CN108496105A - 光学器件驱动设备、可互换透镜和成像设备 - Google Patents
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Abstract
本发明借助简单的结构，确保旋转驱动体的平滑旋转，而不危及超声电机的特性。本发明具备：具有转子和定子的超声电机；利用超声电机的驱动力绕轴旋转，以便沿着轴向移动光学元件的旋转驱动体；能够绕所述轴旋转的轴承；和向所述超声电机、旋转驱动体和轴承施加轴向偏置力的压缩弹簧，其中所述压缩弹簧沿着接触方向偏置所述转子和定子，并且沿着接触方向偏置所述旋转驱动体和轴承。
Description
技术领域
本技术涉及关于利用超声电机的驱动力，移动光学器件的光学器件驱动设备，和包含所述光学器件驱动设备的可互换透镜和图像拾取设备的技术领域。
引文列表
专利文献
专利文献1：日本经审查的实用新型申请公开No.HEI 3-31929
专利文献2：日本专利申请公开No.HEI 2-137811
背景技术
在用于摄影的包括诸如摄像机和静止照相机之类的各种图像拾取设备、可互换透镜等的结构中，布置有包括诸如透镜组之类的各种光学器件的摄影光学系统。
在这类结构中，光学器件由光学器件驱动设备沿着光轴方向(轴向)移动，从而例如进行变焦、聚焦等。
一些光学器件驱动设备利用超声电机作为驱动源(例如，参见专利文献1和2)。通过利用超声电机，能够高精度地确定被驱动体(光学器件)的位置。此外，通过利用超声电机作为驱动源，还存在可使光学器件保持非通电状态的优点。
在这类超声电机中，设置有转子和定子。利用超声振动，在定子中产生弯曲波。随后，利用其行波旋转地驱动转子，结果驱动力被传递给被驱动体。从而，为了把在定子中产生的行波高效地传递给转子，必须在恒定压力下，保持转子和定子相互接触。
在包括记载在专利文献1中的光学器件驱动设备的图像拾取设备中，按照使超声电机耦接到旋转环，并且把滚珠布置在固定到固定圆筒的2个保持环和所述旋转环的一部分之间的方式，构成轴承部分。超声电机的驱动力从旋转环被传递给保持透镜的圆筒(移动框架)。利用旋转环的旋转，使所述圆筒和透镜沿着光轴方向移动。
此外，包括记载在专利文献2中的光学器件驱动设备的图像拾取设备是这样构成的，以致在作为旋转驱动体的凸轮环中产生的轴向方向(推力方向)的力被径向轴承结构接收。
发明内容
技术问题
顺便提及，在利用超声电机作为驱动源的图像拾取设备中，理想的是利用简单的结构，确保诸如凸轮环之类的旋转驱动体的平滑旋转状态，而不恶化超声电机的特性。
关于这点，在记载在专利文献1中的光学器件驱动设备中，轴承的滚珠在推力方向和径向方向上，都受到所述两个保持环限制，这提供一种其中振动等易于从轴承被传递到旋转环和超声电机的结构。从而，存在不能确保超声电机的良好特性和旋转驱动体的平滑旋转状态的担心。
此外，在如记载在专利文献2中的光学器件驱动设备中那样，其中在凸轮环中产生的轴向力被径向轴承结构接收的构成的情况下，从凸轮环施加沿与作为径向轴承的旋转中心的支点轴的轴向正交的方向的力。从而，如果发生较大的撞击，那么尤其是沿着支点轴掉落的方向，产生较大的负荷，从而仍然存在不能确保超声电机的良好特性和旋转驱动体的平滑旋转状态的可能性。
在这点上，按照本技术的光学器件驱动设备、可互换透镜和图像拾取设备目的在于克服上述问题，并利用简单的结构，确保旋转驱动体的平滑旋转状态，而不恶化超声电机的特性。
问题的解决方案
首先，按照本技术的光学器件驱动设备包括：包含转子和定子的超声电机；通过利用超声电机的驱动力绕轴旋转，沿着轴向移动光学器件的旋转驱动体；可绕所述轴旋转的轴承；和向所述超声电机、旋转驱动体和轴承施加轴向偏置力的压缩弹簧，其中由所述压缩弹簧，沿着接触方向偏置所述转子和定子，并且沿着接触方向偏置所述旋转驱动体和轴承。
利用这种构成，沿着以致所述转子和定子相互接触的方向，从压缩弹簧向超声电机施加偏置力，并且沿着以致所述旋转驱动体和轴承相互接触的方向，从压缩弹簧向所述旋转驱动体或轴承施加偏置力。
其次，理想的是上述光学器件驱动设备还包括沿着轴向引导光学器件的直线移动用固定环，其中所述直线移动用固定环包括接受在轴向方向上由所述压缩弹簧偏置的轴承或旋转驱动体的接受器。
利用这种构成，直线移动用固定环起引导光学器件的引导部件的作用，并且起接受轴承或旋转驱动体的接受器部件的作用。
第三，在上述光学器件驱动设备中，理想的是所述压缩弹簧是环形地形成的。
利用这种构成，由压缩弹簧，在所述轴承、旋转驱动体和超声电机的整个圆周内，施加偏置力。
第四，在上述光学器件驱动设备中，理想的是所述旋转驱动体包括具有凸轮沟槽的凸轮环，所述光学器件驱动设备还包括保持光学器件的移动框架，所述移动框架包括可滑动地与所述凸轮沟槽接合的凸轮销，其中所述凸轮沟槽是由包括底面的壁面凹槽状地形成的。
利用这种构成，在旋转驱动体中不形成通孔。从而，旋转驱动体的刚性增强，结果从超声电机传递给旋转驱动体的驱动力难以被衰减。
第五，在上述光学器件驱动设备中，理想的是所述凸轮销包括可相对于所述凸轮沟槽旋转的轴承部分。
利用这种构成，在光学器件的轴向移动期间，使所述轴承部分相对于所述旋转驱动体旋转。
第六，理想的是上述光学器件驱动设备还包括：在轴向方向上与所述移动框架隔开地放置，并且由所述凸轮环支持的偏置框架；和沿着使所述移动框架和偏置框架在轴向方向上相互隔开的方向或者相互接近的方向，偏置所述移动框架和偏置框架的偏置弹簧。
利用这种构成，所述移动框架的凸轮销被压在形成所述凸轮沟槽的壁面上。
第七，在上述光学器件驱动设备中，理想的是所述偏置框架包括可滑动地与所述凸轮沟槽接合的接合销。
利用这种构成，所述凸轮销和接合销一起可滑动地与所述凸轮沟槽接合。
第八，在上述光学器件驱动设备中，理想的是所述凸轮沟槽在至少一个端部处包括缩回部分，所述缩回部分具有比其他部分的沟槽宽度大的沟槽宽度，并且当光学器件处于不使用状态时，所述凸轮销位于所述缩回部分处。
利用这种构成，当在不使用状态下发生撞击等时，凸轮销在所述缩回部分处被移位。
第九，理想的是上述光学器件驱动设备还包括：检测凸轮环的旋转位置的旋转位置检测传感器；和检测移动框架的移动位置的移动位置检测传感器，其中所述旋转位置检测传感器和移动位置检测传感器提供检测结果，根据所述检测结果，计算光学器件的位置信息。
利用这种构成，根据旋转驱动体的旋转位置和移动框架的移动位置，计算光学器件的位置信息。
第十，按照本技术的可互换透镜包括：具有圆筒形状的外壳；和进行光学器件的驱动的光学器件驱动设备，所述光学器件驱动设备布置在所述外壳之内，并包括包含转子和定子的超声电机、通过利用超声电机的驱动力绕轴旋转，沿着轴向移动光学器件的旋转驱动体、可绕所述轴旋转的轴承、和向所述超声电机、旋转驱动体和轴承施加轴向偏置力的压缩弹簧，其中由所述压缩弹簧，沿着接触方向偏置所述转子和定子，并且沿着接触方向偏置所述旋转驱动体和轴承。
利用这种构成，在光学器件驱动设备中，沿着以致所述转子和定子相互接触的方向，从压缩弹簧向超声电机施加偏置力，并且沿着以致所述旋转驱动体和轴承相互接触的方向，从压缩弹簧向所述旋转驱动体或轴承施加偏置力。
第十一，在上述可互换透镜中，理想的是所述光学器件驱动设备还包括沿着轴向引导光学器件的直线移动用固定环，其中所述直线移动用固定环包括接受在轴向方向上由所述压缩弹簧偏置的轴承或旋转驱动体的接受器。
利用这种构成，直线移动用固定环起引导光学器件的引导部件的作用，并且起接受轴承或旋转驱动体的接受器部件的作用。
第十二，在上述可互换透镜中，理想的是所述压缩弹簧是环形地形成的。
利用这种构成，由压缩弹簧，在所述轴承、旋转驱动体和超声电机的整个圆周内，施加偏置力。
第十三，在上述可互换透镜中，理想的是所述旋转驱动体包括具有凸轮沟槽的凸轮环，所述光学器件驱动设备还包括保持光学器件的移动框架，所述移动框架包括可滑动地与所述凸轮沟槽接合的凸轮销，所述凸轮沟槽是由包括底面的壁面凹槽状地形成的。
利用这种构成，在旋转驱动体中不形成通孔。从而，旋转驱动体的刚性增强，结果从超声电机传递给旋转驱动体的驱动力难以被衰减。
第十四，在上述可互换透镜中，理想的是所述凸轮销包括可相对于所述凸轮沟槽旋转的轴承部分。
利用这种构成，在光学器件的轴向移动期间，使所述轴承部分相对于所述旋转驱动体旋转。
第十五，在上述可互换透镜中，理想的是所述光学器件驱动设备还包括在轴向方向上与所述移动框架隔开地放置，并由所述凸轮环支持的偏置框架，和沿着使所述移动框架和偏置框架在轴向方向上相互隔开的方向或者相互接近的方向，偏置所述移动框架和偏置框架的偏置弹簧。
利用这种构成，所述移动框架的凸轮销被压在形成所述凸轮沟槽的壁面上。
第十六，在上述可互换透镜中，理想的是所述偏置框架包括可滑动地与所述凸轮沟槽接合的接合销。
利用这种构成，所述凸轮销和接合销一起可滑动地与所述凸轮沟槽接合。
第十七，在上述可互换透镜中，理想的是在至少一个端部处所述凸轮沟槽包括缩回部分，所述缩回部分具有比其他部分的沟槽宽度大的沟槽宽度，并且当光学器件处于不使用状态时，所述凸轮销位于所述缩回部分处。
利用这种构成，当在不使用状态下发生撞击等时，凸轮销在所述缩回部分处被移位。
第十八，在上述可互换透镜中，理想的是所述光学器件驱动设备还包括检测凸轮环的旋转位置的旋转位置检测传感器，和检测移动框架的移动位置的移动位置检测传感器，所述旋转位置检测传感器和移动位置检测传感器提供检测结果，根据所述检测结果，计算光学器件的位置信息。
利用这种构成，根据旋转驱动体的旋转位置和移动框架的移动位置，计算光学器件的位置信息。
第十九，在上述可互换透镜中，理想的是所述光学器件驱动设备还包括检测所述移动框架的移动位置的移动位置检测传感器和检测片，所述移动位置检测传感器和检测片是按以致在所述移动框架沿着光轴方向移动的整个移动区域中，所述移动位置检测传感器和检测片在与光轴垂直的方向上相互交叠的位置关系布置的。
利用这种构成，与移动框架在光轴方向上的移动位置无关，由移动位置检测传感器读取写在检测片上的信息。
第二十，按照本技术的图像拾取设备包括：驱动光学器件的光学器件驱动设备；和把通过摄影光学系统捕捉的光学图像变换成电信号的图像拾取器件，所述光学器件驱动设备包括包含转子和定子的超声电机、通过利用超声电机的驱动力绕轴旋转，沿着轴向移动光学器件的旋转驱动体、可绕所述轴旋转的轴承、和向所述超声电机、旋转驱动体和轴承施加轴向偏置力的压缩弹簧，其中由所述压缩弹簧，沿着接触方向偏置所述转子和定子，并且沿着接触方向偏置所述旋转驱动体和轴承。
利用这种构成，在光学器件驱动设备中，沿着以致所述转子和定子相互接触的方向，从压缩弹簧向超声电机施加偏置力，并且沿着以致所述旋转驱动体和轴承相互接触的方向，从压缩弹簧向所述旋转驱动体或轴承施加偏置力。
本发明的有益效果
按照本技术，沿着以致转子和定子相互接触的方向，从压缩弹簧向超声电机施加偏置力，并且沿着以致旋转驱动体和轴承相互接触的方向，从压缩弹簧向所述旋转驱动体或轴承施加偏置力。从而，能够利用简单的结构，确保旋转驱动体的平滑旋转状态，而不恶化超声电机的特性。
应注意记载在本说明书中的效果仅仅是例子，不应该被限制，也可获得其他效果。
附图说明
图1是连同图2-12一起，表示按照本技术的光学器件驱动设备、可互换透镜和图像拾取设备的一个实施例的透视图，图1表示当可互换透镜和设备主体分离时的图像拾取设备。
图2是表示光学器件驱动设备等的放大剖视图。
图3是表示直线移动用固定环、旋转驱动体、移动框架和偏置框架的概念图。
图4是用截面表示直线移动用固定环等的放大透视图。
图5是旋转驱动体的放大透视图。
图6是表示旋转驱动体的一半的放大透视图。
图7是轴承的分解透视图。
图8是表示超声电机和压缩弹簧的分解透视图。
图9是表示移动框架、偏置弹簧和偏置框架的分解透视图。
图10是凸轮销的放大透视图。
图11是图像拾取设备的方框图。
图12是表示轴承、旋转驱动体、超声电机和压缩弹簧的排列顺序的示例的概念图。
具体实施方式
下面参考附图，说明实现本技术的方式。
在下面所示的实施例中，按照本技术的图像拾取设备被应用于静止照相机，按照本技术的可互换透镜被应用于可从所述静止照相机的设备主体拆下的可互换透镜，按照本技术的光学器件驱动设备被应用于设置在所述可互换透镜中的光学器件驱动设备。
应注意，本技术的应用范围不限于静止照相机，可从静止照相机的设备主体拆下的可互换透镜，和设置在可从静止照相机的设备主体拆下的可互换透镜中的光学器件驱动设备。例如，本技术广泛适用于作为图像拾取设备并入摄像机和其他设备中的各种图像拾取设备、可从这些图像拾取设备的设备主体拆下的可互换透镜、和设置在可从这些图像拾取设备的设备主体拆下的可互换透镜中的光学器件驱动设备。
在下面的说明中，利用在使用静止照相机摄影期间从摄影者观察的方向指示前后、上下和左右方向。于是，被摄对象侧成为前侧，而摄影者侧成为后侧。
应注意为了解释的方便，使用了下面所示的前后、上下和左右方向，但就本技术的实施来说，方向不限于这些方向。
此外，除了包含一个或多个透镜的透镜组之外，下面所示的透镜组还可包括包含这些一个或多个透镜，以及诸如光圈和可变光阑(iris)之类的其他光学器件的透镜组。
<图像拾取设备的构成>
图像拾取设备100包括设备主体200和可互换透镜300(参见图1)。注意，本技术也可适用于其中具有与可互换透镜300的内部结构类似的结构的镜筒被并入设备主体内的图像拾取设备，和其中使这种镜筒从设备主体伸出或收纳在设备主体中的可伸缩式图像拾取设备。
设备主体200包括布置在壳体201之内或之外的各个主要部件。
壳体201具有例如上面布置各种操作单元202、202、...的上表面和后表面。作为操作单元202、202、...，例如，设置电源按钮、快门按钮、变焦旋钮、模式切换旋钮，等等。
图中未图示的显示器(显示单元)被布置在壳体201的后表面上。
在壳体201的前表面中，形成圆形的开口201a。开口201a的周边部分被设置成用于安装可互换透镜300的安装部分203。
诸如电荷耦合器件(CCD)和互补金属氧化物半导体(CMOS)之类的图像拾取器件204被布置在壳体201内。图像拾取器件204位于开口201a的后侧。
<可互换透镜的构成>
可互换透镜300例如是数字单透镜反光照相机用可互换透镜。
透镜座301设置在可互换透镜300的后端部处。透镜座301例如卡口耦接到设备主体200的安装部分203。可互换透镜300包括变焦环302和聚焦环303。利用被旋转操作的变焦环302，进行手动变焦。利用被旋转操作的聚焦环303，进行手动聚焦。
可互换透镜300包括大体圆筒状地形成的外壳304，和设置在最前侧的摄影透镜305。变焦环302和聚焦环303可旋转地支持在外壳304的外表面侧。
在外壳304之内，布置光学器件驱动设备1(参见图2)。光学器件驱动设备1包括直线移动用固定环2、旋转驱动体3、轴承4和超声电机5。
直线移动用固定环2具有沿前后方向定义的轴向。直线移动用固定环2包括近似圆筒状地形成的支持圆筒部分6、具有从支持圆筒部分6的前端部向外伸出的法兰形状的接受器7、和从接受器7的外周部分向前伸出的圆筒部分8。
在前后方向上，支持圆筒部分6的长度被设定成比圆筒部分8的长度长。支持圆筒部分6包括在后端部的外周面中的螺纹连接部分6a。在支持圆筒部分6中，形成均沿着前后方向延伸的引导孔6b和直线孔6c。引导孔6b和直线孔6c是在周向上相互隔开地布置的(参见图2和3)。在直线移动用固定环2中，例如沿周向方向等间距相互隔开地形成3对引导孔6b和直线孔6c。
移动位置检测传感器9附着于支持圆筒部分6的内表面(参见图4)。
在接受器7中，形成具有圆环形状并且向后开口的插入凹槽(recess)部分7a(参见图2)。
旋转驱动体3例如是凸轮环，是近似圆筒状地形成的。注意，旋转驱动体3不限于凸轮环，例如可以是螺旋体等。
旋转驱动体3由直线移动用固定环2的支持圆筒部分6支持，以便能够绕轴旋转。旋转驱动体3被置于支持圆筒部分6的外周侧。旋转驱动体3包括圆筒状地形成的凸轮驱动单元10、具有从凸轮驱动单元10的前端部向外伸出的法兰形状的挤压部分11、和具有从凸轮驱动单元10的更靠近后端的位置向外伸出的法兰形状的被挤压突起12。
在凸轮驱动单元10的内表面侧，沿周向相互隔开地形成凸轮沟槽(groove)13、13、13(参见图2、3、5和6)。凸轮沟槽13是由包括底面13a的壁面，凹槽状地形成的。凸轮沟槽13的除纵向方向的两个端部以外的部分是作为具有固定沟槽宽度的滑动部分14形成的。凸轮沟槽13的两个端部是作为都具有沿着远离滑动部分14的方向逐渐增大的沟槽宽度的缩回部分15、15形成的(参见图6)。从而，缩回部分15的沟槽宽度被设定成大于滑动部分14的沟槽宽度。注意，可以只在凸轮沟槽13的纵向方向的一个端部处形成缩回部分15。
在挤压部分11的前表面中，形成具有圆环形状并且向前开口的插入凹槽部分11a(参见图2、5和6)。
在旋转驱动体3中，被检测体16附着到凸轮驱动单元10的外周面。感测片17在纵向方向在周向上的状态下被粘贴于挤压部分11的外周面。旋转驱动体3的旋转位置信息被写在感测片17上。
轴承4包括滚珠保持架18、轴承滚珠19、19、...和轨道板20、21(参见图2和7)。
滚珠保持架18是圆环状地形成的。滚珠保持架18具有沿周向等间距相互隔开地放置的多个滚珠保持孔。轴承滚珠19、19、...是通过分别被插入滚珠保持架18的滚珠保持孔中保持的。轨道板20、21是按大小与滚珠保持架相同的圆环形状形成的。在轨道板20、21从相对侧被压在轴承滚珠19、19、...的状态下，使轨道板20、21可相对于滚珠保持架18旋转。
按照前侧的轨道板20被插入在直线移动用固定环2的接受器7中形成的插入凹槽部分7a中，并且后侧的轨道板21被插入在旋转驱动体3的挤压部分11中形成的插入凹槽部分11a中的方式，轴承4被置于接受器7和挤压部分11之间。
超声电机5包括均是圆环状地形成的定子22和转子23(参见图2和8)。定子22由耦接的压电元件22a和金属环22b构成。在超声电机5中，利用施加在压电元件22a上的电压，在金属环22b处生成弯曲波。随后，利用其行波旋转驱动转子23，从而生成驱动力。
超声电机5被置于直线移动用固定环2中的支持圆筒部分6的后端部的外周侧。转子23被置于旋转驱动体3中的被挤压突起12的后侧。
在其中超声电机5被置于支持圆筒部分6的外周侧的状态下，在转子23和被挤压突起12之间，布置具有圆环形状，并且由橡胶材料等形成的阻尼器24。在定子22和支持圆筒部分6之间，布置近似圆环状的旋转限制部件25。在旋转限制部件25的后侧，布置圆环状的环形螺钉26。环形螺钉26被拧在支持圆筒部分6的螺纹连接部分6a上，并从后方被压在旋转限制部件25上，从而利用环形螺钉26，把旋转限制部件25固定于支持圆筒部分6。由旋转限制部件25限制定子22相对于直线移动用固定环2的旋转。
在定子22的后侧，布置压缩弹簧27。压缩弹簧27例如是圆环状地形成的板簧。压缩弹簧27包括交替排列的、在周向方向上向前移位的部分和向后移位的部分。总体上，在前后方向上，波浪状地形成压缩弹簧27。在压缩弹簧27的后侧，布置圆环状的压环28。压环28被拧在支持圆筒部分6的螺纹连接部分6a上，并从后方被压在压缩弹簧27上，从而由压环28把压缩弹簧27压在定子22上。
利用压在定子22上的压缩弹簧27，朝着转子23偏置定子22，结果定子22被压在转子23上。从而，转子23通过阻尼器24被压在被挤压突起12上，结果压缩弹簧27的偏置力通过超声电机5和阻尼器24，被施加于旋转驱动体3。
由压缩弹簧27沿轴向方向(前后方向)，向前偏置旋转驱动体3，压缩弹簧27的偏置力经旋转驱动体3，被施加于轴承4。从而，轴承4按照以致前侧的轨道板20被插入直线移动用固定环2的插入凹槽部分7a中的方式，被接受器7接受，因此，由于压缩弹簧27的偏置力，后侧的轨道板21沿轴向方向被压在轴承滚珠19、19、...上，结果轴承滚珠19、19、...被压在轨道板20上。
这样，在光学器件驱动设备1中，由压缩弹簧27向超声电机5、旋转驱动体3和轴承4施加轴向偏置力，结果沿着接触方向偏置转子23和定子22，并且沿着接触方向偏置旋转驱动体3和轴承4。
当在超声电机5中的定子22的压电元件22a上施加电压时，使转子23旋转，通过阻尼器24向旋转驱动体3施加驱动力，结果使转子23和旋转驱动体3一体地旋转。此时，在旋转驱动体3中，挤压部分11被压在轴承4上，因此，由于轴承4的作用，使转子23和旋转驱动体3平滑地转动。
如上所述，压缩弹簧27是环形地形成的。于是，由压缩弹簧27，在轴承4、旋转驱动体3和超声电机5的整个圆周内，施加偏置力。从而，在防止轴承4和旋转驱动体3相对于轴向方向倾斜时，能够确保轴承4和旋转驱动体3的稳定旋转状态。
移动框架29由直线移动用固定环2和旋转驱动体3可移动地支持(参见图2)。归因于旋转驱动体3的旋转，移动框架29由直线移动用固定环2引导，并沿着光轴方向(前后方向)移动。
移动框架29包括近似圆筒状地形成的保持框架部分30，和附着于保持框架部分30的凸轮销31、31、31(参见图2和9)。
作为光学器件的透镜(或透镜组)32被保持在保持框架部分30中。
凸轮销31、31、31附着在沿着保持框架部分30的周向，等间距地相互隔开的位置处。凸轮销31包括底座33和轴承部分34、35(参见图10)。
底座33包括圆盘形的底座部分33a、从底座部分33a的中心部分伸出的螺纹部分33b、和沿与螺纹部分33b相反的方向，从底座部分33a的中心部分伸出的支持轴部分33c。轴承部分34、35在夹着隔离物36的相对侧的位置处被支持在支持轴部分33c上。归因于隔离物36，可使轴承部分34、35分别独立旋转。
凸轮销31由拧入保持框架部分30中的螺纹部分33b附接。
在移动框架29中，检测片37在纵向方向在前后方向上的状态下，被粘贴于保持框架部分30的外周面(参见图4)。移动框架29的移动位置信息被写在检测片37上。
保持透镜32的移动框架29按照以致使凸轮销31、31、31分别穿过直线移动用固定环2的引导孔6b、6b、6b，并被插入旋转驱动体3的凸轮沟槽13、13、13的方式，由直线移动用固定环2和旋转驱动体3可移动地支持。凸轮销31的轴承部分34可滑动且可旋转地支持在引导孔6b中。凸轮销31的轴承部分35可滑动且可旋转地支持在凸轮沟槽13中。
如上所述，使凸轮销31的两个轴承部分34、35可独立地旋转。于是，在移动框架29的移动期间，轴承部分34和轴承部分35都可相对于引导孔6b和凸轮沟槽13，以不同的速度旋转，于是使移动框架29在光轴方向上平滑地移动。
在通过由于超声电机5的驱动力，旋转驱动体3绕轴旋转，凸轮销31、31、31相对于凸轮沟槽13、13、13的位置分别被改变的时候，移动框架29和透镜32由引导孔6b、6b、6b引导，并沿着光轴方向移动。
此时，写在检测片37上的信息由附着于直线移动用固定环2的内周面的移动位置检测传感器9读取，从而检测移动框架29的移动位置。
检测片37是其中沿光轴方向交替排列N极和S极的磁尺。移动位置检测传感器9是能够检测磁极变化的传感器。例如，使用磁阻(MR)传感器作为移动位置检测传感器9。归因于移动框架29的移动，移动位置检测传感器9和检测片37的相对位置变化，然而移动位置检测传感器9始终位于其中移动位置检测传感器9能够对检测片37的磁极变化进行检测的范围中。当移动框架29沿着光轴方向，在从一端到另一端的范围中移动时，移动位置检测传感器9和检测片37在其中在任意位置处在垂直于光轴的方向上，移动位置检测传感器9和检测片37相互交叠的状态下相对移动。即，移动位置检测传感器9和检测片37是按照这样的关系布置的，以致当移动框架29位于光轴方向的一端侧时，在垂直于光轴的方向上，检测片37与移动位置检测传感器9相对，并且当移动框架29位于光轴方向的另一端侧时，在垂直于光轴的方向上，检测片37也与移动位置检测传感器9相对。
利用按照这种位置关系布置的移动位置检测传感器9和检测片37，写在检测片37上的信息被移动位置检测传感器9读取，而不管移动框架29在光轴方向的移动位置如何。从而，能够改善关于移动框架29在光轴方向上的移动位置的检测操作的可靠性。
在上面说明的移动框架29和透镜32在光轴方向上的移动期间，使插入凸轮销31的引导孔6b中的轴承部分34相对于直线移动用固定环2旋转，并使插入凸轮沟槽13的轴承部分35相对于旋转驱动体3旋转。从而，直线移动用固定环2和旋转驱动体3与凸轮销31的摩擦力被减小，结果能够降低移动框架29的移动时的直线移动用固定环2、旋转驱动体3和超声电机5的负荷。
此外，在旋转驱动体3中，凸轮沟槽13是由包括底面13a的壁面，凹槽状地形成的，从而在旋转驱动体3中不形成通孔。于是，旋转驱动体3的刚性增强，结果从超声电机5传递给旋转驱动体3的驱动力难以被衰减。因此，能够确保旋转驱动体3的稳定工作状态，并且能够减少电力消耗。
偏置框架38由直线移动用固定环2和旋转驱动体3可移动地支持(参见图2)。通过旋转驱动体3的旋转，偏置框架38由直线移动用固定环2引导，并沿着光轴方向(前后方向)移动。
偏置框架38包括圆环形地形成的环状部分39、从环状部分39向前伸出的销安装部分40、40、40，和分别附接到销安装部分40、40、40的顶部的接合销41、41、41(参见图2和9)。销安装部分40、40、40从沿环状部分39的周向等间距地相互隔开的位置伸出。
接合销41例如被设定成具有与凸轮销31的结构相似的结构。尽管详细说明被省略，不过，接合销41包括底座和一对轴承部分。
偏置弹簧42位于移动框架29的保持框架部分30和偏置框架38的环状部分39之间。偏置弹簧42例如是圆环状地形成的板簧。偏置弹簧42包括交替排列的在周向方向上向前移位的部分和向后移位的部分。总体上，在前后方向上，波浪状地形成偏置弹簧42。
偏置弹簧42沿彼此相反的方向，偏置移动框架29和偏置框架38。移动框架29被向前偏置，而偏置框架38被向后偏置。
偏置框架38是按照以致使接合销41、41、41分别穿过直线移动用固定环2的引导孔6b、6b、6b，并插入旋转驱动体3的凸轮沟槽13、13、13中的方式，由直线移动用固定环2和旋转驱动体3可移动地支持的。接合销41的一个轴承部分可滑动且可旋转地支持在引导孔6b中。接合销41的另一个轴承部分可滑动且可旋转地支持在凸轮沟槽13中。
在通过由于超声电机5的驱动力，旋转驱动体3绕轴旋转，接合销41、41、41相对于凸轮沟槽13、13、13的位置分别被改变的时候，偏置框架38由引导孔6b、6b、6b引导，并沿着光轴方向移动。从而，使偏置框架38与移动框架29一体地沿着光轴方向移动。
此时，偏置弹簧42沿彼此相反的方向，偏置移动框架29和偏置框架38。从而，移动框架29的凸轮销31、31、31被压在形成凸轮沟槽13、13、13的壁面和形成引导孔6b、6b、6b的壁面上，并且偏置框架38的接合销41、41、41也被压在形成凸轮沟槽13、13、13的壁面和形成引导孔6b、6b、6b的壁面上(参见图3的放大视图)。
如上所述，光学器件驱动设备1包括在轴向方向上与移动框架29隔开地放置，并且由旋转驱动体3支持的偏置框架38，和在轴向方向上相对于偏置框架38偏置移动框架29的偏置弹簧42。
从而，移动框架29的凸轮销31被压在形成凸轮沟槽13的壁面上，因此透镜32相对于旋转驱动体3的位置的精度提高，从而能够改善图像拾取设备100的光学性能。
此外，偏置框架38包括可滑动地与凸轮沟槽13接合的接合销41，因此凸轮销31和接合销41一起可滑动地与凸轮沟槽13接合。从而，能够简化旋转驱动体3的形状，并且能够抑制旋转驱动体3的刚性的降低。
另外，接合销41被设定成具有与凸轮销31类似的结构，包括一对轴承部分。从而，在移动框架29和透镜32在光轴方向上的移动期间，直线移动用固定环2和旋转驱动体3与接合销41的摩擦力被减小，结果能够降低直线移动用固定环2、旋转驱动体3和超声电机5的负荷。
注意，尽管上面表示了其中由偏置弹簧42，沿彼此相反的方向偏置移动框架29和偏置框架38的例子，不过相反地，可由偏置弹簧，沿彼此接近的方向偏置移动框架29和偏置框架38。
传感器保持板43附着到直线移动用固定环2(参见图2和4)。传感器保持板43是按沿前后方向延伸的形状形成的。传感器保持板43的前端部附着在直线移动用固定环2中的从圆筒部分8到接受器7的位置处。传感器保持板43是沿着直线移动用固定环2中的支持圆筒部分6的外周面放置的。传感器保持板43把旋转位置检测传感器44和复位位置检测传感器45保持在与支持圆筒部分6相对的表面上。旋转位置检测传感器44和复位位置检测传感器45是在前后方向上彼此隔开地放置的。
在旋转驱动体3的旋转期间，写在附着于旋转驱动体3的外周面的感测片17上的信息被旋转位置检测传感器44读取，从而检测旋转驱动体3的旋转位置。此外，通过复位位置检测传感器45检测附着于旋转驱动体3的外周面的被检测体16，检测旋转驱动体3在旋转方向上的基准位置。由于旋转驱动体3在旋转方向上的基准位置被检测出，通过旋转位置检测传感器44读取感测片17的信息，能够检测旋转驱动体3在旋转方向上的绝对位置。
在旋转驱动体3的旋转期间，移动框架29沿光轴方向移动，从而如上所述，移动框架29的移动位置由移动位置检测传感器9检测。从而，在旋转驱动体3的旋转期间，进行利用移动位置检测传感器9的移动框架29的移动位置的检测，和利用旋转位置检测传感器44的旋转驱动体3的旋转位置的检测。
在实现移动框架29的平滑移动，和旋转驱动体3的平滑旋转的状态下，关于由移动位置检测传感器9获得的移动框架29的移动位置的检测值的水平，和关于由旋转位置检测传感器44获得的旋转驱动体3的旋转位置的检测值的水平是相同的水平(等同)。
另一方面，当归因于振动等，发生后冲等，从而未实现移动框架29的平滑移动，或者旋转驱动体3的平滑旋转时，关于由移动位置检测传感器9获得的移动框架29的移动位置的检测值的水平，和关于由旋转位置检测传感器44获得的旋转驱动体3的旋转位置的检测值的水平存在差异。在图像拾取设备100中，根据检测值的水平之间的所述差异，能够计算透镜32的中心位置的位移，和透镜32的倾斜。
如上所述，在光学器件驱动设备1中，根据移动位置检测传感器9和旋转位置检测传感器44的检测结果，计算透镜32的位置信息。从而，根据旋转驱动体3的旋转位置，和移动框架29的移动位置，计算透镜32的位置信息，因此不需要检测透镜32的位置的专用传感器。从而，能够简化光学器件驱动设备1中的结构。
<可互换透镜的操作>
下面，说明可互换透镜300中的示意操作。
在可互换透镜300中，当如上所述，利用超声电机5的驱动力，使旋转驱动体3绕轴旋转时，在凸轮销31、31、31相对于凸轮沟槽13、13、13的位置被改变的时候，移动框架29和透镜32由引导孔6b、6b、6b引导，并沿着光轴方向移动。由于使透镜32沿着光轴方向移动，因此进行聚焦或变焦。
此时，在凸轮销31相对于凸轮沟槽13的滑动部分14的相对位置被改变时，进行聚焦或变焦。从而，滑动部分14是当进行聚焦或变焦时使用的部分。当进行聚焦或变焦时，缩回部分15不被使用。
当利用图像拾取设备100的摄影等终止，并通过操作电源按钮，切断电源，从而停止可互换透镜300的通电时，使可互换透镜300及其透镜32进入不使用状态。当可互换透镜300的通电被停止时，移动框架29被移动到光轴方向上的移动端点，而凸轮销31、31、31被分别移动到凸轮沟槽13、13、13的缩回部分15、15、15。从而，解除凸轮销31与滑动部分14的接合。
按照这种方式，当透镜32处于不使用状态时，凸轮销31位于凸轮沟槽13的缩回部分15处。于是，当在不使用状态下，发生撞击等时，凸轮销31在缩回部分15处被移位。从而，即使凸轮销31在凸轮沟槽13中被移位，并与形成凸轮沟槽13的壁面接触，凸轮销31也与形成缩回部分15的壁面接触，因此，滑动部分14不会被凸轮销31损伤。从而，如果发生撞击等，也能够确保聚焦或变焦时的良好的光学性能。
注意，凸轮销31包括由金属构成的轴承部分34、35，从而当凸轮销31在凸轮沟槽13中被移位时，凸轮沟槽13易于受损，因此，在凸轮沟槽13中形成缩回部分15对确保聚焦或变焦时的良好光学性能来说非常有效。
此外，当可互换透镜300的通电被停止时，理想的是偏置框架38的接合销41、41、41连同凸轮销31、31、31一起被移动到缩回部分15、15、15。
在光学器件驱动设备1中，通过手动旋转变焦环302或聚焦环303，能够进行手动变焦或手动聚焦。
例如，当手动旋转聚焦环303时，检测聚焦环303的旋转量，在超声电机5中，生成与检测结果相应的驱动力，从而通过使移动框架29移动与聚焦环303的旋转量对应的距离，进行聚焦。
这样，在光学器件驱动设备1中，根据聚焦环303的旋转量的检测结果，使移动框架29移动，因此，不必设置把聚焦环303的旋转力传递给移动框架29的传递机构(减速机构)。从而，可相应地减小尺寸和重量。
注意，可互换透镜300可包括当变焦环302被旋转时工作的、具有与光学器件驱动设备1类似的结构的变焦用光学器件驱动设备。这种情况下，通过按照变焦环302的旋转量的检测结果，移动变焦用光学器件驱动设备中的移动框架，进行变焦。或者，光学器件驱动设备1可以是用于聚焦和变焦两者的设备。
<图像拾取设备的一个实施例>
图11是表示本技术的图像拾取设备的一个实施例的方框图。
图像拾取设备100包括具有图像拾取功能的可互换透镜300、对捕捉的图像信号进行诸如模-数变换之类的信号处理的照相机信号处理单元81、和进行图像信号的记录/再现处理的图像处理单元82。此外，图像拾取设备100包括显示拍摄的图像等的显示单元(显示器)83、往来于存储器90写入和读出图像信号的读/写器(R/W)84、进行图像拾取设备100的整体控制的中央处理器(CPU)85、包括用户对其进行必要的操作的各种开关等的操作单元202、和控制布置在可互换透镜300中的透镜32的驱动的透镜驱动控制单元86。
可互换透镜300包括包含透镜32的光学系统、诸如电荷耦合器件(CCD)和互补金属氧化物半导体(CMOS)之类的图像拾取器件204，等等。
照相机信号处理单元81对来自图像拾取器件204的输出信号，进行各种信号处理，比如到数字信号的变换、噪声消除、画质校正、和到亮度/色差信号的变换。
图像处理单元82进行基于预定图像数据格式的图像信号的压缩编码/解压缩解码处理、变换诸如分辨率之类的数据规范的处理，等等。
显示单元83具有显示各种数据(比如用户对于操作单元202的操作状态的数据，和拍摄的图像的数据)的功能。注意，显示单元83不必被设置在图像拾取设备100中，可通过把拍摄的图像数据发送给另一个显示设备，显示图像。
R/W 84把由图像处理单元82编码的图像数据写入存储器90中，和读出记录在存储器90中的图像数据。
CPU 85起控制设置在图像拾取设备100中的各个电路模块的控制处理单元的作用，并根据来自操作单元202的指令输入信号等，控制各个电路模块。
操作单元202把与用户操作对应的指令输入信号输出给CPU 85。
透镜驱动控制单元86根据来自CPU 85的控制信号，控制移动透镜32的驱动源(超声电机5)。
存储器90例如是可从连接到R/W 84的插槽拆卸的半导体存储器。
下面，说明图像拾取设备100中的操作。
在摄影待机状态下，按照CPU 85的控制，捕捉的图像信号经照相机信号处理单元81，被输出给显示单元83，并被显示成照相机预览图像。此外，当从操作单元202输入指令输入信号时，CPU 85向透镜驱动控制单元86输出控制信号，从而按照透镜驱动控制单元86的控制，移动透镜32。
当按照来自操作单元202的指令输入信号，进行摄影操作时，捕捉的图像信号从照相机信号处理单元81被输出给图像处理单元82，以便经历压缩编码处理，信号被变换成具有预定数据格式的数字数据。变换后的数据被输出给R/W 84，并被写入存储器90中。
为了再现记录在存储器90中的图像数据，按照对于操作单元202进行的操作，由R/W 84从存储器90读取出预定的图像数据，并在图像处理单元82进行解压缩解码处理之后，再现图像信号被输出给显示单元83，以致显示再现图像。
<结论>
如上所述，在光学器件驱动设备1、可互换透镜300和图像拾取设备100中，光学器件驱动设备1包括向超声电机5、旋转驱动体3和轴承4施加轴向偏置力的压缩弹簧27。由压缩弹簧27，沿着接触方向偏置转子23和定子22，并且沿着接触方向偏置旋转驱动体3和轴承4。
从而，沿着以致转子23和定子22相互接触的方向，从压缩弹簧27向超声电机5施加偏置力，并且沿着以致旋转驱动体3和轴承4相互接触的方向，从压缩弹簧27向旋转驱动体3或轴承4施加偏置力。从而，能够利用简单的结构，确保包括凸轮环等的旋转驱动体3的平滑旋转状态，而不恶化超声电机5的特性。
此外，设置沿着轴向方向(光轴方向)，引导作为光学器件的透镜32的直线移动用固定环2，并且直线移动用固定环2设置有接受在轴向方向上由压缩弹簧27偏置的轴承4或旋转驱动体3的接受器7。
从而，直线移动用固定环2起引导透镜32的引导部件的作用，并且起接受轴承4或旋转驱动体3的接受器部件的作用。于是，不必另外设置引导部件和接受器部件。从而，归因于组件数目的减少，能够降低制造成本。
注意，如上述光学器件驱动设备1中那样，其中由压缩弹簧27沿着接触方向偏置转子23和定子22，并且沿着接触方向，偏置旋转驱动体3和轴承4的构成在被驱动体具有50g～500g重量的情况下尤其合适。具体地，光学器件驱动设备1中的被驱动体包括移动框架29、透镜32、偏置框架38和偏置弹簧42，从而，在它们的总重量为50g～500g的情况下，通过采用其中压缩弹簧27按照上述方式进行偏置的构成，能够利用简单的结构，确保旋转驱动体3的平滑旋转状态，而不恶化超声电机5的特性。
<其他>
上面表示了其中作为旋转驱动体3、轴承4、超声电机5和压缩弹簧27的排列顺序，采用从前侧开始，轴承4、旋转驱动体3、超声电机5和压缩弹簧27的顺序的例子(参见图12的最上侧部分)。
应注意，在本技术中，只需要提供其中由压缩弹簧27，沿着接触方向偏置转子23和定子22，并且沿着接触方向偏置旋转驱动体3和轴承4的构成。从而，如按照从上侧开始的顺序，在图12的最上侧部分之下的各个例子中所示，排列顺序可以是从前侧开始，压缩弹簧27、轴承4、旋转驱动体3和超声电机5的顺序，排列顺序可以是从前侧开始，轴承4、旋转驱动体3、压缩弹簧27和超声电机5的顺序，排列顺序可以是从前侧开始，压缩弹簧27、超声电机5、旋转驱动体3和轴承4的顺序，和排列顺序可以是从前侧开始，超声电机5、旋转驱动体3、轴承4和压缩弹簧27的顺序，或者排列顺序可以是从前侧开始，超声电机5、压缩弹簧27、旋转驱动体3和轴承4的顺序。
此外，尽管上面说明了其中使用透镜(透镜组)32作为光学器件的例子，不过，光学器件不限于透镜32，例如，光圈、可变光阑、图像拾取器件等可以用作所述光学器件。
<本技术>
本技术也可采取以下构成。
(1)一种光学器件驱动设备，包括：
包含转子和定子的超声电机；
通过利用超声电机的驱动力绕轴旋转，沿着轴向移动光学器件的旋转驱动体；
可绕所述轴旋转的轴承；和
向所述超声电机、旋转驱动体和轴承施加轴向偏置力的压缩弹簧，其中
由所述压缩弹簧，沿着接触方向偏置所述转子和定子，并且沿着接触方向偏置所述旋转驱动体和轴承。
(2)按照(1)所述的光学器件驱动设备，还包括
沿着轴向引导光学器件的直线移动用固定环，其中
所述直线移动用固定环包括接受在轴向方向上由所述压缩弹簧偏置的轴承或旋转驱动体的接受器。
(3)按照(1)或(2)所述的光学器件驱动设备，其中
所述压缩弹簧是环形地形成的。
(4)按照(1)-(3)任意之一所述的光学器件驱动设备，其中
所述旋转驱动体包括具有凸轮沟槽的凸轮环，
所述光学器件驱动设备还包括保持光学器件的移动框架，所述移动框架包括可滑动地与所述凸轮沟槽接合的凸轮销，其中
所述凸轮沟槽是由包括底面的壁面，凹槽状地形成的。
(5)按照(4)所述的光学器件驱动设备，其中
所述凸轮销包括可相对于所述凸轮沟槽旋转的轴承部分。
(6)按照(4)或(5)所述的光学器件驱动设备，还包括：
在轴向方向上与所述移动框架隔开地放置，并且由所述凸轮环支持的偏置框架；和
沿着使所述移动框架和偏置框架在轴向方向上相互隔开的方向或者相互接近的方向，偏置所述移动框架和偏置框架的偏置弹簧。
(7)按照(6)所述的光学器件驱动设备，其中
所述偏置框架包括可滑动地与所述凸轮沟槽接合的接合销。
(8)按照(4)-(7)任意之一所述的光学器件驱动设备，其中
所述凸轮沟槽在至少一个端部处包括缩回部分，所述缩回部分具有比其他部分的沟槽宽度大的沟槽宽度，和
当光学器件处于不使用状态时，所述凸轮销位于所述缩回部分处。
(9)按照(4)-(8)任意之一所述的光学器件驱动设备，还包括：
检测凸轮环的旋转位置的旋转位置检测传感器；和
检测移动框架的移动位置的移动位置检测传感器，其中
所述旋转位置检测传感器和移动位置检测传感器提供检测结果，根据所述检测结果，计算光学器件的位置信息。
(10)一种可互换透镜，包括：
具有圆筒形状的外壳；和
进行光学器件的驱动的光学器件驱动设备，所述光学器件驱动设备布置在所述外壳之内，并包括
包含转子和定子的超声电机，
通过利用超声电机的驱动力绕轴旋转，沿着轴向移动光学器件的旋转驱动体，
可绕所述轴旋转的轴承，和
向所述超声电机、旋转驱动体和轴承施加轴向偏置力的压缩弹簧，其中
由所述压缩弹簧，沿着接触方向偏置所述转子和定子，并且沿着接触方向偏置所述旋转驱动体和轴承。
(11)按照(10)所述的可互换透镜，其中
所述光学器件驱动设备还包括沿着轴向引导光学器件的直线移动用固定环，其中
所述直线移动用固定环包括接受在轴向方向上由所述压缩弹簧偏置的轴承或旋转驱动体的接受器。
(12)按照(10)或(11)所述的可互换透镜，其中
所述压缩弹簧是环形地形成的。
(13)按照(10)-(12)任意之一所述的可互换透镜，其中
所述旋转驱动体包括具有凸轮沟槽的凸轮环，
所述光学器件驱动设备还包括保持光学器件的移动框架，所述移动框架包括可滑动地与所述凸轮沟槽接合的凸轮销，和
所述凸轮沟槽是由包括底面的壁面，凹槽状地形成的。
(14)按照(13)所述的可互换透镜，其中
所述凸轮销包括可相对于所述凸轮沟槽旋转的轴承部分。
(15)按照(13)或(14)所述的可互换透镜，其中
所述光学器件驱动设备还包括
在轴向方向上与所述移动框架隔开地放置，并由所述凸轮环支持的偏置框架，和
沿着使所述移动框架和偏置框架在轴向方向上相互隔开的方向或者相互接近的方向，偏置所述移动框架和偏置框架的偏置弹簧。
(16)按照(15)所述的可互换透镜，其中
所述偏置框架包括可滑动地与所述凸轮沟槽接合的接合销。
(17)按照(13)-(16)任意之一所述的可互换透镜，其中
所述凸轮沟槽在至少一个端部处包括缩回部分，所述缩回部分具有比其他部分的沟槽宽度大的沟槽宽度，和
当光学器件处于不使用状态时，所述凸轮销位于所述缩回部分处。
(18)按照(13)-(17)任意之一所述的可互换透镜，其中
所述光学器件驱动设备还包括
检测凸轮环的旋转位置的旋转位置检测传感器，和
检测移动框架的移动位置的移动位置检测传感器，以及
所述旋转位置检测传感器和移动位置检测传感器提供检测结果，根据所述检测结果，计算光学器件的位置信息。
(19)按照(10)-(18)任意之一所述的可互换透镜，其中
所述光学器件驱动设备还包括检测所述移动框架的移动位置的移动位置检测传感器和检测片，并且
所述移动位置检测传感器和检测片是按以致在所述移动框架沿着光轴方向移动的整个移动区域中，所述移动位置检测传感器和检测片在与光轴垂直的方向上相互交叠的位置关系布置的。
(20)一种图像拾取设备，包括：
驱动光学器件的光学器件驱动设备；和
把通过摄影光学系统捕捉的光学图像变换成电信号的图像拾取器件，所述光学器件驱动设备包括
包含转子和定子的超声电机，
通过利用超声电机的驱动力绕轴旋转，沿着轴向移动光学器件的旋转驱动体，
可绕所述轴旋转的轴承，和
向所述超声电机、旋转驱动体和轴承施加轴向偏置力的压缩弹簧，其中
由所述压缩弹簧，沿着接触方向偏置所述转子和定子，并且沿着接触方向偏置所述旋转驱动体和轴承。
附图标记列表
100 图像拾取设备
204 图像拾取器件
300 可互换透镜
1 光学器件驱动设备
2 直线移动用固定环
3 旋转驱动体
4 轴承
5 超声电机
7 接受器
9 移动位置检测传感器
13 凸轮沟槽
13a 底面
15 缩回部分
22 定子
23 转子
27 压缩弹簧
29 移动框架
31 凸轮销
32 透镜(光学器件)
34 轴承部分
35 轴承部分
38 偏置框架
41 接合销
42 偏置弹簧
44 旋转位置检测传感器
Claims (20)
1.一种光学器件驱动设备，包括：
包含转子和定子的超声电机；
通过利用超声电机的驱动力绕轴旋转，沿着轴向移动光学器件的旋转驱动体；
能够绕所述轴旋转的轴承；和
向所述超声电机、旋转驱动体和轴承施加轴向偏置力的压缩弹簧，其中
由所述压缩弹簧沿着转子和定子接触的方向偏置所述转子和定子，并且沿着旋转驱动体和轴承接触的方向偏置所述旋转驱动体和轴承。
2.按照权利要求1所述的光学器件驱动设备，还包括
沿着轴向引导光学器件的直线移动用固定环，其中
所述直线移动用固定环包括接受在轴向方向上由所述压缩弹簧偏置的轴承或旋转驱动体的接受器。
3.按照权利要求1所述的光学器件驱动设备，其中
所述压缩弹簧是环形地形成的。
4.按照权利要求1所述的光学器件驱动设备，其中
所述旋转驱动体包括具有凸轮沟槽的凸轮环，
所述光学器件驱动设备还包括保持光学器件的移动框架，所述移动框架包括可滑动地与所述凸轮沟槽接合的凸轮销，其中
所述凸轮沟槽是由包括底面的壁面凹槽状地形成的。
5.按照权利要求4所述的光学器件驱动设备，其中
所述凸轮销包括能够相对于所述凸轮沟槽旋转的轴承部分。
6.按照权利要求4所述的光学器件驱动设备，还包括：
在轴向方向上与所述移动框架隔开地放置并且由所述凸轮环支持的偏置框架；和
沿着使所述移动框架和偏置框架在轴向方向上相互隔开的方向或者相互接近的方向，偏置所述移动框架和偏置框架的偏置弹簧。
7.按照权利要求6所述的光学器件驱动设备，其中
所述偏置框架包括可滑动地与所述凸轮沟槽接合的接合销。
8.按照权利要求4所述的光学器件驱动设备，其中
所述凸轮沟槽在至少一个端部处包括缩回部分，所述缩回部分具有比其他部分的沟槽宽度大的沟槽宽度，和
当光学器件处于不使用状态时，所述凸轮销位于所述缩回部分处。
9.按照权利要求4所述的光学器件驱动设备，还包括：
检测凸轮环的旋转位置的旋转位置检测传感器；和
检测移动框架的移动位置的移动位置检测传感器，其中
所述旋转位置检测传感器和移动位置检测传感器提供检测结果，根据所述检测结果，计算光学器件的位置信息。
10.一种可互换透镜，包括：
具有圆筒形状的外壳；和
进行光学器件的驱动的光学器件驱动设备，所述光学器件驱动设备布置在所述外壳之内，并且包括
包含转子和定子的超声电机，
通过利用超声电机的驱动力绕轴旋转，沿着轴向移动光学器件的旋转驱动体，
能够绕所述轴旋转的轴承，以及
向所述超声电机、旋转驱动体以及轴承施加轴向偏置力的压缩弹簧，其中
由所述压缩弹簧沿着转子和定子接触的方向偏置所述转子和定子，并且沿着旋转驱动体和轴承接触的方向偏置所述旋转驱动体和轴承。
11.按照权利要求10所述的可互换透镜，其中
所述光学器件驱动设备还包括沿着轴向引导光学器件的直线移动用固定环，其中
所述直线移动用固定环包括接受在轴向方向上由所述压缩弹簧偏置的轴承或旋转驱动体的接受器。
12.按照权利要求10所述的可互换透镜，其中
所述压缩弹簧是环形地形成的。
13.按照权利要求10所述的可互换透镜，其中
所述旋转驱动体包括具有凸轮沟槽的凸轮环，
所述光学器件驱动设备还包括保持光学器件的移动框架，所述移动框架包括可滑动地与所述凸轮沟槽接合的凸轮销，以及
所述凸轮沟槽是由包括底面的壁面凹槽状地形成的。
14.按照权利要求13所述的可互换透镜，其中
所述凸轮销包括能够相对于所述凸轮沟槽旋转的轴承部分。
15.按照权利要求13所述的可互换透镜，其中
所述光学器件驱动设备还包括
在轴向方向上与所述移动框架隔开地放置并且由所述凸轮环支持的偏置框架，和
沿着使所述移动框架和偏置框架在轴向方向上相互隔开的方向或者相互接近的方向，偏置所述移动框架和偏置框架的偏置弹簧。
16.按照权利要求15所述的可互换透镜，其中
所述偏置框架包括可滑动地与所述凸轮沟槽接合的接合销。
17.按照权利要求13所述的可互换透镜，其中
所述凸轮沟槽在至少一个端部处包括缩回部分，所述缩回部分具有比其他部分的沟槽宽度大的沟槽宽度，和
当光学器件处于不使用状态时，所述凸轮销位于所述缩回部分处。
18.按照权利要求13所述的可互换透镜，其中
所述光学器件驱动设备还包括
检测凸轮环的旋转位置的旋转位置检测传感器，和
检测移动框架的移动位置的移动位置检测传感器，以及
所述旋转位置检测传感器和移动位置检测传感器提供检测结果，根据所述检测结果，计算光学器件的位置信息。
19.按照权利要求10所述的可互换透镜，其中
所述光学器件驱动设备还包括检测所述移动框架的移动位置的移动位置检测传感器和检测片，并且
所述移动位置检测传感器和检测片是按以致在所述移动框架沿着光轴方向移动的整个移动区域中，所述移动位置检测传感器和检测片在与光轴垂直的方向上相互交叠的位置关系布置的。
20.一种图像拾取设备，包括：
驱动光学器件的光学器件驱动设备；和
把通过摄影光学系统捕捉的光学图像变换成电信号的图像拾取器件，所述光学器件驱动设备包括
包含转子和定子的超声电机，
通过利用超声电机的驱动力绕轴旋转，沿着轴向移动光学器件的旋转驱动体，
能够绕所述轴旋转的轴承，以及
向所述超声电机、旋转驱动体和轴承施加轴向偏置力的压缩弹簧，其中
由所述压缩弹簧沿着转子和定子接触的方向偏置所述转子和定子，并且沿着旋转驱动体和轴承接触的方向偏置所述旋转驱动体和轴承。
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| CN108496105B CN108496105B (zh) | 2021-06-22 |
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| GR01 | Patent grant | ||
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