图像抖动补正装置以及照相机的制作方法

文档序号:7644265阅读:416来源:国知局
专利名称:图像抖动补正装置以及照相机的制作方法
技术领域
本发明涉及图像抖动补正装置及照相机,尤其涉及驱动补正透镜进行图像抖动补正的图像抖动补正装置以及具备该图像抖动补正装置的照相机。
背景技术
近年来,使用CCD(Charge Coupled Device)或CMOS(ComplementaryMetal-oxide Semiconductor)传感器等摄像元件将光学图像变换为电信号并将电信号数字化且进行记录的数字照相机正在推广普及。这样的数字照相机中,不仅要求CCD或CMOS传感器的高像素化等,并且对使光学图像成像在这些摄像元件的镜头镜桶(レンズ镜筒)也要求高性能化。具体而言,要求搭载了更高倍率的变焦透镜系统的镜头镜桶。
另一方面,数字照相机领域中,为了提高便携性能而存在对主体小型化的要求。由此,要求具备被认为对主体小型化贡献较大的镜头镜桶和摄像元件的摄像装置的小型化。在对这样的摄像装置进行小型化时,提出了在光路中途将变焦透镜系统折曲从而在不改变光程长度的状态下实现装置的小型化的所谓的折射式光学系统(屈曲光学系)的方案。
另外,专利文献1中,公开了使用反射镜来折曲光路的折射式光学系统。具体而言,专利文献1所公开的镜头镜桶,在反射镜的被摄体侧从被摄体侧顺次具备第1透镜组及第2透镜组,在反射镜的摄像元件侧从反射镜侧顺次具备第3透镜组和第4透镜组。将第1透镜组固定。第2透镜组及第3透镜组分别可沿光轴方向移动,由此通过它们的协调动作构成变焦透镜系统。第4透镜组是聚焦调整用透镜。
另外,专利文献2中,公开了利用棱镜使光路折曲的折射式光学系统。具体而言,专利文献2公开的镜头镜桶在棱镜的被摄体侧具有透镜组。透镜组可以在使用位置和收存位置之间沿光轴方向移动。并且,可移动棱镜以确保当透镜组位于收存位置时的收存空间。
另外,专利文献3中,公开了折射式光学系统使用的透镜组的结构。
但是,为了同时满足对实现高倍率变焦透镜系统及实现小型化的要求的提高,要求更进一步的改善。
具体而言,在专利文献1及专利文献2公开的结构中,实现装置的小型化同时构成高倍率的变焦透镜系统是困难的。还有,即使采用专利文献3公开的透镜结构,也存在未公开用于实现装置小型化的结构而使具体装置的结构不清楚的问题。
还有另一方面,一般而言,在摄像装置小型化的或具备高倍率的变焦透镜系统的情况下,要求防止以手振等为主要原因引起的所摄影的图像的振动(图像抖动)。
图20是现有技术的图像抖动补正装置的分解立体图(参照专利文献4)。图20所示的图像抖动补正装置中,第2透镜组101由透镜架102保持,透镜架102由引导竖直方向(ピツチング方向)及偏转方向(ヨ一イング方向)的移动的引导轴103以可移动方式支撑。另外,在透镜架102上设置有用于将透镜架102沿竖直方向、偏转方向驱动的线圈104a、104b。在固定基板105上设置有分别与线圈104a、104b相对的磁体106a、106b。通过对线圈104a、104b通电,在各自的方向上产生驱动力,由此在竖直方向及偏转方向上驱动第2透镜组101。镜头镜桶的振动量由角速度传感器107a、107b检测,根据该检测信号对线圈104a、104b通电,从而进行图像抖动补正。
专利文献1特开平11-258678号公报专利文献2特开2003-169236号公报专利文献3特开2004-102089号公报专利文献4特开2000-75338号公报(第4图)专利文献5特开平7-5514号公报(图6、图8)在搭载了图像抖动补正装置的摄像装置中,也存在对摄像装置小型化的要求。为了响应该要求,在摄像装置所搭载的现有的图像抖动补正装置中,进行了减小在入射到图像抖动补正装置的光的光轴方向上的尺寸的尝试。
另一方面,开始寻求将图像抖动补正装置搭载在各种各样的摄像装置中。此时,为了提高摄像装置的设计自由度,不仅要求图像抖动补正装置的光轴方向的尺寸小型化,并且要求与光轴正交的任何方向上的尺寸小型化。例如,在将所述图像抖动补正装置搭载在具有折射式光学系统的摄像装置的情况下,当在反射镜或棱镜的光出射侧搭载现有的图像抖动装置时,在与入射到图像抖动补正装置的光的光轴垂直的方向上摄像装置尺寸大型化。也就是,在入射到反射镜或棱镜的光的光轴方向上摄像装置尺寸(摄像装置厚度)大型化。这是因为在现有的图像抖动补正装置中,将在竖直方向、偏转方向上驱动图像抖动补正用补正透镜的2个驱动部,配置在以补正透镜为中心隔离90度的位置上。
另外,综上所述,现有的图像抖动补正装置中,设置有引导轴103,使竖直移动架及偏转移动架可在竖直方向及偏转方向上直进。为此,需要引导轴103的设置空间,从而妨碍图像抖动补正装置的小型化。
另外,不限于具有这种折射式光学系统的摄像装置,搭载与光轴正交的任何方向上的尺寸小型化的图像抖动补正装置,来实现摄像装置的任何方向上的小型化,成为提高顾客对摄像装置的需求力的主要原因。
于是,为了实现图像抖动补正装置的进一步小型化,提出了以按照大致平行于补正透镜的光轴的方式配置的旋转轴为中心而旋转驱动补正透镜的图像抖动补正装置的方案(另外,参照引用文献5)。图21及图22是现有技术的图像抖动补正装置的分解立体图。
图21所示的图像抖动补正装置主要由固定补正透镜16的支撑架15、以可直进方式保持支撑架15的支撑臂13、和以可旋转方式保持支撑臂13的镜桶11构成。该图像抖动补正装置中,通过安装在支撑臂13的永磁铁45以及安装在镜桶11的线圈46a,相对于镜桶11沿以轴45a为中心的圆弧的方向旋转驱动支撑臂13。通过安装在支撑架15的永磁铁47a、47b以及安装在支撑臂13的线圈49,相对于支撑臂13在与光轴正交的方向上驱动支撑架15。通过这些结构,在与光轴正交的面内可使补正透镜16在竖直方向及偏转方向上移动。
另外,图22所示的图像抖动补正装置主要由固定补正透镜16的支撑架15、以可旋转方式保持支撑架15的支撑臂13、和以可直进方式保持支撑臂13的镜桶11构成。该图像抖动补正装置中,通过安装在支撑臂13的线圈62y以及安装在镜桶11的永磁铁63y,相对于镜桶11在与光轴正交的方向上驱动支撑臂13。通过安装在支撑架15的线圈62p以及安装在支撑臂13的永磁铁63p,相对于支撑臂13在与光轴正交的方向上驱动支撑架15。通过这些结构,在与光轴正交的面内可使补正透镜16在竖直方向及偏转方向上移动。
图21及图22所示的图像抖动补正装置中,沿着以旋转轴为中心的圆弧的方向驱动一方的支撑架。由此,支撑架驱动时的摩擦力减少,可实现具有线圈及永磁铁的驱动部小型化。另外,在与所述的专利文献1~4记载的图像抖动补正装置相比较时,省略了一方的直进用引导轴。为此,可使导向机构小型化。也就是说,根据图21及图22所示的图像抖动补正装置,使得进一步小型化成为可能。
但是,图21及图22所示的图像抖动补正装置中,唯恐图像抖动补正性能的降低。具体而言,图21所示的图像抖动补正装置中,用于使补正透镜16旋转的驱动力作用在支撑臂13上,但是不直接作用在固定补正透镜16的支撑架15上。另外,图22所示的图像抖动补正装置中,用于使补正透镜16直进的驱动力作用在支撑臂13上,但是不直接作用在固定补正透镜16的支撑架15上。为此,由于支撑臂13及支撑架15连结的部分的尺寸精度,从而有时使透镜保持部件未保持在期望的位置。由此,存在补正透镜的位置精度降低之虞。
这样,一旦实现小型化,而存在图像抖动补正性能降低之虞。
另外,专利文献1~4记载的图像抖动补正装置中,例如通过粘接来固定引导轴。为此,图像抖动补正装置的制造过程中,需要粘接剂的涂布及干燥作业。结果,制造作业变得繁杂,而使制造成本增大。

发明内容
本发明的课题在于提供一种不仅防止图像抖动补正性能降低并且可小型化的图像抖动补正装置、以及具备该图像抖动补正装置的照相机。
本发明的另一课题在于提供一种能够实现制造成本降低的图像抖动补正装置的制造方法。
第1发明涉及的图像抖动补正装置是用来对因照相机的晃动而引起的图像抖动进行补正的装置,具备透镜保持部件、第1保持部件、第2保持部件、直进用驱动部、和旋转用驱动部。透镜保持部件固定为了进行图像抖动补正而包含于光学系统中的补正透镜。第1保持部件以透镜保持部件可移动的方式将其保持,该透镜保持部件可沿与入射到补正透镜的光的光轴正交的面内的任意方向即直进方向、以及面内的沿以大致平行于光轴的旋转轴为中心的圆弧的旋转方向中的一方移动。第2保持部件以第1保持部件可移动的方式将其保持,该第1保持部件可沿直进及旋转方向中的另一方移动。直进用驱动部,为了沿直进方向驱动透镜保持部件而对透镜保持部件施加驱动力。旋转用驱动部,为了沿旋转方向驱动透镜保持部件而对所述透镜保持部件施加驱动力。
该图像抖动补正装置中,或第1保持部件相对第2保持部件以旋转轴为中心进行旋转,或透镜保持部件相对第1保持部件以旋转轴为中心进行旋转。为此,不需要对应于旋转方向的导向用的轴。由此,该图像抖动补正装置中,能够实现与直进方向垂直的方向的尺寸小型化。
除此之外,该图像抖动补正装置中,对固定补正透镜的透镜保持部件由直进用及旋转用驱动部直接施加驱动力。为此,与两驱动部的驱动力不直接作用于透镜保持部件的情况相比,能够防止补正透镜的位置精度的降低,从而能够防止图像抖动补正性能的降低。
综上所述,该图像抖动补正装置中,不仅防止图像抖动补正性能的降低,并且使小型化成为可能。
第2发明涉及的图像抖动补正装置,在第1发明涉及的装置中还具备旋转用位置检测元件,检测旋转方向上的透镜保持部件的位置。旋转用驱动部具有旋转用磁石。旋转用磁石的旋转方向的磁通量密度分布,包括磁通量密度以大致一定的比率进行变化的旋转用可使用区域。当沿光轴方向观察时,在透镜保持部件的可动区域内,存在旋转用位置检测元件的检测中心与旋转方向上的旋转用可使用区域的中心线一致的状态。
由此,易于将位置检测元件的检测中心的可动范围归入到磁石的可使用区域,从而能够防止旋转方向的位置检测精度的降低。
第3发明涉及的图像抖动补正装置,在第2发明涉及的装置中,当沿光轴方向观察时,在旋转用位置检测元件的检测中心与旋转方向上的旋转用可使用区域的中心线一致的状态下,旋转方向上的旋转用可使用区域的中心线方向与直进方向大致一致。
此时,沿直进方向驱动透镜保持部件时,可抑制旋转用位置检测元件的检测中心与旋转方向上的旋转用可使用区域的中心线的位置偏移。其结果,易于将位置检测元件的检测中心的可动范围归入到磁石的可使用区域内。由此,能够防止伴随沿直进方向的动作而带来的旋转方向的位置检测精度降低。
在此,对于“旋转方向上的旋转用可使用区域的中心线与直进方向大致一致”而言,除了中心线与直进方向完全一致的情况外,还包括在位置检测元件的检测中心的可动范围归入到磁石的可使用区域内的状态下,中心线与直进方向错开的情况。
第4发明涉及的图像抖动补正装置,在第2或第3发明涉及的装置中,当沿光轴方向观察时,在入射到补正透镜的光的光轴与补正透镜的中心一致的状态下,旋转用位置检测元件的检测中心与旋转方向上的旋转用可使用区域的中心线大致一致。
此时,在入射到补正透镜的光的光轴与补正透镜的中心一致的状态下,易于将位置检测元件的检测中心的可动范围归入到磁石的可使用区域内。为此,在旋转方向的位置检测精度较高的范围内,可进行图像抖动补正,从而能够防止图像抖动补正性能的降低。
在此,对于“旋转用位置检测元件的检测中心与旋转方向上的旋转用可使用区域的中心线大致一致”而言,除了检测中心与中心线完全一致的情况外,还包括在位置检测元件的检测中心的可动范围归入到磁石的可使用区域内的状态下,检测中心与中心线错开的情况。
第5发明涉及的图像抖动补正装置,在第2~4的任一发明涉及的装置中,当沿光轴方向观察时,旋转轴、补正透镜的中心、旋转用位置检测元件的检测中心配置在大致一直线上。
此时,沿直进方向驱动透镜保持部件时,可抑制旋转用位置检测元件的检测中心与旋转方向上的旋转用可使用区域的中心线的位置偏移。其结果,易于将位置检测元件的检测中心的可动范围归入到磁石的可使用区域内。由此,能够防止旋转方向的位置检测精度的降低。
在此,对于“旋转轴、补正透镜的中心、旋转用位置检测元件的检测中心配置在大致一直线上”而言,除了旋转轴、光轴中心、及检测中心配置在一直线上的情况外,还包括在位置检测元件的检测中心的可动范围归入到磁石的可使用区域内的状态下,旋转轴、光轴中心及检测中心错开的情况。
第6发明涉及的图像抖动补正装置,在第1~5的任一发明涉及的装置中,还具备直进用位置检测元件,检测直进方向上的透镜保持部件的位置。当沿光轴方向观察时,连结旋转轴和直进用位置检测元件的检测中心的线段与直进方向大致一致。
此时,在入射到补正透镜的光的光轴与补正透镜的中心一致的状态下,易于将位置检测元件的检测中心的可动范围归入到磁石的可使用区域内。为此,在直进方向的位置检测精度较高的范围,可进行图像抖动补正,从而能够防止位置检测精度的降低。
在此,对于“连结旋转轴和直进用位置检测元件的检测中心的线段与直进方向大致一致”而言,除了线段与直进方向完全一致的情况外,还包括在位置检测元件的检测中心的可动范围归入到磁石的可使用区域内的状态下,线段与直进方向错开的情况。
第7发明涉及的图像抖动补正装置,在第1~5的任一发明涉及的装置中,还具备直进用位置检测元件,检测直进方向上的透镜保持部件的位置。直进用驱动部具有直进用磁石。直进用磁石的直进方向的磁通量密度分布,包括磁通量密度以大致一定的比率进行变化的直进用可使用区域。当沿光轴方向观察时,在透镜保持部件的可动区域内,存在直进用位置检测元件的检测中心与直进方向上的直进用可使用区域的中心线一致的状态。
由此,易于将位置检测元件的检测中心的可动范围归入到磁石的可使用区域内,从而能够防止直进方向的位置检测精度的降低。
第8发明涉及的图像抖动补正装置,在第7发明涉及的装置中,当沿光轴方向观察时,在入射到补正透镜的光的光轴与补正透镜的中心一致的状态下,直进用位置检测元件的检测中心与直进方向上的直进用可使用区域的中心线大致一致。
此时,沿旋转方向驱动透镜保持部件时,可抑制直进用位置检测元件的检测中心与直进方向上的直进用可使用区域的中心线的位置偏移。其结果,易于将位置检测元件的检测中心的可动范围归入到磁石的可使用区域内。由此,能够防止直进方向的位置检测精度的降低。
在此,对于“直进用位置检测元件的检测中心与直进方向上的直进用可使用区域的中心线大致一致”而言,除了检测中心与中心线完全一致的情况外,还包括在位置检测元件的检测中心的可动范围归入到磁石的可使用区域内的状态下,检测中心与中心线错开的情况。
第9发明涉及的图像抖动补正装置,在第1~8的任一发明涉及的装置中,旋转用驱动部具有旋转用磁石、和按照与旋转用磁石相对的方式配置的旋转用线圈。当沿光轴方向观察时,旋转轴和旋转用线圈的中心之间的距离比旋转轴和补正透镜的中心之间的距离长。
一般,补正透镜比透镜保持部件或第1保持部件重。为此,图像抖动补正装置的可动部分的重心位置位于补正透镜的中心附近。
能够将旋转用线圈的中心看作是旋转用驱动部的负荷发生点。在此,旋转轴与旋转用驱动部的负荷发生点之间的距离比旋转轴与补正透镜的中心之间的距离长。为此,可通过较小驱动力驱动保持部件,从而能够实现旋转用驱动部的小型化及节电化。
第10发明涉及的图像抖动补正装置,在第1~8的任一发明涉及的装置中,旋转用驱动部具有旋转用磁石、和按照与旋转用磁石相对的方式配置的旋转用线圈。当沿光轴方向观察时,旋转轴和旋转用位置检测元件的检测中心之间的距离比旋转轴和旋转用线圈的中心之间的距离短。
此时,旋转用位置检测元件的旋转方向的可动范围变小。其结果,易于将旋转用位置检测元件的检测中心的可动范围归入到磁石的可使用区域内。由此,能够防止旋转方向的位置检测精度的降低。
第11发明涉及的图像抖动补正装置,在第1~10的任一发明涉及的装置中,旋转轴配置在直进用驱动部和补正透镜之间的区域。
透镜保持部件的固定补正透镜的部分,需要有能够保持补正透镜的程度的强度。为此,补正透镜周围必定存在透镜保持部件的一部分。
另一方面,若在直进用驱动部的与补正透镜相反之侧配置旋转轴,则从直进用驱动部进一步使装置的外形尺寸增大了形成旋转轴的部分。
在此,旋转轴配置在直进用驱动部和补正透镜之间的区域。为此,能够有效地利用补正透镜周围的空间,从而能够实现装置的小型化。
第12发明涉及的图像抖动补正装置,在第1~11的任一发明涉及的装置中,还具备直进用位置检测元件,检测直进方向上的透镜保持部件的位置。直进用驱动部具有直进用磁石、和按照与直进用磁石相对的方式配置的直进用线圈。旋转轴和直进用位置检测元件的检测中心之间的距离比旋转轴和直进用线圈的中心之间的距离短。
此时,直进用位置检测元件的旋转方向的可动范围变小。其结果,易于将直进用位置检测元件的检测中心的可动范围归入到磁石的可使用区域内。由此,能够确保直进方向的位置检测精度。
第13发明涉及的图像抖动补正装置,在第1~12的任一发明涉及的装置中,还具备挠性印刷基板,为了对旋转用驱动部供给电压,而与旋转用驱动部电连接。挠性印刷基板具有固定在透镜保持部件的第1固定部、固定在第2保持部件的第2固定部、和连结第1及第2固定部并可弯曲的可挠曲部。可挠曲部,配置在补正透镜的旋转轴侧。
此时,透镜保持部件沿旋转方向移动时的可挠曲部的变形量变小,从而能够防止挠性印刷基板的断线。另外,当可挠曲部的变形量变小时,沿旋转方向驱动透镜保持部件时的驱动力就变小。由此,能够降低该图像抖动补正装置的消耗功率。
第14发明涉及的图像抖动补正装置,在第1~13的任一发明涉及的装置中,补正透镜配置在旋转用驱动部和直进用驱动部之间的区域。
此时,当沿光轴方向观察时,旋转用及直进用驱动部配置在补正透镜的两侧。为此,使图像抖动补正装置大致在一方向上变长。换言之,能够缩短与装置变长方向正交的方向的尺寸。
第15发明涉及的图像抖动补正装置,在第1~14的任一发明涉及的装置中,还具备至少3个支撑部。支撑部,不仅保持旋转部件,使其相对于旋转保持部件可在与光轴正交的面内移动,并且限制其向沿光轴的方向的两侧移动,所述旋转部件是透镜保持部件及第1保持部件中的被保持成可沿旋转方向移动的一方,所述旋转保持部件是第1及第2保持部件中的保持旋转部件的一方。
由此,能够防止驱动透镜保持部件时透镜保持部件沿光轴方向移动,从而能够防止被摄体的焦点偏移等光学性能的降低。
第16发明涉及的图像抖动补正装置,在第15发明涉及的装置中,至少3个支撑部分别具有形成于旋转部件上的第1支撑部、和形成于旋转保持部件上且可从与旋转轴正交的方向嵌入第1支撑部的第2支撑部。第1及第2支撑部中的一方为杆状体。第1及第2支撑部中的另一方为嵌入杆状体的大致U字体。
此时,通过简单结构,能够限制旋转部件相对于旋转保持部件沿光轴方向移动。
第17发明涉及的照相机,具备第1透镜组、折射式光学系统、第2透镜组、第1~第16的任一项发明涉及的图像抖动补正装置、摄像部、镜头镜桶、和外壳。第1透镜组取入沿第1光轴的光。折射式光学系统,使沿第1光轴入射的光折射到与第1光轴交叉的第2光轴。第2透镜组,包括进行图像抖动补正的补正透镜并且取入由折射式光学系统所折射的光。摄像部接收通过第2透镜组的光。镜头镜桶,其中配置有第1透镜组、折射式光学系统、第2透镜组、图像抖动补正装置、和摄像部。外壳保持镜头镜桶。
在此,所谓“沿第1光轴”例如是指平行于第1光轴。另外,所谓“沿第2光轴”例如是指平行于第2光轴。折射式光学系统例如包括具有反射面的部件,更具体而言,也可以包括棱镜、反射镜等。摄像部例如可以为电气上进行接收的CCD、CMOS等,但并非限定于此,也可以具有胶片等。
该照相机中,由于具备第1~16任一发明涉及的图像抖动补正装置,从而不仅防止图像抖动补正性能的降低,并且使小型化成为可能。也就是说,该照相机中,能够获得补正了图像抖动的高画质的图像。
第18发明涉及的照相机,在第17发明涉及的照相机中,直进方向与垂直于第1及第2光轴的方向大致平行。
此时,可使照相机沿第1光轴方向的尺寸小型化。尤其是,该照相机中,采用折射式光学系统,从而可搭载沿与直进方向正交的方向的尺寸被小型化的图像抖动补正装置。由此,可以使沿第1光轴的方向的照相机的尺寸(照相机的厚度)小型化。
第19发明涉及的制造方法,是图像抖动补正装置的制造方法,该图像抖动补正装置具有透镜保持机构,保持为了进行图像抖动补正而包含于光学系统的补正透镜;旋转保持部件,以透镜保持机构可移动的方式将其保持,该透镜保持机构在与入射到补正透镜的光的光轴正交的面内,可沿以大致平行于光轴的旋转轴为中心的圆弧的旋转方向移动。该制造方法包括使透镜保持机构侧的部件相对于旋转保持部件沿与旋转轴正交的方向移动的工序;和将用于可旋转地连结透镜保持机构侧的部件和旋转保持部件的轴部件,安装在透镜保持机构侧的部件及旋转保持部件的工序。
该方法中,与安装完轴部件后安装相当于支撑部的部件的情况相比,图像抖动补正装置的组装变得容易。由此,能够实现制造成本的降低。
在此,“透镜保持机构”是指保持补正透镜的至少一个部件。因而,作为“透镜保持机构”可举出例如,以可直进方式保持补正透镜的机构,或固定补正透镜的单一的部件等。
第20发明涉及的图像抖动补正装置的制造方法,在第19发明涉及的制造方法中,安装轴部件时,将轴部件压入透镜保持机构侧的部件上设置的第1孔及旋转保持部件上设置的第2孔中的一方。
此时,不需如现有的导向用轴那样进行粘接固定。由此,能缩短粘接工序,从而能够实现制造成本的降低。
还有,以上所使用的术语的说明如下。
所谓“位置检测元件的检测中心”是能够被认为位置检测时位置检测元件配置于该1点的假想点。作为检测中心可举出例如位置检测元件中检测敏感度为最大的点。一般而言,检测中心能够假定为位置检测元件的检测面的中心点。
“可使用区域”是指例如当磁石两极磁化时,以N极和S极之间的分极线为中心的、磁通量密度以大致一定的比率进行变化的性能保证范围。因而,“可使用区域的中心线”是指例如当磁石两极磁化时N极和S极之间极性发生变化的交界线。对于磁石状态而言,除了N极部分和S极部分在物理学意义上为一体的情况外,也包括在物理学意义上N极部分和S极部分分离的情况。
所谓“线圈的中心”是指由线圈的外形求得的中心,例如当线圈为大致四角形时,是指该四角形的中心。
还有,作为位置检测元件,例如可举出利用霍尔效应的磁性传感器(霍尔元件)等。
本发明中,可提供不仅防止图像抖动补正性能的降低并且使小型化成为可能的图像抖动补正装置、以及具备该装置的照相机。
本发明中,可提供能够实现制造成本的降低的图像抖动补正装置的制造方法。


图1是表示数字照相机的外观的立体图。
图2是表示数字照相机的外观的立体图。
图3是示意地表示主体部的结构的透视图。
图4是摄像装置的组装立体图。
图5是表示光学系统的结构的说明图(广角端)。
图6是摄像装置的分解立体图。
图7是图像抖动补正装置的立体图。
图8是图像抖动补正装置的分解立体图。
图9是竖直移动架以及电气基板的立体图。
图10是偏转移动架以及第3组架的立体图。
图11是偏转移动架的立体图。
图12是包括旋转轴的且与Z轴正交的平面中的偏转导向机构周围的截面示意图。
图13是竖直移动架及电气基板的从X轴方向负侧观察的平面示意图。
图14是竖直移动架及电气基板的从X轴方向正侧观察的平面示意图。
图15是从Y轴方向负侧观察的偏转移动架及第3组架的组装方法的说明图。
图16是第1支撑部及第2支撑部的嵌入状态的示意图。
图17是磁体的可使用区域及霍尔元件的性能保证范围的说明图。
图18是图像抖动补正装置的分解立体图(其他的实施方式)。
图19是竖直移动架及电气基板的从X轴方向正侧观察的平面示意图(其他的实施方式)。
图20是作为现有技术的图像抖动补正装置的分解立体图。
图21是作为现有技术的图像抖动补正装置的分解立体图。
图22是作为现有技术的图像抖动补正装置的分解立体图。
图中1-数字照相机,2-摄像装置,11-外装部,18-图像显示部,31-镜头镜桶,32-CCD单元,41-第1组架单元,42-第2组架单元,G1-第1透镜组,G3-第3透镜组(补正透镜),A1-第1光轴,A2-第2光轴,A3-旋转轴,Pp、Py-中心,Qp、Qy-分极线,405-竖直(pitching)移动架(透镜保持部件),408-偏转(yawing)移动架(第1保持部件),462-第3组架(第2保持部件),400-图像抖动补正装置,470-竖直导向机构,480-偏转导向机构,412-竖直方向的电磁致动机构(直进用驱动部),414-偏转方向的电磁致动机构(旋转用驱动部),406c、406d-霍尔元件(位置检测元件),430-销钉,481-第1轴承,482-第2轴承,483、484、485-第1支撑部,486、487、488-第2支撑部。
具体实施例方式
<1关于概要>
利用图1~图17对本发明的第1实施方式进行说明。
本发明的数字照相机以图像抖动补正装置的结构为主要特征。本实施方式涉及的数字照相机,不仅光学系统采用折射式光学系统,并且被摄体侧的镜头镜桶以多级可陆续伸出(繰り出し)的方式形成。由此,兼顾了实现高倍率变焦透镜系统和实现装置的小型化。还有,搭载了本发明涉及的图像抖动补正装置的照相机,并非限定于此。本发明涉及的图像抖动补正装置也可搭载在未具有折射式光学系统的照相机中。
<2关于数字照相机>
关于本发明的第一实施方式的数字照相机,使用图1~图3来进行说明。
<2.1关于数字照相机的结构>
图1是表示本发明的第1实施方式的数字照相机1的外观的立体图。
数字照相机1具备摄像装置2和主体部3。摄像装置2具备使沿第1光轴A1入射的光束折射到沿与第1光轴A1正交的第2光轴A2的方向上并导向至摄像元件的折射式光学系统。主体部3不仅收存摄像装置2并且进行摄像装置2的控制等。
首先,在说明摄像装置2的详细构成之前,对主体部3的结构进行说明。
还有,以下的说明中,将数字照相机1的6个面定义如下。
将数字照相机1进行摄影时朝向被摄体的面定义为正面,将其相反侧的面定义为背面。在按照被摄体的铅垂方向上下与由数字照相机1摄像的长方形的图像(一般,高宽比(长边对短边之比)为3∶2、4∶3、16∶9等)的短边方向上下一致的方式进行摄影的情况下,将朝向铅垂方向上侧的面定义为上面,将其相反侧的面定义为底面。并且,在按照被摄体的铅垂方向上下与由数字照相机1摄像的长方形的图像的短边方向上下一致的方式进行摄影的情况下,将从被摄体侧观察左侧的面定义为左侧面,将其相反侧的面定义为右侧面。还有,以上的定义并非限定数字照相机1的使用姿势。
根据以上的定义,图1为表示正面、上面及左侧面的立体图。
还有,并非仅对数字照相机1的6个面、也对配置在数字照相机1的各构成部件的6个面进行同样的定义。也就是,对配置在数字照相机1的状态下的各构成部件的6个面,适用所述定义。
另外,如图1所示,定义具有平行于第1光轴A1的Y轴以及平行于第2光轴A2的X轴的3维正交坐标系(右手系统)。根据该定义,沿第1光轴A1从背面侧朝向正面侧的方向为Y轴正方向,沿第2光轴A2从右侧面侧朝向左侧面侧的方向为X轴正方向,沿与第1光轴A1和第2光轴A2正交的正交轴从底面侧朝向上面侧的方向为Z轴正方向。
以下,在各个附图中以该XYZ坐标系为基准进行说明。即各个附图中的X轴正方向、Y轴正方向、Z轴正方向分别表示相同的方向。
〔2.2主体部的结构〕利用图1、图2、图3(a)~(c)对主体部3的结构进行说明。
图2是表示数字照相机1的背面、上面及右侧面的外观的立体图。
图3(a)~(c)是示意地表示主体部3的结构的透视图。图3(a)是表示配置在Y轴方向正侧(正面侧)的部件的结构的透视图,图3(b)是表示配置在Z轴方向负侧(底面侧)的部件的结构的透视图,图3(c)是表示配置在Y轴方向负侧(背面侧)的部件的结构的透视图。
如图1~图3所示,主体部3主要由以下部件构成,即构成收存摄像装置2的筐体的外装部11及把手部(grip)12、配置在外装部11表面的闪光灯15、释放按钮16、操作盘17及图像显示部18、配置在由外装部11及把手部12构成的筐体的内部的主电容器20(main condenser)、副基板21、电池22、主基板23及存储卡24。
如图1所示,外装部11是在第2光轴A2方向上较长的大致长方体形状的箱体,在X轴方向正侧配置有让摄影者在摄影时用于把持的把手部12,其从外装部11向Y轴方向突出。由此,外装部11及把手部12构成大致呈L字状的空心的筐体。后述的摄像装置2的固定架52(参照图6)其筒状部125(参照图6)的一部分从外装部11向Y轴方向正侧突出。另外,在外装部11的正面配置有闪光灯15。闪光灯15当被摄体较暗时根据需要进行闪光来照射被摄体以进行曝光补偿。另外,外装部11的上表面的把手部12侧配置有释放按钮16及操作盘17。在进行摄影动作时向Z轴方向负侧按下释放按钮16。操作盘17进行摄影动作设定等的各种设定。
并且,如图2所示,外装部11的背面设置有图像显示部18,其作为目视部用于使摄影者等目视由摄像装置2摄影的图像。图像显示部18例如具有高宽比(长边对短边之比)为3∶2、4∶3、16∶9等的长方形的外形,设置成其长边方向与沿第2光轴A2的方向(X轴方向)大致平行。
还有,图1和图2仅表示配置在外装部11的表面的主要部件,也可以设置有所说明的部件以外的部件。
接着,利用图3对主体部3的内部结构进行说明。
如图3(a)所示,在主体部3的内部的Y轴方向正侧配置有在第2光轴A2方向(X轴方向正侧)上较长的摄像装置2,其长边方向沿着外装部11的长边方向。摄像装置2按照朝向X轴方向负侧的方式将保持朝向被摄体的第1透镜组G1的第1组架单元41配置在主体部3上。由此,确保从第1透镜组G1至把手部12为止的X轴方向距离。
并且,在摄像装置2的Z轴方向正侧配置有闪光灯15、主电容器20、和副基板21。主电容器20通过来自后述的电池22的充电,对闪光灯赋予闪光能量。副基板21或根据需要对来自后述的电池22的电力进行变压,对闪光灯15进行控制。另外,在把手部12的内部的Y轴方向正侧配置有用于使数字照相机1动作的作为电源的电池22。
再有,如图3(b)及(c)所示,在摄像装置2的Y轴方向负侧配置有主基板23。在主基板23上安装有处理来自摄像装置2的图像信号的图像处理电路、用于控制摄像装置2的控制电路等。另外,在电池22的Y轴方向负侧配置有存储卡24。存储卡24记录来自摄像装置2的图像信号。
还有,如图3(a)及(b)所示,摄像装置2的Z轴方向宽度(Wz)形成得比Y轴方向宽度(Wy)大。
<3关于摄像装置>
〔3.1关于摄像装置的结构〕利用图4对搭载在数字照相机1上的摄像装置2的结构进行说明。
图4是摄像装置2的组装立体图。图4(a)是表示摄像装置2的正面、上面及左侧面的立体图,图4(b)是表示摄像装置2的正面、上面及右侧面的立体图。
摄像装置2由具有光学系统35的镜头镜桶31、具有驱动镜头镜桶31的变焦电动机36的电动机单元32、和具有对通过镜头镜桶31的光束进行感光的作为摄像部的CCD37的CCD单元33构成。
镜头镜桶31,在机构上其特征在于具有在第1光轴A1方向上可多级反复移动且可伸缩(沈胴)的多级伸缩式透镜架,在光学上其特征在于具备构成折射式光学系统的光学系统35。光学系统35具备5组12个的光学元件(透镜及棱镜),其实现了超过光学3倍变焦的高倍率变焦(例如,大致6倍~12倍的光学变焦)。根据这样的构成,镜头镜桶31取进沿第1光轴A1入射的光束,并使沿第1光轴A1入射的光束折射到沿与第1光轴A1交叉的第2光轴A2的方向上,进一步将折射到沿第2光轴A2的方向上的光束引导向CCD37。
电动机单元32例如主要由以下部件构成,即DC电动机等的变焦电动机36、使变焦电动机36与主基板23(参照图3)电连接的挠性印刷基板(FPC)(未图示)、和为了通过测量变焦电动机36的电动机转数(回転数)来测量镜头镜桶31的距透镜原点的位置而设置的光传感器(未图示)。变焦电动机36驱动镜头镜桶31使光学系统35在广角端和望远端之间移动。由此,镜头镜桶31具备的光学系统35,作为使CCD37中的光束成像倍率变化的变焦透镜系统进行工作。光传感器如下进行工作。光传感器是按照从电动机箱(齿轮箱)的外侧进入的方式设置的一对透过型光传感器。光传感器作成外形为コ字形状,在相对的两端备有一对发光元件及受光元件。在发光元件及受光元件之间使与变焦电动机36直接连结的齿轮通过,通过计量每单位时间在该发光元件和受光元件之间齿轮遮挡的次数,能够以非接触方式计量变焦电动机的转数。
CCD单元33主要由接收通过镜头镜桶31的光束并将其变换为电信号的CCD37、用于将CCD37固定在镜头镜桶31上的CCD金属薄板38、和将CCD37与主基板23(参照图3)电连接的FPC(未图示)构成。
〔3.2关于光学系统〕在对摄像装置2的详细结构进行说明之前,利用图5对镜头镜桶31具备的光学系统35的结构进行说明。
图5表示镜头镜桶31具备的光学系统35的结构。图5表示光学系统35位于广角端时的光学系统35的配置。图5表示从与图4相同的视点观察到的光学系统35的配置。
如图5所示,光学系统5从被摄体顺次具备第1透镜组G1、第2透镜组G2、曝光调制部件St(参照图6)、作为补正透镜的第3透镜组G3、第4透镜组G4、第5透镜组G5及IR滤光镜F1(未图示),并且构成为从第1透镜组G1入射的光束通过各透镜组G1~G5及IR滤光镜F1而被引导到CCD37。另外,通过变化各个透镜组间的间隔,各透镜组G1~G5构成变焦透镜系统。
还有,构成各透镜组G1~G5的透镜结构,并非限定于所述结构,只要是能起到相同光学效果的结构,也可采用其他的透镜结构。
<4关于镜头镜桶>
〔4.1关于镜头镜桶的结构〕利用图6对摄像装置2的结构、主要对镜头镜桶31的结构进行说明。
图6是从与图4(a)相同的视点观察到的摄像装置2的分解立体图。
镜头镜桶31由保持第1透镜组G1的第1组架单元41、固定保持第2透镜组G2的第2组架单元42的底部单元43、保持曝光调制部件St及第3透镜组G3的第3组架单元44、保持第4透镜组G4的第4组架单元45、和保持第5透镜组G5的基体凸缘(master flange)单元46构成。
第1组架单元41主要具备配置在第1光轴A1上的第1透镜组G1、保持第1透镜组G1的第1组架50、将第1组架50按照可在第1光轴A1方向(Y轴方向)上移动的方式支撑的驱动架51、将驱动架51按照可在第1光轴A1方向(Y轴方向)上移动的方式支撑的固定架52、和配置在固定架52和底部单元43之间可沿Y轴方向旋转的将电动机单元32的驱动力传送到驱动架51的驱动齿轮53。
固定架52固定在保持第2透镜组G2的第2组架单元42上。在该固定时,进行Z轴方向和X主方向的定位,使第1透镜组G1的光轴和第2透镜组G2的第4透镜L4的光轴一致。
底部单元43主要具备构成镜头镜桶31的筐体的底部55、与底部55一起构成筐体并将底部55的正面侧覆盖的保护盖56、固定在底部55上的第2组架单元42、使收存在由底部55及保护盖56构成的筐体内部的第3组架单元44沿第2光轴A2方向(X轴方向)移动的第3组移动机构57、和检测第3组架单元44的X轴方向位置的光传感器58。
在底部单元43的X轴方向负侧安装有旋转驱动驱动齿轮53的电动机单元32。电动机单元32的驱动力经驱动齿轮53传送到第3组移动机构57。在底部单元43的X轴方向正侧固定有覆盖底部单元43的X轴方向正侧的基体凸缘单元46。
第3组架单元44主要具备快门单元60,具有设置在第2光轴A2上并进行快门动作及调光圈动作的曝光调制部件St;第3透镜组G3;将第3透镜组G3按照可在Y轴方向及Z轴方向上移动的方式保持的图像抖动补正装置400;和支撑快门单元60和图像抖动补正装置400的第3组架462。
第3组架462固定在底部单元43的第3组移动机构57上,在X轴方向上被驱动。该固定时,进行Y轴方向及Z轴方向的定位,使第3透镜组G3位于可动范围的可动中心时的光轴与第2透镜组G2的第6透镜L6及第7透镜L7的光轴一致。进而,第3组架462以可滑动方式与从后述的基体凸缘单元46沿X轴方向负侧延伸的第3组引导杆70、71嵌合。由此,第3组架单元44仅可在X轴方向即第2光轴A2方向上移动。
第4组架单元45主要具备第4透镜组G4、保持第4透镜组G4的第4组架66、固定在第4组架66上的传感器磁石67及线圈68。
第4组架66以可滑动方式与从后述的基体凸缘单元46沿X轴方向负侧延伸的第4组引导杆72、73嵌合。由此,不仅对第4组架单元66在Y轴方向及Z轴方向上进行定位,使第4透镜组G4的光轴与第2透镜组G2的第6透镜L6及第7透镜L7的光轴一致,并且使第4组架单元66仅可在X轴方向即第2光轴A2方向上移动。
基体凸缘单元46主要具备第5透镜组G5;保持第5透镜组G5的基体凸缘75;固定在基体凸缘75上沿X轴方向负侧延伸的第3组引导杆70、71及第4组引导杆72、73;经缓冲橡胶80从X轴方向正侧安装的IR滤光镜F1;通过与线圈68的协作让第4组架45产生驱动的磁性部件76;和检测传感器磁石67的磁性来感测第4组架单元45的X方向位置的MR传感器77。
基体凸缘75固定在底部55的X轴方向正侧。该固定时,按照第5透镜组G5的光轴和第2透镜组G2的第6透镜L6及第7透镜L7的光轴一致的方式在Y轴方向及Z轴方向上定位。进而,在基体凸缘单元46的X轴方向正侧固定CCD单元33。
〔4.2关于图像抖动补正装置〕(4.2.1关于图像抖动补正装置的全体结构)首先,利用图7~图12对图像抖动补正装置400的全体结构进行说明。图7是图像抖动补正装置400的立体图,图8是图像抖动补正装置400的分解立体图,图9是竖直移动架405及电气基板406的立体图,图10是偏转移动架408及第3组架462的立体图,图11是偏转移动架408的立体图,图12是包括旋转轴A3的且与Z轴正交的平面中的偏转导向机构480周围的截面示意图。
如图7及图8所示,图像抖动补正装置400主要具备保持第3透镜组G3的作为透镜保持部件的一部分的竖直移动架405;固定在竖直移动架405上的作为透镜保持部件的一部分的电气基板406将竖直移动架405以可在竖直方向(Z轴方向)上移动的方式支撑的作为第1保持部件的偏转移动架408;将偏转移动架408以可在偏转方向上移动的方式支撑的作为第2保持部件的第3组架462;作为直进用驱动部的直进用电磁致动机构(電磁アクチユエ一タ)412;和作为旋转用驱动部的旋转用电磁致动机构414。
经向竖直方向进行导向的竖直导向机构470连结竖直移动架405和偏转移动架408。经向沿以旋转轴A3为中心的圆弧的偏转方向进行导向的偏转导向机构480,连结偏转移动架408和第3组架462。有关偏转导向机构480的详细构成将后述。
还有,在此所谓竖直方向是指Z轴方向(直进方向),所谓偏转方向是指沿以旋转轴A3为中心的圆弧的方向(旋转方向)。
竖直导向机构470主要具备形成在竖直移动架405上的轴承405a及止转部405b、形成在偏转移动架408上的固定部408a、突出部408b及轴408c。在固定部408a上,通过粘接而固定有以可滑动方式插入贯通轴承405a的竖直轴405d的两端。在突出部408b上固定有以可滑动方式嵌入到止转部405b的轴408c。
如图8及图9所示,直进用电磁致动机构412对竖直移动架405(更详细而言电气基板406)直接施加Z轴方向的驱动力,使第3透镜组G3在竖直方向上移动。具体而言,直进用电磁致动机构412配置在第3透镜组G3的Z轴方向负侧,主要由固定在第3组架462的轭架(yoke)462d、固定在轭架462d的直进用磁石462c、和形成在电气基板406上的直进用线圈406a构成。磁石462c在Z轴方向上被两极磁化。直进用电磁致动机构412产生竖直方向的电磁力Fp。
在线圈406a的Y轴方向正侧配置有霍尔元件406c,其作为用于检测磁石462c的磁通量而检测出第3透镜组G3的Z轴方向位置的直进用位置检测元件。霍尔元件406c与直进用电磁致动机构412一起公用磁石462c。
旋转用电磁致动机构414对竖直移动架405(更详细而言电气基板406)直接施加Y轴方向的驱动力,使第3透镜组G3以旋转轴A3为中心进行旋转。具体而言,旋转用电磁致动机构414配置在第3透镜组G3的Z轴方向正侧,主要由固定在第3组架462上的轭架462f、固定在轭架462f上的旋转用磁石462e、和形成在电气基板406上的旋转用线圈406b构成。磁石462e在Y轴方向上被两极磁化。旋转用电磁致动机构414产生偏转方向的电磁力Fy。
在线圈406b的Z轴方向负侧配置有霍尔元件406d,其作为用于检测磁石462e的磁通量而检测出第3透镜组G3的Y轴方向位置的旋转用位置检测元件。霍尔元件406d与旋转用电磁致动机构414一起公用磁石462e。
旋转用电磁致动机构414配置在第3透镜组G3的与直进用电磁致动机构412相反的相反侧。换言之,第3透镜组G3配置在电磁致动机构414和电磁致动机构412之间的区域。还有,对于各构成部分的平面配置的详细将后述。
另外,如图7~图9所示,图像抖动补正装置400还具有用于将电压供给电气基板406的挠性印刷基板490。挠性印刷基板490与电气基板406电连接。具体而言,挠性印刷基板490由第1固定部491、可挠曲部492和第2固定部493构成,所述第1固定部491固定在电气基板406的背侧且与电气基板406电连接,所述可挠曲部492从第1固定部491沿Z轴方向负侧延伸,所述第2固定部493形成在可挠曲部492的端部且固定在第3组架462上。
如图7及图8所示,可挠曲部492配置在第3透镜组G3的旋转轴A3侧(参照图8)。更具体而言,可挠曲部492配置在第3透镜组G3的Y轴方向正侧且Z轴方向负侧。可挠曲部492从电气基板406的Y轴方向正侧的部分沿Z轴方向延伸,在线圈406a的外侧可挠曲部492折曲到Y轴方向。
当竖直移动架405相对于第3组架462在竖直方向及偏转方向上移动时,第1固定部491和第2固定部493相对移动。此时,可挠曲部492在第1固定部491和第2固定部493之间沿Z轴方向或Y轴方向弯曲,吸收第1固定部491和第2固定部493的相对移动。
(4.2.2关于偏转导向机构480)该图像抖动补正装置400中,其特征在于偏转导向机构480的结构。具体而言,如图8所示,将偏转移动架408和第3组架462连结成可经偏转导向机构480以配置在第3透镜组G3外侧的旋转轴A3为中心进行旋转。更具体而言,如图8、图10及图11所示,偏转导向机构480主要具备形成在偏转移动架408上的第1轴承481(参照图8、图11、图12)、形成在第3组架462上的第2轴承482(参照图10、图12)、和沿X轴方向延伸的销钉430。
第1轴承481形成在偏转移动架408的Z轴方向负侧,具有在X轴方向贯通的孔481a(参照图12)。第2轴承482形成在开口部462p的Z轴方向正侧且具有在X轴方向上贯通的孔482a,所述开口部形成在第3组架462的第2光轴A2周围。
如图12所示,销钉430的X轴方向正侧的部分例如被压入到第2轴承482的孔482a中。也就是,销钉430经第2轴承482固定在第3组架462上销钉430的X轴方向负侧的部分隔开微小间隙插嵌在第1轴承481的孔481a中。销钉430的中心与旋转轴A3大致一致。
根据以上的构成,将偏转移动架408及第3组架462连结成能以旋转轴A3为中心进行旋转。
另外,由偏转导向机构480支撑偏转移动架408及第3组架462,使其可在与第2光轴A2正交的面内移动,并且限制其在第2光轴A2方向上的相对移动。该限制部分(支撑部)在与X轴正交的面内设置在3个位置。具体而言,如图10及图11所示,偏转导向机构480还具有设置在偏转移动架408上的3个第1支撑部483、484、485(参照图10、图11),和设置在第3组架462上的3个第2支撑部486、487、488(参照图10)。
如图10及图11所示,第1支撑部483、484、485配置在第3透镜组G3的周围。第1支撑部483、484是大致U字形状的部分,第1支撑部485具有杆状体。如图10所示,第2支撑部486、487、488配置在与第1支撑部483、484、485对应的位置。第2支撑部486、487具有杆状体,第2支撑部488是大致U字形状的部分。第1支撑部483以可滑动方式嵌入到第2支撑部486中,第1支撑部484以可滑动方式嵌入到第2支撑部487中,第1支撑部485以可滑动方式嵌入到第2支撑部488中。
以下,对各部分的详细进行说明。
如图10及图11所示,第1支撑部483具有在Z轴方向正侧掏空的大致U字形状,并且形成在偏转移动架408的外周部。在第3组架462的对应于第1支撑部483的位置上配置有第2支撑部486。第2支撑部486具有一对突出部486a、固定在一对突出部486a之间的轴486b。轴486b例如是沿Y轴方向延伸的杆状体,从Z轴方向插入到大致U字形状的第1支撑部483中。
在轴486b和第1支撑部483的X轴方向间确保微小间隙以使第1支撑部483可相对于轴486b沿Y轴方向及Z轴方向移动。在第1支撑部483和突出部486a的Y轴方向间确保间隙以使在偏转移动架408的可动区域内第1支撑部483和突出部486a不相互干扰。
第1支撑部484具有在Z轴方向正侧掏空的大致U字形状,并且形成在偏转移动架408的外周部。在第3组架462的对应于第1支撑部484的位置上配置有第2支撑突出部487。第2支撑部487具有一对突出部487a、固定在一对突出部487a之间的轴487b。轴487b例如是沿Y轴方向延伸的杆状体,从Z轴方向插入到大致U字形状的第1支撑部484中。
在轴487b和第1支撑部484的X轴方向间确保微小间隙以使第1支撑部484可相对于轴487b移动。在第1支撑部484和突出部487a的Y轴方向间确保间隙以使在偏转移动架408的可动区域内第1支撑部484和突出部487a不相互干扰。
第1支撑部485形成在偏转移动架408的外周部,具有一对突出部485a、固定在一对突出部485a之间的轴485b。在第3组架462的对应于第1支撑部485的位置上配置有第2支撑突出部488。轴485b例如是沿Y轴方向延伸的杆状体,从Z轴方向插入到大致U字形状的第2支撑部488中。
在轴485b和第2支撑部488的X轴方向间确保微小间隙以使第2支撑部488可相对于轴485b移动。在突出部485a和第2支撑部488的Y轴方向间确保间隙以使在偏转移动架408的可动区域内突出部485a和第2支撑部488不相互干扰。
根据以上的结构,由第3组架462支撑偏转移动架408,使其可在与第2光轴A2正交的面内在一定范围内移动。另外,通过偏转导向机构480限制偏转移动架408和第3组架462的向X轴方向正侧及负侧的相对移动。由此,在偏转移动架408旋转时,在第2光轴A2方向上,偏转移动架408相对于第3组架462的位置稳定,从而能够防止图像抖动补正性能的降低。
另外,所述的第1及第2支撑部中的一方为杆状体,另一方为大致U字形状的部分。为此,通过简单的结构能够限制偏转移动架408相对于第3组架462在第2光轴A2方向上移动。
综上所述,该图像抖动补正装置400中,相对于第3组架462可通过直进用电磁致动机构412将竖直移动架405朝向竖直方向驱动,并且,相对于第3组架462可通过旋转用电磁致动机构414将竖直移动架405及偏转移动架408朝向偏转方向驱动。也就是,通过该图像抖动补正装置400,相对于第2光轴A2可将第3透镜组G3朝向竖直方向及偏转方向驱动。
(4.2.3关于图像抖动补正装置400的各部分的位置关系)另外,图像抖动补正装置400的特征也在于各部分的位置关系。利用图13~图14对各部分的位置关系详细地进行说明。图13是竖直移动架405及电气基板406的从X轴方向负侧观察的平面示意图。图14是竖直移动架及电气基板的从X轴方向正侧观察的平面示意图。图13及图14表示第2光轴A2与第3透镜组G3的中心C一致的状态,即第3透镜组G3的位置位于可动区域的中央附近的状态。
如图13及图14所示,在第2光轴A2与第3透镜组G3的中心一致的状态下,图像抖动补正装置400的霍尔元件406c、406d及线圈406b的中心Py被配置在包括旋转轴A3及第3透镜组G3的中心C的平面内。也就是,在竖直移动架405的可动区域内,旋转轴A3、第3透镜组G3的中心C、霍尔元件406c、406d及线圈406b的中心Py被配置在沿Z轴方向延伸的直线L上。
在此,所谓线圈406b的中心Py是指从线圈406b的平面外形所求得的中心,例如在线圈为大致四角形时,是指该四角形的中心。在本实施方式的情况下,线圈406b的中心Py是从线圈406b在Y轴方向及Z轴方向的尺寸求得的。实质上中心Py是指电磁致动机构414的负荷发生区域的中心(负荷发生点)。换言之,在旋转用电磁致动机构414中,中心Py是竖直移动架405的负荷作用区域的中心(负荷作用点)。还有,线圈406a的中心Pp也与中心Py相同。
在竖直移动架405的可动区域内,存在霍尔元件406d的检测中心Ry与磁石462e的分极线Qy一致的状态。在霍尔元件406d的检测中心Ry与磁石462e的分极线Qy一致的状态下,磁石462e的分极线Qy的方向与竖直方向(Z轴方向)大致一致。进而,如图13及图14所示,在第2光轴A2与第3透镜组G3的中心C一致的状态下,霍尔元件406d的检测中心Ry与磁石462e的分极线Qy大致一致。
例如,在如图13及图14所示的状态下,旋转轴A3、第3透镜组G3的中心C、霍尔元件406d的检测中心Ry大致配置在直线L上。连结旋转轴A3和霍尔元件406c的检测中心Rp的线段与竖直方向(Z轴方向)大致一致。
如图13及图14所示,旋转轴A3和线圈406b的中心Py之间的距离L1比旋转轴A3与第3透镜组G3的中心C之间的距离L0长。旋转轴A3与霍尔元件406d的检测中心Ry之间的距离L2比旋转轴A3和线圈406b的中心Py之间的距离L1短。旋转轴A3与霍尔元件406c的检测中心Rp之间的距离L3比旋转轴A3和线圈406a的中心Pp之间的距离L4短。
另一方面,如图13及图14所示,在竖直移动架405的可动区域内,存在霍尔元件406c的检测中心Rp与磁石462c的分极线Qp一致的状态。在第2光轴A2与第3透镜组G3的中心C一致的状态下,霍尔元件406c的检测中心Rp与磁石462c的分极线Qp大致一致。
在图13及图14所示的状态下,分极线Qy及直线L与电磁致动机构414中所产生的电磁力Fy的方向大致垂直。也就是,在图13及图14所示的状态下,包括电磁力Fy的作用点和旋转轴A3的平面与电磁力Fy所作用的方向大致垂直。
在此,所谓“霍尔元件的检测中心”是能够被认为在位置检测时将霍尔元件配置在该一点的假想点。作为检测中心,例如可举出霍尔元件中检测敏感度为最大的点。一般而言,能够将检测中心假定为霍尔元件的检测面的中心点。所谓“磁石的分极线”是指在N极和S极之间极性所变化的交界线。如图17(a)所示,磁石的磁通量密度分布包括以分极线为中心的磁通量密度按大致一定的比率变化的可使用区域。所谓可使用区域是指位置检测可使用的范围,若在可使用区域内,则霍尔元件的测量值随着测量位置大致线性地变化,从而可进行正确的位置检测。
例如,如图17(b)所示,若在磁石的可使用区域内,则当霍尔元件和磁石的相对位置(测量位置)产生变化时,霍尔元件的测量值(输出)随着相对位置的变化而大致线性地变化。为此,可基于霍尔元件的输出求得霍尔元件相对于磁石的正确的相对位置。也就是,磁石的可使用区域对应于位置检测的性能保证范围。若霍尔元件的可动范围是该性能保证范围,则霍尔元件可经得住作为用于图像抖动补正的位置检测元件而使用。
图像抖动补正装置400的情况,直进用磁石462c的竖直方向(Z轴方向)的磁通量密度分布包括以分极线Qp为中心的可使用区域。旋转用磁石462e的偏转方向(Y轴方向)的磁通量密度分布包括以分极线Qy为中心的可使用区域。将霍尔元件406c的检测中心Rp的可动范围设定为磁石462c的可使用区域内。将霍尔元件406d的检测中心Ry的可动范围设定为磁石462e的可使用区域内。
(4.2.4关于图像抖动补正装置400的组装方法)图像抖动补正装置400的特征还在于组装方法。利用图15~图16对图像抖动补正装置400的组装方法、尤其偏转移动架408及第3组架462的组装方法进行说明。图15是从Y轴方向负侧观察的偏转移动架408及第3组架462的组装方法的说明图,图16是第1支撑部及第2支撑部的嵌入状态的示意图。
如图15(a)所示,首先,相对第3组架462的X轴方向负侧的面嵌入偏转移动架408。此时,如图16(a)、(b)所示,将偏转移动架408的第1支撑部483、484插入到第3组架462的第2支撑部486、487周围的空间,将第2支撑部488插入到第1支撑部485周围的空间。
接着,如图15(b)所示,相对第3组架462使偏转移动架408沿Z轴方向正侧滑动。由此,如图16(c)所示,将第2支撑部486、487的轴486b、487b插入到大致U字形状的第1支撑部483、484中,将第1支撑部485的轴485b插入到大致U字形状的第2支撑部488中。
于是,如图15(c)所示,在第1轴承481及第2轴承482的孔481a、482a的中心大致一致的位置停止偏转移动架408的滑动,然后将销钉430从X轴方向负侧插入到孔481a、481b中。此时,将销钉430压入到第2轴承482的孔482a中并固定在第3组架462。
如以上那样,通过第1支撑部483、484、485及第2支撑部486、487、488来连结偏转移动架408以及第3组架462,通过压入能够进行销钉430和第3组架462的固定。即,不需如现有的图像抖动补正装置那样,例如将偏转轴的两端粘接固定于保持架。
产生这样的组装工序上的差异的原因是,在如现有的图像抖动补正装置的直进形式下,轴的延伸方向和插入轴的方向垂直,然而在如图像抖动补正装置400的旋转形式下,销钉430的延伸方向和插入销钉430的方向一致。
因而,图像抖动补正装置400中能够省略销钉430的粘接工序,从而不需进行粘接后的后续处理。也就是,能够实现制造成本的降低。
另外,通过第1支撑部483、484、485及第2支撑部486、487、488,使偏转移动架408相对于第3组架462的X轴方向的定位由3点支撑来完成。如图12所示,可将第1轴承481及第2轴承482以在X轴方向隔开的方式配置。也就是,该偏转导向机构480中,不需通过第1轴承481及第2轴承482来进行偏转移动架408及第3组架462的X轴方向的定位。为此,不需提高第1轴承481及第2轴承482周围的X轴方向的尺寸精度,从而能够削减加工的工序数。由此,能够实现制造成本的降低。
并且,如所述那样,通过对第3组架462搭载偏转移动架408、或沿一方向滑动或仅插入销钉430,就能够完成第3组架462及偏转移动架408的装配。为此,不仅能够将装配工序的自动化变得简单,并且能够使装配状态的离散偏差减少从而提高装配精度。
<5作用效果>
以上所述的图像抖动补正装置400的作用效果如下。
〔5.1〕该图像抖动补正装置400中,相对第3组架462以旋转轴A3为中心沿偏转方向(旋转方向)驱动偏转移动架408。为此,不需要偏转方向的导向用的轴。由此,能够实现与竖直方向垂直的Y轴方向的尺寸的小型化。
除此之外,该图像抖动补正装置400中,对固定第3透镜组G3的竖直移动架405(更详细而言为固定竖直移动架405的电气基板406)从直进用电磁致动机构412及旋转用电磁致动机构414直接施加驱动力。为此,与电磁致动机构412、414的驱动力不直接作用在竖直移动架405时相比,能够防止第3透镜组G3的位置精度的降低,从而能够防止图像抖动补正性能的降低。
综上所述,该图像抖动补正装置400中,不仅防止图像抖动补正性能的降低,并且使小型化成为可能。
〔5.2〕该图像抖动补正装置400中,在霍尔元件406d的检测中心Ry与磁石462e的分极线Qy一致的状态下,磁石462e的分极线Qy的方向与竖直方向(Z轴方向、直进方向)大致一致。为此,经竖直导向机构470将竖直移动架405沿竖直方向驱动时,可抑制霍尔元件406d的检测中心Ry和磁石462e的分极线Qy的偏转方向(旋转方向)的位置偏移。其结果,易于将霍尔元件406d的检测中心Ry的可动范围归入到磁石462e的可使用区域内。由此,能够防止伴随竖直方向的动作的偏转方向的位置检测精度的降低。
在此,对于“磁石462e的分极线Qy的方向与竖直方向(Z轴方向)大致一致”而言,除了分极线Qy与竖直方向完全一致的情况外,也包括在霍尔元件406d的检测中心Ry的可动范围归入到磁石462e的可使用区域内的状态下,分极线Qy与竖直方向错开的情况。
〔5.3〕该图像抖动补正装置400中,在第3透镜组G3的中心C与第2光轴A2一致的状态下,霍尔元件406d的检测中心Ry与磁石462e的分极线Qy大致一致。为此,在第3透镜组G3的中心C与第2光轴A2一致的状态下,易于将霍尔元件406d的检测中心Ry的范围归入到磁石462e的可使用区域内。由此,能够防止偏转方向的位置检测精度的降低。
在此,对于“霍尔元件406d的检测中心Ry与磁石462e的分极线Qy大致一致”而言,除了检测中心Ry与分极线Qy完全一致的情况外,也包括在霍尔元件406d的检测中心Ry的可动范围归入到磁石462e的可使用区域内的状态下,检测中心Ry与分极线Qy错开的情况。
〔5.4〕该图像抖动补正装置400中,旋转轴A3、第3透镜组G3的中心C、霍尔元件406d的检测中心Ry大致配置在直线L上。为此,当沿竖直方向驱动竖直移动架405时,可抑制霍尔元件406d的检测中心Ry和磁石462e的分极线Qy的位置偏移。其结果,易于将霍尔元件406d的检测中心Ry的可动范围归入到磁石462e的可使用区域内。由此,能够防止偏转方向的位置检测精度的降低。
在此,对于“旋转轴A3、第3透镜组G3的中心C、霍尔元件406d的检测中心Ry配置在大致一直线L上”而言,除了旋转轴A3、光轴中心及检测中心Ry配置在一直线上的情况以外,也包括在霍尔元件406d的检测中心Ry的可动范围归入到磁石462e的可使用区域内的状态下,旋转轴A3、光轴中心及检测中心Ry错开的情况。
〔5.5〕该图像抖动补正装置400中,连结旋转轴A3和霍尔元件406c的检测中心Rp的线段与竖直方向(Z轴方向)大致一致。为此,在第2光轴A2与第3透镜组G3的中心C一致的状态下,易于将霍尔元件406c的检测中心Rp的可动范围归入到磁石462e的可使用区域内。由此,能够防止竖直方向的位置检测精度的降低。
在此,对于“连结旋转轴A3和霍尔元件406c的检测中心Rp的线段与竖直方向大致一致”而言,除了该线段与竖直方向完全一致的情况外,也包括在霍尔元件406c的检测中心Rp的可动范围归入到磁石462e的可使用区域内的状态下,该线段与竖直方向错开的情况。
〔5.6〕该图像抖动补正装置400中,在第2光轴A2与第3透镜组G3的中心C一致的状态下,霍尔元件406c的检测中心Rp与磁石462c的分极线Qp大致一致。为此,当沿偏转方向驱动竖直移动架405时,可抑制霍尔元件406c的检测中心Rp与磁石462c的分极线Qp的位置偏移。其结果,易于将霍尔元件406c的检测中心Rp的可动范围归入到磁石462c的可使用区域内。由此,能够防止竖直方向的位置检测精度的降低。
在此,对于“霍尔元件406c的检测中心Rp与磁石462c的分极线Qp大致一致”而言,除了检测中心Rp与分极线Qp完全一致的情况外,也包括在霍尔元件406c的检测中心Rp的可动范围归入到磁石462e的可使用区域内的状态下,检测中心Rp与分极线Qp错开的情况。
〔5.7〕该图像抖动补正装置400中,旋转轴A3与线圈406b的中心Py之间的距离L1比旋转轴A3与第3透镜组G3的中心C之间的距离L0长。为此,图像抖动补正装置400沿偏转方向的可动部分(由竖直移动架405及偏转移动架408等构成的部分)的重心位置,在从X轴方向观察时位于第3透镜组G3的中心C附近。
例如,当可动部分的自重W〔N〕作用在Y轴方向正侧时,将图像抖动补正装置400的可动部分的重心位置假定为第3透镜组G3的中心C附近。在将从旋转轴A3至自重W的作用点为止的距离设为L〔m〕、将从旋转轴A3至线圈406b的中心Py为止的距离设为L1〔m〕的情况下,为了支撑自重W,旋转用电磁致动机构414中所必需的电磁力Fy〔N〕,根据力矩(moment)平衡,而由下式表示Fy×L1=W×L。
如图13所示,因为L<L1所以Fy<W的关系成立。也就是,通过小于支撑实际重量的力的驱动力,可沿偏转方向驱动。
根据以上所述的结构,与现有的图像抖动补正装置相比,能够将旋转用电磁致动机构414中所需的电磁力Fy减小。由此,不仅能够实现旋转用电磁致动机构414的小型化,并且能够降低图像抖动补正装置400的消耗功率。
〔5.8〕该图像抖动补正装置400中,旋转轴A3与霍尔元件406d的检测中心Ry之间的距离L2比旋转轴A3和线圈406b的中心Py之间的距离L1短。为此,可减小霍尔元件406d的偏转方向的可动范围,其结果,能够将霍尔元件406d的检测中心Ry的可动范围归入到磁石462e的可使用范围。由此,能够防止偏转方向的位置检测精度的降低。
〔5.9〕该图像抖动补正装置400中,竖直移动架405的固定第3透镜组G3的部分需要有能够保持第3透镜组G3的程度的强度。为此,在第3透镜组G3周围必定存在竖直移动架405的一部分。本实施方式中,当从X轴方向观察时,第3透镜组G3由竖直移动架405包围。
另一方面,若在直进用电磁致动机构412的与第3透镜组G3相反侧配置旋转轴A3,则从直进用电磁致动机构412进一步使装置的外形尺寸增大了形成旋转轴A3的部分。
但是,该图像抖动补正装置400中,在直进用电磁致动机构412和第3透镜组G3之间的区域配置有旋转轴A3。为此,能够有效地利用第3透镜组G3周围的空间,从而能够实现装置的小型化。尤其能够缩短Z轴方向的尺寸。
〔5.10〕该图像抖动补正装置400中,旋转轴A3与霍尔元件406c的检测中心Rp之间的距离L3比旋转轴A3和线圈406a的中心Pp之间的距离L4短。为此,霍尔元件406c的偏转方向的可动范围小于线圈406a的偏转方向的可动范围。其结果,能够将霍尔元件406c的检测中心Rp的可动范围归入到磁石462c的可使用区域内。由此,能够防止竖直方向的位置检测精度的降低。
〔5.11〕该图像抖动补正装置400中,挠性印刷基板490的可挠曲部492配置在第3透镜组G3的旋转轴A3侧。为此,能够抑制当竖直移动架405沿偏转方向移动时的可挠曲部492的变形量,从而能够防止挠性印刷基板490的断线。
另外,一旦减小可挠曲部492的变形量,沿偏转方向驱动竖直移动架405时的驱动力就变小。由此,能够降低该图像抖动补正装置400的消耗功率。
〔5.12〕该图像抖动补正装置400中,在旋转用电磁致动机构414和直进用电磁致动机构412之间的区域配置有第3透镜组G3。也就是,直进用电磁致动机构412及旋转用电磁致动机构414配置在第3透镜组G3的两侧。为此,在大致一个方向上(本实施方式的情况为作为竖直方向的Z轴方向)图像抖动补正装置400增长。换言之,可缩短与Z轴方向正交的Y轴方向(偏转方向)的尺寸。
〔5.13〕该图像抖动补正装置400中,通过偏转导向机构480,可限制偏转移动架408和第3组架462的沿X轴方向正侧及负侧的相对移动。由此,旋转时,在第2光轴A2方向上,偏转移动架408的相对于第3组架462的位置稳定,从而能够防止被摄体图像的焦点偏移等的光学性能的降低。
另外,第1及第2支撑部中的一方为杆状体,另一方为大致U字形状的部分。为此,通过简单的结构能够限制偏转移动架408相对于第3组架462在第2光轴A2方向上移动。
〔5.14〕该图像抖动补正装置400搭载在具备折射式光学系统的数字照相机1上。具体而言,如图6所示,图像抖动补正装置400被配置成可使第3透镜组G3在与第2光轴A2正交的面内移动。图像抖动补正装置400被配置成竖直方向与第1光轴A1及第2光轴A2正交,即Y轴方向(偏转方向)大致与第1光轴A1平行。
此时,由于图像抖动补正装置400在Y轴方向上被小型化,所以能够实现第1光轴A1方向的尺寸即数字照相机1的薄型化。
另外,该图像抖动补正装置400中,能如所述那样防止图像抖动补正性能的降低。为此,该数字照相机1中,可以获得补正图像抖动的高画质的图像。
〔5.15〕该图像抖动补正装置400的制造方法包括相对第3组架462使偏转移动架408沿与旋转轴A3正交的方向移动的工序;和将用于可旋转地连结偏转移动架408和第3组架462的销钉430安装在偏转移动架408及第3组架462上的工序。将销钉430压入到第2轴承482的孔482a中。由此,能够缩短销钉430的粘接工序,从而能够实现制造成本的降低。
<6第2实施方式>
所述的图像抖动补正装置400中,虽然将偏转移动架408可旋转地保持于第3组架462,但是如图18所示的图像抖动补正装置500,也可以将偏转移动架可旋转地保持于竖直移动架。此时,经竖直导向机构570,由第3组架562保持竖直移动架505,使其可沿偏转方向直进。偏转移动架508固定在电气基板506上。经偏转导向机构580,由竖直移动架505保持偏转移动架508及电气基板506,使其可旋转。第3透镜组G3固定在偏转移动架508上。由销钉530以可旋转的方式连结竖直移动架505及偏转移动架508。竖直移动架505由3个支撑部支撑于第3组架562。
如图19所示,该图像抖动补正装置500的各构成的平面的配置与所述的图像抖动补正装置400的相同。该图像抖动补正装置500中,可获得如下所示的与所述图像抖动补正装置400相同的效果。
〔6.1〕该图像抖动补正装置500中,相对于竖直移动架505,偏转移动架508以旋转轴A3为中心沿偏转方向旋转。为此,不需对应于偏转方向的导向用轴。由此,能够实现垂直于竖直方向的方向的尺寸的小型化。
除此之外,该图像抖动补正装置500中,对固定第3透镜组G3的偏转移动架508(更详细而言,固定偏转移动架508的电气基板506),从直进用电磁致动机构512及旋转用电磁致动机构514直接施加驱动力。为此,与电磁致动机构512、514的驱动力没有直接作用于偏转移动架508的情况相比,能够防止第3透镜组G3的位置精度的降低,从而能够防止图像抖动补正性能的降低。
综上所述,该图像抖动补正装置500中,不仅防止图像抖动补正性能的降低,并且使小型化成为可能。
〔6.2〕该图像抖动补正装置500中,在霍尔元件506d的检测中心Ry与磁石562e的分极线Qy一致的状态下,磁石562e的分极线Qy的方向与竖直方向(Z轴方向、直进方向)大致一致。为此,在经竖直移动架505沿竖直方向驱动偏转移动架508时,可抑制霍尔元件506d的检测中心Ry与磁石562e的分极线Qy的偏转方向(旋转方向)的位置偏移。其结果,易于将霍尔元件506d的检测中心Ry的可动范围归入到磁石562e的可使用区域内。由此,能够防止伴随沿竖直方向的动作而来的偏转方向的位置检测精度的降低。
在此,对于“磁石562e的分极线Qy的方向与竖直方向(Z轴方向)大致一致”而言,除了分极线Qy与竖直方向完全一致的情况外,也包括在霍尔元件506d的检测中心Ry的可动范围归入到磁石562e的可使用区域内的状态下,分极线Qy与竖直方向错开的情况。
〔6.3〕该图像抖动补正装置500中,在第3透镜组G3的中心C与第2光轴A2一致的状态下,霍尔元件506d的检测中心Ry与磁石562e的分极线Qy大致一致。为此,在第3透镜组G3的中心C与第2光轴A2一致的状态下,易于将霍尔元件506d的检测中心Ry的范围归入到磁石562e的可使用区域内。由此,能够防止偏转方向的位置检测精度的降低。
在此,对于“霍尔元件506d的检测中心Ry与磁石562e的分极线Qy大致一致”而言,除了检测中心Ry与分极线Qy完全一致的情况外,也包括在霍尔元件506d的检测中心Ry的可动范围归入到磁石562e的可使用区域内的状态下,检测中心Ry与分极线Qy错开的情况。
〔6.4〕该图像抖动补正装置500中,旋转轴A3、第3透镜组G3的中心C、霍尔元件506d的检测中心Ry大致配置在直线L上。为此,当沿竖直方向驱动偏转移动架508时,可抑制霍尔元件506d的检测中心Ry和磁石562e的分极线Qy的位置偏移。其结果,易于将霍尔元件506d的检测中心Ry的可动范围归入到磁石562e的可使用区域内。由此,能够防止偏转方向的位置检测精度的降低。
在此,对于“旋转轴A3、第3透镜组G3的中心C、霍尔元件506d的检测中心Ry配置在大致一直线L上”而言,除了旋转轴A3、光轴中心及检测中心Ry配置在一直线上的情况以外,也包括在霍尔元件506d的检测中心Ry的可动范围归入到磁石562e的可使用区域内的状态下,旋转轴A3、光轴中心及检测中心Ry错开的情况。
〔6.5〕该图像抖动补正装置500中,连结旋转轴A3和霍尔元件506c的检测中心Rp的线段与竖直方向(Z轴方向)大致一致。为此,在第2光轴A2与第3透镜组G3的中心C一致的状态下,易于将霍尔元件506c的检测中心Rp的可动范围归入到磁石562e的可使用区域内。由此,能够防止竖直方向的位置检测精度的降低。
在此,对于“连结旋转轴A3和霍尔元件506c的检测中心Rp的线段与竖直方向大致一致”而言,除了该线段与竖直方向完全一致的情况外,也包括在能够防止位置检测精度降低的范围内线段与竖直方向错开的情况。
〔6.6〕该图像抖动补正装置500中,在第2光轴A2与第3透镜组G3的中心C一致的状态下,霍尔元件506c的检测中心Rp与磁石562c的分极线Qp大致一致。为此,当沿偏转方向驱动偏转移动架508时,可抑制霍尔元件506c的检测中心Rp与磁石562c的分极线Qp的位置偏移。其结果,易于将霍尔元件506c的检测中心Rp的可动范围归入到磁石562c的可使用区域内。由此,能够防止竖直方向的位置检测精度的降低。
在此,对于“霍尔元件506c的检测中心Rp与磁石562c的分极线Qp大致一致”而言,除了检测中心Rp与分极线Qp完全一致的情况外,也包括在能够防止竖直方向的位置检测精度降低的范围内检测中心Rp与分极线Qp错开的情况。
〔6.7〕该图像抖动补正装置500中,旋转轴A3与线圈506b的中心Py之间的距离L1比旋转轴A3与第3透镜组G3的中心C之间的距离L0长。为此,图像抖动补正装置500沿偏转方向的可动部分(第3透镜组G3、偏转移动架508及电气基板506)的重心位置,在从X轴方向观察时位于第3透镜组G3的中心C附近。
例如,当可动部分的自重W〔N〕作用在Y轴方向正侧时,将图像抖动补正装置500的可动部分的重心位置假定为第3透镜组G3的中心C附近。在将从旋转轴A3至自重W的作用点为止的距离设为L〔m〕、将从旋转轴A3至线圈506b的中心Py为止的距离设为L1〔m〕的情况下,为了支撑自重W,旋转用电磁致动机构514中所必需的电磁力Fy〔N〕,根据力矩平衡,由下式表示Fy×L1=W×L。
如图19所示,因为L<L1所以Fy<W的关系成立。也就是,通过小于支撑实际重量的力的驱动力,可沿偏转方向进行驱动。
根据以上所述的结构,与现有的图像抖动补正装置相比,能够将旋转用电磁致动机构514中所需的电磁力Fy减小。由此,不仅能够实现旋转用电磁致动机构514的小型化,并且能够降低图像抖动补正装置500的消耗功率。
〔6.8〕该图像抖动补正装置500中,旋转轴A3与霍尔元件506d的检测中心Ry之间的距离L2比旋转轴A3和线圈506b的中心Py之间的距离L1短。为此,可减小霍尔元件506d的偏转方向的可动范围,其结果,能够将霍尔元件506d的检测中心Ry的可动范围归入到磁石562e的可使用范围内。由此,能够防止偏转方向的位置检测精度的降低。
〔6.9〕该图像抖动补正装置500中,偏转移动架508的固定第3透镜组G3的部分需要有能够保持第3透镜组G3的程度的强度。为此,在第3透镜组G3周围必定存在偏转移动架508的一部分。本实施方式中,当从X轴方向观察时,第3透镜组G3由偏转移动架508包围。
另一方面,若在直进用电磁致动机构512的与第3透镜组G3相反侧配置旋转轴A3,则从直进用电磁致动机构512进一步使装置的外形尺寸增大了形成旋转轴A3的部分。
但是,该图像抖动补正装置500中,在直进用电磁致动机构512和第3透镜组G3之间的区域配置有旋转轴A3。为此,能够有效地利用第3透镜组G3周围的空间,从而能够实现装置的小型化。尤其能够缩短Z轴方向的尺寸。
〔6.10〕
该图像抖动补正装置500中,旋转轴A3与霍尔元件506c的检测中心Rp之间的距离L3比旋转轴A3和线圈506a的中心Pp之间的距离L4短。为此,霍尔元件506c的偏转方向的可动范围小于线圈506a的偏转方向的可动范围。其结果,能够将霍尔元件506c的检测中心Rp的可动范围归入到磁石562c的可使用区域内。由此,能够防止竖直方向的位置检测精度的降低。
〔6.11〕该图像抖动补正装置500中,挠性印刷基板590的可挠曲部591配置在第3透镜组G3的旋转轴A3侧。为此,能够抑制当偏转移动架508沿偏转方向移动时的可挠曲部591的变形量,从而能够防止挠性印刷基板590的断线。
〔6.12〕该图像抖动补正装置500中,在旋转用电磁致动机构514和直进用电磁致动机构512之间的区域配置有第3透镜组G3。也就是,直进用电磁致动机构512及旋转用电磁致动机构514配置在第3透镜组G3的两侧。为此,在大致一个方向上(本实施方式的情况为作为竖直方向的Z轴方向)图像抖动补正装置500变长。换言之,可缩短与图像抖动补正装置500变长的Z轴方向正交的Y轴方向(偏转方向)的尺寸。
〔6.13〕该图像抖动补正装置500中,通过偏转导向机构580,可限制偏转移动架508和竖直移动架505的沿X轴方向正侧及负侧的相对移动。由此,在第2光轴A2方向上,旋转时的偏转移动架508的相对于竖直移动架505的位置稳定,从而能够防止图像抖动补正性能的降低。
另外,第1及第2支撑部中的一方为杆状体,另一方为大致U字形状的部分。为此,通过简单的结构能够限制偏转移动架508相对于竖直移动架505在第2光轴A2方向上移动。
〔6.14〕该图像抖动补正装置500搭载在具备折射式光学系统的数字照相机1上。具体而言,图像抖动补正装置500被配置成可使第3透镜组G3在与第2光轴A2正交的面内移动。图像抖动补正装置500被配置成竖直方向与第1光轴A1及第2光轴A2正交,即Y轴方向(偏转方向)大致与第1光轴A1平行。
此时,由于图像抖动补正装置500在Y轴方向上被小型化,所以能够实现第1光轴A1方向的尺寸即数字照相机1的薄型化。
另外,该图像抖动补正装置500中,能如所述那样防止图像抖动补正性能的降低。为此,该数字照相机1中,可以获得补正了图像抖动的高画质的图像。
〔6.15〕该图像抖动补正装置500的制造方法包括相对竖直移动架505使偏转移动架508沿与旋转轴A3正交的方向移动的工序;和将用于可旋转地连结偏转移动架508和竖直移动架505的销钉530安装在偏转移动架508及竖直移动架505上的工序。
偏转移动架508具有第1轴承581,竖直移动架505具有第2轴承582。第1轴承581具有孔581a,第2轴承582具有孔582a。
在组装工序中,将销钉530压入到第2轴承582的孔582a中。由此,能够缩短销钉530的粘接工序,从而能够实现制造成本的降低。
〔6.16第1实施方式和第2实施方式的对比〕在此,对第1实施方式涉及的图像抖动补正装置400和第2实施方式涉及的图像抖动补正装置500的结构差异进行叙述。
如所述那样,图像抖动补正装置400中,通过沿偏转方向旋转的偏转移动架408,支撑沿竖直方向直进的竖直移动架405。为此,直进用电磁致动机构412可仅驱动第3透镜组G3、竖直移动架405及电气基板406,但是旋转用电磁致动机构414除偏转移动架408外还需要驱动第3透镜组G3、竖直移动架405及电气基板406。也就是说,存在使旋转用电磁致动机构414的负荷变高的倾向。
但是,如所述那样,通过将旋转轴A3和旋转用线圈406b的中心Py之间的距离增大,就能够减少旋转用电磁致动机构414所需驱动力。为此,通过调节电磁致动机构414的配置,可以降低旋转用电磁致动机构414的负荷。
另一方面,图像抖动补正装置500中,由沿竖直方向直进的竖直移动架505,支撑沿偏转方向旋转的偏转移动架508。为此,旋转用电磁致动机构514可仅驱动第3透镜组G3、偏转移动架508及电气基板506,但是直进用电磁致动机构512除竖直移动架505外还需要驱动偏转移动架508及电气基板506。也就是说,存在使直进用电磁致动机构512的负荷变高的倾向。
此时,与所述的图像抖动补正装置400的情况不同,即使调节直进用电磁致动机构512的位置,也不能实现电磁致动机构512的负荷的降低。
综上所述,在并用旋转机构和直进机构的图像抖动补正装置中,如第1实施方式那样由进行旋转的部件支撑进行直进的部件的结构,这样能实现装置全体驱动时的负荷的降低。也就是,图像抖动补正装置400与图像抖动补正装置500相比,可进一步降低驱动时的负荷。
<7其他的实施方式>
本方面的具体的结构,并非限定于所述的实施方式,在不脱离发明的要旨的范围内可进行各种各样的变更及修正。
〔7.1〕所述的图像抖动补正装置400、500可搭载在具备折射式光学系统的数字照相机1以外的照相机上。此时,也可实现照相机的小型化并且防止图像抖动补正性能的降低。
〔7.2〕第1支撑部及第2支撑部的配置和形状,并非限定于所述的情况。例如,也可以将第1支撑部483、484、485形成在第3组架462上,将第2支撑部486、487、488形成在偏转移动架408上。另外,也可以是偏转移动架408上形成的3个第1支撑部483、484、485为大致U字形状,第3组架462上形成的3个第2支撑部486、487、488为杆状体。并且,所谓大致U字形状,只要是具有相互平行延伸的2个部分的形状其他形状也可。
〔7.3〕所述的实施方式中,将电磁致动机构的磁石两极磁化,但磁石的磁化方法并非限定于此。例如,磁石的磁化方法也可以是一极磁化或三极磁化。在将磁石三极磁化的情况下,磁石上存在2根分极线,但是只要其中一根分极线与霍尔元件的检测中心一致,分极线便与检测中心一致。
另外,在磁石的磁化方法为一极磁化时,不存在分极线。此时,磁通量密度以大致一定的比率进行变化的性能保证范围的中心线,相当于所述的分极线。为此,一极磁化时,该中心线与检测中心一致,这相当于所述的分极线与检测中心一致。
另外,所述的实施方式中,磁石的N极部分和S极部分在物理学上成为一体,但是磁石的状态并非限定于此。例如,在物理学意义上当N极部分和S极部分分离时,极性变化的交界线可为分极线。
(产业上的可利用性)本发明涉及的图像抖动补正装置及照相机,在要求小型化及图像抖动补正性能的照相机涉及的领域中,是有用的。
权利要求
1.一种图像抖动补正装置,用来对因照相机的晃动而引起的图像振动进行补正,具备透镜保持部件,固定所述照相机的光学系统所包括的补正透镜;第1保持部件,以所述透镜保持部件可移动的方式将其保持,所述透镜保持部件可沿与入射到所述补正透镜的光的光轴正交的面内的任意方向的直进方向、以及在所述面内的沿以大致平行于所述光轴的旋转轴为中心的圆弧的旋转方向中的一方移动;第2保持部件,以所述第1保持部件可移动的方式将其保持,所述第1保持部件可沿所述直进及旋转方向中的另一方移动;直进用驱动部,为了沿所述直进方向驱动所述透镜保持部件,对所述透镜保持部件施加驱动力;旋转用驱动部,为了沿所述旋转方向驱动所述透镜保持部件,对所述透镜保持部件施加驱动力。
2.根据权利要求1所述的图像抖动补正装置,其特征在于,还具备旋转用位置检测元件,检测所述旋转方向上的所述透镜保持部件的位置,所述旋转用驱动部具有旋转用磁石,所述旋转用磁石的所述旋转方向的磁通量密度分布,包括磁通量密度以大致一定的比率进行变化的旋转用可使用区域,当沿所述光轴方向观察时,在所述透镜保持部件的可动区域内,存在所述旋转用位置检测元件的检测中心与所述旋转方向上的所述旋转用可使用区域的中心线一致的状态。
3.根据权利要求2所述的图像抖动补正装置,其特征在于,当沿所述光轴方向观察时,在所述旋转用位置检测元件的检测中心与所述旋转方向上的所述旋转用可使用区域的中心线一致的状态下,所述旋转方向上的所述旋转用可使用区域的中心线的方向与所述直进方向大致一致。
4.根据权利要求2所述的图像抖动补正装置,其特征在于,当沿所述光轴方向观察时,在入射到所述补正透镜的光的光轴与补正透镜的中心一致的状态下,所述旋转用位置检测元件的检测中心与所述旋转方向上的所述旋转用可使用区域的中心线大致一致。
5.根据权利要求2所述的图像抖动补正装置,其特征在于,当沿所述光轴方向观察时,所述旋转轴、所述补正透镜的中心、所述旋转用位置检测元件的检测中心配置在大致一直线上。
6.根据权利要求1所述的图像抖动补正装置,其特征在于,还具备直进用位置检测元件,检测所述直进方向上的所述透镜保持部件的位置,当沿所述光轴方向观察时,连结所述旋转轴和所述直进用位置检测元件的检测中心的线段与所述直进方向大致一致。
7.根据权利要求1所述的图像抖动补正装置,其特征在于,还具备直进用位置检测元件,检测所述直进方向上的所述透镜保持部件的位置,所述直进用驱动部具有直进用磁石,所述直进用磁石的所述直进方向的磁通量密度分布,包括磁通量密度以大致一定的比率进行变化的直进用可使用区域,当沿所述光轴方向观察时,在所述透镜保持部件的可动区域内,存在所述直进用位置检测元件的检测中心与所述直进方向上的所述直进用可使用区域的中心线一致的状态。
8.根据权利要求7所述的图像抖动补正装置,其特征在于,当沿所述光轴方向观察时,在入射到所述补正透镜的光的光轴与所述补正透镜的中心一致的状态下,所述直进用位置检测元件的检测中心与所述直进方向上的所述直进用可使用区域的中心线大致一致。
9.根据权利要求1所述的图像抖动补正装置,其特征在于,所述旋转用驱动部具有旋转用磁石、和按照与所述旋转用磁石相对的方式配置的旋转用线圈,当沿所述光轴方向观察时,所述旋转轴和所述旋转用线圈的中心之间的距离,比所述旋转轴和所述补正透镜的中心之间的距离长。
10.根据权利要求1所述的图像抖动补正装置,其特征在于,所述旋转用驱动部具有旋转用磁石、和按照与所述旋转用磁石相对的方式配置的旋转用线圈,当沿所述光轴方向观察时,所述旋转轴和所述旋转用位置检测元件的检测中心之间的距离,比所述旋转轴和所述旋转用线圈的中心之间的距离短。
11.根据权利要求1所述的图像抖动补正装置,其特征在于,所述旋转轴配置在所述直进用驱动部和所述补正透镜之间的区域。
12.根据权利要求1所述的图像抖动补正装置,其特征在于,还具备直进用位置检测元件,检测所述直进方向上的所述透镜保持部件的位置,所述直进用驱动部具有直进用磁石、和按照与所述直进用磁石相对的方式配置的直进用线圈,所述旋转轴和所述直进用位置检测元件的检测中心之间的距离比所述旋转轴和所述直进用线圈的中心之间的距离短。
13.根据权利要求1所述的图像抖动补正装置,其特征在于,还具备挠性印刷基板,为了对所述旋转用驱动部供给电压,而与所述旋转用驱动部电连接,所述挠性印刷基板具有固定在所述透镜保持部件的第1固定部、固定在所述第2保持部件的第2固定部、和连结所述第1及第2固定部并可弯曲的可挠曲部,所述可挠曲部配置在所述补正透镜的所述旋转轴侧。
14.根据权利要求1所述的图像抖动补正装置,其特征在于,所述补正透镜配置在所述旋转用驱动部和所述直进用驱动部之间的区域。
15.根据权利要求1所述的图像抖动补正装置,其特征在于,还具备至少3个支撑部,不仅保持旋转部件,使其相对于旋转保持部件可在与所述光轴正交的面内移动,并且限制其向沿所述光轴的方向的两侧移动,其中所述旋转部件是所述透镜保持部件及第1保持部件中的被保持成可沿所述旋转方向移动的一方,所述旋转保持部件是所述第1及第2保持部件中的保持所述旋转部件的一方。
16.根据权利要求15所述的图像抖动补正装置,其特征在于,所述至少3个支撑部分别具有形成于所述旋转部件上的第1支撑部、和形成于所述旋转保持部件上且可从与所述旋转轴正交的方向嵌入所述第1支撑部的第2支撑部,所述第1及第2支撑部中的一方为杆状体,所述第1及第2支撑部中的另一方为嵌入所述杆状体的大致U字体。
17.一种照相机,具备第1透镜组,取入沿第1光轴的光;折射式光学系统,使沿所述第1光轴入射的光折射到与所述第1光轴交叉的第2光轴的方向;第2透镜组,包括进行图像抖动补正的补正透镜,并且取入由所述折射式光学系统所折射的光;权利要求1所述的所述图像抖动补正装置;摄像部,接收通过所述第2透镜组的光;镜头镜桶,其中配置有所述第1透镜组、所述折射式光学系统、所述第2透镜组、所述图像抖动补正装置、和所述摄像部;和外壳,保持所述镜头镜桶。
18.根据权利要求17所述的照相机,其特征在于,所述直进方向,与垂直于所述第1及第2光轴的方向大致平行。
19.一种图像抖动补正装置的制造方法,该图像抖动补正装置具有透镜保持机构,保持为了进行图像抖动补正而包含于光学系统的补正透镜;旋转保持部件,以所述透镜保持机构可移动的方式将其保持,该透镜保持机构在与入射到所述补正透镜的光的光轴正交的面内,可沿以大致平行于所述光轴的旋转轴为中心的圆弧的旋转方向移动,该图像抖动补正装置的制造方法包括使所述透镜保持机构侧的部件相对于所述旋转保持部件沿与所述旋转轴正交的方向移动的工序;将用于可旋转地连结所述透镜保持机构侧的部件和所述旋转保持部件的轴部件,安装于所述透镜保持机构侧的部件及旋转保持部件的工序。
20.根据权利要求19所述的图像抖动补正装置的制造方法,其特征在于,安装所述轴部件时,将所述轴部件压入所述透镜保持机构侧的部件上设置的第1孔及旋转保持部件上设置的第2孔中的一方。
全文摘要
本发明提供一种图像抖动补正装置及具备该装置的照相机。图像抖动补正装置(400)具备竖直移动架(405)、偏转移动架(408)和第3组架(462)。竖直移动架(405)保持为了进行图像抖动补正而包括在光学系统的第3透镜组(G3)。偏转移动架(408)保持竖直移动架(405),使其可在与第2光轴(A2)正交的面内沿与第2光轴(A2)正交的竖直方向移动。第3组架(462)保持偏转移动架(408),使其可在与第2光轴(A2)正交的面内沿以旋转轴(A3)为中心的圆弧的偏转方向移动。本发明的图像抖动补正装置及具备该装置的照相机不仅防止图像抖动补正性能降低而且实现与入射的光轴正交的任一方向的尺寸的小型化。
文档编号H04N5/225GK101017309SQ200710008029
公开日2007年8月15日 申请日期2007年2月5日 优先权日2006年2月8日
发明者宫森健一, 小西章雄, 阪本圭司, 竹中秀夫, 桥秀幸 申请人:松下电器产业株式会社
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