專利名稱：圖像穩(wěn)定器,透鏡裝置以及成像器裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種圖像穩(wěn)定器、包括這種圖像穩(wěn)定器的透鏡裝置以及包括這種透鏡裝置的成像器裝置，該圖像穩(wěn)定器通過在垂直于透鏡系統(tǒng)的光軸的方向上移動校正透鏡，從而使得該校正透鏡的光軸與該透鏡系統(tǒng)的光軸相匹配，以穩(wěn)定在拍攝時由于運動和振動而產(chǎn)生的模糊圖像。
背景技術(shù)：
近年來，諸如數(shù)字照相機(jī)和攝影機(jī)的成像器裝置的性能已經(jīng)得到了顯著的提高，其使得對于任何人容易地以高圖像質(zhì)量和高效率拍攝靜態(tài)圖片和移動圖片成為可能。這種成像器的提高效率歸功于透鏡、CCD(電荷耦合裝置)，也就是固體圖像拾取裝置和圖像處理電路的高性能。
然而，盡管能夠?qū)⑼哥R、CCD等的性能制造得更高，但是如果在攝影師持有照相機(jī)(成像器裝置)的手中發(fā)生手的顫動，那么在高分辨率圖像中會產(chǎn)生模糊，并且所拍攝的圖像不可避免地模糊了。為了解決這一問題，一部分相對昂貴的照相機(jī)裝備有能夠?qū)τ捎谠谂臄z時的照相機(jī)振動等產(chǎn)生模糊的圖像進(jìn)行校正的圖像穩(wěn)定器。然而，需要這種圖像穩(wěn)定器的照相機(jī)并不是專業(yè)水平的照相機(jī)，并且應(yīng)當(dāng)理解，對于針對大量具有較少攝影經(jīng)驗的攝影愛好者的消費者照相機(jī)來說，圖像穩(wěn)定器是必不可少的。
通常，對于較小和較輕的照相機(jī)(成像器裝置)的需要是強(qiáng)烈的，并且大部分?jǐn)z影師喜歡重量輕且便于攜帶的照相機(jī)。然而，由于基于現(xiàn)有技術(shù)的圖像穩(wěn)定器相對尺寸較大，當(dāng)這種巨大的圖像穩(wěn)定器安裝在相機(jī)主體上時，整個照相機(jī)的尺寸將不可避免地變大，這與使照相機(jī)尺寸更小和重量更輕的要求是相矛盾的。另外，基于現(xiàn)有技術(shù)的圖像穩(wěn)定器需要大量部件，造成了照相機(jī)成本隨著部件數(shù)量的增加而增大的問題。
例如，引用的專利參考文獻(xiàn)1描述了基于現(xiàn)有技術(shù)的這種類型的圖像穩(wěn)定器。該引用的專利參考文獻(xiàn)1描述了一種用于諸如攝錄機(jī)和使用圖像穩(wěn)定器的透鏡的透鏡筒的光學(xué)裝置的圖像穩(wěn)定器。描述于該引用的專利參考文獻(xiàn)1(以下稱作“第一現(xiàn)有技術(shù)實例”)中的圖像穩(wěn)定器具有如下特性。在通過使拍攝透鏡的一部分在垂直平面內(nèi)相對于光軸運動而能夠校正模糊圖像的圖像穩(wěn)定器中，該圖像穩(wěn)定器包括用于固定該校正透鏡的透鏡固定框，用于在該垂直平面內(nèi)相對于光軸導(dǎo)引該透鏡固定框朝向第一方向運動的第一導(dǎo)引機(jī)構(gòu)，以及用于導(dǎo)引該透鏡固定框朝向垂直于第一方向的第二方向運動的第二導(dǎo)引機(jī)構(gòu)。該圖像穩(wěn)定器進(jìn)一步包括用于朝向第一方向驅(qū)動該透鏡固定框的第一驅(qū)動器，用于朝向第二方向驅(qū)動該透鏡固定框的第二驅(qū)動器以及用于檢測該校正透鏡位置的位置檢測器。當(dāng)從該光軸觀察時，該第一導(dǎo)引機(jī)構(gòu)和該第二驅(qū)動器的一部分或該第二導(dǎo)引機(jī)構(gòu)和該第一驅(qū)動器的一部分位于它們彼此重疊的位置。
基于具有在該引用的專利參考文獻(xiàn)1中描述的上述設(shè)置的該圖像穩(wěn)定器，當(dāng)從光軸方向觀察行距移位器(pitch shifter)和偏轉(zhuǎn)驅(qū)動器(yaw driver)或偏轉(zhuǎn)移位器(yaw shifter)和行距驅(qū)動器(pitch driver)時，由于用來使該校正透鏡運動的導(dǎo)引軸和用于驅(qū)動該導(dǎo)引軸的線圈或磁鐵位于它們彼此重疊重疊的位置，因此可以預(yù)料到諸如減小圖像穩(wěn)定器的寬度和高度的影響。
例如，引用的專利參考文獻(xiàn)2描述了基于現(xiàn)有技術(shù)的圖像穩(wěn)定器的第二實例。該引用的專利參考文件2描述了一種用于諸如攝錄機(jī)和使用圖像穩(wěn)定器的透鏡的透鏡筒的光學(xué)裝置的圖像穩(wěn)定器。描述于該引用的專利參考文獻(xiàn)2(以下稱作“第二現(xiàn)有技術(shù)實例”)中的該圖像穩(wěn)定器具有如下特性。在通過使拍攝透鏡的一部分在垂直平面內(nèi)相對于光軸運動而能夠校正模糊圖像的圖像穩(wěn)定器中，該圖像穩(wěn)定器包括用于固定該校正透鏡的透鏡固定框。該校正透鏡包括用于限定校正透鏡的運動范圍的第一限定部分，用于在該垂直平面內(nèi)導(dǎo)引該透鏡固定框相對于該光軸朝向該第一方向運動的第一導(dǎo)引機(jī)構(gòu)，以及用于導(dǎo)引該透鏡固定框朝向垂直于該第一方向的該第二方向運動的第二導(dǎo)引機(jī)構(gòu)。該圖像穩(wěn)定器進(jìn)一步包括用于朝向該第一方向驅(qū)動該透鏡固定框的第一驅(qū)動器，用于朝向該第二方向驅(qū)動該透鏡固定框的第二驅(qū)動器，用于檢測該校正透鏡的位置的位置檢測器以及具有與該第一限定部分嚙合以限定校正透鏡的運動范圍的第二限定部分的固定機(jī)構(gòu)。該第一和第二限定部分位于該第一和第二驅(qū)動器的內(nèi)側(cè)上并幾乎同心。
基于具有在該引用的專利參考文獻(xiàn)2中描述的上述設(shè)置的該圖像穩(wěn)定器，由于可動的限定元件位于校正透鏡和驅(qū)動器之間的相對于光軸接近于一同心圓上，并且將要與該限定部分元件嚙合的非嚙合元件設(shè)置在固定框上以限定校正透鏡的運動，因此能夠?qū)⑿Ｕ哥R的可運動范圍限定在該可動部分內(nèi)。于是，能夠預(yù)料到諸如構(gòu)造小的圖像穩(wěn)定器的效果。
同樣，例如，引用的專利參考文獻(xiàn)3描述了現(xiàn)有技術(shù)的圖像穩(wěn)定器的第三實例。該引用的專利參考文獻(xiàn)3描述了安裝在照相機(jī)等上的防振器，該防振器用于檢測相對低頻率的振動并將該檢測到的振動作為避免模糊圖像的信息來避免模糊圖像。描述于引用的專利參考文獻(xiàn)3(以下稱作“第三現(xiàn)有技術(shù)實例”)中的防振器包括位于用于固定透鏡組的透鏡筒內(nèi)并偏離該組透鏡的光軸的校正光學(xué)機(jī)構(gòu)，用于檢測施加到該透鏡筒的振動的振動檢測器，以及用于根據(jù)來自該振動檢測器的信號驅(qū)動該校正光學(xué)機(jī)構(gòu)以隔離振動的防振控制器。該校正光學(xué)機(jī)構(gòu)包括校正透鏡，用于固定該校正透鏡的固定框，用于以使該固定框能夠沿與該組透鏡的光軸方向不同的第一方向運動的方式固定該固定框的第一固定框，用于以使該第一固定框能夠沿與該光軸方向和該第一方向不同的第二方向運動且固定到該透鏡的透鏡筒上的方式固定該第一固定框的第二固定框。該校正光學(xué)機(jī)構(gòu)進(jìn)一步包括用于使該第一和第二固定框沿該第一和第二方向運動的第一和第二線圈，由與該第一和第二線圈相對的第一和第二磁場產(chǎn)生元件構(gòu)成的第一和第二驅(qū)動器，以及用于檢測該固定框和該第一固定框沿該第一和第二方向運動的量的第一和第二位置檢測器。至少一個該第一和第二磁場產(chǎn)生元件和該第一和第二位置檢測器設(shè)置在固定到透鏡的該透鏡筒上并包含第二固定框的固定元件上。
基于具有描述于引用的專利參考文獻(xiàn)3中的上述設(shè)置的防振器，可預(yù)料到的是該防振器能夠響應(yīng)直至高頻振動的振動而不增加成本和大的空間。
日本公開專利申請No.2000-258813[引用的專利參考2]日本公開專利申請No.2003-270695[引用的專利參考3]日本公開專利申請No.3-186823然而，當(dāng)?shù)谝恢恋谌F(xiàn)有技術(shù)的實例包括位置檢測器以檢測校正透鏡的位置時，在上述任何一種情況下的位置檢測器都是由發(fā)光裝置和受光裝置構(gòu)成，該發(fā)光裝置由發(fā)光二極管(LED)構(gòu)成，該受光裝置由位置敏感二極管(PSD)構(gòu)成。在該第三現(xiàn)有技術(shù)的實例的情況下，發(fā)光裝置結(jié)合到定子上，而受光裝置結(jié)合到第二固定框上，并且基于該發(fā)光裝置和受光裝置可以檢測該固定框在行距方向上相對于該第一固定框的位置。
在這種情況下，該發(fā)光裝置和該受光裝置應(yīng)當(dāng)在其結(jié)合到該定子和該第二固定框后被正確地定位。由于發(fā)光裝置和受光裝置的中心部分不能可視地確認(rèn)，因此難以使該發(fā)光裝置和該受光裝置正確地定位，并產(chǎn)生了在生產(chǎn)上所需要的工作效率不是太高的問題。同時，由于該位置探測器需要兩種諸如LED和PSD的特殊電子裝置，因此增加了部件的數(shù)量，這是不經(jīng)濟(jì)的。另外，產(chǎn)生了除了該位置檢測外的整個裝置的控制變得復(fù)雜的問題。

發(fā)明內(nèi)容
在基于現(xiàn)有技術(shù)的圖像穩(wěn)定器中，由于位置檢測器由LED(發(fā)光二極管)和PSD(位置敏感二極管)構(gòu)成，因此難以使該LED和該PSD正確地定位。同樣，由于必須對該LED和該PSD進(jìn)行控制，因此控制機(jī)構(gòu)變得復(fù)雜并且生產(chǎn)過程上所需要的工作效率并不太高。
基于本發(fā)明的一個方面，提供一種圖像穩(wěn)定器，其中校正透鏡包括具有可相對移動的線圈和磁鐵的驅(qū)動器并通過該驅(qū)動器固定到運動框，在該驅(qū)動器中，該線圈和磁鐵中的一個固定到該運動框。另外，在本圖像穩(wěn)定器中，固定到可動地支撐該運動框的支撐框的另一個能夠沿垂直于透鏡系統(tǒng)光軸的第一方向和沿垂直于該第一方向的第二方向運動，該第二運動方向同樣垂直于該光軸，對校正透鏡的光軸進(jìn)行控制，使得其與透鏡系統(tǒng)的光軸一致。該圖像穩(wěn)定器進(jìn)一步包括用于通過檢測該磁鐵的磁力來檢測與該校正透鏡的第一方向相關(guān)的位置信號的第一霍爾元件，用于通過檢測該磁鐵的磁力來檢測與該校正透鏡的第二方向相關(guān)的位置信號的第二霍爾元件，具有固定于其上的磁鐵并具有從該磁鐵的邊緣部分釋放出磁通量的凸出部分的軛。在本圖像穩(wěn)定器中，在磁鐵和該線圈之一固定到該運動框的狀態(tài)下，通過向第一和第二方向移動該第一和第二霍爾元件，將第一和第二霍爾元件定位于由該第一和第二霍爾元件接收的來自磁鐵的磁力變?yōu)榛鶞?zhǔn)值的位置。另外，該磁鐵和該線圈支撐元件中的另一個固定到支撐框并且其中使該校正透鏡的光軸與該透鏡系統(tǒng)的光軸相一致，并且其中該磁鐵和該線圈支撐元件中的另一個固定到該支撐框。
基于本發(fā)明的圖像穩(wěn)定器、透鏡裝置和成像器裝置，由于將霍爾元件用作位置檢測器，該驅(qū)動器的磁鐵還能夠用作用于為該霍爾元件提供必須信息的部件。結(jié)果，位置檢測器所需要的部件數(shù)量降低，并且能夠容易和可靠地執(zhí)行校正模糊圖像的控制。另外，由于該軛包括凸出部分，則與該霍爾元件相對的該軛的磁通量可主動地釋放到該凸出部分，并且靠近該凸出部分的磁通密度沿平行于該磁鐵等的邊緣方向基本上保持均勻。于是，當(dāng)運動框朝向第一方向運動時，第二霍爾元件的磁通密度的改變能夠大大降低。同樣，類似的當(dāng)該運動框朝向該第二方向運動時，第一霍爾元件的磁通密度的改變能夠大大地降低。結(jié)果，第一和第二霍爾元件之間的相互干擾能夠大大降低，并且能夠極其精確地對位置進(jìn)行檢測。
通過簡單的結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)一種圖像穩(wěn)定器，包含該圖像穩(wěn)定器的透鏡裝置以及包含該透鏡裝置的成像器裝置?；谠搱D像穩(wěn)定器、透鏡裝置和成像器裝置的這些結(jié)構(gòu)，由于將霍爾元件用作位置檢測器，固定該磁鐵的軛包括凸出部分并且與該霍爾元件相對的該軛的磁通量能夠主動地釋放到該凸出部分，因此靠近該凸出部分的磁通密度沿平行于該磁鐵等的邊緣的方向能夠基本上保持均勻。于是，當(dāng)該運動框朝向該第一方向運動時，第二霍爾元件的磁通密度的改變能夠大大降低。同樣，類似的當(dāng)該運動框朝向該第二方向運動時，第一霍爾元件的磁通密度的改變能夠大大地降低。結(jié)果，第一和第二霍爾元件之間的相互干擾能夠大大降低，并且能夠非常精確地對位置進(jìn)行檢測。


圖1是從前側(cè)示出基于本發(fā)明第一實施例的透鏡裝置的透視圖；圖2是從后側(cè)示出的示于圖1中的透鏡裝置的透視圖；圖3是示于圖1中的透鏡裝置的前視圖；圖4是示于圖1中的透鏡裝置的后視圖；圖5是示于圖1中的透鏡裝置的左手側(cè)正視圖；圖6是示于圖1中的透鏡裝置的右手側(cè)正視圖；圖7是示于圖1中的透鏡裝置的平面圖；圖8是示于圖1的透鏡裝置的仰視圖；圖9是沿示于圖5中的透鏡裝置的線M-M的截面圖；圖10是沿示于圖3中的透鏡裝置的線N-N的截面圖；圖11是示于圖1中的透鏡裝置的分解透視圖；圖12是用于解釋示于圖1中的透鏡裝置的透鏡系統(tǒng)的說明圖；
圖13是示出基于本發(fā)明的第一實施例的成像器裝置的分解透視圖，并且示出了將上述成像器裝置應(yīng)用于數(shù)字照相機(jī)上的情況；圖14是示出基于本發(fā)明的第一實施例的成像器裝置的透視圖，并且從前側(cè)示出了在物鏡被透鏡蓋關(guān)閉狀態(tài)下的數(shù)字照相機(jī)；圖15是示出基于本發(fā)明的第一實施例的成像器裝置的透視圖，并且從前側(cè)示出了在通過打開透鏡蓋使物鏡露出狀態(tài)下的數(shù)字照相機(jī)；圖16是示于圖14中的數(shù)字照相機(jī)的后視圖；圖17是示于圖14中的數(shù)字照相機(jī)的平面圖；圖18是示出基于本發(fā)明的第一實施例的圖像穩(wěn)定器的透視圖，并且從前側(cè)示出了該圖像穩(wěn)定器；圖19是從后側(cè)示出的示于圖18中的圖像穩(wěn)定器的透視圖；圖20是示于圖18中的圖像穩(wěn)定器的平面圖；圖21是示于圖18中的圖像穩(wěn)定器的前視圖；圖22是示于圖18中的圖像穩(wěn)定器的后視圖；圖23是示于圖18中的圖像穩(wěn)定器的分解透視圖；圖24是示出示于圖18中的圖像穩(wěn)定器的第一運動框的透視圖；圖25是示出示于圖18中圖像穩(wěn)定器的線圈組件主體、磁鐵和軛的分解透視圖；圖26是以放大比例示出示于圖18中的圖像穩(wěn)定器的線圈組件主體、磁鐵和軛的平面圖；圖27是以放大比例示出示于圖18中的圖像穩(wěn)定器的線圈組件主體、磁鐵和軛的前視圖；圖28是基于本發(fā)明第二實施例的圖像穩(wěn)定器的線圈組件主體、磁鐵和軛的平面圖；圖29是基于本發(fā)明第三實施例的圖像穩(wěn)定器的線圈組件主體、磁鐵和軛的平面圖；圖30是示于圖29中的線圈組件主體、磁鐵和軛的分解透視圖；圖31是用于解釋基于本發(fā)明一實施例的圖像穩(wěn)定器將受到控制的概念的框圖；圖32是示出基于本發(fā)明一實施例的成像器裝置的示意性設(shè)置的第一實施例的框圖；
圖33是示出基于本發(fā)明一實施例的成像器裝置的示意性設(shè)置的第二實施例的框圖；圖34是示出基于本發(fā)明一實施例的運動磁鐵系統(tǒng)圖像穩(wěn)定器的透視圖；圖35是示出示于圖34中的圖像穩(wěn)定器的分解透視圖；圖36A和36B分別是示出示于圖34中的圖像穩(wěn)定器的圖示，其中圖36A是其平面圖，而圖36B是其仰視圖；圖37A、37B、37C和37D分別是示出示于圖34中的圖像穩(wěn)定器的圖示，其中圖37A是其前視圖，圖37B是其后視圖，圖37C是其右手側(cè)主視圖，圖37D是其左手側(cè)主視圖；圖38是示出基于本發(fā)明一實施例的運動霍爾元件系統(tǒng)圖像穩(wěn)定器的透視圖；圖39是示出示于圖38中的圖像穩(wěn)定器的分解透視圖；圖40A和40B分別是示出示于圖38中的圖像穩(wěn)定器的圖示，其中圖40A是其平面圖，而圖40B是其仰視圖；圖41A、41B、41C和41D分別是示出示于圖38中的圖像穩(wěn)定器的圖示，其中圖41A是其前視圖，圖41B是其后視圖，圖41C是其右手側(cè)主視圖，圖41D是其左手側(cè)主視圖；圖42A、42B、42C和42D分別是用于解釋基于本發(fā)明一實施例的磁鐵、軛和霍爾元件之間關(guān)系的圖示，其中圖42A是軛和磁鐵的平面圖，圖42B是其縱向截面圖，圖42C是示出該軛、磁鐵、霍爾元件和線圈之間關(guān)系的說明圖，以及圖42D是示出該霍爾元件和線圈之間關(guān)系的說明圖；圖43A和43B分別是示出當(dāng)通過圖42C中示出的霍爾元件檢測磁通密度時所獲結(jié)果的圖表，其中圖43A示出了當(dāng)在軛具有凸出部分的狀態(tài)下通過霍爾元件檢測磁通密度時獲得的結(jié)果，而圖43B示出了當(dāng)在軛不具有凸出部分的狀態(tài)下通過霍爾元件檢測磁通密度時獲得的結(jié)果；圖44A和44B分別是示出當(dāng)通過圖43A和43B中示出的霍爾元件檢測磁通密度時所獲結(jié)果的圖表，其中圖44A示出了當(dāng)在軛具有凸出部分的狀態(tài)下通過霍爾元件檢測磁通密度時獲得的結(jié)果，而圖44B示出了當(dāng)在軛不具有凸出部分的狀態(tài)下通過霍爾元件檢測磁通密度時獲得的結(jié)果；圖45是用于解釋通過圖42C所示的霍爾元件檢測磁通密度的狀態(tài)的說明圖；
圖46A、46B和46C分別是用于解釋通過示于圖45中的霍爾元件檢測磁通密度的狀態(tài)的圖示，其中圖46A是用于解釋沒有凸出部分的短側(cè)的側(cè)面的圖示，圖46B是用于解釋具有凸出部分的短側(cè)的側(cè)面的圖示，而圖46C是用于解釋長側(cè)的側(cè)面的圖示。
具體實施例方式
下面將參考附圖描述本發(fā)明的實施例。圖1至圖46A、46B和46C是用于解釋本發(fā)明實施例的圖示。
圖1是從前側(cè)示出的基于本發(fā)明的第一實施例的透鏡裝置的透視圖。圖2是從后側(cè)示出該透鏡裝置的透視圖。圖3是其前視圖。圖4是其后視圖。圖5是其左手側(cè)正視圖。圖6是其右手側(cè)正視圖。圖7是其平面圖。圖8是其仰視圖。圖9是沿圖5中的線M-M的截面圖。圖10是沿圖3中的線N-N的截面圖。圖11是其分解透視圖。圖12是用于解釋透鏡系統(tǒng)的圖示。圖13是示出成像器裝置的第一示例的數(shù)字照相機(jī)的分解透視圖。圖14是從前側(cè)示出數(shù)字照相機(jī)的透視圖。圖15是示出通過移動透鏡蓋使物鏡露出的狀態(tài)的透視圖。圖16是其后視圖而圖17是其平面圖。
圖18是從前側(cè)示出基于本發(fā)明的第一實施例的圖像穩(wěn)定器的透視圖。圖19是從后側(cè)示出本圖像穩(wěn)定器的透視圖。圖20是其平面圖。圖21是其前視圖，圖22是其后視圖而圖23是其分解透視圖。圖24是示出第一運動框的透視圖。圖25是示出線圈組件主體、磁鐵和軛的分解透視圖。圖26是示出線圈組件主體等的俯視圖。圖27是其前視圖。圖28是示出基于本發(fā)明第二實施例的線圈組件主體、磁鐵和軛的平面圖。圖29是示出基于本發(fā)明第三實施例的線圈組件主體等的透視圖。圖30是其分解透視圖。圖31是用于解釋對基于本發(fā)明一實施例的圖像穩(wěn)定器進(jìn)行控制的概念的框圖。圖32是示出基于本發(fā)明第一實施例的成像器裝置的示意性設(shè)置的框圖。圖33是示出基于本發(fā)明第二實施例的成像器裝置的示意性設(shè)置的框圖。
圖34至圖46A、46B和46C分別用于解釋磁鐵的磁力與作為位置檢測器來檢測該磁鐵的磁力的霍爾元件之間的關(guān)系的圖示。在圖34至圖42A、42B和42C中，沒有示出構(gòu)成驅(qū)動器一部分的線圈，以便更容易理解每幅視圖。
特別是，圖34至圖37A、37B、37C和37D示出了將本發(fā)明應(yīng)用到包含移動磁鐵系統(tǒng)驅(qū)動器的圖像穩(wěn)定器上的實例，其中驅(qū)動器的線圈與兩個霍爾元件是固定的，該磁鐵是可動的。圖34是示出該圖像穩(wěn)定器外觀的透視圖。圖35是其分解透視圖，圖36A是其平面圖，圖36B是其仰視圖，圖37A是其前視圖，圖37B是其后視圖，圖37C是其右手側(cè)主視圖而圖37D是其左手側(cè)主視圖。圖38至41A、41B、41C和41D示出了將本發(fā)明用于裝備有移動線圈(移動霍爾元件)系統(tǒng)驅(qū)動器的圖像穩(wěn)定器的實例，其中該驅(qū)動器的磁鐵是固定的，兩個霍爾元件是可動的。圖38是示出該圖像穩(wěn)定器的外觀的透視圖，圖39是其分解透視圖，圖40A是其平面圖，圖40B是其仰視圖，圖41A是其前視圖，圖41B是其后視圖，圖41C是其右手側(cè)主視圖和圖41D是其左手側(cè)主視圖。
圖42A、42B、42C和42D分別是用于解釋磁鐵、軛和兩個霍爾元件等之間位置關(guān)系的圖示，其中圖42A是磁鐵和軛的平面圖，圖42B是其縱向截面圖，圖42C是示出該磁鐵、軛、線圈和兩個霍爾元件之間位置關(guān)系的說明圖，以及圖42D是示出該線圈和兩個霍爾元件之間位置關(guān)系的說明圖，同時省略了磁鐵和軛。圖43A和43B是示出在軛包括凸出部分的情況下通過霍爾元件檢測磁通密度與在軛不包括凸出部分的情況下通過霍爾元件檢測的磁通密度的值之間差異的圖表。圖43A是示出當(dāng)軛包括凸出部分時獲得的檢測值的圖表，圖43B是示出當(dāng)軛不包括凸出部分時獲得的檢測值的圖表，并且圖44A和44B是以曲線的形式示出示于圖43A和43B中的檢測值的說明圖。圖45是示出霍爾元件相對于磁鐵的位置與磁通密度之間關(guān)系的說明圖，并且圖46A、46B和46C是示出將示于圖45的關(guān)系應(yīng)用到特定位置的情況下的說明圖。
如圖1至11所示，透鏡裝置1示出了基于本發(fā)明第一實施例的透鏡裝置。該透鏡裝置1包括透鏡系統(tǒng)2、透鏡筒3、CCD((charge-coupled device電荷耦合裝置)，也就是固體成像裝置)4、圖像穩(wěn)定器5等，該透鏡系統(tǒng)2包括5組具有多個位于相同光軸L上的透鏡，該透鏡筒3用于固定該透鏡系統(tǒng)2的透鏡或支撐該透鏡系統(tǒng)2的透鏡使得它們可以成為可動的，該CCD 4示出固定到透鏡的透鏡筒3的成像器的特定實例，該圖像穩(wěn)定器5安裝到該透鏡筒3上并可以使透鏡系統(tǒng)2的圖像穩(wěn)定。
透鏡裝置1的透鏡系統(tǒng)2構(gòu)造為折疊透鏡，其由具有位于同一光軸L上的五套透鏡組的五組透鏡7至11構(gòu)成。五組透鏡7至11中，位于末端側(cè)的第一組透鏡7由第一透鏡7A、棱鏡7B和第二透鏡7C構(gòu)成，該第一透鏡7A是與物體相對的物鏡，該棱鏡7B位于物鏡7A的與該物體相對的一側(cè)上，該第二透鏡7C與棱鏡7B相對。棱鏡7B是其截面為等腰直角三角形的三棱鏡。物鏡7A與位置偏移90度相鄰的兩個表面中的一個相對，而第二透鏡7C與另一表面相對。
在第一組透鏡7中，從一個表面通過物鏡7A引入棱鏡7B的光在相對于光軸L傾斜45度的反射表面上被反射，并由此其傳播方向彎曲90度。然后，該光從另一表面射出，穿過第二透鏡7C并朝向沿光軸L的第二組透鏡8傳播。該第二組透鏡8通過第三透鏡8A和第四透鏡8B組合構(gòu)成，由此成為在光軸L上是可動的。將穿過該第二組透鏡8的光引入到第三組透鏡9。
該第三組透鏡9包括固定到透鏡的透鏡筒3的第五透鏡。由第六透鏡構(gòu)成的第四組透鏡10位于該第三組透鏡9的后面。能夠調(diào)節(jié)穿過透鏡系統(tǒng)2的光量的可變光闌機(jī)構(gòu)12位于該第四組透鏡10和第三組透鏡9之間。該第四組透鏡10構(gòu)造為使得能夠移動光軸L。由第七透鏡11A和校正透鏡15構(gòu)成的第五組透鏡11位于該第四組透鏡10的后面，這將在后面進(jìn)行描述。在該第五組透鏡11中，第七透鏡11A固定到透鏡的透鏡筒3，并且校正透鏡15位于第七透鏡11A的后面以便其能夠移動。另外，CCD 4位于校正透鏡15的后面。
該第二組透鏡8和第四組透鏡10能夠分開并獨立地沿光軸L朝向光軸方向移動。用戶通過沿預(yù)定方向移動該第二組透鏡8和該第四組透鏡10能夠?qū)ψ兘购途劢惯M(jìn)行調(diào)節(jié)。更特別的是，在變焦調(diào)節(jié)方面，用戶能夠通過移動該第二組透鏡8和該第四組透鏡10而從廣角到遠(yuǎn)距照相進(jìn)行變焦調(diào)節(jié)。在聚焦調(diào)節(jié)方面，用戶能夠通過移動該第四組透鏡10從廣角到遠(yuǎn)距照相進(jìn)行聚焦調(diào)節(jié)。
CCD 4固定到CCD適配器上，并且通過該CCD適配器將其連接到透鏡的透鏡筒3。光學(xué)濾波器14位于CCD 4的前面，并且包含該校正透鏡15的圖像穩(wěn)定器5位于該光學(xué)濾波器14和該第七透鏡11A之間。將在后面進(jìn)行詳細(xì)描述的圖像穩(wěn)定器5適于對因透鏡系統(tǒng)2的運動和振動而在拍攝的圖像上產(chǎn)生的模糊圖像進(jìn)行校正。在普通狀態(tài)下，校正透鏡15以其光軸與透鏡系統(tǒng)2的光軸L相匹配的方式接合。當(dāng)由于相機(jī)主體等的運動和振動使CCD4的聚焦屏上的圖像模糊時，圖像穩(wěn)定器5能夠通過沿垂直于光軸L的兩個方向(第一方向X和第二方向Y)移動校正透鏡15而校正CCD 4的聚焦屏上的模糊圖像。
固定具有上述設(shè)置的透鏡系統(tǒng)2的透鏡的透鏡筒3由上鏡筒16、中鏡筒17和下鏡筒18構(gòu)成，其能夠如圖1至11所示沿上下方向組裝并結(jié)合。上鏡筒16由開口窗19和殼體構(gòu)成，該開口窗19在前面的上部開口，該殼體具有在下表面內(nèi)開口的開口部分。該第一組透鏡7的物鏡7A安裝到該開口窗19上，并且物鏡7A通過安裝到該開口窗19的前面上的面板21安裝到上鏡筒18。穿過遮光板22位于物鏡7A后面的棱鏡7B和位于該棱鏡7B的下表面上的第二透鏡7C固定在上鏡筒16內(nèi)。
在該上鏡筒16內(nèi)，第一可動固定框23以能夠沿與在透鏡的透鏡筒3的上下方向上延伸的透鏡系統(tǒng)2的光軸L平行的上下方向上移動的方式被支撐。第一可動固定框23具有穿過該上下方向的通孔，并且該第二組透鏡8固定到該通孔。第一可動固定框23通過連接到上鏡筒16的變焦驅(qū)動機(jī)構(gòu)24以能夠在沿透鏡系統(tǒng)2的光軸L的方向上在預(yù)定范圍內(nèi)向前和向后移動的方式進(jìn)行配置。
該變焦驅(qū)動機(jī)構(gòu)24由變焦電機(jī)25、提供作為變焦電機(jī)25的旋轉(zhuǎn)軸的進(jìn)給螺桿軸26、與該進(jìn)給螺桿軸26嚙合的進(jìn)給螺母27等構(gòu)成。變焦電機(jī)25固定到U形第一支架28，并且一端凸出的該進(jìn)給螺桿軸26的兩端部分由第一支架28支撐，以便能夠自由地旋轉(zhuǎn)。該第一支架28通過多個固定螺釘29a(在本實施例中是兩個固定螺釘29a)連接到上鏡筒16，其示出了緊固機(jī)構(gòu)的一個特定實例。
在第一支架28連接到上鏡筒16的狀態(tài)下，進(jìn)給螺母27可滑動地與進(jìn)給螺桿軸26嚙合。進(jìn)給螺母27在其可被限定為不沿其螺紋槽延伸的方向運動的狀態(tài)下由該第一可動固定框23固定。另外，該第一可動固定框23具有在其上鉆孔的兩個導(dǎo)引軸31a和31b，以便沿平行于光軸L的方向可滑動。將該兩導(dǎo)引軸31a和31b的一端固定到上鏡筒16，而其另一端固定到中鏡筒17。
于是，當(dāng)驅(qū)動變焦電機(jī)25時，進(jìn)給螺桿軸26的旋轉(zhuǎn)力通過進(jìn)給螺母27傳送到第一可動固定框23。這時，相對于在預(yù)定位置旋轉(zhuǎn)的進(jìn)給螺桿軸26，進(jìn)給螺母27沿軸向相對移動。結(jié)果，第一可動固定框23與進(jìn)給螺母27一起移動，由此使該第二組透鏡8響應(yīng)于該變焦電機(jī)25的旋轉(zhuǎn)方向沿其趨近于該第一組透鏡7的方向或沿其趨近于該第三組透鏡9的方向選擇性地移動。這時，由于該兩導(dǎo)引軸31a和31b沿平行于光軸L的方向?qū)潭ㄔ摰诙M透鏡8的第一可動固定框23進(jìn)行導(dǎo)引，因此該第一可動固定框23能夠在光軸L上以高精度移動。
位于牢固地固定到該中鏡筒17上的該第三組透鏡9下方的可變光闌機(jī)構(gòu)12由光闌元件32、光闌支撐板33，步進(jìn)電機(jī)34等構(gòu)成，該光闌元件32的開口面積可被自由地調(diào)節(jié)，該光闌支撐板33用于可動地支撐該光闌元件32，該步進(jìn)電機(jī)34用于打開和關(guān)閉該光闌元件32。步進(jìn)電機(jī)34通過電機(jī)基底35固定到中鏡筒17的上表面的側(cè)面部分。中鏡筒17放置在下鏡筒18上，而上鏡筒16放置在中鏡筒17上。這三個鏡筒16、17和18通過穿透這些鏡筒16、17和18的多個固定螺釘29b(在本實施例中是三個固定螺釘29b、29b，29b)沿上下方向緊固并固定在一起，并由此集成組裝為透鏡的透鏡筒3。
下鏡筒18由在上表面、側(cè)表面和下表面開口的殼體形成。在下鏡筒18的殼體內(nèi)，支撐著第二可動固定框36，其能夠沿平行于透鏡系統(tǒng)2的光軸L的上下方向移動。第二可動固定框36具有在其上鉆出的沿上下方向的通孔，并且該第四組透鏡10固定到該通孔。第二可動固定框36構(gòu)造為使得其通過連接到下鏡筒18的聚焦驅(qū)動機(jī)構(gòu)37能夠在沿透鏡系統(tǒng)2的光軸L方向上在預(yù)定范圍內(nèi)向前和向后移動。
聚焦驅(qū)動機(jī)構(gòu)37包括聚焦電機(jī)38、提供作為該聚焦電機(jī)38的旋轉(zhuǎn)軸的進(jìn)給螺桿軸39、與該進(jìn)給螺桿軸39嚙合的進(jìn)給螺母41等構(gòu)成。聚焦電機(jī)38固定到U形第二支架42，并且凸出到第二框架42的一端的進(jìn)給螺桿軸39的各個端部通過該第二框架42在各端可旋轉(zhuǎn)地支撐。第二框架42通過用作緊固機(jī)構(gòu)的多個固定螺釘29c(兩個固定螺釘29c，29c)連接到下鏡筒18。
在第二框架42連接到下鏡筒18的狀態(tài)下，進(jìn)給螺母41可滑動地與進(jìn)給螺桿軸39嚙合。在進(jìn)給螺母41被限定為在不沿其螺紋槽延伸的方向運動的狀態(tài)下，進(jìn)給螺母41固定到第二可動固定框36。另外，兩導(dǎo)引軸43(在圖11中僅示出一個導(dǎo)引軸43)沿平行于光軸L的方向可滑動地穿透第二可動固定框36。該兩導(dǎo)引軸43的一端固定到中鏡筒17，而其另一端固定到下鏡筒18。
于是，當(dāng)驅(qū)動聚焦電機(jī)38時，進(jìn)給螺桿軸39的旋轉(zhuǎn)力通過進(jìn)給螺母41傳送到第二可動固定框36。這時，進(jìn)給螺母41沿在預(yù)定位置旋轉(zhuǎn)的進(jìn)給螺桿軸39的軸向相對運動。結(jié)果，第二可動固定框36與進(jìn)給螺母41一致運動，由此該第四組透鏡10響應(yīng)于聚焦電機(jī)38的旋轉(zhuǎn)方向選擇性地沿趨近于該第三組透鏡9的方向和趨近于該第五組透鏡11的方向運動。這時，由于固定該第四組透鏡10的第二可動固定框36被該兩導(dǎo)引軸43沿平行于光軸L的方向?qū)б?，因此其能夠高精度地在光軸L上運動。
CCD 4通過CCD適配器44接合到下鏡筒18的下表面。CCD適配器4由具有鉆孔于其中心部分的方形開口孔的板體構(gòu)成，并且通過例如粘接劑等的緊固機(jī)構(gòu)穿過方形框架狀的密封橡膠45將CCD 4集成固定到CCD適配器44的一個表面。其上結(jié)合有濾光器14的遮光板46設(shè)置在CCD適配器44的另一個表面。CCD適配器44和遮光板46通過濾光壓板47加壓，并由此固定在一起。然后，在濾光器14位于內(nèi)側(cè)的狀態(tài)下，通過諸如固定螺釘?shù)木o固機(jī)構(gòu)將CCD適配器44接合到下鏡筒18。
圖像穩(wěn)定器5可分離地接合到在該下鏡筒18的側(cè)表面內(nèi)開口的開口部分48。圖像穩(wěn)定器5具有示于圖18至27的設(shè)置。該圖像穩(wěn)定器5包括上述校正透鏡15，用于支撐該校正透鏡15的第一移動框51，和用于以該第一移動框51能夠沿垂直于透鏡系統(tǒng)2的光軸L的第一方向X移動的方式支撐該第一移動框51的第二移動框52。還包括用于沿垂直于光軸L并且垂直于該第一方向X的第二方向Y支撐該第二移動框52的固定基底53，示出為用于使第一移動框51沿第一方向X移動以及使第二移動框52沿第二方向Y移動的驅(qū)動器的特定實例的傳動裝置(actuator)54，用于檢測校正透鏡15的位置的位置檢測器94、95等。
當(dāng)由于將在下文中描述的手抖動而使照相機(jī)主體抖動或振動時，校正透鏡15響應(yīng)于該照相機(jī)主體抖動量沿第一方向X或第二方向Y移動其位置，由此使圖像穩(wěn)定。如圖23所示，校正透鏡15在其外周邊緣形成沿圓周在一個表面?zhèn)冗B續(xù)的臺階部分15a。另外，與直徑方向?qū)?yīng)的兩個凹槽形成在校正透鏡15的外周邊緣，由此形成兩面寬度部分15a和15b。該校正透鏡15固定到第一移動框51，該第一移動框51示出了移動框的第一實例。
如圖23和24所示，第一移動框51由環(huán)形透鏡固定部分51a、曲柄狀軛固定部分51b等構(gòu)成，校正透鏡15裝配到該環(huán)形透鏡固定部分51a中，曲柄狀軛固定部分51b連續(xù)地形成于該透鏡固定部分51a的一側(cè)并且軛66固定到其上。透鏡固定部分51a具有與校正透鏡15相對應(yīng)的形狀，并且與校正透鏡15的臺階部分15a相嚙合的臺階部分設(shè)置在適配孔58的外圍邊緣，校正透鏡15裝配到該適配孔58中。另外，透鏡固定部分51a包括與校正透鏡15的兩表面寬度部分15a和15b相對應(yīng)的兩表面寬度部分51c和51d，并且軛固定部分51b連接到與該兩表面寬度部分51c和51d相對的方向(第二方向Y)垂直的方向(第一方向X)的一側(cè)。
第一主軸承部分61和第一次軸承部分62設(shè)置在透鏡固定部分51a的兩表面寬度部分51c和51d的外側(cè)。該第一主軸承部分61包括以預(yù)定間隔沿第一方向X設(shè)置的兩個軸承件61a和61b。第一主導(dǎo)引軸63沿第一方向X穿過該兩軸承件61a和61b。第一主導(dǎo)引軸63通過壓配合插入并固定到該兩軸承件61a和61b。第一主導(dǎo)引軸63的各個端部分別從軸承件61a和61b凸出到外側(cè)。沿側(cè)向開口的軸承槽64穿透第一次軸承部分62。第一次導(dǎo)引軸65可滑動地嵌入該軸承槽64。
構(gòu)成傳動裝置54的一部分的軛66通過諸如粘接劑和固定螺釘?shù)木o固機(jī)構(gòu)固定到第一移動框51的軛固定部分51b。如圖25所示，軛66由其間具有預(yù)定間隔彼此平行相對的上部件66a和下部件66b以及連接該上、下部件66a和66b的連接件66c構(gòu)成。連接件66c設(shè)置在該上、下部件66a和66b的縱向一側(cè)，并且凹陷66d形成在連接件66c的側(cè)面方向，該第一移動框51的軛固定部分51b的一部分插入到該凹陷66d中。
設(shè)置軛66的凹陷66d以便使線圈組件主體94更靠近校正透鏡15，線圈組件主體94將在下面描述。該凹陷66d使傳動裝置54更小型化成為可能。尺寸基本上與上部件66a和下部件66b相等的矩形平面磁鐵67a和67b通過諸如粘接劑的緊固機(jī)構(gòu)分別固定到軛66的上部件66a和下部件66b的兩個內(nèi)表面。沿上下方向相對的兩磁鐵67a和67b和軛66構(gòu)成一磁路。特別是，由一個軛66和兩個磁鐵67a和67b構(gòu)成的一套磁路元件既用作第一驅(qū)動器的磁路，也用作第二驅(qū)動器的磁路。
如圖23所示，示出為移動框的第二特定實例的第二移動框52由比第一移動框51稍寬的平板主體形成。第二移動框52與第一移動框的下側(cè)相對并裝配到其上。第二移動框52具有在與第一移動框51的適配孔58相對的位置穿透的與該第一適配孔58尺寸基本上相同的通孔68。第二軸承部分設(shè)置在第二移動框52的上表面上，以便支撐該第一移動框51，使得該第一移動框51能夠沿第一方向X滑動。
第二軸承部分由第二主軸承部分71和第二次軸承部分72構(gòu)成，第二主軸承部分71用于可滑動地支撐固定到該第一移動框51的第一主導(dǎo)引軸63，該第二次軸承部分72用于固定地支撐該第一次導(dǎo)引軸65。第二主軸承部分71位于在第一移動框5 1設(shè)置在第二移動框52上方的狀態(tài)下能夠支撐該第一主導(dǎo)引軸63的各個端部的位置。特別是，第二主軸承部分71由兩個軸承件71a和71b構(gòu)成，以支撐該第一主導(dǎo)引軸63的各個端部并且被設(shè)置成在該第二移動框52的上表面上向上凸出。
第二主軸承部分71的兩軸承件71a和71b間隔一距離，該距離通過將第一移動框51沿第一方向X運動的足夠長的長度加上第一主軸承部分61沿該第一方向X延伸的長度得到。該兩軸承件71a和71b具有鉆孔在其上的軸承孔，并且第一主導(dǎo)引軸63的兩端部分別可滑動地插入到這些軸承孔中。
同樣，第二次軸承部分72在第一移動框51設(shè)置在第二移動框52上方的狀態(tài)下位于與該第一次軸承部分62相對應(yīng)的位置。特別是，第二次軸承部分72由用于支撐第一次導(dǎo)引軸65的各個端部的兩個軸承件72a和72b構(gòu)成。該兩軸承件72a和72b具有鉆孔在其上的軸承孔，并且第一次導(dǎo)引軸65的兩端部分別通過壓配合插入并固定到這些軸承孔中。第一次導(dǎo)引軸65可滑動地插入到形成在第一移動框51的第一次軸承部分62上的軸承槽64中。設(shè)置第一次導(dǎo)引軸65和第一主導(dǎo)引軸63，使得其軸線可以彼此平行。第一移動框51被第一次導(dǎo)引軸65和第一主導(dǎo)引軸63導(dǎo)引，使得其能夠沿第一方向X運動。
將第三軸承部分設(shè)置在第二移動框52的下表面上，以便支撐該第二移動框52，使得第二移動框52能夠沿垂直于第一方向X的第二方向Y滑動。第三軸承部分由第三主軸承部分75和第三次軸承部分76構(gòu)成。第三次軸承部分75由位于第二移動框52的第一方向X的一個端部處并且其間沿第二方向Y以預(yù)定間隔定位的兩個軸承件75a和75b構(gòu)成。該兩軸承件75a和75b分別具有在其上鉆出的軸承孔，并且沿第二方向Y延伸的第二主導(dǎo)引軸77的兩個端部分別可滑動地插入這些軸承孔。
同樣，將第三次軸承部分76設(shè)置到第二移動框52上其第一方向X的另一端部的基本上中心部分。沿側(cè)向開口的軸承槽78設(shè)置在該第三次軸承部分76上。沿垂直于第一方向X的第二方向Y延伸的第二次導(dǎo)引軸79可滑動地嚙合該軸承槽78。第二主導(dǎo)引軸77和第二次導(dǎo)引軸79分別固定到固定基底53。固定基底53示出了支撐框的特定實例，并且第二移動框52與該固定基底53相對并組裝到其上。
如圖23所示，固定基底53由尺寸與第二移動框52相對應(yīng)的移動框支撐部分53a、與該移動框支撐部分53a連續(xù)形成為一體的線圈固定部分53b等構(gòu)成。移動框支撐部分53a由尺寸基本上與第二移動框52相同的平板主體形成，并且線圈固定部分53b沿第一方向X延續(xù)到該移動框支撐部分53a的一端。移動框支撐部分53a在其與第二移動框52的通孔69相對應(yīng)的位置處具有與第二移動框52的通孔68尺寸基本上相同的通孔81。第四軸承部分以能夠使第二移動框52沿第二方向Y滑動穿過第二導(dǎo)引軸的方式設(shè)置到移動框支撐部分53a的上表面上沿第一方向X的各端部處。
第四軸承部分由位于第一方向X的一側(cè)上的第四主軸承部分82和位于第一方向X的另一側(cè)上的第四次軸承部分83構(gòu)成。第四主軸承部分82由沿第二方向Y具有適當(dāng)間距的兩個軸承件82a和82b構(gòu)成，并且它們在移動框支撐部分53a的上表面上向上凸出。兩個軸承件82a和82b具有分別鉆孔在其上的軸承孔，并且第二主導(dǎo)引軸77的兩個軸向方向中間部分通過壓配合插入并固定到這些軸承孔中。因此，第二主導(dǎo)引軸77的各個端部分別朝兩個軸承件82a和82b的外側(cè)凸出。
設(shè)置在第二移動框52上的第三主軸承部分75的兩個軸承件75a和75b可滑動地與第二主導(dǎo)引軸77的兩端的凸出部分嚙合。兩軸承件75a和75b分隔一段距離，該距離由將第二移動框52沿第二方向Y移動的足夠長的長度加上兩軸承件82a和82b的長度得到。因此，將第二移動框52的第三主軸承部分75支撐到固定在固定基底53的第四主軸承部分82上的第二主導(dǎo)引軸77上，使得其能夠在兩軸承件82a和82b的外側(cè)運動。
同樣，第四次軸承部分83由沿第二方向Y設(shè)置的其間具有適當(dāng)間距的兩個軸承件83a和83b構(gòu)成，并且設(shè)置它們以便向上凸出到移動框支撐部分53a的上表面。兩軸承件83a和83b具有鉆孔在其上的軸承孔。第二次導(dǎo)引軸79通過壓配合插入并固定到這些軸承孔中，并由此沿軸向支撐在它們的各端部。在兩軸承件83a和83b之間，設(shè)置在第二移動框52上的第三次軸承部分76的軸承槽78可滑動地與第二次導(dǎo)引軸79嚙合。因此，第三次軸承部分76被兩軸承件83a和83b之間的第二次導(dǎo)引軸79導(dǎo)引，以便其能夠沿第二方向Y移動預(yù)定距離。
固定基底53的線圈固定部分53b由具有沿向上方向突出的支撐壁84的基本上方形平面部分形成，并且該支撐壁84位于該第二方向Y的一側(cè)。線圈支撐固定器85固定到線圈固定部分53b，并且線圈組件主體93接合到線圈支撐固定器85。如圖25所示，設(shè)置線圈支撐固定器85以便將線圈組件主體93固定在預(yù)定高度，并且其形成為具有U型平面的框架主體。線圈支撐固定器85設(shè)置在線圈固定部分53b上，以便沿該支撐壁84延伸，并且其通過諸如粘接劑和固定螺釘?shù)木o固機(jī)構(gòu)集成地固定到固定基底53。用于將固定基底53固定到透鏡的透鏡筒3的附件套筒部分53c設(shè)置在固定基底53的下表面上。
線圈支撐固定器85的上表面形成為平面，并且將用于適當(dāng)?shù)囟ㄎ蝗嵝约訌?qiáng)板86的兩定位凸出部分85a和85b設(shè)置到線圈支撐固定器85的上表面上。兩定位凸出部分85a和85b沿第二方向Y以預(yù)定間隔定位，并且通過該兩定位凸出部分85a和85b適當(dāng)定位的柔性加強(qiáng)板86固定到線圈支撐固定器85的上表面。在上下表面內(nèi)印刷并模制有預(yù)定電路的柔性印刷電路板87通過諸如粘膠帶的緊固機(jī)構(gòu)固定到柔性加強(qiáng)板86上。
具有平面繞線的平面線圈83安裝在柔性加強(qiáng)板86的上表面上，并且其電連接到設(shè)置在該柔性印刷電路板87的上表面上的預(yù)定布線圖案。如圖25等所示，平面線圈88具有兩橢圓形線圈部分88a和88b肩并肩設(shè)置的形狀。兩線圈部分88a和88b沿寬度方向的長度基本上相同，但是其沿縱向的長度不同。兩線圈部分88a和88b沿縱向的長度不同的原因在于軛66的連接件66c能夠位于較短的線圈部分88b的外側(cè)，使得其能夠接近校正透鏡15，同時保持平面線圈88的平坦表面?zhèn)葘挼拿娣e，由此使整個傳動裝置54的小型化成為可能。
該兩個線圈部分88a和88b是通過纏繞同一線圈線而形成的，并且以這種方式設(shè)置同一線圈線的纏繞方向以使得當(dāng)激勵平面線圈88時，電流在推力產(chǎn)生部分89a和89b中沿相同方向流動，該推力產(chǎn)生部分89a和89b的在寬度方向相鄰的長側(cè)直線延伸。在兩個線圈部分88a和88b的縱向定向為第二方向Y的狀態(tài)下，平面線圈88通過例如粘接劑的緊固機(jī)構(gòu)固定在柔性加強(qiáng)板86上。這樣，當(dāng)電流流過兩個線圈部分88a和88b時，由于從磁鐵67a和67b產(chǎn)生的磁力作用于垂直于平面線圈88的方向，由于弗萊明(Fleming)左手定律，定向為沿第一方向X的力作用于磁鐵67a和67b的側(cè)面。
圓柱形線圈91連接在柔性加強(qiáng)板86的底面，并且該圓柱形線圈91的兩端電連接于設(shè)置在柔性印刷電路板87的底面上的預(yù)定布線圖案。如圖25等所示，該圓柱形線圈91包括設(shè)置在其中央部分上的矩形空間部分以使得其整體形成矩形圓筒，并且通過纏繞預(yù)定數(shù)量的線圈線來提供疊層方向的預(yù)定厚度以使其形狀像正方形圓筒。在將線圈線延伸的方向定向為第一方向X的狀態(tài)下，該圓柱形線圈91具有通過例如粘接劑之類的緊固機(jī)構(gòu)固定在柔性印刷電路板87上的推力產(chǎn)生部分92。
整體地緊固成具有下部件66b的一個主體的軛66的下部件66b和下面磁鐵67b可以插入圓柱形線圈91的中央空間部分。這樣，當(dāng)電流流過圓柱形線圈91時，由于從磁鐵67a和67b產(chǎn)生的磁力作用在垂直于推力產(chǎn)生部分92的方向，由于弗萊明的左手定律，向著第二方向Y定向的力作用于磁鐵67a和67b的側(cè)面。柔性加強(qiáng)板86，柔性印刷電路板87，平面線圈88和圓柱形線圈91構(gòu)成線圈組件主體93。
圖26和27示出的是由上述線圈組件主體93，軛66和兩個磁鐵67a和67b構(gòu)成的傳動裝置54。傳動裝置54中，軛66，兩個磁鐵67a和67b以及平面線圈88構(gòu)成使校正透鏡15沿第一方向X穿過第一移動框51運動的第一驅(qū)動器。然后，第一移動框51的第一主軸承部分61和第一次軸承部分62，第一主導(dǎo)引軸63和第一次導(dǎo)引軸65，第二主軸承部分71和第二次軸承部分72構(gòu)成使校正透鏡15沿垂直于透鏡裝置1的光軸L的第一方向X穿過第一移動框51運動的第一導(dǎo)軌。
此外，軛66，兩個磁鐵67a和67b以及圓柱形線圈91構(gòu)成使校正透鏡15沿第二方向Y穿過第二移動框52運動的第二驅(qū)動器。然后，第二移動框52的第三主軸承部分75、第三次軸承部分76，第二主導(dǎo)引軸77、第二次導(dǎo)引軸79，第四主軸承部分82和第四次軸承部分83構(gòu)成使校正透鏡15不僅沿垂直于透鏡裝置1的光軸L的方向而且沿垂直于第一方向X的第二方向Y穿過第二移動框52運動的第二導(dǎo)軌。
如上所述，根據(jù)本實施例，由于將由軛66及兩個磁鐵67a和67b組成的一套磁路元件同時用作用于第一驅(qū)動器的磁路和用于第二驅(qū)動器的磁路。因此，由于不用為每個驅(qū)動器提供磁路元件，所以，可以減少部件數(shù)量并可以簡化結(jié)構(gòu)，從而可以使整個裝置小型化。
同樣，如圖25中所示，表示第一位置檢測器的特殊例子的第一霍爾元件94，表示第二位置檢測器的特殊例子的第二霍爾元件95和表示溫度檢測器的特殊例子的熱敏電阻96分別連在柔性加強(qiáng)板86的底面上。該第一霍爾元件94適于檢測與穿過第一移動框51的第一方向X相關(guān)的校正透鏡15的位置。同樣，該第二霍爾元件95適于檢測與穿過第二移動框52的第二方向Y相關(guān)的校正透鏡15的位置。該第一霍爾元件94位于圓柱形線圈91的一側(cè)，而該第二霍爾元件95位于圓柱形線圈91的另一側(cè)。
該第一和第二霍爾元件94和95適于檢測在預(yù)定位置的下部磁鐵67b的磁力強(qiáng)度并輸出與該磁力的強(qiáng)度相應(yīng)的檢測信號?？刂蒲b置基于來自兩個霍爾元件94和95的檢測信號計算和估算校正透鏡15的位置。同樣，當(dāng)環(huán)境溫度升高到超過預(yù)定溫度時，熱敏電阻96檢測線圈組件主體93周圍的溫度并將溫度校正增加到由于手顫動和振動使圖像變模糊的校正。稍后，將描述該第一和第二霍爾元件94和95、磁鐵67a和67b和軛66、所檢測到的磁通量密度等之間的位置關(guān)系。
例如，具有上述配置的圖像穩(wěn)定器5將裝配如下。首先，如圖25-27中所示，平面線圈88固定在柔性加強(qiáng)板86的一個表面，而圓柱形線圈91固定在與柔性印刷電路板87連接著的所述表面的相對側(cè)，由此構(gòu)成柔性加強(qiáng)板86和兩個線圈88與91在其中整體地形成一體的線圈組件主體93。
軛66的下部件66b從橫向插入線圈組件主體93的圓柱形線圈91的孔中，而固定在下部件66b的內(nèi)表面的下部磁鐵67b與圓柱形線圈91的推力產(chǎn)生部分92相對。同時，上部磁鐵67a與平面線圈88的上表面相對。結(jié)果，上部磁鐵67a和下部磁鐵67b夾置平面線圈88的推力產(chǎn)生部分89a與89b及圓柱形線圈91的推力產(chǎn)生部分92從而構(gòu)成傳動裝置54。傳動裝置54的柔性加強(qiáng)板86放在線圈支撐固定器85的上表面上，并且其通過兩個定位凸起部分85a和85b適當(dāng)?shù)囟ㄎ弧Ｈ缓?，柔性加?qiáng)板86由例如粘接劑的緊固機(jī)構(gòu)固定在線圈支撐固定器85上。
接著，使第二移動框52面向固定基底53的移動框支撐部分53a，而將第四主軸承部分82的兩個軸承件82a和82b設(shè)置在第三主軸承部分75的兩個軸承件75a和75b之間。然后，將第三次軸承部分76設(shè)置在第四次軸承部分83的兩個軸承件83a和83b之間。接著，將第二主導(dǎo)引軸77貫穿到第三主軸承部分75和第四主軸承部分82的四個軸承件75a、75b、82a和82b的相應(yīng)軸承孔中。這時，當(dāng)通過壓配合將第二主導(dǎo)引軸77固定到第四主軸承部分82時，第二主導(dǎo)引軸77可相對于第三主軸承部分75滑動。
進(jìn)一步，第二次導(dǎo)引軸79貫穿進(jìn)入第四次軸承部分83的軸承件83a和83b的兩個軸承孔及第三次軸承部分76的軸承槽78。這時，當(dāng)通過壓配合將第二次導(dǎo)引軸79固定到第四次軸承部分83時，第二次導(dǎo)引軸79相對于第三次軸承部分76可滑動。結(jié)果，第二移動框52可以沿第二方向Y相對于固定基底53移動一預(yù)定距離，即由從第三主軸承部分75的兩軸承件75a和75b的內(nèi)表面之間的距離中減去第四主軸承部分82的兩軸承件82a和82b的外表面之間的距離所得到的距離。
接著，使第一移動框51的透鏡固定部分51a面向第二移動框52，并將第一主軸承部分61的兩個軸承件61a和61b設(shè)置在第二主軸承部分71的兩個軸承件71a和71b之間。然后，將第一次軸承部分61設(shè)置在第二次軸承部分72的兩個軸承件72a和72b之間。接著，使第一主導(dǎo)引軸63貫穿第一主軸承部分61和第二主軸承部分71的四個軸承件61a、61b、71a和71b的相應(yīng)軸承孔。這時，當(dāng)通過壓配合將第一主導(dǎo)引軸63固定到第一主軸承部分61時，第一主導(dǎo)引軸61相對于第二主軸承部分71可滑動。
進(jìn)一步，使第一次導(dǎo)引軸65貫穿第二次軸承部分72的兩個軸承件72a和72b的軸承孔及第一次軸承部分62的軸承槽64。這時，當(dāng)通過壓配合將第一次導(dǎo)引軸65固定到第二次軸承部分72時，使第一次導(dǎo)引軸65相對于第一次軸承部分62可滑動。結(jié)果，第一移動框51可以沿第一方向X相對于第二移動框52移動一預(yù)定距離，即由從第二主軸承部分71的兩軸承件71a和71b的內(nèi)表面之間的距離中減去第一主軸承部分61的兩軸承件61a和61b的外表面之間的長度所得到的距離。
接著，將固定有兩個磁鐵67a和67b的軛66接合到第一移動框51上。該軛66可以在將第一移動框51接合到第二移動框52之前預(yù)先接合到第一移動框51上。然后，將該接合有線圈組件主體93的線圈支撐固定器85接合到固定基底53的線圈固定部分53b上。例如，該線圈支撐固定器85可優(yōu)選地如下述那樣接合到固定基底53的線圈固定部分53b上。
首先，將第一移動框51和固定基底53適當(dāng)?shù)囟ㄎ辉陬A(yù)定位置，并將它們暫時固定。如圖23中所示，當(dāng)將第一移動框51和固定基底53適暫時固定時，例如，將定位軸放進(jìn)鉆孔在第一移動框51的大致中心部分的定位孔311和鉆孔在固定基底53的大致中心部分的定位孔312內(nèi)。這時，直徑大于定位軸的直徑的脫離孔313鉆孔在第二移動框52上以阻止定位軸與脫離孔313的內(nèi)周表面接觸。這樣，第一移動框51和固定基底53之間的空間可以適當(dāng)?shù)囟ㄎ辉陬A(yù)定位置，結(jié)果校正透鏡15的光軸可以相對于固定基底53適當(dāng)?shù)囟ㄎ辉陬A(yù)定位置。
這時，將圓柱形線圈91從橫向放進(jìn)該孔，并將軛66的下部件66b和下磁鐵67b插進(jìn)該孔。這時，將線圈支撐固定器85沿著第一方向X和第二方向Y適當(dāng)?shù)匾苿樱⑶覝y量由磁鐵67a和67b的作用而獲得的、并由固定在柔性印刷電路板87上的兩個霍爾元件94和95檢測到的磁通量密度。然后，將第一移動框51和固定基底53適當(dāng)?shù)囟ㄎ辉谶m當(dāng)值的位置，其中將由兩個霍爾元件94和95從磁鐵67a和67b接收的磁力當(dāng)作參考值。這種定位工作將在下面詳細(xì)描述。
在這種將第一移動框51和固定基底53適當(dāng)?shù)囟ㄎ辉陬A(yù)定位置的狀態(tài)下，通過例如粘接劑的緊固機(jī)構(gòu)將線圈支撐固定器85固定在固定基底53。以這種方式，完成圖像穩(wěn)定器5的組裝工作并可以獲得具有如圖18-22中所示配置的圖像穩(wěn)定器5?？商鎿Q地，如下面所描述，可將線圈和兩個霍爾元件固定在第一移動框上，使相對于該線圈和該兩個霍爾元件相對移動的磁鐵移動以檢測由兩個霍爾元件94和95接收的來自磁鐵67a和67b的磁力，該磁鐵可以基于檢測結(jié)果適當(dāng)?shù)囟ㄎ?，然后，可通過粘接劑等將該磁鐵固定在固定基底53上。
具有上述配置的圖像穩(wěn)定器5的動作如下。通過選擇地或同時地將適當(dāng)值的驅(qū)動電流穿過柔性印刷電路板87提供到傳動裝置54的平面線圈88和圓柱形線圈91來使圖像穩(wěn)定器5的校正透鏡15移動。
通過柔性加強(qiáng)板86將這種圖像穩(wěn)定器5的平面線圈88和圓柱形線圈91固定到線圈支撐固定器85，并且還通過線圈支撐固定器85將它們固定到固定基底53。這時，平面線圈88的推力產(chǎn)生部分89a和89b沿第二方向Y延伸，而圓柱形線圈91的推力產(chǎn)生部92沿第一方向X延伸。同樣，由于固定在軛66的兩個端部的兩個磁鐵67a和67b位于兩個線圈88和91的上下方向內(nèi)，由軛66和兩個磁鐵67a和67b形成的磁路的磁通量起作用以便垂直地通過平面線圈88的推力產(chǎn)生部分89a和89b和圓柱形線圈91的推力產(chǎn)生部分92。
另一方面，將軛66和兩個磁鐵67a和67b固定在保持校正透鏡15的第一移動框51上。通過具有第一移動框51的第一導(dǎo)軌將校正透鏡15以其可以沿第一方向X移動的方式支撐到第二移動框52。此外，通過具有第二移動框52的第二導(dǎo)軌將校正透鏡15以其可以沿第二方向Y移動的方式支撐到固定基底53。因此，由于第一導(dǎo)軌和第二導(dǎo)軌的作用，該校正透鏡15可以沿第一方向X和第二方向Y的任何一個在預(yù)定范圍內(nèi)自由移動。
現(xiàn)在，當(dāng)電流流過平面線圈88時，由于平面線圈88的推力產(chǎn)生部分89a和89b沿第二方向Y延伸，所以該電流在推力產(chǎn)生部分89a和89b中流向第二方向Y。這時，由于磁路的磁通量作用于垂直于推力產(chǎn)生部分89a和89b的上下方向，根據(jù)弗萊明定律，定向于第一方向X的力作用于磁鐵67a、67b和軛66。這樣，固定有軛66等的第一移動框51沿第一方向X移動。因此，安裝在第一移動框51上的校正透鏡15由第一導(dǎo)軌引導(dǎo)并響應(yīng)流過平面線圈88的電流量沿第一方向Y移動。
另一方面，當(dāng)電流流過圓柱形線圈91時，由于圓柱形線圈91的推力產(chǎn)生部分92沿第一方向X延伸，所以，電流在推力產(chǎn)生部分92中流向第一方向X。這時，由于磁路的磁通量作用于垂直于推力產(chǎn)生部分92的上下方向，根據(jù)弗萊明定律，定向于第二方向Y的力作用于磁鐵67a、67b和軛66。因此，第二移動框52沿第二方向Y移動通過固定有軛66等的第一移動框51。結(jié)果，當(dāng)?shù)诙苿涌?2與第一移動框51一起沿第二方向Y被導(dǎo)引和移動時，校正透鏡15響應(yīng)于流過圓柱形線圈91的電流量而沿第二方向Y移動。
同樣，當(dāng)電流同時流過平面線圈88和圓柱形線圈91時，以復(fù)合方式執(zhí)行通過上述平面線圈88完成的移動操作和通過圓柱形線圈91完成的移動操作。更特別地，在同一時間，校正透鏡15在流向平面線圈88的電流的作用下沿第一方向Y移動，在流向圓柱形線圈91的電流的作用下沿第二方向Y移動。因此，校正透鏡15變得可以沿傾斜方向移動以穩(wěn)定透鏡系統(tǒng)2的模糊圖像。
具有上述配置和作用的圖像穩(wěn)定器5安裝在如圖1-11中所示的透鏡裝置上。將該圖像穩(wěn)定器5插入并移出橫向鉆孔于透鏡的透鏡筒3的下鏡筒18上的開口部分48，并將該圖像穩(wěn)定器5可拆卸地安裝在下鏡筒18上。在這種情況下，由于將本發(fā)明實施例的圖像穩(wěn)定器5配置成單一裝置單元，所以其可以非常簡單和快速地安裝到下透鏡筒18和從下透鏡筒18拆除。圖11等中的附圖標(biāo)記98表示覆蓋該圖像穩(wěn)定器5的覆蓋元件。該覆蓋元件98通過例如固定螺釘?shù)木o固機(jī)構(gòu)可拆卸地安裝在透鏡的透鏡筒3的下鏡筒18上。
接著，將參考附圖12描述安裝有圖像穩(wěn)定器5的透鏡裝置1的透鏡系統(tǒng)2的操作。如圖12中所示，當(dāng)透鏡裝置1的物鏡7A朝向物體定向時，從物體發(fā)出的光從物鏡7A輸入透鏡系統(tǒng)2。這時，通過物鏡7A的光由棱鏡7B折射90度，此后，其沿著透鏡系統(tǒng)2的光軸L向CCD4移動。特別地，在已經(jīng)被棱鏡7B反射之后，通過第一組透鏡7的第二透鏡7C的光通過第二組透鏡8，第三組透鏡9，第四組透鏡10，第五組透鏡11的第七透鏡11A和校正透鏡15到達(dá)濾光器14，通過該濾光器14將相應(yīng)于物體的圖像聚焦到CCD4的聚焦屏上。
在這種情況下，當(dāng)拍照時，如果由于照相機(jī)的抖動透鏡裝置1既不搖晃也不振動，那么從物體發(fā)出的光如圖12中實線所示的光6A那樣沿著透鏡裝置1的的光軸L穿過第一組透鏡的中央部分移動到第五組透鏡，使得圖像可以聚焦在CCD4的聚焦屏上的預(yù)定位置，從而可以獲得不模糊的漂亮圖像。
另一方面，當(dāng)拍照時，如果由于照相機(jī)抖動透鏡裝置1搖晃或振動，那么從物體發(fā)出的光在如圖12中點劃線所示的光6B或虛線所示的光6C那樣傾斜的狀態(tài)輸入到第一組透鏡內(nèi)。雖然，這樣的入射光6B和6C以從透鏡裝置1的光軸L偏移的狀態(tài)分別地通過第一組透鏡到第五組透鏡，但是，可以通過響應(yīng)于相機(jī)抖動等使校正透鏡15移動預(yù)定的量來校正模糊圖像。結(jié)果，圖像可以聚焦到CCD4的聚焦屏上的預(yù)定位置，因此，可以通過消除模糊圖像來獲得漂亮的圖像。
照相機(jī)抖動、這種透鏡裝置1的振動等可由手抖動檢測器檢測到。例如，陀螺儀傳感器可用做這種手抖動檢測器。該陀螺儀傳感器與透鏡裝置1一起安裝在照相機(jī)本體上以檢測由攝影師的手抖動、移動、振動等產(chǎn)生的作用于透鏡裝置1的加速度，角速度，角加速度等。將由陀螺儀檢測到的例如加速度和角速度等信息提供給控制裝置以便用這樣的方式驅(qū)動處于該控制裝置控制下的傳動裝置54，即根據(jù)在第一方向X上的移動和振動使第一移動框51沿第一方向X移動、根據(jù)在第二方向Y上的移動和振動使第二移動框52沿第二方向Y移動，從而將圖像形成在CCD4的聚焦屏的預(yù)定位置。
圖13至17是示出數(shù)字照相機(jī)100的圖，該數(shù)字照相機(jī)100示出了裝備有具有前述配置的透鏡裝置1的成像器裝置的第一實施例。該數(shù)字照相機(jī)100利用半導(dǎo)體記錄介質(zhì)作為信息記錄介質(zhì)，而且可以由CCD(固態(tài)成像器)將來自物體的光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換成電信號，并將這種電信號記錄到半導(dǎo)體記錄介質(zhì)上或?qū)⑦@種電信號作為圖像顯示到例如液晶顯示器等的顯示裝置上。
如圖13等所示，這種數(shù)字照相機(jī)100包括照相機(jī)本體101，用于接收光形式的物體圖像并將光導(dǎo)入作為成像器的CCD4的透鏡裝置1，由液晶顯示器等形成的以基于CCD4輸出的視頻信號顯示圖像的顯示裝置102，用于控制透鏡裝置1的操作、液晶顯示器102等的顯示操作的控制裝置103以及電池電源(未示出)等。
該照相機(jī)本體101由長方形平面外殼形成并包括分別沿前后方向彼此設(shè)置的前蓋105和后蓋106，用于隔開由前后方向的前蓋105和后蓋106形成的空間部分的主框架107，安裝在前蓋105的前面以便在上下方向可滑動的透鏡蓋108等。在CCD 4設(shè)置為光軸L沿該上下方向取向的狀態(tài)下，該透鏡裝置1固定在主框架107前面的一側(cè)部分。此外，將控制裝置103、閃光裝置110等接合到主框架107上，該控制裝置103通過將預(yù)定的微型計算機(jī)、電阻器、電容器和其他電子部件安裝在印刷電路板上形成。
控制裝置103與透鏡裝置1并置，而閃光裝置110位于控制裝置103和透鏡裝置1上方。該閃光裝置110包括暴露于前蓋105前面的發(fā)光部分110a，用于驅(qū)動發(fā)光部分110a的驅(qū)動單元110b，用于提供預(yù)定電功率到驅(qū)動單元110b的電容器110c等。透鏡裝配孔111a和閃光裝配孔111b鉆孔于前蓋105的相應(yīng)位置以使閃光裝置110的發(fā)光部分110a和透鏡裝置1的物鏡7A露出。物鏡7A與安裝板21一起裝配在透鏡裝配孔111a中，而發(fā)光部分110a裝配在閃光裝配孔111b中。
此外，前蓋105具有多個開孔111c，而多個設(shè)置在透鏡蓋108上的立柱(leg piece)插入所述多個開孔111c中。通過設(shè)置在多個立柱上的保持部分可以阻止透鏡蓋108從前蓋105上的不經(jīng)意脫落。通過多個開孔111c可以使得該透鏡蓋108沿上下方向移動，并且通過鎖定機(jī)構(gòu)(未示出)也可以將透鏡蓋108鎖定在上端部和下端部。如圖14中所示，當(dāng)透鏡蓋108位于上端部時，物鏡7A完全關(guān)閉，從而可以保護(hù)物鏡7A。另一方面，如圖15中所示，當(dāng)透鏡蓋108移動到下端部時，物鏡7A完全打開且電源開關(guān)接通，所以攝影變成可能。
如圖13和16中所示，后蓋106包括正方形開孔窗112以露出顯示裝置102的顯示屏。通過大尺度地打開后蓋106的背面設(shè)置該開口窗112，并且顯示裝置102位于開口窗112的內(nèi)部。顯示設(shè)備102由具有相應(yīng)于開口窗112的尺寸的液晶顯示器和緊密地設(shè)置在該液晶顯示器的內(nèi)表面上的背光燈的組合組成。保護(hù)板114通過密封框113設(shè)置于顯示裝置102上其液晶顯示器的一側(cè)，并且保護(hù)板114的外邊緣部分與開口窗112的內(nèi)表面接觸。
此外，后蓋106具有多種操作開關(guān)。將用于選擇功能模式(靜止圖像，移動圖像，重放，等等)的模式選擇開關(guān)115、用于執(zhí)行變焦操作的變焦按鈕116、用于顯示屏幕的屏幕顯示按鈕117、用于選擇多種菜單的菜單按鈕118，用于移動指針來選擇菜單等的方向鍵119、用于轉(zhuǎn)換畫面尺寸和刪除畫面的畫面按鈕121等作為操作開關(guān)設(shè)置在后蓋106的適當(dāng)位置。將揚聲器孔122鉆孔于后蓋106的顯示裝置102的側(cè)面的端部，并且將揚聲器收容在該揚聲器孔122中。腕帶支持金屬配件123安裝在后蓋106的相對側(cè)的端部。
同樣，如圖17等所示，該照相機(jī)本體101在其上表面提供有用于接通和關(guān)閉電源的電源按鈕125，用于開始和停止攝影的攝影按鈕126，當(dāng)由于照相機(jī)的抖動而引起的照相機(jī)本體的移動和振動時用于通過操作圖像穩(wěn)定器5來執(zhí)行模糊圖像校正的照相機(jī)抖動設(shè)置按鈕127。此外，麥克風(fēng)孔128鉆孔于照相機(jī)本體101的上表面的大致中心位置，并且將麥克風(fēng)收容于該麥克風(fēng)孔128中。將這些電源按鈕125、攝影按鈕126和照相機(jī)抖動設(shè)置按鈕127安裝于開關(guān)支架124上，該開關(guān)支架124安裝在照相機(jī)本體101上。此外，麥克風(fēng)孔128也鉆孔于開關(guān)支架124上，并且將內(nèi)置式麥克風(fēng)固定到該開關(guān)支架124。
圖31是用于說明控制上述圖像穩(wěn)定器5的原理的方框圖。如圖31中所示，控制單元130包括圖像穩(wěn)定計算單元131，模擬伺服單元132，驅(qū)動電路單元133，四個放大器(AMP)134A、134B、135A和135B等。通過第一放大器(AMP)134A將第一陀螺儀傳感器135連接到圖像穩(wěn)定計算單元131，并且通過第二放大器(AMP)134B將第二陀螺儀傳感器136連接到圖像穩(wěn)定計算單元135。
使第一陀螺儀傳感器135適應(yīng)于檢測由于照相機(jī)抖動或手抖動等而使照相機(jī)本體101沿第一方向X偏移的量。使第二陀螺儀傳感器136適應(yīng)于檢測由于照相機(jī)抖動或手抖動等而使照相機(jī)本體101沿第二方向Y偏移的量。雖然在本發(fā)明的上述實施例中提供兩個陀螺儀135和136以分別檢測照相機(jī)本體101沿第一方向X偏移的量和沿第二方向Y偏移的量，但是，本發(fā)明并不局限于此，并且不必說的是可以提供單一陀螺儀傳感器來檢測照相機(jī)本體沿兩個方向(即第一方向X和第二方向Y)偏移的量。
模擬伺服單元132連接到圖像穩(wěn)定計算單元131。模擬伺服單元132將由圖像穩(wěn)定計算單元131計算得到的數(shù)字形式的值轉(zhuǎn)換成模擬值并輸出與所獲得的模擬值相應(yīng)的控制信號。驅(qū)動電路單元133連接到模擬伺服單元132。第一霍爾元件94(即第一位置檢測單元)通過第三放大器(AMP)135A連接到驅(qū)動電路單元133，而第二霍爾元件95(即第二位置檢測單元)通過第四放大器(AMP)135B連接到驅(qū)動電路單元133。此外，平面線圈88(第一方向驅(qū)動線圈)連接到驅(qū)動電路單元133且圓柱形線圈91(第二方向驅(qū)動線圈)同樣連接到驅(qū)動電路單元133。
通過第一霍爾元件94檢測第一移動框51沿第一方向X偏移的量，并通過第三放大器135A將其輸入到驅(qū)動電路單元133。同樣，通過第二霍爾元件95檢測第二移動框52沿第二方向Y偏移的量，并通過第四放大器135B將其輸入到驅(qū)動電路單元133。為了基于這些輸入信號和從模擬伺服單元132來的控制信號來移動校正透鏡15以校正模糊圖像，驅(qū)動電路單元133輸出預(yù)定控制信號到平面線圈88和圓柱形線圈91或者它們中的任意一個。
圖32是示出包括具有上述配置和作用的圖像穩(wěn)定器5的數(shù)字照相機(jī)100的示意性配置的第一實施例的框圖。如圖32中所示，該數(shù)字照相機(jī)100包括具有圖像穩(wěn)定器5的透鏡裝置1，在控制裝置中起重要角色的控制單元140，包括用于驅(qū)動控制單元140的程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器、其他RAM(隨機(jī)存儲器)、ROM(只讀存儲器)等的存儲器裝置141。該照相機(jī)100還包括用于輸入各種指令信號以打開或關(guān)閉電源、選擇攝影模式或拍照的操作單元120，顯示拍攝的圖像等的顯示裝置102，擴(kuò)大存儲容量的外部存儲器143等等。
該控制單元140由包括例如微型計算機(jī)(CPU)等的運算電路構(gòu)成。該控制單元140與存儲器裝置141，操作單元142，模擬信號處理單元144，數(shù)字信號處理單元145，兩個A/D(模擬-數(shù)字)轉(zhuǎn)換器146、147，一個D/A(數(shù)字-模擬)轉(zhuǎn)換器148和定時發(fā)生器(TG)149相連接。模擬信號處理單元144連接到安裝在透鏡裝置1上的CCD 4并基于與從CCD 4輸出的拍攝圖像相應(yīng)的模擬信號來執(zhí)行預(yù)定信號處理。該模擬信號處理單元144連接到第一A/D轉(zhuǎn)換器146，并且通過A/D轉(zhuǎn)換器146將該模擬信號處理單元144的輸出轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。
數(shù)字信號處理單元145連接到第一A/D轉(zhuǎn)換器146，并且該數(shù)字信號處理單元145通過利用第一A/D轉(zhuǎn)換器146提供的數(shù)字信號來執(zhí)行預(yù)定的信號處理。顯示裝置102和外部存儲器143連接到數(shù)字信號處理單元145，從而基于是從數(shù)字信號處理單元145輸出的信號的數(shù)字信號在顯示裝置102上顯示相應(yīng)于物體的圖像或?qū)⒃搱D像存儲到外部存儲器143中。作為手抖動或照相機(jī)抖動檢測單元的特殊例子示出的陀螺儀傳感器151連接到第二A/D轉(zhuǎn)換器147。該陀螺儀傳感器151檢測照相機(jī)本體101的移動、振動等并且可以根據(jù)檢測結(jié)果來校正模糊圖像。
驅(qū)動控制單元152連接到D/A轉(zhuǎn)換器148，該驅(qū)動控制單元152是用于圖像穩(wěn)定的伺服計算單元。驅(qū)動控制單元152可以通過響應(yīng)校正透鏡5所處的位置來驅(qū)動和控制圖像穩(wěn)定器5以校正模糊圖像。圖像穩(wěn)定器5，用于通過檢測兩個移動框51和52的位置來檢測校正透鏡15的位置的位置檢測單元的第一位置檢測器(第一霍爾元件)94與第二位置檢測器(第二霍爾元件)95連接到驅(qū)動控制單元152。定時發(fā)生器(TG)149連接到CCD4。
因此，當(dāng)將物體的圖像輸入透鏡裝置1的透鏡系統(tǒng)2中并將其聚焦到CCD4的聚焦屏上時，將聚焦圖像的圖像信號作為模擬信號輸出并將其提供給模擬信號處理單元144，在模擬信號處理單元144中，以預(yù)定的處理方式處理所述模擬信號然后通過第一A/D轉(zhuǎn)換器146將處理的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。通過數(shù)字信號處理單元145以預(yù)定的處理方式處理來自第一A/D轉(zhuǎn)換器146的輸出，從而將其作為相應(yīng)于物體的圖像顯示在顯示裝置102上或?qū)⑵渥鳛榇鎯π畔⒋鎯υ谕獠看鎯ζ?43中。
在這種攝影狀態(tài)下，如果圖像穩(wěn)定器5處于可操作狀態(tài)，那么當(dāng)照相機(jī)本體101移動或振動時，陀螺儀傳感器151檢測到這種移動和振動并輸出檢測信號到控制單元140。控制單元140根據(jù)提供到其上的檢測信號來執(zhí)行預(yù)定計算處理并輸出控制信號到驅(qū)動控制單元152以控制圖像穩(wěn)定器5的操作。驅(qū)動控制單元152基于從控制單元140來的控制信號輸出預(yù)定驅(qū)動信號到圖像穩(wěn)定器5，從而使第一移動框51沿第一方向X移動預(yù)定量，并使第二移動框52沿第二方向Y移動預(yù)定量。結(jié)果，可以通過校正透鏡15的移動來消除模糊圖像并由此可以獲得漂亮的圖像。
圖33是示出包括具有上述配置和作用的圖像穩(wěn)定器5的數(shù)字照相機(jī)的示意性配置的第二實施例的框圖。如圖33中所示，該數(shù)字照相機(jī)100A包括具有圖像穩(wěn)定器5的透鏡裝置1，在控制裝置中起重要作用的視頻記錄/再現(xiàn)電路單元160，包括程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器和其他RAM及ROM以驅(qū)動視頻記錄/再現(xiàn)電路單元160的內(nèi)置存儲器161，用于將拍攝圖像等處理為預(yù)定信號的視頻信號處理單元162，用于顯示拍攝的圖像等的顯示裝置163。該照相機(jī)100A還包括用于增加存儲容量的外部存儲器164，用于驅(qū)動和控制圖像穩(wěn)定器5的校正透鏡控制單元165等。
視頻記錄/再現(xiàn)電路單元160包括具有微型計算機(jī)(CPU)等的計算電路。內(nèi)置存儲器161，視頻信號處理單元162，校正透鏡控制單元165，監(jiān)測驅(qū)動單元166，放大器167和三個接口(I/F)171、172及173連接到該視頻記錄/再現(xiàn)電路單元160。視頻信號處理單元162通過放大器167連接到安裝在透鏡裝置1的CCD 4，從而將處理為預(yù)定視頻信號的信號輸入到視頻記錄/再現(xiàn)電路單元160。
顯示裝置163通過監(jiān)測驅(qū)動單元166連接到視頻記錄/再現(xiàn)電路單元160。同樣，連接器168連接到第一接口(I/F)171且外部存儲器164可以可拆卸地連接到該連接器168。設(shè)置在照相機(jī)本體101上的連接終端174連接到第二接口(I/F)172。
加速度傳感器175通過第三接口(I/F)173連接到校正透鏡控制單元165，該加速度傳感器175是手抖動和照相機(jī)抖動檢測單元。該加速度傳感器175適于檢測隨著加速度來自移動和振動而加到照相機(jī)本體101上的位移，且陀螺儀傳感器可用于所述加速度傳感器175。驅(qū)動和控制校正透鏡15的圖像穩(wěn)定器5的透鏡驅(qū)動單元連接到校正透鏡控制單元165并且兩個用于檢測校正透鏡15位置的位置檢測傳感器94和95同樣接到校正透鏡控制單元165。
因此，當(dāng)將物體的圖像輸入透鏡裝置1的透鏡系統(tǒng)2中并將圖像聚焦到CCD4的聚焦屏上時，將聚焦圖像的圖像信號通過放大器167輸入視頻信號處理單元162。將由視頻信號處理單元162處理為預(yù)定視頻信號的信號輸入視頻記錄/再現(xiàn)電路單元160。因此，相應(yīng)于物體圖像的信號從視頻記錄/再現(xiàn)電路單元160輸出到監(jiān)測驅(qū)動單元166和內(nèi)置存儲器161或外部存儲器164。結(jié)果，相應(yīng)于物體圖像的圖像通過監(jiān)測驅(qū)動單元166顯示在顯示裝置163上，或者如果有必要將其作為信息信號記錄在內(nèi)置存儲器161或外部存儲器164上。
在這種攝影狀態(tài)下，如果圖像穩(wěn)定器5處于可操作狀態(tài)，那么當(dāng)照相機(jī)本體101移動或振動時，加速度傳感器175檢測照相機(jī)本體101的移動或振動并通過校正透鏡控制單元165將檢測信號輸出到視頻記錄/再現(xiàn)電路單元160。視頻記錄/再現(xiàn)電路單元160根據(jù)提供到其上的檢測信號來執(zhí)行預(yù)定計算處理并輸出控制信號到校正透鏡控制單元165以控制圖像穩(wěn)定器5的操作。校正透鏡控制單元165基于從視頻記錄/再現(xiàn)電路單元160來的控制信號輸出預(yù)定驅(qū)動信號到圖像穩(wěn)定器5，從而使第一移動框51沿第一方向X移動預(yù)定量，并使第二移動框52沿第二方向Y移動預(yù)定量。結(jié)果，可以通過校正透鏡15的移動來消除模糊圖像并由此可以獲得極好的圖像。
圖28是示出上述傳動裝置54的其他實施例的視圖。傳動裝置54A通過改變線圈組件主體93的組裝方向而構(gòu)成，并且傳動裝置54A的組件類似于上述實施例中的組件。在這一實施例中，線圈組件主體93以下述方式安裝在固定基底53上，即平面線圈88的縱向(推力產(chǎn)生部分延伸的方向)定位于第一方向X。然后，將軛66的縱向(這種關(guān)系也適應(yīng)于磁鐵67a和67b)設(shè)置成與平面線圈88的縱向一致并將其上固定有磁鐵67a和67b的軛66安裝在第一移動框51上。因此，圓柱形線圈91的推力產(chǎn)生部份沿垂直于第一方向X的第二方向Y延伸。
在該實施例的情況下，當(dāng)電流流到平面線圈88時，將產(chǎn)生可使第二移動框52沿第二方向Y移動的力。同樣，當(dāng)電源流到圓柱形線圈91時，將產(chǎn)生可使第一移動框51沿第一方向X移動的力。
圖29和30是示出前述線圈組件主體93的其他實施例的圖。該實施例中所示的線圈組件主體181利用平面線圈182作為供第一驅(qū)動器使用的線圈并且其也利用平面線圈183作為供第二驅(qū)動器使用的線圈。兩個平面線圈182和183形成相同尺寸的橢圓形線圈。線圈組件主體181以這種方式構(gòu)成，即將上平面線圈182安裝在柔性印刷電路板184的一個表面上，將下平面線圈183固定在柔性印刷電路板184的另一個表面上。上平面線圈182和下平面線圈183以這種方式定位，即它們的縱向彼此垂直交叉。
此外，在該實施例中，將一個磁鐵186安裝在U形軛185的上部件上，從而構(gòu)成磁路。磁鐵186的縱向設(shè)置成垂直于上平面線圈182的推力產(chǎn)生部分的方向。具有上面配置的線圈組件主體181也能夠?qū)崿F(xiàn)與上述那些實施例類似的效果。特別是，在該實施例的情況中，由于線圈組件主體181可以做成比上述線圈組件主體93薄的多，所以其可以減少整個裝置的厚度。
接著，將參考附圖34-45描述通過檢測磁鐵67a和67b的磁力來檢測校正透鏡1 5的位置的兩個霍爾元件94和95與磁鐵67a和67b之間的關(guān)系。在圖34-45中，與圖1-33中相同的元件和部分用相同(或相似)的附圖標(biāo)記表示。
圖34-37示出將本發(fā)明應(yīng)用于包括移動磁鐵系統(tǒng)驅(qū)動器的圖像穩(wěn)定器300的實施例。同樣，圖38-41示出將本發(fā)明應(yīng)用于包括移動線圈(移動霍爾元件)系統(tǒng)驅(qū)動器的圖像穩(wěn)定器301的另一實施例。圖42A-42D是用于說明磁鐵67a和67b，軛66和兩個霍爾元件(位置檢測器)94及95等之間位置關(guān)系的圖。圖43A、43B、44A、44B、45和46是用于說明當(dāng)將軛66設(shè)置有凸出部分或當(dāng)將軛66沒設(shè)置凸出部分時由霍爾元件95獲得的磁通密度檢測值的差異的視圖。
如圖34-37中所示，圖像穩(wěn)定器300由第一移動框51A、第二移動框52A和固定基底53A組成。第一移動框51A包括環(huán)形透鏡固定部分51a和與環(huán)形透鏡固定部分51a整體形成為一體的軛固定部分51b。校正透鏡15安裝并固定在鉆孔于透鏡固定部分51a的中心部分的安裝孔58a。第一主軸承部分61設(shè)置在透鏡固定部分51a的一側(cè)，且第一次軸承部分62設(shè)置在與上述一側(cè)相反的另一側(cè)。
第一主導(dǎo)引軸63沿水平方向貫穿第一主軸承部分61并且該第一主導(dǎo)引軸63通過壓配合固定在第一主軸承61的中間部分。此外，定位孔311鉆孔于第一主軸承部分61上，沿橫向開口的軸承槽64形成在第一次軸承部分62，第一次導(dǎo)引軸65與軸承槽64可滑動地嚙合。
U形軛66整體固定在軛固定部分51b上。在相對的兩部件66a和66b定向于上下方向的狀態(tài)下，通過將結(jié)合兩部件66a和66b的連接件66c固定到軛固定部分51b，軛66連接到軛固定部分51b。軛66的上部件66a和下部件66b是矩形的，且具有大致相同平面形狀的平的正方形磁鐵67a和67b通過例如粘接劑的固定機(jī)構(gòu)整體固定到相應(yīng)的上下部件66a和66b的內(nèi)表面。
凸出部分321、322和323、324設(shè)置在上部件66a和下部件66b的末梢邊緣和一側(cè)邊緣以主動地釋放磁鐵67a和67b的磁力到軛66一側(cè)。雖然這四個凸出部分321、322和323、324在本實施例中是半圓形的，但是，本發(fā)明并不限于此，它們可以是正方形、矩形、橢圓形、三角形和其他形狀。在磁鐵67a和67b彼此垂直的方向展開的兩個平面與這些凸出部分321、322和323、324的內(nèi)表面接觸或者接近。
形成在上部件66a和下部件66b的末梢側(cè)的第一凸出部分321和323適于釋放在磁鐵67a和67b末梢側(cè)產(chǎn)生的磁力。同樣，形成在上部件66a和下部件66b的側(cè)面邊緣側(cè)的第二凸出部分322和324適于釋放在磁鐵67a和67b的側(cè)面邊緣側(cè)產(chǎn)生的磁力。檢測第一方向X的位置的第一霍爾元件94以非接觸的狀態(tài)設(shè)置在第一凸出部分321和323之間。然后，檢測第二方向Y的位置的第二霍爾元件95以非接觸的狀態(tài)設(shè)置在第二凸出部分322和324之間。
第二移動框52A形成為平面形狀C形框本體形狀的框本體。由兩個軸承件71a和71b形成的的第二主軸承部分71設(shè)置在第二移動框52A的開口側(cè)。固定在第一移動框51A上的第一主導(dǎo)引軸63的兩個端部的凸出部分可滑動地插入兩個軸承件71a和71b中，因此可轉(zhuǎn)動地支撐在那里。同樣，第一次導(dǎo)引軸65在其與第二主軸承部分71相反的一側(cè)被第二移動框52A支撐。在該實施例中，將第一次導(dǎo)引軸65延伸的方向設(shè)置成第二方向Y，并將第三主軸承部分75沿平行于上述方向的方向設(shè)置在第二移動框52A的一側(cè)。將第三主軸承部分75設(shè)置在第二移動框52A的一側(cè)，而將第三次軸承部分76設(shè)置在第二移動框52A的另一側(cè)。
第二主導(dǎo)引軸77貫穿第三主軸承部分75，且通過壓配合將第三主軸承部分75固定在第二主導(dǎo)引軸77的中央部分。將橫向開口的軸承槽78設(shè)置在第三次軸承部分76上，且第二次導(dǎo)引軸79與軸承槽78可滑動地嚙合。
固定基底53A形成大致是具有設(shè)置在環(huán)形中央部分的四個部分處的凸出部分的十字形固定基底形狀，且其包括移動框支撐部分53a和與移動框支撐部分53a整體形成一體的線圈支撐部分53b。由兩個軸承件82a和82b形成的第四主軸承部分82設(shè)置在固定基底53A的一個側(cè)邊緣部分，且由兩個軸承件83a和83b形成的第四次軸承部分83設(shè)置在與固定基底53A的一側(cè)邊緣部分相反的另一側(cè)。第二移動框52A的第二主軸承導(dǎo)引軸77的兩端的凸出部分可滑動地插入第四主軸承部分82的兩個軸承件82a和82b，并因此可轉(zhuǎn)動地支撐在那里。同樣，第二次導(dǎo)引軸79的兩個末端部分固定在第四次軸承部分83的兩個軸承件83a和83b，因此可支撐在兩個末端。此外，可以適當(dāng)?shù)囟ㄎ还潭ɑ?3A和第一移動框51A的定位孔312鉆孔在固定基底53A上。
在該實施例中，將第四主軸承部分82和第四次軸承部分83彼此相對的方向設(shè)置成第二方向Y。兩個霍爾元件94及95和驅(qū)動線圈(未示出)設(shè)置在垂直于該第二方向Y的方向的一側(cè)。將在上表面和橫向開口的凹槽壓痕部分330設(shè)置在固定基底53A一側(cè)的線圈支撐部分53b上，兩個霍爾元件94及95和驅(qū)動線圈(未示出)設(shè)置在該固定基底53A上。柔性印刷電路板87固定地支撐在包圍該凹槽壓痕部分330的右側(cè)和左側(cè)邊緣部分，且兩個霍爾元件94及95和驅(qū)動線圈(未示出)固定在柔性印刷電路板87的預(yù)定部分。
在第一移動框51A和固定基底53A適當(dāng)?shù)毓潭ㄔ陬A(yù)定位置的狀態(tài)下，兩個霍爾元件94和95以這種方式定位，即兩個霍爾元件94和95的檢測部分的中央可以與形成磁鐵67a和67b的基準(zhǔn)位置的兩個平面的邊緣部分重疊。也就是說，第一霍爾元件94以這種方式定位，即其中央部分可橫過磁鐵67a和67b的末梢端側(cè)的邊緣部分。然后，第二霍爾元件95以這種方式定位，即其中央部分可橫過磁鐵67a和67b的一側(cè)邊緣側(cè)的邊緣部分。
通過將基準(zhǔn)針(未示出)插入定位孔311和312，可以簡單地和確定地使第一移動框51A和固定基底53A定位，因此，可暫時固定第一移動框51A和固定基底53A。
如圖38-41中所示，圖像穩(wěn)定器301不同于上述實施例中所示的圖像穩(wěn)定器300，其中圖像穩(wěn)定器300的磁鐵67a和67b與兩個霍爾元件94和95彼此替換以此將驅(qū)動器構(gòu)成為移動霍爾元件(移動線圈)系統(tǒng)驅(qū)動器。在圖像穩(wěn)定器301中，與圖像穩(wěn)定器300相同的元件和部分由相同的附圖標(biāo)記表示，因此沒有必要描述。
圖像穩(wěn)定器301包括第一移動框51B、第二移動框52A和固定基底53B。第一移動框51B包括環(huán)形透鏡固定部分51a和與透鏡固定部分51a整體形成一體的線圈固定部分51c。兩個霍爾元件94和95及線圈(未示出)固定在線圈固定部分51c。兩個霍爾元件94和95及線圈(未示出)安裝在柔性印刷電路板87上，且它們通過柔性印刷電路板87固定在線圈固定部分51c上。第二移動框52A的配置與上述實施例的配置類似。
當(dāng)固定基底53B具有大致與上述固定基底53A類似的外觀形狀時，由于柔性印刷電路板87沿橫向凸出，所以固定基底53B的凹槽壓痕部分331在形狀上稍微不同。特別地，除了在上方和前方之外，固定基底53B的凹槽壓痕部分331也沿橫向開口，且軛66安置在該凹槽壓痕部分331中。軛66在形狀和結(jié)構(gòu)上沒有變化，但是，不同的是其安裝方向在橫向改變90度。
軛66具有四個凸出部分321、322和323、324。設(shè)置在一側(cè)邊緣的兩個凸出部分321和323供第一霍爾元件94使用以檢測第一方向X，設(shè)置在末梢端的兩個凸出部分322和324供第二霍爾元件95使用以檢測第二方向Y。其他的配置與圖34-37中所示的實施例相似。
圖42A-42D是用于說明兩個霍爾元件94和95與磁鐵67a、67b(或軛66)之間的關(guān)系的視圖。特別地，圖42A和42B是用于說明軛66的凸出部分322、324與霍爾元件95的移動方向之間關(guān)系的視圖。軛66的上部件66a和下部件66b具有形成在它們的與上下方向相對的位置的凸出部分322和324。將是每個凸出部分322和324的底部側(cè)的中央部分的上部件66a的邊緣部分的中央部分(這種關(guān)系也適用于下部件66b)設(shè)置成基準(zhǔn)點O2。通過以將第二霍爾元件95的檢測部分的中央部分面向該基準(zhǔn)點O2的方式調(diào)整位置，使第二霍爾元件95相對于磁鐵67a和67b適當(dāng)定位。
另一方面，在圖42所示的實施例中，第一霍爾元件94具有其中無需設(shè)置凸出部分的配置，該配置將在稍后詳細(xì)描述。如圖42C和42D中所示，第一霍爾元件94定位成這種方式，即磁鐵67a和67b的垂直于由第二霍爾元件95檢測的邊緣部分的一邊緣部分可橫過第一霍爾元件94的中央部分。第一霍爾元件94和第二霍爾元件95以不同方式應(yīng)用的原因?qū)⒃谙旅婷枋觥?br> 圖45示出的是由霍爾元件94和95所接收的來自磁鐵67a和67b的磁力強(qiáng)度根據(jù)霍爾元件94和95的位置而改變的方式的圖示，所述磁力強(qiáng)度沿截面方向通過磁鐵67a和67b。根據(jù)霍爾元件94和95的位置而改變的由霍爾元件94和95接收的磁通密度如圖45中的實線R所示。磁通密度在磁鐵67a和67b的中央部分保持高位值并相對緩慢地改變，并且其在從邊緣部分前面的少許部分到邊緣部分后面的少許部分的范圍內(nèi)大致成線性地(按比例地)改變。然后，當(dāng)霍爾元件94和95顯著地從磁鐵67a和67b偏移時，磁通密度的改變又變得緩慢并減少至零。
如圖45中所示，當(dāng)通過微分實線R計算傾角時，由霍爾元件94和95接收的磁通量變成如實線R’所示的曲線并且其傳染點(infection point)與磁鐵67a和67b的邊緣大致彼此重疊。因此，在實線R由霍爾元件94和95測量之后，當(dāng)實線R’通過對測量值進(jìn)行微分來計算時，相對于磁鐵67a和67b的邊緣，第一霍爾元件94可適當(dāng)?shù)囟ㄎ辉诘谝换鶞?zhǔn)點O1而第二霍爾元件95可適當(dāng)?shù)囟ㄎ辉诘诙鶞?zhǔn)點O2。
將描述適當(dāng)定位霍爾元件94和95的例子。首先，當(dāng)?shù)谝灰苿涌?1和固定基底53適當(dāng)定位時，通過將基準(zhǔn)針(未示出)插入它們的定位孔311和312來暫時地固定第一移動框51和固定基底53。接著，在將校正透鏡15的光軸設(shè)置成與透鏡系統(tǒng)2的光軸L一致的狀態(tài)下，將磁鐵67a和67b(或第一霍爾元件94)以這樣的方式移動，即可沿第一方向X相對地移動第一霍爾元件94，并且可以通過測量上述實線R來檢測第一基準(zhǔn)點O1。相似地，在將校正透鏡15的光軸設(shè)置成與透鏡系統(tǒng)2的光軸L一致的狀態(tài)下，將磁鐵67a和67b(或第二霍爾元件95)以這樣的方式移動，即可沿第二方向Y相對地移動第二霍爾元件95，并且可以通過測量上述實線R來檢測第二基準(zhǔn)點O2。
通過同時沿第一方向X和第二方向Y相對地移動兩個霍爾元件94和95，也就是說，通過在具有大約45度角的方向移動磁鐵67a和67b(或霍爾元件94和95)，可以減少測量時間。
由于相對移動的霍爾元件94和95與磁鐵67a和67b具有圖45中所示的關(guān)系，所以，如果例如把霍爾元件94和95的移動距離(可移動寬度)作為Q，當(dāng)將從點P1到點P2的可移動寬度Q或?qū)狞cP3到點P4的可移動寬度Q用作檢測寬度時，其磁通密度的變化Δ小(Δ小)，所以變得難于精確檢測磁通密度的變化。另一方面，當(dāng)將從點P2到點P3的可移動寬度Q用作檢測寬度時，磁通密度的變化Δ大(Δ大)且其變得可以精確檢測磁通密度的變化。另外，磁通密度Δ大致線性地改變，因此，變得可以精密地和精確地控制位置。
本發(fā)明可應(yīng)用這種特性。當(dāng)磁鐵67a和67b的邊緣部分由霍爾元件94和95檢測時可以完成對準(zhǔn)，因此可以高精度檢測位置。
圖46A-46C所示的是由霍爾元件94和95接收的從磁鐵67a和67b來的磁力強(qiáng)度根據(jù)霍爾元件94和95的位置而改變的方式的圖示，所述磁力平行地通過接近軛66的上部件66a和下部件66b邊緣的部分。圖46A所示的是當(dāng)軛66不設(shè)置兩個凸出部分322和324時由第二霍爾元件95接收的磁力強(qiáng)度。圖46B所示的是當(dāng)軛66設(shè)置兩個凸出部分322和324時由第二霍爾元件95接收的磁力強(qiáng)度。圖46C所示的是當(dāng)?shù)谝换魻栐?4在軛66的長側(cè)的一側(cè)移動時，由第一霍爾元件94接收的來自磁鐵67a和67b的磁力強(qiáng)度。
特別地，軛66設(shè)置兩個凸出部分321和322(321到324)的原因如下。如圖42C所示，在第一霍爾元件94的情況下，由于磁鐵67a和67b的相對于第二方向Y(即第一霍爾元件94相對移動的方向)的邊緣部分非常長，即使當(dāng)?shù)谝换魻栐?4相對移動一定距離時，由第一霍爾元件94接收的從磁鐵67a和67b來的磁力強(qiáng)度也不會改變很大。
另一方面，在第二霍爾元件95的情況下，如果磁鐵67a和67b的相對于第一方向X(即第二霍爾元件95相對移動的方向)的邊緣部分短，此時，即使當(dāng)?shù)诙魻栐?5移動的非常少時，第二霍爾元件95也不可避免地接近磁鐵67a和67b的邊緣部分的端部。因此，如圖46A中所示，當(dāng)?shù)诙魻栐?5接近磁鐵67a和67b的邊緣部分的端部時，從磁鐵67a和67b來的磁力減少，所以由第二霍爾元件95接收的從磁鐵67a和67b來的磁力強(qiáng)度改變。結(jié)果，即使當(dāng)?shù)诙魻栐?5沿第一方向X相對地移動時，輸出也會好像第二霍爾元件95沿第二方向Y移動一樣而改變，從而導(dǎo)致難于精確地檢測位置。
軛66設(shè)置有凸出部分321、322(321到324)以解決上述問題。由于軛66設(shè)置有凸出部分321到324，所以可以主動地釋放磁通量到凸出部分321、322(321到324)。因此，如圖46B中所示，接近磁鐵67a和67b中心的磁通密度可能減少且檢測在第一方向X的移動范圍內(nèi)沿第二方向Y的位置的第二霍爾元件95的輸出可基本保持相同。結(jié)果，可以顯著地減少第一霍爾元件94和第二霍爾元件95之間的互相干擾。
圖43A、43B和圖44A、44B是示出在軛66設(shè)置有凸出部分321、322(321到324)或軛66沒有設(shè)置有凸出部分321、322(321到324)的狀態(tài)下，當(dāng)測量霍爾元件的磁通密度時所獲得的結(jié)果圖，其導(dǎo)致圖42C中所示的第二霍爾元件95的檢測結(jié)果。同樣，圖43B和圖44B是示出在軛66沒有設(shè)置有凸出部分321、322(321到324)的狀態(tài)下，當(dāng)測量霍爾元件的磁通密度時所獲得的結(jié)果圖，其導(dǎo)致圖42C中所示的第二霍爾元件95的檢測結(jié)果。在每張圖中，點0表示基準(zhǔn)位置而點O2相應(yīng)于第二霍爾元件95中的基準(zhǔn)點。此時，在每個從各自基準(zhǔn)點到第一方向X和第二方向Y移動0.2mm的位置處檢測到的值表示在各自的表格和圖表中。
每個值的單位是高斯(G＝10-4Wb/m2)。
同樣，磁通密度Δ的公式如下磁通密度Δ＝霍爾元件輸出/移動距離如上所述，根據(jù)本發(fā)明的圖像穩(wěn)定器、透鏡裝置和成像裝置，由于通過移動霍爾元件或磁鐵來檢測霍爾元件的輸出，霍爾元件和磁鐵基于檢測結(jié)果適當(dāng)?shù)囟ㄎ磺移渫ㄟ^粘接劑等固定，所以可以相對簡單和高精確地適當(dāng)定位霍爾元件和磁鐵。因此，可以提高這種圖像穩(wěn)定器的生產(chǎn)率。同樣，根據(jù)由本發(fā)明制造的圖像穩(wěn)定器，由于將由磁鐵和軛形成的一組磁路元件用作用于第一驅(qū)動器的磁路并同樣用作用于第二驅(qū)動器的磁路，所以可以減少部件的數(shù)量，使得圖像穩(wěn)定器本身的尺寸緊湊且重量輕。結(jié)果，使得其上安裝有本發(fā)明的圖像穩(wěn)定器的透鏡裝置和包括該透鏡裝置的整個成像器裝置的尺寸更緊湊且重量更輕。
同樣，由于將構(gòu)成磁路元件的磁鐵用作用于第一位置探測器(第一霍爾元件94)以檢測第一導(dǎo)軌(第一移動框51)的位置的磁鐵并同樣用作用于第二位置探測器(第二霍爾元件95)以檢測第二導(dǎo)軌(第二移動框52)的位置的磁鐵，所以可以實現(xiàn)部件數(shù)量的更加減少。此外，由于第一和第二霍爾元件安裝在同一基板上，可以減少放置第一和第二霍爾元件所需的空間，因此，圖像穩(wěn)定器的尺寸可以制得小得多。
此外，由于包括兩個線圈、用于提供電源到該兩個線圈的柔性印刷電路板等的線圈組件主體固定在固定基底上，并且軛和磁鐵固定在第一移動框上，所以由提供電流到線圈產(chǎn)生的推力可作用于軛和磁體側(cè)，從而可以移動校正透鏡。結(jié)果，可將連接到線圈組件主體的柔性印刷電路板固定到恒定位置且不用維持用來移動柔性印刷電路板所需的空間，所以可以使該裝置小型化。另外，由于校正透鏡不與柔性印刷電路板一致的移動，使校正透鏡移動的推力的大小不需要達(dá)到足以使柔性印刷電路板彎曲那樣大，因此，可以減少圖像穩(wěn)定器的功率消耗。
同樣，由于透鏡裝置構(gòu)成可拆卸的透鏡系統(tǒng)，所以，通過物鏡的光被棱鏡彎曲90度并被導(dǎo)入圖像穩(wěn)定器的校正透鏡(第五組透鏡)，當(dāng)將成像器裝置放置在正的高度(positive attitude)時，校正透鏡變得與地面平行，所以第一方向和第二方向(即校正透鏡的移動方向)與重力作用方向變得互相垂直。結(jié)果，由于用于固定校正透鏡以便可以自由地移動校正透鏡的第一和第二移動框從不會被重力沿第一和第二方向拉動，且第一和第二移動框被沿與重力方向相對的方向提升然后固定，所以沒必要給圖像穩(wěn)定器持續(xù)地提供電力。結(jié)果，當(dāng)攝影師在將成像裝置放置在正的高度的狀態(tài)下拍照時，可以顯著地減少所需的功率消耗，因此，可以延長成像器裝置在使用中的可操作時間。另外，由于可以減少移動校正透鏡所需要的推力，所以第一和第二移動框的重量的容許量，即大約1G的照相機(jī)抖動加速度變成可能，因此，可以克服照相機(jī)本體的移動和振動，例如較大的照相機(jī)抖動。
根據(jù)本發(fā)明的例子，由于圖像穩(wěn)定器包括與用于檢測第一方向位置的霍爾元件相對(該關(guān)系同樣適應(yīng)于第二方向)的后軛和用作凸出部分的凸面部分設(shè)置在相反軛的外緣的附近，從而主動地釋放磁通量到凸出部分，所以可以減少磁鐵中心附近的磁通密度。同樣，用于檢測在第二方向(該關(guān)系同樣適應(yīng)于第一方向)的移動范圍內(nèi)的第一方向位置的霍爾元件的輸出可保持基本相同。因此，可以高精度地檢測位置。
雖然，至此已經(jīng)說明了上述實施例所示的圖像穩(wěn)定器5利用了其中固定有兩組線圈88a、88b和線圈91的移動磁鐵系統(tǒng)傳動裝置，制成可移動的磁鐵67a、67b和軛66的例子，但是，本發(fā)明并不限于此。相反，不必說，上述移動磁鐵型傳動裝置可以構(gòu)造成移動線圈系統(tǒng)傳動裝置，其中磁鐵67a、67b和軛66固定在固定基底53上，兩組線圈88a、88b，線圈91，霍爾元件94、95，柔性印刷電路板87和柔性加強(qiáng)板86固定在固定基底53上，線圈等制成與校正透鏡15一起可移動的。
本發(fā)明并不局限于各附圖中所示的上述實施例并且其可在不脫離本發(fā)明本質(zhì)的前提下作出各種改變。例如，雖然至此已經(jīng)描述了上述實施例中的將數(shù)字照相機(jī)應(yīng)用于成像器裝置的例子，但是，本發(fā)明并不限于此，而是可將其應(yīng)用于數(shù)字?jǐn)z像機(jī)，具有內(nèi)置照相機(jī)的個人電腦，具有內(nèi)置照相機(jī)的移動電話和其他成像器裝置。此外，雖然至此已經(jīng)描述了將五組透鏡用作透鏡裝置1的例子，但是，沒有必要說本發(fā)明可用于少于五組透鏡的透鏡或多于六組透鏡的透鏡。
本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，根據(jù)設(shè)計要求和其他因素可以存在各種改進(jìn)、組合、次組合和改變，它們都在附加權(quán)利要求或其等同物的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種圖像穩(wěn)定器，其中包含驅(qū)動器的校正透鏡能夠沿第一方向和第二方向運動，該第一方向垂直于透鏡系統(tǒng)光軸，該第二方向垂直于所述第一方向并同樣垂直于所述光軸，該驅(qū)動器具有可相對移動的線圈和磁鐵并且其通過所述驅(qū)動器固定到移動框，其中所述線圈和磁鐵之一固定到所述移動框，另一個固定到可移動地支撐所述移動框的支撐框，控制所述校正透鏡的光軸，以便與所述透鏡系統(tǒng)的所述光軸相一致，其包括第一霍爾元件，用于通過檢測所述磁鐵的磁力來檢測與所述校正透鏡的所述第一方向相關(guān)的位置信息；第二霍爾元件，用于通過檢測所述磁鐵的磁力來檢測與所述校正透鏡的所述第二方向有關(guān)的位置信息；所述磁鐵固定到其上并具有突出部分以從所述磁鐵的邊緣部分釋放磁通量的軛，其中在所述磁鐵和所述線圈之一固定到所述移動框而所述磁鐵和所述線圈支撐元件的另一個固定到所述支撐框，并且使所述校正透鏡的該光軸與所述透鏡系統(tǒng)的所述光軸一致，且所述磁鐵和所述線圈支撐元件的另一個固定到所述支撐框的狀態(tài)下，通過向所述第一和第二方向移動所述第一和第二霍爾元件，將所述第一和第二霍爾元件定位在由所述第一和第二霍爾元件接收的來自所述磁鐵的磁力變?yōu)榛鶞?zhǔn)值的位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的圖像穩(wěn)定器，其中所述驅(qū)動器包括使所述校正透鏡朝向所述第一方向移動的第一線圈，使所述校正透鏡朝向所述第二方向移動的第二線圈，以及將磁力提供到所述第一和第二線圈的所述磁鐵，一個磁鐵的磁力通常作用到兩個線圈上，使得所述校正透鏡能夠沿所述第一和第二方向移動。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的圖像穩(wěn)定器，其中所述磁鐵由具有兩平面部分的平板主體形成，所述兩平面部分以至少直角彼此交叉，所述第一和第二霍爾元件在所述第一和第二霍爾元件的檢測部分的大致中央檢測所述磁鐵的所述兩平面部分的邊緣部分或相應(yīng)于軛中的所述磁鐵的所述兩平面部分來檢測邊緣部分，所述磁鐵固定到該軛中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的圖像穩(wěn)定器，其中所述軛由第一和第二凸出部分構(gòu)成，該第一和第二凸出部分位于在所述邊緣部分的所述兩平面部分的分別一個側(cè)面的基本上中心部分，位于所述第一霍爾元件的該側(cè)上的所述第一凸出部分當(dāng)所述第一霍爾元件相對移動到所述第二方向時靠近磁通密度變?yōu)樽畲蟮牟糠侄ㄎ?，而位于所述第二霍爾元件的該?cè)上的所述第二凸出部分在當(dāng)所述第二霍爾元件相對移動到所述第一方向時靠近磁通密度變?yōu)樽畲蟮牟糠侄ㄎ弧?br> 5.根據(jù)權(quán)利要求2的圖像穩(wěn)定器，其中所述第一和第二線圈由具有平面繞線的平面線圈、或?qū)盈B到適當(dāng)高度的圓柱形線圈或平面線圈、或平面線圈與圓柱形線圈相結(jié)合而形成，所述第一線圈固定到所述線圈支撐元件的一個表面，所述第二線圈固定到所述線圈支撐元件的另一表面，使所述第一線圈的推力產(chǎn)生部分和所述第二線圈的推力產(chǎn)生部分彼此以直角交叉，從而使所述磁鐵的磁力共同作用在兩個所述推力產(chǎn)生部分上。
6.一種裝備有圖像穩(wěn)定器的透鏡裝置，其中包含驅(qū)動器的校正透鏡能夠沿第一方向和第二方向運動，該第一方向垂直于透鏡系統(tǒng)光軸，該第二方向垂直于所述第一方向并同樣垂直于所述光軸，該驅(qū)動器具有可相對移動的線圈和磁鐵并且其通過所述驅(qū)動器固定到移動框，其中所述線圈和磁鐵之一固定到所述移動框，另一個固定到可移動地支撐所述移動框的支撐框，控制所述校正透鏡的光軸，以便與所述透鏡系統(tǒng)的所述光軸一致，所述圖像穩(wěn)定器包括第一霍爾元件，用于通過檢測所述磁鐵的磁力來檢測與所述校正透鏡的所述第一方向相關(guān)的位置信息；第二霍爾元件，用于通過檢測所述磁鐵的磁力來檢測與所述校正透鏡的所述第二方向有關(guān)的位置信息；所述磁鐵固定到其上并具有突出部分以從所述磁鐵的邊緣部分釋放磁通量的軛，其中在所述磁鐵和所述線圈之一固定到所述移動框而所述磁鐵和所述線圈支撐元件的另一個固定到所述支撐框，并且使所述校正透鏡的光軸與所述透鏡系統(tǒng)的光軸一致，且所述磁鐵和所述線圈支撐元件的另一個固定到所述支撐框的狀態(tài)下，通過向所述第一和第二方向移動所述第一和第二霍爾元件，將所述第一和第二霍爾元件定位在由所述第一和第二霍爾元件接收的來自所述磁鐵的磁力變?yōu)榛鶞?zhǔn)值的位置。
7.一種裝備有包含圖像穩(wěn)定器的透鏡裝置的成像器裝置，其中包含驅(qū)動器的校正透鏡能夠沿第一方向和第二方向運動，該第一方向垂直于透鏡系統(tǒng)光軸，該第二方向垂直于所述第一方向并同樣垂直于所述光軸，該驅(qū)動器具有可相對移動的線圈和磁鐵并且其通過所述驅(qū)動器固定到移動框，其中所述線圈和磁鐵之一固定到所述移動框，另一個固定到可移動地支撐所述移動框的支撐框，控制所述校正透鏡的光軸，以便與所述透鏡系統(tǒng)的所述光軸相一致，所述圖像穩(wěn)定器包括第一霍爾元件，用于通過檢測所述磁鐵的磁力來檢測與所述校正透鏡的所述第一方向相關(guān)的位置信息；第二霍爾元件，用于通過檢測所述磁鐵的磁力來檢測與所述校正透鏡的所述第二方向有關(guān)的位置信息；所述磁鐵固定到其上并具有突出部分以從所述磁鐵的邊緣部分釋放磁通量的軛，其中在所述磁鐵和所述線圈之一固定到所述移動框而所述磁鐵和所述線圈支撐元件的另一個固定到所述支撐框，并且使所述校正透鏡的該光軸與所述透鏡系統(tǒng)的所述光軸一致，且所述磁鐵和所述線圈支撐元件的另一個固定到所述支撐框的狀態(tài)下，通過向所述第一和第二方向移動所述第一和第二霍爾元件，將所述第一和第二霍爾元件定位在由所述第一和第二霍爾元件接收的來自所述磁鐵的磁力變?yōu)榛鶞?zhǔn)值的位置。
全文摘要
一種能夠穩(wěn)定模糊圖像的圖像穩(wěn)定器。該圖像穩(wěn)定器包括第一和第二霍爾元件以及其上固定有磁鐵的軛，該軛包括一凸出部分以從該磁鐵的該邊緣部分釋放磁通量。在將磁鐵和線圈支撐固定器之一固定到移動框并且校正透鏡的光軸與透鏡系統(tǒng)的光軸匹配的狀態(tài)下，該第一和第二霍爾元件朝向該第一和第二方向移動，使得該第一和第二霍爾元件適當(dāng)?shù)囟ㄎ辉谟稍搩苫魻栐脑摯盆F接收的磁力成為基準(zhǔn)值的位置，然后，將磁鐵和線圈支撐元件中的另一個固定到支撐框。
文檔編號H04N5/232GK1896803SQ200610093469
公開日2007年1月17日 申請日期2006年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月11日
發(fā)明者高橋立幸 申請人:索尼株式會社