光学单元的防共振方法以及光学单元的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种能够装设于汽车或遥控直升机等移动体的带抖动校正功能的光学单元的防共振方法以及带抖动校正功能的光学单元。
【背景技术】
[0002]在摄像用光学单元等中，为了抑制由于抖动而产生的摄像的图像的摇晃，曾有人提出了这样的结构:将光学模块设为可摇动的可动模块，并对应于抖动使可动模块摇动来校正抖动。例如，曾有人提出了这样的结构:通过设置在可动模块的光轴方向的后侧的枢轴将可动模块支承为能够摇动，并使可动模块以枢轴为中心进行摇动，以校正光学单元的抖动(参照专利文献1、2)。
[0003]专利文献1:日本特开2010-96805号公报
[0004]专利文献2:日本特开2010-96863号公报
【发明内容】
[0005]发明想要解决的问题
[0006]在通过设置在光轴后侧的枢轴将可动模块支承为能够摇动的结构的情况下，虽然能应对比较小的抖动，但不能充分应对大的抖动。
[0007]因此，本申请发明人研究通过使用了具有弹性的可动框的万向架机构将可动模块支承为能够摇动，且通过与可动模块以及支承体连接的弹簧部件来保持可动模块的姿势。但是，若使用具有弹性的两个部件(可动框以及弹簧部件)，则可动模块具有多个固有振动频率。其结果是，会出现如下的问题:在将光学模块装设到汽车或遥控直升机等移动体时，可动模块的固有振动频率(可动框的固有振动频率以及弹簧部件的固有振动频率)与移动体的振动频带重叠,会由于移动体的抖动而使可动模块产生共振。
[0008]例如，如图10 (b)所示，由于弹簧部件保持可动模块的姿势，因此具有60Hz左右的倾斜方向(摇动方向)的固有振动频率fb;，光学单元在比倾斜方向的固有振动频率低的频带内具有高的抖动校正的增益。并且，可动框具有120Hz左右的光轴方向(上下移动方向)的固有振动频率faf和330Hz左右的与光轴方向正交的横向移动方向的固有振动频率fa2,。因此，固有振动频率fb'与固有振动频率faf之间有60Hz的差。因此，只要汽车或遥控直升机等移动体一边移动一边通过光学单元摄像时的振动频带fV的宽度在50Hz左右，就不会与弹簧部件的倾斜方向(摇动方向)的固有振动频率fb' (60Hz左右)或可动框的光轴方向(上下移动方向)的固有振动频率far (120Hz左右)重叠。但是，由于汽车或遥控直升机等移动体一边加减速一边通过光学单元摄像，因此有时振动频带fw'的宽度是65Hz。此时，移动体的振动频带fw'会与弹簧部件的倾斜方向(摇动方向)的固有振动频率fV (60Hz左右)或可动框的光轴方向(上下移动方向)的固有振动频率fal' (120Hz左右)重叠，使可动模块产生共振。
[0009]作为防止该共振的方法，虽然有将光学模块通过缓冲部件或缓冲机构等装设于移动体的对策，但在采取该对策时，存在将光学模块装设于移动体既费时又费力的问题。
[0010]鉴于以上问题，本发明的课题是提供一种即使装设于汽车或遥控直升机等移动体，也能够通过光学单元自身抑制可动模块因移动体的振动而共振的带抖动校正功能的光学单元的防共振方法以及带抖动校正功能的光学单元。
[0011 ] 用于解决课题的方法
[0012]为了解决上述课题，本发明提供一种带抖动校正功能的光学单元的防共振方法，所述带抖动校正功能的光学单元包括:可动模块，所述可动模块保持光学元件；支承体，所述支承体具有包围所述可动模块周围的主体部；万向架机构，所述万向架机构在所述可动模块与所述支承体之间具有可动框并将所述可动模块支承为能够摇动，所述可动框具有弹性；弹簧部件，所述弹簧部件与所述可动模块以及所述支承体连接，且保持所述可动模块的姿势；以及抖动校正用驱动机构，所述抖动校正用驱动机构使所述可动模块摇动，所述带抖动校正功能的光学单元的防共振方法防止将所述带抖动校正功能的光学单元装设于移动体时所述可动模块共振，其特征在于，将所述可动框的固有振动频率设为fa，将所述弹簧部件的固有振动频率设为fb，将装设所述支承体的移动体的振动频带设为fV时，使所述可动框的固有振动频率fa以及所述弹簧部件的固有振动频率fb从所述移动体的振动频带fw错开。
[0013]并且,本发明所涉及的带抖动校正功能的光学单元的特征在于,所述带抖动校正功能的光学单元包括:可动模块，所述可动模块保持光学元件；支承体，所述支承体具有包围所述可动模块周围的主体部；万向架机构，所述万向架机构在所述可动模块与所述支承体之间具有可动框并将所述可动模块支承为能够摇动，所述可动框具有弹性；弹簧部件，所述弹簧部件与所述可动模块以及所述支承体连接且保持所述可动模块的姿势；以及抖动校正用驱动机构，所述抖动校正用驱动机构使所述可动模块摇动，将所述可动框的固有振动频率设为fa，将所述弹簧部件的固有振动频率设为fb，将装设所述支承体的移动体的振动频带设为fw时，所述可动框的固有振动频率fa以及所述弹簧部件的固有振动频率fb从所述移动体的振动频带fw错开。
[0014]在本发明中，虽然在支承体与可动模块之间存在具有弹性的可动框以及弹簧部件，但是可动框的固有振动频率fa以及弹簧部件的固有振动频率fb从汽车或遥控直升机等移动体的振动频带fw错开。因此，即使将带抖动校正功能的光学单元装设于移动体，可动模块也不易产生共振。
[0015]本发明对所述弹簧部件的固有振动频率fb以及所述移动体的振动频带fw满足fb< fw这一关系的情况有效。即，由于带抖动校正功能的光学单元在比弹簧部件的倾斜方向的固有振动频率低的频带内具有高的抖动校正的增益，因此在移动体的振动频带fw比弹簧部件的固有振动频率fb高的情况下，虽然不能有效进行抖动校正，但由于可动框的固有振动频率fa以及弹簧部件的固有振动频率fb从移动体的振动频带fw错开，因此即使将带抖动校正功能的光学单元装设于移动体，可动模块也不易产生共振。
[0016]在本发明中，优选所述可动框的固有振动频率fa、所述弹簧部件的固有振动频率fb以及所述移动体的振动频带fw满足以下关系:fb < fw < fa。S卩，优选使弹簧部件的固有振动频率fb向低频侧移动,使可动框的固有振动频率fa向高频侧移动，扩大可动框的固有振动频率fa与弹簧部件的固有振动频率fb的差，使移动体的振动频带fw位于可动框的固有振动频率fa与弹簧部件的固有振动频率fb之间。根据这样的结构，使弹簧部件的固有振动频率fb (具体地说是摇动方向的固有振动频率)移动到低频侧，其结果是，有如下的好处:由于弹簧部件的弹簧常数变小，因此抖动校正用驱动机构只需要较小的转矩就能使可动模块摇动。所述可动模块的摇动方向的固有振动频率由所述弹簧部件的所述固有振动频率fb规定。
[0017]在本发明中，优选所述可动框的固有振动频率fa与所述弹簧部件的固有振动频率fb具有135Hz以上的差。根据这样的结构，例如，即使由于汽车或遥控直升机等移动体的加减速而导致在摄像期间内移动体的振动频带fw具有±65Hz的宽度(130Hz的宽度)，可动框的固有振动频率fa以及弹簧部件的固有振动频率也会从移动体的振动频带fw错开。并且，若可动框的固有振动频率和弹簧部件的固有振动频率相隔135Hz以上，则不利于保持可动模块的姿势等，但由于相对于移动体的振动频带fw的宽度130Hz (±65Hz)具有5Hz左右的富余，因此能够防止可动模块的共振，且能够适当地保持可动模块的姿势等。
[0018]并且,本发明所涉及的带抖动校正功能的光学单元的特征在于,所述带抖动校正功能的光学单元包括:可动模块，所述可动模块保持光学元件；支承体，所述支承体具有包围所述可动模块周围的主体部；万向架机构，所述万向架机构在所述可动模块与所述支承体之间具有可动框并将所述可动模块支承为能够摇动，所述可动框具有弹性；弹簧部件，所述弹簧部件与所述可动模块以及所述支承体连接且保持所述可动模块的姿势；以及抖动校正用驱动机构，所述抖动校正用驱动机构使所述可动模块摇动，将所述可动框的固有振动频率设为fa，将所述弹簧部件的固有振动频率设为fb时，所述可动框的固有振动频率fa与所述弹簧部件的固有振动频率fb具有135Hz以上的差。
[0019]在本发明中，例如即使由于汽车或遥控直升机等移动体的加减速而导致在摄像期间内移动体的振动频带fw具有±65Hz的宽度(130Hz的宽度)，可动框的固有振动频率fa以及弹簧部件的固有振动频率也会从移动体的振动频带fw错开。并且，若可动框的固有振动频率和弹簧部件的固有振动频率相隔135Hz以上，则不利于保持可动模块的姿势等，但由于相对于移动体的振动频带fw的宽度130Hz (±65Hz)具有5Hz左右的富余，因此能够防止可动模块的共振，且能够适当地保持可动模块的姿势等。
[0020]本发明对所述可动框的固有振动频率fa以及所述弹簧部件的固有振动频率fb满足fb < fa这一关系的情况有效。即，由于光学单元在比弹簧部件的倾斜方向的固有振动频率低的频带内具有高的抖动校正的增益，因此在移动体的振动频带fw比弹簧部件的固有振动频率fb高的情况下，虽然不能有效进行抖动校正，但只要可动框的固有振动频率fa以及弹簧部件的固有振动频率fb从移动体的振动频带fw错开，即使将带抖动校正功能的光学单元装设于移动体，可动模块也不易产生共振。
[0021]在本发明中，优选在所述可动框的固有振动频率fa中，将光轴方向的固有振动频率设为fal，将与光轴正交的方向的固有振动频率设为fa2时，固有振动频率fal以及固有振动频率fa2满足以下的关系:fal < fa2。此时，所述可动模板的所述光轴方向的固有振动频率由所述可动框的固有振动频率fa中的所述光轴方向的固有振动频率fal规定，所述可动模块的与所述光轴方向正交的方向的固有振动频率由所述可动框的固有振动频率fa中的与所述光轴方向正交的方向的固有振动频率fa2规定。根据这样的结构，在可动框的固有振动频率fa中，只要将光轴方向的固有振动频率fal设定为比移动体的振动频带fw靠高频侧，就能够将与光轴正交的方向的固有振动频率fa2也设定在比移动体的振动频带fw靠高频侧的位置。
[0022]在本发明中，优选所述可动框通过在光轴方向贴合多张相同形状的板材而形成。根据这样的结构，即使是在对金属板蚀刻而形成可动框的情况下，也能够提高形状和宽度尺寸的精度。
[0023]在本发明中，优选所述弹簧部件由厚度方向朝向光轴方向的板状弹簧形成。
[0024]在本发明中，可采用