專利名稱：圖像穩(wěn)定器、透鏡裝置和成像設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種圖像穩(wěn)定器，在攝影時，如果發(fā)生手抖等情況，通過控制校正透鏡沿垂直于透鏡系統(tǒng)的光軸的方向移動，以及控制校正透鏡的光軸對應于透鏡系統(tǒng)的光軸，從而該圖像穩(wěn)定器穩(wěn)定受震動等因素導致圖像模糊的圖像；一種具有該圖像穩(wěn)定器的透鏡裝置；以及一種包括該透鏡裝置的成像設(shè)備。
背景技術(shù)：
近年來，例如數(shù)字靜物照相機和攝像機的成像設(shè)備的性能得以大大改進，任何人都可以容易的以高圖像質(zhì)量以及高效率對靜止圖像和活動圖像進行攝像，利用透鏡、CCD(固態(tài)成像裝置)和性能改進的圖像處理電路，使得成像設(shè)備的性能也得以改進。
然而，盡管可以改進透鏡、CCD等的性能，但是，如果使用相機(成像設(shè)備)進行拍攝的拍攝者的手抖動的話，具有高分辨率的圖像會變得模糊，拍出的圖像也會模糊。因此，一部分比較昂貴的相機裝有圖像穩(wěn)定器，該圖像穩(wěn)定器可以通過抓取圖像而穩(wěn)定受相機抖動等因素而模糊的圖像。然而，需要這種圖像穩(wěn)定器的相機不是專業(yè)水準的相機，對于大量具有較少拍攝經(jīng)驗的菜鳥級拍攝者而言，在相機上裝備圖像穩(wěn)定器也是必不可少的。
而且，通常，希望相機(成像設(shè)備)越來越小和越來越輕的愿望非常強烈，質(zhì)量輕易于攜帶的相機受到消費者的廣泛歡迎。然而，由于現(xiàn)有技術(shù)中的圖像穩(wěn)定器尺寸較大，當在相機主體上安裝這種圖像穩(wěn)定器時，整個相機的尺寸會比較大，這和人們希望相機越來越小和越來越輕的愿望是背道而馳的。此外，現(xiàn)有技術(shù)中的圖像穩(wěn)定器需要大量部件，因此會導致因部件數(shù)量增加而導致相機成本增加的問題。
例如，日本專利申請?zhí)亻_平No.2000-258813公開了一種現(xiàn)有技術(shù)的圖像穩(wěn)定器。在該專利文獻當中，公開了一種圖像穩(wěn)定器，該圖像穩(wěn)定器用于例如攝像機和透鏡裝置之類的光學設(shè)備。該專利文獻(下文稱作“第一現(xiàn)有技術(shù)示例”)中公開的圖像穩(wěn)定器通過將一部分成像透鏡移動到垂直于光軸的表面內(nèi)部來穩(wěn)定圖像，包括透鏡保持架、第一引導部、第二引導部、第一驅(qū)動器、第二驅(qū)動器以及位置檢測器。透鏡保持架保持校正透鏡。第一引導部引導透鏡保持架在垂直于光軸的表面上沿第一方向移動。第二引導部引導透鏡保持架沿垂直于第一方向的第二方向移動。第一驅(qū)動器和第二驅(qū)動器分別沿第一和第二方向驅(qū)動透鏡保持架。位置檢測器檢測校正透鏡的位置。在該圖像穩(wěn)定器中，從光軸方向看過去，第一引導部和第二驅(qū)動器，或者第二引導部和第一驅(qū)動器部分重疊設(shè)置。
根據(jù)具有日本專利申請?zhí)亻_平No.2000-258813中公開的結(jié)構(gòu)的圖像穩(wěn)定器，可以例如獲得下面的效果。具體而言，通過設(shè)置用于移動校正透鏡的引導軸，以及用于驅(qū)動校正透鏡的線圈或磁體，以使得從光軸方向看過去，間距移動機構(gòu)和偏轉(zhuǎn)驅(qū)動器，或者偏轉(zhuǎn)移動機構(gòu)和間距驅(qū)動器重疊設(shè)置。
例如，日本專利申請?zhí)亻_平No.2003-270695也公開了一種現(xiàn)有技術(shù)中的圖像穩(wěn)定器。在該專利文獻中，公開了一種圖像穩(wěn)定器，該圖像穩(wěn)定器用于例如攝像機和透鏡裝置之類的光學設(shè)備。該專利文獻(下文稱作“第二現(xiàn)有技術(shù)示例”)中公開的圖像穩(wěn)定器通過將一部分成像透鏡移動到垂直于光軸的表面內(nèi)部來穩(wěn)定圖像，包括透鏡保持架、第一引導部、第二引導部、第一驅(qū)動器、第二驅(qū)動器、位置檢測器和固定器。透鏡保持架包括第一限位部分，該第一限位部分保持校正透鏡以及限制校正透鏡的移動范圍。第一引導部在垂直于光軸的表面上沿第一方向移動。第二引導部引導透鏡保持架沿垂直于第一方向的第二方向移動。第一驅(qū)動器和第二驅(qū)動器分別沿第一和第二方向驅(qū)動透鏡保持架。位置檢測器檢測校正透鏡的位置。固定器包括第二限位部分，該第二限位部分接合到第一限位部分，以及限制校正透鏡的可移動范圍。在該圖像穩(wěn)定器中，第一限位部分和第二限位部分和光軸同心設(shè)置，以及設(shè)置在第一和第二驅(qū)動器的內(nèi)部。
根據(jù)具有日本專利申請?zhí)亻_平No.2003-270695中公開的結(jié)構(gòu)的圖像穩(wěn)定器，例如可以獲得下面的效果。具體而言，可移動限位部件設(shè)置在校正透鏡和驅(qū)動器之間，和光軸大致同心設(shè)置，從而限制校正透鏡的可移動范圍，以及在固定架上設(shè)置接合到限位部件的非接合部件。因此，校正透鏡的移動限制在可移動部分內(nèi)部，從而能夠獲得結(jié)構(gòu)緊湊的穩(wěn)定器。
日本專利申請?zhí)亻_平No.H03-186823例如還公開了一種現(xiàn)有技術(shù)中的圖像穩(wěn)定器。在該專利文獻中，公開了一種用于相機等的防震裝置，該防震裝置檢測頻率較低的相機震動，采用檢測結(jié)果作為防止圖像模糊的信息，從而防止圖像模糊。該專利文獻(下文稱作“第三現(xiàn)有技術(shù)示例”)中公開的防震裝置包括校正光學機構(gòu)、震動檢測器和防震控制器。該校正光學機構(gòu)位于保持透鏡組的透鏡鏡筒內(nèi)，偏離于透鏡組的光軸。該震動檢測器檢測施加到透鏡鏡筒的震動。該防震控制器通過從震動檢測器接收到信號，驅(qū)動校正光學機構(gòu)，從而防止震動。校正光學機構(gòu)具有校正透鏡、固定架、第一保持架、第二保持架、第一和第二線圈、第一和第二驅(qū)動器、以及第一和第二位置檢測器。固定架固定校正透鏡。第一保持架保持固定架，以使得能夠沿不同于透鏡組的光軸方向的第一方向移動固定架。第二保持架保持第一保持架，以使得能夠沿不同于光軸方向和第一方向的第二方向移動第一保持架，以及固定到透鏡鏡筒。第一和第二線圈分別沿第一和第二方向移動第一和第二保持架。第一和第二驅(qū)動器由面對第一和第二線圈的第一和第二磁場發(fā)生部件形成。第一和第二位置檢測器檢測固定架和第一保持架沿第一方向和第二方向移動的移動量。在固定到透鏡鏡筒以及包括第二保持架的固定部件上，設(shè)置至少第一和第二磁場發(fā)生部件，或者第一和第二位置檢測器。
根據(jù)具有日本專利申請?zhí)亻_平No.H03-186823中公開的結(jié)構(gòu)的防震裝置，可以獲得下面的效果。具體而言，防震裝置能夠響應于高頻震動，而不會增加成本以及增大空間。
在上述第一至第三現(xiàn)有技術(shù)示例中，位置檢測器用于檢測校正透鏡的位置。在各種情況中，位置檢測器包括由發(fā)光二極管(LED)形成的光學投影儀和由半導體位置檢測裝置(PSD)形成的光學接收器。這里，在現(xiàn)有技術(shù)示例的任一情況中，獲得的如下位置關(guān)系檢測裝置和蔽光部件狹縫的相對變化方向、或者檢測裝置和磁體的磁極邊界的相對變化方向垂直于作為校正透鏡移動方向的第一方向和第二方向。
因此，如果在校正狀態(tài)中，移動架和支撐架的位置發(fā)生相對變化，它們沿垂直于蔽光部件狹縫或者磁體的磁極邊界的方向而相對變化，其中蔽光部件狹縫或者磁體的磁極邊界是檢測參考位置。因此，移動架和支撐架的相對距離變化量直接表示蔽光部件狹縫變化量或者磁體的磁極邊界變化量。因此，難以獲得大的校正透鏡移動量(校正角)，因此，當在這種大功率變焦狀態(tài)中移動量大時，不能有效操作圖像穩(wěn)定器，從而會導致問題。
下面參照圖1A至1E來詳細說明上述問題。圖1A示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的圖像穩(wěn)定器的位置檢測機構(gòu)200。位置檢測機構(gòu)200包括能夠相對移動的磁體201和兩個霍爾元件202和203。磁體201由方形板形成，其橫向設(shè)置成第一方向X，其中，圖中未示出的校正透鏡沿該第一方向移動，其縱向設(shè)置成第二方向Y，該第二方向垂直于第一方向X。兩個霍爾元件202和203通過檢測磁體201的磁力來檢測相對于磁體201的相對位置。
第一霍爾元件202檢測關(guān)于第一方向X的位置信息，設(shè)置在和沿磁體201的長邊的一個邊緣201a重疊的位置上。第二霍爾元件203檢測關(guān)于第二方向Y的位置信息，設(shè)置在和位于磁體201的短邊上的一個邊緣201b重疊的位置上。第一和第二霍爾元件202和203設(shè)置成使得檢測位置202a和203a的中心大致分別對應于磁體201的邊緣201a和201b。因此，第一霍爾元件202和第二霍爾元件203檢測具有圖1B所示特性的磁通密度。
圖1C示出磁體201和第二霍爾元件203的相對移動和檢測到的磁通密度。圖1D示出磁體201和第一霍爾元件202的相對移動和檢測到的磁通密度。而且，圖1E是說明圖1C和1D中檢測到的磁通密度狀態(tài)的表格。
如圖1D所示，這里假設(shè)僅沿第一方向X發(fā)生相對移動，以及沿第二方向Y的位移量為零。在這種情況下，對于第一霍爾元件202而言，它的檢測部分202a大致對應于磁體201的長邊上邊緣201a的位置作為參考位置。如果沿越來越近的方向(第一方向X+)有移動，則檢測到的磁通密度增加，如果沿越來越遠的方向(第一方向X-)有移動，則檢測到的磁通密度降低。在這種情況下，第二霍爾元件203沿磁體201的短邊上的邊緣201b移動，然而，對于沿一個方向或者另一個方向移動的第二霍爾元件203而言，磁通密度沒有變化，因此變化量為零。
以及，如圖1C所示，假設(shè)僅沿第二方向Y發(fā)生相對移動，以及沿第一方向X的位移量為零。在這種情況下，對于第二霍爾元件203而言，它的檢測部分203a大致對應于磁體201的短邊上邊緣201b的位置作為參考位置。如果沿越來越近的方向(第一方向Y+)有移動，則檢測到的磁通密度增加，如果沿越來越遠的方向(第一方向Y-)有移動，則檢測到的磁通密度降低。在這種情況下，第一霍爾元件202沿磁體201的短邊上的邊緣201a移動，然而，對于沿一個方向或者另一個方向移動的第一霍爾元件202而言，磁通密度沒有變化，因此變化量為零。
如果利用具有上述特性的第一霍爾元件202和第二霍爾元件203來檢測沿第一方向X和第二方向Y的磁通密度，則直接檢測磁體201以及霍爾元件202和203的相對移動量，以及相對移動量的最短距離表示磁通密度的檢測精度。

發(fā)明內(nèi)容
在現(xiàn)有技術(shù)的圖像穩(wěn)定器中，獲得的如下位置關(guān)系檢測裝置和蔽光部件狹縫或者磁體的磁極邊界的方向垂直于作為校正透鏡移動方向的第一方向和第二方向。因此，磁體和霍爾元件之間的相對移動量直接表示檢測時的檢測精度，從而，難以獲得相對于相對移動量而言較大的校正透鏡移動量(校正角)。因此，難以處理需要大移動量的大功率變焦等操作，導致穩(wěn)定圖像的校正精度難以改進。
根據(jù)本發(fā)明的圖像穩(wěn)定器包括電致動裝置，其具有能夠相對移動的線圈和磁體；移動架，其中線圈和磁體之一以及校正透鏡固定到該移動架；以及支撐架，其中線圈和磁體另一部件固定到該支撐架，并且該支撐架支撐能夠移動的移動架。在該圖像穩(wěn)定器中，通過利用電致動裝置移動移動架，使得校正透鏡能夠沿第一方向和第二方向移動，其中第一方向垂直于透鏡系統(tǒng)的光軸，第二方向垂直于第一方向和光軸，以及控制校正透鏡的光軸對應于透鏡系統(tǒng)的光軸，從而穩(wěn)定通過透鏡系統(tǒng)獲得的圖像。而且，該圖像穩(wěn)定器包括第一霍爾元件和第二霍爾元件，它們通過檢測磁體的磁力來檢測校正透鏡在第一方向和第二方向上的位置信息。如下所述設(shè)置第一霍爾元件和第二霍爾元件。因此，校正透鏡的光軸定位成對應于透鏡系統(tǒng)的光軸。霍爾元件的磁力檢測部分的中心大致對應沿從第一方向和第二方向旋轉(zhuǎn)偏離合適角度、位于同一平面且和磁體邊緣重疊的方向的位置。因此，第一霍爾元件和第二霍爾元件設(shè)置成檢測沿垂直于邊緣延伸的方向的方向的磁力。
在根據(jù)本發(fā)明的實施例的圖像穩(wěn)定器中，第一霍爾元件和第二霍爾元件設(shè)置成使得霍爾元件的磁力檢測部分的中心大致對應沿從第一方向和第二方向旋轉(zhuǎn)偏離合適角度、位于同一平面且和磁體邊緣重疊的方向的位置，從而檢測沿垂直于邊緣延伸的方向的方向的磁力。因此，可以獲得比磁體和霍爾元件的相對移動量大的校正透鏡的移動量(校正角)。因此，在需要大移動量的大功率變焦等操作中，圖像穩(wěn)定器可以高精度的穩(wěn)定圖像。
在根據(jù)本發(fā)明的實施例的透鏡裝置、成像設(shè)備和該圖像穩(wěn)定器中，可以獲得大的磁體和霍爾元件的相對移動量。因此，可以獲得比磁體和霍爾元件的相對移動量大的校正透鏡的移動量(校正角)。因此，在需要大移動量的大功率變焦等操作中，圖像穩(wěn)定器可以高精度的穩(wěn)定圖像。


圖1A至1E是用于說明現(xiàn)有技術(shù)的圖像穩(wěn)定器采用的校正透鏡位置檢測機構(gòu)的視圖，其中圖1A是示意性結(jié)構(gòu)的示意圖，圖1B是磁體和霍爾元件之間距離和磁通密度之間關(guān)系的曲線圖，圖1C是圖1A中主要部分的示意圖，其中圖像被放大并且沿第二方向Y進行了相對移動，圖1D是圖1A中主要部分的示意圖，其中圖像被放大并且沿第一方向X進行了相對移動，以及圖1E是用于說明第一霍爾元件和第二霍爾元件的輸出狀態(tài)的表格；圖2是從前側(cè)示出的根據(jù)本發(fā)明的透鏡裝置的第一實施例的外部透視圖；
圖3是圖2所示的透鏡裝置的前視圖；圖4是圖2所示的透鏡裝置的垂直截面圖；圖5是圖3所示的透鏡裝置的N-N線截面圖；圖6是圖2所示的透鏡裝置的分解透視圖；圖7是用于說明圖2所示透鏡裝置的透鏡系統(tǒng)的示意圖；圖8是示出應用到數(shù)字靜物照相機的、根據(jù)本發(fā)明的成像設(shè)備的第一實施例的分解透視圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明的成像設(shè)備的第一實施例的透視圖，其中從前側(cè)示出數(shù)字靜物照相機，該數(shù)字靜物照相機的物鏡用透鏡蓋封閉；圖10是根據(jù)本發(fā)明的成像設(shè)備的第一實施例的透視圖，其中從前側(cè)示出數(shù)字靜物照相機，該數(shù)字靜物照相機的物鏡通過打開透鏡蓋而暴露在外；圖11是圖9所示的數(shù)字靜物照相機的后視圖；圖12是圖9所示的數(shù)字靜物照相機的平面圖；圖13是從前側(cè)示出的、具有移動磁體系統(tǒng)的電致動裝置的圖像穩(wěn)定器的透視圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的圖像穩(wěn)定器的第一實施例；圖14是從后側(cè)示出的、圖13所示的圖像穩(wěn)定器的透視圖；圖15是圖13所示的圖像穩(wěn)定器的前視圖；圖16是圖13所示的圖像穩(wěn)定器的后視圖；圖17是圖13所示的圖像穩(wěn)定器的平面圖；圖18是圖13所示的圖像穩(wěn)定器的底視圖；圖19是圖13所示的圖像穩(wěn)定器的左側(cè)圖；圖20是圖13所示的圖像穩(wěn)定器的右側(cè)圖；圖21是圖13所示的圖像穩(wěn)定器的分解透視圖；圖22是圖13所示的圖像穩(wěn)定器的電致動裝置的透視圖；圖23是圖22所示的電致動裝置的前視圖；圖24是圖22所示的電致動裝置的后視圖；圖25是圖22所示的電致動裝置的平面圖；圖26是圖22所示的電致動裝置的底視圖；圖27是圖26所示的電致動裝置的底視圖，其中去除了軛鐵；圖28是圖22所示的電致動裝置的左側(cè)圖；圖29是圖22所示的電致動裝置的右側(cè)圖；
圖30是圖22所示的電致動裝置的線圈組件體的透視圖；圖31是圖30所示的線圈組件體的平面圖；圖32是圖22所示的電致動裝置的軛鐵和磁體的透視圖；圖33是圖32所示的磁體的透視圖；圖34是從前側(cè)示出的、具有移動磁體系統(tǒng)的電致動裝置的圖像穩(wěn)定器的透視圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的圖像穩(wěn)定器的第二實施例；圖35是從后側(cè)示出的、圖34所示的圖像穩(wěn)定器的透視圖；圖36是圖34所示的圖像穩(wěn)定器的前視圖；圖37是圖34所示的圖像穩(wěn)定器的后視圖；圖38是圖34所示的圖像穩(wěn)定器的平面圖；圖39是圖34所示的圖像穩(wěn)定器的底視圖；圖40是圖34所示的圖像穩(wěn)定器的左側(cè)圖；圖41是圖34所示的圖像穩(wěn)定器的右側(cè)圖；圖42是圖34所示的圖像穩(wěn)定器的分解透視圖；圖43是圖34所示的圖像穩(wěn)定器的電致動裝置的透視圖；圖44是圖43所示的電致動裝置的前視圖；圖45是圖43所示的電致動裝置的后視圖；圖46是圖43所示的電致動裝置的平面圖；圖47是圖43所示的電致動裝置的底視圖；圖48是圖47所示的電致動裝置的底視圖，其中去除了軛鐵；圖49是圖43所示的電致動裝置的左側(cè)圖；圖50是圖43所示的電致動裝置的右側(cè)圖；圖51是圖43所示的電致動裝置的線圈組件體的透視圖；圖52是圖51所示的線圈組件體的平面圖；圖53是圖43所示的電致動裝置的軛鐵和磁體的透視圖；圖54是圖53所示的磁體的透視圖；圖55是用于說明利用根據(jù)本發(fā)明的實施例的圖像穩(wěn)定器進行控制的概念的方塊圖；圖56是示出根據(jù)本發(fā)明的成像設(shè)備的示意性結(jié)構(gòu)的第一實施例的方塊圖；圖57是示出根據(jù)本發(fā)明的成像設(shè)備的示意性結(jié)構(gòu)的第二實施例的方塊圖；以及圖58A至58E是根據(jù)本發(fā)明的實施例的圖像穩(wěn)定器采用的校正透鏡位置檢測機構(gòu)的視圖，其中圖58A是示意性結(jié)構(gòu)的示意圖，圖58B是磁體和霍爾元件之間距離和磁通密度之間關(guān)系的曲線圖，圖58C是圖58A中主要部分的示意圖，其中圖像被放大并且沿第二方向Y進行了相對移動，圖58D是圖58A中主要部分的示意圖，其中圖像被放大并且沿第一方向X進行了相對移動，以及圖58E是用于說明第一霍爾元件和第二霍爾元件的輸出狀態(tài)的表格。
具體實施例方式
通過磁體磁力來檢測校正透鏡沿第一方向和第二方向的位置信息的第一霍爾元件和第二霍爾元件設(shè)置成使得磁力檢測部分的中心大致對應沿從第一方向和第二方向旋轉(zhuǎn)偏離合適角度、位于同一平面且和磁體邊緣重疊的方向的位置，從而檢測沿垂直于邊緣延伸的方向的方向的磁力。因此，可以獲得包括第一和第二霍爾元件的圖像穩(wěn)定器、透鏡裝置和成像設(shè)備。在該圖像穩(wěn)定器、透鏡裝置和成像設(shè)備中，可以獲得相對于磁體和霍爾元件的相對移動量較大的校正透鏡的移動量(校正角)。因此，在需要大移動量的大功率變焦等操作中，可以高精度的穩(wěn)定圖像。
下面參照附圖來說明本發(fā)明的實施例。圖2至58描述了本發(fā)明的實施例。具體而言，圖2是從前側(cè)示出的根據(jù)本發(fā)明的透鏡裝置的第一實施例的透視圖；圖3是其前視圖；圖4是其垂直截面圖；圖5是圖3所示的透鏡裝置的N-N線截面圖；圖6是其分解透視圖；以及圖7是透鏡系統(tǒng)的示意圖。圖8是代表本發(fā)明的成像設(shè)備的第一實施例的數(shù)字靜物照相機的分解透視圖；圖9是從前側(cè)示出的、數(shù)字靜物照相機的透視圖；圖10是其透視圖，其中通過打開透鏡蓋而暴露出物鏡；圖11是其后視圖；以及圖12是其平面圖。
圖13至33示出根據(jù)本發(fā)明的圖像穩(wěn)定器的第一實施例，包括移動磁體系統(tǒng)的驅(qū)動機構(gòu)。具體而言，圖13是從前側(cè)示出的、圖像穩(wěn)定器的透視圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的圖像穩(wěn)定器的第一實施例；圖14是從后側(cè)示出的、圖像穩(wěn)定器的透視圖；圖15是圖13所示的圖像穩(wěn)定器的前視圖；圖16是圖13所示的圖像穩(wěn)定器的后視圖；圖17是圖13所示的圖像穩(wěn)定器的平面圖；圖18是圖13所示的圖像穩(wěn)定器的底視圖；圖19是圖13所示的圖像穩(wěn)定器的左側(cè)圖；圖20是圖13所示的圖像穩(wěn)定器的右側(cè)圖；以及圖21是圖13所示的圖像穩(wěn)定器的分解透視圖。圖22是電致動裝置的透視圖；圖23是圖22所示的電致動裝置的前視圖；圖24是圖22所示的電致動裝置的后視圖；圖25是圖22所示的電致動裝置的平面圖；圖26是圖22所示的電致動裝置的底視圖；圖27是示出兩個霍爾元件的結(jié)構(gòu)的視圖；圖28是圖22所示的電致動裝置的左側(cè)圖；以及圖29是圖22所示的電致動裝置的右側(cè)圖。圖30是示出線圈組件體的透視圖；以及圖31是圖30所示的線圈組件體的平面圖。圖32是磁體和軛鐵的透視圖；以及圖33是圖32所示的磁體的透視圖。
圖34至54示出根據(jù)本發(fā)明的圖像穩(wěn)定器的第二實施例，包括移動線圈(移動霍爾元件)系統(tǒng)的驅(qū)動機構(gòu)。具體而言，圖34是從前側(cè)示出的、圖像穩(wěn)定器的透視圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的圖像穩(wěn)定器的第二實施例；圖35是從后側(cè)示出的、圖34所示的圖像穩(wěn)定器的透視圖；圖36是圖34所示的圖像穩(wěn)定器的前視圖；圖37是圖34所示的圖像穩(wěn)定器的后視圖；圖38是圖34所示的圖像穩(wěn)定器的平面圖；圖39是圖34所示的圖像穩(wěn)定器的底視圖；圖40是圖34所示的圖像穩(wěn)定器的左側(cè)圖；圖41是圖34所示的圖像穩(wěn)定器的右側(cè)圖；以及圖42是圖34所示的圖像穩(wěn)定器的分解透視圖。圖43是圖34所示的電致動裝置的透視圖；圖44是圖43所示的電致動裝置的前視圖；圖45是圖43所示的電致動裝置的后視圖；圖46是圖43所示的電致動裝置的平面圖；圖47是圖43所示的電致動裝置的底視圖；圖48是示出兩個霍爾元件的結(jié)構(gòu)的視圖；圖49是圖43所示的電致動裝置的左側(cè)圖；以及圖50是圖43所示的電致動裝置的右側(cè)圖。圖51是線圈組件體的透視圖；以及圖52是圖51所示的線圈組件體的平面圖。圖53是磁體和軛鐵的透視圖；以及圖54是圖53所示的磁體的透視圖。
圖55是用于說明利用根據(jù)本發(fā)明的實施例的圖像穩(wěn)定器進行控制的概念的方塊圖；圖56是示出根據(jù)本發(fā)明的成像設(shè)備的示意性結(jié)構(gòu)的第一實施例的方塊圖；以及圖57是示出根據(jù)本發(fā)明的成像設(shè)備的示意性結(jié)構(gòu)的第二實施例的方塊圖。圖58A至58E是用于說明根據(jù)本發(fā)明的實施例的位置檢測機構(gòu)的視圖。
圖2至6示出本發(fā)明的透鏡裝置的第一實施例。透鏡裝置1包括透鏡系統(tǒng)2、透鏡鏡筒3、成像器4、圖像穩(wěn)定器5等。透鏡系統(tǒng)2具有五組透鏡，其中，多個透鏡設(shè)置在同一光軸L上。透鏡鏡筒3以固定或可活動方式支撐透鏡系統(tǒng)2的透鏡。成像器(例如，CCD、CMOS等等)4設(shè)置在透鏡系統(tǒng)2的光軸L上，以及固定到透鏡鏡筒3。圖像穩(wěn)定器5連接到透鏡鏡筒3，并且穩(wěn)定透鏡系統(tǒng)2上的圖像。
如圖7所示，透鏡裝置1的透鏡系統(tǒng)2形成為具有透鏡系統(tǒng)的可拆卸透鏡，該透鏡系統(tǒng)由五組透鏡7至11組成，其中，五個透鏡組設(shè)置在同一光軸L上。在該五組透鏡7至11中，第一組透鏡7設(shè)置在前端，包括第一透鏡7A，其是面對物體的物鏡；棱鏡7B，其面對位于和物體相反側(cè)的物鏡7A；以及第二透鏡7C，其面對棱鏡7B。棱鏡7B由三角形棱鏡形成，其橫截面形成為等腰直角三角形；彼此相鄰且夾角90度的兩條邊之一面對物鏡7A，另一邊面對第二透鏡7C。
在第一組透鏡7中，通過物鏡7A的光線從一個表面穿過棱鏡7B。然后光反射到反射表面，該反射表面相對于光軸的夾角為45度，然后該光線沿彎折90度的方向前進。隨后，在從另一條邊出來之后，該光線穿過第二透鏡7C；然后沿光軸L向第二組透鏡8傳遞。第二組透鏡8包括第三透鏡8A和第四透鏡8B的組合，形成為可在光軸L上移動。穿過第二組透鏡8的光線通過第三組透鏡9。
第三組透鏡9由固定到透鏡鏡筒3的第五透鏡形成。在第三組透鏡9之后，設(shè)置由第六透鏡形成的第四組透鏡10。在第四組透鏡10和第三組透鏡9之間，設(shè)置光圈機構(gòu)12，該光圈機構(gòu)能夠調(diào)節(jié)通過透鏡系統(tǒng)2的光線量。第四組透鏡10形成為可在光軸L上移動。在第四組透鏡10之后，設(shè)置第五組透鏡11，該第五組透鏡由第七透鏡11A和校正透鏡15形成，下面將進行說明。在第五組透鏡11的部件當中，第七透鏡11A固定到透鏡鏡筒3，校正透鏡15以可活動式方式設(shè)置在第七透鏡11A后面，而且，成像器4設(shè)置在校正透鏡15后面。
第二組透鏡8和第四組透鏡10可以沿光軸L獨立地、單獨地沿光軸方向移動。通過沿預定方向移動第二組透鏡8和第四組透鏡10，可以執(zhí)行調(diào)焦和聚焦調(diào)節(jié)。具體而言，在變焦時，通過從廣角到遠距照相移動第二組透鏡8和第四組透鏡10，可以執(zhí)行調(diào)焦。而且，在聚集時，通過從廣角到遠距照相移動第四組透鏡10，可以執(zhí)行聚焦調(diào)節(jié)。
成像器4固定到成像器適配器，以及通過成像器適配器爾連接到透鏡鏡筒3。在成像器4的前面，設(shè)置濾光器14，在濾光器14和第七透鏡11A之間設(shè)置具有校正透鏡15的圖像穩(wěn)定器5。圖像穩(wěn)定器5在下面將詳細說明，它用于穩(wěn)定因透鏡系統(tǒng)2震動等因素而模糊的截取圖像。在正常狀態(tài)下，將校正透鏡15安裝成使其光軸和透鏡系統(tǒng)2的光軸L重合。當因相機主體等震動而在成像器4的焦平面上模糊圖像時，通過圖像穩(wěn)定器5來穩(wěn)定焦平面上模糊的圖像，其中圖像穩(wěn)定器沿垂直于光軸L的兩個方向(第一方向X和第二方向Y)來移動校正透鏡15。
如圖2至6所示，保持上述結(jié)構(gòu)的透鏡系統(tǒng)2的透鏡鏡筒3包括上部鏡筒16、中部鏡筒17和下部鏡筒18，它們通過沿垂直方向彼此重疊而結(jié)合和裝配在一起。上部鏡筒16由在前部的上部設(shè)置有開口窗的殼體和在下表面設(shè)置的開口構(gòu)成。第一組透鏡7的物鏡7A連接到開口窗19，通過連接到前表面的面板21，物鏡7A連接到上部鏡筒16。在上部鏡筒16內(nèi)部，固定棱鏡7B和第二透鏡7C，該棱鏡設(shè)置在物鏡7A的后表面上，其間設(shè)置有蔽光板22，第二透鏡設(shè)置在棱鏡7B的下表面上。
而且，在上部鏡筒16內(nèi)部，設(shè)置有第一可活動式保持架23，沿平行于透鏡系統(tǒng)2的光軸L的方向，以可活動式方式支撐該第一可活動式保持架。在第一可活動式保持架23中，設(shè)置通孔，該通孔沿垂直方向穿過，第二組透鏡8固定到該通孔。通過連接到上部鏡筒16的變焦驅(qū)動機構(gòu)24，第一可活動式保持架23可以在預定范圍內(nèi)沿透鏡系統(tǒng)2的光軸L的方向前后移動。
變焦驅(qū)動機構(gòu)24包括變焦電機25、作為變焦電機25的旋轉(zhuǎn)軸的進給螺桿軸26、接合到進給螺桿軸26的進給螺母27等等。變焦電機25固定到U形第一支架28，伸入到一端的進給螺桿軸26的兩個端部由第一支架28以可自由轉(zhuǎn)動方式支撐。第一支架28通過多個(在該實施例中為兩個)固定螺桿29a而連接到上部鏡筒16。
在第一支架28的安裝狀態(tài)中，進給螺母27以可滑動方式接合到進給螺桿軸26。由于沿螺紋延伸方向的移動受到限制，從而由第一可活動式保持架23來保持該進給螺母27。而且，兩個引導軸31a和31b以可滑動方式沿平行于光軸L的方向穿入第一可活動式保持架23。一側(cè)上的兩個引導軸31a和31b的端部由上部鏡筒16來保持，另一側(cè)上端部由中間鏡筒17來保持。
因此，當驅(qū)動變焦電機25時，進給螺桿軸26的旋轉(zhuǎn)力經(jīng)進給螺母27傳遞到第一可活動式保持架23。此時，進給螺母27相對于在預定位置上驅(qū)動和旋轉(zhuǎn)的進給螺桿軸26沿軸向移動。因此，第一可活動式保持架23結(jié)合進給螺母27移動，從而，根據(jù)變焦電機25的旋轉(zhuǎn)方向，第二組透鏡8沿接近第一組透鏡7的方向以及靠近第三組透鏡9的方向選擇性移動。在這種情況下，通過兩個引導軸31a和31b，沿平行于光軸L的方向引導保持第二組透鏡8的第一可活動式保持架23，因此該第一可活動式保持架23可以高精度地在光軸L上移動。
光圈機構(gòu)12設(shè)置在第三組透鏡9下面，由中間鏡筒17來固定和保持，該光圈機構(gòu)包括自由調(diào)節(jié)孔面積的光闌部件32、以可活動式方式支撐光闌部件32的光闌支撐板33、開閉光闌部件32的步進電機34等等。步進電機34利用其間的電機座而固定到中間鏡筒17的上表面的側(cè)部。中間鏡筒17固定到下部鏡筒18上，以及上部鏡筒16適配到中間鏡筒17上；這三個鏡筒利用多個(該實施例中為三個)固定螺桿29b來進行緊固和固定，其中這些固定螺桿沿垂直方向穿過鏡筒，然后集成裝配這些鏡筒，從而形成透鏡鏡筒3。
下部鏡筒18由殼體形成，該殼體在上表面、側(cè)表面和下表面上形成開口，在該殼體內(nèi)沿平行于透鏡系統(tǒng)2的光軸L的垂直方向以可活動式方式支撐有第二可活動式保持架36。在該第二可活動式保持架36上設(shè)置有通孔，該通孔沿垂直方向穿過，第四組透鏡10固定到通孔。通過連接到下部鏡筒18的聚焦驅(qū)動機構(gòu)37，使得第二可活動式保持架36在預定范圍內(nèi)沿透鏡系統(tǒng)2的光軸L的方向前后移動。
聚焦驅(qū)動機構(gòu)37包括聚焦電機38、作為聚焦電機38的旋轉(zhuǎn)軸的進給螺桿軸39、接合到進給螺桿軸39的進給螺母41等等。聚焦電機3 8固定到U形第二支架42，伸入到一端的進給螺桿軸39的兩個端部由第二支架42以可自由轉(zhuǎn)動方式支撐。第二支架42通過多個(在該實施例中為兩個)固定螺桿29c而連接到下部鏡筒18。
在第二支架42的安裝狀態(tài)中，進給螺母41以可滑動方式接合到進給螺桿軸39。由于沿螺紋延伸方向的移動受到限制，從而由第二可活動式保持架36來保持該進給螺母41。而且，兩個引導軸43(在圖6中僅示出一個引導軸)以可滑動方式沿平行于光軸L的方向穿入第二可活動式保持架36。一側(cè)上的兩個引導軸43的端部由中間鏡筒17來保持，另一側(cè)上端部由下部鏡筒18來保持。
因此，當驅(qū)動聚焦電機38時，進給螺桿軸39的旋轉(zhuǎn)力經(jīng)進給螺母41傳遞到第二可活動式保持架36。此時，進給螺母41相對于在預定位置上驅(qū)動和旋轉(zhuǎn)的進給螺桿軸39沿軸向移動。因此，第二可活動式保持架36結(jié)合進給螺母41移動，從而，根據(jù)聚焦電機38的旋轉(zhuǎn)方向，第四組透鏡10沿接近第三組透鏡9的方向以及靠近第五組透鏡11的方向選擇性移動。在這種情況下，通過兩個引導軸43，沿平行于光軸L的方向引導保持第四組透鏡10的第二可活動式保持架36，因此該第二可活動式保持架36可以高精度地在光軸L上移動。
利用成像器適配器44，成像器4連接到下部鏡筒18的下表面。成像器適配器44由在中心具有方形開口的板形成；并且通過成形為方形架的密封橡膠45，利用例如粘接劑的緊固材料，在成像器適配器的一個表面上一體固定成像器4。在成像器適配器44的另一個表面上，設(shè)置蔽光板46，其中彼此疊加地設(shè)置濾光器14，以及通過濾波器壓板47來壓制從而固定這些濾光器。利用內(nèi)部設(shè)置的濾光器14，成像器適配器44利用固定螺桿連接到下部鏡筒18。
在下部鏡筒18的側(cè)表面中形成的開48中，以可拆卸式方式安裝圖像穩(wěn)定器5。圖像穩(wěn)定器5具有圖13至33所示的結(jié)構(gòu)。圖像穩(wěn)定器5包括移動磁體系統(tǒng)的驅(qū)動機構(gòu)，包括上述透鏡15、第一移動架51、第二移動架52、固定基板53、電致動裝置54、兩個霍爾元件(位置檢測器)94和95等等。
校正透鏡15連接到第一移動架51，第一移動架51沿垂直于透鏡系統(tǒng)2的光軸L的第一方向X以可活動式方式由第二移動架52支撐。第二移動架52沿垂直于光軸L且垂直于第一方向X的第二方向Y以可活動式方式由固定基板53支撐，該固定基板代表支撐架的第一具體示例。電致動裝置54是沿第一方向X移動第一移動架51以及沿第二方向Y移動第二移動架52的動力源。用于檢測校正透鏡15的位置的兩個霍爾元件94和95相對于電致動裝置54來定位。
當因手抖等因素導致相機主體抖動或震動時，校正透鏡15通過對應于此時的圖像模糊量而沿第一方向X和/或第二方向Y而移動，從而來穩(wěn)定模糊的圖像。如圖21所示，在校正透鏡15的外周緣上，在一側(cè)設(shè)置步進式部分15a，該步進式部分沿周向而連續(xù)設(shè)置。而且，通過在對應于直徑方向的兩個位置上設(shè)置凹陷，從而在校正透鏡15的外周緣上形成兩個表面寬度部分15b和15b。校正透鏡15固定到第一移動架51，該第一移動架代表移動架的第一具體示例。
第一移動架51包括環(huán)形透鏡固定部分51a，其中校正透鏡15適配到該環(huán)形透鏡固定部分中；軛鐵固定部分51b，其連續(xù)形成到透鏡固定部分51a的一側(cè)，折疊成曲柄形式，并且軛鐵66固定到該軛鐵固定部分；等等。透鏡固定部分51a的形狀對應于校正透鏡15的形狀，在校正透鏡15適配到的適配孔58的周緣，設(shè)置步進式部分，該步進式部分接合到校正透鏡15的步進式部分15a。而且，透鏡固定部分51a具有兩個表面寬度部分51c和51d，它們對應于校正透鏡15的兩個表面寬度部分15b，軛鐵固定部分51b連續(xù)設(shè)置延伸到垂直于對置兩個表面寬度部分51c和51d的方向(第二方向Y)的方向(第一方向X)的一側(cè)。
在透鏡固定部分51a的兩個表面寬度部分51c和51d的外部，設(shè)置第一主軸承部分61和第一子軸承部分62。第一主軸承部分61具有兩個軸承片61a和61b，它們在預定空間內(nèi)沿第一方向X設(shè)置，第一主引導軸63沿第一方向X穿過這些軸承孔。第一主引導軸63壓力固定到兩個軸承片61a和61b，其兩端從軸承片61a和61b伸出到外部。第一子軸承部分62在側(cè)部設(shè)置有軸承槽64。第一子引導軸65以可滑動方式接合到軸承槽64(參見圖14)。
而且，通過采用粘接劑、固定螺桿等的緊固方法，將構(gòu)成電致動裝置54的一部分的軛鐵66固定到第一移動架51的軛鐵固定部分51b。如圖32所示，軛鐵66包括上部片66a和下部片66b，它們相互平行相對設(shè)置，兩者之間間隔預定空間；以及連接片66c，該連接片連接上部片66a和下部片66b。連接片66c設(shè)置在上部片66a和下部片66b的縱向的一側(cè)，在連接片66c上連續(xù)形成凹陷66d，其中第一移動架51的軛鐵固定部分51b的一部分插入到該凹陷中。
軛鐵66的凹陷66d用于使得線圈組件體93靠近校正透鏡15，利用凹陷66d，電致動裝置54可以進一步減小尺寸。在和連接片66c的相反側(cè)，相對于第一方向X和第二方向Y具有45度傾斜角的斜面56a和56b設(shè)置在軛鐵66的上部片66a和下部片66b的長邊的兩個拐角上，其中該45度傾斜角代表合適角度的具體示例。將這些斜面56a和56b的角度設(shè)置為45度的原因是，可以傳統(tǒng)地計算兩個霍爾元件94和95檢測到的磁通密度變化量。在這種情況下，如果兩個斜面56a和56b的主表面延展，則這些表面會相互交叉90度角。
因此，斜面56a和56b的傾斜角不限于該實施例中所述的45度，而是可以設(shè)置為任意角度，例如40度、35度、30度等等。在這些情況下，類似于傾斜角為45度的上述情況，兩個斜面56a和56b的交叉角選定為90度。通過粘接劑分別將磁體67a和67b固定到上部片66a和下部片66b的內(nèi)表面。
兩個磁體67a和67b具有和軛鐵66的上部片66a和下部片66b大致類似的尺寸和形狀。具體而言，兩個磁體67a和67b形成為平板，該平板具有和軛鐵66的上部片66a和下部片66b大致類似的尺寸；沿縱向在兩個端部，每個磁體67a和67b在一側(cè)的拐角上設(shè)置有兩個斜面57a和57b，它們具有和軛鐵66的斜面56a和56b類似的傾斜角。因此，如圖32所示，在磁體67a和67b固定到軛鐵66的上部片66a和下部片66b的內(nèi)表面的狀態(tài)下，兩個磁體67a和67b的斜面57a和57b的邊緣和上部片66a和下部片66b的斜面56a和56b的邊緣重疊，它們大致相互重疊設(shè)置。
兩個磁體67a和67b垂直地相對設(shè)置，軛鐵66構(gòu)成電致動裝置54的磁路。具體而言，在該實施例中，包括一個軛鐵66和兩個磁體67a和67b的一個磁路用作第一電致動裝置的磁路，還用作第二電致動裝置的磁路。
如圖21所示，第二移動架52由平板形成，該平板略寬于第一移動架51。第二移動架52裝配成面向第一移動架51，從而適配到它下面。在第二移動架52對應于第一移動架51的適配孔58的位置上，設(shè)置有通孔68，該通孔的尺寸大致和適配孔58相同。在第二移動架52的上表面上，設(shè)置有第二軸承部分，該第二軸承部分用于沿第一方向X以可滑動方式支撐第一移動架51。
第二軸承部分包括第二主軸承部分71，其以可自由滑動方式支撐固定到第一移動架51的第一主引導軸63，以及第二子軸承部分72，其以固定方式支撐第一子引導軸65。在第一移動架51適配到第二移動架52上的狀態(tài)下，在能夠支撐第一主引導軸63的位置上，設(shè)置第二主軸承部分71。具體而言，第二主軸承部分71包括兩個軸承片71a和71b，它們支撐第一主引導軸63的兩端，并且該第二主軸承部分71設(shè)置在第二移動架52的上表面，從而向上伸出。
第二主軸承部分71的兩個軸承片71a和71b相互隔開形成，隔開間距是沿第一方向X的第一主軸承部分61的長度和沿第一移動架51沿第一方向X移動所需的長度的總和。兩個軸承片71a和71b均設(shè)置有軸承孔，第一主引導軸63的兩個端部以可滑動方式插入到這些軸承孔中。
而且，在第一移動架51適配到第二移動架52的狀態(tài)下，在對應于第一主軸承部分62的位置上設(shè)置第二子軸承部分72。具體而言，第二子軸承部分72包括兩個軸承片72a和72b，它們支撐第一子引導軸65的兩端。兩個軸承片72a和72b均設(shè)置有軸承孔，第一子引導軸65的兩端利用壓力固定到這些軸承孔。第一子引導軸65以可自由滑動方式插入到軸承槽64中，其中該軸承槽設(shè)置在第一移動架51的第一子軸承部分62中。第一子引導軸65和第一主引導軸63設(shè)置成使得它們的軸中心線相互平行，通過兩個引導軸63和65來引導第一移動架51，使其可以沿第一方向X移動。
在第二移動架52的下表面上，設(shè)置有第三軸承部分，用于沿垂直于第一方向X的第二方向Y以可滑動方式支撐第二移動架52。第三軸承部分包括第三主軸承部分75和第三子軸承部分76。第三主軸承部分75沿第一方向X設(shè)置在第二移動架52的一端，包括兩個軸承片75a和75b，這些軸承片沿第二方向Y設(shè)置，兩者之間具有預定空間，并且以向下伸出的方式設(shè)置在第二移動架52的下表面上。兩個軸承片75a和75b均設(shè)置有軸承孔，沿第二方向Y延伸的第二主引導軸77的兩端以可滑動方式插入到這些軸承孔中。
而且，沿第一方向X在第二移動架52的另一端的一側(cè)設(shè)置第三子軸承部分76。第三子軸承部分76具有軸承槽78，該軸承槽向側(cè)向開口。第二子引導軸79沿垂直于第一方向X的第二方向Y延伸，其以可滑動方式接合到軸承槽78(參見圖14)。第二主引導軸77和第二子引導軸79分別固定到固定基板53。固定基板53示出支撐架的具體示例，第二移動架52裝配成以套在固定基板53的方式面向固定基板53。
如圖21所示，固定基板53包括移動架支撐部分53a，其尺寸對應于第二移動架52；線圈固定部分53b，其和移動架支撐部分53a一體連續(xù)形成；等等。移動架支撐部分53a形成為平板，其尺寸和第二移動架52大致相同，線圈固定部分53b沿第一方向X連續(xù)延伸到移動架支撐部分53a的一端。在移動架支撐部分53a對應于第二移動架52的通孔68的位置上，設(shè)置有通孔81，該通孔的尺寸大致和通孔68相同。在移動架支撐部分53a的上表面的兩端，沿第一方向X設(shè)置第四軸承部分，該第四軸承部分通過第二引導軸沿第二方向Y以可滑動方式支撐第二移動架52。
第四軸承部分包括沿第一方向X設(shè)置在一側(cè)的第四主軸承部分和沿第一方向X設(shè)置在另一側(cè)的第四子軸承部分83。第四主軸承部分82包括兩個軸承片82a和82b，它們沿第二方向設(shè)置，兩者之間具有預定空間，并設(shè)置在移動架支撐部分53a的上表面上，以便向上伸出。兩個軸承片82a和82b均設(shè)置有軸承孔，第二主引導軸77壓入到這些軸承孔，以便沿軸向固定到中間的兩個位置。因此，第二主引導軸77的兩端分別伸出到兩個軸承片82a和82b的外部。
設(shè)置在第二移動架52上的第三主軸承部分75的兩個軸承片75a和75b以可滑動方式適配到第二主引導軸77的兩端的伸出部分。兩個軸承片75a和75b彼此隔開，隔開間距是兩個軸承片82a和82b之間長度和第二移動架52沿第二方向Y移動所需長度的總和。因此，相對于固定到固定基板53的第四主軸承部分82的第二主引導軸77，第二移動架52的第三主軸承部分75以可活動式方式支撐在兩個軸承片82a和82b的外部。
而且，第四子軸承部分83包括兩個軸承片83a和83b，它們沿第二方向Y設(shè)置，兩者之間具有預定空間，并且設(shè)置在移動架支撐部分53a的上表面上，從而向上伸出。兩個軸承片83a和83b均具有軸承孔，第二子引導軸79壓入這些軸承孔中，這些軸承孔在沿軸向固定的兩端得以支撐。在這兩個軸承片83a和83b之間，設(shè)置在第二移動架52上的第三子軸承部分76的軸承槽78以可滑動方式接合到第二子引導軸79。因此，可以在由第二子引導軸79引導的兩個軸承片83a和83b之間沿第二方向Y將第三子軸承部分76移動預定距離。
固定基板53的線圈固定部分53b由大致方形平面部分形成，該大致方形平面部分具有向上伸出的支撐壁84，該支撐壁84沿第二方向Y設(shè)置在一側(cè)。線圈支撐腳85固定到線圈固定部分53b，線圈組件體93連接到線圈支撐腳85。如圖13至16所示，線圈支撐腳85用于將線圈組件體93保持在預定高度，并且形成為前部形狀為L形的支撐部件。線圈支撐腳85安裝在線圈固定部分53b上，其一個側(cè)部由支撐壁84支撐，并且通過采用粘接劑、固定螺桿等緊固方法而整體固定到固定基板53。在固定基板53的下表面上，設(shè)置用于固定到透鏡鏡筒3的連接凸緣部分53c。
線圈支撐腳85的上表面形成為平表面，在該上表面上設(shè)置用于確定柔性強化板86的位置的兩個位置確定突起85a和85a。這兩個位置確定突起85a和85a沿第二方向Y設(shè)置，兩者之間具有預定空間，柔性強化板86固定到線圈支撐腳85的上表面上。用于印制到下表面的預定電路的柔性印刷電路板利用粘接帶固定到柔性強化板86。
作為第一線圈的具體示例的、具有平面形狀的平面線圈88安裝在柔性強化板86的上表面上，線圈連接到位于柔性印刷電路板87的下表面上的預定布線圖案。如圖30、31和其它附圖所示，平面線圈88由并排設(shè)置的兩個橢圓形線圈部分88a和88b形成。這兩個線圈部分88a和88b沿橫向具有大致相同的長度，但是沿縱向的長度不同。具有平面線圈88的柔性強化板86固定到柔性印刷電路板87的一端的上表面上，其中兩個線圈部分88a和88b沿大致垂直于柔性印刷電路板87延伸方向的方向縱向延伸。下面說明兩個線圈部分88a和88b具有彼此不同長度的原因。具體而言，利用位于短線圈部分88b的外部的軛鐵66的連接片66c，整個電致動裝置54的尺寸小，同時平表面?zhèn)鹊钠矫婢€圈88的面積大，以及電致動裝置54靠近校正透鏡15。
兩個線圈部分88a和88b通過繞制一個線圈導線而形成。繞制線圈導線的方向設(shè)置成，當供電時，在彼此靠近的長邊上沿橫向直線延伸的推力發(fā)生部分89a和89b上，電流沿相同方向流動。平面線圈88的各線圈部分88a和88b利用粘接劑而固定到柔性強化板86，其中兩個線圈部分88a和88b的縱向即第二方向Y。因此，當將電流施加到兩個線圈部分88a和88b時，磁體67a和67b產(chǎn)生的磁力沿垂直于平面線圈88的方向作用。因此，沿第一方向X作用的力根據(jù)Fleming左手定則而作用到磁體67a和67b上。
而且，作為第二線圈的具體示例的圓柱形線圈91安裝在柔性強化板86的下面。圓柱形線圈91的兩端電連接到設(shè)置在柔性印刷電路板87的下表面上的預定布線圖案。如圖22至24以及其它視圖所示，圓柱形線圈91在中心設(shè)置有方形空間部分，以使得它整體變成一個方形圓柱體，并且通過繞制預定量的線圈導線，從而形成為角形圓柱體形狀，從而它沿堆疊方向具有預定厚度。圓柱形線圈91的推力發(fā)生部分92通過利用粘接劑的緊固手段而固定到柔性印刷電路板87，其中線圈導線延伸方向即第一方向X(參見圖24)。
軛鐵66的下部片66b以及一體固定到該下部片的下部磁體67b在圓柱形線圈91的中心插入到該空間部分。因此，當將電流施加到圓柱形線圈91時，磁體67a和67b產(chǎn)生的磁力沿垂直于推力發(fā)生部分92的方向作用，并且根據(jù)Fleming左手定則該沿第二方向Y作用的力作用到磁體67a和67b上。柔性強化板86、柔性印刷電路板87、平面線圈88和圓柱形線圈91構(gòu)成線圈組件體93。
圖22至29示出電致動裝置54，該電致動裝置包括線圈組件體93、軛鐵66和兩個磁體67a和67b，如上所述。在電致動裝置54的部件當中，軛鐵66和兩個磁體67a和67b以及平面線圈88構(gòu)成第一電致動裝置，該第一電致動裝置通過第一移動架51而沿第一方向X移動校正透鏡15。第一移動架51的第一主軸承部分61和子軸承部分62、第一主引導軸63和子引導軸65、以及第二主軸承部分71和子軸承部分72構(gòu)成第一引導部，該第一引導部通過第一移動架51沿垂直于透鏡裝置1的光軸L的第一方向X引導校正透鏡15。
而且，軛鐵66、兩個磁體67a和67b以及圓柱形線圈91構(gòu)成第二電致動裝置，該第二電致動裝置通過第二移動架52而沿第二方向Y移動校正透鏡15。第二移動架52的第三主軸承部分75和子軸承部分76、第二主引導軸77和子引導軸79、以及第四主軸承部分82和子軸承部分83構(gòu)成第二引導部，該第二引導部通過第二移動架52沿第二方向Y引導校正透鏡15，其中第二方向Y垂直于透鏡裝置1的光軸L且垂直于第一方向X。
如上所述，在該實施例中，包括一個軛鐵66和兩個磁體67a和67b的一個磁路用作第一電致動裝置的磁路，還用作第二電致動裝置的磁路。因此，由于不必為每個電致動裝置提供磁路部件，從而可以減少部件數(shù)量，并且可以利用簡化結(jié)構(gòu)小型化整個裝置。
而且，如圖27至29所示，第一霍爾元件94、第二霍爾元件95以及熱敏電阻96連接到柔性強化板86的下表面，其中熱敏電阻96作為溫度檢測器的具體示例。第一霍爾元件94通過第一移動架5 1而檢測校正透鏡15沿第一方向X的位置。而且，第二霍爾元件95通過第二移動架52而檢測校正透鏡15沿第二方向Y的位置。第一霍爾元件94設(shè)置在圓柱形線圈91的一側(cè)，第二霍爾元件95設(shè)置在圓柱形線圈91的另一側(cè)。
第一霍爾元件94和第二霍爾元件95檢測預定位置的下部磁體67b的磁力強度，并且輸出對應于該磁力強度的檢測信號。如圖27所示，第一霍爾元件94安裝成使得它的檢測部分94a位于沿垂直方向在兩個磁體67a和67b的一側(cè)上和斜面56b的邊緣大致靠近的位置上，以及使得檢測部分連接成面向磁力檢測方向，該磁力檢測方向垂直于該邊緣延伸的方向(也就是，朝向和圓柱形線圈91延伸方向成45度角的方向)。第二霍爾元件95安裝成使得它的檢測部分95a位于沿垂直方向在兩個磁體67a和67b的另一側(cè)上和斜面56a的邊緣大致靠近的位置上，以及使得檢測部分連接成面向磁力檢測方向，該磁力檢測方向垂直于該邊緣延伸的方向(也就是，在相反側(cè)，朝向和圓柱形線圈91延伸方向成45度角的方向)。
基于從兩個霍爾元件94和95供給的檢測信號，控制單元通過操作進行計算，并且輸出校正透鏡15沿第一方向X和第二方向Y的位置。而且，熱敏電阻96檢測線圈組件體93附近的溫度，以及，當該附近溫度升高到預定值以上時，除了穩(wěn)定相機抖動、震動等導致的模糊圖像之后，還執(zhí)行溫度校正。下面詳細說明第一霍爾元件94和第二霍爾元件95以及磁體67a和67b之間的相對位置關(guān)系，以及此時檢測到的磁通密度。
如下所述裝配具有上述結(jié)構(gòu)的圖像穩(wěn)定器5。首先，如圖30和31所示，平面線圈88固定到柔性強化板86的一個表面，圓柱形線圈91固定到和柔性印刷電路板87連接到的表面相反的表面。因此，形成線圈組件體93，其中連接了柔性強化板86和兩個線圈88和91。
如圖22至29所示，軛鐵66的下部片66b從側(cè)向插入到線圈組件體93的圓柱形線圈91的孔中，固定到下部片66b的內(nèi)表面的下部磁體67b和圓柱形線圈91的推力發(fā)生部分92相對設(shè)置。同時，上部磁體67a和平面線圈88的上表面相對設(shè)置。因此，平面線圈88的推力發(fā)生部分89a和89b以及圓柱形線圈91的推力發(fā)生部分92保持在上部磁體67a和下部磁體67b之間，從而構(gòu)成電致動裝置54。電致動裝置54的柔性強化板86安裝在線圈支撐腳85的上表面上，并且利用兩個位置確定突起86a和85a來定位，如圖21所示。然后，柔性強化板86利用粘接劑固定到線圈支撐腳85上。
接著，第二移動架52從上方面向固定基板53的移動架支撐部分53a，第四主軸承部分82的兩個軸承片82a和82b位于第三主軸承部分75的兩個軸承片75a和75b之間。第三子軸承部分76位于第四子軸承部分83的兩個軸承片83a和83b之間。隨后，第二主引導軸77穿過第三主軸承部分75和第四主軸承部分82的四個軸承片75a、75b、82a和82b的軸承孔。在這種情況下，第二主引導軸77壓入將被固定的第四主軸承部分82，但是可以在第三主軸承部分75上滑動。
而且，第二子引導軸79穿過第四子軸承部分83的兩個軸承片83a和83b的軸承孔，以及穿過第三子軸承部分76的軸承槽78。在這種情況下，第二子引導軸79壓入將被固定的第四子軸承部分83中，但是可以在第三子軸承部分76上滑動。因此，第二移動架52可以相對于固定基板53沿第二方向Y移動預定距離，也就是，移動長度等于從第三主軸承部分75的兩個軸承片75a和75b的內(nèi)表面之間的距離減去第四主軸承部分82的兩個軸承片82a和82b的外表面之間的距離。
接著，第一移動架51的透鏡固定部分51a從上方面向第二移動架52，第一主軸承部分61的兩個軸承片61a和61b位于第二主軸承部分71的兩個軸承片71a和71b之間。第一子軸承部分62位于第二子軸承部分72的兩個軸承片72a和72b之間。隨后，第一主引導軸63穿過第一主軸承部分61和第二主軸承部分71的四個軸承片61a、61b、71a和71b的通孔。在這種情況下，第一主引導軸63壓入將被固定的第一主軸承部分61中，但是可以在第二主軸承部分71上滑動。
而且，第一子引導軸65穿過第二子軸承部分72的兩個軸承片72a和72b以及第一子軸承部分62的軸承槽64。在這種情況下，第一子引導軸65壓入將被固定的第二子軸承部分72，但是可以在第一子軸承部分62上滑動。因此，第一移動架51可以沿第一方向X相對于第二移動架52移動預定距離，也就是，移動長度等于從第二主軸承部分71的兩個軸承片71a和71b的內(nèi)表面之間的距離減去第一主軸承部分61的兩個軸承片61a和61b的外表面之間的距離。
接著，兩個磁體67a和67b所固定到的軛鐵66連接到第一移動架51。關(guān)于軛鐵66的安裝，可以在將第一移動架51連接到第二移動架52之前，提前將軛鐵66連接到第一移動架51。隨后，線圈組件體93所連接到的線圈支撐腳85連接到固定基板53的線圈固定部分53b。例如希望如下所述來連接線圈支撐腳85。
首先，將第一移動架51和固定基板53定位在預定位置，并且暫時進行固定。如圖21所示，第一移動架51和固定基板53暫時固定成使得例如采用大致位于第一移動架51的中心的定位孔51e和大致位于固定基板53的定位孔53d，以及定位軸適配到孔中。這里，第二移動架52設(shè)置有排氣口52a，該排氣口的直徑大于定位軸的直徑，從而可以防止定位軸接觸到排氣口52a的內(nèi)周表面。因此，可以在預定位置確定第一移動架51和固定基板53的位置，因此，校正透鏡15的光軸相對于固定基板53而定位在預定位置。
在這種情況下，圓柱形線圈91從側(cè)部適配，軛鐵66的下部片66b和下部磁體67b插入到孔中。此時，線圈支撐腳85沿第一方向X和第二方向Y而任意移動，以及利用固定到柔性線路板87的兩個霍爾元件94和95來檢測通過磁體67a和67b的作用而產(chǎn)生的磁通密度。而且，將線圈支撐腳85的位置確定為如下位置在該位置，由兩個霍爾元件94和95從磁體67a和67b接收到的磁力的特定值設(shè)置為參考值。
在上述位置中，線圈支撐腳85利用粘接劑而固定到固定基板53。因此，完成組裝圖像穩(wěn)定器5的組件，制得如圖13至20所示的結(jié)構(gòu)的圖像穩(wěn)定器5。應當注意，如下所述，線圈和兩個霍爾元件可以固定到第一移動架，可以移動相對于線圈和霍爾元件移動的磁體。因此，通過兩個霍爾元件94和95來檢測來自磁體67a和67b的磁力，基于檢測結(jié)果來定位磁體，以及利用粘接劑將磁體固定到固定基板53。
下面說明具有上述結(jié)構(gòu)的圖像穩(wěn)定器5的功能。通過柔性印刷電路板87而選擇性或同時施加合適值的驅(qū)動電流至電致動裝置54的平面線圈88和圓柱形線圈91，來執(zhí)行圖像穩(wěn)定器5的校正透鏡15的移動。
通過柔性強化板86，將圖像穩(wěn)定器5的平面線圈88和圓柱形線圈91固定到線圈支撐腳85，而且，通過線圈支撐腳85將它們固定到固定基板53。在這種情況下，平面線圈88的推力發(fā)生部分89a和89b沿第二方向Y而延伸，圓柱形線圈91的推力發(fā)生部分92沿第一方向X而延伸。而且，由于在線圈88和91的上方和下方設(shè)置兩個磁體67a和67b，這兩個磁體固定到軛鐵66的上部和下部內(nèi)表面，利用軛鐵66和兩個磁體67a和67b的磁路的磁通作用垂直穿過平面線圈88的推力發(fā)生部分89a和89b以及圓柱形線圈91的推力發(fā)生部分92。
軛鐵66和兩個磁體67a和67b固定到第一移動架51，從而保持校正透鏡15。校正透鏡15由第一引導部沿第一方向X相對于第二移動架52以可活動式方式支撐，第一引導部具有第一移動架51。而且，校正透鏡15由第二引導部沿第二方向Y相對于固定基板53以可活動式方式支撐，第二引導部具有第二移動架52。因此，利用第一引導部和第二引導部的作用，校正透鏡15可以在預定范圍內(nèi)沿第一方向X和第二方向Y而自由移動。
如果電流施加到平面線圈88，則在推力發(fā)生部分89a和89b上沿第二方向Y流過電流，因為推力發(fā)生部分89a和89b沿第二方向Y延伸。在這種情況下，由于磁路的磁通沿垂直于推力發(fā)生部分89a和89b的方向作用，因此根據(jù)Fleming左手定則，第一方向X的作用力作用到磁體67a和67b以及軛鐵66上。因此，軛鐵66等固定到的第一移動架51沿第一方向X移動。因此，根據(jù)施加到平面線圈88的電流量，由第一移動架51保持的校正透鏡15沿第一方向X移動，由第一引導部引導。
另一方面，如果電流施加到圓柱形線圈91，則在推力發(fā)生部分92上沿第一方向X流過電流，因為推力發(fā)生部分92沿第一方向X延伸。在這種情況下，由于磁路的磁通沿垂直于推力發(fā)生部分92的方向作用，因此根據(jù)Fleming左手定則，第二方向Y的作用力作用到磁體67a和67b以及軛鐵66上。因此，通過軛鐵等固定到的第一移動架51，使得第二移動架52沿第二方向Y移動。因此，根據(jù)施加到圓柱形線圈91的電流量，校正透鏡15沿第二方向Y移動，其中第一移動架51和第二移動架52由第二引導部來引導。
而且，如果電流同時施加到平面線圈88和圓柱形線圈91，則以組合方式來執(zhí)行上述平面線圈88引發(fā)的移動和圓柱形線圈91引發(fā)的移動。具體而言，因流過平面線圈88的電流的作用，使得校正透鏡15沿第一方向X移動，同時，因流過圓柱形線圈91的電流的作用，校正透鏡15沿第二方向Y移動。因此，校正透鏡15沿對角線方向移動，從而穩(wěn)定透鏡系統(tǒng)2的圖像。
在這種情況下，例如，如下所述，通過第一霍爾元件94和第二霍爾元件95來檢測校正透鏡15沿第一方向X和第二方向Y的移動量。兩個霍爾元件94和95通過檢測磁體67a和67b作用產(chǎn)生的磁通密度變化量，從而檢測各個位置上校正透鏡15的移動量(位移量)。
第一霍爾元件94檢測關(guān)于第一方向X(或者還可以是第二方向Y)的位置信息，它設(shè)置在該對磁通67a和67b的一側(cè)上和斜面57a和57a的邊緣重疊的位置上。第二霍爾元件95檢測關(guān)于第二方向Y(或者還可以是第一方向X)的位置信息，它設(shè)置在該對磁通67a和67b的另一側(cè)上和斜面57b和57b的邊緣重疊的位置上。這兩個霍爾元件94和95定位成使得檢測部分94a和95a的中心大致對應于斜面57b和57b的邊緣。將這些部分確定為兩個霍爾元件94和95的參考位置，將從參考位置開始沿第一方向X和第二方向Y移動的移動量檢測為校正透鏡15的移動量。
圖58A至58E是用于說明根據(jù)本發(fā)明的實施例的位置檢測機構(gòu)的結(jié)構(gòu)、功能等的視圖。圖58A示出示意性結(jié)構(gòu)；圖58B是示出檢測到的磁通密度和相對移動距離之間的關(guān)系的曲線圖；圖58c是示出當磁體67a和67b以及霍爾元件94和95沿第二方向Y相對移動時的主要部分視圖。圖58D是當磁體67a和67b以及霍爾元件94和95沿第一方向X相對移動時的主要部分視圖。圖58E是說明在圖58C和58D的狀態(tài)下檢測到的磁通密度狀態(tài)的表格。
這里，如圖58D所示，這里假設(shè)僅沿第一方向X發(fā)生相對移動，以及沿第二方向Y的位移量為零。在這種情況下，第一霍爾元件94和第二霍爾元件95檢測到類似值，并且沿越來越近的方向移動(第一方向X+)，其中將檢測部分94a和95a大致對應于磁體67a和67b的斜面56a、57a以及56b、57b的邊緣的位置作為參考位置，從而檢測到的磁通密度增加(參見圖58B、58D和58E)。將檢測部分94a和95a大致對應于磁體67a和67b的斜面56a、57a以及56b、57b的邊緣的位置作為參考位置，相反地，第一霍爾元件94和第二霍爾元件95沿越來越遠的方向(第一方向X-)移動，從而檢測到的磁通密度降低(參見圖58B、581D和58E)。
而且，如圖58C所示，假設(shè)僅沿第二方向Y+發(fā)生相對移動，以及沿第一方向X的位移量為零。在這種情況下，第一霍爾元件94沿越來越近的方向移動(第二方向Y+)，其中將檢測部分94a大致對應于磁體67a和67b的斜面56a、57a以及56b、57b的邊緣的位置作為參考位置，從而檢測到的磁通密度增加(參見圖58B、58C和58E)。相反地，第二霍爾元件95沿越來越遠的方向移動，將檢測部分95a大致對應于磁體67a和67b的斜面56a、57a以及56b、57b的邊緣的位置作為參考位置，從而檢測到的磁通密度降低。
而且，如圖58C所示，假設(shè)僅沿第二方向Y-發(fā)生相對移動，以及沿第一方向X的位移量為零。在這種情況下，第一霍爾元件94和第二霍爾元件95的檢測結(jié)果和第二方向Y+的情況相反。由于第一霍爾元件94的檢測部分94a的中心沿越來越遠的方向(第二方向Y-)移動，從而檢測到的磁通密度降低(參見圖58B、58C和58E)。由于第二霍爾元件95的檢測部分95a的中心沿越來越近的方向移動，從而檢測到的磁通密度增加。
在這種情況下，如果第一和第二霍爾元件94和95以及磁體67a和67b之間的相對移動量(下面稱為“真實移動量”)由1表示，則在檢測部分94a和95a上相對于磁體67a和67b的邊緣的明顯相對移動量(下面稱為“明顯移動量”)為1/根號2。因為磁體67a和67b的邊緣平行于兩個霍爾元件94和95以角度45度移動，所以獲得該結(jié)果。具體而言，在檢測部分94a和95a中檢測到的磁體67a和67b的磁力變化量是圖1A至1E所示的現(xiàn)有技術(shù)中的變化量的1/根號2倍。因此，在該實施例中，為了檢測部分94a和95a類似于現(xiàn)有技術(shù)那樣檢測磁力，“明顯移動量”需要是“真實移動量”的根號2倍。
因此，由于“明顯移動量”大于“真實移動量”，所以它們之間的位移量可以高精度地檢測到。因此，由于在檢測校正透鏡15的位置當中獲得高檢測精度，所以可以高精度地控制校正透鏡15的位置，從而高精度地穩(wěn)定圖像。
具有上述結(jié)構(gòu)和功能的圖像穩(wěn)定器5連接到透鏡裝置1，如圖2至6所示。圖像穩(wěn)定器5從側(cè)向插入并拔出開口48，該開口形成在透鏡鏡筒3的下部鏡筒18中；并且以可拆卸式方式連接到下部鏡筒18。在這種情況下，根據(jù)本發(fā)明的實施例的圖像穩(wěn)定器5形成為構(gòu)成一個整體裝置的單元，因此能夠容易的、迅速的進行連接和拆卸。圖6所示的附圖標記98表示覆蓋圖像穩(wěn)定器5的覆蓋部件。該覆蓋部件98通過例如固定螺桿的緊固裝置以可拆卸式方式連接到透鏡鏡筒3的下部鏡筒18。
接著，參照圖7來說明已經(jīng)安裝了圖像穩(wěn)定器5的透鏡裝置1的透鏡系統(tǒng)2的操作。當透鏡裝置1的物鏡7A對準物體時，來自物體的光線沿光軸L行進，并且從物鏡7A輸入到透鏡系統(tǒng)2的內(nèi)部。在這種情況下，穿過物鏡7A的光線在棱鏡7B中彎折90度，之后，沿光軸L向成像器4移動。具體而言，在棱鏡7B上反射且穿過第一組透鏡7的第二透鏡7C的光線穿過第二組透鏡8、第三組透鏡9和第四組透鏡10，穿過第七透鏡11A和第五組透鏡11的校正透鏡15，以及穿過濾光器14，從而在成像器4的焦平面上形成對應于物體的圖像。
在這種情況下，在拍攝時，當透鏡裝置1沒有發(fā)生相機抖動和震動時，從物體反射的光線沿光軸L穿過第一組至第五組透鏡的每個中心部分，如光線6A的實線所示，從而在成像器4的焦平面上的預定位置形成圖像，因此能夠獲得優(yōu)質(zhì)圖像而不會發(fā)生圖像模糊現(xiàn)象。
另一方面，在拍攝時，當透鏡裝置1發(fā)生相機抖動或震動時，從物體反射的光線以傾斜狀態(tài)輸入到第一組透鏡，如光線6B的斷接線所示，或者如光線6C的虛線所示。在第一組至第五組透鏡的每一組當中，入射光6B、6C穿過透鏡，從光軸L偏斜；然而，可以通過移動校正透鏡15達預定量，這對應于相機抖動等來調(diào)節(jié)，從而可以校正相機抖動等。這可以在成像器4的焦平面上的預定位置形成圖像，以及可以通過消除圖像模糊而獲得優(yōu)質(zhì)圖像。
通過模糊檢測器來檢測透鏡裝置1上發(fā)生的相機抖動、震動等。作為該模糊檢測器，可以例如采用陀螺儀傳感器。該陀螺儀傳感器和透鏡裝置1一起安裝在相機主體中，用于檢測因拍攝者手抖導致的震動、相機抖動等作用到透鏡裝置1上的加速度、角速度、角加速度。陀螺儀傳感器檢測的信息例如加速度和角速度供給到控制裝置，從而驅(qū)動和控制電致動裝置54，使得第一移動架51響應于第一方向X上的抖動而沿第一方向X移動，第二移動架52響應于第二方向Y上的抖動而沿第二方向Y移動，因此可以在成像器4的焦平面上的預定位置形成圖像。
圖8至12示出數(shù)字靜物照相機100，它是成像設(shè)備的第一實施例，該數(shù)字靜物照相機具有上述結(jié)構(gòu)的透鏡裝置1。數(shù)字靜物照相機100采用半導體記錄介質(zhì)作為信息記錄介質(zhì)，從物體獲得的光學圖像在成像器(例如CCD和CMOS)中轉(zhuǎn)換成電信號，從而可以記錄在半導體記錄介質(zhì)中，以及顯示在例如液晶顯示器的顯示設(shè)備上。
如圖8和其它附圖所示，數(shù)字靜物照相機100包括相機主體101、透鏡裝置1、顯示設(shè)備102、控制單元103、電池電源，該電池電源在附圖中未示出。相機主體1作為成像設(shè)備主體的具體示例。透鏡裝置1捕獲物體圖像作為光線，然后將其導入成像器4。顯示設(shè)備102由液晶顯示器形成，該液晶顯示器基于從成像器4等輸出的圖像信號來顯示圖像?？刂茊卧?03控制透鏡裝置1的操作、液晶顯示器102的顯示，等等。
相機主體101由寬平殼體形成，包括沿前后方向適配在一起的前殼105和后殼106；主框架107，該主框架將前殼105和后殼106形成的空間部分分成前后兩個部分；透鏡蓋10g，該透鏡蓋沿垂直方向以可滑動方式連接到前殼105的前表面；等等。透鏡裝置1設(shè)置在主框架107的前表面的一部分上，其中成像器4設(shè)置在下面以及光軸L沿垂直方向。而且，通過在布線基底上安裝預定微計算機、電阻、電容器以及其它電子元件，從而形成控制單元103；閃光裝置110；以及連接到主框架107的其它部件。
控制單元103和透鏡裝置1并排設(shè)置，閃光裝置110設(shè)置在上方。閃光裝置110包括設(shè)置在前殼105的前表面上的發(fā)光部分110a；驅(qū)動和控制發(fā)光部分110a的驅(qū)動部分110b；將預定電功率供給到驅(qū)動部分110b的電容器110c；等等。為了對閃光裝置110的發(fā)光部分110a和透鏡裝置1的物鏡7A曝光，在前殼105的對應位置上設(shè)置透鏡適配孔111a和閃光適配孔111b。物鏡7A沿面板21適配到透鏡適配孔111a，而發(fā)光部分110a適配到閃光適配孔111b中。
而且，在透鏡蓋108上設(shè)置的多個立柱穿過的多個開111c設(shè)置在前殼105中。具有防脫離部分的多個立柱用于防止透鏡蓋108從前殼105脫落。通過多個開口111c使得透鏡蓋108沿垂直方向移動，并且可以通過圖中未示出的鎖定機構(gòu)將透鏡蓋鎖定在頂部和底部。如圖9所示，當透鏡蓋108位于頂部時，物鏡7A完全關(guān)閉，從而保護物鏡7A。另一方面，如圖10所示，當透鏡蓋108移動到底部時，物鏡7A完全打開，打開電源開關(guān)，從而開始捕獲圖像。
如圖8和11所示，在后殼106上設(shè)置用于曝露顯示設(shè)備102的顯示表面的方形開口窗112。該開口窗112具有大開口，該大開口形成在后殼106的后表面上，顯示設(shè)備102設(shè)置在其內(nèi)部。顯示設(shè)備102是液晶顯示器和適配到液晶顯示器的背光燈的組合，其中該液晶顯示器的尺寸對應于開口窗112。在顯示設(shè)備102的液晶顯示器那一側(cè)設(shè)置有保護板114，其中密封框架113設(shè)置在其中，保護板114的周緣接觸到開口窗112的內(nèi)表面。
而且，在后殼106中設(shè)置多個操作開關(guān)。作為操作開關(guān)，在合適位置上設(shè)置模式選擇旋紐115、變焦按鈕116、屏幕顯示按鈕117、菜單按鈕118、方向鍵119、屏幕按鈕121等部件。模式選擇旋紐115選擇功能模式(靜止圖像、運動圖像、回放，等等)。變焦按鈕116執(zhí)行變焦操作。屏幕顯示按鈕117執(zhí)行屏幕顯示。菜單按鈕118選擇多種菜單。方向鍵119移動菜單選擇指針等等。屏幕按鈕121切換屏幕尺寸以及刪除屏幕。在顯示設(shè)備102的那一側(cè)上，在后殼106的端部形成揚聲器孔122，其中安裝有揚聲器，皮袋支撐金屬片123連接到位于相反側(cè)的端部。
而且，如圖12和其它視圖所示，在相機主體101的上表面上設(shè)置有開關(guān)電源的電源按鈕125；開始和結(jié)束拍攝的拍攝按鈕126；相機抖動設(shè)置按鈕127，當發(fā)生相機抖動時，利用該相機抖動設(shè)置按鈕，圖像穩(wěn)定器5可以穩(wěn)定圖像；等等。而且，在相機主體101的上表面的中心附近形成麥克風孔128，其中安裝有麥克風。電源按鈕125、拍攝按鈕126和相機抖動設(shè)置按鈕127均連接到安裝在相機主體101中的開關(guān)保持器124。而且，在開關(guān)保持器124中還形成麥克風孔128，該內(nèi)置式麥克風固定到該開關(guān)保持器124。
圖55是說明具有上述圖像穩(wěn)定器5的控制的概念的方框圖?？刂茊卧?30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；等等。第一陀螺儀傳感器136經(jīng)第一放大器(AMP)134A而連接到圖像穩(wěn)定計算單元131，第二陀螺儀傳感器137經(jīng)第二放大器(AMP)134B而連接到圖像穩(wěn)定計算單元131。
第一陀螺儀傳感器136檢測因相機主體101出現(xiàn)相機抖動等而導致沿第一方向X出現(xiàn)位移的位移量，第二陀螺儀傳感器137檢測因相機主體101出現(xiàn)相機抖動等而導致沿第二方向Y出現(xiàn)位移的位移量。雖然在該實施例中，通過設(shè)置兩個陀螺儀傳感器來分別檢測沿第一方向X的位移量和沿第二方向Y的位移量，但是，也可以僅設(shè)置一個陀螺儀傳感器來檢測這兩個方向的位移量，即沿第一方向X的位移量和沿第二方向Y的位移量。
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將圖像穩(wěn)定計算單元131計算出的值從數(shù)字值轉(zhuǎn)換成模擬值，然后對應于該模擬值輸出控制信號。驅(qū)動電路單元133連接到模擬伺服單元132。以下部件連接到驅(qū)動電路單元133第一霍爾元件94，它是第一位置檢測元件，經(jīng)第三放大器(AMP)135A而連接到驅(qū)動電路單元133；以及第二霍爾元件95，它是第二位置檢測元件，經(jīng)第四放大器(AMP)135B而連接到驅(qū)動電路單元133。而且，以下部件連接到驅(qū)動電路單元133平面線圈88，它是第一方向驅(qū)動線圈；以及圓柱形線圈91，它是第二方向驅(qū)動線圈。
第一霍爾元件94檢測的第一移動架51沿第一方向X的位移量經(jīng)第三放大器135A輸入到驅(qū)動電路單元133。而且，第二霍爾元件95檢測的第二移動架52沿第二方向Y的位移量經(jīng)第四放大器135B而輸入到驅(qū)動電路單元133。通過從模擬伺服單元132接收輸入信號和控制信號，驅(qū)動電路單元133將預定控制信號輸出到平面線圈88和/或圓柱形線圈91，從而移動校正透鏡15以便穩(wěn)定圖像。
圖56是數(shù)字靜物照相機100的示意性結(jié)構(gòu)的第一實施例的方塊圖，該數(shù)字靜物照相機包括具有上述結(jié)構(gòu)和功能的圖像穩(wěn)定器5。數(shù)字靜物照相機100包括透鏡裝置1、控制單元140、存儲設(shè)備141、操作單元142、顯示設(shè)備102、外部存儲器143等部件。透鏡裝置1包括圖像穩(wěn)定器5?？刂茊卧?40用作控制設(shè)備的主要部件。存儲設(shè)備141具有程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器、用于驅(qū)動控制單元140的其他RAM/ROM等部件。操作單元142輸入多種指令信號等，用于開關(guān)電源、選擇拍攝模式、執(zhí)行拍攝操作等等。顯示設(shè)備102顯示捕獲的圖像等等。外部存儲器143用于獲得大存儲容量。
控制單元140包括操作電路，該操作電路具有微計算機(CPU)等部件。存儲設(shè)備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、兩個模數(shù)轉(zhuǎn)換器146和147、數(shù)模轉(zhuǎn)換器148和計時發(fā)生器(TG)149連接到控制單元140。模擬信號處理單元144連接到成像器4，成像器連接到透鏡裝置1，并且利用對應于從成像器4輸出的捕獲圖像的模擬信號來執(zhí)行預定信號處理。模擬信號處理單元144連接到第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器146，它的輸出經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器146而轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。
數(shù)字信號處理單元145連接到第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器146，該數(shù)字信號處理單元利用從第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器146供給的數(shù)字信號來執(zhí)行預定信號處理。顯示設(shè)備102和外部存儲器143連接到數(shù)字信號處理單元145，基于從數(shù)字信號處理單元145輸出的數(shù)字信號，在顯示設(shè)備102上顯示對應于物體的圖像，或者在外部存儲器143中存儲對應于物體的圖像。而且，陀螺儀傳感器151連接到第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器147，該陀螺儀傳感器作為模糊檢測單元的具體示例。由陀螺儀傳感器151來檢測相機主體101的震動、抖動等等，根據(jù)檢測到的結(jié)果來執(zhí)行圖像穩(wěn)定處理。
驅(qū)動控制單元152連接到數(shù)模轉(zhuǎn)換器148，該驅(qū)動控制單元是用于圖像穩(wěn)定的伺服計算單元。驅(qū)動控制單元152通過根據(jù)校正透鏡15的位置來驅(qū)動和控制圖像穩(wěn)定器5來穩(wěn)定圖像。圖像穩(wěn)定器5、第一霍爾元件94和第二霍爾元件95連接到驅(qū)動控制單元152，其中第一霍爾元件94和第二霍爾元件95是用于通過檢測兩個移動架51和52的位置來檢測校正透鏡15的位置的位置檢測器。此外，計時發(fā)生器(TG)149連接到成像器4。
因此，當物體圖像輸入到透鏡裝置1的透鏡系統(tǒng)2，然后在成像器4的焦平面上形成圖像時，其圖像信號輸出為模擬信號，在模擬信號處理單元144上執(zhí)行對該模擬信號的預定處理，然后第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器146將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。在模擬信號處理單元145上執(zhí)行預定處理之后，在顯示設(shè)備102上顯示第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器146的輸出，將其作為對應于物體的圖像，或者將其存儲到外部存儲器中作為存儲器信息。
在上述拍攝狀態(tài)中，當處于操作狀態(tài)的、具有圖像穩(wěn)定器5的相加主體101出現(xiàn)震動、抖動等等情況時，陀螺儀傳感器151檢測該震動、抖動等等，然后將其檢測信號輸出到控制單元140。通過接收該信號，控制單元140執(zhí)行預定計算處理，輸出控制信號到驅(qū)動控制單元152，以便控制圖像穩(wěn)定器5的操作。通過從控制單元140接收控制信號，驅(qū)動控制單元152將預定驅(qū)動信號輸出到圖像穩(wěn)定器5，從而沿第一方向X移動第一移動架51達預定量，以及沿第二方向Y移動第二移動架52達預定量。因此，可以通過校正透鏡15的運動來穩(wěn)定圖像，因此可以獲得優(yōu)質(zhì)圖像。
圖57是數(shù)字靜物照相機的示意性結(jié)構(gòu)的第二實施例的方塊圖，該數(shù)字靜物照相機包括具有上述結(jié)構(gòu)和功能的圖像穩(wěn)定器5。數(shù)字靜物照相機100A包括透鏡裝置1、影像記錄復制電路單元160、內(nèi)部存儲器161、影像信號處理單元162、顯示設(shè)備163、外部存儲器164、校正透鏡控制單元165等部件。透鏡裝置1包括圖像穩(wěn)定器5。影像記錄復制電路單元160用作控制裝置的主要部件。內(nèi)部存儲器161具有程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器、用于驅(qū)動影像記錄復制電路單元160的其他RAM/ROM等部件。影像信號處理單元162將捕獲圖像等處理成預定信號。顯示設(shè)備163顯示捕獲圖像等。外部存儲器164用于獲得大存儲容量。校正透鏡控制單元165驅(qū)動和控制圖像穩(wěn)定器5。
影像記錄復制電路單元160包括具有微計算機(CPU)等部件的操作電路。內(nèi)部存儲器161、影像信號處理單元162、校正透鏡控制單元165、監(jiān)測器驅(qū)動單元166、放大器167和三個接口(I/F)171、172和173連接到影像記錄復制電路單元160。影像信號處理單元162經(jīng)放大器167連接到成像器4，該成像器連接到透鏡裝置1，已經(jīng)處理成預定影像信號的信號輸入到影像記錄復制電路單元160。
顯示設(shè)備163經(jīng)監(jiān)測器驅(qū)動單元166而連接到影像記錄復制電路單元160。而且，連接器168連接到第一接口(I/F)171，外部存儲器164可以通過可自由拆卸方式連接到連接器168。相機主體101上設(shè)置的連接端174連接到第二(I/F)172。
作為模糊檢測單元的加速度傳感器175經(jīng)第三(I/F)173連接到校正透鏡控制單元165。加速度傳感器175檢測因施加到相加主體101的震動、抖動等因素導致的位移作為加速度，可以采用陀螺儀傳感器作為加速度傳感器175。以下部件連接到校正透鏡控制單元165圖像穩(wěn)定器5的透鏡驅(qū)動單元，其驅(qū)動和控制校正透鏡15；以及兩個位置檢測傳感器94和95，它們檢測校正透鏡15的位置。
因此，當物體圖像輸入到透鏡裝置1的透鏡系統(tǒng)2，然后在成像器4的焦平面上形成圖像時，其圖像信號經(jīng)放大器167輸入到影像信號處理單元162。在影像信號處理單元162上已經(jīng)處理成預定影像信號的信號輸入到影像記錄復制電路單元160。因此，對應于物體圖像的信號從影像記錄復制電路單元160輸出到監(jiān)測器驅(qū)動單元166、內(nèi)部存儲器161或者外部存儲器164。因此，經(jīng)監(jiān)測器驅(qū)動單元166在顯示設(shè)備163上顯示對應于物體圖像的圖像，或者根據(jù)需要將其記錄在內(nèi)部存儲器161或者外部存儲器164中作為信息信號。
在上述拍攝狀態(tài)中，當處于操作狀態(tài)的、具有圖像穩(wěn)定器5的相加主體101出現(xiàn)震動、抖動等等情況時，加速度傳感器175檢測該震動、抖動等等，然后將其檢測信號經(jīng)校正透鏡控制單元165輸出到影像記錄復制電路單元160。通過接收該信號，影像記錄復制電路單元160執(zhí)行預定計算處理，輸出控制信號到校正透鏡控制單元165，以便控制圖像穩(wěn)定器5的操作。通過從影像記錄復制電路單元160接收控制信號，校正透鏡控制單元165將預定驅(qū)動信號輸出到圖像穩(wěn)定器5，從而沿第一方向X移動第一移動架51達預定量，以及沿第二方向Y移動第二移動架52達預定量。因此，可以通過校正透鏡15的運動來穩(wěn)定圖像，因此可以獲得優(yōu)質(zhì)圖像。
圖34至54示出根據(jù)本發(fā)明的圖像穩(wěn)定器的第二實施例，其形成為圖像穩(wěn)定器300，該圖像穩(wěn)定器包括移動線圈(移動霍爾元件)系統(tǒng)的電致動裝置。圖像穩(wěn)定器300中的電致動裝置形成為移動霍爾元件(移動線圈)系統(tǒng)，其中，上述實施例中所述的圖像穩(wěn)定器5中的兩個磁體67a和67b由兩個霍爾元件94和95來代替。該圖像穩(wěn)定器300中對應于圖像穩(wěn)定器5中的相同部分的那些部分采用相同的附圖標記來表示，并且省略了對它們的贅述。
圖像穩(wěn)定器300包括第一移動架51A、第二移動架52和固定基板53A。第一移動架51A具有透鏡固定部分51a，它類似于上述實施例中的第一移動架51中的透鏡固定部分51a；以及一體形成的線圈固定部分51f。校正透鏡15適配固定到適配孔58，該適配孔設(shè)置在第一移動架51A的透鏡固定部分51a的中心處。在透鏡固定部分51a的一側(cè)上，設(shè)置第一主軸承部分61，在另一相對側(cè)上，設(shè)置第一子軸承部分62。
第一主引導軸63沿水平方向穿過第一主軸承部分61，并且在中心部分，第一主引導軸63壓力固定到第一主軸承部分61。而且，透鏡固定部分51a設(shè)置有定位孔51e。而且，第一子軸承部分62設(shè)置有軸承槽64，該軸承槽設(shè)置在側(cè)部，以及第一子引導軸65以可自由滑動方式接合到軸承槽64。線圈組件體93A集成固定到線圈固定部分51f。
如圖51和其他附圖所示，線圈組件體93A具有和上述實施例略有不同的形狀，然而，兩者結(jié)構(gòu)大致類似，線圈組件體93A包括平面線圈88，它是第一線圈；圓柱形線圈91，它是第二線圈；柔性強化板86；以及柔性布線板87。平面線圈88固定到柔性強化板86的上表面，柔性布線板87固定到柔性強化板86的下表面上。圓柱形線圈91和兩個霍爾元件94和95固定到柔性布線板87的下表面上。柔性強化板86固定到第一移動架51A的線圈固定部分51f。因此，兩個霍爾元件94和95所連接到的線圈組件體93A和第一移動架51A一體形成。
第二移動架52和上述實施例中的第二移動架52相同。第二主引導軸77穿入第二移動架52的第三主軸承部分75；并且在它的中心部分，第二主引導軸77以可自由滑動方式穿過第三主軸承部分75，并且以可自由轉(zhuǎn)動方式得以支撐。第三子軸承部分76在側(cè)部設(shè)置有軸承槽78，第二子引導軸79以可自由滑動方式接合到軸承槽78。第二移動架52設(shè)置有排氣孔52a。
固定基板53A的外部形狀和固定基板53大致類似，但是它具有軛鐵固定部分53e而不是線圈固定部分53b。固定基板53A的軛鐵固定部分53e設(shè)置有用于支撐軛鐵66的后支撐壁84A。后支撐壁84A設(shè)置在軛鐵固定部分53e的移動架支撐部分53a的相對側(cè)，并且將其高度設(shè)置成能夠?qū)④楄F66的連接片66c支撐到中間部分高度。后支撐壁84A的寬度略大于連接片66c的寬度，連接片66c的外表面利用粘接劑連接到后支撐壁84A的內(nèi)表面。軛鐵66可以利用固定螺桿而固定到后支撐壁84A或者軛鐵固定部分53e上。
而且，在固定基板53A的一個側(cè)部邊緣設(shè)置包括兩個軸承片82a和82b的第四主軸承部分82，在另一個相反側(cè)部邊緣設(shè)置包括兩個軸承片83a和83b的第四子軸承部分83。第二移動架52的第二主引導軸77的兩端上的突起部分壓力固定到第四主軸承部分82的兩個軸承片82a和82b。而且，第二子引導軸79的兩端通過第四子軸承部分83的兩個軸承片83a和83b而得以固定和支撐。固定基板53A包括定位孔53d，用于確定它相對于第一移動架51A的位置。
軛鐵66大致類似于上述實施例的軛鐵。具體而言，軛鐵66具有相對設(shè)置的上部片66a和下部片66b，以及連接上部片和下部片的連接片66c。具有類似于上述實施例的形狀的一對磁體67a和67b利用粘接劑固定到軛鐵66的上部片66a和下部片66b的內(nèi)表面。在這些磁體67a和67b的兩端沿縱向設(shè)置有斜面57a和57b，它們的邊緣沿縱向?qū)睾蜕喜科?6a和下部片66b的兩端上的斜面56a和56b的邊緣重疊。
第一霍爾元件94和第二霍爾元件95定位成使得它們的檢測部分的中心大致對應于該對磁體67a和67b的斜面57a和57b的邊緣，以及對應于軛鐵66的上部片66a和下部片66b的斜面56a和56b的邊緣。類似于兩個線圈88和91，兩個霍爾元件94和95的電路分別電連接到柔性布線板87的電路，并且固定到柔性布線板87的下表面。通過將連接片66c固定到軛鐵固定部分53e，其中兩個片66a和66b沿垂直方向相對設(shè)置，從而將軛鐵66固定到固定基板53A。
在該實施例中，將第四主軸承部分82和第四子軸承部分83相對設(shè)置的方向設(shè)置為第一方向X。兩個霍爾元件94和95沿垂直于第一方向X的方向設(shè)置在兩側(cè)。利用在預定位置設(shè)置的第一移動架51A和固定基板53A，將兩個霍爾元件94和95定位成使得霍爾元件94和95的檢測部分的中心和作為參考位置的、磁體67a和67b的兩個斜面57a和57b的邊緣重疊。
具體而言，第一霍爾元件94定位成使得它的檢測磁力方向?qū)诖怪庇谶吘壯由旆较虻姆较?，從而第一霍爾元?4的中心將穿過位于磁體67a和67b之一的斜面57a的邊緣。然后，第二霍爾元件95定位成使得它的檢測磁力方向?qū)诖怪庇谶吘壯由旆较虻姆较颍瑥亩诙魻栐?5的中心將穿過位于磁體67a和67b之另一磁體的斜面57b的邊緣。在這種情況下，第一霍爾元件94的檢測磁力方向和第二霍爾元件95的檢測磁力方向沿大致垂直于對方的方向相互交叉。
通過插入圖中未示出的參考銷到定位孔51e和53d中以及暫時固定該參考銷，從而可以容易地、確定地執(zhí)行裝配時固定基板53A的第一移動架51A的定位。其他結(jié)構(gòu)和圖13至33所示的第一實施例的圖像穩(wěn)定器5類似?？梢酝ㄟ^以這種方式來構(gòu)造圖像穩(wěn)定器300，從而可以獲得和上述實施例類似的效果。
如上所述，在根據(jù)本發(fā)明的實施例的透鏡裝置和成像設(shè)備、圖像穩(wěn)定器中，第一霍爾元件94和第二霍爾元件95分別從第一方向X和第二方向Y來檢測磁體67a和67b的邊緣，其中磁體67a和67b的邊緣具有相互90度的相位以及相位差大致為45度，而第一方向X和第二方向Y是校正透鏡15的移動方向。通過協(xié)作的兩個霍爾元件來檢測沿兩個方向的移動量。因此，磁體67a和67b的磁通密度相對于校正透鏡15的移動量的變化量可以減小到處于垂直狀態(tài)的現(xiàn)有技術(shù)中的變化量的1/根號2倍。因此，可以擴大到達非線性區(qū)域和飽和區(qū)域的移動量，從而為大功率變焦等獲得大移動量。而且，利用和現(xiàn)有技術(shù)相同的移動量，可以防止非線性區(qū)域和飽和區(qū)域的1/根號2的移動量，從而可以利用線性區(qū)域容易地、確定地穩(wěn)定圖像。
因此，根據(jù)本發(fā)明的實施例，提供第一霍爾元件和第二霍爾元件，它們通過檢測磁體的磁力來檢測校正透鏡沿第一方向和第二方向移動的位置信息。至于第一和第二霍爾元件和相對的磁體之間的位置關(guān)系，由于在由支撐架支撐的移動架上保持的校正透鏡的光軸對應于透鏡系統(tǒng)的光軸，所以第一和第二霍爾元件的中心定位成大致穿過磁體兩側(cè)的邊緣上方。而且，磁體兩側(cè)的邊緣沿第一方向和第二方向的相位差大致為45度，以及通過大致90度的相位夾角的平面來形成兩側(cè)的邊緣，以及第一霍爾元件和第二霍爾元件沿對應于這些邊緣的對角線方向而相對移動。
因此，磁體的磁通密度相對于校正透鏡的移動量的變化量可以減小到處于垂直狀態(tài)的現(xiàn)有技術(shù)中的變化量的1/根號2倍，以及到達非線性區(qū)域和飽和區(qū)域的移動量可以擴大，從而為大功率變焦等獲得大移動量。而且，利用和現(xiàn)有技術(shù)的移動量相同的移動量，非線性區(qū)域和飽和區(qū)域的移動量減少到1/根號2，以及設(shè)置有圖像穩(wěn)定器、具有圖像穩(wěn)定器的透鏡裝置以及包含透鏡裝置的成像設(shè)備，相對于磁通密度變化采用線性區(qū)域，從而可以容易地、確定地穩(wěn)定圖像。
而且，形成透鏡裝置，該透鏡裝置包括透鏡組，其中經(jīng)物鏡傳輸?shù)墓饩€經(jīng)棱鏡彎折90度之后導入圖像穩(wěn)定器的校正透鏡(第五組透鏡)，從而當成像設(shè)備的擺姿正確時，校正透鏡平行于地面，以及作為移動校正透鏡的方向的第一方向和第二方向變成垂直于重力作用方向。因此，以可自由移動方式保持校正透鏡的第一和第二移動架不因重力而沿第一方向或者第二方向被拉動，不需要所有時間都向圖像穩(wěn)定器供電，從而可以沿和重力相反的方向保持第一和第二移動架。
因此，當利用成像設(shè)備的正確擺姿來進行拍攝時，可以大大減少功率消耗，從而成像設(shè)備的使用時間周期可以延長。此外，可以減少移動校正透鏡的推力，從而可以利用第一和第二移動架的凈重，也就是大致1G的手抖加速度，以及可以處理例如更加劇烈的手抖的相機抖動。然而，本發(fā)明不限于這些透鏡裝置，而是可以應用到以嵌套方式來回線性移動的伸縮式透鏡。
本發(fā)明不限于上述以及附圖中所示的實施例，而是可以進行多種變型，而不會脫離本發(fā)明的主旨。例如，雖然在上述實施例中說明了將數(shù)字靜物照相機用作成像設(shè)備的示例，但是本發(fā)明的實施例還可以應用到數(shù)字攝像機、集成照相機的個人計算機、連接照相機的移動電話單元以及其他成像設(shè)備。而且，雖然描述了采用五組透鏡作為透鏡裝置1的示例，但是本發(fā)明還可以應用到包括四組或以下或者六組或以上透鏡的透鏡裝置。
本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理解，可以根據(jù)設(shè)計需要和其他因素來進行多種變型、組合、再組合和改變，它們都處于權(quán)利要求書及其等價物所限定的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種圖像穩(wěn)定器，包括電致動裝置，其具有能夠相對移動的線圈和磁體；移動架，其中線圈和磁體之一以及校正透鏡固定到該移動架；支撐架，其中線圈和磁體中的另一個固定到該支撐架，并且該支撐架支撐能夠移動的移動架；通過利用電致動裝置移動移動架，使得校正透鏡能夠沿第一方向和第二方向移動，其中第一方向垂直于透鏡系統(tǒng)的光軸，第二方向垂直于第一方向和光軸，以及控制校正透鏡的光軸對應于透鏡系統(tǒng)的光軸，從而穩(wěn)定通過透鏡系統(tǒng)獲得的圖像；以及第一霍爾元件和第二霍爾元件，它們通過檢測磁體的磁力來檢測校正透鏡在第一方向和第二方向上的位置信息，其中校正透鏡的光軸對應于透鏡系統(tǒng)的光軸，第一霍爾元件和第二霍爾元件設(shè)置成使得檢測磁力的磁力檢測部分的中心大致面對沿從第一方向和第二方向旋轉(zhuǎn)偏離合適角度、位于同一平面且和磁體邊緣重疊的方向的位置，以及第一霍爾元件和第二霍爾元件檢測沿垂直于邊緣延伸的方向的方向的磁力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像穩(wěn)定器，其中電致動裝置具有用于沿第一方向移動校正透鏡的第一線圈、用于沿第二方向移動校正透鏡的第二線圈以及將磁力賦予第一線圈和第二線圈的磁體；以及一個磁體的磁力同時施加到兩個線圈，使得校正透鏡能夠同時沿第一方向和第二方向移動。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的圖像穩(wěn)定器，其中第一線圈和第二線圈由具有平面形狀的平面線圈、堆疊到一定高度的圓柱形線圈或者平面線圈和圓柱形線圈的組合來形成；以及第一線圈固定到移動架或者支撐架上固定的線圈支撐部件的一個表面，第二線圈固定到該線圈支撐部件的另一個表面，第一線圈和第二線圈的推力發(fā)生部分沿垂直方向相互交叉，磁體的磁力同時施加到兩個推力發(fā)生部分。
4.一種透鏡裝置，包括圖像穩(wěn)定器，該圖像穩(wěn)定器包括電致動裝置，其具有能夠相對移動的線圈和磁體；移動架，其中線圈和磁體之一以及校正透鏡固定到該移動架；支撐架，其中線圈和磁體中的另一個固定到該支撐架，并且該支撐架支撐能夠移動的移動架；通過利用電致動裝置移動移動架，使得校正透鏡能夠沿第一方向和第二方向移動，其中第一方向垂直于透鏡系統(tǒng)的光軸，第二方向垂直于第一方向和光軸，以及控制校正透鏡的光軸對應于透鏡系統(tǒng)的光軸，從而穩(wěn)定通過透鏡系統(tǒng)獲得的圖像；以及第一霍爾元件和第二霍爾元件，它們通過檢測磁體的磁力來檢測校正透鏡在第一方向和第二方向上的位置信息，其中如果校正透鏡的光軸對應于透鏡系統(tǒng)的光軸，第一霍爾元件和第二霍爾元件設(shè)置成使得檢測磁力的磁力檢測部分的中心大致面對沿從第一方向和第二方向旋轉(zhuǎn)偏離合適角度、位于同一平面且和磁體邊緣重疊的方向的位置，以及第一霍爾元件和第二霍爾元件檢測沿垂直于邊緣延伸的方向的方向的磁力。
5.一種成像設(shè)備，包括透鏡裝置，該透鏡裝置包括圖像穩(wěn)定器，該圖像穩(wěn)定器包括電致動裝置，其具有能夠相對移動的線圈和磁體；移動架，其中線圈和磁體之一以及校正透鏡固定到該移動架；支撐架，其中線圈和磁體中的另一個固定到該支撐架，并且該支撐架支撐能夠移動的移動架；通過利用電致動裝置移動移動架，使得校正透鏡能夠沿第一方向和第二方向移動，其中第一方向垂直于透鏡系統(tǒng)的光軸，第二方向垂直于第一方向和光軸，以及控制校正透鏡的光軸對應于透鏡系統(tǒng)的光軸，從而穩(wěn)定通過透鏡系統(tǒng)獲得的圖像；以及第一霍爾元件和第二霍爾元件，它們通過檢測磁體的磁力來檢測校正透鏡在第一方向和第二方向上的位置信息，其中如果校正透鏡的光軸對應于透鏡系統(tǒng)的光軸，第一霍爾元件和第二霍爾元件設(shè)置成使得檢測磁力的磁力檢測部分的中心大致面對沿從第一方向和第二方向旋轉(zhuǎn)偏離合適角度、位于同一平面且和磁體邊緣重疊的方向的位置，以及第一霍爾元件和第二霍爾元件檢測沿垂直于邊緣延伸的方向的方向的磁力。
全文摘要
一種圖像穩(wěn)定器包括電致動裝置，其具有能夠相對移動的線圈和磁體；移動架，其中線圈和磁體之一以及校正透鏡固定到該移動架；支撐架，其中線圈和磁體另一部件固定到該支撐架，并且該支撐架支撐能夠移動的移動架。該圖像穩(wěn)定器還包括第一霍爾元件和第二霍爾元件，它們通過檢測磁體的磁力來檢測校正透鏡在第一方向和第二方向上的位置信息，其中校正透鏡的光軸對應于透鏡系統(tǒng)的光軸，第一霍爾元件和第二霍爾元件設(shè)置成使得檢測磁力的磁力檢測部分的中心大致對應沿從第一方向和第二方向旋轉(zhuǎn)偏離合適角度、位于同一平面且和磁體邊緣重疊的方向的位置，以及第一霍爾元件和第二霍爾元件檢測沿垂直于邊緣延伸的方向的方向的磁力。
文檔編號G03B5/00GK101082753SQ200710108789
公開日2007年12月5日 申請日期2007年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月31日
發(fā)明者高橋立幸 申請人:索尼株式會社