專(zhuān)利名稱(chēng)：圖像模糊校正設(shè)備及具有該設(shè)備的攝像設(shè)備或光學(xué)設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種進(jìn)行圖像模糊(image blur)校正(圖像 穩(wěn)定)的圖像模糊校正設(shè)備(圖像穩(wěn)定設(shè)備)，此外，本發(fā)明涉 及 一 種包括該圖像模糊校正設(shè)備的攝像設(shè)備或光學(xué)設(shè)備。
背景技術(shù)：
近年來(lái)的照相機(jī)(camera)可以自動(dòng)進(jìn)行重要的圖像拍攝 處理(例如，曝光決定和焦點(diǎn)調(diào)整)，從而即使使用者對(duì)照相機(jī) 操作不熟悉，也能防止使用者的攝影操作失敗。此外，攝像系 統(tǒng)被構(gòu)造成校正可能由添加到照相機(jī)的照相機(jī)晃動(dòng)引起的圖像 模糊。從而，幾乎沒(méi)有任何因素可能導(dǎo)致使用者的攝影操作失 誤。
下面簡(jiǎn)單說(shuō)明能夠校正由照相機(jī)晃動(dòng)引起的圖像模糊的實(shí) 例系統(tǒng)。在攝影操作中添加到照相機(jī)的照相機(jī)晃動(dòng)是頻率范圍 為lHz 10Hz的振動(dòng)。為了即使當(dāng)在按下快門(mén)釋放按鈕時(shí)產(chǎn)生 該照相機(jī)晃動(dòng)也能拍攝無(wú)圖像模糊的圖像，必需檢測(cè)由手晃動(dòng) 引起的照相機(jī)晃動(dòng)并且根據(jù)該檢測(cè)值使用于圖像模糊校正的透 鏡(下文中被稱(chēng)為"校正透鏡")移動(dòng)。因此，為了即使當(dāng)發(fā)生 照相機(jī)晃動(dòng)時(shí)也能拍攝無(wú)圖像模糊的圖像，必需精確地檢測(cè)照 相機(jī)晃動(dòng)(振動(dòng))并且校正由該照相4幾晃動(dòng)引起的光軸的變化。
可以由安裝在照相4幾上的晃動(dòng)4企測(cè)單元來(lái)實(shí)現(xiàn)照相4幾晃動(dòng) 的檢測(cè)。原則上，晃動(dòng)4全測(cè)單元斥企測(cè)出加速度、角加速度、角 速度或角位移并且進(jìn)行用于算出圖像模糊校正用輸出的處理。 照相機(jī)系統(tǒng)基于晃動(dòng)檢測(cè)單元的輸出進(jìn)行圖像模糊校正。
如日本特開(kāi)平2-162320號(hào)公報(bào)或日本特開(kāi)平11-167074號(hào)
7公報(bào)所論述的那樣，傳統(tǒng)的照相機(jī)晃動(dòng)校正設(shè)備使用具有相反
的光焦度(power)的一對(duì)透4竟并且〗吏這些透4竟平4軒。
然而，根據(jù)日本特開(kāi)平2-162320號(hào)公報(bào)，連結(jié)機(jī)構(gòu)(梁結(jié) 構(gòu))沿光軸方向延伸以將具有相反的光焦度的透鏡保持在平衡 狀態(tài)。因此，照相機(jī)晃動(dòng)校正設(shè)備的主體尺寸較大。由于由梁 構(gòu)件支撐的校正透鏡可相對(duì)于梁構(gòu)件轉(zhuǎn)動(dòng)，因此，照相機(jī)晃動(dòng) 校正可能引起光軸方向的位置偏移以及可能使聚焦方向的精度 劣化。
根據(jù)日本特開(kāi)平11-167074號(hào)公報(bào)，要求圖像模糊校正設(shè) 備校正兩個(gè)軸的圖像模糊，因此，不能使設(shè)備主體小型化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的典型實(shí)施方式涉及一種緊湊并且省電的圖像模糊 校正設(shè)備，該圖像模糊校正設(shè)備能夠減小形成在像面上的圖像 的位置偏移，該位置偏移可由第一和第二校正透鏡的重量引起， 并且本發(fā)明的典型實(shí)施方式提供包括該圖像模糊校正設(shè)備的攝 像設(shè)備或光學(xué)設(shè)備。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面， 一種圖像模糊校正設(shè)備，其包括 第一透鏡單元，其包括第一校正透鏡；第二透鏡單元，其包括 第二校正透鏡，該第二校正透鏡具有與第 一校正透鏡的光焦度 相反的光焦度；支撐單元，其被構(gòu)造成使第一透鏡單元和第二 透鏡單元沿光軸的方向并列支撐，使得第一透鏡單元和第二透 鏡單元能夠沿與光軸垂直的方向獨(dú)立地移動(dòng)；驅(qū)動(dòng)單元，其被 構(gòu)造成沿與光軸垂直的方向驅(qū)動(dòng)第 一透鏡單元和第二透鏡單 元；相對(duì)位置4企測(cè)單元，其纟皮構(gòu)造成才企測(cè)第一透4竟單元和第二 透鏡單元之間的相對(duì)位置；晃動(dòng)檢測(cè)單元，其一皮構(gòu)造成檢測(cè)添 加到圖像模糊校正設(shè)備的晃動(dòng)量；以及控制單元，其被構(gòu)造成基于晃動(dòng)檢測(cè)單元的輸出來(lái)控制驅(qū)動(dòng)單元，其中，控制單元被 構(gòu)造成基于相對(duì)位置檢測(cè)單元的輸出來(lái)進(jìn)行閉環(huán)控制，使得第 二透鏡單元沿與第 一透鏡單元的移動(dòng)方向相反的方向移動(dòng)。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面， 一種圖像模糊校正設(shè)備，其包括 第一透鏡單元，其包括第一校正透鏡；第二透鏡單元，其包括 第二校正透鏡，該第二校正透鏡具有與第一校正透鏡的光焦度 相反的光焦度；支撐單元，其被構(gòu)造成使第一透鏡單元和第二 透鏡單元沿光軸的方向并列支撐，使得第 一 透鏡單元和第二透 鏡單元能夠沿與光軸垂直的方向獨(dú)立地移動(dòng)；驅(qū)動(dòng)單元，其被 構(gòu)造成驅(qū)動(dòng)第一透鏡單元和第二透鏡單元；第一位置檢測(cè)單元， 其被構(gòu)造成檢測(cè)第一透鏡單元相對(duì)于固定構(gòu)件的位置；第二位 置檢測(cè)單元，其被構(gòu)造成檢測(cè)第二透鏡單元相對(duì)于第一透鏡單 元的位置；晃動(dòng)檢測(cè)單元，其被構(gòu)造成檢測(cè)添加到圖像模糊校 正設(shè)備的晃動(dòng)量；以及控制單元，其被構(gòu)造成基于晃動(dòng)檢測(cè)單 元的輸出來(lái)控制驅(qū)動(dòng)單元，其中，控制單元被構(gòu)造成進(jìn)行閉環(huán) 控制，使得第 一透鏡單元基于第 一位置檢測(cè)單元的輸出移動(dòng)， 并且使得第二透鏡單元基于第二位置檢測(cè)單元的輸出沿與第一 透鏡單元的移動(dòng)方向相反的方向移動(dòng)。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面， 一種圖像模糊校正設(shè)備，其包括 第一透鏡單元，其包括第一校正透鏡；第二透鏡單元，其包括 第二校正透鏡，該第二校正透鏡具有與第一校正透鏡的光焦度 相反的光焦度；支撐單元，其被安裝到固定構(gòu)件并且被構(gòu)造成 支撐第一透鏡單元和第二透鏡單元，使得第一透鏡單元和第二 透鏡單元能沿著與光軸垂直的面相對(duì)于固定構(gòu)件移動(dòng)；驅(qū)動(dòng)單 元，其被構(gòu)造成驅(qū)動(dòng)第一透鏡單元和第二透鏡單元；第一位置 檢測(cè)單元，其被構(gòu)造成檢測(cè)第 一 透鏡單元相對(duì)于固定構(gòu)件的位 置；第二位置4企測(cè)單元，其被構(gòu)造成檢測(cè)第二透鏡單元相對(duì)于第一透鏡單元的位置；晃動(dòng)檢測(cè)單元，其被構(gòu)造成檢測(cè)添加到 圖像模糊校正設(shè)備的晃動(dòng)量；以及控制單元，其被構(gòu)造成基于 晃動(dòng)檢測(cè)單元的輸出來(lái)控制驅(qū)動(dòng)單元，其中，控制單元被構(gòu)造 成進(jìn)行閉環(huán)控制，使得第 一 透鏡單元基于第 一 位置檢測(cè)單元的 輸出移動(dòng)，并且控制單元進(jìn)行閉環(huán)控制，使得第二透鏡單元基 于第二位置檢測(cè)單元的輸出沿與第 一透鏡單元的移動(dòng)方向相反 的方向移動(dòng)。
通過(guò)下面參照附圖對(duì)典型實(shí)施方式的詳細(xì)說(shuō)明，本發(fā)明的 其它特征和方面將變得明顯。


包含在說(shuō)明書(shū)中并且構(gòu)成說(shuō)明書(shū)的 一部分的附圖與說(shuō)明書(shū) 一起示出了本發(fā)明的典型實(shí)施方式和特征，用于解釋本發(fā)明的 至少某些原理。
圖l是示出根據(jù)本發(fā)明的第一典型實(shí)施方式的裝配在攝像 設(shè)備中的圖像模糊校正設(shè)備的分解立體圖。
圖2A示出了根據(jù)本發(fā)明的第一典型實(shí)施方式的圖像模糊 校正設(shè)備的主視圖。
圖2B示出了沿圖2A的線B-B截取的根據(jù)本發(fā)明的第一典 型實(shí)施方式的圖像模糊校正設(shè)備的剖視圖。
圖3A示出了沿圖2A的線C-C截取的根據(jù)本發(fā)明的第一典 型實(shí)施方式的圖像模糊校正設(shè)備的剖視圖。
圖3B示出了沿圖2A的線D-D截取的根據(jù)本發(fā)明的第一典 型實(shí)施方式的圖像模糊校正設(shè)備的剖視圖。
圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的第一典型實(shí)施方式的圖像模糊校 正設(shè)備用的驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的方框圖。
圖5是示出由根據(jù)本發(fā)明的第一典型實(shí)施方式的圖像模糊校正設(shè)備進(jìn)行的圖像模糊校正操作的剖視圖。
圖6是示出根據(jù)本發(fā)明的第一典型實(shí)施方式的圖像模糊校
正設(shè)備中的由重力引起的位置偏移的剖視圖。
圖7是示出用于控制裝配在根據(jù)本發(fā)明的第一典型實(shí)施方 式的圖像模糊校正設(shè)備中的兩個(gè)校正透鏡的頻率特性的圖。
圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的第二典型實(shí)施方式的圖像模糊校 正設(shè)備的分解立體圖。
圖9A示出了根據(jù)本發(fā)明的第二典型實(shí)施方式的圖像模糊 校正設(shè)備的主4見(jiàn)圖。
圖9B示出了沿圖9A的線B-B截取的根據(jù)本發(fā)明的第二典 型實(shí)施方式的圖像模糊校正設(shè)備的剖視圖。
圖IO是示出根據(jù)本發(fā)明的第二典型實(shí)施方式的圖像模糊 校正設(shè)備用的驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的方框圖。
圖ll示出了根據(jù)本發(fā)明的攝像設(shè)備的外觀。
圖12示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的攝像設(shè)備的圖像模糊校 正設(shè)備的立體圖。
圖13是示出根據(jù)本發(fā)明的裝配在攝像設(shè)備中的圖像模糊 校正系統(tǒng)的電路配置的方框圖。
具體實(shí)施例方式
下面說(shuō)明的典型實(shí)施方式實(shí)質(zhì)上是示例性的，絕不是想要 限制本發(fā)明、本發(fā)明的應(yīng)用或4吏用。應(yīng)該注意，貫穿整個(gè)說(shuō)明 書(shū)，在下面的圖中，相同的附圖標(biāo)記和字母表示相同的部件， 從而，當(dāng)在一副圖中說(shuō)明了一個(gè)部件時(shí)，在下面的圖中可能不 再論述該部件。下面將參照附圖詳細(xì)說(shuō)明典型實(shí)施方式。
圖ll示出了根據(jù)本發(fā)明的具有圖像模糊校正功能的攝像 設(shè)備(數(shù)字式照相機(jī))的外觀。當(dāng)攝像設(shè)備(數(shù)字式照相機(jī))相對(duì)于光軸41受到箭頭42p和42y所示的縱向晃動(dòng)和橫向晃動(dòng) 時(shí)，攝像設(shè)備(數(shù)字式照相機(jī))進(jìn)行圖像模糊校正。照相機(jī)主 體43包括釋放按鈕43a、模式撥盤(pán)43b (包括主開(kāi)關(guān))和可縮回 的閃光單元43c。
圖12是示出根據(jù)本典型實(shí)施方式的裝配在數(shù)字式照相機(jī) 中的圖像模糊校正設(shè)備的實(shí)例機(jī)構(gòu)的立體圖。圖像傳感器44將 被攝體像轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。
圖像模糊校正設(shè)備53沿箭頭58p和58y所示的兩個(gè)方向驅(qū) 動(dòng)校正透鏡52并且進(jìn)行分別由圖ll中的箭頭42p和42y所示的 兩個(gè)方向的圖像模糊校正。
晃動(dòng)檢測(cè)單元(例如，角速度傳感器或角加速度傳感器) 45p檢測(cè)箭頭46p所示的晃動(dòng)量。另 一晃動(dòng)檢測(cè)單元45y檢測(cè)箭 頭46y所示的晃動(dòng)量。計(jì)算單元47p將晃動(dòng)才企測(cè)單元45p的輸出 轉(zhuǎn)換成將被供給到校正透鏡52的驅(qū)動(dòng)目標(biāo)值。另 一計(jì)算單元 47y將晃動(dòng)檢測(cè)單元45y的輸出轉(zhuǎn)換成將被供給到校正透鏡52 的驅(qū)動(dòng)目標(biāo)值?？梢酝ㄟ^(guò)將轉(zhuǎn)換后的驅(qū)動(dòng)目標(biāo)值供給到圖像模 糊校正設(shè)備5 3中的線圈來(lái)實(shí)現(xiàn)圖像模糊校正。
圖13是示出圖12所示的計(jì)算單元47p和47y的細(xì)節(jié)的方框 圖。由于計(jì)算單元47p和47t彼此類(lèi)似，因此，圖13僅示出了計(jì) 算單元47p的實(shí)例電路配置。
計(jì)算單元47p包括由圖13所示的點(diǎn)劃線包圍的作為構(gòu)成元 件的放大單元48p、放大單元49p、才莫數(shù)轉(zhuǎn)換單元(下文中被稱(chēng) 為"A/D轉(zhuǎn)換單元，，)410p、照相機(jī)微型計(jì)算機(jī)411和驅(qū)動(dòng)單元 420p。
照相機(jī)微型計(jì)算機(jī)411包括存儲(chǔ)單元412p 、差分單元 413p 、 DC截止濾波器414p、 積分單元415p、 感光度 (sensitivity)調(diào)整單元416、存儲(chǔ)單元417p、差分單元418p和PWM(脈沖寬度調(diào)制)占空比轉(zhuǎn)換單元419p。
在本發(fā)明中，晃動(dòng)檢測(cè)單元45p是可以4企測(cè)照相機(jī)晃動(dòng)角 速度的振動(dòng)陀螺儀。振動(dòng)陀螺儀與照相機(jī)的主開(kāi)關(guān)的接通(on ) 同步地開(kāi)始其操作并且開(kāi)始檢測(cè)施加到照相機(jī)上的晃動(dòng)角速 度。
放大單元48p從自晃動(dòng)檢測(cè)單元45p接收的晃動(dòng)信號(hào)中去 除DC偏置(bias)成分，并且放大該接收到的晃動(dòng)信號(hào)。放大 單元48p具有能夠截止小于等于0.1Hz的頻率范圍內(nèi)的信號(hào)成 分，同時(shí)保留可施加到照相機(jī)的1 ~ 10Hz的照相機(jī)晃動(dòng)頻率范 圍內(nèi)的信號(hào)成分的頻率特性。
然而，當(dāng)使用能夠截止小于等于0.1Hz的信號(hào)成分的特性 時(shí)，在接通照相才幾的主開(kāi)關(guān)并且開(kāi)始^人晃動(dòng)4企測(cè)單元45p輸入 晃動(dòng)信號(hào)之后完全截止DC成分需花費(fèi)大約10秒。因此，放大 單元48p的時(shí)間常數(shù)被設(shè)定為在接通照相機(jī)的主開(kāi)關(guān)之后持續(xù) 大約0.1秒的較小值。例如，放大單元48p的特性被設(shè)定成能夠 截止小于等于10Hz的頻率范圍內(nèi)的信號(hào)成分。
這樣，放大單元48p具有如下特性能夠在大約0.1秒的短 時(shí)間段內(nèi)截止DC成分，然后，增大時(shí)間常數(shù)以截止小于等于 0.1Hz的頻率范圍內(nèi)的信號(hào)成分。結(jié)果，放大單元48p可以防止 晃動(dòng)角速度信號(hào)劣化。
放大單元49p根據(jù)A/D分辨率適當(dāng)?shù)胤糯蠓糯髥卧?8p的 輸出信號(hào)以截止包括在晃動(dòng)角速度信號(hào)中的高頻噪音。因此， 在晃動(dòng)角速度信號(hào)的取樣操作中，A/D轉(zhuǎn)換單元410p可以減少 可能由包括在晃動(dòng)角速度信號(hào)中的噪音引起的讀取失誤。
A/D轉(zhuǎn)換單元410p對(duì)放大單元49p的輸出信號(hào)進(jìn)行取樣。 照相機(jī)微型計(jì)算機(jī)411接收A/ D轉(zhuǎn)換單元410 p的輸出信號(hào)。放 大單元48p截止DC偏置成分。然而，由放大單元49p放大的晃
13動(dòng)角速度信號(hào)可能包括DC偏置成分。因此，照相機(jī)微型計(jì)算機(jī)
411截止包括在A/D轉(zhuǎn)換單元410p的輸出信號(hào)中的DC偏置成分。
例如，當(dāng)在接通照相機(jī)主開(kāi)關(guān)之后0.2秒時(shí)，存儲(chǔ)單元412p 存儲(chǔ)晃動(dòng)角速度信號(hào)的取樣值。差分單元413p獲得存儲(chǔ)在存儲(chǔ) 單元412p中的值與當(dāng)前晃動(dòng)角速度信號(hào)之間的差，以截止DC 成分。
然而，用于截止DC成分的上述操作是粗略的(因?yàn)楫?dāng)在接 通照相機(jī)主開(kāi)關(guān)之后0.2秒時(shí)取樣的晃動(dòng)角速度信號(hào)不僅包括 DC成分，而且包括實(shí)際的照相機(jī)晃動(dòng)成分)。因此，照相機(jī)電 子微型計(jì)算機(jī)411中的DC截止濾波器414p利用數(shù)字式濾波器 完全截止DC成分。
與放大單元48p類(lèi)似，當(dāng)在接通照相機(jī)主開(kāi)關(guān)之后0.4秒 (=0.2秒+0.2秒)時(shí)，DC截止濾波器414p可以改變其時(shí)間常 數(shù)并且逐漸增大時(shí)間常數(shù)。
更具體地，DC截止濾波器414p具有當(dāng)在接通主開(kāi)關(guān)之后 0.2秒時(shí)，能夠截止小于等于10Hz的頻率范圍內(nèi)的信號(hào)成分的 濾波特性。DC截止濾波器414p以50毫秒(msec)的時(shí)間間隔 將濾波器截止頻率減小到5Hz — 1Hz—0.5Hz—0.2Hz。
然而，在上述操作過(guò)程中，如果攝影者將快門(mén)釋放按鈕按 下一半深度(即，接通開(kāi)關(guān)SW1)用于測(cè)光/測(cè)距操作，則攝影 者可立即開(kāi)始攝影操作并且不期望花費(fèi)長(zhǎng)時(shí)間來(lái)改變時(shí)間常 數(shù)。
因此，在該情況下，DC截止濾波器414p中斷用于根據(jù)攝 影條件改變時(shí)間常數(shù)的操作。例如，如果測(cè)光結(jié)果顯示快門(mén)速 度變?yōu)?/60并且攝影焦距是150mm,則圖像穩(wěn)定不需要較高的 精度，因此，當(dāng)DC截止濾波器414p獲得能夠截止小于等于0.5Hz的頻率范圍內(nèi)的信號(hào)成分的特性時(shí)，DC截止濾波器414p 就完成了時(shí)間常數(shù)改變操作。
更具體地，D C截止濾波器414 p基于快門(mén)速度和攝影焦距 的乘積來(lái)控制時(shí)間常數(shù)的變化量。從而，可以縮短用于改變時(shí) 間常數(shù)的時(shí)間并且可以使快門(mén)定時(shí)優(yōu)先。不必說(shuō)，如果快門(mén)速 度較高或者當(dāng)焦距較短時(shí)，當(dāng)DC截止濾波器414p獲得能夠截 止小于等于lHz的頻率范圍內(nèi)的信號(hào)成分的特性時(shí)，DC截止濾 波器414p就完成了時(shí)間常數(shù)改變操作。如果快門(mén)速度較低且焦 距較長(zhǎng)，則照相機(jī)微型計(jì)算機(jī)411禁止攝影操作，直到DC截止 濾波器414 p完成用于將時(shí)間常數(shù)改變?yōu)樽罱K值的操作為止。
積分單元415p開(kāi)始對(duì)DC截止濾波器414p的輸出信號(hào)進(jìn)行 積分，以將角速度信號(hào)轉(zhuǎn)換成角度信號(hào)。感光度調(diào)整單元416p 根據(jù)當(dāng)前的照相機(jī)焦距和被攝體距離信息來(lái)適當(dāng)?shù)胤糯蠓e分后 的角度信號(hào)。感光度調(diào)整單元416p對(duì)放大信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，使得 可以根據(jù)照相才幾晃動(dòng)角度驅(qū)動(dòng)照相機(jī)晃動(dòng)校正設(shè)備的被驅(qū)動(dòng)部 適當(dāng)?shù)牧?。在變?聚焦操作過(guò)程中，當(dāng)根據(jù)攝影光學(xué)系統(tǒng)的變 化改變相對(duì)于被驅(qū)動(dòng)部的移動(dòng)量的光軸偏心量時(shí)，通常需要上 述校正。
當(dāng)半按下快門(mén)釋放按鈕時(shí)，照相機(jī)微型計(jì)算機(jī)411開(kāi)始驅(qū) 動(dòng)圖像模糊校正設(shè)備的機(jī)構(gòu)部分(下文中被簡(jiǎn)稱(chēng)為"圖像模糊 校正設(shè)備，，)。此時(shí)，期望防止圖像模糊校正設(shè)備急劇地開(kāi)始其 圖像模糊校正操作。
存儲(chǔ)單元417p和差分單元418p可以防止圖像模糊校正操 作的這種急劇開(kāi)始。在半按下快門(mén)釋放按鈕時(shí)，存儲(chǔ)單元417p 存儲(chǔ)從積分單元415p經(jīng)由感光度調(diào)整單元416p輸出的照相機(jī) 晃動(dòng)角度信號(hào)。差分單元418p獲得從積分單元415p經(jīng)由感光度 調(diào)整單元416p輸出的輸出信號(hào)與存儲(chǔ)單元417p的輸出信號(hào)之間的差。
首先，在半按下快門(mén)釋放按鈕時(shí)，進(jìn)入差分單元418p的兩 個(gè)信號(hào)彼此相等。從而，由差分單元418p產(chǎn)生的輸出信號(hào)(驅(qū) 動(dòng)目標(biāo)值)變?yōu)榱恪Ｈ缓?，從零開(kāi)始連續(xù)輸出信號(hào)。存儲(chǔ)單元 417p具有將半按下快門(mén)釋放按鈕時(shí)的積分信號(hào)設(shè)定為原點(diǎn)的 功能。因此，存儲(chǔ)單元417p和差分單元418p可以防止圖像模糊 校正設(shè)備急劇地開(kāi)始其操作。
PWM占空比轉(zhuǎn)換單元419p接收來(lái)自差分單元418p的目標(biāo) 值信號(hào)。當(dāng)施加到圖像模糊校正設(shè)備的線圏的電壓或電流是與 照相機(jī)晃動(dòng)角度對(duì)應(yīng)的值時(shí)，根據(jù)該照相機(jī)晃動(dòng)角度驅(qū)動(dòng)校正 透鏡52。 PWM驅(qū)動(dòng)可優(yōu)選用于減少圖像模糊校正設(shè)備所消耗 的電力的量，并且用于節(jié)省將被供給到驅(qū)動(dòng)線圏的晶體管的電 力。
因此，PWM占空比轉(zhuǎn)換單元419p根據(jù)目標(biāo)值改變線圏驅(qū) 動(dòng)占空比。例如，當(dāng)PWM具有20KHz的頻率時(shí)，如果從差分 單元418p接收到的目標(biāo)值是"2048",則PWM占空比轉(zhuǎn)換單元 419p將占空比設(shè)定為零，如果從差分單元418p接收到的目標(biāo)值 是"4096",則PWM占空比轉(zhuǎn)換單元419p將占空比設(shè)定為100。 如果目標(biāo)值大于"2048"且小于"4096"，則PWM占空比轉(zhuǎn)換 單元419p將占空比設(shè)定為根據(jù)目標(biāo)值適當(dāng)確定的中間值。為了 精細(xì)地確定占空比以精確地進(jìn)行圖像模糊校正，期望不僅考慮 目標(biāo)值，而且考慮當(dāng)前照相機(jī)攝影條件(例如，溫度、照相機(jī) 姿勢(shì)、剩余電池電量)。
驅(qū)動(dòng)單元420p (例如，傳統(tǒng)的PWM驅(qū)動(dòng)器)接收PWM占 空比轉(zhuǎn)換單元419p的輸出并且輸出將被施加到圖像模糊校正 設(shè)備的線圏的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，用于圖像模糊校正。當(dāng)在半按下快門(mén) 釋放按鈕之后0.2秒時(shí)(即，在接通開(kāi)關(guān)swl之后0.2秒時(shí))，致動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元420p。
雖然圖13的方框圖中未示出，但是，如果攝影者完全按下 快門(mén)釋放按鈕(當(dāng)接通開(kāi)關(guān)SW2時(shí))以使照相機(jī)開(kāi)始曝光處理 時(shí)，連續(xù)進(jìn)行圖像模糊校正。因此，本典型實(shí)施方式可以防止 照相機(jī)晃動(dòng)使拍攝的圖像的品質(zhì)劣化。
只要攝影者將快門(mén)釋放按鈕保持在半按下?tīng)顟B(tài)，就可以繼 續(xù)圖像模糊校正設(shè)備的圖像模糊校正。如果攝影者從半按下?tīng)?態(tài)釋放按鈕，則存儲(chǔ)單元417p停止存儲(chǔ)感光度調(diào)整單元416p 的輸出信號(hào)(即，進(jìn)入取樣狀態(tài))。因此，差分單元418p接收 來(lái)自感光度調(diào)整單元416p和存儲(chǔ)單元417p的相同的信號(hào)。由差 分單元418p產(chǎn)生的輸出信號(hào)變?yōu)榱恪Ｒ虼?，圖像模糊校正設(shè)備 不接收驅(qū)動(dòng)目標(biāo)值并且不進(jìn)行任何圖像模糊校正。
只要不斷開(kāi)(off)照相機(jī)的主開(kāi)關(guān)，積分單元415p就繼續(xù) 其積分操作。如果再次半按下快門(mén)釋放按鈕，則存儲(chǔ)單元417p 重新存儲(chǔ)積分輸出(保持信號(hào))。如果攝影者斷開(kāi)主開(kāi)關(guān)，則晃 動(dòng)檢測(cè)單元4 5 p停止其操作并且結(jié)束圖像穩(wěn)定程序。
如果積分單元415 p的信號(hào)變得比預(yù)定值大，則照相機(jī)微型 計(jì)算機(jī)411確定為已經(jīng)進(jìn)行照相機(jī)的搖拍(panning)操作，并 且改變DC截止濾波器414p的時(shí)間常數(shù)。例如，照相機(jī)微型計(jì) 算機(jī)411放棄能夠截止小于等于0.2Hz的頻率范圍內(nèi)的信號(hào)成 分的特性并且重新設(shè)定能夠截止小于等于lHz的頻率范圍內(nèi)的 信號(hào)成分的特性。因此，時(shí)間常凝J直在預(yù)定時(shí)間內(nèi)返回到初始 值。
在該情況下，根據(jù)積分單元415 p的輸出控制時(shí)間常數(shù)變化 量。更具體地，如果輸出超過(guò)第一閾值，則為DC截止濾波器 414p設(shè)定能夠截止小于等于0.5Hz的頻率范圍內(nèi)的信號(hào)成分的 特性。如果輸出超過(guò)第二閾值，則為DC截止濾波器414p設(shè)定能夠截止小于等于lHz的頻率范圍內(nèi)的信號(hào)成分的特性。如果 輸出超過(guò)第三閾值，則為DC截止濾波器414p設(shè)定能夠截止小 于等于5Hz的頻率范圍內(nèi)的信號(hào)成分的特性。
當(dāng)積分單元415p的輸出是非常大的值時(shí)(例如，當(dāng)照相機(jī) 搖拍時(shí))，照相機(jī)微型計(jì)算機(jī)411重新設(shè)定積分單元415p的操 作，以防止計(jì)算上的飽和(溢出)。根據(jù)圖13所示的電路配置， 在計(jì)算單元47p中設(shè)置放大單元48p和放大單元49p。然而，可 以在晃動(dòng)檢測(cè)單元45p中設(shè)置放大單元48p和放大單元49p。
圖1至圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的第一典型實(shí)施方式的裝配 在攝像設(shè)備(數(shù)字式照相機(jī))中的實(shí)例圖像模糊校正設(shè)備。更 具體地，圖l是圖像模糊校正設(shè)備的分解立體圖。圖2A示出了 圖l所示的圖像模糊校正設(shè)備的主視圖。圖2B示出了沿圖2的線 B-B截取的圖l所示的圖像模糊校正設(shè)備的剖視圖。圖3A示出 了沿圖2A的線C-C截取的圖l所示的圖像模糊校正設(shè)備的剖視 圖。圖3B示出了沿圖2A的線D-D截取的圖1所示的圖像模糊校 正設(shè)備的剖S見(jiàn)圖。
在圖l、圖2A、圖2B、圖3A和圖3B中，校正透鏡lla具有 正光焦度，校正透鏡llb具有負(fù)光焦度。保持架12保持校正透 鏡lla。保持架17保持校正透鏡llb。
保持架12包括以120度的角度間隔布置的銷(xiāo)12a、 12b和 12c(參見(jiàn)圖2A)。繞銷(xiāo)12a、 12b和12c鉤住拉伸彈簧15a、 15b 和15c的一端部。接地板13包括以120度的角度間隔布置的銷(xiāo) 13a、 13b和13c(參見(jiàn)圖2A )以及布置在接地板13的面對(duì)銷(xiāo)13a 的相反側(cè)的銷(xiāo)13d (參見(jiàn)圖3A)。繞銷(xiāo)13a、 13b、 13c和13d鉤 住拉伸彈簧15a、 15b、 15c和15d的另 一端部。也就是說(shuō)，如圖 2A所示，在銷(xiāo)12a至12c和銷(xiāo)13a至13c之間拉拉伸彈簧15a、 15b 和15c。類(lèi)似地，在銷(xiāo)13d和17d之間拉拉伸彈簧15d (參見(jiàn)圖如圖l所示，在保持架12的背面的預(yù)定部位設(shè)置三個(gè)球狀 物14a、 14b和14c。如圖3A所示地傾斜地懸掛的拉伸彈簧15a 至15c(即，彈性部件)對(duì)保持架12施加朝向接地板13的彈性 力。由于在保持架12和接地板13之間設(shè)置球狀物14a至14c,因 此，保持架12可以相對(duì)于接地板13沿箭頭19p、 19y和19r所示 的方向(參見(jiàn)圖2A)移動(dòng)。然而，球狀物14a至14c限制了保持 架12沿光軸57 (參見(jiàn)圖l)的方向移位。
三個(gè)拉伸彈簧15a至15c沿放射方向拉保持架12。由于彈性 力被設(shè)定為足夠大的值，因此，拉伸彈簧15a至15c可以防止保 持架12沿箭頭19r所示的方向轉(zhuǎn)動(dòng)。拉伸彈簧15a至15c的彈性 力沿箭頭19p和19y所示的方向彼此抵消。因此，當(dāng)對(duì)保持架12 施加較弱的力時(shí)，保持架12可沿箭頭19p和19y所示的方向移 動(dòng)。
線圏16a被接合到保持架12的兩個(gè)突出部12f和12g。另一 線圏16b被接合到保持架12的兩個(gè)突出部12d和12e。如圖2B所 示，在接地^反13上設(shè)置從接地板13的相對(duì)兩面突出的兩個(gè)永f茲 體110a和110b (例J(口， 4女》茲體)。沿7Jc》茲體110a禾口110b的厚度 方向磁化永磁體110a和110b。永磁體110a和110b的磁通分另'J 沿光軸方向貫穿線圈16a和16b。
雖然圖l、圖2A和圖2B未示出，但是，在磁輒與永磁體110a 和110b之間夾著線圈16a和16b。線圈16a^皮布置在一個(gè)磁軛和 永磁體110a之間的間隙中。線圏16b^皮布置在另 一磁軛和永》茲 體110b之間的間隙中。從而，可以對(duì)貫穿線圈16a和16b的^茲通 進(jìn)行整流，并且可以提高驅(qū)動(dòng)效率。
如圖2A和圖2B所示，傳感器llla被接合到保持架12的耳 部12h,傳感器lllb被接合到保持架12的耳部12i。當(dāng)傳感器llla和lllb由霍爾器件制成時(shí)，永^茲體110a和110b(將^皮用于 驅(qū)動(dòng))可以用作位置^r測(cè)裝置。更具體地，傳感器llla和lllb 以及永磁體110a和110b構(gòu)成第 一位置檢測(cè)單元。第 一位置檢測(cè) 單元可以測(cè)量第一^皮驅(qū)動(dòng)部(下面說(shuō)明)相對(duì)于接地板13 (固 定構(gòu)件)的偏心量。
校正透鏡lla、保持架12、線圈16a和16b、傳感器llla和 111b以及傳感器112a和112b (下面說(shuō)明)共同構(gòu)成第一被驅(qū)動(dòng) 部。線圏16a和16b(即，第一被驅(qū)動(dòng)部的一部分)以及被安裝 到接地板13的永磁體110 a和110 b共同構(gòu)成第 一 驅(qū)動(dòng)部。
如上所述，永》茲體110a的》茲通垂直地貫穿線圈16a。因此， 當(dāng)電流流過(guò)線圈16a時(shí)，保持架12沿箭頭18p所示的方向(參見(jiàn) 圖2A)高效地移動(dòng)。類(lèi)似地，當(dāng)電流流過(guò)線圈16b時(shí)，保持架 12沿箭頭18y所示的方向(參見(jiàn)圖2A)移動(dòng)。
基于沿各自方向作用的拉伸彈簧15a至15c的彈簧常數(shù)以 及由線圏16a和16b與永磁體110a和110b之間的相互作用產(chǎn)生 的推力基本上確定保持架12的移動(dòng)量。換句話說(shuō)，可以基于流 過(guò)各自線圏16a和16b的電流的量來(lái)控制校正透鏡lla的偏心 量。
在接地板13的后側(cè)設(shè)置具有負(fù)光焦度的校正透鏡llb (與 校正透鏡lla的光焦度不同)。保持架17保持校正透鏡llb。在 該配置中，包括校正透鏡llb的部分與包括校正透鏡lla的第一 被驅(qū)動(dòng)部類(lèi)似。
更具體地，校正透鏡llb、保持架17以及線圈16c和16d構(gòu) 成第二被驅(qū)動(dòng)部。雖然圖3A中僅示出了拉伸彈簧15d和球狀物 14d,但是，三個(gè)拉伸彈簧15d至15f經(jīng)由球狀物14d至14f對(duì)第 二被驅(qū)動(dòng)部施加朝向接地板13的彈性力。
因此，雖然圖2B中僅示出了線圈16d，但是，當(dāng)電流流過(guò)線圈16c和16d時(shí)，校正透鏡llb沿箭頭19p和19y所示的方向 (參見(jiàn)圖2A)移動(dòng)。線圈16c和16d(即，第二被驅(qū)動(dòng)部的一部 分)以及被安裝到接地板13的永磁體110a和110b共同構(gòu)成第二 驅(qū)動(dòng)部。用作第 一驅(qū)動(dòng)部的 一部分的永磁體110a和110b可以用 作將被用于驅(qū)動(dòng)的共用永磁體。與第一被驅(qū)動(dòng)部類(lèi)似，拉伸彈 簧15d至15f可以防止第二被驅(qū)動(dòng)部沿箭頭19r所示的方向轉(zhuǎn) 動(dòng)。
如可從圖2A、圖2B、圖3A和圖3B理解的那樣，設(shè)置在接 地板13上的永磁體110a和110b的磁通不僅貫穿線圈16a和 16b,而且貫穿線圈16c和16d。更具體地，永/磁體110a是線圈 16a和16c的共用磁體，7Jc磁體110b是線圈16b和16d的共用磁 體。因此， 一對(duì)磁體(永磁體110a和110b )可以使第 一被驅(qū)動(dòng) 部和第二 #皮驅(qū)動(dòng)部移動(dòng)。
如圖3B所示，傳感器112b ( 112a )被接合到保持架12的 耳部12k ( 12j )。用于位置檢測(cè)的磁體113b ( 113a)被接合到 保持架17的耳部17k ( 17j )。傳感器112a和112b以及用于位置 檢測(cè)的磁體113 a和113 b共同構(gòu)成第二位置檢測(cè)單元。第二位置 檢測(cè)單元可以測(cè)量第一 #皮驅(qū)動(dòng)部相對(duì)于第二 #皮驅(qū)動(dòng)部的偏心 量。
圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的第 一 典型實(shí)施方式的控制驅(qū)動(dòng)部 的驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的方框圖。由于俯仰(pitch )控制和橫擺(yaw ) 控制;f皮此類(lèi)似，因此，下面:^兌明作為實(shí)例的俯仰方向的控制。
在圖4中，俯仰傳感器31是用于檢測(cè)照相機(jī)的晃動(dòng)量的傳 感器(陀螺儀傳感器)。運(yùn)算單元32基于俯仰傳感器31的輸出 信號(hào)的積分/濾波的結(jié)果產(chǎn)生俯仰方向的目標(biāo)值。由運(yùn)算單元32 產(chǎn)生的目標(biāo)值是第一被驅(qū)動(dòng)部和第二^皮驅(qū)動(dòng)部之間的相對(duì)偏心 量。如下所述，在適當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)系統(tǒng)中，可以通過(guò)控制第一被驅(qū) 動(dòng)部和第二被驅(qū)動(dòng)部之間的相對(duì)偏心量來(lái)進(jìn)行圖像模糊校正。 在本典型實(shí)施方式中，當(dāng)所產(chǎn)生的目標(biāo)值是正值時(shí)，第一被驅(qū) 動(dòng)部沿負(fù)方向移動(dòng)，第二^皮驅(qū)動(dòng)部沿正方向移動(dòng)。
兩個(gè)增益控制器33a和33b分別產(chǎn)生用于線圈16d和16b的 目標(biāo)值。增益控制器33a和33b基于各自傳感器112b和lllb的 輸出信號(hào)進(jìn)行用于線圈16d和16b的反饋控制?？梢酝ㄟ^(guò)適當(dāng)?shù)?設(shè)計(jì)相位補(bǔ)償單元34a和34b以及增益35a、 35b、 38a和38b來(lái) 適當(dāng)?shù)乜刂频?一被驅(qū)動(dòng)部相對(duì)于固定構(gòu)件的位置和第二被驅(qū)動(dòng)
部相對(duì)于第 一 被驅(qū)動(dòng)部的位置。
下面說(shuō)明當(dāng)使用上述驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)并且俯仰傳感器31不 產(chǎn)生輸出時(shí)進(jìn)行的實(shí)例操作。當(dāng)俯仰傳感器31不產(chǎn)生輸出時(shí)， 運(yùn)算單元32接收不到輸入。增益控制器33a和33b接收不到輸 入。傳感器lllb測(cè)量第 一被驅(qū)動(dòng)部相對(duì)于接地板13的偏心量并 且控制線圈16b的位置。因此，第一被驅(qū)動(dòng)部被控制成將傳感 器lllb的輸出減少為零。
結(jié)果，第一被驅(qū)動(dòng)部被保持在光軸的中心。傳感器112b測(cè) 量第 一被驅(qū)動(dòng)部相對(duì)于第二被驅(qū)動(dòng)部的偏心量并且控制線圏 16d的位置。由于第一^皮驅(qū)動(dòng)部-波保持在光軸的中心，因此， 第二被驅(qū)動(dòng)部也被保持在光軸的中心。
當(dāng)俯仰傳感器31的輸出不為0時(shí)，增益控制器33b產(chǎn)生與運(yùn) 算單元32的輸出的一半相等的用于驅(qū)動(dòng)第一被驅(qū)動(dòng)部的目標(biāo) 量?；趥鞲衅鱨llb的輸出進(jìn)行反饋控制。結(jié)果，第一被驅(qū)動(dòng) 部從光軸偏移了與用于驅(qū)動(dòng)第一被驅(qū)動(dòng)部的目標(biāo)量對(duì)應(yīng)的量。
另 一 方面，增益控制器3 3 a產(chǎn)生用于驅(qū)動(dòng)第二被驅(qū)動(dòng)部的 目標(biāo)量，該目標(biāo)量的方向與用于驅(qū)動(dòng)第一^:驅(qū)動(dòng)部的目標(biāo)量的 方向相反，且該目標(biāo)量的大小是用于驅(qū)動(dòng)第一^:驅(qū)動(dòng)部的目標(biāo)量的大小的兩倍。傳感器112b檢測(cè)第 一被驅(qū)動(dòng)部相對(duì)于第二被 驅(qū)動(dòng)部的偏心量。因此，第一被驅(qū)動(dòng)部和第二一皮驅(qū)動(dòng)部沿相反 方向^C驅(qū)動(dòng)了相同的量。
圖5示意性示出了由根據(jù)本典型實(shí)施方式的圖像模糊校正 設(shè)備進(jìn)行的圖像模糊校正的實(shí)例狀態(tài)。圖5示出了當(dāng)圖像模糊 校正設(shè)備的整個(gè)主體沿紙面的逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的圖像模糊校 正設(shè)備的運(yùn)動(dòng)。根據(jù)上述條件，通過(guò)使光軸41向圖5的紙面的 上方偏轉(zhuǎn)從而抑制像的移動(dòng)來(lái)進(jìn)行圖像模糊校正。
在圖5中，沿箭頭61p所示的方向驅(qū)動(dòng)4交正透鏡lla,沿箭 頭62p所示的方向驅(qū)動(dòng)校正透鏡llb。校正透鏡lla (凸透鏡) 的偏心使光軸41向圖5中的上方偏轉(zhuǎn)。另一方面，校正透鏡llb (凹透鏡)的偏心使光軸41向圖5中的上方偏轉(zhuǎn)。也就是說(shuō)， 由兩個(gè)校正透鏡lla和llb彼此加強(qiáng)光軸41的偏轉(zhuǎn)。因此，攝影 光學(xué)系統(tǒng)的光軸41如圖5所示極大地偏轉(zhuǎn)。換句話說(shuō)，小的驅(qū) 動(dòng)量可以獲得大的偏轉(zhuǎn)。
另外，當(dāng)光學(xué)設(shè)計(jì)適當(dāng)時(shí)，也可以使由校正透鏡lla的偏 心引起的光軸41的偏轉(zhuǎn)方向與由校正透鏡llb的偏心引起的光 軸41的偏轉(zhuǎn)方向相反，并且使由校正透鏡lla的偏心引起的光 軸41的偏轉(zhuǎn)量與由校正透鏡llb的偏心引起的光軸41的偏轉(zhuǎn)量 相等。在該情況下，可以通過(guò)控制校正透鏡lla和校正透鏡llb 之間的相對(duì)位置來(lái)控制光軸的偏轉(zhuǎn)量。
然而，校正透鏡lla和llb的位置受到重力的影響?？梢酝?過(guò)將包括校正透鏡lla的第一被驅(qū)動(dòng)部的質(zhì)量和包括校正透鏡 llb的第二被驅(qū)動(dòng)部的質(zhì)量設(shè)定為彼此類(lèi)似而將由拉伸彈簧 15a至15c的合成彈簧常數(shù)確定的固有頻率值以及拉伸彈簧15 的位置偏移設(shè)定成在校正透鏡lla和llb之間是類(lèi)似的。
圖6示意性示出了在不使用圖像模糊校正功能的情況下位置受到重力影響的校正透鏡lla和llb的實(shí)例狀態(tài)。
在該情況下，兩個(gè)校正透鏡lla和llb具有相反的光焦度。 因此，沿箭頭62p所示的方向驅(qū)動(dòng)校正透鏡lla和llb。因此， 校正透鏡lla可以改變攝影光學(xué)系統(tǒng)的光軸41的方向。然而， 由于由才交正透4竟llb才交正光軸41的方向，因此，雖然光軸41可 能稍微移位，但是光軸41不會(huì)改變其方向。因此，攝像面上的 成像位置不會(huì)纟及大地改變。
這樣，本典型實(shí)施方式可以通過(guò)沿;f皮此相反的方向驅(qū)動(dòng)具 有相反的光焦度的校正透鏡lla和llb來(lái)增大光軸41的偏轉(zhuǎn)。此 外，本典型實(shí)施方式可以消除由于重力引起成像位置相對(duì)于攝 像面的位置偏移。
參照?qǐng)D7說(shuō)明根據(jù)第一典型實(shí)施方式的圖像模糊校正設(shè)備 的效果。
如參照?qǐng)D5和圖6說(shuō)明的那樣，在根據(jù)第 一 典型實(shí)施方式的 使用具有不同的光焦度的兩個(gè)校正透鏡lla和llb的圖像模糊 校正設(shè)備中，兩個(gè)校正透鏡lla和llb之間的相對(duì)位置影響光軸 的偏轉(zhuǎn)。
圖7是示出第一被驅(qū)動(dòng)部和第二被驅(qū)動(dòng)部相對(duì)于接地板13 的位置控制中的頻率特性(增益)的圖。
在圖7中，col表示第一被驅(qū)動(dòng)部的共振頻率，co2表示第二 被驅(qū)動(dòng)部的共振頻率。各被驅(qū)動(dòng)部的質(zhì)量以及各拉伸彈簧的彈 簧常數(shù)和阻尼比決定共振頻率。然而，第一典型實(shí)施方式使用 光焦度彼此不同的兩個(gè)透鏡(換句話說(shuō)，存在兩個(gè)透鏡的質(zhì)量 不同的可能性)。因此，不容易使第一被驅(qū)動(dòng)部的共振頻率Q)l 與第二被驅(qū)動(dòng)部的共振頻率co2相等。
如從圖7明顯看出的那樣，難以精確地控制分別具有共振 頻率col和共振頻率co2的第 一被驅(qū)動(dòng)部和第二^皮驅(qū)動(dòng)部之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。因此，如果從外部加入的振動(dòng)位于共振頻率①1和共
振頻率co2之間的頻率范圍中，則可能進(jìn)行不正確的控制。因此， 難以精確地使光軸41偏轉(zhuǎn)。結(jié)果，可能形成圖像模糊校正不充 分的圖像。
因此，第一典型實(shí)施方式通過(guò)控制第一被驅(qū)動(dòng)部相對(duì)于接 地板13 (固定構(gòu)件)的位置來(lái)控制第一被驅(qū)動(dòng)部和第二被驅(qū)動(dòng) 部之間的相對(duì)位置。利用上述機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)，第一典型 實(shí)施方式可以確保第一 #皮驅(qū)動(dòng)部和第二驅(qū)動(dòng)部的控制精度， 并且可以適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行圖像模糊校正。
利用上述配置，第一典型實(shí)施方式可以實(shí)現(xiàn)緊湊的圖像模 糊校正設(shè)備，該圖像模糊校正設(shè)備可以在圖像模糊校正時(shí)實(shí)現(xiàn) 大行程，并且可以減小由重力引起的光軸方向的偏心量。結(jié)果， 第一典型實(shí)施方式可以使攝像設(shè)備或光學(xué)設(shè)備(例如，觀察設(shè) 備)小型化。第一典型實(shí)施方式還可以抑制可能由攝像設(shè)備或 光學(xué)設(shè)備的姿勢(shì)引起的攝像面的位置偏移。此外，第一典型實(shí) 施方式可以通過(guò)適當(dāng)?shù)乜刂凭哂胁煌墓饨苟鹊膬蓚€(gè)校正透鏡 來(lái)獲得不包括圖像模糊影響的圖像。
圖8、圖9A和圖9B示出了根據(jù)本發(fā)明的第二典型實(shí)施方式 的裝配在數(shù)字式照相機(jī)中的圖像模糊校正設(shè)備。圖8示出了圖 像模糊校正設(shè)備的分解立體圖。圖9A示出了圖8所示的圖像模 糊校正設(shè)備的主視圖。圖9B示出了沿圖9A的線B-B截取的圖像
模糊校正設(shè)備的剖視圖。
用相同的附圖標(biāo)記表示與圖1至圖3所示的第一典型實(shí)施 方式的構(gòu)成部件功能類(lèi)似的構(gòu)成部件，并且下面不再對(duì)這些構(gòu) 成部件進(jìn)行說(shuō)明。根據(jù)第二典型實(shí)施方式的包括圖像模糊校正 功能的數(shù)字式照相機(jī)具有與圖ll至圖13所示的第一典型實(shí)施 方式的數(shù)字式照相機(jī)類(lèi)似的配置。第二典型實(shí)施方式與第一典型實(shí)施方式的不同之處在于驅(qū) 動(dòng)部的配置和用于控制驅(qū)動(dòng)部的方法。根據(jù)第一典型實(shí)施方式，
在保持架12上設(shè)置線圈16a和16b,在保持架17上設(shè)置線圏16c 和16d。在接地板13上設(shè)置永磁體110a和110b。由線圈16a至 16d與永萬(wàn)茲體110a和l 1 Ob之間產(chǎn)生的,茲力的相互作用來(lái)驅(qū)動(dòng)寸呆 持架12和17。
另一方面，在本發(fā)明的第二典型實(shí)施方式中，在保持架12 上設(shè)置線圏16a和16b (雖然圖9B中僅示出了線圈16b)，在保 持架17上設(shè)置永磁體110a和110b (雖然在圖9B中僅示出了永 磁體110b )。當(dāng)電流流過(guò)線圏16a和16b時(shí)驅(qū)動(dòng)4呆持架12和17。
由于由,茲輒114b吸引永》茲體110b并JU茲輒114l^皮固定到 保持架17，因此，永石茲體110b被牢固地安裝到保持架17。此外， 永磁體110b實(shí)質(zhì)上增大了磁軛114b的厚度并且可以增強(qiáng)矯頑 力。it匕夕卜，由于由,茲4厄114ap及引7Jc》茲體110a并且》茲專(zhuān)厄114a4皮固 定到保持架17,因此，可以獲得類(lèi)似的結(jié)果。
在圖9B中，如上所述，當(dāng)電流流過(guò)線圈16b時(shí)，在作用在 永磁體110b和線圈16b之間的相互作用力下沿箭頭61p所示的 方向驅(qū)動(dòng)線圈16b。在該情況下，永,茲體110b受到來(lái)自線圏16b 的反作用力，因此，沿箭頭62p所示的方向驅(qū)動(dòng)永磁體110b。
在該情況下，如果線圈、永磁體、電流值和彈簧常數(shù)與第 一典型實(shí)施方式中說(shuō)明的類(lèi)似，則保持架12和保持架17之間的 相對(duì)移動(dòng)量變?yōu)榈谝坏湫蛯?shí)施方式中的一半。然而，第二典型 實(shí)施方式不需要使用線圏(例如，圖2B中的線圏16d)來(lái)驅(qū)動(dòng) 第二被驅(qū)動(dòng)部(保持架17),因此，可以減小尺寸。
傳感器llla和lllb分別被接合到被包括在第 一被驅(qū)動(dòng)部 中的保持架12的耳部12h和12i。傳感器llla和lllb以及永磁體 110a和110b共同構(gòu)成位置檢測(cè)單元。由于永磁體110a和110b被固定到保持架17,因此，位置檢測(cè)單元可以測(cè)量第一^皮驅(qū)動(dòng) 部相對(duì)于第二一皮驅(qū)動(dòng)部的偏心量。第二典型實(shí)施方式在該方面 與第一典型實(shí)施方式不同。
第二典型實(shí)施方式可以通過(guò)基于來(lái)自位置檢測(cè)單元的信號(hào)
輸出控制流過(guò)線圈16a和16b的電流來(lái)控制兩個(gè)4交正透鏡lla和 llb之間的相對(duì)位置。在該情況下，與第一典型實(shí)施方式類(lèi)似， 當(dāng)質(zhì)量與彈簧常數(shù)之比在第一^皮驅(qū)動(dòng)部和第二^皮驅(qū)動(dòng)部之間相 類(lèi)似時(shí)，可以抑制由重力引起的光軸偏心(由于校正透鏡lla 和llb沿相同方向偏移了相同的量)。
雖然未詳細(xì)說(shuō)明， <旦是，第二典型實(shí)施方式對(duì)第一被驅(qū)動(dòng) 部相對(duì)于接地板13的位置控制進(jìn)行開(kāi)放控制(open control )。
如上所述，第二典型實(shí)施方式可以減少圖像模糊校正設(shè)備 的構(gòu)成部件的It量并且可以將第 一纟皮驅(qū)動(dòng)部和第二纟皮驅(qū)動(dòng)部配 置成可相對(duì)移動(dòng)。第二典型實(shí)施方式可以減小驅(qū)動(dòng)部的厚度并 且可以實(shí)現(xiàn)緊湊的圖像模糊校正設(shè)備。
圖IO是根據(jù)本發(fā)明的第二典型實(shí)施方式的驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng) 的方框圖。由于俯仰控制方法和橫擺控制方法彼此類(lèi)似，因此， 下面詳細(xì)i兌明作為實(shí)例的俯仰控制方法。
在圖10中，俯仰傳感器31是能夠檢測(cè)照晃動(dòng)量的傳感器 (陀螺儀傳感器)。運(yùn)算單元32通過(guò)對(duì)俯仰傳感器31的輸出信 號(hào)進(jìn)行積分/濾波來(lái)產(chǎn)生俯仰方向的目標(biāo)值。由運(yùn)算單元32產(chǎn)生 的目標(biāo)值是第 一被驅(qū)動(dòng)部和第二被驅(qū)動(dòng)部之間的相對(duì)偏心量。 當(dāng)所產(chǎn)生的目標(biāo)值是正值時(shí)，第一被驅(qū)動(dòng)部沿負(fù)方向移動(dòng)，第 二;f皮驅(qū)動(dòng)部沿正方向移動(dòng)。
兩個(gè)增益控制器39a和39b分另'J產(chǎn)生用于線圏16a和16b的 目標(biāo)值。增益控制器39a和39b基于傳感器111 a和11 lb的輸出來(lái) 進(jìn)行用于線圏16a和16b的反饋控制。當(dāng)適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)相位補(bǔ)償單元34a以及兩個(gè)增益35a和38a時(shí)，可以適當(dāng)?shù)乜刂频诙或?qū)動(dòng) 部相對(duì)于第 一 纟皮驅(qū)動(dòng)部的位置。
如果俯仰傳感器31不產(chǎn)生輸出，則進(jìn)入運(yùn)算單元32的信號(hào) 為零。根據(jù)圖IO所示的方框圖，如果俯仰傳感器31不產(chǎn)生輸出， 則傳感器lllb的輸出處于零位置是穩(wěn)定的的位置。由于傳感器 lllb測(cè)量第 一纟皮驅(qū)動(dòng)部相對(duì)于第二纟皮驅(qū)動(dòng)部的偏心量，因此， 進(jìn)行控制以減小第一^皮驅(qū)動(dòng)部和第二#:驅(qū)動(dòng)部之間的相對(duì)偏 心。結(jié)果，即Y吏當(dāng)兩個(gè)4交正透lti沿相同方向偏移時(shí)，它們的偏 心量也彼此類(lèi)似。這是與第一典型實(shí)施方式中說(shuō)明的由于重力 引起的狀態(tài)類(lèi)似的狀態(tài)。因此，不發(fā)生光軸的偏心。
如果俯仰傳感器31產(chǎn)生輸出，則輸出由運(yùn)算單元32適當(dāng)處 理的值作為目標(biāo)值。由增益38a處理傳感器lllb的輸出，并且 將該輸出控制為上述目標(biāo)值。如果從傳感器lllb輸出的并且已 被增益38a處理的值與目標(biāo)值不同，則將通過(guò)相位補(bǔ)償單元34a 和增益35a的適當(dāng)值供給到線圏作為驅(qū)動(dòng)量。
從增益控制器39a和39b供給到線圏16a和16b的值的大小 相類(lèi)似且方向相反。結(jié)果，第一4皮驅(qū)動(dòng)部和第二^皮驅(qū)動(dòng)部從在 俯仰傳感器31不產(chǎn)生輸出的狀態(tài)下的第 一被驅(qū)動(dòng)部和第二被 驅(qū)動(dòng)部的位置沿相反方向偏移了相類(lèi)似的量。傳感器lllb檢測(cè) 得到的偏心量。第 一被驅(qū)動(dòng)部和第二被驅(qū)動(dòng)部被順次更新以將 它們移動(dòng)和設(shè)定在平衡的位置關(guān)系。
當(dāng)進(jìn)行上述驅(qū)動(dòng)控制時(shí)，第一4皮驅(qū)動(dòng)部和第二^皮驅(qū)動(dòng)部可 以根據(jù)俯仰傳感器31的輸出沿彼此相反的方向被驅(qū)動(dòng)相同的 量。根據(jù)第二典型實(shí)施方式的驅(qū)動(dòng)部包括設(shè)置在第一被驅(qū)動(dòng)部 上的線圏16a和16b以及設(shè)置在第二被驅(qū)動(dòng)部上的磁體110a和 110b。由電流流過(guò)線圏16a和16b時(shí)產(chǎn)生的相互作用力使第一被 驅(qū)動(dòng)部和第二被驅(qū)動(dòng)部沿彼此相反的方向被驅(qū)動(dòng)。因此，可以使圖像模糊校正設(shè)備小型化。
上述典型實(shí)施方式所說(shuō)明的實(shí)例是裝配在數(shù)字式照相機(jī)中 的圖像模糊校正設(shè)備。然而，本發(fā)明的另一典型實(shí)施方式可具 體體現(xiàn)為緊湊且穩(wěn)定的單元。因此，本發(fā)明不限于數(shù)字式照相
機(jī)并且可以適用于如數(shù)字式攝影機(jī)、監(jiān)視照相機(jī)或Web照相機(jī)
等任何其它攝像設(shè)備。本發(fā)明還可適用于如雙目鏡或便攜式電 話等便攜式終端，并且還可用于包含在半導(dǎo)體元件制造裝置中
的縮小投影型曝光裝置(stepper )或其它光學(xué)設(shè)備中的偏光設(shè) 備或光軸轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備中的像差校正。
雖然已經(jīng)參照典型實(shí)施方式說(shuō)明了本發(fā)明，但是，應(yīng)該理 解，本發(fā)明不限于所公開(kāi)的典型實(shí)施方式。所附權(quán)利要求書(shū)的 范圍符合最寬的解釋?zhuān)园凶冃汀⒌韧Y(jié)構(gòu)和功能。
權(quán)利要求
1.一種圖像模糊校正設(shè)備，其包括第一透鏡單元，其包括第一校正透鏡；第二透鏡單元，其包括第二校正透鏡，該第二校正透鏡具有與所述第一校正透鏡的光焦度相反的光焦度；支撐單元，其被構(gòu)造成使所述第一透鏡單元和所述第二透鏡單元沿光軸的方向并列支撐，使得所述第一透鏡單元和所述第二透鏡單元能夠沿與所述光軸垂直的方向獨(dú)立地移動(dòng)；驅(qū)動(dòng)單元，其被構(gòu)造成驅(qū)動(dòng)所述第一透鏡單元和所述第二透鏡單元；相對(duì)位置檢測(cè)單元，其被構(gòu)造成檢測(cè)所述第一透鏡單元和所述第二透鏡單元之間的相對(duì)位置；晃動(dòng)檢測(cè)單元，其被構(gòu)造成檢測(cè)添加到所述圖像模糊校正設(shè)備的晃動(dòng)量；以及控制單元，其被構(gòu)造成基于所述晃動(dòng)檢測(cè)單元的輸出來(lái)控制所述驅(qū)動(dòng)單元，其中，所述控制單元被構(gòu)造成基于所述相對(duì)位置檢測(cè)單元的輸出來(lái)進(jìn)行閉環(huán)控制，使得所述第二透鏡單元沿與所述第一透鏡單元的移動(dòng)方向相反的方向移動(dòng)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的圖像模糊校正設(shè)備，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)單元包括被安裝到所述第一透鏡單元的線圏和被安裝到所述第二透鏡單元并且與所述線圏相對(duì)著設(shè)置的磁體，所述驅(qū)動(dòng)單元被構(gòu)造成利用電流流過(guò)所述線圈時(shí)產(chǎn)生的相互作用力而沿彼此相反的方向驅(qū)動(dòng)所述第一透鏡單元和所述第二透鏡單元。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的圖像模糊校正設(shè)備，其特征在于，所述控制單元被構(gòu)造成基于所述晃動(dòng)檢測(cè)單元的輸出進(jìn)行反饋控制，使得所述第二透鏡單元根據(jù)所述相對(duì)位置檢測(cè)單元的輸出沿與所述第 一 透4竟的移動(dòng)方向相反的方向移動(dòng)。
4. 一種攝像設(shè)備，其包括權(quán)利要求l所述的圖像模糊校正設(shè)備。
5. —種光學(xué)設(shè)備，其包括權(quán)利要求l所述的圖像模糊校正設(shè)備。
6. —種圖像模糊校正設(shè)備，其包括第一透鏡單元，其包括第一校正透鏡；第二透鏡單元，其包括第二校正透鏡，該第二校正透鏡具有與所述第一校正透鏡的光焦度相反的光焦度；支撐單元，其被構(gòu)造成使所述第一透鏡單元和所述第二透鏡單元沿光軸的方向并列支撐，使得所述第一透鏡單元和所述第二透鏡單元能夠沿與所述光軸垂直的方向獨(dú)立地移動(dòng)；驅(qū)動(dòng)單元，其被構(gòu)造成驅(qū)動(dòng)所述第一透鏡單元和所述第二透鏡單元；第一位置4全測(cè)單元，其纟皮構(gòu)造成4全測(cè)所述第一透鏡單元相對(duì)于所述支撐單元的位置；第二位置4企測(cè)單元，其被構(gòu)造成4企測(cè)所述第二透鏡單元相對(duì)于所述第一透鏡單元的位置；晃動(dòng)檢測(cè)單元，其被構(gòu)造成檢測(cè)添加到所述圖像模糊校正設(shè)備的晃動(dòng)量；以及控制單元，其被構(gòu)造成基于所述晃動(dòng)檢測(cè)單元的輸出來(lái)控制所述驅(qū)動(dòng)單元，其中，所述控制單元被構(gòu)造成進(jìn)行閉環(huán)控制，使得所述第一透鏡單元基于所述第 一 位置檢測(cè)單元的輸出移動(dòng)，并且使得所述第二透鏡單元基于所述第二位置檢測(cè)單元的輸出沿與所述第一透鏡單元的移動(dòng)方向相反的方向移動(dòng)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的圖像模糊校正設(shè)備，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)單元包括被安裝到所述支撐單元的磁體、被安裝到所述第一透鏡單元并且與所述磁體相對(duì)著設(shè)置的第一線圈以及被安裝到所述第二透鏡單元并且與所述磁體相對(duì)著設(shè)置的第二線圏，所述驅(qū)動(dòng)單元^皮構(gòu)造成利用電流沿相反方向流過(guò)所述第一線圏和所述第二線圈時(shí)產(chǎn)生的相互作用力而沿;f皮此相反的方向驅(qū)動(dòng)所述第一透鏡單元和所述第二透鏡單元。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的圖像模糊校正設(shè)備，其特征在于，所述控制單元被構(gòu)造成基于所述晃動(dòng)檢測(cè)單元的輸出進(jìn)行反饋控制，使得所述第一透鏡單元基于所述第一位置檢測(cè)單元的輸出移動(dòng)，并且所述控制單元進(jìn)行反饋控制，使得所述第二透鏡單元基于所述第二位置檢測(cè)單元的輸出沿與所述第一透鏡單元的移動(dòng)方向相反的方向移動(dòng)。
9. 一種攝像設(shè)備，其包括權(quán)利要求6所述的圖像模糊校正設(shè)備。
10. —種光學(xué)設(shè)備，其包括權(quán)利要求6所述的圖像模糊校正設(shè)備。
11. 一種圖像模糊校正設(shè)備，其包括第一透鏡單元，其包括第一校正透鏡；第二透鏡單元，其包括第二校正透鏡，該第二校正透鏡具有與所述第一校正透鏡的光焦度相反的光焦度；支撐單元，其被安裝到固定構(gòu)件并且被構(gòu)造成支撐所述第一透鏡單元和所述第二透鏡單元，使得所述第一透鏡單元和所述第二透鏡單元能沿著與光軸垂直的面相對(duì)于所述固定構(gòu)件移動(dòng)；驅(qū)動(dòng)單元，其被構(gòu)造成驅(qū)動(dòng)所述第一透鏡單元和所述第二透鏡單元；第一位置4企測(cè)單元，其被構(gòu)造成4全測(cè)所述第一透鏡單元相對(duì)于所述固定構(gòu)件的位置；第二位置檢測(cè)單元，其被構(gòu)造成檢測(cè)所述第二透鏡單元相對(duì)于所述第一透鏡單元的位置；晃動(dòng)檢測(cè)單元，其被構(gòu)造成檢測(cè)添加到所述圖像模糊校正設(shè)備的晃動(dòng)量；以及控制單元，其被構(gòu)造成基于所述晃動(dòng)檢測(cè)單元的輸出來(lái)控制所述驅(qū)動(dòng)單元，其中，所述控制單元被構(gòu)造成進(jìn)行閉環(huán)控制，使得所述第一透鏡單元基于所述第一位置檢測(cè)單元的輸出移動(dòng)，并且所述控制單元進(jìn)行閉環(huán)控制，使得所述第二透鏡單元基于所述第二位置檢測(cè)單元的輸出沿與所述第一透鏡單元的移動(dòng)方向相反的方向移動(dòng)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的圖像模糊校正設(shè)備，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)單元包括被安裝到所述固定構(gòu)件的磁體、被安裝到所述第一透鏡單元并且與所述磁體相對(duì)著設(shè)置的第一線圈以及被安裝到所述第二透鏡單元并且與所述磁體相對(duì)著設(shè)置的第二線圈，所述驅(qū)動(dòng)單元被構(gòu)造成利用電流沿相反方向流過(guò)所述第一線圈和所述第二線圈時(shí)產(chǎn)生的相互作用力而沿彼此相反的方向驅(qū)動(dòng)所述第一透鏡單元和所述第二透鏡單元。
13. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的圖像模糊校正設(shè)備，其特征在于，所述控制單元被構(gòu)造成基于所述晃動(dòng)檢測(cè)單元的輸出進(jìn)行反饋控制，使得所述第一透鏡單元基于所述第一位置檢測(cè)單元的輸出移動(dòng)，并且使得所述第二透鏡單元基于所述第二位置檢測(cè)單元的輸出沿與所述第 一 透鏡單元的移動(dòng)方向相反的方向移動(dòng)。
14. 一種攝像設(shè)備，其包括權(quán)利要求ll所述的圖像模糊校正設(shè)備。
15. —種光學(xué)設(shè)備，其包括權(quán)利要求ll所述的圖像模糊校正設(shè)備。
全文摘要
一種圖像模糊校正設(shè)備及具有該設(shè)備的攝像設(shè)備或光學(xué)設(shè)備。該圖像模糊校正設(shè)備包括第一和第二透鏡單元；支撐單元，其使所述第一和第二透鏡單元沿光軸方向并列支撐，使得第一和第二透鏡單元能夠沿與光軸垂直的方向獨(dú)立地移動(dòng)；驅(qū)動(dòng)單元，其沿與光軸垂直的方向驅(qū)動(dòng)第一和第二透鏡單元；相對(duì)位置檢測(cè)單元，其檢測(cè)第一和第二透鏡單元之間的相對(duì)位置；晃動(dòng)檢測(cè)單元，其檢測(cè)添加到圖像模糊校正設(shè)備的晃動(dòng)量；以及控制單元，其基于晃動(dòng)檢測(cè)單元的輸出來(lái)控制驅(qū)動(dòng)單元?？刂茊卧谙鄬?duì)位置檢測(cè)單元的輸出來(lái)進(jìn)行閉環(huán)控制，使得第二透鏡單元沿與第一透鏡單元的移動(dòng)方向相反的方向移動(dòng)。
文檔編號(hào)G03B5/00GK101561616SQ20091013521
公開(kāi)日2009年10月21日 申請(qǐng)日期2009年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月16日
發(fā)明者木村正史 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社