专利名称：位移机构和安装有该位移机构的图像拾取装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种位移机构和其中安装有该位移机构的图像拾取装置。尤其是，本发明涉及利用压电器件的变形来控制被驱动单元的位移从而实现省电等。
背景技术：
用于在预定方向上使被驱动单元、被驱动单元中的可移动透镜或成像器件位移的线性致动器安装在摄像机、照相机和手机等各种类型的图像拾取装置中。例如，可移动透镜与保持可移动透镜的透镜支座一起形成被驱动单元。利用线性致动器，在光轴方向上位移被驱动单元以聚焦或变焦，或在垂直于光轴方向的方向上位移被驱动单元以防止振动。
这种类型的线性致动器具有驱动磁体和驱动线圈，并且当驱动电流施加到驱动线圈时，通过将驱动力施加到被驱动单元上而在预定的方向上使被驱动单元位移(例如，见日本公开专利No.3387173)。
然而，上述类型的具有以线性致动器作为驱动装置用于在预定方向上使被驱动单元位移的图像拾取装置，当线性致动器在预定方向上使被驱动单元位移并且随后在位移位置上保持被驱动单元时，需要连续地对驱动线圈通电。因此，这种类型的图像拾取装置出现了一个问题，即，由于需要连续通电而具有高能耗。
另外，在没有通电时，线性驱动致动器不具有在所需位置上保持被驱动单元的保持力。这样，当切断图像拾取装置的电源时，线性致动器出现不良的状况，即，被驱动单元产生了不希望的位移，由于被驱动单元与不希望位移所到达的端部碰撞等而产生异常噪声。
发明内容
因此，根据本发明实施例的位移机构和其中安装有该位移机构的图像拾取装置意在克服上述问题，并且实现节约能耗等。
为了解决上述问题，根据本发明实施例的位移机构和其中安装有该位移机构的图像拾取装置涉及这样的位移机构或图像拾取装置，即，使用具有驱动磁体和驱动线圈的线性致动器作为使被驱动单元、或容纳在该被驱动单元中的可移动透镜或成像器件在预定方向上位移的驱动装置。位移机构和图像拾取装置具有可响应于施加于其上的驱动电压而变形的压电器件，并且在压电器件变形时，控制被驱动单元的位移。
因此，根据本发明实施例的位移机构和其中安装有该位移机构的图像拾取装置由于压电装置的变形允许维持被驱动单元的停止状态，使得在被驱动单元处于停止状态时无需对线性致动器通电。
因此，根据本发明实施例具有上述机构的位移机构能够实现在停止对线性致动器通电的情况下，将被驱动单元保持在预定位置上，并且无需连续地对压电器件通电，可实现能耗的降低。
根据本发明的位移机构的另一实施例，被驱动单元可在彼此垂直的第一和第二方向上位移，所述第一和第二方向分别垂直于包括有可移动透镜和成像器件的光学成像系统的光轴，该位移机构还具有适于在第一方向上控制被驱动单元的位移的第一压电器件，以及适于在第二方向上控制被驱动单元的位移的第二压电器件。因此，根据本发明实施例的这种类型的位移机构在停止对线性致动器通电的情况下，也能够实现将被驱动单元保持在预定位置上，并且无需连续地对第一和第二压电器件通电，可降低能耗。
根据本发明位移机构的又一实施例，压电器件可具有固定端形式的一端部和自由端形式的另一端部，并且自由端和被驱动单元的接触可以在压电器件变形时控制被驱动单元的位移。因此，根据本发明实施例的这种类型的位移机构避免了压电器件随着被驱动单元的位移而位移的可能性，使得对压电器件通电的布线工作和压电器件的安装工作变得简单。
根据本发明的位移机构的又一实施例，位移机构可具有变形放大装置，用于放大压电器件的变形程度。在位移机构中，压电器件设置在变形放大装置的一端侧，并且在压电器件变形时变形放大装置的另一端与被驱动单元的接触可控制被驱动单元的位移。因此，根据本发明实施例的这种类型的位移机构可以使用将变形限制在很小程度内的压电器件，由于变形限制的压电器件的使用，可获得位移机构尺寸的减小和制造成本的降低。
根据本发明位移机构的又一实施例，该位移机构具有一驱动弹簧，其在一方向上对压电器件施加驱动力以去除对被驱动单元位移的限制。因此，根据本发明这一实施例的这种类型的位移机构可避免变形放大装置的不希望的位移。
因此，根据具有上述结构的本发明实施例，其中安装有位移机构的图像拾取装置能够实现在停止对线性致动器通电的情况下，将被驱动单元保持在预定位置，并且无需连续地对压电器件通电，可降低能耗。
根据下述结合相应的附图对本发明优选实施例的描述，本发明上述和其它目的、特征和优点将更显而易见。其中图1是示出图像拾取装置整体结构的方块图；图2是部分截面的侧视图，示出了不对被驱动单元的位移施加控制的状态；图3是部分截面的侧视图，示出了被驱动单元的位移受到控制的状态；图4是部分截面的放大侧视图，示出了与根据一个实施例的位移机构相关的不对被驱动单元的位移施加控制的状态，其中压电器件的收缩引起被驱动单元位移；图5是部分截面的放大侧视图，示出了与图4所示的位移机构相关的被驱动单元的位移受到控制的状态；图6是部分截面的侧视图，示出了与根据第一变型的位移机构相关的不对被驱动单元的位移施加控制的状态；图7是部分截面的侧视图，示出了与根据第二变型的位移机构相关的不对被驱动单元的位移施加控制的状态；图8是部分截面的侧视图，示出了与图7所示的位移机构相关的被驱动单元的位移受到控制的状态；图9是部分截面的侧视图，示出了与根据第三变型的位移机构相关的不对被驱动单元的位移施加控制的状态；图10是部分截面的侧视图，示出了与图9所示的位移机构相关的被驱动单元的位移受到控制的状态；图11是放大的前视图，示出了本发明应用于防抖动机构的一示例；以及图12是一示意图，示出了成像器件位移控制的一种方式。
具体实施例方式
根据本发明的图像拾取装置可应用于各种类型的具有活动或静止图像拾取功能的图像拾取装置中，例如手机、摄像机和照相机。根据本发明的位移机构适用于结合于这些类型的图像拾取装置中的各种类型的位移机构。
如图1所示，图像拾取装置1具有摄像模块2，摄像数字信号处理器(DSP)3，同步动态随机存储器(SDRAM)4，介质接口5，控制模块6，操作单元7，液晶显示器(LCD)8和外部接口9。图像拾取装置1允许记录介质100可拆卸地安装其上。
记录介质100可为各种类型的记录介质，包括利用半导体存储器的存储卡，以及诸如可记录数字通用光盘(DVD)和可记录光盘(CD)等盘状记录介质。
摄像模块2具有被驱动单元10、诸如电荷耦合器件(CCD)等成像器件11、A/D转换电路12、第一驱动器13、第二驱动器14和定时脉冲发生电路15等。
如图2和3所示，被驱动单元10具有在光轴方向(即，图2和3中示出的Z方向)上移动以进行聚焦或变焦的可移动透镜16，以及例如保持可移动透镜16的透镜支座17。被驱动单元10受到具有驱动磁体和驱动线圈的线性致动器(未示出)施加的驱动力而位移。
透镜支座17由大致环状的透镜支座主体18以及第一和第二支撑凸起19和20形成，所述透镜支座主体18保持可移动透镜16，并且所述第一和第二支撑凸起19和20以彼此相反的方向从透镜支座主体18的侧面突出。第二支撑凸起20呈大致柱形沿光轴方向延伸。
被驱动单元10沿光轴方向可移动地支撑在透镜筒21中。
在透镜筒21的内部具有在光轴方向上延伸的引导轴22和23。引导轴22插入到透镜支座17的第一支撑凸起19中，而引导轴23插入到透镜支座17的第二支撑凸起20中。由此，被驱动单元10被引导轴22和23可移动地支撑。
应注意的是，被驱动单元10所需的支撑装置并不限于上述引导轴22和23，还可以是作为支撑装置的具有导向槽或导向凸起的透镜筒21。
透镜筒21的内表面安装有向前或向后的止动凸起24和25。被驱动单元10适合于在光轴方向上位移，直到与止动凸起24或25相接触的位置。
压电器件26设置在透镜筒21的内表面上，尤其是例如在其下部。压电器件26在一个方向上，即在与光轴方向垂直的Y方向(见图2和3)或垂直于被驱动单元10位移方向的方向上，纵向形成，并且压电器件26还具有作为固定端的下端，用于使压电器件固定在透镜筒21上。压电器件26的顶端面面向并靠近透镜支座17的第二支撑凸起20定位(见图2)。
压电器件26具有由多个钛酸锆铅组成并具有设置于各相对表面的电极的压电瓷片形成的纵向多层结构，其中，所述电极彼此平行连接。通过将驱动电压施加到压电器件26上，压电器件26可在多层方向(纵向)上延展，并且这种延展状态可维持到停止施加电压后的一段时间。另一方面，对压电器件26施加反向驱动电压使压电器件在多层方向(纵向)上收缩。
被驱动单元10、用作驱动装置的线性致动器、引导轴22和23以及压电器件26都作为位移机构27的部件加以详细说明。
如图1所示，成像器件11响应由第二驱动器14发送的驱动信号工作以拾取经由可移动透镜16得到的物体图像，然后根据由控制模块6控制的定时脉冲发生电路15输出的定时信号以电信号的形式将拾取到的物体图像(图像信息)发送到A/D转换电路12。
应注意的是，成像器件11并不局限于CCD，还允许其它类型的器件，例如互补金属氧化物半导体(CMOS)用作成像器件11。
A/D转换电路12由于对所接收到的电信号形式的图像信息执行相关双取样(CDS)而有效地保持良好的S/N比，由于对上述图像信息执行自动增益控制(AGC)而有效地控制增益，并且由于对上述图像信息执行模拟/数字(A/D)转换而有效地生成数字信号形式的图像数据，等等。
第一驱动器13根据来自下面描述的控制模块6中的CPU的命令对压电器件26发送驱动信号。
第二驱动器14根据来自定时脉冲产生电路15的定时信号对成像器件11发送驱动信号。
定时脉冲产生电路15根据控制模块6的控制，产生提供提供预定定时的定时信号。
摄像模块2具有探测被驱动单元10在光轴方向上的位移距离的探测装置28。探测装置28可以是各种类型的探测装置，例如，包括诸如磁致电阻(MR)传感器的磁探测装置和具有霍尔元件等的光学探测装置。探测装置28获得的探测结果作为被驱动单元10的位置信息提供给下文将描述的控制模块6中的CPU。
摄像DSP 3对从A/D转换电路12接收到的图像数据进行信号处理，例如自动聚焦(AF)，自动曝光(AE)和自动白平衡(AWB)。在图像数据通过控制模块6输出到记录介质100从而将图像数据以文件形式记录到记录介质100上之前，以预定的格式对这些经过诸如AF，AE和AWB等信号处理的图像数据进行数据压缩。
摄像DSP 3具有SDRAM控制器29，其中，可根据来自SDRAM控制器29的命令执行对SDRAM 4的高速数据读写。
控制模块6是具有由系统总线34互相连接多个单元的结构的微型计算机，这些单元例如为中央处理器(CPU)30、随机存取存储器(RAM)31、闪存只读存储器(ROM)32以及时间电路33。控制模块6提供对图像拾取装置1的每个单元进行控制的功能。
CPU 30通过定时脉冲产生电路15对第一驱动器13和第二驱动器14等发送命令信号，使这些单元开始工作。将被驱动单元10的位置信息作为由探测装置28获得的探测结果施加到CPU 30，然后CPU 30根据所接收到的位置信息对第一驱动器13输出命令信号。
RAM 31主要用作临时存储部分完成的处理结果等的工作区域。
在CPU 30中执行的各种类型的程序以及每种处理所需的数据等都存储在闪存ROM 32中。
时间电路33是一种输出例如当前日期、当前星期几、当前时间和图像拾取日期的电路。
操作单元7包括接触面板和控制键等，它们设置在图像拾取装置1未示出的壳体(外壳)上。施加到操作单元7的适于操作的信号被提供给CPU30，并且CPU 30根据所接收到的信号对每个单元发送命令信号。
LCD 8设置在例如壳体上，并且由与系统总线34相连的LCD控制器35控制。LCD 8基于来自LCD控制器35的驱动信号显示各种类型的信息，例如获得的图像数据。
外部接口9与系统总线34相连。通过外部接口9连接诸如外部个人计算机的外部装置200，从而接收来自外部个人计算机的图像数据，并将接收到的图像数据记录到记录介质100上或将存储在记录介质100中的图像数据输出到外部个人电脑上等。应当注意的是，记录介质100通过与系统总线34连接的介质接口5与控制模块6连接。
另外，通过将例如通信模块的外部器件200与外部接口9连接而连接到例如因特网的网络上，能够通过网络获得各种类型的图像数据和其它信息，从而将这些数据和信息记录到记录介质100上或将存储在记录介质100中的数据通过网络传送到目的文件。
应当注意的是，外部接口9可以以例如电气和电子工程师协会(IEEE)1394和通用串行总线(USB)等有线接口的形式安装，或者以利用光和电的无线接口的形式安装。
另外，基于响应使用者对操作单元7实施的操作而产生的操作信号从记录介质100读取存储在记录介质100中的图像数据之后，通过介质接口5将该图像数据发送到摄像DSP 3。
在从记录介质100读取图像数据之后，摄像DSP 3对以压缩形式接收到的图像数据解压缩，然后通过系统总线34将解压缩的图像数据发送到LCD控制器35。LCD控制器35根据解压缩图像数据向LCD 8发送图像信号。因此，LCD 8可根据图像信号实施图像的显示。
在具有上述结构的图像拾取装置1中，当驱动电流施加到线性致动器的驱动线圈时，被驱动单元10可根据所施加的驱动电流的方向在光轴方向上(向前和向后)位移。
当被驱动单元10到达预定位置时，根据探测装置28获得的探测结果，第一驱动器13基于由CPU 30发送的驱动信号对压电器件26施加驱动电压，使得压电器件26延展(见图3)。随着压电器件26延展，压电器件26的顶端面受压而与透镜支座17的第二支撑凸起20接触，从而停止被驱动单元10的位移。
来自第一驱动器13的驱动电压施加到压电器件26的同时，停止对线性致动器的驱动线圈供给驱动电流。
当压电器件26使被驱动单元10的位移停止时，停止对压电器件26施加驱动电压。即使停止对压电器件26施加驱动电压，压电器件26的延展状态还能在此之后保持一段时间，从而可以保持被驱动单元10的停止状态。尽管压电器件26确保其延展状态维持一段时间，但应当注意的是，根据维持被驱动单元10的停止状态的时间，也允许对压电器件26施加适于维持压电器件26延展状态的最小驱动电压。此时，能耗低于通过对线性致动器通电以维持被驱动单元停止状态所需的能耗。
当驱动电流再次施加到线性致动器的驱动线圈时，第一驱动器13对压电器件26施加与前次施加驱动电压的方向不同的反向驱动电压。
当第一驱动器13对压电器件26施加反向驱动电压时，压电器件26收缩而远离被驱动单元10的第二支撑凸起20，从而脱离对被驱动单元10的保持状态。因此，对驱动线圈再次施加驱动电流导致被驱动单元10在光轴方向上位移。
接下来，停止对压电器件26施加反向驱动电压，然而，此时压电器件26可保持其收缩状态。
如上所述，位移机构27能够在停止对线性致动器通电并且无需持续对压电器件26通电的情况下，实现被驱动单元10在预定位置的保持，并能够实现能耗的降低。
另外，位移机构27利用变形(延展状态)的压电器件26来使被驱动单元10保持在预定位置，并且因此可消除产生驱动装置10的不希望位移的可能性，即使切断图像拾取装置1的电源，被驱动单元10与止动器凸起24和25也不会产生碰撞，并由此防止异常噪音的产生。
另外，位移机构27确保压电器件26固定在透镜筒21上，并因此可以消除压电器件26随着被驱动单元10的位移而位移的可能性，使得对向压电器件26通电的布线工作和压电器件26的安装工作变得更简单。
上述实施例描述了这样一种类型的位移机构，即，通过在压电器件26处于延展状态时控制被驱动单元的位移而在适当的位置保持被驱动单元10。相反，还可在压电器件26处于收缩状态时控制被驱动单元的位移而在适当的位置保持被驱动单元10，如下所述(见图4和5)。
压电器件26的上表面具有例如由橡胶或树脂材料制成的调节件36。该调节件36具有插入孔36a，并且被驱动单元10的第二支撑凸起20插入到该插入孔36a中。该调节件36不与第二支撑凸起20相接触，从而没有对被驱动单元10的位移施加控制(见图4)。
当驱动电压施加到压电器件26上时，压电器件26收缩，调节件36的内表面与第二支撑凸起20挤压接触，使得被驱动单元10的位移得到控制(见图5)。
在下文中将描述该位移机构的各种形式的变型(见图6至10)。
首先，描述根据第一实施例的位移机构27A(见图6)。除了在被驱动单元10上安装可在多层方向上延展和收缩的压电器件26以外，根据第一变型的位移机构27A与上述位移机构27类似。因此，仅详细描述与上述位移机构27不同的部分，对与上述位移机构27类似的其它部分给予相同的参考标记，并且不再作出说明。
压电器件26安装到例如被驱动单元10的第二支撑凸起20上，并且从第二支撑凸起20向下凸起。
在位移机构27A中，当驱动电流施加到线性致动器的驱动线圈时，被驱动单元10可根据所施加电流的方向在光轴方向上位移。
当被驱动单元10到达预定位置时，驱动电压施加到压电器件26上，使得压电器件26延展，与透镜筒21的内表面挤压接触，由此停止被驱动单元10的位移。
在驱动电压施加到压电器件26上的同时，停止对线性致动器的驱动线圈供给驱动电流。
当压电器件26使被驱动单元10的位移停止时，停止对压电器件26施加驱动电压。即使停止对压电器件26施加驱动电压之后，也允许压电器件26维持在延展状态，从而可维持被驱动单元10的停止状态。
当驱动电流再次施加到线性致动器的驱动线圈时，与上次施加的驱动电压方向不同的反向驱动电压施加到压电器件26上，使压电器件26远离透镜筒21的内表面收缩，从而脱离对被驱动单元10的保持状态，因此，对驱动线圈再次施加电流使得被驱动单元10在光轴方向上位移。
接下来，停止对压电器件26施加反向驱动电压，然而，此时压电器件26可保持其收缩状态。
下面，描述根据本发明第二变型的位移机构27B(见图7和8)。除了由在垂直于纵向方向的方向上以弯曲形式变形的压电器件26B来取代在多层方向上可延展和收缩的压电器件26以外，根据第二变型的位移机构27B与上述位移机构27类似。因此，仅详细描述与上述位移机构27不同的部分，对与上述位移机构27类似的其它部分给予相同的参考标记，并且不再作出说明。
可提供两种类型的压电器件26B，一种是所谓的双晶型，其结构为一对器件(陶瓷器件)粘结到诸如钢片的金属片相对表面上，另一种是所谓的单晶型，其结构为器件(陶瓷器件)仅粘结到金属片的一个表面上。
压电器件26B在纵向方向上(与光轴相同的方向)纵向地形成，其具有例如允许压电器件固定到透镜筒21上的固定端形式的后端部，并且除了后端部以外的剩余部分位于被驱动单元10的第二支撑凸起20的下方且略远离透镜筒21。对压电器件26B施加驱动电压会使压电器件26B变形为弯曲形状，从而压电器件26B的前端可上下位移。
压电器件26B的前端在向上凸起的位置上安装有由例如橡胶或树脂材料制成的按压件37。
在具有上述结构的位移机构27B中，当驱动电流施加到线性致动器的驱动线圈时，被驱动单元10可以根据所施加的驱动电流的方向在光轴方向上位移。
当被驱动单元10到达预定位置时，根据探测装置28获得的探测结果，第一驱动器13基于由CPU 30发送的驱动信号对压电器件26B施加驱动电压，引起压电器件26B变形，从而压电器件的前端可位移而更靠近被驱动单元10(见图8)。随着压电器件26B的变形，安装在压电器件26B前端的按压件37被挤压而与透镜支座17的第二支撑凸起20接触，从而停止被驱动单元10的位移。
来自第一驱动器13的驱动电压施加到压电器件26B的同时，停止对线性致动器的驱动线圈供给驱动电流。
当压电器件26B使被驱动单元10的位移停止时，停止对压电器件26B施加驱动电压。即使对压电器件26B停止施加驱动电压，压电器件26B还能在此之后保持一段时间的变形状态，从而可以保持被驱动单元10的停止状态。
当驱动电流再次施加到线性致动器的驱动线圈时，第一驱动器13对压电器件26B施加与最后所施加驱动电压的方向不同的反向驱动电压。
当第一驱动器13对压电器件26B施加反向驱动电压时，压电器件26B恢复到其原始状态，使按压件37远离被驱动单元10的第二支撑凸起20，从而脱离对被驱动单元10的保持状态。因此，对驱动线圈再次施加电流导致被驱动单元10在光轴方向上的位移。
接下来，停止对压电器件26B施加反向驱动电压，然而，此时压电器件26B可保持其原始状态。
如上所述，利用在垂直于被驱动单元10的位移方向的方向上以弯曲形状变形的压电器件26B，能够使压电器件26B位于透镜筒21的内表面和被驱动单元10之间的空间内，并且平行于被驱动单元10的位移方向，从而允许通过将压电器件26B的长度设为理想长度来确保所需程度的压电器件26B变形，同时节省了空间。
应当注意的是，如上所述，取代压电器件26B与被驱动单元10的直接接触，而是橡胶或树脂材料制成的按压件37与被驱动单元10接触来控制被驱动单元的位移，这使得可吸收位移控制时产生的噪音，并可防止被驱动单元10和压电器件26B产生裂纹或受到损害，还可降低由于被驱动单元10和压电器件26B的安装误差而产生的控制力的变化。
下面，描述根据本发明第三变型的位移机构27C(见图9和10)。除了位移机构27C具有变形放大的装置以外，根据第三变型的位移机构27C与上述位移机构27类似。因此，仅详细描述与上述位移机构27不同的部分，对与上述位移机构27类似的其它部分给予相同的参考标记，并且不再作出说明。
压电器件26在延展/收缩方向上的一端固定到透镜筒21上，并且位于透镜筒21中向下凸起的位置。
变形放大装置38设置在透镜筒21之内，具体而言，例如在被驱动单元10下方的位置。变形放大装置38由设置在透镜筒21的内侧底表面的枢转支撑件39，以及由上述枢转支撑件39支撑的变形放大部分40构成。变形放大部分40在与被驱动单元10的位移方向大致相同的方向上纵向形成，并且其纵向中间部分由枢转支撑件39可枢转地支撑。变形放大部分40的枢转运动的支撑点向后远离纵向中心设置。由枢转支撑件39支撑的变形放大部分40具有以枢转支撑件39为界比后部更长的前部。变形放大部分40的前端在向上凸起位置中安装有由例如橡胶或树脂材料制成的按压件41。
驱动弹簧42被支撑在变形放大部分40的前端部和透镜筒21的内底面之间的位置。驱动弹簧42可指定为例如拉伸卷簧。因此，变形放大部分40在变形放大部分的前端向下位移的枢转方向上被驱动，而压电器件26被向下按压成始终与变形放大部分40的后端接触。
在具有上述结构的位移机构27C中，当驱动电流施加到线性致动器的驱动线圈时，被驱动单元10可根据所施加的驱动电流的方向在光轴方向上位移。
当被驱动单元10到达预定位置时，驱动电压施加到压电器件26上，由于上述压电器件26的作用，使变形放大部分40的后端被向下按压，因此使得变形放大部分40围绕作为支撑点的枢转支撑件39枢转(见图10)。变形放大部分40的枢转使按压件41与被驱动单元10的第二支撑凸起20向上挤压接触，从而停止被驱动单元的位移。此时，因为变形放大部分40具有以枢转支撑件39为界前部比后部更长的形式，因此压电器件26的变形(延展)程度被放大，从而使按压件41位移。
在驱动电压施加到压电器件26上的同时，停止对线性致动器的驱动线圈供给电流。
当压电器件26引起被驱动单元10的位移停止时，停止对压电器件26施加驱动电压。即使停止对压电器件26施加驱动电压，也允许压电器件26在此之后维持一段时间的延展状态，从而可维持被驱动单元10的停止状态。
当驱动电流再次施加到线性致动器的驱动线圈时，与上次施加的驱动电压方向不同的反向驱动电压施加到压电器件26上，引起压电器件26收缩，从而变形放大部分40由于驱动弹簧42的驱动力而枢转，使按压件41远离第二支撑凸起部分20，由此脱离对被驱动单元10的保持状态。因此，对驱动线圈再次施加驱动电流导致被驱动单元10在光轴方向上的位移。
接下来，停止对压电器件26施加反向驱动电压，然而，此时压电器件26可保持其收缩状态。
如上所述，位移机构27C确保压电器件26的变形放大使按压件41与被驱动单元10挤压接触，允许使用变形较小的压电器件26，因此，由于使用变形有限的压电器件而使位移机构27C的尺寸减小以及制造成本降低。
另外，因为压电器件26的变形放大使按压件41与被驱动单元10挤压接触，无论压电器件26对透镜筒21的安装精度如何，按压件41都能牢靠地保持被驱动单元10。
另外，如上所述，利用驱动弹簧42在预定枢转方向上对变形放大部分40施力，可以确定无误地在上述预定方向上枢转变形放大部分40来脱离对被驱动单元10的位移的限制，并且还可以防止变形放大部分40不希望的枢转。
尽管已经描述了上述位移机构27、27A、27B和27C，它们都涉及使被驱动单元10相对两个引导轴位移的位移机构，但应注意，上述位移机构也可采用不同的结构，如，使被驱动单元10作为一个引导轴的一体部分在光轴方向上位移。在这种情况中，可通过使压电器件或安装在压电器件上的按压件与被驱动单元或上述的一个引导轴相接触来控制被驱动单元的位移。
接下来，说明本发明的位移机构应用于防振机构的一个实施例(见11)。
位移机构27D具有被驱动单元43。该被驱动单元43具有用于防振的可移动透镜44，其在垂直于光轴的两个方向上(图11中的X和Y方向)位移来校正照相机振动和物体振动，该被驱动单元还具有保持可移动透镜44的透镜支座45和支撑透镜支座45的支撑基座46。被驱动单元43受到来自未示出的具有驱动磁体和驱动线圈的线性致动器的驱动力而移动。
透镜支座45由大致环状的支座主体45a以及以彼此相反的方向从支座主体45a突出的第一和第二支撑凸起45b和45c构成。
透镜支座45由在Y方向可移动的支撑基座46支撑。支撑基座46由基座表面46a、分别设置在基座表面46a上且横向间隔开的第一和第二轴安装凸起46b和46c、设置在基座表面46a左端部的器件安装件46d以及分别设置在基座表面46a上且垂直间隔开的第一和第二轴承46e和46f构成。
第一轴安装凸起46b安装有在Y方向上延伸的第一引导轴47，而第二轴安装凸起46c安装有在Y方向上延伸的第二引导轴48。第一引导轴47插入到透镜支座45的第一支撑凸起45b中，而第二引导轴48插入到透镜支座45的第二支撑凸起45c中。这样，透镜支座45通过在Y方向上可移动的第一和第二引导轴47和48由支撑基座46支撑。
器件安装件46d安装有具有朝向第一支撑凸起45b延伸的凸起形式的第一压电器件49。压电器件49与上述压电器件16相同，并因此可通过在其上施加驱动电压而在多层方向产生延展或收缩变形。
支撑基座46由在X方向上可移动的固定基座50支撑。固定基座50被安装在未示出的透镜筒中，其由基座表面50a、分别设置在基座表面50a上且垂直间隔开的第一和第二轴安装凸起50b和50c以及设置在基座表面50a下部的器件安装件50d形成。
第一轴安装凸起50b安装有在X方向上延伸的第一引导轴51，而第二轴安装凸起50c安装有在X方向上延伸的第二引导轴52。第一引导轴51插入到支撑基座46的第一轴承46e中，而第二引导轴52插入到支撑基座46的第二轴承46f中。这样，支撑基座46通过在X方向上可移动的第一和第二引导轴51和52由固定基座50支撑。当支撑基座46相对于固定基座50在X方向位移时，透镜支座45和可移动透镜44可作为支撑基座46的一体部分在X方向上位移。
器件安装件50d安装有具有朝向支撑基座46的第二轴承46f延伸的凸起形式的第二压电器件53。第二压电器件53与上述压电器件16相同，并因此可通过在其上施加驱动电压而在多层方向产生延展或收缩变形。
在具有上述结构的位移机构27D中，当驱动电流施加到线性致动器的驱动线圈时，透镜支座45可根据所施加驱动电流的方向相对于支撑基座46在Y方向上位移，或是，支撑基座46可作为可移动透镜44和透镜支座45的一体部分相对于固定基座50在X方向位移。
当透镜支座45到达预定位置时，对安装在支撑基座46上的压电器件49施加驱动电压，使得第一压电器件49延展，使其与透镜支座45的第一支撑凸起45b挤压接触，由此停止透镜支座45的位移。
在驱动电压施加到第一压电器件49上的同时，停止对线性致动器的驱动线圈施加驱动电流。
当第一压电器件49使停止透镜支座45的位移时，停止对第一压电器件49施加驱动电压。即使停止对第一压电器件49施加驱动电压，也允许第一压电器件49还能在此之后保持一段时间的延展状态，从而可以保持透镜支座45的停止状态。
当驱动电流再次施加到线性致动器的驱动线圈时，对第一压电器件49施加与上次施加驱动电压的方向不同的反向驱动电压，使第一压电器件49收缩而远离第一支撑凸起45b，由此脱离对透镜支座45的保持状态。因此，对驱动线圈再次施加驱动电流使透镜支座45在Y方向上位移。
接下来，停止对第一压电器件49施加反向驱动电压，然而，此时第一压电器件49可保持其收缩状态。
另一方面，当支撑基座46到达预定位置时，对安装在固定基座50上的第二压电器件53施加驱动电压，使得第二压电器件53延展，与支撑基座46的第二轴承46f挤压接触，从而停止透镜支座45的位移。
对第二压电器件53施加驱动电压的同时，停止对线性致动器的驱动线圈施加驱动电流。
当第二压电器件53使支撑基座46的位移停止时，停止对第二压电器件53施加驱动电压。即使对第二压电器件53停止施加驱动电压，第二压电器件53还能在此之后保持一段时间的延展状态，从而可以保持支撑基座46的停止状态。
当对线性致动器的驱动线圈再次施加驱动电流时，对第二压电器件53施加与最后所施加驱动电压的方向不同的反向驱动电压，使第二压电器件53收缩而远离支撑基座46的第二轴承46f，由此脱离对支撑基座46的保持状态。因此，对驱动线圈再次施加驱动电流使支撑基座46在X方向上位移。
接下来，停止对第二压电器件53施加反向驱动电压，然而，此时第二压电器件53可保持其收缩状态。
位移机构27D能够在停止对线性致动器通电并且无需对第一和第二压电器件49和53连续通电的情况中，实现在预定位置上保持透镜支座45和支撑基座46，并能够降低能耗。
尽管已经相对于位移机构27D说明了这样的一种类型的位移机构，即，使作为被驱动单元43的透镜支座45或支撑基座46相对于引导轴47和48或51和52位移，但应注意，上述位移机构也可采用不同的结构，如，允许透镜支座45和支撑基座46作为引导轴47和48或51和52的一体部分在X和Y方向上位移。在这种情况中，通过使压电器件或安装在压电器件上的按压件与透镜支座45和支撑基座46或引导轴相接触来控制透镜支座45和支撑基座46的位移也是允许的。
尽管上述说明的实施例适于利用第一和第二压电器件49和53这两个器件来控制被驱动单元43(透镜支座45和支撑基座46)的位移，但利用图12中示出的第一和第二压电器件54和55来控制成像器件11的位移也是可以的，即使当防振机构采取不同的结构时，如，允许代替可移动透镜44使成像器件11在垂直于光轴的方向上位移以便防振。
应注意，上述例如向上、向下、向左、向右的方向仅是为了说明的目的而不局限于本发明的应用。
示于上述优选实施例的单元的任何特定形式和结构都仅是为了说明实现本发明的实施例，应当理解，本方面的技术范围并不局限于上述任一形式和结构。
本领域的技术人员应该理解，根据设计需要和其它因素，在所附权利要求或其等价物的范围内，可进行各种变型、组合、局部组合和改变。
本发明包含于2005年6月17日在日本专利局申请的日本专利申请JP2005-177730所涉及的主题，其全文在此引入作为参考。
权利要求
1.一种位移机构，其使用具有驱动磁体和驱动线圈的线性致动器作为使被驱动单元、容纳在该被驱动单元中的可移动透镜或成像器件在预定方向上位移的驱动装置，所述位移机构包括压电器件，其可响应于施加于其上的驱动电压而变形并适于在压电器件变形时控制被驱动单元的位移。
2.根据权利要求1的位移机构，其中被驱动单元在彼此垂直的第一和第二方向上位移，所述第一和第二方向分别垂直于包括有可移动透镜和成像器件的光学成像系统的光轴，并且，位移机构设置有适于在第一方向上控制被驱动单元的位移的第一压电器件以及适于在第二方向上控制被驱动单元的位移的第二压电器件。
3.根据权利要求1的位移机构，其中所述压电器件具有固定端形式的一端部和自由端形式的另一端部，并且在所述压电器件变形时，所述自由端和被驱动单元的接触控制被驱动单元的位移。
4.根据权利要求2的位移机构，其中所述压电器件具有固定端形式的一端部和自由端形式的另一端部，并且在所述压电器件变形时，所述自由端和被驱动单元的接触控制被驱动单元的位移。
5.根据权利要求1的位移机构，其中还包括用于放大所述压电器件的变形程度的变形放大装置，其中所述压电器件设置在所述变形放大装置的一端侧，并且在所述压电器件变形时，所述变形放大装置的另一端与被驱动单元的接触控制被驱动单元的位移。
6.根据权利要求2的位移机构，其中还包括用于放大所述压电器件的变形程度的变形放大装置，其中所述压电器件设置在变形放大装置的一端侧，并且在所述压电器件变形时，所述变形放大装置的另一端与被驱动单元的接触控制被驱动单元的位移。
7.根据权利要求1的位移机构，其中还包括驱动弹簧，其在一方向上对所述压电器件施加驱动力以去除对被驱动单元的位移的限制。
8.根据权利要求2的位移机构，其中还包括一驱动弹簧，其在一方向上对所述压电器件施加驱动力以去除对被驱动单元的位移的限制。
9.一种具有位移机构的图像拾取装置，该位移机构使用具有驱动磁体和驱动线圈的线性致动器作为使被驱动单元、容纳在该被驱动单元中的可移动透镜或成像器件在预定方向上位移的驱动装置，所述位移机构包括压电器件，其可响应于施加于其上的驱动电压而变形并且适于在所述压电器件变形时控制被驱动单元的位移。
全文摘要
提供一种位移机构，其使用具有驱动磁体和驱动线圈的线性致动器作为使被驱动单元、容纳在该被驱动单元中的可移动透镜或成像器件在预定方向上位移的驱动装置，所述位移机构包括可响应于施加于其上的驱动电压而变形并用于在该压电器件变形时控制该被驱动单元的位移的压电器件。还提供一种包括这种位移机构的图像拾取装置。
文档编号G03B5/00GK1880995SQ20061009988
公开日2006年12月20日 申请日期2006年6月17日 优先权日2005年6月17日
发明者森裕之, 牧井达郎, 池上启佑 申请人:索尼株式会社