KR100387190B1

KR100387190B1 - 렌즈 배럴

Info

Publication number: KR100387190B1
Application number: KR10-2000-7010659A
Authority: KR
Inventors: 유미키나오토; 하야시다카유키; 다카하시유타카
Original assignee: 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤
Priority date: 1999-01-26
Filing date: 2000-01-26
Publication date: 2003-06-12
Also published as: CN1294693A; WO2000045209A1; US6456444B1; US20020105732A1; US6618211B2; CN1205495C; KR20010034688A

Abstract

본 발명에 따른 렌즈 배럴은 제 1 렌즈 그룹, 제 2 렌즈 그룹, 제 3 렌즈 그룹, 제 1 렌즈 그룹을 구동하기 위한 제 1 액추에이터, 제 2 렌즈 그룹을 구동하기 위한 제 2 액추에이터 및 제 3 렌즈 그룹을 구동하기 위한 제 3 및 제 4 액추에이터를 포함한다. 제 1 내지 제 4 액추에이터들중 적어도 하나는 제 1 내지 제 4 액추에이터중 적어도 하나로부터의 자속 누설이 상쇄될 수 있는 위치에 제공된다.

Description

렌즈 배럴{LENS BARREL}

일반적으로, 비디오 카메라용 렌즈 배럴은 4개의 렌즈 그룹을 포함한다. 4개의 렌즈 그룹으로 된 이동가능 렌즈 그룹은 주밍과 포커싱을 위한 안내 막대(guide pole)를 따라 안내함으로써 광축 방향으로 이동된다. 렌즈 배럴은 고정 렌즈 그룹, 주밍을 위해 광축상에서 이동가능한 렌즈 그룹, 다른 고정 렌즈 그룹, 포커싱용 광축상에서 이동가능한 렌즈 그룹, 조리개 유닛 및 화상면을 구비한다. 주밍 렌즈 그룹 및 포커싱 렌즈 그룹은 주밍 렌즈 프레임 및 포커싱 렌즈 프레임으로 각각 지지된다. 주밍 렌즈 이동 프레임 및 포커싱 렌즈 프레임을 각각 광축 방향으로 구동하기 위한 주밍 액추에이터 및 포커싱 액추에이터는 각각 스탭핑 모터를 구비한다. 주밍 및 포커싱 스탭핑 모터는 각각 각 출력축상에 나사를 구비한다. 주밍 렌즈 이동 프레임 및 포커싱 렌즈 프레임은 서로 연쇄하여 연결된다. 2개의 가이드 막대가 프레임이 광축 방향으로 자유롭게 이동할 수 있도록 주밍 렌즈 이동 프레임 및 포커싱 렌즈 프레임을 지지하기 위해 이용된다. 상기 렌즈 배럴에서, 전류가 전기적 신호선을 통해 주밍 스탭핑 모터에 공급되면, 출력축은 주밍 모터의 나사와 맞물린 연쇄가 광축 방향으로 이동될 수 있도록 회전된다. 이때, 주밍 렌즈 이동 프레임, 즉 연쇄로 맞물린 주밍 렌즈 그룹은 광축 방향으로 이동된다. 마찬가지로, 전류가 전기적 신호선을 통해 포커싱 스탭핑 모터에 공급되면, 출력축은 포커싱 스탭핑 모터의 나사와 맞물린 연쇄가 광축 방향으로 이동될 수 있도록 회전된다. 이때, 포커싱 렌즈 프레임, 즉 연쇄로 맞물린 포커싱 렌즈 그룹은 광축 방향으로 이동된다.

상기 종래의 구성은 다음의 문제점을 갖는다.

(1) 종래의 렌즈 배럴에서 액추에이터로서 이용되는 스탭핑 모터가 규정된 수의 펄스에 대응하는 각도만큼 모터를 회전시킴으로써 규정된 위치에서 정지될 수 있다. 그러나, 스탭핑 모터의 구동 제어가 개루프(open loop)이기 때문에, 다음과 같은 문제점이 나타나게 된다: 정지 위치의 정밀도가 낮고, 히스테리시스 속성이 존재하며, 회전수가 상대적으로 낮은 것 등이 있다. 따라서, 스탭핑 모터가 주밍 또는 포커싱 렌즈 이동 프레임을 위한 전송 메카니즘의 구동력 소스로서 이용될 때, 주밍 또는 포커싱 속도가 느리다.

일본 공개 공보 제 8-266093호는 상기한 문제점에 대한 해결책으로서 인코더를 구비한 스탭핑 모터 시스템을 개시한다. 공개를 통해 개시된 바와 같이, 센서는 스탭핑 모터의 회전 각도를 검출하도록 제공된다. 센서는 폐루프(closed loop)인 제어 시스템이기 때문에, 고속 구동을 구현할 수 있다. 일본 공개 공보 제 10-225083호는 음성 타입의 선형 액추에이터를 이용하여 포커싱 그룹의 변화 위치를 추적할 수 있다. 상기 선형 액추에이터 시스템은 고속 반응 기능 및 저전력 소비를 할 수 있다.

따라서, 렌즈 구동 시스템은 고속 반응 기능 및 저전력 소비를 위하여 주밍 렌즈 그룹을 구동하기 위한 인코더를 구비한 스탭핑 모터를 적응, 및 포커싱 렌즈 그룹을 이동하기 위한 선형 액추에이터를 적응시킴으로써 최적화될 수 있다. 상기 시스템은 일반적으로 위치 검출의 정확도를 높이기 위하여 위치 검출 센서로서 자기저항 센서(이후 명세서에서는 자기 센서로 칭함)를 포함한다.

소형 및 경량 렌즈 배럴은 최근의 소형 및 경량 비디오 카메라에서 요구된다. 따라서, 렌즈 배럴에 포함된 구성요소의 간격이 감소되어가고 있다. 기존의 자기 센서가 외부 방해 자계에 영향받을 때, 센서의 출력은 왜곡되어, 액추에이터의 성능이 열화되는 문제점이 있다. 구동 자석으로부터의 자속 누설은 인코더 및 선형 액추에이터를 구비한 상술된 스탭핑 모터에서 나타난다. 상기 자속 누설은 그 부품들 사이의 갭이 좁기 때문에 소형 렌즈 배럴의 경우에 무시될 수 없다. 특히, 선형 액추에이터의 구동 자석은 인코더를 구비한 스탭핑 모터의 자기 센서에 악영향을 미친다. 일반적으로, 자기 차폐부 같은 부가적인 부품이 자속 누설 문제를 처리하기 위해 이용되어왔다. 그러나, 상기 자기 차폐부는 비용의 증가를 유발한다. 자기 차폐부에 대한 공간의 제공은 소형 렌지 배럴의 구현을 방해한다. 따라서, 인코더를 구비한 스탭핑 모터, 선형 액추에이터 및 소형 및 경량 렌즈 배럴을 구비한 시스템은 주밍 및 포커싱 렌즈를 구동시 고속 반응 기능 및 저전력 소비를 구현할 수 없다.

(2) 소형, 경량 및 고자화 렌즈 배럴은 손 떨림이 가장 먼 포커싱 포인트에서 안정된 이미지를 얻는 것을 어렵게 만드는 문제에 직면한다. 이 문제에 대한 기존의 해결책으로는 전기 손 떨림 보정 시스템이 있다. 보정 범위는 소형, 경량 및 고배율 렌즈 배럴로 확장될 필요가 있다. 전기적 보정 시스템에서의 손 떨림의 보정 범위는 많은 화소를 필요로 하는 CCD에서의 화소의 수에 따라 달라진다. 소형 CCD 및 고화질 비디오 카메라는 CCD에 허용된 화소수의 증가에 제한을 가하여, 전기 손 떨림 보정 시스템이 효과적으로 동작하지 않도록 한다.

광학 손 떨림 보정 시스템은 보정 범위가 크고 고화질이 얻어질 수 있도록 제안된다. 광학 손 떨림 보정 시스템중 하나로서, 일본 공개 공보 제 3-186823호가 손 떨림이 광축에 수직인 방향으로 선정된 렌즈 그룹(시프트 렌즈 그룹)을 이동시켜서 보정되는 소위 내부 시프트 시스템이 개시된다. 내부 시프트 시스템에서, 포커싱을 위해 필요한 렌즈 그룹은 또한 손 떨림을 보정하기 위한 시프트 렌즈 그룹으로 이용된다. 따라서, 짧고, 소형이며, 경량인 렌즈 배럴이 구현될 수 있다.

그러나, 2개의 부가적인 액추에이터가 광축 방향에 수직인 방향으로 보정 렌즈 그룹을 이용하기 위해 필요하다. 주밍, 포커싱을 위한 액추에이터 및 기존의 렌즈 배럴에 포함된 조리개와 더불어, 2개의 시프트 액추에이터가 손 떨림 보정을 위해 요구된다. 즉, 5개의 액추에이터가 단일 렌즈 배럴에 제공되어야 한다. 액추에이터의 수가 이렇게 증가하면 소형 렌즈 배럴을 얻기 어렵고, 소형 렌즈 배럴의 최근 조류에 역행하게 된다. 이 경우, 간단한 방식으로 상기 액추에이터를 배치하는 것이 중요하다.

(3) 문제점 (1)에서 나타난 바와 같이, 선형 액추에이터 및 자기 센서를 이용한 인코더를 구비한 스탭핑 모터가 주밍 및 포커싱 액추에이터로서 각각 이용될 때, 이미지 떨림 보정을 위한 2개의 시프트 액추에이터로부터의 자속 누설이 유발되어, 자기 센서에 악영향을 미친다.

최근, 본체 크기가 축소된 비디오 카메라용 소형 렌즈 배럴에 대한 요구가 있다. 고속 주밍(zooming) 또는 포커싱(focusing)이 또한 요구된다.

이후 명세서에서, 통상의 렌즈 배럴이 설명된다.

도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 인코더를 구비한 스탭핑 모터 및 선형 액추에이터를 갖춘 렌즈 배럴의 개략적인 투시도이다.

도 2는 선형 액추에이터로부터의 자속 누설의 흐름을 도시한 개념도이다.

도 3은 MR 소자의 자기저항 변화 특성을 도시한 도면이다.

도 4는 MR을 구비한 위치 검출부의 개략적인 투시도이다.

도 5는 본 발명의 실시예 1에 따른 인코더를 구비한 스탭핑 모터로의 자속 누설의 흐름을 도시한 개념도이다.

도 6은 본 발명의 실시예 1에 따른 자기 센서로의 자속 누설의 흐름을 도시한 개념도이다.

도 7은 본 발명의 실시예 2에 따른 선형 액추에이터 및 이미지 떨림 보정 장치를 구비한 렌즈 배럴의 개략적인 투시도이다.

도 8은 본 발명의 실시예 2에 따른 이미지 떨림 보정 장치의 핵심 부품의 투시도이다.

도 9는 본 발명의 실시예 2에 따른 이미지 떨림 보정 장치의 블록도이다.

도 10은 본 발명의 실시예 3에 따른 선형 액추에이터 및 이미지 떨림 보정 장치를 구비한 렌즈 배럴의 개략적인 투시도이다.

도 11은 본 발명의 실시예 3에 따른 액추에이터의 요크의 배치를 도시한 도면이다.

도 12는 본 발명의 실시예 3에 따른 이미지 떨림 보정 장치용 시프트 액추에이터의 자석의 자속의 흐름을 도시한 도면이다.

도 13은 본 발명의 실시예 3에 따른 선형 액추에이터의 자석의 자속의 흐름을 도시한 도면이다.

도 14는 본 발명의 실시예 4에 따른 인코더를 구비한 스탭핑 모터 및 이미지 떨림 보정 장치를 구비한 렌즈 배럴의 개략적인 투시도이다.

도 15는 본 발명의 실시예 4에 따른 렌즈 배럴의 정면도이다.

도 16은 본 발명의 실시예 5에 따른 이미지 떨림 보정 장치의 자속의 흐름을 도시한 도면이다.

도 17은 선형 액추에이터가 부가된 본 발명의 실시예 5에 따른 렌즈 배럴의 도면이다.

도 18은 본 발명의 실시예 6에 따른 이미지 떨림 보정 장치, 인코더를 구비한 스탭핑 모터 및 조리개 유닛을 갖춘 렌즈 배럴의 개략적인 투시도이다.

도 19는 본 발명의 실시예 6에 따른 렌즈 배럴의 정면도이다.

도 20은 본 발명의 실시예 6에 따른 렌즈 배럴의 투시도이다.

도 21은 본 발명의 실시예 7에 따른 렌즈 배럴의 PSD 기판을 도시한 도면이다.

도 22는 본 발명의 실시예 7에 따른 렌즈 배럴의 PSD 및 LED의 배치를 도시한 도면이다.

도 23은 본 발명의 실시예 8에 따른 렌즈 배럴의 이미지 보정 장치의 요잉(yawing)의 정면도이다.

도 24는 본 발명의 실시예 8에 따른 렌즈 배럴의 이미지 보정 장치의 피칭의 정면도이다.

도 25는 본 발명의 실시예 9에 따른 렌즈 배럴의 이미지 보정 장치의 정면도이다.

따라서, 본 발명의 목적은 자기 센서상의 액추에이터에서 발생하는 자속 누설의 악영향을 제거할 수 있는 렌즈 배럴을 제공하는데 있다.

본 발명에 따른 렌즈 배럴은 제 1 렌즈 그룹, 제 2 렌즈 그룹, 제 3 렌즈 그룹, 제 1 렌즈 그룹을 구동하기 위한 제 1 액추에이터, 제 2 렌즈 그룹을 구동하기 위한 제 2 액추에이터 및 제 3 렌즈 그룹을 구동하기 위한 제 3 및 제 4 액추에이터를 포함한다. 제 1 내지 제 4 액추에이터들중 적어도 하나는 제 1 내지 제 4 액추에이터중 적어도 하나로부터의 자속 누설이 상쇄될 수 있는 위치에 제공된다. 이로서 상기 목적이 달성된다.

제 1 액추에이터는 스탭핑 모터와, 서클 방향으로 다중 극성을 갖을 수 있도록 자화되며, 회전가능한 방식으로 스탭핑 모터에 동축방향으로 부착되는, 배럴 또는 원주 형상의 제 1 자석, 및 상기 제 1 자석의 외부 에지에 대향하게 제공된 제 1 자기 센서를 포함한다. 제 2 액추에이터는 구동 방향에 수직으로 자화된 제 2 자석과, 요크와, 제 2 자석에 의해 발생된 자속에 수직 방향으로 흐르는 방식으로 전류가 공급될 때 구동 방향으로 자유롭게 이동할 수 있는 제 2 자석으로부터 소정의 갭 만큼 이격되게 제공된 코일, 및 제 2 자기 센서를 포함한다. 제 1 자기 센서는 제 2 자석 및 요크를 구비한 자기 회로로부터의 자속 누설이 상쇄될 수 있는 위치에 제공된다.

제 2 액추에이터는 구동 방향과 수직으로 자화된 자석과, 요크와, 자석에 의해 발생된 자속에 수직인 방향으로 흐르는 방식으로 전류가 공급될 때 구동 방향으로 자유롭게 이동할 수 있는 자석으로부터 소정의 갭 만큼 이격되게 코일, 및 자기 센서를 포함한다. 상기 자기 센서는 제 3 및 제 4 액추에이터들중 적어도 하나로부터의 자속 누설이 상쇄될 수 있는 위치에 제공된다.

제 3 액추에이터는 제 3 자석을 구비하고, 제 4 액추에이터는 제 4 자석을 구비하며, 제 3 자석 및 상기 제 4 자석들은 제 3 및 제 4 자석의 자화가 광축의 중심에서 볼 때 반전될 수 있도록 하는 방식으로 제공된다.

제 1 액추에이터는, 스탭핑 모터와, 서클 방향으로 다중 극성을 갖을 수 있도록 자화되며, 회전가능한 방식으로 스탭핑 모터에 동축방향으로 부착되는, 배럴 또는 원주 형상의 제 1 자석, 및 상기 제 1 자석의 외부 에지에 대향하게 제공된 자기 센서를 포함한다. 제 3 및 제 4 자석들은 자기 센서로의 자속 누설이 상쇄될 수 있는 위치에 제공된다.

렌즈 배럴은, 제 3 렌즈 그룹을 지지하며, 광축에 수직인 제 1 및 제 2 방향들로 매끄럽게 이동될 수 있는 제 1 및 제 2 렌즈 이동 프레임들을 더 포함한다. 광축 화상면측에 제공된 제 3 및 제 4 액추에이터중 하나는 광축 방향에서 보여질 때, 광축 물체측에서 제공된 렌즈 이동 프레임과 중첩하여 제공된다.

제 2 액추에이터는, 광축 물체측에서 제공된 제 3 및 제 4 액추에이터들중 하나의 광축 화상면측에서 제공된 제 3 및 제 4 액추에이터들중 하나의 광축 화상면측에 제공되어, 광축 방향에서 보여질 때 제 3 및 제 4 액추에이터들중 하나와 중첩된다.

렌즈 배럴은, 제 3 렌즈 그룹을 지지하며, 광축에 수직인 제 1 및 제 2 방향들로 매끄럽게 이동될 수 있는 제 1 및 제 2 렌즈 이동 프레임들, 및 제 1 렌즈 및 제 2 렌즈 이동 프레임들을 지지하며, 상기 제 1 및 제 2 렌즈 이동 프레임들이 매끄럽게 이동될 수 있도록 하는 고정 프레임을 더 포함하며, 상기 고정 프레임은 제 3 및 제 4 액추에이터들에 의해 둘러싸인 부분에서 요부를 포함한다. 상기 액추에이터는 상기 요부에 제공된다.

렌즈 배럴은 조리개를 구동하는 액추에이터를 더 포함한다. 조리개를 구동하는 액추에이터는 광축 화상면측에 제공된 제 3 및 제 4 액추에이터들중 하나의 광축 물체측에 제공된다.

렌즈 배럴은, 제 3 렌즈 그룹을 지지하고, 광축과 다른 높이로 제공되며, 광축과 수직인 제 1 및 제 2 방향으로 매끄럽게 이동될 수 있는 제 1 및 제 2 렌즈 이동 프레임들과, 제 1 렌즈 이동 프레임의 위치를 검출하기 위하여 제 1 렌즈 이동 프레임에 통합된 제 1 발광부, 및 제 2 렌즈 이동 프레임의 위치를 검출하기 위하여 제 2 렌즈 이동 프레임에 통합된 제 2 발광부를 더 포함한다. 제 1 및 제 2 발광부들은 광축 방향에서 보여질 때 실질적으로 동일한 높이로 제공된다.

렌즈 배럴은, 제 3 렌즈 그룹을 지지하며, 광축과 수직인 제 1 및 제 2 방향들로 매끄럽게 이동될 수 있는 제 1 및 제 2 렌즈 이동 프레임들, 및 상기 제 1 및 제 2 렌즈 이동 프레임들을 고정하며, 상기 제 1 및 제 2 렌즈 이동 프레임들이 매끄럽게 이동될 수 있도록 하는 고정 프레임을 더 포함한다. 제 3 액추에이터는 상기 제 1 렌즈 이동 프레임을 구동한다. 제 4 액추에이터는 상기 제 2 렌즈 이동 프레임을 구동한다. 렌즈 배럴은, 상기 제 3 액추에이터와 전기적으로 접속된 제 1 가요성 프린트 케이블, 및 상기 제 4 액추에이터와 전기적으로 접속된 제 2 가요성 프린트 케이블을 더 포함한다. 제 1 가요성 프린트 케이블의 한 단부는 광축에 대해서 상기 제 3 액추에이터와 대향하는 그 측면에서, 및 상기 제 4 액추에이터와 동일한 측면에서 상기 제 1 렌즈 이동 프레임에 고정된다. 제 2 가요성 프린트 케이블의 한 단부는 광축에 대해서 상기 제 3 및 제 4 액추에이터들과 대향하는 그 측면에서 상기 제 2 렌즈 이동 프레임에 고정된다. 제 1 및 제 2 가요성 프린트 케이블들의 다른 단부들은 광축에 대하여 상기 제 4 액추에이터와 대향하는 그 측면에서 고정 프레임에 고정되며, 상기 제 1 렌즈 이동 프레임이 매끄럽게 이동되는 방향과 실질적으로 평행하다.

제 1 가요성 프린트 케이블은 상기 제 2 가요성 프린트 케이블에 대해서 광축의 중심으로부터 외부에 제공된다.

제 1 및 제 2 가요성 프린트 케이블들은 상기 제 3 렌즈 그룹의 광축과 다른 높이로 제공된다.

제 1 및 제 2 가요성 프린트 케이블들의 가동부들 및 상기 제 1 및 제 2 가요성 프린트 케이블들의 가동부들에 대응하는 고정 프레임의 외형 형상은 실질적으로 원호 형상이다. 제 1 및 제 2 가요성 프린트 케이블들의 가동부들은 고정 프레임을 따라 이동할 수 있다.

본 발명에 따른 다른 렌즈 배럴은, 제 1 렌즈 그룹과, 제 2 렌즈 그룹과, 제 3 렌즈 그룹과, 상기 제 1 렌즈 그룹을 구동하기 위한 제 1 액추에이터와, 상기 제 2 렌즈 그룹을 구동하기 위한 제 2 액추에이터와, 상기 제 3 렌즈 그룹을 구동하기 위한 제 3 및 제 4 액추에이터와, 상기 제 3 렌즈 그룹을 지지하며, 광축과 수직인 제 1 및 제 2 방향들로 매끄럽게 이동될 수 있는 제 1 및 제 2 렌즈 이동 프레임들, 및 상기 제 1 및 제 2 렌즈 이동 프레임들을 고정하며, 상기 제 1 및 제 2 렌즈 이동 프레임들이 매끄럽게 이동될 수 있도록 하는 고정 프레임을 포함한다. 제 3 액추에이터는 상기 제 1 렌즈 이동 프레임을 구동한다. 제 4 액추에이터는 상기 제 2 렌즈 이동 프레임을 구동한다. 렌즈 배럴은 상기 제 3 액추에이터와 전기적으로 접속된 제 1 가요성 프린트 케이블, 및 상기 제 4 액추에이터와 전기적으로 접속된 제 2 가요성 프린트 케이블을 더 포함한다. 제 1 가요성 프린트 케이블중 한 단부는 광축에 대해서 상기 제 3 액추에이터와 대향하는 그 측면에서, 및 상기 제 4 액추에이터와 동일한 측면에서 상기 제 1 렌즈 이동 프레임에 고정된다. 제 2 가요성 프린트 케이블의 한 단부는 광축에 대해서 상기 제 3 및 제 4 액추에이터들과 대향하는 그 측면에서 상기 제 2 렌즈 이동 프레임에 고정된다. 제 1 및 제 2 가요성 프린트 케이블들의 다른 단부들은 광축에 대하여 상기 제 4 액추에이터와 대향하는 그 측면에서 고정 프레임에 고정되며, 상기 제 1 렌즈 이동 프레임이 매끄럽게 이동되는 방향과 실질적으로 평행하다.

(실시예 1)

이후, 본 발명의 실시예 1에 따른 렌즈 배럴은 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명된다. 도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 인코더를 구비한 스탭핑 모터 및 선형 액추에이터를 갖춘 렌즈 배럴의 개략적인 투시도이다. 도 2는 선형 액추에이터로부터의 자속 누설의 흐름을 도시한 개념도이다. 도 3은 MR 소자의 자기저항 변화 특성을 도시한 도면이다. 도 4는 MR을 구비한 위치 검출부의 개략적인 투시도이다. 도 5는 인코더를 구비한 스탭핑 모터로의 자속 누설의 흐름을 도시한 개념도이다. 도 6은 본 발명의 실시예 1에 따른 자기 센서로의 자속 누설의 흐름을 도시한 개념도이다.

포커싱 렌즈 이동 프레임(31)은 그 광축과 평행하게 배향된 포커싱 렌즈 그룹(30)을 지지한다. 포커싱 렌즈 이동 프레임(31)은 안내 막대(32a, 32b)를 따라 매끄럽게 이동되며, 그 단부(미도시)는 광축 방향(X-방향)으로 렌즈 배럴에 고정된다. 선형 액추에이터(33)의 고정 부재는 포커싱 렌즈 이동 프레임(31)을 광축 방향으로 구동하기 위해 렌즈 배럴에 제공된다. 고정 부재(34)는 구동 방향(X-방향)에 수직인 자화 방향을 갖는 메인 자석(35), U-형상의 메인 요크(36) 및 판 형상의 측면 요크(37)를 구비한다.

고정 부재를 구비한 자기 회로(38)는 구동 방향에서 보여질 때 측면 대칭이며, 구동 방향(X-방향)에서 볼 때 실질적으로 측면 대칭이다. 액추에이터(33)의 이동 부재(39)는 코일(40)과 자석(35) 사이에 소정의 갭을 생성할 수 있도록 한 방식으로 포커싱 렌즈 이동 프레임(31)에 고정된 코일(40)을 구비한다. 전류는 코일(40)에 공급되어 자석(35)에 의해 발행된 자속과 수직 방향으로 흐른다. 따라서, 포커싱 렌즈 이동 프레임(31)은 광축 방향으로 구동된다.

포커싱 렌즈 이동 프레임(31)의 위치를 제어하기 위하여, 자기 센서(41)는 구동 방향(X 방향)에서 보여질 때 자기 회로(38)가 대칭인 중심 위치, 및 자기 회로가 구동 방향에서 보여질 때 대칭인 중심 위치에서 고정된 측상의 렌즈 배럴에서의 위치 검출 장치로서 제공된다. 교호하는 N극과 S극을 갖는 자기 스케일(42)은 대향하는 자기 센서(41)의 검출 표면으로부터 떨어져있는 소정 거리에서 포커싱 렌즈 이동 프레임(31)에 장착된다. 자기 센서(41)는 강자성 박막으로 된 MR 소자(43a, 43b)를 구비한 2상 자기저항 센서이다. MR 소자(43a, 43b)는 N극과 S극 사이의 피치의 1/4의 간격에서 구동 방향으로 제공된다. 자기 센서(41) 및 자기 스케일(42)은 MR 소자(43a, 43b)를 통해 흐르는 전류의 방향이 자석(35)의 자화 방향에 수직이 되도록 제공된다.

다음에, 자기 센서(41)를 이용하는 위치 검출 방법이 설명된다. 도 3에 도시된 자기저항 변화의 방향적 속성에 있어서, 저항은 MR 소자(43a, 43b)의 전류 방향과 수직이며 검출 표면과 수직인 방향(Y 방향)으로 자계와는 실질적으로 독립적이며, 저항은 MR 소자(43a, 43b)의 전류 방향과 수직이며 검출 표면과 평행한 방향(X 방향)으로 자계에 따라서 크게 변화하며, 저항은 MR 소자(43a, 43b)의 전류 방향에 평행한 방향(Z 방향)으로 자계에 따라서 약간 변화한다.

상기 특성으로 인해, 도 4에 도시된 바와 같은 자화 패턴을 갖는 자기 스케일(42)의 위치는 자기 센서(41)와 관련하여 변화되고, MR 소자(43a, 43b)의 저항은 X 방향에 따라 발생하는 자계 편차의 사인파 패턴에 따라 변화한다. 위상이 X 방향에서 180°차이가 있는 자계 편차의 사인파가 또한 Y 방향에서 나타나더라도, MR 소자(43a, 43b)의 저항은 실질적으로 상술된 특징으로 인해 변화하지 않는다. 따라서, MR 소자(43a, 43b)에 인가된 전압이 출력 신호로서 이용될 때, 출력 신호는 위상이 서로 90°다른 2개의 사인파를 갖는다. 2개의 신호파는 신호 처리 회로(미도시)에 의한 변조 보간 처리를 받음으로써, 렌즈 이동 프레임(31)의 위치 및 구동 방향을 검출할 수 있다. 상기 데이터에 기초하여, 포커싱 렌즈 그룹(30)의 위치는제어 회로(미도시)에 의해 상당히 정밀하게 제어될 수 있다.

그러나, 고정밀 선형 액추에이터를 구현하기 위하여, 자기 센서(41)에 유입되는 외부 방해 자계가 억제될 필요가 있다. 외부 방해 자계가 선형 액추에이터(33)에서의 광축 방향(X 방향)에 존재하는 경우, 외부 방해 자계는 자계 강도 편차의 사인파 패턴에 중첩된다. 따라서, 사인파는 오프셋되어 출력 신호의 파형이 왜곡된다. 이것은 위치 검출시 에러의 증가를 유발시킨다. 자기 저항 변화의 반응도가 광축에 수직인 방향(Z 방향)에서 작다면, 자기 저항의 변화율은 감소되며, 따라서 MR 소자의 반응도가 열화된다.

따라서, 선형 액추에이터(33)는 특히 X 및 Z 방향과 관련하여 메인 자석(35)의 영향에 의한 외부 방해 자계의 영향을 피해야한다.

상술된 바와 같이, 자속 누설은 자기 회로(38)의 중심에 자기 센서(41)를 제공함으로써 감소된다. 도 2a에 도시된 바와 같이, MR 소자(43a, 43b)는 자기 저항이 X 및 Z 방향에서 변화하는 속성을 갖는다. 자기 회로(38)는 실질적으로 구동 방향(X 방향)과 관련하여 대칭이기 때문에, 자속 누설량은 대칭 중심에 위치된 자기 센서(41)의 X 방향에서 매우 작다. 또한, 도 2b에 도시된 바와 같이, 자기 회로(38)는 실질적으로 구동 방향과 관련하여 대칭이기 때문에, 자속 누설량이 대칭 중심에 위치된 자기 센서(41)의 Z 방향에서 매우 작다. 상술된 바와 같이, 자기 센서(41)의 위치 최적화가 자속 누설의 감소를 유발시킨다.

광축 방향으로 주밍 그룹(45)을 이동시키기 위한 인코더를 구비한 스탭핑 모터(47)가 설명된다.

인코더를 구비한 스탭핑 모터(47)는 스탭핑 모터(48), 스탭핑 모터의 회전축과 결합된 유도 나사(49), 교호하는 N극과 S극을 갖는 센서 자석(50), 및 센서 자석(50)과 대향된 각도를 검출하기 위한 고정 자기 센서(51)를 구비한다. 도 1에서, 센서 자석(50) 및 자기 센서(51)는 자기 센서(51)를 고정시키기 위한 덮개(51a)로 덮인다. 유도 나사(49)에 대하여, 주밍 렌즈 그룹(45)을 지지하는 주밍 렌즈 이동 프레임(46)은 안내 나사(49)와 맞물림 나사 부재(52)와 결합된다.

따라서, 주밍 렌즈 그룹(45)은 유도 나사(49)의 회전에 의해 X축 방향으로 선형으로 이동된다. 인코더를 구비한 스탭핑 모터를 위한 시스템의 CPU(미도시)는 전기 위상에 대한 카운터로부터 카운트된 값에 기초하여 회전축의 각도에 관한 정보 및 전기적 위상각에 관한 정보를 구한다. CPU는 전기적 위상각 정보 및 각도 정보에 기초한 구동 명령값을 구한다. 인코더를 구비한 스탭핑 모터(47)는 구동기에 의해 구동 전류를 흐르도록 함으로써 제어된다.

그러나, 인코더를 구비한 스탭핑 모터(47)의 자기 센서(51)가 외부 방해 자계에 의해 영향받으면, 자기 센서(51)의 출력은 선형 액추에이터(33)의 자기 센서(41)와 마찬가지로 왜곡되며, 액추에이터의 성능이 열화된다. 외부 방해 자계의 크기 제한은 선형 액추에이터(33)의 자기 센서(41)에 대하여 약 10 가우스(gauss)이다. 인코더를 구비한 스탭핑 모터(47)의 자기 센서(51)는 선형 액추에이터(33)에 대한 외부 방해 자계의 제한과 더 작은 제한을 비교하는데, 부분적으로 그 이유는 센서 자석(50)이 배럴 형상이고 자기 센서 표면이 평탄하기 때문이다.

인코더를 구비한 스탭핑 모터(47)는 스탭핑 모터(48)의 자석(48a)으로부터 외부 방해 자계의 영향을 적게 받는다. 그럼에도 불구하고, 렌즈 배럴은 소형이기 때문에, 스탭핑 모터(47)와 선형 액추에이터(33) 사이의 간격은 작다. 특히, 스탭핑 모터(47)는 선형 액추에이터(33)의 메인 자석(35)에 의해 영향받을 수 있다. 따라서, 인코더를 구비한 스탭핑 모터(47)에서, 자기 센서(51)는 자기 센서(51)가 외부 방해 자계에 의한 영향을 받지 않을 위치에 제공될 필요가 있다. 이 조건은 후술된다.

자기 센서(51)가 인코더를 구비한 스탭핑 모터(47)에서 도 5 및 도 6에 표시된 위치에 제공되면, 외부 방해 자계는 2개의 방향, 즉 센서 자석(50)의 회전 방향의 접선 방향(Z 방향) 및 자기 센서(51)의 전류 방향(X 방향)에서 억제될 필요가 있다. 인코더를 구비한 스탭핑 모터(47)의 자기 센서(51)는 다음의 원리에 기초하여 제공된다. 선형 액추에이터(33)의 자기 회로(38)는 구동 방향에서 보여질 때 측면 대칭이기 때문에, 대칭 중심에 위치된 자기 센서(51)는 실질적으로 Z 방향에서의 자속 누설이 없음을 검출한다. 마찬가지로, 자기 회로(38)가 X 방향에서 보여질 때 실질적으로 대칭적이기 때문에, 대칭 중심에 위치된 자기 센서(51)는 실질적으로 X 방향에서 자속 누설이 없음을 검출한다. 따라서, 인코더를 구비한 스탭핑 모터(47)의 자기 센서(51)는 외부 방해 자계에 의한 영향을 받지 않음으로써, 고정밀 액추에이터 시스템을 구현할 수 있다.

상술된 바와 같이, 실시예 1에 따르면, 시스템은 기존의 스탭핑 모터를 이용하는 시스템 대신에 포커싱을 위한 선형 액추에이터 및 주밍을 위한 인코더를 구비한 스탭핑 모터를 포함하도록 제공될 수 있다. 따라서, 주밍 기능은 약 30-2000pps의 전송 속도를 갖을 수 있으며, 최고속 또는 소저속 주밍이 수행될 수 있다. 고성능 렌즈 배럴 및 이를 이용한 비디오 카메라가 제공될 수 있다.

또한, 폐루프 제어가 이용될 때, 회전각 및 토크가 제어됨으로써, 저전력 소비 및 저잡음을 구현할 수 있다. 포커싱에 대하여, 자기 센서를 이용하여 고반응 기능과 더불어 고해상도 및 고정밀도를 얻을 수 있어서, 양호한 포커싱 특징을 구현할 수 있다. 또한, 외부 방해 자계는 상술된 자기 센서의 배치를 통해서만 감소될 수 있다. 따라서, 기존의 방법에 대비하여 보호부 같은 부품이 이용되지 않아서, 저비용을 구현할 수 있으며 상기 부품에 대한 공간의 증가로 인해 렌즈 배럴의 크기가 증가되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 소형 및 경량 렌즈 배럴이 제공될 수 있다.

도 2, 5, 6에 도시된 바와 같이 도 1의 선형 액추에이터의 메인 자석의 극성이 반전되더라도 동일한 효과가 얻어질 수 있음은 자명하다.

실시예의 선형 액추에이터에서, 자기 센서는 고정측에서의 렌즈 배럴에 제공되며, 자기 스케일은 이동측에서의 렌즈 이동 프레임상에 제공된다. 대안으로, 자기 스케일은 고정측에서의 렌즈 배럴상에 제공되며, 자기 센서는 이동측에서의 렌즈 이동 프레임상에 제공된다. 이 경우, 동일한 효과가 얻어질 수 있음은 자명하다.

MR 소자를 구비한 자기저항 타입의 자기 센서가 실시예 1에서 이용되었지만, 자기력의 강도에 대응하는 출력 신호를 출력시키는한 소정 타입의 자기 센서가 이용될 수 있다.

(실시예 2)

다음에, 본 발명의 실시예 2가 도 7 내지 도 9를 참조하여 설명된다.

도 7은 본 발명의 실시예 2에 따른 이미지 떨림 보정 장치 및 선형 액추에이터를 구비한 렌즈 배럴의 개략적인 투시도이다. 도 8은 이미지 떨림 보정 장치의 주요 부분의 투시도이다. 도 9는 이미지 떨림 보정 회로의 블록도이다. 도 9는 이미지 떨림 보정 회로의 블록도이다. 상술된 부분들은 동일한 참조번호로 표시되며, 그 설명은 생략한다.

촬영할 때 이미지 떨림을 보정하기 위한 제 1 렌즈 그룹은 도 7에 도시된 바와 같이 Z 방향으로 이동할 수 있는 지지 프레임(2)에 고정된다. 이후, 지지 프레임(2)은 피칭 이동 프레임(2)으로 칭한다. 피칭 이동 프레임(2)은 베어링(2a)과 베어링(2a) 대향측상의 멈춤쇠(2b)를 제공함으로써 2개의 피칭 샤프트(3a, 3b)를 통해 매끄럽게 이동될 수 있다. 전자기 액추에이터(6p)는 또한 피칭 이동 프레임(2) 아래에 제공된다.

전자기 액추에이터(6p)는 피칭 이동 프레임(2)에 장착된 코일(7p), 자석(8p) 및 이후에 설명될 고정 프레임(10)에 장착된 요크(9p)를 포함한다. 돌출부(9pa)는 요크의 반대측에 제공된다. 돌출부(9pa)와 맞물릴 수 있는 맞물림 홀(10pa)은 피칭 이동 프레임(2)이 매끄럽게 이동되는 방향과 실질적으로 평행하게 놓이는 고정 프레임(10)에 제공된다. 따라서, 요크(9p)는 부착 같은 것을 하지 않고 고정 프레임(10)에 고정된다. 2개의 극성 자화는 개방된 한측에서 U-형상의 요크(9p)에 고정된 자석(8p)의 한 표면에 제공된다.

이미지 떨림 보정 렌즈 그룹(1)을 Y 방향으로 이동시키기 위한 프레임(4)은 그 광축 화상면에서 피칭 이동 프레임(2)에 장착된다. 이후, 지지 프레임(4)은 요잉 이동 프레임으로 칭한다. 고정 부재(4c, 4d)는 상술된 바와 같이 피칭 이동 프레임(2)을 매끄럽게 이동시키기 위해 이용되는 2개의 피칭 샤프트(3a, 3b)의 대향 단부를 고정시키기 위해 광축 물체측에서의 요잉 이동 프레임(4)에 제공된다. 마찬가지로, 요잉 이동 프레임(4)은 베어링(4a)과 상기 베어링(4a) 대향측상의 멈춤쇠(4b)를 제공함으로써 2개의 요잉 샤프트(5a, 5b)를 통해 매끄럽게 이동된다. 2개의 요잉 샤프트(5a, 5b)는 요잉 이동 프레임(4)의 광축 화상면측에 제공된 고정 프레임(10)의 고정부(10c, 10d)에 고정된다. 전자기 액추에이터(6y)는 요잉 이동 프레임(4)의 좌측에 제공된다.

전자기 액추에이터(6y)는 요잉 이동 프레임(4)에 장착된 코일(7y), 자석(8y) 및 고정 프레임(10)에 장착된 요크(9y)를 구비한다. 돌출부(9ya)는 요크(9y)의 대향측에 제공된다. 돌출부(9ya)와 맞물릴 수 있는 맞물림 홀(10ya)은 요잉 이동 프레임(4)이 매끄럽게 이동되는 방향과 실질적으로 평행한 방향에 놓인 고정 프레임(10)에 제공된다. 따라서, 요크(9y)는 부착 같은 것 없이 고정 프레임(10)에 고정된다. 2개의 극성 자화는 개방된 한 측에서의 U-형상의 요크(9p)에 고정된 자석(8y)의 한 표면에 제공된다.

따라서, 전류가 피칭 이동 프레임(2)의 코일(7p)을 통해 흐를 때, 전자기력이 자석(8p)과 요크(9p)에 의해 Z 방향에서 발생된다. 마찬가지로, 전류가 요잉 이동 프레임(4)의 코일(7y)을 통해 흐를 때, 전자기력이 자석(8y) 및 요크(9y)에 의해 Y 방향에서 발생된다. 이러한 방식으로, 이미지 떨림 보정 렌즈 그룹(1)이 2개의 전자기 액추에이터(6p, 6y)에 의해 광축에 실질적으로 수직인 2개의 방향으로 구동된다.

다음에, 위치 검출부가 설명된다. 피칭 이동 프레임(2)의 Z 방향으로 상측부에 제공된 검출부(11p)는 발광 소자(12p)(예컨대, LED), 슬릿(slit; 13p) 및 PSD 기판(15)에 장착된 수광 소자(PSD; 14p)를 구비한다. 마찬가지로, 피칭 이동 프레임(4)의 Y 방향으로 상부에 제공된 검출부(11y)는 발광 소자(12y)(예컨대, LED), 슬릿(13y) 및 PSD 기판(15)에 장착된 수광 소자(14y)(PSD)를 구비한다.

발광 소자(12p, 12y)는 각 슬릿(13p, 13y)을 통해 광선을 방출한다. 슬릿(13p, 13y) 각각을 통해 전달된 광선은 각 수광 소자(14p, 14y)에 유입된다. 따라서, 이미지 떨림 보정 렌즈 그룹(1)의 이동은 수광 소자(14p, 14y)의 이동과 동일하다. 수광 소자(14p, 14y)는 그 수광 표면에 입사된 광선의 위치에 관한 정보를 2개의 전류값으로 출력한다. 출력값은 렌즈 그룹(1)의 위치를 검출하기 위해 계산된다.

다음에, 피칭 및 요잉 이동 프레임(2, 4)과 고정 프레임(10) 사이에 접속된 가요성 프린트 케이블이 설명된다.

가요성 프린트 케이블(16)은 보정 렌즈 그룹(1)을 둘러싸는 방식으로 피칭 이동 프레임(2)의 상측 표면상에 장착된다. 가요성 프린트 케이블(16)은 코일(8p)과 발광 소자(12p) 사이에 전기적으로 접속된다. 가요성 프린트 케이블(16)은 그 부분(16a)에서 평활한 이동 방향(Z)에 수직으로 향한 피칭 이동 프레임(2)에 고정된다. 가요성 프린트 케이블(16)은 고정 프레임(10)측의 부분(10e)에 고정되며, 단부(16a)는 피칭 이동 프레임(2)의 평활한 이동 Z 방향에 평행하다.

따라서, 코일(7p) 및 발광 소자(12p)는 구동 전류를 공급하기 위한 회로(미도시)에 접속된다. 마찬가지로, 가요성 프린트 케이블(17)은 요잉 이동 프레임(4)측상에 장착된다. 가요성 프린트 케이블(17)은 코일(7y)과 발광 소자(12y) 사이에 전기적으로 접속된다. 가요성 프린트 케이블(17)은 그 부분(17b)에서 요잉 이동 프레임(4)에 고정되며, 가요성 프린트 케이블(17)은 평활 이동 방향 Y에 평행하게 위치된다. 가요성 프린트 케이블(17)의 다른 단부(17a)는 고정 프레임(10)측상의 부분(10e)에 고정되고, 다른 단부(17a)는 피칭 이동 프레임(2)의 평활 이동 방향 Z에 실질적으로 평행하다. 따라서, 코일(7y) 및 발광 소자(12y)는 구동 전류를 공급하기 위한 회로(미도시)와 접속된다. 따라서, 이미지 떨림 보정을 위한 시프트 유닛(20)은 상술된 부분을 포함한다.

또한, 시프트 유닛(20)은 렌즈 직경 방향에서의 치수가 감소된 시프트 유닛의 조립체를 예시한 도 8에 도시된 바와 같은 구성을 갖는다. 피칭 이동 프레임(2) 및 요잉 이동 프레임(4)은 광축 방향으로 다른 높이를 갖는다. 피칭 이동 프레임(2)은 광축 물체측에 제공된다. 요잉을 위한 시프트 액추에이터(6y)의 요크(9y)는 요크(9y)가 광축 방향에서 보여질 때 베어링(2a)과 겹쳐지도록 하는 방식으로 피칭 이동 프레임(2)의 베어링(2a)의 광축 화상면측에 삽입된다. 따라서, 시프트 유닛(20)의 반경 방향에서의 치수, 즉 폭 B가 감소될 수 있어서 시프트 유닛(20)의 소형화가 유도된다.

이렇게 구성된 렌즈 배럴의 동작을 설명한다.

이미지 떨림 보정 장치를 구비한 비디오 카메라에서 작동하는 손 이동은 서로 90°떨어져 제공된 2개의 각속도 센서(21)(미도시)에 의해 검출된다. 각속도 센서(21)의 출력은 시간에 대해서 적분된다. 그 결과값은 손 떨림 각도로 변환된다. 이후, 그 결과 각도는 이미지 떨림 보정 렌즈 그룹(1)의 목표 위치 정보로 변환된다. 서보 회로(22)는 목표 구동 위치 정보에 따라 이미지 떨림 보정 렌즈 그룹(1)을 이동시키기 위하여, 이미지 떨림 보정 렌즈 그룹(1)의 현재 위치에 관한 정보와 목표 위치에 관한 정보 사이의 차를 계산한다. 그 결과의 차는 전자기 액추에이터(6p, 6y)에 신호로서 전달된다. 전자기 액추에이터(6p, 6y)는 그 신호에 기초하여 이미지 떨림 보정 렌즈 그룹(1)을 구동시킨다. 이미지 떨림 보정 렌즈 그룹(1)의 이동은 위치 검출부(11p, 11y)에 의해 검출되어, 비디오 카메라에서의 이미지 떨림을 보정하기 위해 피드백된다.

요잉 이동 프레임(4)은 다음의 방식으로 Y 방향으로 구동된다. 전류는 구동 회로로부터의 명령에 응답하여 가요성 프린트 케이블(17)을 통해 코일(7y)에 공급된다. 전류의 흐름은 전자기 액추에이터(6y)가 요잉 이동 프레임(4)을 구동하는 Y 방향으로 힘을 발생시키도록 한다. 피칭 이동 프레임(2)은 다음의 방식으로 Z 방향으로 구동된다. 전류는 구동 회로로부터의 명령에 응답하여 가요성 프린트 케이블(16)을 통해 코일(7p)에 공급된다. 전류의 흐름은 전자기 액추에이터(6p)가 피칭 이동 프레임(2)을 구동하는 Z 방향으로 힘을 발생시키도록 한다. 따라서, 보정 렌즈 그룹(1)은 광축에 수직인 플레인에서 임의로 이동될 수 있어서, 손 이동에 의해 발생된 이미지 떨림을 보정할 수 있다.

상술된 바와 같이, 실시예 1에 따르면, 광축에 수직인 방향으로 보정 렌즈 그룹을 이동시키기 위한 피칭 및 요잉 이동 프레임이 이미지 떨림을 보정하기 위한 시프트 유닛을 구비한 렌즈 배럴에 제공된다. 피칭 및 요잉 이동 프레임은 광축과 다른 높이로 배치된다. 요잉 이동 프레임의 액추에이터는 광축 방향에서 보여질 때 피칭 이동 프레임과 겹쳐지도록 하는 방식으로 제공된다. 따라서, 그 폭 방향에서의 시프트 유닛의 치수가 감소될 수 있어서 시프트 유닛을 구비한 렌즈 배럴의 소형화를 구현할 수 있다.

(실시예 3)

다음에, 본 발명의 제 3 실시예가 도 10 내지 도 13을 참조하여 설명된다. 도 10은 본 발명의 실시예 3에 따른 선형 액추에이터 및 이미지 떨림 보정 장치를 구비한 렌즈 배럴의 개략적인 투시도이다. 도 11은 선형 액추에이터의 요크의 구성을 도시한 도면이다. 도 12는 이미지 떨림 보정 장치용 시프트 액추에이터의 자속의 흐름을 도시한 도면이다. 도 13은 본 발명의 실시예 3에 따른 선형 액추에이터의 자속의 흐름을 도시한 도면이다. 상술된 부분들은 동일한 참조번호로 표시되어, 이들의 설명은 생략한다.

실시예 3의 시프트 유닛(20)은 실시예 2에 설명된 것과 동일하다. 간략화를 위하여, 시프트 유닛(20)의 고정 프레임(10)은 도 11에서는 생략된다. 피칭 자석(8p), 요잉 자석(8y) 및 선형 액추에이터(33)의 자석(35)은 도 12 및 도 13a에 도시된 바와 같다. 피칭 이동 프레임(2) 및 요잉 이동 프레임(4)은 광축 방향과 다른 높이에 배치된다. 피칭 이동 프레임(2)은 광축 물체측상에 제공된다.

포커싱 렌즈 그룹(30)을 구동하기 위한 선형 액추에이터(33)의 메인 요크(36) 및 측면 요크(37)는 피칭 액추에이터(6p)에 포함된 요크(9p)의 광학 화상면측상에 제공된다. 선형 액추에이터(33)와 시프트 유닛(20)의 액추에이터 구성의 정면도가 도 11에서 제공된다. 자기 센서(41)는 선형 액추에이터(33)의 위치 검출부로서 이용된다. 상술된 바와 같이, 외부 방해 자계의 영향은 센서 출력의 왜곡을 일으켜, 액추에이터 성능의 열화를 유발한다.

따라서, 단일 렌즈 배럴에 시프트 유닛(20) 및 선형 액추에이터(33)를 제공하기 위하여, 시프트 유닛(20) 및 선형 액추에이터(33)로부터의 자속 누설이 감소되어야 한다. 이러한 자속 누설을 감소시키기 위한 해결책은 시프트 유닛(20)과 선형 액추에이터(33) 사이의 갭을 확대시켜서, 렌즈 배럴의 대형화를 유발한다. 따라서, 광축 방향으로의 소형화를 구현하기 위하여, 자속 누설은 시프트 유닛(20)과 선형 액추에이터(33) 사이의 작은 갭을 유지하면서 감소되어야 한다. 감소 방법은 후술된다.

선형 액추에이터(33)의 자기 센서(41)는 2개의 방향, 즉 광축 방향(X 방향) 및 이 방향에 수직인 방향(Z 방향)의 중심 위치에 제공되며, 여기서 외부 방해 자계의 영향은 실질적으로 제로이기 때문에, 자속 누설을 감소시킬 수 있다. 이 상황에서, 피칭 액추에이터(6p)의 자석(8p)의 자화가 도 10에 도시된 바와 같은 경우, 자기 센서(41)의 상기 위치는 피칭 액추에이터(6p)의 형상으로 인해 도 12에 도시된 바와 같은 자속 누설의 발생을 유도한다. 실시예 1에 설명된 자기 센서(41)의 위치는 백색 서클로 표시된 Z축 방향에서의 위치이다.

자속 누설은 피칭 액추에이터(6p)의 영향으로 인해 -Z 방향에 존재하기 때문에, 자속 누설은 백색 서클에 표시된 위치에서 자기 센서(41)에 유입된다. 선형 액추에이터(33)의 메인 자석(35)의 자화가 도 10에 도시된 바와 같은 경우에, 자속 누설은 백색 서클에 표시된 바와 같이 발생한다. 따라서, 자기 센서(41)는 흑색 서클로 표시된 위치까지 Z 방향에서의 간격 b만큼 시프트된다. 그 결과, Z축 방향으로 향한 피칭 액추에이터(6p)로부터의 자속 누설 및 Z축 방향으로 향한 선형 액추에이터(33)로부터의 자속 누설이 서로 상쇄되어, 자기 센서(41)에 유입되는 자속 누설량은 실질적으로 제로이다.

피칭 액추에이터(6p)는 X 방향에 대하여 자기 센서(41)의 영향이 거의 없다. 또한, 자기 센서(41)의 X 방향에서의 위치는 선형 액추에이터(33)의 자기 회로(38)의 X 방향에서의 자기 중심에 위치된다. 따라서, 선형 액추에이터는 자기 센서(41)에 거의 영향을 미치지 않는다. 요잉 액추에이터(6y)로부터의 자속 누설의 영향은 요잉 액추에이터(6y)로부터의 긴 거리 때문에 피칭 액추에이터(6p)에 비해서 작음을 유념한다.

상술된 바와 같이, 실시예 3에 따르면, 선형 액추에이터는 손 떨림 보정을 위한 시프트 유닛을 구비한 렌즈 배럴에 제공될 수 있는데, 그 이유는 선형 액추에이터가 외부 방해 자계에 의해 영향받지 않도록 배치되기 때문이다. 따라서, 포커싱 렌즈 그룹은 선형 액추에이터에 의해 구동되어, 고속 응답 기능이 구현될 수 있다. 또한, 고해상도 및 고정밀도가 자기 센서를 이용하여 얻어질 수 있어서, 양호한 포커싱 속성을 구현할 수 있다.

또한, 자속 누설의 감소는 종래의 기술과는 대조적으로 제공된 자기 센서의 위치를 확인해야만 구현된다. 보호부 같은 부품이 필요없어서, 저비용을 구현할 수 있으며, 부품에 대한 공간의 증가와 함께 렌즈 배럴의 크기가 증가하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 시프트 유닛의 피칭 및 요잉 이동 프레임은 광축 방향에서 다른 위치에 제공된다. 포커싱 렌즈를 구동시키기 위한 선형 액추에이터는 광축 물체측에 제공된 피칭 액추에이터의 광축 화상면측에 직접 제공된다. 따라서, 폭 방향에서의 치수가 축소될 수 있으며, 반면 광축 방향에서의 공간이 효과적으로 이용될 수 있어서, 렌즈 배럴의 소형화를 구현할 수 있다.

도 10에 도시된 바와 같은 시프트 유닛의 선형 액추에이터 및 피칭 액추에이터의 자석 극성이 반전되더라도 실시예 3에서와 같은 효과를 얻을 수 있다.

(실시예 4)

다음에, 본 발명의 실시예 4가 도 14 및 도 15를 참조하여 설명된다. 도 14는 본 발명의 실시예 4에 따른 인코더를 구비한 스탭핑 모터 및 이미지 떨림 보정 장치를 구비한 렌즈 배럴의 개략적인 투시도이다. 도 15는 렌즈 배럴의 정면도이다. 상술된 부분은 동일한 참조번호로 표시되어서, 그 설명은 생략한다.

주밍 렌즈 그룹(45)은 주밍 렌즈 이동 프레임(46)에 의해 지지된다. 렌즈 이동 프레임(46)의 슬리브부(46a)는 나사 부재(52)와 결합된다. 나사 부재(52)는 인코더를 구비한 스탭핑 모터(47)의 출력축으로 유도 나사(49)와 맞물린다. 따라서, 인코더를 구비한 스탭핑 모터(47)가 회전될 때, 주밍 렌즈 이동 프레임(46)은 안내 막대(32a, 32c)를 따라 광축 방향으로 이동된다. 요부(10a)는 인코더를 구비한 스탭핑 모터(47)가 시프트 액추에이터(6p, 6y)가 위치된 영역과 중첩되지 않도록 하는 위치에 인코더를 구비한 스탭핑 모터(47)를 배치하기 위해 시프트 유닛(20)의 고정 프레임(10)에 제공된다.

요부(10a)는 시프트 유닛(20)의 피칭 및 요잉 액추에이터(6p, 6y)의 요크들(9p, 9y) 사이에 제공된다. 시프트 유닛(20)에서, 요크(9p, 9y) 위치(ep, ey)의 폭은 광축의 중심에 대하여 위치 검출부(11p, 11y)의 위치(dp, dy) 보다 크다. 부분(ep, ey)의 효과적인 이용은 광축의 중심으로부터 렌즈 배럴의 치수 축소시 주요 요소이다.

대향측에서의 부분들(dp, dy)은 실질적으로 도 15에 도시된 바와 같이 원호(10f) 형상이다. 이것은 상기 부분의 외부에 제공된 비디오 카메라의 외부 덮개의 형상이 또한 실질적으로 원호 형상이 되도록 한다. 이러한 우수한 디자인을 갖춘 비디오 카메라가 구현될 수 있다.

인코더를 구비한 스탭핑 모터(47)는 인코더를 구비한 스탭핑 모터(47)의 나사 부재(52)의 맞물림부가 고정 프레임(10)의 요부(10a)에 배치되는 방식으로 제공된다. 따라서, 인코더를 구비한 스탭핑 모터(47)는 시프트 유닛(20)에 영향받지 않고 광축에 근접한 위치에 제공될 수 있어서, 렌즈 배럴의 직경을 감소시킬 수 있다.

상술된 바와 같이, 실시예 4에 따르면, 요부는 시프트 렌즈 유닛에 제공된다. 주밍을 위한 스탭핑 모터는 요부에 제공된다. 따라서, 실시예 4의 렌즈 배럴이 광축 방향 및 이 방향에 수직인 방향으로 보정 렌즈 그룹을 구동하기 위해 2개의 시프트 액추에이터를 구비한 이미지 떨림 보정 장치를 구비한 렌즈 배럴이더라도, 실시예 4의 렌즈 배럴은 종래의 렌즈 배럴에 비해서 반경 방향으로 감소된 크기를 갖을 수 있다.

인코더를 구비한 스탭핑 모터는 실시예 4의 설명에서 줌 렌즈 그룹을 구동하기 위한 액추에이터로서 설명되지만, 종래의 스탭핑 모터가 이용될 때도 동일한 효과를 얻을 수 있다.

(실시예 5)

다음에, 본 발명의 실시예 5가 도 16 및 도 17을 참조하여 설명된다. 도 16은 본 발명의 실시예 5에 따른 이미지 떨림 보정 장치의 자속 누설의 흐름을 도시한 도면이다. 도 17은 선형 액추에이터가 부가된 도 14에 도시된 렌즈 배럴의 도면이다. 상술된 부분은 동일한 참조번호로 표시되어서, 이들의 설명은 생략된다.

실시예 5에서, 인코더를 구비한 스탭핑 모터(47) 및 시프트 유닛(20)은 실시예 4에서 설명된 것과 동일하다. 이미지 보정 렌즈 그룹(1)을 이동시키기 위한 액추에이터는 광축 방향 및 이 방향에 수직인 방향을 따라 제공된다. 주밍을 위한 인코더를 구비한 스탭핑 모터(47)는 피칭 및 요잉 액추에이터(6p, 6y) 각각의 요크들(9p, 9y) 사이에 제공된다.

실시예 1에서, 자기 센서(51)는 선형 액추에이터(33)의 자기 회로(38)의 자기 중심에 제공되어, 인코더를 구비한 스탭핑 모터(47)용 자기 센서(51)의 외부 방해 자계를 감소시킬 수 있다. 그러나, 시프트 유닛(20), 즉 피칭 및 요잉 액추에이터(6p, 6y)가 부가되기 때문에, 2개의 액추에이터로부터의 자속 누설이 감소될 필요가 있다. 감소 방법은 후술된다.

피칭 액추에이터(6p)의 자석(8p)은 도 10에 도시된 바와 같이 광축 물체로부터 보여질 때 광축과 수직인 방향에 대하여 그 상측이 N 극성을 갖고, 그 하측이 S 극성을 갖는 방식으로 자화된다. 요잉 액추에이터(6y)의 자석(8y)은 그 우측이 도 10에 도시된 바와 같이 광축 물체측으로부터 보여질 때 광축과 수직인 방향에 대하여 S 극성을 갖도록 하는 방식으로 자화된다. 즉, 피칭 및 요잉 액추에이터의 극성은 서로 반대이다. 따라서, 요크와 자석을 구비한 자속의 방향은 요잉시 흐르는 자속의 방향에 상반되는데, 그 이유는 자석의 극성이 서로 반대이기 때문이다. 그 결과, 자속 누설은 서로 상반된다.

인코더를 구비한 스탭핑 모터(47)의 자기 센서(51)의 자속 누설이 X 및 Z 방향에 대하여 감소되어야 함이 실시예 1에서 설명된다. 우선, 자속 누설의 흐름이 설명된다. 요잉 액추에이터(6y)의 자속 누설은 도 16a에 도시된 인코더를 구비한 스탭핑 모터(47)의 자기 센서(51)의 위치에 화살표 j로 표시된 방향으로 흐른다. 한편, 피칭 액추에이터(6p)의 자속 누설은 도 16b에 도시된 인코더를 구비한 스탭핑 모터(47)의 자기 센서(51)의 위치에 화살표 k로 표시된 방향으로 흐른다.

따라서, 피칭 및 요잉 액추에이터(6p, 6y)의 자속 누설의 방향은 자기 센서(51)의 위치에서 서로 상반되기 때문에, 그 자속 누설은 서로 상쇄되어, 자기 센서(51)에 유입되는 자속 누설량을 감소시킬 수 있다. Z 방향에 대해서는, 자속 누설의 영향이 거의 없어서, 자기 센서(51)에 유입되는 자속 누설량이 작게 된다. 따라서, 자속 누설의 영향이 2개의 방향, 즉 X 및 Z 방향에 대하여 제거될 수 있어서, 자기 센서의 출력이 왜곡되지 않으며, 이에 따라 고레벨의 위치 검출 정밀도를 얻을 수 있다.

또한, 인코더를 구비한 스탭핑 모터(47), 선형 액추에이터(33) 및 시프트 유닛(20)이 인코더를 구비한 스탭핑 모터(47)와 선형 액추에이터(33)의 위치, 및 시프트 유닛(20)과 선형 액추에이터(33)의 위치에 제공될 때, 외부 방해 자계의 영향이 감소되며, 이들은 도 17에 도시된 바와 같이 단일 렌즈 배럴에 제공될 수 있다. 고정 프레임(10)은 간략화를 위해 도 17에서 생략된다.

상술된 바와 같이, 실시예 5에 따르면, 렌즈 배럴은 손 떨림 보정을 수행하기 위한 시프트 유닛을 포함하여 손 떨림 보정의 성능을 향상시킨다. 렌즈 배럴은 또한 인코더를 구비한 스탭핑 모터를 포함하여, 약 30-2000pps의 전송 속도를 구현할 수 있다. 따라서, 최고속 또는 저저속 주밍이 수행될 수 있다. 고성능 렌즈 배럴 및 이를 이용한 비디오 카메라가 제공될 수 있다.

또한, 폐루프 제어가 이용될 때, 회전각 및 토크가 제어될 수 있어서, 저전력 소비 및 저잡음을 구현할 수 있다. 자속 누설시 감소에 있어서, 종래의 방법과는 대조적으로 보호부 같은 부분이 이용될 필요가 없기 때문에 저비용을 구현할 수 있으며 부품에 대한 공간의 증가로 렌즈 배럴의 크기가 증가되는 것을 방지할 수 있다. 소형 및 경량 렌즈 배럴이 제공될 수 있다.

자기 센서로서 인코더를 구비한 스탭핑 모터가 실시예 4에 설명된 바와 같은 선형 액추에이터의 자기 회로의 거의 중심에 제공될 때, 및 선형 액추에이터가 실시예 5에서 설명된 바와 같은 시프트 유닛의 피칭 액추에이터의 광축 화상면에 제공될 때, 포커싱 렌즈를 구동하기 위한 선형 액추에이터가 시프트 유닛을 구비한 렌즈 배럴 및 인코더를 구비한 스탭핑 모터에 통합될 수 있다. 따라서, 고속 반응 기능과 더불어, 자기 센서가 이용될 수 있기 때문에, 고해상도 및 고정밀도 특성이 얻어질 수 있어서, 양호한 포커싱 속성을 구현할 수 있다.

도 10에 도시된 바와 같이 선형 액추에이터의 자석과 시프트 유닛의 피칭 및 요잉 액추에이터의 자석의 극성이 반전되더라도 동일한 효과를 얻을 수 있음은 자명하다.

(실시예 6)

다음에 본 발명의 실시예 6이 도 18 내지 도 20을 참조하여 설명된다. 도 18은 본 발명의 실시예 6에 따라 이미지 떨림 보정 장치, 인코더를 구비한 스탭핑 모터 및 조리개 유닛을 구비한 렌즈 배럴의 개략적인 투시도이다. 도 19는 렌즈 배럴의 투시도이다. 상술된 부분들은 동일한 참조번호로 표시되어서, 이들의 설명은 생략된다.

실시예 6의 시프트 유닛(20)은 실시예 2에서 설명된 것과 동일하다. 시프트 유닛(20)의 요잉 이동 프레임(4) 및 피칭 이동 프레임(2)은 광축 방향과 다른 높이에 제공되며, 요잉 이동 프레임(4)은 광축 화상면측에 제공된다. 조리개 유닛(62)의 모터(61)가 상기 방식으로 제공되기 때문에, 주밍을 위한 스탭핑 모터(47) 및 시프트 유닛(20)은 서로 간섭하지 않는다.

상술된 바와 같이, 단일 렌즈 배럴이 실시예 1 내지 5에서 설명된 구성요소들, 즉 5개의 액추에이터; 이미지 떨림을 보정하기 위한 시프트 유닛(20), 인코더를 구비한 스탭핑 모터(47), 선형 액추에이터(33) 및 조리개 유닛(62)(도 20)을 포함할 수 있다. 따라서, 고성능을 갖는 소형 렌즈 배럴이 구현될 수 있다.

(실시예 7)

다음에, 본 발명의 실시예 7이 도 21 내지 도 22를 참조하여 설명된다. 도 21은 본 발명의 실시예 7에 따른 렌즈 배럴의 PSD 기판을 도시한 도면이다. 도 22는 렌즈 배럴의 LED 및 PSD의 구성을 도시한 도면이다. 상술된 부분들은 동일한 참조번호로 표시되어서, 그 설명은 생략한다.

실시예 7의 시프트 유닛(20)은 실시예 2에서 설명된 것과 동일하다. 시프트 유닛(20)의 피칭 및 요잉 이동 프레임(2, 4)의 위치를 검출하기 위한 수광 소자(14p, 14y) 및 발광 소자(12p, 12y)는 위치 검출 정밀도를 향상시키기 위하여 위치를 정확히 하도록 고정되어야 한다. 결국, 도 21에 도시된 바와 같이, 수광 소자(14p, 14y)는 PSD 기판(15)과 동일한 PSD상의 소정 위치에 고정된다. 또한, 광축 방향에서 공간을 효과적으로 이용하기 위하여, 피칭 및 요잉 이동 프레임(2, 4)은 다른 높이에 배치된다. 피칭 및 요잉 발광 소자(12p, 12y)가 제공된 슬릿(13p, 13y)은 각각 동일한 높이에 위치된다.

따라서, 피칭 및 요잉 이동 프레임(2, 4) 모두에서, 슬릿(13p, 13y)과 수광 소자(14p, 14y) 사이의 갭은 동일한 간격 c를 갖는다. 각 수광 소자(14p, 14y)의 수광측에 도달하는 발광 소자(12p, 12y)에 의해 방출된 광량은 동일하다. 따라서, 동일한 위치 검출 정밀도가 수광 소자(14p, 14y)에 의해 구현된다.

상술된 바와 같이, 손 떨림을 보정하기 위한 시프트 유닛을 구비한 렌즈 배럴에서, 피칭 및 요잉 이동 프레임은 광축과 다른 높이에 위치된다. 따라서, 5개의 액추에이터가 렌즈 배럴에 컴팩트하게 포함된다. 또한, 발광 소자의 슬릿은 다른 높이의 이동 프레임이더라도 동일한 높이에 위치되기 때문에, 2개의 수광 소자들이 동일한 기판 상에 제공될 수 있다. 따라서, 수광 소자의 위치가 더 정확하게 결정됨으로써, 위치 검출 정밀도를 향상시킬 수 있다. 또한, 수광 소자를 지탱하는 기판은 고정 프레임에 용이하게 고정될 수 있어서, 조립의 용이성을 향상시킬 수 있다.

(실시예 8)

다음에, 본 발명의 실시예 8이 도 23 및 도 24를 참조하여 설명된다. 도 23은 본 발명의 실시예 8에 따른 렌즈 배럴의 이미지 보정 장치의 요잉의 정면도이다. 도 24는 이미지 보정 장치의 피칭의 정면도이다. 상술된 부분들은 동일한 참조번호로 표시되기 때문에, 이들의 설명은 생략된다.

실시예 8의 시프트 유닛(20)은 실시예 2에서 설명된 것과 동일하다. 고정 프레임(10)을 갖는 피칭 및 요잉 이동 프레임(2, 4)과 접속된 가요성 프린트 케이블(16, 17) 각각이 설명된다.

가요성 프린트 케이블(16)의 한 단부(16b)는 광축의 중심에 대하여 피칭 액추에이터(6p)와 상반된측에서 및 요잉 액추에이터(6y)와 동일한측에서의 피칭 이동 프레임(2)에 고정되며, 피칭 이동 프레임(2)이 매끄럽게 이동되는 Z 방향과 실질적으로 수직이다. 청구항들에서 설명되는 제 1 렌즈 이동 프레임은 상기 피칭 이동 프레임(2)에 대응한다. 가요성 프린트 케이블(17)의 한 단부(17b)는 광축의 중심에 대하여 피칭 액추에이터(6p)와 상반된측에서 및 요잉 액추에이터(6y)와 동일한측에서의 요잉 이동 프레임(4)에 고정되며, 요잉 이동 프레임(4)이 매끄럽게 이동되는 Y 방향과 실질적으로 평행하다. 청구항들에서 설명되는 제 2 렌즈 이동 프레임은 상기 요잉 이동 프레임(4)에 대응한다. 각 가요성 인쇄 케이블(16, 17)의 다른 단부(16a, 17a)는 고정 프레임(10)의 부분(10e)에 고정되며, 피칭 이동 프레임(2)의 Z 방향과 실질적으로 평행하다.

이렇게 구성된 이미지 떨림 보정 장치는 후술된다.

요잉 이동 프레임(4)은 다음의 방식으로 Y 방향으로 구동된다. 전류는 구동 회로로부터의 명령에 응답하여 가요성 프린트 케이블(17)을 통해 코일(7y)에 공급된다. 전류의 흐름은 전자기 액추에이터(6y)가 요잉 이동 프레임(4)을 구동하는 Y 방향으로 힘을 발생시킬 수 있도록 한다. 피칭 이동 프레임(2)은 다음의 방식으로 Z 방향으로 구동된다. 전류는 구동 회로로부터의 명령에 응답하여 가요성 프린트 케이블(16)을 통해 코일(7p)에 공급된다. 전류의 흐름은 전자기 액추에이터(6p)가 피칭 이동 프레임(2)을 구동하는 Z 방향으로 힘을 발생시키도록 한다. 이 경우, 피칭 및 요잉 가요성 프린트 케이블(16, 17)은 고정 프레임(10)상에 제공된 R 부분(10f)을 따라 만곡된다.

피칭을 위한 가요성 프린트 케이블(16)은 피칭 이동 프레임(2)에 고정된 한 단부(16b)와 피칭 프레임(10)에 고정된 다른 단부(16a) 사이의 가동부(16c)에서 만곡된다. 마찬가지로, 요잉을 위한 가요성 프린트 케이블(17)은 요잉 이동 프레임(4)에 고정된 한 단부(17b)와 고정 프레임(10)에 고정된 다른 단부(17a) 사이의 가동부(17c)에서 만곡된다. 따라서, 가요성 프린트 케이블(16, 17) 모두가 상기 제한된 공간 내의 가동부보다 길지 않아서, 반발력이 가요성 프린트 케이블(16, 17)에서 발생되지 않도록 된다. 이로서 부하의 감소가 유도된다.

상술된 바와 같이, 실시예 8에 따르면, 요잉 및 피칭 이동 프레임의 가요성 프린트 케이블의 가동부가 제한된 공간 내에서 가능한한 많이 연장된다. 따라서, 요잉 및 피칭 이동 프레임상의 가요성 프린트 케이블의 만곡에 의해 발생된 반발력의 영향이 가능한한 많이 감소될 수 있다. 제어 특성의 열화 또한 억제될 수 있다. 그 결과, 이미지 떨림의 억제도가 증가된 이미지 떨림 보정 장치가 제공될 수 있다.

가요성 프린트 케이블의 다른 단부가 실질적으로 Z 방향에 평행한 고정 프레임에 고정되더라도, 가요성 프린트 케이블이 실질적으로 Z 방향에 평행하도록 제한된다면, 가요성 프린트 케이블의 다른 위치가 본 명세서에서 설명된 고정 위치에서 고정될 수 있다.

(실시예 9)

다음에, 본 발명의 실시예 9가 도 25를 참조하여 설명된다. 도 25는 본 발명의 실시예 9에 따른 렌즈 배럴의 이미지 보정 장치의 정면도이다. 도 25에서, 요잉 이동 프레임(4)은 도시되지 않지만, 가요성 프린트 케이블(17)은 도시된다. 상술된 부분들은 동일한 참조번호로 표시되어서, 이들의 설명은 생략된다.

가요성 프린트 케이블(17)의 한 단부(17a)는 Z 방향과 실질적으로 평행한 고정 프레임(10)의 부분(10e)에 고정된다. 가요성 프린트 케이블(16)의 한 단부(16a)는 요잉 이동 프레임(4)의 가요성 프린트 케이블(17)의 한 단부(17a)와 거의 동일한 위치에서 피칭 이동 프레임(2)에 고정되며, 피칭 이동 프레임(2)이 매끄럽게 이동되는 Z 방향과 실질적으로 평행하다. 가요성 프린트 케이블(17)의 가동부(16c)는 보정 렌즈 그룹(1)의 중심에 대하여 가요성 프린트 케이블(17)의 가동부(17c) 외부에 제공된다.

이와 같이 구성된 이미지 떨림 보정 장치의 동작이 후술된다.

요잉 이동 프레임(4)은 다음의 방식으로 Y 방향으로 구동된다. 전류는 구동 회로로부터의 명령에 응답하여 가요성 프린트 케이블(17)을 통해 코일(7y)에 공급된다. 전류의 흐름은 전자기 액추에이터(6y)가 요잉 이동 프레임(4)을 구동하는 Y 방향으로 힘을 발생시키도록 한다. 피칭 이동 프레임(2)은 다음의 방식으로 Z 방향으로 구동된다. 전류는 구동 회로로부터의 명령에 응답하여 가요성 프린트 케이블(16)을 통해 코일(7p)에 공급된다. 전류의 흐름은 전자기 액추에이터(6p)가 피칭 이동 프레임(2)을 구동하는 Z 방향으로 힘을 발생시키도록 한다. 이 경우, 피칭 이동 프레임(2)은 요잉 이동 프레임(4)의 이동과 연관하여 Z 방향으로 뿐만아니라 Y 방향으로 매끄럽게 이동된다. 고정 프레임(10)으로의 가요성 프린트 케이블(16)의 고정부(10a)는 요잉 이동 프레임(4)의 가요성 프린트 케이블(17)에 대하여 광축의 외부에 제공된다.

따라서, 가요성 프린트 케이블(16, 17)은 점선으로 표시된 바와 같이 이동되며, 가요성 프린트 케이블(16, 17)은 서로 접촉되지 않는다.

상술된 바와 같이, 실시예 9에 따르면, 피칭 및 요잉 이동 프레임(2, 4)의 각 가요성 프린트 케이블(16, 17)의 한 단부(16, 17)는 고정 프레임(10)의 거의 동일한 위치(10a)에 고정된다. 피칭 이동 프레임(2)의 가요성 프린트 케이블(16)은 광축에 대해 외부에 제공된다. 따라서, 2개의 가요성 프린트 케이블이 작은 공간에 효과적으로 제공될 수 있어서, 소형 이미지 떨림 보정 장치 및 상기 이미지 떨림 보정 장치를 구비한 소형 렌즈 배럴을 얻을 수 있다.

(실시예 10)

다음에, 본 발명의 실시예 10이 도 17 및 도 25를 참조하여 설명된다. 상술된 부분들은 동일한 참조번호로 표시되어서, 이들의 설명은 생략된다.

가요성 프린트 케이블(17)의 한 단부(17a)는 고정 프레임(10)에 고정되며, 피칭 이동 장치(2)가 매끄럽게 이동되는 Z 방향과 실질적으로 평행하다. 가요성 프린트 케이블(16)의 한 단부(16a)는 피칭 이동 프레임(2)에 고정되며, 요잉 이동 프레임(4)의 가요성 프린트 케이블(17)과 마찬가지로 피칭 이동 장치(2)가 매끄럽게 이동되는 Z 방향과 실질적으로 평행하다. 피칭 이동 프레임(2)의 가요성 프린트 케이블(16) 및 요잉 이동 프레임(4)의 가요성 프린트 케이블(17)은 광축 방향에 대하여 다른 위치에 제공된다. 도 17에서, 요잉 이동 프레임(4)의 가요성 프린트 케이블(17)은 광축 화상면측에 제공된다.

이와 같이 구성된 이미지 떨림 보정 장치의 동작은 후술된다.

요잉 이동 프레임(4)은 다음의 방식으로 Y 방향으로 구동된다. 전류는 구동 회로로부터의 명령에 응답하여 가요성 프린트 케이블(17)을 통해 코일(7y)에 공급된다. 전류의 흐름은 전자기 액추에이터(6y)가 요잉 이동 프레임(4)을 구동하는 Y 방향으로 힘을 발생시키도록 한다. 피칭 이동 프레임(2)은 다음의 방식으로 Z 방향으로 구동된다. 전류는 구동 회로로부터의 명령에 응답하여 가요성 프린트 케이블(16)을 통해 코일(7p)에 공급된다. 전류의 흐름은 전자기 액추에이터(6p)가 피칭 이동 프레임(2)을 구동하는 Z 방향으로 힘을 발생시키도록 한다. 이 경우, 요잉 이동 프레임(4)의 가요성 프린트 케이블(17)의 가동부(17c)는 Y 방향으로 만곡되고, 피칭 이동 프레임(2)의 가요성 프린트 케이블(16)의 가동부(16c)는 Z 및 Y 방향으로 만곡된다. 그럼에도 불구하고, 가요성 프린트 케이블(16, 17)은 광축 방향과 다른 높이에 위치되기 때문에, 가요성 프린트 케이블(16, 17)은 서로 접촉되지 않는다.

상술된 바와 같이, 도 10에 따르면, 피칭 및 요잉 이동 프레임(2, 4) 각각의 가요성 프린트 케이블(16, 17)은 광축 방향과 다른 높이에 위치되어, 2개의 가요성 프린트 케이블이 광축과 수직인 플레인의 불충분한 공간에 있더라고 효과적으로 얻어질 수 있어서, 이미지 떨림 보정 장치 및 상기 이미지 떨림 보정 장치를 구비한 소형 렌즈 배럴을 얻을 수 있다.

(실시예 11)

다음에, 본 발명의 제 11 실시예가 도 25를 참조하여 설명된다. 상술된 부분들은 동일한 참조번호로 표시되어서, 이들의 설명은 생략된다. 요잉 고정 프레임(4)의 가요성 프린트 케이블(17)의 한 단부(17a)는 고정 프레임(10)의 부분(10a)에 고정되며, 피칭 이동 장치(2)가 매끄럽게 이동되는 Z 방향과 실질적으로 평행하다. 가요성 프린트 케이블(17)의 이동 부분(17c)은 실질적으로 원호 형상이다. 가요성 프린트 케이블(16)의 한 단부(16a)는 요잉 고정 프레임(4)의 가요성 프린트 케이블(17)의 한 단부(17a)와 거의 동일한 위치에서의 피칭 이동 프레임(2)에 고정되며, 피칭 이동 장치가 매끄럽게 이동되는 Z 방향과 실질적으로 평행하다. 이동 부분(16c)은 실질적으로 원호 형상이다. 각 가요성 프린트 케이블(16, 17)의 이동 부분(16c, 17c)에 대향하는 고정 프레임(10)의 부분(10f)은 실질적으로 원호 형상이다.

이와 같이 구성된 이미지 떨림 보정 동작은 후술된다.

요잉 이동 프레임(4)은 다음의 방식으로 Y 방향으로 구동된다. 전류는 구동 회로로부터의 명령에 응답하여 가요성 프린트 케이블(17)을 통해 코일(7y)에 공급된다. 전류의 흐름은 전자기 액추에이터(6y)가 요잉 이동 프레임(4)을 구동하는 Y 방향으로 힘을 발생시키도록 한다. 피칭 이동 프레임(2)은 다음의 방식으로 Z 방향으로 구동된다. 전류는 구동 회로로부터의 명령에 응답하여 가요성 프린트 케이블(16)을 통해 코일(7p)에 공급된다. 전류의 흐름은 전자기 액추에이터(6p)가 피칭 이동 프레임(2)을 구동하는 Z 방향으로 힘을 발생시키도록 한다. 이 경우, 피칭 이동 프레임(2)의 가요성 프린트 케이블의 가동부(16c)는 요잉 이동 프레임(4)의 가요성 프린트 케이블(17)의 가동부(17c)에 대하여 외부에 위치되며, Z 및 Y 방향으로 만곡된다. 그럼에도 불구하고, 가동부(16c) 및 고정 프레임(10)의 대응하는 부분(10f)은 가요성 프린트 케이블(16)이 고정 프레임(10)과 접촉하더라도 원호 형상이기 때문에, 가요성 프린트 케이블(16)은 고정 프레임(10)으로부터의 큰 부하를 갖지 않는다. 따라서, 로드로 인한 제어 특성의 열화를 최소화시킬 수 있다.

상술된 바와 같이, 실시예 11에 따르면, 가요성 프린트 케이블(16, 17) 각각의 가동부(16c, 17c), 가동부(16c) 및 고정 프레임의 대응하는 부분(10f)은 원호 형상이다. 따라서, 그 형상은 돌출부를 갖지 않는다. 이 경우, 피칭 및 요잉 이동 프레임(2, 4)은 광축 방향과 다른 높이에 위치되어, 2개의 가요성 프린크 케이블이 광축과 수직인 플레인에서의 불출분한 공간에 있더라도 효과적으로 제공될 수 있어서, 소형 이미지 떨림 보정 장치를 얻을 수 있다. 또한, 구성요소는 고밀도로 광학 장치에 통합될 수 있어서, 이미지 떨림 보정 장치를 구비한 렌즈 배럴을 지닌 소형 광학 장치를 얻을 수 있다.

상술된 바와 같이, 본 발명의 렌즈 배럴에서는, 액추에이터에 의해 발생된 자속 누설의 악영향이 제거될 수 있다.

Claims

제 1 렌즈 그룹과;

제 2 렌즈 그룹과;

상기 제 1 렌즈 그룹을 구동하기 위한 제 1 액추에이터와;

상기 제 2 렌즈 그룹을 구동하기 위한 제 2 액추에이터를 포함하는 렌즈 배럴에 있어서,

상기 제 1 액추에이터는

스탭핑 모터와,

서클 방향으로 다중 극성을 갖도록 자화되며, 회전하는 방식으로 스탭핑 모터에 동축방향으로 부착되는, 배럴 또는 원주 형상의 제 1 자석, 및

상기 제 1 자석의 외부 에지에 대향하게 제공되는 제 1 자기 센서를 포함하며,

상기 제 2 액추에이터는

구동 방향에 수직으로 자화되는 제 2 자석과,

요크와,

상기 제 2 자석에 의해 발생되는 자속에 수직 방향으로 흐르는 방식으로 전류가 공급될 때, 구동 방향으로 자유롭게 이동할 수 있는 제 2 자석으로부터 소정의 갭 만큼 이격되게 제공되는 코일, 및

제 2 자기 센서를 포함하며,

상기 제 1 자기 센서는 제 2 자석 및 요크를 포함하는 자기 회로로부터의 자속 누설이 상쇄될 수 있는 위치에 제공되는 렌즈 배럴.
삭제
제 1 항에 있어서, 제 3 렌즈 그룹과 이 제 3 렌즈 그룹을 구동하기 위한 제 3 및 제 4 액추에이터를 추가로 포함하며,

상기 제 2 액추에이터는

구동 방향과 수직으로 자화되는 자석과,

요크와,

자석에 의해 발생되는 자속에 수직인 방향으로 흐르는 방식으로 전류가 공급될 때 구동 방향으로 자유롭게 이동할 수 있는, 자석으로부터 소정의 갭 만큼 이격되게 제공되는 코일, 및

자기 센서를 포함하며,

상기 자기 센서는 상기 제 3 및 제 4 액추에이터들중 적어도 하나로부터의 자속 누설이 상쇄될 수 있는 위치에 제공되는 렌즈 배럴.
제 1 항에 있어서, 제 3 렌즈 그룹과 이 제 3 렌즈 그룹을 구동하기 위한 제 3 및 제 4 액추에이터를 추가로 포함하며,

상기 제 3 액추에이터는 제 3 자석을 구비하고,

상기 제 4 액추에이터는 제 4 자석을 구비하며,

상기 제 3 자석 및 상기 제 4 자석들은 제 3 및 제 4 자석의 자화가 광축의 중심에서 볼 때 반전되는 방식으로 제공되는 렌즈 배럴
제 4 항에 있어서, 상기 제 1 액추에이터는

스탭핑 모터와,

서클 방향으로 다중 극성을 가질 수 있도록 자화되며, 회전하는 방식으로 스탭핑 모터에 동축방향으로 부착되는, 배럴 또는 원주 형상의 제 1 자석, 및

상기 제 1 자석의 외부 에지에 대향하게 제공되는 자기 센서를 포함하며,

상기 제 3 및 제 4 자석은 자기 센서로의 자속 누설이 상쇄될 수 있는 위치에 제공되는 렌즈 배럴.
제 1 항에 있어서, 제 3 렌즈 그룹과 이 제 3 렌즈 그룹을 구동하기 위한 제 3 및 제 4 액추에이터와, 상기 제 3 렌즈 그룹을 지지하며 광축에 수직인 제 1 및 제 2 방향으로 매끄럽게 이동될 수 있는 제 1 및 제 2 렌즈 이동 프레임들을 각각 추가로 포함하며,

광축 화상면측에 제공되는 제 3 및 제 4 액추에이터중 하나는 광축 방향에서 볼 때, 광축 물체측에 제공되는 렌즈 이동 프레임과 중첩되게 제공되는 렌즈 배럴.
제 1 항에 있어서, 제 3 렌즈 그룹과 이 제 3 렌즈 그룹을 구동하기 위한 제 3 및 제 4 액추에이터를 추가로 포함하며,

상기 제 2 액추에이터가 광축 물체측에서 제공되는 제 3 및 제 4 액추에이터들중 하나의 광축 화상면측에서 제공되어서, 광축 방향에서 볼 때 제 3 및 제 4 액추에이터들중 하나와 중첩되는 렌즈 배럴.
제 1 항에 있어서, 제 3 렌즈 그룹과 이 제 3 렌즈 그룹을 구동하기 위한 제 3 및 제 4 액추에이터와, 상기 제 3 렌즈 그룹을 지지하며 광축에 수직인 제 1 및 제 2 방향으로 매끄럽게 이동될 수 있는 각각의 제 1 및 제 2 렌즈 이동 프레임들과,

상기 제 1 렌즈 및 제 2 렌즈 이동 프레임들을 지지하며, 상기 제 1 및 제 2 렌즈 이동 프레임들이 매끄럽게 이동될 수 있도록 하는 고정 프레임을 추가로 포함하며,

상기 고정 프레임은 제 3 및 제 4 액추에이터들에 의해 둘러싸인 부분에서 요부를 포함하고,

상기 제 1 액추에이터는 상기 요부에 제공되는 렌즈 배럴.
제 1 항에 있어서, 제 3 렌즈 그룹과 이 제 3 렌즈 그룹을 구동하기 위한 제 3 및 제 4 액추에이터와, 조리개(iris)를 구동하는 액추에이터를 추가로 포함하며,

상기 조리개를 구동하는 액추에이터는 광축 화상면측에 제공되는 제 3 및 제 4 액추에이터들중 하나의 광축 물체측에 제공되는 렌즈 배럴.
제 1 항에 있어서, 제 3 렌즈 그룹과 이 제 3 렌즈 그룹을 구동하기 위한 제 3 및 제 4 액추에이터와,

상기 제 3 렌즈 그룹을 지지하고 광축에 대해 다른 높이로 제공되며 광축과 수직인 제 1 및 제 2 방향으로 매끄럽게 이동될 수 있는 제 1 및 제 2 렌즈 이동 프레임과,

제 1 렌즈 이동 프레임의 위치를 검출하기 위하여 제 1 렌즈 이동 프레임에 통합되는 제 1 발광부, 및

제 2 렌즈 이동 프레임의 위치를 검출하기 위하여 제 2 렌즈 이동 프레임에 통합되는 제 2 발광부를 추가로 포함하며,

상기 제 1 및 제 2 발광부들은 광축 방향에서 볼 때 실질적으로 동일한 높이로 제공되는 렌즈 배럴.
제 1 항에 있어서, 제 3 렌즈 그룹과 이 제 3 렌즈 그룹을 구동하기 위한 제 3 및 제 4 액추에이터와,

상기 제 3 렌즈 그룹을 지지하며 광축과 수직인 제 1 및 제 2 방향들로 매끄럽게 이동될 수 있는 제 1 및 제 2 렌즈 이동 프레임, 및

상기 제 1 및 제 2 렌즈 이동 프레임들을 고정하며, 상기 제 1 및 제 2 렌즈 이동 프레임들이 매끄럽게 이동될 수 있도록 하는 고정 프레임을 추가로 포함하며,

상기 제 3 액추에이터는 상기 제 1 렌즈 이동 프레임을 구동하고,

상기 제 4 액추에이터는 상기 제 2 렌즈 이동 프레임을 구동하고,

상기 렌즈 배럴은 상기 제 3 액추에이터와 전기적으로 접속되는 제 1 가요성 프린트 케이블, 및 상기 제 4 액추에이터와 전기적으로 접속되는 제 2 가요성 프린트 케이블을 추가로 포함하고,

상기 제 1 가요성 프린트 케이블의 한 단부는 광축에 대해서 상기 제 3 액추에이터와 대향하는 측 및 상기 제 4 액추에이터와 동일한 측에서 상기 제 1 렌즈 이동 프레임에 고정되고,

상기 제 2 가요성 프린트 케이블의 한 단부는 광축에 대해서 상기 제 3 및 제 4 액추에이터들과 대향하는 측에서 상기 제 2 렌즈 이동 프레임에 고정되며,

상기 제 1 및 제 2 가요성 프린트 케이블의 다른 단부들은 광축에 대하여 상기 제 4 액추에이터와 대향하는 측면에서 고정 프레임에 고정되며, 상기 제 1 렌즈 이동 프레임이 매끄럽게 이동되는 방향과 실질적으로 평행한 렌즈 배럴.
제 11 항에 있어서, 상기 제 1 가요성 프린트 케이블은 상기 제 2 가요성 프린트 케이블에 대해서 광축의 중심으로부터 외측에 제공되는 렌즈 배럴.
제 11 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 가요성 프린트 케이블들은 상기 제 3 렌즈 그룹의 광축에 대해서 다른 높이로 제공되는 렌즈 배럴.
제 11 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 가요성 프린트 케이블의 가동부들 및 상기 제 1 및 제 2 가요성 프린트 케이블의 가동부들에 대응하는 고정 프레임의 외형 형상은 실질적으로 원호 형상이며,

상기 제 1 및 제 2 가요성 프린트 케이블의 가동부들은 고정 프레임을 따라 이동할 수 있는 렌즈 배럴.
제 1 렌즈 그룹과;

제 2 렌즈 그룹과;

제 3 렌즈 그룹과;

상기 제 1 렌즈 그룹을 구동하기 위한 제 1 액추에이터와;

상기 제 2 렌즈 그룹을 구동하기 위한 제 2 액추에이터와;

상기 제 3 렌즈 그룹을 구동하기 위한 제 3 및 제 4 액추에이터와;

상기 제 3 렌즈 그룹을 지지하며 광축과 수직인 제 1 및 제 2 방향들로 매끄럽게 이동될 수 있는 제 1 및 제 2 렌즈 이동 프레임과;

상기 제 1 및 제 2 렌즈 이동 프레임을 고정하며 상기 제 1 및 제 2 렌즈 이동 프레임이 매끄럽게 이동될 수 있도록 하는 고정 프레임을 포함하는 렌즈 배럴에 있어서,

상기 제 3 액추에이터는 상기 제 1 렌즈 이동 프레임을 구동하고,

상기 제 4 액추에이터는 상기 제 2 렌즈 이동 프레임을 구동하고,

상기 렌즈 배럴은 상기 제 3 액추에이터와 전기적으로 접속되는 제 1 가요성 프린트 케이블과, 상기 제 4 액추에이터와 전기적으로 접속되는 제 2 가요성 프린트 케이블을 추가로 포함하고,

상기 제 1 가요성 프린트 케이블의 한 단부는 광축에 대해서 상기 제 3 액추에이터와 대향하는 측 및 상기 제 4 액추에이터와 동일한 측에서 상기 제 1 렌즈 이동 프레임에 고정되고,

상기 제 2 가요성 프린트 케이블의 한 단부는 광축에 대해서 상기 제 3 및 제 4 액추에이터와 대향하는 측에서 상기 제 2 렌즈 이동 프레임에 고정되며,

상기 제 1 및 제 2 가요성 프린트 케이블의 다른 단부들은 광축에 대하여 상기 제 4 액추에이터와 대향하는 측에서 고정 프레임에 고정되며, 상기 제 1 렌즈 이동 프레임이 매끄럽게 이동되는 방향과 실질적으로 평행한 렌즈 배럴.
제 15 항에 있어서, 상기 제 1 가요성 프린트 케이블은 상기 제 2 가요성 프린트 케이블에 대해서 광축의 중심으로부터 외측에 제공되는 렌즈 배럴.
제 15 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 가요성 프린트 케이블은 상기 제 3 렌즈 그룹의 광축에 대해서 다른 높이로 제공되는 렌즈 배럴.
제 15 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 가요성 프린트 케이블의 가동부들 및 상기 제 1 및 제 2 가요성 프린트 케이블의 가동부들에 대응하는 고정 프레임의 외형 형상은 실질적으로 원호 형상이며,

상기 제 1 및 제 2 가요성 프린트 케이블의 가동부들은 고정 프레임을 따라 이동할 수 있는 렌즈 배럴.