CN116577896A - 驱动装置及摄像装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够将电源断开时产生的驱动轴的损伤抑制在最小限度，确保良好的动作性的驱动装置及摄像装置。驱动装置(23)具备：压电元件(31)；驱动轴，受到压电元件(31)的振动而沿着第1摄像光学系统(22A)的光轴OA方向振动；卡合部件(33)，与驱动轴摩擦卡合，且与第1摄像光学系统(22A)连结；及透镜控制部(61)，控制压电元件(31)的振动，第1摄像光学系统(22A)设置成能够在至少包括第1位置及第2位置的范围内移动，透镜控制部(61)在接收到指示驱动装置(23)的电源断开的信号的情况下，进行使第1摄像光学系统(22A)从第1位置移动到第2位置的控制。

Description

驱动装置及摄像装置
技术领域
本发明涉及一种驱动摄像光学系统的驱动装置及摄像装置。
背景技术
在专利文献1中记载了一种驱动装置，其具备：超声波马达，具有振子和与振子摩擦接触的摩擦部件；及控制部，通过控制超声波马达来驱动被驱动部件。控制部根据检测出的被驱动部件的位置，对超声波马达通过启动位置及端位置的次数进行计数，根据上述计数的次数变更启动位置及端位置。
在专利文献2中记载了一种驱动装置，其具备：框体；镜筒座(Barrel Holder)，设置成能够沿透镜的光轴方向移动，并保持透镜；及压电元件。压电元件及固定在该压电元件上并接受压电元件的振动的驱动轴以驱动轴的长度方向沿着透镜的光轴方向的方式固定在镜筒座上。在框体上设置有以能够滑动的状态保持驱动轴的轴保持部。
专利文献1：日本特开2016-116352号公报
专利文献2：日本特开2013-76944号公报
发明内容
本发明的技术所涉及的一个实施方式提供一种能够将电源断开时产生的驱动轴的损伤抑制在最小限度，确保良好的动作性的驱动装置及摄像装置。
本发明的技术所涉及的一个方式的驱动装置是一种驱动摄像光学系统的驱动装置，其具备：压电元件；驱动轴，受到压电元件的振动而沿着摄像光学系统的光轴方向振动；卡合部件，与驱动轴摩擦卡合，且与摄像光学系统连结；及处理器，控制压电元件的振动，摄像光学系统设置成受到压电元件的振动而能够在至少包括第1位置及第2位置的范围内移动，处理器在接收到指示驱动装置的电源断开的信号的情况下，进行使摄像光学系统从第1位置移动到第2位置的控制。
优选如下：处理器根据压电元件处于停止状态的时间，进行使摄像光学系统从第1位置移动到第2位置的控制。
优选如下：第1位置是在接收到指示驱动装置的电源接通的信号的情况下摄像光学系统移动的移动范围内的位置，第2位置是摄像光学系统经由卡合部件与驱动轴卡合的范围中除了移动范围以外的位置。
优选如下：第1位置是保证摄像光学系统的光学精度的摄像用移动范围内的位置，第2位置是摄像光学系统经由卡合部件与驱动轴卡合的范围中除了摄像用移动范围以外的位置。
优选如下：第2位置位于摄像用移动范围的两端外侧，处理器进行如下控制：在接收到指示电源断开的信号的情况下，使摄像光学系统移动到位于两端外侧的第2位置中的与摄像光学系统所在的第1位置靠近的第2位置。
优选如下：在将摄像光学系统在光轴方向上的摄像用移动范围内移动的最大移动量设为A，将卡合部件与驱动轴卡合的卡合长度设为W，将驱动轴的长度设为L的情况下，满足L＞A+2W的关系。
优选如下：在将摄像光学系统在光轴方向上的摄像用移动范围内移动的最大移动量设为A，将卡合部件与驱动轴卡合的卡合长度设为W，将驱动轴的长度设为L的情况下，满足L＞A+3W的关系。
优选如下：在驱动轴的轨道上具有使润滑剂滞留的润滑剂贮存部，第2位置位于比光轴方向上的润滑剂贮存部更靠近摄像用移动范围的位置。
优选如下：在驱动轴的轨道上具有使润滑剂滞留的润滑剂贮存部，第2位置隔着摄像用移动范围位于光轴方向上的与润滑剂贮存部相反的一侧的位置。
优选如下：在摄像光学系统位于第1位置时，将与卡合部件摩擦卡合的部分的驱动轴的直径设为第1直径，摄像光学系统位于第2位置时，将与卡合部件摩擦卡合的部分的驱动轴的直径设为第2直径的情况下，第1直径小于第2直径。
优选如下：在摄像光学系统位于第1位置时，将与卡合部件摩擦卡合的部分的驱动轴与卡合部件之间的摩擦力设为第1摩擦力，摄像光学系统位于第2位置时，将与卡合部件摩擦卡合的部分的驱动轴与卡合部件之间的摩擦力设为第2摩擦力的情况下，第1摩擦力小于第2摩擦力。驱动轴优选为碳轴。
本发明的技术所涉及的一个方式的摄像装置是具有上述所记载的驱动装置和摄像光学系统的摄像装置。
附图说明
图1是数码相机的分解立体图。
图2是数码相机的俯视图。
图3是透镜镜筒的主要部分剖视图。
图4是驱动装置的主视图。
图5是驱动装置的立体图。
图6是驱动装置的分解立体图。
图7是压电元件、驱动轴及保持部件的立体图。
图8是压电元件、驱动轴及卡合部件的分解立体图。
图9是透镜保持框的主视图。
图10是对连结透镜保持框与卡合部件的状态进行说明的立体图。
图11是关于通过压电元件的振动使摄像光学系统沿光轴方向移动的动作的说明图，是表示未施加电压状态(A)及施加了使压电元件的上侧的电极层成为负电位，使下侧的电极层成为正电位的电压的状态(B)的说明图。
图12是关于通过压电元件的振动使摄像光学系统沿光轴方向移动的动作的说明图，是表示施加了使压电元件的上侧的电极层成为正电位，使下侧的电极层成为负电位的电压的状态(A)及施加了使压电元件的上侧的电极层成为负电位，使下侧的电极层成为正电位的电压的状态(B)的说明图。
图13是对驱动轴的长度与移动范围的关系进行说明的说明图。
图14是表示数码相机的概略结构的框图。
图15是表示第1变形例的概略结构的框图。
图16是对第2实施方式中的驱动轴的长度与移动范围的关系进行说明的说明图。
图17是对第2变形例中的润滑剂贮存部与移动范围的关系进行说明的说明图。
图18是对第3变形例中的润滑剂贮存部与移动范围的关系进行说明的说明图。
具体实施方式
[第1实施方式]
如图1所示，数码相机10具备相机机身11、可更换透镜镜筒12。在相机机身11的前表面设置有镜头卡口13、及释放开关14、电源开关(未图示)等。镜头卡口13具有圆形摄像开口13A。透镜镜筒12能够装卸地安装在镜头卡口13上。数码相机10是本发明所涉及的摄像装置的一例。
在相机机身11中内置有成像元件16。成像元件16例如是CMOS(Complem entaryMetal Oxide Semiconductor：互补金属氧化物半导体)图像传感器、CCD(Charge CoupledDevice：电荷耦合器件)图像传感器、或有机薄膜成像元件等。镜头卡口13在摄像开口13A的内侧设置有用于与透镜镜筒12电连接而进行通信的机身侧信号触点17(参考图14)。并且，相机机身11具有手柄部11A。
透镜镜筒12具备透镜镜筒主体21、摄像光学系统22及后述的驱动装置23。透镜镜筒主体21为圆筒形状，在内部保持摄像光学系统22及驱动装置23，在后端设置有镜头卡口24(参考图3)及透镜侧信号触点25(参考图10)。在透镜镜筒12安装在相机机身11上的情况下，摄像光学系统22将被摄体光成像于成像元件16上。
如图2及图3所示，驱动装置23配置在透镜镜筒12的内部。驱动装置23驱动作为摄像光学系统22的一部分的第1摄像光学系统22A。第1摄像光学系统22A相当于专利权利要求书中的“摄像光学系统”。驱动装置23经由安装部件26、27等安装在透镜镜筒主体21上。
第1摄像光学系统22A具备聚焦透镜51和透镜保持框52。透镜保持框52形成为圆筒形状，并保持聚焦透镜51。透镜保持框52与后述的保持部件34连结。
如图4所示，驱动装置23具备压电元件31、驱动轴32(参考图5～图8、图10)、卡合部件33、保持部件34、位置检测传感器35、引导轴36、透镜控制部61及压电元件驱动器62。透镜控制部61经由压电元件驱动器62控制压电元件31的振动。并且，如后所述，透镜控制部61控制透镜镜筒12的各部。
如图5所示，压电元件31是在外形形成为圆板状的压电体的两面具有电极层的双压电晶片型压电元件。在压电元件31的两面连接有挠性基板37。挠性基板37与压电元件驱动器62连接。在压电元件31中，构成经由挠性基板37由压电元件驱动器62施加电压的压电元件31的压电体例如是压电陶瓷等压电材料。
在未施加电压状态下，压电元件31是平面状而不弯曲。当对于压电元件31，由压电元件驱动器62向电极层之间施加规定的驱动电压，以使其中一个电极层成为负电位，另一个电极层成为正电位时，压电体的其中一个电极层侧膨胀，另一个电极层侧收缩，从而压电元件31弯曲成碗状(即，其中一个电极层侧凸出的弯曲状态)。与此相反，当对于压电元件31，向电极层之间施加规定的驱动电压，以使其中一个电极层成为正电位，另一个电极层成为负电位时，压电体的其中一个电极层侧收缩，另一个电极层侧膨胀，从而压电元件31弯曲成碗状(即，另一个电极层侧凸出的弯曲状态)。并且，在驱动第1摄像光学系统22A的情况下，透镜控制部61通过施加电压来周期性地改变压电元件31凸出的朝向以使压电元件31振动。另外，关于通过压电元件31的振动使第1摄像光学系统22A移动的动作将在后面叙述。
如图6所示，驱动轴32形成为圆柱状，一端与压电元件31结合。驱动轴32例如是碳轴。驱动轴32的外径小于压电元件31的外径。驱动轴32的中心轴与压电元件31的中心轴一致。驱动轴32与压电元件31的结合例如使驱动轴32的一端与形成在压电元件31的中心的贯穿孔嵌合。或者，也可以通过粘接剂或焊接等粘接驱动轴32与压电元件31。
驱动轴32与摄像光学系统22的光轴OA平行地配置。由于驱动轴32如上所述与压电元件31结合，因此受到压电元件31的振动而沿着光轴OA方向振动。
如图7所示，压电元件31及驱动轴32由保持部件34保持。保持部件34形成为弯曲成U字状的形状。具体而言，保持部件34由柱状部34A和保持片34B、34C一体地形成。柱状部34A形成为与光轴OA平行地配置的矩形截面的柱状。
保持片34B、34C配置在柱状部34A的末端部及基端部。在保持片34B、34C上形成有贯穿孔34D、34E。驱动轴32的末端部及基端部贯穿贯穿孔34D、34E而被保持片34B、34C保持。另外，在保持片34B、34C的内部且驱动轴32的周边设置有轴承部件34F(参考图11及图12)。轴承部件34F由橡胶等弹性体形成，防止驱动轴32因轴承部件34F与驱动轴32之间产生的摩擦力从保持片34B、34C脱落。
在保持片34B上一体地形成有圆筒状的肋34G。肋34G的内径与压电元件31的外径匹配地形成。由此，在驱动轴32由保持片34B、34C保持的情况下，肋34G保持压电元件31。
保持部件34例如通过螺纹固定而固定在安装部件26上(参考图3)。由此，压电元件31及驱动轴32经由保持部件34及安装部件26安装在透镜镜筒主体21上。
如图8所示，卡合部件33由第1部件38、第2部件39及螺纹部件41构成。第1部件38由连结部38A和承受部38B一体地形成。在承受部38B上形成有槽38C、定位突起38D及螺纹孔38E。槽38C是与光轴OA平行地配置的V字状的槽。驱动轴32在与卡合部件33卡合的情况下，与槽38C抵接。由于槽38C形成为V字状，因此抑制了第1摄像光学系统22A相对于驱动轴32的倾斜。在连结部38A上形成有螺纹孔38F。
在第2部件39上形成有按压片39A、定位开口39B及螺纹孔39C。第2部件39通过使定位开口39B与第1部件38的定位突起38D嵌合，进行光轴OA方向的定位。按压片39A是具有弹性的板簧。
在将驱动轴32配置在槽38C与按压片39A之间的状态下，通过将螺纹部件41螺合于第2部件39的螺纹孔39C及第1部件38的螺纹孔38E，从而第1部件38与第2部件39连结，并且将驱动轴32夹持在槽38C与按压片39A之间。驱动轴32由于受到来自按压片39A的作用力而与卡合部件33摩擦卡合。
压电元件31、驱动轴32、卡合部件33及保持部件34分别配置在以摄像光学系统22的光轴OA(即，第1摄像光学系统22A的光轴)为中心成为180度旋转对称的位置(参考图4)。即，针对第1摄像光学系统22A设置有一对压电元件31、驱动轴32、卡合部件33及保持部件34。
如图9所示，透镜保持框52在以光轴OA为中心成为180度旋转对称的位置分别设置有螺纹孔52A。如图10所示，透镜保持框52与卡合部件33通过使螺纹部件42螺合于螺纹孔52A及螺纹孔38F而连结。如上所述，卡合部件33与驱动轴32摩擦卡合，且与第1摄像光学系统22A连结。而且，保持部件34保持驱动轴32，且安装在透镜镜筒主体21上。即，第1摄像光学系统22A安装在透镜镜筒主体21上，同时保持经由卡合部件33与驱动轴32摩擦卡合的状态。
位置检测传感器35分别配置在以光轴OA为中心成为180度旋转对称的位置(参考图4)。即，针对第1摄像光学系统22A设置有一对位置检测传感器35。位置检测传感器35检测透镜保持框52的位置。具体而言，由磁铁43和磁传感器44构成。例如，作为磁铁43使用多极磁化磁铁，作为磁传感器44使用MR传感器(Magnetoresistivesensor：磁阻传感器)。磁铁43安装在透镜保持框52上(参考图9)。磁传感器44以与磁铁43相对的方式经由安装部件27安装在透镜镜筒主体21上(参考图3)。磁铁43以N极和S极沿着光轴OA方向交替排列的图案被磁化。磁化图案宽度例如为100μm左右。磁传感器44例如使用电阻值根据磁场强度而变化的各种磁阻(MR)元件构成。
磁传感器44将与磁铁43的N极S极交替排列图案对应的脉冲信号或周期性地变化的电信号输出到透镜控制部61。根据该输出，透镜控制部61能够检测透镜保持框52、即第1摄像光学系统22A的位置。另外，作为位置检测传感器35，并不限于此，例如也可以由使用了霍尔元件的霍尔传感器和磁铁构成。
并且，透镜保持框52在以光轴OA为中心成为180度旋转对称的位置分别设置有从外周面突出的凸台52B。在凸台52B上形成有供引导轴36移动自如地嵌合的引导孔52C(参考图5及图9)。引导轴36的末端部及基端部固定在设置于透镜镜筒主体21上的安装开口部28(参考图3)。引导轴36与光轴OA方向平行地配置。由此，引导轴36将透镜保持框52、即第1摄像光学系统22A沿光轴OA方向引导。
参考图11及图12，对通过压电元件31的振动使第1摄像光学系统22A沿光轴OA方向移动的动作进行说明。另外，在图11及图12中，为了防止附图的复杂化，省略了位置检测传感器35及引导轴36等。如图11(A)所示，在第1摄像光学系统22A移动之前，在第1摄像光学系统停止的状态下，压电元件31由于处于未施加电压状态，因此为平面状。
首先，如图11(B)所示，当透镜控制部61控制压电元件驱动器62，施加使图中的上侧的电极层成为负电位，使下侧的电极层成为正电位的电压时，压电元件31位移到图中的向上侧凸出的弯曲状态。此时，由于驱动轴32与卡合部件33摩擦卡合，因此驱动轴32、卡合部件33及第1摄像光学系统22A以与压电元件31在光轴OA方向上位移的位移量D1(从图11(A)所示的初始位置P0的位移量)相同的移动量向光轴OA的基端侧移动。
接着，如图12(A)所示，与图11(B)所示的状态相反，当透镜控制部61施加使图中的上侧的电极层成为正电位，使下侧的电极层成为负电位的电压时，压电元件31位移到图中的向下侧凸出的弯曲状态。与图11(B)所示的情况相比，在图12(A)所示的情况下，透镜控制部61在更短时间内施加电压，更快速驱动压电元件31。由此，由于惯性力仅驱动轴32返回到图11(A)所示的初始位置P0，卡合部件33及第1摄像光学系统22A留在移动了位移量D1的位置。
而且，如图12(B)所示，当透镜控制部61以正电位及负电位相反的电压(即，与图11(B)所示的情况相同的状态)施加到压电元件31时，压电元件31位移到图中的向上侧凸出的弯曲状态。此时，与图11(B)的情况同样地，驱动轴32、卡合部件33及第1摄像光学系统22A以与压电元件31在光轴OA方向上位移的位移量D1相同的移动量向光轴OA的基端侧移动。即，驱动轴32、卡合部件33及第1摄像光学系统22A从初始位置P0移动了位移量D1的2倍。
并且，当透镜控制部61以正电位及负电位相反的电压(即，与图12(A)所示的情况相同的状态)施加时，压电元件31位移到图中的向下侧凸出的弯曲状态。此时，与图12(A)所示的情况同样地，当快速驱动压电元件31时，由于惯性力仅驱动轴32返回到图11(A)所示的初始位置P0，卡合部件33及第1摄像光学系统22A留在从初始位置P0移动了位移量D1×2倍的位置。
如此，当通过重复由透镜控制部61施加电压来周期性地改变压电元件31凸出的朝向、即使压电元件31振动时，卡合部件33及第1摄像光学系统22A能够沿着驱动轴32移动。并且，在使卡合部件33及第1摄像光学系统22A向光轴OA的末端侧移动的情况下，重复进行与上述相反的处理、即在将压电元件31位移到图中的向下侧凸出的弯曲状态时，缓慢驱动压电元件31，在将压电元件31位移到图中的向上侧凸出的弯曲状态时，快速驱动压电元件31的动作即可。
第1摄像光学系统22A设置成受到压电元件31的振动而能够在至少包括第1位置及第2位置的范围内移动。以下，对第1摄像光学系统22A移动的第1位置及第2位置进行说明。
如图13(A)所示，在光轴OA方向上的第1摄像光学系统22A的移动范围RM内，将第1摄像光学系统22A移动的最大移动量设为A，将卡合部件33与驱动轴32卡合的卡合长度设为W，将驱动轴32的长度设为L1。另外，在图13(A)及图13(B)中，为了便于说明，简化图示各组件。
第1位置P11是移动范围RM内的位置。另外，这里所说的移动范围RM内的位置是指卡合部件33全部位于移动范围RM内的情况。移动范围RM是在透镜控制部61接收到指示驱动装置23的电源接通的信号的情况下第1摄像光学系统22A移动的移动范围。具体而言，来自后述的相机机身控制部71的控制信号相当于指示驱动装置23的电源接通的信号，接收到该控制信号的透镜控制部61使第1摄像光学系统22A移动的范围是移动范围RM。
而且，在本实施方式中，由于第1摄像光学系统22A包括聚焦透镜51，因此移动范围RM是在通过后述的相机机身控制部71及AF(Autofocus：自动对焦)处理部83的控制进行焦点调节的情况下，第1摄像光学系统22A移动的摄像用移动范围。因此，当在该移动范围RM内移动时，第1摄像光学系统22A必须保证光学精度。这是因为，若在第1摄像光学系统22A位于移动范围RM的情况下发生位置偏移或倾斜，则导致焦点调节的精度降低。
如图13(B)所示，第2位置P12是第1摄像光学系统22A经由卡合部件33与驱动轴32卡合的范围中除了移动范围RM以外的位置。在本发明中，将移动范围RM的基端侧的位置设为第2位置P12。透镜控制部61在接收到指示驱动装置23的电源断开的信号的情况下，进行使第1摄像光学系统22A从第1位置移动到第2位置的控制。即，来自后述的相机机身控制部71的停止信号(使驱动装置23停止的控制信号)相当于指示驱动装置23的电源断开的信号，接收到该停止信号的透镜控制部61使第1摄像光学系统22A移动的位置是第2位置。
以下，对驱动轴32的长度L1进行详细叙述。当将驱动轴32中的第1摄像光学系统22A绝对无法移动的范围、即比驱动轴32由保持片34B保持的部分更靠末端侧的部分的长度(包括保持片34B的长度。)设为α，将比驱动轴32由保持片34C保持的部分更靠基端侧的部分的长度(包括保持片34C的长度。)设为β，将第1摄像光学系统22A最靠近末端侧的保持片34B时的保持片34B与卡合部件33之间的间隙设为a，将第1摄像光学系统22A最靠近基端侧的保持片34C时(即第1摄像光学系统22A位于第2位置P12时)的保持片34C与卡合部件33之间的间隙设为b，将第1摄像光学系统22A位于第2位置P12时的卡合部件33与移动范围RM之间的间隙设为c时，驱动轴32的长度L1＝α+a+W+A+c+W+b+β。这些中，长度α、β、间隙a、b、c等是考虑了尺寸误差的余量的尺寸，因此至少需要L1＞A+2W的关系。
如图14所示，除了摄像光学系统22、压电元件31、位置检测传感器35、透镜控制部61及压电元件驱动器62等以外，透镜镜筒12还具备马达驱动器63、马达64、65等。
透镜控制部61由具备CPU(Central Processing Unit：中央处理器)、存储了在该CPU中使用的程序或参数的ROM(Read Only Memory：只读存储器)及用作CPU的工作存储器的RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)(均未图示)等的微型计算机构成，并控制透镜镜筒12的各部。连接有压电元件驱动器62、马达驱动器63及位置检测传感器35。
透镜控制部61根据来自后述的相机机身控制部71的控制信号，控制光圈单元55、第1摄像光学系统22A及第2摄像光学系统22B的驱动。
摄像光学系统22具备包括第1摄像光学系统22A、第2摄像光学系统22B的多个透镜、光圈单元55等。如上所述，第1摄像光学系统22A包括聚焦透镜51及透镜保持框52。第1摄像光学系统22A通过压电元件31的振动而沿光轴OA方向移动，并调节摄像距离。透镜控制部61根据相机机身11侧的控制信号，将使第1摄像光学系统22A移动的控制信号发送到压电元件驱动器62。压电元件驱动器62根据控制信号施加电压以使压电元件31振动。
第2摄像光学系统22B包括变焦透镜53及保持变焦透镜53的透镜保持框54。第2摄像光学系统22B通过马达64的驱动而沿光轴OA方向移动，构成对摄像光学系统22的视角进行变倍的电动变焦机构。在该变焦机构中，例如，第2摄像光学系统22B的移动量、移动方向根据相机机身11侧的操作来确定。能够通过移动第2摄像光学系统22B来对摄像光学系统22的视角进行变倍。
光圈单元55通过马达65的驱动使多个光圈叶片55A移动，改变向成像元件16的入射光量。马达驱动器63根据透镜控制部61的控制来控制马达64、65的驱动。
相机机身控制部71具备CPU、存储了在该CPU中使用的程序或参数的ROM及用作CPU的工作存储器的RAM(均未图示)等。相机机身控制部71控制相机机身11和与相机机身11连接的透镜镜筒12的各部。从释放开关14向相机机身控制部71输入释放信号。并且，机身侧信号触点17与相机机身控制部71连接。
透镜侧信号触点25在透镜镜筒12的镜头卡口24安装在相机机身11的镜头卡口13时与机身侧信号触点17接触，将透镜镜筒12与相机机身11电连接。
快门单元72是所谓的焦平面快门，并且配置在镜头卡口13与成像元件16之间。快门单元72设置成能够阻断摄像光学系统22与成像元件16之间的光路，在开口状态与闭口状态之间变化。快门单元72在即时预览图像及视频摄影时成为开口状态。快门单元72在静态图像摄影时从开口状态暂时成为闭口状态。该快门单元72由快门马达73驱动。马达驱动器74控制快门马达73的驱动。
成像元件16由相机机身控制部71驱动控制。成像元件16具有由排列成二维矩阵状的多个像素(未图示)构成的受光面。各像素包括光电转换元件，对由摄像光学系统22成像于受光面上的被摄体像进行光电转换而生成摄像信号。
并且，成像元件16具备噪声去除电路、自动增益控制器、A/D转换电路等信号处理电路(均未图示)。噪声去除电路对摄像信号实施噪声去除处理。自动增益控制器将摄像信号的电平扩增为最佳值。A/D转换电路将摄像信号转换为数字信号并从成像元件16输出到总线76。成像元件16的输出信号是按每个像素具有1个颜色信号的图像数据(所谓的RAW数据)。
图像存储器75存储输出到总线76的1帧量的图像数据。图像数据处理部77从图像存储器75读出1帧量的图像数据，实施矩阵运算、去马赛克处理、γ校正、亮度/色差转换、调整大小处理等公知的图像处理。
LCD驱动器78将由图像数据处理部77进行了图像处理的1帧量的图像数据依次输入到图像显示部79。图像显示部79例如设置在相机机身11的背面，以恒定周期依次显示即时预览图像。卡I/F(Interface：接口)81组装在设置于相机机身11的卡槽(未图示)内，与插入到卡槽的存储卡82电连接。卡I/F81将由图像数据处理部77进行了图像处理的图像数据存储在存储卡82中。并且，在再现显示存储在存储卡82中的图像数据时，卡I/F81从存储卡82读出图像数据。
相机机身控制部71根据由后述的AF处理部83检测出的相位差，将用于驱动第1摄像光学系统22A即聚焦透镜51的控制信号发送到透镜控制部61。根据控制信号，透镜控制部61控制压电元件驱动器62以使第1摄像光学系统22A移动，且由位置检测传感器35检测第1摄像光学系统22A的位置。并且，透镜控制部61使第1摄像光学系统22A移动到由AF处理部83检测出的相位差成为最小值的位置。
相机机身控制部71根据由后述的AE(Automatic Exposure；自动曝光)处理部84计算出的曝光信息使光圈单元55动作，向透镜控制部61发送用于变更光圈直径的控制信号。透镜控制部61根据控制信号控制马达驱动器74，控制光圈单元55的光圈直径，以获得由AE处理部84计算出的光圈值。
AE处理部84根据1帧量的图像数据计算各颜色信号的累计值。相机机身控制部71根据按每1帧量的图像计算出的累计值计算适当曝光值，确定光圈值，以使其成为针对预先设定的快门速度计算出的适当曝光值。相机机身控制部71将控制信号发送到透镜控制部61。透镜控制部61根据控制信号控制马达驱动器74，以使光圈单元55在能够获得所确定的光圈值的光圈直径内动作。
AF处理部83根据1帧量的图像数据检测基于光瞳分割方式的相位差。另外，由于基于相位差检测的焦点调节的技术是周知的，因此省略详细说明。相机机身控制部71根据每次由AF处理部83获得1帧量的图像时计算出的相位差、及由位置检测传感器35检测出的第1摄像光学系统22A的位置，检测相位差成为最小值的第1摄像光学系统22A的位置(对焦位置)。相机机身控制部71使第1摄像光学系统22A移动到检测出的对焦位置，使第1摄像光学系统22A的移动停止。如此，用户无需进行操作，自动进行焦点调节。
另外，由相机机身控制部71及AF处理部83进行的AF处理并不限于基于相位差检测的焦点调节，也可以是对比度方式的焦点调节。在该情况下，AF处理部83根据1帧量的图像数据计算作为高频成分的累计值的AF评价值。相机机身控制部71根据每次由AF处理部83获得1帧量的图像时计算出的AF评价值、及由位置检测传感器35检测出的第1摄像光学系统22A的位置，检测AF评价值成为最大值的第1摄像光学系统22A的位置(对焦位置)。以后，与相位差检测的情况相同，相机机身控制部71使第1摄像光学系统22A移动到检测出的对焦位置，使第1摄像光学系统22A的移动停止。
对本实施方式的数码相机10的动作进行说明。当由作为摄像者的用户操作电源开关(未图示)而电源成为接通状态时，向数码相机10的各部供给电源。
当数码相机10的电源成为接通状态时，成像元件16、相机机身控制部71、及AF处理部83、透镜控制部61、压电元件驱动器62、压电元件31、位置检测传感器35等启动，进行焦点调节。如上所述，在接收到来自相机机身控制部71的控制信号的情况下，透镜控制部61使第1摄像光学系统22A在移动范围RM内移动。并且，当检测出对焦位置时，透镜控制部61使第1摄像光学系统22A停止。如此，在透镜控制部61接收到指示驱动装置23的电源接通的信号的情况下，第1摄像光学系统22A位于移动范围RM内、即第1位置。
并且，在用户结束基于数码相机10的摄像，电源成为断开状态的情况下，上述焦点调节的动作也结束。如上所述，在接收到来自相机机身控制部71的停止信号的情况下，透镜控制部61进行使第1摄像光学系统22A从移动范围RM内(即，第1位置)移动到第2位置的控制。当第1摄像光学系统22A停止在第2位置时，停止向数码相机10的各部的电源供给。
如上所述，在驱动装置23中，第1摄像光学系统22A设置成受到压电元件31的振动而能够在至少包括第1位置及第2位置的范围内移动，透镜控制部61在接收到指示驱动装置23的电源断开的信号的情况下，进行使第1摄像光学系统22A从第1位置移动到第2位置的控制。由于该第2位置是除了移动范围RM以外的位置，因此例如在数码相机10受到振动或冲击的情况下，即使在驱动轴32的与卡合部件33的卡合部分产生划痕或凹陷等，也不会对第1摄像光学系统22A的动作产生影响。即，驱动装置23能够将电源断开时产生的驱动轴32的损伤抑制在最小限度，确保良好的动作性。
[第1变形例]
在上述第1实施方式中，举出了在接收到指示驱动装置23的电源断开的信号的情况下，进行使第1摄像光学系统22A从第1位置移动到第2位置的控制的例子，但本发明并不限于此，也可以根据压电元件31处于停止状态的时间，进行使摄像光学系统从第1位置移动到第2位置的控制。在该情况下，如图15所示，数码相机10设置测量停止状态的时间的测量部。
在该第1变形例中，透镜控制部61具有测量部85的功能。测量部85测量停止状态的时间，例如接收到从相机机身11侧连续发送的停止信号的时间。透镜控制部61在接收到停止信号的时间超过恒定阈值的情况下，进行使第1摄像光学系统22A从第1位置移动到第2位置的控制。另外，测量部85的结构并不限于此，可以设置在相机机身控制部71，也可以与透镜控制部61及相机机身控制部71分开设置计时器IC(integrated circuit：集成电路)。
[第2实施方式]
在上述第1实施方式中，第2位置仅配置在摄像用移动范围的基端侧，但本发明并不限于此，在以下说明的第2实施方式中，如图16(A)及图16(B)所示，第2位置P22是移动范围RM的两端外侧的位置。
本实施方式的驱动装置91通过将第2位置设置在驱动轴32的两端外侧，将驱动轴92、保持部件93、引导轴等形成得比上述第1实施方式中的驱动轴32、保持部件34、引导轴36等长，但除了这些不同点以外，与上述第1实施方式及上述第1变形例相同，从而省略说明。并且，在图16(A)及图16(B)中，为了便于说明，简化图示各组件。
如图16(A)所示，第1位置P11与上述第1实施方式相同，是移动范围RM内的位置。并且，移动范围RM与上述第1实施方式相同，是在通过相机机身控制部71及AF(Autofocus)处理部83的控制进行焦点调节的情况下，第1摄像光学系统22A移动的摄像用移动范围。
如图16(B)所示，第2位置P22是第1摄像光学系统22A经由卡合部件33与驱动轴92卡合的范围中除了移动范围RM以外的位置。在本实施方式中，将移动范围RM的末端侧及基端侧的位置设为第2位置P22。透镜控制部61在接收到指示驱动装置91的电源断开的信号的情况下，进行使第1摄像光学系统22A从第1位置移动到第2位置的控制。另外，与上述第1实施方式同样地，来自相机机身控制部71的停止信号(使驱动装置91停止的控制信号)相当于指示驱动装置91的电源断开的信号。
并且，本实施方式中的驱动轴92的长度L2比上述第1实施方式的驱动轴32的长度L1长卡合部件33与驱动轴92卡合的卡合长度W和第1摄像光学系统22A位于第2位置P22时的卡合部件33与移动范围RM之间的间隙c的量。即，驱动轴32的长度L2＝α+a+W+c+W+A+c+W+b+β。因此，至少需要L2＞A+3W的关系。
在本实施方式中，由于第2位置P22有2处，因此透镜控制部61在接收到指示电源断开的信号的情况下，根据基于位置检测传感器35的位置信息，判断与第1摄像光学系统22A所在的第1位置P11靠近的第2位置P22。并且，透镜控制部61进行使第1摄像光学系统22A移动到与第1摄像光学系统22A所在的第1位置P11靠近的第2位置P22的控制。由此，驱动装置23在接收到指示电源断开的信号的情况下，使第1摄像光学系统22A移动的移动量变少。因此，除了上述第1实施方式的效果以外，在驱动轴32的移动范围RM中受到损伤的可能性进一步降低，并且到电源断开为止的时间变短，能够确保良好的动作性。
[第2变形例]
并且，作为上述各实施方式的变形例，如图17所示的驱动装置94那样，可以在驱动轴95的轨道上设置使润滑剂滞留的润滑剂贮存部96，使第1摄像光学系统22A移动的第2位置P32位于在光轴OA方向上比润滑剂贮存部96更靠近移动范围RM的位置。另外，润滑剂贮存部96例如是从驱动轴95的外周面凹陷的凹部。并且，润滑剂贮存部96及第2位置P32以外的结构与上述各实施方式相同，从而省略说明。
[第3变形例]
并且，作为另一变形例，如图18所示的驱动装置97那样，可以在驱动轴98的轨道上设置使润滑剂滞留的润滑剂贮存部96，使第1摄像光学系统22A移动的第2位置P42隔着移动范围RM位于光轴OA方向上的与润滑剂贮存部96相反的一侧的位置。另外，润滑剂贮存部96与上述第2变形例相同。并且，润滑剂贮存部96及第2位置P42以外的结构与上述各实施方式相同，从而省略说明。
并且，在上述各实施方式中，未提及驱动轴32、92、95、98的直径，但优选如下：例如在第1摄像光学系统22A位于第1位置时，将与卡合部件33摩擦卡合的部分的驱动轴32的直径设为第1直径R1，第1摄像光学系统22A位于第2位置时，将与卡合部件33摩擦卡合的部分的驱动轴32、92、95、98的直径设为第2直径R2的情况下，第1直径R1小于第2直径R2。
或者，优选如下：在第1摄像光学系统22A位于第1位置时，将与卡合部件33摩擦卡合的部分的驱动轴32、92、95、98与卡合部件33之间的摩擦力设为第1摩擦力F1，第1摄像光学系统22A位于第2位置时，将与卡合部件33摩擦卡合的部分的驱动轴32、92、95、98与卡合部件33之间的摩擦力设为第2摩擦力F2的情况下，第1摩擦力F1小于第2摩擦力F2。
在上述各实施方式中，作为压电元件31，使用了在外形形成为圆板状的压电体的两面具有电极层的双压电晶片型压电元件，但并不限于此，可以是仅在单面具有电极层的单压电晶片型压电元件，也可以是由层叠的压电体构成并在层叠压电体的方向上伸缩的层叠型压电元件。
在上述各实施方式中，如透镜控制部61、相机机身控制部71那样的执行各种处理的处理部的硬件结构是如下所示的各种处理器。各种处理器包括：执行软件(程序)而作为各种处理部发挥作用的通用处理器即CPU(Central Pro cessing Unit：中央处理器)；GPU(Graphical Processing Unit：图形处理器)、FPGA(Field Programmable Gate Array：现场可编程门阵列)等在制造后能够变更电路结构的处理器即PLD(Programmable LogicDevice：可编程逻辑器件)；及具有为了执行各种处理而专门设计的电路结构的处理器即专用电路等。
1个处理部可以由这些各种处理器中的1个构成，也可以由相同种类或不同种类的2个以上的处理器的组合(例如，多个FPGA、或CPU和FPGA的组合、或CPU和GPU的组合等)构成。并且，也可以由1个处理器构成多个处理部。作为由1个处理器构成多个处理部的例子，第一、存在如下方式：如以客户端或服务器等计算机为代表那样，由1个以上的CPU和软件的组合构成1个处理器，该处理器作为多个处理部发挥作用。第二，存在如下方式：如以SoC(System On Chip：片上系统)等为代表那样，使用以1个IC(Integrated Circuit：集成电路)芯片实现包括多个处理部的系统整体的功能的处理器。如此，各种处理部使用1个以上的上述各种处理器作为硬件结构而构成。
而且，更具体而言，这些各种处理器的硬件结构为将半导体元件等电路元件组合的形态的电路(circuitry)。
另外，在上述各实施方式中，作为摄像光学系统例示了包括聚焦透镜51的第1摄像光学系统22A，但本发明并不限于此，也可以适用包括变焦透镜的摄像光学系统。并且，除了数码相机以外，本发明还能够适用于智能手机、摄像机等摄像装置。
符号说明
10-数码相机，11-相机机身，11A-手柄部，12-透镜镜筒，13-镜头卡口，13A-摄像开口，14-释放开关，16-成像元件，17-机身侧信号触点，21-透镜镜筒主体，22-摄像光学系统，22A-第1摄像光学系统，22B-第2摄像光学系统，24-镜头卡口24，25-透镜侧信号触点，26-安装部件，27-安装部件，28-安装开口部，31-压电元件，32-驱动轴，33-卡合部件，34-保持部件，34A-柱状部，34B、34C-保持片，34D、34E-贯穿孔，34F-轴承部件，34G-肋，35-位置检测传感器，36-引导轴，37-挠性基板，38-第1部件，38A-连结部，38B-承受部，38C-槽，38D-定位突起，38E-螺纹孔，38F-螺纹孔，39-第2部件，39A-按压片，39B-定位开口，39C-螺纹孔，41-螺纹部件，43-磁铁，44-磁传感器，51-聚焦透镜，52-透镜保持框，52A-螺纹孔，52B-凸台，52C-引导孔，53-变焦透镜，54-透镜保持框，55-光圈单元，55A-光圈叶片，61-透镜控制部，62-压电元件驱动器，63-马达驱动器，64、65-马达，71-相机机身控制部，72-快门单元，73-快门马达，74-马达驱动器，75-图像存储器，76-总线，77-图像数据处理部，78-LCD驱动器，79-图像显示部，81-卡I/F(Interface)，82-存储卡，83-AF(Autofocus)处理部，84-AE(Automatic-Exposure；自动曝光)处理部，85-测量部，91-驱动装置，92-驱动轴，93-保持部件，94-驱动装置，95-驱动轴，96-润滑剂贮存部，97-驱动装置，98-驱动轴，D1-位移量，L1-长度，L2-长度，OA-光轴，P0-初始位置，P11-第1位置，P12-第2位置，P22-第2位置，P32-第2位置，P42-第2位置，RM-移动范围。

Claims (15)

1.一种驱动摄像光学系统的驱动装置，其具备：
压电元件；
驱动轴，受到所述压电元件的振动而沿着所述摄像光学系统的光轴方向振动；
卡合部件，与所述驱动轴摩擦卡合，且与所述摄像光学系统连结；及
处理器，控制所述压电元件的振动，
所述摄像光学系统设置成受到所述压电元件的振动而能够在至少包括第1位置及第2位置的范围内移动，
所述处理器在接收到指示所述驱动装置的电源断开的信号的情况下，进行使所述摄像光学系统从所述第1位置移动到所述第2位置的控制。
2.根据权利要求1所述的驱动装置，其中，
所述处理器根据所述压电元件处于停止状态的时间，进行使所述摄像光学系统从所述第1位置移动到所述第2位置的控制。
3.根据权利要求1所述的驱动装置，其中，
所述第1位置是在接收到指示所述驱动装置的电源接通的信号的情况下所述摄像光学系统移动的移动范围内的位置，
所述第2位置是所述摄像光学系统经由所述卡合部件与所述驱动轴卡合的范围中除了所述移动范围以外的位置。
4.根据权利要求2所述的驱动装置，其中，
所述第1位置是在接收到指示所述驱动装置的电源接通的信号的情况下所述摄像光学系统移动的移动范围内的位置，
所述第2位置是所述摄像光学系统经由所述卡合部件与所述驱动轴卡合的范围中除了所述移动范围以外的位置。
5.根据权利要求1所述的驱动装置，其中，
所述第1位置是保证所述摄像光学系统的光学精度的摄像用移动范围内的位置，
所述第2位置是所述摄像光学系统经由所述卡合部件与所述驱动轴卡合的范围中除了所述摄像用移动范围以外的位置。
6.根据权利要求2所述的驱动装置，其中，
所述第1位置是保证所述摄像光学系统的光学精度的摄像用移动范围内的位置，
所述第2位置是所述摄像光学系统经由所述卡合部件与所述驱动轴卡合的范围中除了所述摄像用移动范围以外的位置。
7.根据权利要求5所述的驱动装置，其中，
所述第2位置位于所述摄像用移动范围的两端外侧，
所述处理器进行如下控制：在接收到指示所述电源断开的信号的情况下，使所述摄像光学系统移动到位于所述两端外侧的所述第2位置中的与所述摄像光学系统所在的所述第1位置靠近的所述第2位置。
8.根据权利要求5所述的驱动装置，其中，
在将所述摄像光学系统在所述光轴方向上的所述摄像用移动范围内移动的最大移动量设为A，将所述卡合部件与所述驱动轴卡合的卡合长度设为W，将所述驱动轴的长度设为L的情况下，满足L＞A+2W的关系。
9.根据权利要求7所述的驱动装置，其中，
在将所述摄像光学系统在所述光轴方向上的所述摄像用移动范围内移动的最大移动量设为A，将所述卡合部件与所述驱动轴卡合的卡合长度设为W，将所述驱动轴的长度设为L的情况下，满足L＞A+3W的关系。
10.根据权利要求5至9中任一项所述的驱动装置，其中，
在所述驱动轴的轨道上具有使润滑剂滞留的润滑剂贮存部，
所述第2位置位于比所述光轴方向上的所述润滑剂贮存部更靠近所述摄像用移动范围的位置。
11.根据权利要求5至9中任一项所述的驱动装置，其中，
在所述驱动轴的轨道上具有使润滑剂滞留的润滑剂贮存部，
所述第2位置隔着所述摄像用移动范围位于所述光轴方向上的与所述润滑剂贮存部相反的一侧的位置。
12.根据权利要求1至9中任一项所述的驱动装置，其中，
在所述摄像光学系统位于所述第1位置时，将与所述卡合部件摩擦卡合的部分的所述驱动轴的直径设为第1直径，
所述摄像光学系统位于所述第2位置时，将与所述卡合部件摩擦卡合的部分的所述驱动轴的直径设为第2直径的情况下，
所述第1直径小于所述第2直径。
13.根据权利要求1至9中任一项所述的驱动装置，其中，
在所述摄像光学系统位于所述第1位置时，将与所述卡合部件摩擦卡合的部分的所述驱动轴与所述卡合部件之间的摩擦力设为第1摩擦力，
所述摄像光学系统位于所述第2位置时，将与所述卡合部件摩擦卡合的部分的所述驱动轴与所述卡合部件之间的摩擦力设为第2摩擦力的情况下，
所述第1摩擦力小于所述第2摩擦力。
14.根据权利要求1至9中任一项所述的驱动装置，其中，
所述驱动轴是碳轴。
15.一种摄像装置，其具有权利要求1至14中任一项所述的驱动装置和摄像光学系统。
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