位置。
通过实时地反复产生以上的作用，安装于移动框14的图像模糊防止用镜头16追随着镜头位置指示信号进行移动。由此，使对焦于照相机主体4的膜面F的图像变得稳定。
根据本发明的第一实施方式的照相机1，作为磁力抑制用切割部的贯通孔26b抑制从驱动用磁铁受到的磁力，因此能够避免防振致动器10的大型化，同时抑制作用于驱动用磁铁与吸附用磁轭26之间的磁力。即，作用于驱动用磁铁与吸附用磁轭26之间的磁力也能够通过将吸附用磁轭26配置在远离驱动用磁铁的位置来抑制，但在这样构成的情况下，导致防振致动器10在光轴A方向上变得大型化。根据本实施方式，能够避免这样的大型化，同时适度地抑制从驱动用磁铁受到的磁力。
另外，根据本实施方式的照相机1，将贯通孔26b设置在不与各磁传感器24a、24b、24c重叠的位置，因此不会很大地抑制磁传感器要检测的磁力，能够通过磁传感器高灵敏度地进行位置检测。
进一步地，根据本实施方式的照相机1，沿着与驱动力的作用线正交的直线设置贯通孔26b，因此，能够有效地抑制在与光轴A正交的平面内作用于驱动力的方向上的磁力，能够降低对移动框14的控制的干扰。
另外，根据本实施方式的照相机1，沿着驱动用磁铁的磁极边界线C设置贯通孔26b，因此在吸附用磁轭26内切割容易形成强磁场的部分，能够有效地抑制磁力。
进一步地，根据本实施方式的照相机1，由多个贯通孔构成磁力抑制用切割部，因此，能够通过简单的加工形成沿着驱动用磁铁的磁极边界线C的磁力抑制用切割部。
接着，参照图6~图9说明本发明的第二实施方式的照相机。在本实施方式的照相机中，内置的防振致动器的构造与上述第一实施方式不同。因而，在此，只说明本实施方式的与第一实施方式的不同之处，省略说明相同的结构、作用、效果。
图6是本发明的第二实施方式的防振致动器110的侧面截面图。图7是表示拆下防振致动器110的可动部的状态的正视图，图8是从固定部一侧观察防振致动器110的可动部所得到的背面图。并且，图9是表示固定部的内侧的背面图。此外，图6是表示沿着图7的VI-VI线剖切防振致动器110后的状态的截面图。
如图6~图9所示，防振致动器110具备：固定板112，其为固定在镜头镜筒内的固定部；移动框114，其为被以能够相对于该固定板112平移和旋转移动的方式支承的可动部；三个钢珠118，其为支承该移动框114的可动部支承单元。防振致动器110还具备：第一驱动用线圈120a、第二驱动用线圈120b和第三驱动用线圈120c，它们安装于固定板112；第一驱动用磁铁122a、第二驱动用磁铁122b和第三驱动用磁铁122c，它们以与各驱动用线圈120a、120b、120c相向的方式安装于移动框114；第一磁传感器124a、第二磁传感器124b和第三磁传感器124c，它们为分别配置在各驱动用线圈120a、120b、120c的内侧的第一位置检测元件、第二位置检测元件、第三位置检测元件。
另外，防振致动器110具备：第一吸附用磁轭140、第二吸附用磁轭142、第三吸附用磁轭144，它们是为了通过各驱动用磁铁的磁力使移动框114吸附在固定板112上而安装在固定板112的内侧的三个磁轭；背磁轭128，其安装在各驱动用磁铁的背面侧使得各驱动用磁铁的磁力有效地对准固定板112一方。此外，第一驱动用线圈120a、第二驱动用线圈120b、第三驱动用线圈120c以及分别安装在与它们对应的位置处的第一驱动用磁铁122a、第二驱动用磁铁122b、第三驱动用磁铁122c，分别构成驱使移动框114相对于固定板112移动的第一驱动单元、第二驱动单元、第三驱动单元。
防振致动器110还具备：控制器(未图示)，该控制器是根据通过陀螺仪(未图示)检测出的振动和通过第一磁传感器124a、第二磁传感器124b、第三磁传感器124c检测出的移动框114的位置信息，控制流过第一驱动用线圈120a、第二驱动用线圈120b、第三驱动用线圈120c的电流的控制部。
固定板112具有大致环形板状的形状，在其上配置有第一驱动用线圈120a、第二驱动用线圈120b、第三驱动用线圈120c。如图7所示，这三个驱动用线圈的中心分别配置在以镜头单元的光轴为中心的圆周上。在本实施方式中，第一驱动用线圈120a配置在光轴的铅直上方，第二驱动用线圈120b相对于光轴配置在水平方向上，第三驱动用线圈120c配置在分别离第一驱动用线圈120a和第二驱动用线圈120b相隔中心角135°的位置。因而，第一驱动用线圈120a与第二驱动用线圈120b之间相隔中心角90°，第二驱动用线圈120b与第三驱动用线圈120c之间相隔中心角135°，第三驱动用线圈120c与第一驱动用线圈120a之间相隔中心角135°。
第一驱动用线圈120a、第二驱动用线圈120b、第三驱动用线圈120c各自的卷线被卷绕成圆角的矩形形状。第一驱动用线圈120a、第二驱动用线圈120b是大致矩形形状，配置为横穿其长边的中心线分别与Y轴、X轴一致。即，关于第一驱动用线圈120a、第二驱动用线圈120b，以图像模糊防止用镜头的光轴A为中心的圆的圆周方向的长度比半径方向的长度长，其长边朝向圆的切线方向。另外，第三驱动用线圈120c是与第一驱动用线圈、第二驱动用线圈相比小型的大致长方形状，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。
如图8所示，移动框114具有大致环形板状的形状，与固定板112平行地配置为与固定板112重叠。在移动框114的中央的开口处安装有图像模糊防止用镜头116。第一驱动用磁铁122a、第二驱动用磁铁122b、第三驱动用磁铁122c分别配置在移动框114上的圆周的与第一驱动用线圈120a、第二驱动用线圈120b、第三驱动用线圈120c相向的位置。在上述第一实施方式中，各驱动用磁铁由单个磁铁构成，但在本实施方式中，各驱动用磁铁分别由两个磁铁构成。如图6所示，第一驱动用磁铁122a由在移动框114的厚度方向上磁极发生变化的细长的长方形的两个磁铁构成。在本实施方式中，关于配置在图6的上侧的磁铁，与驱动用线圈相向的面被磁化为S极，其背面侧被磁化为N极，关于配置在下侧的磁铁，与驱动用线圈相向的面被磁化为N极，其背面侧被磁化为S极。同样地，第二驱动用磁铁122b、第三驱动用磁铁122c也由两个磁铁构成。
另外，第一驱动用磁铁122a、第二驱动用磁铁122b配置为横穿其长边的中心线分别与Y轴、X轴一致。而且，如图8所示，第一驱动用磁铁122a、第二驱动用磁铁122b构成为横穿其短边的中心线，即穿过两个细长的磁铁之间的直线成为磁极边界线C。
第三驱动用线圈120c是与第一驱动用磁铁、第二驱动用磁铁相比小型的大致长方形状，配置为横穿其长边的中心线与圆周的半径方向一致。另一方面，如图8所示，第三驱动用磁铁122c由配置为在以光轴A为中心的圆的半径方向上延伸的细长的两个磁铁构成。因而，第三驱动用磁铁122c的磁极边界线C朝向圆的半径方向。这样，第一驱动用磁铁122a、第二驱动用磁铁122b配置为磁极边界线C朝向以光轴A为中心的圆的切线方向，第三驱动用磁铁122c配置为磁极边界线C朝向圆的半径方向。
通过这样进行磁化，第一驱动用磁铁122a、第二驱动用磁铁122b对长方形的第一驱动用线圈120a、第二驱动用线圈120b的长边的部分施加磁力。由此，在第一驱动用线圈120a中流过电流时，与第一驱动用磁铁122a之间产生沿着Y轴的铅直方向的驱动力，在第二驱动用线圈120b中流过电流时，与第二驱动用磁铁122b之间产生沿着X轴的水平方向的驱动力。
即，由第一驱动用线圈120a和第一驱动用磁铁122a构成的第一驱动单元所产生的驱动力的作用线朝向图像模糊防止用镜头116的大致半径方向，由第二驱动用线圈120b和第二驱动用磁铁122b构成的第二驱动单元所产生的驱动力的作用线与第一驱动单元所产生的驱动力的作用线大致正交，并且朝向图像模糊防止用镜头116的大致半径方向。
另一方面，如图8所示，第三驱动用磁铁122c配置为磁极边界线C朝向以光轴A为中心的圆的半径方向。因此，在第三驱动用线圈120c中流过电流时，与第三驱动用磁铁122c之间产生以光轴A为中心的圆的切线方向的驱动力。构成第三驱动单元的第三驱动用线圈120c和第三驱动用磁铁122c构成为比第一驱动用线圈、第二驱动用线圈和第一驱动用磁铁、第二驱动用磁铁小型，因此，在驱动用线圈中流过相同的电流的情况下，第三驱动单元所产生的驱动力比第一驱动单元、第二驱动单元所产生的驱动力小。
如图6和图7所示，三个钢珠118被夹在固定板112与移动框114之间，以各自相隔中心角120°的间隔的方式配置在以光轴A为中心的圆的圆周上。在固定板112上，以与各钢珠118对应的方式形成有凹部130，各钢珠118被配置在该凹部130中，防止脱落。另外，移动框114通过驱动用磁铁被吸附在固定板112上，因此各钢珠118被夹在固定板112与移动框114之间。由此，移动框114被支承在与固定板112平行的平面上，各钢珠118一边被夹着一边转动，由此允许移动框114相对于固定板112进行任意方向的平移和旋转移动。
另外，在本实施方式中，使用钢制的球体作为钢珠118，但钢珠118也可以并非一定是球体。即，只要是在防振致动器110的动作中与固定板112和移动框114接触的部分具有大致球面的形状的形式，就能够用作钢珠118。此外，在本说明书中，将这样的形式称为球状体。另外，也可以由钢以外的金属、树脂等构成球状体。
背磁轭128是大致长方形状，分别嵌入移动框114中使得覆盖驱动用磁铁的背面(不与驱动用线圈相向的一侧)。通过这些背磁轭128，各驱动用磁铁的磁通高效地对准固定板112一方。
在本实施方式中，如图9所示，针对各驱动用线圈分别设置三个吸附用磁轭。这些第一吸附用磁轭140、第二吸附用磁轭142、第三吸附用磁轭144是大致长方形形状，分别安装在第一驱动用线圈120a、第二驱动用线圈120b、第三驱动用线圈120c的内侧。通过各驱动用磁铁对这些吸附用磁轭140、142、144施加的磁力，移动框114被吸附在固定板112上。另外，在第一吸附用磁轭140上设置有作为磁力抑制用切割部的两个贯通孔140a，在第二吸附用磁轭142上设置有作为磁力抑制用切割部的两个贯通孔142a。
在图7和图8中，用虚线表示在光轴A方向上投影各贯通孔140a、142a的位置。如图8的虚线所示，分别每两个地形成在第一吸附用磁轭140、第二吸附用磁轭142的贯通孔140a、142a以沿着第一驱动用磁铁122a、第二驱动用磁铁122b的磁极边界线C的方式排列配置在以光轴A为中心的圆的切线方向上。而且，如上所述，在第一驱动用线圈120a与相向的第一驱动用磁铁122a、第二驱动用线圈120b与相向的第二驱动用磁铁122b之间产生的驱动力的作用线朝向以光轴A为中心的圆的半径方向，因此能够沿着与驱动力的作用线正交的直线(以光轴A为中心的圆的切线方向的直线)，设置分别每两个地形成在第一吸附用磁轭140、第二吸附用磁轭142上的贯通孔140a、142a。
另外，如图7的虚线所示，分别每两个地形成在第一吸附用磁轭140、第二吸附用磁轭142上的贯通孔140a、142a设置在与第一驱动用线圈120a、第二驱动用线圈120b重叠的位置，并且设置在不与第一磁传感器124a、第二磁传感器124b重叠的位置。这样，不在与各磁传感器重叠的位置处设置贯通孔，因此，在各磁传感器附近，磁力不会减弱，各磁传感器能够充分地检测各驱动用磁铁的磁力，能够高灵敏度地检测各驱动用磁铁的移动量。
通过在第一吸附用磁轭140、第二吸附用磁轭142上设置作为磁力抑制用切割部的贯通孔140a、142a，第一驱动用磁铁122a、第二驱动用磁铁122b在光轴A方向上吸附移动框114的磁力被抑制为适度的大小。另外，第三驱动用磁铁122c构成为比第一驱动用磁铁、第二驱动用磁铁小，第三吸附用磁轭144构成为比第一吸附用磁轭、第二吸附用磁轭小，但通过在第一吸附用磁轭140、第二吸附用磁轭142上设置贯通孔140a、142a，第一驱动用磁铁122a、第二驱动用磁铁122b、第三驱动用磁铁122c吸附移动框114的吸附力变得大致相等。由此，能够平衡地吸附移动框114，能够使移动框114顺畅地移动。另外，为了使各驱动用磁铁所产生的吸附力相等，也能够使第三吸附用磁轭144的厚度为与第一吸附用磁轭140、第二吸附用磁轭142不同的厚度。
另外，通过设置贯通孔140a、142a，当移动框114在与光轴A正交的平面内移动时，还大幅抑制了以将移动框114引回初始位置(各磁传感器与各驱动用磁铁的磁极边界线重叠的位置)的方式作用的与光轴A正交的方向的磁力。
图10是表示显示出磁力抑制用切割部的效果的磁力仿真模型的图。图10的(a)是对本实施方式的第一驱动用磁铁122a和第一吸附用磁轭140进行模型化所得到的图，图10的(b)是作为比较例的不在吸附用磁轭上设置贯通孔的模型。此外，为了简化而省略配置在驱动用磁铁与吸附用磁轭之间的驱动用线圈。使用图10的(a)、(b)的模型，通过磁力仿真软件计算驱动用磁铁吸引吸附用磁轭的力。表1表示其结果。
表1
Figure BDA00002229885300211
如表1所示，在图10的(a)的本发明的实施方式中，计算出Z轴(光轴A)方向的吸附力为1.55N，Y轴方向(通过第一驱动用线圈120a和第一驱动用磁铁122a产生的驱动力的方向)的吸引力为3.51×10-2N，X轴方向的吸引力为1.57×10-5N。另一方面，在图10的(b)的比较例中，计算出Z轴(光轴A)方向的吸附力为2.01N，Y轴方向的吸引力为9.97×10-2N，X轴方向的吸引力为2.95×10-4N。首先，由于设置磁力抑制用切割部，在作用于驱动用磁铁与吸附用磁轭之间的力中最大的Z轴方向的力的成分被抑制约23%，被调整为适度的大小。其次，X轴方向的力的成分在本实施方式和比较例中都极小，该力几乎不对移动框114的控制产生坏影响。这是因为：吸附用磁轭的X轴方向的长度比驱动用磁铁的X轴方向的长度短，即使在吸附用磁轭和驱动用磁铁在X轴方向上相对地移动微小的距离的情况下，它们之间的磁力线的分布也没有很大变化。
与此相对，在比较例中，当吸附用磁轭和驱动用磁铁在Y轴方向上相对地移动时，Y轴方向的吸引力产生9.97×10-2N。该力比较大，对第一驱动用线圈120a与第一驱动用磁铁122a之间产生的驱动力造成干扰。在此，在第一吸附用磁轭140上设置两个贯通孔140a的本实施方式中，该Y轴方向的吸引力为3.51×10-2N，与不设置贯通孔140a的情况相比，被抑制了约65%。这样，在本实施方式中，通过在吸附用磁轭设置作为磁力抑制用切割部的贯通孔，来大幅抑制对移动框114的控制产生坏影响的与光轴A正交的方向的磁力。
此外，关于Y轴方向的吸引力，通过使吸附用磁轭的Y轴方向的长度比驱动用磁铁的Y轴方向的长度短，或者使吸附用磁轭的Y轴方向的长度比驱动用磁铁的Y轴方向的长度长，也能够如X轴方向那样减小与相对移动微小距离对应的吸引力。但是，在这样设计了吸附用磁轭和驱动用磁铁的情况下，需要如下结构：相对于必要的驱动力而不必要地延长吸附用磁轭或驱动用磁铁的Y轴方向的长度。因此，在采用这样的设计时，存在防振致动器的外径大型化的问题。根据本实施方式的照相机，能够避免防振致动器110的大型化，同时有效地抑制对移动框114的控制的干扰。
根据本发明的第二实施方式的照相机，只在多组的驱动用磁铁和吸附用磁轭中的一部分吸附用磁轭140、142上设置作为磁力抑制用切割部的贯通孔140a、142a，因此即使在各驱动用磁铁122a、122b、122c所产生的磁力不同的情况下，也能够容易地使吸附力均等，能够使移动框114顺畅地移动。
以上，说明了本发明的优选的实施方式，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，将本发明应用于胶卷照相机，但本发明也能够应用于数字照相机、摄像机等静止画面或动画摄像用的任意的照相机中。另外，也能够将本发明应用于与这些照相机的照相机主体一起使用的镜头单元中。
而且，在上述实施方式中，通过钢珠支承移动框，但能够将任意形式的构件用作可移动地支承移动框的单元。特别地，在通过钢珠进行支承时需要吸附移动框，但也能够将本发明应用于具备不需要吸附移动框的支承单元的防振致动器中。即，不只在本实施方式那样的吸附用磁轭上设置磁力抑制用切割部，也能够在用于单纯形成磁电路的磁轭上设置磁力抑制用切割部。
另外，在上述实施方式中，在吸附用磁轭上设置沿着磁极边界线C配置的两个圆形的贯通孔作为磁力抑制用切割部，但作为变形例，也能够如图11所示那样设置磁力抑制用切割部。此外，在图11中，也对位于驱动用磁铁与吸附用磁轭之间的驱动用线圈省略图示。
在图11的(a)所示的变形例中，在吸附用磁轭152中设置有三个圆形的贯通孔152a作为磁力抑制用切割部，沿着驱动用磁铁150的磁极边界线C配置这些贯通孔152a。
在图11的(b)所示的变形例中，在吸附用磁轭154中设置有三个长圆形的贯通孔154a作为磁力抑制用切割部，沿着驱动用磁铁150的磁极边界线C配置这些贯通孔154a。在该变形例中，沿着磁极边界线C排列地设置各贯通孔154a，但贯通孔自身在与磁极边界线C正交的方向上延伸。
在图11的(c)所示的变形例中，在吸附用磁轭156中设置有两个缺口部156a作为磁力抑制用切割部，以沿着驱动用磁铁150的磁极边界线C延伸的方式从吸附用磁轭156的两侧形成缺口部156a。

Claims (9)

1.一种防振致动器，使图像模糊防止用镜头移动，该防振致动器的特征在于，具有：
固定部；
可动部，其安装有上述图像模糊防止用镜头；
可动部支承单元，其以该可动部能够在与上述图像模糊防止用镜头的光轴正交的平面内相对于上述固定部移动的方式支承该可动部；
多个驱动用线圈，其安装于上述固定部和上述可动部中的一个；
多个驱动用磁铁，其以与这些驱动用线圈分别相向的方式安装于上述固定部和上述可动部中的另一个；以及
一个或多个磁轭，其配置在上述驱动用线圈的不与上述驱动用磁铁相向的一侧，
其中，在上述磁轭上，在与上述驱动用线圈重叠的位置处设置有用于抑制从上述驱动用磁铁受到的磁力的磁力抑制用切割部。
2.根据权利要求1所述的防振致动器，其特征在于，
还具有位置检测用的磁传感器，该磁传感器配置在上述驱动用线圈的内侧，
上述磁力抑制用切割部设置在不与上述磁传感器重叠的位置。
3.根据权利要求1或2所述的防振致动器，其特征在于，
上述磁力抑制用切割部沿着与作用于对应的驱动用线圈和与该驱动用线圈相向的驱动用磁铁之间的驱动力的作用线正交的直线而设置。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的防振致动器，其特征在于，
各上述驱动用磁铁具有在与上述图像模糊防止用镜头的光轴正交的平面内延伸的磁极边界线，
上述磁力抑制用切割部沿着各上述驱动用磁铁的上述磁极边界线而设置。
5.根据权利要求4所述的防振致动器，其特征在于，
上述磁力抑制用切割部由沿着各上述驱动用磁铁的上述磁极边界线配置的多个孔构成。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的防振致动器，其特征在于，
上述多个驱动用磁铁中的至少两个驱动用磁铁被配置成该至少两个驱动用磁铁的磁极边界线朝向以上述光轴为中心的圆的切线方向，
上述磁力抑制用切割部由以沿着上述磁极边界线的方式排列配置在上述圆的切线方向上的多个孔构成。
7.根据权利要求1至5中的任一项所述的防振致动器，其特征在于，
上述多个驱动用磁铁中的至少三个驱动用磁铁被配置成该至少三个驱动用磁铁的磁极边界线朝向以上述光轴为中心的圆的半径方向，
上述磁力抑制用切割部由以沿着上述磁极边界线的方式排列配置在上述圆的半径方向上的多个孔构成。
8.一种具备防振致动器的镜头单元，该镜头单元的特征在于，具有：
镜头镜筒；
配置在该镜头镜筒的内部的摄像用镜头；以及
根据权利要求1~7中的任一项所述的防振致动器。
9.一种具备防振致动器的照相机，该照相机的特征在于，具有照相机主体和根据权利要求8所述的镜头单元。
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