图像模糊修正单元、镜筒装置和相机设备的制作方法

专利名称：图像模糊修正单元、镜筒装置和相机设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及各自修正捕捉图像时或拍摄时因振动产生的图像模糊的图 像模糊修正单元、镜筒装置和相机设备
背景技术：
紧凑型相机需要进一步小型化，并具有更高倍率(放大率)和更高像 素分辨率。因此，这导致捕捉目标图像时捕捉到由于相机抖动造成的模糊 图像的频率的增加。作为使光学元件移动以补偿相机抖动的机构，可伸缩 型光学系统和光轴弯曲型光学系统均包括在两个方向上轴向滑动的机构。 例如，在现有技术的机构中，光学元件的重心设置在由沿两个方向轴向滑 动的四根引导轴所围绕的区域内。
例如，在包括于日本专利No. 2720955 (美国专利No. 5,266,988 )所公
开的装置中的图像模糊修正机构中，保持修正透镜的透镜保持框被第 一保 持框保持，所述第一保持框具有一对俯仰(pitch)轴，以使所述透镜保持 框可在俯仰方向上移动。第一保持框被第二保持框支承，所述第二保持框 具有一对侧偏(yaw)轴，以使第一保持框可在侧偏方向上移动。透镜保持
框所保持的修正透镜位于这对俯仰轴和这对侧偏轴所围绕的区域中。在俯 仰方向上移动的致动器和在侧偏方向上移动的致动器均配置成使一磁体和轭 形成磁路，线圏设置在该磁路中。这些致动器通过使用流经线圏的电流所 生成的；兹场而分别在<府仰方向和侧偏方向上生成4,力。
在曰本专利No. 2720955所/>开的上述4几构中，用于在俯仰方向上驱动 修正透镜的致动器和用于在侧偏方向上驱动修正透镜的另一个致动器均必 须包括磁体和轭。另外，这些致动器布置成围绕修正透镜。因此，增加了 图像模糊修正机构在与修正透镜的光轴正交的方向上的尺寸，从而使镜筒 和整个相机变大，并且使部件数量增加。这导致成本的增加。
在使光轴弯曲90度的光轴弯曲型透镜系统中，如果修正透镜如日本专 利No. 2720955那样设置在四根轴所围绕的区域中，则难以减小镜筒的厚度，即难以进一步减小镜筒沿光轴方向的厚度。
假设修正透镜设置在四根轴所围绕的区域中，则为了减小机构的尺寸 或厚度，保持框的开口必须充分大于光学有效孔径。然而，在减小机构的 尺寸或厚度时，难以确保开口充分大于光学有效孔径。不利地，杂散光分
量可能进入光路，从而产生幻像(ghost image )。
修正透镜设置在四根轴所围绕的区域中的机构用作图像模糊修正单 元。修正单元作为一个单元结合到镜筒中。由于该单元结合在镜筒中，所 以该单元受镜筒的框体的尺寸的影响。在包括一对俯仰轴和一对侧偏轴的 单元中，透镜保持框所保持的修正透镜的可移动范围也受构成镜筒的本体 的框体的厚度的影响。因此，修正透镜的可移动范围被框体的厚度限制。 即使提供有足够的可移动范围时，也难以减小图像模糊修正单元的尺寸。
对于该单元中这对俯仰轴和这对侧偏轴，每个轴的两端均固定到透镜 保持框。为透镜保持框设置的每个凸台(boss)中的孔用作滑动孔，透镜可 沿所述滑动孔在相应轴的轴向方向上滑动。修正透镜的滑动方向的精度由 每根轴的轴向方向的精度以及相应的凸台中的滑动孔的轴向方向的精度确 定。因此，只要滑动孔的精度不高，就难以用高精度修正图像模糊。

发明内容
本发明是考虑到上述问题而做出的。希望提供一种图像模糊修正单元、 一种镜筒装置和一种相机设备，它们均能使其中的图像模糊修正用修正机 构的尺寸和成本降低，并能使图像模糊修正的精度提高。
为解决上述问题，本发明的的图像模糊修正单元包括以下元件支座 构件、可动构件、引导构件和驱动部。所述支座构件保持成像器或保持构 成透镜系统的 一部分的透镜，并在与所述透镜系统的光轴正交的平面上沿 直线移动。所述可动构件安装到用作最外侧部件的框体，并支承所述支座 构件。所述引导构件引导所述支座构件相对于所述框体移动。所述驱动部 驱动所述支座构件。所述引导构件包括固定到所述可动构件的引导轴和设 置于所述框体并支承所述引导轴的支承部。所述可动构件与所述引导轴一 体化，同时相对于所述框体移动。
本发明的另一实施方式的镜筒装置包括以下元件支座构件、可动构 件、引导构件和驱动部。所述支座构件保持成像器或保持构成透镜系统的一部分的透镜，并在与所述透镜系统的光轴正交的平面上沿直线移动。所 述可动构件安装到用作最外侧部件的框体，并支承所述支座构件。所述引 导构件引导所述支座构件相对于所述框体移动。所述驱动部驱动所述支座 构件。所述引导构件包括固定到所述可动构件的引导轴和设置于所述框体 并支承所述引导轴的支承部。所述可动构件与所述引导轴一体化，同时相 对于所述框体移动。
本发明的再一实施方式的相机设备包括以下元件支座构件、可动构
件、引导构件和驱动部。所述支座构件保持成像器或保持构成透镜系统的 一部分的透镜，并在与所述透镜系统的光轴正交的平面上沿直线移动。所 述可动构件安装到用作最外侧部件的框体，并支承所述支座构件。所述引 导构件引导所述支座构件相对于所述框体移动。所述驱动部驱动所述支座 构件。所述引导构件包括固定到所述可动构件的引导轴和设置于所述框体 并支承所述引导轴的支承部。所述可动构件与所述引导轴一体化，同时相 对于所述框体移动。
根据本发明的各个实施方式，引导构件包括固定到可动构件的引导轴 和设置于框体并支承所述引导轴的支承部。所述可动构件与所述引导轴一
体化，同时相对于所述框体移动。有利地，能获得小型化的小外形(low profile)的单元、装置和设备。另外，还能获得高精度的修正。


图1是根据本发明的一实施方式的数字静物相机的正面透视图，图1 示出透镜盖关闭的状态；
图2是根据所述实施方式的数字静物相机的正面透视图，图2示出透 镜盖打开的状态；
图3根据所述实施方式的数字静物相机的后视图4是布置在镜筒中的透镜系统的侧视图5是图像模糊修正机构的透视图6是图像模糊修正机构的分解透视图7是图像模糊修正机构的分解透视图8是从图6和图7所示一侧的相反侧观察到的图像模糊修正机构的 分解透视图；图9是图像模糊修正机构的透视图； 图IO是驱动机构的透视图IIA是沿图像模糊修正机构的第二引导轴所取的纵截面图，图11A 说明支承第二引导轴的支承部；
图IIB是图UA的图像模糊修正机构的主要部分的放大图12A是图像模糊修正机构的纵截面图，图12A示出可动构件和透镜 支座构件移动到第二方向的 一侧的状态；
图12B是图12A的图像模糊修正机构的主要部分的放大图13是第一线圏、第二线圈、第一引导机构和第二引导机构之间相对 位置关系的俯视图14是相机的电路构造的框图15是相机的另一电路构造的框图16是用于控制图像模糊修正机构的驱动控制单元的电路构造的框
图17A是根据本实施方式的变型例的图像模糊修正机构的分解透视
图17B是支承孔的放大的截面图。
具体实施例方式
下面将参考附图描述根据本发明的一实施方式的数字静物相机1。以
下，将数字静物相机i简称为"相机r。
(1 )数字静物相机的外观构造
参考图1-3，根据本发明的本实施方式的相机1使用半导体记录介质作 为信息记录介质，并通过成像器(例如电荷耦合器件(CCD)成像器或互 补金属氧化物半导体(CMOS )成像器)将对应于从目标反射的光的光学图 像转换成电信号，以使光学图像能记录在半导体记录介质中或显示在例如 液晶显示器(LCD)等显示单元上。
相机1具有横向较长且扁平的相机本体2。相机本体2在其正面的一个 上角处设置有透镜3。相机本体2在其正面还具有可垂直滑动的透镜盖4, 以便在拍摄时朝下滑动透镜盖4来暴露透镜3。闪光灯5设置在透镜3的附 近，以便用透镜盖4覆盖闪光灯5和透镜3。相机本体2在其背面具有显示器6，例如LCD或电致发光(EL)显示 器。显示器6显示成像器捕捉的目标或捕捉到的图像数据。
相机本体2在其背面还具有各种操作开关。操作开关包括用于选择 功能模式(静态图像、动态画面、或回放)的模式选择开关7a;用于放大/ 缩小的变焦按钮7b;用于屏幕显示的屏幕显示开关按钮7c;用于选择各种 菜单项的菜单按钮7d;用于移动光标以选择菜单项的控制键7e;和用于改 变屏幕尺寸或删除图像的屏幕按钮7f。
相机本体2在顶面还具有用于接通电源/断开电源的电源按钮7g;用 于记录即开始拍摄或停止拍摄的记录按钮7h;和出现相机抖动时用于激活 抗模糊功能以进行图像模糊修正的抗模糊设置按钮7i。
相机本体2在其内部还包括各种部件，例如镜筒、电池、麦克风和扬
士 3 尸奋。
(2)镜筒的构造
参考图4，相机1的镜筒10保持包括多个透镜的透镜系统。镜筒10 保持的透镜系统为光轴弯曲型，并包括布置在同一光轴L上的五个透镜单 元11-15。对于这五个透镜单元11-15,第一透镜单元11设置在前侧。第一 透镜单元11包括用作面对目标的物镜的第一透镜lla;设置在第一透镜 la的与目标相反的那侧的棱镜lib;和与棱镜llb相对的第二透镜llc。棱 镜lib包括截面形状为等腰直角三角形的三角棱镜。棱镜lib的位于彼此大 致偏转90度的位置的两个相邻面中的一个面与第 一透镜1 la相对，而另一 个面与第二透镜llc相对。
棱镜llb使该光轴弯曲型透镜系统的光轴L大致弯曲90度。因此，第 一光轴部分Ll设定成邻近用作物镜的第一透镜lla，而第二光轴部分L2 设定成邻近设置在与第一光轴部分Ll正交(或以90度相交)的方向上的 成像器18 (成像侧)。
在第一透镜单元11中，穿过用作物镜的第一透镜lla的光进入棱镜 llb。该光被棱镜lib的相对于第一光轴部分L1倾斜45度的反射面反射， 使得该光的前进方向大致弯曲90度。从棱镜lib射出的光穿过第二透镜 llc，然后沿第二光轴部分L2朝第二透镜单元12前进。用作变焦控制用可 动透镜单元的第二透镜单元12包括第三透镜12a和第四透镜的组合。 第二透镜单元12沿第二光轴部分L2在广角位置与望远位置之间移动。从第二透镜单元12出射的光进入第三透镜单元13。
第三透镜单元13包括固定到镜筒10的第五透镜。第四透镜单元14包 括设置在第三透镜单元13后的第六透镜。能够调控穿过透镜系统的光量的 孔径光阑16设置在第三透镜单元13与第四透镜单元14之间。用作聚焦控 制用可动透镜单元的第四透镜单元14可沿第二光轴部分L2移动。包括第 七透镜15a和后面将描述的修正透镜17的第五透镜单元15设置在第四透镜 单元14后。第七透镜15a固定到镜筒，而修正透镜17可移动地设置在第七 透镜15a后。另外，成像器18设置在修正透镜17后。
第二透镜单元12和第四透镜单元14沿第二光轴部分L2独立地移动， 使得每个光学元件可在望远位置与广角位置之间移动。换言之，对于望远 拍摄/广角拍摄，第二透镜单元12和第四透镜单元14在相反方向上移动。 第二透镜单元12和第四透镜单元14移动到相应的望远位置或广角位置， 以进行变焦控制和聚焦控制。具体说，变焦时，第二透镜单元12和第四透 镜单元14从相应的广角位置移动到相应的望远位置，从而进行变焦控制。 聚焦时，第四透镜单元14从广角位置移动到望远位置，从而进行聚焦控制。
成像器18固定到成像器接头(adapter )。成像器18通过该成像器接头 安装到镜筒。滤光器19设置在成像器18的前方。具有修正透镜17的图像 模糊修正机构20设置在滤光器19与第七透镜15a之间。下面将详细描述的 图像模糊修正机构20修正因例如透镜系统的振动而模糊的捕捉图像。在正 常状况下，修正透镜17安装成使透镜17的光轴与第二光轴部分L2 —致。 当形成在成像器18的成像面上的图像由于相机本体2的振动而变模糊时， 图像模糊修正机构20沿与第二光轴部分L2正交的两个方向(即第一方向X (侧偏方向)和第二方向Y (俯仰方向))移动〗务正透镜17，以修正成像面 上的图像模糊。在图像模糊修正机构20中，修正透镜17单独设置在光轴 上，沿第一方向X和第二方向Y移动修正透镜17的驱动机构和引导机构布 置在修正透镜17外侧，或绕修正透镜17而布置。 (3)图像模糊修正机构的构造
参考图5-8,图像模糊修正机构20包括固定构件21、保持上述修正透 镜17的透镜支座构件22和支承透镜支座构件22的可动构件23。透镜支座 构件22可沿位于正交于光轴的平面中的彼此正交的第一方向X和第二方向 Y相对于固定构件21移动。可动构件23设置在固定构件21与透镜支座构件22之间。
参考图6和7,固定构件21安装到框体24。通过将金属板弯曲成大致 具有矩形截面来形成框体24。固定构件21通过螺紋件而固定到框体24的 底部。另外，透镜支座构件22可移动地设置在固定构件21上方，而可动 构件23可移动地设置在固定构件21上。固定构件21的设计并不局限于固 定到框体24。固定构件21还可与框体24—体地形成。
设置在固定构件21上方的透镜支座构件22在其一端具有保持修正透 镜17的透镜保持部25。透镜保持部25形成为沿透镜支座构件22的厚度延 伸的通孔。修正透镜17安装到透镜保持部25。
透镜支座构件22在其另 一端具有部件设置部26，以使磁路设置在部件 设置部26中。所述-兹路构成用于沿彼此正交的第一方向和第二方向移动透 镜支座构件22的驱动机构30。
设置在部件设置部26中磁路具有磁体27和28以及安装》兹体27和28 的轭29。轭29形成为大致U形。磁体27和28安装到轭29的彼此相对的 部分的内表面，使得一个磁体的北极和南极分别与另一磁体的北极和南极 相对。用于在第一方向上生成推力的第一线圏31以及用于在第二方向上生 成推力的第二线圈32、 32布置在安装到轭29从而彼此分开的/F兹体27和28 之间。
第一线圈31和第二线圈32设置在安装到框体24的印刷电路板34上。 第一线圈31与磁体27和28生成的磁力相作用，以在第一方向上生成推力。 巻绕成筒体的第一线圏31通过粘合剂固定到印刷电路板34的一个表面。 第二线圈32、 32与^f兹体27和28生成的^f兹力相作用，以在第二方向上生成 推力。各自包括扁平线圈(flatcoil)的第二线圈32通过粘合剂固定到印刷 电路板34的另一表面。第二线圏32布置成使线圈32的直线部分彼此平行， 并使驱动电流沿相同方向流经相邻的直线部分。第二线圈32的驱动电流与 磁体27和28生成的磁力相作用，以在第二方向上生成驱动力。具有第一 线圈31和第二线圈32的印刷电路板34 ^L结合到框体24中，使得印刷电 路板34介于磁体27和28之间。第二线圈32可具有相同尺寸或不同尺寸。
印刷电路板34在其上具有用作检测透镜支座构件22在第一方向和第 二方向上的移动量的位置传感器的第 一霍尔元件(Hall element) 35a和第二 霍尔元件35b。第一和第二霍尔元件35a、 35b设置成面对磁体27。第一霍尔元件35a检测磁体27的磁力，并且还检测透镜支座构件22在第一方向上 的移动量。第二霍尔元件35b检测磁体27的磁力，并且还检测透镜支座构 件22在第二方向上的移动量。
如上所述，驱动才几构30包括/磁体27和28、扼29、第一线圈31和第 二线圈32。在驱动机构30中，如图9和10所示，结合有具有第一线圏31 和第二线圈32的印刷电路板34的框体24用作固定部，而设置有磁体27、 28和轭29的透镜支座构件22用作在第一和第二方向上移动的可动部。驱 动机构30 一皮安装到框体24的盖体33包围。
驱动机构的构造并不局限于上述构造。例如，^磁体可布置在框体24上， 而线圈可布置在透镜支座构件22上。另外，驱动机构可包括作为驱动源的 步进马达、压电换能器(PZT)或线性驱动元件。
如图9所示，介于固定构件21与透镜支座构件22之间的可动构件23 具有第一引导机构36和第二引导机构41。用于在透镜支座构件22沿第一 方向移动的期间引导透镜支座构件22的第一引导机构36设置在可动构件 23与透镜支座构件22之间。用于在透镜支座构件22沿第二方向移动的期 间引导透镜支座构件22的第二引导机构41设置在可动构件23与固定构件 21之间。用作支承透镜支座构件22的支承件的可动构件23相对于固定构 件21移动，从而使透镜支座构件22移动。
第一引导机构36包括第一引导轴37和38、第一引导孔39以及第一接 合构件40。第一引导轴37和38布置成平行于第一方向。第一引导孔39布 置在可动构件23中，以接收第一引导轴37。第一接合构件40布置在透镜 支座构件22上，以便与另一个第一引导轴38接合。
第一引导轴37用作主轴。轴37的两端被布置在透镜支座构件22上的 支承构件37a、 37a支承。如图6-8所示，用作主轴的第一引导轴37设置在 可动构件23中的第一引导孔39中。另一个第一引导轴38相对于用作主轴 的第一引导轴37用作副轴，并比第一引导轴37短。第一引导轴38的两端 被布置在可动构件23中的支承构件38a、 38a支承。第一引导轴38与透镜 支座构件22上的U形的第一接合构件40接合。
第二引导机构41包括第二引导轴42和43、第二引导孔44以及第二接 合构件45。第二引导轴42和43布置成平行于第二方向。第二引导孔44布 置在可动构件23中，以接收第二引导轴42。第二接合构件45设置在可动构件23上，以与另一个第二引导轴43接合。
第二引导轴42用作主轴。轴42的两个端部42b、 42b分别^^布置在框 体24的两个侧面上的支承孔42a、 42a支承。如图6、 8和9所示，用作主 轴的第二引导轴42插入并固定在可动构件23中的第二引导孔44中。另一 个第二引导轴43相对于用作主轴的第二引导轴42用作副轴，并比第二引 导轴42短。第二引导轴43的两端被布置在固定构件21中的支承构件43a、 43a支承。第二引导轴43与可动构件23上的U形的第二接合构件45接合。
参考图5、 IIA、 IIB、 12A和12B，用作支承第二引导轴42的支承部 的支承孔42a、 42a各自包括具有大直径的第一孔区段61、具有小直径的第 二孔区段62和滑动孔区段63，使得第一孔区段61位于框体24的外表面附 近，第一孔区段61与第二孔区段62相连，并且滑动孔区段63位于框体24 的内表面附近。每个支承孔42a的第一孔区段61和第二孔区段62是用于接 收例如组装图像模糊修正机构20时将第二引导轴42穿过框体24结合到可 动构件23中的夹具的孔。滑动孔区段63是供第二引导轴42插入并滑动的 滑动孔。滑动孔区段63的直径大致与第二引导轴42的直径相同。滑动孔 区段63、 63形成为使连接滑动孔区段63、 63各自的中心的方向与第二引 导轴42滑动的方向即第二方向一致。支承孔42a、 42a并不局限于滑动孔区 段63 、 63 。例如，每个支承孔42a可为U形切口 。
参考图11B,框体24具有分别具有支承孔42a、 42a的外侧表面24a、 24a。当用C表示第二引导轴42的轴向长度，用A表示相反的外侧表面24a、 24a之间的距离，而用B表示第二引导轴42的图像模糊修正行程(stroke ) 的长度(以下称为"图像模糊修正行程长度")时，满足关系A-2B>C。换 言之，考虑到第二引导轴42在框体24内用于图像模糊修正的可移动距离， 第二引导轴42的最大长度大致为(A-2B)。
图像模糊修正行程长度是当第二引导轴42位于框体24内部使轴42的 两端距相应的外侧表面24a为等量距离时第二引导轴42为了修正图像模糊 朝框体24的一个外侧表面24a的可移动距离。具体说，第二引导轴42可移 动的距离是图像模糊修正行程长度的两倍。图像模糊修正行程长度由可动 构件23的限制突起51的限制量确定。限制突起51将在后面描述。
当用D表示滑动孔区段63、 63的最外端之间的距离时，支承第二引导 轴42的支承孔42a、 42a形成为满足关系D<A-4B。换言之，支承第二引导轴42的滑动孔区段63和63之间的最大距离大致为(A-4B )。
另外，第二引导轴42的两个端部42b、 42b在制造期间被做成圆角 (rounded off )。因此，各端部42b的直径不同于第二引导轴42的直径。第 二引导轴42的各端部42b的圓角部分的长度波动还可能使第二引导轴42 的移动方向产生误差。用R表示圆角部分的容许长度。当考虑到容许长度 R时，滑动孔区段63、 63的最外端之间的距离D满足关系D<A-4B-2R。换 言之，当考虑到各端部42b中的容许长度R时，支承第二引导轴42的滑动 孔区段63、 63的最外端之间的最大距离大致为(A-4B-2R)。
参考图5和13,当图像模糊修正机构20结合到镜筒中时，只有被透镜 支座构件22的透镜保持部25保持的修正透镜17位于光轴上，使得其它部 件即驱动机构30、第一引导机构36和第二引导机构41布置在透镜保持部 25外侧，即布置在透镜支座构件22的在纵向方向(第一方向)上与透镜保 持部25相反的侧。因此，能减小图像模糊修正机构20在布置有透镜的第 二光轴部分L2上的厚度。另外，构成驱动机构30的第一线圏31和两个相 邻的第二线圈32之间的中点O (参考图13)，即用于在第一方向和第二方 向上生成推力的驱动机构的中心，定位成大致与第 一 引导机构36的第 一 引 导轴37和38以及第二引导机构41的第二引导轴42和43围绕的区域的中 心一致。因此，在图像模糊修正机构20中，用于在第一方向和第二方向上 生成驱动力的部分靠近第一引导轴37和38以及第二引导轴42和43的位 置，从而降低用于在第一方向和第二方向上移动的推力(驱动力)。有利地， 能实现电能节约。
在图像模糊修正机构20中，限制第二引导轴42的移动方向的支承孔 42a、 42a的滑动孔区段63、 63在第二引导轴42的轴向方向上设置在第二 引导孔44、 44的外侧，所述第二引导孔44、 44布置在保持第二引导轴42 的可动构件23中。因此，对于用作限制引导方向的构件的支承孔42a、 42a 的滑动孔区段63、 63的位置，当滑动孔区段63、 63彼此分开时，由于制 造期间滑动孔区段63、 63的尺寸波动而造成的影响小。另外，在图像模糊 修正机构20中，只要第二引导轴42的轴向长度C为(A-2B),而支承孔 42a、 42a的滑动孔区4殳63、 63的最外端之间的距离D为(A-4B)，就能轻 松地制造具有相同尺寸的结合到相应的框体24中的高精度图像模糊修正机 构20。第 一 引导机构36和第二引导机构41安装到结合有固定构件21的框体 24中；透镜支座构件22安装到框体24中，在所述透镜支座构件22中可动 构件23和磁路布置在部件设置部26中；用盖体33覆盖驱动机构30;然后， 螺紋件47插入盖体33中的插入孔47a和框体24中的插入孔47b中，以通 过该螺紋件将图像模糊修正机构20固定到镜筒的框体。螺紋件48插入框 体24中的插入孔48a中，以通过该螺紋件将框体24固定到镜筒的框体。
参考图8,透镜支座构件22在其面对固定构件21的表面上具有限制突 起51，使得限制突起51位于第一引导机构36和第二引导机构41围绕的区 域中。限制突起51限制透镜支座构件22在第一方向和第二方向上的移动 量。限制突起51插入可动构件23中的通孔52中，然后被接收在固定构件 21中的限制孔53中。虽然驱动机构30使透镜支座构件22在第一方向和第 二方向上移动，但是透镜支座构件22上的限制突起51与限制孔53的内表 面接触，以限制构件22在各个方向上的移动。
下面将描述具有上述构造的图像模糊修正机构20的操作。当驱动机构 30未启动时，透镜支座构件22中的修正透镜17位于与光轴一致的中点位 置处。
为了将透镜支座构件22从该中点位置移动到第一方向上的一侧，而将 沿一个方向流动的驱动电流供给到驱动机构30中的第一线圏31。从而，通 过利用沿所述一个方向流动的驱动电流与,兹体27和28生成的》兹力之间的 相互作用，驱动机构30生成允许透镜支座构件22朝第一方向上的所述一 侧移动的推力。在该情况下，可动构件23未通过第二引导机构41在第一 方向上相对于固定构件21移动。因此，透镜支座构件22在第一引导机构 36的引导下沿所述一个方向相对于与固定构件21 —体化的可动构件23移 动。为了使透镜支座构件22移动到第一方向的另一侧，可将沿相反方向流 动的驱动电流供给到第 一线圈31 。
为了将透镜支座构件22从中点位置移动到第二方向上的一侧，而将沿 一个方向流动的驱动电流供给到驱动机构30中的各个第二线圈32、 32。从 而，通过利用沿所述一个方向流动的驱动电流与^兹体27和28生成的》兹力 之间的相互作用，驱动机构30生成允许透镜支座构件22移动到第二方向 上的所述一侧的推力。在该情况下，透镜支座构件22未通过第一引导机构 36在第二方向上相对于可动构件23移动。因此，透镜支座构件22在与可动构件23 —体化并被第二引导机构41引导的同时，移动到第二方向的所
述一侧。
对于透镜支座构件22在第二方向上的移动，当驱动机构30未启动时， 如图11A和11B所示，透镜支座构件22中的修正透镜17位于与光轴一致 的中点位置处。这时，第二引导轴42位于框体24内部，使得轴42的两端 在第二方向上距相应的外侧表面24a大致为相同距离。具体说，第二引导轴 42的端部42b、 42b距框体24的相应的外侧表面24a、 24a大致为行程长度 B。当驱动机构30启动时，如图12A和12B所示，透镜支座构件22通过 第一引导机构36在与可动构件23 —体化的同时，在第二方向上移动。这 时，第二引导轴42能以最大行程长度B移动。因此，当第二引导轴42只 以最大行程长度B移动时，第二引导轴42的一个端部42b移动直到使该端 部42b与框体24的相应的外侧表面24a大致平齐的位置。换言之，第二引 导轴42不从框体24的外侧表面24a突出。因此，当将包括图像模糊修正机 构20的镜筒结合到相机本体中时，能轻松地对镜筒附近的部件进行布置和 设计。为了使透镜支座构件22移动到第二方向的另一侧，可将沿相反方向 流动的驱动电流供给到各个第二线圈32、 32。第二引导轴42的各端部42b 并不局限于移动直到使端部42b与框体24的相应的外侧表面24a大致平齐 的位置。端部42b还可移动到框体24的相应外侧表面24a内的预定位置处。
在使用具有上述构造的图像模糊修正机构20时，由于第一引导机构36 和第二引导机构41不布置在透镜支座构件22的保持修正透镜17的透镜保 持部25周围，且只有修正透镜17位于光路上，所以能减小镜筒的厚度和 尺寸。此外，由于支承第二引导轴42的各支承孔42a、 42a的滑动孔区段 63、 63彼此分开，所以滑动孔区段63、 63的中心彼此相连接的方向即第二 方向上的公差大于滑动孔区段63、 63彼此靠近时的公差。因此，能轻松地 获得高精度的修正。另外，由于能从构造上合理地获得小外形的图像模糊 修正机构20,所以能防止杂散光分量进入光路而产生幻像。
以上描述了图像模糊修正机构20中的框体24中的用于第二引导轴42 的支承孔42a、 42a的位置，所述第二引导轴42在第二方向上引导透镜支座 构件22的移动。对于在第一方向上引导透镜支座构件22移动的第一引导 机构36,支承引导轴的支承部可彼此分开，而以类似于以上方式的方式获 得高精度的修正。(4 )相机和图像模糊修正机构的电路构造
图14是包括上述图像模糊修正机构20的相机1的框图。相机1包括 控制单元71、存储单元72、操作单元73、显示单元74和外部存储器75。 控制单元71控制包括图像模糊修正机构20的整个镜筒的操作。存储单元 72包括用于驱动控制单元71的程序存储器和数据存储器；RAM;和ROM。 操作单元73接收用于接通电源/断开电源、拍摄模式选择以及拍摄的各种指 令信号。显示单元74显示捕捉的图像。外部存储器75增加存储容量。
控制单元71包括运算电路，所述运算电路包括例如微型计算机(CPU )。 控制单元71连接到存储单元72、操作单元73、模拟信号处理单元76、数 字信号处理单元77、模拟-数字(A/D)转换器78、数字-模拟(D/A)转换 器81和定时发生器(TG) 82。连接到成像器18的模拟信号处理单元76根 据对应于从成像器18输出的捕捉图像的模拟信号进行预定的信号处理。模 拟信号处理单元76连接到将模拟信号处理单元76的信号输出转换成数字 形式的A/D转换器78。
D/A转换器81连接到进行伺服运算操作以修正图像模糊的驱动控制单 元84。驱动控制单元84根据修正透镜17的位置来驱动图像模糊修正机构 20以修正图像模糊。驱动控制单元84连接到第一霍尔元件35a和第二霍尔 元件35b，所述第一霍尔元件35a和第二霍尔元件35b用作位置传感器，来 检测安装到图像模糊修正机构20中的驱动机构30的透镜支座构件22的磁 体27和28的磁力，从而检测透镜支座构件22在第一方向和第二方向上的 位置。TG82连接到成像器18。
当目标的图像穿过透镜系统形成在成像器18的成像面上时，成像器18 输出模拟形式的图像信号，模拟信号处理单元76对该模拟信号进行预定的 处理，然后A/D转换器78将该模拟信号转换成数字信号。数字信号处理单 元77对从A/D转换器78输出的数字信号进行预定的处理。然后，所得信 号作为对应于目标的图像而显示在显示单元74上。或者，该信号作为信息 而存储到外部存储器75中。
在这种拍摄模式中，图像模糊修正机构20处于启动状态。当相机本体 2抖动或摇动时，陀螺传感器(gyrosensor) 83检测到抖动或摇动，并将检 测信号输出到驱动控制单元84。驱动控制单元84将作为驱动电流的预定驱 动信号供给到图像模糊修正机构20中的驱动机构30的第一线圈31和第二线圈32,从而使透镜支座构件22相对于固定构件21在第一方向和第二方 向上移动。因此，修正透镜17移动以消除图像模糊，从而能获得清晰的图像。
如上所述，在实施方式中，提供了使设置在成像器18上方的修正透镜 17移动的图像模糊修正机构20来修正图像模糊。也可如图15所示为成像 器18设置图像模糊修正机构20。在该情况下，图像模糊修正机构20中的 透镜支座构件22保持成像器18,而不是保持修正透镜17。镜筒中省略了 修正透镜17。
下面将描述用于控制图像模糊修正机构20的驱动控制单元84的电路构造。
参考图16,驱动控制单元84包括图像模糊修正运算部分91、模拟伺 服部分92、驱动电路部分93以及四个放大器94a、 94b、 95a和95b。图像 模糊修正运算部分91经由第一放大器(AMP) 94a连接到第一陀螺传感器 元件83a,还经由第二放大器(AMP) 94b连接到第二陀螺传感器元件83b。
第一陀螺传感器元件83a才全测相机本体2由于施加到相机本体2的手 抖动而在第一方向上的偏移量。第二陀螺传感器元件83b检测相机本体2 由于施加到相机本体2的手抖动而在第二方向上的偏移量。本实施方式描 述的情况是，布置两个陀螺传感器元件来分别检测第一方向和第二方向上 的偏移量。还可使用单个陀螺传感器元件来检测两个方向即第一方向和第 二方向上的偏移量。
图像模糊修正运算部分91连接到模拟伺服部分92。模拟伺服部分92 将通过图像模糊修正运算部分91算出的数字值转换成模拟形式，并输出对 应于模拟值的控制信号。模拟伺服部分92连接到驱动电路部分93。驱动电 路部分93经由第三放大器(AMP) 95a连接到用作第一位置传感器的第一 霍尔元件35a，还经由第四放大器(AMP) 95b连接到用作第二位置传感器 的第二霍尔元件35b。驱动电路部分93进一步连接到驱动机构30中的第一 线圈31和第二线圈32。
第一霍尔元件35a检测出的用于表示透镜支座构件22在第一方向上的 偏移量的信号经由第三放大器95a输入到驱动电路部分93。第二霍尔元件 35b检测出的用于表示透镜支座构件22在第二方向上的偏移量的信号经由 第四放大器95b输入到驱动电路部分93。为了基于这些输入信号以及从模拟伺服部分92供给的控制信号来移动修正透镜17或成像器18以修正图像 模糊，驱动电路部分93将预定的驱动电流供给到第一线圏31和第二线圈 32中的任一个或每一个。 (5)变型例
本发明的上述实施方式描述的情况是，在图像模糊修正机构20中透镜 支座构件22通过可动构件23以及包括轴的第一和第二引导机构36、 41而 相对于固定构件21移动。在图像模糊修正机构20中，可动构件23可与框 体24 —体化。
图17A示出根据本发明的实施方式的变型例的图像模糊修正机构100。 图像模糊修正机构100包括框体101,但不包括固定构件21。框体101包 括壳体101a和盖体101b，并用作镜筒本体框。在框体101的壳体101a中， 布置有例如参考图4所描述的透镜单元11-15。
框体101的壳体101a和盖体101b各自具有分别支承第二引导机构41 的第二引导轴42、 43的支承孔102、 102。参考图17B，支承孔102、 102 具有与图像模糊修正机构20的支承孔42a、 42a相同的形状。支承孔102 、 102各自具有供第二引导轴42滑动的滑动孔区段103。
参考图17A，安装有图像模糊修正机构100的框体101保持透镜单元 11-15以及成像器18。对于这五个透镜单元11-15，第一透镜单元11设置在 前侧。第一透镜单元11包括用作物镜的第一透镜lla;使光轴大致弯曲 卯度的棱镜llb;和第二透镜llc。第一透镜单元11安装到框体101。
用作变焦控制用可动透镜单元的第二透镜单元12被第二透镜单元保持 框104保持。第二透镜单元保持框104被一对引导轴105、 105引导。引导 轴105、 105连接到使第二透镜单元12沿光轴在广角位置和望远位置之间 移动的第二透镜单元驱动单元106。从第二透镜单元12出射的光进入第三 透镜单元13。
第三透镜单元13被固定到框体101的第三透镜单元保持框107保持。 第四透镜单元14设置在第三透镜单元13后。用作聚焦控制用可动透镜单 元的第四透镜单元14被第四透镜单元保持框108保持。第四透镜单元保持 框108被一对引导轴109、 109引导，同时沿光轴在望远位置和广角位置之 间移动。从第四透镜单元14出射的光进入第五透镜单元15。
第五透镜单元15包括被固定到框体101的透镜保持框111保持的透镜15a和位于图像模糊修正机构100中的修正透镜17。从第五透镜单元15出 射的光到达设置在第五透镜单元15后的成像器18。
如上所述，构成透镜系统的一部分的透镜单元11-15以及成像器18结 合在框体101中。具体说，第一透镜单元ll、第二透镜单元12、第三透镜 单元13和第四透镜单元14结合在壳体101a中。另外，第五透镜单元15 的透镜15a以及使修正透镜17在正交于光轴的方向上移动的图像模糊修正 机构100结合在壳体101a中。由于框体101的盖体101b覆盖壳体101a， 所以支承孔102、 102分别支承图像模糊修正机构100的第二引导轴42和 43,从而组装镜筒。图像模糊修正机构100中第二引导轴42的一端和第二 引导轴43的一端分别被盖体101b的支承孔102、 102支承。第二引导轴42 的另一端和第二引导轴43的另一端分別被壳体101a中与支承孔102、 102 相同的支承孔(未示出)支承。
图像模糊修正机构100在框体101中与透镜单元11-15设置在一起。能 减少镜筒的部件数量。另外，还能减小镜筒的厚度和尺寸。
已经描述了根据本发明的实施方式和变型例的数字静物相机。本发明 可应用于数字视频相机，还可应用于使用卣化银胶片的静物相机。
本申请包含2008年7月23日在日本专利局提交的日本优先权专利申 请JP 2008-190096所涉及的主题，其全部内容通过引用并入本文。
本领域的技术人员应该了解，在权利要求或其等同方案的范围内，可 以根据设计要求以及其它因素做出多种修改、组合、子组合和变更。
权利要求
1.一种图像模糊修正单元，包括支座构件，所述支座构件保持成像器或保持构成透镜系统的一部分的透镜，并在与所述透镜系统的光轴正交的平面上沿直线移动；可动构件，所述可动构件安装到用作最外侧部件的框体，并支承所述支座构件；引导构件，所述引导构件引导所述支座构件相对于所述框体移动；和驱动所述支座构件的驱动部；其中所述引导构件包括固定到所述可动构件的引导轴和设置于所述框体并支承所述引导轴的支承部；并且所述可动构件与所述引导轴一体化，同时相对于所述框体移动。
2. 如权利要求1所述的图像模糊修正单元，其中所述支承部包括分别 供所述引导轴的两个端部在其中滑动的滑动孔。
3. 如权利要求2所述的图像模糊修正单元，其中所述引导轴的轴向长 度小于所述框体的分别设置有所述支承部的相对的外表面之间的距离减去 所述引导轴可移动的距离而得到的值。
4. 如权利要求2所述的图像模糊修正单元，其中设置在所述引导轴的 各端部附近的所述支承部的最外端之间的最大距离小于所述框体的分别设 置有所述支承部的相对的外表面之间的距离减去所述引导轴可移动的距 离、所述引导轴的一个端部的值以及所述引导轴的另一个端部的值而得到 的值。
5. —种镜筒装置，包括支座构件，所述支座构件保持成像器或保持构成透镜系统的一部分的 透镜，并在与所述透镜系统的光轴正交的平面上沿直线移动；可动构件，所述可动构件安装到用作最外侧部件的框体，并支承所述 支座构件；引导构件，所述引导构件引导所述支座构件相对于所述框体移动；和驱动所述支座构件的驱动部；其巾所述引导构件包括固定到所述可动构件的引导轴和设置于所述框体并支承所述引导轴的支承部；并且所述可动构件与所述引导轴一体化，同时相对于所述框体移动。
6.—种相机设备，包括支座构件，所述支座构件保持成像器或保持构成透镜系统的一部分的 透镜，并在与所述透镜系统的光轴正交的平面上沿直线移动；可动构件，所述可动构件安装到用作最外侧部件的框体，并支承所述 支座构件；引导构件，所述引导构件引导所述支座构件相对于所述框体移动；和驱动所述支座构件的驱动部；其中所述引导构件包括固定到所述可动构件的引导轴和设置于所述框体并 支承所述引导轴的支承部；并且所述可动构件与所述引导轴一体化，同时相对于所述框体移动。
全文摘要
本发明涉及图像模糊修正单元、镜筒装置和相机设备。所述图像模糊修正单元包括以下元件支座构件、可动构件、引导构件和驱动部，其中所述支座构件保持成像器或保持构成透镜系统的一部分的透镜，并在与所述透镜系统的光轴正交的平面上沿直线移动；所述可动构件安装到用作最外侧部件的框体，并支承所述支座构件；所述引导构件引导所述支座构件相对于所述框体移动；所述驱动部驱动所述支座构件。所述引导构件包括固定到所述可动构件的引导轴和为所述框体设置并支承所述引导轴的支承部。所述可动构件与所述引导轴一体化，同时相对于所述框体移动。
文档编号G03B5/00GK101634791SQ20091016517
公开日2010年1月27日 申请日期2009年7月23日 优先权日2008年7月23日
发明者中山立幸, 前田一平 申请人:索尼株式会社