光學圖像穩定器及光學裝置的製作方法

2023-05-31 20:00:01 1

專利名稱：光學圖像穩定器及光學裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種光學裝置，如數字靜物照相機、攝像機和可
互換式透鏡，還涉及一種具有光學圖像穩定器的光學裝置，該光學圖 像穩定器移動圖像穩定元件，如透鏡，以執行光學圖像的穩定(圖像
4牛動4交正)
背景技術：
,02]許多光學裝置都包括光學圖像穩定器，該光學圖像穩定器相 對於光學系統的光軸移動透鏡，以便減少由抖動如手晃動造成的圖像 抖動。這種光學圖像穩定器具有檢測光學裝置在上下偏移方向和左 右偏移方向上的抖動的抖動傳感器，以及基於抖動傳感器的輸出相對 於光軸移動透鏡的驅動裝置。而且，許多光學圖像穩定器還包括限制
(鎖定)透鏡移動的鎖定機構，以便防止當未執行圖像穩定操作時， 透鏡相對於光學系統的光軸出乎意料地移動。日本專利 0.36187987>開了一種鎖定機構的例子。在該鎖定 機構中，可旋轉的鎖定元件通過彈簧力始終向著鎖定位置偏壓。當執 行圖像穩定操作時，鎖定元件通過驅動裝置(馬達)旋轉到鎖定釋放 位置，並且通過電磁體的吸引而保持在鎖定釋放位置。
〖ooosi另外，日本專利公開No.l0-142647公開了一種鎖定機構，可 旋轉的鎖定元件其中通過步進馬達驅動。然而，在日本專利No. 3618798中公開的鎖定機構中，在圖 像穩定操作期間，必須通過使電磁體通電而將鎖定元件保持在鎖定釋 放位置。因此，在圖像穩定操作期間，必須使電磁體連續通電，這會 增加電力消耗。本發明提供一種能夠將鎖定元件穩定地保持在鎖定位置和鎖 定釋放位置同時減少電力消耗的光學圖像穩定器，以及一種具有該光 學圖像穩定器的光學裝置。本發明 一 方面提供一種光學圖像穩定器，其相對於光學系統
的光軸移動圖像穩定元件以減少圖像抖動。該光學圖像穩定器包括 鎖定環，該鎖定環可旋轉到鎖定位置以限制圖像穩定元件的移動，以 及旋轉到鎖定釋放位置以允許圖像穩定元件的移動；驅動裝置，該驅 動裝置將鎖定環旋轉到鎖定位置和鎖定釋放位置；以及偏壓機構，該 偏壓機構向著鎖定位置機械偏壓旋轉到鎖定位置的鎖定環，以及向著 鎖定釋放位置偏壓旋轉到鎖定釋放位置的鎖定環。本發明另一方面提供一種光學裝置，其包括光學圖像穩定器， 該光學圖像穩定器相對於光學系統的光軸移動圖像穩定元件以減少圖 像抖動。該光學圖像穩定器包括鎖定環，該鎖定環可旋轉到鎖定位 置以限制圖像穩定元件的移動，以及旋轉到鎖定釋放位置以允許圖像 穩定元件的移動；驅動裝置，該驅動裝置將鎖定環旋轉到鎖定位置和 鎖定釋放位置；以及偏壓機構，該偏壓機構向著鎖定位置偏壓旋轉到 鎖定位置的鎖定環，以及向著鎖定釋放位置偏壓旋轉到鎖定釋放位置 的鎖定環。通過下面參照附圖的描述的實施例，本發明的其它方面也是 顯而易見的。


附圖1是說明本發明實施例的透鏡裝置的截面圖； [ocm]附圖2是要安裝在附圖1的透鏡裝置中的圖像穩定單元的分解透視圖；附圖3是從附圖2的相反側看的圖像穩定單元的分解透視圖； [oois]附圖4是該實施例中的圖像穩定單元的後視圖；
附圖5是沿附圖4的線A-A的、該實施例中的圖像穩定單元 的截面圖；附圖6是沿附圖4的線B-B的、該實施例中的圖像穩定單元 的截面圖；附圖7是沿附圖4的線C-C的、該實施例中的圖像穩定單元 的截面圖；附圖8是示出在該實施例中將鎖定環構造到圖像穩定單元中 的組裝狀態的後視圖；附圖9是示出該實施例中圖像穩定單元中的鎖定狀態的後視
圖；附圖10是示出該實施例中圖像穩定單元中的解鎖狀態的後 視圖。
具體實施例方式下面參照附圖描述本發明的示範性實施例。附圖l示出透鏡裝置的配置，該透鏡裝置用作本發明實施例 的光學裝置。透鏡裝置是用於單透鏡反射相機的可互換式透鏡(變焦 透鏡)，在該圖中，中心線之上的上部示出廣角端的配置，中心線之下 的下部示出攝遠端的配置。下面的描述限定物側作為前側，像側作為 後側。附圖標記Ll至L6分別表示構成圖像拾取光學系統的第 一至 第六透鏡單元。附圖標記l表示變焦操作環。變焦操作環l的旋轉操 作在圖像拾取光學系統的光軸方向(在下文中稱作光軸方向)上移動
第一至第六透鏡單元，以改變圖像拾取光學系統的焦距。橡膠環la 附裝在變焦操作環1的外圃周上，以便促進其操作。另外，變焦操作 環1的前端具有棘爪lb,在該棘爪上附裝有遮光軍。在透鏡裝置的後端設有聚焦操作環2和變焦操作調節環3。聚焦操作環2的旋轉操作在光軸方向上移動笫二透鏡單元L2，用於聚 焦。而且，變焦操作調節環3的旋轉操作改變了變焦操作調節環3和 在其內部提供的固定鏡筒4之間的摩擦強度，這能夠調節變焦操作環 1的操作負載。附圖標記5表示可直線移動的鏡筒，其與保持變焦操作環1 和第一透鏡單元Ll的笫一透鏡鏡筒13 —起在光軸方向上移動。可直 線移動的鏡筒5設有凸輪5a。附圖標記6表示變焦凸輪環。變焦凸輪 環6設有與可直線移動的鏡筒5中的凸輪5a接合的凸輪隨動件(未示 出)。變焦凸輪環6的旋轉在光軸方向上移動第一透鏡單元Ll和第一 透鏡鏡筒13。變焦凸輪環6藉助旋轉在光軸方向上移動。在光軸方向上，變焦凸輪環6的移動量與圖像穩定單元(光 學圖像穩定器)12的移動量相同，圖像穩定單元將在隨後描述並且包 括第五透鏡單元L5。圖像穩定單元12固定到第五可移動的鏡筒11。設置於第五 可移動的鏡筒11的隨動件(未示出)與在變焦凸輪環6中形成以便沿 周向延伸的凹槽部分(未示出)接合。因此，圖像穩定單元12(第五 透鏡單元L5 )與變焦凸輪環6 —起在沒有旋轉的情況下在光軸方向上 移動。附圖標記7表示構成透鏡裝置的固定部件的一部分的引導鏡
筒，其後部保持聚焦單元8，該聚焦單元包括振動式馬達和傳動機構， 該傳動機構將馬達的旋轉和聚焦操作環2的旋轉傳遞到對焦鍵16。此 外，固定鏡筒4和安裝件9通過螺釘固定到引導鏡筒7的後端。附圖標記10表示防滴橡膠，該防滴橡膠防止液滴流入安裝件 9和設置於相機的安裝件(未示出)的連接部分。附圖標記14表示保持第二透鏡單元L2的第二透鏡鏡筒。附 圖標記15表示設置在第二透鏡鏡筒14的外圓周上的聚焦凸輪環。聚 焦凸輪環15設有凸輪隨動件(未示出)，該凸輪隨動件與在變焦凸輪 環6中形成為在光軸方向上延伸的引導凹槽部分(未示出)以及在第 五可移動的鏡筒11中形成的凸輪凹槽部分lla接合。當變焦凸輪環6旋轉時，聚焦凸輪環15旋轉和在光軸方向上移動，第二透鏡鏡筒14 (第二透鏡單元L2)在光軸方向上移動而不旋轉。上述對焦鍵16的旋轉傳遞到第二透鏡鏡筒14。當第二透鏡 鏡筒14相對於聚焦凸輪環15旋轉時，在聚焦凸輪環15的內圓周上形 成的聚焦凸輪15a為了聚焦而在光軸方向上移動第二透鏡鏡筒14。本 實施例中的圖像拾取光學系統是這樣的光學系統，即，其中第二透鏡 單元L2 (第二透鏡鏡筒14)用於聚焦的移動量根據焦距而變化。聚 焦凸輪環15根據焦距的變化而旋轉，以改變聚焦凸輪15a的使用區域， 由此改變第二透鏡鏡筒14在光軸方向上的移動量。附圖標記18表示保持第三透鏡單元L3的第三透鏡鏡筒。孔 徑光闌單元17固定到第三透鏡鏡筒18的前部，這意味著孔徑光闌單 元17布置得比第三透鏡單元L3更向前。第三透鏡鏡筒18設有凸輪 隨動件(未示出)，該凸輪隨動件與在變焦凸輪環6中形成的凸輪凹槽 部分6a以及在第五可移動的鏡筒11中形成的直線凹槽部分(未示出) 接合。因此，變焦凸輪環6的旋轉在光軸方向上移動第三透鏡鏡筒18 (第三透鏡單元L3 )和孔徑光闌單元17。附圖標記19表示保持第四透鏡單元L4的第四透鏡鏡筒。第 四透鏡鏡筒19設有凸輪隨動件(未示出)，該凸輪隨動件與在變焦凸 輪環6中形成的凸輪凹槽部分6b以及在笫五可移動的鏡筒11中形成 的直線凹槽部分(未示出)接合。變焦凸輪環6的旋轉在光軸方向上 移動第四透鏡鏡筒19 (第四透鏡單元L4)。附圖標記20表示保持第六透鏡單元L6的第六透鏡鏡筒。第 六透鏡鏡筒20設有凸輪隨動件(未示出)，該凸輪隨動件與在變焦凸 輪環6中形成的凸輪凹槽部分6c以及在引導鏡筒7中形成的直線凹槽 部分(未示出)接合。變焦凸輪環6的旋轉在光軸方向上移動第六透 鏡鏡筒20 (第六透鏡單元L6 )。附圖標記21表示三腳架安裝件，其具有用於將透鏡裝置固定
到三腳架的螺紋部件21a。附圖標記23表示透鏡裝置的控制電路，該控制電路布置成圍繞引導鏡筒7的外圓周。檢測透鏡裝置的抖動的抖動傳感器(角速度 傳感器)如振動陀螺儀焊接到控制電路23以經由橡膠固定到引導鏡筒此外，附圖標記22表示用於將控制電路23、聚焦單元8、圖 像穩定單元12和孔徑光闌單元17與相機電氣相連的觸點。接下來，參照附圖2至7描述圖像穩定單元12的構造。附圖 2是從前側斜對觀看的圖像穩定單元12的分解圖，附圖3是從後側斜 對觀看的圖像穩定單元12的分解圖。附圖4是圖像穩定單元12的後 視圖，附圖5、附圖6和附圖7分別是沿圖4中的線A-A、 B-B和C-C 的圖像穩定單元12的截面圖。在這些附圖中，附圖標記30表示用作基座元件的基板，並且 如圖2和3所示，在基板30的外圓周上形成輥部分30a (實際上提供 三個輥部分30a，但是在附圖中僅示出其中一個)。輥子(未示出)通 過螺釘固定到輥部分30a。輥子與在第五可移動的鏡筒11中形成的孔 接合，由此通過第五可移動的鏡筒11保持圖像穩定單元12。附圖標記32表示由》茲性元件形成的第一軛，通過四個螺釘 34將其固定到在基板30中形成的孔部30b，該四個螺釘通過在第一軛 32中的四個位置形成的孔32a插入。此外，由四個輪磁體等形成的兩 對永久磁體(移動磁體)磁性地附裝在第一軛32的前表面上以固定在 其上。笫五透鏡單元L5是用作圖像穩定元件的圖像穩定透鏡。第 五透鏡單元L5由移動框架31保持。兩個移動線圈35粘結以固定到 移動才醫架31的前表面，以^更面向所述兩對移動》茲體33a。移動框架31 可以相對於基板30在與第五透鏡單元L5的光軸即圖像拾取光學系統 的光軸(換句話說，相對於圖像拾取光學系統的光軸)垂直的上下偏 移方向和左右偏移方向上移動。此外，兩個投光元件36如iRED粘結以固定到移動框架31 的後表面。從相應的投光元件36投射的光束通過在移動框架31中形 成的狹縫31a進入固定於移動基座40的受光元件(在下文中稱作移動位置檢測元件)40b如PSD。為兩個投光元件36提供兩個移動位置檢 測元件40b。這能夠實現移動框架31在上下偏移方向和左右偏移方向 上的位置檢測。相應的移動線圏35的線圏導線的端部和投光元件36焊接到 移動FPC (柔性印刷板)35a。在移動框架31的外圓周上的三個位置形成突起部31b。此外， 在與基板30上形成的三個突起部31b對應的三個位置形成突起部 30c。如圖7所示，移動彈簧37的端部37a鉤在每個突起部31b和每 個突起部30c上。由此，移動框架31始終,皮向著基^反30偏壓。在第一輒32和移動框架31之間布置三個球38，該球可以通 過移動框架31相對於基板30的移動而滾動。三個^求38可以以與三個 移動彈簧37相同的相位位置布置，這減少了移動框架31的移動負載。附圖標記44表示由非磁性不鏽材料形成的L形引導軸。移 動框架31保持引導軸44的一個端部，在基板30中形成的軸接收部分 (未示出)保持引導軸44的另一個端部。這允許了移動框架31相對 於基板30在垂直於光軸的平面內的運動，但是阻止了移動框架31繞 光軸的旋轉。附圖標記39表示第二軛。移動基座40接觸第二軛39的前表 面，在該移動基座上安裝移動位置檢測元件40b、輸出放大器IC(未 示出)和連接器40c。在兩個位置將在基板30上形成的定位銷30d插 入定位孔40a定位了移動基座40,以通過兩個螺4丁 41a將移動基座40 固定到第二軛39。此外，通過兩個螺釘41b將移動基座40連接到基 板30上。附圖標記42表示絕緣板，其阻止了移動基座40和第二軛39 之間不必要的電傳導。兩對移動磁體33b磁性附裝在第二輒39的後表面上以固定 在其上，該兩對磁體具有與固定在第一軛32上的兩對移動》茲體33a 相同的形狀。第一輒32、移動磁體33a和33b以及第二輒39形成閉合磁迴路。使閉合磁迴路中的移動線圏35通電可以驅動移動框架31在上 下偏移方向和左右偏移方向上移動。第一輒32、移動磁體33a和33b、第二輒39以及移動線圏 35構成驅動裝置，該驅動裝置在上下偏移方向和左右偏移方向上移動 移動框架31。在本實施例中，將描述所謂的動圏圖像穩定單元，其中移動 框架31具有移動線圏35，基板30 (第一和第二軛32和39)具有移 動》茲體33a和33b。然而，在可替代的實施例中，可以使用所謂的動 磁體圖像穩定單元，其中移動框架31具有移動磁體，基板30具有移 動線圏。也就是說，可以在移動框架31和基板30之一上設置線圏， 而在另 一個上設置磁體。通過控制電路23積分來自上述抖動傳感器的角速度信號，由
此產生角位移信號。控制電路23基於角位移信號設置移動框架31的 目標移動位置，其中物像移動與該物像由於角位移而在像平面上最初 位移相同的量，並且物像在與物像由於角位移引起的最初位移的方向 相反的方向上移動。控制電路23確定移動線圏35的通電方向和通電 量，以便減少由移動位置檢測元件40b檢測的移動框架31的實際移動 位置和目標移動位置之間的差異，然後使移動線圏35通電。這樣，執 行移動框架31 (第五透鏡單元L5)的反饋位置控制，這會減少圖像 抖動。移動FPC 35a的連接部件35c連接到安裝在移動基座40上 的連接器40c。這能夠實現從移動基座40到焊接到移動FPC 35a的投 光元件36和移動線圏35的通電。在連接部件35c和焊接到移動FPC 35a中的投光元件36的部分之間形成多個摺疊部分，每個摺疊部分的 彈性即使在移動框架31移動時也可以防止移動FPC 35a變形。第一鎖定軛(未示出)通過螺釘固定到基板30,並且鎖定磁 體48a磁性附裝在第一鎖定軛上以固定在其上。附圖標記45表示用作鎖定元件的鎖定環，其保持為可通過基 板30的內圓周部分繞光軸旋轉。在鎖定環45的內圓周部分中的四個位置形成鎖定凸輪部分45a。在保持形成在移動框架31中的第五透鏡 單元L5的圓柱部件的外圓周表面上，在鎖定環45旋轉到解鎖位置的 狀態下，在與鎖定凸輪部分45a相同相位的四個位置形成突起部31c， 這將在下文描述。在鎖定環45的鎖定凸輪部分45a的相位從移動框架31的突 起部31c的相位移動的狀態下，每個突起部31c接觸(接合)或接近 鎖定環45的內圓周表面45f。這種狀態限制了移動框架31在左右偏 移和上下偏移方向上的移動。這種狀態稱作鎖定狀態，這種狀態下的 鎖定環45的旋轉位置稱作鎖定位置。在鎖定環45的鎖定凸輪部分45a的相位與移動框架31的突 起部31c的相位一致的狀態下，每個突起部31c以距其預定的間隙定 位在每個鎖定凸輪部分45a內。這種狀態允許移動框架31在左右偏移 和上下偏移方向上移動。這種狀態稱作解鎖狀態，這種狀態下的鎖定 環45的旋轉位置稱作解鎖位置(鎖定釋放位置)。鎖定線圏49粘結到鎖定環45的平面部分45c的後表面以固 定在其上。鎖定線圏49的線圏導線的端部焊接到附著於鎖定環45的 外圓周的鎖定FPC 46的暴露部分46b。用作用於檢測鎖定環45的旋轉位置的檢測器的光斷路器46a 安裝在鎖定FPC46上。當在鎖定環45上形成的遮光部45b在光斷路 器46a的投光部件和受光部件之間穿過時，光斷路器46a通過從遮光 狀態切換到受光狀態檢測鎖定環45的旋轉位置(鎖定位置和解鎖位 置)。在本實施例中，在鎖定位置和解鎖位置從光斷路器46a輸出 的信號都是受光信號(當受光部件接收從投光部件投射的光時的信 號)。因此，控制電路23參照來自檢測移動框架31的移動位置的移動 位置檢測元件40b的信號確定鎖定環45是否處於鎖定位置和解鎖位 置。例如，當在從光斷路器輸出受光信號的狀態下，移動框架31的移 動位置接近圖像拾取光學系統的光軸時，控制電路23確定鎖定環45 處於鎖定位置。當在同樣的狀態下，移動框架31的移動位置遠離圖像拾取光學系統的光軸時，控制電路23確定鎖定環45處於解鎖位置。在鎖定FPC 46中形成U形折轉部件46d，該U形折轉部件 可以通過鎖定環45的旋轉而變形，這防止了鎖定FPC 46的變形。附圖標記51表示鎖定橡膠(彈性元件)，其阻止了鎖定環45 超出鎖定位置的旋轉以及其超出解鎖位置的旋轉。隨後描述將鎖定橡 膠51附著於基板30的方法。鎖定磁體48b磁性附裝在第二鎖定軛47的前表面上以固定 在其上。第一鎖定軛、鎖定磁體48a、第二鎖定輒47以及鎖定磁體48b 形成閉合磁迴路。使閉合磁迴路中的鎖定線圈49通電能夠實現鎖定環 45在鎖定位置和解鎖位置之間的旋轉。第一鎖定軛、鎖定》茲體48a、第二鎖定軛47、鎖定磁體48b 以及鎖定線圏49構成旋轉鎖定環45的驅動裝置。如圖4所示，由具有滑動性的樹脂形成的鎖定滑塊53被保持 成可以在基板30的圓周上的三個位置形成的凹部中在基板30的徑向 方向上移動(在附圖4中僅示出三個鎖定滑塊53中的兩個)。在基板 30的徑向方向上，通過鎖定彈簧52向內(即向著鎖定環45的旋轉中 心)偏壓相應的鎖定滑塊53，該鎖定彈簧用作在凹部中提供的偏壓元 件。另一方面，在鎖定環45的外圓周表面上的三個位置中的每個處， 凸輪表面45h和45g用作鎖定滑塊53接觸的斜表面。凸輪表面45h 和45g是彼此不同的表面，其相對於鎖定環45的徑向方向傾斜，並且 彼此鄰近布置，以便在徑向方向上形成向外突出的凸形。如圖4和9所示，在鎖定環45在鎖定位置或接近鎖定位置的 位置旋轉的狀態下，每個鎖定滑塊53接觸鎖定環45的每個凸輪表面 45g。凸輪表面45g將從鎖定滑塊53接收的、在徑向方向上向內(即 向著鎖定環45的旋轉中心)作用在鎖定環45上的偏壓力轉變成向著 鎖定位置(即在附圖中的逆時針方向上)作用在其上的旋轉力。由此， 在鎖定線圏49的未通電狀態下，鎖定環45穩定地保持在鎖定位置。 也就是說，在鎖定狀態下，即使鎖定環45由於施加到透鏡裝置的外力 如撞擊而向著解鎖位置輕微地旋轉，鎖定環45也可以通過向著鎖定位置的偏壓力返回鎖定位置。如圖IO所示，在鎖定環45在解鎖位置或接近解鎖位置的位 置旋轉的狀態下，每個鎖定滑塊53接觸每個凸輪表面45h。凸輪表面 45h將從鎖定滑塊53接收的、在徑向方向上向內作用在鎖定環45上 的偏壓力轉變成向著解鎖位置(即附圖中的順時針方向)作用在其上 的旋轉力。由此，即使在鎖定線圏49未通電的狀態下，鎖定環45也 可以穩定地保持在解鎖位置。也就是說，在解鎖狀態下，即使鎖定環 45由於施加到透鏡裝置的外力如撞擊而向著鎖定位置輕微地旋轉，鎖 定環45也可以通過向著解鎖位置的偏壓力返回解鎖位置。因此，在圖像穩定單元12的圖像穩定操作期間(在移動框架 31的移動操作期間)，防止鎖定環45通過外力停止在向著鎖定位置旋 轉的位置，這使得能夠繼續適當的圖像穩定操作。這種構造實現了 通過使用同一鎖定彈簧52使鎖定環45向 著鎖定位置和解鎖位置被偏壓。鎖定滑塊53、鎖定彈簧52以及凸輪 表面45h和45g構成偏壓機構。雖然鎖定環45和基板30在其間具有一定的間隙，但是偏壓 機構在圓周的三個位置偏壓鎖定環45防止了鎖定環45在其圓周方向 上的位移。接下來，參照附圖8至IO描述將鎖定環45、鎖定彈簧52、 鎖定滑塊53和鎖定橡膠51附裝到基板30上的工序。首先，在基板30中形成的凹部中布置鎖定彈簧52和鎖定滑 塊53。其次，在鎖定環45的外圓周上的五個位置形成的凹部45d的 相位調節到在基板30的內圓周上的五個位置形成的突起部30h的相 位，然後鎖定環45壓入基板30中。雖然在該工序中，鎖定滑塊53 的尖端接觸鎖定環45的外圓周表面，但是鎖定滑塊53的尖端形成為 半球形，並且與鎖定滑塊53接觸的鎖定環45的部分形成為曲面，以 便鎖定環45可以平穩地裝配到基板30中。其後，鎖定環45向著解鎖位置(在附圖8的順時針方向上) 旋轉，以卡口連接到基板30。由此，在防止鎖定環45在光軸方向上相對於基板30的位移的狀態下，保持鎖定環45可繞光軸旋轉。然後，如圖9所示，鎖定橡膠51的一端插入在基板30中形 成的孔30e中。當鎖定環45在逆時針方向上旋轉時，可以防止鎖定環 45通過卡口連接的脫離而從基板30掉落，以便凹部45d的相位與突 起部30h的相位一致。鎖定橡膠51粘結到壁部，該壁部形成為圍繞基板30中孔30e 的近似半圓的部分。這防止了鎖定橡膠51相對於基板30傾斜。然後， 當第二鎖定軛47通過兩個螺釘50固定到基板30時，鎖定橡膠51的 另一端位於在第二鎖定輒47中形成的凹部47a的內部，並且將鎖定橡 膠51夾在中間，以1更其在基板30和第二鎖定軛47之間的光軸方向上 輕微充電。這防止了鎖定橡膠51從基板30掉落。這樣，在如圖9所示的鎖定位置，在鎖定環45上形成的突起 部45i接觸附裝於基板30的鎖定橡膠51，以便防止鎖定環45旋轉超 出鎖定位置。此外，在附圖10所示的解鎖位置，在鎖定環45上形成 的突起部45j接觸鎖定橡膠51，以便防止鎖定環45旋轉超出解鎖位 置。即使在通過使鎖定線圏49通電而旋轉驅動的鎖定環上形成 的突起部45i和45j碰撞鎖定橡膠51，也會因為鎖定橡膠51是由彈性 元件(橡膠)形成的，所以幾乎不產生碰撞聲音。此外，在鎖定環45在鎖定位置和解鎖位置之間旋轉期間(在 下文中稱作中間旋轉狀態)，鎖定環45的遮光部45b位於光斷路器46a 的投光部件和受光部件之間，以便阻止光從投光部件進入受光部件。 當控制電路23通過光斷路器46a檢測到鎖定環45由於外力等已經停 止在中間旋轉狀態時，控制電路23使鎖定線圈49通電，以便在與在 緊接著停止前的旋轉相同的方向上再次旋轉鎖定環45。可以在控制電 路23中提供的存儲器中存儲緊接著停止前的旋轉方向。此外，從防止麻煩的觀點來看，當鎖定環45已經停止在中間 旋轉狀態時，鎖定環45可以再次旋轉到鎖定位置，而不考慮緊接著停 止前的4t轉方向。
如上所述，根據本實施例，由於提供向著鎖定位置和解鎖位
置機械偏壓用作鎖定元件的鎖定環45的偏壓機構，因而鎖定環45可 以穩定地保持在鎖定位置和解鎖位置，同時減少了電力消耗。這可以 節省透鏡裝置的功率，並且實現了即使在當對其施加外力如撞擊時具 有少量的圖像抖動的情況下，也能夠連續進行圖像拾取的透鏡裝置。此外，由於本實施例中的偏壓機構使用同一鎖定彈簧52和同
一鎖定滑塊53向著鎖定位置和解鎖位置偏壓鎖定環45,因而偏壓機 構可以由少量的部件構成，這導致了簡單而緊湊的構造。這能夠減少 圖像穩定單元12和具有該圖像穩定單元的透鏡裝置的尺寸。此外，構成偏壓機構的一部分的鎖定滑塊53由具有滑動性的
樹脂形成，而阻止鎖定環45超出鎖定位置和解鎖位置的旋轉的鎖定橡 膠51由橡膠(彈性元件)形成。這可以實現圖像穩定單元12和具有 該圖像穩定單元的透鏡裝置產生較少的異常噪聲。此外，偏壓才幾構通過在鎖定環45上形成的凸輪表面45h和 45g將向著鎖定環45的旋轉中心作用的鎖定彈簧52的偏壓力轉變成 在旋轉方向上作用的偏壓力。這可以得到更緊湊的偏壓機構的構造。 這還可以減少鎖定環45相對於基板30不必要的位移，在其旋轉方向 上平穩地偏壓鎖定環45。此外，在鎖定環45停止在中間旋轉狀態的情況下，控制電路 23檢測到該停止，然後控制驅動裝置(使鎖定線圏49通電)，以便使 鎖定環45再次旋轉。因此，即使鎖定環45由於外力如撞擊停止在中 間旋轉狀態，鎖定環45也可以立即旋轉到鎖定位置或解鎖位置。雖然已經參照示範性的實施例描述了本發明，但是應當理解， 本發明不限於公開的示範性實施例。下面的權利要求的範圍依照最寬 泛的解釋，以便包括所有的修改、等效結構和功能。例如，上面的實施例描述了下面的情況在鎖定環45的圓周 方向的三個位置提供偏壓機構。然而，可以在圓周方向的至少一個位 置上提供偏壓機構。此外，代替鎖定彈簧52，可以使用其它偏壓元件 如橡膠元件或彈簧。
而且，上面的實施例描述了安裝在可互換式透鏡上的圖像穩 定單元。然而，本發明可以應用於安裝在圖像拾取裝置(光學裝置) 如集成透鏡的數字靜物照相機和攝像機。此外，上面的實施例描述了透鏡用作圖像穩定元件的情況。
然而，本發明可以應用於下面的情況，其中圖像拾取元件如CCD傳 感器和CMOS傳感器用作圖像穩定元件，並且圖像穩定元件相對於圖 像拾取光學系統的光軸移動以減少圖像抖動。
權利要求
1.一種光學圖像穩定器，所述光學圖像穩定器相對於光學系統的光軸移動圖像穩定元件以減少圖像抖動，其特徵在於包括鎖定環，所述鎖定環能旋轉到鎖定位置以限制所述圖像穩定元件的移動，並能旋轉到鎖定釋放位置以允許所述圖像穩定元件的移動；驅動裝置，所述驅動裝置能將所述鎖定環旋轉到所述鎖定位置和鎖定釋放位置；以及偏壓機構，所述偏壓機構能向著鎖定位置機械偏壓旋轉到所述鎖定位置的鎖定環，並能向著鎖定釋放位置偏壓旋轉到所述鎖定釋放位置的鎖定環。
2. 根據權利要求所述的光學圖像穩定器，其中所述偏壓機構使用 同一偏壓元件向著鎖定位置偏壓鎖定環和向著鎖定釋放位置偏壓鎖定 環。
3. 根椐權利要求2所述的圖像穩定器，其中所述偏壓元件向著所 述鎖定環的旋轉中心產生偏壓力，以及其中所述鎖定環具有凸輪，所 述凸輪將來自所述偏壓元件的偏壓力轉變成向著鎖定位置的偏壓力和 向著鎖定釋放位置的偏壓力。
4. 根據權利要求1所述的光學圖像穩定器，其中所述驅動裝置包 括設置於所述鎖定環和可旋轉地保持所述鎖定環的基座元件中的一個 的線圏，以及設置於所述鎖定環和基座元件中的另 一個的磁體。
5. 根據權利要求l所述的光學圖像穩定器，還包括彈性元件，所 述彈性元件在鎖定位置和鎖定釋放位置停止所述鎖定環的旋轉。
6. 根據權利要求1所述的光學圖像穩定器，其中所述偏壓機構包 括向著所述鎖定環的外圓周表面被偏壓的鎖定滑塊。
7. 根據權利要求6所述的光學圖像穩定器，其中所述鎖定滑塊被 保持成接觸所述鎖定環，並且向著所述鎖定環的旋轉中心被偏壓。
8. 根據權利要求6所述的光學圖像穩定器，其中所述鎖定環具有 笫一斜表面和第二斜表面，所述第一斜表面和第二斜表面是所述鎖定滑塊接觸的表面，其中所述偏壓機構構造成通過向著所述第一斜表面偏壓所述鎖定 滑塊而向著鎖定位置偏壓所述鎖定環，以及通過向著所述第二斜表面 偏壓所述鎖定滑塊而向著所述鎖定釋放位置偏壓所述鎖定環，以及其中所述鎖定滑塊向著所述鎖定環的旋轉中心被偏壓。
9. 根據權利要求8所述的光學圖像穩定器，其中所述第一斜表面 和第二斜表面是彼此不同的表面，並且相對於所述鎖定環的徑向方向 傾斜，以及其中所述第一和第二斜表面布置成相互鄰近，以便形成在徑向方 向上向外突出的凸形。
10. 根據權利要求1所述的光學圖像穩定器，還包括檢測所述鎖 定環的旋轉位置的檢測器，其中，當所述檢測器檢測到所述鎖定環停止在鎖定位置和鎖定釋 放位置之間時，所述驅動裝置再次旋轉所述鎖定環。
11. 一種光學裝置，包括光學圖像穩定器，所述光學圖像穩定器相對於光學系統的光軸移 動圖像穩定元件以減少圖像抖動，其特徵在於所述光學圖像穩定器包括鎖定環，所述鎖定環能旋轉到鎖定位置以限制所述圖像穩定元件 的移動，並能旋轉到鎖定釋放位置以允許所述圖像穩定元件的移動；驅動裝置，所述驅動裝置能將所述鎖定環旋轉到鎖定位置和鎖定 釋放位置；以及偏壓機構，所述偏壓機構能向著鎖定位置機械偏壓旋轉到所述鎖 定位置的鎖定環，並能向著鎖定釋放位置偏壓旋轉到所述鎖定釋放位 置的鎖定環。
全文摘要
本發明公開了一種光學圖像穩定器及光學裝置。光學圖像穩定器相對於光學系統的光軸移動圖像穩定元件以減少圖像抖動。該光學圖像穩定器包括鎖定環，該鎖定環能旋轉到鎖定位置以限制圖像穩定元件的移動，並能旋轉到鎖定釋放位置以允許圖像穩定元件的移動；驅動裝置，該驅動裝置能將鎖定環旋轉到鎖定位置和鎖定釋放位置；以及偏壓機構，該偏壓機構能向著鎖定位置機械偏壓旋轉到鎖定位置的鎖定環，並能向著鎖定釋放位置偏壓旋轉到鎖定釋放位置的鎖定環。
文檔編號G03B5/00GK101526717SQ20091000253
公開日2009年9月9日 申請日期2009年1月16日 優先權日2008年1月18日
發明者佐藤茂樹 申請人:佳能株式會社