成像装置的制造方法_5

文档序号:9786508阅读:来源:国知局
在中心在球向摆动中心Al的假想的球的径向方向上,霍尔传感器85、永磁体81和线圈83从更靠近球向摆动中心Al的内径侧顺序排列,并且线圈83和霍尔传感器85位于永磁体81的磁场中。霍尔传感器86、永磁体82和线圈84从更靠近球向摆动中心Al的内径侧顺序排列,并且线圈84和霍尔传感器86位于永磁体82的磁场中。
[0091]一旦线圈83(其位于永磁体81的磁场中)受到激励,根据弗莱明左手定律,则在垂直于线圈83的成对的线性部83a并且垂直于永磁体81的磁极边界线Ql的方向上产生驱动力。类似地,一旦线圈84(其位于永磁体82的磁场中)受到激励,根据弗莱明左手定律,则在垂直于线圈84的成对的线性部84a并且垂直于永磁体82的磁极边界线Q2的方向上产生驱动力。线圈83和84借由覆盖构件32而受到壳体20的固定支撑,并且永磁体81和82受到第一透镜框30(其是可移动构件)的支撑,因此,在每个线圈83和84受到激励的情况下产生的驱动力充当使得第一透镜框30沿着绕球向摆动中心Al的假想的球形表面移动的力。因为两个音圈电机(永磁体81和线圈83的结合以及永磁体82和线圈84的结合)在绕第一光轴Ol的圆周方向上设置在不同的位置,所以通过结合对穿过两个音圈电机的电流流动的控制,可以使第一透镜框30在任意方向上执行球向摆动操作。如上所述,在执行球向摆动操作时,由于导引部45与旋转防止凸起部66之间的接合,从而防止第一透镜框30绕第一透镜元件LI的光轴旋转。另外,形成在第一透镜框30上的四个位置限制凸起部46以及形成在覆盖构件32上的四个位置限制表面76用作限位器,其限定了第一透镜框30的球向摆动操作的机械移动的终点。这些限位器防止第一透镜框30过度移动至每个永磁体81和82与相关联的线圈83和84不彼此面对的点,从而可以通过两个音圈电机来一直安全且可靠地控制第一透镜框30的位置。
[0092]根据第一透镜框30的球向摆动操作的永磁体81的位置变化导致面对永磁体81的霍尔传感器85的输出变化,而且根据第一透镜框30的球向摆动操作的永磁体82的位置变化导致面对永磁体82的霍尔传感器86的输出变化。可以从两个霍尔传感器85和86的输出变化检测到第一透镜框30在其球向摆动操作期间的位置。
[0093]如果具有上述结构的成像单元10指向位于成像单元10前方的物体,则由物体反射的光(照相物体发散的光)在穿过了第一透镜元件LI之后通过入射表面Lll-a进入第一棱镜LI I,被第一棱镜Lll的反射表面Lll-C基本上以直角反射,并且向出射表面Lll-b行进。接下来,从第一棱镜Lll的出射表面Lll-b发射的反射光在穿过第二透镜元件L2、第二透镜组G2、第三透镜组G3和第四透镜组G4之后从入射表面L12-a进入第二棱镜L12,被第二棱镜L12的反射表面L12-C基本上以直角反射,并且向出射表面L12-b行进。接下来,反射光从出射表面L12-b发射,并且被图像传感器14的成像表面捕捉(接收)。使用两个透镜驱动电机M,通过沿着第二光轴02移动第二透镜组G2和/或第三透镜组G3而执行成像单元10的成像光学系统的变焦操作(倍率变化操作)和调焦操作。
[0094]在成像单元10中,使用第一透镜组Gl的第一透镜元件LI (其位于第一棱镜Lll前方)来执行图像稳定化(图像抖动修正/抖动减少)操作。如上所述,防抖系统相对于传感器支持部31和相对于壳体20固定的覆盖构件32而驱动第一透镜框30。选择第一透镜元件LI作为图像稳定化(防抖)光学元件的益处在于,即使成像单元10装配有防抖系统,成像单元10也可以在向前/向后的方向上构造为较薄。例如,不同于成像单元10的本实施方案,在防抖系统在垂直于第二光轴02的方向上移动第二透镜组(对应于第二透镜组G2)或第三透镜组(对应于第三透镜组G3)的情况下,用于第二透镜组或第三透镜组的透镜框(未显示)的移动空间的确保以及用于该透镜框的驱动器的设置将在向前/向后方向上导致壳体20中所需的空间增加,从而导致成像单元10的厚度增加。
[0095]另外,根据成像单元10的本实施方案的结构,在执行图像稳定化控制时,只有第一透镜元件LI被驱动,而非整个第一透镜组G1,因此存在着移动部分紧凑的益处,因此使得驱动负载较小。在典型的防抖系统中,通常驱动整个透镜组以消除图像抖动。相反,在成像单元10的本实施方案的第一透镜组Gl中,因为第一棱镜Lll (其仅用作对入射光束进行反射的反射器元件)设置在第一透镜元件LI与第二透镜元件L2之间(第一透镜元件LI和第二透镜元件L2中的每一个具有折射能力),所以第一透镜元件LI与第二透镜元件L2之间的距离较大;因此,尽管第一透镜元件LI被单独驱动以执行图像稳定化控制,但是像差导致的恶化较小。因此,作为成像光学系统,像差受到整个第一透镜组Gl (从第一透镜元件LI到第二透镜元件L2)的控制;然而,对于防抖系统,即使将第一透镜元件LI和第二透镜元件L2(第一透镜元件LI和第二透镜元件L2在光轴方向上彼此隔开,且第一棱镜Lll位于其间)视为基本上不同的透镜组,也可以实现令人满意的光学性能,基于该发现,仅第一透镜元件LI被用作图像稳定化(防抖)光学元件。
[0096]相比于第一透镜元件LI沿着垂直于第一光轴01的平面线性移动的情况,在第一透镜元件LI被驱动为执行图像稳定化操作时执行的球向摆动操作允许第一透镜元件LI在较小的空间内宽广地移动(当沿着第一光轴01从前方观察成像单元10时)。因此,通过在保持成像单元10紧凑的同时增加图像稳定化操作可以容纳的最大振动角(不仅相对于向前/向后方向,也相对于向上/向下方向和向左/向右方向(在从前方观察成像单元10时)),图像稳定化性能可以得到改善。
[0097]特别地,在成像单元10中,关注集中于成像单元10是第一棱镜Lll位于第一透镜元件LI后方的弯折光学系统的事实,球向摆动中心Al (第一透镜框30被驱动为绕球向摆动中心Al执行球向摆动操作)的位置设定在第一棱镜Lll的反射表面Lll-C之后的位置。在该结构中,第一棱镜Lll后方的空间可以被有效利用为用于第一透镜框30的支撑机构的安装空间,而且通过就空间利用而言更优的结构实现球向摆动操作。更特别地,诸如枢转凸起部44(枢转臂41a)、枢转凹陷65(传感器支持部31)、偏斜臂36、螺旋弹簧37、导引部45以及旋转防止凸起部66 (传感器支持部31)的与第一透镜框30的支撑相关联的部分被整合和容纳在第一棱镜Lll的反射表面Lll-C之后的位置。反射表面Lll-C之后的位置位于成像单元10的成像光学系统的光学路径之外,从而即使在该位置安装了用于第一透镜框30的支撑结构,也不会出现在光学上不利的影响。
[0098]另外,永磁体81和82、线圈83和84以及霍尔传感器85和86 (其与用于第一透镜元件LI的图像稳定化驱动和控制相关联)设置在第二参考平面P2的相对的侧上的两个(左和右)段中的左段,即,在由第一棱镜Lll偏转的光束的行进方向上,第二参考平面P2与第二光轴02延伸的侧相对的侧的段。此外,在第二参考平面P2的左侧的段,没有设置在光学上位于第一棱镜Lll后方的成像光学系统的光学元件(即,参考图32从第二透镜元件L2起向右,没有成像光学系统的光学元件设置在该左段中),因此,在成像单元10的本实施方案中的永磁体81和82、线圈83和84以及霍尔传感器85和86的设置不易受到空间限制,从而适用于永磁体81和82、线圈83和84以及霍尔传感器85和86。
[0099]另外,诸如电机M的金属部件(其构成用于沿着第二光轴02移动第二透镜组G2和第三透镜组G3的驱动机构的构件)设置在从第一棱镜Lll延伸的光学路径周围(在第二参考平面P2的右侧的段中)。如果这些金属部件由磁性材料制作并且位于电磁致动器附近,这样的金属部件有可能对电磁致动器的图像稳定化驱动操作施加不利的影响。相反,在成像单元10中,永磁体81和82以及线圈83和84设置在第二参考平面P2的左侧的段中;因此,即使包含磁性金属,用于第二透镜组G2和第三透镜组G3的支撑和驱动机构也不易对电磁致动器的驱动产生不利影响。
[0100]如上所述,在成像单元10中,支撑第一透镜元件LI的第一透镜框30受到传感器支持部31 (其支撑霍尔传感器85和86)的支撑,从而可以执行球向摆动操作。通过旋转防止凸起部66与导引部45之间的接合,传感器支持部31也具有防止第一透镜框30绕第一透镜元件LI的光轴旋转的能力。此外,成像单元10被构造为可以使得传感器支持部31相对于壳体20(其支撑除了第一光学元件LI之外的其他光学元件)而调整位置。通过调整传感器支持部31相对于壳体20的位置,可以将球向摆动中心Al设定在光学上最佳的位置。因此,传感器支持部31是多功能的,其具有下述能力:支撑霍尔传感器85和86的能力、以允许第一透镜框30执行球向摆动操作的方式支撑第一透镜框30的能力、防止第一棱镜框30旋转的能力以及对球向摆动中心Al的位置作出调整的能力。
[0101]根据该结构,可以在不降低位置精度的情况下对第一透镜元件LI作出光学调整。特别地,在对第一透镜元件LI作出光学调整时,传感器支持部31 (其具有枢转凹陷65)相对于壳体20移动。传感器支持部31相对于壳体20的移动导致旋转防止凸起部66 (其防止第一透镜框30旋转)和霍尔传感器85和86 (其安装在成对的传感器支撑凸起部61和62上)随枢转凹陷65移动。因为旋转防止凸起部66与枢转凹陷65—同移动,所以旋转防止部(旋转防止凸起部66和导引部45)与第一透镜元件LI的球向摆动中心Al之间的相对位置保持不变。如果球向摆动中心Al与旋转防止部之间的相对位置关系变化,则依据相对位置关系变化的方向,有可能在第一透镜框30的支撑的精度上施加不利的影响,而不可能对成像单元10的本实施方案中的第一透镜框30的支撑精度施加这样的不利影响。另外,因为霍尔传感器85和86与枢转凹陷65 —同移动,所以成对的永磁体81和82 (其受到第一透镜框30的支撑)与霍尔传感器85和86 (其受到传感器支持部31的支撑)之间的相对位置保持不变。因为霍尔传感器85和86工作为,在第一透镜框30的球向摆动操作(图像稳定化操作)期间检测永磁体81和82的位置的变化,以检测第一透镜框30的位置,如果成对的永磁体81和82与成对的霍尔传感器85和86之间的相对位置由于除了防抖驱动操作之外的原因变化,则会在第一透镜框30的位置的检测精度上施加不利的影响,而在成像单元10的本实施方案中,不可能出现这样的问题。
[0102]另外,因为传感器支持部31具有上述的多中功能,所以通过减小配置防抖系统的部件数量,可以有助于减小成像装置的尺寸、重量和生产成本。
[0103]尽管本发明是基于上述实施方案进行描述的,但是本发明不仅限于此;在不偏离本发明的范围的情况下,可以对上述实施方案作出各种修改。例如,用于调整传感器支持部31相对于壳体20的位置的位置调整部的结构不限于上述的位置调整部。特别地,在上述实施方案中,尽管设置在壳体20上的两个延伸突出部26被插入传感器支持部31的两个宽松接合孔64中,但是成像装置可以设置有一个或多于两个的位置调整部,每个包括分别对应于每个延伸突出部26和相关联的宽松接合孔64的突出部和孔。另外,延伸突出部26和宽松接合孔64的位置可以对调;即,下述实施方案也是可能的:对应于宽松接合孔64的孔形成在壳体20中,而对应于两个延伸突出部26的突出部形成在传感器支持部31上。另外,尽管在上述实施方案中每个延伸突出部26是圆柱形突出部,并且每个宽松接合孔64是圆形孔,但是下述实施方案也是可能的:每个延伸突出部26和每个宽松接合孔64具有与上述实施方案的形状不同的形状。
[0104]在上述实施方案中,如上所述,通过使每个固定螺栓67 (每个垫圈68)按压相关联的四个支撑凸起部63b,借由多个支撑凸起部63b (其设置在传感器支持部31上以从其凸起)的弹性变形而产生用于使传感器支持部31按压壳体20的偏斜力。该结构就减少部件数量而言是更优的,因为无需额外构件就可以将偏斜力施加到传感器支持部31。然而,除了为传感器支持部31提供有多个支撑凸起部63b以使传感器支持部31偏斜,也可以通过不同的偏斜部来使传感器支持部31偏斜。
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