透镜位置检测装置、透镜镜筒及摄像装置的制作方法

文档序号:2763522阅读:202来源:国知局
专利名称:透镜位置检测装置、透镜镜筒及摄像装置的制作方法
技术领域
本发明涉及透镜位置检测装置、透镜镜筒及摄像装置。
背景技术
通常,在具有自动聚焦功能或电动变焦功能的摄像机、数码照相机等的透镜驱动装置中设置有对聚焦用移动透镜或变焦用移动透镜的位置进行检测的透镜位置检测装置。
作为这种透镜位置检测装置,较多时候使用例如将磁体的磁力变化转换为电信号的MR传感器等磁阻元件。
例如,作为现有技术1提出了一种下述透镜位置检测装置其具有位置检测用磁体和磁阻元件,对于所述位置检测用磁体,沿着其可动部的移动方向被磁化为互不相同的磁极,所述磁阻元件与所述位置检测用磁体进行移动的范围相对地固定在被固定部件上,其阻值根据磁力变化而变化(例如日本特开2002-169073号公报)。
该透镜位置检测装置中需要设置大小与可动部的移动行程基本相当的磁体。并且,从磁阻元件得到的位置信号是振幅不变的重复波。
另外,作为现有技术2提出了一种取代MR传感器而利用霍尔元件的透镜位置检测装置(例如日本特开平11-149030号公报)。
在该透镜位置检测装置中,包括沿着驱动方向以规定间距交替地磁化S极和N极的磁尺、以及以规定的固定距离与其相对地进行安装的磁性传感器,该磁性传感器使用MR元件、霍尔元件等。
另外,作为现有技术3提出了如下方法利用倾斜磁体和霍尔元件,与可动部在光轴方向上的移动对应地使磁体倾斜部表面和霍尔元件的间隔发生变化,从而利用霍尔元件上的磁通量变化进行位置检测(例如日本特许第2881959号公报)。
另外,在数码照相机、数码摄像机等摄像装置中还设置有透镜镜筒。
这种透镜镜筒在用于拍摄被摄体图像的摄像元件的前方位置具有将被摄体图像导向摄像元件的透镜、保持透镜的透镜保持框、以及使透镜保持框在光轴方向上移动的驱动机构;这些透镜、透镜保持框、以及驱动机构配置在镜筒内部(例如日本特开2002-296480号公报)。
所述驱动机构具有在所述透镜的半径方向外侧沿光轴方向延伸的外螺纹部件、通过旋转以驱动外螺纹部件的电动机、支撑外螺纹部件的两端的支撑部件、以及与外螺纹部件螺合且沿着外螺纹部件的延伸方向移动的内螺纹部件;该内螺纹部件连接在可动透镜的部位上,并构成为通过电动机的旋转,使可动透镜与内螺纹部件一起沿光轴方向移动。
作为所述电动机,采用使转子(rotor)相对定子(stator)旋转的旋转型电动机。
另一方面,还提出这样一种透镜镜筒,其取代上述旋转型电动机,而采用定子和转子呈直线状展开的所谓线性电动机。
图72是使用线性电动机的透镜镜筒的构成的立体示意图,图73是图72的剖视图。
如图72、图73所示,透镜镜筒包括设置有摄像元件1的基座(base)2;透镜保持框4,用于保持透镜3,该透镜3用于将被摄体图像导向摄像元件1;两根导轴5,分别插入到透镜保持框4的两个轴承4A中,支撑透镜保持框4使其可在透镜3的光轴方向上移动;线性电动机6,用作使透镜保持框4在所述光轴方向上移动的驱动机构;以及位置检测机构7,对透镜在所述光轴方向上的位置进行检测。
线性电动机6以音圈型线性电动机构成,其包括线圈6A,固定在透镜保持框4上,其绕组围绕与光轴平行的卷绕轴线进行卷绕;磁轭6B,固定在基座2上,并插入线圈6A的中心;以及磁体6C,安装在磁轭6B上,沿着与所述卷绕轴线正交的方向被磁化为N极、S极。
磁轭6B包括沿着与光轴平行的方向延伸且安装有磁体6C的背轭6B1、以及与背轭6B1间隔开地平行延伸且插入线圈6A中心的对置磁轭6B2,背轭6B1和对置磁轭6B2的延伸方向的两端相连接,故由磁轭6B和磁体6C构成的磁路闭合,对在该磁路外部形成的磁场几乎没有影响。
利用向线圈6A提供驱动电流而产生的磁场和由磁体6C及磁轭6B产生的磁场的磁力相互作用,对线圈6A即透镜保持框4作用光轴方向上的驱动力,由此透镜保持框4在光轴方向上运动。
位置检测机构7包括MR磁体7A,设置在透镜保持框4的一个轴承4A上,在光轴方向上交替地排列有不同的磁极;以及MR传感器(磁阻元件)7B,设置在基座2上,用于检测MR磁体7A的磁力。
随着透镜保持框4向光轴方向的移动,MR传感器7B对MR磁体7A的不同磁极的磁力进行检测并生成检测信号。未图示的检测电路基于该检测信号的变化求出透镜保持框4在光轴方向上的移动量、即在光轴方向上的位置。
在上述现有技术1、现有技术2中,随着可动部的移动而生成的传感器输出、即检测信号(位置信号)为振幅相同的重复波形,因此,在可动部位于行程中的任意位置的状态下开始进行位置检测时,为了得知距离可动行程端的相对位置,而必须进行取得行程端的传感器输出的初始位置设定(初始化)处理,在位置检测开始时,每次都需要将可动部移动到端点以取得传感器输出,故存在耗费时间的问题。
另外,为了检测驱动方向,需要得到二相的传感器输出,故存在传感器体积增大、以及电路、元件等的可靠性降低等问题,而且,也存在需要对由于二相间的磁特性上的差异、元件灵敏度不一致而产生的输出信号差异进行校正后才能利用等问题。
另外,为了检测整个可动行程上的位置信息,需要使位置检测用磁体的尺寸大于等于可动行程,故存在不能有效活用透镜镜筒的空间的问题;而且,由于可动部的质量增大,驱动用致动器所要求的必要发生推力也变大,故存在导致驱动用致动器大型化、甚至摄像装置大型化的问题。
另外,在现有技术3中,与现有技术1、现有技术2相同,为了得到整个可动行程上的位置信息,需要使位置检测用磁体的长度与行程基本相等;而且,为了设置倾斜,必须要在与驱动方向正交的方向上具有某种程度的厚度,从而需要占用大的空间,故存在导致透镜驱动装置、摄像装置大型化的问题。
另外,在图72及图73所示的使用了线性电动机的透镜镜筒中,例如当由透镜保持框4保持的透镜3是通过在光轴方向上移动而对在摄像元件2上成像的被摄体图像进行焦点调节的焦点调节用透镜时,加快该焦点调节用透镜在光轴方向上的移动速度、实现焦点调节动作的快速化对提高摄像时的操作性来说是非常重要的。
但是,若采用上述现有技术的结构,为了加快透镜的移动速度,则会导致驱动机构(线性电动机)的大型化和驱动电流的增大,不利于实现小型化和节能化。
另一方面,为了实现透镜镜筒的小型化,考虑到采用占用空间比上述音圈型线性电动机小的扁平线性电动机。
但是,扁平线性电动机的磁路开放,且透镜镜筒内的空间狭窄,因在其狭窄的空间内配置许多个零件,故在线性电动机周围形成的磁场会与透镜镜筒内部的零件产生磁干涉,有可能对透镜镜筒内部的零件产生恶劣影响。

发明内容
鉴于上述问题,本发明的目的在于提供一种有利于实现小型化、同时有利于缩短检测透镜位置所需的时间的透镜位置检测装置。
另外,本发明的目的在于提供一种可抑制驱动机构的大型化和消耗电力的增加、且可提高透镜在光轴方向上的移动速度、有利于提高操作性的透镜镜筒及摄像装置。
另外,考虑到所述磁干涉,本发明的目的在于提供一种通过积极地利用磁干涉从而可提高透镜在光轴方向上的移动速度、有利于提高操作性的透镜镜筒及摄像装置。
为了实现上述目的,本发明提供一种透镜位置检测装置,用于对基座上的透镜在光轴方向上的位置进行检测,其特征在于包括位置检测用磁体,设置在所述透镜及基座中的一个上;磁力检测传感器,设置在所述透镜及基座中的另一个上,生成大小与从所述位置检测用磁体的磁极产生的磁力的强度对应的检测信号;以及位置信息生成单元,根据所述检测信号的大小,生成所述基座上的所述透镜在所述光轴方向上的位置信息。
从磁力检测传感器输出位置检测用磁体和磁力检测传感器之间的距离、即大小与透镜在光轴方向上的位置对应的输出信号,位置信息生成单元可根据该检测信号的大小检测出透镜的位置。
因此,不需要在透镜的可动行程全长上设置位置检测用磁体,可大幅减少位置检测用磁体所占用的空间,有利于实现透镜位置检测装置的小型化。
另外,因为磁力检测传感器生成大小与从位置检测用磁体的磁极产生的磁力的强度对应的检测信号,故该检测信号可由透镜的位置唯一确定,因此,不需要在检测透镜位置之前进行使透镜临时位于基准位置上等初始化处理即可检测出透镜位置,有利于缩短透镜位置检测所需的时间。
为了实现上述目的,本发明提供一种透镜镜筒,在镜筒内部配置有基座;设置在所述基座上的摄像元件;将被摄体图像导向所述摄像元件的透镜;保持所述透镜的透镜保持框;支撑所述透镜保持框使其可在所述透镜的光轴方向上移动的导向机构;使所述透镜保持框在所述光轴方向上移动的驱动机构;以及对所述透镜在光轴方向上的位置进行检测的位置检测机构。其中所述驱动机构包括设置在所述基座或所述透镜保持框中的一个上的线圈、设置在所述基座或所述透镜保持框中的另一个上的驱动用磁体、以及向所述线圈提供驱动电流的电流提供单元,所述驱动用磁体具有沿着与所述透镜光轴平行的方向延伸的磁极面,在所述磁极面上沿着其延伸方向排列配置有两个不同的磁极,所述线圈的绕组围绕与所述磁极面正交的轴线进行卷绕,其卷绕端面配置成与所述磁极面相对;所述位置检测机构包括产生磁力的位置检测用磁体,以及磁力检测传感器,通过感磁面检测从所述位置检测用磁体产生的磁力并生成大小与该磁力强度对应的检测信号;所述位置检测用磁体安装在所述透镜保持框上,在与所述光轴平行且经过所述位置检测用磁体的直线所通过的所述基座的壁部部位上设置有薄壁的壁部,所述磁力检测传感器被安装在基座上的由弱磁性材料制成的金属板在所述磁力检测传感器的部位向与所述感磁面相反的面、即所述磁力检测传感器的背面按压,由此所述感磁面抵接配置在所述薄壁的壁部上。
另外,本发明还提供一种摄像装置,包括透镜镜筒,该透镜镜筒包括对由透镜导入的被摄体图像进行摄像的摄像元件,其特征在于所述透镜镜筒在镜筒内部配置有设置有所述摄像元件的基座;所述透镜;保持所述透镜的透镜保持框;支撑所述透镜保持框使其可在所述透镜的光轴方向上移动的导向机构;以及使所述透镜保持框在所述光轴方向上移动的驱动机构。其中,所述驱动机构包括设置在所述基座或所述透镜保持框中的一个上的线圈、设置在所述基座或所述透镜保持框中的另一个上的驱动用磁体、以及向所述线圈提供驱动电流的电流提供单元;所述驱动用磁体具有沿着与所述透镜光轴平行的方向延伸的磁极面;在所述磁极面上沿着其延伸方向排列配置有两个不同的磁极;所述线圈的绕组围绕与所述磁极面正交的轴线进行卷绕,其卷绕端面配置成与所述磁极面相对。其中,所述位置检测机构包括产生磁力的位置检测用磁体、以及对从所述位置检测用磁体产生的磁力通过感磁面进行检测并生成大小与该磁力强度对应的检测信号的磁力检测传感器;所述位置检测用磁体安装在所述透镜保持框上,在与所述光轴平行且经过所述位置检测用磁体的直线所经过的所述基座的壁部部位上设置有薄壁的壁部;所述磁力检测传感器被安装在基座上的由弱磁性材料构成的金属板在所述磁力检测传感器的部位向与所述感磁面相反的面即所述磁力检测传感器的背面按压,由此所述感磁面抵接配置在所述薄壁的壁部上。
采用本发明的话,则位置检测用磁体安装在透镜保持框上,在与光轴平行且经过位置检测用磁体的直线所通过的基座的壁部部位上设置有薄壁的壁部,磁力检测传感器被安装在基座上的由弱磁性材料构成的金属板在磁力检测传感器的部位向与感磁面相反的面即磁力检测传感器的背面按压,由此感磁面抵接配置在薄壁的壁部上。
因为安装在基座上的金属板由弱磁性材料形成,故会受到磁力吸引,从而在位置检测用磁体上作用有金属板引起的吸引力,透镜保持框始终被向靠近摄像元件的方向施力。
当用本发明的透镜镜筒构成调焦系统时,构成为一边使调焦透镜(焦点调节用透镜)向靠近摄像元件的方向移动,一边进行对焦,在焦点对准时停止,进入摄像模式。因此,该调焦透镜的移动速度越快,则能以更短的时间进行调焦。
在此,如上所述,调焦透镜的透镜保持框受到磁力吸引,在驱动机构提供的驱动力的基础上再加上该吸引力,从而能以更短的时间进行调焦。
并且,因为该金属板位于磁力检测传感器的背面,故来自霍尔元件用磁体的磁通量向金属板聚集。
换言之,金属板具有对置磁轭的效果,其结果是,通过磁力检测传感器的磁通量增大,故使磁力检测传感器的检测信号增大,有利于提高基于所述检测信号得到的调焦透镜的位置检测精度。
为了实现上述目的,根据本发明的透镜镜筒,在镜筒内部配置有基座;设置在所述基座上的摄像元件;将被摄体图像导向所述摄像元件的透镜;保持所述透镜的透镜保持框;支撑所述透镜保持框使其可在所述透镜的光轴方向上移动的导向机构;使所述透镜保持框在所述光轴方向上移动的驱动机构;以及对所述透镜在光轴方向上的位置进行检测的位置检测机构。其特征在于所述驱动机构包括设置在所述透镜保持框上的线圈、设置在所述基座上的驱动用磁体、以及向所述线圈提供驱动电流的电流提供单元;所述驱动用磁体具有沿与所述透镜光轴平行的方向延伸的磁极面;在所述磁极面上沿其延伸方向排列配置有两个不同的磁极;所述线圈的绕组围绕与所述磁极面正交的轴线进行卷绕,其卷绕端面配置成与所述磁极面相对;所述位置检测机构包括产生磁力的位置检测用磁体、以及对从所述位置检测用磁体产生的磁力通过感磁面进行检测并生成大小与该磁力强度对应的检测信号的磁力检测传感器;所述位置检测用磁体安装在所述透镜保持框上,所述磁力检测传感器安装在与所述光轴平行且经过所述位置检测用磁体的直线所经过的所述基座的壁部部位上,并使所述感磁面朝向所述位置检测用磁体;在由所述驱动用磁体形成的第一磁感应线和由所述位置检测用磁体形成的第二磁感应线相交的磁干涉点上,所述第一磁感应线和所述第二磁感应线的朝向为相同方向。
另外,本发明提供一种摄像装置,包括透镜镜筒,该透镜镜筒具有对由透镜导入的被摄体图像进行摄像的摄像元件,其特征在于所述透镜镜筒在镜筒内部配置有设置有所述摄像元件的基座;所述透镜;保持所述透镜的透镜保持框;支撑所述透镜保持框使其可在所述透镜的光轴方向上移动的导向机构;以及使所述透镜保持框在所述光轴方向上移动的驱动机构;其中,所述驱动机构包括设置在所述透镜保持框上的线圈、设置在所述基座上的驱动用磁体、以及向所述线圈提供驱动电流的电流提供单元;所述驱动用磁体具有沿与所述透镜光轴平行的方向延伸的磁极面;在所述磁极面上沿其延伸方向排列配置有两个不同的磁极;所述线圈的绕组围绕与所述磁极面正交的轴线进行卷绕,其卷绕端面配置成与所述磁极面相对;其中,所述位置检测机构包括产生磁力的位置检测用磁体、以及对从所述位置检测用磁体产生的磁力通过感磁面进行检测并生成大小与该磁力强度对应的检测信号的磁力检测传感器,所述位置检测用磁体安装在所述透镜保持框上,所述磁力检测传感器安装在与所述光轴平行且经过所述位置检测用磁体的直线所通过的所述基座的壁部部位上,并使所述感磁面朝向所述位置检测用磁体;其中,在由所述驱动用磁体形成的第一磁感应线和由所述位置检测用磁体形成的第二磁感应线相交的磁干涉点上,所述第一磁感应线和所述第二磁感应线的朝向为相同方向。
采用本发明的话,则在由驱动用磁体形成的第一磁感应线和由位置检测用磁体形成的第二磁感应线相交的磁干涉点上,第一磁感应线和第二磁感应线的朝向为相同方向,因此,在驱动用磁体和位置检测用磁体之间产生向互相分离的方向作用的磁反力。
即,在本发明中,积极地使形成在线性电动机周围的磁场与透镜镜筒内部的零件产生磁干涉。
因此,在利用驱动机构使透镜保持框向光轴方向后方运动时,除驱动机构提供的驱动力外,透镜保持框上还作用有磁反力引起的力,利用该力可加快透镜保持框的移动速度。
但是,当用本发明的透镜镜筒构成调焦系统时,构成为一边使调焦透镜向靠近摄像元件的方向移动,一边进行对焦,在焦点对准时停止,进入摄像模式。因此,该调焦透镜的移动速度越快,则能以更短的时间进行调焦。
在此,如上所述,因为在透镜保持框上作用有磁反力引起的力,故在调焦透镜的透镜保持框上除驱动机构提供的驱动力外,还施加有该磁反力,从而能以更短的时间进行调焦。
另外,在此,当采用一边使调焦透镜向与摄像元件相反的方向移动一边进行对焦的调焦系统时,使一个磁体的极性相反,在驱动用磁体和位置检测用磁体之间产生向互相吸引的方向作用的磁引力,若将该磁引力施加在驱动机构提供的驱动力上,同样能以更短的时间进行调焦。


图1是从前方观察实施例一的应用了透镜位置检测装置的摄像装置的立体图;图2是从后方观察实施例一的摄像装置的立体图;图3是表示摄像装置的控制系统的方框图;图4是透镜镜筒的剖视图;图5是表示第二移动透镜所涉及的透镜导向机构、透镜移动机构及透镜位置检测装置的构成的说明图;图6是表示透镜位置和检测信号的关系的图式;
图7是表示实施例二中的透镜导向机构、透镜移动机构及透镜位置检测装置的构成的说明图;图8是表示放大电路208的构成的说明图;图9是表示实施例二中的透镜位置和检测信号的关系的图式;图10是表示放大电路208的其他示例的构成的说明图;图11是表示实施例三中的透镜导向机构、透镜移动机构及透镜位置检测装置的构成的说明图;图12是表示实施例四中的透镜导向机构、透镜移动机构及透镜位置检测装置的构成的说明图;图13是表示实施例四中的透镜位置和检测信号的关系的图式;图14是从前方观察实施例五的摄像装置的立体图;图15是从后方观察实施例五的摄像装置的立体图;图16是表示实施例五的摄像装置的构成的方框图;图17A是说明镜筒10的状态的立体图,表示不使用时的透镜收纳状态即折叠状态;图17B是说明镜筒10的状态的立体图,表示使用时的透镜突出状态(广角状态或望远状态);图18是处于折叠状态的镜筒10的剖视图;图19是处于广角状态的镜筒10的剖视图;
图20是处于望远状态的镜筒10的剖视图;图21是从前方观察镜筒10的立体分解图;图22是图21中的第三透镜保持框、基座、柔性基板的立体分解示意图;图23是图21中的第一透镜保持框、第二透镜保持框、自动曝光装置的立体分解示意图;图24是图21中的固定环、凸轮环的立体分解示意图;图25是第一透镜保持框、第二透镜保持框、基座的立体分解示意图;图26是图25的组装图;图27是凸轮环、第一透镜保持框、第二透镜保持框、基座的立体分解示意图;图28是图27的组装图;图29是从后方观察镜筒10的立体分解图;图30是图29中的第三透镜保持框、基座、柔性基板的立体分解示意图;图31是图29中的第一透镜保持框、第二透镜保持框、自动曝光装置、第三透镜保持框的立体分解示意图;图32是图29中的固定环、凸轮环、第一透镜保持框的立体分解示意图;
图33是第一透镜保持框、第二透镜保持框、基座的立体分解示意图;图34是固定环、凸轮环、第一透镜保持框、第二透镜保持框、第三透镜保持框、柔性基板的组装图;图35是第三透镜保持框、基座的立体分解示意图;图36是图35的组装图;图37是图36的A向视图;图38是图37的XX线剖视图;图39是表示在第一透镜保持框、第二透镜保持框、基座组装后以与光轴平行的面进行剖切的状态的立体图;图40是以与光轴平行的面剖切透镜镜筒的剖视图;图41是以与光轴平行的面剖切透镜镜筒的剖视图;图42是图41的YY线剖视图;图43A是快门用柔性基板80的立体图;图43B是快门用柔性基板80的立体图;图44是表示折叠状态下快门用柔性基板80的状态的镜筒剖视图;图45是表示广角状态下快门用柔性基板80的状态的镜筒剖视图;
图46是表示望远状态下快门用柔性基板80的状态的镜筒剖视图;图47A是表示折叠状态下快门用柔性基板80的状态的说明图;图47B是表示广角状态下快门用柔性基板80的状态的说明图;图48是表示快门用柔性基板80的旋绕的立体图;图49是快门用柔性基板80穿过的基座12部分的俯视图;图50是表示主柔性基板60、线圈用柔性基板4008、快门用柔性基板80的位置关系的俯视图;图51A是图50的AA线剖视图,是表示主柔性基板60的起伏面部的折弯状态的图式;图51B是图50的AA线剖视图,是表示主柔性基板60的起伏面部的平坦状态的图式;图52是表示主柔性基板60的起伏面部的折弯状态的立体图;图53是表示主柔性基板60的起伏面部的平坦状态的立体图;图54是表示焊接第一、第二焊接端子部的状态的立体图;图55是第二组透镜16和第二透镜保持框1602的剖视图;图56是第二透镜保持框1602的立体图;图57是第二组透镜16和第二透镜保持框1602的组装说明图;图58是第二组透镜16和第二透镜保持框1602的组装说明图;
图59是第二组透镜16的光轴对准调整的说明图;图60是装入第一组透镜14后的第一透镜保持框1402的立体分解图;图61是装入第一组透镜14后的第一透镜保持框1402的剖视图;图62是从霍尔元件7002输出的检测信号的说明图;图63是表示霍尔元件7002的检测信号的输出值相对霍尔元件7002与位置检测用磁体7004之间距离的关系的图式;图64是表示位置检测机构70的第一构成例的说明图;图65是表示位置检测机构70的第二构成例的说明图;图66是从图38中箭头X方向观察的驱动用磁体4002和线圈4006的说明图;图67是从斜前方观察金属板74和第三透镜保持框1802的立体图;图68是从斜前方观察金属板74和第三透镜保持框1802的立体图;图69A是驱动用磁体4002和位置检测用磁体7002的磁场的说明图;图69B是图69A的主要部分放大图;
图70(A)是驱动用磁体4002及磁轭4004的侧视图,图70(B)是图70(A)的B向视图,图70(C)是图70(B)的C向视图;图71是位置检测机构70的剖视图;图72是使用线性电动机的透镜镜筒的构成的立体示意图;以及图73是图72的剖视图。
具体实施例方式
在实施例一至实施例四中,为了实现小型化、且缩短检测透镜位置所需时间的目的,而设置有位置检测用磁体;磁力检测传感器,生成大小与位置检测用磁体的磁极所产生的磁力的强度对应的检测信号;以及位置信息生成单元,根据磁力检测传感器的检测信号的大小生成透镜的位置信息。
在实施例五中,为了实现抑制驱动机构大型化和消耗电力增大、且迅速地进行透镜的移动以提高操作性的目的,而采用以下构成将位置检测用磁体安装在透镜保持框上,利用安装在基座上的由弱磁性材料构成的金属板,使磁力检测传感器与设置在基座壁部位置上的薄壁壁部靠紧配置。
实施例一下面参照附图对本发明实施例一进行说明。
以下,对将本发明的透镜位置检测装置应用在作为摄像装置的数码照相机中的情况进行说明。
图1是从前方观察实施例一的应用了透镜位置检测装置的摄像装置的立体图,图2是从后方观察实施例一的摄像装置的立体图,图3是表示摄像装置的控制系统的方框图,图4是透镜镜筒的剖视图。
如图1所示,摄像装置100是数码照相机,具有构成外部轮廓的矩形板状的壳体102。在本说明书中,左右是以从前方观察摄像装置100的状态为基准,且在光学系统的光轴方向上以被摄体侧为前方,以摄像元件侧为后方。
如图1所示,在壳体102前表面(正面)的靠右位置设置有透镜窗105,从透镜窗105朝向壳体102的前方设置有透镜镜筒10。
在透镜窗105的上方位置设置有用于射出拍摄辅助光线的闪光灯106。
在壳体102上表面的靠左位置设置有快门按钮108等。
在壳体102后表面(背面)上设置有显示静止图像和动态图像等图像、文字、记号等的显示器110(液晶显示器);用于进行各种操作的十字开关112;以及多个操作按钮114等。
在壳体102左侧面上设置有存储器收容部118,可自由拆装地收容有用于记录静止图像或动态图像等图像的存储卡116(存储介质)。
如图3所示,透镜镜筒10包括引导被摄体图像的光学系统14、以及设置在光学系统14的光轴上的摄像元件18,并构成为由光学系统14摄取的被摄体图像在摄像元件18上成像。
对在摄像元件18上成像的图像进行摄像并作为摄像信号输出至图像处理部120,在图像处理部120中根据该摄像信号生成静止图像或动态图像的图像数据,并记录在存储卡116中。另外,所述图像数据利用显示处理部122显示在显示器110上。
摄像装置100还包括含有CPU等的控制部124,根据快门按钮108、十字开关112、操作按钮114的操作对图像处理部120、显示处理部122、调光处理部进行控制。
摄像装置100还包括透镜驱动部126,用于输出使后述的第一、第二移动透镜移动所需的驱动信号,透镜驱动部126由控制部124进行控制。
接着,对透镜镜筒10进行说明。
如图4所示,透镜镜筒10包括组装在壳体102内部的镜筒本体1002,镜筒本体1002例如形成为圆筒状或长方体状。
在镜筒本体1002上,从光轴方向的前方向后方依次配置有构成光学系统14的第一固定透镜1452、第一移动透镜1454、第二固定透镜1457、第二移动透镜1458。
在本实施例中,光学系统14以包括上述四个透镜的内聚焦透镜构成。
第一固定透镜1452固定在镜筒本体1002的前端,且不能在光学系统14的光轴方向上移动。
第二固定透镜1457固定在镜筒本体1002的前后方向上的中间部位,且不能在光学系统14的光轴方向上移动。
第一移动透镜1454设置在第一固定透镜1452和第二固定透镜1457之间,第二移动透镜1458设置在第二固定透镜1457的后方,这些第一、第二移动透镜1454、1458设置成利用后述的透镜移动机构50在光学系统14的光轴方向上移动,且利用透镜位置检测装置200检测出在光轴方向上的位置。
第一移动透镜1454以变焦透镜(zoom lens)构成,其通过在光轴方向上移动来调整光学系统14的焦距(focal length),第二移动透镜1458以聚焦透镜(focus lens)构成,其通过在光轴方向上移动来调节光学系统14的焦点。即,设置成如下通过移动第一移动透镜1454可改变焦距,通过移动第二移动透镜1458可校正由该焦距变化所引起的调焦位置偏移以适当地进行调焦。
在镜筒本体1002的后端设置有开口1004,摄像元件18以将其长方形的摄像面1852从开口1004面向前方的状态安装在镜筒本体1002的后端。另外,在开口1004上安装有供经过了第二移动透镜1458的光通过的光学滤波器1006,光学滤波器1006例如由低通滤波器或红外线滤波器构成。
图5是表示第二移动透镜所涉及的透镜导向机构、透镜移动机构及透镜位置检测装置的构成的说明图,图6是表示透镜位置和检测信号的关系的图式。
另外,第一移动透镜1454的透镜位置检测装置的构成与第二移动透镜1458的透镜位置检测装置完全相同,故下面仅对第二移动透镜1458的透镜位置检测装置进行说明。
如图5所示,在镜筒本体1002的内部固定有基座1003,第二移动透镜1458利用透镜导向机构40在光轴方向上可自由移动地支撑在基座1003上,第二移动透镜1458利用透镜移动机构50在光轴方向上移动,利用透镜位置检测装置200检测第二移动透镜1458在光轴方向上的位置。
透镜导向机构40包括透镜保持框1460、轴套部1462、槽部1464、以及未图示的第一、第二导轴。
透镜保持框1460形成为环状,在其中心部保持第二移动透镜1458。
轴套部1462和槽部1464设置在透镜保持框1460的外周部、且夹着第二移动透镜1458的光轴的两个位置上。
所述第一、第二导轴分别以与光轴平行延伸的形态安装在基座1003上,所述第一导轴插入轴套部1462,所述第二导轴插入槽部1464,从而第二移动透镜1458和透镜保持框1460可以不进行旋转地沿着所述第一导轴作直线往复移动。
透镜移动机构50包括驱动用线圈5002、对置磁轭(oppositeyoke)5004、驱动用磁体5006、接地磁轭(ground yoke)5008等。
驱动用线圈5002围绕与光轴平行的轴线进行卷绕,用粘接剂等固定在透镜保持框1460上,驱动用线圈5002的内周沿前后方向开放。
对置磁轭5004形成为带板状,留有余隙地插入驱动用线圈5002的内周,配置成与光轴平行地延伸。
驱动用磁体5006形成为带板状,配置在驱动用线圈5002的外周上,且与对置磁轭5004平行地延伸。
接地磁轭5008形成为形状与驱动用磁体5006基本相同的矩形板状,并接合在驱动用磁体5006的与对置磁轭5004相反一侧的表面上。
这些对置磁轭5004和接地磁轭5008安装在基座1003上,驱动用磁体5006安装在接地磁轭5008上。
透镜移动机构50构成为利用从透镜驱动部126向驱动用线圈5002提供驱动电流时由驱动用线圈5002产生的磁场和驱动用磁体5006的磁场的磁力相互作用,从而产生使透镜保持框1460向光轴方向的前方或后方移动的驱动力。
具体而言,透镜驱动部126包括D/A转换器126A,对从控制部124提供的作为数字信号的驱动信号进行D/A转换;以及电动机驱动器126B,根据从D/A转换器126A提供的作为模拟信号的驱动信号向驱动用线圈5002提供所述驱动电流。
透镜位置检测装置200包括位置检测用磁体202、磁力检测传感器204、位置信息生成单元206等。
位置检测用磁体202安装在透镜保持框1460的后表面(背面),配置成可与透镜保持框1460一体地在光轴方向上移动。
位置检测用磁体202安装在透镜保持框1460上,且使其N极及S极中的一个磁极位于所述光轴方向的一个方向上,N极及S极中的另一个磁极位于光轴方向的另一个方向上。换言之,位置检测用磁体202在光轴方向上被磁化。
在本实施例中,在位置检测用磁体202和透镜保持框1460之间、即在位置检测用磁体202和透镜保持框1460后表面之间,夹设有用于使从位置检测用磁体202沿光轴方向产生的磁通密度增大的接地磁轭(背轭)203。
磁力检测传感器204用于生成大小与从位置检测用磁体202的磁极产生的磁力强度对应的检测信号(位置信号)Ss,与位置检测用磁体202相对地安装在基座1003上,并配置在经过位置检测用磁体202的与所述光轴平行的直线上。
在本实施例中,磁力检测传感器204例如由霍尔元件(Halldevice)构成,由于霍尔元件产生与磁通密度成比例的电压,故磁力检测传感器204输出与所受到的磁力强度(磁通密度大小)对应(成比例)的检测信号Ss。另外,这种磁力检测传感器204只要可检测磁力强度生成检测信号Ss即可,并不限定为霍尔元件,例如也可以使用MR元件等磁阻元件等。
因此,如图6所示,在以第二移动透镜1458处于最后方的位置(离摄像元件18最近的位置)为端点1、以第二移动透镜1458处于最前方的位置(离摄像元件18最远的位置)为端点2的情况下,则在第二移动透镜1458位于端点1的状态下,由磁力检测传感器204检测出的位置检测用磁体202的磁力为最大,故检测信号Ss也为最大;随着第二移动透镜1458从端点1向端点2靠近,由磁力检测传感器204检测出的位置检测用磁体202的磁力逐渐减小,故检测信号Ss也逐渐减小。
换言之,透镜保持框1460的位置和磁力检测传感器204的检测信号的电压是一对一的关系,透镜保持框1460的位置由输出电压值唯一地确定。
位置信息生成单元206包括放大电路(amplifying circuit)208和A/D转换器210。
放大电路208对来自磁力检测传感器204的检测信号Ss进行放大。
A/D转换器210将由放大电路208放大后的检测信号Ss从模拟信号转换为数字信号,并作为第二移动透镜1458的位置信息提供至控制部124。
控制部124根据转换为数字信号的检测信号Ss检测出第二移动透镜1458在光轴方向上的位置,根据该检测结果向透镜驱动部126提供驱动信号,从而进行第二移动透镜1458在光轴方向上的位置控制,例如伺服系统等的闭环控制。
接着,对本实施例的作用效果进行说明。
通过从控制部124向透镜驱动部126提供驱动信号,从而利用透镜移动机构50使透镜保持框1460在光轴方向上移动,随着该移动,位置检测用磁体202和磁力检测传感器204之间的距离发生变化,从而磁力检测传感器204受到的磁场强度也发生变化。
因此,从磁力检测传感器204输出与位置检测用磁体202和磁力检测传感器204之间的距离、换言之为第二移动透镜1458在光轴方向上的位置对应的电压的检测信号,并通过放大电路208、A/D转换器210提供给控制部124。
由此,控制部124可检测出第二移动透镜1458的位置。
在本实施例中,磁力检测传感器204生成大小与从位置检测用磁体202的磁极产生的磁力强度对应的检测信号,故与现有技术不同,不需要在第二移动透镜1458的可动行程全长上设置检测位置用的磁体,可大幅减少位置检测用磁体所占用的空间,有利于实现透镜位置检测装置200的小型化。因此,若将本实施例的透镜位置检测装置200应用在摄像装置100上,则有利于实现摄像装置100的小型化。
另外,磁力检测传感器204的检测信号Ss(检测输出)由第二移动透镜1458的位置唯一确定,故与现有技术不同,不需要在检测透镜位置之前进行将透镜保持框1460移动到行程端点以取得磁性检测用元件的输出这样的初始化处理,无论透镜保持框1460处于什么位置,都可与位置检测开始同步地检测其位置,有利于缩短透镜位置检测所需的时间。因此,若将本实施例的透镜位置检测装置200应用在摄像装置100上,则有利于缩短摄像装置100的启动时间。
实施例二下面对实施例二进行说明。
实施例二与实施例一的不同之处在于放大电路208的放大率大小分为两段。
图7是表示实施例二中的透镜导向机构、透镜移动机构及透镜位置检测装置的构成的说明图,图8是表示放大电路208的构成的说明图,图9是表示实施例二中的透镜位置和检测信号的关系的图式。另外,在以下各实施例中,对与实施例一相同的部分及部件赋予同一符号进行说明。
如图7所示,在实施例二中,放大电路208包括第一、第二放大器208A、208B以及开关208C。
第一放大器208A设置成输入磁力检测传感器204的检测信号Ss并以第一放大率放大。
第二放大器208B设置成输入第一放大器208A的输出信号并以第二放大率放大。
开关208C包括与第一放大器208A的输出端连接的第一输入端子;与第二放大器208B的输出端连接的第二输入端子;以及选择第一、第二输入端子中的任意一个与A/D转换器210的输入端连接的共用输出端子。并且,构成为由控制部124控制开关208C的切换动作。
在实施例二中,如图8所示,由第一放大器208A放大后的检测信号Ss作为输出信号A输出,此时的放大率为第一放大器208A的放大率。
另一方面,由第二放大器208B放大后的检测信号Ss作为输出信号B输出,该放大率为第一、第二放大器208A、208B的放大率的乘积,是比只有第一放大器208A时的放大率大的放大率。
如图9所示,第一放大器208A的输出信号A随着第二移动透镜1458远离摄像元件18而逐渐减小。并且,将第二移动透镜1458的位置在端点1和端点2中间的任意位置设为中间点M,从端点1到中间点M的输出信号A的斜率绝对值为α,从中间点M到端点2的输出信号A的斜率绝对值为β,则从图中可知α>β。
斜率绝对值越大,输出信号相对第二移动透镜1458的移动量的变化量越大;斜率绝对值越小,输出信号相对第二移动透镜1458的移动量的变化量越小。
换言之,斜率绝对值越大,第二移动透镜1458位置的分辨率越大,有利于进行正确的位置检测。
因此,在斜率绝对值较小时,只要通过放大检测信号来增大斜率绝对值即可。
具体而言,如图9所示,在从端点1到中间点M的范围内,因为斜率绝对值α是能够得到足够的分辨率的值,故将开关208C切换到第一放大器208A侧,从而使用输出信号A进行位置检测。
另一方面,在从中间点M到端点2的范围内,因为斜率绝对值β不足,不能得到足够的分辨率,故将开关208C切换到第二放大器208B侧,从而使用输出信号B进行位置检测。将开关208C切换到第二放大器208B侧后,因输出信号B的斜率绝对值β′变得比上述斜率绝对值β大,故有利于进行正确的位置检测。
另外,如实施例二所述,通过提高放大率,只要可得到具有既能检测第二移动透镜1458的位置又能确保足够分辨率所需斜率绝对值的输出信号,则即使大幅增大位置检测用磁体202和磁力检测传感器204的距离,也可以检测出第二移动透镜1458的位置,有利于确保第二移动透镜1458的移动行程(可移动范围)。
另外,若单纯提高放大率,则会产生输出信号超过A/D转换器210的输入电平的情况,故如图9所示,通过对输出信号B施加负偏压,而使输出信号处于A/D转换器210的输入电平范围内(实际上对输出信号A也施加同样的偏压,从而输出信号A也处于输入电平范围内)。
另外,在实施例二中,如图8所示,对将第一放大器208A的输出连接于第二放大器208B的输入的构成进行了说明,但也可以如图10所示,向放大率相互不同的第一放大器208A和第二放大器208B两者同时输入检测信号Ss,并用开关切换第一放大器208A的输出和第二放大器208B的输出。
另外,在实施例二中,对将放大率切换(变更)为两个不同大小的情况进行了说明,但当然也可以将放大率切换为三个以上的不同大小。
另外,在实施例二中,当对检测信号Ss进行放大时,检测信号Ss中含有的干扰成分也同时被放大,因此可以想到最后得到的第二移动透镜1458的位置偏差会变大。
为了消除这种不良状况,最好设置用于除去检测信号Ss的干扰或输出信号A、B的干扰的干扰除去单元。
关于这种干扰除去单元,例如可由设置在放大电路208前段或后段的除去干扰用的低通滤波器、或设置在A/D转换器210后段的IIR滤波器和FIR滤波器等数字滤波器等构成。
当然,实施例二中也与实施例一相同,有利于实现透镜位置检测装置2的小型化,且也有利于缩短检测透镜位置所需的时间。
实施例三下面对实施例三进行说明。
实施例三与实施例一的不同之处在于透镜移动机构的构成。
图11是表示实施例三中的透镜导向机构、透镜移动机构及透镜位置检测装置的构成的说明图。
透镜移动机构50’包括驱动用线圈5022、对置磁轭5024、驱动用磁体5026、接地磁轭5028等。
驱动用线圈5022围绕与光轴正交的轴线进行卷绕,用粘接剂等固定在从透镜保持框1460下部向光轴方向的一个方向(前方)突设的安装片1461的下表面上。
对置磁轭5024插入设置在透镜保持框1460的安装片1461上部位置上的开口,配置成与光轴平行地延伸。
驱动用磁体5026形成为带板状,配置在驱动用线圈5022的外周上,且与对置磁轭5024平行地延伸,被磁化为N极及S极中一个的第一区域5026A和被磁化为N极及S极中另一个的第二区域5026B沿着延伸方向相互排列配置。
接地磁轭5028形成为形状与驱动用磁体5026基本相同的矩形板状,并接合在驱动用磁体5026的与对置磁轭5024相反一侧的表面上。
这些对置磁轭5024和接地磁轭5028安装在基座1003上,驱动用磁体5026安装在接地磁轭5028上。
透镜移动机构50′构成为利用从透镜驱动部126向驱动用线圈5022提供驱动电流时由驱动用线圈5022产生的磁场和驱动用磁体5026的第一、第二区域5026A、5026B的磁场的磁力相互作用,产生使透镜保持框1460向光轴方向的前方或后方移动的驱动力。
当然,如此构成的实施例三也与实施例一相同,有利于实现透镜位置检测装置2的小型化,且也有利于缩短检测透镜位置所需的时间。
另外,在实施例三中,当然也可以设置与实施例二相同的放大电路208,从而起到与实施例二相同的效果。
实施例四下面对实施例四进行说明。
实施例四与实施例三的不同之处在于通过设置两个磁力检测传感器,从而提高了透镜位置的检测精度,同时扩大了可进行位置检测的范围。
图12是表示实施例四中的透镜导向机构、透镜移动机构及透镜位置检测装置的构成的说明图,图13是表示实施例四中的透镜位置和检测信号的关系的图式。
如图12所示,透镜位置检测装置200′包括位置检测用磁体202、磁力检测传感器204′、位置信息生成单元206′等。
位置检测用磁体202与实施例三相同,安装在透镜保持框1460的后表面,设置成可与透镜保持框1460一体地在光轴方向上移动,并以其N极及S极中的一个磁极位于所述光轴方向的一个方向上、N极及S极中的另一个磁极位于光轴方向的另一个方向上的形态安装在透镜保持框1460上。换言之,位置检测用磁体202在光轴方向上被磁化。
另外,在实施例四中,没有设置实施例三中的接地磁轭(背轭)203。
磁力检测传感器204′包括第一、第二磁力检测传感器204A、204B。
第一、第二磁力检测传感器204A、204B用于生成大小与从位置检测用磁体202的磁极产生的磁力强度对应的检测信号(位置信号),在经过位置检测用磁体202、且与所述光轴平行的直线上,与位置检测用磁体202相对地安装在基座1003上,且使其位于在所述光轴方向上夹着该位置检测用磁体202的前后两个位置上。在本实施例中,第一磁力检测传感器204A配置在后方(摄像元件18侧),第二磁力检测传感器204B配置在前方(被摄体侧)。
第一、第二磁力检测传感器204A、204B与实施例一至实施例三中的磁力检测传感器204相同,由霍尔元件(磁阻元件)构成,其阻值根据所受到的磁力强度(磁通密度大小)发生变化。设置成通过未图示的装置预先向第一、第二磁力检测传感器204A、204B提供一定电流,则第一、第二磁力检测传感器204A、204B输出电压与磁力强度成比例的检测信号SsA、SsB。在实施例四中,第一、第二磁力检测传感器204A、204B设置成具有相同特性,在检测强度相同的磁力时,检测信号为相同电压。
由第一磁力检测传感器204A检测出的位置检测用磁体202的磁力在第二移动透镜1458位于端点1的状态下为最大,随着第二移动透镜1458从端点1向端点2靠近而逐渐减小。
与此相对,由第二磁力检测传感器204B检测出的位置检测用磁体202的磁力在第二移动透镜1458位于端点1的状态下为最小,随着第二移动透镜1458从端点1向端点2靠近而逐渐增大。
位置信息生成单元206′包括开关207和放大电路208。
开关207设置成选择第一、第二磁力检测传感器204A、204B中任一个的检测信号SsA、SsB并向放大电路208提供,开关207的切换动作由控制部124进行控制。
在实施例四中,如图13所示,当开关207选择第一磁力检测传感器204A的检测信号SsA时,则由放大电路208放大后的检测信号SsA作为输出信号A进行输出。
另一方面,当开关207选择第二磁力检测传感器204B的检测信号SsB时,则由放大电路208放大后的检测信号SsB作为输出信号B进行输出。
如图13所示,将第二移动透镜1458处于最后方的位置(最靠近摄像元件18的位置)设为端点1,将第二移动透镜1458处于最前方的位置(离摄像元件18最远的位置)设为端点2。并且,将端点1和端点2的中间点设为中间点M。
此时,第一磁力检测传感器204A侧的输出信号A随着第二移动透镜1458远离摄像元件18而减小。将从端点1到中间点M的输出信号A的斜率绝对值设为α1、从中间点M到端点2的输出信号A的斜率绝对值设为β1时,则从图中可知α1>β1。
同样,第二磁力检测传感器204B侧的输出信号B随着第二移动透镜1458远离摄像元件18而增大。将从端点1到中间点M的输出信号B的斜率绝对值设为α2、从中间点M到端点2的输出信号B的斜率绝对值设为β2时,则从图中可知α2>β2。
另外,从图中可知在从端点1到中间点M的范围内,α1>β2,在从中间点M到端点2的范围内,α2>β1。
因此,在从端点1到中间点M的范围内,利用开关207选择第一磁力检测传感器204A的检测信号SsA并提供给放大电路208,从而可得到斜率绝对值为α1的输出信号A。另外,在从中间点M到端点2的范围内,利用开关207选择第二磁力检测传感器204B的检测信号SsB并提供给放大电路208,从而可得到斜率绝对值为α2的输出信号B。
这样,通过使用开关207选择第一、第二磁力检测传感器204A、204B的检测信号SsA、SsB并提供给放大电路208,从而可在端点1至端点2的范围内,即在第二移动透镜1458的整个移动行程(可移动范围)内提高第二移动透镜1458的位置检测分辨率,可确保足够的位置检测精度。
另外,在实施例三中,在位置信息生成单元206中,与斜率绝对值低的部分(斜率绝对值为β)对应的检测信号Ss的放大率大于与斜率绝对值高的部分(斜率绝对值为α)对应的检测信号Ss的放大率,故考虑到干扰对检测信号Ss的影响,而必须采用设置滤波器等措施,但在实施例四中,因为不需要切换放大率,故干扰对检测信号Ss的影响很小,从而以简单的措施应对例如干扰的影响即可,有利于简化位置信息生成单元206的构成。
另外,当按照实施例一至实施例三中所述设置单一的磁力检测传感器204时,若位置检测用磁体202和单一的磁力检测传感器204分开规定距离以上,则检测信号的电压几乎为零,即使利用放大电路208对检测信号进行放大,也不能得到斜率绝对值可确保足够的分辨率的输出信号。因此,在确保可进行位置检测的第二移动透镜1458的移动行程(可移动范围)上受到限制。
但是,在实施例四中,因为从在光轴方向上夹着位置检测用磁体202设置的第一、第二磁力检测传感器204A、204B得到两个检测信号SsA、SsB,故可根据任意一个检测信号SsA、SsB得到具有足够分辨率的输出信号,与实施例一至实施例三相比,在充分确保可进行位置检测的第二移动透镜1458的移动行程(可移动范围)方面有利。
当然,如此构成的实施例四也与实施例一相同,有利于实现透镜位置检测装置2的小型化,且也有利于缩短检测透镜位置所需的时间。
另外,在实施例一至实施例四中,如图4所示,列举了透镜镜筒由四组内聚焦透镜构成的情况,但本发明并不局限于此,当然也可以适用于各种类型的透镜镜筒中可动部的位置检测,例如由折叠式透镜等含有可动部的结构所构成的透镜镜筒等。
另外,在实施例一至实施例三中,对在透镜保持框1460上设置位置检测用磁体202、在基座1003上设置磁力检测传感器204的情况进行了说明,但当然也可以在透镜保持框1460上设置磁力检测传感器204,而在基座1003上设置位置检测用磁体202。
另外,在实施例一至实施例四中,列举了在摄像装置上应用本发明的情况,但本发明并不局限于此,例如也可以应用在进行光盘的记录及/或再生的光盘装置上所装设的光学拾波器的物镜的位置检测结构中。
另外,本发明并不局限于透镜位置的检测,当然也可以应用于检测各种机床、测定设备中可动部件的位置用的结构。
实施例五下面参照附图对本发明实施例五进行说明。
图14是从前方观察实施例五的摄像装置的立体图,图15是从后方观察实施例五的摄像装置的立体图,图16是表示实施例五的摄像装置的构成的方框图。
如图14所示,本实施例的摄像装置100是数码照相机,包括构成外部轮廓的壳体102。另外,在本说明书中,左右以从前方观察摄像装置100的状态为基准,且在光学系统的光轴方向上以被摄体侧为前方,以摄像元件侧为后方。
在壳体102的前表面靠右侧部的位置上设置有用于收容、保持摄影光学系统104的折叠式镜筒10,在壳体102的前表面靠上部的位置上设置有用于发射闪光的闪光灯106等。
镜筒10设置成利用组装于壳体102内部的驱动部126(图16),在从壳体102前表面向前方突出的使用位置(广角状态、望远状态、及广角至望远的中间状态)、以及收容于壳体102前表面的收容位置(折叠状态)之间进出。
在壳体102的上端面设置有用于进行摄像的快门按钮108,用于调整摄影光学系统104变焦的变焦操作开关109,用于进行再生模式的切换等的模式切换开关113,以及用于进行电源的导通、切断的电源开关115;在壳体102的后表面设置有用于显示拍摄的图像的显示器110,用于进行摄像、记录、图像显示等各种动作所涉及的操作的多个操作开关119,以及用于进行选择显示器110上所显示的菜单等操作的控制开关121等。
在本实施例中,模式切换开关113由所谓的滑动开关构成,包括从壳体102的上端面突出的操作部件113A,设置成通过用手指向左右方向推动该操作部件113A,从而进行模式的切换动作。
控制开关121包括从壳体102的后表面向后方突出的操作部件121A,操作部件121A设置成通过用手指按动其前端面而可向上下方向及左右方向这四个方向倾斜,并且,可用手指将其前端面向壳体102的厚度方向按压。
具体而言,控制开关121设置成通过向上下方向及左右方向按动操作部件121A,例如可使显示在显示器110上的光标位置向上下左右移动,或者可改变(增减)显示在显示器110上的数值等。另外,控制开关121还设置成通过按压操作构件121A而可确定显示在显示器110上的多个选择项目(菜单),或者输入显示在输入栏中的数值。
如图16所示,在镜筒10的后部配置有由CCD或CMOS传感器等构成的摄像元件140,用于拍摄由摄影光学系统104成像的被摄体图像,摄像装置100包括图像处理部120,基于从摄像元件140输出的摄像信号生成图像数据,并记录在存储卡160等存储介质116中;显示处理部122,用于将所述图像数据显示在显示器110上;所述驱动部126;以及控制部124等。控制部124用于根据快门按钮108、变焦操作用开关109、模式切换开关113、电源开关115、操作开关119、控制开关121的操作对图像处理部120、显示处理部122、驱动部126进行控制,具有通过控制程序执行动作的CPU。
下面对镜筒10的基本构成进行说明。
图17A是说明镜筒10的状态的立体图,表示不使用时的透镜收纳状态即折叠状态,图17B是说明镜筒10的状态的立体图,表示使用时的透镜突出状态(广角状态或望远状态)。
图18是处于折叠状态的镜筒10的剖视图,图19是处于广角状态的镜筒10的剖视图,图20是处于望远状态的镜筒10的剖视图。
图21是从前方观察镜筒10的立体分解图,图22是图21中的第三透镜保持框、基座、柔性基板的立体分解示意图,图23是图21中的第一透镜保持框、第二透镜保持框、自动曝光装置的立体分解示意图,图24是图21中的固定环、凸轮环的立体分解示意图。
图25是第一透镜保持框、第二透镜保持框、基座的立体分解示意图,图26是图25的组装图,图27是凸轮环、第一透镜保持框、第二透镜保持框、基座的立体分解示意图,图28是图27的组装图。
图29是从后方观察镜筒10的立体分解图,图30是表示图29中的第三透镜保持框、基座、柔性基板的立体分解图,图31是表示图29中的第一透镜保持框、第二透镜保持框、自动曝光装置、第三透镜保持框的立体分解图,图32是表示图29中的固定环、凸轮环、第一透镜保持框的立体分解图。
图33是表示第一透镜保持框、第二透镜保持框、基座的立体分解图,图34是固定环、凸轮环、第一透镜保持框、第二透镜保持框、第三透镜保持框、柔性基板的组装图。
图35是表示第三透镜保持框、基座的立体分解图,图36是图35的组装图,图37是图36的A向视图,图38是图37的XX线剖视图。
图39是表示在第一透镜保持框、第二透镜保持框、基座组装后以与光轴正交的面进行剖切的状态的立体图,图40是以与光轴正交的面剖切透镜镜筒的剖视图,图41是以与光轴正交的面剖切透镜镜筒的剖视图,图42是图41的YY线剖视图。
在本说明书的附图中,在透镜的表面或各部件的表面、各零件的表面上存在绘出多条直线的部位,但这是制图时使用的,这些绘出多条直线的部位实际上是形成为圆筒面、曲面或球面的部位。
如图18至图20所示,收容在镜筒10中的摄影光学系统104从光学上说由三组构成。即,当在镜筒10(摄影光学系统104)的光轴方向上以被摄体侧为前方、在所述光轴方向上以摄像元件140侧为后方时,则构成摄影光学系统的三组是从前方向后方依次配置的第一组透镜14、第二组透镜16、第三组透镜18。
镜筒10的第一组透镜14和第二组透镜16由规定的凸轮曲线在所述光轴方向上进行驱动以进行变焦,第三组透镜18通过在所述光轴方向上微细地移动以进行聚焦。即,通过第一组透镜14和第二组透镜16的位移可改变焦距,通过第三组透镜18的位移可校正由该焦距的变化所引起的调焦位置偏移以适当地进行调焦。
换言之,第三组透镜18构成焦点调节用透镜,通过在所述光轴方向上运动而对在摄像元件140上成像的被摄体图像进行焦点调节。
如图21、图29所示,镜筒10包括固定在壳体102上的基座12、保持第三组透镜18的第三透镜保持框1802、电气安装部(electrical assembly)19、保持第二组透镜16的第二透镜保持框1602、保持第一组透镜14的第一透镜保持框1402、凸轮环20、以及固定环22。
如图22、图30、图38所示,基座12包括板状的基座本体1202和连接在基座本体1202上的齿轮收容部1250,在本实施例中,基座12是由合成树脂制成的。
在基座本体1202的中央贯穿形成有开口1204,在基座本体1202的朝向后方的后表面1212上,围绕开口1204四周设置有凹部1206,摄像元件140以摄像面朝向开口1204的形态通过粘接等安装在凹部1206上。
如图25、图42所示,在基座本体1202的朝向前方的前表面1214上,沿着以摄影光学系统104的光轴为中心的圆筒形状立设有圆筒壁1208。
在圆筒壁1208的外周,沿圆周方向以一定间隔向半径方向外侧突设有四个卡合片1210,这些卡合片1210与在凸轮环20的内周沿圆周方向延伸形成的卡合槽2002卡合,从而将凸轮环20支撑在基座12上,使得凸轮环20在圆周方向上可旋转、且在轴向上不能移动。另外,如图32所示,在凸轮20上形成有在凸轮20的端部开放、与卡合槽2002连接的开放槽2003,卡合片1210向卡合槽2002的卡合是通过从开放槽2003将卡合片1210插入卡合槽2002中而进行的。
如图36所示,在基座本体1202的前表面1214的圆筒壁1208的内侧位置上,夹着开口1204设置有用于在所述光轴方向上引导第三透镜保持框1802的两根导轴1216、1218,这些导轴1216、1218与摄影光学系统104的光轴平行地延伸。
一根导轴1216的后端固定在前表面1214上。
另一根导轴1218的后端固定在前表面1214上,前端由导轴支架1220支撑。
导轴支架1220包括从前表面1214立设的第一、第二支撑壁1220A、1220B和连接其前端的第一连接壁1220C,导轴1218的前端固定在第一连接壁1220C上。
如图35、图36、图37、图38所示,在基座本体1202的前表面1214上,与导轴支架1220相邻地设置有磁体支架1222,导轴支架1220和磁体支架1222一体地形成在基座12上。
如图35所示,磁体支架1222是长度方向与所述光轴方向一致的矩形框状,是由以下构件形成的所述第一支撑壁1220A;相对第一支撑壁1220A在与第二支撑壁1220B相反的方向上、沿所述光轴的周围方向以一定间隔从前表面1214立设的第三支撑壁1222A;与第一连接壁1220B连接、连接第一支撑壁1220A和第三支撑壁1222A的前端的第二连接壁1222B;以及第一、第三支撑壁1220A、1222A间的前表面1214部位。
如后面详细说明所述,在磁体支架1222的内侧插入安装有驱动用磁体4002、以及轮廓比该驱动用磁体4002大一圈且安装在驱动用磁体4002的厚度方向的一个表面上的带板状背轭4004,且驱动用磁体4002和背轭4004的延伸方向与所述光轴方向一致。
如图22所示,在基座本体1202的前表面1214上,沿圆筒壁1208的圆周方向以等间隔(沿后述的第二透镜保持框1602的圆周方向以等间隔)突设有与所述光轴平行的三个导柱50,换言之,三个导柱50沿后述的凸轮环20的圆周方向等间隔地突设,与后述的第二透镜保持框1602的内周面1620(参照图46)相对。
本实施例中,导柱50是由合成树脂制成的,与基座12一体成型。
如图40所示,导柱50的截面形成为由腹板5002和该腹板5002两端的凸缘5004构成的I字状。
导柱50如此配置构成所述截面的腹板5002的延伸方向与经过位于导柱50的半径方向外侧的圆筒壁1208位置的切线方向平行。换言之,导柱50配置成与经过后述第二透镜保持框1602位置的切线平行。
如图21所示,齿轮收容部1250具有在前方开放的开口1250A和在面向所述光轴侧的侧方开放的开口1250B,收容有由齿轮组构成的减速机构1252。在构成所述驱动部126的电动机1254的驱动轴旋转时,该减速机构1252减速并将其旋转驱动力传递给凸轮环20,以使凸轮环20旋转。
电动机1254安装在齿轮收容部1250上,构成减速机构1252的上游端齿轮与电动机1254的驱动齿轮1256啮合,构成减速机构1252的下游端齿轮通过开口1250B与设置在凸轮环20外周上的齿轮部2004啮合。
如图22、图30所示,在基座12的后表面1212上安装有主柔性基板60。
在主柔性基板60上装设有检测第三透镜保持框1802位置用的作为磁力检测传感器的霍尔元件7002等,另外,在主柔性基板60上还设置有与电动机1254的端子部电连接的连接部。
来自霍尔元件7002的检测信号通过主柔性基板60向控制部124提供,来自控制部124的驱动信号通过主柔性基板60向电动机1254提供。
如图30所示,霍尔元件7002收容配置在基座12的后表面1212上所设置的安装凹部1240中。换言之,在与所述光轴平行且经过后述位置检测用磁体7004的直线所通过的基座12的位置上安装霍尔元件7002。
摄像元件140装设在未图示的柔性基板上,来自摄像元件140的摄像信号通过该未图示的柔性基板向图像处理部120提供。
如图35、图40所示,第三透镜保持框1802包括保持第三组透镜18的框本体1804。
在框本体1804的夹着所述光轴的两个位置上设置有轴承1806、1808,通过将所述导轴1216、1218插入这些轴承1806、1808,从而对第三透镜保持框1802进行支撑,使其可在所述光轴方向上移动、且不能围绕光轴方向旋转。在本实施例中,由这些轴承1806、1808和导轴1216、1218构成支撑第三透镜保持框1802使其可在所述光轴方向上移动的导向机构。
在框本体1804的与所述磁体4002相对的位置上通过粘接剂等固定有线圈4006(电气安装部)。线圈4006通过线圈用柔性基板4008(电气安装部用柔性基板)与所述主柔性基板60电连接,来自控制部124(相当于权利要求中的电流提供单元)的驱动信号(驱动电流)通过主柔性基板60、线圈用柔性基板4008向线圈4006提供。具体而言,如图35所示,线圈用柔性基板4008的前端部4010与线圈4006连接,基端部4012与主柔性基板60连接。
在此,由磁体4002、背轭4004、线圈4006构成作为驱动机构的线性电动机40,并设置成利用从控制部124向线圈4006提供驱动电流时由线圈4006产生的磁场与磁体4002的磁场之间的磁力相互作用,从而产生使第三透镜保持框1802向所述光轴方向的前方或后方移动的驱动力。
如图22、图35所示,在框本体1804与所述霍尔元件7002相对的位置上,通过粘接等夹着背轭7006安装有位置检测用磁体7004。换言之,在与所述光轴平行且经过霍尔元件7002的直线所通过的框本体1804的位置上安装位置检测用磁体7004。
由霍尔元件7002检测位置检测用磁体7004的磁力强度(磁通密度),通过将霍尔元件7002所生成的检测信号向控制部124提供,从而用控制部124检测第三透镜保持框1802在所述光轴方向上的位置,由这些霍尔元件7002、位置检测用磁体7004、控制部124构成位置检测机构70。
在此,对位置检测机构70进行说明。
首先,对霍尔元件7002进行说明。
图62是从霍尔元件7002输出的检测信号的说明图。
如图62所示,霍尔元件7002由于产生与磁通密度成比例的电压,故输出与其受到的磁力强度(磁通密度大小)对应(成比例)的检测信号Ss。
因此,当以第三移动透镜1802(第三组透镜18)处于最后方的位置(最靠近摄像元件140的位置)为端点1、以第三移动透镜1802处于最前方的位置(离摄像元件140最远的位置)为端点2时,则在第三移动透镜1802位于端点1的状态下,由霍尔元件7002检测出的位置检测用磁体7004的磁力为最大,故检测信号Ss也为最大,随着第三移动透镜1802从端点1向端点2靠近,由霍尔元件7002检测出的位置检测用磁体202的磁力逐渐减小,故检测信号Ss也逐渐减小。
换言之,第三移动透镜1802的位置和霍尔元件7002的检测信号的电压是一对一的关系,透镜保持框1410的位置由输出电压值唯一地决定。
图63是表示霍尔元件7002的检测信号的输出值相对霍尔元件7002和位置检测用磁体7004之间距离的关系的图式。
如图63所示,霍尔元件7002和位置检测用磁体7004之间距离d与检测信号的输出值为反比例关系。
因此,霍尔元件7002和位置检测用磁体7004之间距离d越小,则检测信号Ss的输出值相对距离d的单位变化量Δd的变化量ΔSs越大,有利于确保第三透镜保持框1802在光轴方向上的位置检测分辨率和精度。
换言之,将霍尔元件7002和位置检测用磁体7004之间距离d设定在尽量小的范围内,有利于确保第三透镜保持框1802在光轴方向上的位置检测分辨率和精度。
图64是表示位置检测机构70的第一构成例的说明图,图65是表示位置检测机构70的第二构成例的说明图。
在图64所示的第一构成例中,在安装霍尔元件7002时,使用由弱磁性材料构成的金属板74。
金属板74安装在基座12上,将金属板74从主柔性基板60上向霍尔元件7002的感磁面7002A的反面即霍尔元件7002的背面7002B按压,由此,霍尔元件7002配置成其感磁面7002A与薄壁壁部抵接。
在该构成例中,在与所述光轴平行且经过位置检测用磁体7004的直线所通过的基座12的壁部位置上,设置有在与位置检测用磁体7004所处的方向相反的方向上呈开放状的安装凹部1240,所述薄壁壁部在凹部1240的底壁1241上形成,霍尔元件7002收容在安装凹部1240中,其感磁面7002A与凹部1240的底壁1241抵接。
在将底壁1241的厚度设为t1时,对于霍尔元件7002的与底壁1241抵接的感磁面7002A和位置检测用磁体7004的距离d1,应处于考虑到了所述厚度t1基础上的范围,具体而言不能设定为小于厚度t1小的尺寸。
另外,在用合成树脂材料成型基座本体1202时,减薄该厚度t1受到限制,故对上述提高第三透镜保持框1802在光轴方向上的位置检测分辨率和精度来说不利。
在图65所示的第二构成例中,为了消除这种不良状况而采用以下构成。
即,与图64的情况相同,霍尔元件7002如此配置被安装在基座12上的后述金属板74从主柔性基板60上向霍尔元件7002的背面7002B按压,由此,感磁面7002A与薄壁壁部抵接。
具体而言,在与所述光轴平行且经过位置检测用磁体7004的直线所通过的基座12的壁部位置上贯穿形成贯穿孔1244,在贯穿孔1244内部的靠近位置检测用磁体7004的位置上,安装有盖住贯穿孔1244的由非磁性材料(非磁体,例如磷青铜等金属)制成的薄板1246,设置在基座12的壁部位置上的所述薄壁壁部由薄板1246形成。在本构成例中,在与所述光轴平行且经过位置检测用磁体7004的直线所通过的基座12的壁部位置上,利用贯穿孔1244和薄板1246形成在与位置检测用磁体7004所处的方向相反的方向上呈开放状的安装凹部1240。霍尔元件7002收容在贯穿孔1244中,感磁面7002A与薄板1246抵接。
因为薄板1246是由非磁性材料制成的,故不会对利用霍尔元件7002检测的检测用磁体7004的磁力产生影响。
在这种构成例二中,因为薄板1246是由非磁性材料(金属材料)制成的,故其厚度t2能以比基座本体1202的底壁1241厚度t1小的尺寸形成。
因此,霍尔元件7002的与薄板1246抵接的感磁面7002A与位置检测用磁体7004之间的距离d2可接近于尺寸小于厚度t1的厚度t2,有利于提高第三透镜保持框1802在光轴方向上的位置检测分辨率和精度。
另外,在本构成例中,对使用霍尔元件7002作为磁力检测传感器的情况进行了说明,但这种磁力检测传感器只要能检测磁力强度生成检测信号Ss即可,也可以使用霍尔元件以外的例如MR元件等磁阻元件。
如图23、图31所示,第二透镜保持框1602包括保持第二组透镜16的环板部1606;以及导向部1608,在环板部1606的外周部分别从圆周方向隔开等间隔的三个位置沿轴向延伸。
导向部1608在面向环板部1606的半径方向内侧的位置(第二透镜保持框1602的内周部)形成有导槽1604。
如图40所示,导槽1604利用互相对置的侧面1604A和连接这些侧面1604A内部的底面1604B在第二透镜保持框1602的半径方向内侧形成为开放状,导槽1604与所述光轴方向平行地延伸。
在各导槽1604上分别卡合导柱50,由此,第二透镜保持框1602被三个导柱50支撑而不能旋转、且可沿轴向(所述光轴方向)移动。
具体而言,由于构成导柱50的两端凸缘5004的外表面5004A卡合于第二透镜保持框1602的导槽1604的侧面1604A,从而阻止第二透镜保持框1602沿圆周方向运动;由于两端凸缘5004的端面5004B卡合于导槽1604的底面1604B,从而阻止第二透镜保持框1602向半径方向运动。
另外,在导向部1608的与延伸方向正交的方向的两侧形成侧面1608A,在导向部1608的面向半径方向外侧的面上形成外表面1608B。
在导槽1604的面向半径方向外侧的第二透镜保持框1602的位置(导向部1608的位置)、且在靠近后方的位置上,向所述半径方向外侧突设有第二凸轮销1610。
如图31所示,各导向部1608的第二凸轮销1610贯穿后述第一透镜保持框1402的外周部上所形成的缺口1410,并从第一透镜保持框1402的外周部突出,如图32所示,卡合在凸轮环20的第二凸轮槽2012上,通过凸轮环20的旋转,第二凸轮销1610由第二凸轮槽2012引导,从而第二透镜保持框1602在所述光轴方向上移动。
如图23、图31、图44至图46所示,电气安装部19设置在第二透镜保持框1602的后部,并构成为与第二透镜保持框1602一体地在所述光轴方向上移动。
电气安装部19具有快门的功能和可变光圈的功能,通过快门用柔性基板80(参照图45,电气安装部用柔性基板)电连接于主柔性基板60。来自控制部124的驱动信号通过主柔性基板60、快门用柔性基板80向电气安装部19提供(发送),从而控制所述快门和可变光圈的动作。
如图23、图31所示,第一透镜保持框1402包括保持第一组透镜14的筒体1404,在筒体1404的面向半径方向内侧的位置上(第一透镜保持框1402的内周部),沿轴向延伸形成有与第二透镜保持框1602的导向部1608卡合的导槽1406。
如图40所示,导槽1406利用互相对置的侧面1406A和连接这些侧面1406A内部的底面1406B在第一透镜保持框1402的半径方向内侧形成为开放状。
在第一透镜保持框1402的各导槽1406中分别卡合有导向部1608,由此,第一透镜保持框1402由三个导向部1608支撑而不能旋转、且可沿轴向移动。
具体而言,通过导向部1608的两侧面1608A卡合在导槽1406的两侧面1406A上,从而阻止第一透镜保持框1402沿圆周方向运动;通过导向部1608的外表面1608B卡合在导槽1406的底面1406B上,从而阻止第一透镜保持框1402向半径方向运动。
在筒体1404的面向半径方向外侧的位置(第一透镜保持框1402的外周部)、且在靠近后方的位置上,沿圆周方向以等间隔向所述半径方向外侧突设有三个第一凸轮销1412。
如图32所示,各第一凸轮销1412卡合在凸轮环20的第一凸轮槽2010中,通过凸轮环20的旋转,第一凸轮销1412由第一凸轮槽2010引导,从而第一透镜保持框1402在所述光轴方向上移动。
另外,在图17A所示的镜筒10的折叠状态下,如图26所示,第二透镜保持框1602的第二凸轮销1610位于第一透镜保持框1402的缺口1410内,第一透镜保持框1402的第一凸轮销1412和第二透镜保持框1602的第二凸轮销1610在所述光轴方向上基本位于同一位置,且位于沿圆周方向隔开一定间隔的位置上。
如图24、图32所示,凸轮环20包括筒体2001,在筒体2001外周面的靠近后方的位置上形成所述齿轮部2004。
在筒体2001的内周面上沿圆周方向形成有所述第一、第二凸轮槽2010、2012,在所述内周面的后端形成有与第一、第二凸轮槽2010、2012连接的第一、第二开放槽2010A、2012A。
另外,第一透镜保持框1402的第一凸轮销1412向第一凸轮槽2010的卡合是通过将第一凸轮销1412从第一开放槽2010A插入第一凸轮槽2010中而进行的。
另外,第二透镜保持框1602的第二凸轮销1610向第二凸轮槽2012的卡合是通过将第二凸轮销1610从第二开放槽2012A插入第二凸轮槽2012中而进行的。
如图24、图32所示,固定环22包括筒体2202和安装在筒体2202的靠近前方位置上的盖部2204。
筒体2202具有尺寸大于基座12的圆筒壁1208外径的内径,形成有与齿轮收容部1250的所述收容空间连通的开口2203。
齿轮收容部1250内的齿轮组下游端的齿轮通过开口2203与凸轮环20的齿轮部2004啮合。
固定环22在筒体2202的内侧收容第一透镜保持框1402、第二透镜保持框1602、第三透镜保持框1802、凸轮环20,且在用盖部2204盖住齿轮收容部1250的开口1250A的状态下,筒体2202的后端部通过螺钉等安装在基座12的前表面1214上。
下面,对快门用柔性基板80的旋绕进行说明。
首先,从快门用柔性基板80开始进行说明。
图43A及图43B是快门用柔性基板80的立体图。
图44是表示折叠状态下快门用柔性基板80的状态的镜筒剖视图,图45是表示广角状态下快门用柔性基板80的状态的镜筒剖视图,图46是表示望远状态下快门用柔性基板80的状态的镜筒剖视图。
图47A是表示折叠状态下快门用柔性基板80的状态的说明图,图47B是表示广角状态下快门用柔性基板80的状态的说明图。
图48是表示快门用柔性基板80的旋绕的立体图,图49是快门用柔性基板80穿过的基座12部分的俯视图。
如图43A及图43B所示,快门用柔性基板80是在具有柔性的绝缘基板上利用铜等导电材料形成导电图案而构成的,形成为带板状。
在快门用柔性基板80的基端部8002上形成有与主柔性基板60电连接的连接端子,在前端部8004上形成有与电气安装部19电连接的连接端子。
基端部8002和前端部8004之间用具有均匀宽度的连接部8006进行连接,在连接部8006的靠近基端部8002的部位形成有向连接部8006的宽度方向的一个方向鼓出的宽幅部8008。
在连接部8006的一个面中的从基端部8002和连接部8006的交界处开始横跨规定长度的部分上,通过双面粘接带等粘贴有由比快门用柔性基板80硬的材料(例如合成树脂材料)制成的带板状加强板82。
如图48所示,加强板82构成为在沿着导柱50配置快门用柔性基板80的状态下,加强板82的上端位于比导柱50的上端更靠近基座12的部位。换言之,加强板82以与导柱50的长度对应的长度进行设置,并以在快门用柔性基板80的与导柱50的面相对的部位沿导柱50延伸的状态安装在快门用柔性基板80上。
因此,快门用柔性基板80的粘贴有加强板82的部分仿照加强板82的形状保持为直线状延伸的状态。
另一方面,快门用柔性基板80的未粘贴加强板82的部分,即基端部8002、基端部8002和连接部8006之间的部分、连接部8006的靠近前端部8004的部分、前端部8004成为具有柔性的状态。
下面,对快门用柔性基板80的旋绕进行说明。
如图49所示,在基座12的设置有三个导柱50中的一个导柱50的部分上,设置有插入柔性基板用的插孔1260。
插孔1260设置在朝向圆筒壁1280的半径方向外方的导柱50的外侧。
插孔1260包括窄幅孔部1260A,沿着由导柱50的腹板5002的面和各凸缘5004的内面所构成的轮廓形成,以比快门用柔性基板80的连接部8006的宽度大的宽度尺寸形成;以及宽幅孔部1260B,与窄幅孔部1260A连接,以比快门用柔性基板80的宽幅部8008的宽度大的宽度尺寸形成。
在对快门用柔性基板80进行旋绕时,如图48所示,将快门用柔性基板80的前端部8004从基座12的后表面1212插入宽幅孔部1260B中。并且,宽幅部8008插入至与设置在基座12上的台阶部1262抵接,使连接部8006位于窄幅孔部1260A中。由此,快门用柔性基板80处于从基座12的前表面1214向前方延伸出的状态。
这样,导出到基座12前方的快门用柔性基板80的连接部8006沿着与第二透镜保持框1602的内周面1620(参照图47A及图47B)相对的导柱50的表面配置,即在导柱50的两端凸缘5004之间沿着腹板5002配置。由此,快门用柔性基板80沿着由导槽1604和导柱50构成的空间延伸。具体而言,快门用柔性基板80沿着由第二透镜保持框1602的导槽1604的底面1604B和与该底面1604B相对的导柱50的表面构成的空间延伸。
接着,如后所述,将快门用柔性基板80的基端部8002的连接端子通过焊接等电连接并固定在主柔性基板60上。具体而言,基端部8002通过主柔性基板60固定在基座12的后表面1212上,基座12后表面1212的固定该基端部8002的部位相对导柱50位于圆筒壁1208的半径方向外侧。
因此,如图43A及图43B所示,连接部8006和基端部8002的交界部分弯曲90度,利用在该弯曲的交界部分产生的反作用力,对连接部8006施力使其向导向柱50的表面(腹板5002的面)侧压紧。
另外,通过焊接等将快门用柔性基板80的前端部8004的连接端子电连接并固定在电气安装部19上。
至此,完成快门用柔性基板80的旋绕。
下面,对镜筒10移动到折叠状态、广角状态、望远状态时的快门用柔性基板80的动作进行说明。
如图44、图47A所示,当镜筒10处于折叠状态时,因为第二透镜保持框1602位于最靠近基座12的位置,故快门用柔性基板80的连接部8006的靠近基端部8002的部分沿着由导槽1604和导柱50构成的空间延伸,连接部8006的长度方向上的中间部在导柱50的前端弯曲180度,连接部8006的靠近前端部8004的部分处于沿基座12方向延伸的状态。
换言之,快门用柔性基板80的靠近前端部8004的部分在导柱50的前端折回,处于如下状态沿着位于面向第二透镜保持框1602内周面1620的导柱50表面的相反侧的导柱面向基座12侧延伸。
如图45所示,当镜筒10从折叠状态向广角状态移动时,因为第二透镜保持框1602稍微向前方移动,故快门用柔性基板80的前端部8004向前方移动,根据该移动程度,弯曲180度的部分(与导柱50的前端相对的部分)从导柱50的前端向前方移动。
如图46、图47B所示,当镜筒10从广角状态向望远状态移动时,快门用柔性基板80的前端部8004向前方移动,根据该移动程度,弯曲180度的部分(与导柱50的前端相对的部分)从导柱50的前端向前方大幅移动。
此时,位于导柱50前端之前的连接部8006由于快门用柔性基板80的弹性而沿着导柱50的腹板5002表面的延长方向、换言之为从导柱50前端向前方沿着第二透镜保持框1602的内周面1620直线状地延伸。
另外,当镜筒10从望远状态向广角状态移动时,或者镜筒10从广角状态向折叠状态移动时,快门用柔性基板80分别以与上述顺序相反的顺序进行移动。
采用这种构成时,因为轴向延伸且与第二透镜保持框1602的内周面1620相对的导柱50从基座12立设(立起),快门用柔性基板80沿着与第二透镜保持框1602的内周面1620相对的导柱50表面从基座12延伸出,其前端部8004连接于电气安装部19,故即使第二透镜保持框1602移动,快门用柔性基板80也保持为沿着导柱50的状态,因此,快门用柔性基板80的一部分不会与第二透镜保持框1602干涉,可确保透镜保持框顺利地进行移动,且可将快门用柔性基板80占用的空间抑制在最小限度,有利于实现镜筒10的小型化,进一步说有利于实现摄像装置100的小型化。另外,快门用柔性基板80沿着由第二透镜保持框1602的导槽1604的底面1604B和与该底面1604B相对的导柱50表面构成的空间延伸,故有利于减小占用空间。
另外,因为在快门用柔性基板80的连接部8006的一个面上安装加强板82,故即使通过第二透镜保持框1602的移动而在使连接部8006弯曲的方向上(压缩的方向上)作用力,连接部8006也可以维持沿着导柱50表面的姿势,可防止快门用柔性基板80干涉第二透镜保持框1602,有利于使第二透镜保持框1602顺利地进行移动。
另外,在基座12上与轴向平行地突设有在凸轮环20的圆周方向上间隔开的三个导柱50,第二透镜保持框1602的内周部与各导柱50相卡合,从而第二透镜保持框1602由这些各导柱50支撑而在径向上不能旋转、且在轴向上可移动,故例如图40所示,能在以所述光轴为中心且经过各导柱50的圆周上,利用各导柱50间的空间配置导轴1216、1218及磁体4002等摄像装置的构成部件,与将直进导向环配置在第一、第二透镜保持框1402、1602外周和凸轮环20内周之间的情况相比,有利于缩小镜筒10的径向尺寸,也有利于实现摄像装置100的小型化。另外,在将第一、第二透镜保持框1402、1602组装在基座12上时,使第二透镜保持框1602的卡合槽1604与基座12的各导柱50卡合,将第二透镜保持框1602向基座12方向插入,然后使第一透镜保持框1402的卡合槽1406与各导向部1608卡合,将第一透镜保持框1402向基座12方向插入,因此,可简单地进行第一、第二透镜保持框1402、1602的组装。另外,在镜筒10的折叠状态下,第一透镜保持框1402的第一凸轮销1412和第二透镜保持框1602的第二凸轮销1610在所述光轴方向上位于大致相同位置,且位于沿圆周方向间隔开的位置,故可将第一、第二透镜保持框1402、1602同时从凸轮环20的第一、第二开放槽2010A、2012A插入第一、第二凸轮槽2010、2012,与将一个凸轮销插入凸轮槽后使凸轮环20旋转一圈、然后将另一个凸轮销插入凸轮槽的现有技术的情况相比,有利于简化组装作业。
另外,因为导柱50的截面形成为由腹板5002和该腹板5002两端的凸缘5004构成的I字状,故有利于确保导柱50的强度,且有利于减小导柱50占用的空间。另外,因为构成导柱50的两端凸缘5004的外表面5004A与第二透镜保持框1602的导槽1604的侧面1604A卡合,两端凸缘5004的端面5004B与导槽1604的底面1604B卡合,故在腹板5002的一部分与导槽1604的底面1604B之间形成无效空间。因此,通过向面向导槽1604的半径方向外侧的第二透镜保持框1602的部位压入第二凸轮销1610,从而在第二凸轮销1610的压入方向前端部从透镜保持框1602的内周面突出时,其前端部收容在所述无效空间中,故可有效活用所述导柱50的无效空间,从而有利于缩小镜筒10的径向尺寸。
下面,对主柔性基板60、线圈用柔性基板4008、快门用柔性基板80的连接结构进行说明。
图50是表示主柔性基板60、线圈用柔性基板4008、快门用柔性基板80的位置关系的俯视图,图51A及图51B是图50的AA线剖视图,图51A是表示主柔性基板60的起伏面部的折弯状态的图式,图51B是表示主柔性基板60的起伏面部的平坦状态的图式,图52是表示主柔性基板60的起伏面部的折弯状态的立体图,图53是表示主柔性基板60的起伏面部的平坦状态的立体图,图54是表示焊接有第一、第二焊接端子部的状态的立体图。
首先,对主柔性基板60进行说明。
主柔性基板60是由具有柔性的绝缘基板和在所述绝缘基板上形成的导电图案构成的,如图22所示,包括安装在基座12的后表面1212上的安装面部62、以及从安装面部62延伸的可动面部64。
如图50所示,除所述霍尔元件7002外,在安装面部62上还装设有光电断路器(photointerruptor)72,用于检测沿凸轮环20的圆周方向设置在凸轮环20后端的检测片2020(参照图21)。
该光电断路器72配置成在主柔性基板60安装在基座12的后表面1212上的状态下,通过基座12的开口(未图示)从基座12的前表面1214向前方突出,与凸轮环20的检测片2020相对。
光电断路器72的检测信号通过主柔性基板60向控制部124提供,控制部124根据所述检测信号识别凸轮环20的旋转位置。
在可动面部64的靠近安装面部62的部分上形成有可在下述两个状态之间起伏的起伏面部66,即相对安装面部62折弯成直角而离开基座12的后表面1212的折弯状态(图51A、图52)、以及对准基座12的后表面1212进行安装的平坦状态(图51B、图53)。
在与基座12的后表面1212相对的起伏面部66的前表面上形成第一焊接端子部6602,在本实施例中,在直线上间隔排列的三个连接端子6602A在与所述直线正交的方向上间隔开地形成两列,共计形成六个连接端子6602A。
在起伏面部66的面向基座12后表面1212的前表面的相反侧、即后表面上,安装有由比所述绝缘基板硬的材料构成且大小与起伏面部66对应的加强板68。
下面,对快门用柔性基板80进行说明。
如上所述,快门用柔性基板80的基端部8002(后端)插入基座12的插孔1260(开口),向基座12的后表面1212的后方延伸出。
在快门用柔性基板80的基端部8002上形成有第二焊接端子部8020,在本实施例中,在基端部8002的宽度方向两侧分别形成两个连接端子8020A,共计形成四个连接端子8020A。
下面,对线圈用柔性基板4008进行说明。
线圈用柔性基板4008的基端部4012也与快门用柔性基板80相同,插入所述插孔1260中,向基座12的后表面1212的后方延伸。
在线圈用柔性基板4008的基端部4012上形成有第二焊接端子部4014,在本实施例中,在基端部4012的宽度方向两侧分别形成一个连接端子4014A,共计形成两个连接端子4014A。
下面,对主柔性基板60与快门用柔性基板80及线圈用柔性基板4008的焊接进行说明。
首先,如图51A、图52所示,起伏面部66处于折弯状态。
在该状态下,使线圈用柔性基板4008的第二焊接端子部4014的各连接端子4014A重叠在起伏面部66的第一焊接端子部6002的各连接端子6002A上后进行焊接。
其次,在线圈用柔性基板4008的第二焊接端子部4014的后端露出的状态下,使快门用柔性基板80的第二焊接端子部8020的各连接端子8020A从线圈用柔性基板4008上方重叠在起伏面部66的第一焊接端子部6002的各连接端子6002A上进行焊接。
由此,如图54所示,在各连接端子4014A、6002A之间焊接有焊料H,且在各连接端子8020A、6002A之间焊接有焊料(solder)H,然后,对主柔性基板60与快门用柔性基板80及线圈用柔性基板4008进行电连接。
其次,如图51B、图53所示,将起伏面部66弯曲为平坦状态,如图22所示,使金属板74抵接在安装面部62及起伏面部66的后表面上,使设置在金属板74两侧的卡合凹部7402卡合在基座12两侧的卡合凸部1232上,从而完成主柔性基板60向基座12上的安装。
在该状态下,因为焊料H位于主柔性基板60的前表面和基座12的后表面1212之间,故由主柔性基板60的绝缘基板覆盖,不会露出外面。
另外,在本实施例中,在基座12的后表面1212上形成有凹部1230,焊接在第一、第二焊接端子部6002、4014、8020上的焊料H收容在该凹部1230中。
采用这种构成的话,则在主柔性基板60上形成起伏面部66,在起伏面部66的与基座12后表面1212相对的前表面上形成第一焊接端子部6002,在快门用柔性基板80、线圈用柔性基板4008的后端分别形成第二焊接端子部4014、8020。
因此,使起伏面部66处于所述折弯状态,可以在使快门用柔性基板80、线圈用柔性基板4008的第二焊接端子部4014、8020重叠的状态下焊接在起伏面部66的第一焊接端子部6002上,故有利于简化组装作业。
另外,在起伏面部66处于所述平坦状态时,焊料H由主柔性基板60覆盖而不会露出外面,故与现有技术不同,不需要确保用于防止焊料H部分与其他部件接触的空间,有利于实现小型化,而且,在焊料H部分不需要粘贴绝缘带等部件,故有利于减少零件数量、降低成本。
另外,因为在起伏面部66上安装有大小与起伏面部66对应的加强板68,故能可靠地进行起伏面部66的折弯,且折弯时可确保平坦性,有利于高效地进行焊接作业。
另外,因为在基座12的后表面1212上设有用于收容焊料H的凹部1230,故在起伏面部66处于平坦状态时,该起伏面部66上的焊料H部分不会从基座12的后表面1212向后方占用空间,有利于实现小型化。
下面,对第二组透镜16及第二透镜保持框1602进行说明。
图55是第二组透镜16和第二透镜保持框1602的剖视图,图56是第二透镜保持框1602的立体图,图57、图58是第二组透镜16和第二透镜保持框1602的组装说明图,图59是第二组透镜16的光轴对准调整的说明图。
首先,对第二组透镜16进行说明。
如图55所示,第二组透镜16包括接合透镜(cemented lens)16A和透镜16B。
接合透镜16A是通过使凹透镜1650和外径比该凹透镜1650小的凸透镜1660的光轴一致后将互相正对的面接合而构成的。
凹透镜1650具有凹面状的第一透镜面1652以及位于第一透镜面1652的相反侧、与凸透镜1660接合的凹面状的第二透镜面1654,外周部由圆筒面1656形成。
在第一、第二透镜面1652、1654的外周部,在凹透镜1650和凸透镜1660接合的状态下位于凸透镜1660的半径方向外侧的部位上分别形成环状端面1652A、1654A,各端面1652A、1654A在与凹透镜1650的光轴正交的平面上延伸。
并且,第二透镜面1654的端面1654A与凸透镜1660的圆筒面1666相对。
预先对第一透镜面1652的端面1652A的外缘进行倒角,形成为环状圆锥面1652B。
凸透镜1660具有与凹透镜1650接合的凸面状的第一透镜面1662、以及位于第一透镜面1662相反侧的第二透镜面1664,外周部由圆筒面1666形成。
透镜16B是与接合透镜16A分开的独立体,透镜16B具有与凸透镜1660相对的平面状第一透镜面1672、位于第一透镜面1672相反侧的凸面状第二透镜面1674、以及外周部,外周部由圆筒面1676形成。
下面,对第二透镜保持框1602进行说明。
如图55、图56所示,在第二透镜保持框1602的所述环板部1606的中央,面向摄像元件140侧形成筒状壁部1630,面向被摄体侧形成筒状壁部1640。
筒状壁部1630的内周部由内径比凸透镜1660的圆筒面1666外径大的内周面1630A形成。
筒状壁部1630的外周部由外径尺寸与凹透镜1650的圆筒面1656的外径基本相同的外周面1630B形成。
在筒状壁部1630的前端部,形成有在与轴向(光轴方向)正交的平面上延伸的环状前端面1634。在本实施例中,前端面1630的外径与凹透镜1650的端面1654A的外径以基本相等的尺寸形成。
在筒状壁部1630的沿圆周方向隔开等间隔的多个位置(本实施例中为三个位置)上,沿筒状壁部1630的半径方向贯穿形成有粘接剂填充用缺口1632,各粘接剂填充用缺口1632在前端面1634开放。换言之,粘接剂填充用缺口1632与筒状壁部1630的外周面1630B连通,在筒状壁部1630的前端面1634形成为开放状。
筒状壁部1640的内周部由内径比透镜16B的圆筒面1676的外径稍大的内周面1640A形成,在内周面1640A上,沿圆周方向以等间隔形成有多个粘接剂填充用凹部1642,各粘接剂填充用凹部1642在筒状壁部1640的前端面1634开放。
下面,对第二组透镜16及第二透镜保持框1602的组装进行说明。
首先,将透镜16B插入筒状壁部1640的内周面1640A中,在各粘接剂填充用凹部1642中填充紫外线固化型粘接剂,通过照射紫外线使粘接剂固化,从而将透镜16B固定在筒状壁部1640上。即,将透镜16B固定在第二透镜保持框1602上。
其次,在未图示的调整工具上固定第二透镜保持框1602,如图57所示,使接合透镜16A的凸透镜1660与第二透镜保持框1602的筒状壁部1630的内周面1630A相对,将凸透镜1660插入筒状壁部1630的内周面1630A中,将第二透镜面1654的端面1654A承载于筒状壁部1630的前端面1634上。
另外,在该状态下,在凸透镜1660的外周面1630B和筒状壁部1630的内周面1630A之间确保有环状的间隙。
然后,如图59所示,分别将所述调整工具的压脚J推压到接合透镜16A的圆锥面1652B的沿圆周方向间隔开的三个部位上,在使第二透镜面1654的端面1654A抵接于筒状壁部1630的前端面1634的状态下,控制各压脚J的突出量。由此,接合透镜16A在与其光轴正交的方向上动作,使接合透镜16A的光轴与透镜16B的光轴一致。
在接合透镜16A的光轴与透镜16B的光轴一致后,如图58所示,从粘接剂供给用分配器D的针向各粘接剂填充用缺口1632内填充紫外线固化型粘接剂。由此,在各粘接剂填充用缺口1632内,紫外线固化型粘接剂附着在第二透镜面1654的端面1654A上。
然后,从紫外线灯L向填充到各粘接剂填充用缺口1632内的紫外线固化型粘接剂照射紫外线使其固化。由此,第二透镜面1654的端面1654A安装并固定在筒状壁部1630的前端面1634上。
根据这种构成,则凸透镜1660的外周面由直径比凹透镜1650的外径小的圆筒面1666形成,凹透镜1650具有位于凸透镜1660的半径方向外侧且与凸透镜1660的外周部相对的环状端面1654A,在第二透镜保持框1602上突出形成有内周面1630A比凸透镜1660的圆筒面1666外径大的筒状壁部1630,在筒状壁部1630的沿圆周方向间隔开的多个部位上设置有与筒状壁部1630的外周面1630B连通并在筒状壁部1630的前端面1634开放的粘接剂填充用缺口1632,接合透镜16A的凸透镜1660插入到筒状壁部1630中,凹透镜1650的环状端面1654A与筒状壁部1630的前端面1634抵接,利用填充在粘接剂填充用缺口1632中的粘接剂,环状端面1654A安装在筒状壁部1630上。
因此,沿着构成接合透镜16A的凹透镜1650的外周部的圆周方向及轴向上的全部区域的空间开放,没有被第二透镜保持框1602的筒状壁部1630占用,故可在该部分空间内配置构成透镜镜筒10的其他部件或零件(例如图44所示的电气安装部19等),有利于缩小透镜镜筒10的外形尺寸(直径方向的尺寸及光轴方向的尺寸),进一步说有利于实现摄像装置100的小型化。
另外,因为筒状壁部1630的前端面1634的外径和凹透镜1650的端面1654A的外径以基本相等的尺寸形成,故有利于确保筒状壁部1630的前端面1634和凹透镜1650的端面1654A的重叠部分的面积,从而有利于确保凹透镜1650和筒状壁部1630的粘接强度、即接合透镜16A和第二透镜保持框1602的粘接强度。
下面,对保持第一组透镜14的第一透镜保持框1402进行说明。
图60是装入第一组透镜14后的第一透镜保持框1402的立体分解图,图61是装入第一组透镜14后的第一透镜保持框1402的剖视图。
首先,从第一组透镜14开始说明。
如图60、61所示,第一组透镜14的前侧透镜1420、中间透镜1430、后侧透镜1440以光轴一致的状态在光轴方向上并列地保持在第一透镜保持框1402中。
具体而言,前侧透镜1420、中间透镜1430、后侧透镜1440以该顺序从前方向后方排列。
前侧透镜1420具有面向光轴方向前方的凸状前表面1424、以及面向光轴方向后方的凹状后表面1426,其外周部由形成为圆筒面的第二外周面1422形成。
在本实施例中,前侧透镜1420的后表面1426的外周部形成为由与光轴正交的平面构成的环状抵接面1429。
中间透镜1430具有面向光轴方向前方的凸状前表面1434、以及面向光轴方向后方的凹状后表面1436。
中间透镜1430由外周部为圆筒面、外径比前侧透镜1420的第二外周面1422的外径稍小的第一外周面1432形成。
另外,在中间透镜1430的外周部形成有在第一外周面1432的圆周方向上隔开等间隔、且贯穿中间透镜1430的厚度方向的多个缺口1438,这些缺口1438在中间透镜1430的半径方向外侧开放、且在圆周方向上以扇形形状延伸,在本实施例中设置有三个缺口1438。
在本实施例中,中间透镜1430的外周部由厚度均匀、面向光轴方向前方及后方的面由与光轴正交的平面构成的环板部1439形成。另外,构成中间透镜1430后表面1436的环板部1439的后表面1436作为中间透镜1430的抵接面使用。
后侧透镜1440具有面向光轴方向前方的凸状前表面1444、以及面向光轴方向后方的凹状后表面1446。
在本实施例中,后侧透镜1440的后表面1446的外周部作为由与光轴正交的平面构成的环状抵接面1449而形成。
后侧透镜1440由第三外周面1442形成,其外径以小于前侧透镜1420的第二外周面1422的外径及中间透镜1430的第一外周面1432的外径两者的尺寸形成,该第三外周面1442的外周部为圆筒面。
下面对第一透镜保持框1402进行说明。
如图60、图61所示,第一透镜保持框1402具有收容前侧透镜1420、中间透镜1430及后侧透镜1440的圆筒状的筒状壁部1450。
在筒状壁部1450的内部设置有第一内周面1452、第二内周面1454、鼓出壁1456等。
具体而言,第一内周面1452、鼓出壁1456、第二内周面1454以此顺序从前方向后方排列,在筒状壁部1450的后端向后方突出有筒状壁1463。
第一内周面1452以可供前侧透镜1420和中间透镜1430插入的内径尺寸及宽度(光轴方向的长度)尺寸形成。
第二内周面1454设置在第一内周面1452的后方部位。
第二内周面1454的内径比第一内周面1452的内径小,且内径和宽度(光轴方向的长度)以可与后侧透镜1440的外周面1442卡合的尺寸形成。
鼓出壁1456以如下形状形成在第一内周面1452的靠近第二内周面1454的部位从沿第一内周面1452的圆周方向间隔开的多个部位(本实施例中为三个部位)向圆周方向延伸为扇形形状,且向第一内周面1452的半径方向内侧突出,并插入中间透镜1430的缺口1438中。
在本实施例中,各鼓出壁1456从第一内周面1452和第二内周面1454的交界部位向第一内周面1452侧突出形成,各鼓出壁1456的位于半径方向内侧的部位由与第二内周面1454处于同一面上的圆筒面1456A形成。
并且,在第一内周面1452和第二内周面1454的交界部位,除鼓出壁1456的部位外,形成有在与光轴正交的面上延伸、与第一内周面1452相对并延伸为圆弧状的圆弧状端面1458。
鼓出壁1456的从圆弧状端面1458沿光轴方向延伸的延伸长度以大于设有缺口1438的中间透镜1430的环板部1439厚度的尺寸形成。
光轴方向上的各鼓出壁1456的两个面中的一个面(面向前方的面)作为在与光轴正交的面上延伸的平坦抵接面1456B而形成。在本实施例中,因为鼓出壁1456从第一内周面1452和第二内周面1454的交界部位向第一内周面1452侧突出形成,故鼓出壁1456仅有在光轴方向上面向前方的面,该面作为抵接面1456B而形成。
另外,在第二内周面1454的后端部位形成有向第二内周面1454的半径方向内侧突出的抵接台阶部1459,在抵接台阶部1459的面向第二内周面1454的面上,形成有在与光轴正交的平面上延伸的环状抵接面1459A。
再如图60所示,为了提高中间透镜1430和前侧透镜1420在光轴方向及与光轴正交的方向上的定位精度,在筒状壁部1450上形成由平坦的平面构成的多个光学限制面。
具体而言,所示光学限制面具有平坦的光学限制面1452K,分别设置在第一内周面1452的沿圆周方向隔开等间隔的多个部位上,与中间透镜1430的外周面1432抵接;平坦的光学限制面1458K,分别设置在圆弧状端面1458的沿圆周方向隔开等间隔的多个部位上,与中间透镜1430的后表面1436(环板部1439的后表面1436)抵接;平坦的光学限制面1454K,分别设置在第二内周面1454的沿圆周方向隔开等间隔的多个部位上,与后侧透镜1440的外周面1442抵接;以及平坦的光学限制面1459K,分别设置在抵接面1459A的沿圆周方向隔开等间隔的多个部位上,与后表面1446(抵接面1449)抵接。
下面,对第一组透镜14及第一透镜保持框1402的组装进行说明。
首先,将紫外线硬化型粘接剂涂敷在抵接台阶部1459的抵接面1459上。
接着,将后侧透镜1440的后表面1446朝向后方插入筒状壁部1650的内侧,使第三外周面1442和第二内周面1454卡合,且使后表面1446抵接在抵接面1459A上(具体而言是使抵接面1449抵接在光学限制面1459K上),从而配置在筒状壁部1450的内部。
在该状态下,向抵接面1459A的粘接剂部分照射紫外线,使该粘接剂固化,将后侧透镜1440固定在筒状壁部1450上。即,将后侧透镜1440固定在第一透镜保持框1402上。
其次,将紫外线硬化型粘接剂涂敷在各圆弧状端面1458上。
接着,将中间透镜1430的后表面1436朝向后方插入筒状壁部1650的内侧,使各鼓出壁1456收容在各缺口1438内,使第一外周面1432卡合在第二内周面1454上,且使环板部1439的后表面1436抵接在圆弧状端面1458上(具体而言是使构成抵接面的后表面1436抵接在光学限制面1458K上),从而配置在筒状壁部1450的内部。
在该状态下,向圆弧状端面1458的粘接剂部分照射紫外线,使该粘接剂固化,将中间透镜1430固定在筒状壁部1450上。即,将中间透镜1430固定在第一透镜保持框1402上。
另外,后侧透镜1440和中间透镜1430在利用光学限制面1454K、1452K使其光轴一致(对准)的状态下固定在第一透镜保持框1402上。
其次,将紫外线硬化型粘接剂涂敷在各鼓出壁1456的抵接面1456B上。
接着,将前侧透镜1420的后表面1426朝向后方插入筒状壁部1650的内部,使前侧透镜1420的后表面1426从各缺口1438抵接于面向前方的各鼓出壁1456的抵接面1456B(具体而言是使前侧透镜1420的抵接面1429抵接于抵接面1456B),使用未图示的调整工具,使前侧透镜1420在与光轴正交的方向上动作,从而调节中心使前侧透镜1420的光轴与后侧透镜1440及中间透镜1430的光轴一致。
调节中心结束后,向圆筒状端面1458的粘接剂部分照射紫外线,使该粘接剂固化,从而将前侧透镜1420固定在筒状壁部1450上。即,将前侧透镜1420固定在第一透镜保持框1402上。
另外,在此是在涂敷粘接剂之后再插入透镜、使粘接剂固化的,但也可以在先插入透镜后再涂敷粘接剂。
采用如此构成的话,则使中间透镜1430的外周面1432卡合在第一内周面1452(光学限制面)上,且使前侧透镜1420的后表面1426(抵接面1429)与收容在中间透镜1430的缺口1438内的鼓出壁1456的面向前方的抵接面1456B抵接,从而可将中间透镜1430和前侧透镜1420两者配置在筒状壁部1450的内部。
因此,由于中间透镜1430和前侧透镜1420的外径不同,且没有必要将直径与这些透镜的外径对应的抵接面分别形成在透镜保持框上,故有利于缩小第一透镜保持框1402的外径尺寸。
另外,中间透镜1403通过其外周面1432卡合在筒状壁部1450的第一内周面1452(光学限制面1452K)上而被定位,前侧透镜1420通过其抵接面1429抵接在筒状壁部1450的鼓出壁1456的抵接面1456B上而被定位,故与通过使两个透镜中的一个透镜抵接在另一个透镜上而进行定位的现有技术2的情况相比,有利于确保透镜的位置精度。
因此,有利于实现透镜镜筒10及摄像装置100的小型化,且有利于提高透镜的位置精度。
下面,对线性电动机40进行说明。
图66是从图38中箭头X方向观察的驱动用磁体4002和线圈4006的说明图。
如图37、图38、图66所示,驱动用磁体4002具有沿着与第三组透镜18的光轴平行的方向延伸的磁极面42,在磁极面42上沿着其延伸方向并列地配置有磁化的两个不同磁极、即N极4202和S极4204。
在驱动用磁体4002的磁极面42相反侧的面44上安装有所述背轭4004,从而从磁极面42发出的磁力线可高效地到达线圈4006。
具体而言,驱动用磁体4002形成为所述光轴方向上细长的矩形形状,并以下述矩形板状的扁平磁体形成具有在所述光轴方向上延伸的长度、尺寸比该长度小的宽度、以及尺寸比该宽度小的高度,在所述光轴方向上为细长,在与光轴正交的方向上的厚度较小。
磁极面42在由上述长度和上述宽度形成的所述扁平磁体的细长矩形面上形成。
如图37、图38所示,驱动用磁体4002配置成与所述光轴正交的假想线与磁极面42相交成直角。
另外,在本实施例中,第三组透镜18从所述光轴方向上看形成为矩形,驱动用磁体4002从所述光轴方向上看配置成磁极面42与呈所述矩形的第三组透镜18的一边平行。
如图37、图38、图66所示,线圈4006绕组在与磁极面42正交的轴线上进行卷绕,其卷绕端面4006A(线圈4006的面向轴线方向的一个方向的端面)配置成与磁极面42相对。
具体而言,线圈4006由下述扁平线圈形成与绕组卷绕形成的卷绕端面4006A的轮廓大小相比,其卷绕高度以较小尺寸形成,相对磁极面42正交的方向上的高度较小。
具体而言,线圈4006由下述扁平线圈形成绕组卷绕成矩形框状,其卷绕高度以小于呈矩形框状形状的长边4006B及短边4006C的尺寸形成,相对磁极面42正交的方向上的高度较小。
下面对线性电动机40的动作进行说明。
从控制部124向线圈4006提供驱动电流后,从线圈4006产生与所述驱动电流的流向对应的磁场。
利用线圈4006所产生的磁场和磁体4002的磁极面42所产生的磁场的磁力相互作用,即按照弗来明左手定律,对线圈4006产生朝向光轴方向前方或后方的驱动力。
具体而言,如图66所示,利用由线圈4006的两个短边4006C所产生的磁场、以及由磁极面42的N极4202及S极4204所产生的磁场的磁力相互作用产生所述驱动力。
由此,第三透镜保持框1802向所述光轴方向的前方或后方移动。
采用这种构成时,线性电动机40包括设置在第三透镜保持框1802上的线圈4006、设置在基座12上的驱动用磁体4002、以及向线圈4006提供驱动电流的所述电流提供单元,驱动用磁体4002具有沿着与第三组透镜18的光轴平行的方向延伸的磁极面42,在磁极面42上沿其延伸方向排列配置不同的两个磁极4202、4204,线圈4006的绕组围绕与磁极面42正交的轴线进行卷绕,其卷绕端面4006A配置成与磁极面42相对。
因此,与旋转驱动式的电动机相比,构成线性电动机40的线圈4006和驱动用磁体4002在镜筒10内部所占用的空间小,无效空间也少,而且,因为驱动机构没有设置构成所述驱动机构的外螺纹部件、支撑部件以及内螺纹部件,故可减少驱动机构所占用的空间。因此,有利于透镜镜筒和摄像装置的小型化,且也有利于确保零件和部件的配置自由度。
另外,在本实施例中,第三组透镜18从所述光轴方向上看形成为矩形,驱动用磁体4002从所述光轴方向上看配置成磁极面42与呈所述矩形的第三组透镜18的一边平行,因此,可靠近所述光轴配置驱动用磁体4002,有利于缩小透镜镜筒的外径。
另外,驱动用磁体4002以下述矩形板状的扁平磁体形成具有在所述光轴方向上延伸的长度、尺寸比该长度小的宽度、以及尺寸比该宽度小的高度,在所述光轴方向上为细长且厚度较小;而且线圈4006由下述扁平线圈形成与绕组卷绕形成的卷绕端面4006A的轮廓大小相比,其卷绕高度以较小尺寸形成,相对磁极面42正交的方向上的高度较小,因此,有利于减小这些驱动用磁体4002及线圈4006在镜筒10内部所占用的空间。
另外,因为驱动用磁体4002配置成与所述光轴正交的假想线与磁极面42相交成直角,因此,可使驱动用磁体4002的高度方向及线圈4006的高度方向与镜筒10的半径方向基本一致,从而更加有利于减小这些驱动用磁体4002及线圈4006在镜筒10内部的所述半径方向上所占用的空间。
另外,导轴支架1220和磁体支架1222一体地形成在基座12上,因此,有利于减少零件数量、减少占用空间。
下面,对本发明的主要部分即驱动用磁体4002、霍尔元件7002、位置检测用磁体7004、金属板74进行说明。
图67、图68是从斜前方观察金属板74和第三透镜保持框1802的立体图,图69A是驱动用磁体4002和位置检测用磁体7002的磁场的说明图,图69B是图69A的主要部分放大图,图70(A)是驱动用磁体4002及磁轭4004的侧视图,图70(B)是图70(A)的B向视图,图70(C)是图70(B)的C向视图,图71是位置检测机构70的剖视图。
如图67、图68、图70所示,驱动用磁体4002具有沿着与第三组透镜18的光轴平行的方向延伸的磁极面42,在磁极面42上沿其延伸方向并列地配置有两个磁化的不同磁极、即N极4202和S极4204。在与磁极面42相反的一侧的面上安装有所述背轭4004。
具体而言,如图69A、图70所示,驱动用磁体4002的磁极面42在光轴方向上靠近摄像元件140侧(光轴方向上靠后方侧)被磁化为N极4202,在光轴方向上靠近被摄体侧(光轴方向上靠前方侧)被磁化为S极4204。
如图69A所示,由驱动用磁体4002和背轭4004形成的磁路不会闭路,利用该磁路形成从驱动用磁体4002的磁极面42散布的第一磁感应线M1。
即,线性电动机40由扁平线性电动机构成,其磁路开放,故在线性电动机40的周围形成磁场。
如图67、图68所示,位置检测用磁体7004通过背轭7006安装在第三透镜保持框1802上,例如由钕磁体(Nd-Fe-B磁体)等小型轻便且产生强磁场的磁体构成。
如图69A所示,位置检测用磁体7004的面向摄像元件140侧的面(在光轴方向上面向后方的面)被磁化为N极7004A,面向被摄体侧的面(在光轴方向上面向前方的面)被磁化为S极7004B。
由位置检测用磁体7004和背轭7006形成的磁路也不会闭路,利用该磁路形成在位置检测用磁体7004的N极7004A和背轭7006之间散布的第二磁感应线M2。
在本例中,由驱动用磁体4002形成的磁场中心(N极4202与S极4204的交界)、和由位置检测用磁体7004形成的磁场中心(N极7004A与S极7004B的交界),在与所述光轴平行的方向上相间隔地设置。
如图71所示,霍尔元件7002在使其感磁面7002A朝向位置检测用磁体7004的状态下配置在基座12的壁部部位上所设置的安装凹部1240中,通过感磁面7002A对从位置检测用磁体7004的磁极产生的磁力进行检测,生成大小与该磁力强度对应的检测信号。
具体而言,在与所述光轴平行且经过位置检测用磁体7004的直线所通过的基座12的壁部部位上贯穿形成有贯穿孔1244,在贯穿孔1244内部的靠近位置检测用磁体7004的部位上安装有盖住贯穿孔1244的由非磁性材料(例如磷青铜等金属)构成的薄板1246。在本例中,在与所述光轴平行且经过位置检测用磁体7004的直线所通过的基座12的壁部部位上,利用贯穿孔1244和薄板1246形成在位置检测用磁体7004所处的方向的反方向上开放的安装凹部1240。
从主柔性基板60上将安装在基座12上的金属板74向霍尔元件7002位置上的感磁面7002A的反面即霍尔元件7002的背面7002B按压,由此,霍尔元件7002配置成其感磁面7002A与薄板1246抵接。
金属板74是利用由弱磁性材料(弱磁体)构成的金属材料、例如不锈钢SUS303、SUS304等制成的。因为金属板74是弱磁性材料,故其自身不会产生磁力,但却具有被磁力吸引的性质。
下面对作用效果进行说明。
如图69A所示,驱动用磁体4002的磁极面42在光轴方向上靠近摄像元件140侧(光轴方向上靠后方侧)被磁化为N极4202,在光轴方向上靠近被摄体侧(光轴方向上靠前方侧)被磁化为S极4204,而且,位置检测用磁体7004的面向摄像元件140侧的面(在光轴方向上面向后方的面)被磁化为N极7004A,面向被摄体侧的面(在光轴方向上面向前方的面)被磁化为S极7004B。
因此,如图69A所示,在由驱动用磁体4002形成的第一磁感应线M1和由位置检测用磁体7004形成的第二磁感应线M2相交的磁干涉点P上,第一磁感应线M1和第二磁感应线M2的朝向为相同方向。
这样,当第一磁感应线M1和第二磁感应线M2在磁干涉点P上朝向相同方向时,则在驱动用磁体4002和位置检测用磁体7004之间会产生向互相分开的方向作用的磁反力F。
在本例中,因为驱动用磁体4002的中心和位置检测用磁体7004的中心在与光轴平行的方向上间隔开,故如图69A、图69B所示,沿着相对光轴倾斜的方向在位置检测用磁体7004上作用由磁反力F引起的力。
此时,因为位置检测用磁体7004安装在第三透镜保持框1802上,该第三透镜保持框1802在光轴方向上可移动地被支撑,故磁反力F中作为平行于光轴的方向上的成分的分力Fx作用在第三透镜保持框1802上。换言之,第三透镜保持框1802始终被向光轴方向的后方(靠近摄像元件140的方向)施压。
因此,当向线圈4006提供驱动电流而第三透镜保持框1802向光轴方向的后方动作时,除线性电动机40提供的驱动力外,所述分力Fx也作用在第三透镜保持框1802上,所述分力Fx可加快第三透镜保持框1802的移动速度。
如上所述,保持在第三透镜保持框1802上的第三组透镜18是聚焦透镜(焦点调节用透镜),通过在光轴方向上移动而可进行焦点调节。焦点调节是通过使第三组透镜18在光轴方向上移动来进行的,以使由摄像元件140拍摄的被摄体图像的边缘鲜明度最佳。
这种焦点调节动作是如此进行的首先使第三组透镜18向光轴方向前方的界限位置即极近端移动,然后使第三组透镜18向光轴方向后方的界限位置即无限远端移动。
因此,在第三组透镜18进行焦点调节动作时,第三组透镜18的移动速度被所述磁反力F加速,故可迅速地进行焦点调节动作,有利于提高摄像时的操作性。
另外,在本实施例中,因为安装在基座12上的金属板74具有被磁力吸引的性质,故在位置检测用磁体7004上作用有金属板74的吸引力。
此时,因为位置检测用磁体7004安装在第三透镜保持框1802上,该第三透镜保持框1802在光轴方向上可移动地被支撑,故属板74的吸引力作用在第三透镜保持框1802上。换言之,第三透镜保持框1802始终被向光轴方向的后方(靠近摄像元件140的方向)施力。
因此,当向线圈4006提供驱动电流而使第三透镜保持框1802向光轴方向的后方移动时,除线性电动机40提供的驱动力外,所述吸引力也作用在第三透镜保持框1802上,所述吸引力可加快第三透镜保持框1802的移动速度。
因此,第三组透镜18的移动速度被所述吸引力加速,故可抑制线性电动机40的大型化和消耗电力的增加,可迅速地进行第三组透镜18的焦点调节动作,有利于提高摄像时的操作性。
另外,在本例中,说明了相对设置在基座12的壁部部位上的贯穿孔1244上所安装的薄板1246,用金属板74对霍尔元件7002进行按压时的情况,但如图64所示,即使相对设置在基座12的壁部部位上的安装凹部1240的底壁1241(薄壁壁部),用金属板74对霍尔元件7002进行按压,也同样会在位置检测用磁体7004上作用金属板74的吸引力。
因此,此时当然也可以利用所述吸引力加快第三组透镜18的移动速度,迅速地进行第三组透镜18的焦点调节动作,有利于提高摄像时的操作性。
另外,本实施例的透镜镜筒构成为一边使调焦透镜向靠近摄像元件的方向移动,一边进行对焦,在焦点对准时停止,进入摄像模式。
因此,该调焦透镜的移动速度越快,则能以更短的时间进行调焦,但与此相反,也有一边使调焦透镜向远离摄像元件的方向移动一边进行对焦的调焦系统。
此时,当然可通过使驱动用磁体4006和位置检测用磁体7004中的一个的沿磁体光轴方向的N极和S极的配置、换言之为磁化方向或磁体的朝向与本实施例中的情况相反,从而在透镜保持框上施加朝向远离摄像元件方向作用的偏压力。
即,本发明采用使位置检测用磁体在从驱动用磁体的磁极中央部(磁场中心)沿光轴方向偏压的位置上移动的结构,在调焦透镜移动以进行对焦的方向上,向安装在透镜保持框上的位置检测用磁体施加偏压力,从而能以更短的时间进行对焦。
另外,在本实施例中,对使用数码照相机作为摄像装置的情况进行了说明,但本发明也可以应用在摄影机等其他各种摄像装置中。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明。在上述实施例中,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种透镜位置检测装置,用于对基座上的透镜在光轴方向上的位置进行检测,其特征在于包括位置检测用磁体,设置在所述透镜及基座中的一个上;磁力检测传感器,设置在所述透镜及基座中的另一个上,生成大小与从所述位置检测用磁体的磁极产生的磁力强度对应的检测信号;以及位置信息生成单元,根据所述检测信号的大小,生成所述基座上的所述透镜在所述光轴方向上的位置信息。
2.根据权利要求1所述的透镜位置检测装置,其特征在于所述透镜由透镜保持框予以保持,所述位置检测用磁体设置在所述透镜保持框及基座中的一个上,所述磁力检测传感器设置在所述透镜保持框及基座中的另一个上。
3.根据权利要求2所述的透镜位置检测装置,其特征在于在所述基座上设置有保持所述透镜保持框使其可在所述光轴方向上移动的透镜导向机构。
4.根据权利要求1所述的透镜位置检测装置,其特征在于所述位置检测用磁体在与所述光轴平行的方向上被磁化。
5.根据权利要求1所述的透镜位置检测装置,其特征在于所述磁力检测传感器是霍尔元件或磁阻元件。
6.根据权利要求1所述的透镜位置检测装置,其特征在于所述磁力检测传感器配置在经过所述位置检测用磁体、且与所述透镜的光轴平行的直线上。
7.根据权利要求1所述的透镜位置检测装置,其特征在于所述位置检测用磁体设置在所述透镜保持框上,所述磁力检测传感器设置在所述基座上,并配置在经过所述位置检测用磁体、且与所述透镜的光轴平行的直线上。
8.根据权利要求1所述的透镜位置检测装置,其特征在于所述位置信息生成单元包括对从所述磁力检测传感器提供的所述检测信号进行放大后生成输出信号的放大电路,所述位置信息生成单元是基于所述输出信号生成所述位置信息的,所述放大电路构成为该放大电路的放大率可对应于所述输出信号的斜率绝对值而变更为两个或三个以上的不同大小。
9.根据权利要求8所述的透镜位置检测装置,其特征在于设置有用于除去所述检测信号的干扰或所述输出信号的干扰的干扰除去单元。
10.根据权利要求2所述的透镜位置检测装置,其特征在于所述位置检测用磁体设置在所述透镜保持框上,所述磁力检测传感器有两个,即第一磁力检测传感器和第二磁力检测传感器,并设置在所述基座上。
11.根据权利要求10所述的透镜位置检测装置,其特征在于所述第一、第二磁力检测传感器配置在经过所述位置检测用磁体、且与所述光轴平行的直线上,并位于夹着所述位置检测用磁体的两个部位上。
12.根据权利要求10所述的透镜位置检测装置,其特征在于所述位置信息生成单元是基于从所述第一磁力检测传感器提供的第一检测信号和从所述第二磁力检测传感器输出的第二检测信号中的任一个生成所述位置信息的。
13.一种透镜镜筒,在镜筒内部配置有基座;摄像元件,设置在所述基座上;透镜,用于将被摄体图像导向所述摄像元件;透镜保持框,用于保持所述透镜;导向机构,用于支撑所述透镜保持框使其可在所述透镜的光轴方向上移动;驱动机构,用于使所述透镜保持框在所述光轴方向上移动;以及位置检测机构,用于对所述透镜在光轴方向上的位置进行检测;其特征在于所述驱动机构包括设置在所述基座或所述透镜保持框中的一个上的线圈、设置在所述基座或所述透镜保持框中的另一个上的驱动用磁体、以及向所述线圈提供驱动电流的电流提供单元;所述驱动用磁体具有沿着与所述透镜光轴平行的方向延伸的磁极面;在所述磁极面上沿着其延伸方向排列配置有两个不同的磁极;所述线圈的绕组围绕与所述磁极面正交的轴线进行卷绕,其卷绕端面配置成与所述磁极面相对;所述位置检测机构包括产生磁力的位置检测用磁体;以及磁力检测传感器,通过感磁面检测从所述位置检测用磁体产生的磁力,并生成大小与该磁力强度对应的检测信号;所述位置检测用磁体安装在所述透镜保持框上;在与所述光轴平行且经过所述位置检测用磁体的直线所通过的所述基座的壁部部位上设置有薄壁的壁部;所述磁力检测传感器如此配置被安装在基座上的由弱磁性材料构成的金属板在所述磁力检测传感器的部位向与所述感磁面相反的面、即所述磁力检测传感器的背面按压,由此所述感磁面抵接在所述薄壁的壁部上。
14.根据权利要求13所述的透镜镜筒,其特征在于所述位置检测用磁体的所述光轴方向上的面向所述摄像元件侧的部位被磁化为N极或S极中的一个,所述光轴方向上的面向所述被摄体侧的部位被磁化为N极或S极中的另一个。
15.根据权利要求13所述的透镜镜筒,其特征在于所述透镜是焦点调节用透镜,通过在所述光轴方向上运动而对在所述摄像元件上成像的被摄体图像进行焦点调节。
16.根据权利要求13所述的透镜镜筒,其特征在于在与所述光轴平行且经过所述位置检测用磁体的直线所通过的所述基座的壁部部位上,设置有向与所述位置检测用磁体所处的方向相反的方向开放的凹部,所述磁力检测传感器收容在所述凹部内,所述薄壁的壁部是由所述凹部的底壁形成的。
17.根据权利要求16所述的透镜镜筒,其特征在于所述凹部包括在与所述光轴平行且经过所述位置检测用磁体的直线所通过的所述基座的壁部部位上贯穿形成的贯穿孔、以及在所述贯穿孔的内部且在靠近所述位置检测用磁体的部位上以盖住所述贯穿孔的形态安装的由非磁性材料制成的薄板,所述薄壁的壁部是由所述薄板形成的。
18.根据权利要求13所述的透镜镜筒,其特征在于所述驱动用磁体配置为与所述光轴正交的假想线与所述磁极面相交成直角。
19.根据权利要求13所述的透镜镜筒,其特征在于所述线圈设置在所述透镜保持框上,所述驱动用磁体设置在所述基座上。
20.根据权利要求13所述的透镜镜筒,其特征在于所述驱动用磁体形成为在所述透镜的光轴方向上细长的矩形形状。
21.根据权利要求13所述的透镜镜筒,其特征在于所述驱动用磁体是以下述矩形板状的扁平磁体形成的具有在所述透镜的光轴方向上延伸的长度、尺寸比所述长度小的宽度、以及尺寸比所述宽度小的高度,在所述透镜的光轴方向上细长,且厚度小;所述磁极面形成在以所述长度和所述宽度形成的所述扁平磁体的细长矩形面上。
22.根据权利要求13所述的透镜镜筒,其特征在于所述线圈是由下述扁平线圈形成的与绕组卷绕而形成的卷绕端面的轮廓大小相比,其卷绕高度以小的尺寸形成,且相对所述磁极面正交的方向上的高度小。
23.根据权利要求13所述的透镜镜筒,其特征在于所述线圈是由下述扁平线圈形成的绕组卷绕成矩形框状,其卷绕高度以比形成所述矩形框状形状的长边及短边小的尺寸形成,且相对所述磁极面正交的方向上的高度小。
24.根据权利要求13所述的透镜镜筒,其特征在于所述透镜从所述光轴方向上看形成为矩形,所述驱动用磁体从所述光轴方向上看配置成所述磁极面与形成所述矩形的所述透镜的一边平行。
25.根据权利要求13所述的透镜镜筒,其特征在于所述导向机构包括与所述光轴平行地延伸的导轴,所述驱动用磁体设置在所述基座上,设置有支撑所述导轴的导轴支架,并设置有支撑所述驱动用磁体的磁体支架,所述导轴支架和磁体支架一体地形成在所述基座上。
26.一种摄像装置,包括透镜镜筒,所述透镜镜筒具有对由透镜导入的被摄体图像进行拍摄的摄像元件,其特征在于所述透镜镜筒在镜筒内部配置有基座,设置有所述摄像元件;所述透镜;透镜保持框,用于保持所述透镜;导向机构,用于支撑所述透镜保持框使其可在所述透镜的光轴方向上移动;以及驱动机构,用于使所述透镜保持框在所述光轴方向上移动;其中,所述驱动机构包括设置在所述基座或所述透镜保持框中的一个上的线圈、设置在所述基座或所述透镜保持框中的另一个上的驱动用磁体、以及向所述线圈提供驱动电流的电流提供单元;所述驱动用磁体具有沿着与所述透镜光轴平行的方向延伸的磁极面;在所述磁极面上沿着其延伸方向排列配置有两个不同的磁极;所述线圈的绕组围绕与所述磁极面正交的轴线进行卷绕,其卷绕端面配置成与所述磁极面相对;其中,所述位置检测机构包括产生磁力的位置检测用磁体、以及通过感磁面对从所述位置检测用磁体产生的磁力进行检测并生成大小与该磁力强度对应的检测信号的磁力检测传感器;所述位置检测用磁体安装在所述透镜保持框上;在与所述光轴平行且经过所述位置检测用磁体的直线所通过的所述基座的壁部部位上设置有薄壁的壁部;所述磁力检测传感器如此配置被安装在基座上的由弱磁性材料构成的金属板在所述磁力检测传感器的部位向与所述感磁面相反的面、即所述磁力检测传感器的背面按压,由此所述感磁面抵接在所述薄壁的壁部上。
27.一种透镜镜筒,在镜筒内部配置有基座;摄像元件,设置在所述基座上;透镜,用于将被摄体图像导向所述摄像元件;透镜保持框,用于保持所述透镜;导向机构,用于支撑所述透镜保持框使其可在所述透镜的光轴方向上移动;驱动机构,用于使所述透镜保持框在所述光轴方向上移动;以及位置检测机构,用于检测所述透镜在光轴方向上的位置;其特征在于所述驱动机构包括设置在所述透镜保持框上的线圈、设置在所述基座上的驱动用磁体、以及向所述线圈提供驱动电流的电流提供单元;所述驱动用磁体具有沿着与所述透镜光轴平行的方向延伸的磁极面;在所述磁极面上沿着其延伸方向排列配置有两个不同的磁极;所述线圈的绕组围绕与所述磁极面正交的轴线进行卷绕,其卷绕端面配置成与所述磁极面相对;所述位置检测机构包括产生磁力的位置检测用磁体、以及通过感磁面对从所述位置检测用磁体产生的磁力进行检测并生成大小与该磁力强度对应的检测信号的磁力检测传感器;所述位置检测用磁体安装在所述透镜保持框上;所述磁力检测传感器安装在与所述光轴平行且经过所述位置检测用磁体的直线所通过的所述基座的壁部部位上,并使所述感磁面朝向所述位置检测用磁体;其中,在由所述驱动用磁体形成的第一磁感应线和由所述位置检测用磁体形成的第二磁感应线相交的磁干涉点上,所述第一磁感应线和所述第二磁感应线的朝向为相同方向。
28.根据权利要求27所述的透镜镜筒,其特征在于所述驱动用磁体的磁极面的在所述光轴方向上靠近所述摄像元件侧的部位被磁化为N极或S极中的一个,在所述光轴方向上靠近所述被摄体侧的部位被磁化为N极或S极中的另一个,所述位置检测用磁体的在所述光轴方向上面向所述摄像元件侧的部位被磁化为N极或S极中的一个,在所述光轴方向上面向所述被摄体侧的部位被磁化为N极或S极中的另一个。
29.根据权利要求27所述的透镜镜筒,其特征在于由所述驱动用磁体形成的磁场的中心和由所述位置检测用磁体形成的磁场的中心在与所述光轴平行的方向上间隔开地设置。
30.根据权利要求27所述的透镜镜筒,其特征在于所述透镜是通过在所述光轴方向上运动而对在所述摄像元件上成像的被摄体图像进行焦点调节的焦点调节用透镜。
31.根据权利要求27所述的透镜镜筒,其特征在于所述驱动用磁体配置为与所述光轴正交的假想线与所述磁极面相交成直角。
32.根据权利要求27所述的透镜镜筒,其特征在于所述驱动用磁体形成为在所述透镜的光轴方向上细长的矩形形状。
33.根据权利要求27所述的透镜镜筒,其特征在于所述驱动用磁体是以下述矩形板状的扁平磁体形成的具有在所述透镜的光轴方向上延伸的长度、尺寸比所述长度小的宽度、以及尺寸比所述宽度小的高度,在所述透镜的光轴方向上细长,且厚度小;所述磁极面形成在以所述长度和所述宽度形成的所述扁平磁体的细长矩形面上。
34.根据权利要求27所述的透镜镜筒,其特征在于所述线圈是由下述扁平线圈形成的与绕组卷绕而形成的卷绕端面的轮廓大小相比,其卷绕高度以小的尺寸形成,且相对所述磁极面正交的方向上的高度小。
35.根据权利要求27所述的透镜镜筒,其特征在于所述线圈是由下述扁平线圈形成的绕组卷绕成矩形框状,其卷绕高度以比形成所述矩形框状形状的长边及短边小的尺寸形成,且相对所述磁极面正交的方向上的高度小。
36.根据权利要求27所述的透镜镜筒,其特征在于所述透镜从所述光轴方向上看形成为矩形,所述驱动用磁体从所述光轴方向上看配置成所述磁极面与形成所述矩形的所述透镜的一边平行。
37.根据权利要求27所述的透镜镜筒,其特征在于所述导向机构包括与所述光轴平行地延伸的导轴,所述驱动用磁体设置在所述基座上,设置有支撑所述导轴的导轴支架,并设置有支撑所述驱动用磁体的磁体支架,所述导轴支架和磁体支架一体地形成在所述基座上。
38.一种摄像装置,包括透镜镜筒,所述透镜镜筒具有对由透镜导入的被摄体图像进行拍摄的摄像元件,其特征在于所述透镜镜筒在镜筒内部配置有基座,设置有所述摄像元件;所述透镜;透镜保持框,用于保持所述透镜;导向机构,用于支撑所述透镜保持框使其可在所述透镜的光轴方向上移动;以及驱动机构,用于使所述透镜保持框在所述光轴方向上移动;其中,所述驱动机构包括设置在所述透镜保持框上的线圈、设置在所述基座上的驱动用磁体、以及向所述线圈提供驱动电流的电流提供单元;所述驱动用磁体具有沿着与所述透镜光轴平行的方向延伸的磁极面;在所述磁极面上沿着其延伸方向排列配置有两个不同的磁极;所述线圈的绕组围绕与所述磁极面正交的轴线进行卷绕,其卷绕端面配置成与所述磁极面相对;其中,所述位置检测机构包括产生磁力的位置检测用磁体、以及通过感磁面对从所述位置检测用磁体产生的磁力进行检测并生成大小与该磁力强度对应的检测信号的磁力检测传感器;所述位置检测用磁体安装在所述透镜保持框上;所述磁力检测传感器安装在与所述光轴平行且经过所述位置检测用磁体的直线所通过的所述基座的壁部部位上,并使所述感磁面朝向所述位置检测用磁体;其中,在由所述驱动用磁体形成的第一磁感应线和由所述位置检测用磁体形成的第二磁感应线相交的磁干涉点上,所述第一磁感应线和所述第二磁感应线的朝向为相同方向。
全文摘要
透镜位置检测装置(200)包括位置检测用磁体(202)、磁力检测传感器(204)、位置信息生成单元(206)等。位置检测用磁体(202)安装在透镜保持框(1460)的后表面上。磁力检测传感器(204)生成大小与从位置检测用磁体(202)的磁极产生的磁力强度对应的检测信号,配置在与光轴平行且经过位置检测用磁体(202)的直线上。磁力检测传感器(204)输出电压与磁力的强度对应(成比例)的检测信号。位置信息生成单元(206)的放大电路(208)对来自磁力检测传感器(204)的检测信号(Ss)进行放大。
文档编号G02B7/08GK1860397SQ20058000114
公开日2006年11月8日 申请日期2005年8月16日 优先权日2004年8月19日
发明者武井智哉, 高冈俊史, 高木秀勇, 伊藤好一, 林正宪, 安井智仁, 山冈英树, 田下坚太郎 申请人:索尼公司
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