CN103765309A

CN103765309A - 成像装置及电子设备

Info

Publication number: CN103765309A
Application number: CN201280042492.XA
Authority: CN
Inventors: 村松功一
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2011-08-30
Filing date: 2012-07-23
Publication date: 2014-04-30
Anticipated expiration: 2032-07-23
Also published as: JP5821418B2; EP2729842B1; EP2729842A4; US9185295B2; WO2013031454A1; US20140218551A1; CN103765309B; JP2013050500A; EP2729842A1

Abstract

一种成像装置，包括：基座；图像传感器；以及防止图像模糊的校正机构。所述校正机构具有：支承所述图像传感器的可移动框架；用于在X方向移动的器件；用于在Y方向移动的器件；以及吸引及支承器件。所述吸引及支承器件具有：设置在基座和可移动框架中的一个上的铁片；设置在基座和可移动框架中的另一个上的磁体片；以及设置在铁片与磁体片之间的铁球。通过将铁片经由铁球吸引至磁体片，该吸引及支承器件将可移动框架吸引并支承至基座。其中，设置有引导装置，当所述可移动框架在预定方向上被用于在X方向移动的器件和用于在Y方向移动的器件移动时，所述引导装置使该可移动框架移动至所述基座的一侧。

Description

成像装置及电子设备

技术领域

本发明涉及一种具有修正机构的成像装置，修正由于照相机振动而引起的图像模糊，还涉及具有该成像装置的电子设备。

背景技术

通常，安装在数字静态照相机的用于进行图像模糊校正的校正机构是已知的（参见日本专利申请公开号2010-231168）。

该校正机构具有可移动框架、X和Y线圈等等，所述可移动框架用于支承图像传感器的，并安装在照相机机体的基座上，以便能够在左右（X方向）和上下（Y方向）上移动，所述X和Y线圈设置在可移动框架中，以使该可移动框架在X和Y方向上移动。

该可移动框架通过磁力而被吸引至该基座，并且能够在X和Y方向上移动，以致不会由于照相机振动而在光轴方向（Z轴）上移位，也就是说，不会脱离基座。

在可移动框架中设置有磁体片（plate）。在基座上面对磁体片的位置处，设置有非磁性体的球接收片（ball-receiving plate）。在球接收片的背面，安装有磁体，并且，铁球设置在该球接收片和磁体片之间。该磁体片经由球接收片和该铁球而被吸引至该磁体，从而将可移动框架吸引并支承至基座，该可移动框架通过铁球在X和Y方向上移动。

当增加磁体的磁性并增加吸引力时，可移动框架在X和Y方向上的运动并不是平稳地进行的，照相机的振动修正操作被打断，从而磁体的吸引力被设置成很小。

发明内容

由于上述原因，当由于掉落等而受到冲击时，可移动框架会出现与铁球（磁性球体）分离的情况，并且不会被吸引且支承至基座。

因此，设置了用于中心位置校正的锁定杆以及用于驱动该杆的电机，以将从铁球分离的可移动框架吸引并支承至基座。

本发明之目的是在不必提供用于中心位置校正的锁定杆以及电机的情况下提供一种具有校正机构的成像装置以及一种具有该成像装置的电子设备，所述校正机构把与磁性球体分离的可移动框架吸引并支承至基座上。

为了实现该目的，本发明的实施方式提供了一种成像装置，其包括：设置在壳体（body case）中的基座，其中安装了光学拍摄系统；图像传感器，接收由光学拍摄系统所形成的摄像目标的图像；以及校正机构，根据因在照相机机身内发生的照相机振动所造成的图像传感器上的摄像目标图像的移动，通过使所述图像传感器在与作为Z轴的光学拍摄系统的光轴垂直的X-Y平面上移动，该校正机构防止图像由于摄像目标的图像移动而模糊。所述校正机构具有：可移动框架，支承该图像传感器，并且布置在所述基座的前侧；三个吸引及支承器件，可移动地将所述可移动框架吸引并支承在X-Y平面上，并且布置在三个位置以形成三角形；用于在X方向移动的器件，在X方向上移动所述可移动框架；以及用于在Y方向移动的器件，在Y方向上移动所述可移动框架。所述三个吸引及支承器件中的每一个均具有：具有磁性的金属片，设置在所述基座和所述可移动框架中的一个上；磁体片，设置在所述基座和所述可移动框架中的另一个上；以及磁性球体，设置在所述具有磁性的金属片与所述磁体片之间。通过将所述具有磁性的金属片经由所述磁性球体而吸引至所述磁体片，所述吸引及支承器件将所述可移动框架吸引并支承至所述基座。其中，引导装置被设置在所述三角形中，在所述三个吸引及支承器件的至少一个所述具有磁性的金属片已脱离所述磁性球体的情况下，当所述可移动框架在预定方向上被所述用于在X方向移动的器件和所述用于在Y方向移动的器件之一移动时，所述引导装置伴使所述可移动框架伴随着该可移动框架的运动而移动至所述基座的一侧，由此，与所述磁性球体分离的所述具有磁性的金属片被吸引至所述磁性球体。

附图说明

图1A至1C均为根据本发明的实施方式的数字静态照相机的外部视图。图1A至1C分别为俯视图、正视图和后视图。

图2是示出数字照相机的镜筒的固定圆筒的正视图。

图3是示出可移动框架安装于基座上的状态正视图。

图4是示出可移动框架安装于基座上的状态侧视图。

图5是基座的正视图。

图6是图5沿E-E的剖视图。

图7是图5沿A-A的剖视图。

图8是示出可移动框架的正视图。

图9是图8所示的可移动框架沿B-B的剖视图。

图10是图3沿C-C的剖视图。

图11是图3沿D-D的剖视图。

图12是示出可移动框架在受到冲击时的运动状态的解释图。

图13是示出当移动可移动框架时的状态的解释图。

图14是示出可移动框架被吸引并支承至基底时的状态的解释图。

图15是示出图13所示的基底和可移动框架之间的位置关系的解释图。

图16是示出可移动框架在受到冲击时的另一种运动状态的解释图。

图17是示出当移动图16所示的可移动框架时的状态的解释图。

图18是部分示出第二实施方式的结构的解释图。

图19是示出铁球由于冲击而没有从壁离开的解释图。

图20是部分示出第二实施方式的另一个示例的解释图。

具体实施方式

在下文中，将结合附图解释作为电子设备示例的数字静态照相机，在该电子设备中安装有根据本发明的实施方式的成像装置。

[第一实施方式]

图1A至图1C均示出数字静态照相机。在数字静态照相机的机身顶面上，布置了快门释放开关SW1、模式拨盘开关SW2、以及副LCD（液晶显示屏）1。

在机身的正面，设置了具有拍摄镜头的镜筒单元7、光学取景器4、闪光灯3、测距单元5、以及遥控光接收器6。

在机身的背面，设置了电源开关SW13、液晶显示器1’、自动对焦指示灯（AF LED）8、闪光指示灯9、广角变焦开关SW3、远摄变焦开关SW4、设置/释放自动拍照器的自动拍照开关SW5、菜单开关SW6、向上运动/闪光设置开关SW7、向右运动开关SW8、显示开关SW9、向下运动/微距开关SW10、向左运动/图像构象（conformation）开关SW11、确认（OK）开关SW12、以及照相机振动修正开关14。在机身侧面，设置了存储卡/电池的槽盖2。

由于数字静态照相机的每个元件的功能和动作都是已知的，在此将不再赘述。

图1B所示的镜筒单元7具有图2所示的固定圆筒10、设置成在该固定圆筒10中沿光轴方向（相对纸面的垂直方向）前后运动的可移动圆筒（cylinder）（未示出）、设置在该可移动圆筒中的拍摄光学系统，等等。该可移动圆筒通过未示出的前后运动机构而向前及向后移动。

固定圆筒10固定至安装在机身上的基座11。在基座11中，如图3和图4所示，可移动框架30安装成可以在垂直于光轴（Z轴）的平面上沿X方向和Y方向移动。在基座11中，安装有电子部件的电路板部分一体地形成；但是，在此，图3和图4大致示出了基座11（未示出电路板部分）。在下文中，为了便于解释，基座11也是大致地被示出。

在可移动框架30中，用粘结剂S来固定图像传感器31。可移动框架30在X方向和Y方向上移动，以防止图像由于照相机振动而模糊。

如图5所示，基座11具有四边形的开口12。在该开口12的较低边缘部分12a，形成了向上突出（在Y方向上）的支撑部分13，磁体片Mg1安装在该支撑部分13上。铁球Q1是通过磁性被吸引并支承至磁体片Mg1的磁性球体。

如图6所示，在基座11的下部11B，形成了在光轴方向上凸出的凸出物14。在凸出物14的尖端，设置了在Y方向上延伸的作为调节部分的调节元件15。调节元件15和基座11之间的距离设置成预定距离H1。

在基座11的开口12的上边缘部分12b中，形成凹入部分16（参见图5）。在基座的上部11c中，如图6和图7所示，形成了在光轴方向上凸出的凸出物18，且在凸出物18的上部，形成了在下面延伸的臂部19。在臂部19的尖端部分，如图7所示，形成了截面为矩形的引导部分20，且在引导部分20的右侧表面（图7），形成了作为引导装置的引导倾斜表面（锥面：接触部分）20G以面向凹入部分16。

此外，在基座11的凹入部分16的两侧，如图5所示，安装磁体片Mg2、Mg3以将凹入部分16夹在中间，并且，作为磁性球体的铁球Q2、Q3通过磁性而被吸引且支承至磁体片Mg2、Mg3。臂部19等的长度设置成，使引导部分20处于由连接三个铁球Q1、Q2、Q3的线（图5中的点划线）所形成的等腰三角形中。

在基座11的上部11C两侧（磁体片Mg2、Mg3的外侧），如图7所示，形成在光轴方向上凸出的凸出物21、22，并且在该凸出物21、22的上部，设置了向内延伸的作为调整部分的调整元件23、24。在每个调整元件23、24和基座11之间的距离设置成预定距离H1。

[可移动框架]

如图8所示，可移动框架30是具有开口30A的矩形片状的框架体，在开口30A上安装有图像传感器31。在可移动框架30的下部（图8），形成向下凸出的凸出物32，并且，在可移动片30的上部的两侧，分别形成侧向凸出的凸出物33、34。在可移动框架30的上部中的靠近左侧（图8）的位置，形成凹入部分35，并且在位于凹入部分35的右侧（图8）上的边缘部分35a，如图9所示，作为引导装置的倾斜表面（锥面：接触部分）完全形成以面对倾斜向上的方向。

边缘部分35a的长度，也就是凹入部分35的深度，被设置成大于可移动框架30的可移动距离。

在可移动框架30的下部的背面上，作为具有磁性的金属片的铁片37安装在凸出物32上方的位置处（图8）。在可移动框架30的上部的背面上，如图9所示，安装了作为具有磁性的金属片的铁片38、39。

在可移动框架30的左侧的前表面上，设置了用于在X方向上移动可移动框架30的线圈40。在可移动框架30的下部的前表面上，设置了用于在Y方向上移动可移动框架30的线圈41。

如图3和图4所示，可移动框架30的铁片37-39分别设置在面向基座11的磁体片Mg1-Mg3的位置处，可移动框架30的凸出物30-34分别设置在面向基座11的调整元件15、23、24的位置处。

[支承可移动框架]

如图3和图4所示，可移动框架30的凸出物32-34分别被布置在基座11的调整元件15、23、24下方（图4），可移动框架30的铁片37-39分别经由铁球Q1-Q3而被吸引至磁体片Mg1-Mg3，可移动框架30处于被吸引且支承至基座11的状态。铁片37-39、铁球Q1-Q3以及磁体片Mg1-Mg3构成了三个吸引及支承器件。

在经由铁球Q1-Q3而被支承至基座11的状态下，可移动框架30可以在X和Y方向上移动。

请注意，基座11的磁体片Mg1-Mg3可以设置在可移动框架30中。在这种情况下，可移动框架30的铁片37-39可以设置在基座11中。

此外，如图11所示，可移动框架30的凸出物33与调整元件23之间的分隔距离、以及可移动框架30的凸出物34与调整元件24之间的分隔距离均被设置成分隔距离L1，类似地，如图10所示，可移动框架30的凸出物32与调整元件15之间的分隔距离也被设置成分隔距离L1。该分隔距离L1被设置成小于基座11的引导倾斜表面20G的高度H2。并且，预定距离H1=磁体片Mg的厚度+铁球Q的半径+可移动框架30的厚度+分离距离L1，且分离距离L1设置成小于可移动框架30的厚度。

[校正机构]

通过使电流通向线圈40、41，能够使可移动框架30在X和Y方向上运动。这是通过把两个X磁体（未示出）和两个Y磁体（未示出）设置为分别将线圈40、41夹在中间来进行的。两个X磁体中的一个以及两个Y磁体中的一个设置在基座11所具有的轭（未示出）中，两个X磁体中的另一个以及两个Y磁体中的另一个设置在固定圆筒10的一侧。线圈40和两个X磁体组成用于在X方向上移动的装置，线圈41和两个Y磁体组成用于在Y方向上移动的装置。

为了探测可移动框架30在X和Y方向上的位置，用于探测X和Y位置的磁体（未示出）紧固至该轭，并且，探测所述用于探测X和Y位置的磁体的磁性传感器设置在可移动框架30中。

此外，陀螺仪传感器（未示出）设置在机身的一侧。基于该陀螺仪传感器的输出，运算及控制单元（未示出）计算图像传感器31的目标位置，给线圈40、41通电以排除图像传感器31的目标位置与实际初始位置之间的差别，并且在X和Y方向上移动可移动框架30，从而能够防止图像由于照相机振动而模糊。

可移动框架30、吸引及支承装置、线圈40和41、两个X磁体及两个Y磁体、用于探测X和Y位置的磁体、X和Y磁性传感器、运算及控制单元等，这些组成了防止图像由于照相机振动而模糊的校正机构50。日本专利申请公开号2007-114486和2010-231168详细地公开了校正机构50的组成和运动，因此，此处不再赘述。

基座11、图像传感器31以及校正机构50组成成像装置。

接下来，将阐述如上述组成的成像装置的运动。

如图4和图11所示，当可移动框架30通过磁体片Mg1-Mg3而被吸引且支承至基座11时，在大于或等于预定的冲击被施加至成像装置的情况下，如图12所示，可移动框架30的凸出物34处于接触基座11的调整元件24的状态，电流流至可移动框架30的线圈40，且该可移动框架30被移至左边（图12）。

通过将可移动框架30移至左边，如图13所示，可移动框架30的倾斜表面36接触基座11的引导部分20的引导倾斜表面20G。当可移动框架30移至左边，可移动框架30的倾斜表面36由基座11的引导倾斜表面20G引导，如箭头P1所示的方向（P1方向）的力作用在可移动框架30上，可移动框架30在顺时针方向上围绕作为支点的铁球Q2而转动。如图4所示，可移动框架30通过磁体片Mg1-Mg3而被吸引且支承至基座11。

在这种情况下，如图15所示，由于基座11的引导部分20处于由连接至三个铁球Q1、Q2、Q3的点划线所形成的三角形中，该引导部分20在P1方向上推动可移动框架30的三个点（铁球Q1-Q3的位置）。因此，可移动框架30通过磁体片Mg1-Mg3而被可靠地吸引且支承至基座11。

当可移动框架30移动至图14所示的位置时，可移动框架30就再也不能向左移动。在如图14所示的可移动框架30的原始位置与光轴之间沿X方向的距离被设置成大于在X方向上由于照相机振动而造成的最大图像模糊量。

此外，可移动框架30的图像传感器31的原始位置（中心位置）可能在Y方向上从光轴处转移。因此，例如，可移动框架30被移动至该可移动框架30在Y轴上能够移动到的位置。也就是说，可移动框架30移动，直到可移动框架30的凸出物32接触基座11的凸出物14（参见图10）。

也就是说，将可移动框架30的凸出物32接触基座11的凸出物14的位置作为可移动框架30在Y方向上的参考位置，并将可移动框架30如图14所示的位置作为可移动框架30在X方向上的参考位置。由于这些参考位置是预先设定的，因而从这些参考位置，通过将这些可移动框架30朝向光移动预定距离（图14：X方向），以及将可移动框架30向上移动预定距离（图3：Y方向），能够使图像传感器31的原始位置与光轴一致。在此之后，校正机构50进行照相机振动校正。

如上所述，当可移动框架30由于冲击而从图4-11所示的状态变成图16所示的状态，即变成可移动框架30的凸出物33接触基座11的调整元件23的状态时，通过给可移动框架30的线圈供电流来使可移动框架30移动至左侧（图12）。因此，如图17所示，可移动框架30的倾斜表面36如上所述地接触基座11的引导部分20的引导倾斜表面20G。当可移动框架30进一步移动至左侧，如箭头P2所示方向的力作用在可移动框架30上，可移动框架30在逆时针方向上围绕作为支点的铁球Q3而转动。如图14所示，可移动框架30通过磁体片Mg1-Mg3而被吸引且支承至基座11。

为了使图像传感器31的原始位置与光轴一致，将进行与上述相同的操作，因而不再赘述。

这样，通过给进行图像模糊校正的校正机构50的线圈40提供电流，可移动框架30被吸引且支承至基座11。因此，不需要像传统方式那样设置用于中心位置校正的锁定杆、电机等，从而能够使成像装置小型化。

例如，当设置在机身背面的分离距离重设按钮被按压时，运算及控制单元给线圈40提供电流，以使可移动框架30向左移动。然而，可以在成像装置每次启动时使可移动框架30向左移动。

[第二实施方式]

图18部分地示出了第二实施方式的基座11的构成。在第二实施方式中，如图18所示，预定高度的环绕壁112绕基底11的磁体片Mg2设置，相似地，预定高度的环绕壁也绕磁体片Mg1和Mg3（未示出）设置。

因此，即使大于或等于预定的冲击施加至成像装置，如图19所示，铁球Q2也不会从环绕壁112离开，铁球Q1和Q3也不会（未示出）。

如果铁球Q1-Q3暂时从磁体片Mg1-Mg3分离，那么铁球Q1-Q3不会离开环绕壁112，并且立刻被吸引至磁体片Mg1-Mg3。也就是说，尽管有冲击，但铁球Q1-Q3都保持在磁体片Mg1-Mg3中。

图20部分地示出了第二实施方式的另一个示例。在这个示例中，如图20所示，预定高度的环绕壁130绕可移动框架30的铁片38而设置，从而铁球Q2保持在磁体片Mg2中。相似地，预定高度的环绕壁设置成围绕铁片37和39，从而铁球Q1和Q3保持在磁体片Mg1和Mg3中（未示出）。

在以上每个实施方式中，引导倾斜表面20G和倾斜表面36分别设置在基座11的引导部分20和可移动框架30中。但是，倾斜表面可设置在它们中的一个上。在这种情况下，接触引导倾斜表面20G或者倾斜表面36的另一个是接触部分。

在以上每个实施方式中，离开基座11的可移动框架30在X方向上移动，以被吸引并支承至基座11。但是，可移动框架30可在Y方向上移动，以被吸引并支承至基座11。

根据本发明的实施方式，能够将从磁性球体分离的可移动框架吸引且支承至基座，而不必提供用于中心位置校正的锁定杆或电机。

在上述实施方式中，成像装置是数字静态照相机；但是，其并不限于此，也可以是例如移动电话或者其它电子设备。

尽管根据示例性实施方式来描述本发明，但是本发明并不限于此。应理解，在不脱离权利要求书所界定的本发明范围的情况下，本领域技术人员可以对实施方式进行变化。

Claims

1.一种成像装置，包括：

设置在壳体中的基座，所述壳体中安装有拍摄光学系统；

图像传感器，接收由所述拍摄光学系统所形成的摄像目标的图像；以及

校正机构，根据因在照相机机身内发生的照相机振动所造成的图像传感器上的摄像目标图像的移动，通过使所述图像传感器在与作为Z轴的光学拍摄系统的光轴垂直的X-Y平面上移动，防止图像由于摄像目标的图像移动而模糊；

所述校正机构具有：

可移动框架，支承该图像传感器，并且布置在所述基座的前侧；

三个吸引及支承器件，可移动地将所述可移动框架吸引并支承在X-Y平面上，并且布置在三个位置以形成三角形；

用于在X方向移动的器件，在X方向上移动所述可移动框架；以及

用于在Y方向移动的器件，在Y方向上移动所述可移动框架，

所述三个吸引及支承器件中的每一个均具有：

具有磁性的金属片，设置在所述基座和所述可移动框架中的一个上；

磁体片，设置在所述基座和所述可移动框架中的另一个上；以及

磁性球体，设置在所述具有磁性的金属片与所述磁体片之间；

通过将所述具有磁性的金属片经由所述磁性球体而吸引至所述磁体片，所述吸引及支承器件将所述可移动框架吸引并支承至所述基座，

其中，引导装置被设置在所述三角形中，在所述三个吸引及支承器件的至少一个所述具有磁性的金属片已脱离所述磁性球体的情况下，当所述可移动框架在预定方向上被所述用于在X方向移动的器件和所述用于在Y方向移动的器件之一移动时，所述引导装置使所述可移动框架伴随着该可移动框架的运动而移动至所述基座的一侧，由此，与所述磁性球体分离的所述具有磁性的金属片被吸引至所述磁性球体。

2.如权利要求1所述的成像装置，其中，所述引导装置包括锥面和接触部分，所述锥面形成于所述基座和所述可移动框架中的一个上，所述接触部分接触所述锥面且设置在所述基座和所述可移动框架中的另一个上，并且，所述引导装置通过可移动框架的运动而使接触部分与锥面接触，从而将可移动框架移动至所述基座的所述一侧。

3.如权利要求2所述的成像装置，其中，在所述接触部分上形成锥面。

4.如权利要求1-3中任一项所述的成像装置，其中，所述成像装置具有调整部分，用于调整所述可移动框架，以使该可移动框架在Z轴方向上与基底分开的距离不会大于或等于预定距离。

5.如权利要求1-3中任一项所述的成像装置，其中，用于防止磁性球体离开磁体片的环绕壁设置在可移动框架或基座上。

6.如权利要求1-3中任一项所述的成像装置，其中，所述可移动框架在开始之后立即在预定方向上移动。

7.一种电子设备，包括：如权利要求1-6中任一项所述的成像装置。