CN1707301A - 透镜驱动机构和图像获取装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种透镜驱动机构，用于在与光轴方向垂直的平面上偏心驱动构成拍摄透镜单元的透镜系统中的至少一个透镜或透镜子单元(以下称作校正透镜)，该透镜驱动机构包括机电转换元件和连接机构。机电转换元件被固定设置在设置有拍摄透镜单元的镜筒上，并通过施加电压而机械变形。连接机构可放大机电转换元件的机械变形，并将放大的机械变形传递给校正透镜，从光轴的方向观察时，连接机构环绕校正透镜设置在校正透镜有效直径的外侧。

Description

透镜驱动机构和图像获取装置

相关申请的交叉引用

本发明所含主题涉及2004年6月9日向日本专利局提交的第JP 2004-171095号日本专利申请，其全部内容结合于此作为参考。

技术领域

本发明涉及一种新颖的透镜驱动机构。具体来说，本发明涉及一种使用适用于安装在诸如摄影机或数码相机中的光学像机移动校正机构的透镜驱动机构的技术，并且该技术可以可靠地将机电转换元件(例如压电元件)的微小位移放大到所需的冲程、并将放大的位移传递给透镜。

背景技术

光学像机移动校正机构可利用传感器检测出垂直于光轴方向上的像机移动，并能垂直于光轴移动校正透镜以校正移动量。

音圈电机，例如日本未审查专利申请公开号7-98470中公开的，已知被用作用于移动校正透镜的驱动源。

图8是包括有使用音圈的像机移动校正机构的镜筒的示意图。镜筒包括光轴z-z上按行排列的多个透镜单元GR及光电转换元件IMG。在这多个透镜单元GR中，透镜单元GR3作为校正透镜，并能垂直于光轴z-z移动。

下面参照图9和图10描述用于校正像机移动的结构。校正透镜(单元)GR3由支撑框架a支撑，该支撑框架可通过导轴b和b在导轴方向上移动。线圈c安装在支撑框架a上，并由来自安装在线圈两侧的磁铁d和d的磁力和流过线圈c的电流产生作用力，从而沿导轴b和b的方向驱动支撑框架。尽管图中未示出，还设置了用于检测校正透镜单元GR3的位置的传感器。对线圈c中的电流进行控制，使得校正透镜单元GR3在检测出其当前位置的同时，被推向目标位置。

图11示出的状态中，镜筒e由于像机的移动而倾斜，并且校正透镜单元GR3被移动到可以抵消像机移动的位置。当镜筒e由于像机的移动而倾斜时，校正透镜单元GR3垂直于光轴z-z并沿着导轴b和b移动，从而调节光的折射，使得在像平面上不会产生图像模糊(参见图11中的实线箭头)。

发明内容

因此，尽管像机的移动可通过移动校正透镜(单元)GR3来补偿，但上述的用于校正像机移动的方法存在很多问题。

首先，当作为驱动源的线圈c不通电时，校正透镜(单元)GR3将在重力方向上移动，结果是校正透镜(单元)GR3不再保持在光轴z-z上。因此，在拍摄期间，当线圈c不通电时，很难将校正透镜(单元)GR3保持在预设位置，因而妨碍了能量消耗的降低。

为了解决这个问题，提出了图12所示的方法。在该方法中，通过线圈弹簧f来支撑校正透镜(单元)GR3，从而通过在拍摄期间当不使用像机移动校正功能时将线圈c设置为不通电状态来限制能量消耗。然而，该方法仍有问题，如图13所示，为了将校正透镜(单元)GR3稳定在重力和弹簧力的平衡点，当线圈c不通电时，校正透镜(单元)GR3在重力方向上移动，导致平衡点根据像机的状态而不同。

因此，当用户开始使用像机移动校正功能时，校正透镜(单元)GR3的位置立刻从线圈c不通电时重力和弹簧力平衡的位置移动到光轴上。因此，当用户开始使用像机移动功能时，结构将瞬间发生变化，这不是用户希望的。

因此，希望提供一种简洁且能准确地移动校正透镜的位置的结构，从而在拍摄期间不使用像机移动校正功能时，几乎不需要通电来将校正透镜保持在光轴上。

根据本发明一个实施例的透镜驱动机构包括机电转换元件及连接机构。机电转换元件被固定设置在设置有拍摄透镜单元的镜筒上，并可通过施加电压而机械变形。连接机构放大机电转换元件的机械变形，并将放大的机械变形传递到校正透镜，并且从光轴方向观察时，连接机构环绕校正透镜设置在校正透镜有效直径的外侧。

根据本发明另一实施例的图像获取装置包括：拍摄透镜单元；图像获取元件，用于将由拍摄透镜单元形成的光学图像转换为电信号；以及透镜驱动机构，用于在与光轴方向垂直的平面上偏心驱动构成拍摄透镜单元的透镜系统中的至少一个透镜或透镜子单元(以下称作校正透镜)。透镜驱动机构包括机电转换元件和连接机构。机电转换元件被固定设置在设置有拍摄透镜的镜筒上，并且可通过施加电压而机械变形。连接机构放大机电转换元件的机械变形，并将放大的机械变形传递到校正透镜，并且从光轴的方向观察时，连接机构环绕校正透镜设置在校正透镜有效直径的外侧。

因此，根据本发明的这些实施例，当机电转换元件没有通电时，可将校正透镜保持在光轴上，并且可以准确移动校正透镜的位置。

根据本发明一个实施例的透镜驱动机构可在与光轴方向垂直的平面上偏心驱动构成拍摄透镜单元的透镜系统中的至少一个透镜或透镜子单元(以下称作校正透镜)。如上所述，该透镜驱动机构包括机电转换元件和连接机构。机电转换元件被固定设置在设置有拍摄透镜的镜筒上，并且可通过施加电压而机械变形。连接机构放大机电转换元件的机械变形，并将放大的机械变形传递到校正透镜，并且从光轴的方向观察时，连接机构环绕校正透镜设置在校正透镜有效直径的外侧。

如上所述，根据本发明另一实施例的图像获取装置包括：拍摄透镜单元；图像获取元件，用于将由拍摄透镜单元形成的光学图像转换为电信号；以及透镜驱动机构，用于在与光轴方向垂直的平面上偏心驱动构成拍摄透镜单元的透镜系统中的至少一个透镜或子透镜单元(以下称作校正透镜)。透镜驱动机构包括机电转换元件和连接机构。机电转换元件被固定设置在设置有拍摄透镜的镜筒上，并可通过施加电压而机械变形。连接机构放大机电转换元件的机械变形，并将放大的机械变形传递到校正透镜，并且从光轴的方向观察时，连接机构环绕校正透镜设置在校正透镜有效直径的外侧。

因此，根据本发明的这些实施例，由于机电转换元件的变形被放大并传送以驱动校正透镜，机电转换元件在不通电状态期间不变形，所以在不通电状态时校正透镜的位置可通过机电元件来保持。从而，如果在机电转换元件没有变形时、可通过调节校正透镜的位置使校正透镜位于光轴上，那么在没有应用像机移动校正功能时，几乎不需要通电就可在摄影期间将校正透镜保持在光轴上。

由于机电转换元件的变形量根据施加的电压值而变化，因而可以控制得到微小的变形量，从而可以准确地移动校正透镜的位置。

因为从光轴的方向观察时，放大机电转换元件的变形并将变形传递到校正透镜的连接机构环绕校正透镜设置在校正透镜有效直径的外侧，所以根据本发明实施例的透镜驱动机构可以被放置在非常狭窄的空间中，因此限制了镜筒尺寸的增加。

包括具有上述优点的透镜驱动机构的图像获取装置可以提供在校正像机移动后形成的高质量图像，体积小，并且可以省电。

根据本发明又一实施例的透镜驱动机构，用于在与光轴方向垂直的平面上偏心驱动构成拍摄透镜单元的透镜系统中的至少一个透镜或透镜子单元(以下称作校正透镜)，该透镜驱动机构包括：固定基部，被固定设置在设置有拍摄透镜单元的镜筒上；第一活动基部，可相对于固定基部在与光轴方向垂直的一个方向上移动；以及第二活动基部，可相对于第一活动基部垂直于光轴方向和上述那个方向移动。固定基部和第一活动基部上都设置有机电转换元件及连接机构，每个机电转换元件固定设置在与其相关的基部上，并可通过施加电压产生变形，从光轴的方向观察时，每个连接机构都环绕校正透镜设置在校正透镜有效直径的外侧，并放大及传递与其相关的机电转换元件的机械变形。设置在固定基部上的机电转换元件的机械变形由设置在固定基部上的连接机构传递到第一活动基部。设置在第一活动基部上的机电转换元件的机械变形由设置在第一活动基部上的连接机构传递到第二活动基部。第二活动基部支撑校正透镜。

根据本发明又一实施例的图像获取装置包括：拍摄透镜单元；图像获取元件，用于将由拍摄透镜单元形成的光学图像转换为电信号；以及透镜驱动机构，用于在与光轴方向垂直的平面上偏心驱动构成拍摄透镜单元的透镜系统中的至少一个透镜或透镜子单元(以下称作校正透镜)。透镜驱动机构包括：固定基部，固定设置在设置有拍摄透镜单元的镜筒上；第一活动基部，可相对于固定基部在与光轴方向垂直的一个方向上移动；以及第二活动基部，可相对于第一活动基部垂直于光轴方向和上述那个方向移动。固定基部和第一活动基部上都设置有机电转换元件及连接机构，每个机电转换元件固定设置在与其相关的基部上，并可通过施加电压产生变形，从光轴的方向观察时，每个连接机构都环绕校正透镜设置在校正透镜有效直径的外侧，并放大及传递与其相关的机电转换元件的机械变形。设置在固定基部上的机电转换元件的机械变形由设置在固定基部上的连接机构传递到第一活动基部。设置在第一活动基部上的机电转换元件的机械变形由设置在第一活动基部上的连接机构传递到第二活动基部。第二活动基部支撑校正透镜。

因此，根据本发明的这些实施例，校正透镜可以在与光轴垂直的所有方向上移动。

在拍摄期间当没使用摄像机移动校正功能时，几乎不需要进行通电来将校正透镜保持在光轴上。

由于各个机电转换元件的变形量根据施加的电压值而变化，因而可以控制得到非常小的变形量，从而可以准确地移动校正透镜的位置。

因为从光轴的方向观察时，放大与其相关的机电转换元件的变形、并将变形传递到校正透镜的各个连接机构环绕校正透镜设置在校正透镜有效直径的外侧，所以根据本发明实施例的透镜驱动机构可以被放置在非常狭窄的空间中，从而限制了镜筒尺寸的增加。

包括具有上述优点的透镜驱动机构的图像获取装置可以提供在校正像机移动后形成的高质量图像，体积小，并且可以省电。

在每个实施例中，连接机构或每个连接机构包括至少一个杠杆，其包括第一杠杆，并且具有支点、动力点、和作用点，与第一杠杆的动力点相连的机电转换元件的机械变形，或与其相关的第一杠杆的动力点相连的各个机电转换元件的机械变形可以被放大，并被传递到第一杠杆的作用点或与其相关的第一杠杆的作用点。因此，放大和传递机电转换元件或与其关联的机电转换元件的变形的连接机构或每个连接机构可以被简化。

在每个实施例中，连接机构或每个连接机构的至少一个杠杆可进一步包括具有支点、动力点、和作用点的第二杠杆，第二杠杆或每个第二杠杆的动力点可以连接到第一杠杆或与其相关的第一杠杆的作用点上，并且当从光轴方向观察时，第一杠杆和第二杠杆或每个第一杠杆和与其相关的第二杠杆彼此相对设置，校正透镜设置在它们中间。因此，机电转换元件或每个机电转换元件的变形可以很容易地放大和传递，并且连接机构或每个连接机构可以被紧凑设置在校正透镜的周围，而不会影响校正透镜的操作。

在每个实施例中，连接机构的各个部件或每个连接部件可以整体设置，并可以与对应于连接机构或与其相关的连接机构的各个部件的细薄连接部分的整体接点相连。因此，几乎不会产生像包括孔和轴的旋转连接单元中一样由于孔直径和轴直径之间的差异而导致的格格声，从而可以准确地传递机电转换元件或各个机电转换元件的变形。

在每个实施例中，连接机构或每个连接机构可进一步包括用于连接第一杠杆或与其相关的第一杠杆和机电转换元件或与其相关的机电转换元件的连杆，并且该连杆和第一杠杆的动力点或每个连接和与其相关的第一杠杆的动力点可以整体设置，并利用细薄的整体接点相连。因此，几乎不会产生像包括孔和轴的旋转连接单元中一样由于孔直径和轴直径之间的差异而导致的格格声，从而可以将位移量准确地从第一杠杆传递到第二杠杆。

在每个实施例中，连接机构或每个连接机构可进一步包括：第一连杆，用于连接第一杠杆和机电转换元件或与其相关的机电转换元件；及第二连杆，用于连接第一杠杆或与其相关的第一杠杆的作用点和第二杠杆或与其相关的第二杠杆的动力点，并且，第一连杆和第一杠杆的动力点或每个第一连杆和每个第一杠杆的动力点、第二连杆和第一杠杆的作用点或每个第二连杆和与其相关的第一杠杆的作用点、以及第二连杆和第二杠杆的动力点或每个第二连杆和与其相关的第二杠杆的动力点可分别整体设置，并分别利用细薄的整体接点连接。因此，几乎不会产生像包括孔和轴的旋转连接单元中一样由于孔直径和轴直径之间的不同而导致的格格声，这样，机电转换元件或每个机电转换元件的变形量可以准确地放大，并通过第一杠杆传递到第二杠杆。

附图说明

图1连同图2～图6一起，示出了根据本发明实施例的透镜驱动机构，并且是整个透镜驱动机构的透视图；

图2依照各部件的分解形式示出了透镜驱动机构的透视图；

图3的透镜驱动机构的透视图以分解形式示出了各个部件；

图4是固定部件的正视图；

图5是第一活动部件的正视图；

图6A示出了未通电状态的操作；

图6B示出了通电状态的操作；

图7是根据本发明实施例的图像获取装置的方框图；

图8连同图9～图11一起，示出了相关的像机移动校正机构的问题，并且示出了沿光轴的横截面的结构示意图。

图9示出了其后视图；

图10示出了其侧视图；

图11示出了正在校正像机移动的相关像机移动校正机构沿光轴的截面图；

图12连同图13一起示出了相关的像机移动校正机构的另一问题，并示出了通过通电而保持在中立状态的校正透镜；

图13示出了未通电状态。

具体实施方式

下面结合附图描述根据本发明优选实施例的透镜驱动机构和图像获取装置。

以下描述透镜驱动机构。

透镜驱动机构1包括三个部件：固定部件10，第一活动部件20、以及第二活动部件30。固定部件10被固定支撑在镜筒(未示出)上。第一活动部件20可相对于镜筒在与光轴垂直的一个方向上移动，也就是，相对于图1中彼此互相垂直的箭头方向X、Y、和Z中的箭头方向Z(被定义为光轴方向)在X方向上移动，并且第二活动部件30可以在与光轴方向Z和X轴方向垂直的Y轴方向上移动。

固定部件10作为固定基部具有基片(base table)100。基片100相对于镜筒被固定支撑。

第一活动部件20作为第一活动基部具有X轴片(table)200。第一活动部件20由所设置的两个导轴201和201滑动支撑，从而可以相对于镜筒在X轴方向延伸，因为这样的支撑使其可以相对于镜筒在X轴方向移动。支撑部202和202从X轴片200的上下端面的左端和右端伸出。导轴201和201滑动插入这些支撑部202中。

第二活动部件30作为第二活动基部包括Y轴片300。第二活动部件30由两个导轴301和301滑动支撑以相对于镜筒在Y轴方向延伸，并且这样的支撑使其可以相对于镜筒在Y轴上移动。支撑部302和302从Y轴片300的左边和右边的上下端伸出。导轴301和301滑动插入这些支撑部302。校正透镜40被安装到Y轴片300中心的安装孔303中。

第一活动部件20通过设置在固定部件10上的连接机构和机电转换元件在X轴方向移动，而第二活动部件30通过设置在第一活动部件20上的连接机构和机电转换元件在Y轴上移动。因此，由第二活动部件30支撑的校正透镜40可在与光轴(Z轴方向)垂直的所有方向上移动。

固定部件10的基片100基本上是矩形板状，并且在其中心有一通孔101。在固定状态，即，当机电转换元件(将在后面描述)没有通电时，通孔101与Y轴片300上的安装孔303同轴设置。当从光轴方向观看时，通孔101的尺寸足够大，能够包括校正透镜40的整个有效直径区，在这种状态下，校正透镜40可偏离光轴最远。

在施加电场时会形成变形的机电转换元件110以及可放大和传递机电转换元件110变形的第一连接机构120设置在基片100上。机电转换元件110可由压电陶瓷制成，并可以是单板型或多层型。本实施例中使用的机电转换元件不局限于由压电陶瓷制成。换句话说，可以由其他材料制成，只要该材料在其被施加电场时会产生机械变形。

图4中，向前伸出的突起102形成在基片100的前表面的上部，并且在突起102的右端部形成开口向右的基本上为矩形的凹部103。安装在凹部103中的机电转换元件110利用胶粘剂以适当的方式粘附到基片100上。在突起102的左侧形成水平延伸并向左开口的导向凹部104。

第一环形机构120具有两个杠杆、三个连杆、和两个支点构件。当这些构件被整体形成并与细薄的整体接点结合时，这些构件形成一个单元。

设置在基片100的右前侧并基本垂直延伸的第一杠杆130的动力点131通过第一连杆140与机电转换元件110的端部111连接。第一连杆140和第一杠杆130的动力点131整体结合，且第一杠杆130和第一连杆140借助于整体接点150连接。换句话说，在第一杠杆130和第一连杆140的连接部分的两侧形成有切口部151和151，并且保留在两个切口部151和151之间的细薄部分150被定义为接点。因此，第一连接机构120通过使其各个构件变薄而具有一定的弹性，使其能够反复弯曲，并且其中具有一定厚度的部分是由具有刚度的合成树脂整体形成的，这样使得可靠传递非常小的位移成为可能。例如，第一连接机构120可由对反复疲劳具有高抗性的弹性热塑树脂制成，例如，聚甲醛(POM)。

第一连杆140和机电转换元件110的端部111可用粘合剂连接。

第一杠杆130在动力点131和作用点132之间具有支点133。比起动力点131和作用点132之间的中间点来说，支点133距离动力点131更近，使得作用在动力点131上的偏移量在作用点上被放大。支点133通过支点构件160支撑在基片100上。支点构件160上形成有安装孔161。支点构件160及第一杠杆130的支点133借助于整体接点150连接。将插入支点构件160的安装孔161中的安装螺钉162拧进形成在基片100上的螺纹孔105中，使支点构件160固定到基片100上。位于第一杠杆130和支点构件160之间的整体接点150弯曲的结果可使第一杠杆130发生倾斜。

第二杠杆170与第一杠杆130相对设置，基片100的通孔101位于其间。第二杠杆170的动力点171和作用点172之间具有支点173。相比动力点171和作用点172之间的中间点来说，支点173距离动力点171更近，并且作用在动力点171上的偏移量在作用点上被放大。支点173通过支点构件160而支撑在基片100上。支点构件160上形成有安装孔161。支点构件160和第二杠杆170的支点173利用整体接点150连接。将插入支点构件160的安装孔161中的安装螺钉162拧进形成在基片100上的螺纹孔105中，使支点构件160固定到基片100上。第二杠杆170和支点构件160之间的整体接点150弯曲的结果可使第二杠杆170发生倾斜。

第一杠杆130的作用点132和第二杠杆170的动力点171由第二连杆180连接在一起。第二连杆180和第一杠杆130的作用点132的连接部以及第二连杆180和第二杠杆170的动力点171的连接部由整体接点150连接。

第二杠杆170的作用点173和第一活动部件20由第三连杆190连接。第三连杆190由整体接点150连接到第二杠杆170的作用点173。连接销191从靠近与第二杠杆170与第三连杆190的连接部分相对的端部的位置向前伸出。第三连杆190位于基片100中的导向凹部104中，所以其移动被限制在水平方向。

第一活动部件20设置在固定部件10的前面。

第一活动部件20的X轴片200基本上为矩形板状，也就是，从光轴方向观察时，具有与基片100相同的形状，并且在其中心有一通孔203。在固定状态，也就是，当机电转换元件(后面描述)没有通电时，通孔203与Y轴片300中的安装孔303同轴设置。当从光轴方向观看时，通孔203的尺寸足够大，能够包括校正透镜40的整个有效直径区，在这种状态下，校正透镜40可偏离光轴最远。

当从第一活动部件20的X轴片200的前面观察时，在第一活动部件20的X轴片200的左上方形成有连接孔204。设置在固定部件10上的第三连杆190中的连接销191可装入连接孔204中，因此第三连杆190的移动可以被传递给X轴片200。

在施加电场时会形成变形的机电转换元件210以及可以放大和传递机电转换元件210的变形的第二连接机构220被设置在X轴片200上。与机电转换元件110一样，机电转换元件210可由压电陶瓷制成，并且可以是单板型或多层型。

当沿着光轴往后观察时，X轴片200的前表面的左侧部分形成有向前伸出的突起205，并且在突起205的上端部形成有开口向上的基本上为矩形的凹部206。安装在凹部206中的机电转换元件210利用胶粘剂以适当的方式粘结到X轴片200上。突起205的下方形成有纵向延伸并向下开口的导向凹部207。

第二环机构220具有两个杠杆、三个连杆、和两个支点构件。当利用整体接点将这些构件整体形成并连接在一起时，可将这些构件形成一个单元。

设置在X轴片200的上前端、基本水平延伸的第一杠杆230的动力点231其通过第一连杆240与机电转换元件210的端部211连接。第一连杆240和第一杠杆230的动力点231结合为一体，并且第一杠杆230和第一连杆240由整体接点250连接。换句话说，第一杠杆230和第一连杆240的连接部分的两侧形成有切口部251和251，并且保留在两切口部251和251之间的细薄部分250被定义为接点。因此，第二连接机构220通过使其各个构件变薄而具有一定的弹性，使其能够反复弯曲，并且其中具有一定厚度的部分是由具有刚度的合成树脂整体形成的，这使得可靠地传递非常小的位移成为可能。例如，第二连接机构220可由对反复疲劳具有高抗性的弹性热塑树脂制成，例如，聚甲醛(POM)。

第一连杆240和机电转换元件210的端部211可用胶粘剂联结。

第一杠杆230的动力点231和作用点232之间有一支点233。相比动力点231和作用点232之间的中间点来说，支点233距离动力点231更近，这样作用在动力点231上的偏移量可在作用点上被放大。支点233通过支点构件260支撑在X轴片200上。支点构件260上形成有安装孔261。支点构件260和第一杠杆230的支点233由整体接点250连接。将插入支点构件260的安装孔261中的安装螺钉262拧进形成在X轴片200上的螺纹孔208中，使支点构件260固定到X轴片200上。位于第一杠杆230和支点构件260之间的整体接点250弯曲的结果可使第一杠杆230发生倾斜。

第二杠杆270与第一杠杆230相对设置，X轴片200上的通孔203位于其间，从而在X轴片200的下前方部分上基本水平地延伸。第二杠杆270的动力点271和作用点272之间具有支点273。比起动力点271和作用点272之间的中间点来说，支点273距离动力点271更近，这样作用在动力点271上的偏移量可在作用点272上被放大。支点273通过支点构件260支撑在X轴片200上。支点构件260上形成有安装孔261。支点构件260和第二杠杆270的支点273由整体接点250连接。将插入支点构件260的安装孔261中的安装螺钉262拧进形成在X轴片200上的螺纹孔205中，使支点构件260固定到X轴片200上。位于第二杠杆270和支点构件260之间的整体接点250弯曲的结果可使第二杠杆270倾斜。

第一杠杆230的作用点232与第二杠杆270的动力点271由第二连杆280连接在一起。第二连杆280和第一杠杆230的作用点232的连接部分以及第二连杆280和第二杠杆270的动力点271的连接部分由整体接点250连接。

第二杠杆270的作用点273和第二活动部件30由第三连杆290连接。第三连杆290由整体接点250与第二杠杆270的作用点273连接。连接销291从靠近与第二杠杆270与第三连杆290的连接部分相对的端部的位置向前伸出。第三连杆290位于X轴片200中的导向凹部207中，所以其移动被限制在水平方向。

第二活动部件30的Y轴片300为矩形板状，基本上与基片100和X轴片200的形状相同，并且从光轴方向向后观察时，在其左下方部分有一水平延伸的连接孔304，使其X轴方向长度稍长。第一活动部件20上的连接销291与连接孔304滑动接合，使得第一活动部件20的机电转换元件210的变形可由第二连接机构220放大，并被传递到第二活动部件30。

以下将结合图6主要描述透镜驱动机构1的操作。

在将校正透镜放置在光轴z-z上的情况下，将用来固定支点构件160、160、260、和260的安装螺钉162、162、262、和262分别拧进螺纹孔105、105、208、和208中，从而将支点构件160、160、260、和260分别可靠地固定到基片100和X轴片200中。该种状态下，可利用胶粘剂将机电转换元件110和机电转换元件210分别固定到基片100和X轴片200上。这样，当没有向机电转换元件110和210施加电压时，可使校正透镜40位于光轴z-z上。在本实施例中，机电转换元件110和210中使用的压电陶瓷的变形与施加在其上的电压成比例。当压电陶瓷被变形时，用于变形的力会很大。尽管施加了相当大的机械力，压电陶瓷也不容易变形。因此，校正透镜40不会仅仅由于施加在用来支撑校正透镜40的Y轴片300和X轴片200上的重力而变形。因此，当没有施加电压时，校正透镜40可以可靠地保持在光轴上。

图6A示出了没有在机电转换元件110上施加电压的状态下的示意图。

由图6A所示的状态，当在一定方向上向机电转换元件110施加电压时，机电转换元件110将发生变形，使得与第一连杆140连接的端部111由于变形而沿着图6B所示的箭头(1)的方向进行位移。该位移通过第一连杆140被传递到第一杠杆130的动力点131，使得第一杠杆130以支点133为中心旋转，从而使将被传递到作用点132上的位移变成沿箭头(2)方向上的放大位移。此时，用比率b/a表示出现在第一杠杆130的作用点上的箭头(2)方向上的位移，其中a是从支点到动力点131的距离，而b是从作用点到支点的距离。换句话说，当动力点131上的位移量为T1、作用点132上的位移量为T2时，T2＝T1(b/a)。

传递给第一杠杆130的作用点132的位移经第二连杆180传递给第二杠杆170的动力点171，使第二杠杆170以支点173作为中心旋转，从而使将被传递到作用点172的位移变为箭头(3)方向上的放大位移。此时，用比率d/c表示发生在第二杠杆170的作用点172上的箭头(3)方向上的位移，其中c是从支点到动力点171的距离，而d是从作用点到支点的距离。换句话说，当动力点171上的位移量为T2、作用点172上的位移量为T32时，T3＝T2(d/c)。因此，机电转换元件110上的位移量T1变为(b·d)/(a·c)倍，并且经过加倍的位移从第二杠杆170的作用点172传递到第三连杆190的连接销191。

因此，当固定部件10的连接销191在X轴方向上移动时，通过连接孔204连接到连接销191上的X轴片200也将在X轴方向上移动，使得通过连接孔304连接到第一活动部件20的连接销291上的Y轴片300连同X轴片200一起在X轴方向上移动。

当向第一活动部件20上的机电转换元件210施加电压时，与上述相似，通过施加电压而使机电转换元件210发生的位移被放大，并通过第一杠杆230和第二杠杆270传递到连接销291，使得连接到连接销291上的第二活动部件30相对于第一活动部件20在Y轴方向上移动。

因此，用来支撑校正透镜40的第二活动部件30可在X轴方向上移动，并且移动量与施加到固定部件10的机电转换元件110上的电压值和方向一致，并且，也可以在Y轴方向上移动，移动量与施加到第一活动部件20的机电转换元件210上的电压值和方向一致。换句话说，校正透镜40可以在与光轴z-z垂直的任何方向上移动预定的位移量。

当施加在机电转换元件110(210)上的电压方向与图6所示的方向相反时，机电转换元件110的端部111将以与图6B所示的箭头(1)方向相反的方向移动。

在透镜驱动机构1中，校正透镜40可以可靠地放置在光轴上而不需要持续通电，因此可以节约电能。另外，当用户开始使用像机移动校正功能时，用户希望得到的是不发生结构的突然变化。此外，由于校正透镜40可通过机电转换元件110和210可靠地保持，几乎不会发生当突然摇动镜头时所产生的惯性导致校正透镜40在光轴上移动的情况。

在透镜驱动机构1中，从光轴的方向观察时，连接机构120和220环绕校正透镜40设置在校正透镜40有效直径的外侧。因此，多个杠杆可获得很高的放大率，而不会对镜筒的最大外形产生不利的影响。

连接机构120和220的构件都是整体形成的，并且利用整体接点连接，而且支点由整体接点支撑。因此，非常小的位移可以被准确传递而没有任何误差，而这种误差在使用孔和轴的连接结构中，由于孔和轴形状间的差别将不可避免地产生。

图7示出了根据本发明实施例的图像获取装置的方框图。

根据该实施例的图像获取装置500主要包括：像机510、像机数字信号处理器(像机DSP)520、同步动态随机存储器(SDRAM)530、介质接口(以下称作“介质I/F”)540、控制单元550、操作单元560、液晶显示(LCD)控制器570、液晶显示器(LCD)571、以及外部接口(以下称作“外部I/F”)580。记录介质590可以从图像获取装置500中移走。

记录介质590可以使用各种类型的记录介质。其中，包括：所谓的使用半导体存储器的存储卡、诸如可记录光盘(CD)及可记录数字视频光盘(DVD)的光记录介质、以及磁盘。在本实施例中，记录介质590被描述为存储卡。

像机510包括：光学组件511、电荷耦合器件(CCD)512、预处理电路513、光学组件驱动器514、CCD驱动器515、以及定时发生电路516。在此，光学组件511包括：例如，透镜、聚焦机构、快门机构、光圈机构、以及使用前述透镜驱动机构1的像机移动校正机构。

控制单元550是微型计算机，其中，中央处理单元(CPU)551、随机存储器(RAM)552、快擦写只读存储器(快擦写ROM)553、以及时钟电路554通过系统总线555连接在一起。控制单元550可以控制根据本实施例的图像获取装置的各个部件。

在此，RAM 552主要被用作工作区，例如临时存储处理过程中的处理结果的区域。快擦写ROM 553保存处理过程中所需的数据和在CPU 551中执行的各种程序。时钟电路554可以提供当前日期、当前星期中的星期几、当前时间、和拍摄日期。

当拍摄图像时，按照控制单元550的控制操作，光学组件驱动器514形成用于操作光学组件511的驱动信号。驱动信号被提供给光学块511，以操作光学组件511。为了接收目标图像(subiectimage)，根据来自光学组件驱动器514的驱动信号来控制光学组件511的聚焦机构、快门机构、光圈机构、和像机移动校正机构。目标图像提供给CCD 512。在对像机移动校正机构的控制操作中，与由检测传感器600(包括X轴方向加速度计和Y轴方向加速度计)检测到的像机移动量有关的信息被输出到控制单元550。基于像机移动量，控制单元550可计算出校正透镜40位置的移动量。然后，控制单元550控制光学组件驱动器514中的校正透镜位置控制部(图中未示出)的驱动，从而在所计算出的位移量的基础上移动校正透镜40的位置。例如，当利用根据上述实施例的透镜驱动机构1控制校正透镜40的位置时，校正透镜位置控制部基于控制单元550发出的控制信号，通过向透镜驱动机构1中的机电转换元件110和/或210施加电场来移动校正透镜40的位置。

CCD 512对来自光学组件511的图像进行光-电转换，并输出经过转换的图像。CCD 512根据来自CCD驱动器515的驱动信号接收来自光学组件511的目标图像，并在来自由控制单元550控制的定时发生电路516的定时信号的基础上，将接收到的目标图像(图像信息)作为电信号提供给预处理电路513。

如上所述，按照控制单元550的控制，定时发生电路516形成定时信号(该定时信号可提供预设的定时)。基于来自定时发生电路516的定时信号，CCD驱动器515形成提供给CCD 512的驱动信号。

按照提供给预处理电路513的电信号的图像信息，预处理电路513通过执行相关双采样(CDS)保持适当的S/N比。预处理电路513还通过执行控制自动增益控制(AGC)来控制增益，并通过执行模拟/数字(A/D)转换形成数字信号的图像数据。

来自预处理电路513的数字信号的图像数据被提供给像机DSP520。像机DSP 520执行像机信号处理操作，例如对提供的图像数据进行自动聚焦(AF)、自动曝光(AE)、以及自动白平衡(AWB)。以该种方式经不同调节的图像数据通过预设的压缩方法压缩，并且被压缩的图像数据通过系统总线555和介质I/F 540提供给安装在根据本实施例的图像获取装置中的记录介质590，以作为文件记录在记录介质590上。

按照通过操作单元560(包括触摸面板或控制键)接收的用户输入，通过介质I/F 540从记录介质读取记录在记录介质590上的待读取图像数据。然后，将读取的图像数据提供给像机DSP 520。

像机DSP 520将从记录介质590读取并由介质I/F 540提供的压缩图像数据进行解压缩。然后，将经过解压缩的图像数据通过系统总线555提供给LCD控制器570。基于提供的图像数据，LCD控制器570形成将要提供给LCD 571的图像信号。这使得根据记录在记录介质590上的图像数据形成的图像可以显示在LCD 571的显示屏幕上。

图像显示的形式与记录在ROM中的显示处理程序一致。显示处理程序是用于指明文件系统(后面描述)的记录机构及图像如何被再生的程序。

根据本实施例的图像获取装置500包括外部I/F 580。例如，图像获取装置500可以通过外部I/F 580与外部个人电脑相连，以接收来自个人电脑的图像数据，并将所提供的图像数据记录到安装在图像获取装置500中的记录介质590上，以及将记录在安装在图像获取装置500中的记录介质590上的图像数据提供给外部个人电脑。

通过将通信模块连接到外部I/F 580而将图像获取装置500连接到网络(例如因特网)，这就使得可通过网络获取不同的图像数据和其他类型的数据，从而将这样的数据记录到安装在图像获取装置500中的记录介质590上，并通过网络将记录到安装在图像获取装置500中的记录介质590上的数据传输到目的装置。

显然，可将通过外部个人电脑或网络获取并且记录在记录介质590上的数据(例如图像数据)读出，并在图像获取装置500上再生，以及在LCD 571上显示以供用户使用。

外部I/F 580可设置为有线接口，例如电气和电子工程师协会(IEEE)1394或通用串行总线(USB)，或者作为基于光波或电波的无线接口。

因此，图像获取装置500可以拍摄目标图像并在记录介质590上记录目标图像，可以读出记录在记录介质590上的目标图像，再生读出的图像数据，并使用经过再生的图像数据。另外，通过外部个人电脑或网络，图像获取装置500可以接收图像数据，并在安装于图像获取装置500中的记录介质590上记录图像数据，或读出并再生所记录的图像数据。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (24)

1.一种用于在与光轴方向垂直的平面上偏心驱动构成拍摄透镜单元的透镜系统中的至少一个透镜或透镜子单元的透镜驱动机构，所述透镜或透镜子单元以下称作校正透镜，所述透镜驱动机构包括：

机电转换元件，被固定设置在设置有所述拍摄透镜单元的镜筒上，所述机电转换元件通过施加电压而机械变形；以及

连接机构，用于放大所述机电转换元件的机械变形，并将经过放大的机械变形传递给所述校正透镜，

其中，从所述光轴方向观察时，所述连接机构环绕所述校正透镜设置在所述校正透镜有效直径的外侧。

2.根据权利要求1所述的透镜驱动机构，其中，所述连接机构包括至少一个杠杆，所述杠杆包括第一杠杆，并具有支点、动力点、和作用点，并且，连接到所述第一杠杆的动力点上的所述机电转换元件的机械变形被放大，并传递给所述第一杠杆的所述作用点。

3.根据权利要求2所述的透镜驱动机构，其中，所述连接机构的至少一个杠杆还包括第二杠杆，所述第二杠杆具有支点、动力点、和作用点，所述第二杠杆的动力点与所述第一杠杆的作用点连接，并且，当从所述光轴方向观察时，所述第一杠杆和所述第二杠杆彼此相对设置，所述校正透镜位于其间。

4.根据权利要求1所述的透镜驱动机构，其中，所述连接机构的各个构件整体设置，并利用与所述连接机构的各个构件的细薄连接部分相对应的整体接点进行连接。

5.根据权利要求2所述的透镜驱动机构，其中，所述连接机构还包括连杆，用于连接所述第一杠杆和所述机电转换元件，并且所述连杆和所述第一杠杆的动力点整体设置，并通过细薄的整体接点连接。

6.根据权利要求3所述的透镜驱动机构，其中，所述连接机构还包括：第一连杆，用于连接所述第一杠杆和所述机电转换元件；

以及第二连杆，用于连接所述第一杠杆的作用点和所述第二杠杆的动力点，并且，所述第一连杆和所述第一杠杆的动力点、所述第二连杆和所述第一杠杆的作用点、以及所述第二连杆和所述第二杠杆的动力点整体设置，并分别通过细薄的整体接点连接。

7.一种用于在与光轴方向垂直的平面上偏心驱动构成拍摄透镜单元的透镜系统中的至少一个透镜或透镜子单元的透镜驱动机构，所述透镜或透镜子单元以下称作校正透镜，所述透镜驱动机构包括：

固定基部，固定设置在设置有所述拍摄透镜单元的镜筒上；

第一活动基部，可相对于所述固定基部在垂直于所述光轴方向的一个方向上移动；以及

第二活动基部，可相对于所述第一活动基部在垂直于所述光轴方向并垂直于所述一个方向上移动，

其中，所述固定基部和所述第一活动基部都具有设置在其上的机电转换元件和连接机构，每个机电转换元件都被固定设置在与其相关的基部上，并可通过施加电压而机械变形，从所述光轴方向观察时，每个连接机构都环绕所述校正透镜设置在所述校正透镜有效直径的外侧，并放大及传递与其相关的机电转换元件的机械变形，

其中，设置在所述固定基部上的所述机电转换元件的机械变形由设置在所述固定基部上的连接机构传递给所述第一活动基部，

其中，设置在所述第一活动基部上的所述机电转换元件的机械变形由设置在所述第一活动基部上的连接机构传递给所述第二活动基部，以及

其中，所述第二活动基部支撑所述校正透镜。

8.根据权利要求7所述的透镜驱动机构，其中，每个连接机构都包括至少一个杠杆，所述至少一个杠杆中包括第一杠杆，并具有支点、动力点、和作用点，并且，连接到与其相关的所述第一杠杆的动力点上的每个机电转换元件的机械变形被放大并传递给与其相关的所述第一杠杆的所述作用点。

9.根据权利要求8所述的透镜驱动机构，其中，每个连接机构的所述至少一个杠杆还包括第二杠杆，所述第二杠杆具有支点、动力点、和作用点，每个第二杠杆的动力点连接到相关的第一杠杆的作用点上，并且当从所述光轴方向观察时，每个第一杠杆和与其相关的第二杠杆彼此相对设置，所述校正透镜位于其间。

10.根据权利要求7所述的透镜驱动机构，其中，每个连接机构的各个构件整体设置，并通过对应于与其相关的连接机构的各个构件的细薄连接部分的整体接点连接。

11.根据权利要求8所述的透镜驱动机构，其中，每个连接机构还包括连杆，用于连接与其相关的第一杠杆和与其相关的机电转换元件，并且，每个连杆和与其相关的第一杠杆的动力点整体设置，并通过细薄的整体接点连接。

12.根据权利要求9所述的透镜驱动机构，其中，每个连接机构还包括：第一连杆，用于连接与其相关的第一杠杆和与其相关的机电转换元件；以及第二连杆，用于连接与其相关的第一杠杆的作用点和与其相关的第二杠杆的动力点，并且，每个第一连杆和与其相关的第一杠杆的动力点、每个第二连杆和与其相关的第一杠杆的作用点、以及每个第二连杆和与其相关的第二杠杆的动力点整体设置，并分别通过细薄的整体接点连接。

13.一种图像获取装置，包括：

拍摄透镜单元；

图像获取元件，将由所述拍摄透镜单元形成的光学图像转换为电信号；以及

透镜驱动机构，用于在与光轴方向垂直的平面上偏心驱动构成所述拍摄透镜单元的透镜系统中的至少一个透镜或透镜子单元，所述透镜或透镜子单元以下称作校正透镜，

其中，所述透镜驱动机构包括：机电转换元件，被固定设置在设置有所述拍摄透镜单元的镜筒上，所述机电转换元件通过施加电压而机械变形；以及连接机构，用于放大所述机电转换元件的机械变形，并将所放大的机械变形传递给所述校正透镜，以及

其中，从所述光轴方向观察时，所述连接机构环绕所述校正透镜设置在所述校正透镜有效直径的外侧。

14.根据权利要求13所述的图像获取装置，其中，所述连接机构包括至少一个杠杆，所述杠杆包括第一杠杆，并具有支点、动力点、和作用点，并且，连接到所述第一杠杆的所述动力点上的所述机电转换元件的机械变形被放大并传递给所述第一杠杆的所述作用点。

15.根据权利要求14所述的图像获取装置，其中，所述连接机构的所述至少一个杠杆还包括第二杠杆，所述第二杠杆具有支点、动力点、和作用点，所述第二杠杆的动力点与所述第一杠杆的作用点相连，并且当从所述光轴方向观察时，所述第一杠杆和所述第二杠杆彼此相对设置，所述校正透镜位于其间。

16.根据权利要求13所述的图像获取装置，其中，所述连接机构的各个构件整体设置，并通过与所述连接机构的各个构件的细薄连接部分相对应的整体接点连接。

17.根据权利要求14所述的图像获取装置，其中，所述连接机构还包括连杆，用于连接所述第一杠杆和所述机电转换元件，并且所述连杆与所述第一杠杆的所述动力点整体设置，并通过细薄的整体接点连接。

18.根据权利要求15所述的图像获取装置，其中，所述连接机构还包括：第一连杆，用于连接所述第一杠杆和所述机电转换元件；以及第二连杆，用于连接所述第一杠杆的所述作用点和所述第二杠杆的所述动力点，并且，所述第一连杆和所述第一杠杆的所述动力点、所述第二连杆和所述第一杠杆的所述作用点、以及所述第二连杆和所述第二杠杆的所述动力点整体设置，并分别通过细薄的整体接点连接。

19.一种图像获取装置，包括：

拍摄透镜单元；

图像获取元件，将由所述拍摄透镜单元形成的光学图像转换为电信号；以及

透镜驱动机构，用于在与光轴方向垂直的平面上偏心驱动构成所述拍摄透镜单元的透镜系统中的至少一个透镜或透镜子单元，所述透镜或透镜子单元以下称作校正透镜，

其中，所述透镜驱动装置包括：固定基部，被固定设置在设置有所述拍摄透镜单元的镜筒上；第一活动基部，可相对于所述固定基部在垂直于所述光轴方向的一个方向上移动；以及第二活动基部，可相对于所述第一活动基部在垂直于所述光轴方向并垂直于所述一个方向上移动，

其中，所述固定基部和所述第一活动基部都具有设置于其上的机电转换元件和连接机构，每个机电转换元件被固定设置在与其相关的基部上，并可通过施加电压而机械变形，从所述光轴方向观察时，每个连接机构都环绕所述校正透镜设置在所述校正透镜有效直径的外侧，并放大及传递与其相关的机电转换元件的机械变形，

其中，设置在所述固定基部上的所述机电转换元件的机械变形通过设置在所述固定基部上的所述连接机构传递给所述第一活动基部，

其中，设置在所述第一活动基部上的所述机电转换元件的机械变形通过设置在所述第一活动基部上的所述连接机构传递给所述第二活动基部，以及

其中，所述第二活动基部支撑所述校正透镜。

20.根据权利要求19所述的图像获取装置，其中，每个连接机构包括至少一个杠杆，所述至少一个杠杆包括第一杠杆，并具有支点、动力点、和作用点，并且，连接到与其相关的第一杠杆的动力点上的所述每个机电转换元件的机械变形被放大并传递到与其相关的第一杠杆的所述作用点上。

21.根据权利要求20所述的图像获取装置，其中，所述每个连接机构的所述至少一个杠杆还包括第二杠杆，具有支点，动力点和作用点，每个第二杠杆的所述动力点连接到与其相关的第一杠杆的所述作用点，并且当从所述光轴方向观察时，每个第一杠杆和与其相关的第二杠杆彼此相对设置，所述校正透镜位于其间。

22.根据权利要求19所述的图像获取装置，其中，每个连接机构的各个构件整体设置，并通过对应于与其相关的连接机构的所述各个构件的细薄连接部分的整体接点连接。

23.根据权利要求20所述的图像获取装置，其中，每个连接机构还包括连杆，用于连接与其相关的第一杠杆和与其相关的机电转换元件，并且，每个连杆和与其相关的第一杠杆的动力点整体设置，并通过细薄的整体接点连接。

24.根据权利要求21所述的图像获取装置，其中，每个连接机构还包括：第一连杆，用于连接与其相关的第一杠杆和与其相关的机电转换元件；以及第二连杆，用于连接与其相关的第一杠杆的所述作用点和与其相关的第二杠杆的所述动力点，并且，每个第一连杆和与其相关的第一杠杆的动力点、每个第二连杆和与其相关的第一杠杆的作用点、以及每个第二连杆和与其相关的第二杠杆的动力点整体设置，并分别通过细薄的整体接点连接。

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