CN1763622B - 致动器和具有该致动器的镜头单元及照相机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种致动器和具有该致动器的镜头单元及照相机，该致动器具有能锁定可移动部件的简单机构。致动器(10)包括：固定部件(12)；具有锁定元件(14a)的可移动部件(14)；可移动部件支撑装置(18)，用来支撑可移动部件，以允许可移动部件在平行于固定部件的平面上移动到任意位置；驱动装置(20a、20b、20c、22)，用来相对于固定部件平移和转动可移动部件；以及接合部件(15)，当可移动部件转动到预定位置时，该接合部件与锁定元件相接合以锁定可移动部件。

Description

致动器和具有该致动器的镜头单元及照相机

技术领域

本发明涉及一种致动器和具有该致动器的镜头单元及照相机，尤其涉及一种具有能锁定可移动部件的锁定机构的致动器，以及具有该致动器的镜头单元及照相机。

背景技术

日本特开平11-316399号公报公开了一种用来补偿图像振动的图像振动校正装置。该校正装置检测镜筒的振动，并分析所检测到的振动以在平行于胶片的平面上驱动校正镜头，以使图像不振动。为了沿所期望的方向平移校正镜头，该校正装置采用稳固地保持校正镜头和驱动装置的支持架，以沿两个相互垂直的方向移动该支持架。合成沿两个垂直方向的运动使校正镜头在平行于胶片的平面上沿所期望的方向相对于镜筒平移。

此外，该校正装置具有接合装置来固定支持架，而无需用于防振的补偿操作。利用这种接合装置，通过步进马达来驱动安装在支持架上的锁环(lock ring)，以将该锁环安装在支持架上并锁定支持架。

发明内容

然而，如上所述，使单独的锁环锁定承载有校正镜头的支持架的锁定机构无意间使整个校正装置的结构复杂。使用单独驱动的锁环来固定支持架的锁定机构的缺点在于，它需要驱动装置的额外的元件来驱动锁环。

因此，本发明的目的在于提供一种具有可移动部件的锁定机构且结构仍然简单的致动器、以及具有该致动器的镜头单元及照相机。

为了克服上述缺点，根据本发明的致动器，其用于平移图像稳定镜头以使图像稳定，所述致动器包括：固定部件；可移动部件，具有锁定元件，并且承载图像稳定镜头；可移动部件支撑装置，用来支撑可移动部件，以允许可移动部件在平行于固定部件的平面上移动到任意位置；驱动装置，用来转动可移动部件且相对于固定部件平移可移动部件，以使可移动部件到达锁定状态的位置；以及接合部件，当可移动部件转动到预定位置时，该接合部件与锁定元件相接合以锁定可移动部件。

在这样构成的本发明中，驱动装置移动由可移动部件支撑装置平行于固定部件所支撑的可移动部件。驱动装置在平行于固定部件的平面上平移和转动可移动部件。当可移动部件转动到预定位置时，锁定元件和接合部件相互接合以锁定可移动部件。

通过这种结构，由于可移动部件本身转动并与接合部件相接合以锁定自身，因此无需额外的致动器来驱动元件与可移动部件离合(clutch)，这种简单的机构能够锁定可移动部件。

此外，优选地，本发明还包括用于保持可移动部件的保持装置，其中，当可移动部件转动并通过预定位置时，该保持装置施加沿预定方向转动可移动部件的转动力，从而使锁定元件与接合部件相接合，以保持可移动部件的锁定状态。

通过根据本发明的这种结构，可移动部件在远离预定位置转动时，通过保持装置来使其沿预定方向转动，以使可移动部件的锁定元件与接合部件相接合。

通过这种结构，可移动部件能在没有驱动装置的任何作用下被保持。

此外，优选地，该驱动装置包括：至少三个驱动线圈，其安装在固定部件和可移动部件中的任一个上；驱动磁体，其安装在固定部件和可移动部件中的剩下的一个上与驱动线圈相对应的位置；位置感测装置，用来检测驱动磁体对驱动线圈的相对位置；以及控制装置，用来基于指示可移动部件要移动到的位置的命令信号，来产生与驱动线圈有关的线圈位置命令信号，并且响应于该线圈位置命令信号和由位置感测装置检测到的位置数据，来控制流入驱动线圈的驱动电流。

通过根据本发明的这种结构，当电流流入每个驱动线圈时，产生磁场，以使磁力从驱动磁体施加给对应的驱动线圈。该力作为驱动力使可移动部件相对于固定部件移动。通过位置感测装置来检测驱动磁体相对于驱动线圈的当前位置。当接收到由位置感测装置检测到的位置数据和线圈位置命令信号时，控制装置控制流入驱动线圈的驱动电流，以将可移动部件移动到所期望的位置。

通过这种结构，适当施加线圈位置命令信号使可移动部件平移和转动。

此外，在本发明中，优选地，可移动部件的形状近似为盘状；锁定元件由至少三个沿径向向外延伸的接合凸起形成；接合部件为环绕可移动部件的外周面的环状，其具有沿径向向内凸出的、当可移动部件转动到预定位置时与接合凸起相配合的接合凸起接触体。

通过根据本发明的这种结构，当可移动部件转动到预定位置时，接合凸起沿径向延伸出可移动部件，接合部件的接合凸起接触体在至少三个点接触。

通过这种结构，能确保可移动部件在锁定状态下被锁定。

此外，在本发明中，优选地，该保持装置由如下部件构成：可移动保持磁体，其安装在可移动部件上；以及固定保持磁体，其位于当可移动部件转动到预定位置时，施加磁力以使可移动保持磁体朝向预定方向的位置；以及当可移动保持磁体和固定保持磁体分开时，它们基本上不相互影响，随着可移动部件的转动使可移动保持磁体更靠近固定保持磁体，它们之间的磁力使可移动部件反向转动，当可移动部件通过可移动保持磁体最靠近固定保持磁体的位置时，它们之间的磁力促使可移动部件转动，从而使锁定元件与接合部件相接合。

通过根据本发明的这种结构，随着可移动部件转动，磁力作用于可移动保持磁体和固定保持磁体之间，当可移动部件通过可移动保持磁体最靠近固定保持磁体的位置时，它们之间的斥力使锁定元件与接合部件相接合。

通过这种结构，由于可移动保持磁体和固定保持磁体之间的斥力用来锁定锁定元件和接合部件，因此在没有驱动装置的驱动力的情况下，也能保持接合。

此外，优选地，本发明还包括手动释放机构，其中，该手动释放机构手动转动可移动部件，以使锁定元件和接合部件相接合，或者释放其接合。

通过根据本发明的这种结构，手动锁定释放机构使可移动部件能够手动转动，因此，即使当驱动装置由于某些故障例如没电而不能工作时，也能手动锁定和释放可移动部件。

此外，一种根据本发明的镜头单元包括：镜筒；位于镜筒内的拍摄镜头；安装在镜筒上的固定部件；承载图像稳定镜头并具有锁定元件的可移动部件；可移动部件支撑装置，用来支撑可移动部件，以允许可移动部件在平行于固定部件的平面上移动到任意位置；驱动装置，用来转动可移动部件且相对于固定部件平移可移动部件，以使可移动部件到达锁定状态的位置；接合部件，当可移动部件转动到预定位置时，该接合部件与锁定元件相接合以锁定可移动部件；振动感测装置，用来检测镜筒的振动；以及控制装置，用来基于来自振动感测装置的检测信号，来控制驱动装置移动可移动部件以稳定图像，然后，响应于锁定命令信号，来控制驱动装置将可移动部件移动到可移动部件被锁定的位置。

此外，一种根据本发明的照相机具有本发明的镜头单元。

因此，根据本发明，提供一种具有能锁定可移动部件的简单的机构的致动器、以及具有该致动器的镜头单元及照相机。

附图说明

图1是根据本发明的照相机的实施例的剖视图；

图2是根据本发明的照相机的实施例中使用的致动器的正视图；

图3是沿图2中的A-A线的横截面图，示出根据本发明的照相机的实施例中使用的致动器；

图4是移去可移动架之后的致动器的正视图；

图5A和图5B是示出驱动线圈、驱动磁体、背面磁轭(backyokes)、以及吸引磁轭(attracting yokes)的相互关系的部分放大的俯视图和放大的正视图；

图6和图7A～7F是示出驱动磁体的运动和由磁性传感器所产生的信号之间的关系的图；

图8是示出控制器上的信号处理的框图；

图9是示出安装在固定板上的驱动线圈和安装在可移动架上的三个驱动磁体的位置关系的图；

图10是示出平移和转动可移动架时的线圈位置命令信号的图；

图11A～11C是示出以下情况的图：图11A示出可移动架被锁定，图11B示出可移动架从锁定状态到释放状态的过渡状态，以及图11C示出可移动架被释放；

图12是控制流入驱动线圈的电流的电路的示例电路图；以及

图13示出本发明的实施例中的致动器的变形例。

具体实施方式

参考附图来说明本发明的优选实施例。

首先，参考图1～12来详细说明根据本发明的照相机的实施例。图1是示出根据本发明的照相机的实施例的剖视图。

从图1可以看出，由附图标记1所表示的根据本发明的照相机的实施例包括镜头单元2和照相机体4。镜头单元2包括：镜筒6、多个安装在镜筒6内的拍摄镜头8、在预定平面移动图像稳定镜头16的致动器10、以及分别用作振动感测装置以检测镜筒6的振动的陀螺仪(gyro)34a、34b(图1仅示出陀螺仪34a)。照相机1使用陀螺仪34a、34b来检测振动，并响应于检测结果，致动器10工作以移动图像稳定镜头16，从而获得聚焦在照相机体4内的胶片平面F上的稳定图像。在该实施例中，陀螺仪34a、34b分别使用压电振动陀螺仪。此外，在该实施例中，图像稳定镜头16由多个透镜构成，可选地，其可以是多于一个透镜的一组透镜。在下文，术语“图像稳定镜头”包括用来稳定图像的一个透镜和一组透镜。

接着，参考图2～4来详细说明致动器10。图2是致动器10的正视图，图3是沿图2中的A-A线的横截面图，图4是移去可移动架之后的致动器的正视图。从图2～图4可以看出，致动器10具有：固定在镜筒6内的固定板12或固定部件；相对于固定板12被可移动地支撑的可移动架14或可移动部件；以及环绕可移动架14并与可移动架14接合的环状部件15或接合部件。可移动架14由三个钢珠18或可移动部件支撑装置来支撑。

致动器10还具有：安装在固定板12上的三个驱动线圈20a、20b、20c；安装在可移动架14上、位于分别与驱动线圈20a、20b、20c对应的位置处的三个驱动磁体22；以及磁性传感器24a、24b、24c，即分别设在驱动线圈20a、20b、20c内的位置感测装置。致动器10还具有：安装在固定板12上、使驱动磁体22的磁力将可移动架14吸引到固定板12的吸引磁轭26；以及安装在每个驱动磁体22的反面、使驱动磁体的磁力有效指向固定板12的背面磁轭28。致动器10还包括：将钢珠18拉到可移动架14上的吸引磁体30；以及安装在固定板12和可移动架14上、以便在固定板12和可移动架14之间光滑地滚动钢珠18的钢珠接触体(contact)32。驱动线圈20a、20b、20c和设在与其对应的位置处的驱动磁体22一起构成使可移动架14相对于固定板12平移和转动的驱动装置。

致动器10包括：手动锁定元件52，其从环状部件15的外侧沿径向向内延伸，并可沿圆周方向移动；以及接合销(engagementpin)54，其位于可移动架14的外周面，以便与手动锁定元件52相接合。手动锁定元件52与接合销54一起构成手动锁定/释放机构，允许可移动架14和环状部件15手动相互接合或相互释放。

而且，如图1所示，致动器10具有控制装置或控制器36，其分别根据由陀螺仪34a、34b检测到的振动和由磁性传感器24a、24b、24c感测到的可移动架14的位置数据，来控制流入驱动线圈20a、20b、20c的电流。

镜头单元2安装在照相机体4上以聚焦入射光束，并在胶片平面F上形成图像。

近似为圆筒形的镜筒6在其内部保持多个拍摄镜头8，并允许部分拍摄镜头8移动，从而进行调焦。

致动器10使可移动架14在平行于胶片平面F的平面内相对于固定在镜筒6上的固定板12移动，从而使可移动架14上的图像稳定镜头16移动，以便即使当镜筒6振动时，也能避免在胶片平面F上形成的图像的振动。

固定板12的形状近似为圆环状，其上设有三个驱动线圈20a、20b、20c。从图2可以看出，驱动线圈20a、20b、20c设在圆心与镜头单元2的光轴相同的圆上。在该实施例中，驱动线圈20a位于光轴的垂直上方，驱动线圈20b位于沿光轴的水平位置，驱动线圈20c位于分别与驱动线圈20a和20b相距135度中心角的位置。因此，驱动线圈的相邻线圈20a和20b、20b和20c、以及20c和20a相互之间分别以90度中心角、135度中心角、和135度中心角依次分开。驱动线圈20a、20b、20c分别具有圆角方形(rounded square)的绕组(winding)，将这些线圈设置为使其各自的圆角方形的中心线指向线圈所在的圆的半径方向。

可移动架14的形状近似为圆环状，位于与固定板12平行的位置。在可移动架14的中心孔中，安装图像稳定镜头16。矩形驱动磁体22嵌入可移动架14上的圆上，并分别设在对应于驱动线圈20a、20b、20c的位置。在本说明书中，“对应于驱动线圈的位置”是指由驱动线圈产生的磁场在实质上所影响的位置。每个驱动磁体22在其反面具有矩形背面磁轭28，以便将来自驱动磁体22的磁通量高效率地指向固定板12。

在固定板12上的每个驱动线圈的反面，即在可移动架14的相对侧，安装矩形吸引磁轭26。由于将来自每个驱动磁体22的磁力施加在对应的吸引磁轭26上，因而可移动架14被吸引在固定板12上。在该实施例中，因为固定板12由非磁性材料形成，因此来自驱动磁体22的磁力线高效率地到达吸引磁轭26。

环状部件15是环状并环绕可移动架14的元件。环状部件15在其内周面具有三个接合凸起接触体15a，它们以120度中心角相互分开，并沿径向向内凸出。从图2可以看出，另一方面，可移动架14在其外周具有三个接合凸起14a，它们以120度中心角相互分开，并沿径向向外凸出，以便与对应的接合凸起接触体15a相接合。当可移动架14转动并到达预定位置时，接合凸起14a与接合凸起接触体15a接合，以锁定可移动架14。接合凸起14a与接合凸起接触体15a的接合允许可移动架14保持在图像稳定镜头16的中心与镜筒6的光轴对齐的位置。

在环状部件15的内周面还有三个凸出(raised)部分15b，它们以120度中心角相互分开，并沿径向向内延伸。凸出部分15b从环状部件15沿径向向内伸出，以便部分地覆盖可移动部件14的外周部分。凸出部分15b具有安装在其各自顶端的固定保持磁体50。固定保持磁体50位于与用作可移动保持磁体的三个吸引磁体30相对应的位置(以下，吸引磁体30也称为“可移动保持磁体30”)。对可移动保持磁体30和固定保持磁体50进行定向，以便其相互排斥。当可移动架14转动到预定位置时，来自可移动保持磁体30和固定保持磁体50的斥力使可移动架14转动，并将可移动架14锁定在接合凸起14a和接合凸起接触体15a相互接合的位置。在该实施例中，可移动保持磁体30和固定保持磁体50一起构成保持装置。

手动锁定元件52从环状部件15的外侧沿径向向内延伸，将其顶端加工为U形凹槽52a。环状止动(stop)元件52在圆周方向沿环状部件15的外周面被可移动地支撑，用户可手动操作镜筒6的操作部分(未示出)，以使手动锁定元件52从图2中实线所示的位置移动到点划线所示的位置。另一方面，接合销54安装在可移动架14的外周，并且作为手动锁定元件52移动的结果，接合销54接合在U形凹槽52a中。因此，当用户触摸操作部分(未示出)来操作手动锁定元件52时，该手动锁定元件52移动直到其接合销54接合在U形凹槽52a中，这使得可移动架14转动。当手动锁定元件52到达点划线所示的位置时，可移动架14上的接合凸起14a和环状部件15上的接合凸起接触体15a相互接合，以将可移动架14保持在该位置。另外，用户触摸操作单元(未示出)来操作手动锁定元件52，沿上述方向的反方向移动它，接合销54接合在U形凹槽52a中，以使可移动架14反向转动，这使得可移动架14被释放。在该实施例中，可移动止动元件52和接合销54一起构成手动释放机构。

图5A是示出驱动线圈20a、所对应的驱动磁体22、背面磁轭28、以及吸引磁轭26之间的位置关系的部分放大的俯视图，图5B是部分放大的正视图。从图2和图5A及5B可以看出，均为矩形的驱动磁体22、背面磁轭28和吸引磁轭26使其各自的长边相互沿长边延伸，而同样地使其各自的短边相互沿短边延伸。此外，驱动线圈20a以使其长边和短边平行于对应的矩形背面磁轭28的长边和短边的方式进行放置。驱动磁体22使其各磁中性轴C与安装驱动磁体22的圆的半径一致。这样，当电流流入对应的驱动线圈时，驱动磁体22接收圆的切线方向的驱动力。其余的驱动线圈20b、20c以与其各自对应的驱动磁体22、背面磁轭28和吸引磁轭26具有类似的位置关系的方式进行布置。在本说明书中，术语“磁中性轴C”是指连接从定义为驱动磁体22相对端的、以S极和N极表示的一个极性到另一个极性的转变点的线。因此，在该实施例中，磁中性轴C经过矩形驱动磁体22的长边的中点。此外，如图5A所示，驱动磁体22也使其极性在深度方向上变化，假定图5A中的左下和右上部分为南极(S)，而右下和左上为北极(N)。

从图2～5中可以看出，驱动线圈20a、20b、20c分别围绕磁性传感器24a、24b、24c。当可移动架14位于其中性位置时，每个磁性传感器使灵敏度中心S位于驱动磁体22的磁中性轴C。在该实施例中，霍尔元件用于磁性传感器。

图6和图7A～7F是示出驱动磁体22的位移和由磁性传感器24a所产生的信号之间的关系的图。如图6所示，当磁性传感器24a的灵敏度中心S位于驱动磁体22的磁中性轴C上时，来自磁性传感器24a的输出信号为零电平。当可移动架14随着其上的驱动磁体22移动而导致磁性传感器24a的灵敏度中心S偏离磁中性轴时，来自磁性传感器24a的输出信号发生变化。如图6所示，当沿X轴方向即垂直于磁中性轴C的方向移动驱动磁体22时，磁性传感器24a产生正弦信号。因此，当位移小时，磁性传感器24a产生与驱动磁体22的位移大约成比例的信号。在该实施例中，当驱动磁体22的位移落在小于驱动磁体22的长边的3％的范围内时，从磁性传感器24a输出的信号与从磁性传感器24a的灵敏度中心S到磁中性轴C的距离近似成比例。此外，在该实施例中，只要来自磁性传感器的输出与距离近似成比例，致动器10即可有效工作。

从图7A～7C可以看出，当驱动磁体22的磁中性轴C位于磁性传感器24a的灵敏度中心S时，在图7B驱动磁体22转动、或在图7C驱动磁体22沿磁中性轴C的方向移动的情况下，来自磁性传感器24a的输出信号为零电平。而且，如图7D～7F所示，当驱动磁体22的磁中性轴C偏离磁性传感器24a的灵敏度中心S时，从磁性传感器24a输出的信号与如下圆的半径r成比例：该圆的中心等于灵敏度中心S，并与驱动磁体22的磁中性轴C相切。因此，对于与驱动磁体22的磁中性轴C相切的圆的相同半径r，在如图7D驱动磁体22沿垂直于磁中性轴C的方向移动、如图7E驱动磁体22平移和转动、以及如图7F驱动磁体22沿任意方向平移的任何情况下，从磁性传感器24a产生相同电平的信号。

尽管在此根据磁性传感器24a说明了实施例，但其余磁性传感器24b、24c在与对应驱动磁体22的位置关系下，也产生相同的信号。因此，分析分别由磁性传感器24a、24b、24c检测到的信号，能够指定可移动架14在平移和转动运动后相对于固定板12的位置。

从图2可以看出，三个钢珠18被设置在设有固定板12的驱动线圈的圆的外圆上。钢珠18以120度中心角的间隔相互分开，其中一个钢珠18被设在驱动线圈20a和20b之间。如图3所示，依靠在对应于钢珠18的位置上分别嵌入的吸引磁体30，将钢珠18吸引到可移动架14上。因此，通过吸引磁体30将钢珠18吸引到可移动架14上，同时通过驱动磁体22将可移动架14吸引到固定板12上，从而将钢珠18夹在固定板12和可移动架14之间。这使得可移动架14在平行于固定板12的平面中被支撑，保持在这两个部件之间的钢珠18的滚动允许可移动架14以任意方向相对于固定板12平移和转动。

钢珠接触体32安装在固定板12和可移动架14各自的外周上。当可移动架14通过夹在固定板12和可移动架14中间的钢珠18移动时，钢珠18在钢珠接触体32上滚动。因此，由于可移动架14和固定板12中的任一部件相互滑动，因而可移动架14对于固定板12的相对运动将不产生摩擦力。优选地，钢珠接触体32加工成表面光滑，并由具有高表面硬度的材料制成，从而通过钢珠的滚动来降低钢珠18对钢珠接触体32的阻力。

而且，在该实施例中，钢珠接触体32由非磁性材料制成，以便来自吸引磁体30的磁力线高效率地到达钢珠18。此外，在该实施例中，尽管钢珠18采用钢球，但其不必为球体。因此，它们可以用任何使其与钢珠接触体32的各接触表面通常为球面的替代物来代替。在本说明书中将这种形式称为球状部件。

然后，参考图8来说明致动器10的控制。图8是示出控制器36中的信号处理的系统结构的框图。从图8可以看出，由两个陀螺仪34a、34b时刻检测镜头单元2的振动，并将检测结果传送到内置在控制器36中的镜头位置命令信号生成装置或算术运算电路38a、38b。在该实施例中，陀螺仪34a适合于感测镜头单元2的偏转运动的角加速度，而陀螺仪34b适合于感测镜头单元的俯仰运动的角加速度。

在从陀螺仪34a、34b时刻接收角加速度时，算术运算电路38a、38b产生指示图像稳定镜头16移动到的随时间变化的位置的命令信号。具体地，算术运算电路38a在时间积分处理中对由陀螺仪34a检测的偏转运动的角加速度进行两次积分，并加上预定的校正信号以获得镜头位置命令信号的水平分量，同样地，算术运算电路38b通过对由陀螺仪34b检测的俯仰运动的角加速度进行算术运算，来产生镜头位置命令信号的垂直分量。由此获得的镜头位置命令信号用来随时间变化地移动图像稳定镜头16，以便即使当在拍摄照片的曝光期间镜头单元2振动时，也能使在照相机体4内的胶片平面F上聚焦的图像振动但稳定。

内置在控制器36中的线圈位置命令信号产生装置适合于基于由算术运算电路38a、38b生成的镜头位置命令信号来产生与每个驱动线圈有关的线圈位置命令信号。线圈位置命令信号是在图像稳定镜头16移动到由镜头位置命令信号指示的位置的情况下，表示驱动线圈20a、20b、20c和其各自对应的驱动磁体22之间的位置关系的信号。具体地，当驱动磁体22和其各自的驱动线圈成对被移动到由线圈位置命令信号指示的位置时，图像稳定镜头16被移动到由镜头位置命令信号指示移动到的位置。在该实施例中，由于驱动线圈20a在光轴的垂直上方，因此与驱动线圈20a有关的线圈位置命令信号与从算术运算电路38a产生的镜头位置命令信号的水平分量相等。而且，由于驱动线圈20b位于光轴的侧面，因此与驱动线圈20b有关的线圈位置命令信号与从算术运算电路38b产生的镜头位置命令信号的垂直分量相等。而且，基于镜头位置命令信号的水平和垂直分量，从线圈位置命令信号产生装置或算术运算电路40产生与驱动线圈20c有关的线圈位置命令信号。

另一方面，由磁性传感器放大器42a以预定的放大倍数来放大由磁性传感器24a判定的驱动磁体22相对于驱动线圈20a的位移。差动电路44a允许电流以如下比率流入驱动线圈20a：该比率与来自算术运算电路38a的线圈位置命令信号的水平分量和来自磁性传感器放大器42a的与驱动线圈20a成对的驱动磁体22的位移之间的差成比例。因此，当线圈位置命令信号和来自磁性传感器放大器42a的输出之间的差为零时，没有电流流入驱动线圈20a，导致驱动驱动磁体22的力也为零。

同样地，由磁性传感器放大器42b以预定的放大倍数来放大由磁性传感器24b判定的驱动磁体22相对于驱动线圈20b的位移。差动电路44b允许电流以如下比率流入驱动线圈20b：该比率与来自算术运算电路38b的线圈位置命令信号的垂直分量和来自磁性传感器放大器42b的与驱动线圈20b成对的驱动磁体22的位移之间的差成比例。因此，当线圈位置命令信号和来自磁性传感器放大器42b的输出之间的差为零时，没有电流流入驱动线圈20b，导致驱动驱动磁体22的力也为零。

同样地，由磁性传感器放大器42c以预定的放大倍数来放大由磁性传感器24c判定的驱动磁体22相对于驱动线圈20c的位移。差动电路44c允许电流以如下比率流入驱动线圈20c：该比率与来自算术运算电路40的线圈位置命令信号和来自磁性传感器放大器42c的与驱动线圈20c成对的驱动磁体22的位移之间的差成比例。因此，当线圈位置命令信号和来自磁性传感器放大器42c的输出之间的差为零时，没有电流流入驱动线圈20c，导致驱动驱动磁体22的力也为零。

参考图9，现在将说明在平移可移动架14的情况下，镜头位置命令信号和线圈位置命令信号的关系。图9是示出设在固定板12上的驱动线圈20a、20b、20c与配置在可移动架14上的三个驱动磁体22的位置关系的图。首先，三个驱动线圈20a、20b、20c分别位于半径为R、中心与坐标系的原点(或零点)Q一致的圆上的L、M、N点。磁性传感器24a、24b、24c也位于使其各自的灵敏度中心S分别与点L、M、N一致的位置。当可移动架14位于中性位置时，或者当图像稳定镜头16的中心在光轴上时，与驱动线圈成对的驱动磁体22的磁中性轴C的中点也分别与点L、M、N一致。假定具有共同的原点Q的水平轴X和垂直轴Y分别在原点以135度与另一轴V相交，驱动磁体使其各自的磁中性轴C分别与X轴、Y轴和V轴一致。

然后，当移动可移动架14以使图像稳定镜头16的中心移动到点Q₁，并进一步关于点Q₁沿逆时针方向移动角度θ时，驱动磁体22的磁中性轴C的中点被分别移动到点L₁、M₁、N₁。为了将可移动架14移动到该位置，需要与驱动线圈20a、20b、20c有关的线圈位置命令信号使其各自的信号电平分别与如下圆的半径成比例：这些圆使其各自的中心分别与点L、M、N一致，并且分别与直线Q₁L₁、Q₁M₁、Q₁N₁相切。这些圆的半径分别以r_X、r_Y、r_V来表示。

如图9所示来判断线圈位置命令信号r_X、r_Y、r_V的正、负条件。具体地，将点L₁移动到第一象限的线圈位置命令信号r_X为正，而移动到第二象限则为负；同样地，将点M₁移动到第一象限的命令信号r_Y为正，而移动到第四象限则为负。此外，将点N₁移动到V轴以下的线圈位置命令r_V被判定为正，而移动到V轴以上则为负。对于角度的正、负条件，使顺时针方向为正号。因此，如果可移动架14从中性位置沿顺时针方向转动，则线圈位置命令信号r_X、r_Y、r_V分别假定为正、负、和负。

此外，现在假定点Q₁、L₁、N₁的坐标分别为(j，g)、(i，e)和(k，h)，并且V轴和Y轴以角度α相交。此外，假定有经过点M且平行于直线Q₁L₁的辅助线A与经过点L且平行于直线Q₁M₁的另一辅助线B的交点P。

现在对直角三角形LMP应用正弦定理，给出以下方程：

从以上方程得到以下公式：

$\stackrel{\‾}{\mathrm{LP}}=R(\cos \mathrm{\θ}+\sin \mathrm{\θ})...\left(2\right)$

$\stackrel{\‾}{\mathrm{MP}}=R(\cos \mathrm{\θ}-\sin \mathrm{\θ})...\left(3\right)$

使用项R、r_X、r_Y、r_V、θ和α来分别表示坐标e、g、h、i、j、和k如下：

e＝-r_Xsinθ+R

$g=e-(\stackrel{\‾}{\mathrm{MP}}-r_Y)\cos \mathrm{\θ}=-r_X\sin \mathrm{\θ}+r_Y\cos \mathrm{\θ}-R\cos \mathrm{\θ}(\cos \mathrm{\θ}-\sin \mathrm{\θ})+R$

h＝-Rcosα-r_Vsin(α+θ)

i＝r_Xcosθ    …(4)

$j=i-(\stackrel{\‾}{\mathrm{MP}}-r_Y)\cos \mathrm{\θ}=-r_X\sin \mathrm{\θ}+r_Y\cos \mathrm{\θ}-R\cos \mathrm{\θ}(\cos \mathrm{\θ}-\sin \mathrm{\θ})$

k＝-Rsinα+r_Vcos(α+θ)

对于具有顶点坐标为(k，g)、(j，g)和(k，h)的直角三角形，可以用以下方程来表示所建立的关系：

$\frac{j-k}{g-h}=\tan (\mathrm{\α}+\mathrm{\θ})=\frac{\sin (\mathrm{\α}+\mathrm{\θ})}{\cos (\mathrm{\α}+\mathrm{\θ})}=\frac{\sin \mathrm{\α}\cos \mathrm{\θ}+\cos \mathrm{\α}\sin \mathrm{\θ}}{\cos \mathrm{\α}\cos \mathrm{\θ}-\sin \mathrm{\α}\sin \mathrm{\θ}}$ …(5)

$=\frac{r_X\cos \mathrm{\θ}+r_Y\sin \mathrm{\θ}-R\sin \mathrm{\θ}(\cos \mathrm{\θ}-\sin \mathrm{\θ})+R\sin \mathrm{\α}-r_V\cos (\mathrm{\α}+\mathrm{\θ})}{-r_X\sin \mathrm{\θ}+r_Y\cos \mathrm{\θ}-R\cos \mathrm{\θ}(\cos \mathrm{\θ}-\sin \mathrm{\θ})+R+R\cos \mathrm{\α}+r_V\sin (\mathrm{\α}+\mathrm{\θ})}$

以上方程(5)可以展开并重新整理为以下方程：

r_Xcosα-r_Ysinα-r_V＝R(sinα+cosα)sinθ+Rsinθ    …(6)

此外，在平移可移动架14的情况下，满足θ＝0，并将以上方程(6)重新组织如下：

r_Xcosα-r_Ysinα-r_V＝0    …(7)

在该实施例中，也满足α＝45°，则公式(7)可简化如下：

$r_V=\frac{(r_X-r_Y)}{\sqrt{2}}...\left(8\right)$

因此，在该实施例中，当图像稳定镜头16响应于镜头位置命令信号而使其中心平移到坐标(j，g)时，为驱动线圈20a和20b分别生成线圈位置命令信号r_X和r_Y，这些命令信号各自的信号电平与坐标j和g成比例，同时，通过应用公式(8)来计算驱动线圈20c的线圈位置命令信号r_V。

线圈位置命令信号r_X与来自图8中的算术运算电路38a的输出信号相同，而线圈位置命令信号r_Y与来自算术运算电路38b的输出信号相同。同样地，线圈位置命令信号r_V与来自算术运算电路40的输出信号相同，该算术运算电路40执行与公式(8)提供的处理相同的算术运算。

然后，参考图10，即在转动可移动架14的情况下，镜头位置命令信号和线圈位置命令信号的关系。图10是示出在平移和转动可移动架14的情况下，线圈位置命令信号的图。从图10可以看出，首先平移可移动架14以使安装在可移动架14上的图像稳定镜头16的中心从点Q移动到另一点Q₂，因此，安装在可移动架14上的驱动磁体22被分别从点L、M、N移动到点L₂、M₂、N₂。对于该平移运动，产生线圈位置命令信号r_X、r_Y、r_V。通过上述方程(8)可以获得线圈位置命令信号的信号电平。在可移动架14关于点Q₂沿逆时针方向转动角度η的情况下，将获得命令信号r_Xη、r_Yη、r_Vη。

与图9所示的情况相同，首先假定点Q₂的坐标和直线Q₂N₂与半径为r_V、中心为N的圆的切点的坐标分别为(j，g)和(k，h)，并且用零来替换方程(4)中的项θ，导出以下关系：

g＝r_Y

j＝i＝r_X    …(9)

$k=-R\sin \mathrm{\α}+r_V\cos (\mathrm{\α}+\mathrm{\θ})=-R\frac{1}{\sqrt{2}}+r_V\frac{1}{\sqrt{2}}$

当可移动架14关于点Q₂沿逆时针方向转动角度η时，点L₂、M₂、N₂分别移动到点L₃、M₃、N₃。还假定成对的线段Q₂L₂和Q₂L、Q₂M₂和Q₂M、以及Q₂N₂和Q₂N的夹角分别以β、δ、和γ来表示。此外，假定线段Q₂L、Q₂M、以及Q₂N各自的长度表示为U、W、和V。线圈位置命令信号r_Xη、r_Yη、r_Vη各自的信号电平分别等于各自的中心为点L、M、N且与直线Q₂L₃、Q₂M₃、以及Q₂N₃相切的圆的半径，因此，可建立表示如下的关系：

$r_{X^{\mathrm{\η}}}=U\sin (\mathrm{\β}+\mathrm{\η})=U(\sin \mathrm{\β}\cos \mathrm{\η}+\cos \mathrm{\β}\sin \mathrm{\η})$

$r_{V^{\mathrm{\η}}}=-V\sin (\mathrm{\γ}+\mathrm{\η})=-V(\sin \mathrm{\γ}\cos \mathrm{\η}+\cos \mathrm{\γ}\sin \mathrm{\η})...\left(10\right)$

$r_{Y^{\mathrm{\η}}}=-W\sin (\mathrm{\δ}+\mathrm{\η})=-W(\sin \mathrm{\δ}\cos \mathrm{\η}+\cos \mathrm{\δ}\sin \mathrm{\η})$

根据一些数学关系，可以用以下表达式来代替sinβ、cosβ和其它项。

$\sin \mathrm{\β}=\frac{i}{U}=\frac{r_X}{U}$

$\cos \mathrm{\β}=\frac{R-g}{U}=\frac{R-r_Y}{U}$

$\sin \mathrm{\γ}=\frac{r_V}{V}...\left(11\right)$

$\cos \mathrm{\γ}=\frac{\sqrt{2}(i-k)}{V}=\frac{\sqrt{2}{r}_X+R-r_V}{V}$

$\sin \mathrm{\δ}=\frac{g}{W}=\frac{-r_Y}{W}$

$\cos \mathrm{\δ}=\frac{R-i}{W}=\frac{R-r_X}{W}$

此外，用公式(11)中的关系来替换公式(10)中各对应的项，以消除如β、γ、和δ的项，从而得到表示以下关系的公式：

$r_{X^{\mathrm{\η}}}=r_X\cos \mathrm{\η}+(R-r_Y)\sin \mathrm{\η}$

$r_{V^{\mathrm{\η}}}=r_V\cos \mathrm{\η}-(\sqrt{2}{r}_X+R-r_V)\sin \mathrm{\η}...\left(12\right)$

$r_{Y^{\mathrm{\η}}}=r_Y\cos \mathrm{\η}-(R-r_X)\sin \mathrm{\η}$

因此，为了将可移动架14移动到通过首先将图像稳定镜头16的中心平移到坐标(j，g)、然后关于所得到的点沿逆时针方向将其转动角度η而确定的点上，首先通过公式(8)和(9)获得线圈位置命令信号r_X、r_Y、r_V，然后用所得到的值代替公式(12)中的对应项，以获得对驱动线圈给出的线圈位置命令信号r_Xη、r_Yη、r_Vη。

在可移动架14没有平移运动，而关于点Q沿逆时针方向转动角度η情况下，用零替换公式(12)中的r_X、r_Y、r_V项如下：

$r_{X^{\mathrm{\η}}}=R\sin \mathrm{\η}$

$r_{V^{\mathrm{\η}}}=R\sin \mathrm{\η}...\left(13\right)$

$r_{Y^{\mathrm{\η}}}=-R\sin \mathrm{\η}$

因此，可以通过算术运算获得线圈位置命令信号r_Xη、r_Yη、和r_Vη。

现在参考图11来说明致动器10的锁定机构的功能。图11A示出可移动架14处于锁定状态，图11B示出可移动架14处于从锁定位置到释放位置的过渡状态，图11C示出可移动架14处于释放状态。首先，当不使用根据本发明的实施例的照相机1时，或者当关闭照相机1的防振功能时，如图11A锁定可移动架14。在这种状况下，可移动架14与环状部件15接合并固定，因此，在没有驱动力作用于可移动架14的情况下，可移动架14将不会在环状部件15的内部振动，这能保持图像稳定镜头16的中心与光轴对齐。

此外，从图11A可以看出，这种接合状态会使可移动保持磁体30稍微偏离对应的固定保持磁体50，并且可移动保持磁体30和固定保持磁体50之间的斥力使可移动架14沿箭头D1所示的方向转动。该转动力使可移动架14的接合凸起14a压住接合凸起接触体15a，以保持前者与后者接合。因此，在关闭照相机1后，可移动架14保持在锁定状态。

然后，打开照相机1启用防振功能，控制器36使电流分别流入驱动线圈20a、20b、20c，以沿顺时针方向(箭头D1所示方向的反方向)转动可移动架14。通过公式(13)分别获得线圈位置命令信号r_Xη、r_Yη、和r_Vη。首先如图11A的状态，可移动架14沿顺时针方向转动，从而使可移动保持磁体30更靠近固定保持磁体50，以在它们之间产生更大的斥力，也增大了使可移动架14沿箭头D1所示的方向(逆时针方向)转动的转动力。在如图11B所示的状态之前的瞬时，该转动力最大，此时可移动保持磁体30与固定保持磁体50相互最近。当可移动架14逆着转动力转动到如图11B所示的点，然后进一步转动以便可移动保持磁体稍微通过固定保持磁体50的前面时，来自可移动保持磁体30和固定保持磁体50之间的斥力的转动力的方向反转为如图11B中的箭头D2所示的方向(顺时针方向)。

在这种状况下，当转动力的方向反转时，使接合凸起14a与接合凸起接触体15a相接合的转动力不再升高，因此，两个部件相互脱离(disengage)。当可移动架14进一步转动到如图11C所示的状态时，使可移动保持磁体30与固定保持磁体50充分分开，因此，它们之间的磁力基本消除。当启用防振功能时，控制可移动架14，以使可移动保持磁体30与固定保持磁体50基本不相互影响，从而避免在胶片平面F上形成的图像的干扰。

另一方面，关闭照相机1停用防振功能，控制器36使电流分别流入驱动线圈20a、20b、20c，以便沿逆时针方向(箭头D1所示的方向)转动可移动架14。首先如图11C所示的状态，可移动架14沿逆时针方向转动到几乎为如图11B的状态，因此，可移动保持磁体30和固定保持磁体50之间的斥力增大，这使得可移动架14沿顺时针方向拉回。然而，当可移动架14沿逆时针方向逆着拉回转动力转动，并通过图11B所示的、可移动保持磁体30与固定保持磁体50相互最近的位置时，可移动架14受固定保持磁体50的影响，以使它沿逆时针方向转动。逆时针转动力使接合凸起14a与接合凸起接触体15a接合，并锁定可移动架14。即使在电流不再流入驱动线圈20a、20b、20c且驱动力消失之后，由于可移动保持磁体30和固定保持磁体50之间的斥力，使可移动架14保持固定。

另一方面，当不能通过使用驱动线圈20a、20b、20c来驱动可移动架14时，例如由于照相机1没电时，可以使用手动锁定元件52来锁定和释放可移动架14。在如图11A锁定可移动架的情况下，沿顺时针方向转动手动锁定元件52，使手动锁定元件52的U形凹槽52a与接合销54相配合。进一步使手动锁定元件52沿顺时针方向转动，使可移动架14能够克服可移动保持磁体30和固定保持磁体50之间的斥力并转动。当手动锁定元件52到达图11A中的点划线所示的位置时，可移动保持磁体30通过固定保持磁体50，直到磁力不再影响可移动架14，以便使其保持锁定，最后，可移动架14处于释放状态。

此外，在图11C所示的可移动架被脱离的状态的情况下，沿逆时针方向转动手动锁定元件52，使其沿逆时针方向推动并转动可移动架14。转动手动锁定元件52到达点划线所示的位置，可移动架14上的接合凸起14a与接合凸起接触体15a接合以锁定可移动架14。在该位置，可移动保持磁体30通过固定保持磁体50，因此，这两个磁体之间的斥力产生转动力，以沿逆时针方向移动可移动架14，即使当照相机1关闭时仍保持可移动架被接合。

接着，参考图12来说明控制器36的示例电路。图12示出控制流入驱动线圈20a的电流的电路的例子。在图12的电路中，省略启动运算放大器的辅助电路例如电源电路。首先，从图12可以看出，电源电压+V_CC和地与电阻R7和R8串连连接起来。运算放大器OP4的正输入端连接到电阻R7和R8之间。运算放大器OP4的负输入端连接到运算放大器OP4的输出端。这样，电阻R7和R8允许运算放大器OP4的输出端的电压达到电源电压V_CC和地电势GND之间的参考电压V_REF的电平，以便其能保持该电平。

另一方面，在磁性传感器24a的第一和第二端子之间施加电源电压+V_CC。磁性传感器24a的第三端子连接到参考电压V_REF。这样，随着影响磁性传感器24a的磁力发生变化，磁性传感器24a的第四端子相应地在+V_CC和GND之间变化。

磁性传感器24a的第四端子连接到运算放大器OP1的负输入端，其中间插入可变电阻VR2，可以调节可变电阻VR2来调整从磁性传感器24a的输出增益。可变电阻VR1的相对的固定端分别连接到+V_CC和GND的电压电平。可变电阻VR1的可变端连接到运算放大器OP1的负输入端，其中插入电阻R1。可以调节可变电阻VR1来调整从运算放大器OP1输出的补偿电压。此外，运算放大器OP1的正输入端连接到参考电压V_REF。运算放大器OP1的输出端连接到运算放大器OP1的负输入端，其中插入电阻R2。

产生与驱动线圈20a有关的线圈位置命令信号的算术运算电路38a被连接到运算放大器OP3的正输入端。运算放大器OP3的输出端连接到运算放大器OP3的负输入端。因此，运算放大器OP3用作线圈位置命令信号的缓冲放大器。

运算放大器OP1的输出端连接到运算放大器OP2的负输入端，其中插入电阻R3。此外，运算放大器OP3的输出端连接到运算放大器OP2的正输入端，其中插入电阻R4。这样，从运算放大器OP2的输出端产生来自磁性传感器24a的输出与线圈位置命令信号的差。运算放大器OP2的正输入端连接到参考电压V_REF，其中插入电阻R5，并使其输出端连接到运算放大器OP2的负输入端，其中插入电阻R6。通过这些电阻R5和R6来定义运算放大器OP2的正、负输出的增益。

运算放大器OP2的输出端连接到驱动线圈20a的其中一个相对端，驱动线圈20a的另一端连接到参考电压V_REF。因此，与来自运算放大器OP2的输出和参考电压V_REF之间的电压差相等的电流流入驱动线圈20a。流入驱动线圈20a的电流产生磁场，这使得磁力影响驱动磁体22，最终产生驱动磁体22的位移。该磁力被定向为使驱动磁体22靠近线圈位置命令信号所指示的位置。一旦移动驱动磁体22，则从磁性传感器24a的第四端子输出的电压发生变化。当驱动磁体22到达线圈位置命令信号所指示的位置时，向运算放大器OP2的正、负输入端提供的电压变得彼此相等，不再有电流流入驱动线圈20a。

上述图12中的运算放大器OP1和OP2与图8中的磁性传感器放大器42a和差动电路44a相对应。尽管已说明了控制电流流入驱动线圈22a的电路，流入驱动线圈20b的电流也由同样的电路来控制。此外，流入驱动线圈20c的电流可由同样的电路来控制，但在这种情况下，算术运算电路40使其输出连接到运算放大器OP3的正输入端。算术运算电路40由功能与运算放大器OP2相同的差动放大器、产生预处理电平的(1/2)1/2的分压的电阻等构成。

参考图1和8来说明根据本发明的照相机1的优选实施例的操作。首先，接通照相机1的防振功能的启动开关(未示出)，允许镜头单元2中的致动器10开始工作。内置在镜头单元2中的陀螺仪34a和34b随时间变化地检测预定频带中的振动，陀螺仪34a为算术运算电路38a产生偏转方向的角加速度信号，而陀螺仪34b产生俯仰方向的角加速度信号。算术运算电路38a在时间积分处理中对接收到的角加速度信号进行两次积分以计算偏转角度，并将计算结果进一步与预定的校正信号相加，以产生水平方向的镜头位置的命令信号。同样地，算术运算电路38b在时间积分处理中对接收到的角加速度信号进行两次积分以计算俯仰角度，并将计算结果与预定的校正信号相加，以产生垂直方向的镜头位置的命令信号。在随时间变化的基础上，将图像稳定镜头16随时间变化地移动到从算术运算电路38a、38b产生的镜头位置命令信号所指示的位置，从而可稳定聚焦在照相机体4内的胶片平面F上的图像。

将从算术运算电路38a产生的水平方向的镜头位置的命令信号传送到差动电路44a，作为与驱动线圈20a有关的线圈位置命令信号r_X。同样地，将从算术运算电路38b产生的垂直方向的镜头位置的命令信号传送到差动电路44b，作为与驱动线圈20b有关的线圈位置命令信号r_Y。来自算术运算电路38a、38b的输出被传送到算术运算电路40，并且公式(8)所表示的算术运算能够生成驱动线圈20c的线圈位置命令信号r_V。

另一方面，分别位于驱动线圈20a、20b、和20c内部的磁性传感器24a、24b、和24c分别为磁性传感器放大器42a、42b、和42c生成检测信号。由磁性传感器检测到的检测信号在磁性传感器放大器42a、42b、和42c中被分别放大以后，被分别传送到差动电路44a、44b、和44c。

差动电路44a、44b、和44c分别产生与来自磁性传感器的所接收到的检测信号和线圈位置命令信号r_X、r_Y、和r_V之间的差相等的电压，并允许与该电压成比例的电流分别流入驱动线圈20a、20b、和20c。当电流流入驱动线圈时，产生与该电流成比例的磁场。由于该磁场，使设在驱动线圈对应位置的驱动磁体22分别向更靠近由线圈位置命令信号r_X、r_Y、及r_V指示的位置移动，从而移动可移动架14。一旦驱动磁体22到达由线圈位置命令信号指示的位置，由于线圈位置命令信号等于检测信号，因而来自差动电路的输出变为零电平，并且移动驱动磁体的力也变为零。当外部干扰和/或线圈位置命令信号的变化使驱动磁体22偏离在线圈位置命令信号中指定的位置时，恢复驱动线圈中的电流，使驱动磁体22返回所指定的位置。

随时间变化地重复上述步骤，允许与驱动磁体22一起安装在可移动架14上的图像稳定镜头16根据镜头位置命令信号到达指定的位置。因此，使聚焦在照相机体4内的胶片平面F上的图像稳定。

然后，断开照相机1中的防振功能的启动开关(未示出)，致动器10沿逆时针方向转动可移动架14并锁定可移动架14。即使在关闭照相机1之后，通过可移动保持磁体30和固定保持磁体50之间的斥力仍可保持可移动架的这种锁定状态。此外，用户可以操作镜筒6的操作部分(未示出)来移动手动锁定元件52，即使当断开电源或照相机没电时，也能使可移动架14的手动移动进入锁定或释放状态。

在根据本发明的照相机的实施例中，图像稳定致动器的可移动架可在预定的平面内沿所期望的方向平移和转动。因此，可以在没有附加驱动装置进行锁定的情况下固定可移动架。

此外，在根据本发明的照相机的实施例中，由于使用可移动保持磁体和固定保持磁体之间的斥力来使可移动架保持固定，因而稳定地锁定可移动架，而无需电源消耗。

在根据本发明的照相机的实施例中，手动锁定元件用来手动移动可移动架以将其锁定，这使得在没电情况下，也能手动使可移动架返回锁定状态。

在根据本发明的照相机的实施例中，磁性传感器用于检测来自驱动磁体的磁性，以判定可移动架的位置，因此，驱动磁体也通用为磁性传感器的磁体，而不用附加磁体。由于磁性传感器位于驱动线圈内，因此从每个驱动线圈对每个驱动磁体施加的力的作用点与由磁性传感器感测为驱动磁体的位置的点几乎相同，这使得能够准确检测可移动架的位置，而不受机械冲击的影响。

在根据本发明的照相机的实施例中，固定板和可移动架之间的间隔由钢珠保持为常数，钢珠在固定板和可移动架之间的滚动允许可移动部件相对于固定板移动，这消除了固定板和可移动架之间的滑动摩擦阻力的影响。

尽管已说明了本发明的实施例，但是可对其进行各种改变。在上述实施例中本发明特别用于胶卷照相机，但可以将其用于任何静物照相机或动画照相机例如数字照相机、视频照相机等。此外，本发明可用于与任何上述照相机的照相机体一起使用的镜头单元。此外，本发明可用作移动照相机的图像稳定镜头的致动器，或者移动XY段(stage)等的致动器。

在上述实施例中，尽管可移动架通常为盘状，并且通过设在可移动架的外周面的三个接合凸起或锁定元件、以及分别与它们接合的环状部件中的三个接合凸起接触体或接合部件来锁定可移动架，但是也可以使用其它结构来锁定可移动架。例如，可以提供所期望的任何数量的接合凸起和接合凸起接触体。此外，环状部件除了环状外，还可以为任何形状；接合凸起和环状部件除了在可移动架的外周接合之外，还可以在任何位置相互接合。

此外，在上述实施例中，驱动线圈被安装在固定部件上，而驱动磁体被安装在可移动部件上，可替代地，驱动磁体可安装在固定部件上，而驱动线圈可安装在可移动部件上。此外，在上述实施例中，使用三对驱动线圈和驱动磁体，可选地，可使用四对或更多对的驱动线圈和驱动磁体。此外，在上述实施例中，永久磁体用作驱动磁体，但也可使用电磁体来代替。

在上述实施例中，磁性传感器用作位置感测装置以检测来自驱动磁体的磁力，并判定其各自的位置，可选地，除磁性传感器外，可替换为任何位置感测传感器来检测驱动磁体对驱动线圈的相对位置。

此外，在上述实施例中，三个钢珠18用作可移动部件支撑装置，可选地，可用四个或更多个球形物体来代替该可移动部件支撑装置。另外，可使可移动部件和固定部件各自的接触表面光滑，以使可移动部件和固定部件相互直接接触来进行滑动，而不使用任何球形物体。

此外，在上述实施例中，将驱动线圈设置成使驱动线圈对24a和24b、24c和24a、及24b和24c分别以90度、135度、及135度中心角相交，可选地，可以将驱动线圈24c的位置确定为使驱动线圈24b和驱动线圈24c相交处的中心角在公式90+α(0≤α≤90)所表示的范围内。另外，驱动线圈24a和24b相交处的中心角可以为除了90度以外的任意所期望的角度，并且三个驱动线圈以90度～180度的中心角的范围相交，例如由三个驱动线圈构成的全部三个中心角均为120度。

而且，在上述实施例中，驱动磁体的磁中性轴均沿径向延伸，可选地，其可沿以任何所期望的方式确定的方向。优选地，至少一个驱动磁体被布置为其磁中性轴沿径向延伸。

图13示出本发明的上述实施例的变形例，其中分别与驱动线圈24a和24b成对的驱动磁体22的磁中性轴延伸为中心为点Q的圆的切线，而与驱动线圈24c成对的余下的磁体22的磁中性线与该圆的半径一致地延伸。尽管在图中略去，但驱动线圈24a、24b、24c分别位于点L、M、N。在该例子中，产生与驱动线圈24a、24b、24c有关的线圈位置命令信号r_X、r_Y、及r_V，以指示将这些磁体从其各自的当前位置L、M、N移动到的位置。由于线圈位置命令信号，在可移动架14位于其中性位置的情况下，点L、M、N处的驱动磁体22的磁中性轴的中点被分别移到L₄、M₄、N₄，同时，将图像稳定镜头16的中心从点Q移到点Q₃。

在该变形例中，将线圈位置命令信号r_X，即镜头位置命令信号的水平分量提供给位于点M处的驱动线圈24b；而将线圈位置命令信号r_Y，即镜头位置命令信号的垂直分量提供给位于点L处的驱动线圈24a。此外，在图13所示的情况下，使用线圈位置命令信号r_X和r_Y来替代公式(8)中的对应项，给出由此得到的、与驱动线圈24c有关的线圈位置命令信号r_V，从而使点Q分别沿X轴和Y轴平移-r_X和+r_Y。

Claims (8)

1.一种致动器，其用于平移图像稳定镜头以使图像稳定，所述致动器包括：

固定部件；

可移动部件，具有锁定元件，并且承载图像稳定镜头；

可移动部件支撑装置，用来支撑可移动部件，以允许可移动部件在平行于固定部件的平面上移动到任意位置；

驱动装置，用来转动可移动部件且相对于固定部件平移可移动部件，以使可移动部件到达锁定状态的位置；以及

接合部件，当可移动部件转动到预定位置时，该接合部件与锁定元件相接合以锁定可移动部件。

2.根据权利要求1所述的致动器，其特征在于，还包括用于保持可移动部件的保持装置，其中，当可移动部件转动并通过预定位置时，该保持装置施加沿预定方向转动可移动部件的转动力，从而使锁定元件与接合部件相接合，以保持可移动部件的锁定状态。

3.根据权利要求1所述的致动器，其特征在于，该驱动装置包括：

至少三个驱动线圈，其安装在固定部件和可移动部件中的任一个上；

驱动磁体，其安装在固定部件和可移动部件中的剩下的一个上与驱动线圈相对应的位置；

位置感测装置，用来检测驱动磁体对驱动线圈的相对位置；以及

控制装置，用来基于指示可移动部件要移动到的位置的命令信号，来产生与驱动线圈有关的线圈位置命令信号，并且响应于该线圈位置命令信号和由位置感测装置检测到的位置数据，来控制流入驱动线圈的驱动电流。

4.根据权利要求1所述的致动器，其特征在于，可移动部件的形状近似为盘状；锁定元件由至少三个沿径向向外延伸的接合凸起形成；接合部件为环绕可移动部件的外周面的环状，其具有沿径向向内凸出的、当可移动部件转动到预定位置时与接合凸起相配合的接合凸起接触体。

5.根据权利要求2所述的致动器，其特征在于，该保持装置由如下部件构成：可移动保持磁体，其安装在可移动部件上；以及固定保持磁体，其位于当可移动部件转动到预定位置时，施加磁力以使可移动保持磁体朝向预定方向的位置；以及

当可移动保持磁体和固定保持磁体分开时，它们基本上不相互影响，随着可移动部件的转动使可移动保持磁体更靠近固定保持磁体，它们之间的磁力使可移动部件反向转动，当可移动部件通过可移动保持磁体最靠近固定保持磁体的位置时，它们之间的磁力促使可移动部件转动，从而使锁定元件与接合部件相接合。

6.根据权利要求1所述的致动器，其特征在于，还包括手动释放机构，其中，该手动释放机构手动转动可移动部件，以使锁定元件和接合部件相接合，或者释放其接合。

7.一种镜头单元，包括：

镜筒；

位于镜筒内的拍摄镜头；

安装在镜筒上的固定部件；

承载图像稳定镜头并具有锁定元件的可移动部件；

可移动部件支撑装置，用来支撑可移动部件，以允许可移动部件在平行于固定部件的平面上移动到任意位置；

驱动装置，用来转动可移动部件且相对于固定部件平移可移动部件，以使可移动部件到达锁定状态的位置；

接合部件，当可移动部件转动到预定位置时，该接合部件与锁定元件相接合以锁定可移动部件；

振动感测装置，用来检测镜筒的振动；以及

控制装置，用来基于来自振动感测装置的检测信号，来控制驱动装置移动可移动部件以稳定图像，然后，响应于锁定命令信号，来控制驱动装置将可移动部件移动到可移动部件被锁定的位置。

8.一种照相机，其具有根据权利要求7所述的镜头单元。

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