DE69124026T2

DE69124026T2 - Optisches Gerät mit einer Antriebseinheit zum Verstellen einer Linse

Info

Publication number: DE69124026T2
Application number: DE69124026T
Authority: DE
Inventors: Junichi Murakami; Shigeru Ogino; Masayoshi Sekine; Shigeyuki Suda; Hiroyuki Takahara; Jun Tokumitsu; Masamichi Toyama; Sadahiko Tsuji
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1990-07-31
Filing date: 1991-07-30
Publication date: 1997-06-12
Anticipated expiration: 2011-07-31
Also published as: EP0469532A3; EP0469532B1; US5289318A; EP0469532A2; DE69124026D1; US5572372A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Photoaufnahmesystem einer Kamera für einen Silbersalzfilm, einer Standbild- Videokamera, einer Videokamera oder dergleichen, und insbesondere auf ein optisches Gerät mit einer Antriebseinheit zum Verstellen einer Linseneinheit zum Zoomen oder Fokussieren oder beidem in einem Teil einer Objektivfassung.

Verwandter Stand der Technik

Bisher wurde gewöhnlich bei einer Linsenantriebseinheit einer Kamera oder dergleichen die Antriebskraft eines Motors mittels eines Antriebsmechanismus, wie beispielsweise einer Zuführ schraube oder eines Nockenzylinders und eines Gurts und eines Getriebes mit der Hilfe eines Gleichstrommotors oder eines Schrittmotors übertragen, um dadurch eine Fokussierlinse oder eine Linse zum Zoomen zu bewegen.
Jedoch litt ein derartiges Beispiel des Standes der Technik an Problemen, die nachfolgend beschrieben werden.
Ein von einem Gleichstrornmotor oder einem Schrittmotor erzeugtes Drehmoment ist im allgemeinen eine Antriebskraft in der Drehrichtung und um eine Linse geradlinig in der Richtung der optischen Achse zu bewegen, wurden Bestandteile wie beispielsweise eine Zuführschraube und ein Nocken einzeln erforderlich und es wurde schwierig, eine Objektivfassung kompakt zu machen.
Auch wurden Schwingungen und Rauschen von der Motoreinheit und der Getriebeeinheit erzeugt und die Drehmomenteffizienz war niedrig und dies führte zu dem Problem, daß viel elektrische Leistung verbraucht wurde.
Andererseits schlug die Anmelderin in der Japanischen Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift Nr. 58-16208 einen Mechanismus zur Drehung eines Linsen-Haltezylinders vor, der mittels elektromagnetischer Induktion zwischen einem Linsen-Haltezylinder und einer äußeren Zylinder mit einem Körper schnekkenartig gekoppelt ist, um dadurch eine Linseneinheit vor und zurück zu bewegen. Jedoch tritt ein Energieverlust in dem schneckenartig gekoppelten Teil auf und die Bewegung existiert immer noch und der Antriebsvorgang wird auf indirekte Weise durchgeführt.
Die Schrift JP-A-57-108806 offenbart eine automatische Fokus- Steuereinrichtung, bei der die Position einer Linse automatisch gesteuert wird. Bei dieser Einrichtung wird ein Permanentmagnet zu einem mobilen Teil hinzugefügt, um die Linse zu fixieren, und eine elektromagnetische Spule wird zu einem Teil hinzugefügt, um den mobilen Teil zu unterstützen. Der Permanentmagnet, der aus einem ringförmigen Permanentmagneten gebildet ist, ist am äußeren Umfang eines Linsenrahmens am mobilen Teil befestigt, an dem die Linse befestigt ist, während die elektromagnetische Spule gegenüber dem Permanentmagneten an der Innenseite eines Führungskörpers befestigt ist. Der Permanentmagnet bzw. die elektromagnetische Spule bestehen aus vier Teilen, um einen Motor aus dem Permanentmagneten und der elektromagnetischen Spule, die als Stator bzw. Rotor dienen, zu bilden. Als Reaktion auf einen in der elektromagnetischen Spule gebildeten Strom wird eine Drehung des Permanentmagneten und der elektromagnetischen Spule relativ zueinander rund um die gemeinsame optische Achse des Linsenrahmens und des Führungskörpers durchgeführt. Diese Drehbewegung wird in eine Linsenbewegung in der x-y-Richtung (optische Achsenrichtung) transformiert.
Desweiteren ist aus der Schrift US-A-4 534 624 eine Vorrichtung bekannt, mit einer Objektivfassung, die mittels elektromagnetischer Induktion betätigt wird, wobei die Objektivfassung aus einer Vorder-, Mittel- und Hinter-Objektivfassung besteht, und beispielsweise die Mittel-Objektivfassung als ein Stator dient. Ein bewegliches Element ist in einem Hohlraum gebildet. Desweiteren sind in dieser Vorrichtung Vorder-, Variator-, Kompensator- und Fokussier-Linsengruppen gebildet, wobei die Vorder-Linsengruppe in der Vorder-Objektivfassung befestigt ist. Darüberhinaus sind ein Permanentmagnet und ferromagnetische Elemente ausgebildet, die jeder eine Vielzahl von Zähnen besitzen. Die Vielzahl von ferromagnetischen Elementen sind Teil einer Vielzahl von elektromagnetischen Spulen. Diese elektromagnetischen Spulen können auf ringförmige Weise rund um die innenseitige Oberfläche der Objektivfassung ausgebildet sein. Im Fall dieser Anordnung ergibt ein zu zumindest einer der Vielzahl von elektromagnetischen Spulen zugeführter Strom eine Drehbewegung der Objektivfassung und der Linseneinheit relativ zueinander, wobei die Drehbewegung in eine lineare Bewegung der Linseneinheit entlang der optischen Achse transformiert wird. Desweiteren ist es möglich, eine Vielzahl von elektromagnetischen Spulen an der Innenseite der Objektivfassung in einer Richtung parallel zur optischen Achse anzuordnen, wobei die "Zähne" des Permanentmagneten gegenüber der Vielzahl von Polen der elektromagnetischen Spulen angeordnet sind. Eine lineare Bewegung der Linseneinheit wird mittels einer komplexen Stromsteuerung des den verschiedenen elektromagnetischen Spulen zugeführten Stroms erreicht.
Darüberhinaus offenbart die Schrift JP-A-63-163312 eine automatische Fokussiereinrichtung und ihren Linsenantriebsmechanismus, der eine Fokussierlinse direkt in der Richtung seiner optischen Achse bewegt und steuert. Der Linsenantriebsmechanismus umfaßt eine Ansteuereinrichtung für einen linearen Motor. Die Fokussierlinse wird von einem Magneten zwischen Solenoiden getragen wird. Desweiteren sind elastische Elemente zur Positionierung der Fokussierlinse ausgebildet.
Die Schrift EP-A-0 458 694, die einen Stand der Technik im Sinne von Artikel 54(3) EPÜ darstellt, offenbart eine Objektivfassung mit einer Linseneinheit, die hinsichtlich einer äußeren Gehäuses mittels magnetischer Induktion bewegbar ist, wobei die Objektivfassung außerdem eine Erfassungseinrichtung zur Erfassung der Position und der Geschwindigkeit der Linseneinheit umfaßt.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Antriebseinrichtung auszubilden, die einen direkteren Linsenantrieb bewirkt und den verschwenderischen Verbrauch von elektrischer Leistung unterdrückt und in einen kleinen Raum aufgenommen werden kann, und es ist eine zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein optisches Gerät auszubilden, das die Antriebseinrichtung enthält.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein optisches System auszubilden, das eine Einrichtung enthält, die die Position oder das Ausmaß der Bewegung einer Linse genau messen kann.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Gerät erreicht mit: eineR Objektivfassung, einer innerhalb der Objektivfassung angeordneten und in der Richtung seiner optischen Achse hinsichtlich der Objektivfassung bewegbaren Linseneinheit, einem Führungsmechanismus mit einem federnden Element zum Führen der Linseneinheit derart, daß die Linseneinheit in Richtung ihrer optischen Achse bewegt werden kann, und einer elektromagnetischen Induktionsspule und einem magnetischen Element, die eine Antriebseinrichtung zum Antreiben der Linseneinheit hinsichtlich der Objektivfassung mittels elektromagnetischer Induktion bilden, wobei die elektromagnetische Induktionsspule mit entweder der Linseneinheit oder der Objektivfassung gekoppelt ist, und das maguetische Element mit dem anderen von Linseneinheit und Objektivfassung gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Erfassungseinrichtung zur Erfassung der relativen Position oder der relativen Bewegung zwischen der Linseneinheit und der Objektivfassung ausgebildet ist, wobei die Erfassungeinrichtung angeordnet ist, um die Erfassung mittels Erfassung der Spannung des federnden Elements durchzuführen.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Es zeigen:
Fig. 1 eine vertikale Schnittansicht, die ein erstes erläuterndes Beispiel zeigt,
Fig. 2 eine Frontansicht des ersten erläuternden Beispiels,
Fig. 3 ein zweites erläuterndes Beispiel, in dem das erste erläuternde Beispiel in einem optischen System angewendet wird,
Fig. 4 eine vertikale Schnittansicht eines dritten erläuternden Ausführungsbeispiels,
Fig. 5 eine vertikale Schnittansicht eines vierten erläuternden Beispiels,
Fig. 6 eine vertikale Schnittansicht einer fünften erläuternden Beispiels,
Fig. 7 eine Quer-Schnittansicht eines sechsten erläuternden Beispiels,
Fig. 8 eine vertikale Schnittansicht des sechsten erläuternden Beispiels,
Fig. 9A eine vertikale Schnittansicht eines siebenten erläuternden Beispiels,
Fig. 9B eine Schnittansicht entlang einer Linie X-Y-X' aus Fig. 9A,
Fig. 10 eine Darstellung von Bestandteil-Elementen,
Fig. 11A eine vertikale Schnittansicht eines achten erläuternden Beispiels,
Fig. 11B eine Schnittansicht entlang der Linie X-Y-X' aus Fig. 11A,
Fig. 12 einer vertikale Schnittansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung,
Fig. 13 eine Frontansicht des ersten Ausführungsbeispiels,
Fig. 14 eine Darstellung der Wirkung einer Tragbügel- bzw. Kardanfeder,
Fig. 15A und 15B eine Darstellung der achsialen Verformung der Tragbügel- bzw. Kardanfeder,
Fig. 16 eine Frontansicht einer Modifizierung der Tragbügel- bzw. Kardanfeder,
Fig. 17 eine vertikale Schnittansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung,
Fig. 18 die Anordnung eines mechanischen Systems und einer elektrischen Systems entsprechend einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, und
Fig. 19 eine Frontansicht des dritten Ausführungsbeispiels.

GENAUE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Fig. 1 zeigt ein Schnittansicht einer erläuternden Beispiels und Fig. 2 zeigt eine Ansicht davon, wie sie in der Richtung der optischen Achse x gesehen wird. Fig. 3 zeigt ein Beispiels für eine Zoomlinse, die eine positive Vorwärts-Linseneinheit A, einen negativen Variator B, eine fixierte Linseneinheit C und eine positive bewegbare Linseneinheit 1 zur Kompensation und Fokussierung aufweist. Diese Zoomlinse kann an Linsen von anderen zahlreichen Zoomarten angelegt werden und kann auch an den Fokussierlinsenteil einer Einzel-Fokussierlinse angelegt werden. In der folgenden Beschreibung wird das Anlegen einer Antriebsaktiviereinrichtung DA1 an die Linseneinheit 1 als Beispiel angenommen, aber, wie in Fig. 3 gezeigt, ist auch eine Antriebsaktiviereinrichtung DA2 in dem Variator B ausgebildet und die Bewegung wird zur selben Zeit bewirkt, Zoomen wird möglich.
Es ist verständlich, daß jede der Linseneinheiten A, B und C eine oder mehrere Einzellinsen aufweist.
In den Figen. 1 und 2 bezeichnet Bezugszahl 1 eine Linseneinheit mit Elementen 1a, 1b und 1c.
Bezugszahl 2 bezeichnet einen Linsen-Haltezylinder zum Halten der Linseneinheit 1. Bezugszahl 3 bezeichnet eine Spule und Bezugszahl 4 bezeichnet einen ringförmigen Spulenkörper. Die Spule 3 ist auf den Spulenkörper 4 gewickelt, um eine elektromagnetische Spule zu bilden, und, wie in Fig. 2 gezeigt, sind der Linsen-Haltezylinder 2 und der Spulenkörper 4 miteinander mittels eines Arms bzw. Querträgers 2a zur Kopplung in einem Bereich gekoppelt, in dem ein innerer Bügel bzw. ein inneres Joch 6 fehlt.
Andererseits bezeichnet Bezugszahl 5 einen äußeren Bügel bzw. ein äußeres Joch und Bezugszahl 6 bezeichnet einen inneren Bügel bzw. ein inneres Joch. Diese Bügel bzw. Joche erstrecken sich in der Richtung der optischen Achse eines Permanentmagneten. Der äußere Bügel bzw. das äußere Joch 5 und der Permanentmagnet 7 sind mit einer Objektivfassung 8 gekoppelt. In diesem Fall bildet der Spulenkörper 4 einen kreisförmiges Bereich bzw. Streifen um die optische Achse und der innere Bügel bzw. das innere Joch 6, der äußere Bügel bzw. das äußere Joch 5 und dementsprechend der Permanentmagnet 7 bilden Teile des kreisförmigen Bereichs bzw. Streifens.
Beim vorliegenden erläuternden Beispiel sind die inneren Seite des Spulenkörpers 4 und die äußere Rand-Oberfläche des inneren Bügels bzw. Jochs 6 poliert und diese zwei kontaktieren einander, um eine ebene Lagerung zu bilden.
Auch wird eine magnetische Schaltung von dem äußeren Bügel bzw. Joch 5, dem inneren Bügel bzw. Joch 6 und dem Permanentmagneten 7 gebildet. Bei der vorliegenden Vorrichtung werden die Linseneinheit 1, die Spule 3 und die Bügel bzw. Jochs 5, 6 koaxial angeordnet, wie vorstehend beschrieben.
Die Funktion der vorliegenden Vorrichtung wird nun beschrieben. Die elektromaguetische Spule mit der Spule 3 und dem Spulenkörper 4 ist in einem von dem Magneten 7 erzeugten magnetischen Fluß angeordnet, und ein elektrischer Strom wird veranlaßt, in einem elektrischen Draht, nicht gezeigt, zu der Spule 3 in einer ausgewählten Richtung zu fließen, wodurch die Spule 3, die Linseneinheit 1 und der Linsen-Haltezylinder 2 eine Antriebskraft in der Richtung der optischen Achse empfangen. Zu diesem Zeitpunkt bilden die außerhalb und innerhalb angeordneten Bügel bzw. Joche 5, 6 eine geschlossene magnetische Schaltung und der Leckfluß ist klein und daher wird mittels einer kleinen elektrischen Leistung eine relativ große Antriebskraft erzeugt. Auch wird, da die Linseneinheit 1, die Spule 3 und die Bügel bzw. Joche 51 6 koaxial angeordnet sind, die Antriebskraft einheitlich an die Querschnitte der Spule 3 und des Spulenkörper 4 angelegt.
Desweiteren besitzt die Vorrichtung eine derartige Struktur, daß die Bewegung der Linseneinheit 1 mittels der Gleit-Oberfläche zwischen dem Spulenkörper 4 und dem inneren Bügel bzw. Joch 6 geführt wird, und in diesem geraden Führungsmechanismus werden die Elemente auch koaxial angeordnet und daher tritt die Gleit-Reibung einheitlich in dem Querschnitt der Spule 3 auf.
Somit werden sowohl die Antriebskraft als auch die Gleit-Reibung achsen-symmetrisch hinsichtlich der optischen Achse erzeugt und daher wird keine Kraft erzeugt, die die Linsenoberfläche neigt.
Daher ist die Linseneinheit 1 gleichmäßig und mit einer hohen Geschwindigkeit in der Richtung der optischen Achse bewegbar. Desweiteren werden der Linsen-Haltezylinder 2 und die Bestandteile von Antriebskraft-Erzeugung und gerader Führung miteinander einteilig gemacht, wodurch die Kompaktheit und das geringe Gewicht der Objektivfassung 8 verwirklicht werden.
Im erläuternden Beispiel gemäß Fig. 1 besitzt beim Zuführen von elektrischer Leistung zu der Spule 3 die elektromagnetische Spule 3, 4 eine derartige Struktur, daß sie zwischen den Kanten des Arms bzw. Querträgers 2a des Linsen-Haltezylinders 2 und des inneren Bügels bzw. inneren Jochs 6 gleitet, um die elektromagnetische Spule 3, 4 an einer Drehung um die optische Achse zu hindern.
Wenn ein Material mit einem geringen Reibungskoeffizienten, beispielsweise Fluorharz, für den Spulenkörper 4 der vorliegenden Vorrichtung verwendet wird, wird der Spulenkörper 4 leichter zu bewegen sein. Alternativ kann ein Metall mit starkem Magnetismus zur Erhöhung des Drehmoments verwendet werden. In diesem Fall wurde auch die Verwendung von einem gesinterten Metall mit niedrigem Reibungskoeffizienten durchtränkt mit einem Gleitmittel effektiv sein.
In der Struktur gemäß Fig. 4 wird ein blatt-ähnliches Gleitelement 21 auf der Kontaktoberfläche zwischen dem Spulenkörper 4 und dem inneren Bügel bzw. Joch 6 ausgebildet, um die vorstehend beschriebene Reibung abzuschwächen.
Fig. 4 usw. zeigen die obere Hälfte oberhalb der optischen Achse x; die untere Hälfte besitzt eine symmetrische Struktur. Dieselben Elemente wie die vorstehend beschriebenen werden mit denselben Bezugs zahlen bezeichnet.
Ein Beispiel des Falls, in dem Kugellager einzeln verwendet werden, um den Reibungswiderstand zu verringern, ist in Fig. 5 gezeigt. In Fig. 5 bezeichnen die Bezugszahlen 22 und 22' Kugellager, die zwischen dem Spulenkörper 4 und dem inneren Bügel bzw. Joch 6 angeordnet sind. Eine oder beide der gegenüberliegenden Oberfläche(n) des Spulenkörpers 4 und des inneren Bügels bzw. Jochs 6 sind mit Aussparungen bzw. Führungsrillen in der Richtung der optischen Achse x gebildet, um eine Drehung der Spule 3 in der Umfangsrichtung zu verhindern und zur selben Zeit ein Neigen der Kugeln der Kugellager 22, 22' zu einem Teil hin zu vermeiden.
Fig. 6 zeigt ein Beispiel einer Linsenantriebsvorrichtung zur führenden Bewegung durch die äußere Umfangs-Oberfläche des Spulenkörpers 4. Die Vorrichtung gemäß dieser Figur besteht aus Elementen ähnlich denen gemäß Fig. 1, mit der Ausnahme des Fehlens der Bügel bzw. Joche 5 und 6. Die Drehrichtung der Spule 3 ist ähnlich der im ersten erläuterenden Beispiel und ein länglicher Permanentmagnet 7 ist derart angeordnet, daß sich seine Polaritäten in der Richtung der optischen Achse x, wie gezeigt, aufspalten können.
In dieser Vorrichtung wirken, wenn die Spule 3 über eine Richtungs-Auswahlschaltereinrichtung, nicht gezeigt, mit Energie versorgt wird, das magnetische Feld des Permanentmagneten 7 und das magnetische Feld der Spule 3, um eine Kraft zu erzeugen, die die Spule 3 in der Richtung der optischen Achse bewegt. Auch steht der äußere Umfangsteil des Spulenkörpers 4 mit der inneren Umfangsoberfläche des Magneten 7 in Kontakt, um dadurch eine geradlinige Führung der Linsenbewegung zu bewirken. Die Konstruktionen gemäß den Figen. 4 und 5 können auch angenommen werden, um die Reibung der Kontaktoberfläche zu verringern. In der Konstruktion gemäß dem vorliegenden erläuternden Beispiel wird eine magnetische Kraft auch in der radialen Richtung erzeugt, da aber die Linseneinheit 1, die Spule 3 und der Magnet 7 koaxial angeordnet sind, sind die Kräfte achsensymmetrisch im Gleichgewicht gehalten und es ist für eine Kraft, die die Linsenoberfläche neigen wird, schwierig, erzeugt zu werden.
In der Konstruktion gemäß der vorliegenden Vorrichtung ist der Permanentmagnet 7 keine geschlossene magnetische Schaltung und daher wird der die Spule 3 passierende magnetische Fluß klein und die Drehmomentwirkung schlecht, verglichen mit dem vorstehend beschriebenen erläuternden Beispiel, aber es gibt die folgenden Effekte.
Da der Spulenkörper 4 und die Linsen-Halteeinrichtung 2 einheitlich miteinander ausgebildet sind und der Arm- bze. Querträgerteil 2a nicht gebildet werden muß, ist es einfach diese durch einheitliches Formen herzustellen. Auch können die Durchmesser des Spulenkörpers 4, der Spule 3 und der Bügel bzw. Joche 5, 6 entsprechend dem Fehlen des Arm- bzw. Querträgerteils 2a kleiner gemacht werden und dies führt zu dem Effekt, daß die Objektivfassung 8 im allgemeinen kompakt wird.
Fig. 7 zeigt ein anderes erläuterndes Beispiel und Fig. 8 stellt die Ebene A-x-A' gemäß Fig. 7 dar, so wie sie entwikkelt wird.
Die vorliegende Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß sie Stangen 23, 23' und einen Buchsenteil 2b des Haltezylinders 2 als einen geraden Führungsmechanismus für die Linseneinheit 1 besitzt. Dies ist insbesondere in einem Fall wirkungsvoll, wenn, wie in einer Videokamera mit hoher Bildqualität, die Exzentrizität der optischen Achse der Linseneinheit 1 mit hoher Genauigkeit unterdrückt wird.
Die Stangen 23 und 23' sind an dem äußeren Zylinder 8 in einer Richtung parallel zur optischen Achse x und auf einem Trägerelement 52 befestigt. Der Buchsen- bzw. Zylinderteil 2b kann auf diesen Stangen 23 und 23' gleiten und daher werden die Linseneinheit 1 und der Haltezylinder 2 und ein damit verbundenes Element in der Richtung der optischen Achse x geführt.
Das Prinzip der Antriebskraf t-Erzeugung gemäß der vorliegenden Vorrichtung ist ähnlich dem in dem ersten erläuternden Beispiel, d.h. durch Veranlaßen eines elektrisches Stroms, zu der elektromagnetischen Spule 3 zu fließen, empfängt der die Linseneinheit 1 haltende Haltezylinder 2 eine Last in der Richtung der optischen Achse x. Wie vorstehend beschrieben, werden diese Elemente geradlinig geführt und können daher stabil und gleichmäßig in der Richtung der optischen Achse x bewegt werden.
In der vorliegenden Vorrichtung ist die Buchse bzw. der Zylinder gemeinsam mit einem Teil des Linsen-Haltezylinders 2 hergestellt, wodurch die Anzahl der Teile verringert und die Objektivfassung 8 kompakt gemacht wird.
Im folgenden wird ein erläuterndes Beispiel beschrieben, in dem das Ausmaß der Bewegung oder die angehaltene Position der bewegten Linseneinheit erfaßt werden kann. Die Erfassung wird durchgeführt, um die Position der zum Zoomen bewegten Linseneinheit genau zu kennen, oder das Ausmaß der Bewegung der für die Fokussierung bewegten Linseneinheit zu bestätigen.
Fig. 9A zeigt den vertikalen Querschnitt eines Teiles einer Photoaufnahmelinse und Fig. 9B zeigt den Querschnitt entlang der Linie X-Y-X' gemäß Fig. 9A.
Die Linsenantriebseinheit enthält ein befestigtes Teil 42 mit einer hohlen zylindrischen Form&sub1; das an einer Objektivfassung 41 befestigt ist, und ein bewegbares Teil 43, das relativ zum befestigten Teil 42 gleitfähig ist. Das befestigte Teil 42 besitzt Spulenkörper 44, 45, Spulen 46, 47 und einen Stator- Bügel bzw. ein Stator-Joch 48. Die Spulenkörper 44 und 45 sind auf gegenüberliegenden Seiten des zentralen Pols des Stator- Bügels bzw. Stator-Jochs 48 ausgebildet und die Spulen 46 und 47 sind entlang der Randoberflächen der Spulenkörper 44 bzw. 45 gewunden, und eine Spannung kann von den Anschlüssen 49 und 50 an sie angelegt werden. Das bewegbare Teil 43 besitzt eine Linse 31 mit einem magnetisierten optischen System-Halteelement 51, das an seiner Innenseite angeordnet ist. Das magnetisierte optische System-Halteelement 51 ist beispielsweise ein Kunststoffmagnet und nur ein Teil des optischen System-Halteelements 51 kann magnetisiert werden. Alternativ kann ein Eisenteil klebend an der äußeren Umfangsoberfläche des optischen System-Halteelements 51 befestigt werden und dessen Oberfläche kann Teflon-bearbeitet sein, um es leicht gleitfähig zu machen. Die Linse 31 wird von dem optischen System-Halteelement 51 gehalten. Das befestigte Teil 42 und das bewegbare Teil 43 müssen nicht immer über den gesamten Umfang ausgebildet sein.
Das Funktionsprinzip der Linsenantriebseinehit gemäß der vorliegenden Erfindung ist ähnlich dem Funktionsprinzip eines Motors vom Eisenkern-Typ. Der Magnet 51 erzeugt immer konstante magnetische Flüsse BM1 und BM2 und bildet eine magnetische Schaltung&sub1; um die Spulen 46 und 47 zu umgeben.
Wenn an die Anschlüsse 49 und 50 eine Gleichspannung (DC-Spannung) angelegt wird, fließt ein elektrischer Strom durch die Spulen 46 und 47 und von den Spulen 46 und 47 wird ein magnetischer Fluß erzeugt. Mittels Verändern der Richtung des elektrischen Stroms kann die Richtung des magnetischen Flusses Bc verändert werden. Die magnetischen Flüsse BM1 und BM2 und der magnetische Fluß Bc schwächen oder stärken einander, um dadurch einen Schub in einer Richtung zu erzeugen und mittels dieses Schubs wird das bewegbare Teil 43, d.h. die Linse 31, entlang der optischen Achse verschoben.
Eine Positionserfassungseinrichtung ist eine magnetische Kodiereinrichtung und, wie in Fig. 10 gezeigt, ist ein projiziertes Polteil 51b an einem Ende des optischen System-Halteelements 51 ausgebildet, und ein magnetisches Aufzeichnungsteil 51b, das in der Richtung der optische Achse mehrfachpol-magnetisiert ist, ist auf der Gleitoberfläche des projizierten Polteils 51b, und eine magnetische Sensoreinrichtung 54 ist in dem Stator-Bügel bzw. -Joch 48 gegenüberliegend zu dem magnetischen Aufzeichnungsteil 51b ausgebildet, in einem Abstand, in dem das magnetische Leckfeld von dem magnetischen Aufzeichnungsteil 51b gemessen werden kann, das von der gleitenden Bewegung des bewegbaren Teils 43 in der Richtung der optischen Achse resultiert. Aufgrund der Notwendigkeit der Erfassung eines schwachen magnetischen Leckfelds von dem magnetischen Aufzeichnungsteil 51b ist die magnetische Sensoreinrichtung 54 in dem Stator-Bügel bzw. -Joch 48 derart ausgebildet, daß sie von einem nicht-magnetischen Element 53 umgeben ist, um den Einfluß der magnetischen Leckfelder des Magneten 51a und der Spulen 46, 47 des Linsenantriebseinheit zu vermeiden.
Wie vorstehend beschrieben, dient das optische System-Halteelement 51 als der optische System-Halterahmen, der Magnet der Linsenantriebsvorrichtung und das magnetische Aufzeichnungsteil der Positionserfassungseinrichtung, wodurch die Objektivfassung 41 kompakt und leichtgewichtig sowie niedrig in den Kosten gemacht werden kann. Auch kann das bewegbare Teil 43 in der Richtung der optischen Achse lang gemacht werden, um dadurch seine Exzentrizität in der Richtung der optischen Achse zu unterdrücken und somit kann eine stabile Struktur gebildet werden, in der die Schwankung des Abstands zwischen dem magnetischen Aufzeichnungsteil 51b und der magnetischen Sensoreinrichtung 54 klein ist. Dadurch kann dort ein stabiles Positionserfassungssignal mit hoher Genauigkeit erhalten werden.
Ein weiteres erläuterndes Beispiel wird nun unter Bezugsnahme auf die Figen. 11A und 11B beschrieben. Dieses erläuternde Beispiel unterscheidet sich von dem vorhergehenden erläuterenden Beispiel darin, daß Spulen 67 und 68 ausgebildet sind und daß ein befestigtes Teil 62 aus einem magnetischen Material gebildet ist.
Das heißt, die Linsenantriebseinheit umfaßt ein befestigtes Teil 62 mit hohler zylindrischer Form, das auf einer Objektivfassung 61 befestigt ist, und ein bewegbares Teil 63, das relativ zu dem befestigten Teil 62 gleiten kann. Das befestigte Teil 62 ist aus einem Eisenteil gebildet und seine innere Randoberfläche ist beispielsweise Teflon-beschichtet, um dadurch das bewegbare Teil 63 leicht gleitend zu machen. Das bewegbare Teil 63 besitzt Spulenkörper 65, 66, Spulen 67, 68 und einen Bügel bzw. ein Joch 64. Die Bügel bzw. Joche sind auf den gegenüberliegenden Seiten des zentralen Pols des Bügels bzw. des Jochs 64, und die Spulen 67 und 68 sind entlang der Randoberflächen der Spulenkörper 65 bzw. 66 gewunden. Die Spulen 67 und 68 sind in Reihe geschaltet und an sie kann eine Spannung von Anschlüssen 69 und 70 angelegt werden. Der Bügel bzw. das Joch 64 ist beispielsweise ein Plastik-Magnet und dient als eine optische System-Halteeinrichtung. Der Bügel bzw. das Joch 64 ist vollständig oder teilweise magnetisiert und bildet eine magnetische Schaltung, um die Spulen 67 und 68 zu umgeben. Der Bügel bzw. das Joch 64 kann beispielsweise magnetisiert sein, so daß der zentrale Pol ein Nordpol sein kann und die gegenüberliegenden Endpole Südpole sein können und die vom Durchmesser her äußere Randseite hinsichtlich dem zentralen Pol ein Nordpol und die innere Randseite ein Südpol sein kann.
Das Funktionsprinzip des vorliegenden erläuternden Beispiels ist ähnlich dem des vorangehenden erläuternden Beispiels, d.h. ähnlich dem Funktionsprinzip eines Motors vom Eisenkern-Typ.
Eine Positionserfassungseinrichtung ist eine magnetische Kodiereinrichtung und ein projiziertes Polteil 64b ist an einem Ende des Bügels bzw. Jochs 64 ausgebildet und ein magnetisches Aufzeichnungsteil, das in der Richtung der optischen Achse mehrfachpol-magnetisiert ist, ist auf der Gleitoberfläche des projizierten Polteils 64b und eine magnetische Sensoreinrichtung 72 ist auf dem befestigten Teil 62 gegenüberliegend dem magnetischen Aufzeichnungsteil in einem Abstand ausgebildet, in dem das magnetische Leckfeld von dem magnetischen Aufzeichnungsteil erfassen kann, das sich aus der Gleitbewegung des bewegbaren Teils 63 in der Richtung der optischen Achse ergibt. Aufgrund der Notwendigkeit der Erfassung eines schwachen magnetischen Leckfelds von dem magnetischen Aufzeichnungsteil ist die magnetische Sensoreinrichtung 72 auf dem befestigten Teil 62 derart ausgebildet, daß sie von einem nicht-magnetischen Element 73 umgeben ist, um die Einflüsse von magnetischen Leckfeldern des Magneten 64a und der Spulen 67, 68 der Linsenantriebseinehit zu verhindern.
Wie vorstehend beschrieben, dient der Bügel bzw. das Joch 64 als der optische System-Halterahmen, der Magnet der Linsenantriebsvorrichtung und des magnetischen Aufzeichnungsteils der Positionserfassungseinrichtung und somit können die Kompaktheit, das geringe Gewicht und niedrige Kosten des Objektivfassung 61 erreicht werden. Auch kann das bewegbare Teil in der Richtung der optischen Achse lang gemacht werden, um dadurch die Exzentrizität in der Richtung der optischen Achse zu unterdrücken und somit kann dort eine stabile Struktur ausgebildet werden, in der die Schwankung des Abstands zwischen dem magnetischen Aufzeichnungsteil 64b und der magnetischen Sensoreinrichtung 72 gering ist. Dadurch kann dort ein stabiles Positionserfassungssignal mit hoher Genauigkeit erhalten werden.
Während die vorstehend beschriebenen erläuternden Beispiele eine Konstruktion aufweisen, bei der die bewegbare Linseneinheit in der Richtung der optischen Achse mittels eines Führungselements mit einer Gleitoberfläche geführt wird, ist das nachfolgende erste Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung derart gestaltet, daß die bewegbare Linseneinheit 1 von einer Federplatte unterstützt wird. Die Konstruktion, bei der die bewegbare Linseneinheit 1 von einer Federplatte unter- Stützt wird, ist wirksam, um die Reibung zu verringern, aber ist nicht sehr geeignet für große Bewegung und daher ist sie wirkungsvoll, wenn sie zur Kompensation und Fokussierung einer Zoomlinse verwendet wird.
Gemäß den Figen. 12 und 13 ist offensichtlich, daß ein Linsen- Halterahmen 83 in dem äußeren Zylinder 87 einer Objektivfassung angeordnet ist und Linsen 84a und 84b an dem Halterahmen 83 befestigt sind.
Der Linsen-Halterahmen 83 ist in dem äußeren Zylinder 87 der Objektivfassung mittels zweier flacher Federplatten, beispielsweise Aufhängefedern 81 und 82 unterstützt. Die flachen Federplatten 81 und 82 besitzen, wie in Fig. 13 gezeigt, konzentrische ausgeschnittene Teile 90, die durch Schraffur angezeigt sind. Demzufolge bewegt sich&sub1; wo eine einzelne flache Federplatte verwendet wird, wie in Fig. 14 gezeigt, der Halterahmen 83 frei in den gezeigten Richtungen z, θ, ψ. Jedoch wird er in den Richtungen x und y mit einer relativ starken Kraft gehalten. So wird, wenn zwei flache Federplatten 81 und 82 parallel zueinander angeordnet sind, wie in Fig. 15A gezeigt, und der Linsen-Halterahmen 83 daran befestigt ist, der Halterahmen unbewegbar oder undrehbar in den Richtungen x, y, θ und ψ, und nur in der Richtung z bewegbar. Fig. 15A zeigt einen Fall, in dem die flachen Federplatten 81 und 82 im Gleichgewicht sind und Fig. 158 zeigt einen Zustand, in dem der Halterahmen 83 in der Richtung z bewegt wurde.
Ein Permanentmagnet 89, der den Linsen-Halterahmen 83 in der Richtung der optischen Achse weit antreibt, ist an dem äußeren Randteil des Halterahmens 83 befestigt oder darin eingebettet, oder er ist magnetisiert. Auch ist ein Elektromagnet mit einem Eisenkern 85 und einer darauf gewickelten Spule 86 entsprechend dem Permanentmagneten 89 angeordnet.
Die flachen Federplatten 81 und 82 werden beispielsweise auf einer Phosphorbronze- oder korrosionsbeständigen Stahlplatte mittels Ätzen gebildet oder werden preiswert aus kunststoffeingeschmolzenen Artikeln hergestellt, und ein Dehnungsmeßstreifen 88, der eine Bewegungs-Abstand-Erfassungseinrichtung darstellt, ist an einem Teil davon befestigt.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel ist wie vorstehend beschrieben aufgebaut und daher wird, wenn die Spule 86 elektrisch mit Energie versorgt wird, ein magnetisches Feld rund um den Eisenkern 85 erzeugt und mittels Veränderung des elektrisch mit Energie versorgten Zustands, d.h. der Polarität des Elektromagneten 85, 86 werden Anziehungs- und Abstoßkräfte zwischen dem Elektromagneten 85, 86 und dem Permanentmagneten 89 erzeugt. Daher erhält der Halterahmen 83, an dem der Permanentmagnet 89 befestigt ist, eine Antriebskraft relativ zum äußeren Zylinder 87 und bewegt sich in der Richtung der optischen Achse. Demzufolge werden die Linsen 84a und 84b in der Richtung der optischen Achse bewegt und eine Fokussierung oder die Anpassung der Fokussierlängen bzw. Brennweiten dieser Linsen kann erreicht werden. Auch ist der Dehnungsmeßstreifen 88 an jeder flachen Federplatte 81, 82 befestigt und daher kann, wenn der Halterahmen 83 sich in der Richtung der optischen Achse bewegt, das Ausmaß der Deformation der flachen Federplatte 81 direkt erfaßt werden, und es ist möglich, diesen erfaßten Wert umzuwandeln, um dadurch das Ausmaß der Bewegung des Linseneinheit in der Richtung der optischen Achse zu erfassen.
Fig. 16 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der flachen Federplatte. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel werden die ausgeschnittenen Teile 100, angezeigt durch Schraffur, in einer wirbel-ähnlichen Form gebildet, d.h. sind derart ausgeschnitten, daß ihr Durchmesser fortschreitend größer wird. Die flache Federplatte 91 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird auch auf dieselbe Weise verwendet wie die in Fig. 12 gezeigte flache Plate und besitzt eine ähnliche Wirkung, aber gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein einer Deformation unterworfener Arm- bzw. Querträgerteil 91a länger als der gemäß Fig. 13 und daher kann die Linseneinheit mit einer leichten Antriebskraft bewegt werden und somit benötigt die Aktiviereinrichtung weniger elektrische Leistung.
Fig. 17 zeigt ein Ausführungsbeispiel, in dem eine einzelne flache Federplatte 91 verwendet wird. Das heißt, ein Linsen- Halterahmen 93 wird an seinem einen Ende von der flachen Federplatte 91 getragen und der äußere Randbereich 93a ihres anderen Endteils ist axial bewegbar von einer Vielzahl von Führungsrollen 101 und 102 unterstützt.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden die Bewegungen des Linsen-Halterahmens 93 in den vorstehend erwähnten Richtungen θ und ψ, mittels der Führungsrollen 101 und 102 beschränkt und daher ist, wie im Ausführungsbeispiel, das zwei flache Federplatten verwendet, der Halterahmen nur in der Richtung der optischen Achse bewegbar.
Die anderen Bestandteile besitzen dieselben Bezugszahlen und müssen nicht beschrieben werden. Obwohl es nicht gezeigt ist, ist offensichtlich, daß die Führungsrollen durch Führungsstifte, Stangenführungskörper ("bar sleeves") oder dergleichen ersetzt werden.
Gemäß den in den Figen. 12 und 13 gezeigten Ausführungsbeispielen wird ein Dehnungsmeßstreifen 88 zur Erfassung der Position oder des Ausmaßes der Bewegung verwendet. Der Dehnungsmeßstreifen 88 ist als etwas bekannt, das die Dehnung unter Verwendung der Erscheinung mißt, daß sich der Widerstandswert eines Halbleiters verändert, wenn eine Dehnung auf den Halbleiter einwirkt.
Bei einer kompakten Zoomlinse von der Art des hinteren Bildbrennpunkts ist die erforderliche Genauigkeit der Linsenpositionierung hoch und es ist beispielsweise mit dem 8-mal Zoom für ein 113' CCD- (ladungsgekoppeltes Baustein-) Bildaufnahmeelement manchmal der Fall, daß auch eine Erfassungsauflösungsleistung in der Größenordnung von einigen Mikrometern erforderlich ist. Auch ist bei der automatischen Fokussierung der Art, bei der ein fokussierter Zustand aus einem Bildsignal beurteilt wird, ein Mechanismus zur Vibration eines Teils der Linseneinheit mit einer hohen Geschwindigkeit in der Richtung der optischen Achse (Wobbeln) erforderlich und daher ist ein hohes bzw. gutes Erfassungs-Ansprechverhalten wünschenswert.
Das folgende Ausführungsbeispiel stellt eine Konstruktion zur Verfügung, bei der eine sehr genaue Erfassung möglich ist. Fig. 18 zeigt eine Konstruktion, bei der der Linsen-Haltezylinder des erläuternden Beispiels gemäß Fig. 1 von in den Figen. 14 und 15 gezeigten Aufhängefedern, anstelle von gleitbaren Lagern, unterstützt ist.
Die Bezugszahl 100 bezeichent eine Linseneinheit und die Bezugszahlen boa, bob und looc bezeichnet Komponentenlinsen. Die Bezugszahl 102 bezeichnet einen Haltezylinder und die Bezugszahl 105 bezeichnet eine äußere Objektivfassung.
Die Bezugszahlen 131 und 132 bezeichnen Aufhängefedern, die, wie in der Frontansicht gemäß Fig. 19 gezeigt, gebildet sind, indem eine Federplatte außer für schraffierte Teile gestanzt wird, und das Kennzeichen des Aufhängemechanismus ist derart, daß die Bewegungsfreiheit in Vorwärts- und Rückwärts-Richtung gegeben ist. Die Kraft und die Rück-Teile des Haltezylinders 102 sind von der Objektivfassung 105 mittels der Aufhängefedem 131 und 132 unterstützt.
Die Bezugszahlen 133a und 133b bezeichnen Permanentmagneten, von denen jeder mittels Ausschneiden einer ringförmigen Form um ungefähr einen Viertelkreis und Ankleben eines Nordpols und eines Südpols daran gebildet wird, und die Bezugszahlen 134a, 134b und 135a, 135b bezeichnen innere bzw. äußere Bügel bzw. Joche. Die Bezugszahl 137 bezeichnet einen ringförmigen Spulenkörper und die Bezugszahl 136 bezeichnet eine elektromagnetische Spule.
Andererseits bezeichnen die Bezugszeichen 141 bis 144 und 145 bis 148 Dehnungsmeßstreifen.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel besitzt eine derartige Struktur, daß die Linseneinheit 100 direkt mittels elektromagnetischer Induktion bewegt wird, und die lineare Aktivierungseinrichtung von der Sprachspulen-Art eines geschlossenen magnetischen Systems wird mittels der Bügel bzw. Joche 134a, 134b, 135a, 135b, der Permanentmagneten 133a, 133b und der Spule 136 gebildet.
Die elektromagnetische Spule 136 ist um den Spulenkörper 137 gewickelt, der mit dem Linsen-Haltezylinder 102 gekoppelt ist. Wie vorstehend erwähnt, ist des inneren Bereichs bzw. Streifens eines Teils jeder der Aufhängefedern 131 und 132 mit dem Linsen-Haltezylinder 102 gekoppelt, und die äußere Kante davon ist mit der Objektivfassung 105 verbunden. Demgemäß kann mittels einer Kombination der Aufhängefedern 131, 132 und des Haltezylinders 102 die Linseneinheit 100 geradlinig nur in der Richtung der optischen Achse geführt werden.
Auch wenn ein elektrischer Strom zur Spule 136 zugeführt wird, empfängt die Linseneinheit 100 eine Antriebskraft in der Richtung der optischen Achse.
Die gezeigte Struktur eliminiert irgendeinen Raum zum Gleiten und der widrige Effekt der Reibung kann vermieden werden und somit wird ein sehr wirksames und schnelles Antreiben möglich.
Andererseits werden im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Ausmaße einer Deformation der Aufhängefedern mit den Dehnungsmeßstreifen 141 bis 148 gemessen, die angeklebt an vier Orten auf orthogonalen Linien befestigt sind, mit den zwischen jedem Paar von Dehnungsmeßstreifen an der Vorder- und Hinterseite angeordneten Aufhängefedern. Der Grund, aus dem die Dehnungsmeßstreifen 141 bis 148 an vier Orten angeordnet sind, besteht darin, daß ein Fall berücksichtigt wird, in dem die Deformation der Aufhängefdern 131, 132 nicht rotationssymmetrisch ist, und im wesentlichen können sie an einem Ort oder an jedem einen Ort auf orthogonalen Linien angeordnet werden. Um jedoch eine genaue Positionserfassung zu erreichen, ist es wünschenswert, den Mittelwert von vier Sätzen zu nehmen, aber die Schaltung ist im Hinblick auf einen Satz als ein Beispiel gezeigt.
In dem Signalverarbeitungssystem bezeichnen die Bezugszahlen 120 und 121 Erfassungsverstärkereinrichtungen, die mit den Dehnungsmeßstreifen 145 bzw. 146 verbunden sind. Die Bezugszahlen 122 und 124 bezeichnen Differentialverstärkerschaltungen. Die Differentialverstärkerschaltung 122 ist mit den Erfassungsverstärkereinrichtungen 120 und 121 verbunden. Die Bezugszahl 123 bezeichnet eine Linearitäts-Korrekturschaltung, die Bezugszahl 125 bezeichnet eine Steuerschaltungseinrichtung und die Bezugszahl 126 bezeichnet eine Leistungsverstärkerschaltung.
Im wesentlichen können die Dehnungsmeßstreifen nur auf einer Seite ausgebildet werden. Jedoch wird ein Verfahren zur Verwendung eines Paars von Dehnungsmeßstreifen zum Ausgleichen des auf den Widerstandswert durch eine Temperaturveränderung auferlegten Einflusses angewendet, als ein Verfahren zur Beseitigung eines derartigen Einflusses, aber dieses Verfahren ist nicht einschränkend. Auch werden in einigen Fällen die Aufhängefedern 131, 132 durch Vibration deformiert, der die gesamte Objektivfassung 105 unterworfen wurde, wodurch die Widerstandswerte der Dehnungsmeßstreifen verändert werden. Demgemäß kann, abhängig von der erforderlichen Durchführung, eine derartige Gegenmaßnahme notwendig werden.
So werden im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Dehnungsmeßstreifen 141 bis 148 mit den Federn 131, 132 dazwischen angeordnet, und die Tatsache, daß der Einfluß der Dehnungsmeßstreifen 141 bis 148 und Federn 131, 132 symmetrisch ist, wird dazu verwendet, den Unterschied zwischen den Ausgangssignalen der Differentialverstärkerschaltung 122 zu erfassen, um dadurch die Einflüsse von Temperaturveränderungen und die Schwingung der gesamten Objektivfassung 105 zu eliminieren.
Das Ausgangssignal der Differentialverstärkerschaltung 122 wird durch die Linearitäts-Korrekturschaltung 123 in ein die Linsenposition anzeigendes Signal umgewandelt und das Signal wird ausgegeben. Durch den vorstehend beschriebenen Vorgang wurde die Position der Linseneinheit 100 auf der optischen Achse als ein elektrisches Signal gefunden.
Im allgemeinen besitzt der Dehnungsmeßstreifen eine hohe Auflösungsleistung und auch eine hohe Reproduzierbarkeit, da das Element selbst kein Rauschen erzeugt.
Demzufolge ist die mit der vorliegenden Vorrichtung erhaltene Positionserfassungs-Auflösungsleistung in der Größenordnung von 10&supmin;&sup4; bis 10&supmin;&sup5; mm und dies ist ein ausreichendes Kennzeichen für die Linsenpositionierung einer Kamera.
Desweiteren besitzt das Element selbst keinen Faktor, der ein Gleiten oder Schlupf verursachen wird und daher ist es schnell im Erfassungsansprechen und beeinflußt die Antriebsbedingung nicht.
Durch Verwendung der Schaltungen 124, 125 und 126 gemäß Fig. 18 wird ein Linsenantriebssystem in einer geschlossenen Schleife gebildet und es ist auch möglich, ein System zu konstruieren, das eine Positionierung ansprechend auf einen gewünschten Befehiswert schnell erreichen kann. Daher ist schnelles Wobbeln oder dergleichen für eine automatische Fokussierung, die beispielsweise das Ausgangssignal eines Halbleiter-Bildaufnahmeelements verwendet, auch möglich.
Dehnungsmeßstreifen von Halbleitertyp wurden als ein Beispiel genommen, aber es können auch Dehnungsmeßstreifen, die piezoelektrische Elemente verwenden, verwendet werden. Auch können, wie in Fig. 19 gezeigt, zwei oder mehr Sätze von Dehnungsmeßstreifen ausgebildet werden und eingestellt werden, um Schwingungen in einer Vielzahl von Richtungen auszulöschen. Die Dehnungsmeßstreifen selbst können auch, wie beispielsweise durch Ätzen, in einem mit den elastischen Federn hergestellt werden.

Claims

1. Gerät mit:

einer Objektivfassung (87; 97; 105),

einer innerhalb der Objektivfassung (87; 97; 105) angeordneten und in der Richtung seiner optischen Achse (x) hinsichtlich der Objektivfassung (87; 97; 105) bewegbaren Linseneinheit (84a, 84b; 94a, 94b; 100, 100a - 100c),

einem Führungsmechanismus (81 - 83; 91, 93, 101, 102; 131, 132, 134a, 134b, 135a, 135b) mit einem federnden Element (81, 82; 91; 131, 132) zum Führen der Linseneinheit (84a, 84b; 94a, 94b; 100, 100a - 100c) derart, daß die Linseneinheit (84a, 84b; 94a, 94b; 100, 100a - 100c) in Richtung ihrer optischen Achse (x) bewegt werden kann, und

einer elektromagnetischen Induktionsspule (85, 86; 95, 96; 136, 137) und einem magnetischen Element (89; 99; 133a, 133b), die eine Antriebseinrichtung zum Antreiben der Linseneinheit (84a, 84b; 94a, 94b; 100, 100a - 100c) hinsichtlich der Objektivfassung (87; 97; 105) mittels elektromagnetischer Induktion bilden, wobei die elektromagnetische Induktionsspule (85, 86; 95, 96; 136, 137) mit entweder der Linseneinheit (84a, 84b; 94a, 94b; 100, 100a - 100c) oder der Objektivfassung (87; 97; 105) gekoppelt ist, und

das magnetische Element (89; 99; 133a, 133b) mit dem anderen von Linseneinheit (84a, 84b; 94a, 94b; 100, 100a - 100c) und Objektivfassung (87; 97; 105) gekoppelt ist,

dadurch gekennzeichnet, daß

eine Erfassungseinrichtung (88; 98; 141, 142, 145, 146) zur Erfassung der relativen Position oder der relativen Bewegung zwischen der Linseneinheit (84a, 84b; 94a, 94b; 100, 100a -100c) und der Objektivfassung (87; 97; 105) ausgebildet ist, wobei die Erfassungseinrichtung (88; 98; 141, 142, 145, 146) angeordnet ist, um die Erfassung mittels Erfassung der Spannung des federnden Elements (81, 82; 91; 131, 132) durchzuführen.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungseinrichtung (88; 98; 141, 142, 145, 146) zur Erfassung der Spannung des federnden Elements (81, 82; 91; 131, 132) einen Dehnungsmeßstreifen enthält.

3. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das federnde Element (131, 132) zwei gegenüberliegende Oberflächen aufweist, und

die Erfassungseinrichtung (141, 142, 145, 146) zur Erfassung der Spannung des federnden Elements (131, 132) zwei Dehnungsmeßstreifen zur Erfassung von Spannungen der gegenüberliegenden Oberflächen des federnden Elements (131, 132) enthält.

4. Optisches Gerät nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch

eine weitere Linseneinheit, die in der Richtung ihrer optischen Achse (x) bewegbar und innerhalb der Objektivfassung (87; 97; 105) angeordnet ist, wobei die optische Achse der weiteren Linseneinheit gemeinsam mit der optischen Achse (x) der Linseneinheit (84a, 84b; 94a, 94b; 100, boa - looc) ist, und

eine weitere Antriebseinrichtung zum Antreiben der weiteren Linseneinheit bezüglich der Objektivfassung (87; 97; 105).

5. Optisches Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß

die Linseneinheit (84a, 84b; 94a, 94b; 100, 100a - 100c) die Brennweite einer Objektivlinse verändert und die weitere Linseneinheit die Bewegung der Bildebene kompensiert.

6. Optisches Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß

die weitere Linseneinheit zur Fokussierung verwendet wird.