圖像模糊修正單元、鏡筒裝置和相機設備的製作方法
2023-10-08 03:33:04 6
專利名稱：圖像模糊修正單元、鏡筒裝置和相機設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及各自修正捕捉圖像時或拍攝時因振動產生的圖像模糊的圖 像模糊修正單元、鏡筒裝置和相機設備
背景技術：
緊湊型相機需要進一步小型化，並具有更高倍率(放大率)和更高像 素解析度。因此，這導致捕捉目標圖像時捕捉到由於相機抖動造成的模糊 圖像的頻率的增加。作為使光學元件移動以補償相機抖動的機構，可伸縮 型光學系統和光軸彎曲型光學系統均包括在兩個方向上軸向滑動的機構。 例如，在現有技術的機構中，光學元件的重心設置在由沿兩個方向軸向滑 動的四根引導軸所圍繞的區域內。
例如，在包括於日本專利No. 2720955 (美國專利No. 5,266,988 )所公
開的裝置中的圖像模糊修正機構中，保持修正透鏡的透鏡保持框被第 一保 持框保持，所述第一保持框具有一對俯仰(pitch)軸，以使所述透鏡保持 框可在俯仰方向上移動。第一保持框被第二保持框支承，所述第二保持框 具有一對側偏(yaw)軸，以使第一保持框可在側偏方向上移動。透鏡保持
框所保持的修正透鏡位於這對俯仰軸和這對側偏軸所圍繞的區域中。在俯 仰方向上移動的致動器和在側偏方向上移動的致動器均配置成使一磁體和軛 形成磁路，線圏設置在該磁路中。這些致動器通過使用流經線圏的電流所 生成的；茲場而分別在<府仰方向和側偏方向上生成4,力。
在曰本專利No. 2720955所/>開的上述4幾構中，用於在俯仰方向上驅動 修正透鏡的致動器和用於在側偏方向上驅動修正透鏡的另一個致動器均必 須包括磁體和軛。另外，這些致動器布置成圍繞修正透鏡。因此，增加了 圖像模糊修正機構在與修正透鏡的光軸正交的方向上的尺寸，從而使鏡筒 和整個相機變大，並且使部件數量增加。這導致成本的增加。
在使光軸彎曲90度的光軸彎曲型透鏡系統中，如果修正透鏡如日本專 利No. 2720955那樣設置在四根軸所圍繞的區域中，則難以減小鏡筒的厚度，即難以進一步減小鏡筒沿光軸方向的厚度。
假設修正透鏡設置在四根軸所圍繞的區域中，則為了減小機構的尺寸 或厚度，保持框的開口必須充分大於光學有效孔徑。然而，在減小機構的 尺寸或厚度時，難以確保開口充分大於光學有效孔徑。不利地，雜散光分
量可能進入光路，從而產生幻像(ghost image )。
修正透鏡設置在四根軸所圍繞的區域中的機構用作圖像模糊修正單 元。修正單元作為一個單元結合到鏡筒中。由於該單元結合在鏡筒中，所 以該單元受鏡筒的框體的尺寸的影響。在包括一對俯仰軸和一對側偏軸的 單元中，透鏡保持框所保持的修正透鏡的可移動範圍也受構成鏡筒的本體 的框體的厚度的影響。因此，修正透鏡的可移動範圍被框體的厚度限制。 即使提供有足夠的可移動範圍時，也難以減小圖像模糊修正單元的尺寸。
對於該單元中這對俯仰軸和這對側偏軸，每個軸的兩端均固定到透鏡 保持框。為透鏡保持框設置的每個凸臺(boss)中的孔用作滑動孔，透鏡可 沿所述滑動孔在相應軸的軸向方向上滑動。修正透鏡的滑動方向的精度由 每根軸的軸向方向的精度以及相應的凸臺中的滑動孔的軸向方向的精度確 定。因此，只要滑動孔的精度不高，就難以用高精度修正圖像模糊。
發明內容
本發明是考慮到上述問題而做出的。希望提供一種圖像模糊修正單元、 一種鏡筒裝置和一種相機設備，它們均能使其中的圖像模糊修正用修正機 構的尺寸和成本降低，並能使圖像模糊修正的精度提高。
為解決上述問題，本發明的的圖像模糊修正單元包括以下元件支座 構件、可動構件、引導構件和驅動部。所述支座構件保持成像器或保持構 成透鏡系統的 一部分的透鏡，並在與所述透鏡系統的光軸正交的平面上沿 直線移動。所述可動構件安裝到用作最外側部件的框體，並支承所述支座 構件。所述引導構件引導所述支座構件相對於所述框體移動。所述驅動部 驅動所述支座構件。所述引導構件包括固定到所述可動構件的引導軸和設 置於所述框體並支承所述引導軸的支承部。所述可動構件與所述引導軸一 體化，同時相對於所述框體移動。
本發明的另一實施方式的鏡筒裝置包括以下元件支座構件、可動構 件、引導構件和驅動部。所述支座構件保持成像器或保持構成透鏡系統的一部分的透鏡，並在與所述透鏡系統的光軸正交的平面上沿直線移動。所 述可動構件安裝到用作最外側部件的框體，並支承所述支座構件。所述引 導構件引導所述支座構件相對於所述框體移動。所述驅動部驅動所述支座 構件。所述引導構件包括固定到所述可動構件的引導軸和設置於所述框體 並支承所述引導軸的支承部。所述可動構件與所述引導軸一體化，同時相 對於所述框體移動。
本發明的再一實施方式的相機設備包括以下元件支座構件、可動構
件、引導構件和驅動部。所述支座構件保持成像器或保持構成透鏡系統的 一部分的透鏡，並在與所述透鏡系統的光軸正交的平面上沿直線移動。所 述可動構件安裝到用作最外側部件的框體，並支承所述支座構件。所述引 導構件引導所述支座構件相對於所述框體移動。所述驅動部驅動所述支座 構件。所述引導構件包括固定到所述可動構件的引導軸和設置於所述框體 並支承所述引導軸的支承部。所述可動構件與所述引導軸一體化，同時相 對於所述框體移動。
根據本發明的各個實施方式，引導構件包括固定到可動構件的引導軸 和設置於框體並支承所述引導軸的支承部。所述可動構件與所述引導軸一
體化，同時相對於所述框體移動。有利地，能獲得小型化的小外形(low profile)的單元、裝置和設備。另外，還能獲得高精度的修正。
圖1是根據本發明的一實施方式的數字靜物相機的正面透視圖，圖1 示出透鏡蓋關閉的狀態；
圖2是根據所述實施方式的數字靜物相機的正面透視圖，圖2示出透 鏡蓋打開的狀態；
圖3根據所述實施方式的數字靜物相機的後視圖4是布置在鏡筒中的透鏡系統的側視圖5是圖像模糊修正機構的透視圖6是圖像模糊修正機構的分解透視圖7是圖像模糊修正機構的分解透視圖8是從圖6和圖7所示一側的相反側觀察到的圖像模糊修正機構的 分解透視圖；圖9是圖像模糊修正機構的透視圖； 圖IO是驅動機構的透視圖IIA是沿圖像模糊修正機構的第二引導軸所取的縱截面圖，圖11A 說明支承第二引導軸的支承部；
圖IIB是圖UA的圖像模糊修正機構的主要部分的放大圖12A是圖像模糊修正機構的縱截面圖，圖12A示出可動構件和透鏡 支座構件移動到第二方向的 一側的狀態；
圖12B是圖12A的圖像模糊修正機構的主要部分的放大圖13是第一線圏、第二線圈、第一引導機構和第二引導機構之間相對 位置關係的俯視圖14是相機的電路構造的框圖15是相機的另一電路構造的框圖16是用於控制圖像模糊修正機構的驅動控制單元的電路構造的框
圖17A是根據本實施方式的變型例的圖像模糊修正機構的分解透視
圖17B是支承孔的放大的截面圖。
具體實施例方式
下面將參考附圖描述根據本發明的一實施方式的數字靜物相機1。以
下，將數字靜物相機i簡稱為"相機r。
(1 )數字靜物相機的外觀構造
參考圖1-3，根據本發明的本實施方式的相機1使用半導體記錄介質作 為信息記錄介質，並通過成像器(例如電荷耦合器件(CCD)成像器或互 補金屬氧化物半導體(CMOS )成像器)將對應於從目標反射的光的光學圖 像轉換成電信號，以使光學圖像能記錄在半導體記錄介質中或顯示在例如 液晶顯示器(LCD)等顯示單元上。
相機1具有橫向較長且扁平的相機本體2。相機本體2在其正面的一個 上角處設置有透鏡3。相機本體2在其正面還具有可垂直滑動的透鏡蓋4, 以便在拍攝時朝下滑動透鏡蓋4來暴露透鏡3。閃光燈5設置在透鏡3的附 近，以便用透鏡蓋4覆蓋閃光燈5和透鏡3。相機本體2在其背面具有顯示器6，例如LCD或電致發光(EL)顯示 器。顯示器6顯示成像器捕捉的目標或捕捉到的圖像數據。
相機本體2在其背面還具有各種操作開關。操作開關包括用於選擇 功能模式(靜態圖像、動態畫面、或回放)的模式選擇開關7a;用於放大/ 縮小的變焦按鈕7b;用於屏幕顯示的屏幕顯示開關按鈕7c;用於選擇各種 菜單項的菜單按鈕7d;用於移動光標以選擇菜單項的控制鍵7e;和用於改 變屏幕尺寸或刪除圖像的屏幕按鈕7f。
相機本體2在頂面還具有用於接通電源/斷開電源的電源按鈕7g;用 於記錄即開始拍攝或停止拍攝的記錄按鈕7h;和出現相機抖動時用於激活 抗模糊功能以進行圖像模糊修正的抗模糊設置按鈕7i。
相機本體2在其內部還包括各種部件，例如鏡筒、電池、麥克風和揚
士 3 屍奮。
(2)鏡筒的構造
參考圖4，相機1的鏡筒10保持包括多個透鏡的透鏡系統。鏡筒10 保持的透鏡系統為光軸彎曲型，並包括布置在同一光軸L上的五個透鏡單 元11-15。對於這五個透鏡單元11-15,第一透鏡單元11設置在前側。第一 透鏡單元11包括用作面對目標的物鏡的第一透鏡lla;設置在第一透鏡 la的與目標相反的那側的稜鏡lib;和與稜鏡llb相對的第二透鏡llc。稜 鏡lib包括截面形狀為等腰直角三角形的三角稜鏡。稜鏡lib的位於彼此大 致偏轉90度的位置的兩個相鄰面中的一個面與第 一透鏡1 la相對，而另一 個面與第二透鏡llc相對。
稜鏡llb使該光軸彎曲型透鏡系統的光軸L大致彎曲90度。因此，第 一光軸部分Ll設定成鄰近用作物鏡的第一透鏡lla，而第二光軸部分L2 設定成鄰近設置在與第一光軸部分Ll正交(或以90度相交)的方向上的 成像器18 (成像側)。
在第一透鏡單元11中，穿過用作物鏡的第一透鏡lla的光進入稜鏡 llb。該光被稜鏡lib的相對於第一光軸部分L1傾斜45度的反射面反射， 使得該光的前進方向大致彎曲90度。從稜鏡lib射出的光穿過第二透鏡 llc，然後沿第二光軸部分L2朝第二透鏡單元12前進。用作變焦控制用可 動透鏡單元的第二透鏡單元12包括第三透鏡12a和第四透鏡的組合。 第二透鏡單元12沿第二光軸部分L2在廣角位置與望遠位置之間移動。從第二透鏡單元12出射的光進入第三透鏡單元13。
第三透鏡單元13包括固定到鏡筒10的第五透鏡。第四透鏡單元14包 括設置在第三透鏡單元13後的第六透鏡。能夠調控穿過透鏡系統的光量的 孔徑光闌16設置在第三透鏡單元13與第四透鏡單元14之間。用作聚焦控 制用可動透鏡單元的第四透鏡單元14可沿第二光軸部分L2移動。包括第 七透鏡15a和後面將描述的修正透鏡17的第五透鏡單元15設置在第四透鏡 單元14後。第七透鏡15a固定到鏡筒，而修正透鏡17可移動地設置在第七 透鏡15a後。另外，成像器18設置在修正透鏡17後。
第二透鏡單元12和第四透鏡單元14沿第二光軸部分L2獨立地移動， 使得每個光學元件可在望遠位置與廣角位置之間移動。換言之，對於望遠 拍攝/廣角拍攝，第二透鏡單元12和第四透鏡單元14在相反方向上移動。 第二透鏡單元12和第四透鏡單元14移動到相應的望遠位置或廣角位置， 以進行變焦控制和聚焦控制。具體說，變焦時，第二透鏡單元12和第四透 鏡單元14從相應的廣角位置移動到相應的望遠位置，從而進行變焦控制。 聚焦時，第四透鏡單元14從廣角位置移動到望遠位置，從而進行聚焦控制。
成像器18固定到成像器接頭(adapter )。成像器18通過該成像器接頭 安裝到鏡筒。濾光器19設置在成像器18的前方。具有修正透鏡17的圖像 模糊修正機構20設置在濾光器19與第七透鏡15a之間。下面將詳細描述的 圖像模糊修正機構20修正因例如透鏡系統的振動而模糊的捕捉圖像。在正 常狀況下，修正透鏡17安裝成使透鏡17的光軸與第二光軸部分L2 —致。 當形成在成像器18的成像面上的圖像由於相機本體2的振動而變模糊時， 圖像模糊修正機構20沿與第二光軸部分L2正交的兩個方向(即第一方向X (側偏方向)和第二方向Y (俯仰方向))移動〗務正透鏡17，以修正成像面 上的圖像模糊。在圖像模糊修正機構20中，修正透鏡17單獨設置在光軸 上，沿第一方向X和第二方向Y移動修正透鏡17的驅動機構和引導機構布 置在修正透鏡17外側，或繞修正透鏡17而布置。 (3)圖像模糊修正機構的構造
參考圖5-8,圖像模糊修正機構20包括固定構件21、保持上述修正透 鏡17的透鏡支座構件22和支承透鏡支座構件22的可動構件23。透鏡支座 構件22可沿位於正交於光軸的平面中的彼此正交的第一方向X和第二方向 Y相對於固定構件21移動。可動構件23設置在固定構件21與透鏡支座構件22之間。
參考圖6和7,固定構件21安裝到框體24。通過將金屬板彎曲成大致 具有矩形截面來形成框體24。固定構件21通過螺紋件而固定到框體24的 底部。另外，透鏡支座構件22可移動地設置在固定構件21上方，而可動 構件23可移動地設置在固定構件21上。固定構件21的設計並不局限於固 定到框體24。固定構件21還可與框體24—體地形成。
設置在固定構件21上方的透鏡支座構件22在其一端具有保持修正透 鏡17的透鏡保持部25。透鏡保持部25形成為沿透鏡支座構件22的厚度延 伸的通孔。修正透鏡17安裝到透鏡保持部25。
透鏡支座構件22在其另 一端具有部件設置部26，以使磁路設置在部件 設置部26中。所述-茲路構成用於沿彼此正交的第一方向和第二方向移動透 鏡支座構件22的驅動機構30。
設置在部件設置部26中磁路具有磁體27和28以及安裝》茲體27和28 的軛29。軛29形成為大致U形。磁體27和28安裝到軛29的彼此相對的 部分的內表面，使得一個磁體的北極和南極分別與另一磁體的北極和南極 相對。用於在第一方向上生成推力的第一線圏31以及用於在第二方向上生 成推力的第二線圈32、 32布置在安裝到軛29從而彼此分開的/F茲體27和28 之間。
第一線圈31和第二線圈32設置在安裝到框體24的印刷電路板34上。 第一線圈31與磁體27和28生成的磁力相作用，以在第一方向上生成推力。 巻繞成筒體的第一線圏31通過粘合劑固定到印刷電路板34的一個表面。 第二線圈32、 32與^f茲體27和28生成的^f茲力相作用，以在第二方向上生成 推力。各自包括扁平線圈(flatcoil)的第二線圈32通過粘合劑固定到印刷 電路板34的另一表面。第二線圏32布置成使線圈32的直線部分彼此平行， 並使驅動電流沿相同方向流經相鄰的直線部分。第二線圈32的驅動電流與 磁體27和28生成的磁力相作用，以在第二方向上生成驅動力。具有第一 線圈31和第二線圈32的印刷電路板34 ^L結合到框體24中，使得印刷電 路板34介於磁體27和28之間。第二線圈32可具有相同尺寸或不同尺寸。
印刷電路板34在其上具有用作檢測透鏡支座構件22在第一方向和第 二方向上的移動量的位置傳感器的第 一霍爾元件(Hall element) 35a和第二 霍爾元件35b。第一和第二霍爾元件35a、 35b設置成面對磁體27。第一霍爾元件35a檢測磁體27的磁力，並且還檢測透鏡支座構件22在第一方向上 的移動量。第二霍爾元件35b檢測磁體27的磁力，並且還檢測透鏡支座構 件22在第二方向上的移動量。
如上所述，驅動才幾構30包括/磁體27和28、扼29、第一線圈31和第 二線圈32。在驅動機構30中，如圖9和10所示，結合有具有第一線圏31 和第二線圈32的印刷電路板34的框體24用作固定部，而設置有磁體27、 28和軛29的透鏡支座構件22用作在第一和第二方向上移動的可動部。驅 動機構30 一皮安裝到框體24的蓋體33包圍。
驅動機構的構造並不局限於上述構造。例如，^磁體可布置在框體24上， 而線圈可布置在透鏡支座構件22上。另外，驅動機構可包括作為驅動源的 步進馬達、壓電換能器(PZT)或線性驅動元件。
如圖9所示，介於固定構件21與透鏡支座構件22之間的可動構件23 具有第一引導機構36和第二引導機構41。用於在透鏡支座構件22沿第一 方向移動的期間引導透鏡支座構件22的第一引導機構36設置在可動構件 23與透鏡支座構件22之間。用於在透鏡支座構件22沿第二方向移動的期 間引導透鏡支座構件22的第二引導機構41設置在可動構件23與固定構件 21之間。用作支承透鏡支座構件22的支承件的可動構件23相對於固定構 件21移動，從而使透鏡支座構件22移動。
第一引導機構36包括第一引導軸37和38、第一引導孔39以及第一接 合構件40。第一引導軸37和38布置成平行於第一方向。第一引導孔39布 置在可動構件23中，以接收第一引導軸37。第一接合構件40布置在透鏡 支座構件22上，以便與另一個第一引導軸38接合。
第一引導軸37用作主軸。軸37的兩端被布置在透鏡支座構件22上的 支承構件37a、 37a支承。如圖6-8所示，用作主軸的第一引導軸37設置在 可動構件23中的第一引導孔39中。另一個第一引導軸38相對於用作主軸 的第一引導軸37用作副軸，並比第一引導軸37短。第一引導軸38的兩端 被布置在可動構件23中的支承構件38a、 38a支承。第一引導軸38與透鏡 支座構件22上的U形的第一接合構件40接合。
第二引導機構41包括第二引導軸42和43、第二引導孔44以及第二接 合構件45。第二引導軸42和43布置成平行於第二方向。第二引導孔44布 置在可動構件23中，以接收第二引導軸42。第二接合構件45設置在可動構件23上，以與另一個第二引導軸43接合。
第二引導軸42用作主軸。軸42的兩個端部42b、 42b分別^^布置在框 體24的兩個側面上的支承孔42a、 42a支承。如圖6、 8和9所示，用作主 軸的第二引導軸42插入並固定在可動構件23中的第二引導孔44中。另一 個第二引導軸43相對於用作主軸的第二引導軸42用作副軸，並比第二引 導軸42短。第二引導軸43的兩端被布置在固定構件21中的支承構件43a、 43a支承。第二引導軸43與可動構件23上的U形的第二接合構件45接合。
參考圖5、 IIA、 IIB、 12A和12B，用作支承第二引導軸42的支承部 的支承孔42a、 42a各自包括具有大直徑的第一孔區段61、具有小直徑的第 二孔區段62和滑動孔區段63，使得第一孔區段61位於框體24的外表面附 近，第一孔區段61與第二孔區段62相連，並且滑動孔區段63位於框體24 的內表面附近。每個支承孔42a的第一孔區段61和第二孔區段62是用於接 收例如組裝圖像模糊修正機構20時將第二引導軸42穿過框體24結合到可 動構件23中的夾具的孔。滑動孔區段63是供第二引導軸42插入並滑動的 滑動孔。滑動孔區段63的直徑大致與第二引導軸42的直徑相同。滑動孔 區段63、 63形成為使連接滑動孔區段63、 63各自的中心的方向與第二引 導軸42滑動的方向即第二方向一致。支承孔42a、 42a並不局限於滑動孔區 段63 、 63 。例如，每個支承孔42a可為U形切口 。
參考圖11B,框體24具有分別具有支承孔42a、 42a的外側表面24a、 24a。當用C表示第二引導軸42的軸向長度，用A表示相反的外側表面24a、 24a之間的距離，而用B表示第二引導軸42的圖像模糊修正行程(stroke ) 的長度(以下稱為"圖像模糊修正行程長度")時，滿足關係A-2B>C。換 言之，考慮到第二引導軸42在框體24內用於圖像模糊修正的可移動距離， 第二引導軸42的最大長度大致為(A-2B)。
圖像模糊修正行程長度是當第二引導軸42位於框體24內部使軸42的 兩端距相應的外側表面24a為等量距離時第二引導軸42為了修正圖像模糊 朝框體24的一個外側表面24a的可移動距離。具體說，第二引導軸42可移 動的距離是圖像模糊修正行程長度的兩倍。圖像模糊修正行程長度由可動 構件23的限制突起51的限制量確定。限制突起51將在後面描述。
當用D表示滑動孔區段63、 63的最外端之間的距離時，支承第二引導 軸42的支承孔42a、 42a形成為滿足關係D<A-4B。換言之，支承第二引導軸42的滑動孔區段63和63之間的最大距離大致為(A-4B )。
另外，第二引導軸42的兩個端部42b、 42b在製造期間被做成圓角 (rounded off )。因此，各端部42b的直徑不同於第二引導軸42的直徑。第 二引導軸42的各端部42b的圓角部分的長度波動還可能使第二引導軸42 的移動方向產生誤差。用R表示圓角部分的容許長度。當考慮到容許長度 R時，滑動孔區段63、 63的最外端之間的距離D滿足關係D<A-4B-2R。換 言之，當考慮到各端部42b中的容許長度R時，支承第二引導軸42的滑動 孔區段63、 63的最外端之間的最大距離大致為(A-4B-2R)。
參考圖5和13,當圖像模糊修正機構20結合到鏡筒中時，只有被透鏡 支座構件22的透鏡保持部25保持的修正透鏡17位於光軸上，使得其它部 件即驅動機構30、第一引導機構36和第二引導機構41布置在透鏡保持部 25外側，即布置在透鏡支座構件22的在縱向方向(第一方向)上與透鏡保 持部25相反的側。因此，能減小圖像模糊修正機構20在布置有透鏡的第 二光軸部分L2上的厚度。另外，構成驅動機構30的第一線圏31和兩個相 鄰的第二線圈32之間的中點O (參考圖13)，即用於在第一方向和第二方 向上生成推力的驅動機構的中心，定位成大致與第 一 引導機構36的第 一 引 導軸37和38以及第二引導機構41的第二引導軸42和43圍繞的區域的中 心一致。因此，在圖像模糊修正機構20中，用於在第一方向和第二方向上 生成驅動力的部分靠近第一引導軸37和38以及第二引導軸42和43的位 置，從而降低用於在第一方向和第二方向上移動的推力(驅動力)。有利地， 能實現電能節約。
在圖像模糊修正機構20中，限制第二引導軸42的移動方向的支承孔 42a、 42a的滑動孔區段63、 63在第二引導軸42的軸向方向上設置在第二 引導孔44、 44的外側，所述第二引導孔44、 44布置在保持第二引導軸42 的可動構件23中。因此，對於用作限制引導方向的構件的支承孔42a、 42a 的滑動孔區段63、 63的位置，當滑動孔區段63、 63彼此分開時，由於制 造期間滑動孔區段63、 63的尺寸波動而造成的影響小。另外，在圖像模糊 修正機構20中，只要第二引導軸42的軸向長度C為(A-2B),而支承孔 42a、 42a的滑動孔區4殳63、 63的最外端之間的距離D為(A-4B)，就能輕 松地製造具有相同尺寸的結合到相應的框體24中的高精度圖像模糊修正機 構20。第 一 引導機構36和第二引導機構41安裝到結合有固定構件21的框體 24中；透鏡支座構件22安裝到框體24中，在所述透鏡支座構件22中可動 構件23和磁路布置在部件設置部26中；用蓋體33覆蓋驅動機構30;然後， 螺紋件47插入蓋體33中的插入孔47a和框體24中的插入孔47b中，以通 過該螺紋件將圖像模糊修正機構20固定到鏡筒的框體。螺紋件48插入框 體24中的插入孔48a中，以通過該螺紋件將框體24固定到鏡筒的框體。
參考圖8,透鏡支座構件22在其面對固定構件21的表面上具有限制突 起51，使得限制突起51位於第一引導機構36和第二引導機構41圍繞的區 域中。限制突起51限制透鏡支座構件22在第一方向和第二方向上的移動 量。限制突起51插入可動構件23中的通孔52中，然後被接收在固定構件 21中的限制孔53中。雖然驅動機構30使透鏡支座構件22在第一方向和第 二方向上移動，但是透鏡支座構件22上的限制突起51與限制孔53的內表 面接觸，以限制構件22在各個方向上的移動。
下面將描述具有上述構造的圖像模糊修正機構20的操作。當驅動機構 30未啟動時，透鏡支座構件22中的修正透鏡17位於與光軸一致的中點位 置處。
為了將透鏡支座構件22從該中點位置移動到第一方向上的一側，而將 沿一個方向流動的驅動電流供給到驅動機構30中的第一線圏31。從而，通 過利用沿所述一個方向流動的驅動電流與,茲體27和28生成的》茲力之間的 相互作用，驅動機構30生成允許透鏡支座構件22朝第一方向上的所述一 側移動的推力。在該情況下，可動構件23未通過第二引導機構41在第一 方向上相對於固定構件21移動。因此，透鏡支座構件22在第一引導機構 36的引導下沿所述一個方向相對於與固定構件21 —體化的可動構件23移 動。為了使透鏡支座構件22移動到第一方向的另一側，可將沿相反方向流 動的驅動電流供給到第 一線圈31 。
為了將透鏡支座構件22從中點位置移動到第二方向上的一側，而將沿 一個方向流動的驅動電流供給到驅動機構30中的各個第二線圈32、 32。從 而，通過利用沿所述一個方向流動的驅動電流與^茲體27和28生成的》茲力 之間的相互作用，驅動機構30生成允許透鏡支座構件22移動到第二方向 上的所述一側的推力。在該情況下，透鏡支座構件22未通過第一引導機構 36在第二方向上相對於可動構件23移動。因此，透鏡支座構件22在與可動構件23 —體化並被第二引導機構41引導的同時，移動到第二方向的所
述一側。
對於透鏡支座構件22在第二方向上的移動，當驅動機構30未啟動時， 如圖11A和11B所示，透鏡支座構件22中的修正透鏡17位於與光軸一致 的中點位置處。這時，第二引導軸42位於框體24內部，使得軸42的兩端 在第二方向上距相應的外側表面24a大致為相同距離。具體說，第二引導軸 42的端部42b、 42b距框體24的相應的外側表面24a、 24a大致為行程長度 B。當驅動機構30啟動時，如圖12A和12B所示，透鏡支座構件22通過 第一引導機構36在與可動構件23 —體化的同時，在第二方向上移動。這 時，第二引導軸42能以最大行程長度B移動。因此，當第二引導軸42隻 以最大行程長度B移動時，第二引導軸42的一個端部42b移動直到使該端 部42b與框體24的相應的外側表面24a大致平齊的位置。換言之，第二引 導軸42不從框體24的外側表面24a突出。因此，當將包括圖像模糊修正機 構20的鏡筒結合到相機本體中時，能輕鬆地對鏡筒附近的部件進行布置和 設計。為了使透鏡支座構件22移動到第二方向的另一側，可將沿相反方向 流動的驅動電流供給到各個第二線圈32、 32。第二引導軸42的各端部42b 並不局限於移動直到使端部42b與框體24的相應的外側表面24a大致平齊 的位置。端部42b還可移動到框體24的相應外側表面24a內的預定位置處。
在使用具有上述構造的圖像模糊修正機構20時，由於第一引導機構36 和第二引導機構41不布置在透鏡支座構件22的保持修正透鏡17的透鏡保 持部25周圍，且只有修正透鏡17位於光路上，所以能減小鏡筒的厚度和 尺寸。此外，由於支承第二引導軸42的各支承孔42a、 42a的滑動孔區段 63、 63彼此分開，所以滑動孔區段63、 63的中心彼此相連接的方向即第二 方向上的公差大於滑動孔區段63、 63彼此靠近時的公差。因此，能輕鬆地 獲得高精度的修正。另外，由於能從構造上合理地獲得小外形的圖像模糊 修正機構20,所以能防止雜散光分量進入光路而產生幻像。
以上描述了圖像模糊修正機構20中的框體24中的用於第二引導軸42 的支承孔42a、 42a的位置，所述第二引導軸42在第二方向上引導透鏡支座 構件22的移動。對於在第一方向上引導透鏡支座構件22移動的第一引導 機構36,支承引導軸的支承部可彼此分開，而以類似於以上方式的方式獲 得高精度的修正。(4 )相機和圖像模糊修正機構的電路構造
圖14是包括上述圖像模糊修正機構20的相機1的框圖。相機1包括 控制單元71、存儲單元72、操作單元73、顯示單元74和外部存儲器75。 控制單元71控制包括圖像模糊修正機構20的整個鏡筒的操作。存儲單元 72包括用於驅動控制單元71的程序存儲器和數據存儲器；RAM;和ROM。 操作單元73接收用於接通電源/斷開電源、拍攝模式選擇以及拍攝的各種指 令信號。顯示單元74顯示捕捉的圖像。外部存儲器75增加存儲容量。
控制單元71包括運算電路，所述運算電路包括例如微型計算機(CPU )。 控制單元71連接到存儲單元72、操作單元73、模擬信號處理單元76、數 字信號處理單元77、模擬-數字(A/D)轉換器78、數字-模擬(D/A)轉換 器81和定時發生器(TG) 82。連接到成像器18的模擬信號處理單元76根 據對應於從成像器18輸出的捕捉圖像的模擬信號進行預定的信號處理。模 擬信號處理單元76連接到將模擬信號處理單元76的信號輸出轉換成數字 形式的A/D轉換器78。
D/A轉換器81連接到進行伺服運算操作以修正圖像模糊的驅動控制單 元84。驅動控制單元84根據修正透鏡17的位置來驅動圖像模糊修正機構 20以修正圖像模糊。驅動控制單元84連接到第一霍爾元件35a和第二霍爾 元件35b，所述第一霍爾元件35a和第二霍爾元件35b用作位置傳感器，來 檢測安裝到圖像模糊修正機構20中的驅動機構30的透鏡支座構件22的磁 體27和28的磁力，從而檢測透鏡支座構件22在第一方向和第二方向上的 位置。TG82連接到成像器18。
當目標的圖像穿過透鏡系統形成在成像器18的成像面上時，成像器18 輸出模擬形式的圖像信號，模擬信號處理單元76對該模擬信號進行預定的 處理，然後A/D轉換器78將該模擬信號轉換成數位訊號。數位訊號處理單 元77對從A/D轉換器78輸出的數位訊號進行預定的處理。然後，所得信 號作為對應於目標的圖像而顯示在顯示單元74上。或者，該信號作為信息 而存儲到外部存儲器75中。
在這種拍攝模式中，圖像模糊修正機構20處於啟動狀態。當相機本體 2抖動或搖動時，陀螺傳感器(gyrosensor) 83檢測到抖動或搖動，並將檢 測信號輸出到驅動控制單元84。驅動控制單元84將作為驅動電流的預定驅 動信號供給到圖像模糊修正機構20中的驅動機構30的第一線圈31和第二線圈32,從而使透鏡支座構件22相對於固定構件21在第一方向和第二方 向上移動。因此，修正透鏡17移動以消除圖像模糊，從而能獲得清晰的圖像。
如上所述，在實施方式中，提供了使設置在成像器18上方的修正透鏡 17移動的圖像模糊修正機構20來修正圖像模糊。也可如圖15所示為成像 器18設置圖像模糊修正機構20。在該情況下，圖像模糊修正機構20中的 透鏡支座構件22保持成像器18,而不是保持修正透鏡17。鏡筒中省略了 修正透鏡17。
下面將描述用於控制圖像模糊修正機構20的驅動控制單元84的電路構造。
參考圖16,驅動控制單元84包括圖像模糊修正運算部分91、模擬伺 服部分92、驅動電路部分93以及四個放大器94a、 94b、 95a和95b。圖像 模糊修正運算部分91經由第一放大器(AMP) 94a連接到第一陀螺傳感器 元件83a,還經由第二放大器(AMP) 94b連接到第二陀螺傳感器元件83b。
第一陀螺傳感器元件83a才全測相機本體2由於施加到相機本體2的手 抖動而在第一方向上的偏移量。第二陀螺傳感器元件83b檢測相機本體2 由於施加到相機本體2的手抖動而在第二方向上的偏移量。本實施方式描 述的情況是，布置兩個陀螺傳感器元件來分別檢測第一方向和第二方向上 的偏移量。還可使用單個陀螺傳感器元件來檢測兩個方向即第一方向和第 二方向上的偏移量。
圖像模糊修正運算部分91連接到模擬伺服部分92。模擬伺服部分92 將通過圖像模糊修正運算部分91算出的數字值轉換成模擬形式，並輸出對 應於模擬值的控制信號。模擬伺服部分92連接到驅動電路部分93。驅動電 路部分93經由第三放大器(AMP) 95a連接到用作第一位置傳感器的第一 霍爾元件35a，還經由第四放大器(AMP) 95b連接到用作第二位置傳感器 的第二霍爾元件35b。驅動電路部分93進一步連接到驅動機構30中的第一 線圈31和第二線圈32。
第一霍爾元件35a檢測出的用於表示透鏡支座構件22在第一方向上的 偏移量的信號經由第三放大器95a輸入到驅動電路部分93。第二霍爾元件 35b檢測出的用於表示透鏡支座構件22在第二方向上的偏移量的信號經由 第四放大器95b輸入到驅動電路部分93。為了基於這些輸入信號以及從模擬伺服部分92供給的控制信號來移動修正透鏡17或成像器18以修正圖像 模糊，驅動電路部分93將預定的驅動電流供給到第一線圏31和第二線圈 32中的任一個或每一個。 (5)變型例
本發明的上述實施方式描述的情況是，在圖像模糊修正機構20中透鏡 支座構件22通過可動構件23以及包括軸的第一和第二引導機構36、 41而 相對於固定構件21移動。在圖像模糊修正機構20中，可動構件23可與框 體24 —體化。
圖17A示出根據本發明的實施方式的變型例的圖像模糊修正機構100。 圖像模糊修正機構100包括框體101,但不包括固定構件21。框體101包 括殼體101a和蓋體101b，並用作鏡筒本體框。在框體101的殼體101a中， 布置有例如參考圖4所描述的透鏡單元11-15。
框體101的殼體101a和蓋體101b各自具有分別支承第二引導機構41 的第二引導軸42、 43的支承孔102、 102。參考圖17B，支承孔102、 102 具有與圖像模糊修正機構20的支承孔42a、 42a相同的形狀。支承孔102 、 102各自具有供第二引導軸42滑動的滑動孔區段103。
參考圖17A，安裝有圖像模糊修正機構100的框體101保持透鏡單元 11-15以及成像器18。對於這五個透鏡單元11-15，第一透鏡單元11設置在 前側。第一透鏡單元11包括用作物鏡的第一透鏡lla;使光軸大致彎曲 卯度的稜鏡llb;和第二透鏡llc。第一透鏡單元11安裝到框體101。
用作變焦控制用可動透鏡單元的第二透鏡單元12被第二透鏡單元保持 框104保持。第二透鏡單元保持框104被一對引導軸105、 105引導。引導 軸105、 105連接到使第二透鏡單元12沿光軸在廣角位置和望遠位置之間 移動的第二透鏡單元驅動單元106。從第二透鏡單元12出射的光進入第三 透鏡單元13。
第三透鏡單元13被固定到框體101的第三透鏡單元保持框107保持。 第四透鏡單元14設置在第三透鏡單元13後。用作聚焦控制用可動透鏡單 元的第四透鏡單元14被第四透鏡單元保持框108保持。第四透鏡單元保持 框108被一對引導軸109、 109引導，同時沿光軸在望遠位置和廣角位置之 間移動。從第四透鏡單元14出射的光進入第五透鏡單元15。
第五透鏡單元15包括被固定到框體101的透鏡保持框111保持的透鏡15a和位於圖像模糊修正機構100中的修正透鏡17。從第五透鏡單元15出 射的光到達設置在第五透鏡單元15後的成像器18。
如上所述，構成透鏡系統的一部分的透鏡單元11-15以及成像器18結 合在框體101中。具體說，第一透鏡單元ll、第二透鏡單元12、第三透鏡 單元13和第四透鏡單元14結合在殼體101a中。另外，第五透鏡單元15 的透鏡15a以及使修正透鏡17在正交於光軸的方向上移動的圖像模糊修正 機構100結合在殼體101a中。由於框體101的蓋體101b覆蓋殼體101a， 所以支承孔102、 102分別支承圖像模糊修正機構100的第二引導軸42和 43,從而組裝鏡筒。圖像模糊修正機構100中第二引導軸42的一端和第二 引導軸43的一端分別被蓋體101b的支承孔102、 102支承。第二引導軸42 的另一端和第二引導軸43的另一端分別被殼體101a中與支承孔102、 102 相同的支承孔(未示出)支承。
圖像模糊修正機構100在框體101中與透鏡單元11-15設置在一起。能 減少鏡筒的部件數量。另外，還能減小鏡筒的厚度和尺寸。
已經描述了根據本發明的實施方式和變型例的數字靜物相機。本發明 可應用於數字視頻相機，還可應用於使用卣化銀膠片的靜物相機。
本申請包含2008年7月23日在日本專利局提交的日本優先權專利申 請JP 2008-190096所涉及的主題，其全部內容通過引用併入本文。
本領域的技術人員應該了解，在權利要求或其等同方案的範圍內，可 以根據設計要求以及其它因素做出多種修改、組合、子組合和變更。
權利要求
1.一種圖像模糊修正單元，包括支座構件，所述支座構件保持成像器或保持構成透鏡系統的一部分的透鏡，並在與所述透鏡系統的光軸正交的平面上沿直線移動；可動構件，所述可動構件安裝到用作最外側部件的框體，並支承所述支座構件；引導構件，所述引導構件引導所述支座構件相對於所述框體移動；和驅動所述支座構件的驅動部；其中所述引導構件包括固定到所述可動構件的引導軸和設置於所述框體並支承所述引導軸的支承部；並且所述可動構件與所述引導軸一體化，同時相對於所述框體移動。
2. 如權利要求1所述的圖像模糊修正單元，其中所述支承部包括分別 供所述引導軸的兩個端部在其中滑動的滑動孔。
3. 如權利要求2所述的圖像模糊修正單元，其中所述引導軸的軸向長 度小於所述框體的分別設置有所述支承部的相對的外表面之間的距離減去 所述引導軸可移動的距離而得到的值。
4. 如權利要求2所述的圖像模糊修正單元，其中設置在所述引導軸的 各端部附近的所述支承部的最外端之間的最大距離小於所述框體的分別設 置有所述支承部的相對的外表面之間的距離減去所述引導軸可移動的距 離、所述引導軸的一個端部的值以及所述引導軸的另一個端部的值而得到 的值。
5. —種鏡筒裝置，包括支座構件，所述支座構件保持成像器或保持構成透鏡系統的一部分的 透鏡，並在與所述透鏡系統的光軸正交的平面上沿直線移動；可動構件，所述可動構件安裝到用作最外側部件的框體，並支承所述 支座構件；引導構件，所述引導構件引導所述支座構件相對於所述框體移動；和驅動所述支座構件的驅動部；其巾所述引導構件包括固定到所述可動構件的引導軸和設置於所述框體並支承所述引導軸的支承部；並且所述可動構件與所述引導軸一體化，同時相對於所述框體移動。
6.—種相機設備，包括支座構件，所述支座構件保持成像器或保持構成透鏡系統的一部分的 透鏡，並在與所述透鏡系統的光軸正交的平面上沿直線移動；可動構件，所述可動構件安裝到用作最外側部件的框體，並支承所述 支座構件；引導構件，所述引導構件引導所述支座構件相對於所述框體移動；和驅動所述支座構件的驅動部；其中所述引導構件包括固定到所述可動構件的引導軸和設置於所述框體並 支承所述引導軸的支承部；並且所述可動構件與所述引導軸一體化，同時相對於所述框體移動。
全文摘要
本發明涉及圖像模糊修正單元、鏡筒裝置和相機設備。所述圖像模糊修正單元包括以下元件支座構件、可動構件、引導構件和驅動部，其中所述支座構件保持成像器或保持構成透鏡系統的一部分的透鏡，並在與所述透鏡系統的光軸正交的平面上沿直線移動；所述可動構件安裝到用作最外側部件的框體，並支承所述支座構件；所述引導構件引導所述支座構件相對於所述框體移動；所述驅動部驅動所述支座構件。所述引導構件包括固定到所述可動構件的引導軸和為所述框體設置並支承所述引導軸的支承部。所述可動構件與所述引導軸一體化，同時相對於所述框體移動。
文檔編號G03B5/00GK101634791SQ20091016517
公開日2010年1月27日 申請日期2009年7月23日 優先權日2008年7月23日
發明者中山立幸, 前田一平 申請人:索尼株式會社