專利名稱：光學(xué)設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光學(xué)設(shè)備，該光學(xué)設(shè)備具有用于在光軸方向上驅(qū)動(dòng)透鏡的驅(qū)動(dòng)源，特別是，本發(fā)明涉及一種光學(xué)設(shè)備，該光學(xué)設(shè)備包括用作驅(qū)動(dòng)源的振動(dòng)型線性致動(dòng)器。
背景技術(shù)：
某些光學(xué)設(shè)備包括作為用于驅(qū)動(dòng)透鏡的驅(qū)動(dòng)源的振動(dòng)型線性致動(dòng)器(例如，參見日本專利特開平10(1998)-90584號公報(bào))。
在日本專利特開平10(1998)-90584號公報(bào)中提出的光學(xué)設(shè)備，具有振動(dòng)型線性致動(dòng)器，該振動(dòng)型線性致動(dòng)器由通過電-機(jī)械能量轉(zhuǎn)換作用產(chǎn)生振動(dòng)的振動(dòng)器和與該振動(dòng)器壓力接觸的接觸構(gòu)件形成。該振動(dòng)器固定到透鏡保持構(gòu)件上，該接觸構(gòu)件固定到透鏡鏡筒的固定構(gòu)件上，并且使振動(dòng)器產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)振動(dòng)，從而，使透鏡保持構(gòu)件與振動(dòng)器一起移動(dòng)，或者，將接觸構(gòu)件固定到透鏡保持構(gòu)件上，將振動(dòng)器固定到透鏡鏡筒的固定構(gòu)件上，并且使振動(dòng)器產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)振動(dòng)，從而使透鏡保持構(gòu)件和接觸構(gòu)件一起移動(dòng)。
下面，將利用圖21和22，對日本專利特開平10(1998)-90584號公報(bào)中提出的透鏡鏡筒進(jìn)行描述。
在圖21A至21D中，參考標(biāo)號901表示透鏡保持框，902表示導(dǎo)向桿，該導(dǎo)向桿沿著光軸方向?qū)ν哥R保持框901進(jìn)行引導(dǎo)。參考標(biāo)號904表示振動(dòng)器，905a表示支承振動(dòng)器904的支承部，906a表示與振動(dòng)器904壓力接觸的接觸構(gòu)件，907表示偏壓構(gòu)件，該偏壓構(gòu)件產(chǎn)生作用在振動(dòng)器904與接觸構(gòu)件906之間的壓接力。
在圖22中，參考標(biāo)號911表示透鏡保持框，913表示導(dǎo)襯，該導(dǎo)襯安裝在透鏡保持框911上，并且在可以沿著光軸方向移動(dòng)的狀態(tài)下與導(dǎo)向桿930結(jié)合。參考標(biāo)號920表示振動(dòng)器保持框，該振動(dòng)器保持框設(shè)置在導(dǎo)襯913上，925a和925b表示支承振動(dòng)器923的支承部。參考標(biāo)號922表示固定到透鏡鏡筒主體上的接觸構(gòu)件，926表示彈簧，該彈簧產(chǎn)生作用在振動(dòng)器923與接觸構(gòu)件922之間的壓接力。
如圖21C和21D所示，在振動(dòng)器904或接觸構(gòu)件906只由偏壓構(gòu)件907支承的情況下，盡管確保了在振動(dòng)器904與接觸構(gòu)件906之間的壓力接觸，但是，沒有在光軸方向上支承振動(dòng)器904或接觸構(gòu)件906的結(jié)構(gòu)。這導(dǎo)致偏壓構(gòu)件907在透鏡驅(qū)動(dòng)方向上的變形，從而，使透鏡保持框901的驅(qū)動(dòng)位置精度的惡化。
另一方面，如圖21A、21B和22所示，在振動(dòng)器904或923以只在垂直于壓接面的方向上可以移動(dòng)的狀態(tài)被支承構(gòu)件905或925a、925b支承的情況下，由于導(dǎo)向桿902或930、支承部905或925a、925b以及接觸構(gòu)件906或922相對傾斜，在振動(dòng)器和接觸構(gòu)件之間產(chǎn)生所謂的點(diǎn)接觸狀態(tài)或者線接觸狀態(tài)。與由振動(dòng)器和接觸構(gòu)件的面接觸所產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力相比，這將會降低驅(qū)動(dòng)力。
進(jìn)而，由偏壓構(gòu)件產(chǎn)生的使振動(dòng)器和接觸構(gòu)件彼此壓力接觸的偏壓力(或者彈簧力)非常大，從而，作用到透鏡保持構(gòu)件與導(dǎo)桿的結(jié)合部上的壓接力的反作用力，使得在結(jié)合部沿著驅(qū)動(dòng)方向產(chǎn)生的摩擦力(驅(qū)動(dòng)負(fù)荷)增大。這導(dǎo)致要求振動(dòng)型線性致動(dòng)器的尺寸和輸出功率增大、不能進(jìn)行精細(xì)的透鏡驅(qū)動(dòng)、以及結(jié)合部被磨損等問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種光學(xué)設(shè)備，該光學(xué)設(shè)備可以很好地保持振動(dòng)型線性致動(dòng)器的振動(dòng)器與接觸構(gòu)件之間的面接觸狀態(tài)，以便進(jìn)行穩(wěn)定的透鏡驅(qū)動(dòng)。另外，本發(fā)明的另一目的是提供一種光學(xué)設(shè)備，該光學(xué)設(shè)備可以降低由透鏡的驅(qū)動(dòng)引起的磨損(磨耗)。
根據(jù)一個(gè)方面，本發(fā)明提供一種光學(xué)設(shè)備，該光學(xué)設(shè)備包括透鏡、沿著光軸方向驅(qū)動(dòng)所述透鏡的振動(dòng)型線性致動(dòng)器。該振動(dòng)型線性致動(dòng)器包括通過電-機(jī)械能量轉(zhuǎn)換作用在該振動(dòng)器上產(chǎn)生振動(dòng)的振動(dòng)器；和與振動(dòng)器壓力接觸的接觸構(gòu)件。進(jìn)而，該光學(xué)設(shè)備包括保持機(jī)構(gòu)，該保持機(jī)構(gòu)保持振動(dòng)器和接觸構(gòu)件中的一個(gè)構(gòu)件，以便對于比振動(dòng)器與接觸構(gòu)件之間的壓接力小的力作出響應(yīng)，改變其中一個(gè)構(gòu)件的位置和傾斜度中的至少一項(xiàng)。
通過下面參照附圖對優(yōu)選實(shí)施例的描述，本發(fā)明的其它目的和特征將會變得更加清楚。


圖1A至1D表示當(dāng)從四個(gè)方向觀察時(shí)看到的作為本發(fā)明實(shí)施例1的圖像攝取裝置的透鏡鏡筒的結(jié)構(gòu)。
圖2是表示沿著與光軸平行的平面剖開的實(shí)施例1中的透鏡鏡筒的剖視圖。
圖3是實(shí)施例1中的透鏡鏡筒的分解透視圖。
圖4A是表示實(shí)施例1的透鏡鏡筒中的第二透鏡保持構(gòu)件的透視圖。
圖4B是表示實(shí)施例1的透鏡鏡筒中的第一振動(dòng)型線性致動(dòng)器的透視圖。
圖5A是表示實(shí)施例1的透鏡鏡筒中的第四透鏡保持構(gòu)件的透視圖。
圖5B是表示實(shí)施例1的透鏡鏡筒中的第二振動(dòng)型線性致動(dòng)器的透視圖。
圖5C示意地表示實(shí)施例1的透鏡鏡筒中的光量調(diào)節(jié)單元的結(jié)構(gòu)。
圖6是表示實(shí)施例1的圖像攝取裝置的電學(xué)結(jié)構(gòu)的框圖。
圖7是表示沿著與光軸平行的平面剖開的本發(fā)明實(shí)施例2中的透鏡鏡筒的剖視圖。
圖8是表示沿著與光軸垂直的平面剖開的實(shí)施例2中的透鏡鏡筒的剖視圖。
圖9是表示沿著與光軸垂直的平面剖開的實(shí)施例2中的透鏡鏡筒的剖視圖。
圖10是表示實(shí)施例2的透鏡鏡筒的分解透視圖。
圖11是表示沿著與光軸平行的平面剖開的本發(fā)明實(shí)施例3中的透鏡鏡筒的剖視圖。
圖12是表示沿著與光軸垂直的平面剖開的實(shí)施例3中的透鏡鏡筒的剖視圖。
圖13是表示沿著與光軸垂直的平面剖開的實(shí)施例3中的透鏡鏡筒的剖視圖。
圖14是表示實(shí)施例3的透鏡鏡筒的分解透視圖。
圖15A至15D表示當(dāng)從四個(gè)方向觀察時(shí)看到的本發(fā)明的實(shí)施例4的圖像攝取裝置的透鏡鏡筒的結(jié)構(gòu)。
圖16是表示沿著與光軸平行的平面剖開的實(shí)施例4中的透鏡鏡筒的剖視圖。
圖17是表示沿著與光軸垂直的平面剖開的實(shí)施例4中的透鏡鏡筒的剖視圖。
圖18是表示沿著與光軸垂直的平面剖開的實(shí)施例4中的透鏡鏡筒的剖視圖。
圖19是表示實(shí)施例4的透鏡鏡筒的分解透視圖。
圖20是表示實(shí)施例4的圖像攝取裝置的電學(xué)結(jié)構(gòu)的框圖。
圖21A至21D表示利用傳統(tǒng)的振動(dòng)型線性致動(dòng)器的光學(xué)設(shè)備。
圖22表示利用傳統(tǒng)的振動(dòng)型線性致動(dòng)器的光學(xué)設(shè)備。
具體實(shí)施例方式
下面將參照附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
(實(shí)施例1)圖1A至1D表示當(dāng)分別從前、右、后和左四個(gè)方向觀察時(shí)看到的作為本發(fā)明實(shí)施例1的圖像攝取裝置(光學(xué)設(shè)備)中的透鏡鏡筒，其中，該透鏡鏡筒的外部被去掉了。圖2是沿著包含透鏡鏡筒的光軸在內(nèi)的平面剖開的透鏡鏡筒的剖視圖。圖3是透鏡鏡筒的分解透視圖。圖4A和4B是表示驅(qū)動(dòng)形成透鏡鏡筒的一部分的第二透鏡單元用的振動(dòng)型線性致動(dòng)器的局部放大圖。圖5A和5B是表示驅(qū)動(dòng)形成透鏡鏡筒的一部分的第四透鏡單元用的振動(dòng)型線性致動(dòng)器的局部放大圖。圖5C示意地表示形成透鏡鏡筒的一部分的光量調(diào)節(jié)單元的結(jié)構(gòu)。圖6表示實(shí)施例1的圖像攝取裝置的電學(xué)結(jié)構(gòu)。
在圖1A至圖6中，從物體側(cè)起依次為，參考標(biāo)號1表示固定的第一透鏡單元，2表示第二透鏡單元，該第二透鏡單元可以在光軸方向上移動(dòng)，用以改變放大倍數(shù)，15表示光量調(diào)節(jié)單元，3表示固定的第三透鏡單元，4表示第四透鏡單元，該第四透鏡單元可以在光軸方向上移動(dòng)，用以校正與改變放大倍數(shù)相關(guān)聯(lián)的像面的變化以及用以進(jìn)行焦點(diǎn)調(diào)節(jié)。
參考標(biāo)號5表示后鏡筒，該后鏡筒保持后面將要描述的圖像拾取裝置以及低通濾波器(LPF)，并固定到圖中未示出的照相機(jī)主體上。參考標(biāo)號6表示第一透鏡保持構(gòu)件，該第一透鏡保持構(gòu)件保持第一透鏡單元1并被螺釘7、8和9固定到后鏡筒5上。
參考標(biāo)號10和11表示導(dǎo)桿(導(dǎo)向構(gòu)件)，所述導(dǎo)桿由后鏡筒5和第一透鏡保持構(gòu)件6基本上與光軸方向平行地保持。
參考標(biāo)號12表示第二透鏡保持構(gòu)件，該第二透鏡保持構(gòu)件保持第二透鏡單元2，并且其上固定有用于切斷不必要的光線的遮光罩32。第二透鏡保持構(gòu)件12在結(jié)合部分12a處與導(dǎo)桿10結(jié)合，以便被沿著光軸方向?qū)?，并且，該第二透鏡保持構(gòu)件12在結(jié)合部12b處與導(dǎo)桿11結(jié)合，以便防止其圍繞導(dǎo)桿10旋轉(zhuǎn)。參考標(biāo)號13表示第三透鏡保持構(gòu)件，該第三透鏡保持構(gòu)件保持第三透鏡單元3并被螺釘16固定到后鏡筒5上。參考標(biāo)號14表示保持第四透鏡單元4的第四透鏡保持構(gòu)件，該第四透鏡保持構(gòu)件14在結(jié)合部14a處與導(dǎo)桿11結(jié)合，以便被沿著光軸方向?qū)?，并且，該第四透鏡保持構(gòu)件14在結(jié)合14b處與導(dǎo)桿10結(jié)合，以便防止其圍繞導(dǎo)桿11旋轉(zhuǎn)。
光量調(diào)節(jié)單元15具有當(dāng)從光軸方向觀察時(shí)、在鉛直方向(第一方向)上比在水平方向(第二方向)上長的外形。光量調(diào)節(jié)單元15被螺釘17固定到后鏡筒5上。如圖5C所示，光量調(diào)節(jié)單元15是所謂的閘刀型的光闌，在該光闌中，借助被馬達(dá)15d旋轉(zhuǎn)的桿15c使一對光圈葉片15a和15b沿鉛直方向大致平行地移動(dòng)，以增大或者減小光圈的直徑。參考標(biāo)號15f表示由光量調(diào)節(jié)單元15的板形成的開口。光圈葉片15a和15b被設(shè)置在左、右的導(dǎo)銷15e鉛直地導(dǎo)向。和所謂的虹膜型或剪刀型光闌不同，閘刀型光闌水平方向的尺寸顯著小于鉛直方向的尺寸，因?yàn)楣馊θ~片15a和15b基本上被鉛直地平行移動(dòng)。
參考標(biāo)號18表示由相互接合的磁鐵和摩擦材料構(gòu)成的滑動(dòng)件(接觸構(gòu)件)，該滑動(dòng)件通過粘結(jié)等固定到形成在第二透鏡保持構(gòu)件12中的槽12c內(nèi)。參考標(biāo)號19表示振動(dòng)器，該振動(dòng)器由電-機(jī)械能量轉(zhuǎn)換元件和板狀彈性構(gòu)件形成，其中，由電-機(jī)械能量轉(zhuǎn)換元件在該板狀彈性構(gòu)件上產(chǎn)生振動(dòng)。振動(dòng)器19的彈性構(gòu)件由鐵磁體制成，該鐵磁體被滑動(dòng)件18的磁鐵吸引，使滑動(dòng)件18的摩擦材料的壓接面18a與在振動(dòng)器19的彈性構(gòu)件中形成在光軸方向上的兩個(gè)位置處的壓接面19a和19b壓力接觸。
在由滑動(dòng)件18和振動(dòng)器19形成的第一振動(dòng)型線性致動(dòng)器中，經(jīng)由柔性配線板20向電-機(jī)械能量轉(zhuǎn)換元件輸入相位不同的兩個(gè)頻率信號(脈沖信號或者交變信號)，以便在振動(dòng)器19的壓接面19a和19b中產(chǎn)生大致橢圓的運(yùn)動(dòng)，使得在滑動(dòng)件18的壓接面18a中產(chǎn)生沿著光軸方向的驅(qū)動(dòng)力。
參考標(biāo)號21表示間隔件，振動(dòng)器19固定在該間隔件上，參考標(biāo)號22表示板簧，間隔件21固定在該板簧上。板簧22具有在板的平面內(nèi)的方向上不容易變形、而在垂直于板平面的方向上容易變形的形狀。在圍繞包含在該平面內(nèi)的任意的軸線旋轉(zhuǎn)的方向上，板簧22易于變形，當(dāng)變形時(shí)，它保持振動(dòng)器19的壓接面19a和19b與滑動(dòng)件18的壓接面18a平行。在平面內(nèi)的方向上不容易變形的板簧22限制振動(dòng)器19在光軸方向(即，驅(qū)動(dòng)方向)上的位移。
參考標(biāo)號23表示用螺釘26和27固定到第一透鏡保持構(gòu)件6上的振動(dòng)器保持構(gòu)件，板簧22被螺釘24和25固定到該振動(dòng)器保持構(gòu)件23上。參考標(biāo)號28表示檢測第二透鏡保持構(gòu)件12的移動(dòng)量(位置)的標(biāo)尺，該標(biāo)尺通過粘結(jié)等固定到形成于第二透鏡保持構(gòu)件12中的槽12d內(nèi)。參考標(biāo)號29表示光發(fā)射/接收元件，該元件將光照射到標(biāo)尺28上并接收被標(biāo)尺28反射的光，以便檢測第二透鏡保持構(gòu)件12的移動(dòng)量。光發(fā)射/接收元件29和標(biāo)尺28構(gòu)成用作檢測器的第一線性編碼器。參考標(biāo)號30表示柔性配線板，用于向光發(fā)射/接收元件29發(fā)送信號并從該光發(fā)射/接收元件29接收信號，該柔性配線板30被螺釘31固定在第一透鏡保持構(gòu)件6上。
如圖1A所示，當(dāng)從光軸方向的前面觀察時(shí)，導(dǎo)桿10、由振動(dòng)器19和滑動(dòng)件18形成的第一振動(dòng)型線性致動(dòng)器、以及由光發(fā)射/接收元件29和標(biāo)尺28構(gòu)成的第一線性編碼器，沿著或者靠近光量調(diào)節(jié)單元15的平面狀的右側(cè)面(從光軸方向觀察時(shí)的右邊的直線狀的長邊部)配置，其中，所述平面狀的右側(cè)面是光量調(diào)節(jié)單元15的所有外表面中最靠近該光量調(diào)節(jié)單元15的光軸位置的外表面之一。第一振動(dòng)型線性致動(dòng)器和第一線性編碼器鉛直地與導(dǎo)桿10鄰接配置，將導(dǎo)桿10夾持在中間。
參考標(biāo)號33表示固定在第四透鏡保持構(gòu)件14上的板簧。參考標(biāo)號34表示滑動(dòng)件(接觸構(gòu)件)，該滑動(dòng)件由彼此接合的磁鐵和摩擦材料構(gòu)成并且通過粘結(jié)等固定到板簧33上。板簧33具有在該板的平面內(nèi)的方向上不容易變形、而在垂直于該板的平面的方向上容易變形的形狀。在圍繞包含在該平面內(nèi)的任意軸線旋轉(zhuǎn)的方向上，板簧33容易變形，并且，將滑動(dòng)件34的壓接面34a保持與振動(dòng)器35的壓接面35a和35b平行。在平面內(nèi)的方向上不容易變形的板簧33限制滑動(dòng)件34在光軸方向(即，驅(qū)動(dòng)方向)上的位移。
振動(dòng)器35由電-機(jī)械能量轉(zhuǎn)換元件和板狀彈性構(gòu)件形成，由電-機(jī)械能量轉(zhuǎn)換元件在該板狀彈性構(gòu)件上產(chǎn)生振動(dòng)。振動(dòng)器35的彈性構(gòu)件由鐵磁體制成，該鐵磁體被滑動(dòng)件34的磁鐵吸引，使滑動(dòng)件34的摩擦材料的壓接面34a與振動(dòng)器35的彈性構(gòu)件中形成在光軸方向上的兩個(gè)位置處的壓接面35a和35b壓力接觸。
在由滑動(dòng)件34和振動(dòng)器35形成的第二振動(dòng)型線性致動(dòng)器中，經(jīng)由柔性配線板36向電-機(jī)械能量轉(zhuǎn)換元件輸入相位不同的兩個(gè)頻率信號(脈沖信號或者交流信號)，以便在振動(dòng)器35的壓接面35a和35b中產(chǎn)生大致橢圓的運(yùn)動(dòng)，使得在滑動(dòng)件34的壓接面34a中產(chǎn)生沿著光軸方向的驅(qū)動(dòng)力。
如圖2所示，第二透鏡保持構(gòu)件12(與導(dǎo)桿10結(jié)合的結(jié)合部12a)具有在光軸方向上的可移動(dòng)范圍L2，當(dāng)從垂直于光軸的方向觀察時(shí)，該可移動(dòng)范圍從光量調(diào)節(jié)單元15的物體側(cè)(圖2的左側(cè))向像面?zhèn)妊由?。第四透鏡保持構(gòu)件14(與導(dǎo)桿11結(jié)合的結(jié)合部14a)具有在光軸方向上的可移動(dòng)范圍L4，該可移動(dòng)范圍從光量調(diào)節(jié)單元15的像面?zhèn)妊由斓焦饬空{(diào)節(jié)單元15內(nèi)。換句話說，第二透鏡保持構(gòu)件12和第四透鏡保持構(gòu)件14的可移動(dòng)范圍在光軸方向上相互交疊。從而，第一振動(dòng)型線性致動(dòng)器所處的范圍(在其中設(shè)置滑動(dòng)件18的范圍)和第二振動(dòng)型線性致動(dòng)器所處的范圍(在其中設(shè)置滑動(dòng)件34的范圍)，在光軸方向上相互交疊。
參考標(biāo)號37表示間隔件，振動(dòng)器35固定在該間隔件上，38表示板簧，間隔件37固定在該板簧上。板簧38具有在該板的平面內(nèi)的方向上不容易變形、而在垂直于該板平面的方向上容易變形的形狀。在圍繞包含在該平面內(nèi)的任意軸線旋轉(zhuǎn)的方向上，板簧38容易變形，并且保持振動(dòng)器35的壓接面35a和35b與滑動(dòng)件34的壓接面34a平行。在所述平面內(nèi)的方向上不容易變形的板簧38限制振動(dòng)器35在光軸方向(即，驅(qū)動(dòng)方向)上的位移。
參考標(biāo)號39表示振動(dòng)器保持構(gòu)件，該振動(dòng)器保持構(gòu)件被螺釘42和43固定在后鏡筒5上，并且板簧38被螺釘46和47固定該振動(dòng)器保持構(gòu)件39上。
參考標(biāo)號48表示標(biāo)尺，該標(biāo)尺檢測第四透鏡保持構(gòu)件14的移動(dòng)量(位置)，并且通過粘結(jié)等固定在形成于第四透鏡保持構(gòu)件14中的槽14b內(nèi)。參考標(biāo)號49表示光發(fā)射/接收元件，該元件將光照射到標(biāo)尺48上并接收被標(biāo)尺48反射的光，以便檢測第四透鏡保持構(gòu)件14的移動(dòng)量。光發(fā)射/接收元件49和標(biāo)尺48構(gòu)成用作檢測器的第二線性編碼器。參考標(biāo)號50表示柔性配線板，該柔性配線板用于向光發(fā)射/接收元件49發(fā)送信號并從該光發(fā)射/接收元件49接收信號，該柔性配線板50被螺釘51固定在后鏡筒5上。
如圖1A所示，當(dāng)從光軸方向的前面觀察時(shí)，導(dǎo)向桿11、由振動(dòng)器35和滑動(dòng)件34形成的第二振動(dòng)型線性致動(dòng)器、以及由光發(fā)射/接收元件49和標(biāo)尺48構(gòu)成第二線性編碼器，沿著或者靠近光量調(diào)節(jié)單元15的平面狀的左側(cè)面(從光軸方向觀察時(shí)的左邊的直線狀長邊部)配置，其中，所述平面狀的左側(cè)面是光量調(diào)節(jié)單元15的所有外表面中最靠近該光量調(diào)節(jié)單元15的光軸位置的另一外表面。第二振動(dòng)型線性致動(dòng)器和第二線性編碼器鉛直地與導(dǎo)桿11鄰接配置，以便將導(dǎo)向桿11夾持在中間。
第一振動(dòng)型線性致動(dòng)器、導(dǎo)桿10和第一線性編碼器組成的組和第二振動(dòng)型線性致動(dòng)器、導(dǎo)桿11和第二線性編碼器組成的組基本上相對于通過光軸的中心鉛直延伸的軸線對稱地配置。
在圖6中，參考標(biāo)號101表示由CCD傳感器、CMOS傳感器等構(gòu)成的圖像拾取裝置。參考標(biāo)號102表示第一振動(dòng)型線性致動(dòng)器，它包括滑動(dòng)件18和振動(dòng)器19并用作第二透鏡單元2(第二透鏡保持構(gòu)件12)的驅(qū)動(dòng)源。參考標(biāo)號103表示表示第二振動(dòng)型線性致動(dòng)器，它包括滑動(dòng)件34和振動(dòng)器35并用作第四透鏡單元4(第四透鏡保持構(gòu)件14)的驅(qū)動(dòng)源。
參考標(biāo)號104表示馬達(dá)，它用作光量調(diào)節(jié)單元15的驅(qū)動(dòng)源。參考標(biāo)號105表示由包括標(biāo)尺28和光發(fā)射/接收元件29的第一線性編碼器實(shí)現(xiàn)的第二透鏡編碼器，106a表示由包括標(biāo)尺48和光發(fā)射/接收元件49的第二線性編碼器實(shí)現(xiàn)的第四透鏡編碼器。這些編碼器分別檢測第二透鏡單元2和第四透鏡單元4在光軸方向上的相對位置(從參考位置起的移動(dòng)量)。盡管實(shí)施例1利用光學(xué)編碼器作為編碼器，但是，也可以利用磁編碼器，或者也可以利用通過使用電阻檢測出絕對位置的編碼器。
參考標(biāo)號107表示光圈編碼器，所述光圈編碼器例如是這樣一種類型的光圈編碼器，即，該光圈編碼器在作為光量調(diào)節(jié)單元15的驅(qū)動(dòng)源的馬達(dá)104內(nèi)設(shè)置霍爾元件，并且將該霍爾元件用于檢測馬達(dá)104的轉(zhuǎn)子和定子之間的旋轉(zhuǎn)位置關(guān)系。
參考標(biāo)號117表示CPU，該CPU用作控制器，負(fù)責(zé)圖像攝取裝置的操作控制。參考標(biāo)號108表示照相機(jī)信號處理電路，對來自于圖像拾取裝置101的輸出進(jìn)行放大、γ校正等。在進(jìn)行預(yù)定的處理之后，通過AE門109和AF門110傳送視頻信號的對比信號。門109和110在整個(gè)畫面上設(shè)定最佳的范圍，用以提取用于曝光設(shè)定和聚焦的信號。這些門109和110可以具有可變的尺寸，或者也可以設(shè)置多個(gè)門109和110。
參考標(biāo)號114表示用于自動(dòng)聚焦的AF(自動(dòng)聚焦)信號處理電路，該電路提取視頻信號的高頻分量，以便生成AF評價(jià)值信號。參考標(biāo)號115表示用于變焦操作的變焦開關(guān)。參考標(biāo)號116表示變焦跟蹤存儲器，為了在改變放大倍數(shù)時(shí)保持聚焦?fàn)顟B(tài)，該存儲器存儲有關(guān)于目標(biāo)位置的信息，其中，根據(jù)照相機(jī)到物體的距離以及第二透鏡單元2的位置，第四透鏡單元4將要被驅(qū)動(dòng)到所述目標(biāo)位置。可以將CPU117中的存儲器用作變焦跟蹤存儲器。
在上述結(jié)構(gòu)中，當(dāng)使用者操作變焦開關(guān)115時(shí)，CPU117控制用于驅(qū)動(dòng)第二透鏡單元2的第一振動(dòng)型線性致動(dòng)器102，并且根據(jù)第一變焦跟蹤存儲器116中的信息和由第二透鏡單元編碼器105的檢測結(jié)果確定的第二透鏡單元2的當(dāng)前位置，計(jì)算出第四透鏡單元4的目標(biāo)驅(qū)動(dòng)位置，以便控制第二振動(dòng)型線性致動(dòng)器103，用以將第四透鏡單元4驅(qū)動(dòng)至該目標(biāo)驅(qū)動(dòng)位置。第四透鏡單元4是否已經(jīng)達(dá)到該目標(biāo)驅(qū)動(dòng)位置，是通過對根據(jù)第四透鏡單元編碼器106的檢測結(jié)果確定的第四透鏡單元4的當(dāng)前位置與目標(biāo)驅(qū)動(dòng)位置進(jìn)行匹配來確定的。
在自動(dòng)聚焦中，CPU117控制第二振動(dòng)型線性致動(dòng)器103，以驅(qū)動(dòng)第四透鏡單元4，搜索由AF信號處理電路114決定的AF評價(jià)值處于峰值的位置。
為了提供恰當(dāng)?shù)钠毓?，CPU117控制光量調(diào)節(jié)單元15的馬達(dá)104，以便增大或者減小光圈的直徑，使得通過AE門109的亮度信號的平均值等于預(yù)定的值，就是說，使得來自光圈編碼器107的輸出具有對應(yīng)于預(yù)定值的數(shù)值。
在上述結(jié)構(gòu)中，滑動(dòng)件18用磁鐵形成，該磁鐵吸引振動(dòng)器19，以便提供產(chǎn)生作為振動(dòng)型線性致動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)力所需的壓接力。因此，壓接力的任何反作用力都不作用到第二透鏡保持構(gòu)件12上。從而，在第二透鏡保持構(gòu)件12與導(dǎo)桿10和11結(jié)合的結(jié)合部12a和12b處產(chǎn)生的摩擦力不會增大，由摩擦產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)負(fù)荷不會增加。另外，板簧22產(chǎn)生小的力，從而，由板簧22作用到與導(dǎo)桿10和11結(jié)合的結(jié)合部12a和12b上的力很小，并且?guī)缀醪粫龃笤诮Y(jié)合部12a和12b處產(chǎn)生的摩擦力。這就使得可以采用低功率和小型的振動(dòng)型線性致動(dòng)器，從而可以減小透鏡鏡筒的尺寸。
由于大的壓接力不作用到第二透鏡保持構(gòu)件12上，所以，在第二透鏡保持構(gòu)件12與導(dǎo)桿10和11結(jié)合的結(jié)合部12a和12b處所產(chǎn)生的摩擦力不增大。無需增大第一振動(dòng)型線性致動(dòng)器102的功率或尺寸，可以降低由于導(dǎo)桿10、11和結(jié)合部12a、12b之間的摩擦引起的磨損(磨耗)。而且，可以精確地實(shí)現(xiàn)第二透鏡保持構(gòu)件12(第二透鏡單元2)的精細(xì)的驅(qū)動(dòng)。
即使當(dāng)制造誤差等在光軸方向上改變?nèi)魏螇航用嫦鄬τ诤凸廨S平行的軸線的位置、或者改變圍繞該軸線的傾斜度時(shí)，板簧22變形，改變振動(dòng)器19的位置和傾斜度(取向)，以便保持兩個(gè)壓接面彼此平行，從而，保持所述面之間的適當(dāng)?shù)慕佑|狀態(tài)。將板簧22設(shè)定成具有這樣的彈簧常數(shù)，即，使得該板簧22響應(yīng)于比上述壓接力小的力而發(fā)生變形。即使當(dāng)任何壓接面的位置或傾斜度改變時(shí)，壓接力也不會發(fā)生很大的變化。從而，可以穩(wěn)定地提供與第一振動(dòng)型線性致動(dòng)器102中的固有的性能相符的輸出。
另一方面，利用吸引振動(dòng)器35的磁鐵形成滑動(dòng)件34，以便提供產(chǎn)生作為振動(dòng)型線性致動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)力所需的壓接力。因此，壓接力的任何反作用力都不作用到第四透鏡保持構(gòu)件14上。從而，在第四透鏡保持構(gòu)件14與導(dǎo)桿11和10結(jié)合的結(jié)合部14a和14b處產(chǎn)生的摩擦力不增加，由摩擦引起的驅(qū)動(dòng)負(fù)荷不增大。另外，板簧33和38產(chǎn)生小的力，從而由板簧33和38作用到與導(dǎo)桿11和10結(jié)合的結(jié)合部14a和14b上的力很小，并且?guī)缀醪辉龃笤诮Y(jié)合部14a和14b處產(chǎn)生的摩擦力。這就使得可以采用低功率和小型的振動(dòng)型線性致動(dòng)器，從而可以減小透鏡鏡筒的尺寸。
由于大的壓接力沒有作用到第四透鏡保持構(gòu)件14上，所以，在第四透鏡保持構(gòu)件14與導(dǎo)桿11和10結(jié)合的結(jié)合部14a和14b處產(chǎn)生的摩擦力不增大。無需增大第二振動(dòng)型線性致動(dòng)器103的功率或尺寸，可以降低由于導(dǎo)桿10、11和結(jié)合部14a、14b之間的摩擦引起的磨損。而且，可以精確地實(shí)現(xiàn)第四透鏡保持構(gòu)件14(第四透鏡單元4)的精細(xì)的驅(qū)動(dòng)。
即使當(dāng)制造誤差等在光軸方向上改變?nèi)魏螇航用嫦鄬τ诤凸廨S平行的軸線的位置、或者改變圍繞該軸線的傾斜度時(shí)，板簧33和38變形，改變振動(dòng)器34的位置或傾斜度(取向)，以便保持兩個(gè)壓接面彼此平行，從而，保持所述面之間的適當(dāng)?shù)慕佑|狀態(tài)。將板簧33和38的每一個(gè)都設(shè)定成具有這樣的彈簧常數(shù)，即，使得所述板簧響應(yīng)于比上述壓接力小的力而發(fā)生變形。即使當(dāng)任何壓接面的位置或傾斜度改變時(shí)，壓接力也不會發(fā)生很大的變化。從而，可以穩(wěn)定地提供與第二振動(dòng)型線性致動(dòng)器103中固有的性能相符的輸出。
如上所述，在實(shí)施例1中，當(dāng)從光軸方向觀察時(shí)，導(dǎo)桿10、第一振動(dòng)型線性致動(dòng)器、以及第一線性編碼器，沿著(靠近)右側(cè)面配置，所述右側(cè)面是光量調(diào)節(jié)單元15的最靠近光軸的平面之一。第一振動(dòng)型線性致動(dòng)器和第一線性編碼器分別鄰接導(dǎo)向桿10配置其下方和上方。另外，當(dāng)從光軸方向觀察時(shí)，導(dǎo)桿11、第二振動(dòng)型線性致動(dòng)器、以及第二線性編碼器沿著(靠近)左側(cè)面配置，所述左側(cè)面是光量調(diào)節(jié)單元15的最靠近光軸的平面之一。第二振動(dòng)型線性致動(dòng)器和第二線性編碼器分別鄰接導(dǎo)桿11配置在其下方和上方。
從而，盡管光學(xué)設(shè)備具有以下部分，但是，仍然可以將其形成緊湊的尺寸，所述部分包括光量調(diào)節(jié)單元15、用于驅(qū)動(dòng)配置在光量調(diào)節(jié)單元15的物體側(cè)和像面?zhèn)鹊牡诙偷谒耐哥R保持構(gòu)件12和14(第二和第四透鏡單元2和4)的兩個(gè)振動(dòng)型線性致動(dòng)器、用于沿光軸方向引導(dǎo)透鏡保持構(gòu)件12和14的兩個(gè)導(dǎo)桿10和11、以及用于檢測透鏡保持構(gòu)件12和14的位置的兩個(gè)線性編碼器。
由于滑動(dòng)件18和34分別鄰接導(dǎo)桿10和11地配置，所以，可以順滑地驅(qū)動(dòng)第二和笫四透鏡保持構(gòu)件12和14。另外，與導(dǎo)桿10和11鄰接地配置標(biāo)尺28和48，減少了由于第二和第四透鏡保持構(gòu)件12和14與導(dǎo)桿10和11結(jié)合的結(jié)合部12a、12b及14a、14b的間隙引起的標(biāo)尺28和48的位移，可以精確地檢測位置。
當(dāng)將線性致動(dòng)器和線性編碼器相對于導(dǎo)桿隔著光軸配置(所述導(dǎo)桿用于對由所述線性致動(dòng)器和線性編碼器驅(qū)動(dòng)及檢測位置的透鏡保持構(gòu)件進(jìn)行導(dǎo)向)時(shí)，由于在透鏡保持構(gòu)件與導(dǎo)桿結(jié)合的結(jié)合部處的間隙，在驅(qū)動(dòng)開始時(shí)，線性編碼器有可能以導(dǎo)桿作為支承點(diǎn)向與驅(qū)動(dòng)方向相反的方向移動(dòng)。這會降低位置檢測的精度。但是，在實(shí)施例1中，線性致動(dòng)器和線性編碼器配置在與導(dǎo)桿相同的一側(cè)，所述導(dǎo)桿用于對由所述線性致動(dòng)器和線性編碼器驅(qū)動(dòng)及檢測位置的透鏡保持構(gòu)件進(jìn)行導(dǎo)向，從而，不會出現(xiàn)這種問題，可以精確地檢測位置。
(實(shí)施例2)圖7表示沿著與光軸平行并且垂直于振動(dòng)型線性致動(dòng)器的滑動(dòng)件與振動(dòng)器之間的壓接面的平面剖開的、作為本發(fā)明實(shí)施例2的圖像攝取裝置的透鏡鏡筒的剖視圖。圖8表示沿著垂直于光軸并且垂直于驅(qū)動(dòng)第二透鏡單元用的振動(dòng)型線性致動(dòng)器的壓接面的平面剖開的、從物體側(cè)觀察到的實(shí)施例2的透鏡鏡筒的剖視圖。圖9表示沿著垂直于光軸并且垂直于驅(qū)動(dòng)第四透鏡單元用的振動(dòng)型線性致動(dòng)器的壓接面的平面剖開的、從物體側(cè)觀察到的實(shí)施例2的透鏡鏡筒的剖視圖。圖10是表示實(shí)施例2的透鏡鏡筒的分解圖。實(shí)施例2的圖像攝取裝置具有和實(shí)施例1同樣的電學(xué)結(jié)構(gòu)。
在圖7至10中，從物體側(cè)起依次為，參考標(biāo)號201表示固定的第一透鏡單元，202表示可以在光軸方向上移動(dòng)以便改變放大倍數(shù)的第二透鏡單元，215表示光量調(diào)節(jié)單元，203表示固定的第三透鏡單元，以及204表示第四透鏡單元，該第四透鏡單元可以在光軸方向上移動(dòng)，用于校正與改變放大倍數(shù)相關(guān)聯(lián)的像面的變化和用于焦點(diǎn)調(diào)節(jié)。
參考標(biāo)號205表示后鏡筒，該后鏡筒保持圖像拾取裝置和低通濾波器(LPF)，并且固定在未示出的照相機(jī)主體上。參考標(biāo)號206表示第一透鏡保持構(gòu)件，該第一透鏡保持構(gòu)件保持第一透鏡單元201，并且被螺釘207、208和209固定在后鏡筒205上。
參考標(biāo)號210和211表示導(dǎo)桿(導(dǎo)向構(gòu)件)，所述導(dǎo)桿被后鏡筒205和第一透鏡保持構(gòu)件206基本上與光軸方向平行地保持。
參考標(biāo)號212表示第二透鏡保持構(gòu)件，該第二透鏡保持構(gòu)件保持第二透鏡單元202，并且在該第二透鏡保持構(gòu)件上固定有用于切斷不必要的光線的遮光罩232。第二透鏡保持構(gòu)件212在結(jié)合部212a處與導(dǎo)桿210結(jié)合，以便被沿著光軸方向?qū)颍⑶以诮Y(jié)合部212b處與導(dǎo)桿211結(jié)合，以防止圍繞導(dǎo)桿210旋轉(zhuǎn)。參考標(biāo)號213表示第三透鏡保持構(gòu)件，該第三透鏡保持構(gòu)件保持第三透鏡單元203并且被螺釘216固定到后鏡筒205上。參考標(biāo)號214表示第四透鏡保持構(gòu)件，該第四透鏡保持構(gòu)件保持第四透鏡單元204，并且在結(jié)合部214a處與導(dǎo)桿211結(jié)合，以便被沿著光軸方向?qū)颍⑶以诮Y(jié)合部214b處與導(dǎo)桿210結(jié)合，以便防止圍繞導(dǎo)桿211旋轉(zhuǎn)。
光量調(diào)節(jié)單元215具有當(dāng)從光軸方向觀察時(shí)、在鉛直方向(第一方向)上比在水平方向(第二方向)上長的外形。光量調(diào)節(jié)單元215被螺釘217固定到后鏡筒205上。光量調(diào)節(jié)單元215具有和圖5C所示的實(shí)施例1中的光量調(diào)節(jié)單元相同的結(jié)構(gòu)。
參考標(biāo)號218表示由摩擦材料形成的滑動(dòng)件。參考標(biāo)號219表示由電-機(jī)械能量轉(zhuǎn)換元件和板狀彈性構(gòu)件構(gòu)成的振動(dòng)器，由電-機(jī)械能量轉(zhuǎn)換元件在該板狀彈性構(gòu)件上產(chǎn)生振動(dòng)。參考標(biāo)號220表示柔性配線板，該柔性配線板連接到振動(dòng)器219上并向電-機(jī)械能量轉(zhuǎn)換元件傳送信號。柔性配線板220具有彎曲部分(變形部分)220a，當(dāng)?shù)诙哥R保持構(gòu)件212沿光軸方向移動(dòng)時(shí)，該彎曲部分220a發(fā)生變形。
在由滑動(dòng)件218和振動(dòng)器219形成的第一振動(dòng)型線性致動(dòng)器中，在滑動(dòng)件218與振動(dòng)器219壓力接觸時(shí)，相位不同的兩個(gè)頻率信號(脈沖信號或交流信號)被通過柔性配線板220輸入給電-機(jī)械能量轉(zhuǎn)換元件，以便在振動(dòng)器219的壓接面219a(如實(shí)施例1所述，形成在光軸方向上的兩個(gè)位置處)上產(chǎn)生大致橢圓的運(yùn)動(dòng)，以便在滑動(dòng)件218的壓接面218a中產(chǎn)生沿光軸方向的驅(qū)動(dòng)力。
參考標(biāo)號221表示固定振動(dòng)器219并且具有形成在其中心的孔221a的間隔件。形成在第二透鏡保持構(gòu)件212上的球形凸起212e配合到孔221a內(nèi)，以便保持間隔件221，使得該間隔件在光軸方向(即，驅(qū)動(dòng)方向)上的運(yùn)動(dòng)被阻止(限制)，而允許它在除光軸方向之外的方向上的旋轉(zhuǎn)和運(yùn)動(dòng)。間隔件221的外周以一定的間隙被形成在第二透鏡保持構(gòu)件212上的凸起212c、212d及一未示出的凸起所保持。這使得間隔件221以振動(dòng)器219的壓接面219a與滑動(dòng)件218的壓接面218a平行的方式移動(dòng)。
參考標(biāo)號222表示壓接桿，該壓接桿壓緊滑動(dòng)件218的與壓接面218a相反的面，224表示螺旋彈簧，該螺旋彈簧懸掛在間隔件221的凸起221b與壓接桿222之間，225a表示螺旋彈簧，該螺旋彈簧懸掛在間隔221的凸起221c與壓接桿222之間。壓接桿222和間隔件221通過螺旋彈簧224和225的拉力相互牽引。被壓接桿222壓緊的滑動(dòng)件218和固定到間隔件221上的振動(dòng)器219被以它們的壓接面218a和219a彼此壓力接觸的方式保持。
參考標(biāo)號223表示滑動(dòng)件保持構(gòu)件，該滑動(dòng)件保持構(gòu)件具有保持部223a，滑動(dòng)件218通過粘結(jié)等固定到該保持部223a上?；瑒?dòng)件223被螺釘226和227固定到第一透鏡保持構(gòu)件206上。
參考標(biāo)號228表示標(biāo)尺，該標(biāo)尺檢測第二透鏡保持構(gòu)件212的位置，并且通過粘結(jié)等固定到形成在第二透鏡保持構(gòu)件212中的槽212f內(nèi)。參考標(biāo)號229表示光發(fā)射/接收元件，該元件將光照射到標(biāo)尺228上并接收被標(biāo)尺228反射的光，以檢測第二透鏡保持構(gòu)件212的移動(dòng)量。標(biāo)尺228和光發(fā)射/接收元件229構(gòu)成用作檢測器的第一線性編碼器。
參考標(biāo)號230表示柔性配線板，該柔性配線板向光發(fā)射/接收元件229發(fā)送信號并從該光發(fā)射/接收元件229接收信號，該柔性配線板230被螺釘231固定在第一透鏡保持構(gòu)件206上。
如圖8所示，當(dāng)從光軸方向的前面觀察時(shí)，導(dǎo)桿210、由振動(dòng)器219和滑動(dòng)件218構(gòu)成的第一振動(dòng)型線性致動(dòng)器、以及由光發(fā)射/接收元件229和標(biāo)尺228構(gòu)成的第一線性編碼器，沿著或者靠近光量調(diào)節(jié)單元215的平面狀的左側(cè)面(當(dāng)從光軸方向觀察時(shí)，在左邊的直線狀的長邊部)配置，其中，所述左側(cè)面是光量調(diào)節(jié)單元215的所有外表面中最靠近光量調(diào)節(jié)單元215的光軸位置的外表面中的一個(gè)。第一振動(dòng)型線性致動(dòng)器和第一線性編碼器鄰接導(dǎo)桿210鉛直地配置，以便將導(dǎo)桿210夾持在中間。
參考標(biāo)號233表示壓接桿，240和241表示螺旋彈簧，所述螺旋彈簧的端部被懸掛在壓接桿233上。參考標(biāo)號234表示滑動(dòng)件，該滑動(dòng)件由被壓接桿233壓緊的摩擦材料制成，并被固定到第四透鏡保持構(gòu)件214的槽214e內(nèi)。
參考標(biāo)號235表示振動(dòng)器，該振動(dòng)器由電-機(jī)械能量轉(zhuǎn)換元件和板狀彈性構(gòu)件形成，由電-機(jī)械能量轉(zhuǎn)換元件在板狀彈性構(gòu)件上產(chǎn)生振動(dòng)。參考標(biāo)號236表示柔性配線板，該柔性配線板連接到振動(dòng)器235的電-機(jī)械能量轉(zhuǎn)換元件上。在由滑動(dòng)件234和振動(dòng)器235形成的第二振動(dòng)型線性致動(dòng)器中，在滑動(dòng)件234與振動(dòng)器235壓力接觸時(shí)，相位不同的兩個(gè)頻率信號(脈沖信號或交流信號)被通過柔性配線板236輸入給電-機(jī)械能量轉(zhuǎn)換元件，以便在振動(dòng)器235的壓接面235a(和在實(shí)施例1中一樣，形成在光軸方向的兩個(gè)位置處)中產(chǎn)生大致橢圓的運(yùn)動(dòng)，以便在滑動(dòng)件234的壓接面234a中產(chǎn)生沿光軸方向的驅(qū)動(dòng)力。
如圖7所示，第一振動(dòng)型線性致動(dòng)器在光軸方向上所處的范圍(滑動(dòng)件218所處的范圍)以及第二透鏡保持構(gòu)件212在光軸方向上的可移動(dòng)范圍L2從光量調(diào)節(jié)單元215的物體側(cè)(圖7的左側(cè))向像面?zhèn)妊由臁Ａ硪环矫?，第二振?dòng)型線性致動(dòng)器在光軸方向上所處的范圍(滑動(dòng)件234所處的范圍)和第四透鏡保持構(gòu)件214在光軸方向上的可移動(dòng)范圍L4，從光量調(diào)節(jié)單元215的像面?zhèn)认蛭矬w側(cè)延伸。換句話說，第一和第二振動(dòng)型線性致動(dòng)器所處的范圍(第二和第四透鏡保持構(gòu)件212和214的可移動(dòng)范圍)在光軸方向上彼此交疊。
參考標(biāo)號237表示保持振動(dòng)器235的間隔件，該間隔件具有凸起237b和237c，螺旋彈簧240和241的另一端部懸掛在所述凸起上。螺旋彈簧240和241牽引壓接桿233和間隔件237，壓接桿233推動(dòng)滑動(dòng)件234，而間隔件237推動(dòng)振動(dòng)器235，從而，滑動(dòng)件234的壓接面234a與振動(dòng)器235的壓接面235a壓力接觸。
參考標(biāo)號239表示保持振動(dòng)器235的振動(dòng)器保持構(gòu)件。振動(dòng)器保持構(gòu)件239具有向物體側(cè)和像面?zhèn)妊由斓妮S239a和239b，所述軸分別與后鏡筒205的軸承205a及205b可旋轉(zhuǎn)地結(jié)合。形成在振動(dòng)器保持構(gòu)件239的內(nèi)側(cè)的球形凸起239c配合到形成在間隔件237上的錐形孔237a內(nèi)。振動(dòng)器保持構(gòu)件239被設(shè)置在軸239b上的扭力螺旋彈簧238朝著物體加偏壓，從而被沿著光軸方向沒有間隙地保持。振動(dòng)器保持構(gòu)件239被扭力螺旋彈簧238向圍繞軸239a和239b的朝內(nèi)側(cè)旋轉(zhuǎn)的方向推動(dòng)，將球形凸起239c推壓到孔237a內(nèi)。將間隔件237以及被保持在該間隔件上的振動(dòng)器235保持在這樣的狀態(tài)，即，它們在光軸方向(即，驅(qū)動(dòng)方向)上的運(yùn)動(dòng)被阻止(限制)，而允許它們圍繞球形凸起239c的旋轉(zhuǎn)和在基本上垂直于壓接面的方向上的運(yùn)動(dòng)。
參考標(biāo)號248表示標(biāo)尺，該標(biāo)尺檢測第四透鏡保持構(gòu)件214的位置，并通過粘結(jié)等被固定在形成于第四透鏡保持構(gòu)件214上的槽214d內(nèi)。參考標(biāo)號249表示光發(fā)射/接收元件，該元件將光照射到標(biāo)尺248上并接收被標(biāo)尺248反射的光，用于檢測第四透鏡保持構(gòu)件214的移動(dòng)量。標(biāo)尺248和光發(fā)射/接收元件249構(gòu)成作為檢測器的第二線性編碼器。
參考標(biāo)號250表示柔性配線板，該柔性配線板用于向光發(fā)射/接收元件249發(fā)送信號并從該光發(fā)射/接收元件249接收信號，該柔性配線板250被螺釘251固定在后鏡筒205上。
如圖9所示，當(dāng)從光軸方向的前面觀察時(shí)，導(dǎo)桿211、由振動(dòng)器235和滑動(dòng)件234構(gòu)成的第二振動(dòng)型線性致動(dòng)器、以及由光發(fā)射/接收元件249和標(biāo)尺248構(gòu)成的第二線性編碼器，沿著或者靠近光量調(diào)節(jié)單元215的平面狀的右側(cè)面(從光軸方向觀察的直線狀長邊部)配置，其中，所述右側(cè)面是光量調(diào)節(jié)單元215的所有外表面中最靠近該光量調(diào)節(jié)單元215的光軸位置的外表面之一。第二振動(dòng)型線性致動(dòng)器和第二線性編碼器與導(dǎo)桿211鄰接地鉛直配置，以便將導(dǎo)桿211夾在中間。
第一振動(dòng)型線性致動(dòng)器、導(dǎo)桿210和第一線性編碼器組成的組，以及第二振動(dòng)型線性致動(dòng)器、導(dǎo)桿211和第二線性編碼器組成的組，相對于通過光軸的中心鉛直延伸的軸線基本上對稱地配置。
在上述結(jié)構(gòu)中，螺旋彈簧224和225牽引壓接桿222和間隔件221，將滑動(dòng)件218推壓到振動(dòng)器219上，以便提供產(chǎn)生作為振動(dòng)型線性致動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)力所需的壓接力。因此，壓接力的任何反作用力都不作用到第二透鏡保持構(gòu)件212上。從而，在第二透鏡保持構(gòu)件212與導(dǎo)桿210和211結(jié)合的結(jié)合部212a和212b處產(chǎn)生的摩擦力不增大，由摩擦引起的驅(qū)動(dòng)負(fù)荷不增加。
滑動(dòng)件218固定在滑動(dòng)件保持構(gòu)件223上。另一方面，間隔件221與第二透鏡保持構(gòu)件212的球形凸起212e結(jié)合，并且在光軸方向上沒有間隙地傳送驅(qū)動(dòng)第二透鏡保持構(gòu)件212所需的力，但是，在驅(qū)動(dòng)方向之外的運(yùn)動(dòng)方向上和在旋轉(zhuǎn)方向上只傳送很小的力。因此，任何壓接力都不會作用到第二透鏡保持構(gòu)件212上。
這使得可以利用低功率和小尺寸的振動(dòng)型線性致動(dòng)器，從而減小透鏡鏡筒的尺寸。
另外，用于保持振動(dòng)器219的間隔件221的孔221a接納第二透鏡保持構(gòu)件212的球形凸起212e，以便保持第二透鏡保持構(gòu)件212，從而允許圍繞球形凸起212e的旋轉(zhuǎn)和在除光軸方向之外的方向上的運(yùn)動(dòng)。即使當(dāng)由于制造誤差等改變?nèi)魏螇航用嬖诠廨S方向上的位置或傾斜度時(shí)，振動(dòng)器219的位置或傾斜度(取向)發(fā)生改變，以保持兩個(gè)壓接面彼此平行，從而，在所述面之間保持適當(dāng)?shù)慕佑|狀態(tài)。即使當(dāng)間隔件221的位置或傾斜度改變時(shí)，壓接力也不會發(fā)生很大的變化。因此，可以穩(wěn)定地提供與第一振動(dòng)型線性致動(dòng)器102中固有的性能相符的輸出。
因?yàn)樵诘诙哥R保持構(gòu)件212上不作用大的壓接力，所以，在第二透鏡保持構(gòu)件212與導(dǎo)桿210及211結(jié)合的結(jié)合部212a和212b處產(chǎn)生的摩擦力不增大。不需要增大第一振動(dòng)型線性致動(dòng)器的功率或尺寸，可以降低由導(dǎo)桿210、211和結(jié)合部212a、212b之間的摩擦引起的磨損。并且，可以精確地實(shí)現(xiàn)第二透鏡保持構(gòu)件212(第二透鏡單元202)的精細(xì)的驅(qū)動(dòng)。
另一方面，螺旋彈簧240和241牽引壓接桿233和間隔件237，以便將滑動(dòng)件234推壓到振動(dòng)器235上，以提供產(chǎn)生作為振動(dòng)型線性致動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)力所需的壓接力。因此，壓接力的任何反作用力都不作用到第四透鏡保持構(gòu)件214上。從而，在第四透鏡保持構(gòu)件214與導(dǎo)桿211和210結(jié)合的結(jié)合部214a和214b處產(chǎn)生的摩擦力不增加，并且由該摩擦引起的驅(qū)動(dòng)負(fù)荷不增大。
滑動(dòng)件234固定到第四透鏡保持構(gòu)件214的槽214e內(nèi)。間隔件237的錐形孔237a接納振動(dòng)器保持構(gòu)件239的球形凸起239c，從而，只有用于沒有間隙地支承間隔件237的壓緊力作用到間隔件237上。由于用于沒有間隙地支承間隔件237的壓緊力小于上面所述的壓接力，所以，在第四透鏡保持構(gòu)件214與導(dǎo)桿211和210結(jié)合的結(jié)合部214a和214b處產(chǎn)生的摩擦力幾乎不增大，并且由摩擦引起的驅(qū)動(dòng)負(fù)荷幾乎不增大。
這使得能夠利用低功率和小型的振動(dòng)型線性致動(dòng)器，從而減小透鏡鏡筒的尺寸。
如上所述，滑動(dòng)件234的壓接面234a借助螺旋彈簧240和241的牽引力與振動(dòng)器235的壓接面235a壓力接觸，振動(dòng)器保持構(gòu)件239的球形凸起239c被螺旋彈簧238的偏壓力推壓到錐形孔237a內(nèi)，以與之沒有間隙地結(jié)合。這使得振動(dòng)器235能夠圍繞球形凸起239c旋轉(zhuǎn)。振動(dòng)器保持構(gòu)件239圍繞軸239a和239b旋轉(zhuǎn)，以允許振動(dòng)器235沿著基本上垂直于壓接面235a的方向運(yùn)動(dòng)，或者圍繞著球形凸起239c傾斜。
即使當(dāng)制造誤差等在光軸方向上改變?nèi)魏螇航用嫦鄬τ诤凸廨S平行的軸線的位置或者改變圍繞該軸線的傾斜度時(shí)，振動(dòng)器235的位置或傾斜度(取向)改變，以便保持兩個(gè)壓接面彼此平行，從而，在所述面之間保持適當(dāng)?shù)慕佑|狀態(tài)。
螺旋彈簧238可以產(chǎn)生只足以使振動(dòng)器保持構(gòu)件239的球形凸起239c與間隔件237的錐形孔237a沒有間隙地結(jié)合的力，并且，該力可以小于使滑動(dòng)件234與振動(dòng)器235壓力接觸以便產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力的力。因此，即使當(dāng)壓接面的位置改變時(shí)，壓接力也基本上不變。
從而，可以穩(wěn)定地提供與第二振動(dòng)型線性致動(dòng)器中固有的性能相符的輸出。
由于在第四透鏡保持構(gòu)件214上不作用大的壓接力，所以，在第四透鏡保持構(gòu)件214與導(dǎo)桿211和210結(jié)合的結(jié)合部214a和214b處產(chǎn)生的摩擦力不增大。無需增大第二振動(dòng)型線性致動(dòng)器的功率或尺寸，并且可以降低由導(dǎo)桿211、210和結(jié)合部214a、214b之間的摩擦引起的磨損。而且，可以精確地實(shí)現(xiàn)第四透鏡保持構(gòu)件214(第二透鏡單元204)的精細(xì)的驅(qū)動(dòng)。
當(dāng)透鏡保持構(gòu)件被移動(dòng)一個(gè)大的量時(shí)，滑動(dòng)件需要有大的長度。為了允許這種長的滑動(dòng)件在光軸方向上移動(dòng)，需要在光軸方向上確保用于滑動(dòng)件移動(dòng)的長的空間。
但是，在實(shí)施例2中，在用于驅(qū)動(dòng)與第四透鏡保持構(gòu)件214相比移動(dòng)量更大的第二透鏡保持構(gòu)件212的第一振動(dòng)型線性致動(dòng)器中，在光軸方向上具有比第二振動(dòng)型線性致動(dòng)器的滑動(dòng)件234的長度更大的長度的滑動(dòng)件218被固定，而振動(dòng)器219和第二透鏡保持構(gòu)件212在光軸方向上一起移動(dòng)。由于在這種方式中長的滑動(dòng)件218不在光軸方向上移動(dòng)，所以，為了在光軸方向上配置第一振動(dòng)型線性致動(dòng)器，只需要短的空間，從而可以減小透鏡鏡筒的尺寸。
在實(shí)施例2中，在用于驅(qū)動(dòng)與第二透鏡保持構(gòu)件212相比移動(dòng)量更小的第四透鏡保持構(gòu)件214的第二振動(dòng)型線性致動(dòng)器中，滑動(dòng)件234固定在第四透鏡保持構(gòu)件214上并沿光軸方向移動(dòng)，而振動(dòng)器235被固定且不沿光軸方向移動(dòng)。因此，柔性配線板250不需要任何變形部，從而可以容易地處理柔性配線板250，提高設(shè)計(jì)的靈活性。這還可以減小透鏡鏡筒的尺寸。
如上所述，在實(shí)施例2中，當(dāng)從光軸方向觀察時(shí)，導(dǎo)桿210、第一振動(dòng)型線性致動(dòng)器、以及第一線性編碼器沿著(靠近)左側(cè)面配置，所述左側(cè)面是光量調(diào)節(jié)單元215的最靠近光軸的平坦表面中的一個(gè)。第一振動(dòng)型線性致動(dòng)器和第一線性編碼器分別靠近導(dǎo)桿210配置在其上方和下方。
另外，當(dāng)從光軸方向觀察時(shí)，導(dǎo)桿211、第二振動(dòng)型線性致動(dòng)器和第二線性編碼器沿著(靠近)右側(cè)面配置，所述右側(cè)面是光量調(diào)節(jié)單元215的最靠近光軸的平坦表面中的一個(gè)。第二振動(dòng)型線性致動(dòng)器和第二線性編碼器分別靠近導(dǎo)桿211配置在其上方和下方。
因此，盡管光學(xué)設(shè)備具有以下部分，仍然可以以緊湊的尺寸形成，所述部分包括光量調(diào)節(jié)單元215、兩個(gè)用于驅(qū)動(dòng)配置在光量調(diào)節(jié)單元215的物體側(cè)和像面?zhèn)鹊牡诙偷谒耐哥R保持構(gòu)件212和214(第二和第四透鏡單元202和204)的振動(dòng)型線性致動(dòng)器、兩個(gè)用于對透鏡保持構(gòu)件212和214在光軸方向上進(jìn)行導(dǎo)向的導(dǎo)桿210和211，以及兩個(gè)用于檢測透鏡保持構(gòu)件212和214的位置的線性編碼器。
由于滑動(dòng)件218和234鄰接導(dǎo)桿210和211配置，所以，第二和第四透鏡保持構(gòu)件212和214可以被順滑地驅(qū)動(dòng)。另外，與導(dǎo)桿210和211鄰接地配置標(biāo)尺228和248，減少由于和導(dǎo)桿210和211結(jié)合的第二和第四透鏡保持構(gòu)件212和214的結(jié)合部212a、212b和214a、214b的間隙引起的標(biāo)尺228和248的位移，以便能夠精確地進(jìn)行位置檢測。
當(dāng)將線性致動(dòng)器和線性編碼器相對于導(dǎo)桿隔著光軸配置(所述導(dǎo)桿用于對由所述線性致動(dòng)器和線性編碼器驅(qū)動(dòng)及檢測位置的透鏡保持構(gòu)件進(jìn)行導(dǎo)向)時(shí)，由于在透鏡保持構(gòu)件與導(dǎo)桿結(jié)合的結(jié)合部處的間隙，在驅(qū)動(dòng)開始時(shí)，線性編碼器有可能以導(dǎo)桿作為支承點(diǎn)向與驅(qū)動(dòng)方向相反的方向移動(dòng)。這會降低位置檢測精度。但是，在實(shí)施例2中，線性致動(dòng)器和線性編碼器配置在與導(dǎo)桿相同的一側(cè)，所述導(dǎo)桿用于對由所述線性致動(dòng)器和線性編碼器驅(qū)動(dòng)及檢測位置的透鏡保持構(gòu)件進(jìn)行導(dǎo)向，從而，不會出現(xiàn)這種問題，可以精確地進(jìn)行位置檢測。
(實(shí)施例3)圖11至14表示作為本發(fā)明的實(shí)施例3的圖像攝取裝置的透鏡鏡筒的結(jié)構(gòu)。圖11表示沿著平行于光軸并且垂直于振動(dòng)型線性致動(dòng)器的滑動(dòng)件與振動(dòng)器之間的壓接面的平面剖開的實(shí)施例3中的透鏡鏡筒的剖視圖。圖12表示當(dāng)從物體側(cè)觀察時(shí)、沿著垂直于光軸并且垂直于用于驅(qū)動(dòng)第二透鏡單元的振動(dòng)型線性致動(dòng)器的壓接面的平面剖開的實(shí)施例3中的透鏡鏡筒的剖視圖。圖13表示當(dāng)從物體側(cè)觀察時(shí)、沿著垂直于光軸方向并垂直于用于驅(qū)動(dòng)第四透鏡單元的振動(dòng)型線性致動(dòng)器的壓接面的平面剖開的實(shí)施例3中的透鏡鏡筒的剖視圖。圖14是表示實(shí)施例3中的透鏡鏡筒的分解圖。實(shí)施例3的圖像攝取裝置具有和實(shí)施例1的圖像攝取裝置相同的電學(xué)結(jié)構(gòu)。
在圖11至14中，從物體側(cè)起依次為，參考標(biāo)號301表示固定的第一透鏡單元，302表示第二透鏡單元，該第二透鏡單元可以在光軸方向上移動(dòng)，以便改變放大倍數(shù)，315表示光量調(diào)節(jié)單元，303表示固定的第三透鏡單元，304表示第四透鏡單元，該第四透鏡單元可以沿著光軸方向移動(dòng)，用于校正與改變的放大倍數(shù)相關(guān)聯(lián)的像面變化，并用于進(jìn)行焦點(diǎn)調(diào)節(jié)。
參考標(biāo)號305表示后鏡筒，該后鏡筒保持后面將要描述的圖像拾取裝置以及低通濾波器(LPF)，并且被固定在未示出的照相機(jī)主體上。參考標(biāo)號306表示第一透鏡保持構(gòu)件，該第一透鏡保持構(gòu)件保持第一透鏡單元301并被螺釘307、308和309固定到后鏡筒305上。
參考標(biāo)號310和311表示導(dǎo)桿(導(dǎo)向構(gòu)件)，這些導(dǎo)桿被后鏡筒305和第一透鏡保持構(gòu)件306基本上與光軸方向平行地保持。
參考標(biāo)號312表示保持第二透鏡單元302的第二透鏡保持構(gòu)件，在其上固定有用于切斷不需要的光線的遮光罩332。第二透鏡保持構(gòu)件312與導(dǎo)桿310在結(jié)合部312a處結(jié)合，以便被沿著光軸方向?qū)?，并且，該第二透鏡保持構(gòu)件312與導(dǎo)桿311在結(jié)合部312b處結(jié)合，以便防止圍繞導(dǎo)桿310的旋轉(zhuǎn)。參考標(biāo)號313表示保持第三透鏡單元303并且被螺釘316固定到后鏡筒305上的第三透鏡保持構(gòu)件。參考標(biāo)號314表示第四透鏡保持構(gòu)件，所述第四透鏡保持構(gòu)件保持第四透鏡單元304，并且與導(dǎo)桿311在結(jié)合部314a處結(jié)合，以便被沿著光軸方向?qū)?，并且與導(dǎo)桿310在結(jié)合部314b處結(jié)合，以便防止圍繞導(dǎo)桿311的旋轉(zhuǎn)。
光量調(diào)節(jié)單元315具有當(dāng)從光軸方向觀察時(shí)、在鉛直方向(第一方向)上比在水平方向(第二方向)上長的外形。光量調(diào)節(jié)單元315被螺釘317固定到后鏡筒305上。光量調(diào)節(jié)單元315具有和圖5C所示的實(shí)施例1相同的結(jié)構(gòu)。
參考標(biāo)號318表示滑動(dòng)件，該滑動(dòng)件由相互粘結(jié)的磁鐵和摩擦材料構(gòu)成。參考標(biāo)號319表示振動(dòng)器，該振動(dòng)器由電-機(jī)械能量轉(zhuǎn)換元件和板狀彈性構(gòu)件形成，在該彈性構(gòu)件上，由電-機(jī)械能量轉(zhuǎn)換元件產(chǎn)生振動(dòng)。振動(dòng)器319的彈性構(gòu)件由鐵磁體構(gòu)成，該鐵磁體被滑動(dòng)件318的磁鐵吸引，使滑動(dòng)件318的摩擦材料的壓接面318a與振動(dòng)器319的彈性構(gòu)件的壓接面319a(如實(shí)施例1中所述，形成在光軸方向上的兩個(gè)位置處)壓力接觸。
參考標(biāo)號320表示柔性配線板，該柔性配線板320連接到振動(dòng)器319上，并且向電-機(jī)械能量轉(zhuǎn)換元件傳送信號。柔性配線板320具有彎曲部分(變形部分)320a，當(dāng)?shù)诙哥R保持構(gòu)件312沿光軸方向移動(dòng)時(shí)，該彎曲部分320a發(fā)生變形。
在由滑動(dòng)件318和振動(dòng)器319構(gòu)成的第一振動(dòng)型線性致動(dòng)器中，當(dāng)滑動(dòng)件318與振動(dòng)器319壓力接觸時(shí)，將相位不同的兩個(gè)頻率信號(脈沖信號或交流信號)通過柔性配線板320輸入給電-機(jī)械能量轉(zhuǎn)換元件，以便在振動(dòng)器319的壓接面319a中產(chǎn)生大致橢圓的運(yùn)動(dòng)，從而在滑動(dòng)件318的壓接面318a中產(chǎn)生沿光軸方向的驅(qū)動(dòng)力。
參考標(biāo)號321表示對振動(dòng)器319進(jìn)行固定的間隔件，322表示對間隔件321進(jìn)行固定的板簧。板簧322具有在平面內(nèi)的方向上不容易變形、在垂直于該平面的方向上容易變形、并且在圍繞包含在該平面內(nèi)的任意軸線的旋轉(zhuǎn)方向上容易變形的形狀。在平面內(nèi)的方向上不容易變形的板簧322，限制振動(dòng)器319在光軸方向(即，驅(qū)動(dòng)方向)上的位移。
參考標(biāo)號324和325表示將板簧322固定到第二透鏡保持構(gòu)件312上的螺釘。參考標(biāo)號323表示滑動(dòng)件318通過粘結(jié)等固定于其上的振動(dòng)器框架。振動(dòng)器框架323被螺釘326和327固定到第一透鏡保持構(gòu)件306上。
參考標(biāo)號328表示標(biāo)尺，該標(biāo)尺用于檢測第二透鏡保持構(gòu)件312的位置，并且通過粘結(jié)等被固定到第二透鏡保持構(gòu)件312的方孔312d內(nèi)。
參考標(biāo)號329表示光發(fā)射/接收元件，該元件將光照射到標(biāo)尺328上，并接收被標(biāo)尺328反射的光，以便檢測第二透鏡保持構(gòu)件312的移動(dòng)量。標(biāo)尺328和光發(fā)射/接收元件329構(gòu)成作為檢測器的第一線性編碼器。
參考標(biāo)號330表示柔性配線板，該柔性配線板向光發(fā)射/接收元件329發(fā)送信號并從該光發(fā)射/接收元件329接收信號，該柔性配線板330被螺釘331固定在第一透鏡保持構(gòu)件306上。
如圖12所示，當(dāng)從光軸方向的前面觀察時(shí)，導(dǎo)桿310、由振動(dòng)器319和滑動(dòng)件318構(gòu)成的第一振動(dòng)型線性致動(dòng)器、以及由光發(fā)射/接收元件329和標(biāo)尺328構(gòu)成的第一線性編碼器，沿著或靠近光量調(diào)節(jié)單元315的平面狀的左側(cè)面(從光軸方向觀察時(shí)的左邊的直線狀長邊部)配置，其中，所述平面狀的左側(cè)面是光量調(diào)節(jié)單元315的所有外表面中最靠近該光量調(diào)節(jié)單元315的光軸位置的外表面之一。第一振動(dòng)型線性致動(dòng)器和第一線性編碼器鉛直地與導(dǎo)桿310鄰接配置，以便將導(dǎo)桿310夾在中間。
參考標(biāo)號334表示滑動(dòng)件，該滑動(dòng)件由相互接結(jié)的磁鐵和摩擦材料形成，并且通過粘結(jié)等固定在第四透鏡保持構(gòu)件314的方形框架314c上。參考標(biāo)號335表示振動(dòng)器，該振動(dòng)器由電-機(jī)械能量轉(zhuǎn)換元件及板狀彈性構(gòu)件形成，其中，由電-機(jī)械能量轉(zhuǎn)換元件在該板狀彈性構(gòu)件上產(chǎn)生振動(dòng)。振動(dòng)器335的彈性構(gòu)件由鐵磁體制成，該鐵磁體被滑動(dòng)件334的磁鐵吸引，使滑動(dòng)件334的摩擦材料的壓接面334a與振動(dòng)器335的彈性構(gòu)件的壓接面335a(如實(shí)施例1所示，形成在光軸方向上的兩個(gè)位置處)壓力接觸。
參考標(biāo)號336表示連接到振動(dòng)器335的電-機(jī)械能量轉(zhuǎn)換元件上的柔性配線板。在由滑動(dòng)件334和振動(dòng)器335構(gòu)成的第二振動(dòng)型線性致動(dòng)器中，在滑動(dòng)件334與振動(dòng)器335壓力接觸時(shí)，經(jīng)由柔性配線板336向電-機(jī)械能量轉(zhuǎn)換元件輸入相位不同的兩個(gè)頻率信號(脈沖信號或者交流信號)，以便在振動(dòng)器335的壓接面335a中產(chǎn)生大致橢圓的運(yùn)動(dòng)，從而在滑動(dòng)件334的壓接面334a中產(chǎn)生沿著光軸方向的驅(qū)動(dòng)力。
如圖11所示，當(dāng)從與光軸方向正交的方向觀察時(shí)，第一振動(dòng)型線性致動(dòng)器在光軸方向上所處的范圍(滑動(dòng)件318所處的范圍)、以及第二透保持構(gòu)件312在光軸方向上的可移動(dòng)范圍L2從光量調(diào)節(jié)單元315的物體側(cè)(圖11的左側(cè))向像面?zhèn)妊由?。第二振?dòng)型線性致動(dòng)器在光軸方向上所處的范圍(滑動(dòng)件334所處的范圍)和第四透鏡保持構(gòu)件314在光軸方向上的可移動(dòng)范圍L4，從光量調(diào)節(jié)單元315的像面?zhèn)认蛭矬w側(cè)延伸。換句話說，第一和第二線性致動(dòng)器所處的范圍(第二和第四透鏡保持構(gòu)件312和314的可移動(dòng)范圍)在光軸方向上彼此交疊。
參考標(biāo)號337表示用于保持振動(dòng)器335的間隔件，338表示用于保持間隔件337的板簧。板簧338具有在平面內(nèi)的方向上不容易變形、而在垂直于該平面的方向上容易變形、并且在圍繞包含在該平面內(nèi)的任意軸線旋轉(zhuǎn)的方向上容易變形的形狀。在平面內(nèi)的方向上不容易變形的板簧338，限制振動(dòng)器335在光軸方向(即，驅(qū)動(dòng)方向)上的位移。
參考標(biāo)號339表示保持板簧338的振動(dòng)器保持構(gòu)件，板簧338被螺釘346和347安裝在該振動(dòng)器保持構(gòu)件339上。振動(dòng)器保持構(gòu)件339被螺釘342和343固定在后鏡筒305上。
參考標(biāo)號348表示標(biāo)尺，該標(biāo)尺檢測第四透鏡保持構(gòu)件314的位置，并且通過粘結(jié)等固定在第四透鏡保持構(gòu)件314中的方孔314d內(nèi)。參考標(biāo)號349表示光發(fā)射/接收元件，該元件將光照射到標(biāo)尺348上，并接收被標(biāo)尺348反射的光，以便檢測第四透鏡保持構(gòu)件314的移動(dòng)量。參考標(biāo)號350表示柔性配線板，該柔性配線板向光發(fā)射/接收元件349發(fā)送信號，并從該光發(fā)射/接收元件349接收信號，該柔性配線板350被螺釘351固定在后鏡筒305上。
如圖13所示，當(dāng)從光軸方向的前面觀察時(shí)，導(dǎo)桿311、由振動(dòng)器335和滑動(dòng)件334形成的第二振動(dòng)型線性致動(dòng)器、以及由光發(fā)射/接收元件349和標(biāo)尺348構(gòu)成第二線性編碼器，沿著或者靠近光量調(diào)節(jié)單元315的平面狀的右側(cè)面(從光軸方向觀察時(shí)的右邊的直線狀長邊部)配置，其中，所述平面狀的右側(cè)面是光量調(diào)節(jié)單元315的所有外表面中最靠近該光量調(diào)節(jié)單元315的光軸位置的外表面之一。第二振動(dòng)型線性致動(dòng)器和第二線性編碼器鉛直地與導(dǎo)桿311鄰接配置，以便將導(dǎo)桿311夾在中間。
另外，第一振動(dòng)型線性致動(dòng)器、導(dǎo)桿310和第一線性編碼器組成的組，以及第二振動(dòng)型線性致動(dòng)器、導(dǎo)桿311和第二線性編碼器組成的組，相對于通過光軸的中心鉛直延伸的軸線基本上對稱地配置。
在上述結(jié)構(gòu)中，滑動(dòng)件318用磁鐵形成，該磁鐵吸引振動(dòng)器319，以便提供產(chǎn)生作為振動(dòng)型線性致動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)力所需的壓接力。因此，壓接力的任何反作用力都不作用到第二透鏡保持構(gòu)件312上。從而，在第二透鏡保持構(gòu)件312與導(dǎo)桿310和311結(jié)合的結(jié)合部312a和312b處產(chǎn)生的摩擦力不增大，由摩擦產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)負(fù)荷不增加。另外，板簧322產(chǎn)生小的力，從而，由板簧322作用到與導(dǎo)桿310和311結(jié)合的結(jié)合部312a和312b上的力很小并且?guī)缀醪辉龃笤诮Y(jié)合部312a和312b處產(chǎn)生的摩擦力。這就使得可以采用低功率和小型的振動(dòng)型線性致動(dòng)器，從而可以減小透鏡鏡筒的尺寸。
由于大的壓接力沒有作用到第二透鏡保持構(gòu)件312上，所以，在第二透鏡保持構(gòu)件312與導(dǎo)桿310和311結(jié)合的結(jié)合部312a和312b處產(chǎn)生的摩擦力不增大。無需增大第一振動(dòng)型線性致動(dòng)器的功率或尺寸，并且可以降低由于導(dǎo)桿310、311和結(jié)合部312a、312b之間的摩擦引起的磨損。而且，可以精確地實(shí)現(xiàn)第二透鏡保持構(gòu)件312(第二透鏡單元302)的精細(xì)的驅(qū)動(dòng)。
即使當(dāng)制造誤差等在光軸方向上改變?nèi)魏螇航用嫦鄬τ诤凸廨S平行的軸線的位置，或者改變圍繞該軸線的傾斜度時(shí)，板簧322變形，從而改變振動(dòng)器319的位置或傾斜度(取向)，以便保持兩個(gè)壓接面彼此平行，從而，保持所述面之間的適當(dāng)?shù)慕佑|狀態(tài)。將板簧322設(shè)定成具有這樣的彈簧常數(shù)，即，使得所述板簧322響應(yīng)于比上述壓接力小的力而發(fā)生變形。即使當(dāng)任何壓接面的位置或傾斜度改變時(shí)，壓接力也不會發(fā)生大的變化。從而，可以穩(wěn)定地提供與第一振動(dòng)型線性致動(dòng)器中固有的性能相一致的輸出。
另一方面，利用吸引振動(dòng)器335的磁鐵形成滑動(dòng)件334，以便提供產(chǎn)生作為振動(dòng)型線性致動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)力所需的壓接力。因此，壓接力的任何反作用力都不作用到第四透鏡保持構(gòu)件314上。從而，在第四透鏡保持構(gòu)件314與導(dǎo)桿311和310結(jié)合的結(jié)合部314a和314b處產(chǎn)生的摩擦力不增加，由摩擦引起的驅(qū)動(dòng)負(fù)荷不增大。另外，板簧338產(chǎn)生小的力，從而，由板簧338作用到與導(dǎo)桿311和310結(jié)合的結(jié)合部314a和314b上的力很小，并且?guī)缀醪辉龃笤诮Y(jié)合部314a和314b處產(chǎn)生的摩擦力。這就使得可以采用低功率和小型的振動(dòng)型線性致動(dòng)器，從而減小透鏡鏡筒的尺寸。
由于大的壓接力沒有作用到第四透鏡保持構(gòu)件314上，所以，在第四透鏡保持構(gòu)件314與導(dǎo)桿311和310結(jié)合的結(jié)合部314a和314b處產(chǎn)生的摩擦力不增大。無需增大第二振動(dòng)型線性致動(dòng)器的功率和尺寸，可以降低由于導(dǎo)桿311、310和結(jié)合部314a、314b之間的摩擦引起的磨損。而且，可以精確地實(shí)現(xiàn)第四透鏡保持構(gòu)件314(第四透鏡單元304)的精細(xì)的驅(qū)動(dòng)。
即使當(dāng)由于制造誤差等在光軸方向上改變?nèi)魏螇航用嫦鄬τ诤凸廨S平行的軸線的位置，或者改變圍繞該軸線的傾斜度時(shí)，板簧338發(fā)生變形，從而改變振動(dòng)器335的位置或傾斜度(取向)，以便保持兩個(gè)壓接面彼此平行，從而，保持所述面之間的適當(dāng)?shù)慕佑|狀態(tài)。將板簧338設(shè)定成具有這樣的彈簧常數(shù)，即，使得該板簧響應(yīng)于比上述壓接力小的力而發(fā)生變形。即使當(dāng)任何壓接面的位置或傾斜度改變時(shí)，壓接力也不會發(fā)生大的變化。從而，可以穩(wěn)定地提供與第二振動(dòng)型線性致動(dòng)器中固有的性能相符的輸出。
當(dāng)透鏡保持構(gòu)件被移動(dòng)一個(gè)大的量時(shí)，滑動(dòng)件需要具有很大的長度。為了允許長的滑動(dòng)件在光軸方向上的移動(dòng)，需要在光軸方向上確保用于滑動(dòng)件移動(dòng)的長的空間。然而，在實(shí)施例3中，在用于驅(qū)動(dòng)其移動(dòng)量比第四透鏡保持構(gòu)件314的移動(dòng)量大的第二透鏡保持構(gòu)件312的第一振動(dòng)型線性致動(dòng)器中，在光軸方向上具有比第二振動(dòng)型線性致動(dòng)器的滑動(dòng)件334的長度更大的長度的滑動(dòng)件318被固定，同時(shí)振動(dòng)器319與第二透鏡保持構(gòu)件312在光軸方向上一起移動(dòng)。由于在這種方式中長的滑動(dòng)件318不在光軸方向上移動(dòng)，所以，為了在光軸方向上配置第一振動(dòng)型線性致動(dòng)器，只需要短的空間，從而可以減小透鏡鏡筒的尺寸。
在實(shí)施例3中，在用于驅(qū)動(dòng)其移動(dòng)量比第二透鏡保持構(gòu)件312的移動(dòng)量小的第四透鏡保持構(gòu)件314的第二振動(dòng)型線性致動(dòng)器中，滑動(dòng)件334被固定在第四透鏡保持構(gòu)件314上，并且被沿著光軸方向移動(dòng)，而振動(dòng)器335則被固定且不沿光軸方向移動(dòng)。因此，柔性配線板350不需要任何變形部，從而可以容易地處理柔性配線板350，提高設(shè)計(jì)的靈活性。這使得能夠減小透鏡鏡筒的尺寸。
如上所述，在實(shí)施例3中，當(dāng)從光軸方向觀察時(shí)，導(dǎo)桿310、第一振動(dòng)型線性致動(dòng)器、以及第一線性編碼器，沿著(靠近)左側(cè)面配置，所述左側(cè)面是光量調(diào)節(jié)單元315的最靠近光軸的平坦表面中的一個(gè)。第一振動(dòng)型線性致動(dòng)器和第一線性編碼器分別靠近導(dǎo)桿310配置在其上方和下方。
另外，當(dāng)從光軸方向觀察時(shí)，導(dǎo)桿311、第二振動(dòng)型線性致動(dòng)器、以及第二線性編碼器沿著(靠近)右側(cè)面配置，所述右側(cè)面是光量調(diào)節(jié)單元315的最靠近光軸的平坦表面中的一個(gè)。第二振動(dòng)型線性致動(dòng)器和第二線性編碼器分別靠近導(dǎo)桿311配置在其上方和下方。
因此，盡管光學(xué)設(shè)備具有以下部分，仍然可以以緊湊的尺寸形成，所述部分包括光量調(diào)節(jié)單元315、用于驅(qū)動(dòng)配置在光量調(diào)節(jié)單元315的物體側(cè)和像面?zhèn)鹊牡诙偷谒耐哥R保持構(gòu)件312和314(第二和第四透鏡單元302和304)的兩個(gè)振動(dòng)型線性致動(dòng)器、兩個(gè)用于對透鏡保持構(gòu)件312和314在光軸方向上進(jìn)行導(dǎo)向的導(dǎo)桿310和311、以及兩個(gè)用于檢測透鏡保持構(gòu)件312和314的位置的線性編碼器。
由于滑動(dòng)件318和334鄰接導(dǎo)桿310和311配置，所以，第二和第四透鏡保持構(gòu)件312和314可以被順滑地驅(qū)動(dòng)。另外，與導(dǎo)桿310和311鄰接地配置標(biāo)尺328和348，減少了由于第二和第四透鏡保持構(gòu)件312和314與導(dǎo)桿310和311結(jié)合的結(jié)合部312a、312b和314a、314b的間隙引起的標(biāo)尺328和348的位移，從而能夠精確地進(jìn)行位置檢測。
當(dāng)將線性致動(dòng)器和線性編碼器相對于導(dǎo)桿隔著光軸配置(所述導(dǎo)桿用于對由所述線性致動(dòng)器和線性編碼器驅(qū)動(dòng)和檢測位置的透鏡保持構(gòu)件進(jìn)行導(dǎo)向)時(shí)，由于在透鏡保持構(gòu)件與導(dǎo)桿結(jié)合的結(jié)合部處的間隙，在驅(qū)動(dòng)開始時(shí)，線性編碼器有可能以導(dǎo)桿作為支承點(diǎn)沿著與驅(qū)動(dòng)方向相反的方向移動(dòng)。這會降低位置檢測精度。但是，在實(shí)施例3中，線性致動(dòng)器和線性編碼器配置與導(dǎo)桿相同的一側(cè)，所述導(dǎo)桿用于對由所述線性致動(dòng)器和線性編碼器驅(qū)動(dòng)和檢測位置的透鏡保持構(gòu)件進(jìn)行導(dǎo)向，從而，不會出現(xiàn)這種問題，可以精確地進(jìn)行位置檢測。
(實(shí)施例4)圖15A至19表示本發(fā)明的實(shí)施例4的圖像攝取裝置的透鏡鏡筒的結(jié)構(gòu)。圖15A至15D表示當(dāng)分別從右、后、左、和前四個(gè)方向觀察時(shí)看到的實(shí)施例4的圖像攝取裝置，其中，該透鏡鏡筒的外部被除掉。圖16表示沿著平行于光軸、并且垂直于振動(dòng)型線性致動(dòng)器的滑動(dòng)件和振動(dòng)器之間的壓接面的平面剖開的實(shí)施例4的透鏡鏡筒的剖視圖。圖17表示當(dāng)從物體側(cè)觀察時(shí)，沿著垂直于光軸并且垂直于用于驅(qū)動(dòng)第二透鏡單元的振動(dòng)型線性致動(dòng)器的壓接面的平面剖開的實(shí)施例4中的透鏡鏡筒的剖視圖。圖18表示，當(dāng)從物體側(cè)觀察時(shí)，沿著垂直于光軸并且垂直于用于驅(qū)動(dòng)第四透鏡單元的振動(dòng)型線性致動(dòng)器的壓接面的平面剖開的實(shí)施例4中的透鏡鏡筒的剖視圖。圖19是表示實(shí)施例4中的透鏡鏡筒的分解圖。圖20表示實(shí)施例4的圖像攝取裝置的電學(xué)結(jié)構(gòu)。
在圖15A至20中，從物體側(cè)起依次為，參考標(biāo)號401表示固定的第一透鏡單元，402表示可以沿著光軸方向移動(dòng)以便改變放大倍數(shù)的第二透鏡單元，415表示光量調(diào)節(jié)單元，403表示固定的第三透鏡單元，404表示第四透鏡單元，該第四透鏡單元可以在光軸方向上移動(dòng)，用以校正與改變放大倍數(shù)相關(guān)的像面的變化，以及用以進(jìn)行焦點(diǎn)調(diào)節(jié)。
參考標(biāo)號405表示后鏡筒，該后鏡筒保持后面將要描述的圖像拾取裝置以及低通濾波器(LPF)，并固定到圖中未示出的照相機(jī)主體上。參考標(biāo)號406表示第一透鏡保持構(gòu)件，該第一透鏡保持構(gòu)件保持第一透鏡單元401，并被螺釘407、408和409固定到后鏡筒405上。
參考標(biāo)號410和411表示導(dǎo)桿(導(dǎo)向構(gòu)件)，所述導(dǎo)桿被后鏡筒405和第一透鏡保持構(gòu)件406基本上與光軸方向平行地保持。
參考標(biāo)號412表示第二透鏡保持構(gòu)件，該第二透鏡保持構(gòu)件保持第二透鏡單元402，并且其上固定有用于切斷不必要的光線的屏蔽罩432。第二透鏡保持構(gòu)件412在結(jié)合部分412a處與導(dǎo)桿410結(jié)合，以便被沿著光軸方向?qū)颍⑶以摰诙哥R保持構(gòu)件412在結(jié)合部412b處與導(dǎo)桿411結(jié)合，以便防止其圍繞導(dǎo)桿410旋轉(zhuǎn)。參考標(biāo)號413表示第三透鏡保持構(gòu)件，該第三透鏡保持構(gòu)件413保持第三透鏡單元403，并被螺釘416固定到后鏡筒405上。參考標(biāo)號414表示保持第四透鏡單元404的第四透鏡保持構(gòu)件，該第四透鏡保持構(gòu)件404與導(dǎo)桿411在結(jié)合部414a處結(jié)合，以便被沿著光軸方向?qū)?，并且在結(jié)合部414b處與導(dǎo)桿410結(jié)合，以便防止其圍繞導(dǎo)桿411旋轉(zhuǎn)。
光量調(diào)節(jié)單元415具有當(dāng)從光軸方向觀察時(shí)、在鉛直方向(第一方向)上比在水平方向(第二方向)上長的外形。光量調(diào)節(jié)單元415被螺釘417固定到后鏡筒405上。光量調(diào)節(jié)單元415具有和圖5C所示相同的結(jié)構(gòu)。
參考標(biāo)號418表示滑動(dòng)件，該滑動(dòng)件由磁鐵和摩擦材料彼此粘結(jié)構(gòu)成并通過粘結(jié)等固定到形成在第二透鏡保持構(gòu)件412中的方孔412d內(nèi)。
參考標(biāo)號419表示振動(dòng)器，該振動(dòng)器419由電-機(jī)械能量轉(zhuǎn)換元件及板狀彈性構(gòu)件形成，其中，由電-機(jī)械能量轉(zhuǎn)換元件在該板狀彈性構(gòu)件上產(chǎn)生振動(dòng)。振動(dòng)器419的彈性構(gòu)件由鐵磁體制成，該鐵磁體被滑動(dòng)件418的磁鐵吸引，使滑動(dòng)件418的摩擦材料的壓接面418a與在振動(dòng)器419的彈性構(gòu)件中形成在光軸方向上的兩個(gè)位置處的壓接面419a和419b壓力接觸。
參考標(biāo)號420表示柔性配線板，該柔性配線板連接到振動(dòng)器419上，并且向電-機(jī)械能量轉(zhuǎn)換元件傳送信號。
在由滑動(dòng)件418和振動(dòng)器419形成的第一線性致動(dòng)器(振動(dòng)型線性致動(dòng)器)中，在滑動(dòng)件418與振動(dòng)器419壓力接觸時(shí)，將相位不同的兩個(gè)頻率信號(脈沖信號或交流信號)通過柔性配線板420輸入給電-機(jī)械能量轉(zhuǎn)換元件，以便在振動(dòng)器419的壓接面419a和419b中產(chǎn)生大致橢圓的運(yùn)動(dòng)，從而在滑動(dòng)件418的壓接面418a中產(chǎn)生沿光軸方向的驅(qū)動(dòng)力。
參考標(biāo)號421表示間隔件，振動(dòng)器419固定在該間隔件421上，參考標(biāo)號422表示板簧，間隔件421固定在該板簧422上。板簧422具有在平面內(nèi)的方向上不容易變形、而在垂直于該平面的方向上容易變形、并且在圍繞包含在該平面內(nèi)的任意軸線的旋轉(zhuǎn)方向上容易變形的形狀。在平面內(nèi)的方向上不容易變形的板簧422，限制振動(dòng)器419在光軸方向(即，驅(qū)動(dòng)方向)上的位移。
參考標(biāo)號423表示振動(dòng)器框架，板簧422被螺釘424和425固定在該振動(dòng)器框架上。振動(dòng)器框架423被螺釘426和427固定到第一透鏡保持構(gòu)件406上。
參考標(biāo)號428表示標(biāo)尺，該標(biāo)尺檢測第二透鏡保持構(gòu)件412的位置，并通過粘結(jié)等固定到第二透鏡保持構(gòu)件412中的方孔412d內(nèi)。
參考標(biāo)號429表示光發(fā)射/接收元件，該元件將光照射到標(biāo)尺428上，并接收被標(biāo)尺428反射的光，用于檢測第二透鏡保持構(gòu)件412的移動(dòng)量。標(biāo)尺428和光發(fā)射/接收元件429構(gòu)成用作檢測器的第一線性編碼器。
參考標(biāo)號430表示柔性配線板，該柔性配線板430用于向光發(fā)射/接收元件429發(fā)送信號，并從該光發(fā)射/接收元件429接收信號，該柔性配線板430被螺釘431固定在第一透鏡保持構(gòu)件406上。
如圖17所示，當(dāng)從光軸方向的前面觀察時(shí)，導(dǎo)桿410、由振動(dòng)器419和滑動(dòng)件418形成的第一線性致動(dòng)器、以及由光發(fā)射/接收元件429和標(biāo)尺428構(gòu)成第一線性編碼器，沿著或者靠近光量調(diào)節(jié)單元415的平面狀的左側(cè)面(從光軸方向觀察時(shí)的左邊的直線狀長邊部)配置，其中，所述平面狀的左側(cè)面是光量調(diào)節(jié)單元415的所有外表面中最靠近該光量調(diào)節(jié)單元415的光軸位置的外表面之一。在實(shí)施例4中，導(dǎo)桿410、第一線性編碼器、笫一線性致動(dòng)器從底部起依次相互鄰接配置。
參考標(biāo)號433表示固定在第四透鏡保持構(gòu)件414上的線圈。參考標(biāo)號434表示用于將信號傳送給線圈433的柔性配線板。當(dāng)?shù)谒耐哥R保持構(gòu)件414在光軸方向上移動(dòng)時(shí)，柔性配線板434變形。
參考標(biāo)號435和436分別表示磁鐵和磁軛。線圈433、磁鐵435以及磁軛436構(gòu)成磁路，在該磁路中，將線圈433通電，以便形成第二線性致動(dòng)器(音圈馬達(dá))，該第二線性致動(dòng)器是沿著光軸方向產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力的電磁型線性致動(dòng)器。參考標(biāo)號439表示磁軛保持構(gòu)件，該磁軛保持構(gòu)件439保持磁軛436并且被螺釘442和443固定到后鏡筒405上。
如圖16所示，第一線性致動(dòng)器在光軸方向上所處的范圍(滑動(dòng)件418所處的范圍)，以及第二透保持構(gòu)件412在光軸方向上的可移動(dòng)范圍L2，從光量調(diào)節(jié)單元415的物體側(cè)(圖16的左側(cè))向像面?zhèn)妊由臁５诙€性致動(dòng)器在光軸方向上所處的范圍(磁鐵435所處的范圍)和第四透鏡保持構(gòu)件414在光軸方向上的可移動(dòng)范圍L4從光量調(diào)節(jié)單元415的像面?zhèn)认蛭矬w側(cè)延伸。換句話說，第一和第二線性致動(dòng)器所處的范圍(笫二和第四透鏡保持構(gòu)件412和414的可移動(dòng)范圍)在光軸方向上彼此交疊。
參考標(biāo)號448表示標(biāo)尺，該標(biāo)尺448檢測第四透鏡保持構(gòu)件414的位置，并通過粘結(jié)等被固定到第四透鏡保持構(gòu)件414中的方孔414d內(nèi)。參考標(biāo)號449表示光發(fā)射/接收元件，該元件將光照射到標(biāo)尺448上，并接收被標(biāo)尺448反射的光，用以檢測第四透鏡保持構(gòu)件414的移動(dòng)量。參考標(biāo)號450表示柔性配線板，該柔性配線板450用于向光發(fā)射/接收元件449發(fā)送信號并從該光發(fā)射/接收元件449接收信號，該柔性配線板450被螺釘451固定在后鏡筒405上。
如圖18所示，當(dāng)從光軸方向的前方觀察時(shí)，導(dǎo)桿411、由線圈433、磁鐵435和磁軛436形成的第二線性致動(dòng)器、以及由光發(fā)射/接收元件449及標(biāo)尺448構(gòu)成的第二線性編碼器，沿著或靠近光量調(diào)節(jié)單元415的平面狀的右側(cè)面(從光軸方向觀察時(shí)的右邊的直線狀長邊部)配置，其中，所述平面狀的右側(cè)面是光量調(diào)節(jié)單元415的所有外表面中最靠近該光量調(diào)節(jié)單元415的光軸位置的外表面之一。在實(shí)施例4中，導(dǎo)桿411、第二線性致動(dòng)器、以及第二線性編碼器從頂部起依次相互鄰接配置。
導(dǎo)桿410、第一線性致動(dòng)器和第一線性編碼器組成的組以及導(dǎo)桿411、第二線性致動(dòng)器和第二線性編碼器組成的組相對于光軸基本上點(diǎn)對稱地配置。為了在嚴(yán)格意義上的點(diǎn)對稱，例如，應(yīng)當(dāng)從導(dǎo)桿411側(cè)的頂部起依次配置導(dǎo)桿411、第二線性編碼器以及第二線性致動(dòng)器，但是，如果將導(dǎo)桿、線性致動(dòng)器和線性編碼器分開來看的話，實(shí)施例4的配置可以看作是基本上點(diǎn)對稱的。如實(shí)施例4所示，相互鄰接配置的導(dǎo)桿411和第二線性致動(dòng)器，與后面將要描述的導(dǎo)桿411和第二線性致動(dòng)器分離配置的情況相比，可以更順滑地驅(qū)動(dòng)第四透鏡保持構(gòu)件414。但是，也可以采用嚴(yán)格的點(diǎn)對稱的配置。
在圖20中，參考標(biāo)號471表示由CCD傳感器、CMOS傳感器等形成的圖像拾取裝置。參考標(biāo)號472表示包括滑動(dòng)件418和振動(dòng)器419的振動(dòng)型線性致動(dòng)器，該振動(dòng)型線性致動(dòng)器用作第二透鏡單元402(第二透鏡保持構(gòu)件412)的驅(qū)動(dòng)源。參考標(biāo)號473表示電磁型線性致動(dòng)器，該電磁型線性致動(dòng)器由線圈433、磁鐵435以及磁軛436形成，并用作第四透鏡單元404(第四透鏡保持構(gòu)件414)的驅(qū)動(dòng)源。
參考標(biāo)號474表示作為光量調(diào)節(jié)單元415的驅(qū)動(dòng)源的馬達(dá)。參考標(biāo)號475表示由包括標(biāo)尺428和光發(fā)射/接收元件429的第一線性編碼器實(shí)現(xiàn)的第二透鏡編碼器，476表示由包括標(biāo)尺448和光發(fā)射/接收元件449的第二線性編碼器實(shí)現(xiàn)的第四透鏡編碼器。這些編碼器分別檢測第二透鏡單元402和第四透鏡單元404在光軸方向上的相對位置(從參考位置起的移動(dòng)量)。雖然實(shí)施例4利用光學(xué)編碼器作為編碼器，但是，也可以利用磁編碼器或者用電阻檢測絕對位置的編碼器。
參考標(biāo)號477表示光圈編碼器，例如，它是這樣一種類型的光圈編碼器，即，該光圈編碼器在作為光量調(diào)節(jié)單元415的驅(qū)動(dòng)源的馬達(dá)474內(nèi)設(shè)置霍爾元件，并用于檢測馬達(dá)474的轉(zhuǎn)子和定子之間的旋轉(zhuǎn)位置關(guān)系。
參考標(biāo)號487表示CPU，該CPU用作控制器，負(fù)責(zé)圖像攝取裝置的操作控制。參考標(biāo)號478表示照相機(jī)信號處理電路，該照相機(jī)信號處理電路478對來自于圖像拾取裝置471的輸出進(jìn)行放大、γ校正等。在進(jìn)行預(yù)定的處理之后，通過AE門479和AF門480傳送視頻信號的對比信號。門479和480在整個(gè)畫面上設(shè)定最佳的范圍，用于提取曝光設(shè)定以及聚焦的信號。這些門479和480可以具有可變的尺寸，或者可以設(shè)置多個(gè)門479和480。
參考標(biāo)號484表示用于自動(dòng)聚焦的AF(自動(dòng)聚焦)信號處理電路，該電路提取視頻信號的高頻分量，以便生成AF評價(jià)值信號。參考標(biāo)號485表示用于變焦操作的變焦開關(guān)。參考標(biāo)號486表示變焦跟蹤存儲器，為了在改變放大倍數(shù)時(shí)保持聚焦?fàn)顟B(tài)，該變焦跟蹤存儲器存儲有關(guān)于目標(biāo)位置的信息，其中，第四透鏡單元404根據(jù)照相機(jī)到物體的距離以及第二透鏡單元402的位置，將要被驅(qū)動(dòng)到所述目標(biāo)位置?？梢詫PU487中的存儲器117用作變焦跟蹤存儲器。
在上述結(jié)構(gòu)中，當(dāng)使用者操作變焦開關(guān)485時(shí)，CPU487控制用于驅(qū)動(dòng)第二透鏡單元402的振動(dòng)型線性致動(dòng)器472，并且根據(jù)變焦跟蹤存儲器486中的信息和由第二透鏡單元編碼器475的檢測結(jié)果確定的第二透鏡單元402的當(dāng)前位置，計(jì)算出第四透鏡單元404的目標(biāo)驅(qū)動(dòng)位置，以便控制用于將第四透鏡單元404驅(qū)動(dòng)到該目標(biāo)驅(qū)動(dòng)位置的電磁型線性致動(dòng)器473。第四透鏡單元404是否已經(jīng)達(dá)到該目標(biāo)驅(qū)動(dòng)位置，是通過由第四透鏡單元編碼器476的檢測結(jié)果提供的第四透鏡單元404的當(dāng)前位置與目標(biāo)驅(qū)動(dòng)位置的匹配來確定的。
在自動(dòng)聚焦過程中，CPU487控制電磁型線性致動(dòng)器473，驅(qū)動(dòng)第四透鏡單元404，以便搜索由AF信號處理電路484確定的AF評價(jià)值處于峰值的位置。
為了提供適當(dāng)?shù)钠毓?，CPU487控制光量調(diào)節(jié)單元415的馬達(dá)474，以便增大或者減小光圈的直徑，使得通過AE門479的亮度信號的平均值等于預(yù)定的值，就是說，使得從光圈編碼器477的輸出具有對應(yīng)于預(yù)定值的數(shù)值。
在上述結(jié)構(gòu)中，滑動(dòng)件418利用磁鐵形成，該磁鐵吸引振動(dòng)器419，以便提供用于產(chǎn)生作為振動(dòng)型線性致動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)力所需的壓接力。因此，壓接力的任何反作用力都不作用到第二透鏡保持構(gòu)件412上。從而，在第二透鏡保持構(gòu)件412與導(dǎo)桿410和411結(jié)合的結(jié)合部412a和412b處產(chǎn)生的摩擦力不增大，由摩擦產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)負(fù)荷不增加。另外，板簧422產(chǎn)生小的力，從而，由板簧422作用到與導(dǎo)桿410和411結(jié)合的結(jié)合部412a和412b上的力很小，并且?guī)缀醪辉龃笤诮Y(jié)合部412a和412b處產(chǎn)生的摩擦力。這就使得可以采用低功率和小型的振動(dòng)型線性致動(dòng)器，從而可以減小透鏡鏡筒的尺寸。
由于大的壓接力沒有作用到第二透鏡保持構(gòu)件412上，所以，在第二透鏡保持構(gòu)件412與導(dǎo)桿410和411結(jié)合的結(jié)合部412a和412b處產(chǎn)生的摩擦力不增大。無需增大第一線性致動(dòng)器的功率和尺寸，可以降低由于導(dǎo)桿410、411和結(jié)合部412a、412b之間的摩擦引起的磨損。而且，可以精確地實(shí)現(xiàn)第二透鏡保持構(gòu)件412(第二透鏡單元402)的精細(xì)的驅(qū)動(dòng)。
即使當(dāng)制造誤差等在光軸方向上改變?nèi)魏螇航用嫦鄬τ诤凸廨S平行的軸線的位置，或者改變圍繞該軸線的傾斜度時(shí)，板簧422發(fā)生變形，改變振動(dòng)器419的位置或傾斜度(取向)，以便保持兩個(gè)壓接面彼此平行，從而，保持所述面之間的適當(dāng)?shù)慕佑|狀態(tài)。將板簧422設(shè)定成具有這樣的彈簧常數(shù)，即，使得該板簧響應(yīng)于比上述壓接力小的力而發(fā)生變形。即使當(dāng)任何壓接面的位置或傾斜度改變時(shí)，壓接力也不發(fā)生大的變化。從而，可以穩(wěn)定地提供與第一線性致動(dòng)器中固有的性能相符的輸出。
由于振動(dòng)器總是與滑動(dòng)件壓力接觸，所以，即使在不通電時(shí)，振動(dòng)型線性致動(dòng)器也不發(fā)生位移。特別是，第二透鏡單元402只在變化放大倍數(shù)時(shí)移動(dòng)，通常是靜止的，從而，與采用電磁力的線性致動(dòng)器相比，采用所述用于驅(qū)動(dòng)第二透鏡單元的振動(dòng)型線性致動(dòng)器可以節(jié)省電力。
另一方面，在利用電磁力的線性致動(dòng)器中，不設(shè)置接觸部，因此沒有被磨損的部分。由于只在驅(qū)動(dòng)方向上產(chǎn)生力，并且任何橫向壓力都沒有作用到驅(qū)動(dòng)構(gòu)件(第四透鏡保持構(gòu)件414)上，所以任何橫向壓力都沒有作用到被驅(qū)動(dòng)構(gòu)件與導(dǎo)桿411和410結(jié)合的結(jié)合部414a及414b上，結(jié)合部414a和414b幾乎不磨損。特別是，在改變放大倍數(shù)和聚焦時(shí)，第四透鏡單元移動(dòng)，其移動(dòng)量比由于AF操作引起的第二透鏡單元的移動(dòng)量大。從而，為了提高耐用性，與振動(dòng)型線性致動(dòng)器相比，電磁型線性致動(dòng)器在用于驅(qū)動(dòng)第四透鏡單元時(shí)更為有效。
如上所述，在實(shí)施例4中，當(dāng)從光軸方向觀察時(shí)，導(dǎo)桿410、第一線性致動(dòng)器以及第一線性編碼器，沿著(靠近)左側(cè)面相互鄰接地配置，所述左側(cè)面是光量調(diào)節(jié)單元415的最靠近光軸位置的外表面之一。當(dāng)從光軸方向觀察時(shí)，導(dǎo)桿411、第二線性致動(dòng)器以及第二線性編碼器沿著(靠近)右側(cè)面相互鄰接地配置，所述右側(cè)面是光量調(diào)節(jié)單元415的最靠近光軸位置的外表面之一。因此，即使光學(xué)設(shè)備具有以下部分，仍然可以將其形成緊湊的尺寸，所述部分包括光量調(diào)節(jié)單元415、用于驅(qū)動(dòng)配置在光量調(diào)節(jié)單元415的物體側(cè)和像面?zhèn)鹊牡诙偷谒耐哥R保持構(gòu)件412和414(第二和第四透鏡單元402和404)的兩個(gè)線性致動(dòng)器、用于沿光軸方向?qū)ν哥R保持構(gòu)件412和414進(jìn)行導(dǎo)向的兩個(gè)導(dǎo)桿410和411，以及用于檢測透鏡保持構(gòu)件412和414的位置的兩個(gè)線性編碼器。
第一線性編碼器的標(biāo)尺428鄰接導(dǎo)桿401配置，減小了由于第二透鏡保持構(gòu)件412與導(dǎo)桿410和411結(jié)合的結(jié)合部412a及412b的間隙引起的標(biāo)尺428的位移，從而能夠精確地進(jìn)行位置檢測。
當(dāng)將線性致動(dòng)器和線性編碼器相對于導(dǎo)桿隔著光軸配置(所述導(dǎo)桿用于對由所述線性致動(dòng)器和線性編碼器驅(qū)動(dòng)及檢測位置的透鏡保持構(gòu)件進(jìn)行導(dǎo)向)時(shí)，由于在透鏡保持構(gòu)件與導(dǎo)桿結(jié)合的結(jié)合部處的間隙，在驅(qū)動(dòng)開始時(shí)，線性編碼器有可能以導(dǎo)桿作為支承點(diǎn)向與驅(qū)動(dòng)方向相反的方向移動(dòng)。這會降低位置檢測精度。但是，在實(shí)施例4中，線性致動(dòng)器和線性編碼器配置在與導(dǎo)桿相同的一側(cè)，所述導(dǎo)桿用于對由所述線性致動(dòng)器和線性編碼器驅(qū)動(dòng)及檢測位置的透鏡保持構(gòu)件進(jìn)行導(dǎo)向，從而，不會出現(xiàn)這種問題，可以精確地進(jìn)行位置檢測。
另外，由于第二線性致動(dòng)器靠近導(dǎo)桿411配置，所以，可以順滑地驅(qū)動(dòng)第四透鏡保持構(gòu)件414。
根據(jù)實(shí)施例1至4中的每一個(gè)，光學(xué)設(shè)備具有保持機(jī)構(gòu)，該保持機(jī)構(gòu)在可以改變構(gòu)件的位置和傾斜度中的至少一個(gè)的狀態(tài)下，保持振動(dòng)器和接觸構(gòu)件中的一個(gè)構(gòu)件。這就使得即使在另外一個(gè)構(gòu)件不平行于光軸或者圍繞與光軸平行的軸線傾斜時(shí)，也能夠持續(xù)不變地使振動(dòng)器和接觸構(gòu)件的壓接面平行，以便保持它們的表面接觸的狀態(tài)。從而，可以穩(wěn)定地提供與振動(dòng)型線性致動(dòng)器的固有性能相符的輸出。
特別是，當(dāng)在保持構(gòu)件中設(shè)置能夠響應(yīng)于比壓接力小的力而變形的彈性構(gòu)件時(shí)，因?yàn)橛蓮椥詷?gòu)件的變形產(chǎn)生的力很小，所以，可以減小由彈性構(gòu)件作用到透鏡保持構(gòu)件和導(dǎo)向構(gòu)件的結(jié)合部上的力。從而，減小在透鏡保持構(gòu)件和導(dǎo)向構(gòu)件的結(jié)合部上產(chǎn)生的摩擦，因此可以利用低功率的振動(dòng)型驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)透鏡，降低在結(jié)合部的磨損，并完成對透鏡的精細(xì)、順滑和精確的驅(qū)動(dòng)。
上面對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了描述。但是，本發(fā)明并不局限于實(shí)施例1至4中所描述的結(jié)構(gòu)，在實(shí)施例1至4中的每一個(gè)中，都可以進(jìn)行各種改型。
盡管已經(jīng)結(jié)合與透鏡成一整體的圖像攝取裝置對實(shí)施例1至4的每一個(gè)進(jìn)行了描述，但是，本發(fā)明也可適用于可更換的透鏡(光學(xué)設(shè)備)，所述可更換的透鏡可拆卸地安裝在圖像攝取裝置主體上。本發(fā)明不僅可以適用于圖像攝取裝置，而且還可以適用于利用振動(dòng)型線性致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)透鏡的各種光學(xué)設(shè)備。
盡管已經(jīng)結(jié)合以可變的位置和傾斜度保持振動(dòng)器和滑動(dòng)件的保持機(jī)構(gòu)對實(shí)施例1至4的每一個(gè)進(jìn)行了描述，，但是，也可以提供一種保持機(jī)構(gòu)，所述保持機(jī)構(gòu)允許位置和傾斜度中的一個(gè)改變。
本申請要求基于2005年4月22日提出的日本專利申請No.2005-125754的國外優(yōu)先權(quán)，如這里所充分闡述的那樣，通過參考，將該專利申請的全部內(nèi)容結(jié)合到本申請中。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)設(shè)備，包括透鏡；沿光軸方向驅(qū)動(dòng)所述透鏡的振動(dòng)型線性致動(dòng)器，所述振動(dòng)型線性致動(dòng)器包括振動(dòng)器和接觸構(gòu)件，在所述振動(dòng)器上通過電-機(jī)械能量轉(zhuǎn)換作用產(chǎn)生振動(dòng)，所述接觸構(gòu)件與所述振動(dòng)器壓力接觸；以及保持機(jī)構(gòu)，所述保持機(jī)構(gòu)保持所述振動(dòng)器和所述接觸構(gòu)件中的一個(gè)構(gòu)件，以便響應(yīng)于比作用到所述振動(dòng)器和所述接觸構(gòu)件之間的壓接力小的力而改變所述一個(gè)構(gòu)件的位置和傾斜度中的至少一個(gè)。
2.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)設(shè)備，其特征在于，所述保持機(jī)構(gòu)限制所述一個(gè)構(gòu)件在光軸方向上的位移。
3.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)設(shè)備，其特征在于，所述保持機(jī)構(gòu)包括彈性構(gòu)件，所述彈性構(gòu)件響應(yīng)于比壓接力小的力而進(jìn)行變形。
4.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)設(shè)備，其特征在于，所述保持機(jī)構(gòu)與產(chǎn)生壓接力的構(gòu)件分開設(shè)置。
5.如權(quán)利要求4所述的光學(xué)設(shè)備，其特征在于，所述接觸構(gòu)件由磁鐵形成，以及所述壓接力由吸引所述振動(dòng)器的所述接觸構(gòu)件的磁性作用產(chǎn)生。
6.如權(quán)利要求1至5中任何一項(xiàng)所述的光學(xué)設(shè)備，進(jìn)一步包括保持透鏡的透鏡保持構(gòu)件，在所述透鏡保持構(gòu)件上設(shè)置所述振動(dòng)器和所述接觸構(gòu)件中的一個(gè)；以及導(dǎo)向構(gòu)件，所述導(dǎo)向構(gòu)件與所述透鏡保持構(gòu)件結(jié)合，用于沿光軸方向?qū)λ鐾哥R保持構(gòu)件進(jìn)行導(dǎo)向。
全文摘要
本發(fā)明公開一種光學(xué)設(shè)備，該光學(xué)設(shè)備可以在振動(dòng)型線性致動(dòng)器的振動(dòng)器和接觸構(gòu)件之間很好地保持面接觸狀態(tài)，以便進(jìn)行穩(wěn)定的透鏡驅(qū)動(dòng)。所述光學(xué)設(shè)備包括沿光軸方向驅(qū)動(dòng)透鏡的振動(dòng)型線性致動(dòng)器。所述振動(dòng)型線性致動(dòng)器包括振動(dòng)器和接觸構(gòu)件，在該振動(dòng)器上通過電－機(jī)械能量轉(zhuǎn)換作用產(chǎn)生振動(dòng)，該接觸構(gòu)件與振動(dòng)器壓力接觸。所述裝置包括保持機(jī)構(gòu)，該保持機(jī)構(gòu)保持所述振動(dòng)器和接觸構(gòu)件中的一個(gè)，使得響應(yīng)于比所述振動(dòng)器與接觸構(gòu)件之間的壓接力更小的力，改變所述一個(gè)構(gòu)件的位置和傾斜度的至少其中之一。
文檔編號G02B7/04GK1851515SQ200610077750
公開日2006年10月25日 申請日期2006年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月22日
發(fā)明者中島茂雄, 佐藤武彥 申請人:佳能株式會社