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Die
Erfindung betrifft die Anordnung eines flexiblen Schaltungsträgers in
einer Abbildungseinrichtung.
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Eine
Abbildungseinrichtung, d.h. eine Digitalkamera, bei der eine Bildaufnahmevorrichtung
(d.h. ein CCD- oder ein CMOS-Bildsensor) in einer Ebene orthogonal
zu einer optischen Achse bewegt wird, um eine Bildbewegung eines
auf der Abbildungsvorrichtung fokussierten Objektbildes auszugleichen,
die durch Vibration infolge Handzitterns auf die Abbildungsvorrichtung
ausgeübt
wird, ist bereits bekannt. Um eine glatte Bewegung einer beweglichen
Abbildungsvorrichtung zu erreichen, müssen die elektrischen Verbindungen
zwischen der Abbildungsvorrichtung und einem Bildprozessor durch
einen flexiblen Schaltungsträger
realisiert werden. Wenn dieser aber in Kontakt mit benachbarten
Teilen wie einem stationären
Teil kommt, wodurch ein Widerstand gegen Bewegungen des flexiblen
Schaltungsträgers
bei Betrieb der Abbildungsvorrichtung erzeugt wird, nimmt die Belastung
eines Antriebsmechanismus für die
Abbildungsvorrichtung zu, wodurch ein schädlicher Effekt auf die Antriebsgenauigkeit
der Bildaufnahmevorrichtung ausgeübt wird. Um dieses Problem
zu vermeiden, muss der flexible Schaltungsträger in seiner Halterungsstruktur
durch ein oder mehrere stationäre
Elemente an einem oder mehreren Punkten gehalten werden, die einen
ausreichenden Abstand zur Abbildungsvorrichtung haben, wodurch aber
eine Miniaturisierung der Abbildungsvorrichtung verhindert wird.
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Anordnung eines flexiblen
Schaltungsträgers
für eine
Abbildungseinrichtung anzugeben, die eine bewegliche Bildaufnahmevorrichtung
enthält,
welche in einer Ebene parallel zur optischen Achse bewegt wird.
Der flexible Schaltungsträger
soll den vorstehend beschriebenen Widerstandseffekt auf seine Bewegungen
verhindern, der von der Bildaufnahmevorrichtung ausgeht, so dass
diese stabil mit höherer Genauigkeit
angetrieben wird, auch wenn der flexible Schaltungsträger einen
kompakten Aufbau hat.
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Die
Erfindung löst
diese Aufgabenstellung durch eine Anordnung eines flexiblen Schaltungsträgers nach
Anspruch 1, 12 oder 14. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand
von Unteransprüchen.
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Die
Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen
näher erläutert. Darin
zeigen:
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1 die
Vorderansicht einer Digitalkamera mit einer Anordnung eines flexiblen
Schaltungsträgers
nach der vorliegenden Erfindung,
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2 einen
Längsschnitt
der Digitalkamera nach 1 mit aufnahmebereitem Zustand
ihres brennweitenvariablen Objektivs,
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3 einen
Längsschnitt
der Digitalkamera nach 1 mit voll eingefahrenem Objektiv,
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4 eine
perspektivische Darstellung des brennweitenvariablen Objektivs der
Digitalkamera nach 1 im voll eingefahrenen Zustand,
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5 eine
perspektivische Explosionsdarstellung eines Teils des in 4 gezeigten
Objektivs,
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6 eine
perspektivische Explosionsdarstellung eines weiteren Teils des in 4 gezeigten Objektivs,
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7 eine
perspektivische Vorderansicht einer Bildstabilisatoreinheit (Bildstabilisiermechanismus)
nach 5,
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8 eine
perspektivische Rückansicht
der Bildstabilisatoreinheit nach 5, bei der
eine bewegbare Platte und eine stationäre Abdeckung entfernt sind,
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9 eine
perspektivische Rückansicht
der Bildstabilisatoreinheit aus 5 mit einem
anderen Blickwinkel als in 8,
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10 eine
perspektivische Explosionsdarstellung der Bildstabilisatoreinheit,
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11 eine
perspektivische Explosionsdarstellung eines Teils der Bildstabilisatoreinheit
im Bereich ihres stationären
Halters,
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12 eine
perspektivische vordere Explosionsdarstellung eines X-Bewegungsrahmens,
eines CCD-Bildsensors, einer CCD-Halteplatte und zugeordneter Elemente
aus 10,
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13 eine
perspektivische Rückansicht des
in 12 gezeigten X-Bewegungsrahmens, bei der der flexible
Schaltungsträger
und die bewegbare Platte aus 10 entfernt
wird,
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14 eine
perspektivische Vorderansicht eines ersten X-Bewegungsteils, eines
zweiten X-Bewegungsteils und einer zugeordneten Zug-Verbindungsfeder
der Bildstabilisatoreinheit in Explosionsdarstellung,
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15 eine
perspektivische Rückansicht des
ersten X-Bewegungsteils, des zweiten X-Bewegungsteils und der zugeordneten
Zug-Verbindungs feder aus 14 in
Explosionsdarstellung und im zusammengesetzten Zustand,
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16 eine
perspektivische Explosionsdarstellung eines Y-Bewegungsteils, eines
Y-Bewegungsrahmens und einer zugeordneten Zug-Verbindungsfeder der
Bildstabilisatoreinheit,
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17 eine
perspektivische Rückansicht des
Y-Bewegungsteils, des Y-Bewegungsrahmens und
der zugeordneten Zug-Verbindungsfeder aus 16 in
Explosionsdarstellung und im zusammengesetzten Zustand,
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18 eine
perspektivische Vorderansicht der Bildstabilisatoreinheit mit entferntem
stationären Halter,
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19 eine
perspektivische Rückansicht der
Elemente der in 18 gezeigten Bildstabilisatoreinheit,
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20 eine
perspektivische Vorderansicht der Elemente der Bildstabilisatoreinheit
aus 18 und 19 mit
entfernten Antriebsmotoren, Optoschaltern und Spannfedern,
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21 eine
perspektivische Rückansicht der
Elemente der Bildstabilisatoreinheit aus 20,
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22 eine
perspektivische Vorderansicht der Elemente der Bildstabilisatoreinheit
aus 20 und 21, von
der das zweite X-Bewegungsteil und das Y-Bewegungsteil entfernt
sind,
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23 eine
perspektivische Rückansicht der
Elemente der Bildstabilisatoreinheit aus 22,
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24 eine
schematische Darstellung der Konstruktion der Bildstabilisatoreinheit,
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25 das
Blockdiagramm einer Konfiguration elektrischer Schaltkreise der
in 1 bis 3 gezeigten Digitalkamera,
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26 eine
Darstellung ähnlich 18 für ein weiteres
Ausführungsbeispiel
der Bildstabilisatoreinheit, bei der der stationäre Halter entfernt ist,
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27 eine
perspektivische Rückansicht der
Elemente der Bildstabilisatoreinheit aus 26,
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28 eine
schematische Darstellung der Konstruktion des zweiten Ausführungsbeispiels
der Bildstabilisatoreinheit,
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29 eine
vordere perspektivische Explosionsansicht einer CCD-Einheit und
einer stationären Abdeckung
aus 10,
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30 eine
perspektivische hintere Explosionsdarstellung der CCD-Einheit,
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31 eine
hintere perspektivische Explosionsdarstellung der CCD-Einheit mit
an dem X-Bewegungsrahmen befestigter CCD-Halteplatte,
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32 eine
perspektivische Rückansicht der
CCD-Einheit im zusammengebauten Zustand,
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33 einen
Querschnitt der Bildstabilisatoreinheit in einem Zustand vor einer
Neigungswinkeleinstellung an dem CCD-Bildsensor,
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34 einen
Querschnitt der Bildstabilisatoreinheit in einem Zustand nach der
Neigungswinkeleinstellung an dem CCD-Bildsensor,
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35 einen
vergrößerten Querschnitt
eines Teils der Bildstabilisatoreinheit im Bereich einer von zwei
in 33 gezeigten Einstellschrauben,
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36 einen
vergrößerten Querschnitt
eines Teils der Bildstabilisatoreinheit im Bereich einer der beiden
in 34 gezeigten Einstellschrauben,
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37 den
Querschnitt der Bildstabilisatoreinheit in einer Ebene, in der sich
zwei Druckfedern der CCD-Einheit befinden,
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38 eine
hintere perspektivische Darstellung der Bildstabilisatoreinheit
mit eingebauter beweglicher Platte und stationärer Abdeckung,
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39 eine
perspektivische Rückansicht der
Bildstabilisatoreinheit mit teilweise abgeschnittener stationärer Abdeckung,
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40 den
Längsschnitt
eines Teils der Bildstabilisatoreinheit zur Darstellung der Anordnung
des von dem CCD-Bildsensor ausgehenden flexiblen Schaltungsträgers,
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41 eine
perspektivische Darstellung eines LCD-Feldes, der stationären Abdeckung
und eines von dem LCD-Feld ausgehenden flexiblen Schaltungsträgers,
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42 einen
Längsschnitt
der in 1 gezeigten Digitalkamera im voll eingefahrenen
Zustand des Varioobjektivs für
ein weiteres Ausführungsbeispiel
des flexiblen Schaltungsträgers
nach der Erfindung, und
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43 eine
perspektivische Darstellung des Varioobjektivs der in 42 gezeigten
Digitalkamera und einer LCD-Einheit.
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1 zeigt
die äußere Erscheinungsform
einer Digitalkamera 200, die die Anordnung eines flexiblen
Schaltungsträgers
nach der Erfindung enthält. Die Digitalkamera 200 hat
an der Vorderseite eines Kameragehäuses 202 ein Varioobjektiv
(Varioobjektivtubus) 201, einen optischen Sucher 203 und
eine Blitzvorrichtung 204 und an ihrer Oberseite eine Auslösetaste 205.
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Das
Varioobjektiv 201 der Digitalkamera 200, dessen
Längsschnitte
in 2 und 3 gezeigt sind, wird während einer
Aufnahme zur Objektseite (in 2 und 3 nach
links) vom Kameragehäuse 202 her
angetrieben, wie es 2 zeigt. Im Ruhezustand bewegt
sich die Digitalkamera 200 von einem Bereitzustand in 2 zu
einem vollständig
eingefahrenen Zustand in 3, bei dem das Varioobjektiv 201 in
das Kameragehäuse 202 eingefahren
(vollständig
eingezogen) ist, wie es 3 zeigt. In 2 zeigen
gegenüber
der optischen Achse Z1 die obere und die untere Hälfte des
Varioobjektivs 201 einen Bereitzustand des Varioobjektivs 201 in
der Weitwinkel-Grenzstellung bzw. in der Tele-Grenzstellung. Wie 5 und 6 zeigen,
hat das Varioobjektiv 201 mehrere Ringelemente (hohlzylindrische
Teile), nämlich
einen zweiten Linearführungsring 10,
einen Nockenring 11, einen dritten beweglichen Tubus 12, einen
zweiten beweglichen Tubus 13, einen ersten Linearführungsring 14,
einen ersten beweglichen Tubus 15, einen Mehrgewindering 18 und
einen stationären
Tubus 22, die weitgehend konzentrisch zu einer gemeinsamen
Achse angeordnet sind, welche als Objektivtubusachse Z0 in 2 und 3 gezeigt
ist.
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Das
Varioobjektiv 201 enthält
ein optisches System mit einer ersten Linsengruppe LG1, einem Verschluss
S, einer einstellbaren Blende A, einer zweiten Linsengruppe LG2,
einer dritten Linsengruppe LG3, einem Tiefpassfilter 25 und
einem CCD-Bildsensor (optisches Bildstabilisierelement) 60,
der als Bildaufnahmevorrichtung dient. Die optischen Elemente von
der ersten Linsengruppe LG1 zu dem CCD-Bildsensor 60 sind
auf der optischen Achse (gemeinsame optische Achse) Z1 angeordnet, wenn
das Varioobjektiv 201 im aufnahmebereiten Zustand ist.
Die optische Achse Z1 liegt parallel und unter der Objektivtubusachse
Z0. Die erste Linsengruppe LG1 und die zweite Linsengruppe LG2 werden längs der
optischen Achse Z1 in vorbestimmter Weise bewegt, um die Brennweite
zu ändern,
und die dritte Linsengruppe LG3 wird längs der optischen Achse Z1
bewegt, um das Objektiv zu fokussieren. In der folgenden Beschreibung
betrifft die Bezeichnung "Richtung
der optischen Achse" eine
Richtung parallel zu der optischen Achse Z1, und die Bezeichnungen "Objektseite" und "Bildseite" bezeichnen die Bereiche
vor und hinter der Digitalkamera 200.
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Zusätzlich sind
in der folgenden Beschreibung die vertikale und die horizontale
Richtung der Digitalkamera 200 in einer zur optischen Achse
Z1 orthogonalen Ebene als Y-Achsrichtung und als X-Achsrichtung
zu verstehen.
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Der
stationäre
Tubus 22 ist in dem Kameragehäuse 202 befestigt,
während
ein stationärer
Halter (stationärer
Rahmen) 23 am hinteren Teil des stationären Tubus 22 befestigt
ist. Der CCD-Bildsensor 60 und ein Tiefpassfilter 25 sind
an dem stationären Halter 23 über einen
Y-Bewegungsrahmen (zweites Bewegungselement) 71 und einen
X-Bewegungsrahmen (Halter für
das optische Bildstabilisierelement) 21 befestigt und in
X-Richtung sowie in Y-Richtung bewegbar. Die Digitalkamera 200 hat
hinter dem stationären
Halter 23 ein LCD-Feld 20 zur Anzeige visueller
Bilder und verschiedener Aufnahmeinformationen.
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Das
Varioobjektiv 201 ist in dem stationären Tubus 22 mit einer
dritten Linsenfassung 51 angeordnet, die die dritte Linsengruppe
LG3 trägt
und hält. Das
Varioobjektiv 201 ist zwischen dem stationären Halter 23 und
dem stationären
Tubus 22 mit zwei Führungsstäben 52 und 53 angeordnet,
die parallel zur optischen Achse Z1 liegen und die dritte Linsenfassung 51 in
Richtung der optischen Achse führen, ohne
sie um die Tubusachse Z0 zu drehen. Die dritte Linsenfassung 5i wird
durch eine Spannfeder (Zugfeder) 55 (5)
vorwärts
beaufschlagt. Die Digitalkamera 200 hat einen Fokussiermotor 160 mit
einer Gewinde-Antriebswelle, die als Spindel dient. Sie ist in das
Gewinde einer AF-Mutter 54 eingeschraubt. Wird diese durch
Drehen der Welle des Fokussiermotors 160 rückwärts bewegt,
so wird die dritte Linsenfassung 51 durch sie in Rückwärtsrichtung
gedrückt. Wird
die AF-Mutter 54 vorwärts
bewegt, so folgt die dritte Linsenfassung 51 ihrer Bewegung
durch die Kraft der Feder 55. Durch diese Konstruktion
kann die dritte Linsenfassung 51 in Richtung der optischen Achse
vorwärts
und rückwärts bewegt
werden.
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Wie 4 zeigt,
hat die Digitalkamera 200 einen an dem stationären Tubus 22 gehaltenen Zoom-Motor 150.
Seine Antriebskraft wird auf ein Zoom-Zahnrad 28 (5) über ein
Untersetzungsgetriebe (nicht dargestellt) übertragen. Das Zoom-Zahnrad 28 ist
drehbar auf einer parallel zur optischen Achse Z1 liegenden Achse 29 gelagert. Das
vordere und das hintere Ende der Achse 29 sind an dem stationären Tubus 22 bzw.
an dem stationären
Halter 23 befestigt.
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Der
Mehrgewindering 18 befindet sich in dem stationären Tubus 22 und
ist daran gehalten. Er wird durch Drehen des Zoom-Zahnrades 28 gedreht. Der
Mehrgewindering 18 wird in Richtung der optischen Achse
vorwärts
und rückwärts bewegt,
während
er um die Tubusachse Z0 mit einer Mehrgewindekonstruktion (zwischen
dem Mehrgewindering 18 und dem stationären Tubus 22) in einem
vorbestimmten Bereich zwischen der Position des voll eingefahrenen
Zustandes des Varioobjektivs 201 nach 3 und
der Position des Varioobjektivs 201 unmittelbar vor der
aufnahmebereiten Stellung an der Weitwinkel-Grenzstellung gemäß der oberen
Hälfte
der 2 gedreht wird. In dem aufnahmebereiten Zustand
des Varioobjektivs 201 gemäß 2 (zwischen
der Weitwinkel-Grenzstellung und der Tele-Grenzstellung) wird der
Mehrgewindering 18 an einer festen Position gedreht, ohne
sich in Richtung der optischen Achse zu bewegen. Der erste bewegliche Tubus 15 ist
mit dem Mehrgewindering 18 zur gemeinsamen Drehung um die
Tubusachse Z0 sowie zur gemeinsamen Bewegung in Richtung der optischen
Achse gekoppelt.
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Der
erste Linearführungsring 14 befindet sich
in dem ersten beweglichen Tubus 15 und dem Mehrgewindering 18 und
ist daran gehalten. Der erste Linearführungsring 14 wird
geradlinig in Richtung der optischen Achse mit Linearführungsnuten
an dem stationären
Tubus 22 geführt
und steht in Eingriff mit dem ersten beweglichen Tubus 15 und
dem Mehrgewindering 18, so dass er um die Tubusachse Z0
relativ zu dem ersten beweglichen Tubus 15 und dem Mehrgewindering 18 drehbar
und gemeinsam mit beiden in Richtung der optischen Achse bewegbar
ist.
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Wie 5 zeigt,
hat der erste Linearführungsring 14 eine
Gruppe von drei Schlitzen 14a (in 5 nur zwei
erkennbar), die ihn radial durchsetzen. Jeder Schlitz 14a hat
einen Umfangsabschnitt und einen Führungsabschnitt schräg nach rückwärts ausgehend
von einem Ende des Umfangsabschnitts. Der Führungsabschnitt verläuft schräg zur optischen Achse,
während
der Umfangsabschnitt in Umfangsrichtung die Tubusachse Z0 umgibt.
Drei Mitnehmer 11a (in 6 zur zwei
erkennbar) stehen radial von dem Umfang des Nockenrings 11 nach
außen
ab und sind in den drei Schlitzen 14a geführt. Die
Mitnehmer 11a sitzen ferner in drei Übertragungsnuten 15a am Innenumfang
des ersten beweglichen Tubus 15, die parallel zur optischen
Achse Z1 laufen, so dass der Nockenring 11 sich mit dem
ersten beweglichen Tubus 15 dreht. Wenn die drei Mitnehmer 11a in
den Führungsabschnitten
der drei Schlitze 14a sitzen, wird der Nockenring 11 in
Richtung der optischen Achse vorwärts und rückwärts bewegt, während er um
die Tubusachse Z0 durch die drei Schlitze 14a gedreht und
geführt
wird. Wenn die drei Mitnehmer 11a andererseits in den Umfangsabschnitten
der Schlitze 14a sitzen, wird der Nockenring 11 an
einer festen Position ohne Bewegung in Richtung der optischen Achse
gedreht. Ähnlich
dem Mehrgewindering 18 wird der Nockenring 11 unter
Drehung um die Tubusachse Z0 in einem vorbestimmten Bereich in Richtung
der optischen Achse zwischen der voll eingefahrenen Stellung des
Varioobjektivs 201 gemäß 3 und
dem Zustand des Varioobjektivs 201 unmittelbar vor dem
Eintreten in den aufnahmebereiten Zustand bei der Weitwinkel-Grenzstellung (in
der oberen Hälfte
des in 2 gezeigten Varioobjektivs 201) bewegt,
und der Nockenring 11 wird an einer festen Position ohne
Bewegung in Richtung der optischen Achse im aufnahmebereiten Zustand
des in 2 gezeigten Varioobjektivs 201 (zwischen
der Weitwinkel-Grenzstellung und der Tele-Grenzstellung) gedreht.
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Der
erste Linearführungsring 14 führt den zweiten
Linearführungsring 10 und
den zweiten beweglichen Tubus 13 geradlinig in Richtung
der optischen Achse mit Linearführungsnuten
am Innenumfang des ersten Linearführungsrings 14 parallel
zur optischen Achse Z1. Der zweite Linearführungsring 10 führt eine
bewegliche Fassung 8, die die zweite Linsengruppe LG2 indirekt
trägt,
geradlinig in Richtung der optischen Achse, während der zweite bewegliche
Tubus 13 den dritten be weglichen Tubus 12 geradlinig
in Richtung der optischen Achse bewegt, der indirekt die erste Linsengruppe
LG1 trägt.
Der zweite Linearführungsring 10 und
der zweite bewegliche Tubus 13 sind an dem Nockenring 11 relativ
zu diesem um die Tubusachse Z0 drehbar gehalten und können zusammen
mit dem Nockenring 11 in Richtung der optischen Achse bewegt
werden.
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Der
Nockenring 11 hat an seinem Innenumfang mehrere innere
Nockenbahnen 11b zum Bewegen der zweiten Linsengruppe LG2,
und die die zweite Linsengruppe bewegende Fassung 8 hat
am Außenumfang
mehrere Mitnehmer 8a, die in den inneren Nockenbahnen 11b geführt sind.
Da die die zweite Linsengruppe bewegende Fassung 8 in Richtung der
optischen Achse ohne eine Drehung über den zweiten Linearführungsring 10 geführt wird,
bewirkt ein Drehen des Nockenrings 11 eine Bewegung der Fassung 8 für die zweite
Linsengruppe LG2 in Richtung der optischen Achse in vorbestimmter
Weise entsprechend der Kontur der inneren Nockenbahnen 11b.
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Wie 6 zeigt,
hat das Varioobjektiv 201 in der die zweite Linsengruppe
bewegenden Fassung 8 eine zweite Linsenfassung 6,
die die zweite Linsengruppe LG2 trägt und hält. Die zweite Linsenfassung 6 wird
an der Fassung 8 gehalten und kann um eine Schwenkachse 33 gedreht
bzw. geschwenkt werden. Die Schwenkachse 33 liegt parallel
zu der optischen Achse Z1. Die zweite Linsenfassung 6 ist
um die Schwenkachse 33 zwischen einer Aufnahmeposition (2)
auf der optischen Achse Z1 und einer radial zurückgezogenen Position (3)
schwenkbar, in der ihre optische Achse aus der optischen Achse Z1 entfernt
ist und über
dieser liegt. Die zweite Linsenfassung 6 wird durch eine
Torsionsfeder 39 beaufschlagt und zur vorstehend genannten
Aufnahmeposition hin geschwenkt. Der stationäre Halter 23 hat eine
Positionierschiene (Rückzugsvorrichtung
für zweite
Linsenfassung) 23a (5), die
von dem stationären
Halter 23 nach vorn absteht und mit der zweiten Linsenfassung 6 so
in Eingriff gebracht werden kann, dass sie auf sie drückt und
sie in die radial rückgezogene
Position gegen die Kraft der Torsionsfeder 39 bringt, wenn
sich die Fassung 8 zur Bewegung der zweiten Linsengruppe
rückwärts in Einfahrrichtung
bewegt und sich dem stationären
Halter 23 nähert.
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Der
zweite bewegliche Tubus 13, der in Richtung der optischen
Achse geradlinig. geführt
ist, ohne durch den zweiten Linearführungsring 10 gedreht
zu werden, führt
den dritten beweglichen Tubus 12 geradlinig in Richtung
der optischen Achse. Der dritte bewegliche Tubus 12 hat
an seinem Innenumfang drei Mitnehmer 31 (6),
die radial nach innen stehen, und der Nockenring 11 hat
am Außenumfang drei äußere Nockenbahnen 11c (Nockenbahnen
zum Bewegen der ersten Linsengruppe LG1; nur zwei in 6 zu
erkennen), in denen die drei Mitnehmer 31 geführt sind.
Das Varioobjektiv 201 hat in dem dritten beweglichen Tubus 12 eine
erste Linsenfassung 1, die über einen Einstellring 2 für die erste
Linsengruppe an dem dritten beweglichen Tubus 12 gehalten
ist.
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Das
Varioobjektiv 201 enthält
zwischen der ersten und der zweiten Linsengruppe LG1 und LG2 eine
Verschlusseinheit 100 mit einem Verschluss S und einer
einstellbaren Blende A. Die Verschlusseinheit 100 befindet
sich in dem Rahmen 8 zum Bewegen der zweiten Linsengruppe
und ist an ihm befestigt.
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Im
folgenden wird die Arbeitsweise des Varioobjektivs 201 mit
der oben beschriebenen Konstruktion erläutert. In dem in 3 gezeigten
Zustand, in dem das Varioobjektiv 201 vollständig eingefahren ist,
befindet es sich im Kameragehäuse 202.
Wird ein Hauptschalter 101 (25) an
der Außenseite
des Kameragehäuses 202 im
eingefahrenen Zustand des Varioobjektivs 201 eingeschaltet,
wird der Zoom-Motor 150 in Vorschubrichtung des Objektivtubus über eine
Steuerschaltung 102 (25) in
dem Kameragehäuse 202 angetrieben.
Durch den Zoom-Motor 150 wird das Zoom-Zahnrad 28 angetrieben.
Dadurch werden der erste bewegliche Tubus 15 und der Mehrgewindering 18 gemeinsam
vorwärts
bewegt, während
sie sich durch die oben beschriebene Mehrgewindekonstruktion um
die Tubusachse Z0 drehen. Ferner wird der erste Linearführungsring 14 gemeinsam
mit dem ersten beweglichen Tubus 15 und dem Mehrgewindering 18 geradlinig
vorwärts
bewegt. Zu diesem Zeitpunkt bewegt sich der Nockenring 11, durch
den ersten beweglichen Tubus 15 gedreht, vorwärts in Richtung
der optischen Achse um einen Betrag, der der Summe der Vorwärtsbewegung
des ersten Linearführungsrings 14 und
der Vorwärtsbewegung
des Nockenrings 11 entspricht. Dies bewirkt die Führungskonstruktion
zwischen dem ersten Linearführungsring 14 und
dem Nockenring 11, d.h. durch den Eingriff der schrägen Schlitzabschnitte
der drei Schlitze 14a mit den drei Mitnehmern 11a des
Nockenrings 11. Wenn sich der Mehrgewindering 18 und
der Nockenring 11 zu jeweils vorbestimmten Punkten hin
bewegen, werden die Funktionen eines Dreh/Vorschubmechanismus (die
beschriebene Mehrgewindekonstruktion) zwischen dem Mehrgewindering 18 und
dem stationären
Tubus 22 und einem weiteren Dreh/Vorschubmechanismus (die
beschriebene Führungskonstruktion)
zwischen dem Nockenring 11 und dem ersten Linearführungsring 14 beseitigt,
so dass der Mehrgewindering 18 und der Nockenring 11 sich
um die Tubusachse Z0 drehen, ohne in Richtung der optischen Achse
bewegt zu werden.
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Die
Drehung des Nockenrings 11 bewirkt eine Bewegung der Fassung 8 zum
Antrieb der zweiten Linsengruppe LG2, die sich in dem Nockenring 11 befindet
und geradlinig in Richtung der optischen Achse über den zweiten Linearführungsring 10 geführt wird,
relativ zu dem Nockenring 11 in vorbestimmter Weise infolge
des Eingriffs der drei Mitnehmer 8a in die drei inneren
Nockenbahnen 11b. In dem in 3 gezeigten
Zustand, in dem das Varioobjektiv 201 völlig eingefahren ist, wird
die zweite Linsenfassung 6, die sich in der Fassung 8 befindet,
in radial rückgezogener
Position außerhalb
der optischen Achse Z1 durch die Positionierschiene 23a gehalten,
die von dem stationären
Halter 23 nach vorn absteht. Während der Bewegung der Fassung 8 aus der
rückgezogenen
Position in eine Position im Variobereich wird die zweite Linsenfassung 6 von
der Positionierschiene 23a entfernt und kann sich um die Schwenkachse 33 aus
der radial rückgezogenen
Position in die in 2 gezeigte Aufnahmeposition
bewegen, in der die optische Achse der zweiten Linsengruppe LG2
mit der optischen Aufnahmeachse Z1 zusammenfällt. Diese Bewegung erfolgt
durch die Kraft der Torsionsfeder 39. Danach bleibt die
zweite Linsenfassung 6 in der Aufnahmeposition, bis das Varioobjektiv 201 in
das Kameragehäuse 202 eingefahren
wird.
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Außerdem bewirkt
ein Drehen des Nockenrings 11 eine Bewegung des dritten
beweglichen Tubus 12, der den Nockenring 11 umgibt
und geradlinig in Richtung der optischen Achse über den zweiten beweglichen
Tubus 13 geführt
ist, in Rich tung der optischen Achse relativ zum Nockenring 11 in
vorbestimmter Weise infolge des Eingriffs der drei Mitnehmer 31 in
die drei äußeren Nockenbahnen 11c des Nockenrings 11.
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Entsprechend
wird die axiale Position der ersten Linsengruppe LG1 relativ zu
einer Bildebene (Abbildungsfläche/Lichtaufnahmefläche des CCD-Bildsensors 60)
bei Bewegung der ersten Linsengruppe LG1 vorwärts aus der eingefahrenen Position
durch die Summe der Bewegungsbeträge in Vorwärtsrichtung des Nockenrings 11 relativ
zu dem stationären
Tubus 22 und des dritten Tubus 12 relativ zu dem
Nockenring 11 bestimmt, während die axiale Position der
zweiten Linsengruppe LG2 relativ zu der Bildebene bei Bewegung der
zweiten Linsengruppe LG2 vorwärts
aus der eingefahrenen Position durch die Summe der Bewegungsbeträge der Vorwärtsbewegung
des Nockenrings 11 relativ zu dem stationären Tubus 22 und
der Fassung 8 relativ zu dem Nockenring 11 bestimmt
wird. Eine Brennweitenänderung
wird durch Bewegen der ersten und der zweiten Linsengruppe LG1 und
LG2 auf der optischen Achse Z1 erzeugt, indem ihr gegenseitiger
Abstand verändert
wird. Wenn das Varioobjektiv 201 aus der eingefahrenen
Position gemäß 3 herausbewegt
wird, gelangt es zunächst
in eine Position, die in 2 über der optischen Achse Z1
gezeigt ist, in der sich das Varioobjektiv 201 in der Weitwinkel-Grenzstellung
befindet. Danach bewegt sich das Varioobjektiv 201 in eine
Position, die in 2 unter der optischen Achse
Z1 gezeigt ist, in der es sich in der Tele-Grenzstellung befindet,
wozu der Zoom-Motor 150 weiter in Ausfahrrichtung des Objektivtubus
gedreht wird. Wie 2 zeigt, ist der Abstand zwischen
der ersten und der zweiten Linsengruppe LG1 und LG2 bei Weitwinkel-Grenzstellung des
Varioobjektivs 201 größer als in
der Tele-Grenzstellung. Wenn das Varioobjektiv 201 die
Tele-Grenzstellung erreicht, die in 2 unter
der optischen Achse Z1 gezeigt ist, haben sich die erste und die
zweite Linsengruppe LG1 und LG2 aufeinander zu bewegt und haben
nun einen gegenseitigen Abstand, der kleiner als in der Weitwinkel-Grenzstellung
ist. Diese Änderung
des gegenseitigen Abstandes der ersten und der zweiten Linsengruppe
LG1 und LG2 zur Brennweitenänderung
ergibt sich durch die Kontur der inneren Nockenbahnen 11b (zum
Bewegen der zweiten Linsengruppe LG2) und der äußeren Nockenbahnen 11c (zur
Bewegung der ersten Linsengruppe LG1) des Nockenrings 11. Im Variobereich
zwischen der Weitwinkel-Grenzstellung und der Tele-Grenzstellung
drehen sich der erste bewegliche Tubus 15 und der Mehrgewindering 18 an
ihrer jeweiligen axial festen Position, d.h. ohne in Richtung der
optischen Achse bewegt zu werden.
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In
der aufnahmebereiten Stellung des Varioobjektivs 201 zwischen
der Weitwinkel-Grenzstellung und der Tele-Grenzstellung wird eine
Fokussierung durch Bewegen der dritten Linsengruppe LG3 (der dritten
Linsenfassung 51) längs
der optischen Achse Z1 durch Antrieb mit dem AF-Motor 160 entsprechend
der Objektentfernung ausgeführt,
deren Information durch eine Entfernungsmessvorrichtung der Digitalkamera 200 bereitgestellt
wird.
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Wird
der Hauptschalter 101 ausgeschaltet, dreht sich der Zoom-Motor 150 in
Einfahrrichtung des Objektivtubus derart, dass das Varioobjektiv 201 entgegengesetzt
zu der vorstehend beschriebenen Ausfahroperation arbeitet, so dass
es vollständig
in das Kameragehäuse 202 eingefahren
wird, wie es in 3 gezeigt ist. Während dieser
Bewegung des Varioobjektivs 201 dreht sich die zweite Linsenfassung 6 um
die Schwenkachse 33 in die radial rückgezogene Position mittels
der Positionierschiene 23a, während sie sich gemeinsam mit
der Fassung 8 zum Bewegen der zweiten Linsengruppe rückwärts bewegt. Ist
das Varioobjektiv 201 vollständig in das Kameragehäuse 202 eingefahren,
ist die zweite Linsengruppe LG2 in den Raum radial außerhalb
des Raums bewegt, in den die dritte Linsengruppe LG3, das Tiefpassfilter
LG4 und der CCD-Bildsensor 60 gemäß 3 eingefahren
sind, d.h. die zweite Linsengruppe LG2 ist radial in einen axialen
Bereich rückgezogen, der
weitgehend identisch mit einem axialen Bereich in Richtung der optischen
Achse ist, in dem sich die dritte Linsengruppe LG3, das Tiefpassfilter
LG4 und der CCD-Bildsensor 60 befinden. Diese Konstruktion der
Digitalkamera 200 zum Einfahren der zweiten Linsengruppe
LG2 reduziert die Länge
des Varioobjektivs 201 im völlig eingefahrenen Zustand,
so dass die Dicke des Kameragehäuses 202 in
Richtung der optischen Achse verringert sein kann, d.h. in 3 in Horizontalrichtung.
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Die
Digitalkamera 200 hat einen Bildstabilisator (optischer
Bildstabilisator). Dieser bewegt den CCD-Bildsensor 60 in
einer Ebene orthogonal zur optischen Achse Z1, um ein Zittern eines
mit dem CCD-Bildsensor 60 aufgenommenen Objektbildes entsprechend
der Richtung und der Größe der Vibration
(Handzittern) auszugleichen, das die Digitalkamera 200 erfährt. Diese
Steuerung erfolgt durch eine Steuerschaltung 102 (25). 7 bis 9 zeigen
eine Bildstabilisatoreinheit IS, die auch den CCD-Bildsensor 60 enthält. 10 ist
eine perspektivische Explosionsdarstellung der gesamten Bildstabilisatoreinheit
IS, und 11 bis 23 zeigen
perspektivische Ansichten oder Explosionsdarstellungen der verschiedenen
Teile der Bildstabilisatoreinheit IS.
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Der
stationäre
Halter 23 hat zwei Y-Führungsstäbe (Führungsvorrichtung) 73 und 79,
die sich in Y-Richtung (Vertikalrichtung der Digitalkamera 200)
erstrecken. Der Y-Bewegungsrahmen 71 hat eine Führungsöffnung 71a und
eine Führungsnut 71b (16),
in denen die Y-Führungsstäbe 73 und 79 geführt sind,
so dass die Y-Bewegungsstufe 71 durch die Führungsstäbe 73 und 79 frei
verschiebbar geführt
ist. Zwei X-Führungsstäbe (Führungsvorrichtung) 72 und 74 sind
an dem Y-Bewegungsrahmen 71 befestigt und erstrecken sich
in X-Richtung (Horizontalrichtung der Digitalkamera 200)
senkrecht zu der Y-Richtung. Der X-Führungsrahmen 21 hat
eine Führungsöffnung 21a und
eine Führungsnut 21b (12 und 13),
in denen die X-Führungsstäbe 72 und 74 geführt sind,
so dass der X-Bewegungsrahmen 21 frei verschiebbar ist.
Entsprechend ist der CCD-Bildsensor 60 an dem stationären Halter 23 über den
Y-Bewegungsrahmen 71 und den X-Bewegungsrahmen 21 in
zwei axialen Richtungen orthogonal zueinander in einer Ebene orthogonal
zur optischen Achse Z1 bewegbar gehalten. Der Bewegungsbereich des
X-Bewegungsrahmens 21 ist durch Innenumfangsflächen des
Y-Bewegungsrahmens 71 bestimmt, während der Bewegungsbereich des
Y-Bewegungsrahmens 71 durch Innenumfangsflächen des
stationären
Halters 23 bestimmt ist.
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Die
Bildstabilisatoreinheit IS hat eine X-Spannfeder (zweite Spannvorrichtung) 87x,
die zwischen einem Federhaken 21v an dem X-Bewegungsrahmen 21 und
einem Federhaken 23vx an dem stationären Halter 23 angeordnet
ist. Die X-Spannfeder 87x ist
eine Zugfeder und spannt den X-Bewegungsrahmen 21 nach rechts,
von der Vorderseite des Varioobjektivs 201 (nach links
von der Rückseite
des Varioobjektivs 201 gesehen) gesehen. Die Bildstabilisatoreinheit
IS hat eine. Y-Spannfeder (zweite Spannvorrichtung) 87y,
die zwischen einem Federhaken 71v an dem Y-Bewegungsrahmen 71 und
einem Federhaken 23vy an dem stationären Halter 23 angeordnet
ist. Die Y-Spannfeder 87y ist eine Zugfeder und spannt
den Y-Bewegungsrahmen 71 nach unten.
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Wie 16 und 17 zeigen,
ist die Bildstabilisatoreinheit IS auf einer Seite des Y-Bewegungsrahmens 71 mit
einem Y-Bewegungsteil (erstes bewegliches Element) 80 versehen,
das an dem Y-Bewegungsrahmen 71 gehalten ist. Das Y-Bewegungsteil 80 ist
in Y-Richtung länglich
und oben und unten mit einem Grenzanschlag (Begrenzungsteil) 80a bzw. 80b versehen.
Das Y-Bewegungsteil 80 hat am unteren Ende einen Führungsstift 80c,
der von dem Anschlag 80a nach unten absteht. Der Grenzanschlag 80b hat
zwei Führungslöcher 80d.
Das Y-Bewegungsteil 80 hat ferner nahe den beiden Führungslöchern 80d einen
Mutteranschlag 80e und eine geradlinige Nut 80f (16)
und ist ferner an einem vertikal geraden Teil zwischen dem Grenzanschlag 80a und
dem Grenzanschlag 80b mit einem Federhaken 80g (17)
versehen. Die geradlinige Nut 80f läuft in Y-Richtung.
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Der
Y-Bewegungsrahmen 71 hat einen Grenzanschlag 71c und
einen Grenzanschlag 71d, die den Grenzanschlägen 80a und 80b des
Y-Bewegungsteils 80 jeweils gegenüberstehen. Der Grenzanschlag 71c hat
ein Führungsloch 71e,
in dem der Führungsstift 80c verschiebbar
ist, und der Grenzanschlag 71d hat zwei Führungsstifte 71f,
die aufwärts stehen
und in den Führungslöchern 80d geführt sind. Der
Y-Bewegungsrahmen 71 hat an einem vertikal geraden Teil
zwischen den Grenzanschlägen 71c und 71d einen
Federhaken 71g.
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Der
Y-Bewegungsrahmen 71 und das Y-Bewegungsteil 80 sind
relativ zueinander in Y-Richtung durch Eingriff des Führungslochs 71e mit
dem Führungsstift 80c und
der Führungsstifte 71f mit
den Führungslöchern 80d relativ
zueinander bewegbar geführt.
Die Bildstabilisatoreinheit IS hat eine Zug-Verbindungsfeder (erste
Spannvorrichtung) 81y, die zwischen dem Federhaken 71g des
Y-Bewe gungsrahmens 71 und dem Federhaken 80g des Y-Bewegungsteils 80 angeordnet
ist. Die Zug-Verbindungsfeder 81y zieht den Y-Bewegungsrahmen 71 und
das Y-Bewegungsteil 80 aufeinander zu, um den Grenzanschlag 80a und
den Grenzanschlag 71c und den Grenzanschlag 80b und
den Grenzanschlag 71d miteinander in Kontakt zu bringen,
d.h. in entgegengesetzter Richtung zum Bewegen des Y-Bewegungsrahmens 71 und
des Y-Bewegungsteils 80 jeweils aufwärts und abwärts.
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Ein
weiteres Paar von X-Führungsstäben 77 und 78,
ist an dem stationären
Halter 23 befestigt und erstreckt sich in X-Richtung. Die
Bildstabilisatoreinheit IS hat ein erstes X-Bewegungsteil (zweites
bewegliches Element) 75, das an dem stationären Halter 23 mit
den beiden X-Führungsstäben 77 und 78 frei
verschiebbar gehalten ist. Wie 14 und 15 zeigen,
ist das erste X-Bewegungsteil 75 in X-Richtung länglich und nahe seinen beiden
Enden mit einem Grenzanschlag (Bewegungsbegrenzungsteil) 75a bzw. 75b versehen.
Zwei Führungslöcher 75c,
in die der X-Führungsstab 77 eingesetzt
ist, sind an den Grenzanschlägen 75a und 75b ausgebildet und
in X-Richtung aufeinander ausgerichtet. Ein Führungsloch 75d, in
das der X-Führungsstab 78 eingesetzt
ist, ist an dem Grenzanschlag 75a ausgebildet. An dem Grenzanschlag 75b ist
kein dem Führungsloch 75d entsprechendes
Führungsloch
vorgesehen. Der Grenzanschlag 75a ist zwischen dem zugeordneten
Führungsloch 75c und
dem Führungsloch 75d mit
zwei Führungslöchern 75e versehen.
Der Grenzanschlag 75b ist über dem zugeordneten Führungsloch 75c in
Y-Richtung (15) mit einem Führungsstift 75f versehen,
der von ihm abgewandt in X-Richtung steht. Das erste X-Bewegungsteil 75 hat
ferner am unteren Ende des Grenzanschlags 75a einen Gelenkvorsprung 75g und
ist an einem horizontal geraden Teil zwischen den Grenzanschlägen 75a und 75b mit
einem Federhaken 75h versehen.
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Die
Bildstabilisatoreinheit IS hat an dem ersten X-Bewegungsteil 75 ein
zweites X-Bewegungsteil (erstes
bewegliches Element) 76. Das zweite X-Bewegungsteil 76 hat
einen Grenzanschlag (Bewegungsbegrenzungsteil) 76a und
einen Grenzanschlag (Bewegungsbegrenzungsteil) 76b, die
in X-Richtung einen Abstand zueinander haben. Der Grenzanschlag 76a hat
zwei Führungsstifte 76c in X-Richtung, die
in den Führungslöchern 75e des
ersten X-Bewegungsteils 75 geführt sind, und der Grenzanschlag 76b hat
ein Führungsloch 76d,
in dem der Führungsstift 75f des
ersten X-Bewegungsteils 75 verschiebbar geführt ist.
Das zweite X-Bewegungsteil 76 hat ferner nahe dem Grenzanschlag 76a einen Mutteranschlag 76e und
eine geradlinige Nut 76f (15). Ferner
ist es auf einem horizontal geraden Teil zwischen dem Grenzanschlag 76a und
dem Grenzanschlag 76b mit einem Federhaken 76g versehen.
Die geradlinige Nut 76f verläuft in Y-Richtung.
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Das
erste X-Bewegungsteil 75 und das zweite X-Bewegungsteil 76 sind
in X-Richtung relativ
zueinander bewegbar geführt
durch den Eingriff der Führungsstifte 76c mit
den Führungslöchern 75e und den
Eingriff des Führungsstiftes 75f mit
dem Führungsloch 76d.
Die Bildstabilisatoreinheit IS hat eine Zug-Verbindungsfeder (erste
Spannvorrichtung) 81x, die zwischen dem Federhaken 75h des
ersten X-Bewegungsteils 75 und dem Federhaken 76g des
zweiten X-Bewegungsteils 76 aufgehängt ist. Die Zug-Verbindungsfeder 81x zieht
das erste X-Bewegungsteil 75 und
das zweite X-Bewegungsteil 76 zueinander entgegengesetzt,
so dass der Grenzanschlag 75a und der Grenzanschlag 76a sowie
der Grenzanschlag 75b und der Grenzanschlag 76b miteinander
in Kontakt kommen.
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Der
Gelenkvorsprung 75g des ersten X-Bewegungsteils 75 steht
in Kontakt mit einer Übertragungsrolle 21c (12, 13 und 24),
die an dem X-Bewegungsrahmen 21 so befestigt ist, dass eine
Bewegungskraft in X-Richtung von dem ersten X-Bewegungsteil 75 auf
den X-Bewegungsrahmen 21 über den Kontakt zwischen dem
Gelenkvorsprung 75g und der Übertragungsrolle 21c übertragen
wird. Die Übertragungsrolle 21c ist
an einem Drehstift parallel zur optischen Achse Z1 frei drehbar
gelagert. Wenn sich der X-Bewegungsrahmen 21 mit dem Y-Bewegungsrahmen 71 in
Y-Richtung bewegt, wälzt sich
die Rolle 21c an einer Kontaktfläche des Gelenkvorsprungs 75g ab.
Diese ist eine in Y-Richtung ebene Fläche und ermöglicht ein Abwälzen der Übertragungsrolle 21c so,
dass sich der X-Bewegungsrahmen 21 in Y-Richtung bewegen
kann, ohne eine Antriebskraft in Y-Richtung auf das erste X-Bewegungsteil 75 auszuüben.
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Wie 11 zeigt,
hat die Bildstabilisatoreinheit IS einen X-Antriebsmotor 170x für den CCD-Bildsensor 60 in
X-Richtung und einen Y-Antriebsmotor 170y zum Antrieb in
Y-Richtung. Der X-Antriebsmotor 170x und der Y-Antriebsmotor 170y sind
an einem Motorträger 23bx und
einem Motorträger 23by befestigt,
diese sind an den stationären
Halter 23 einstückig
angeformt. Der X-Antriebsmotor 170x und der Y-Antriebsmotor 170y sind
jeweils ein Schrittmotor. Eine Antriebswelle (Drehwelle) des X-Antriebsmotors 170x hat
ein Gewinde und dient als Spindel 171x, und eine Antriebswelle
(Drehwelle) des Y-Antriebsmotors 170y hat ein Gewinde und dient
als Spindel 171y. Die Spindel 171x ist in ein
Innengewinde einer X-Antriebsmutter 85x und
die Spindel 171y in ein Innengewinde einer Y-Antriebsmutter 85y eingeschraubt.
Die X-Antriebsmutter 85x ist in X-Richtung in der linearen
Nut 76f geführt
und steht in Kontakt mit dem Mutteranschlag 76e. Die Y-Antriebsmutter 85y ist
in Y-Richtung in der linearen Nut 80f geführt und
steht in Kontakt mit dem Mutteranschlag 80e. Die X-Antriebsmutter 85x kann
von beiden Enden der Spindel 171x und die Y-Antriebsmutter 85y von
beiden Enden der Spindel 171y abgeschraubt werden.
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Eine
Mutterspannfeder (Spannvorrichtung) 89x ist zwischen der
X-Antriebsmutter 85x und dem X-Antriebsmotor 170x angeordnet,
und eine Mutterspannfeder (Spannvorrichtung) 89y ist zwischen
der Y-Antriebsmutter 85x und dem Y-Antriebsmotor 170y angeordnet.
Jede Mutterspannfeder 89x und 89y ist eine Schrauben-Druckfeder,
die auf der jeweiligen Spindel 171x und 171y lose
angeordnet ist und zusammengedrückt
wird. Die Mutterspannfeder 89x drückt die X-Antriebsmutter 85x derart,
dass sie zurück
in Gewindeeingriff mit dem X-Antriebsmotor 170x gedrückt wird,
wenn sie sich von dem X-Antriebsmotor 170x gelöst hat. Ähnlich drückt die
Mutterspannfeder 89y die Y-Antriebsmutter 85y in Y-Richtung zurück in Gewindeeingriff
mit dem Y-Antriebsmotor 170y, wenn sie sich von ihm gelöst hat.
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24 zeigt
schematisch die Konstruktion der Bildstabilisatoreinheit IS, von
der Rückseite
der Digitalkamera 200 her gesehen. Zur besseren Übersicht
sind die Relativpositionen zwischen dem X-Führungsstab 78 und
den Führungsstiften 76c usw.
unterschiedlich von den in 7 bis 23 gezeigten. Wie
aus diesem schematischen Diagramm hervorgeht, sind in dem Antriebsmechanismus
zum Antrieb des CCD-Bildsensors 60 in X-Richtung das erste X-Bewegungsteil 75 und
das zweite X-Bewegungsteil 76 elastisch miteinander durch
die Spannkraft der Zug-Verbindungsfeder 81x an dem Grenzanschlag 75a und
dem Grenzanschlag 75b mit dem Grenzanschlag 76a bzw.
dem Grenzanschlag 76b gekoppelt. Die Spannkraft der X-Spannfeder 87x wird
auf das erste X-Bewegungsteil 75 über die Übertragungsrolle 21c ausgeübt, die
mit dem Gelenkvorsprung 75g in Kontakt steht. Wenn die
Spannkraft der X-Spannfeder 87x auf das erste X-Bewegungsteil 75 nach
links (24), d.h. in einer Richtung
zum Lösen
der Grenzanschläge 75a und 75b von
den Bewegungsgrenzanschlägen 76a und 76b ausgeübt wird,
ist die Spannkraft (Federkraft) der Zug-Verbindungsfeder 81x größer als
diejenige der X-Spannfeder 87x. Deshalb werden das erste
X-Bewegungsteil 75 und das zweite X-Bewegungsteil 76 gemeinsam
nach links (24) gespannt, während die
Grenzanschläge 75a und 75b in
elastischem Kontakt mit den Grenzanschlägen 76a und 76b gehalten
werden. Da die Bewegung des zweiten X-Bewegungsteils 76 nach links
durch den Eingriff des Mutteranschlags 76e mit der X-Antriebsmutter 85x begrenzt
wird, dient die Position der X-Antriebsmutter 85x als Referenzposition für das erste
X-Bewegungsteil 75 und das zweite X-Bewegungsteil 76 in
X-Richtung. Wie 24 zeigt, ragt das Ende der
Spindel 171x durch eine Öffnung (14 und 15)
an dem Mutteranschlag 76e, so dass eine beiderseitige Störung vermieden
ist.
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Bei
Betrieb des X-Antriebsmotors 170x (der Spindel 171x)
wird die X-Antriebsmutter 85x, die mit der Spindel 171x in
Eingriff steht, linear in X-Richtung bewegt, wodurch die Relativposition
des ersten X-Bewegungsteils 75 und des zweiten X-Bewegungsteils 76 in
X-Richtung geändert
wird. Wird die X-Antriebsmutter 85x beispielsweise in 24 nach rechts
bewegt, so drückt
sie auf den Mutteranschlag 76e in derselben Richtung und
bewegt deshalb das erste X-Bewegungsteil 75 mit dem zweiten
X-Bewegungsteil 76 nach rechts (24) gegen
die Federkraft der den X-Bewegungsrahmen spannenden Feder 87x.
Wird das erste X-Bewegungsteil 75 nach rechts
(24) bewegt, so drückt der Gelenkvorsprung 75g die Übertragungsrolle 21c in
derselben Richtung, wodurch der X-Bewegungsrahmen 21 nach
rechts (24) bewegt wird. Wird andererseits die
X-Antriebsmutter 85x nach links (24) bewegt,
so folgen das erste X-Bewegungsteil 75 und das zweite X-Bewegungsteil 76 der
X-Antriebsmutter 85x und bewegen sich gemeinsam nach links (24)
durch die Spannkraft der X-Spannfeder 87x. Zu diesem Zeitpunkt
folgt der X-Bewegungsrahmen 21 dem ersten X-Bewegungsteil 75 nach
links (24) durch die Spannkraft der
X-Spannfeder 87x. Der Gelenkvorsprung 75g und
die Übertragungsrolle 21c werden
miteinander immer durch die Kraft der X-Spannfeder 87x in
Kontakt gehalten.
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Bei
dem Antriebsmechanismus zum Antrieb des CCD-Bildsensors 60 in
Y-Richtung sind der Y-Bewegungsrahmen 71 und das Y-Bewegungsteil 80 elastisch
miteinander über
die Zug-Verbindungsfeder 81y gekoppelt, wobei die Grenzanschläge 71c und 71d in
Kontakt mit den Grenzanschlägen 80a und 80b stehen.
Wenn der Y-Bewegungsrahmen 71 durch die Kraft der Y-Spannfeder 87y in 25 abwärts beaufschlagt
ist, d.h. in Richtung zum Lösen der
Grenzanschläge 71c und 71d von
den Grenzanschlägen 80a und 80b,
ist die Kraft (Federkraft) der Zug-Verbindungsfeder 81y größer als
diejenige der Y-Vorspannfeder 87y. Deshalb werden der Y-Bewegungsrahmen 71 und
das Y-Bewegungsteil 80 gemeinsam abwärts bewegt, während die
Grenzanschläge 71c und 71d in
Kontakt mit den Grenzanschlägen 80a und 80b bleiben.
Da die Abwärtsbewegung
des Y-Bewegungsteils 80 durch
den Eingriff des Mutteranschlags 80e mit der Y-Antriebsmutter 85y begrenzt
wird, dient die Position der Y-Antriebsmutter 85y als Referenzposition
für den
Y-Bewegungsrahmen 71 und das Y-Bewegungsteil 80 in Y-Richtung.
Wie 24 zeigt, ragt das Ende der Spindel 171y durch
eine Öffnung
(16 und 17) an
dem Mutteranschlag 80e, so dass sich beide gegenseitig
nicht stören.
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Beim
Betrieb des Y-Antriebsmotors 170y dreht sich die Antriebswelle
(Spindel) 171y und bewirkt eine Bewegung der Y-Antriebsmutter 85y,
die in Gewindeeingriff mit der Spindel 171y steht, linear
in Y-Richtung. Dadurch wird die Relativposition des Y-Bewegungsrahmens 71 und
des Y-Bewegungsteils 80 in Y-Richtung verändert. Wird
die Y-Antriebsmutter 85y z.B. in 24 aufwärts bewegt,
so drückt
sie gegen den Mutteranschlag 80e in derselben Richtung,
wodurch der Y-Bewegungsrahmen 71 und das Y-Bewegungsteil 80 gemeinsam
aufwärts
gegen die Kraft der Y-Spannfeder 87y bewegt werden. Wird
die Y-Antriebsmutter 85y ande rerseits abwärts (24) bewegt,
so folgen der Y-Bewegungsrahmen 71 und das Y-Bewegungsteil 80 der
Y-Antriebsmutter 85y und bewegen sich gemeinsam durch die
Kraft der Y-Spannfeder 87y abwärts.
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Bewegt
sich der Y-Bewegungsrahmen 71 in Y-Richtung, so bewegt
sich der an ihm gehaltene X-Bewegungsrahmen 21 mit. Wenn
der X-Bewegungsrahmen 21 gemeinsam mit dem Y-Bewegungsrahmen 71 vertikal
in Y-Richtung bewegt wird, so ändert
sich der Kontaktpunkt zwischen der Übertragungsrolle 21c und
der Kontaktfläche
an dem Gelenkvorsprung 75g, da das erste X-Bewegungsteil 75,
mit dem die Übertragungsrolle 21c in
Kontakt ist, nicht in Y-Richtung bewegt wird. Dann wälzt sich
die Übertragungsrolle 21c an
der Kontaktfläche
des Gelenkvorsprungs 75g ab, so dass der X-Bewegungsrahmen 21 in
Y-Richtung bewegt werden kann, ohne eine Antriebskraft in Y-Richtung
auf das erste X-Bewegungsteil 75 auszuüben.
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Bei
der vorstehend beschriebenen Konstruktion der Bildstabilisatoreinheit
IS kann der X-Bewegungsrahmen 21 in X-Richtung durch den
X-Antriebsmotor 170x vorwärts und rückwärts bewegt werden. Der Y-Bewegungsrahmen 71 kann
gemeinsam mit dem X-Bewegungsrahmen 21, der an ihm gehalten
ist, in Y-Richtung durch den Y-Antriebsmotor 170y vorwärts und
rückwärts bewegt
werden.
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Wie 14 und 15 zeigen,
hat das erste X-Bewegungsteil 75 im Bereich des Grenzanschlags 75a eine
Positionserfassungsnase 75i in Form einer kleinen, dünnen Platte.
Wie 16 zeigt, ist der Y-Bewegungsrahmen 71 im
Bereich des Grenzanschlags 71c mit einer Positionserfassungsnase 71h in
Form einer kleinen, dünnen
Platte versehen. Wie 18 und 19 zeigen,
hat die Bildstabilisatoreinheit IS einen ersten Optoschalter 103 und
einen zweiten Optoschalter 104. Der erste Optoschalter 103 erfasst
das Vorhandensein der Positionserfassungsnase 75i des ersten
X-Bewegungsteils 75, wenn sie zwischen einander gegenüberstehenden Emitter/Empfängerelementen
hindurchläuft
und den Lichtstrahl unterbricht. Ähnlich erfasst der zweite Optoschalter 104 das
Vorhandensein der Positionserfassungsnase 71h des Y-Bewegungsrahmens 71, die
zwischen einander gegenüberstehenden
Emitter/Empfängerelementen
hindurchläuft
und den Lichtstrahl unter bricht. Die Anfangsposition des ersten
X-Bewegungsteils 75 (des X-Bewegungsrahmens 21)
in X-Richtung kann durch Erfassen des Durchlaufs der Positionserfassungsnase 75i durch den
ersten Optoschalter 103 erfasst werden, während die
Anfangsposition des Y-Bewegungsrahmens 71 in Y-Richtung
durch Erfassen des Durchlaufs der Positionserfassungsnase 71h mit
dem zweiten Optoschalter 104 erfasst werden kann.
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Wie
das in 25 dargestellte Blockdiagramm
zeigt, enthält
die Digitalkamera 200 einen X-Kreiselsensor (Winkelgeschwindigkeitssensor) 105 und
einen Y-Kreiselsensor
(Winkelgeschwindigkeitssensor) 106, die die Winkelgeschwindigkeit
um zwei orthogonale Achsen (X-Achse und Y-Achse) erfassen. Die Größe und die
Richtung der Bewegung (Vibration), die die Digitalkamera 200 erfährt, werden mit
diesen beiden Kreiselsensoren 105 und 106 erfasst.
Dann bestimmt die Steuerschaltung 102 einen Bewegungswinkel über der
Zeit durch Integration der Winkelgeschwindigkeit der Kamerabewegung
in den beiden axialen Richtungen, die mit den beiden Kreiselsensoren 105 und 106 erfasst
wird. Danach berechnet die Steuerschaltung 102 aus dem
Bewegungswinkel die Bewegungsbeträge des Bildes in der Bildebene
(Bildfläche
des CCD-Bildsensors 60) in X-Richtung und in Y-Richtung.
Die Steuerschaltung 102 berechnet ferner die Antriebsbeträge und die
Antriebsrichtungen des X-Bewegungsrahmens 21 (erstes X-Bewegungsteil 75 und
zweites X-Bewegungsteil 76) und des Y-Bewegungsrahmens 71 (Y-Bewegungsteil 80)
für die
jeweilige axiale Richtung (Antriebsimpulse für den X-Antriebsmotor 170x und
den Y-Antriebsmotor 170y), um die Kamerabewegung auszugleichen.
Danach werden der X-Antriebsmotor 170x und der Y-Antriebsmotor 170y betätigt und
ihr Betrieb entsprechend den berechneten Werten so gesteuert, dass
die Bewegung eines Objektbildes, das durch den CCD-Bildsensor 60 aufgenommen
wurde, kompensiert wird. Die Digitalkamera 200 kann in
diesen Bildstabilisiermodus mittels eines Aufnahmeschalters 107 (25)
gebracht werden. Ist dieser Schalter ausgeschaltet, so ist die Bildstabilisierung
deaktiviert, so dass dann der normale Aufnahmebetrieb wirksam ist.
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Zusätzlich kann
in dem Stabilisierungsmodus durch Betätigen des Aufnahmeartschalters 107 ein
erster Mitführmodus
oder ein zweiter Mitführmodus
gewählt werden.
Die Bildstabilisierung bleibt durch den Betrieb des X-Antriebsmotors 170x und des
Y-Antriebsmotors 170y in dem ersten Mitführmodus
erhalten, während
sie durch den Betrieb des X-Antriebsmotors 170x und des
Y-Antriebsmotors 170y nur dann aktiviert wird, wenn ein
Fotometerschalter 108 oder ein Auslöseschalter 109 (25) der
Digitalkamera 200 in dem zweiten Mitführmodus eingeschaltet wird.
Der fotometrische Schalter 108 wird durch halbes Betätigen der
Verschlusstaste 205 eingeschaltet, und der Auslöseschalter 109 wird durch
vollständiges
Betätigen
der Verschlusstaste 205 eingeschaltet.
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Der
vorstehend beschriebene Bildstabilisator der Digitalkamera 200 hat
eine Schutzkonstruktion, die Belastungen und Stöße auf einen Antriebskraftübertragungsmechanismus
von dem X-Antriebsmotor 170x und dem Y-Antriebsmotor 170y auf
den CCD-Bildsensor 60 (den X-Bewegungsrahmen 21) absorbiert,
um einen Schaden an den Spindeln 171a und 171y und
anderen zugeordneten Elementen zu vermeiden. Diese Schutzkonstruktion
besteht aus zwei hauptsächlichen
Teilen: einer ersten Komponente aus dem ersten X-Bewegungsteil 75 und
dem zweiten X-Bewegungsteil 76 (die elastisch miteinander
durch die Zug-Verbindungsfeder 81x gekoppelt sind) in dem
X-Antriebsmechanismus für
den CCD-Bildsensor 60 und
einer zweiten Komponente aus dem Y-Bewegungsrahmen 71 und
dem Y-Bewegungsteil 80 (die durch die Zug-Verbindungsfeder 81y elastisch
miteinander gekoppelt sind) in dem Y-Antriebsmechanismus für den CCD-Bildsensor 60.
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Der
X-Antriebsmechanismus für
den CCD-Bildsensor 60 schützt sich selbst gegen Schaden.
Diese Eigenschaft wird im folgenden erläutert.
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Wenn
beispielsweise die X-Antriebsmutter 85x bezüglich der
Darstellung in 24 durch den X-Antriebsmotor 170x nach
rechts bewegt wird, bewegen sich das erste X-Bewegungsteil 75 und
das zweite X-Bewegungsteil 76, die normalerweise gemeinsam
bewegt werden, relativ zueinander in X-Richtung, so dass sie sich
von dem Grenzanschlag 75a und dem Grenzanschlag 76a (und
auch von dem Grenzanschlag 75b und dem Grenzanschlag 76b) gegen
die Kraft der Zug-Verbindungsfeder 81x trennen, wenn der
X-Bewegungsrahmen 21 an den Y-Bewe gungsrahmen 71 bei
Erreichen der mechanischen Bewegungsgrenze des X-Bewegungsrahmens 21 anschlägt oder
bei anderen Ursachen, die die Bewegung des X-Bewegungsrahmens 21 stören. Speziell das
zweite X-Bewegungsteil 76 kann allein nach rechts in X-Richtung
relativ zu dem ersten X-Bewegungsteil 75 bewegt werden,
wenn die Bewegung des ersten X-Bewegungsteils 75 zusammen
mit dem X-Bewegungsrahmen 21 aus irgendeinem Grund verhindert
wird. Diese Konstruktion ermöglicht
das Bewegen der X-Antriebsmutter 85x längs der Spindel 171x auch
wenn der X-Bewegungsrahmen 21 unbeweglich ist. Dies verhindert übermäßige Last
an dem vorstehend beschriebenen Antriebskraft-Übertragungsmechanismus, wodurch
ein Festsetzen der Gewinde zwischen der Spindel 171x und
der X-Antriebsmutter 85x sowie ein Schaden an anderen zugeordneten
Teilen des Antriebskraft-Übertragungsmechanismus
verhindert wird. Wenn die X-Antriebsmutter 85x durch den
X-Antriebsmotor 170x bezüglich der Darstellung in 24 nach
links bewegt wird, entfernt sich die X-Antriebsmutter 85x von
dem Mutteranschlag 76e, und entsprechend wirkt die Antriebskraft
des X-Antriebsmotors 170x weder auf das erste X-Bewegungsteil 75 noch
auf das zweite X-Bewegungsteil 76. Daher werden keine unerwünschten Lasten
auf den Antriebskraft-Übertragungsmechanismus
ausgeübt,
auch wenn eine Bewegung des X-Antriebsrahmens 21 aus irgendeinem
Grund unmöglich
ist.
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Ähnlich dem
X-Antriebsmechanismus für den
CCD-Bildsensor 60 kann auch der Y-Antriebsmechanismus sich
selbst gegen Schäden
schützen. Dies
wird im folgenden erläutert.
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Wenn
beispielsweise die Y-Antriebsmutter 85y bezüglich der
Darstellung in 24 mit dem Y-Antriebsmotor 170y aufwärts bewegt
wird, bewegen sich das Y-Bewegungsteil 80 und
der Y-Bewegungsrahmen 71, die normalerweise gemeinsam bewegt
werden, in Y-Richtung relativ zueinander, wobei der Grenzanschlag 71c und
der Grenzanschlag 80a (und auch der Grenzanschlag 71d und
der Grenzanschlag 80b) voneinander gegen die Kraft der Zug-Verbindungsfeder 81y getrennt
werden, wenn der Y-Bewegungsrahmen 71 an den stationären Halter 23 bei
Erreichen einer mechanischen Bewegungsgrenze in Y-Richtung anschlägt oder
andere Einflüsse
vorliegen, die die Bewegung des Y-Bewegungsrahmens 71 (bzw.
des X-Bewegungsrahmens 21) stören. Speziell das Y-Bewegungsteil 80 kann sich
nur in Y-Richtung relativ zu dem Y-Bewegungsrahmen 71 aufwärts bewegen,
wenn die Bewegung des Y-Bewegungsrahmens 71 aus irgendeinem Grund
unmöglich
ist. Diese Konstruktion ermöglicht eine
Bewegung der Y-Antriebsmutter 85y längs der Spindel 171y,
auch wenn der Y-Bewegungsrahmen 71 unbeweglich ist. Dies
verhindert übermäßige Lasten
an dem vorstehend beschriebenen Antriebskraft-Übertragungsmechanismus, wodurch
ein Festsitzen der Gewinde zwischen der Spindel 171y und der
Y-Antriebsmutter 85y sowie ferner ein Schaden an anderen
zugeordneten Teilen des Antriebskraft-Übertragungsmechanismus verhindert
wird. Wenn die Y-Antriebsmutter 85y bezüglich der Darstellung in 24 durch
den Y-Antriebsmotor 170y abwärts bewegt wird, so entfernt
sie sich von dem Mutteranschlag 80e, und entsprechend wirkt
die Antriebskraft des Y-Antriebsmotors 170y weder auf das Y-Bewegungsteil 80 noch
auf den Y-Bewegungsrahmen 71. Somit werden keine übermäßigen Lasten auf
den Antriebskraft-Übertragungsmechanismus ausgeübt, auch
wenn eine Bewegung des Y-Bewegungsrahmens 71 aus irgendeinem
Grund unmöglich ist.
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Wie
vorstehend beschrieben, ist der Bewegungsbereich des X-Bewegungsrahmens 21 durch Innenumfangsflächen des
Y-Bewegungsrahmens 71 definiert, während der Bewegungsbereich
des Y-Bewegungsrahmens 71 durch Innenumfangsflächen des
stationären
Halters 23 definiert ist. Die mechanischen Grenzen der
Bewegung des X-Bewegungsrahmens 21 in X-Richtung sind durch
die Innenumfangsflächen
des Y-Bewegungsrahmens 71 definiert, während die mechanischen Grenzen
der Bewegung des Y-Bewegungsrahmens 71 in Y-Richtung durch Innenumfangsflächen des
stationären
Halters 23 definiert sind. Es ist wünschenswert, wenn die Antriebskraft
des X-Antriebsmotors 170x auf die Spindel 171x und
die X-Antriebsmutter 85x unterbrochen wird, wenn der X-Bewegungsrahmen 21 die
rechte oder die linke Grenzstellung seiner Bewegung erreicht, und
dass die Antriebskraft des Y-Antriebsmotors 170y auf die
Spindel 171y und die Y-Antriebsmutter 85y unterbrochen
wird, wenn der Y-Bewegungsrahmen 71 die obere oder die
untere Grenzstellung erreicht. Unter Berücksichtigung von Herstelltoleranzen
der zugeordneten Komponenten kann eine solche ideale Korrelation
nicht immer erreicht werden. Wenn beispielsweise die X-Antriebsmutter 85x und die Spindel 171x (oder
die Y-Antriebsmutter 85y und die Spindel 171y)
noch über
eine ausreichende axiale Länge
in Eingriff stehen und der X-Bewegungsrahmen 21 (oder der
Y-Bewegungsrahmen 71) eine mechanische Grenze der Bewegung
erreicht hat, kann ein Festsetzen der Spindel 171x und
der X-Antriebsmutter 85x (oder der Spindel 171y und
der Y-Antriebsmutter 85y) durch Belastung der X-Antriebsmutter 85x und
der Spindel 171x (oder der Y-Antriebsmutter 85y und
der Spindel 171y) infolge Weiterdrehens des X-Antriebsmotors 170x (oder
des Y-Antriebsmotors 170y)
auftreten, wenn der Bildstabilisator der Digitalkamera 200 keine
Schutzkonstruktion wie die oben beschriebene enthält.
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Um
dieses Problem zu vermeiden, kann der Bildstabilisatormechanismus
als so konstruiert angesehen werden, dass sich die X-Antriebsmutter 85x (die
Y-Antriebsmutter 85y) von der Spindel 171x (171y)
löst, wenn
sie eines der Enden der Spindel 171x (171y) erreicht,
nachdem der X-Antriebsmutter 85x (der Y-Antriebsmutter 85y)
ein ausreichender Bewegungsbereich der Spindel 171x (171y)
gegeben wurde, so dass der X-Bewegungsrahmen 21 (Y-Bewegungsrahmen 71)
seine mechanische Bewegungsgrenze nicht leicht erreicht. Gemäß dieser Konstruktion
muss jedoch der Bewegungsbereich des X-Bewegungsrahmens 21 und
des Y-Bewegungsrahmens 71 mehr
als nötig
vergrößert werden, was
zu einer unerwünschten
Vergrößerung des
gesamten Bildstabilisators führt.
Wenn zusätzlich
der X-Bewegungsrahmen 21 oder der Y-Bewegungsrahmen 7i zufällig an
einer Stelle im Bewegungsbereich festgesetzt wird (d.h. nicht an
einem der Enden des Bewegungsbereichs), werden schwere Belastungen auf
den Gewindeeingriff zwischen der X-Antriebsmutter 85x (oder
der Y-Antriebsmutter 85y) und der Spindel 171x (oder 171y)
ausgeübt,
unabhängig
von dem Bewegungsbereich des X-Bewegungsrahmens 21 oder
des Y-Bewegungsrahmens 71.
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Umgekehrt
wird bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel des Bildstabilisators
ein Unterschied des Bewegungsbetrages in X-Richtung zwischen der
X-Antriebsmutter 85x und dem X-Bewegungsrahmen 21 durch
Zwischenelemente (erster X-Bewegungsteil 75 und zweites
X-Bewegungsteil 76) absorbiert, während ein Unterschied des Bewegungsbetrages
in Y-Richtung zwischen der Y-Antriebsmutter 85y und
dem X-Antriebsrahmen 21 durch Zwischenelemente (Y- Bewegungsrahmen 71 und
Y-Bewegungsteil 80) absorbiert werden. Daher muss der Bewegungsbereich
des X-Bewegungsrahmens 21 und des Y-Bewegungsrahmen 71 nicht mehr
als nötig
vergrößert werden.
Auch wenn der X-Bewegungsrahmen 21 oder der Y-Bewegungsrahmen 71 zufällig an
einer Stelle im Bewegungsbereich festgesetzt wird (d.h. nicht an
der jeweiligen Bewegungsbereichsgrenze), werden keine schweren Belastungen
auf den Gewindeeingriff zwischen der X-Antriebsmutter 85x (oder
der Y-Antriebsmutter 85y) und der Spindel 171x (oder 171y)
ausgeübt,
da ein Unterschied des Bewegungsbetrages in X-Richtung zwischen
der X-Antriebsmutter 85x und dem X-Bewegungsrahmen 21 (oder
ein Unterschied des Bewegungsbetrages in Y-Richtung zwischen der Y-Antriebsmutter 85y und
dem Y-Bewegungsrahmen 71) durch die vorstehend genannten
Zwischenteile (erstes X-Bewegungsteil 75 und zweites X-Bewegungsteil 76 oder
Y-Bewegungsrahmen 71 und Y-Bewegungsteil 80) absorbiert
wird.
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Bei
diesem Ausführungsbeispiel
des Bildstabilisators ist der maximale Betrag der Relativbewegung
des ersten X-Bewegungsteils 75 und des zweiten X-Bewegungsteils 76 vorbestimmt,
um jeglichen Unterschied des Bewegungsbetrages zwischen der X-Antriebsmutter 85x und
dem X-Bewegungsrahmen 21 zu absorbieren, wo auch immer
die X-Antriebsmutter 85x und der X-Bewegungsrahmen 21 in
ihrem Bewegungsbereich stehen. Ähnlich
ist der maximale Betrag der Relativbewegung des Y-Bewegungsrahmens 71 und
des Y-Bewegungsteils 80 vorbestimmt, um jeglichen Unterschied
des Bewegungsbetrages zwischen der Y-Antriebsmutter 75y und
dem Y-Bewegungsrahmen 71 zu absorbieren, wo auch immer
die Y-Antriebsmutter 85y und der Y-Bewegungsrahmen 71 in
ihrem Bewegungsbereich stehen.
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Eine
Begrenzung der Bewegung des X-Bewegungsrahmens 21 oder
des Y-Bewegungsrahmens 71 ist nicht die einzige Ursache
der Belastung des Antriebskraft-Übertragungsmechanismus.
Da der CCD-Bildsensor 60, der als optisches Element zum
Ausgleichen einer Bildbewegung dient, in X- und in Y-Richtung frei
beweglich gelagert ist, kann der X-Bewegungsrahmen 21 (der
den CCD-Bildsensor 60 hält)
oder der Y-Bewegungsrahmen 71 (der den X-Bewegungsrahmen 21 hält) einer
Kraft ausgesetzt werden, die den X-Bewegungsrahmen 21 oder
den Y- Bewegungsrahmen 71 bewegt,
auch wenn keine Antriebskraft durch den X-Antriebsmotor 170x oder den
Y-Antriebsmotor 170y ausgeübt wird. Dies kann bei einem
Stoß oder
einem plötzlichen
Aufprall der Digitalkamera 200 auftreten, wenn sie beispielsweise auf
den Boden fällt.
Auch in einem solchen Fall können
derartige Belastungen, Stöße oder
plötzliche Aufprallvorgänge bei
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
des Bildstabilisators sicher absorbiert werden.
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Wird
der X-Bewegungsrahmen 21 beispielsweise bezüglich der
Darstellung in 24 durch eine externe Kraft,
die nicht von dem X-Antriebsmotor 170x stammt, nach links
bewegt, so wird das erste X-Bewegungsteil 75 über die Übertragungsrolle 21c in
dieselbe Richtung gedrückt.
Da diese Druckrichtung auf das erste X-Bewegungsteil 75 den Grenzanschlag 75a bzw. 75b von
dem Grenzanschlag 76a bzw. 76b trennt, kann das
erste X-Bewegungsteil 75 allein relativ zu dem zweiten
X-Bewegungsteil 76 gegen die Kraft der Zug-Verbindungsfeder 81x nach links
bewegt werden. Dabei erzeugt das erste X-Bewegungsteil 75 keinen
mechanischen Druck auf das zweite X-Bewegungsteil 76, so
dass nur eine elastische Spannkraft der Zug-Verbindungsfeder 81x auf das
zweite X-Bewegungsteil 76 wirkt, und deshalb wird keine übermäßige Kraft
durch das zweite X-Bewegungsteil 76 auf die X-Antriebsmutter 85x ausgeübt. Wird
der X-Bewegungsrahmen 21 in 24 durch
eine externe Kraft, die nicht von dem X-Antriebsmotor 170x stammt,
nach rechts bewegt, so wird die Übertragungsrolle 21c von
dem Gelenkvorsprung 75g getrennt, und es wird weder das
erste X-Bewegungsteil 75 noch das zweite X-Bewegungsteil 76 der
Bewegungskraft des X-Bewegungsrahmens 21 ausgesetzt. Auch
wenn dieser in X-Richtung durch eine externe Kraft o.ä. bei abgeschaltetem X-Antriebsmotor 170x vorwärts oder
rückwärts in X-Richtung
bewegt wird, wird keine unerwünschte Last
auf den Gewindeeingriff zwischen der X-Antriebsmutter 85x und der
Spindel 171x ausgeübt.
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Wenn
andererseits der Y-Antriebsrahmen 71 in 24 durch
eine externe Kraft, die nicht von dem Y-Antriebsmotor 170y stammt,
abwärts
bewegt wird, so wird dadurch der Grenzanschlag 80a bzw. 80b von
dem Grenzanschlag 71c bzw. 71d getrennt, und somit
kann der Y-Bewegungsrahmen 71 allein relativ zu dem Y-Bewegungsteil 80 gegen
die Kraft der Zug-Verbindungsfeder 81y bewegt werden.
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Dabei übt der Y-Bewegungsrahmen 71 keinen
mechanischen Druck auf das Y-Bewegungsteil 80 aus,
so dass nur eine elastische Spannkraft der Zug-Verbindungsfeder 81y auf
das Y-Bewegungsteil 80 wirkt, und entsprechend wird keine übermäßige Kraft
durch das Y-Bewegungsteil 80 auf die Y-Antriebsmutter 85y ausgeübt. Wird
der X-Bewegungsrahmen 21 in 24 durch
eine externe Kraft, die nicht von dem X-Antriebsmotor 170x stammt,
aufwärts
bewegt, so wird das Y-Bewegungsteil 80 durch den
Eingriff des Grenzanschlags 80a und des Grenzanschlags 71c sowie
durch den Eingriff des Grenzanschlags 80b und des Grenzanschlags 71d nach oben
gedrückt.
Dabei wirkt die Kraft des Y-Bewegungsteils 80 nicht auf
die Y-Antriebsmutter 85y, da diese Bewegungsrichtung des
Y-Bewegungsteils 80 ein Trennen des Mutteranschlags 80e von
der Y-Antriebsmutter 85y bewirkt. Auch wenn der Y-Bewegungsrahmen 71 durch
eine externe Kraft o.ä.
bei abgeschaltetem Y-Antriebsmotor 170y in Y-Richtung vorwärts oder
rückwärts bewegt
wird, erfolgt also keine unerwünschte
Belastung des Gewindeeingriffs zwischen der Y-Antriebsmutter 85y und
der Spindel 171y.
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Aus
der vorstehenden Beschreibung geht hervor, dass bei dem Ausführungsbeispiel
des Bildstabilisators in jedem der folgenden beiden Fälle, d.h. bei
Auftreten einer Fehlfunktion in der Bewegungsoperation des X-Bewegungsrahmens 21 und/oder
des Y-Bewegungsrahmens 71 bei Antrieb durch den X-Antriebsmotor 170x oder
den Y-Antriebsmotor 170y und in dem Fall, dass der X-Bewegungsrahmen 21 und/oder
der Y-Bewegungsrahmen 71 unerwartet durch eine externe
Kraft o.ä.
bewegt wird, eine solche zufällige
Bewegung absorbiert werden kann, wodurch der Antriebsmechanismus
des bildstabilisierenden optischen Elementes unbeschädigt bleibt. Der
Bildstabilisator ist so aufgebaut, dass keine schwere Last auf die
beiden Gewindeeingriffe zwischen der X-Antriebsmutter 85x und
der Spindel 171x und zwischen der Y-Antriebsmutter 85y und
der Spindel 171y ausgeübt
wird, wodurch sich ein hoher Sicherheitsgrad gegen Beschädigung dieser
Gewindeeingriffe ergibt. Obwohl es möglich ist, den X-Bewegungsrahmen 21 und
den Y-Bewegungsrahmen 71 durch Verringern der Steigungswinkel
der Spindeln 171x und 171y mit hoher Genauigkeit
anzutreiben, reduziert ein Verringern des Steigungswinkels einer
jeden Spindel nachteilig die Stabilität des Spindelmechanismus. Bei
dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel
des Bildstabilisators kann der Steigungswinkel einer jeden Spindel
jedoch verringert werden, da keine schweren Lasten auf die Gewindeeingriffe
ausgeübt
werden.
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26 bis 28 zeigen
ein weiteres Ausführungsbeispiel
(zweites Ausführungsbeispiel)
der Bildstabilisatoreinheit IS. Bei diesem Ausführungsbeispiel tragen Elemente,
die Elementen des vorherigen Ausführungsbeispiels (erstes Ausführungsbeispiel)
des Bildstabilisators IS entsprechen, damit übereinstimmende Bezugszeichen.
Das zweite Ausführungsbeispiel
der Bildstabilisatoreinheit stimmt mit dem ersten überein bis
auf das Merkmal, dass ein Ende (linkes Ende in 28)
der X-Spannfeder 87x an dem Y-Bewegungsrahmen 71 und
nicht an dem stationären
Halter 23 aufgehängt
ist. Genauer gesagt: die X-Spannfeder 87x befindet sich
zwischen einem Federhaken 71w an dem Y-Bewegungsrahmen 71 und
dem Federhaken 21v des X-Bewegungsrahmens 21.
Mit diesem zweiten Ausführungsbeispiel
der Bildstabilisatoreinheit wird derselbe Effekt wie mit dem ersten
Ausführungsbeispiel
erreicht.
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Bei
den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen werden der
CCD-Bildsensor 60,
das Tiefpassfilter 25 und andere zugeordnete Elemente verwendet,
und diese Einheit (CCD-Einheit) wird zum Ausgleich einer Kamerabewegung
angetrieben. Die Konstruktion dieser CCD-Einheit wird im einzelnen an
Hand der 29 bis 41 erläutert.
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Wie 29 bis 34 zeigen,
sind das Tiefpassfilter 25 und der CCD-Bildsensor 60 zwischen dem
X-Bewegungsrahmen 21 und einer CCD-Halteplatte 61 gehalten.
Genauer gesagt: das Tiefpassfilter 25 steht in Kontakt
mit einer Innenseite des X-Bewegungsrahmens 21 an
dessen vorderer Öffnung, und
die Bildaufnahmefläche
des CCD-Bildsensors 60 ist hinter dem Tiefpassfilter 25 angeordnet,
und zwischen diesem und dem CCD-Bildsensor 60 befindet sich
eine ringförmige
Dichtung 26 aus einem elastischen Material. Der CCD-Bildsensor 60 ist
zusammen mit einem CCD-Substrat 62 an der Vorderseite der
CCD-Halteplatte 61 befestigt. Das CCD-Substrat 62 ist
bis zur Rückseite
der CCD-Halteplatte 61 ausgedehnt und kann mit einem Ende
eines flexiblen Schaltungsträgers 90 verbunden
werden, um Signale zu übertragen.
Das andere Ende des flexiblen Schaltungsträgers 90 ist mit einer
stationären
Schaltungsplatine 102a (29) verbunden,
auf der die Steuerschaltung 102 befestigt ist. Das CCD-Substrat 62 und der
flexible Schaltungsträger 90 sind
einstückig
ausgebildet.
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Die
CCD-Halteplatte 61 hat einen vorderen flachen Teil 61a und
drei Haltenasen 61b. Der vordere flache Teil 61a trägt den CCD-Bildsensor 60 und das
CCD-Substrat 62.
Zwei der drei Haltenasen 61b stehen horizontal zueinander
entgegengesetzt ab, während
die dritte Haltenase 61b nach unten absteht. Der X-Bewegungsrahmen 21 hat
drei Vertiefungen 21d, in die die drei Haltenasen 61b eingesetzt werden
können.
Diese sind mit drei kreisrunden Löchern (Elemente eines Neigungswinkeleinstellmechanismus) 61c versehen,
die jeweils in Vorwärts/Rückwärtsrichtung
die drei Haltenasen 61b durchsetzen. Drei Muttern (Elemente
eines Neigungswinkeleinstellmechanismus) 63 sind an dem X-Bewegungsrahmen 21 in
den drei Vertiefungen 21d den Löchern 61c gegenüberliegend
befestigt. Der X-Bewegungsrahmen 21 hat im Bereich der
drei Muttern 63 drei Federaussparungen 21e, in
denen drei Kompressionsfedern (Elemente des Neigungswinkeleinstellmechanismus) 64 angeordnet
sind. Die beiden seitlichen Haltenasen 61b des vorderen
flachen Teils 61a sind unter den zugeordneten Löchern 61c mit
zwei Positionierlöchern 61d angeordnet.
Der X-Bewegungsrahmen 21 ist in zwei von den drei Vertiefungen 21d mit
zwei Positioniervorsprüngen 21f angeordnet,
die in die zwei Positionierlöcher 61d jeweils
eingesetzt werden können.
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Die
drei Muttern 63 bestehen im Unterschied zu dem X-Bewegungsrahmen
aus Metall. Jede Mutter 63 hat einen Hohlzylinderteil 63a und
ist ferner an einem Ende des Zylinderteils (zylindrischer Schaft) 63a mit
einem Flansch 63b versehen. Die drei Muttern 63 sind
an dem X-Bewegungsrahmen 21 befestigt, wobei die drei Flanschteile 63b in
drei großen
Löchern 21g sitzen,
die an der Vorderseite des X-Bewegungsrahmens 21 ausgebildet
sind. Der Zylinderteil 63a einer jeden Mutter 63 ragt
durch den Boden der zugeordneten Öffnung 21g und steht
rückwärts davon
in Richtung der optischen Achse ab. Wie 35 und 36 zeigen,
ist der Außendurchmesser
des Zylinderteils 63a einer jeden Mutter 63 so
vorbestimmt, dass er etwas kleiner als der Innendurchmesser (Öffnungsdurchmesser)
des zugeordneten Lochs 61c der CCD-Halteplatte 61 ist.
Jede Mutter 63 ist längs
der Achse des zylindrischen Teils 63a mit einem Innengewinde 63c versehen,
so dass drei CCD-Einstellschrauben (Elemente des Neigungswinkeleinstellmechanismus) 65 in
sie eingeschraubt werden können
(von den hinteren Enden in Richtung der optischen Achse hin gesehen).
Jede CCD-Einstellschraube 65 hat einen Schaft (Schraubenschaft) 65a mit
einem Außengewinde,
das mit dem zugeordneten Innengewinde eines Lochs 63c verschraubt
ist, und einen Kopf 65b, der einen größeren Durchmesser als der Schaft 65a hat.
Abweichend von dem Zylinderteil 63a ist der Außendurchmesser
des Kopfes 65b in vorbestimmtem Maße größer als der Innendurchmesser
(Öffnungsdurchmesser)
des zugeordneten Lochs 61c.
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Beim
Zusammenbau der CCD-Einheit werden die CCD-Halteplatte 61 und
der X-Bewegungsrahmen 21 einander
angenähert,
so dass die drei Haltenasen 61b in die entsprechenden drei
Vertiefungen 21d gelangen, wobei die drei Druckfedern 64 in
die drei Federaussparungen 21e eingesetzt sind und zusammengedrückt werden.
Dann werden die zwei Positioniervorsprünge 21f in die zwei
Positionierlöcher 61d eingesetzt,
wodurch die relative Position zwischen X-Bewegungsrahmen 21 und CCD-Bildsensor 60 bestimmt
ist. Außerdem
bewirkt ein gegenseitiges Annähern
der CCD-Halteplatte 61 und des X-Bewegungsrahmens 21 in
gewissem Maße
das Eintreten der Enden der Hohlzylinderteile 63a der drei
Muttern 63 in die drei Löcher 61c, da der Außendurchmesser
des Zylinderteils 63a einer jeden Mutter 63 kleiner
als der Innendurchmesser (Öffnungsdurchmesser)
des zugeordneten Lochs 61c ist, wie vorstehend beschrieben
wurde.
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Danach
werden die Schafte 65a der drei CCD-Einstellschrauben 65 in
die Innengewinde 63c der drei Muttern 63 jeweils
eingeschraubt. Das gegenseitige Annähern des X-Bewegungsrahmens 21 und
der CCD-Halteplatte 61 bewirkt das Zusammendrücken der
in die drei Vertiefungen 21d eingesetzten Druckfedern 64 zwischen
dem X-Bewegungsrahmen 21 und den drei Haltenasen 61b.
Durch elastische Kraft der drei so zusammengedrückten Druckfedern 64 wird
die CCD-Halteplatte 61 von
dem X-Bewegungsrahmen 21 weggedrückt (in Richtung der optischen
Achse rückwärts), wie 37 zeigt.
Die Rückseiten
der Kopfteile 65b der drei CCD-Einstellschrauben 65 verhindern
jedoch ein Rückwärtsbewegen
der CCD-Halteplatte 61, so dass dadurch ihre Position in Richtung
der optischen Achse definiert ist. Entsprechend sind der X-Bewegungsrahmen 21 und
die CCD-Halteplatte 61 miteinander
verbunden, wobei der CCD-Bildsensor 60 und das Tiefpassfilter 25 zwischen
ihnen gehalten werden.
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In
der CCD-Einheit, in der der X-Bewegungsrahmen 21 und die
CCD-Halteplatte 61 so miteinander verbunden sind sind die
drei CCD-Einstellschrauben 65 auf drei verschiedene Punkte
um die Mitte der Bildaufnahmefläche
des CCD-Bildsensors 60 verteilt, und entsprechend kann
der Winkel (Neigungswinkel/Einstellwinkel) der CCD-Halteplatte 61 relativ
zu der fotografischen optischen Achse Z1, d.h. der Winkel (Neigungswinkel/Einstellwinkel)
der Bildaufnahmefläche
des CCD-Bildsensors 60 zu der optischen Achse Z1 durch
Verstellen des Befestigungsgrades einer jeden CCD-Einstellschraube 65 eingestellt
werden. Wenn beispielsweise die CCD-Einstellschraube 65 stärker angezogen
wird, bewegt sich der zugeordnete Kopfteil 65b, der die
Position der CCD-Halteplatte 61 in Richtung der optischen
Achse bestimmt, in dieser Richtung vorwärts. Diese Vorwärtsbewegung
des Kopfteils 65b bewirkt ein Vorwärtsdrücken der zugeordneten Haltenase 61b,
die in Kontakt mit der CCD-Einstellschraube 65 ist. Wenn
umgekehrt eine CCD-Einstellschraube 65 gelockert wird,
bewegt sich der zugeordnete Kopfteil 65b in Richtung der
optischen Achse rückwärts. Diese
Rückwärtsbewegung
des Kopfteils 65b bewirkt ein Rückwärtsdrücken der zugeordneten Haltenase 61b,
die in Kontakt mit der CCD-Einstellschraube 65 ist, durch
die Kraft der zugeordneten Druckfeder 64. Der Neigungswinkel
des CCD-Bildsensors 60 zu der optischen Achse Z1 kann durch Ändern des
Befestigungsgrades der drei CCD-Einstellschrauben 65 und
des damit erzeugten Ausgleichs eingestellt werden.
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33 und 34 sind
Querschnitte der Bildstabilisatoreinheit IS und zeigen zwei unterschiedliche
Zustände
vor und nach der Einstellung an zwei der drei CCD-Einstellschrauben 65,
die auf den horizontal einander abgewandten Seiten des vorderen
flachen Teils 61a sitzen. In dem in 33 gezeigten
Zustand sind die Einstellbeträge
der zwei CCD-Einstellschrauben 65 (die rechte und die linke CCD-Einstellschraube 65)
weitgehend identisch und nicht maximal (bis zur Grenze) relativ
zu den Innengewinden 63c der zugeordneten beiden Muttern 63 festgezo gen. 35 ist
eine vergrößerte Darstellung einer
der beiden CCD-Einstellschrauben 65 (in 34 die
linke CCD-Einstellschraube 65) und benachbarter Elemente
in dem in 33 gezeigten Zustand. Wie 35 zeigt,
liegt die zugeordnete Haltenase 61b an der Rückseite
des Kopfteils 65b der CCD-Einstellschraube 65 durch
die Andruckkraft der zugeordneten Druckfeder 64. Es ist
jedoch Platz für das
Kopfteil 65b und die Haltenase 61b zu deren Vorwärtsbewegung
(in 35 abwärts)
durch weiteres Festziehen der CCD-Einstellschraube 65,
da noch ein Abstand zwischen dem Ende des Zylinderteils 63a und
dem Kopfteil 65b besteht.
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34 zeigt
einen Zustand, bei dem die linke CCD-Einstellschraube 65 maximal
angezogen ist. Wie in der vergrößerten Darstellung
der linken CCD-Einstellschraube 65 und zugeordneter Elemente
in 36 zu erkennen ist, wurde die Haltenase 61b,
die mit der linken CCD-Einstellschraube 65 in Berührung steht,
aus der in 35 gezeigten Position gegen
die Kraft der Druckfeder 64 vorwärts gedrückt, wodurch die CCD-Halteplatte 61 und
der CCD-Bildsensor 60 relativ zu dem X-Bewegungsrahmen 21 (relativ
zur optischen Achse) gekippt wurde. In diesem Zustand ist der X-Bewegungsrahmen 21 nicht
durch das Kippen des CCD-Bildsensors 60 gekippt, jedoch
wird die elastische Dichtung 26 zwischen dem Tiefpassfilter 25 und
dem CCD-Bildsensor 60 durch das Kippen des CCD-Bildsensors 60 elastisch
verformt (siehe 34).
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Wie 36 zeigt,
kann jede CCD-Einstellschraube 65 so weit angezogen werden,
dass das Kopfteil 65b in Kontakt mit dem Ende des Zylinderteils 63a der
zugeordneten Mutter 63 kommt, da die Zylinderteile 63a der
drei Muttern 63 in die drei Löcher 61c eingesetzt
sind. In diesem Zustand wird die Haltenase 61b nicht zwischen
dem Kopfteil 65b der zugeordneten CCD-Einstellschraube 65 und
dem Boden der Vertiefung 21d des X-Bewegungsrahmens 21 festgehalten,
sondern sie wird ohne Kontakt mit dem Boden der Vertiefung 21d gehalten.
Da die Haltenase 61b nicht zwischen dem Kopfteil 65b der zugeordneten
CCD-Einstellschraube 65 und dem Boden der zugeordneten
Vertiefung 21d festgehalten wird, wird das Kippen der CCD-Halteplatte 61 nicht verhindert,
auch wenn die CCD-Einstellschraube 65 maximal
angezogen ist, wenn der Einstellgrad einer jeden der beiden übrigen CCD-Einstellschrauben 65 geändert wird.
Der gesamte Bereich axialer Bewegung des Schaftes 65a einer
jeden CCD-Einstellschraube 65 relativ zu der zugeordneten
Mutter 63 (Innengewinde 63c) kann daher zur Einstellung
(Neigungswinkeleinstellung) des Winkels der CCD-Halteplatte 61 relativ
zu der optischen Achse Z1 genutzt werden.
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Die
CCD-Einheit wird vervollständigt
durch Befestigen einer beweglichen Platte 91 (bewegliches Halteteil,
das den flexiblen Schaltungsträger 90 trägt/Biegewiderstandvorrichtung)
an der Rückseite des
X-Bewegungsrahmens 21 hält,
nachdem dieser und die CCD-Halteplatte 61 miteinander verbunden sind
(siehe 31 und 32). Die
bewegliche Platte 91 ist flach und liegt in einer Ebene
weitgehend parallel zu der Ebene, in der der CCD-Bildsensor (Bildaufnahmevorrichtung) 60 angetrieben
wird, d.h. weitgehend parallel zu der X-Y-Ebene, die durch die X-Richtung
und die Y-Richtung definiert ist. Der X-Bewegungsrahmen 21 hat
zwei Eingriffslöcher 21h,
eine Gewindebohrung 21i und einen Positioniervorsprung 21k.
Die bewegliche Platte 91 ist mit zwei Rastnasen 91a,
einer Bohrung 91b und einer Positionierbohrung 91c versehen,
die mit den beiden Eingriffslöchern 21h,
der Gewindebohrung 21i und dem Positioniervorsprung 21k des
X-Bewegungsrahmens 21 in Eingriff stehen. Die bewegliche
Platte 91 ist an dem X-Bewegungsrahmen 21 mit
einer Einstellschraube 92 befestigt, die in die Gewindebohrung 21i des
X-Bewegungsrahmens 21 in einem Zustand eingeschraubt ist,
in dem die Enden der beiden Rastnasen 90a in die Eingriffslöcher 21h eingesetzt sind
und in dem der Positioniervorsprung 21k in die Positionieröffnung 91c eingesetzt
ist (siehe 32).
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Die
CCD-Einheit ist mit den oben beschriebenen Antriebsmechanismen zum
Antrieb des CCD-Bildsensors 60 in X-Richtung und in Y-Richtung gehalten,
wodurch die Bildstabilisatoreinheit IS gebildet ist. Die Bildstabilisatoreinheit
IS hat eine stationäre
Abdeckung (hintere Schutzabdeckung) 93. Die stationäre Abdeckung 93 ist
eine flache Platte, die in einer Ebene weitgehend parallel zu einer
Ebene liegt, in der der CCD-Bildsensor (Bildaufnahmevorrichtung) 60 angetrieben
wird, d.h. weitgehend parallel zu der X-Y-Ebene, die durch die X-Richtung
und die Y-Richtung definiert ist. Die stationäre Abdeckung 93 liegt
also weitgehend paral lel zu der beweglichen Platte 91.
Wie 29 zeigt, hat die stationäre Abdeckung 93 vier Öffnungen 93a,
die im Bereich ihrer Außenkante
verteilt sind. Ferner hat sie vier ringförmige Anschlagflächen 93b,
die diese Öffnungen 93a umgeben.
Die Anschlagflächen 93b liegen
in einer gemeinsamen Ebene. Die stationäre Abdeckung 93 ist ferner
mit drei Zugangsöffnungen 93c und
zwei Positionieröffnungen 93d versehen.
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8 und 9 zeigen
die Bildstabilisatoreinheit IS, bei der die bewegliche Platte 91 und
die stationäre
Abdeckung 93 entfernt sind. Wie aus 8 und 9 hervorgeht,
ist der stationäre
Halter 23 an seiner Rückseite
an vier Stellen entsprechend den vier Öffnungen 93a der stationären Abdeckung 93 mit
vier Gewindelöchern 23c versehen
und hat ferner diese umgebende Anschlagflächen 23c, mit denen
die vier Anschlagflächen 93b der
stationären Abdeckung 93 in
Kontakt stehen. Der stationäre
Halter 23 hat zwei Positioniervorsprünge 23e, die in die beiden
Positionieröffnungen 93d eingesetzt
werden können.
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Wenn
die stationäre
Abdeckung 93 an dem stationären Halter 23 befestigt
wird, werden die beiden Positioniervorsprünge 23e mit den beiden
Positionierlöchern 23d in
Eingriff gebracht. Dann kommen die vier Anschlagflächen 93b der
stationären
Abdeckung 93 in Kontakt mit den entsprechenden vier Anschlagflächen 23d des
stationären
Halters 23, so dass die vier Öffnungen 93a und die
vier Gewindeöffnungen 23c aufeinander
ausgerichtet sind. Danach wird, wie 38 zeigt,
die stationäre
Abdeckung 93 an dem stationären Halter 23 mit
vier Einstellschrauben 934 befestigt, die in die Gewindeöffnungen 23c des
stationären
Halters 23 eingeschraubt werden, nachdem sie durch die Öffnungen 93a der
stationären
Abdeckung 93 gesteckt wurden. Wie 38 zeigt,
liegen die Köpfe 65b der
drei CCD-Einstellschrauben 65 durch
die drei Zugangsöffnungen 93c der
stationären
Abdeckung 93 frei, wenn die bewegliche Platte 91 und
die stationäre
Abdeckung 93 montiert sind, und entsprechend kann die oben
beschriebene Neigungswinkeleinstellung zum Einstellen des Winkels
des CCD-Bildsensors 60 relativ zu der optischen Achse Z1
vorgenommen werden, ohne die bewegliche Platte 91 oder
die stationäre
Abdeckung 93 entfernen zu müssen.
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Die
Steuerschaltung 102 ist auf dem stationären Schaltungsträger 102a im
Kameragehäuse 202 befestigt,
und der stationäre
Schaltungsträger 102a und
das CCD-Substrat 62 sind über den
flexiblen Schaltungsträger 90 in
oben beschriebener Weise miteinander verbunden. Wie 2, 3, 12 und 40 zeigen,
hat der flexible Schaltungsträger 90 einen
stationären
CCD-Anschlussteil 90a, einen U-förmig gefalteten Teil 90v1,
einen ersten, vertikalen flachen Teil 90b, einen gebogenen
Teil 90v2, einen ersten horizontalen flachen Teil 90c,
einen U-förmig
gefalteten Teil 90v3, einen zweiten horizontalen flachen
Teil 90d, einen gebogenen Teil 90v4, einen zweiten
vertikalen flachen Teil 90e, einen seitlich verbreiterten
Teil 90f und einen Verbindungsteil 90g. Der stationäre CCD-Anschlussteil 90a ist
einstückig
mit dem CCD-Substrat 62 auf der Rückseite der CCD-Halteplatte 61 verbunden.
Ein unterer Endteil des stationären
CCD-Anschlussteils 90a ist auf sich selbst zurückgefaltet,
erstreckt sich aufwärts
und bildet den U-förmig
gefalteten Teil 90v1. Der erste vertikale flache Teil 90b ist
aufwärts
länglich
in Y-Richtung ausgehend von dem U-förmig gefalteten Teil 90v1.
Ein oberes Ende des ersten vertikalen flachen Teils 90b ist
vorwärts
weitgehend rechtwinklig abgebogen und bildet den gebogenen Teil 90v2.
Der erste horizontale flache Teil 90c erstreckt sich länglich vorwärts ausgehend
von dem gebogenen Teil 90v2 über dem Zoommotor 150.
Das vordere Ende des ersten horizontalen flachen Teils 90c ist über etwa
180° auf sich
selbst gefaltet, erstreckt sich rückwärts und bildet den U-förmig gefalteten Teil 90v3.
Der zweite horizontale flache Teil 90d erstreckt sich länglich rückwärts ausgehend
von dem U-förmig
gefalteten Teil 90v3. Das hintere Ende des zweiten horizontalen Teils 90d ist
etwa rechtwinklig nach unten abgebogen und bildet den gebogenen
Teil 90v4. Der zweite vertikale flache Teil 90e ist
ausgehend von dem gebogenen Teil 90v4 abwärts in Y-Richtung
länglich.
Der seitliche verbreiterte Teil 90f ist in X-Richtung ausgehend
vom unteren Ende des zweiten vertikalen flachen Teils 90e länglich.
Der Anschlussteil 90g ist an einem Ende (in 38 das
rechte Ende) des seitlich verbreiterten Teils 90f ausgebildet
und kann an dem stationären
Schaltungsträger 102a befestigt
werden, auf dem die Steuerschaltung 102 befestigt ist.
Der erste vertikale flache Teil 90b und der zweite vertikale flache
Teil 90e liegen weitgehend parallel zueinander, und die
Längsrichtung
eines jeden dieser flachen Teile 90b und 90e liegt
weitgehend parallel zur Y-Richtung. Der erste horizontale flache
Teil 90c und der zweite horizontale flache Teil 90d sind
weitgehend parallel zueinander und zur Längsrichtung der beiden horizontalen
flachen Teile 90c und 90d sowie zur optischen
Achse Z1. Der flexible Schaltungsträger 90 und das CCD-Substrat 62 sind
in 8, 9, 19, 21 und 23 nicht
dargestellt, um die Rückseite
des vorderen flachen Teils 61a zu zeigen.
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Wie 40 zeigt,
ist die bewegliche Platte 91 an dem X-Bewegungsrahmen 21 befestigt
und hat einen Abstand zu dem vorderen flachen Teil 61a der CCD-Halteplatte 61 in
Richtung der optischen Achse, wodurch ein Einsetzraum S1 für den flexiblen
Schaltungsträger
zwischen der CCD-Halteplatte 61 und der beweglichen Platte 91 gebildet
ist. Außerdem
ist ein weiterer Einsetzraum S2 für den flexiblen Schaltungsträger zwischen
der stationären
Abdeckung 93 und dem LCD-Feld 20 gebildet, das sich
hinter der stationären
Abdeckung 93 befindet. Der U-förmig
gefaltete Teil 90v1 des flexiblen Schaltungsträgers 90 ist
in dem Einsetzraum S1 angeordnet, so dass der stationäre CCD-Anschlussteil 90a und
der erste vertikale flache Teil 90b an der Vorder- und
der Rückseite
des Einsetzraums S1 angeordnet sind. Der stationäre CCD-Anschlussteil 90a ist
an der Rückseite
der CCD-Halteplatte 61 befestigt. Andererseits ist der erste
vertikale flache Teil 90b in Kontakt (Flächenkontakt)
mit der Frontseite der beweglichen Platte 91 und durch
diese derart geführt,
dass er von dem U-förmig
gefalteten Teil 90v1 zu dem gebogenen Teil 90v2 übergeht.
Der zweite vertikale flache Teil 90e und der seitlich verbreiterte
Teil 90f, die sich hinter dem ersten vertikalen flachen
Teil 90b über
den ersten horizontalen flachen Teil 90c und den zweiten
horizontalen flachen Teil 90d erstrecken, gehen in den Einsetzraum
S2 über
und sind an der Rückseite
der stationären
Abdeckung 93 gehalten. Der zweite vertikale flache Teil 90e und
der seitlich verbreiterte Teil 90f sind teilweise an der
Rückseite
der stationären Abdeckung 93 mit
z.B. einem doppellseitigen Klebeband befestigt.
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Mit
dieser Anordnung des flexiblen Schaltungsträgers ist die bewegliche Platte 91 an
einer Stelle in Richtung der optischen Achse zwischen der CCD-Halteplatte 61,
die ein Ende des flexiblen Schaltungsträgers 90 (das CCD-Substrat 62)
hält, und
der stationären
Abdeckung 93 angeordnet, die als stationäres Halteteil
dient. Wie in 40 gezeigt, ist ein Teil (stationärer Teil)
des flexiblen Schaltungsträgers 90, der
den zweiten vertikalen flachen Teil 90e, den seitlich verbreiterten
Teil 90f und den Anschlussteil 90g einschließt, an der
Rückseite
der stationären
Abdeckung 93 in Richtung der optischen Achse befestigt
und gehalten, und die bewegliche Platte 91 ist so positioniert,
dass sie einen weiteren Teil (beweglicher Teil) des flexiblen Schaltungsträgers 90 abdeckt,
der vertikal vor der stationären
Abdeckung 93 verläuft, wodurch
diese mit dem anderen Teil des flexiblen Schaltungsträgers 90 nicht
in Berührung
kommt. Entsprechend dient die bewegliche Platte 91 als
Schutzelement für
den flexiblen Schaltungsträger 90 (mit Ausnahme
seines genannten stationären
Teils hinter der stationären
Abdeckung 93) gegen eine Berührung durch benachbarte stationäre Teile
wie der stationären
Abdeckung 93 und der stationäre Halter 23. Wenn
ein flexibler Schaltungsträger
in Kontakt mit einem benachbarten stationären Teil kommt und dabei der
Bewegung eines beweglichen Teils unter elastischer Verformung folgt,
tritt eine Reibung zwischen ihm einem solchen benachbarten Teil
auf, und diese Reibung kann einen Widerstand gegen eine Bewegung
des beweglichen Teils erzeugen. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
der Anordnung des flexiblen Schaltungsträgers, bei dem die Bildstabilisatoreinheit
IS mit der beweglichen Platte 91 versehen ist, wird es
möglich,
den vorstehend genannten beweglichen Teil des flexiblen Schaltungsträgers 90 gegen
eine Berührung
benachbarter stationärer Teile
zu schützen,
wodurch eine solche Reibung vermieden wird.
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Außerdem steht
ein Teil des ersten vertikalen flachen Teils 90b des flexiblen
Schaltungsträgers 90 in
Flächenberührung mit
der Vorderseite der beweglichen Platte 91. Da diese als
bewegliches Element zusammen mit dem CCD-Bildsensor 60 in
X-Richtung und in Y-Richtung bewegt wird, tritt keine übermäßige Reibung
zwischen dem ersten vertikalen flachen Teil 90b und der
beweglichen Platte 91 im Bereich dieser Flächenberührung auf,
wenn der CCD-Bildsensor 60 zum Ausgleich einer Bildbewegung
bewegt wird. Dadurch dient die bewegliche Platte 91 als
Schutzelement, das eine Berührung
benachbarter stationärer
Teile durch den beweglichen Teil des flexiblen Schaltungsträgers 90 verhindert und
auch als beweglicher Träger
dient, der dem flexiblen Schaltungsträger 90 einen Biegewiderstand verleiht
und übermäßige Reibung
verhindert. Entsprechend ist die Stabi lität des flexiblen Schaltungsträgers 90 verbessert,
und der CCD-Bildsensor 60 kann mit höherer Genauigkeit und bei geringerer
Last bewegt werden.
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Bei
der oben beschriebenen Neigungswinkeleinstellung zum Einstellen
des Winkels des CCD-Bildsensors 60 wird die CCD-Halteplatte 61 relativ
zu dem X-Bewegungsrahmen 21 und der beweglichen Platte 91 gekippt.
Eine Änderung
des Haltewinkels der CCD-Halteplatte 61 erzeugt eine Kraft, die
den flexiblen Schaltungsträger 90 über seinen
an der CCD-Halteplatte 61 befestigten Teil verdreht. Da der
flexible Schaltungsträger 90 eine
Eigenelastizität hat,
kann er eine solche Drehkraft durch elastische Verformung aufnehmen.
Wenn diese elastische Verformung des flexiblen Schaltungsträgers 90 zu
einer Berührung
benachbarter stationärer
Teile führt,
können übermäßige Belastungen
bei Bewegung des CCD-Bildsensors 60 auftreten,
wenn der flexible Schaltungsträger 90 der
Bewegung des CCD-Bildsensors 60 bei der Bildstabilisierung
folgt. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
des flexiblen Schaltungsträgers
ist zwar der U-förmig
gefaltete Teil 90v1, der in dem Einsetzraum S1 zwischen
der CCD-Halteplatte 61 und der beweglichen Platte 91 angeordnet
ist, durch Drehung einer elastischen Verformung ausgesetzt, wenn
der Winkel des CCD-Bildsensors 60 relativ zu der optischen
Achse Z1 eingestellt wird, wie 34 zeigt,
dabei wird aber der gedrehte Teil des flexiblen Schaltungsträgers 90, der
von dem ersten vertikalen flachen Tei 90b ausgeht, gestärkt, da
der erste vertikale flache Teil 90b, der auf den gefalteten
Teil 90v1 folgt, in Flächenkontakt
mit der Vorderseite der beweglichen Platte 91 steht und
an dieser gehalten wird. Mit anderen Worten: der Winkel der CCD-Halteplatte 61 relativ
zu der optischen Achse Z1 wird in dem Raum (Einsteckraum S1) zwischen
dem X-Bewegungsrahmen 21 und der beweglichen Platte 91 eingestellt,
während der
flexible Schaltungsträger 90,
der von dem CCD-Bildsensor 60 ausgeht,
durch eine Fläche
der beweglichen Platte 91 gehalten wird, die der CCD-Halteplatte 61 gegenübersteht.
Dadurch wird die Drehung des flexiblen Schaltungsträgers 90,
die durch eine Einstellung des Neigungswinkels des CCD-Bildsensors 60 eintritt,
in der CCD-Einheit absorbiert (an dem gefalteten Teil 90v1),
die zwischen dem X-Bewegungsrahmen 21 und der beweglichen Platte 91 gehalten
ist, so dass keine Deformation des flexiblen Schaltungsträgers 90 eintritt,
die eine Zunahme der Belastung gegen Bewegung des CCD-Bildsensors 60 verursachen
kann. Sie bleibt in dem Teil, der sich ausgehend von der CCD-Einheit nach außen erstreckt.
Die Einstellung des Winkels des CCD-Bildsensors 60 relativ
zu der optischen Achse Z1 hat also keinen schädlichen Einfluss auf die Antriebsgenauigkeit
der CCD-Einheit.
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Die
stationäre
Abdeckung 93 schützt
auch einen flexiblen Schaltungsträger 20a, der sich
von dem LCD-Feld 20 ausgehend von der Bildstabilisatoreinheit
IS erstreckt. Der flexible Schaltungsträger 20a ist unabhängig von
dem flexiblen Schaltungsträger 90 vorgesehen.
Wie 40 zeigt, wird der flexible Schaltungsträger 20a,
der von der Unterseite des LCD-Feldes 20 ausgeht, nach
oben gebogen und dadurch in dem Einsetzraum S2 zwischen der stationären Abdeckung 93 und
dem LCD-Feld 20 angeordnet. Wie 41 zeigt,
ist der flexible Schaltungsträger 20a so
angeordnet, dass er in seitlicher Richtung längs der Rückseite der stationären Abdeckung 93 verläuft, so
dass das Ende dieses seitlich sich erstreckenden Teils des flexiblen
Schaltungsträgers 20a mit
der Steuerschaltung 102 verbunden ist (der Aufbau dieses
Anschlussteils ist in den Zeichnungen nicht dargestellt). Diese
Anordnung kann verhindern, dass der flexible Schaltungsträger 20a die
bewegten Teile der Bildstabilisatoreinheit IS stört, wenn diese in X- und in
Y-Richtung bei der Bildstabilisieroperation angetrieben wird.
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42 und 43 zeigen
ein weiteres Ausführungsbeispiel
(zweites Ausführungsbeispiel)
der Anordnung des flexiblen Schaltungsträgers gemäß der vorliegenden Erfindung.
Dieses Ausführungsbeispiel
einer solchen Anordnung mit einem flexiblen Schaltungsträger 190 (der
dem flexiblen Schaltungsträger 90 entspricht)
ist teilweise unterschiedlich zu dem vorherigen Ausführungsbeispiel
(erstes Ausführungsbeispiel)
der Anordnung des flexiblen Schaltungsträgers. Elemente und Teile, die
Teilen im vorherigen Ausführungsbeispiel
entsprechen, haben hier übereinstimmende
Bezugszeichen, und es wird auf eine Beschreibung solcher ähnlicher
Elemente und Teile im folgenden verzichtet.
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Wie 42 zeigt,
hat der flexible Schaltungsträger 190 einen
stationären
CCD-Anschluss 190a,
einen U-förmig
gefalteten Teil 190v1, einen ersten vertikalen flachen
Teil 190b, einen gebogenen Teil 190v2, einen ersten
horizontalen flachen Teil 190c, einen U-förmig gefalteten
Teil 190v3 und einen zweiten horizontalen flachen Teil 190d.
Der stationäre
CCD-Anschluss 190a ist einstückig mit dem CCD-Substrat 62 hinter
der CCD-Halteplatte 61 ausgebildet. Ein unteres Endteil
des stationären CCD-Anschlussteils 190a ist
auf sich selbst zurückgefaltet,
verläuft
aufwärts
und bildet den U-förmigen gefalteten
Teil 190v1. Der erste vertikale flache Teil 190b ist
aufwärts
länglich
in Y-Richtung anschließend
an den U-förmigen
gefalteten Teil 190v1. Ein oberes Ende des ersten vertikalen
flachen Teils 190e ist nahezu rechtwinklig vorwärts gebogen
und bildet den gefalteten Teil 190v2. Der erste horizontale
flache Teil 190c ist vorwärts länglich anschließend an den
gebogenen Teil 190v2 über
dem Zoom-Motor 150. Ein vorderes Ende des ersten horizontalen
flachen Teils 190c ist über
sich selbst unter etwa 180° gebogen,
erstreckt sich rückwärts und
bildet den U-förmigen
gefalteten Teil 190v3. Der zweite horizontale flache Teil 190d ist
länglich
ausgehend von dem U-förmigen
gefalteten Teil 190v3. Obwohl der Teil des flexiblen Schaltungsträgers 190,
der von dem stationären
CCD-Anschluss 190a zu dem zweiten horizontalen flachen
Teil 190d ausgeht, identisch mit dem Teil des flexiblen
Schaltungsträgers 90 ausgebildet
ist, der von dem stationären
CCD-Anschlussteil 90a zu dem zweiten horizontalen flachen
Teil 90d ausgeht, ist der übrige Teil des flexiblen Schaltungsträgers 190,
der von dem zweiten horizontalen flachen Teil 190d ausgeht,
unterschiedlich zu dem Teil des flexiblen Schaltungsträgers, der
von dem zweiten horizontalen flachen Teil 90d ausgeht.
Der flexible Schaltungsträger 190 hat
ferner einen gebogenen Teil 190v4, einen oberen gehaltenen
Teil 190e, einen seitlich verbreiterten Teil 190f und
einen Anschlussteil 190g. Die Bildstabilisatoreinheit IS
hat über
dem Zoom-Motor 150 eine stationäre Halteplatte 193,
und ein hinteres Ende des zweiten horizontalen flachen Teils 190d ist über etwa
180° nach
hinten um ein hinteres Ende der Trägerplatte 193 gebogen,
verläuft längs deren
Oberseite und bildet den gebogenen Teil 190v4. Der obere
gehaltene Teil 190e erstreckt sich von dem gebogenen Teil 190v4 nach
vorn und ist durch die Oberseite der Trägerplatte 193 gehalten. Wie
in 43 gezeigt, ist der seitlich verbreiterte Teil 190f in
X-Richtung gegenüber
dem oberen gehaltenen Teil 190e länglich ausgebildet. Der Anschlussteil 190g ist
an einem Ende (in 43 linkes Ende) des seitlich
verlängerten
Teils 190f ausgebildet und kann an einem stationären Schaltungsträger 102b befestigt
werden, an dem die Steuerschaltung 102 befestigt ist. Mindestens
ein Teil des oberen gehaltenen Teils 190e und mindestens
ein Teil des seitlich verbreiterten Teils 190f sind an
der Trägerplatte 193 z.B. mit
einem doppelseitigen Klebeband befestigt.
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Der
flexible Schaltungsträger 190 ist
unterschiedlich zu dem flexiblen Schaltungsträger 90 darin, dass
er zu der Seite der Trägerplatte 193 verläuft, ohne
an einem stationären
Teil befestigt zu sein, das der stationären Abdeckung 93 entspricht,
die hinter der Bildstabilisatoreinheit IS angeordnet ist. Das zweite
Ausführungsbeispiel
der Anordnung des flexiblen Schaltungsträgers stimmt aber mit der Anordnung
des ersten Ausführungsbeispiels
darin überein, dass
die bewegliche Platte 91 als Schutzelement dient, die einen
beweglichen Teil des flexiblen Schaltungsträgers 190, der nicht
an der Halteplatte 193 gehalten ist, gegen Berührung benachbarter
stationärer Teile
wie des stationären
Halters 23 schützt.
Entsprechend ermöglicht
die Ausrüstung
der Stabilisatoreinheit IS mit der beweglichen Platte 91,
dass der bewegliche Teil des flexiblen Schaltungsträgers 190 keine
Berührung
mit benachbarten stationären
Teilen erfährt,
wodurch eine schädliche
Reibung zwischen dem flexiblen Schaltungsträger und benachbarten stationären Teilen
vermieden wird.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung für
die vorstehenden Ausführungsbeispiele
beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt. Obwohl jeder flexible
Schaltungsträger 90 und 190 einen
nach vorn verlaufenden Teil hat, der aus dem ersten horizontalen
flachen Teil 90c bzw. 190c, dem U-förmigen gefalteten
Teil 90v3 und dem zweiten horizontalen flachen Teil 90d, 190d besteht,
so dass er eine Verringerung des Bewegungswiderstandes des flexiblen Schaltungsträgers bei
Antrieb des CCD-Bildsensors 60 begünstigt, ist es möglich, diesen
vorwärts
verlaufenden Teil in der Anordnung des flexiblen Schaltungsträgers wegzulassen.
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Obwohl
die bewegliche Platte 91, die separat zu dem flexiblen
Schaltungsträger 90, 190 vorgesehen
ist, den flexiblen Schaltungsträger 90, 190 bei den
vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen
trägt,
kann ein ähnlicher
Effekt ohne bewegliche Platte 91 erzielt werden, wenn die
Härte (Biegungswiderstand)
eines entsprechenden Teils des flexiblen Schaltungsträgers durch
eine Unterlage o.ä.
verbessert wird.
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Offensichtliche Änderungen
können
bei den hier beschriebenen speziellen Ausführungsbeispielen der Erfindung
vorgesehen werden, solche Änderungen
liegen aber im Umfang des Grundgedankens der Erfindung. Alle hier
beschriebenen Merkmale sollen die Erfindung nur beschreiben, in
keiner Weise jedoch ihren Umfang beschränken.