透镜驱动装置以及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种被用于数字照相机等的透镜驱动装置以及方法。
【背景技术】
[0002]数字照相机、摄像机等为了聚焦和变焦，设置有透镜驱动装置。作为该透镜驱动装置的电动机，存在使用由磁铁、磁轭、和线圈构成的音圈电动机，实现高速化的电动机。在该音圈电动机中，通过将电流流过线圈，将电磁力作为推力，使得线圈在磁轭上移动。若将线圈与透镜一体地安装，则能够将透镜与线圈一起移动。作为透镜，例如有聚焦透镜和变倍透镜等。聚焦透镜通过移动来调节被摄体像的焦点。变倍透镜例如被设置在变焦透镜，对被摄体像的远近倍率进行调节。这样，通过将音圈电动机用于透镜驱动装置，从而也可谋求数字照相机、摄像机等的小型化、透镜驱动时的静音化。
[0003]在专利文献I中，相对于保持透镜的线圈，将具有磁铁的2个磁轭配置在相对的位置，在这2个磁轭之间将磁传感器配置为位置检测单元。由此，减少漏磁通对磁传感器的影响。此外，在专利文献2中，拍摄元件的4个边中，按照在光轴方向与至少相邻的2边平行的方式分别配置2个磁轭，构成2个驱动用磁电路。以光轴方向为基准，向一个驱动用磁电路所具有的线圈的通电方向与向另一个线圈的通电方向反转，并且使一个磁铁的拍摄元件侧的极性与另一个磁铁的拍摄元件侧的极性相反，防止拍摄元件磁化。
[0004]在先技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本特开平10-225083号公报
[0007]专利文献2:日本特开2011-123432号公报
【发明内容】
[0008]-发明要解决的课题-
[0009]但是，已知磁铁的磁通密度随着周围的温度变化、经年变化而变化。因此，在将一定驱动电流流过线圈的情况下，产生的电磁力的大小可能由于周围的温度、时间的经过而不同。若电磁力的大小产生偏差，则以电磁力为推力而移动的透镜的移动速度也产生偏差，不能稳定地驱动透镜。在如专利文献I以及2的透镜驱动方法那样，驱动对象为聚焦透镜或变倍透镜的情况下，焦点、拍摄倍率的调整速度产生偏差，给拍摄者带来不适感。
[0010]此外，已知为了透镜驱动，使线圈沿着在光轴方向延伸的磁铁移动时，光轴方向上的磁铁的两端附近的线圈从磁铁受到的磁通密度比光轴方向上的磁铁的中央附近的磁通密度小。因此，在一定驱动电流流过线圈的情况下，在磁铁的两端附近产生的电磁力比在磁铁的中央附近产生的电磁力小。其结果，与线圈一起沿着磁铁移动的透镜的移动速度是，相比于磁铁的中央附近，两端附近变慢。对于该问题，通过将线圈的移动范围仅限制在磁铁的中央附近，能够抑制透镜的移动速度的变动。但是，为了数字照相机、摄像机等的小型化，在仅使用磁铁的中央附近的情况下是浪费的，需要有效利用到两端附近。由此，要求即使在线圈的移动范围不仅为磁铁的中央附近，还扩展到两端附近的情况下，也使透镜的移动速度稳定。
[0011]本发明的目的在于，提供一种对透镜移动时的速度变动进行抑制，不给拍摄者带来不适感的透镜驱动装置以及方法。
[0012]-解决课题的手段-
[0013]为了实现上述目的，本发明的透镜驱动装置具备:保持透镜并能够在光轴方向移动的透镜框、音圈电动机、位置检测部、第I存储表、和控制部。音圈电动机具有:在透镜的光轴方向延伸的磁铁、和配置在磁铁的磁场内并且安装有透镜框的线圈。若电流流过线圈，则通过产生的电磁力，线圈与透镜框一体地在光轴方向移动。位置检测部检测相对于磁铁的线圈的光轴方向位置。第I存储表按每个线圈位置来存储对光轴方向上的磁铁的磁通密度分布中的降低部分进行补偿的第I修正系数。控制部使用与通过位置检测部检测出的线圈位置对应地从第I存储表读取出的第I修正系数，对流过线圈的电流进行控制。
[0014]另外，优选具备温度测定部和第2存储表。温度测定部对磁铁的周边的温度进行测定。第2存储表按每个温度来存储第2修正系数。第2修正系数对根据温度的变化而变化的磁通密度分布中的降低部分进行补偿。控制部使用与通过温度测定部测定出的温度对应地从第2存储表读取出的第2修正系数，控制电流。
[0015]此外，优选具备经过时间测量部和第3存储表。经过时间测定部测量经过时间。第3存储表按每个经过时间来存储第3修正系数。第3修正系数对根据时间的经过而变化的磁通密度分布中的降低部分进行补偿。控制部使用与通过经过时间测量部测量出的经过时间对应地从第3存储表读取出的第3修正系数，控制电流。
[0016]优选具备初始磁通密度存储部、磁通密度测定部、磁通密度比率计算部、和系数修正部。初始磁通密度存储部将磁铁的基准位置中的磁通密度存储为初始磁通密度。磁通密度测定部对磁铁的基准位置处的磁通密度进行测定。磁通密度比率计算部求出初始磁通密度与通过磁通密度测定部测定出的测定磁通密度的比率、即磁通密度比率。系数修正部使用磁通密度比率，按每个线圈位置来修正存储在第I存储表中的第I修正系数。磁通密度测定部优选通过电源接通来测定测定磁通密度。
[0017]此外，优选具备磁通密度测定部和第I更新部。磁通密度测定部每经过一定时间，对测定磁通密度进行测定。第I更新部使用通过磁通密度比率而被修正的新的第I修正系数，按每个线圈位置来更新第I存储表。
[0018]优选具备基准速度存储部、移动时间测量部、移动速度计算部、速度比率计算部、和第5存储表。基准速度存储部按照将线圈的移动范围分割为多个的每个区间，对线圈中流过一定电流时的线圈的基准移动速度进行存储。移动时间测量部将电流流过线圈从而使其在移动范围往复，按每个区间来测量线圈的移动时间。移动速度计算部根据区间的长度以及移动时间，按每个区间来求出线圈的移动速度。速度比率计算部按每个区间来求出基准移动速度与来自移动速度计算部的移动速度的比率、即速度比率。第5存储表按每个区间来存储速度比率。控制部基于通过位置检测部检测出的线圈位置来从第I存储表读取第I修正系数。接下来，基于包含线圈位置的区间来从第5存储表读取速度比率。然后，利用速度比率来修正第I修正系数，使用该被修正的第I修正系数来控制电流。此外，也可以取代第5存储表，而具备第2更新部。第2更新部使用每经过一定时间而求出的磁通密度比率，来求出修正后的第I修正系数。然后，通过利用修正后的第I修正系数来改写被存储在第I存储表33中的第I修正系数，从而进行更新。此外，移动时间测量部优选通过电源接通来使线圈往复并按每个区间来测量移动时间。
[0019]优选具备角度检测部和第4存储表。角度检测部对收容透镜框的透镜镜筒的仰俯角进行检测。第4存储表按每个仰俯角来存储对根据仰俯角而变化的电磁力的降低部分进行补偿的第4修正系数。控制部使用与通过角度检测部检测出的仰俯角对应地从第4存储表读取出的第4修正系数，控制电流。
[0020]本发明的透镜驱动方法使用具有在透镜的光轴方向延伸的磁铁、配置在磁铁的磁场内并且安装有保持透镜的透镜框的线圈的音圈电动机，对流过线圈的电流进行控制，将线圈与透镜框一体地在光轴方向移动，该透镜驱动方法包括:线圈位置检测步骤、第I修正系数获取步骤、和通过第I修正系数来修正流过线圈的电流的控制步骤。线圈位置检测步骤检测相对于磁铁的光轴方向上的线圈位置。第I修正系数获取步骤从按照每个线圈位置存储对光轴方向上的磁铁的磁通密度分布中的降低部分进行补偿的第I修正系数的第I存储表中，取得与通过位置检测步骤检测出的线圈位置对应的第I修正系数。
[0021]此外，优选包括温度测定步骤、和第2修正系数获取步骤。温度测定步骤对磁铁的周边的温度进行测定。第2修正系数获取步骤从按照每个温度存储对根据温度的变化而变化的磁通密度分布中的降低部分进行补偿的第2修正系数的第2存储表中，取得与通过温度测定步骤测定出的温度对应的第2修正系数。控制步骤利用通过第2修正系数获取步骤所取得的第2修正系数来修正流过线圈的电流。
[0022]此外，优选包括经过时间测量步骤和第3修正系数获取步骤。经过时间测量步骤测量经过时间。第3修正系数获取步骤从按照每个经过时间来存储对根据时间的经过而变化的磁通密度分布中的降低部分进行补偿的第3修正系数的第3存储表，取得与通过经过时间测量步骤测量出的经过时间对应的第3修正系数。控制步骤利用通过第3修正系数获取步骤所取得的第3修正系数来修正流过线圈的电流。
[0023]此外，优选包括磁通密度测定步骤、磁通密度比率获取步骤、和系数修正步骤。磁通密度测定步骤测定磁铁的磁通密度。磁通密度比获取步骤取得预先存储的磁铁的初始磁通密度与通过磁通密度测定步骤来测定出的测定磁通密度的比率、即磁通密度比率。系数修正步骤利用磁通密度比率，按每个线圈位置来修正第I修正系数。
[0024]此外，优选具备移动速度计算步骤、速度比率计算步骤、和存储步骤。移动速度计算步骤将电流流过线圈从而使其在线圈的移动范围进行往复，基于将移动范围分割为多个的每个区间的线圈的移动时间以及区间的长度，按每个区间来求出线圈的移动速度。速度比率计算步骤按每个区间来求出速度比率，该速度比率是按每个区间将一定电流流过线圈时的线圈的基准移动速度与来自移动速度计算步骤的移动速度的比率。存储步骤按照每个区间存储速度比率作为第5存储表。控制步骤利用与包含所述线圈位置的所述区间对应地从所述第5存储表读取出的所述速度比率，修正与通过所述位置检测步骤检测出的所述线圈位置对应地从所述第I存储表读取出的所述第I修正系数，来控制电流。
[0025]此外，优选包含移动速度计算步骤、速度比率计算步骤、和第2更新步骤。移动速度计算步骤将电流流过线圈从而使其在线圈的移动范围往复，基于将移动范围分割为多个的每个区间的线圈的移动时间以及区间的长度，按每个区间来求出线圈的移动速度。速度比率计算步骤按每个区间来求出速度比率，该速度比率是按照每个区间来将一定电流流过线圈时的线圈的基准移动速度与来自移动速度计算步骤的移动速度的比率。第2更新步骤利用与包含通过位置检测部来检测出的线圈位置的区间对应的速度比率，按照每个区间来更新被存储在第I存储表中的第I修正系数。
[0026]此外，优选包含:角度检测步骤和存储步骤。角度检测步骤对收容透镜框的透镜镜筒的仰俯角进行检测。存储步骤按照每个仰俯角来将对根据仰俯角而变化的电磁力的降低部分进行补偿的第4修正系数存储为第4存储表。控制步骤使用与通过角度检测部来检测出的仰俯角对应地从第4存储表读取出的第4修正系数，控制电流。
[0027]-发明效果-
[0028]根据本发明，通过根据磁铁的磁通密度的偏差、温度变化、经年变化等来控制流向线圈的电流，从而能够抑制透镜移动时的速度变动。
【附图说明】
[0029]图1是表示本发明的透镜驱动装置的概况结构的立体图。
[0030]图2是相当于图1中的I1-1I线的截面图。
[0031]图3是表示透镜驱动装置的电结构的框图。
[0032]图4是表示线圈位置与磁通密度的关系的图表。
[0033]图5是表示按照每个线圈位置来表示磁通密度与第I修正系数的关系的图表。
[0034]图6是表示透镜的驱动顺序的前半段的流程图。
[0035]图7是表示透镜的驱动顺序的后半段的流程图。
[0036]图8是表示第2实施方式的透镜驱动装置的电结构的框图。
[0037]图9是按照每个温度来表示磁通密度与第2修正系数的关系的图表。
[0038]图10是表示第2实施方式中的透镜的驱动顺序的前半段的流程图。
[0039]图11是表示透镜的驱动顺序的后半段的流程图。
[0040]图12是表示第3实施方式的透镜驱动装置的电结构的框图。
[0041]图13是表示按照每个经过时间来表示磁通密度与第3修正系数的关系的图表。
[0042]图14是表示第3实施方式中的透镜的驱动顺序的前半段的流程图。
[0043]图15是表示透镜的驱动顺序的后半段的流程图。
[0044]图16是表示第4实施方式的透镜驱动装置的电结构的框图。
[0045]图17是表示线圈位置与磁通密度的关系的图表。
[0046]图18是对基于磁通密度比率的第I修正系数的修正进行说明的图表。
[0047]图19是表示第4实施方式中的透镜的驱动顺序的前半段的流程图。
[0048]图20是表示透镜的驱动顺序的后半段的流程图。
[0049]图21是表示第4实施方式的变形例的电结构的框图。
[0050]图22是表示第5实施方式的透镜驱动装置的电结构的框图。
[0051]图23是表示仰俯角与第4修正系数的关系的图表。
[0052]图24是表示第5实施方式中的透镜的驱动顺序的前半段的流程图。
[0053]图25是表示透镜的驱动顺序的后半段的流程图。
[0054]图26是表示第6实施方式的透镜驱动装置的电结构的框图。
[0055]图27是按照每个区间来表示移动时间与移动速度的关系的图表。
[0056]图28是对速度比率进行说明的说明图。
[0057]图29是对基于速度比率的第I修正系数的修正进行说明的说明图。
[0058]图30是表示第6实施方式中的透镜的驱动顺序的前半段的流程