驱动装置和使用该驱动装置的摄影设备的制作方法

专利名称：驱动装置和使用该驱动装置的摄影设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于使用诸如电磁马达、超声波马达或者压电体这样的致动器驱动可移动体从而使该可移动体在预定方向上移动的驱动装置，并且还涉及通过使用该驱动装置执行相机振动校正或者焦点位置检测的诸如数码相机或工具显微镜这样的摄影设备。
背景技术：
一直以来，已经存在了可用于能够在X轴、Y轴和Z轴方向上移动并且围绕每个轴转动的电动台的多种应用，其中X轴、Y轴和Z轴被定义为在直角坐标系中彼此垂直的三个轴。具有相机振动校正功能的摄影装置的具体示例可以包括相机。作为针对相机的振动校正功能，已知一种相机振动校正功能，该相机振动校正功能使用诸如角速度传感器的 振动检测器检测相机俯仰方向的振动和相机偏转方向的振动，并且该相机振动校正功能基于指示检测到的振动的信号，在与摄影光轴垂直的平面内、在消除该振动的方向上、在水平方向和垂直方向上彼此独立地移动摄影光学系统或者摄影元件的一部分，以由此校正摄影元件的摄影面上的图像的模糊。用于实现上述相机振动校正功能的相机振动校正机构采用了一种驱动单元，该驱动单元在与摄影光轴垂直的平面内在水平方向和垂直方向上移动一些摄影镜头或者图像传感器自身。由于追随相机振动而操作，因此驱动单元需要被精确地驱动(微驱动)，并且在被驱动时还需要相对于摄影镜头对可移动体进行准确定位(摄影面上的定位)。此外，驱动单元被需要具有大的驱动力以便于获得进行与可移动体的重力反方向的控制所必须的加速度，并且还需要具有自我保持性，使得即使在电源关闭后也能够保持可移动体的位置。当然，驱动单元需要具有紧凑和廉价的机构，而不是具有复杂的机构。另一方面，存在着对一种能够在与摄影面垂直的方向上驱动可移动体以便于在更先进的微距摄影中进行相机振动校正和在对比度系统中进行焦点检测的驱动机构的需求。其它具体示例包括显微镜中用于载置要观测的物品的镜台。这种镜台被要求在XY平面内自由地移动以将要观测的物品的期望位置移动到显微镜的观测视野中。此外，这种镜台设置有能够在与XY平面垂直的Z轴方向上精确地移动该镜台以在焦点定位过程中进行调整的机构。例如，日本专利特开No. 2008-129326公开了一种驱动机构，该驱动机构包括多个基板支承突起，每个基板支承突起都在其远端具有光滑表面，所述基板支承突起形成在底部轭板上；压销，其在远端具有光滑表面，该压销被螺旋弹簧按压，基板支承突起与压销将可移动部夹持在它们之间；线圈，其设置在可移动部侧；以及磁体，其设置在底部轭板侦1J,线圈和磁体形成音圈马达(在下文中称为VCM(voice coilmotor)),以由此允许由基板支承突起的端面所限定的平面内的X轴方向(水平方向)和Y轴方向(垂直方向)上的移动，并且还允许围绕与XY平面垂直的轴旋转。然而，在该机构中，可动框总是处于压力支承的摩擦力的作用下，导致了用于驱动该可动框的VCM由于摩擦力而能量下降的问题。此外，当VCM的动作停止时，可动框通过压力支承的摩擦力而被固定框保持。然而，如果保持力增大以提高保持性能，则摩擦力也随之增大，可能进一步减小VCM的能量。另外，尽管该驱动机构使用简单构造来允许X轴方向(水平方向)和Y轴方向(垂直方向)上的移动，并且还允许围绕与XY平面垂直的轴旋转，但是仍然没有实现在与XY平面(相机的光轴方向，即，Z轴方向)垂直的方向上的驱动。如果可以实现Z轴方向上的驱动控制，则该驱动控制可应用于用于相机的焦点检测的Z轴方向上的振动动作(在下文中，称为摆动)、聚焦动作或者在微距摄影中有效的光轴方向上的相机振动校正动作。日本专利申请特开No. 2010-282028公开了一种镜头单元，该镜头单元包括用于使动子(transducer)相对于定子进行直线移动的致动器(VCM的形式)，其中当用于致动的致动器不产生驱动力时，动子和定子被彼此按压，而当用于移动的致动器产生驱动力时，动子与定子之间的按压力被用于制动部(具体地，压电体)的致动器消除。
然而，该驱动机构是用于相对于定子在Z轴方向(光轴方向)上驱动振动子的单轴驱动机构，并未实现多自由度的移动。特别是，在按压力的方向上的移动完全不受控制。当用于致动的致动器相对于固定框驱动可动框时，按压力被解除，造成了该机构中的间隙在位置上随机变化。日本专利申请特开No. 2010-191298公开一种显微镜，该显微镜包括用于载置具有多个观察点的物品的台；自动对焦装置；物镜驱动部，用于对观察位置进行驱动控制；以及补偿镜头驱动部。根据该显微镜，当自动对焦装置在某个观察位置处检测到对焦错误时，基于在已经观察过的多个观察位置获得的对焦信号来计算该观察位置在光轴方向上的相对位置，从而控制镜头驱动部和补偿镜头驱动部，以由此进行对焦操作。然而，在该显微镜中，需要彼此分立地提供用于样品平面内的位置调整的样品台驱动机构和用于光轴方向上的焦点位置调整的镜头驱动机构。结果，显微镜尺寸增大，并且构造变得复杂。

发明内容
本发明要解决的问题鉴于上述问题做出了本发明，并且本发明的目的是提供一种驱动装置，除了能够执行支承面(XY平面)内的驱动，该驱动装置能够利用简单构造来执行与支承面(XY平面)垂直的按压方向(Z轴方向)上的驱动，以通过减小驱动时的摩擦并且一旦操作停止则保持精确位置来增大驱动力，并且提供包括该驱动装置的摄影设备。解决问题的方案为了获得上述目的，本发明提供一种驱动装置，该驱动装置包括第一部件；接触部，其被所述第一部件支承；第二部件，其被按压在所述接触部上而被支承；第一驱动机构，其用于在沿着由所述接触部形成的支承面的方向上相对于所述第一部件移动所述第二部件；以及第二驱动机构，其用于使所述接触部在所述按压的方向上相对于所述第一部件移位，其中所述第二驱动部件使所述接触部在所述按压的方向上振动，以减小所述接触部与所述第二部件之间的摩擦力。优选地，所述第二驱动机构可以使所述第二部件的所述支承面在所述按压的方向上移位。更优选地，改变所述接触部的振动振幅以控制 所述支承面的移位。另选地，使所述接触部的振动中心移位以控制所述支承面的移位。有利地，所述第二驱动机构可以包括压电体，并且所述接触部可以是粘接到所述压电体的接触体。此外，可以设置多个所述控制部和多个所述第二驱动机构，使得这些接触部振动振幅或者振动中心的移位量被制造成彼此不同，以由此调整所述第二部件相对于所述第一部件的倾斜。为了获得上述目的，本发明提供一种摄影设备，该摄影设备包括固定框，其被固定到主体部；振动检测器，其被固定到所述主体部并检测振动；接触部，其被所述固定框支承；可动框，其被按压在所述接触部上而被支承；图像传感器，其固定到所述可动框；摄影光学系统，其被所述主体部支承，并且具有与由所述接触部形成的支承面垂直的方向上的光轴，所述摄影光学系统在所述图像传感器上形成被摄体像；第一驱动机构，其用于在与所述摄影光学系统的所述光轴垂直的方向上移动所述可动框；以及第二驱动机构，其用于在所述光轴的方向上使所述接触部相对于所述固定框移位，其中所述第二驱动机构在所述光轴的方向上移动所述接触部以减小所述接触部与所述可动框之间的摩擦力，并且其中所述第一驱动机构基于来自所述振动检测器的信号移动所述图像传感器以对所述振动进行补偿。为了获得上述目的，本发明提供另一种摄影设备，该摄影设备包括固定框，其固定到主体部；接触部，其被所述固定框支承；可动框，其被按压在所述接触部上而被支承；图像传感器，其固定到所述可动框；摄影光学系统，其被所述主体部支承，并且具有与由所述接触部形成的支承面垂直的方向上的光轴，所述摄影光学系统在所述图像传感器上形成被摄体像；第一驱动机构，其用于在与所述摄影光学系统的所述光轴垂直的方向上移动所述可动框；以及第二驱动机构，其用于使所述接触部在所述光轴的方向上相对于所述固定框移位，
其中所述第二驱动机构使所述接触部在所述光轴方向上振动以减小所述接触部与所述可动框之间的摩擦力，并且改变所述接触部的振动振幅或振动中心的移位量以使所述图像传感器在所述光学系统的所述光轴上相对于所述固定框移位，以由此检测焦点位置。发明效果根据本发明，提供了一种驱动装置和包括该驱动装置的摄影设备，该驱动装置包括第一驱动机构，其用于在沿着由接触部形成的支承面的方向上相对于第一部件移动第二部件；以及第二驱动机构，其用于使接触部在按压方向上相对于第一部件移位，其中第二驱动机构使接触部在按压方向上振动以减小接触部与第二部件之间的摩擦力，由此使得凭借简单的构造，除了能够执行支承面内的驱动以外，还能够执行与支承面垂直的按压方向上的驱动，使得驱动装置在驱动时能够通过减小摩擦而增大驱动力，并且使得驱动装置在 停止时精确地保持第二部件的位置。例如，在根据本发明的驱动装置和摄影设备中，在固定框(第一部件)和可动框(第二部件)之间布置了所谓的VCM作为第一驱动机构，该VCM包括线圈和磁体。另一方面，设置了接触部，该接触部用于相对于固定框按压支承可动框，并且设置了包括压电体和接触体(接触部)的第二驱动机构，该第二驱动机构用于使接触部在按压方向上移位。通过使用VCM，当在由接触部形成的平面(XY平面)内驱动该可动框时，使压电体在按压方向上振动，以减小接触部处的摩擦力，由此减小VCM中的功率损耗，因而获得大的输出。此外，当VCM的驱动停止时，压电体的振动停止，以在接触部产生大的摩擦力，以由此相对于固定框可靠地保持可动框。此外，可以控制压电体的移位量，由此使可动框在与接触部形成的XY平面(支承面)垂直的Z轴方向(按压方向)上移位。如上所述，获得了能够在与XY平面垂直的Z轴方向上驱动以及在XY平面内驱动的效果，使得VCM功率更高，并且获得了即使在驱动停止时也保持可动框的效果。此外，驱动装置的构造简单，这也产生了可以低成本地制造小型的系统的效果。另一方面，即使将本发明的驱动装置应用于摄影设备时也无疑可获得相同的效果。然而，当把本发明应用于诸如相机这样需要精确驱动的较小装置时，可以获得更大的效果。


图I是主要示意性地例示应用了根据本发明的第一实施方式的驱动装置的相机的电气系统构造的框图；图2是简要地例示该驱动装置的示意性正视图；图3是图2的驱动装置的主要部分的纵向侧视图(沿着线A-A'截取的截面图)；图4是图2的驱动装置的主要部分的纵向侧视图(沿着线B-B'截取的截面图)；图5中的(a)是例示一般的音圈马达(VCM)的主要部分的构造的部分正视图，图5中的(b)是例示一般的音圈马达(VCM)的主要部分的构造的部分纵向侧视图(沿着线C-C/截取的截面图)；图6是示意性地例示振动子的主要部分的构造的部分截面图；图7是例示压电体的主要部分的构造的分解立体图；图8是例示压电体的构造和该压电体的控制电路的图9是示意性地例示图6的主要构造的操作的图，以例示可动框与接触体之间的摩擦减小；图10是示出输入到压电体的输入信号的曲线图，以例示可动框与接触体之间的摩擦减小；图11是例示控制压电体的控制电路的图；图12是图11的控制电路的信号的时序图；图13是例示振动子造成的Z轴方向上的移位的曲线图；图14是例示由与图13不同控制的振动子造成的Z轴方向上的移位的曲线图；图15是例示根据变型例的压电体的主要部分的构造的分解立体图； 图16是例示该变型例的压电体的构造和用于控制该压电体的控制电路的图；图17是采用该变型例的压电体的图2的驱动装置的纵向侧视图(沿着线B-B'截取的截面图)；图18是例示将根据本发明的第二实施方式的驱动装置应用于自动对焦的相机的基本操作的流程图；图19是详细例示图18的自动对焦操作的流程图；以及图20中的(a)和图20中的(b)是例示根据本发明的第三实施方式的驱动装置的主要部分的构造的图。
具体实施例方式下面，将参照附图描述本发明的实施方式。应注意，本发明不限于这些实施方式，并且可以在不背离本发明的实质的情况下做出多种变型。<第一实施方式>根据本实施方式的摄影设备包括本发明的驱动装置，以便于在包括通过光电转换而获得图像信号的图像传感器的摄影元件中进行相机振动校正。这里，描述了具有可更换镜头的单镜头电子相机(数字式相机)作为本发明的应用的示例。图I是主要示意性地例示应用了根据本发明的第一个实施方式的驱动装置的相机的电气系统构造的框图。本实施方式的相机被具体地实现为相机系统10，如图I所示，其包括用作摄影镜头的镜头单元200 (摄影光学系统)和机身单元100 (主体)。镜头单元200被构建成可从机身单元100拆下。镜头单元200具有用于拍摄被摄体的光学像的摄影镜头202和用于焦点调整的聚焦镜头(未示出)。机身单元100被构造成例如具有包括图像传感器的摄影部117，该图像传感器例如被称为电荷耦合器件(CCD)或者CMOS传感器。在以下描述中，将把从机身单元到被摄体的方向称为前并且将把与其相反的方向称为后。此外，将把与由镜头单兀200形成的光学系统的光轴01重合的轴定义为Z轴，并且分别把在与Z轴垂直的平面内的彼此垂直的两个轴定义为X轴(水平方向上的轴)和Y轴(垂直方向上的轴)。在本实施方式中，镜头单元200的操作由布置在镜头单元200中的镜头控制微型计算机(在下文称为Lucom) 201控制，而机身单元100的操作由布置在机身单元100中的机身控制微型计算机(在下文称为Bucom) 101控制。
镜头单元200安装在机身单元100中，Bucom 101和Lucom 201通过通信连接器102以可通信的方式彼此电连接。接着，Lucom 201被配置成从属于Bucom 101地协动地运行。布置在机身单元100中的电源电路135通过通信连接器102提供各个单元需要的电力。摄影镜头202被保持在镜头单元200内部。镜头单元200能够经由布置在机身单元100的前部(被摄体侧)的机身架(未示出)和布置在镜头单元200的后部(图像传感器侧)的镜头架(未示出)拆下。该可拆卸机构被构造为所谓的卡口系统。该构造使得相机系统100能够可更换地安装多种镜头作为镜头单元200并且进行拍摄。例如，可以安装具有或不具有摆动功能的镜头单元，并且即使安装了不具有摆动功能的镜头单元，也能够使用以下参照第二实施方式描述的本发明的摆动功能进行对比度自动对焦。此外，镜头单元200中布置有光圈203。光圈203由诸如步进马达(未示出)这样被布置在光圈驱动机构205内的致动器驱动。诸如摄影镜头202的合焦距离、焦点距离和F值的关于镜头单元200的信息由位置编码器(未示出)检测并通过Lucom 201和通信连接器102输出到Bucom 101。
摄影部117通过用于使摄影部移动的摄影部移动机构159而保持在机身单元100内。以下描述摄影部移动机构159。这里，摄影部117由诸如CXD或者CMOS这样的光电转换元件形成。在本实施方式中，在摄影部117的前侧布置有诸如低通滤波器的光学滤波器118和防尘过滤器119，由此构成摄影单元116。防尘过滤器119的周边附接有压电元件120。压电元件120被配置成由防尘过滤器控制电路121控制以使防尘过滤器119按照基于其尺寸和材料而确定的预定频率振动。通过压电元件120的振动，可以去除附着到防尘过滤器119的灰尘。在防尘过滤器119的前侧布置有一般称为焦平面快门形式的快门108。此外，在机身单元100中，设置有快门储能机构(shutter charging mechanism) 112和快门控制电路113，快门储能机构112使驱动快门108的前帘和后帘的弹簧储能，快门控制电路113控制前帘和后帘的移动。光学滤波器118、防尘过滤器119和快门108可以按照需要任意设置，并且相机系统10可以被构造为不包括这些部件。摄影部117通过用于控制摄影部117的操作的摄影部接口电路122而电连接到图像处理器126。图像处理器126被配置成基于从摄影部117输出的信号来产生图像。图像处理器126具有使用诸如SDRAM 124或者flash ROM 124这样的存储区域来使图像受到预定的图像处理的构造。图像处理器126电连接到布置在机身单元100的后部的图像显示装置123，使得图像可以显示在图像显示装置123上。图像显示装置123还起到所谓电子取景器的作用，用于实时地显示相机系统10捕捉到的摄影构图。此外，尽管本实施方式被构造为不包括光学取景器，但是可以设置所谓的单镜头反射型的光学取景器。记录介质127是以可移除的方式安装在机身单元100上的记录介质，诸如闪速存储器或HDD。记录介质127记录数据，诸如由相机系统10拍摄的图像(在图像是运动图像的情况下还包括声音)。非易失性存储器128是用于存储控制相机系统10所需要的控制参数的存储区域，诸如EEPR0M。非易失性存储器128布置为可从Bucom 101访问。
Bucom 101具有与其连接的操作显示LED 130、相机操作SW 131、内置闪光灯单元132和闪光灯控制电路133。操作显示LED 130通过显示输入向用户通知相机系统10的操作状态。闪光灯控制电路133驱动未示出的外部闪光灯单元。相机操作SW131是开关组，其包括用于操作相机系统10所需要的操作按钮，诸如释放SW、模式改变SW和电源SW。此外，机身单元100中设置有用作电源的电池134和电源电路135。电源电路135将电池134的电压转换为形成相机系统10的电路单元需要的电压，从而将该电压提供给这些电路单元。此外，设置有电压检测电路(未示出)，其用于检测在从外部电源经过插口(未示出)提供电流时出现的电压变化。接着，将对摄影部移动机构159进行描述，该摄影部移动机构159包括在根据本实施方式的相机中的相机振动校正功能中使用的驱动装置。为了相机振动校正的目的，机身单元100包括摄影部移动机构159，该摄影部移动机构159用于按照允许在X轴方向、Y轴方向和围绕Z轴的旋转方向上的移动的方式保持摄影部117。本实施方式的相机系统10通 过摄影部移动机构159保持摄影部117，以由此允许摄影部117在X轴方向、Y轴方向和围绕Z轴的旋转方向上机械地移动。此外，摄影部移动机构159还被构造为允许摄影部117能够在与光轴方向相对应的Z轴方向上移动。根据本发明的用于相机振动校正的驱动装置300被构造为使用X轴致动器163、Y轴致动器164和振动子(transducer) 165作为驱动源，使可动框(保持件)145移动，其中该可动框145上安装有包括摄影部117的摄影单元116。具体地，摄影部移动机构159被构造成包括X轴陀螺仪160、Y轴陀螺仪161、Z轴旋转检测器170、振动校正控制电路162、X轴致动器163、Y轴致动器164、振动子165、作为可动框的保持件(第二部件)、用作固定框的框167 (第一部件)、位置检测传感器168和致动器驱动电路169。这里，振动检测器被构造成包括X轴陀螺仪160、Y轴陀螺仪161和Z轴旋转检测器170。无需赘言，可以设置Z轴方向上的加速度传感器以检测Z轴方向上的相机振动，从而使摄影部117在Z轴方向上移动。接着，参照图2到图5，将对本实施方式的驱动装置300进行描述，驱动装置300采用电磁VCM(第一驱动机构)和具有压电体的振动子(第二驱动机构)作为驱动源。图2是例示本实施方式的驱动装置的构造示例的示意性正视图，并且图3是沿着图2的线A-A’截取并且从侧面观察的驱动装置的截面图。图4是沿着图2的线B-B’截取并且从侧面观察的驱动装置的截面图。图5中的(a)是例示VCM的示意性构造的正视图，并且图5中的
(b)是沿着图5中的(a)的线C-C’截取并且从侧面观察的截面图。图5中的(a)的正视图示出了从可动框侧观察的VCM，不包括轭和可动框。作为固定框的框167(第一部件)被固定到机身单元100。作为用于保持摄影部117的可动框的保持件145 (第二部件)被框167支承，从而能够在X方向、Y方向和围绕Z轴的旋转方向上移动。保持件145按照以下方式被支承，三个振动子310a到310c (第二驱动机构)紧靠被布置在保持件145的一侧的滑动板B 316a到316c (滑动板B 316c未示出)，布置在与保持件145的滑动板B 316a到315c相对的位置处的滑动板A 315a到314c紧靠球314a到314c，并且形成片簧的压紧弹簧313a到313c通过球314a到314c在Z轴方向上将保持件145按压到振动子310a到310c上。球314a到314c被构造成能够相对于滑动板A 315a到315c(滑动板B 315c未示出)滚动和滑动。接着，振动子310a到310c包括压电体312a到312c以及接触体(接触部)311a到311c，压电体312a到312c都是一端被固定到框167的柱状，接触体311a到311c都粘贴到各个压电体的另一端并具有球面形状的端部。通过此构造，保持件145被三个接触体311a到311c与保持件145的滑动板B316a到316c相接触的三个点形成的平面支承，从而可在沿着该平面的方向(也称为XY平面方向)上自由移动。此时，保持件145在Z轴方向也就是按压方向上的位置与三个接触体311a到311c与保持件145的滑动板B 316a到316c相接触的三个点形成的平面(支承面)的位置一致。该平面(XY平面)与X轴和Y轴平行。当振动子310a到310c不振动时，保持件145通过接触体311a到311c与滑动板B 316a到316c之间的摩擦力而被框167保持。另一方面，当振动子310a到310c接收到高频率的振动时，摩擦力如以下描述那样减小，使得保持被解除，由此使得能够驱动VCM以使可动框146在X轴方向和Y轴方向上移动，并且围绕Z轴方向旋转。这里，参照图5，对作为用于在XY平面方向上驱动保持件145的致动器的VCM(第一驱动机构)的总体结构进行描述。图5中的(a)是示出从可动框侧观察到的VCM的正视图，其不包括可动框侧的轭和可动框。图5中的(b)是沿着图5中的(a)的线C-C’截取的 截面侧视图。由按轨道形式缠绕的预先绝缘的导电细线形成的线圈I通过粘贴等方式固定到可动框4。板状的磁体2在Y轴方向被磁化，以具有位于图5中的下侧的北(N)极和位于上侧的南(S)极，并且通过粘接等方式固定到固定框5。此外，都由磁性材料形成的磁轭3a和3b通过粘接等方式分别在磁体2和线圈I两侧固定到可动框4和固定框5，以由此形成磁路以防止由磁体2中的电流产生的磁力线泄漏到外部。在此状态下，当电流流过线圈I时，反向的电流与磁体2的反向磁力线垂直地流过，在与磁力线和电流垂直的方向上作用力，由此在Y轴方向上驱动可动框4。当电流在相反方向上通过时，可动框4在相反方向上被驱动。可以根据流过线圈I的电流的大小来改变要产生的力。这里，当可动框4和固定框5均由磁性材料形成时,可以取消磁轭3a和3b。接着，参照图2、图3和图4，描述驱动装置300的驱动操作。驱动装置300包括VCM-XA 320a,VCM-XB 320b,VCM-YA 321a 和 VCM-YB 321b，它们都与图 5 的 VCM相似地构造并且如图2所例示地排列。VCM-XA 320a和VCM-XB 320b是用于产生X轴方向的驱动力的VCM,构成了图I的X轴致动器163。VCM-YA 321a和VCM-YB 321b是用于产生Y轴方向的驱动力的VCM，构成了图I的Y轴致动器164。此外，VCM-YA 321a和VCM-YB 321b可以被施加不同的驱动力(根据情况，相反方向上的驱动力)以产生围绕Z轴的旋转方向上的驱动力。当按照此方式驱动VCM时，振动子310a到310c (图I的振动子165)被施加振动以减小接触体311a到311c与滑动板B 316a到316c之间的接触部的摩擦力。保持件145的位置控制由位置检测传感器168和致动器驱动电路169进行，位置检测传感器168检测保持件145在X轴方向、Y轴方向和围绕Z轴的旋转方向上的位置，致动器驱动电路 169 控制 VCM-XA 320a、VCM-XB 320b、VCM-YA 321a、VCM-YB 321b 以及振动子310a到310c的动作。接着，对包括上述驱动装置300的摄影部移动机构159的操作进行描述。X轴陀螺仪160检测相机系统10围绕X轴的旋转的角速度，Y轴陀螺仪161检测相机系统10围绕Y轴的旋转的角速度，Z轴旋转检测器170检测相机系统10在XY平面内的旋转的角速度和旋转中心的位置。振动校正控制电路162基于如此检测到的相机系统10的角速度和旋转中心的位置来计算相机振动校正量，并且使驱动装置300移动摄影部117，以校正相机振动。尽管本实施方式采用VCM作为移动摄影部移动机构159中的摄影部117的致动器，但是本发明不限于此，并且可以代替地采用旋转马达、线性马达、超声波马达等。如上所述地构造的摄影部移动机构159根据相机系统10的移动而使摄影部117移动以由此获得抑制由于相机系统10的移动而导致的摄影部117中的被摄体像的振动的功能，即所谓的图像传感器移动式(image sensor shift type)图像稳定功能。应用于本实施方式中的图像传感器移动式图像稳定的驱动装置300当然还可以应用于镜头移动式(lens shift type)图像稳定，其中摄影镜头侧被本发明的驱动装置移动以进行相机振动校正。下面，参照图6到图9，对本实施方式中接触体311的接触部的摩擦减小和保持件145在Z轴方向上的驱动进行描述。图6是示意性地例示振动子的主要部分的构造的部分截面图。如图6所示，固定框 15设置有振动子11 (对应于图I的振动子165和图2到图4的振动子310a、310b和310c中的每一个)，并且粘贴到可动框14 (对应于图I到图4的保持件145)的滑动板17(对应于图3和图4的滑动板B 310a到316c中的每一个)被按压在粘贴到振动子11的压电体12 (对应于图3和图4的压电体312a、312b和312c中的每一个)的端部的接触体13 (对应于图3和图4的接触体31 la、31 Ib和311c中的每一个)的球面凸部上。滑动板17与接触体13之间的按压力是由布置在固定框15与可动框14之间的弹簧16产生的。按压力可以由任何机构产生,包括图6所不的螺旋弹簧、片簧或者磁体产生的磁力，只要该机构能够在接触体13与17之间产生压力即可。图2到图4例示的实施方式使用压紧弹簧313a、313b和313c产生按压力。图9中的(a)到(g)是示意性地例示图6的主要构造的操作的图，用于例示可动框和接触体之间的摩擦减小。图9中的(a)到(g)示出当图6的压电体12被施加频率电压而振动时，预定时间间隔的可动框14和振动子11。图10示出与图9中的从TO到T6的时间相对地施加到振动子11的电压信号。当把20kHz或者更高的正弦波电压施加到压电体12以在可动框14的接触体与滑动板17之间的接触面中产生振幅约I U m的超声波振动时，如图9所示，接触体13几乎不接触滑动板17。更具体地，在图9中的(a)所例示的电压未施加到压电体12的初始状态中，在弹簧16的压力下，接触体13被按压以与滑动板17接触。下面，当把电压施加到压电体12以允许压电体12延伸时，由于被施加了作为压电体的移位的加速度和可动框14的质量的乘积而获得的额外的力，接触体13被按压在滑动板17上。在被施加最大电压(图9中的(b))时，移位的加速度逐渐减小到零，并且压电体12延伸到最大长度。如果初始施加的加速度非常大，则根据条件接触体13在此状态下可以不接触滑动板17。在变形到最大程度之后，压电体12开始收缩，并且返回到初始状态。此时，压电体产生的加速度造成的移位不能由弹簧16充分地恢复(压电体时间常数小而弹簧16时间常数相对非常大，导致响应延迟)，这就实现了接触体13不与滑动板17接触的状态(图9中的(c))。接着，在使压电体12收缩的方向上向压电体12施加最大的电压，接触体13保持不与滑动板17接触(图9中的(d))。接着，施加到压电体12的电压减小到零，并且压电体12返回到初始状态的移位。然而，接触体13不与滑动板17接触(图9中的(e))。此外，压电体12被在延伸方向上施加电压。随着压电体12的延伸，接触体13接触滑动板17，可动框14在离开接触体13的方向上被施加了加速度(图9中的(f))。当压电体12被再次在收缩方向上施加了电压并且压电体12返回初始状态的移位时，接触体13与滑动板17再次进入不接触状态(图9中的(g))。如上所述，通过图9中的
(c)到(g)的循环而重复操作。图9中的(a)到(c)是从静止状态到产生恒定振动的过渡状态，因而在恒定振动状态中重复从图9中的(c)到(g)的过程。在从图9中的(c)到(d)的一个循环中，接触体13与滑动板17在该个循环的大 多数时间中彼此不接触(处于不接触状态)，在此期间，仅除了接触体13与滑动板17大致在图9中的(f)的时刻接触时之外，摩擦力Ff变为零。因此，一个循环的平均摩擦力Ff变得非常小。实际上，VCM可以在不接触状态中在摩擦力Ff为零的情况下工作，并且由于与压电体12的振动周期相对应的瞬间摩擦力而承受制动力。然而，振动的周期充分小以允许VCM平滑操作就如同摩擦力恒定小一样。从此操作可理解，压电体12可以改变振动振幅，由此改变接触体13与滑动板17之间的接触时间。当时振动振幅减小到极小时(振幅被设定为接近零的值)，接触体13与滑动板17的状态与彼此恒定接触的状态几乎没有不同，并且摩擦力Ff被获得为Ff ii Fp。在此，u表示接触体13与滑动板17之间的接触面的摩擦系数，Fp表不弹簧16的按压力。这里，当压电体12振动时，由于超声波振动，接触体13被施加数万m/s2级别的加速度。因此，为了抑制可听到的噪声，接触体13可以优选地由刚性高的金属或者陶瓷形成，更优选地由诸如PPS的高刚性树脂与诸如陶瓷粉末、玻璃纤维或者碳纤维的材料的混合物形成。此外，接触体13可以通过刚性高的环氧粘合剂粘接到压电体12。另一方面，与接触体13接触的滑动板17可以优选地由刚性高并且耐摩擦的金属或者陶瓷形成，更优选地由无磁性的不锈钢等制成，这是因为在本实施方式中VCM的磁体布置在滑动板17附近。图7和图8都例示了分别形成振动子310a、310b和310c的压电体312a、321b和312c的构造。图7是详细例示压电体312a、321b和312c中的任一个的分解立体图。压电体312a、321b和312c中的每一个都由多层压电体形成，所述多层压电体包括由诸如锆钛酸铅的压电陶瓷形成的多个压电单板，这些压电单板相互叠置。叠置的压电体具有包括由矩形板状的压电板A401和矩形板状的压电板B 402组成的对的基本构造410，压电板A401具有形成在一侧的表面上的用作内部电极的电极C 401c，压电板B 402具有形成在一侧的表面上的用作内部电极的电极C 402c。这些压电板以多个对层压，由此形成多层压电体。电极C 401c和402c被在不同的侧位置引出，将压电板A 401和压电板B 402层压，并且再在之上层压不具有内部电极的压电板C403。如此形成的多层压电体受到烘烤，并且在侧面形成电极A 401a和电极B 401b，以允许内部电极交替地连接到压电板A 401和压电板B402,使得在作为最外层表面的压电板C 403的表面上形成两个电极，即电极A 403a和电极B 403b。尽管图7示出了多个压电单板的层压，但是通过折叠压电单板也可以获得相同构造。当如此形成的多层压电体被在电极A和电极B之间施加以高电压时，压电板A401和压电板B 402在板厚度方向上的相同方向上极化。因此，如图8所示，当在电极A和B中的一个电极406接地而电极A和B中的另一个连接到压电体控制电路500的信号输出端子的情况下施加频率电压时，压电体312a、312b和312c都在板厚度方向上延伸或者收缩。图11是示意性地例示驱动装置300中的压电体312a、312b和312c的压电体控制电路500的构造的电路图。图12是示出从图11的压电体控制电路500中的各个部件输出的信号Sigl到Sig4的波形的时序图。这里，压电体控制电路500构成了图I的致动器驱动电路169的一部分。如上所述，当压电体被构造成多层压电体时，压电体可以以较低电压驱动，以由此进一步减小驱动电路的尺寸。如图11所示，压电体控制电路500包括N进制计数器182、二分频时钟分频电路183、反相器184、多个MOS晶体管Q00、Q01、Q02、变压器185和电阻器R00。该电路被按照以下方式配置，与变压器185的一次侧相连接的MOS晶体管QOl和MOS晶体管Q02的通/断开关操作在变压器185的二次侧产生预定周期的信号(Sig4)。压电体312a、312b和312c基于该预定周期的信号被驱动，从而产生图9例示的振动。Bucom 101通过作为控制端口而设置的两个IO端口——即，IO端口 P PwCont和IO端口 D NCnt——以及布置在Bucom 101内部的时钟产生器186，如下所述地控制压电体控制电路500。时钟产生器186按照比施加到压电体312a、312b和312c的信号的频率充分高地频率向N进制计数器182输出脉冲信号(基础脉冲信号)。所输出的信号对应于具有图12的时序图所示的波形的信号Sigl。该基础时钟信号接着被输入到N进制计数器182。
N进制计数器182对该脉冲信号计数并且每次达到预定值“N”时输出计数结束脉冲信号。换句话说，该基础时钟信号被分频为1/N。如此输出的信号对应于具有图12的时序图所示的波形的信号Sig2。被这样分频的脉冲信号的高电平与低电平的占空比不是I : I。因此，该脉冲信号经过二分频时钟分频电路183以将占空比转换为I : I。经过转换的脉冲信号对应于具有图12的时序图所示的波形的信号Sig3。在经转换的脉冲信号的高状态中，接收向其输入的信号的MOS晶体管QOl导通。另一方面，该脉冲信号经过反相器184施加到MOS晶体管Q02。因此，在经转换的脉冲信号的低状态中，接收向其输入的信号的MOS晶体管Q02导通。当连接到变压器185的一次侧的MOS晶体管QOl和MOS晶体管Q02交替导通时，在二次侧具有周期的信号类似于图12中的信号Sig4。变压器185的匝比基于电压控制电路501的输出电压与驱动压电体312a、312b和312c所必须的电压来限定。设置电阻器ROO是为了防止过大的电流流过变压器185。此外，电源电路135的输出电压输入到电压控制电路501。电压控制电路501的输出电压基于Bucom 101的VCnt而设定，限定了要施加到压电体312a、312b和312c的电压。电压控制电路501的输出电压限定了压电体312a、312b和312c的振动振幅。图13是示出被电压控制电路501改变的具体振动振幅的曲线图。在此情况下，接触体311a、311b和311c和保持件145的滑动板之间在Z轴方向上的接触位置随着相对于基准振幅的振幅大小而改变。此时，接触位置的变化AZ是4i!m。按照这种方式，通过控制施加到压电体312a、312b和312c的电压，还可以控制保持件145在Z轴方向上的位置。在图13中，相对于不使压电体振动的情况，与基准振动相关联的变化AZ是Iy m。然而，如果该值被存储在非易失性存储器128中，则可以校正该值。在驱动压电体312a、312b和312c时，MOS晶体管QOO必须处于导通状态并且电压必须从电压控制电路501施加到变压器185的中心抽头。在此情况下，通过BucomlOl的IO端口 P PwCont进行MOS晶体管QOO的通/断控制。N进制计数器182具有可以通过Bucom101的IO端口 D NCnt设定的设定值“N”。因而，Bucom 101可以适当地控制设定值“N”，由此任意地改变压电体312a、312b和312c的驱动频率。此外，振动子310a、310b和310c的谐振频率可以被设定为驱动频率，并且振动子310a、3IOb和310c的振动振幅可以被放大以在低电压工作。当把谐振频率设定为驱动频率时，必须进行控制以检测压电体312a、312b和312c的振动状态以跟随该谐振频率。例如可以通过检测输入到压电体312a、312b和312c的电流来检测振动状态。此时，可以基于以下式(I)来计算频率。fdrv = fpls/2N (1)，
其中N表示设定到N进制计数器182的值，fpls表示来自时钟产生器186的输出脉冲的频率，并且fdrv表示要施加到压电体312a、312b和312c的各个信号的频率。这里，在Bucom 101的CPU(控制单元)中进行基于式(I)的算术运算。此外，在本实施方式中，fdrv可以优选地被设定为20kHz或者更高的频率。压电体312a、312b和312c以fdrv的频率振动,这处于超声波范围内并且人听不见。当用于记录运动图像的同时记录声音时，要求相机系统10的驱动噪声很小。常规麦克风检测不到超声波范围，因为这种声音超出人的听觉范围。可以施加直流电压成分，而不改变施加到压电体312的电压的振动频率。图14示出了由不同的压电体控制电路(未示出)控制的压电体312a、312b和312c的振动。取消了图11中的电压控制电路501，并且将电源电路135的输出直接输入，使得可以把与直流电压电路的输出(直流(DC)电压)相加的压电体控制电路的输出施加到压电体312a、312b和312c。用此构造，可以控制直流电压电路的输出以由此使得能够控制接触体311a、311b和311c中的每一个与保持件145的滑动板之间在Z轴方向上的接触位置。在此情况下，通过施加DC电压，可以控制保持件145在Z轴方向上移动，无需驱动VCM。如上所述，根据实施方式的相机系统10包括VCM-XA320a、VCM-XB 320b、VCM-YA321a和VCM-YB 321b，它们用于在沿着由接触体311a到311c形成的支承面(XY平面)的方向上相对于框(固定框)167移动保持件(可动框)145，保持件(可动框)145上布置有图像传感器；以及振动子310a到310c，它们用于使接触体311a到311c在按压方向(Z轴方向)上相对于框167移位，其中振动子310使接触体311在按压方向上振动，由此减小接触体311a到311c中的每一个与保持件145的滑动板B 316a到316c之间的摩擦力，使得出于振动校正的目的，驱动装置300可以利用小的驱动力移动摄影部117以使其移位。此时，通过简单构造，除了在支承面(XY平面)内的驱动，还使得在与支承面垂直的按压方向(Z轴方向)上的驱动成为可能。此外，相机系统10能够在不进行相机振动校正的情况下停止振动子310a到310c，从而精确地保持它们的位置。也就是说，根据本实施方式，与分别设置用于在X轴方向上和在Y轴方向上的驱动的单独的可动框以在X轴方向上和Y轴方向上独立地进行驱动的情况相比，只需要采用作为固定框的框167和作为移动框的保持件145来进行沿着XY平面的方向上的驱动，这使得结构紧凑并且容易安装。此外，相机系统10的驱动装置300甚至在按压方向(Z轴方向)上也能够驱动摄影部117，这适用于对图像传感器在光轴方向上的位置进行精细调整。〈变型例〉第一实施方式的压电体312a、312b和312c均可以被构造成用于产生屈曲振动(flexing vibration)的多层压电体。如在第一实施方式中那样,用于产生屈曲振动的多层压电振动子都被构造为包括如图15中的主要部分中示出的多个压电体，每个压电体都为矩形板状。然而，本示例的压电体均具有包括第一基本构造411和第二基本构造412在内的两个基本构造，因而与第一实施方式的压电体312a、312b和312c不同。第一基本构造411包括压电板A 401和压电板B 402，它们按此顺序依次层压，这类似于第一实施方式的基本构造410。另一方面，与该第一基本构造411相反，第二基本构 造412的压电板B 402和压电板A 401按此顺序依次层压。如图16所示，压电体312包括第一基本构造411和第二基本构造412，每一个基本构造都包括大致相同数量的压电板，这些压电板通过彼此叠置而一体地形成。压电体312的位于第一基本构造411侧的一个表面连接到柔性板404，并且接触体311通过粘接剂等固定到第二基本构造412的端面的中央。此外，压电体312的位于第一基本构造411侧的端面通过粘接剂等固定到位于支承部件318的两端上的两个突起处，柔性板404夹在它们之间，以能够进行屈曲振动。另外，如图17所示，支承部件318具有矩形形状的主体，其嵌入到框167的矩形凹部中以通过粘接剂等固定，该主体位于与形成突起的一侧不同的一侧。支承部件318优选地由诸如橡胶或者树脂这样的振动阻尼材料形成，以防止振动传递到框。对于其它构造，本变型例类似于第一实施方式。在此状态下，当图16的压电体控制电路500施加正弦波电压时，在施加正电压时，包括第一基本构造411的组的压电部分在例如矩形的纵方向上延伸，而包括第二基本构造412的组的压电部分在矩形的纵方向上收缩。结果，由于第一基本构造411和第二基本构造412—体地形成，压电体以延伸侧的压电表面翘曲为凸形的方式弯曲。接着，当施加负电压时，压电体弯曲到与施加正电压的情况相反的另一侦彳。因此，粘贴到压电体的接触体在压电体的层压方向上振动。该构造的优点在于允许压电体的振幅被进一步放大。〈第二实施方式〉本发明的第二实施方式采用了与第一实施方式相似的构造。在第二实施方式中，在Bucom 101的控制下，为了通过所谓的对比度检测法进行自动对焦，针对通过摄影部117在光轴方向上以预定振幅的振动(摆动操作)而由图像处理器126产生的多个图像中的每一个计算预定区域(聚焦区域)中的对比度值，以由此检测焦点位置在远距离侧还是在近距离侧。接着，在通过进行摆动操作，在存在焦点的方向上移动聚焦镜头202的同时拍摄图像(摄影)，使得可以从这些图像中检测到最大的对比度状态(焦点)。聚焦镜头202在焦点停止，因而进行自动聚焦。下面，参照图18和图19描述相机系统10的操作。图18例示了当本发明的驱动装置应用于相机系统10的自动聚焦(AF)操作时相机系统10的操作。图19例示了图18的自动聚焦(AF)操作。图18的相机系统10的摄影序列的操作控制主要在Bucom 101的控制下进行。
首先，当相机系统10的相机操作SW 131的电源SW被操作时，Bucom 101进行用于启动相机系统的预定的初始设定序列(步骤S101)。在此初始设定序列中,Bucom 101从非易失性存储器128读出必要的控制参数。接着，Bucom 101检测是否存在与连接器相连接的诸如闪光灯单元和电子取景器这样的附件(步骤S102)。此外，Bucom 101检测相机操作SW的开关的状态(步骤S103)。被检测状态的开关的示例包括用于在记录模式和再现模式之间切换的开关和用于在运动图像和静止图像之间切换的开关。相机操作SW 131不限于用硬件实现的开关，还可以还包括基于软件的开
关。 之后，Bucom 101检测相机系统10处于再现模式还是处于记录模式(步骤S104)。当相机系统10处于再现模式时，启动运动图像或者静止图像再现程序以在图像显示装置123上显示示出可被再现的图像的选择画面，并且根据来自用户的指令进行图像再现(步骤S105)。再现模式不直接涉及本申请，因此省略其详细描述。接着，当不处于再现模式时，检测相机系统处于静止图像拍摄模式还是处于运动图像拍摄模式。具体地，相机操作SW 131的用于在运动图像和静止图像之间切换的运动图像按钮经受通/断检测(步骤S106)。当运动图像按钮接通时，记录标记被反转，该记录标记指示是否正在记录运动图像(步骤S107)。换句话说，每次接通运动图像按钮，就对记录标记的通/断进行切换。接着，检测记录标记(步骤S108)。当记录标记是接通时，进行自动曝光(AE)处理(步骤S109)，之后执行利用摆动的AF操作(步骤S110)。图19是例示图18的AF操作(步骤SllO和S116)的流程图。在AF操作中，摄影光学系统被这样构造，具有图像传感器的摄影部117在光轴方向上的微小移动变为光学上等同于聚焦镜头(未不出)在光轴方向上的移动，并且基于摄影部117在光轴方向上的微小移动之后所处的位置的AF评估值(对比度值)来识别存在聚焦镜头的焦点位置的方向，以由此移动聚焦镜头。首先，Bucom 101检测相机系统是否处于AF模式状态(步骤S201)。当不处于AF模式状态时，执行非AF模式的操作。由于非AF模式的处理不直接涉及本发明，因此省略其详细描述。当相机系统处于AF模式状态时，则接着检测相机系统是否处于AF启动状态(步骤S202)。在此步骤中，例如在拍摄静止图像的情况下，检测第一释放按钮是否处于接通状态，以确定相机系统是否处于AF启动状态。当处于AF启动状态时，Bucom 101驱动振动子310a到310c (165)的压电体312以振动(步骤S203)，以由此减小接触体311a至Ij 311c与滑动板B 316a到316c之间在Z轴方向上作用的摩擦力Ff。这里，摩擦力Ff的减小造成保持件145在XY平面内的重力方向上移动。鉴于此，VCM 320a、320b、321a和321b被同时驱动，以由此执行保持件145的位置控制。例如，可以在执行振动校正操作的同时执行摆动操作。接着,在Bucom 101的控制下，由接触体311a到311c形成的支承面在Z轴方向(按压方向)上的移位被改变，以由此摆动摄影部117 (步骤s204)。如图13所示，通过改变施加到压电体312a到312c中的每一个的电压的交流成分的振幅来改变接触体311a到311c的每个的振动振幅，改变了摆动。此外，如图14所示，可以改变施加到压电体312a到312c中的每一个的电压的直流成分以使接触体311a到311c中的每一个的振动中心移位。Bucom 101通过摆动来移动聚焦镜头的位置，由此使用摄影部117多次(例如，三次)拍摄图像(步骤s205)。基于这样拍摄的图像，图像处理器126检测这些图像的对比度值(步骤S206)。将对比度的最大值与最小值之间的差与容许值进行比较(步骤S207)。当该差大于容许值时，该对比度值的差辨别出聚焦镜头的焦点位置存在的方向，使得Bucom101使Lucom 201利用镜头驱动机构(未示出)在焦点位置的方向上驱动聚焦镜头(步骤S208)。按照此方式，可以使聚焦镜头更靠近焦点位置。Bucom 101反复地执行步骤S204到S208的处理，直至所获得的对比度值的差变为等于或者小于预定的容许值为止(步骤S207)，接着Bucom 101停止AF处理，确定对比度在其最佳状态，即，处于合焦状态。此时，Bucom 101首先停止摆动(步骤S209)。此外，对振动子310a到310c的压电体312a到312c的驱动也停止(步骤S210)，接着，摄影部117在Z轴方向上的位置返回到驱动振动子310a到310c之前的位置。为了将摄影部117在Z轴 方向上的位置保持在预定位置，可以向振动子310a到310c的压电体312a到312c施加与期望的移位量相对应的预定直流电压。接着，如图18所示，在完成AF操作之后(步骤S110)，进行运动图像拍摄(步骤Sill).这样拍摄的运动图像被图像处理器126处理(步骤S112)，并且被记录在记录介质127 上(步骤 S113)。之后，除非执行了电源关闭操作，否则确定电源处于打开状态(步骤S121)，并且Bucom 101的处理返回步骤S104。除非不进行特定操作，否则处理经过步骤S104、S106和S108，以重复从AE操作(步骤S109)到图像记录(步骤S113)的操作，以继续运动图像拍摄。接着，当在上述运动图像拍摄模式中操作了运动图像按钮时，Bucom 101检测到运动图像按钮被接通(步骤S106)，并且将记录标记反转(步骤S107)。结果，确定相机系统不处于运动图像记录状态(步骤S108)，处理进行到静止图像拍摄模式，并且终止运动图像的拍摄和记录。然而，图像显示装置123继续运动图像显示(即时显示显示)，直至在步骤S121中电源关闭为止。在静止图像拍摄模式中，Bucom 101检测释放SW是否被摄影师半程地按下，也就是说，第一释放按钮是否被接通(步骤S114)。当检测到第一释放按钮被接通时，执行自动曝光(AE)处理(步骤S115)，并且之后执行利用摆动的AF操作(步骤S116)。在步骤S116，执行图19的AF操作。此时，在图像显示装置123上显示在步骤S205拍摄的图像。接着，如图18所示，当AF操作完成时(步骤SI 16)，经过检测到电源关闭的步骤S121, Bucom 101返回到步骤S104。除非用户不改变模式，否则处理经过步骤S104、步骤S106和步骤S108进行，并且在步骤S114再次检测第一释放按钮是否被接通。这里，第一释放按钮已经接通，处理分叉到“否”。接着，Bucom 101检测第二释放按钮的操作，该操作是将释放SW完全按下的操作(步骤S117)。当第二释放按钮被接通时，执行静止图像拍摄(步骤S118)。在步骤S118获得的图像数据通过摄影部接口电路122传送以由图像处理器126处理(步骤SI 19)，并且在被记录在记录介质127上的同时显示在图像显示装置123上(步骤S120)。另一方面，当在步骤S117中第二释放按钮被断开时，处理经过步骤S121返回到步骤S104,并且除非执行特定操作，否则重复步骤S104、S106、S108、S114、S117和S121的处理。在静止图像拍摄模式中，当第一释放按钮被接通时，利用AF操作拍摄的图像(步骤S116)显示在图像显示装置123上，并且每一次接通第二释放按钮时，执行每一帧的静止图像拍摄和记录(步骤SI 18到S120)。在运动图像或者静止图像拍摄模式中执行了图像记录(步骤S113和步骤S120)之后，相机系统10进行图像再现和静止图像/运动图像拍摄直至检测到电源关闭为止(步骤S121)。当检测到电源关闭时，适时地进行终止处理，以停止向相机的各个部件馈送电力。如上所述，根据本实施方式，在相机系统10中，振动子310a到310c的振动振幅或者振动中心的移位量被改变，以由此改变具有图像传感器的摄影部117在Z轴方向上相对于框167的移位，并且基于从图像传感器获得的图像的对比度值来检测聚焦方向，这使得能够在采用与第一实施方式相似的简单构造时执行焦点调整。因此，相机系统10通过摆动既能够执行相机振动校正也能够执行自动聚焦，并使用构造简单的驱动装置300。此外，对VCM和压电体的使用使得能够高精度地执行摄影部117的位置控制。此外，在本实施方式 中，摆动机构设置在摄影部117侧，因而本实施方式可提供高速的、高精度对比度的自动聚焦，无论是否使用了镜头单元。此外，VCM被用于在沿着XY平面的方向上进行驱动，并且使用压电元件执行在Z轴方向上的驱动，由此实现了体积紧凑并允许精确位置调整的三维镜台的制造。在图2、图3和图4中，设置了三个振动子310a、310b和310c。三个振动子在Z轴方向上受到相互独立地控制，由此调整保持件145的倾斜。如上所述，可以在数U m的级别执行精确控制，使得能够通过对振动子310a、310b和310c的控制来校正，由于镜头单元或者机身的制造而在相机系统的镜头单元或者机身中存储的光轴和摄影部的倾斜量。可以通过多种方式来补偿焦点位置在Z轴方向上的制造误差。当然，该校正可以在保持件145为了执行相机振动校正而在XY平面内操作时进行，并且在向压电体312a、312b和312c施加直流电压时还可以无需操作诸如VCM的致动器来实现。〈第三实施方式〉第三实施方式与第一实施方式的不同之处在于驱动装置的振动子以及其周围的构造。图20中的(a)和图20中的(b)是例示根据本发明的第三个实施方式的驱动装置的主要部分的构造的图。图20中的(a)例示了图2的振动子310a和其周围的构造。图20中的(b)是沿着图20中的(a)的线E-E’截取的截面图。如图3所示，在第一实施方式中，利用固定到框167的压紧弹簧313，从前方将保持件145按压在框167上。在本实施方式中，如图20所示，按压力是由通过粘接剂等粘贴了振动子310a的双端支承按压弹簧318产生的。在下文中，描述与第一实施方式的不同之处。首先，框167的外缘部向Z轴方向向前延伸，并且前固定框150通过螺钉317固定到框167的前部。压电体312a被布置为穿过在框167中形成的孔。环形橡胶件151在Z轴方向的中点处设置在压电体312a的外周，并且橡胶件151的外周固定到孔的内周。橡胶件151抑制了振动子310a的前端(振动子310a的接触体311a)在XY平面内的方向上的振动，而未抑制振动子310a在Z轴方向上的振动。橡胶件151可以由包括树脂材料的任何材料形成，诸如聚氨酯(urethane)、软木(cork)、毛租(felt)或者海绵,而不一定是橡胶，只要该材料具有振动阻尼属性即可。此外，框167具有通过螺钉152a、152b固定的按压弹簧318，以在与接触体311a相反侧的端部按压振动子310a。由于按压弹簧318，固定到振动子310a的前端的接触体311a被以预定量的力按压到粘贴到布置在前固定框150和框167之间的保持件14的滑动板B 316a上。另一方面，保持件145具有粘贴到其前方的滑动板A 315a，并且隔着作为滚动部件的球314a夹在框167和前固定框150之间。当振动子310a停止时，保持件145在接触体31 Ia和滑动板B 316a之间产生大的摩擦力，因而防止保持件145在XY平面内移动。球314a和滑动板A之间的滚动摩擦在球314a侧产生非常小的摩擦力。然而，在振动子310a侧产生的摩擦力很大，这导致整体上作用的大的保持力。另一方面，当振动子31Oa操作时，振动子310振动以相对于固定框移位，这可以减小接触体311a与滑动板B 316a之间的摩擦力。在此情况下，振动子310a在沿着XY平面的方向上的操作造成了在球314a与滑动板A 315a之间产生小的摩擦力，因而球314a可以优选地被保持在图20的形态。其它构造和效果类似于第一实施方式。因此，使用相同的附 图标记表示相同部件，并且省略其描述。根据本实施方式，当310a相对于框167振动时，滑动板B 316a和接触体311a之间的相对位置移动减小了滑动板B 316a与接触体311a之间的摩擦力，如在第一实施方式中那样。结果，在为了相机振动校正而驱动时，驱动装置300能够用较大的驱动力移动摄影部117并使其移位，而当停止时，摄影部117可以被精确地保持在位置处。此外，本实施方式被构造成仅允许球314a的摩擦力作用在前固定框150与滑动板A 315a之间，由此进一步减小摩擦力。此外，在本实施方式中，前固定框150被固定到保持件145，球314a被夹在它们之间，因而保持件145能够仅在沿着XY平面的方向上移位，而不在Z轴方向上移位。因此，本实施方式特别适用于不需要Z轴方向上的移位的应用。应注意的是，本发明不限于上述实施方式，并且可以进行多种变型和改变。例如，本发明的驱动装置可以不仅应用于实施方式中例示的相机系统，而且还能应用于涉及XY平面内的驱动和Z轴方向上的驱动的各种领域，诸如工具显微镜中的镜台。另外，第一驱动机构不限于VCM，可以采用诸如旋转马达、线性马达和超声波马达的多种致动器。此外，第二驱动机构不限于使用压电体的驱动机构，可以采用能够振动的多种驱动机构。例如，可以通过使用已知马达的偏心部件的旋转产生振动。此外，在上述实施方式中，第一部件被构造成用作固定框的框，并且第二部件被构造成用作可动框的保持件。然而，可以采用将第一部件构造成可动框并将第二部件构造成固定框的另一构造。在此情况下，例如，可动框设置有振动子，并且固定框在与振动子的接触体相对的位置处设置有滑动板。此外，振动子可以不包括接触体，并且压电体可以具有由塑料工程材料等形成的要与滑动板接触的接触部，由此允许压电体与滑动板直接邻接。因此，本发明的接触部不限于实施方式中例示的接触体。此外，取决于保持件和框的材料，或者通过表面处理，可以省略滑动板。另外，施加到压电体的电压不限于正弦波电压，还可以是矩形波或三角波电压。此外，即使在第一和第二实施方式中，也可以如在第三实施方式中那样通过球来按压保持件。接触部和振动子的数量不限于三个，可以是不同于三的任意数量。例如，如果接触部具有大而平坦的接触面，则单个接触部分足以保持支承面。在这种情况下，可以仅设置一个接触部。相关申请的交叉引用本申请要求2011年4月21日提交的日本专利申请2011-095012的优先权，全部内容在此通过引用并入本文。符号描述I 线圈2 磁体3a、3b 磁轭
4、14、145保持件(可动框)5、15、167 框(固定框)10相机系统ll、310a、310b、310c 振动子12、312a、312b、312c 压电体13、311a、311b、311c 接触体16、313a、313b、313c 弹簧(压紧弹簧)100机身单元IOlBucom(机身控制微型计算机)102通信连接器108 快门112快门储能机构113快门控制电路117摄影部118光学滤波器119防尘过滤器123图像显示装置126图像处理器128非易失性存储器(存储部)135电源电路145保持件159摄影部移动机构163X轴致动器164Y轴致动器165振动子168位置检测传感器169致动器驱动电路200镜头单元201LuCOm (镜头控制微型计算机)202摄影镜头
203 光阑300驱动装置314a、314b、314c 球315a、315b、315c 滑动板 A316a、316b、316c 滑动板 B320a、320b VCM-XA, VCM-XB
32la、32Ib VCM-YA, VCM-YB500压电体控制电路
权利要求
1.一种驱动装置，该驱动装置包括 第一部件； 接触部，其被所述第一部件支承； 第二部件，其被按压到所述接触部上而被支承； 第一驱动机构，其用于在沿着由所述接触部形成的支承面的方向上相对于所述第一部件移动所述第二部件；以及 第二驱动机构，其用于在所述按压的方向上使所述接触部相对于所述第一部件移位，其中所述第二驱动机构使所述接触部在所述按压的方向上振动，以减小所述接触部与所述第二部件之间的摩擦力。
2.根据权利要求I所述的驱动装置，其中所述第二驱动机构使支承所述第二部件的所述支承面在所述按压的方向上移位。
3.根据权利要求2所述的驱动装置，其中改变所述接触部的振动振幅来控制所述支承面的移位。
4.根据权利要求2所述的驱动装置，其中使所述接触部的振动中心移位来控制所述支承面的移位。
5.根据权利要求I所述的驱动装置，其中 所述第二驱动机构包括压电体；并且， 所述接触部是粘接到所述压电体的接触体。
6.根据权利要求I所述的驱动装置，该驱动装置还包括多个所述接触部和多个所述第二驱动机构， 其中使所述接触部的振动振幅或振动中心的移位量彼此不同，以调整所述第二部件相对于所述第一部件的倾斜。
7.一种摄影设备，该摄影设备包括 固定框，其固定到主体部； 振动检测器,其固定到所述主体部并检测振动； 接触部，其被所述固定框支承； 可动框，其被按压在所述接触部上而被支承； 图像传感器，其固定到所述可动框； 摄影光学系统，其被所述主体部支承，并且具有与由所述接触部形成的支承面垂直的方向上的光轴，所述摄影光学系统在所述图像传感器上形成被摄体像； 第一驱动机构，其用于在与所述摄影光学系统的所述光轴垂直的方向上移动所述可动框；以及 第二驱动机构，其用于使所述接触部在所述光轴的方向上相对于所述固定框移位，其中所述第二驱动机构在所述光轴的方向上移动所述接触部以减小所述接触部与所述可动框之间的摩擦力，并且 所述第一驱动机构基于来自所述振动检测器的信号移动所述图像传感器以对振动进行补偿。
8.一种摄影设备，该摄影设备包括 固定框，其固定到主体部；接触部，其被所述固定框支承； 可动框，其被按压在所述接触部上而支承； 图像传感器，其固定到所述可动框； 摄影光学系统，其被所述主体部支承，并且具有与由所述接触部形成的支承面垂直的方向上的光轴，所述摄影光学系统在所述图像传感器上形成被摄体像； 第一驱动机构，其用于在与所述摄影光学系统的所述光轴垂直的方向上移动所述可动框；以及第二驱动机构，其用于使所述接触部在所述光轴的方向上相对于所述固定框移位，其中所述第二驱动机构使所述接触部在所述光轴的方向上振动以减小所述接触部与 所述可动框之间的摩擦力，并且所述接触部的振动振幅或振动中心的移位量被改变，以使所述图像传感器在所述光学系统的所述光轴上相对于所述固定框移位，由此检测焦点位 置。
全文摘要
本发明涉及驱动装置和使用该驱动装置的摄影设备。利用简单的构造，该驱动装置除了能够在沿着支承面的方向上进行驱动，还能够在Z轴方向上进行驱动，减小驱动时的摩擦以增加驱动力，并且在停止时进行精确的位置保持。驱动装置(300)包括框(167)；接触体(311)，其由框(167)支承；保持件(145)，其被按压在接触体(311)上以由该接触体(311)支承；VCM(320、321)，它们用于在沿着由接触体(311)形成的支承面的方向上相对地移动框(167)；以及振动子(310)，其用于在Z轴方向上使接触体(311)相对于框(167)移位。在驱动时，振动子(310)使接触体(311)在Z轴方向上振动以减小接触体(311)与保持件(145)之间的摩擦力。
文档编号H04N5/232GK102749697SQ201210117009
公开日2012年10月24日 申请日期2012年4月19日 优先权日2011年4月21日
发明者川合澄夫 申请人:奥林巴斯映像株式会社