光学图像稳定器的制作方法

专利名称：光学图像稳定器的制作方法
技术领域：
本发明涉及安装到光学设备、诸如照相机或双筒望远镜的光学图像稳定器，用于抵消由于振动、诸如手抖动造成的图像抖动。
背景技术：
用于光学设备的图像稳定器(光学图像稳定器)根据施加到光学设备的振动(诸如手抖动)的方向和大小，通过相对于光学系统的光轴驱动光学系统的部件(图像稳定光学元件)，防止在焦平面上出现的图像抖动。
这种图像稳定器可分为两类第一类图像稳定器绕设置得偏离光学系统的光轴的轴回转图像稳定光学元件，第二类图像稳定器(一种利用X轴方向移动台架和Y轴方向移动台架的图像稳定器)沿相互垂直(二垂直方向)的方向向前和向后移动图像稳定光学元件。
第二类图像稳定器的优点是图像稳定光学元件可以适当地在一定方向移动以抵消图像抖动；然而，为了适当地按照千分尺的数量级移动图像稳定光学元件，必须将不期望出现的力矩(例如弯曲和扭转)和摩擦力降低到最小。

发明内容
本发明提供一种利用X轴方向移动台架和Y轴方向移动台架的光学图像稳定器，两个移动台架被分别沿两个垂直方向(X轴方向和Y方向)驱动，其中将不期望出现的力矩(例如弯曲和扭转)和摩擦力降低到最小，并且其中图像稳定光学元件可以以高精确度驱动。本发明进一步提供一种高度可靠的光学图像稳定器，其可以稳定地高速移动图像稳定光学元件。
根据本发明的一方面，提供一种图像稳定器，包括一对第一平行导向杆，其被安装到固定件并沿第一方向延伸；第一移动台架，其由所述一对第一平行导向杆支撑，以沿第一方向自由移动；一对第二平行导向杆，其被安装到第一移动台架以沿与第一方向垂直的第二方向延伸；第二移动台架，其夹持图像稳定光学元件并由所述一对第二平行导向杆支撑以沿第二方向自由移动；第一偏压装置，其沿第一方向正向或反向偏压第一移动台架；第二偏压装置，其沿第二方向正向或反向偏压第二移动台架；第一驱动装置，其抵抗第一偏压装置的偏压力沿第一方向驱动第一移动台架；第二驱动装置，其抵抗第二偏压装置的偏压力沿第二方向驱动第二移动台架。所述一对第一平行导向杆和所述一对第二平行导向杆位于垂直于光轴的公共平面内。
优选，第一偏压装置和第二偏压装置的中心轴位于该公共平面内。
优选，第一偏压装置和第二偏压装置分别包括第一盘簧和第二盘簧，其中第一和第二盘簧的轴位于该公共平面内。
优选，第一驱动装置包括第一丝杆，图像稳定器包括第一驱动螺母，该第一驱动螺母与第一丝杆螺旋配合，从而被防止相对于固定件旋转。第一丝杆和第一驱动螺母的轴平行于公共平面。
优选，第二驱动装置包括第二丝杆，图像稳定器还包括第二驱动螺母，该第二驱动螺母与第二丝杆螺旋配合，从而被防止相对于固定件旋转。第二丝杆和第二驱动螺母的轴平行于公共平面。
优选，第一驱动装置和第二驱动装置安装到固定件并被支撑。
优选，第一驱动装置包括第一丝杆，第二驱动装置包括第二丝杆；并且图像稳定器包括第一驱动螺母和第二驱动螺母，该第一驱动螺母与第一丝杆螺旋配合，从而被防止相对于固定件旋转，该第二驱动螺母与第二丝杆螺旋配合，从而被防止相对于固定件旋转，第一连接部分，其将第一驱动螺母和第一移动台架彼此直接连接，和第二连接部分，其将第二驱动螺母和第二移动台架以使得允许第二驱动螺母和第二移动台架沿第一方向彼此相对移动的方式彼此连接。
优选，第一驱动装置和第二驱动装置中的每个都包括电机。
优选，第一驱动装置包括具有沿第一方向延伸的第一丝杆的第一电机，第二驱动装置包括具有沿第二方向延伸的第二丝杆的第二电机，并且第一丝杆和第二丝杆的轴位于平行于公共平面的第二公共平面。
优选，图像稳定器安装到成像设备中，图像稳定光学元件包括图像拾取装置。
在一个实施例中，提供一种图像稳定器，包括第一移动台架，其与被安装到固定件的第一平行杆滑动地配合以在其上沿第一方向自由滑动；第二移动台架，其与安装到第一移动台架的第二平行杆滑动地配合以在其上沿与第一方向垂直的第二方向自由滑动；图像稳定光学元件，其被固定到第二移动台架；第一偏压装置，其沿第一方向正向或反向偏压第一移动台架；第二偏压装置，其沿第二方向正向或反向偏压第二移动台架；第一电机，其具有用于抵抗第一偏压装置的偏压力沿第一方向向前和向后驱动第一移动台架的第一驱动轴，该第一驱动轴沿第一方向延伸；以及第二电机，其具有用于抵抗第二偏压装置的偏压力沿第二方向向前和向后驱动第二移动台架的第二驱动轴，该第二驱动轴沿第二方向延伸。所述第一平行杆和所述第二平行杆位于垂直于光轴的公共平面内。


下面参照附图详细描述本发明，其中图1是安装根据本发明的图像稳定器的数字照相机的实施例的正视图；图2是图1所示的数字照相机在其的变焦镜头的准备摄影状态的纵向截面图；图3是图1所示的数字照相机在变焦镜头完全缩回状态的纵向截面图；
图4是图1所示的数字照相机在变焦镜头完全缩回状态的变焦镜头的透视图。
图5是图4所示的变焦镜头的一部分的分解透视图；图6是图4所示的变焦镜头的另一部分的分解透视图；图7是图5所示的图像稳定单元(图像稳定机构)的正视图；图8是图5所示的图像稳定单元的后视图；图9是图5所示的图像稳定单元的后视图，该图是从与图8角度的不同角度看到的；图10是图像稳定单元的分解透视图；图11是在图像稳定单元的固定支座附近的图像稳定单元的一部分的分解透视图；图12是与图10所示的X轴方向移动台架和相关元件的正视图；图13是图12所示的X轴方向移动台架的后视图；图14是图像稳定单元的第一X轴方向移动件、第二X轴方向移动件和相关的拉伸连接弹簧的正视图，表示图像稳定单元的分解状态；图15是图14所示的第一X轴方向移动件、第二X轴方向移动件和相关的拉伸连接弹簧的后视图，表示其分解状态和组装状态；图16是图像稳定单元的Y轴方向移动件、Y轴方向移动台架和相关的拉伸连接弹簧的分解透视图；图17是图16所示的Y轴方向移动件、Y轴方向移动台架和相关的拉伸连接弹簧的后视图，表示其分解状态和组装状态；图18是拆除固定支座的图像稳定单元的正视图；图19是图18所示的图像稳定单元的元件的后视图；图20是进一步拆除驱动电机、光断续器和偏置弹簧的图18和19所示的图像稳定单元的元件的正视图；图21是图20所示的图像稳定单元的元件的后视图；图22是进一步拆除第二X轴方向移动件和Y方向移动件的图20和21所示的图像稳定单元的元件的正视图；图23是图22所示的图像稳定单元的元件的后视图；图24是表示图像稳定单元的结构的示意图；图25是图示图1-图3所示的数字照相机的电路结构的框图；图26是与图18相似的正视图，表示拆除固定支座的图像稳定单元的另一实施例(第二实施例)；图27是图26所示的图像稳定单元的元件的后视图；图28是表示图像稳定单元第二实施例的结构的示意图。
具体实施例方式
图1表示安装根据本发明的图像稳定器的数字照相机200的外观。数字照相机200在其照相机主体202前面设置变焦镜头(变焦镜筒)201，光学取景器203和闪光灯204，在照相机主体202的顶部设有快门按钮205。
在图2和3所示的数字照相机200的纵向截面图中，如图2所示，在摄影操作期间，数字照相机200的变焦镜头201从照相机主体202向前朝物方侧(在图2和3中看向左)驱动。当不进行摄影时，数字照相机200从图2所示的准备摄影状态移到图3所示的完全缩回状态，在完全缩回状态，变焦镜头201容纳(完全缩回)在照相机主体202中，如图3所示。在图2中，变焦镜头从摄影光轴Z1的上半部和下半部分别表示变焦镜头201在广角极端和在远摄极端的准备摄影状态。如图5和6所示，变焦镜头201设有多个环形件(中空圆筒件)第二线性导向环10、凸轮环11、第三可移动筒12、第二可移动筒13、第一线性导向环14、第一可移动筒15、螺旋环18和固定筒22，它们基本上绕图2和3中的镜筒轴Z0所示的公共轴同心设置。
变焦镜头201设有摄影光学系统，包括第一透镜组LG1、快门S、可调光阑A、第二透镜组LG2、第三透镜组LG3、低通滤光片25和作为图像拾取装置的CCD图像传感器60。当变焦镜头201在准备摄影状态时，从第一看透镜组LG1到CCD图像传感器60的光学元件位于摄影光轴(公共光轴)Z1上。摄影光轴Z1平行于镜筒轴Z0并且位于镜筒轴Z0下面。第一透镜组LG1和第二透镜组LG2沿摄影光轴Z1方向以预定移动方式移动，以进行变焦操作。第三透镜组LG3沿摄影光轴Z1移动，以进行聚焦操作。在下列描述中，术语“光轴方向”是指平行于摄影光轴Z1的方向，术语“物方侧”和“像方侧”分别是指数字照相机200的前和后。此外，在下列描述中，数字照相机200在垂直于光轴Z1的平面的垂直方向和水平方向分别定义为Y轴方向和X轴方向。
固定筒22位于照相机主体202中并且固定在照相机主体22中，而固定支座23固定在固定筒22的后部。CCD图像传感器60和低通滤光片25经过Y轴方向移动台架(第二移动件)71和X轴方向移动台架21被固定支座23支撑，以沿X轴方向和Y轴方向可移动。数字照相机200在固定支座23后面设有指示可视图像和各种摄影信息的LCD面板20。
变焦镜头201在固定筒22上设有第三透镜框51，第三透镜框51支撑和保持第三透镜组LG3。变焦镜头201在固定支座23和固定筒22之间设有一对导向轴52和53，其平行于摄影光轴Z1延伸，以沿光轴方向引导第三透镜框51，而不绕镜筒轴Z0旋转第三透镜框51。第三透镜框51被第三透镜框偏置弹簧(延伸螺旋弹簧)55向前偏压。数字照相机200设有聚焦电机160，聚焦电机160具有被加工螺纹作为丝杆的旋转驱动轴，旋转驱动轴拧过在AF螺母54上形成的螺孔。如果AF螺母54通过聚焦电机160的旋转驱动轴的旋转向后移动，第三透镜框51被AF螺母54压住向后移动。相反，如果AF螺母54向前移动，通过第三透镜框偏置弹簧55的偏压力，第三透镜框51跟随AF螺母54向前移动。由于这种结构，第三透镜框51能够沿光轴方向向前和向后移动。
如图4所示，数字照相机200在固定筒22上设有变焦电机150，变焦电机150被固定筒22支撑。变焦电机150的驱动力经过减速齿轮链(未示出)传输到变焦齿轮28(参见图5)。变焦齿轮28旋转地安装在平行于摄影光轴Z1延伸的变焦齿轮轴29上。变焦齿轮29的前端和后端分别安装到固定筒22和固定支座23上。
螺旋环18位于固定筒22的内部并且被固定筒22支撑。螺旋环18通过变焦齿轮28的旋转而旋转。在沿光轴方向的预定范围内，在图3所示的变焦镜头201的完全缩回状态的位置、与在图2中变焦镜头201的上半部所示变焦镜头201在广角极端的准备摄影状态的瞬间之前的变焦镜头201的状态的位置之间，螺旋环18沿光轴方向向前和向后移动，同时通过螺旋结构(设置在螺旋环18和固定筒22之间)绕镜筒轴Z0旋转。在图2所示的变焦镜头201的准备摄影状态(在广角极端和远摄极端)，螺旋环18在固定位置旋转，而不沿光轴方向移动。第一可移动筒15连接螺旋环18，以与螺旋环18一起绕镜筒轴Z0可旋转并且以与螺旋环18一起沿光轴方向可移动。
第一线性导向环14位于第一可移动筒15和螺旋环18内部并且被它们支撑。第一线性导向环14经过在固定筒22上形成的线性导向槽沿光轴方向线性导向，并且第一可移动筒15和螺旋环18配合，以相对于第一可移动筒15和螺旋环18绕镜筒轴Z0可旋转，并且以与第一可移动筒15和螺旋环18一起沿光轴方向可移动。
如图5所示，第一线性导向环14设有一组径向透过第一线性导向环14的三个通槽14a(在图5中仅出现两个)。每个通槽14a包括圆周槽部分和倾斜导槽部分，倾斜导槽部分从圆周槽部分的一端向后倾斜延伸。倾斜导槽部分相对于光轴方向倾斜，而圆周槽部分绕镜头轴Z0圆周方向延伸。一组从凸轮环11的外圆周面径向向外突出的三个从动件11a(在图6中仅出现两个)分别与该组三个通槽14a配合。该组三个从动件11a还与一组在第一可移动筒15的内圆周面上形成并且平行于摄影光轴Z1延伸的三个旋转传输槽15a配合，使得凸轮环11跟随第一可移动筒15旋转。当该组三个从动件11a分别与该组三个通槽14a的导槽部分配合时，凸轮环11沿光轴方向向前和向后移动，同时绕镜筒轴Z0旋转并且被该组三个通槽14a引导。另一方面，当该组三个从动件11a分别与该组三个通槽14a的圆周槽部分配合时，凸轮环11在固定位置旋转，而不沿光轴方向移动。与螺旋环18相似，在沿光轴方向的预定范围内，在图3所示的变焦镜头201的完全缩回状态的位置、与在变焦透镜201进入其(图2的变焦镜头201的上半部所示的)广角极端的准备摄影状态的瞬间之前的变焦镜头201的状态的位置之间，凸轮环11沿光轴方向向前和向后移动，同时绕镜筒轴Z0旋转，在图2所示的变焦镜头210(在广角极端和远摄极端之间)的准备摄影状态，凸轮环11在固定位置旋转，而不沿光轴方向移动。
第一线性导向环14通过线性导向槽沿光轴方向线性地引导第二线性导向环10和第二可移动环13，线性导向槽在第一线性导向环14的内圆周面上形成并且平行于摄影光轴Z1延伸。第二线性导向环10沿光轴方向线性地引导第二透镜组移动框8，第二透镜组移动框8间接支撑第二透镜组LG2，同时第二可移动筒13沿光轴方向线性地引导第三可移动筒12，第三可移动筒12间接支撑第一透镜组LG1。第二线性导向环10和第二可移动环13都被凸轮环11支撑，以相对于凸轮环11绕镜筒轴Z0可旋转，并且与凸轮环11一起沿光轴方向可移动。
凸轮环11在其内圆周面上设有多个用于移动第二透镜组LG2的内凸轮槽11b，第二透镜组移动框8在其外圆周面上设有多个凸轮从动件8a，其分别与多个内凸轮槽11b配合。因为第二透镜组移动框8经过第二线性导向环10被沿光轴方向线性地引导，而不旋转，凸轮环11的旋转造成第二透镜组移动框8根据多个内凸轮槽11b的形状以预定的移动方式沿光轴方向移动。
如图6所示，变焦镜头201在第二透镜组移动框8的内部设有第二透镜框6，第二透镜框6支撑和保持第二透镜组LG2。第二透镜框6被第二透镜组移动框8支撑，以绕枢轴33可旋转(可回转)。枢轴33平行于摄影光轴Z1延伸。第二透镜框6在第二透镜组LG2位于摄影光轴Z1的摄影位置(如图2所示)、和第二透镜组LG2的光轴从摄影光轴Z1缩回的径向缩回位置(如图3所示)之间绕枢轴33回转，以位于摄影光轴Z1之上。第二透镜框6被偏压，以通过扭簧39朝上述第二透镜框6的摄影位置的方向旋转。固定支座23设有位置控制凸轮条(第二透镜框拆除装置)23a(参见图5)，位置控制凸轮条23a从固定支座23朝前突出，以与第二透镜框6可配合，使得当第二透镜组移动框8沿缩回方向向后移动以靠近固定支座23时，位置控制凸轮条23a与第二透镜框6压力接触，以抵抗扭簧39的偏压力将第二透镜框6旋转到其径向缩回位置。
第二可移动筒13被第二线性导向环10沿光轴方向线性引导而不旋转，第二可移动筒13沿光轴方向线性引导第三可移动筒12。第三可移动筒12在其内圆周面上设有一组径向向内突出的三个凸轮从动件31(参见图6)，凸轮环11在其外圆周面设有一组三个外凸轮槽11c(用于移动第一透镜组LG1的凸轮槽；在图6中仅出现两个)，该组三个外凸轮槽11c分别与该组三个凸轮从动件31可滑动地配合。变焦镜头201在第三可移动筒12内部设有第一透镜框1，第一透镜框1经过第一透镜组调整环2被第三可移动筒12支撑。
变焦镜头201在第一和第二透镜组LG1和LG2之间设有快门单元100，快门单元100包括快门S和调整光阑A。快门单元100位于第二透镜组移动框8内部并固定到第二透镜组移动框8上。
在下文中描述具有上述结构的变焦镜头201的操作。在图3所示的状态，变焦镜头201在完全缩回状态，变焦镜头201完全容纳在照相机主体202中。在图3所示的变焦镜头201的完全缩回状态，在设置在照相机主体202外表面的主开关101(参见图25)被开启时，变焦电机150被驱动，以通过设置在照相机主体202中的控制电路102(参见图25)的控制沿镜筒前进方向旋转。变焦电机150的旋转使变焦齿轮28旋转。变焦齿轮28的旋转造成第一可移动筒15和螺旋环18的组合向前移动，同时由于上述螺旋结构绕镜筒轴Z0旋转；还造成第一线性导向环14与第一可移动筒15和螺旋环18一起向前线性移动。此时，通过第一可移动筒15的旋转而旋转的凸轮环11，通过第一线性导向环14和凸轮环11之间的导向结构，即，通过该组三个通槽14a的倾斜导槽部分分别与凸轮环11的该组三个从动件11a的配合，沿光轴方向向前移动，移动量对应于第一线性导向环14的向前移动量和凸轮环11的向前移动量的总和。一旦螺旋环18和凸轮环11前进到其各个预定点，在螺旋环18和固定筒22之间的旋转/前进机构(上述螺旋结构)和在凸轮环11和第一线性导向环14之间的另一旋转/前进机构(上述导向结构)的功能给取消，从而螺旋环18和凸轮环11的每一个绕镜筒轴Z0旋转，而不沿光轴方向移动。
第二透镜组移动框8位于凸轮环11内部并经过第二线性导向环10沿光轴方向被线性引导，由于该组三个凸轮从动件8a分别与该组三个内凸轮槽11b配合，凸轮环11的旋转造成第二透镜组移动框8以预定移动方式、相对于凸轮环11沿光轴方向移动。在图3所示的状态，其中变焦镜头201在完全缩回的状态，通过从固定支座23向外突出的位置控制条23a的动作，位于第二透镜组移动框8内部的第二透镜框6保持在偏离摄影光轴Z1的径向缩回位置。在第二透镜组移动框8从缩回位置到变焦范围中的一位置的移动过程中，第二透镜框6与位置控制凸轮条23a脱开，以绕枢轴33从径向缩回位置旋转到图2所示的摄影位置，其中由于扭簧39的弹力，第二透镜组LG2的光轴与摄影光轴Z1重合。此后，第二透镜框6仍然保持在摄影位置，直到变焦镜头201缩进照相机主体202。
此外，第三可移动筒12位于凸轮环11周围并且经过第二可移动筒13沿光轴方向被线性引导，由于该组三个凸轮从动件31分别与凸轮环11的该组三个外凸轮槽11c配合，凸轮环11的旋转造成第三可移动筒12以预定移动方式、相对于凸轮环11沿光轴方向移动。
因此，当第一透镜组LG1从完全缩回位置向前移动时，第一透镜组LG1相对于像面(CCD图像传感器60的成像表面/光接收表面)的轴向位置取决于凸轮环11相对于固定筒22的向前移动量和第三可移动筒12相对于凸轮环11的移动量的总和，而当第二透镜组LG2从完全缩回位置向前移动时，第二透镜组LG2相对于像面的轴向位置取决于凸轮环11相对于固定筒22的向前移动量和第二透镜组移动框8相对于凸轮环11的移动量的总和。通过在摄影光轴Z1上移动第一和第二透镜组LG1和LG2，并改变其中的空气距离，进行变焦操作。当变焦镜头201被驱动、以从图3所示的完全缩回位置前进时，首先，变焦镜头201移到图2所示的摄影透镜轴Z1上面的位置，其中变焦镜头在广角极端。随后，通过变焦电机150沿其镜筒前进方向进一步旋转，变焦镜头201移到图2所示的摄影透镜轴Z1下面的位置，其中变焦镜头201在远摄极端。从图2可以看出，变焦镜头201在广角极端时的第一和第二透镜组LG1和LG2之间的间隔大于变焦镜头201在远摄极端时的间隔。当变焦镜头201在远摄极端时，如图2所示在摄影透镜轴Z1的下面，第一和第二透镜组LG1和LG2移动以彼此靠近，它们之间的间隔小于变焦镜头201在广角极端的间隔。对于变焦操作，在第一和第二透镜组LG1和LG2之间的空气距离这种变化，通过多个内凸轮槽11b(用于移动第二透镜组LG2)和凸轮环11的该组三个外凸轮槽11c(用于移动第一透镜组LG1)的形状来实现。在广角极端和远摄极端之间的变焦范围内，轮环11、第一可移动筒15和螺旋环18以它们各自的轴向固定位置旋转，即，不沿光轴方向移动。
在变焦镜头201在广角极端和远摄极端之间的准备摄影状态，根据数字照相机200的测距装置获得的物方距离信息，通过驱动AF电机160沿摄影光轴Z1移动第三透镜组LG3(第三透镜框51)进行聚焦操作。
在主开关101被关闭时，变焦电机150被驱动，以沿镜筒缩回方向旋转，使得变焦镜头201以与上述前进操作相反的方式操作，将变焦镜头201完全缩进照相机主体202，如图3所示。在变焦镜头201的这种缩回移动的过程中，第二透镜框6通过位置控制凸轮条23a绕枢轴33旋转到径向缩回位置，同时与第二透镜组移动框8一起向后移动。当变焦镜头201完全缩进照相机主体202时，第二透镜组LG2被缩进第三透镜组LG3、低通滤光片LG4和CCD图像传感器60被缩回的空间的径向外面的空间，如图3所示，即，第二透镜组LG2径向地缩进基本上与第三透镜组LG3、低通滤光片LG4和CCD图像传感器60被定位的光轴方向的轴向范围相同的轴向范围。当变焦镜头201被完全缩回时，数字照相机200以这种方式缩回第二透镜组LG2的这种结构减小变焦镜头201的长度，从而有可能较小照相机主体202沿光轴方向(即，从图3看为水平方向)的厚度。
数字照相机200设有图像稳定器(光学图像稳定器)。这种图像稳定器根据施加给数字照相机200的振动(手抖动)的方向和大小，在垂直于摄影光轴Z1的平面内移动CCD图像传感器60，以抵消用CCD图像传感器60拍摄的物体图像的图像抖动。这种控制通过控制电路102(图25)来进行。图7-9表示包括CCD图像传感器60的图像稳定单元IS。图10是整个图像稳定单元IS的分解透视图，图11-23是图像稳定单元IS的各个部分的透视图或分解透视图。
固定支座23设有一对Y轴方向导向杆73和79，其沿Y轴方向(数字照相机200的垂直方向)延伸。Y轴方向移动台架71设有导向孔71a和导向槽71b(参见图16)，其中配合该对Y轴方向导向杆73和79，使得Y轴方向移动台架71分别被该对Y轴方向导向杆73和79支撑，以在其上自由滑动。一对X轴方向导向杆72和74固定到Y轴方向移动台架71上，以沿垂直于Y轴方向的X轴方向(数字照相机200的水平方向)延伸。X轴方向台架21分别设有导向孔21a和导向槽21b(参见图12和13)，其中配合该对X轴方向导向杆72和74，使得X轴方向移动台架21在其上自由滑动。因此，CCD图像传感器60经过Y轴方向移动台架71和X轴方向移动台架21被固定支座23支撑，以在垂直于摄影光轴Z1的平面沿相互垂直的两个轴向可移动。X轴方向台架21的移动范围被Y轴方向移动台架71的内周面限定，而Y轴方向移动台架71的移动范围被固定支座23的内周面限定。
图像稳定单元IS设有X轴方向台架偏置弹簧87x，其在X轴方向移动台架21上形成的弹簧钩21v和在固定支座23上形成的弹簧钩23vx之间延伸，并且安装在它们之间。X轴方向台架偏置弹簧87x是拉伸螺旋弹簧，当从变焦镜头201的正面看时，朝右偏压X轴方向台架21(当从变焦镜头201后面看时朝左)。图像稳定单元IS设有Y轴方向台架偏置弹簧87y，其在Y轴方向台架71上形成的弹簧钩71v和在固定支座23上形成的弹簧钩23vy之间延伸，并且安装在它们之间。Y轴方向台架偏置弹簧87y是拉伸螺旋弹簧，并且朝下偏压Y轴方向台架71。X轴方向台架偏置弹簧87x的轴位于包含该对X轴方向导向杆72和74的轴的平面内，X轴方向导向杆72和74作为用于沿X方向引导X轴台架21的导向装置。
如图16和17所示，图像稳定单元IS在Y轴方向移动台架71的一边设有Y轴方向移动件80，其被Y轴方向移动台架71支撑。Y轴方向移动件80沿Y轴方向延长，并且在Y轴方向移动件80的上端和下端附近分别设有移动限制凸块80a和移动限制凸块80b。Y轴方向移动件80在其下端设有导向销80c，其从移动限制凸块80a向下延伸。移动限制凸块80b设有一对导向孔80d。Y轴方向移动件80在该对导向孔80d附近还设有螺母接触部分80e和线性凹槽80f(参见图16)，并在移动限制凸块80a和移动限制凸块80b之间的Y轴方向移动件80的垂直直边部分还设有弹簧钩80g(参见图17)。线性凹槽80f沿Y轴方向延长。
Y轴方向移动台架71设有移动限制凸块71c和移动限制凸块71d，其分别面对Y轴方向移动件80的移动限制凸块80a和移动限制凸块80b。移动限制凸块71c设有导向孔71e，其中滑动地配合导向销80c，移动限制凸块71d设有一对导向销71f，其分别向上延伸以滑动地配合在该对导向孔80d中。Y轴方向移动台架71在移动限制凸块71c和移动限制凸块71d之间的垂直直边部分设有弹簧钩71g。
通过导向孔71e与导向销80c的配合和该对导向销71f与该对导向孔80d的配合，Y轴方向移动台架71和Y轴方向移动件80被导向，以沿Y轴方向彼此相对可移动。图像稳定单元IS设有拉伸连接弹簧81y，其在Y轴方向移动台架71的弹簧钩71g和Y轴方向移动件80的弹簧钩80g之间延伸，并且安装在它们之间。拉伸连接弹簧81y以相反方向偏压Y轴方向台架71和Y轴方向移动件80，以使移动限制凸块80a与移动限制凸块71c相互接触，并使移动限制凸块80b与移动限制凸块71d相互接触，即，以相反方向分别向上和向下移动Y轴方向台架71和Y轴方向移动件80的相反方向。
与该对X轴方向导向杆72和74不同的另一对X轴方向导向杆77和78固定到固定支座23上，以沿X轴方向延伸。图像稳定单元IS设有第一X轴方向移动件75，其经过该对X轴方向导向杆77和78被固定支座23支撑，以在其上自由滑动。如图14和15所示，第一X轴方向移动件75沿X轴方向延长，在第一X轴方向移动件75沿X轴方向的相反两端附近，分别设有移动限制凸块75a和移动限制凸块75b。分别在移动限制凸块75a和75b上形成一对导向孔75c，X轴方向导向杆77插入该对导向孔75c中，以使移动限制凸块75a和75b在X方向对准。在移动限制凸块75a上形成导向孔75d，X轴方向导向杆78插入导向孔75d中。在移动限制凸块75b没有形成对应于导向孔75d的导向孔。移动限制凸块75a在相关的导向孔75c和导向孔75d之间设有一对导向孔75e。移动限制凸块75b在相关的导向孔75c上面沿Y轴方向(参见图15)设有导向销75f，其在远离移动限制凸块75a的方向沿X轴方向延伸。第一X轴方向移动件75在移动限制凸块75a底部还设有连接突起75g，并且在移动限制凸块75a和移动限制凸块75b之间的第一X轴方向移动件75的水平直边部分还设有弹簧钩75h。
图像稳定单元IS在第一X轴方向移动件75上设有第二X轴方向移动件(第一移动元件)76。第二X轴方向移动件76设有沿X轴方向彼此分开的移动限制凸块76a和移动限制凸块76b。移动限制凸块76a设有一对导向销76c，其沿X轴方向延伸，以分别滑动地配合在第一X轴方向移动件75的该对导向孔75e中，移动限制凸块76b设有导向孔76d，第一X轴方向移动件75的导向销75f滑动地配合在其中。第二X轴方向移动件76在移动限制凸块76a的附近还设有螺母接触部分76e和线性凹槽76f(参见图15)，在第二X轴方向移动件76在移动限制凸块76a和移动限制凸块76b之间的水平直边部分还设有弹簧钩76g。线性凹槽76f沿X轴方向延长。
通过该对导向销76c与该对导向孔75e的配合和导向销75f与导向孔76d的配合，第一X轴方向移动件75和第二X轴方向移动件76被引导，以沿X轴方向彼此相对可移动。图像稳定单元IS设有拉伸连接弹簧81x，其在第一X轴方向移动件75的弹簧钩75h和第二X轴方向移动件76的弹簧钩76g之间延伸，并且安装在它们之间。拉伸连接弹簧81x沿移动限制凸块75a与移动限制凸块76a相互接触以及移动限制凸块75b与移动限制凸块76b相互接触的相反方向，偏压第一X轴方向移动件75和第二X轴方向移动件76。
第一X轴方向移动件75的连接突起75g与安装到X轴方向台架21的传送辊21c(参见图12，13和24)接触，使得沿X轴方向的移动力经过连接突起75g和传输辊21c之间的接触配合，从第一X轴方向移动件75传输到X轴方向台架21。传输辊21c被平行于摄影光轴Z1的旋转销支撑，以至于在旋转销上自由可旋转。当X轴方向台架21跟随Y轴方向移动架71沿Y轴方向移动时，传输辊21c在连接突起75g的接触面上滚动。连接突起75g的该接触面是沿Y轴方向延长的平面，因此，允许传输辊21c在连接突起75g的接触面上滚动，使得不给第一X轴方向移动件75施加沿Y轴方向的驱动力，有可能沿Y轴方向移动X轴方向台架21。
如图11所示，图像稳定单元IS设有X轴驱动电机170x作为驱动源，用于沿X轴方向驱动CCD图像传感器60，和Y轴驱动电机170y作为驱动源，用于沿Y轴方向驱动CCD图像传感器60。X轴驱动电机170x和Y轴驱动电机170y分别固定到电机安装架23bx和23by上，安装架23bx和23by整体地形成于固定支座23上。X轴驱动电机170x和Y轴驱动电机170y的每一个是步进电机。X轴驱动电机170x的驱动轴(旋转轴)被加工成螺纹，以用作丝杆171x，Y轴驱动电机170y的驱动轴(旋转轴)被加工成螺纹，以用作丝杆171y。丝杆171x被拧入X轴方向驱动螺母件85x的螺孔，丝杆171y被拧入Y轴方向驱动螺母件85y的螺孔。X轴方向驱动螺母件85x被线性凹槽76f沿X轴方向线性地引导，并且与螺母接触部分76e接触。Y轴方向驱动螺母件85y被线性凹槽80f沿Y轴方向线性地引导，并且与螺母接触部分80e接触。X轴方向驱动螺母件85x能够从丝杆171x的任一端螺纹脱离，Y轴方向驱动螺母件85y能够从丝杆171y的任一端螺纹脱离。
螺母件偏置弹簧89x位于X轴方向驱动螺母件85x和X轴驱动电机170x之间，螺母件偏置弹簧89y位于Y轴方向驱动螺母件85y和Y轴驱动电机170y之间。螺母件偏置弹簧89x和89y的每一个是压缩螺旋弹簧，其分别松弛地安装在相关的丝杆171x和171y上，处于压缩状态。在X轴方向驱动螺母件85x朝X轴驱动电机170x侧与X轴驱动电机170x脱离的情况下，螺母件偏置弹簧89x沿X轴方向驱动螺母件85x与X轴驱动电机170x螺纹配合的方向、偏压X轴方向驱动螺母件85x。同样，在Y轴方向驱动螺母件85y朝Y轴驱动电机1 70y侧与Y轴驱动电机170y脱离的情况下，螺母件偏置弹簧89y沿Y轴方向驱动螺母件85y与Y轴驱动电机170y螺纹配合的方向、偏压Y轴方向驱动螺母件85y。
图24示意性地表示从数字照相机后面看到的图像稳定单元IS的结构。应该注意，出于图示的目的，在X轴方向导向杆78和该对导向销76c等的相对位置不同于图7-23所示的相对位置。从这个示意图中可以理解，在用于沿X轴方向驱动CCD图像传感器的驱动机构中，第一X方向移动件75和第二X轴方向移动件76通过拉伸弹簧81x的偏压力相互弹性地连接，移动限制凸块75a和移动限制凸块75b分别与移动限制凸块76a和移动限制凸块76b接触。X轴方向台架偏置弹簧87x的偏压力经过传输辊21c施加在第一X轴方向移动件75上，传输辊21c与连接突起75g接触。尽管X轴方向台架偏置弹簧87x的偏压力朝左施加在第一X轴方向移动件75上，如图24所示，即，沿移动限制凸块75a和75b分别与移动限制凸块76a和76b脱离的方向，预定拉伸连接弹簧81x的偏压力(弹力)大于X轴方向台架偏置弹簧87x的偏压力。因此，第一X轴方向移动件75和第二X轴方向移动件76共同朝左偏压，如图24所示，同时保持移动限制凸块75a和75b分别与移动限制凸块76a和76b弹性接触。因为第二X轴方向移动件76的朝左移动通过螺母接触部分76e与X轴方向驱动螺母件85x的配合来限制，X轴方向驱动螺母件85x的位置用作第一X轴方向移动件75和第二X轴方向移动件76的每一个沿X轴方向的参考位置。在图24中能够看出，丝杆171x的末端延伸穿过在螺母接触部分76e上形成的通孔(参见图14和15)，以至于不干涉。
驱动X轴驱动电机170x，以旋转其驱动轴(丝杆171x)，造成与丝杆171x螺纹配合的X轴方向驱动螺母件85x沿X轴方向线性移动，从而造成第一X轴方向移动件75与第二X轴方向移动件76之间沿X轴方向的相对位置改变。例如，如果相对于图24所示的视图向右移动，X轴方向驱动螺母件85x沿相同的方向压紧螺母接触部分76e，从而抵抗X轴方向台架偏置弹簧87x的弹力，向右整体地移动第一X轴方向移动件75与第二X轴方向移动件76，如图24所示。如果第一X轴方向移动件75相对于图24所示的视图向右移动，连接突起75g沿相同的方向压紧传输辊21c，从而向后移动X轴方向台架21，如图24所示。相反，如果X轴方向驱动螺母件85x向左移动，如图24所示，通过X轴方向台架偏置弹簧87x的偏压力，第一X轴方向移动件75与第二X轴方向移动件76跟随X轴方向驱动螺母件85x整体地向左移动，如图24所示。同时，通过X轴方向台架偏置弹簧87x的偏压力，X轴方向台架21跟随第一X轴方向移动件75向左移动，如图24所示。通过X轴方向台架偏置弹簧87x的偏压力，连接突起75g和传输辊21c始终保持相互接触。
在沿Y轴方向驱动CCD图像传感器60的驱动机构中，Y轴方向移动台架71和Y轴方向移动件80经过拉伸连接弹簧81y相互弹性地连接，移动限制凸块71c和移动限制凸块71d分别与移动限制凸块80a和移动限制凸块80b接触。尽管Y轴方向移动台架71通过Y轴方向台架偏置弹簧87y的弹力向下偏压，如图24所示，即，沿移动限制凸块71c和71d分别与移动限制凸块80a和80b脱离的方向，预定拉伸连接弹簧81y的偏压力(弹力)大于Y轴方向台架偏置弹簧87y的弹力。因此，Y轴方向移动台架71和Y轴方向移动件80整体地向下偏压，同时保持移动限制凸块71c和71d分别与移动限制凸块80a和80b弹性接触。因为Y轴方向移动件80的向下移动通过螺母接触部分80e与Y轴方向驱动螺母件85y的配合来限制，Y轴方向驱动螺母件85y的位置作为Y轴方向移动台架71和Y轴方向移动件80的每一个沿Y方向的参考位置。在图24中可以看出，丝杆171y的末端延伸穿过在螺母接触部分80e上形成的通孔(参见图16和17)，以至于不干涉。
驱动Y轴方向驱动电机170y，以旋转其驱动轴(第二丝杆171y)，造成与丝杆171y螺纹配合的Y轴方向驱动螺母件85y沿Y轴方向线性移动，从而造成Y轴方向移动台架71与Y轴方向移动件80之间沿Y轴方向的相对位置改变。例如，如果Y轴方向驱动螺母件85y向上移动，如图24所示，Y方向驱动螺母件85y沿相同的方向压紧螺母接触部分80e，从而抵抗Y轴方向台架偏置弹簧87y的弹力，相对于图24所示的视图整体地向上移动Y轴方向移动台架71与Y轴方向移动件80。相反，如果Y轴方向驱动螺母件85y相对于图24所示的视图向下移动，通过Y轴方向台架偏置弹簧87y的弹力，Y轴方向移动台架71与Y轴方向移动件80跟随Y轴方向驱动螺母件85y整体地向下移动。
当Y轴方向移动台架71沿Y轴方向移动时，被Y轴方向移动台架71支撑在其上的X轴方向台架21与Y轴方向移动台架71一起移动。另一方面，当X轴方向台架21与Y轴方向移动台架71一起沿Y轴方向垂直移动时，因为与传输辊21c接触的第一X轴方向移动件75沿Y轴方向不移动，传输辊21c和连接突起75g的接触面之间的接触点改变。同时，传输辊21c在连接突起75g的接触面上滚动，从而X轴方向台架21能够沿Y轴方向移动，沿Y轴方向不施加驱动力给第一X轴方向移动件75。
根据图像稳定单元IS的上述结构，通过分别向前和先后驱动X轴驱动电机170x，X轴方向台架21能够沿X轴方向向前和向后移动；通过分别向前和先后驱动Y轴方向驱动电机170y，Y轴方向移动台架71与被Y轴方向移动台架支撑的X轴方向台架21一起，能够沿Y轴方向向前和向后移动。
如图14和15所示，第一X轴方向移动件75在移动限制凸块75a附近设有小薄片形状的位置检测凸块75I。如图16所示，Y轴方向移动台架71在移动限制凸块71c附近设有小薄片形状的位置检测凸块71h。如图18和19所示，图像稳定单元IS设有第一光断续器103和第二光断续器104。当光束被位置检测凸块75I遮挡时，第一光断续器103检测第一X轴方向移动件75的位置检测凸块75i的存在，位置检测凸块75i经过相互面对面的发射器/接收器元件中间。同样，当光束被位置检测凸块71h遮挡时，第二光断续器104检测Y轴方向移动台架71的位置检测凸块71h的存在，位置检测凸块71h经过相互面对面的发射器/接收器元件中间。通过用第一光断续器103检测位置检测凸块75i的存在，能够检测第一X轴方向移动件75(X轴方向台架21)在X轴方向的初始位置，同时通过用第一光断续器104检测位置检测凸块71h的存在，能够检测Y轴方向移动台架71在Y轴方向的位置。
如图25的框图所示，数字照相机200设有X轴方向陀螺仪检测器(角速度传感器)105和Y轴方向陀螺仪传感器(角速度传感器)106，它们检测相互垂直的两轴(X轴和Y轴)的角速率(角速度)。用这两个陀螺仪传感器105和106检测施加给数字照相机200的照相机抖动的大小和方向。随后，控制电路102通过时间积分用两个陀螺仪传感器105和106检测的两个轴向的照相机抖动的角速率确定移动角度。随后，控制电路由移动角度计算在焦平面(CCD图像传感器60的成像表面)上的图像沿X轴方向和沿Y轴方向的移动量。控制电路还计算X轴方向台架(第一X轴方向移动件75和第二X轴方向移动件76)、和Y轴方向移动台架71(Y轴方向移动件80)对于各个轴向的驱动量和驱动方向(对于X轴驱动电机170x和Y轴驱动电机170y的驱动脉冲)，以便抵消照相机抖动。因此，X轴驱动电机170x和Y轴驱动电机170y被激励，根据计算值控制其操作，该计算值抵消用CCD图像传感器60拍摄的物体图像的图像抖动。数字照相机200通过开启摄影模式选择开关107(参见图25)能够进入该图像稳定模式。如果摄影模式选择开关107在关闭状态，图像稳定性能失效，从而进行正常摄影操作。
此外，通过操作摄影模式选择开关107，在图像稳定模式中可以选择第一跟踪模式或第二跟踪模式。在第一跟踪模式，图像稳定性能被驱动X轴驱动电机170x和Y轴驱动电机170y激活，而在第二跟踪模式，只有在开启设置数字照相机200上的测光开关108或释放开关109(参见图25)时，图像稳定性能才被X轴驱动电机170x和Y轴驱动电机170y激活。压下快门按钮205一半，开启测光开关108，完全压下快门按钮205开启释放开关。
数字照相机200的上述图像稳定器设有损伤保护结构，其从X轴驱动电机170x和Y轴驱动电机170y的每一个到CCD图像传感器60(X轴方向台架21)对驱动力传输机构的负载和碰撞，以防止损伤丝杆171x和171y以及其它元件。该损伤保护结构由两个主要部件组成由在驱动机构中用于沿X轴方向驱动CCD图像传感器的第一X轴方向移动件75和第二X轴方向移动件76(它们通过拉伸连接弹簧81x弹性连接)组成的第一部件，和在驱动机构中用于沿Y轴方向驱动CCD图像传感器的Y轴方向台架71和Y轴方向移动件80(它们通过拉伸连接弹簧81y弹性连接)组成的第二部件。
用于沿X轴方向驱动CCD图像传感器的驱动机构具有保护它自己不受损伤的性能。该性能将在下文中描述。
例如，当X轴方向驱动螺母件85x相对于图24所示的视图通过X轴驱动电机170x向右移动时，第一X轴方向移动件75和第二X轴方向移动件76沿X轴方向彼此相对移动，它们在正常状态整体移动，如果X轴方向台架21邻接Y轴方向台架71，在达到X轴方向台架21的移动机械极限时或干涉X轴方向台架21的其它原因，移动限制凸块75a和移动限制凸块76a(还有移动限制凸块75b和移动限制凸块76b)抵抗拉伸连接弹簧81x的偏压力相互脱离。特别是，在第一X轴方向移动件75与X轴方向台架21一起的移动由于某种原因被阻止的情况下，第二X轴方向移动件76能够相对于第一X轴方向移动件75沿X轴方向独立向右移动。即使X方向台架21固定不动，该结构使得X轴方向驱动螺母件85x沿丝杆171x移动成为可能。这样防止在上述驱动力传输机构上的过度负载，从而防止丝杆171x与X轴方向驱动螺母件85x之间的螺纹卡死，还防止损伤驱动力传输机构的其它相关部分。当X轴方向驱动螺母件85x通过X轴驱动电机170x相对于图24所示的视图向左移动时，X轴方向驱动螺母件85x沿远离螺母接触部分76e的方向移动，因此，X轴驱动电机170x的驱动力既不作用在第一X轴方向移动件75上，也不作用在第二X轴方向移动件76上；因此，即使由于某种原因X方向台架21的移动被阻止，没有不适当的负载施加到驱动力传输机构上。
与用于沿X轴方向驱动CCD图像传感器的驱动机构相似，用于沿Y轴方向驱动CCD图像传感器的驱动机构具有保护它自己不受损伤的性能。这种性能将在下文中描述。
例如，当Y轴方向驱动螺母件85y相对于图24所示的视图通过Y轴驱动电机170y向上移动时，Y轴方向移动件80和Y轴方向移动台架71沿Y轴方向彼此相对移动，它们在正常状态整体移动，如果Y轴方向台架71邻接固定支座23，在达到Y轴方向台架71的移动机械极限时或干涉Y轴方向台架71(或X轴方向台架21)的其它原因，移动限制凸块71c和移动限制凸块80a(还有移动限制凸块71d和移动限制凸块80b)抵抗拉伸连接弹簧81x的偏压力相互脱离。特别是，在Y轴方向台架71的移动由于某种原因被阻止的情况下，Y轴方向移动件80能够相对于Y轴方向移动台架71沿Y轴方向独立向右移动。即使Y轴方向台架71固定不动，该结构使得Y轴方向驱动螺母件85y沿丝杆171y移动成为可能。这样防止在上述驱动力传输机构上的过度负载，从而防止丝杆171y与Y轴方向驱动螺母件85y之间的螺纹卡死，还防止损伤驱动力传输机构的其它相关部分。当Y轴方向驱动螺母件85y通过Y轴驱动电机170y相对于图24所示的视图向下移动时，Y轴方向驱动螺母件85y沿远离螺母接触部分80e的方向移动，因此，Y轴驱动电机170y的驱动力既不作用在Y轴方向移动件80上，也不作用在Y轴方向移动台架71上；因此，即使由于某种原因Y轴方向台架71的移动被阻止，没有不适当的负载施加到驱动力传输机构上。
如上所述，X轴方向台架21的移动范围被Y轴方向移动台架71的内周面来限定，而Y轴方向移动台架71的移动范围被固定支座23的内周面来限定。即，X轴方向台架21沿X轴方向的移动机械极限被Y轴方向移动台架71的内周面来限定，而Y轴方向移动台架71沿Y轴方向的移动机械极限被固定支座23的内周面来限定。期望在X轴方向台架21达到其左和右移动极限的任一个时，X轴驱动电机170x的驱动力被停止从丝杆171x传输到X轴方向驱动螺母件85x，在Y轴方向台架71达到其上和下移动极限的任一个时，Y轴驱动电机170y的驱动力被停止从丝杆171y传输到Y轴方向驱动螺母件85y。然而，考虑相关部件的制造公差，不能总是达到这种理想的相关性。例如，在X轴方向台架21(或Y轴方向台架71)达到其移动的机械极限的状态，如果X轴方向驱动螺母件85x和丝杆171x(或Y轴方向驱动螺母件85y和丝杆171y)由于足够的轴向长度，仍然相互螺纹配合，如果数字照相机200的图像稳定器没有装入诸如上述损伤保护结构的损伤保护结构，由于通过X轴驱动电机170x(或Y轴驱动电机170y)的进一步旋转，在X轴方向驱动螺母件85x和丝杆171x(或Y轴方向驱动螺母件85y和丝杆171y)的每一个上设置的负荷，存在在丝杆171x和(或丝杆171y和Y轴方向驱动螺母件85y)之间出现卡死的可能性。
为了防止这种问题出现，图像稳定机构可以考虑这样构成，X轴方向驱动螺母件85x(Y轴方向驱动螺母件85y)与丝杆171x(171y)脱离，在丝杆171x(171y)上给出X轴方向驱动螺母件85x(Y轴方向驱动螺母件85y)足够的移动范围后，在到达丝杆171x(171y)的任一端时，使得X轴方向驱动螺母件85x(Y轴方向驱动螺母件85y)与丝杆171x(171y)脱离，使得在X轴方向台架21(或Y轴方向台架71)不容易达到其移动的机械极限。然而，根据这种结构，要求X轴方向台架21和Y轴方向台架71的每一个的移动范围增加得比需要得多，其不期望地增加整个图像稳定器得尺寸。此外，如果X轴方向台架21或Y轴方向台架71偶尔在其移动范围的某个中间点(即，不再移动范围的任一端)被卡死，不考虑X轴方向台架21或Y轴方向台架71的移动范围，重负载放在X轴方向驱动螺母件85x(或Y轴方向驱动螺母件85y)与丝杆171x(或171y)之间的螺纹配合部分。
相反，根据图像稳定器的上述实施例，在X轴方向驱动螺母件85x和X轴方向台架21之间沿X轴方向的移动量的差被中间件(即，第一X轴方向移动件75和第二X轴方向移动件76)吸收，同时在Y轴方向驱动螺母件85y和X轴方向台架21之间沿Y轴方向的移动量的差被中间件(即，Y轴方向台架71和Y轴方向移动件80)吸收，因此，X轴方向台架21和Y轴方向台架71的每一个的移动范围不必增加得比需要得多。而且，即使X轴方向台架21或Y轴方向台架71偶尔在其移动范围的某个中间点(即，不在移动范围的任一端)被卡死，因为在X轴方向驱动螺母件85x和X轴方向台架21之间沿X轴方向的移动量的差(或在Y轴方向驱动螺母件85y和X轴方向台架21之间沿Y轴方向的移动量的差)被上述中间件(第一X轴方向移动件75和第二X轴方向移动件76，或Y轴方向台架71和Y轴方向移动件80)吸收，没有重负载放在X轴方向驱动螺母件85x(或Y轴方向驱动螺母件85y)与丝杆171x(或171y)之间的螺纹配合部分。
在图像稳定器的本实施例中，预定第一X轴方向移动件75和第二X轴方向移动件76之间相对移动的最大量，以能够吸收X轴方向驱动螺母件85x和X轴方向台架21之间的移动量的差，无论在什么情况下，X轴方向驱动螺母件85x和X轴方向台架21的每一个位于其移动范围内。同样，预定Y轴方向台架71和Y轴方向移动件80之间相对移动的最大量，以能够吸收Y轴方向驱动螺母件85y和Y轴方向台架71之间的移动量的差，无论在什么情况下，Y轴方向驱动螺母件85y和Y轴方向台架71的每一个位于其移动范围内。
对X轴方向台架21或Y轴方向台架71的移动限制不仅仅是强加于驱动力传输机构的负载的原因。因为用作抵消图像抖动的光学元件的CCD图像传感器60被沿X轴方向和Y轴方向自由可移动地支撑，存在这样的可能性，在数字照相机200例如跌落到地上、抖动或突然碰撞施加到数字照相机200的情况下，即使没有分别通过X轴驱动电机170x或Y轴方向驱动电机170y施加驱动力到其上，X轴方向台架21(其保持CCD图像传感器60)或Y轴方向台架71(其支撑X轴方向台架21)经受强迫X轴方向台架21或Y轴方向台架71移动的力。即使在这种情况下，诸如负载、抖动或突然碰撞能够被本实施例的图像稳定器吸收。
例如，如果X轴方向台架21通过除了X轴驱动电机170x的驱动力之外的外力相对于图24所示的视图向左移动，第一X轴方向移动件75经过传输辊21c沿相同方向被压紧。因为压紧第一X轴方向移动件75的这个方向是移动限制凸块75a和75b分别与移动限制凸块76a和76b脱离的方向，第一X轴方向移动件75能够抵抗拉伸连接弹簧81x的偏压力、相对于第二X轴方向移动件76单独地向左移动。同时，第一X轴方向移动件75不机械地压紧第二X轴方向移动件76，使得仅仅拉伸连接弹簧81x的弹性拉力作用在第二X轴方向移动件76上，因此，没有额外的力从第二X轴方向移动件76施加到X轴方向驱动螺母件85x。如果X轴方向台架21通过除了X轴驱动电机170x的驱动力之外的外力相对于图24所示的视图向右移动，X轴方向台架21传输辊21c与连接突起75g脱离的方向移动，第一X轴方向移动件75或第二X轴方向移动件76经受X轴方向台架21的移动力。也就是说，当X轴驱动电机170x不操作时，即使X轴方向台架21被外力等强迫沿X轴方向向前或向后移动，没有不适当的负荷施加在X轴方向驱动螺母件85x与丝杆171x之间的螺纹配合部分。
另一方面，如果Y轴方向台架71通过除了Y轴驱动电机170y的驱动力之外的外力相对于图24所示的视图向下移动，Y轴方向台架71的这个方向是移动限制凸块80a和80b分别与移动限制凸块71c和71d脱离的方向，因此，Y轴方向台架71能够抵抗拉伸连接弹簧81y的偏压力、相对于Y轴方向移动件80单独地向下移动。同时，Y轴方向台架71不机械地压紧Y轴方向移动件80，使得仅仅拉伸连接弹簧81y的弹性拉力作用在第二X轴方向移动件80上，因此，没有额外的力从Y轴方向移动件80施加到Y轴方向驱动螺母件85y。如果Y轴方向台架71通过除了Y轴驱动电机170y的驱动力之外的外力相对于图24所示的视图向上移动，Y轴方向移动件80经过移动限制凸块80a和移动限制凸块71c之间的配合、以及移动限制凸块80b和移动限制凸块71d之间的配合向上压紧。同时，Y轴方向移动件80的移动力不作用在Y轴方向驱动螺母件85y上，因为Y轴方向移动件80的这个方向是螺母接触部分80e与Y轴方向驱动螺母件85y脱离的方向。也就是说，当Y轴驱动电机170y不操作时，即使Y轴方向台架71被外力等强迫沿Y轴方向向上或向下移动，没有不适当的负荷施加在Y轴方向驱动螺母件85y与丝杆171y之间的螺纹配合部分。
从上述描述能够理解，根据上述实施例的图像稳定器，在下列两种情况的任一种情况下，即，在X轴方向台架21或Y轴方向台架71被X轴驱动电机170x或Y轴驱动电机170y驱动时、X轴方向台架21和/或Y轴方向台架71的移动操作出现故障的情况；和在X轴方向台架21或Y轴方向台架71被外力等强迫以不期望地移动的情况，这种偶然的运动能够被吸收，从而防止用于图像稳定光学元件的驱动机构受损。特别是，图像稳定器被设计成没有重负荷放在X轴方向驱动螺母件85x与丝杆171x之间、以及Y轴方向驱动螺母件85y与丝杆171y之间的两个螺纹配合部分的任一个上，这样产生防止这两个螺纹配合部分的每一个受损的高效力。尽管有可能分别窄化丝杆171x和171y的导程角、高精度驱动X轴方向台架21和Y轴方向台架71，窄化任一个丝杆不利地降低丝杆机构的强度。然而，根据上述实施例的图像稳定器，因为没有重负荷施加在上述两个螺纹配合部分的任一个上，能够窄化每个丝杆的导程角。
图26-28表示图像稳定单元IS的另一实施例(第二实施例)。在该实施例中，对应于图像稳定器IS前面的实施例(第一实施例)中元件的元件用相同的附图标记表示。除了X轴方向台架偏置弹簧87x被钩在Y轴方向台架71上、不钩在固定支座23上之外，图像稳定单元的第二实施例与图像稳定单元的第一实施例相同。更具体地说，X轴方向台架偏置弹簧87x在Y轴方向台架71上形成的弹簧钩71w和X轴方向台架21的弹簧钩21v之间延伸，并且在安装在它们之间。在图像稳定单元的第二实施例中能够获得与图像稳定单元的第一实施例相同的效果。
在上述图像稳定器的实施例中，该对彼此平行并沿Y轴方向延伸的Y轴方向导向杆73和79，被安装到固定支座(固定件)23，同时Y轴方向移动台架(第一移动台架)71由该对Y轴方向导向杆73和79支撑，以在其上可自由地线性滑动。该对彼此平行且沿X轴方向延伸的X轴方向导向杆72和74，被安装到Y轴方向移动台架71，X轴方向移动台架(第二移动台架)21由该对X轴方向导向杆72和74支撑以在其上可自由地线性移动，并且CCD图像传感器(图像稳定光学元件)60被安装到X轴方向移动台架21。Y轴方向移动台架71通过Y轴方向台架偏置弹簧(第一偏压装置/Y轴方向偏压装置)87y，被沿Y轴方向向前或向后偏压(特别地在图24和28中所示为向下)，同时Y轴驱动电机(第一驱动装置/Y轴方向驱动装置)170y抵抗Y轴驱动电机170y的偏压力，沿Y轴方向向前和向后驱动Y轴方向移动台架71。同样，X轴方向移动台架21通过X轴方向台架偏置弹簧(第二偏压装置/X轴方向偏压装置)87x，被沿X轴方向向前或向后偏压(特别地在图24和28中所示为向左)，同时X轴驱动电机(第二驱动装置/X轴方向驱动装置)170x抵抗X轴驱动电机170x的偏压力，沿X轴方向向前和向后驱动X轴方向移动台架21。
此外，在上述图像稳定器的实施例中，所有以下六轴该对Y轴方向导向杆(导向装置)73和79的轴，该对X轴方向导向杆(导向装置)72和74的轴，Y轴方向台架偏置弹簧(第一盘簧/Y轴盘簧)87y的轴(中心)，以及X轴方向台架偏置弹簧(第二盘簧/X轴盘簧)87x的轴(中心)，位于垂直于摄影光轴Z1的平面(公共平面)内。在一个平面定位分别在两个相互垂直的方向(X轴方向和Y轴方向)引导图像稳定光学元件(60)的两个导向装置(72和77，以及73和79)的轴、X轴方向台架偏置弹簧87x的轴和Y轴方向台架偏置弹簧87y的轴，以这样的方式使得可以驱动Y轴方向移动台架71和X轴方向移动台架21(即驱动CCD图像传感器(图像稳定光学元件)60)，而不会引入不期望的力矩，例如弯曲和扭转。
而且，Y轴驱动电机170y的丝杆(第一丝杆)171y的轴，丝杆171y用作Y轴方向驱动装置(第一驱动装置)的元件用于在沿Y轴方向驱动CCD图像传感器60，以及Y轴方向驱动螺母件(第一驱动螺母/Y轴方向移动元件)85y的轴，Y轴方向驱动螺母件85y与丝杆171y螺纹配合，被设置得平行于上述六轴位于其上的上述公共平面。这种结构有利地防止不期望的力矩的产生，诸如弯曲和扭转。同样，X轴驱动电机170x的丝杆(第二丝杆)171x的轴，丝杆171x用作X轴方向驱动装置的元件用于在沿X轴方向驱动CCD图像传感器60，以及X轴方向驱动螺母件(第二驱动螺母/X轴方向移动元件)85x的轴，X轴方向驱动螺母件85x与丝杆171x螺纹配合，被设置得平行于上述六轴位于其上的上述公共平面。这种结构有利地防止不期望的力矩的产生，诸如弯曲和扭转。
期望Y轴驱动电机170y和X轴驱动电机170x的丝杆171y和171x的轴，以及Y轴方向驱动螺母件85y和X方向驱动螺母件85x的轴位于平行于上述公共平面的第二公共平面。
而且，Y轴驱动电机170y和X轴驱动电机170x都被固定到固定支座(固定件)23上，同时Y轴方向驱动螺母件(第一驱动螺母/Y轴方向移动元件)85y和Y轴方向移动件80(由Y轴驱动电机驱动170y)通过直接机械连接部分(第一连接部分)被直接彼此连接，该直接机械连接部分包括移动限制凸块(接触面沿X轴方向延伸)80a和80b，移动限制凸块(接触面沿X轴方向延伸)71c和71d，以及拉伸连接弹簧81y，拉伸连接弹簧81y以相反的方向偏压Y轴方向移动台架71和Y轴方向移动件80，使得移动限制凸块80a和移动限制凸块71c彼此接触，并使得移动限制凸块80b和移动限制凸块71d彼此接触。构成直接机械连接部分的移动限制凸块80a和80b，移动限制凸块71c和71d，以及拉伸连接弹簧81y，被定位在上述垂直于摄影光轴Z1的公共平面中。这种配置有利地防止不期望的力矩的产生，诸如弯曲和扭转。以这样的方式由两组移动限制凸块(接触面沿X轴方向延伸)71c、71d、80a和80b，以及拉伸连接弹簧81y构建直接机械连接部分，使得实现一种脱离(吸收器/消除)，用于在过载施加到Y轴方向移动台架71时减轻机械应变。然而，Y轴方向驱动螺母件85y，Y轴方向移动件80和Y轴方向移动台架71可以形成为一个整体，而省略直接机械连接部分。
X轴方向驱动螺母(第二驱动螺母/X轴方向移动元件)85x，第二X轴方向移动件76，和第一X轴方向移动件75以被允许相对于X轴方向移动台架21、通过X轴方向连接部分(第二连接部分)沿Y轴方向移动的方式被连接到X轴方向移动台架21，该X轴方向连接部分包括连接突起(Y轴方向表面)75g，传输辊(移动接触件)21c和X轴方向台架偏置弹簧(X轴方向偏置弹簧)87x，X轴方向台架偏置弹簧87x使得连接突起75g和传输辊21c彼此接触。构成X轴方向连接部分的连接突起75g，传输辊21c和X轴方向台架偏置弹簧(X轴方向偏置弹簧)87x，位于上述垂直于摄影光轴Z1的公共平面内。这种结构有利地防止不期望的力矩的产生，诸如弯曲和扭转。而且，以这样的方式由Y轴方向表面(连接突起75g)、移动接触件(传输辊21c)和X轴方向台架偏置弹簧(87x)构建X轴方向连接部分，使得可以通过X轴方向驱动装置(X轴驱动电机170x)沿X轴方向平稳地驱动X轴方向移动台架21，该X轴方向驱动装置被支撑在固定件(固定支座23)上。然而，X轴方向驱动螺母(第二驱动螺母/X轴方向移动元件)85x，第二X轴方向移动件76和第一X轴方向移动件75可以形成为一个整体。对图像稳定单元IS上设置分别用作Y轴方向表面、可移动接触件和X轴方向偏置弹簧的连接突起75g、传输辊21c和X轴方向移动台架偏置弹簧87x进行替换，可以设置具有沿第一方向(Y轴方向)延长的配合孔的X方向移动元件，诸如第一X轴方向移动件75，并使由配合在该延长的配合孔中的X轴方向移动台架21支撑的辊或其类似物沿该延长的配合孔的延长方向可自由移动。传输辊21c可以被设置为低摩擦材料制成的固定件。
对上述图像稳定单元IS的实施例进行替换，X轴方向台架偏置弹簧87x和Y轴方向台架偏置弹簧87y中的每个可以通过改变相关元件的结构和形状，制成压缩弹簧。
虽然X轴方向驱动装置和Y轴方向驱动装置分别由可以向前和向后旋转的具有丝杆171x的X轴驱动电机170x，和具有丝杆171y的Y轴驱动电机170y组成，并且X轴方向移动元件和Y轴方向移动元件分别由与上述图像稳定器的实施例中的丝杆171x和171y螺纹配合的X轴方向驱动螺母件85x和Y轴方向驱动螺母件85y组成，任何其他的致动器(驱动装置)可替换使用。
尽管基于上述实施例已经描述本发明，本发明不仅限于这些具体实施例。例如，尽管根据本发明的图像稳定器的上述实施例的每一个是装入数字照相机的光学图像稳定器，本发明还能够应用于装入其它任何类型的光学设备(诸如双筒望远镜)的光学图像稳定器。
尽管CCD图像传感器60被驱动，以抵消图像稳定单元的上述实施例中的图像抖动，被驱动来抵消图像抖动的图像稳定光学元件可以是任何其它光学元件，诸如透镜组。
虽然在上述数字照相机的实施例中，X轴方向和Y轴方向分别对应水平方向和垂直方向，但是X轴方向移动台架和Y轴方向移动台架的移动方向不单独地限于这些特定方向。例如，在权利要求中称为“第一移动台架(Y轴方向移动台架)”的构件和被称为“第二移动台架(X轴方向移动台架)”的构件，可被分别在水平方向和垂直方向驱动。可替换地，在权利要求中称为“第一移动台架(Y轴方向移动台架)”的构件和被称为“第二移动台架(X轴方向移动台架)”的构件，在垂直于摄影光轴的平面内，可分别沿除垂直方向和水平方向以外的两个倾斜方向被驱动。
显而易见，对本发明在此描述的具体实施例可以作出变化，这种变型在本发明权利要求的精神和范围内。应该指出，在此包含的所有内容是解释性的，不限制本发明的范围。
权利要求
1.一种图像稳定器，包括一对第一平行导向杆(73和79)，其被安装到固定件(23)并沿第一方向延伸(Y轴方向)；第一移动台架(71)，其由所述一对第一平行导向杆(73和79)支撑，以沿所述第一方向可自由移动；一对第二平行导向杆(72和74)，其被安装到所述第一移动台架以沿与第一方向垂直的第二方向(X轴方向)延伸；第二移动台架(21)，其夹持图像稳定光学元件(60)并由所述一对第二平行导向杆支撑以沿第二方向自由移动；第一偏压装置(87y)，其沿第一方向正向或反向偏压第一移动台架；第二偏压装置(87x)，其沿第二方向正向或反向偏压第二移动台架；第一驱动装置(170y和171y)，其抵抗第一偏压装置的偏压力沿第一方向驱动第一移动台架；以及第二驱动装置(170x和170y)，其抵抗第二偏压装置的偏压力沿第二方向驱动第二移动台架，其中，所述一对第一平行导向杆和所述一对第二平行导向杆位于垂直于光轴(Z1)的公共平面内。
2.根据权利要求1的图像稳定器，其中第一偏压装置和第二偏压装置的中心轴位于所述公共平面内。
3.根据权利要求2的图像稳定器，其中第一偏压装置和第二偏压装置分别包括第一盘簧和第二盘簧，其中第一和第二盘簧的轴位于所述公共平面内。
4.根据权利要求1的图像稳定器，其中第一驱动装置包括第一丝杆(171y)，其中图像稳定器还包括第一驱动螺母(85y)，该第一驱动螺母与第一丝杆螺旋配合，从而被防止相对于固定件旋转，并且其中第一丝杆和第一驱动螺母的轴平行于所述公共平面。
5.根据权利要求1的图像稳定器，其中第二驱动装置包括第二丝杆(171x)，其中图像稳定器还包括第二驱动螺母(85x)，该第二驱动螺母与第二丝杆螺旋配合，从而被防止相对于固定件旋转，并且其中第二丝杆和第二驱动螺母的轴平行于所述公共平面。
6.根据权利要求1的图像稳定器，其中第一驱动装置和第二驱动装置安装到固定件并被支撑。
7.根据权利要求6的图像稳定器，其中第一驱动装置包括第一丝杆(171y)；其中第二驱动装置包括第二丝杆(171x)；并且其中图像稳定器还包括第一驱动螺母，其与第一丝杆螺旋配合，从而被防止相对于固定件旋转；第二驱动螺母，其与第二丝杆螺旋配合，从而被防止相对于固定件旋转；第一连接部分(80a，80b，71c，71d和81y)，其将第一驱动螺母和第一移动台架彼此直接连接；以及第二连接部分(75g，21c和87y)，其将第二驱动螺母和第二移动台架以使得允许第二驱动螺母和第二移动台架沿第一方向彼此相对移动的方式彼此连接。
8.根据权利要求1的图像稳定器，其中第一驱动装置和第二驱动装置中的每个都包括电机。
9.根据权利要求1的图像稳定器，其中第一驱动装置包括具有沿第一方向延伸的第一丝杆(171y)的第一电机(170y)；其中第二驱动装置包括具有沿第二方向延伸的第二丝杆(171x)的第二电机(170x)，并且其中第一丝杆和第二丝杆的轴位于平行于所述公共平面的第二公共平面。
10.根据权利要求1的图像稳定器，其中图像稳定器安装到成像设备中，图像稳定光学元件包括图像拾取装置。
11.一种图像稳定器，包括第一移动台架(71)，其与被安装到固定件(23)的第一平行杆(73和79)滑动地配合以在其上沿第一方向自由滑动；第二移动台架(21)，其与安装到第一移动台架的第二平行杆(73和79)滑动地配合以在其上沿与第一方向垂直的第二方向自由滑动；图像稳定光学元件(60)，其被固定到第二移动台架；第一偏压装置(87y)，其沿第一方向正向或反向偏压第一移动台架；第二偏压装置(87x)，其沿第二方向正向或反向偏压第二移动台架；第一电机(170y)，其具有用于抵抗第一偏压装置的偏压力沿第一方向向前和向后驱动第一移动台架的第一驱动轴(171y)，该第一驱动轴沿第一方向延伸；以及第二电机(170x)，其具有用于抵抗第二偏压装置的偏压力沿第二方向向前和向后驱动第二移动台架的驱动轴(171x)，该第二驱动轴沿第二方向延伸，其中所述第一平行杆和所述第二平行杆位于垂直于光轴的公共平面内。
全文摘要
一种图像稳定器，包括一对第一平行导向杆，其被安装到固定件并沿第一方向延伸；第一移动台架，其由一对第一平行导向杆支撑，以沿第一方向移动；一对第二平行导向杆，其被安装到第一移动台架以沿与第一方向垂直的第二方向延伸；第二移动台架，其夹持图像稳定光学元件并由一对第二平行导向杆支撑以沿第二方向移动；第一和第二偏压装置，其沿第一方向正向或反向偏压第一和第二移动台架；第一和第二驱动装置，其沿第一和第二方向驱动第一和第二移动台架。一对第一平行导向杆和一对第二平行导向杆位于垂直于光轴的公共平面内。
文档编号G02B27/64GK1892298SQ20061010052
公开日2007年1月10日 申请日期2006年6月30日 优先权日2005年6月30日
发明者野村博, 铃鹿真也, 远藤贤 申请人:宾得株式会社