可动部件控制装置和具有该可动部件控制装置的拍摄装置制造方法
【专利摘要】提供小型且设计自由度高、能够进行控制使可动部迅速准确地移位的可动部件控制装置和具有该可动部件控制装置的拍摄装置。可动部件控制装置的特征在于具有：基础部(10)；能够相对于基础部(10)相对地移动的可动部(30)；对可动部(30)施加作用力的第1施力部(71)；对可动部(30)施加作用力的第2施力部(72)；对第1施力部(71)指示位置的第1指示部；对第2施力部(72)指示位置的第2指示部；取得第1施力部(71)的实际位置的第1位置取得部(34a)；取得第2施力部(72)的实际位置的第2位置取得部(34b)；第1偏差计算部，其计算第1指示部的指示位置(rx1)与由第1位置取得部(34a)取得的实际位置(X1pos)之间的第1偏差(ex1)；第2偏差计算部，其计算第2指示部的指示位置(rx2)与由第2位置取得部(34b)取得的实际位置(X2pos)之间的第2偏差(ex2)；校正部(2)，其输出根据第1偏差与第2偏差的差值分别对第1偏差和第2偏差进行校正后得到的第1校正信号(r'x1)和第2校正信号(r'x2)；以及控制部(3)，其输入第1校正信号(r'x1)和第2校正信号(r'x2)，分别控制第1施力部(71)和第2施力部(72)的作用力。
【专利说明】可动部件控制装置和具有该可动部件控制装置的拍摄装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及使平衡差的结构的可动部件可靠地移位的可动部件控制装置和具有该可动部件控制装置的拍摄装置。
【背景技术】
[0002]作为控制可动部件的一例，存在相机的抖动校正装置。作为相机的抖动校正装置的现有技术，例如存在专利文献I所公开的技术。该抖动校正装置在安装有摄像元件的可动部的X、Y方向上分别配置一对音圈电机，对抖动进行校正。专利文献I所公开的抖动校正装置配置有音圈电机以对可动部的重心位置施加力，因此,在X、Y方向的平移运动时,摄像元件不会旋转。
[0003]然而，为了对可动部的重心位置施加力而必须配置音圈电机，因此丧失配置的自由度，不能有助于小型化。此外，由于在制造上需要高精度，因此，不容易将音圈电机配置成对重心位置施加力。
[0004]作为相机的抖动校正装置的现有技术，还存在专利文献2中所公开的技术。在专利文献2所公开的抖动校正装置中，使用了弹簧，以在施加了力时使可动部不旋转。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:日本专利4564930号公报
[0008]专利文献2:日本特开平10-254019号公报
【发明内容】
[0009]发明要解决的问题
[0010]然而，在专利文献2的结构中，由于使用了弹簧，因此能够在某种程度上抑制旋转，但是，无法适当地控制可动部的位置。此外，由于使用了弹簧，因此，由于形状劣化，作用力也劣化。
[0011]本发明的一个实施方式的目的在于，提供小型且设计自由度高、能够进行控制使可动部迅速准确地移位的可动部件控制装置以及具有该可动部件控制装置的拍摄装置。
[0012]用于解决问题的手段
[0013]本发明的实施方式的可动部件控制装置的特征在于具有:基础部；能够相对于所述基础部相对地移动的可动部；对所述可动部施加作用力的第I施力部；对所述可动部施加作用力的第2施力部；对所述第I施力部指示移位位置的第I指示部；对所述第2施力部指示移位位置的第2指示部；取得所述第I施力部的实际位置的第I位置取得部；取得所述第2施力部的实际位置的第2位置取得部；第I偏差计算部，其计算由所述第I指示部指示的移位位置和由所述第I位置取得部取得的实际位置之间的第I偏差；第2偏差计算部，其计算由所述第2指示部指示的移位位置和由所述第2位置取得部取得的实际位置之间的第2偏差；校正部，其输出根据所述第I偏差和所述第2偏差的差值分别对所述第I偏差和所述第2偏差进行校正后得到的第I校正信号和第2校正信号；以及控制部，其输入所述第I校正信号和所述第2校正信号，分别控制所述第I施力部和所述第2施力部的作用力。
[0014]此外，所述可动部件控制装置的特征在于，所述第I施力部和所述第2施力部朝向与所述可动部的重心位置不同的方向施加作用力。
[0015]此外，所述可动部件控制装置的特征在于，所述第I施力部和所述第2施力部平行地施加作用力。
[0016]此外，所述可动部件控制装置的特征在于，所述校正部将所述第I偏差与所述第2偏差的差值乘以规定的第I校正系数后加上所述第I偏差来作为所述第I校正信号，将所述第I偏差与所述第2偏差的差值乘以规定的第2校正系数后加上所述第2偏差来作为所述第2校正信号。
[0017]此外，所述可动部件控制装置的特征在于，所述第I校正系数和所述第2校正系数由以下的式(A)、⑶表示。
[0018]Rkxl = -Rxl/ (Rx1+Rx2)...(A)
[0019]Rkx2 = Rx2/(Rx1+Rx2)...(B)
[0020]其中，
[0021]Rkxl是第I校正系数，
[0022]Rkx2是第2校正系数，
[0023]Rxl是从所述可动部重心到所述第I位置取得部的距离，
[0024]Rx2是从所述可动部重心到所述第2位置取得部的距离。
[0025]此外，所述可动部件控制装置的特征在于，所述基础部分别包含第I永久磁铁和第2永久磁铁，所述可动部在与所述第I永久磁铁相对的位置处设置有第I线圈，在与所述第2永久磁铁相对的位置处设置有第2线圈，所述第I永久磁铁和所述第I线圈构成作为所述第I施力部的第I音圈电机，所述第2永久磁铁和所述第2线圈构成作为所述第2施力部的第2音圈电机。
[0026]此外，所述可动部件控制装置的特征在于，其具有--第3施力部，其在与所述第I施力部和所述第2施力部不同的方向上对所述可动部施加作用力；对所述第3施力部指示位置的第3指示部；取得所述第3施力部的实际位置的第3位置取得部；第3偏差计算部，其计算由所述第3指示部指示的移位位置和由所述第3位置取得部取得的实际位置之间的第3偏差，所述校正部输出根据所述第I偏差和所述第2偏差的差值对所述第3偏差进行校正后得到的第3校正信号，所述控制部输入所述第3校正信号，分别控制所述第3施力部的作用力。
[0027]此外，所述可动部件控制装置的特征在于，所述第3施力部朝向与所述可动部的重心位置不同的方向赋施加作用力。
[0028]此外，所述可动部件控制装置的特征在于，所述第3施力部在与所述第I施力部和所述第2施力部不同的方向上施加作用力。
[0029]此外，所述可动部件控制装置的特征在于，所述第3施力部在与所述第I施力部和所述第2施力部垂直的方向上施加作用力。
[0030]此外，所述可动部件控制装置的特征在于，所述校正部将所述第I偏差和所述第2偏差的差值乘以规定的第3校正系数后与所述第3偏差相加。
[0031]此外，所述可动部件控制装置的特征在于，所述第3校正系数由以下的式(C)表
/Jn ο
[0032]Rky = Ry/(Rxl+Rx2)...(C)
[0033]其中，
[0034]Rky是第3校正系数，
[0035]Ry是从所述可动部重心到所述第3位置取得部的距离。
[0036]此外，所述可动部件控制装置的特征在于，所述基础部包含第3永久磁铁，所述可动部在与所述第3永久磁铁相对的位置处设置有第3线圈，所述第3永久磁铁和所述第3线圈构成作为所述第3施力部的第3音圈电机。
[0037]此外，本实施方式的拍摄装置的特征在于具有:所述可动部件控制装置；摄像元件，其被设置在所述可动部上，对光进行光电转换；以及具有所述可动部件控制装置的机身。
[0038]发明的效果
[0039]根据本方式的可动部件控制装置和拍摄装置，小型且设计自由度高，能够进行控制使可动部迅速准确地移位。
【专利附图】
【附图说明】
[0040]图1是示出本实施方式的组装前的像抖动校正装置的图。
[0041]图2是示出基台部的图。
[0042]图3是示出可动部的图。
[0043]图4是从箭头A观察图3的图。
[0044]图5是示出磁铁支承部的图。
[0045]图6是示出本实施方式的组装后的像抖动校正装置的图。
[0046]图7是从箭头B观察图6的图。
[0047]图8是示出本实施方式的组装后的像抖动校正装置的动作的图。
[0048]图9是对图8的局部进行放大后的图。
[0049]图10是本实施方式的像抖动校正装置的可动部的概略图。
[0050]图11是示出本实施方式的霍尔元件与重心之间的关系的图。
[0051]图12是示出本实施方式的像抖动校正装置的控制模块的图。
[0052]图13是示出本实施方式的像抖动校正装置的流程图的图。
[0053]图14是示出具有本实施方式的像抖动校正装置的拍摄装置的图。
[0054]图15是示出拍摄装置内的像抖动校正装置等的图。
[0055]图16是拍摄装置的三脚架螺丝部周边的放大图。
[0056]图17是示出本实施方式的数字相机的控制结构的框图。
【具体实施方式】
[0057]下面，对本发明的一个实施方式进行说明。
[0058]图1是示出本实施方式的组装前的像抖动校正装置I的图。
[0059]作为本实施方式的可动部件控制装置的像抖动校正装置I具有:作为基础部的基台部10 ;可移动地被支承在基台部10上的可动部30 ;以及磁铁支承部50，其相对于可动部30被配置在基台部10的相反侧，并且被固定在基台部10上。
[0060]在基台部10上固定有第I永久磁铁组20，在磁铁支承部50上固定有第2永久磁铁组60。在可动部30上固定有线圈组40。第I永久磁铁组20和第2永久磁铁组60将分别在异极着磁的部分相对配置，以在相对的空间中产生磁场。线圈组40配置在与第I永久磁铁组20和第2永久磁铁组60相对的空间内。另外，在图1中，对第I永久磁铁组20和第2永久磁铁组60的磁极示出了线圈组40侧的面的磁极，在下面的附图中也同样。
[0061]图2是示出基台部10的图。
[0062]基台部10具有:例如由铁或铁的化合物等磁性体构成的平板状的基台主体11 ;贯通支承孔12a、12b，它们被设于基台主体11上，被贯穿插入用于相对于基台部10支承磁铁支承部50的未图示的螺钉；以及支承未图示的弹簧的第I弹簧支承部13a、13b、13c，所述弹簧用于将可动部30以可移动的方式支承于基台部10。
[0063]这里，如图2所示，相对于基台部10，定义作为第I方向的X方向以及与X方向正交的作为第2方向的Y方向。
[0064]基台部10的第I永久磁铁组20具有:将线圈组40侧着磁为N极的第I磁铁部21 ?’第2磁铁部22，其在X方向上与第I磁铁部21对置，并将线圈组40侧着磁为S极；第3磁铁部23，其在Y方向上与第I磁铁部21相离配置，并将线圈组40侧着磁为N极；第4磁铁部24，其在X方向上与第3磁铁部23对置，并将线圈组40侧着磁为S极；以及第5磁铁部25，其在Y方向与第4磁铁部24对置，并将线圈组40侧着磁为N极。另外，第I磁铁部21?第5磁铁部25分别将线圈组40侧和线圈组40的相反侧的面着磁为相反的磁极。
[0065]第2磁铁部22在Y方向上的第4磁铁部24侧形成为比第I磁铁部21短，具有作为不与第I磁铁部21对置的缺口的第I空间101a。此外，第4磁铁部24在Y方向上的第2磁铁部22侧形成为比第3磁铁部23短，具有作为不与第3磁铁部23对置的缺口的第2空间1lb0
[0066]图3是示出可动部30的图，图4是从箭头A观察图3的图。
[0067]可动部30具有例如由铝合金、合成树脂等非磁性体构成的可动主体31、设于可动主体31的周围的一部分上的线圈收纳部32、以及对用于以能够使可动部30相对于基台部10移动的方式支承该可动部30的未图示的弹簧进行支承的第2弹簧支承部33a、33b、33c。此外，可动部30上还安装有霍尔元件34和温度传感器35等传感器类。霍尔元件34具有第I霍尔元件34a、第2霍尔元件34b和第3霍尔元件34c。
[0068]这里，如图3所示，对可动部30定义作为第I方向的X方向和作为与X方向正交的第2方向的Y方向。
[0069]可动主体31搭载对光进行光电转换的摄像元件36、滤波器组37和电气元件38。滤波器组37从离开摄像元件36的一侧起配置有超声滤波器37a和红外线截止滤波器37b。此外，相对于摄像元件36，在滤波器组37的相反侧搭载用于检测摄像元件的受光量并处理基于该受光量的影像信号等的电气元件38。
[0070]线圈收纳部32设于可动主体31的周围的一部分上，在凹部中收纳线圈组40。可动主体31在与X方向和Y方向正交的Z方向上的长度比线圈收纳部32长。
[0071]线圈组40具有第I线圈41、第2线圈42和第3线圈43。第I线圈41被设置成与图2所示的基台部10的第I磁铁部21和第2磁铁部22相对。第2线圈42被设置成与图2所示的基台部10的第3磁铁部23和第4磁铁部24相对。第3线圈43被设置成与图2所示的基台部10的第4磁铁部24和第5磁铁部25相对。此外，前述的第I霍尔元件34a与第I线圈41对应地安装，第2霍尔元件34b与第2线圈42对应地安装，第3霍尔元件34c与第3线圈43对应地安装。
[0072]图5是示出磁铁支承部50的图。其中，图5所示的磁铁支承部50是从可动部30侧观察图1所示的磁铁支承部50的图。
[0073]磁铁支承部50具有:例如由铁、铁的化合物等磁性体构成的平板状的支承主体51 ;以及贯通孔52a、52b，它们设于支承主体51，供用于相对于基台部10支承磁铁支承部50的未图示的螺钉贯穿插入。
[0074]这里，如图4所示，对磁铁支承部50定义作为第I方向的X方向和作为与X方向正交的第2方向的Y方向。
[0075]磁铁支承部50的第2永久磁铁组60具有:将线圈组40侧着磁为S极的第I相对磁铁部61 ;第2相对磁铁部62，其在X方向上与第I相对磁铁部61对置，并将线圈组40侧着磁为N极；第3相对磁铁部63，其在Y方向上与第I相对磁铁部61相离配置，并将线圈组40侧着磁为S极；第4相对磁铁部64，其在X方向上与第3相对磁铁部63对置，并将线圈组40侧着磁为N极；以及第5相对磁铁部65，其在Y方向上与第9磁铁64对置，并将线圈组40侧着磁为S极。另外，第I相对磁铁部61?第5相对磁铁部65分别将线圈组40侧和线圈组40的相反侧的面着磁为相反的磁极。
[0076]第2相对磁铁部62的Y方向的第4相对磁铁部64侧具有缺口，具有形成得比第I相对磁铁部61短，作为不与第I相对磁铁部61对置的缺口的第3空间102a。此外，第4相对磁铁部64的Y方向的第2相对磁铁部62侧具有缺口，具有形成得比第3相对磁铁部63短，不与第3相对磁铁部63对置的缺口的第4空间102b。
[0077]图6是示出本实施方式的组装后的像抖动校正装置I的图，图7是从箭头B观察图6的图。
[0078]为了组装本实施方式的像抖动校正装置1，分别向图1所示的基台部10的贯通支承孔12a、12b和磁铁支承部50的贯通螺纹孔52a、52b中贯穿插入未图示的螺钉。此外，通过安装在基台部10的基台主体11上的板14来支承磁铁支承部50的支承主体51。因此，支承主体51通过贯通支承孔12a、12b和板14这3个部位被强固地支承在基台主体11上。并且，在基台部10的第I弹簧支承部13a、13b、13c和可动部30的第2弹簧支承部33a、33b、33c上分别设置螺旋弹簧15a、15b、15c。
[0079]并且，基台部10和可动部30优选通过夹持未图示的多个球形的球部件，通过一般被称为球支承的形式进行支承。通过球部件进行转动，可动部30能够相对于基台部10进行移动。
[0080]在组装了像抖动校正装置I后，基台部10的第I永久磁铁组20和磁铁支承部50的第2永久磁铁组60以相离的状态相对。由于第I永久磁铁组20和第2永久磁铁组60的相对的磁铁分别被着磁为相反的磁极，因此，在各磁铁之间的空间中分别产生磁场。在产生该磁场的相离的空间中配置可动部30的线圈组40。这样，通过配置第I永久磁铁组20、第2永久磁铁组60和线圈组40，形成音圈电机70。
[0081]在本实施方式中，第I磁铁部21和第2磁铁部22、第I线圈41以及第I相对磁铁部61和第2相对磁铁部62形成第IX方向音圈电机71,该第IX方向音圈电机71作为第I音圈电机使可动部30在作为第I方向的X方向上移动。此外，第3磁铁部23、第4磁铁部24、第2线圈42、第3相对磁铁部63以及第4相对磁铁部64形成第2X方向音圈电机72，该第2X方向音圈电机72作为第2音圈电机使可动部30在作为第I方向的X方向上移动。进而，第4磁铁部24、第5磁铁部25、第3线圈43、第4相对磁铁部64以及第5相对磁铁部65形成Y方向音圈电机73,该Y方向音圈电机73作为第3音圈电机使可动部30在作为第2方向的Y方向上移动。
[0082]因此,第4磁铁部24和第4相对磁铁部64包含于第2X方向音圈电机72和Y方向音圈电机73双方。这样，构成为将第I磁铁组20和第2磁铁组60中的至少I个磁铁部包含于X方向的音圈电机72和Y方向的音圈电机73双方,具有可在X方向移动和可在Y方向移动这双方的功能，由此，能够消减零件个数，能够实现装置的小型化和低成本化。
[0083]在本实施方式的情况下，在第I线圈41和第2线圈42中流过电流的情况下，可动部30在X方向上移动。此外，在第3线圈43中流过电流的情况下，可动部30在Y方向上移动。
[0084]另外，本实施方式将第I永久磁铁组20的第I磁铁部21和第2磁铁部22作为I个磁铁进行着磁，将第I永久磁铁组20的第3磁铁部23、第4磁铁部24和第5磁铁部25作为I个磁铁进行着磁，将第2永久磁铁组60的第I相对磁铁部61和第2相对磁铁部62作为I个磁铁进行着磁，将第2永久磁铁组60的第3相对磁铁部63、第4相对磁铁部64和第5相对磁铁部65作为I个磁铁进行着磁，但是，也可以采用分别分体构成或一部分分体构成的磁铁。通过分体构成，加工变得简单，能够简单地以低成本制作。此外，也可以分别根据缺口的体积而使第I线圈41、第2线圈42和第3线圈43的匝数变化。
[0085]另外，将各磁铁固定在基台部10和磁铁支承部50上的方法可采用粘接剂、螺钉紧固或铆接等，没有特别的限定。在本实施方式中，作为一例，通过粘接剂将各磁铁固定在基台部10和磁铁支承部50上。
[0086]图8是示出本实施方式的组装后的像抖动校正装置I的动作的图，图9是对图8的局部进行放大后的图。另外，在图8中，为了容易观察可动部30的运动，省略磁铁支承部50，在图9中，仅示出第I磁铁部21、第2磁铁部22和可动主体部31。
[0087]例如，如图8所示，假设可动部30相对于基台部10在箭头C的方向上运动。于是，如图9所示，可动主体31向第I磁铁部21和第2磁铁部22的方向靠近。如果在第2磁铁部22的Y方向的长度和第I磁铁部21的Y方向的长度相同的情况下，则可动主体31和第2磁铁部22会产生干扰。
[0088]因此，通过将第2磁铁部22的Y方向的长度形成为比第I磁铁部21的Y方向的长度短而形成的缺口，来形成第I空间101a，由此，能够避免可动主体31和第2磁铁部22之间的干扰，能够实现装置的小型化。另外，如果将作为缺口的第I空间1la和第2空间1lb设置在基台部10或可动部30的中心方向侧，则能够进一步实现装置的小型化。此外，如果将缺口配置在至少一部分与可动部30的通过音圈电机70移动的可动范围重叠的位置，则能够进一步实现装置的小型化。
[0089]另外，通过对其他磁铁部也设置缺口，能够避免可动主体31与磁铁部或磁铁部与其他部件之间的干扰，能够不缩小可动部30的可动范围而实现装置的小型化。
[0090]在本实施方式中，采用在基台部10和磁铁支承部50双方具有永久磁铁组的结构进行了说明，但是，只要输出使可动部30能够进行动作的输出即可，也可以采用仅在一方具有永久磁铁组的结构。
[0091]接着，对本实施方式的像抖动校正装置I的可动部的控制进行说明。
[0092]图10是本实施方式的像抖动校正装置I的可动部30的概略图。
[0093]如图10所示，本实施方式的像抖动校正装置I通过使作为第I施力部的第IX方向音圈电机71和作为第2施力部的第2X方向音圈电机72工作来对可动部30施加力，能够使可动部30在X方向上移动，通过使作为第3施力部的Y方向音圈电机73工作来对可动部30施加力，能够使可动部30在Y方向上移动。另外，作为第I施力部、第2施力部和第3施力部，不限于音圈电机，也可以是产生驱动力的其他的致动器等。
[0094]例如，在对第IX方向音圈电机71和第2X方向音圈电机72进行了定位驱动的状态下，通过对Y方向音圈电机73提供驱动量指示并使其工作，进行向Y方向的平移驱动。此夕卜，在对Y方向音圈电机73进行了定位驱动的状态下,通过对第IX方向音圈电机71和第2X方向音圈电机72提供相等的驱动量指示并使其工作，进行X方向的平移运动。此外，通过对第IX方向音圈电机71及第2X方向音圈电机72、与Y方向音圈电机73提供不同驱动量指示并使其工作，进行旋转运动。
[0095]另外，分别与各音圈电机71、72、73对应的作为位置取得部的霍尔元件34分别配置在可动部30的附近，能够检测各音圈电机71、72、73的位置，例如相对于第I线圈41、第2线圈42和第3线圈43的通常状态的各自的移动位置。
[0096]图11是示出本实施方式的霍尔元件与重心之间的关系的图。
[0097]在本实施方式中，霍尔元件34和重心位置G被配置成图11所示的关系。如图10所示，可动部30通过各音圈电机71、72、73而受到驱动力。例如，如本结构那样，在Y方向音圈电机73施加给可动部30的作用力的矢量的直线上不存在可动部30的重心位置G、并且作用力朝向与可动部30的重心位置不同的方向的情况下，当Y方向音圈电机73对可动部30施加力时，除了向Y方向的平移力以外，还会产生绕重心的旋转力和向X方向的平移力。旋转力和向X方向的平移力是不需要的力的成分，通过单纯地对第IX方向音圈电机71和第2X方向音圈电机72进行反馈控制，能够降低这些力的成分。然而，旋转力和向X方向的平移力成为始终对第IX方向音圈电机71和第2X方向音圈电机72产生干扰因素的状态，如果保持这种状态，则位置控制的精度可能降低。
[0098]因此，在本实施方式中，以能够进一步降低各音圈电机71、72、73对可动部30施加力时的旋转力和向其他轴的平移力的方式，控制各音圈电机71、72、73。
[0099]另外，各音圈电机71、72、73构成为朝向与可动部30的重心位置G不同的方向施加作用力，由此，小型且设计自由度提高，有助于小型化。此外，通过使至少2个音圈电机平行地施加作用力，能够高速地运算可动部30的准确位置，并且能够减小对运算的负荷。
[0100]图12是示出本实施方式的像抖动校正装置I的控制模块的图。
[0101]像抖动校正装置I的控制模块具有校正部2、控制部3、音圈电机70。
[0102]首先，从未图示的第I指示部向第IX方向音圈电机71输入指示移位位置的第I驱动信号rxl。于是，通过第I偏差计算部计算第I驱动信号rxl与第IX方向音圈电机71的当前位置Xlptjs的差值即作为第I偏差的第IX方向偏差exl。即构成反馈控制。
[0103]同样，从未图示的第2指示部向第2X方向音圈电机72输入指示移位位置的第2驱动信号rx2。于是，通过第2偏差计算部计算第2驱动信号rx2与第2X方向音圈电机72的当前位置X2P()S的差值即作为第2偏差的第2X方向偏差ex2。即构成反馈控制。
[0104]进而，从未图示的第3指示部向Y方向音圈电机73输入指示移位位置的第3驱动信号ry。于是，通过第3偏差计算部计算第3驱动信号ry与Y方向音圈电机73的当前位置Yptjs的差值即作为第3偏差的Y方向偏差exl。即构成反馈控制。
[0105]校正部2被输入第IX方向偏差exl，将第I偏差与第2偏差的差值乘以第I校正系数Rkxl，将相乘得到的值与第IX方向偏差exl相加，输出相加得到的值作为第I校正输出信号r’xl。此外，校正部2被输入第2X方向偏差ex2，将第I偏差与第2偏差的差值乘以第2校正系数Rkx2，将相乘得到的值与第2X方向偏差ex2相加，输出相加得到的值作为第2校正输出信号r’x2。此外，校正部2被输入Y方向偏差ey，将第I偏差与第2偏差的差值乘以第3校正系数Rky，将相乘得到的值与Y方向偏差ey相加，输出相加得到的值作为第3校正输出信号r’ y。
[0106]控制部3被输入第I校正输出信号r’xl，通过第IX方向的IIR滤波器等进行相位补偿、增益相乘处理等，输出第IX方向滤波器输出Ixl。此外，控制部3被输入第2校正输出信号r’x2，通过第2X方向的IIR滤波器等进行相位补偿、增益相乘处理等，输出第2滤波器输出Ix2。此外，控制部3被输入第3校正输出信号r’y，通过Y方向的IIR滤波器等进行相位补偿、增益相乘处理等，输出Y方向滤波器输出Iy。
[0107]音圈电机70通过来自控制部3的第IX方向输出Ixl来驱动第IX方向音圈电机71 (Pxl)。此外，音圈电机70通过来自校正部2的第2X方向输出Ix2来驱动第2X方向音圈电机72 (Px2)。此外，音圈电机70通过来自校正部2的Y方向输出Iy来驱动Y方向音圈电机 73 (Py)。
[0108]这里，对在校正部2中进行相乘的第I校正系数Rkxl、第2校正系数Rkx2以及第3校正系数Rky的计算方法进行说明。
[0109]在图11所示的霍尔元件34的配置中，将从重心位置到第I霍尔元件34a的距离设为Rxl、从重心位置到第2霍尔元件34b的距离设为Rx2、从重心位置到第3霍尔元件34c的距离设为Ry时，将从旋转系的基准点起的第I霍尔元件34a的运动设为ΛHxl、从旋转系的基准点起的第2霍尔元件34b的运动设为AHx2、从旋转系的基准点起的第3霍尔元件34c的运动设为ΛHy，则ΛΗχ1、ΛΗχ2、ΛHy分别由以下的式⑴?(3)表示。
[0110]AHxl = RxlSin ( θ χ「Θ rJ-RxlSin ( θ χ1)...⑴
[0111 ] Δ Hx2 = Rx2Sin ( θ χ2+ Θ rot) -Rx2sin ( θ x2)...(2)
[0112]Δ Hy = Rysin ( Θ y+ Θ rot) -Rx2sin ( Θ y)...(3)
[0113]这里，设为0rot= (_AHxl+AHx2)/(Rxl+Rx2)，则对三角函数进行近似后，式⑴?
(3)能够变形为以下的式(4)?(6)。
[0114]Δ Hxl = -Rxl Χ(-Δ Hxl+ Δ Hx2) / (Rxl+Rx2)...(4)
[0115]Δ Hx2 = Rx2 X (- Δ Hxl+ Δ Hx2) / (Rxl+Rx2)...(5)
[0116]Λ Hy = Ry X (- Λ Hxl+ Δ Hx2) / (Rxl+Rx2)...(6)
[0117]因此，第I校正系数Rkxl、第2校正系数Rkx2以及第3校正系数Rky成为以下的式(7)?(9)。
[0118]Rkxl =-Rxl/(Rx1+Rx2)...(7)
[0119]Rkx2 = Rx2/ (Rx1+Rx2)...(8)
[0120]Rky = Ry/(Rxl+Rx2)...(9)
[0121]这样，通过利用第I校正系数Rkxl、第2校正系数Rkx2以及第3校正系数Rky对向第IX方向音圈电机71输出的信号、向第2X方向音圈电机72输出的信号以及向Y方向音圈电机73输出的信号进行校正，由此能够抑制不需要的旋转，始终处理为准确的位置。
[0122]图13是示出本实施方式的像抖动校正装置I的流程图的图。
[0123]本实施方式的像抖动校正装置I的移动部件的控制为，首先在步骤I中取得驱动目标位置X、Y、Θ (STl)。
[0124]接着，在步骤2中，将驱动目标位置Χ、Υ、Θ转换为Xl方向、Χ2方向和Y方向的各轴的平移驱动量rxl、rx2、ry (ST2)。
[0125]接着，在步骤3中，分别通过第I霍尔元件34a、第2霍尔元件34b以及第3霍尔元件34c取得各轴的当前位置X1PQS、X2pqs、Ypqs (ST3)。
[0126]接着，在步骤4中，根据在步骤2中取得的各轴的平移驱动量rxl、rx2、ry，求出与在步骤3中取得的各轴的当前位置Xlres、X2P0S,YP0S的差值，计算各轴的偏差ey、exl、ex2 (ST4)。
[0127]接着，在步骤5中，在校正部2中计算Xl方向、X2方向的偏差的差(ex2_exl) (ST5)
[0128]接着，在步骤6中，在校正部2中，将Xl方向、X2方向的偏差的差(ex2_exl)与第I校正系数Rkxl相乘得到的第I校正值Rkxl (ex2-exl)与第IX方向的偏差exl相加，作为第IX方向校正输出r’xl，将Xl方向、X2方向的偏差的差(ex2-exl)与第2校正系数Rkx2相乘得到的第2校正值Rkx2 (ex2-exl)与第2X方向的偏差ex2相加，作为第2X方向校正输出r’ x2，将Xl方向、X2方向的偏差的差(ex2_exl)与第3校正系数Rky相乘得到的第3校正值Rky (ex2_exl)与Y方向的偏差ey相加，作为Y方向校正输出r’ y(ST6)。
[0129]接着，在步骤7中，在控制部3中运算各轴的控制滤波器输出Ixl、Ix2、Iy(ST7)
[0130]接着，在步骤8中，根据运算结果对各轴的音圈电机70进行驱动(ST8)。
[0131]通过这样的可动部件控制，小型且设计自由度高，能够以使可动部30相对于基台部10迅速准确地移位的方式进行控制。
[0132]此外，以上那样的本实施方式的像抖动校正装置能够用于电子摄影装置特别是数字相机或摄像机等。以下举例示出该实施方式。
[0133]图14是具有本实施方式的像抖动校正装置的拍摄装置的图，图15是示出拍摄装置内的像抖动校正装置等的图。
[0134]如图14和图15所示，作为具有本发明的一个实施方式的像抖动校正装置I的拍摄装置的数字相机80由相机机身81、具有以可更换的方式安装在相机机身81上的摄影镜头L的镜头单兀82构成。
[0135]另外，在以下的说明中，用“O”表示从摄影镜头L入射到相机机身81的入射光轴，相对于入射光轴O方向将被摄体侧作为前方(前面侧)，将成像侧作为后方(背面侧)。此夕卜，将在与光轴O正交的方向中，在通常的拍摄状态下从前方观察到的左右方向作为第I方向即X方向，将上下方向作为第2方向即Y方向。作为第I方向的X方向和作为第2方向的Y方向对应于像抖动校正装置I中的作为第I方向的X方向和作为第2方向的Y方向。
[0136]照相机机身81具有兼作为照相机主体的外装体83，该外装体83收纳构成数字相机80的部件，在入射光轴O上的前侧位置处具有用于更换自如地安装镜头单元82的环状的安装部84。并且，在外装体83上，在从前方观察的左侧设有在拍摄时由操作者的右手保持的未图示的握持部。在该握持部的顶部配置有释放按钮等未图示的各种开关、按钮类。
[0137]进而，照机机身81具有在外装体83的内部收纳电池91的电池收纳室92。并且，在电池收纳室92的后方配设有电路基板等(未图示)，该电路基板搭载了用于进行相机整体控制和图像处理、压缩处理、数据存储处理等的控制电路、SDRAM等存储器、电源电路等。并且，在相机机身81中内置有利用例如陀螺仪传感器等的该相机机身81的抖动状态检测装置(未图示)。
[0138]进而，如图14和图15所示，相机机身81在外装体83的背面侧具有液晶面板86，该液晶面板86具有面板显示窗85。该液晶面板86是TFT (Thin Film Transistor:薄膜晶体管)类型的矩形状显示面板，除了显示所拍摄的图像以外，还显示各种设定/调整事项等的各种信息作为图像。并且，在外装体83的顶部配置有用于安装光学取景器、电子取景器、外置闪光灯、或者麦克风等的热靴87。
[0139]如图14所示，在相机机身81的外装体83内配设有焦平面快门88和摄像单元89。摄像单元89具有像抖动防止装置I，像抖动防止装置I以使作为CXD或CMOS传感器等的摄像元件36能够在XY平面上移位的方式支承摄像元件36，并将音圈电机作为致动器。该像抖动防止装置I根据来自上述抖动检测装置的抖动信号进行动作，以抵消检测到的抖动方向的力。摄像元件36具有矩形的受光面，以受光面的长边沿着X方向的方式配设。并且，在外装体83的底面部设有三脚架螺丝部90。
[0140]图16是三脚架螺丝部周边的放大图。
[0141]在数字相机80中具有像抖动校正装置I时，像抖动校正装置I与三脚架螺丝部90干扰的情况下，如图20所示，通过使第4磁铁部64和第5磁铁部65在X方向上的长度不同，能够将三脚架螺丝部90收纳在第5空间103a内。
[0142]这样，在数字相机80具有像抖动校正装置I时，数字相机80内的部件与像抖动校正装置I干扰的情况下，使磁铁部的长度不同而形成缺口，并在该缺口中配置部件，由此，能够避免数字相机80内的部件与像抖动校正装置I的干扰，能够实现数字相机80的小型化。
[0143]图17是示出本实施方式的数字相机80的主要部分的内部电路的框图。另外，在以下的说明中，处理单元例如由⑶S/ADC部124、临时存储存储器117、图像处理部118等构成，存储单元由存储介质部等构成。
[0144]如图17所示，数字相机80具有操作部112、与该操作部112连接的控制部113、经由总线114和115与该控制部113的控制信号输出端口连接的摄像驱动电路116和临时存储存储器117、图像处理部118、存储介质部119、显示部120以及设定信息存储存储器部121。
[0145]上述的临时存储存储器117、图像处理部118、存储介质部119、显示部120以及设定信息存储存储器部121能够经由总线122相互进行数据的输入、输出。此外，摄像驱动电路116上连接有摄像元件36和⑶S/ADC部124。
[0146]操作部112具有各种输入按钮和开关，将经由这些输入按钮和开关从外部(相机使用者)输入的事件信息通知给控制部113。控制部113例如是由CPU等构成的中央运算处理装置，内置未图示的程序存储器，根据程序存储器中存储的程序，控制数字相机80整体。
[0147](XD等摄像元件36是如下的摄像元件:该摄像元件由摄像驱动电路116进行驱动控制，将经由摄影光学系统111形成的物体像的每个像素的光量转换为电气信号，并将其输出到CDS/ADC部124。
[0148]⑶S/ADC部124是如下的电路:该电路对从摄像元件36输入的电信号进行放大，并且进行模拟/数字转换，将进行了该放大和数字转换后的影像原始数据(拜耳数据，以下称为RAW数据。)输出到临时存储存储器117。
[0149]临时存储存储器117例如是由SDRAM等构成的缓存，是临时存储从⑶S/ADC部124输出的RAW数据的存储器装置。图像处理部118是如下的电路:该电路读出临时存储存储器117中存储的RAW数据或者存储介质部119中存储的RAW数据，根据由控制部113指定的画质参数，以电子方式进行包括畸变校正在内的各种图像处理。
[0150]存储介质部119例如以装卸自如的方式安装由闪存等构成的卡型或棒(stick)型存储介质，在这些闪存中记录并保持从临时存储器117转送的RAW数据、在图像处理部118中进行图像处理后的图像数据。
[0151]显示部120由液晶显示监视器等构成，显示所拍摄的RAW数据、图像数据和操作菜单等。在设定信息存储器部121中具有预先存储有各种画质参数的ROM部、以及存储通过操作部112的输入操作而从ROM部中读出的画质参数的RAM部。
[0152]这样构成的数字相机80通过采用本发明的镜头系统作为摄影光学系统141，能够成为小型且适合于动态图像拍摄的拍摄装置。
[0153]另外，本发明不由该实施方式限定。即，虽然在对实施方式进行说明时为了例示而包含大量特定的详细内容，但是，如果是本领域技术人员，则能够理解到，即使对这些详细内容追加各种变化和变更，也不会超出本发明的范围。因此，以对于请求授权的发明不会丧失一般性且不进行任何限定的方式，叙述了本发明的例示的实施方式。
[0154]例如，在本实施方式中，采用对具有摄像元件36的可动部30进行可动控制的结构进行了说明，但是，也可以是将镜头单元82作为可动部进行可动控制的结构。此外，还能够应用与打印头等进行平移移动的部件。
[0155]标号说明
[0156]I…像抖动校正装置(可动部件控制装置)
[0157]10…基台部(基础部)
[0158]11…基台主体
[0159]12a、12b…贯通支承孔
[0160]13a、13b…第I弹簧支承部
[0161]15a、15b…螺旋弹簧
[0162]20...第I永久磁铁组(永久磁铁)
[0163]21...第I磁铁部(第I永久磁铁)
[0164]22…第2磁铁部(第I永久磁铁)
[0165]23…第3磁铁部(第2永久磁铁)
[0166]24…第4磁铁部(第2永久磁铁，第3永久磁铁)
[0167]25…第5磁铁部(第3永久磁铁)
[0168]30…可动部
[0169]31…可动主体
[0170]32…线圈收纳部
[0171]33a、33b…第2弹簧支承部
[0172]34…霍尔元件(位置取得部)
[0173]35…温度传感器
[0174]36…摄像元件
[0175]37…滤波器组
[0176]37a…超声滤波器
[0177]37b…红外线截止滤波器
[0178]38…电气元件
[0179]40…线圈组
[0180]41…第I线圈
[0181]42…第2线圈
[0182]43…第3线圈
[0183]50…磁铁支承部
[0184]51…支承主体
[0185]52a、52b…贯通螺纹孔
[0186]60...第2永久磁铁组(永久磁铁)
[0187]61…第I相对磁铁部
[0188]62…第2相对磁铁部
[0189]63…第3相对磁铁部
[0190]64…第4相对磁铁部
[0191]65…第5相对磁铁部
[0192]70…音圈电机
[0193]71...第IX方向音圈电机(第I施力部，第I音圈电机)
[0194]72...第2X方向音圈电机(第2施力部，第2音圈电机)
[0195]73…Y方向音圈电机(第3施力部,第3音圈电机)
[0196]80...数字相机(拍摄装置)
[0197]81…相机机身
[0198]82…镜头单元
[0199]83…外装体
[0200]84…安装部
[0201]85…面板显示窗
[0202]86…液晶面板
[0203]87…热靴
[0204]88…焦平面快门
[0205]89…摄像单元
[0206]90…三脚架螺丝部
[0207]91…电池
[0208]92…电池收纳室
[0209]1la…第I空间(缺口)
[0210]1lb…第2空间(缺口)
[0211]102a...第 3 空间(缺口)
[0212]102b…第4空间(缺口)
[0213]103a…第5空间(缺口)
[0214]103b…第6空间(缺口 )
[0215]111…摄影光学系统
[0216]112…操作部
[0217]113…控制部
[0218]114，115 …总线
[0219]116…摄像驱动电路
[0220]117…临时存储存储器
[0221]118…图像处理部
[0222]119…存储介质部
[0223]120…显示部
[0224]121…设定信息存储存储器部
[0225]122…总线
[0226]124…CDS/ADC 部
【权利要求】
1.一种可动部件控制装置，其特征在于，具有: 基础部； 能够相对于所述基础部相对地移动的可动部； 对所述可动部施加作用力的第I施力部； 对所述可动部施加作用力的第2施力部； 对所述第I施力部指示移位位置的第I指示部； 对所述第2施力部指示移位位置的第2指示部； 取得所述第I施力部的实际位置的第I位置取得部； 取得所述第2施力部的实际位置的第2位置取得部； 第I偏差计算部，其计算由所述第I指示部指示的移位位置与由所述第I位置取得部取得的实际位置之间的第I偏差； 第2偏差计算部，其计算由所述第2指示部指示的移位位置与由所述第2位置取得部取得的实际位置之间的第2偏差； 校正部，其输出根据所述第I偏差和所述第2偏差的差值而分别对所述第I偏差和所述第2偏差进行校正后得到的第I校正信号和第2校正信号；以及 控制部，其输入所述第I校正信号和所述第2校正信号，分别控制所述第I施力部和所述第2施力部的作用力。
2.根据权利要求1所述的可动部件控制装置，其特征在于， 所述第I施力部和所述第2施力部朝向与所述可动部的重心位置不同的方向施加作用力。
3.根据权利要求1或2所述的可动部件控制装置，其特征在于， 所述第I施力部和所述第2施力部平行地施加作用力。
4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的可动部件控制装置，其特征在于， 所述校正部将所述第I偏差与所述第2偏差之间的差值乘以规定的第I校正系数后与所述第I偏差相加，作为所述第I校正信号， 所述校正部将所述第I偏差与所述第2偏差之间的差值乘以规定的第2校正系数后与所述第2偏差相加，作为所述第2校正信号。
5.根据权利要求4所述的可动部件控制装置，其特征在于， 所述第I校正系数和所述第2校正系数由以下的式(A)、(B)表示，
Rkxl = -Rxl/ (Rx1+Rx2)...(A)
Rkx2 = Rx2/ (Rx1+Rx2)...(B) 其中， Rkxl是第I校正系数， Rkx2是第2校正系数， Rxl是从所述可动部的重心到所述第I位置取得部的距离， Rx2是从所述可动部的重心到所述第2位置取得部的距离。
6.根据权利要求1至5中的任意一项所述的可动部件控制装置，其特征在于， 所述基础部分别包含第I永久磁铁和第2永久磁铁， 所述可动部在与所述第I永久磁铁相对的位置处设置有第I线圈，在与所述第2永久磁铁相对的位置处设置有第2线圈， 所述第I永久磁铁和所述第I线圈构成作为所述第I施力部的第I音圈电机， 所述第2永久磁铁和所述第2线圈构成作为所述第2施力部的第2音圈电机。
7.根据权利要求1至6中的任意一项所述的可动部件控制装置，其特征在于， 所述可动部件控制装置具有: 第3施力部，其在与所述第I施力部和所述第2施力部不同的方向上对所述可动部施加作用力； 第3指示部，其对所述第3施力部指示位置； 第3位置取得部，其取得所述第3施力部的实际位置； 第3偏差计算部，其计算由所述第3指示部指示的移位位置与由所述第3位置取得部取得的实际位置之间的第3偏差， 所述校正部输出根据所述第I偏差与所述第2偏差之间的差值而对所述第3偏差进行校正后得到的第3校正信号， 所述控制部输入所述第3校正信号，分别控制所述第3施力部的作用力。
8.根据权利要求7所述的可动部件控制装置，其特征在于， 所述第3施力部朝向与所述可动部的重心位置不同的方向施加作用力。
9.根据权利要求7或8所述的可动部件控制装置，其特征在于， 所述第3施力部在与所述第I施力部和所述第2施力部不同的方向上施加作用力。
10.根据权利要求7至9中的任意一项所述的可动部件控制装置，其特征在于， 所述第3施力部在与所述第I施力部和所述第2施力部垂直的方向上施加作用力。
11.根据权利要求7至10中的任意一项所述的可动部件控制装置，其特征在于， 所述校正部将所述第I偏差与所述第2偏差之间的差值乘以规定的第3校正系数后与所述第3偏差相加。
12.根据权利要求11所述的可动部件控制装置，其特征在于， 所述第3校正系数由以下的式(C)表示，
Rky = Ry/(Rxl+Rx2)...(C) 其中， Rky是第3校正系数， Ry是从所述可动部的重心到所述第3位置取得部的距离。
13.根据权利要求7至12中的任意一项所述的可动部件控制装置，其特征在于， 所述基础部包含第3永久磁铁， 所述可动部在与所述第3永久磁铁相对的位置处设置有第3线圈， 所述第3永久磁铁和所述第3线圈构成作为所述第3施力部的第3音圈电机。
14.一种拍摄装置，其特征在于，具有: 权利要求1至权利要求13中的任意一项所述的所述可动部件控制装置； 摄像元件，其被设置于所述可动部，对光进行光电转换；以及 机身，其具有所述可动部件控制装置。
【文档编号】G03B5/00GK104204936SQ201380015366
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2013年1月9日 优先权日:2012年3月28日
【发明者】下山真雅, 石川隆志, 西原林太郎 申请人:奥林巴斯株式会社