专利名称：抖动补偿机构及光学设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有补偿光学系统的抖动的机构的抖动补偿机构及 光学设备。
背景技术：
已知有具备下述抖动补偿机构的光学设备，该抖动补偿机构通过 使透镜框体在导引轴上滑动而使其在规定的方向上移动自如、并以该 导引轴为中心旋转透镜框体、从而在与规定的方向垂直的方向上移动 自如地支承透镜镜筒(例如，参照日本未审査的专利申请公开平成 10-3102号)。但是，这样的抖动补偿机构由于结构部件较多，所以有因各结构 部件间的误差及晃动，透镜框体的旋转限制变得不充分、给驱动控制 的精度带来不良影响等的问题。发明内容本发明的目的是提供一种抖动补偿机构及光学设备，具有能够以 简单的构造高精度地进行导引的导引机构。本发明通过以下这样的解决手段，解决了上述问题。技术方案1所述的发明是一种抖动补偿机构，具备在抖动补偿 时相对地移动的第1移动部件及第2移动部件；导引部件，对上述第 1移动部件及上述第2移动部件的相对移动进行导引；多个第1卡合 部，排列成一列，并通过球面或圆筒面、以及槽形状，将上述第1移 动部件与上述导引部件卡合；以及多个第2卡合部，排列成一列，并 通过球面或圆筒面、以及槽形状，将上述第2移动部件与上述导引部 件卡合，上述第1卡合部及上述第2卡合部的至少一方的槽形状，是 在设置成一列的上述第1卡合部的配置方向上较长地形成的长孔形200710181182.7说明书第2/8页状。技术方案2所述的发明是一种抖动补偿机构，在技术方案1所述 的抖动补偿机构中，上述第1及第2卡合部的球面或圆筒面、或者槽 形状， 一体地形成在上述导引部件上。技术方案3所述的发明是一种抖动补偿机构，在技术方案1所述 的抖动补偿机构中,在上述第1或第2移动部件与上述导弓I部件之间， 具备限制部，该限制部对向排列成一列的多个上述第1卡合部的配置 方向的相对移动进行限制。技术方案4所述的发明是一种抖动补偿机构，在技术方案2所述 的抖动补偿机构中，在上述第1或第2移动部件与上述导引部件之间， 具备限制部，该限制部对向排列成一列的多个上述第1卡合部的配置 方向的相对移动进行限制。技术方案5所述的发明是一种光学设备，包括抖动补偿机构，该 抖动补偿机构具备在抖动补偿时相对地移动的第1移动部件及第2 移动部件；导引部件，对上述第1移动部件及上述第2移动部件的相 对移动进行导引；多个第l卡合部，排列成一列，并通过球面或圆筒 面、以及槽形状，将上述第1移动部件与上述导引部件卡合；以及多 个第2卡合部，排列成一列，并通过球面或圆筒面、以及槽形状，将 上述第2移动部件与上述导引部件卡合，上述第1卡合部及上述第2 卡合部的至少一方的槽形状，是在设置成一列的上述第1卡合部的配 置方向上较长地形成的长孔形状。根据本发明，由于抖动补偿机构中，在导引部件及第l移动部件 之间、和导引部件及第2移动部件之间，设有球面或圆筒面与长孔状 的槽形状卡合的第1卡合部及第2卡合部，所以能够以简单的构造， 使第1及第2移动部件不会相对旋转而维持一定的姿势，并高精度地 沿两轴方向相对移动。
图1是表示本发明的照相机的实施方式的整体结构的框图。 图2是表示本发明的照相机的透镜镜筒部的图。5 图3是表示本发明的照相机的抖动补偿机构部的图。 图4是表示本发明的照相机的抖动补偿机构部的A-A截面的图。 图5是表示本发明的照相机的抖动补偿机构部的B-B截面的图。 图6是本发明的抖动补偿机构部的导引部件的立体图。
具体实施方式
以下，参照附图，举出本发明的实施方式，更详细地进行说明。 图l是表示本发明的照相机的实施方式的整体结构的框图。图2 是表示照相机的透镜镜筒部的图，图3是表示设在透镜镜筒部上的抖 动补偿机构部的俯视图。此外，图4是表示图3的A-A截面的图， 图5是表示图3的B-B截面的图。进而，图6是抖动补偿机构部的 导引部件的立体图。另外，为了使说明变得明确，图2 图5的各图 共同地设图2所示的来自物体(被摄体)的光A1为X方向、与其正 交的光A2为Z方向。此外，Y方向是与X方向及Z方向正交的方 向。照相机10如图1所示，是由控制部ll、显示部12、存储部13、 操作部14、陀螺传感器15、透镜镜筒部20以及抖动补偿机构部30 构成的数字照相机。控制部11是集中控制照相机10的各部的CPU,此外，还具有根 据陀螺传感器15及后述的抖动补偿机构部30的位置检测器36的输 出信号来控制抖动补偿机构部30的功能。显示部12是显示由照相机IO摄影的图像及操作内容的液晶显示器。存储部13是存储由照相机10摄影的图像数据及操作设定等的存 储器。操作部14是用来进行照相机10的摄影的操作、摄影条件等的设 定的操作用的多个按钮。例如，能够进行后述的快门光圈机构部29 (参照图2)的操作、驱动第3透镜组24及第5透镜组26 (参照图2) 的变焦操作等。陀螺传 感器15是检测照相机10的角速度的传感器。检测摄影时 的照相机IO的运动(手振动)，通过抖动补偿机构部30补偿手振动 带来的像抖动。另外，陀螺传感器15由两个角速度传感器构成，各 角速度传感器检测照相机10的俯仰(绕Y轴的旋转)及平摇(绕X 轴的旋转)的角速度。透镜镜筒部20如图1及图2所示，具有第1透镜组21、棱镜22、 第2透镜组23、第3透镜组24、第4透镜组25、第5透镜组26、低 通过滤器27、 CCD 28、快门光圈机构部29、以及抖动补偿机构部30。第1透镜组21是来自被摄体的光入射的物镜，在透镜镜筒部20 的透镜组之中是最接近于被摄体的透镜。棱镜22是将入射的光的方向弯曲90度的直角棱镜，使第l透镜 组21射出的+X方向的光A1全反射，弯曲90度，将-Z方向的光A2 向第2透镜组23射出。第2透镜组23配置在从棱镜22射出的光A2入射的位置上。第3透镜组24配置在从第2透镜组23射出的光A2入射的位置 上，能够在驱动机构(未图示)的作用下向Z方向的任意位置移动。第4透镜组25配置在设于从第3透镜组24射出的光A2入射的 位置上的抖动补偿机构部30的可动框31上。第5透镜组26配置在从第4透镜组25射出的光A2入射的位置 上，并且与第3透镜组24同样，能够在驱动机构(未图示)的作用 下移动到Z方向的任意的位置上。低通过滤器27是具有仅使特定的频率以下的信号通过的特性的 分波器，设置在第5透镜组26与CCD 28之间，防止CCD 28输出的 图像信号的干涉条纹(莫尔条纹)的产生。CCD (Charge-Couple Device:电荷耦合器件)28是设在第5透 镜组26的射出侧的固体摄像元件，能够基于成像在摄像面上的被摄 体像的光，输出电的图像信号。快门光圈机构部29设在抖动补偿机构部30的第4透镜组25的 入射侧，具备限制通过透镜镜筒部20的像光的光量的光圈部、和调 节像光在CCD 28上曝光的曝光时间的快门部。抖动补偿机构部30如图3所示，具有可动框(第1移动部件) 31、固定框(第2移动部件)32、导引部件33、第1卡合部33-1、 第2卡合部33-2、限制部33-3、支承部34、音圈马达(VCM) 35及 位置检测器36。通过以音圈马达35为驱动源使固定第4透镜组25 的可动框31在与光A2正交的面(XY平面)内移动，降低由照相机 10的运动(手振动)引起的像抖动。可动框31是在中央固定有第4透镜组25、能够移动到透镜镜筒 部20的XY平面内的部件，相对于固定框32相对地移动。此外，可 动框31在与固定框32对置的面上，隔开足够的距离设有两个形成后 述的第1卡合部33-1的一部分的长孔状的槽形状部33-a。固定框32在中央部设有用于使从第4透镜组25射出的光A2通 过的孔，是固定在透镜镜筒部20上的部件。固定框32在与可动框 31对置的面上，离开足够的距离设有两个形成后述的第2卡合部33-2 的一部分的长孔状的槽形状部33-2a,并且，在相同的面上设有两个 形成后述的限制部33-3的一部分的凹部33-3a。导引部件33如图4 图6所示，是配置在可动框31及固定框32 之间的在Y方向上较长的部件，在可动框31侧的端部(上端部)的 Y方向的两端的两个部位上，具备形成后述的第1卡合部33-1的一 部分的球形状部33-lb。此外，在导引部件33的固定框32侧的端部 (下端部)的Y方向的两端的两个部位上，具备形成后述的第2卡合 部33-2的一部分的球形状部33-2b。进而，在导引部件33的固定框 32侧的端部上，距离导引部件33的长度方向(Y方向)的中心等间 隔的两处设有形成后述的限制部33-3的一部分的凸部33-3b。第1卡合部33-1具有槽形状部33-la及球形状部33-lb，是使球 形状部33-lb卡合在槽形状部33-la中、从而导引可动框31及导引部 件33的机构，槽形状部33-la及球形状部33-lb位于可动框31及导 引部件33的相对置的位置上，以便使两者卡合。另外，槽形状部33-la 以沿Y方向较长的长孔状形成在可动框31上。第2卡合部33-2与第1卡合部33-1同样，具有槽形状部33-2a 及球形状部33-2b，是使球形状部33-2b卡合在槽形状部33-2a中、 从而导引可动框31及导引部件33的机构，槽形状部33-2a及球形状
部33-2b位于固定框32及导引部件33的相对置的位置上，以便使两 者卡合。另外，槽形状部33-2a以沿Y方向较长的长孔状形成在固定 框32上。限制部33-3如图4所示，是进行限制、以使导引部件33相对于 固定框32在Y方向上不会移动的机构，由设在固定框32上的凹部 33-3a、和设在导引部件33的下端的凸部33-3b构成。另外，凹部33-3a 及凸部33-3b设在固定框32及导引部件33的相对置的位置上，以便 使两者卡合。另夕卜，导引部件33是球形状部33-lb、球形状部33-2b、凸部33-3b 一体地形成的一体成型品。此外，第1卡合部33-1及第2卡合部33-2 设在作为力的作用点的音圈马达35的周围，以使导引部件33相对于 可动框31及固定框32有效地运动。通过以上的结构，如图5 (B)所示，通过导引部件33借助于第 1卡合部33-1及第2卡合部33-2在X方向上倾斜，可动框31相对 于固定框32相对地沿X方向移动(箭头B)。此外，如图4所示， 通过第1卡合部33-1的长孔状的槽形状部33-la,能够沿Y方向移动 (箭头C)。进而，如图3所示，由于两组槽形状部33-la及球形状 部33-lb设有足够的距离而配置，同样，两组槽形状部33-2a及球形 状部33-2b设有足够的距离而配置，所以，可动框31不会相对于固 定框32旋转，而维持一定的姿势地移动。进而，通过限制部33-3， 防止了导引部件33在可动框31与固定框32之间独立地移动。支承部34如图5 (A)所示，是由钢球34-l、以杯状凹陷的球承 接部34-2及平坦部34-3构成的传动机构，通过设在固定框32上的 球承接部34-2、和设在可动框31的对置于球承接部34-2的位置上的 平坦部34-3可转动地夹持钢球34-1。通过该机构，可动框31相对于 固定框32 —边维持Z方向的位置一定， 一边在XY平面内自由移动。音圈马达35如图3及图5所示，由磁铁部35-1及线圈部35-2 构成，是对于驱动指令能够线性地驱动、并且能够高速地响应的非接 触式的电磁致动器。音圈马达35相对于通过可动框31的第4透镜组 25的中心OR的X轴、线对称地设有两处，配置为使其驱动方向(箭
头C1、箭头C2)相对于X方向倾斜45度，形成八字，此外，配置为使驱动方向(箭头C1、箭头C2)的交点存在于通过第4透镜组25的中心OR的X轴上。磁铁部35-1是具有永久磁铁35-la及磁轭35-lb的磁回路。 线圈部35-2是具有作为电枢绕线的线圈35-2a及磁轭35-2b的磁回路。位置检测器36由磁铁部36-1及检测部36-2构成，通过检测磁铁 部36-1与检测部36-2之间的磁场的变化，检测可动框31的移动位 移。位置检测器36相对于通过可动框31的第4透镜组25的中心OR 的X轴、线对称地设有两处，配置为使其检测方向(箭头D1、箭头 D2)相对于X方向倾斜45度，形成八字。此外，配置为，使检测方 向(箭头D1、箭头D2)的交点与第4透镜组25的中心OR—致。 磁铁部36-1是具有永久磁铁36-la及磁轭36-lb的磁回路。 检测部36-2是具有霍尔元件36-2a及磁轭36-2b的磁回路。 接着，对照相机10及抖动补偿机构部30的动作进行说明。 照相机10如图1所示，经由透镜镜筒部20将被摄体的影像映出 在显示部12上，并通过操作部14对被摄体进行摄影。透镜镜筒部 20将来自被摄体的光由第1透镜组21入射，由棱镜22偏光90度， 经由第2 第6透镜组23 26通过CCD 28成像。如果由摄影者按下 操作部14的摄影按钮，则控制部11使补偿摄影者的手振动等带来的 被摄体的像抖动的抖动补偿机构部30动作。抖动补偿机构部30基于由陀螺传感器15检测到的照相机10的 姿势变化的角速度数据、和由位置检测器36检测到的可动框31相对 于固定框32的位置的数据，进行补偿照相机10的手振动带来的像抖 动的控制、和适当地管理第4透镜组25的中心部与光A2之间的相 对位置的位置控制。通过该机构，能够不受作用在照相机10上的手 振动等的外部干扰影响而将被摄体清楚地摄像。通过以上，在本实施方式的照相机中具有以下那样的效果。 (1)抖动补偿机构部30，由于在导引部件33及可动框31之间、 和导引部件33及固定框32之间，设有球形状部与长孔状的槽形状部
卡合的第1卡合部及第2卡合部，所以能够以简单的构造，使可动框 31及固定框32不会相对旋转而维持一定的姿势，并高精度地在两轴 (XY)方向上相对移动。(2) 第1卡合部33-1及第2卡合部33-2的球形状部33-lb、33-2b 由于一体形成在导引部件33上，所以能够消除球形状部33-lb、33-2b 与导引部件33为独立的部件所带来的误差，能够提高抖动补偿机构 部30的驱动控制的精度。另外，通过将导引部件33做成球形状部 33-lb、球形状部33-2b及凸部33-3b—体地形成的一体成型品，能够 廉价地进行制造。(3) 由于在固定框32与导引部件33之间设有限制固定框32及 导引部件33向Y方向的相对移动的限制部33-3，所以能够防止导引 部件33在可动框31与固定框32之间独立地移动，能够提高抖动补 偿机构部30的控制特性及驱动精度。(变形例)并不限于以上说明的实施方式，能够进行各种变形及变更。(1) 在本实施方式中，在固定框32与导引部件33之间设置限制 部33-3，但也可以设在可动框31与导引部件33之间。(2) 在本实施方式中，第1卡合部33-1及第2卡合部33-2使用 球形状部33-lb及球形状部33-2b，但也可以使用圆筒形状。另外， 在使用圆筒形状的情况下，需要配置为，使圆筒的中心线的方向朝向 Y方向。(3) 在本实施方式中，在导引部件33上形成球形状部33-lb及 球形状部33-2b，在可动框31及固定框32上形成槽形状部33-la及 槽形状部33-2a，但也可以在导引部件33上形成槽形状部33-la及槽 形状部33-2a，在可动框31及固定框32上形成球形状部33-lb及球 形状部33-2b。
权利要求
1、一种抖动补偿机构，其特征在于，具备在抖动补偿时相对地移动的第1移动部件及第2移动部件；导引部件，对上述第1移动部件及上述第2移动部件的相对移动进行导引；多个第1卡合部，排列成一列，并通过球面或圆筒面、以及槽形状，将上述第1移动部件与上述导引部件卡合；以及多个第2卡合部，排列成一列，并通过球面或圆筒面、以及槽形状，将上述第2移动部件与上述导引部件卡合，上述第1卡合部及上述第2卡合部的至少一方的槽形状，是在设置成一列的上述第1卡合部的配置方向上较长地形成的长孔形状。
2、 如权利要求1所述的抖动补偿机构，其特征在于，上述第1及第2卡合部的球面或圆筒面、或者槽形状， 一体地形 成在上述导引部件上。
3、 如权利要求1所述的抖动补偿机构，其特征在于， 在上述第1或第2移动部件与上述导引部件之间，具备限制部，该限制部对向排列成一列的多个上述第1卡合部的配置方向的相对 移动进行限制。
4、 如权利要求2所述的抖动补偿机构，其特征在于， 在上述第1或第2移动部件与上述导引部件之间，具备限制部，该限制部对向排列成一列的多个上述第1卡合部的配置方向的相对 移动进行限制。
5、 一种光学设备，其特征在于，包括抖动补偿机构， 该抖动补偿机构具备在抖动补偿时相对地移动的第1移动部件及第2移动部fh 导引部件，对上述第1移动部件及上述第2移动部件的相对移动 进行导引；多个第1卡合部，排列成一列，并通过球面或圆筒面、以及槽形 状，将上述第1移动部件与上述导引部件卡合；以及多个第2卡合部，排列成一列，并通过球面或圆筒面、以及槽形 状，将上述第2移动部件与上述导引部件卡合，上述第1卡合部及上述第2卡合部的至少一方的槽形状，是在设 置成一列的上述第1卡合部的配置方向上较长地形成的长孔形状。
全文摘要
本发明提供一种抖动补偿机构及光学设备，具有能够以简单的构造高精度地进行导引的导引机构。抖动补偿机构具备在抖动补偿时相对地移动的第1移动部件及第2移动部件；导引部件，对第1移动部件及第2移动部件的相对移动进行导引；多个第1卡合部，排列成一列，并通过球面或圆筒面、以及槽形状，将第1移动部件与导引部件卡合；以及多个第2卡合部，排列成一列，并通过球面或圆筒面、以及槽形状，将第2移动部件与导引部件卡合，第1卡合部及第2卡合部的至少一方的槽形状，是在设置成一列的第1卡合部的配置方向上较长地形成的长孔形状。
文档编号G03B5/00GK101162347SQ20071018118
公开日2008年4月16日 申请日期2007年10月12日 优先权日2006年10月13日
发明者尾见淳一 申请人:株式会社尼康