專利名稱：載臺驅(qū)動(dòng)裝置和防抖動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種能夠在平面上線性且旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)載臺(stage)并減小了驅(qū)動(dòng)部件尺寸的載臺驅(qū)動(dòng)裝置。
背景技術(shù)：
近年來，出現(xiàn)了一種用于照相裝置的防抖動(dòng)裝置。防抖動(dòng)裝置通過在垂直于光軸的平面上移動(dòng)手抖動(dòng)(hand-shake)校正透鏡或者成像器件，使其與成像過程中產(chǎn)生的手抖動(dòng)的相對應(yīng)，從而校正手抖動(dòng)的影響。
公開號為(KOKAI)No.63-099680的日本未審查專利公開了一種用于照相裝置的防抖動(dòng)裝置。該防抖動(dòng)裝置對可移動(dòng)單元進(jìn)行線性運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)的操作。該線性運(yùn)動(dòng)操作用于校正照相裝置手抖動(dòng)的線性運(yùn)動(dòng)分量。旋轉(zhuǎn)操作用于校正照相裝置手抖動(dòng)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)分量。
然而，線性運(yùn)動(dòng)(movement)的移動(dòng)(moving)裝置和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的移動(dòng)裝置是分開的，因此增大了防抖動(dòng)裝置的尺寸。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種在平面上線性且旋轉(zhuǎn)地移動(dòng)載臺并減小驅(qū)動(dòng)部件尺寸的載臺驅(qū)動(dòng)裝置。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種載臺驅(qū)動(dòng)裝置，包括可移動(dòng)單元，固定單元，第一、第二和第三驅(qū)動(dòng)單元以及控制器。可移動(dòng)單元能夠在第一方向和第二方向上移動(dòng)。第二方向不同于第一方向?？梢苿?dòng)單元能在可移動(dòng)平面上旋轉(zhuǎn)?？梢苿?dòng)平面平行于第一和第二方向。當(dāng)可移動(dòng)單元在第一和第二方向移動(dòng)且在可移動(dòng)平面上旋轉(zhuǎn)時(shí)，固定單元支撐可移動(dòng)單元。第一驅(qū)動(dòng)單元將第二方向上的第一驅(qū)動(dòng)力提供給可移動(dòng)單元。第二驅(qū)動(dòng)單元將第一方向上的第二驅(qū)動(dòng)力提供給可移動(dòng)單元。第三驅(qū)動(dòng)單元將第一方向上的第三驅(qū)動(dòng)力提供給可移動(dòng)單元?？刂破骺刂频谝?、第二和第三驅(qū)動(dòng)力。第一、第二和第三驅(qū)動(dòng)單元連接到可移動(dòng)單元和固定單元的其中一個(gè)上?？梢苿?dòng)單元上的從第二驅(qū)動(dòng)單元接收第二驅(qū)動(dòng)力的那一點(diǎn)被稱作第二驅(qū)動(dòng)點(diǎn)?？梢苿?dòng)單元上的從第三驅(qū)動(dòng)單元接收第三驅(qū)動(dòng)力的另一點(diǎn)被稱作第三驅(qū)動(dòng)點(diǎn)。連接第二和第三驅(qū)動(dòng)點(diǎn)的線段與第一方向不平行。
此外，第一驅(qū)動(dòng)單元包括第一線圈和第一驅(qū)動(dòng)磁鐵。第一線圈和第一驅(qū)動(dòng)磁鐵用于產(chǎn)生第一電磁力，以便給可移動(dòng)單元提供第一驅(qū)動(dòng)力。第二驅(qū)動(dòng)單元包括第二線圈和第二驅(qū)動(dòng)磁鐵。第二線圈和第二驅(qū)動(dòng)磁鐵用于產(chǎn)生第二電磁力，以便給可移動(dòng)單元提供第二驅(qū)動(dòng)力。第三驅(qū)動(dòng)單元包括第三線圈和第三驅(qū)動(dòng)磁鐵。第三線圈和第三驅(qū)動(dòng)磁鐵用于產(chǎn)生第三電磁力，以便給可移動(dòng)單元提供第三驅(qū)動(dòng)力。
此外，布置第一、第二和第三線圈使得第一、第二和第三線圈在垂直于可移動(dòng)平面的第三方向上分別面對第一、第二和第三驅(qū)動(dòng)磁鐵。
此外，第一線圈的線圈圖形(pattern)具有垂直于第二方向的線段。第二線圈的線圈圖形具有垂直于第一方向的線段。第三線圈的線圈圖形具有垂直于第一方向的線段。第一驅(qū)動(dòng)磁鐵的N極和S極設(shè)置在第二方向。第二驅(qū)動(dòng)磁鐵的N極和S極設(shè)置在第一方向。第三驅(qū)動(dòng)磁鐵的N極和S極設(shè)置在第一方向。
此外，控制器控制第二和第三電磁力使得當(dāng)可移動(dòng)單元在第一方向上移動(dòng)時(shí)，第二和第三電磁力的方向和大小相同?？刂破骺刂频诙偷谌姶帕?，使得第二和第三電磁力的方向彼此相反，且使得當(dāng)可移動(dòng)單元在可移動(dòng)平面上而不在第一方向上移動(dòng)時(shí)第二和第三電磁力的大小相同?？刂破骺刂频诙偷谌姶帕κ沟卯?dāng)可移動(dòng)單元在第一方向上移動(dòng)且在可移動(dòng)平面上旋轉(zhuǎn)時(shí)第二和第三電磁力的大小不同。


參考附圖，從以下描述中會(huì)更好地理解本發(fā)明的目的和優(yōu)點(diǎn)，其中圖1顯示了照相機(jī)的外觀圖，其使用了第一、第二和第三實(shí)施例中的載臺驅(qū)動(dòng)裝置，因而具有防抖動(dòng)功能；圖2是電路圖，示出了在第一實(shí)施例中的照相機(jī)的電結(jié)構(gòu)；圖3是第一實(shí)施例中載臺驅(qū)動(dòng)裝置的前視圖；圖4示出了沿著圖3的a-a線截面的構(gòu)造圖；
圖5是xy平面圖，解釋了如何基于第一方向上的兩個(gè)位置和第二方向上的一個(gè)位置來計(jì)算P的位置；圖6是電路圖，示出了在第二實(shí)施例中的照相機(jī)的電結(jié)構(gòu)；圖7是第二實(shí)施例中載臺驅(qū)動(dòng)裝置的前視圖；圖8示出了沿著圖7的b-b截面的構(gòu)造圖；圖9是xy平面圖，解釋了如何基于第一方向上的兩個(gè)位置和第二方向上的兩個(gè)位置來計(jì)算P的位置；圖10是第三實(shí)施例中載臺驅(qū)動(dòng)裝置的前視圖；圖11說明了沿著圖10的c-c截面的構(gòu)造圖；圖12是參考載臺驅(qū)動(dòng)裝置的前視圖，用于解釋第一、第二和第三實(shí)施例中的載臺驅(qū)動(dòng)裝置的效果。
具體實(shí)施例方式
下面參考圖中示出的實(shí)施例來描述本發(fā)明。
為了解釋該實(shí)施例中的方向，定義了第一方向x、第二方向y和第三方向z(參見圖1)。第一方向x是垂直于光軸LX的水平方向。第二方向y是垂直于光軸LX和第一方向x的垂直方向。第三方向z是平行于光軸LX且垂直于第一方向x和第二方向y的水平方向。
利用圖1至5來解釋第一實(shí)施例。
圖4示出了沿著圖3的a-a線的截面的構(gòu)造圖。
照相機(jī)60包括接通電源的按鈕61，釋放按鈕62，LCD監(jiān)視器63，CPU 40，成像模塊44，AE(自動(dòng)曝光)單元45，AF(自動(dòng)聚焦)單元46，成像單元64和相機(jī)鏡頭68(參見圖1和2)。
通過推動(dòng)接通電源的按鈕61，電源開關(guān)47從接通狀態(tài)改變到斷開狀態(tài)或者從斷開狀態(tài)改變到接通狀態(tài)。
成像單元64包括成像器件48(參見圖4)。成像器件48是，例如CCD、CMOS或者類似的器件。通過相機(jī)鏡頭68，利用成像器件48來接收照相物體的光。照相物體圖像被顯示在LCD監(jiān)視器63上。
當(dāng)釋放按鈕62被操作者半推動(dòng)時(shí)，光度開關(guān)41改變到接通狀態(tài)，使得執(zhí)行光度操作、AF感光(AF sensing)操作和聚焦操作。
當(dāng)釋放按鈕62被操作者完全推動(dòng)時(shí)，釋放開關(guān)42改變到接通狀態(tài)，使得執(zhí)行成像操作。
CPU40控制照相機(jī)60的每個(gè)部件，涉及照相機(jī)60的一些操作包括防抖動(dòng)操作，這些隨后會(huì)解釋。
成像模塊44驅(qū)動(dòng)成像單元64。AE單元45執(zhí)行照相物體的光度操作并且隨后計(jì)算曝光值。對應(yīng)于曝光值，AE單元45計(jì)算成像所需的孔徑值和曝光時(shí)間的時(shí)間長度。AF單元46執(zhí)行AF感光操作。對應(yīng)于AF感光操作的結(jié)果，AF單元46執(zhí)行成像所需的聚焦操作。在聚焦操作中，相機(jī)鏡頭68的位置在光軸LX的方向移動(dòng)。
照相機(jī)60的防抖動(dòng)部件包括防抖動(dòng)按鈕69，CPU40，角速度檢測單元49，驅(qū)動(dòng)電路52，載臺驅(qū)動(dòng)裝置10，霍爾元件信號處理單元53和相機(jī)鏡頭68(參見圖1和2)。
當(dāng)防抖動(dòng)按鈕69被操作者推動(dòng)時(shí)，防抖動(dòng)開關(guān)43改變到接通狀態(tài)。在防抖動(dòng)開關(guān)43的接通狀態(tài)下，通過在每個(gè)預(yù)定的時(shí)間間隔驅(qū)動(dòng)角速度檢測單元49和載臺驅(qū)動(dòng)裝置10來執(zhí)行防抖動(dòng)操作。獨(dú)立于包括上述的光度操作等的其它操作，來執(zhí)行防抖動(dòng)操作。
通過CPU40來控制對應(yīng)于開關(guān)41-43的輸入信號的各種輸出指令。
將關(guān)于光度開關(guān)41是接通還是斷開狀態(tài)的信息輸入到CPU40的端口P41作為1位數(shù)字信號。
將關(guān)于釋放開關(guān)42是接通還是斷開狀態(tài)的信息輸入到CPU40的端口P42作為1位數(shù)字信號。
將關(guān)于防抖動(dòng)開關(guān)43是接通還是斷開狀態(tài)的信息輸入到CPU40的端口P43作為1位數(shù)字信號。
接下來，解釋用于角速度單元49、驅(qū)動(dòng)電路52、載臺驅(qū)動(dòng)裝置10和霍爾元件信號處理單元53的CPU40的輸入和輸出關(guān)系的詳細(xì)情況。
角速度單元49包括第一角速度傳感器50a、第二角速度傳感器50b、第三角速度傳感器50c和組合放大器以及高通濾波器電路51。每隔預(yù)定的時(shí)間間隔(1ms)，第一角速度傳感器50a檢測在照相機(jī)60的角速度的第一方向x上的速度分量。每隔預(yù)定的時(shí)間間隔(1ms)，第二角速度傳感器50b檢測在照相機(jī)60的角速度的第二方向y上的速度分量。每隔預(yù)定的時(shí)間間隔(1ms)，第三角速度傳感器50c檢測在垂直于第三方向z的平面(下文中稱作xy平面)上的角速度的旋轉(zhuǎn)速度分量。
組合的放大器與高通濾波器電路51放大關(guān)于角速度的第一方向x的信號，即角速度在第一方向x上的速度分量。然后組合放大器和高通濾波器電路51根據(jù)放大的關(guān)于角速度的第一方向x的信號，來減少第一角速度傳感器50a的零位電壓和搖擺(panning)。之后，組合放大器和高通濾波器電路51將模擬信號輸出到CPU40的A/D轉(zhuǎn)換器A/D0作為第一角速度vx。
組合放大器和高通濾波器電路51放大關(guān)于角速度的第二方向y的信號，即角速度在第二方向y上的速度分量。然后組合放大器和高通濾波器電路51根據(jù)放大的關(guān)于角速度的第二方向y的信號，來減少第二角速度傳感器50b的零位電壓和搖擺(panning)。之后，組合放大器和高通濾波器電路51將模擬信號輸出到CPU40的A/D轉(zhuǎn)換器A/D1作為第二角速度vy。
組合放大器和高通濾波器電路51放大關(guān)于角速度的旋轉(zhuǎn)速度的信號，即角速度在xy平面上的旋轉(zhuǎn)速度分量。然后組合放大器和高通濾波器電路51根據(jù)放大的關(guān)于角速度的旋轉(zhuǎn)速度的信號，來減少第三角速度傳感器50c的零位電壓和搖擺(panning)。之后，組合放大器和高通濾波器電路51將模擬信號輸出到CPU40的A/D轉(zhuǎn)換器A/D2作為第三角速度vθ。
CPU40將分別輸入到A/D轉(zhuǎn)換器A/D0、A/D1、A/D2的第一、第二和第三角速度vx、vy、vθ轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號?；谵D(zhuǎn)換的數(shù)字信號及轉(zhuǎn)換系數(shù)，并考慮聚焦距離，CPU40計(jì)算出在預(yù)定時(shí)間(1ms)內(nèi)產(chǎn)生的手抖動(dòng)的量。這種手抖動(dòng)的量包括在第一方向x上的分量，在第二方向y上的分量以及在xy平面上的旋轉(zhuǎn)分量。
CPU40計(jì)算出成像單元64的位置S，其應(yīng)當(dāng)對應(yīng)于在第一方向x、第二方向y以及旋轉(zhuǎn)角度上計(jì)算出的手抖動(dòng)的量來移動(dòng)并旋轉(zhuǎn)。
將位置S在第一方向x的定位設(shè)定為sx。將位置S在第二方向y的定位設(shè)定為sy。將位置S在xy平面上的旋轉(zhuǎn)角度設(shè)定為sθ。
通過使用在后面描述的電磁力，來實(shí)現(xiàn)包括成像單元64的可移動(dòng)單元20的運(yùn)動(dòng)。將可移動(dòng)元件20移動(dòng)并旋轉(zhuǎn)到位置S的驅(qū)動(dòng)力D具有第一水平PWM負(fù)載(duty)dx1，作為在第一方向x上的一個(gè)驅(qū)動(dòng)力分量；第二水平PWM負(fù)載dx2，作為在第一方向x上的另一個(gè)驅(qū)動(dòng)力分量；以及第一垂直PWM負(fù)載dy，作為在第二方向y上的驅(qū)動(dòng)力分量。將來自CPU40的PWM0及PWM1的第一及第二水平PWM負(fù)載dx1、dx2以及來自CPU40的PWM2的垂直PWM負(fù)載dy輸入到驅(qū)動(dòng)電路52中。
載臺驅(qū)動(dòng)裝置10包括可移動(dòng)單元20和固定單元30(見圖2及3)?？梢苿?dòng)單元20具有成像單元64。載臺驅(qū)動(dòng)裝置10使成像單元64移動(dòng)并旋轉(zhuǎn)到位置S。由于移動(dòng)并旋轉(zhuǎn)到位置S，所以在成像過程中成像器件48的成像表面上的攝影圖像被抵消。從而使到達(dá)成像器件48的成像表面上的待攝物體的圖像得到穩(wěn)定。因此，手的抖動(dòng)影響得到校正。
通過第一、第二及第三驅(qū)動(dòng)單元(未顯示)來驅(qū)動(dòng)可移動(dòng)元件20?；诘谝患暗诙絇WM負(fù)載dx1、dx2和垂直PWM負(fù)載dy，驅(qū)動(dòng)電路52對第一、第二及第三驅(qū)動(dòng)單元進(jìn)行控制。
通過第一、第二及第三驅(qū)動(dòng)單元移動(dòng)并旋轉(zhuǎn)的可移動(dòng)單元20的測定位置P由第一、第二及第三霍爾元件23a、23b、23c以及霍爾元件信號處理單元53(位置檢測操作)來測定。
將與第一方向x上的位置分量相對應(yīng)的第一及第二水平位置測定信號px1、px2分別輸入到CPU40的A/D轉(zhuǎn)換器A/D3、A/D4。將與第二方向y上的位置分量相對應(yīng)的垂直位置測定信號py輸入到CPU40的A/D轉(zhuǎn)換器A/D5。將作為模擬信號的第一及第二水平位置測定信號px1、px2分別通過A/D轉(zhuǎn)換器A/D3、A/D4轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(A/D轉(zhuǎn)換操作)。將作為模擬信號的垂直位置測定信號py通過A/D轉(zhuǎn)換器A/D5轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(A/D轉(zhuǎn)換操作)。
在A/D轉(zhuǎn)換操作之后，相應(yīng)于第一水平位置測定信號px1，將測定位置P在第一方向x上的第一數(shù)據(jù)設(shè)為pdx1。在A/D轉(zhuǎn)換操作之后，相應(yīng)于第二水平位置測定信號px2，將測定位置P在第一方向x上的第二數(shù)據(jù)設(shè)為pdx2。在A/D轉(zhuǎn)換操作之后，相應(yīng)于垂直位置測定信號py，將測定位置P在第二方向y上的數(shù)據(jù)設(shè)為pdy。
基于數(shù)據(jù)pdx1、pdx2、pdy，由CPU40計(jì)算出測定位置P在第一方向x上的第一位置pxx?；跀?shù)據(jù)pdx1、pdx2、pdy，CPU40計(jì)算出測定位置P在第二方向y上的第二位置pyy?；跀?shù)據(jù)pdx1、pdx2、pdy，CPU40計(jì)算出測定位置P在xy平面上的旋轉(zhuǎn)角度pθ。
基于測定位置P的數(shù)據(jù)(pxx、pyy、pθ)以及應(yīng)當(dāng)移動(dòng)并旋轉(zhuǎn)到的位置S的數(shù)據(jù)(sx、sy、sθ)，來控制第一、第二及第三驅(qū)動(dòng)單元的運(yùn)動(dòng)。
第一驅(qū)動(dòng)單元包括用于在第二方向y上運(yùn)動(dòng)的第一線圈21a及第一磁鐵31a。第二驅(qū)動(dòng)單元包括用于在第一方向x上運(yùn)動(dòng)的第二線圈21b及第二磁鐵31b。第三驅(qū)動(dòng)單元包括用于在第一方向x上運(yùn)動(dòng)的第三線圈21c及第三磁鐵31c。
可移動(dòng)單元20包括可移動(dòng)電路板22，第一、第二及第三線圈21a、21b、21c，成像單元64，第一、第二及第三霍爾元件23a、23b、23c，球接觸(ball-contact)板24以及平板25(見圖3及4)。
固定單元30包括第一、第二及第三磁鐵31a、31b、31c，第一、第二及第三磁軛32a、32b、32c以及基板33(見圖3及圖4)。
第一、第二、第三及第四球珠11a、11b、11c保持在可移動(dòng)單元與固定單元30之間。第一、第二及第三球珠11a、11b、11c定位在與第三方向z垂直的單一平面上。第一、第二及第三球珠11a、11b、11c可在球接觸板24及基板33之間滾動(dòng)?？梢苿?dòng)單元20與固定單元30通過第一、第二及第三球珠11a、11b、11c保持接觸。因此，當(dāng)可移動(dòng)單元20在第一方向x及第二方向y上移動(dòng)并可圍繞與光軸LX平行的線旋轉(zhuǎn)時(shí)，固定單元30為可移動(dòng)單元20提供了支撐。
可移動(dòng)單元20通過固定于固定單元30或者相機(jī)60中的如彈簧等的促動(dòng)元件，沿著第三方向z被促動(dòng)到固定單元30。在可移動(dòng)平面xy上保持可移動(dòng)單元20的可移動(dòng)及可旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。
成像器件48的成像表面設(shè)置為類似矩形的形狀。成像表面具有兩個(gè)對角線。這兩個(gè)對角線的交點(diǎn)被限定為成像器件48的中心。
當(dāng)成像器件48的中心定位于相機(jī)鏡頭68的光軸LX上時(shí)，設(shè)定可移動(dòng)單元20與固定單元30之間的位置關(guān)系，使可移動(dòng)單元20在第一方向x及第二方向y上都定位在其可移動(dòng)范圍的中心，以充分利用成像器件48的成像范圍的全部大小。而且，在可移動(dòng)單元20移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)之前的初始狀態(tài)，設(shè)定可移動(dòng)單元20與固定單元30之間的位置關(guān)系，使可移動(dòng)單元20位于可移動(dòng)范圍的中心。此外，在初始狀態(tài)下，設(shè)定可移動(dòng)單元20與固定單元30之間的位置關(guān)系，使成像器件48的成像表面的四個(gè)邊分別與第一方向x或第二方向y平行。
從相機(jī)鏡頭68一側(cè)觀察，成像單元64及平板25沿著光軸LX方向與可移動(dòng)單元20的可移動(dòng)電路板22順序連接。成像單元64包括成像器件48，載臺65，壓縮元件66以及光低通濾波器67。載臺65及平板25沿光軸LX方向夾持成像器件48、壓縮元件66以及光低通濾波器67。球接觸板24與載臺65連接。
成像器件48通過平板25與可移動(dòng)電路板22相連。平板25由金屬材料制成。平板25具有散熱作用，其通過與成像器件48接觸而將成像器件48產(chǎn)生的熱量散去。定位成像器件，以使成像器件48的成像表面垂直于相機(jī)鏡頭68的光軸LX。
可移動(dòng)電路板22的形狀被設(shè)置為近似于字母T的形狀，可移動(dòng)電路板22包括中央元件22e，第一、第二及第三側(cè)面元件22a、22b、22c。第一側(cè)面元件22a從中央元件22e沿著第二方向y伸出。第二和第三側(cè)面元件22b和22c從中央元件22e沿著第一方向x伸出。從第一方向x看去，第三側(cè)面元件22c從第二側(cè)面元件22b移位。
成像單元64與中央元件22e相連。第一線圈21a與第一側(cè)面元件22a相連。第二線圈21b與第二側(cè)面元件22b相連。第三線圈21c與第三側(cè)面元件22c相連。第一、第二及第三線圈21a、21b及21c形成片層并設(shè)置為螺旋狀線圈圖形。
在可移動(dòng)單元20旋轉(zhuǎn)之前，第一線圈21a的線圈圖形具有與第一方向x平行的線段。該與第一方向x平行的線段用于產(chǎn)生第一電磁力Pw1，其方向與第二方向y相同?？梢苿?dòng)單元20借助第一電磁力Pw1沿著第二方向y移動(dòng)。
在可移動(dòng)單元20旋轉(zhuǎn)之前，第二線圈21b的線圈圖形具有與第二方向y平行的線段。該與第二方向y平行的線段用于產(chǎn)生第二電磁力Pw2，其方向與第一方向x相同?？梢苿?dòng)單元20借助第二電磁力Pw2沿著第一方向x移動(dòng)。
在可移動(dòng)單元20旋轉(zhuǎn)之前，第三線圈21c的線圈圖形具有與第二方向y平行的線段。該與第二方向y平行的線段用于產(chǎn)生第三電磁力Pw3，其方向與第一方向x相同?？梢苿?dòng)單元20借助第三電磁力Pw3沿著第一方向x移動(dòng)。
基于在平行于第一方向x的第一線圈21a的線段上流過的電流和第一磁鐵31a的磁場，產(chǎn)生沿著第二方向y的第一電磁力Pw1。
基于在平行于第二方向y的第二線圈21b的線段上流過的電流和第二磁鐵31b的磁場，產(chǎn)生沿著第一方向x第二電磁力Pw2。
基于在平行于第二方向y的第三線圈21c的線段上流過的電流和第三磁鐵31c的磁場，產(chǎn)生沿著第一方向x的第三電磁力Pw3。
第一電磁力Pw1是一種合力，其包括在第一線圈21a中所有與第一方向x平行的線段中產(chǎn)生的全部的力。將用于接收第一電磁力Pw1的單個(gè)位點(diǎn)定義為第一驅(qū)動(dòng)位點(diǎn)26a。形成第一線圈21a的線圈圖形，使得第一驅(qū)動(dòng)位點(diǎn)26a位于第一線圈21a的中心。
第二電磁力Pw2是一種合力，其包括在第二線圈21b中所有與第二方向y平行的線段中產(chǎn)生的全部的力。將用于接收第二電磁力Pw2的單個(gè)位點(diǎn)定義為第二驅(qū)動(dòng)位點(diǎn)26b。形成第二線圈21b的線圈圖形，使得第二驅(qū)動(dòng)位點(diǎn)26b位于第二線圈21b的中心。
第三電磁力Pw3是一種合力，其包括在第三線圈21c中所有與第二方向y平行的線段中產(chǎn)生的全部的力。將用于接收第三電磁力Pw3的單個(gè)位點(diǎn)定義為第三驅(qū)動(dòng)位點(diǎn)26c。形成第三線圈21c的線圈圖形，使得第三驅(qū)動(dòng)位點(diǎn)26c位于第三線圈21c的中心。
第一線圈21a與第一側(cè)面元件22a相連，在可移動(dòng)元件20移動(dòng)及旋轉(zhuǎn)之前的初始狀態(tài)下，使得連接第一驅(qū)動(dòng)位點(diǎn)26a與成像器件48的中心的線段與第二方向y平行。第二及第三線圈21b、21c分別與第二及第三側(cè)面元件22b、22c相連，以滿足下列條件。一個(gè)條件是成像器件48的中心與連接第二及第三驅(qū)動(dòng)位點(diǎn)26b、26c的線段的中心相一致。另一個(gè)條件是在可移動(dòng)單元20移動(dòng)及旋轉(zhuǎn)之前的初始狀態(tài)下，連接第二及第三驅(qū)動(dòng)位點(diǎn)26b、26c的線段與平行于第一方向x的線相交。換言之，在可移動(dòng)單元20移動(dòng)及旋轉(zhuǎn)之前的初始狀態(tài)下，連接第二及第三驅(qū)動(dòng)位點(diǎn)26b、26c的線段與第一方向x不平行。
因此，通過控制第一、第二及第三電磁力Pw1、Pw2及Pw3的方向及大小，可移動(dòng)元件20可在平面xy上移動(dòng)，并圍繞穿過成像器件48的中心并與可移動(dòng)平面xy垂直的線旋轉(zhuǎn)。
由于第一、第二及第三線圈21a、21b及21c形成片狀結(jié)構(gòu)，所以第一、第二及第三線圈21a、21b及21c在第三方向z上的厚度很小。因此，第一、第二及第三線圈21a、21b及21c在第三方向z上的厚度很難增加，即使是在第一、第二及第三線圈21a、21b及21c在第三方向z上由多片線圈構(gòu)成以增大電磁力的情況下也是如此。相應(yīng)地，載臺驅(qū)動(dòng)裝置10可通過縮短可移動(dòng)單元20與固定單元30之間的距離而使尺寸減小。
第一、第二及第三線圈21a、21b及21c通過柔性電路板(未顯示)與驅(qū)動(dòng)電路52相連，驅(qū)動(dòng)電路52驅(qū)動(dòng)第一、第二及第三線圈21a、21b及21c。如上所述，分別通過CPU40的PWM0及PWM1將第一及第二水平PWM負(fù)載dx1、dx2輸入到驅(qū)動(dòng)電路52。分別通過CPU40的PWM2將垂直PWM負(fù)載輸入到驅(qū)動(dòng)電路52。
驅(qū)動(dòng)電路52對應(yīng)于垂直PWM負(fù)載dy的值，為第一21a提供電力。通過為第一線圈21a提供電力所產(chǎn)生的第一電磁力Pw1，可移動(dòng)單元20沿著第二方向y移動(dòng)。驅(qū)動(dòng)電路52分別對應(yīng)于第一及第二水平PWM負(fù)載dx1、dx2的值，為第二及第三線圈21b、21c提供電力。通過為第二及第三線圈21b、21c提供電力所產(chǎn)生的第二及第三電磁力Pw2、Pw3，可移動(dòng)單元20沿著第一方向x移動(dòng)并在xy平面上旋轉(zhuǎn)。
當(dāng)可移動(dòng)單元20沿著第一方向x移動(dòng)時(shí)，CPU40控制第一及第二水平PWM負(fù)載dx1、dx2的值，使第二及第三電磁力Pw2、Pw3的大小與方向彼此都相同。
當(dāng)可移動(dòng)單元20在xy平面上旋轉(zhuǎn)而沒有沿著第一方向x移動(dòng)時(shí)，CPU40控制第一及第二水平PWM負(fù)載dx1、dx2的值，使第二及第三電磁力Pw2、Pw3的方向彼此相反，并使第二及第三電磁力Pw2、Pw3的大小相同。
當(dāng)可移動(dòng)單元20沿著第一方向x移動(dòng)并在xy平面上旋轉(zhuǎn)時(shí)，CPU40控制第一及第二水平負(fù)載dx1、dx2的值，使第二及第三電磁力Pw2、Pw3的大小彼此不同。
第一霍爾元件23a與第一側(cè)面元件22a相連，使第一霍爾元件23a與第一驅(qū)動(dòng)位點(diǎn)26a相一致。第二霍爾元件23b與第二側(cè)面元件22b相連，使第二霍爾元件23b位于穿過成像器件48的中心并平行于第一方向x的線與穿過第二驅(qū)動(dòng)位點(diǎn)26b并平行于第二方向y的線的交點(diǎn)。第三霍爾元件23c與第三側(cè)面元件22c相連，使第三霍爾元件23c位于穿過成像器件48的中心并平行于第一方向x的線與穿過第三驅(qū)動(dòng)位點(diǎn)26c并平行于第二方向y的線的交點(diǎn)。
第一、第二及第三磁軛32a、32b及32c，以及第一、第二及第三磁鐵31a、31b及31c與固定單元30的基板33相連?；?3設(shè)置于可移動(dòng)電路板22與相機(jī)鏡頭68之間，并使基板33保持與成像器件48的成像表面平行。
第一磁鐵31a通過第一磁軛32a與位于固定單元30一側(cè)的可移動(dòng)單元20相連。第一磁鐵31a設(shè)置在固定單元30上，使第一磁鐵31a沿第三方向z面對第一線圈21a以及第一霍爾元件23a。第二磁鐵31b通過第二磁軛32b與位于固定單元30一側(cè)的可移動(dòng)單元20相連。第二磁鐵31b設(shè)置在固定單元30上，使第二磁鐵31b沿第三方向z面對第二線圈21b以及第二霍爾元件23b。第三磁鐵31c通過第三磁軛32c與位于固定單元30一側(cè)的可移動(dòng)單元20相連。第三磁鐵31c設(shè)置在固定單元30上，使第三磁鐵31c沿第三方向z面對第三線圈21c以及第三霍爾元件23c。
第一磁鐵31a的N極與S極設(shè)置于第二方向y上。第一磁鐵31a在第一方向x上的長度大于第一線圈21a在第一方向x上的第一有效長度L1(見圖3)。在可移動(dòng)單元20沿著第一方向x運(yùn)動(dòng)的過程中，由于上述第一磁鐵31a的長度，防止了影響第一線圈21a及第一霍爾元件23a的磁場發(fā)生變化。
第二磁鐵31b的N極與S極設(shè)置于第一方向x上。第二磁鐵31b在第二方向y上的長度大于第二線圈21b在第二方向y上的第二有效長度L2。在可移動(dòng)單元20沿著第二方向y運(yùn)動(dòng)的過程中，由于上述第二磁鐵31b的長度，防止了影響第二線圈21b及第二霍爾元件23b的磁場發(fā)生變化。
第三磁鐵31c的N極與S極設(shè)置于第一方向x上。第三磁鐵31c在第二方向y上的長度大于第三線圈21c在第二方向y上的第三有效長度L3。在可移動(dòng)單元20沿著第二方向y運(yùn)動(dòng)的過程中，由于上述第三磁鐵31c的長度，防止了影響第三線圈21c及第三霍爾元件23c的磁場發(fā)生變化。
第一磁軛32a由軟磁材料制成。第一磁軛32a形成從第一方向x觀察呈方形的U形通道。第一磁軛32a固定于位于基板33一側(cè)的可移動(dòng)單元20上。第一磁鐵31a，第一線圈21a以及第一霍爾元件23a沿第三方向z設(shè)置于第一磁軛32a的通道內(nèi)部。
第一磁軛32a與第一磁鐵31a接觸的一側(cè)防止了第一磁鐵31a的磁場泄露到周圍環(huán)境中去。第一磁軛32a的另一側(cè)增加了第一磁鐵31a與第一線圈21a之間以及第一磁鐵31a與第一霍爾元件23a之間的磁感應(yīng)密度。
第二磁軛32b由軟磁材料制成。第二磁軛32b形成從第二方向y觀察呈方形的U形通道。第二磁軛32b固定于位于基板33一側(cè)的可移動(dòng)單元20上。第二磁鐵31b，第二線圈21b以及第二霍爾元件23b沿第三方向z設(shè)置于第二磁軛32b的通道內(nèi)部。
第二磁軛32b與第二磁鐵31b接觸的一側(cè)防止了第二磁鐵31b的磁場泄露到周圍環(huán)境中去。第二磁軛32b的另一側(cè)增加了第二磁鐵31b與第二線圈21b之間以及第二磁鐵31b與第二霍爾元件23b之間的磁感應(yīng)密度。
第三磁軛32c由軟磁材料制成。第三磁軛32c形成從第二方向y觀察呈正方形的U形通道。第三磁軛32c固定于位于基板33一側(cè)的可移動(dòng)單元20上。第三磁鐵31c，第三線圈21c以及第三霍爾元件23c沿第三方向z設(shè)置于第三磁軛32c的通道內(nèi)部。
第三磁軛32c與第三磁鐵31c接觸的一側(cè)防止了第三磁鐵31c的磁場泄露到周圍環(huán)境中去。第三磁軛32c的另一側(cè)增加了第三磁鐵31c與第三線圈21c之間以及第三磁鐵31c與第三霍爾元件23c之間的磁感應(yīng)密度。
第一、第二及第三霍爾元件23a、23b及23c是利用霍爾效應(yīng)進(jìn)行電磁轉(zhuǎn)換的元件，而且是單軸霍爾元件。第一霍爾元件23a檢測垂直位置測定信號py。第二霍爾元件23b檢測第一水平位置測定信號px1。第三霍爾元件23c檢測第二水平位置測定信號px2。
第一、第二及第三磁鐵31a、31b及31c產(chǎn)生的磁場用于檢測可移動(dòng)單元20的位置。第一磁鐵31a及第一霍爾元件23a包括第一位置測定單元(未顯示)。第二磁鐵31b及第二霍爾元件23b包括第二位置測定單元(未顯示)。第三磁鐵31c及第三霍爾元件23c包括第三位置測定單元(未顯示)。
第一霍爾元件23a沿第三方向z層壓于第一線圈21a上。此外，第一霍爾元件23a設(shè)置于第一驅(qū)動(dòng)位點(diǎn)26a處。因此，產(chǎn)生用于檢測可移動(dòng)單元20位置的磁場的區(qū)域與產(chǎn)生用于驅(qū)動(dòng)可移動(dòng)單元20的區(qū)域是共享的。相應(yīng)地，沿第二方向y的第一磁鐵31a的長度和第一磁軛32a的長度被縮短了。
在可移動(dòng)單元20旋轉(zhuǎn)之前，當(dāng)成像器件48的中心穿過光軸LX時(shí)，第一霍爾元件23a位于從第三方向z觀察時(shí)面對第一磁鐵31a的N極與S極的中間區(qū)域的位置。因此，可利用能夠基于單軸霍爾元件的線性輸出變化進(jìn)行精確的位置檢測操作的全部大小的范圍，來進(jìn)行位置測定操作。
同樣地，在可移動(dòng)單元20旋轉(zhuǎn)之前，當(dāng)成像器件48的中心穿過光軸LX時(shí)，第二霍爾元件23b在第一方向x上處于從第三方向z觀察時(shí)面對第二磁鐵31b的N極與S極的中間區(qū)域的位置。在可移動(dòng)單元20旋轉(zhuǎn)之前，當(dāng)成像器件48的中心穿過光軸LX時(shí)，第三霍爾元件23c在第一方向x上處于從第三方向z觀察時(shí)面對第三磁鐵31c的N極與S極的中間區(qū)域的位置。
霍爾元件信號處理單元53包括第一、第二及第三霍爾元件信號處理電路54a、54b、54c。第一、第二及第三霍爾元件信號處理電路54a、54b、54c分別通過柔性電路板(未顯示)與第一、第二及第三霍爾元件23a、23b、23c相連。
第一霍爾元件信號處理電路54a基于第一霍爾元件23a的輸出信號檢測第一霍爾元件23a的輸出終端之間的垂直電勢差。第一霍爾元件信號處理電路54a基于垂直電勢差(見圖2)向CPU40的A/D轉(zhuǎn)換器A/D5輸出垂直位置測定信號py。垂直位置測定信號py沿第二方向y限定了包括有第一霍爾元件23a的可移動(dòng)單元20部分的位置(圖5中的位點(diǎn)A)。
第二霍爾元件信號處理電路54b基于第二霍爾元件23b的輸出信號檢測第二霍爾元件23b的輸出終端之間的第一水平電勢差。第二霍爾元件信號處理電路54b基于第一水平電勢差(見圖2)向CPU40的A/D轉(zhuǎn)換器A/D3輸出第一水平位置測定信號px1。第一水平位置測定信號px1沿第一方向x限定了包括有第二霍爾元件23b的可移動(dòng)單元20部分的位置(圖5中的位點(diǎn)B)。
第三霍爾元件信號處理電路54c基于第三霍爾元件23c的輸出信號檢測第三霍爾元件23c的輸出終端之間的第二水平電勢差。第三霍爾元件信號處理電路54c基于第二水平電勢差(見圖2)向CPU40的A/D轉(zhuǎn)換器A/D4輸出第二水平位置測定信號px2。第二水平位置測定信號px2沿第一方向x限定了包括了第三霍爾元件23c的可移動(dòng)單元20部分的位置(圖5中的位點(diǎn)C)。
三個(gè)霍爾元件23a、23b、23c用于限定可移動(dòng)單元20的位置及旋轉(zhuǎn)角度。第一霍爾元件23a限定了可移動(dòng)單元20上沿著第二方向y的一個(gè)點(diǎn)(位點(diǎn)A)的位置。第二及第三霍爾元件23b、23c限定了可移動(dòng)單元20上沿著第一方向x的兩個(gè)點(diǎn)(位點(diǎn)B與C)的位置?？苫谂c在第二方向y上的位點(diǎn)A有關(guān)的信息以及在與第一方向x上的位點(diǎn)B與C有關(guān)的信息來限定可移動(dòng)單元20的位置及其在xy平面上的旋轉(zhuǎn)角度。
通過圖5解釋了如何限定可移動(dòng)單元20的位置及旋轉(zhuǎn)角度。位點(diǎn)A、位點(diǎn)B及位點(diǎn)C分別是第一、第二及第三霍爾元件23a、23b及23c在可移動(dòng)單元20上定位的位置。將線段BC與穿過位點(diǎn)A并與線段BC垂直的線的交點(diǎn)設(shè)定為點(diǎn)P。
基于與位點(diǎn)A在第二方向y的位置和位點(diǎn)B與C在第一方向x上的位置的有關(guān)信息來計(jì)算點(diǎn)P的位置及旋轉(zhuǎn)角度(pxx、pyy、pθ)。
第一、第二及第三霍爾元件23a、23b、23c以及成像器件48設(shè)置于可移動(dòng)單元20上，使點(diǎn)P與線段BC的中點(diǎn)一致，從而使線段AP、線段BP以及線段CP的長度相等，并使第三方向z上成像器件48的中心與點(diǎn)P相一致。
位點(diǎn)A在第二方向y上的位置由第一霍爾元件23a測定，作為垂直位置測定信號py。位點(diǎn)B在第一方向x上的位置由第二霍爾元件23b測定，作為第一水平位置測定信號px1。位點(diǎn)C在第一方向x上的位置由第三霍爾元件23c測定，作為第二水平位置測定信號px2。
如上所述，第一及第二水平位置測定信號px1、px2以及垂直位置測定信號py分別被轉(zhuǎn)換成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)pdx1、pdx2、pdy。基于數(shù)據(jù)pdx1、pdx2、pdy以及線段AP、BP、CP的長度d，按下列公式來計(jì)算位置P(pxx、pyy、pθ)的數(shù)據(jù)pxx＝(pdx1+pdx2)÷2；pyy＝pdy-cos(pθ)；并且pθ＝cos-1{(pdx1-pdx2)/(2xd)}。旋轉(zhuǎn)角pθ為線段BP與第一方向x之間的夾角，或者線段AP與第二方向y之間的夾角(見圖5)。
下面將對第二實(shí)施例進(jìn)行解釋。在第二實(shí)施例中，線圈、磁鐵、磁軛、霍爾元件以及霍爾元件信號處理單元與在第一實(shí)施例中的不同。
因此，通過使用圖6到9，在第二實(shí)施例中將主要解釋有關(guān)該實(shí)施例中與第一實(shí)施例中不同的結(jié)構(gòu)。圖8是沿著圖7中的線b-b的剖面的結(jié)構(gòu)圖。在第二實(shí)施例中，那些與在第一實(shí)施例中功能相同的部件采用與第一實(shí)施例中相同的標(biāo)記。
第二實(shí)施例的相機(jī)60包括電源開啟按鈕61、釋放按鈕62、LCD監(jiān)測器63、CPU400、成像模塊44、AE單元45、AF單元46、成像單元64以及相機(jī)鏡頭68(見圖1和6)。
相機(jī)60的防抖動(dòng)部件包括防抖動(dòng)按鈕69、CPU400、角速度檢測單元49、驅(qū)動(dòng)單元520、載臺驅(qū)動(dòng)裝置100、霍爾元件信號處理單元530以及相機(jī)鏡頭68(見圖6)。
下面將解釋用于角速度單元49、驅(qū)動(dòng)電路520、載臺驅(qū)動(dòng)裝置100以及霍爾元件信號處理單元530的CPU400的輸入與輸出關(guān)系的細(xì)節(jié)。
與第一實(shí)施例中相同，角速度單元49分別將第一、第二及第三角速度vs、vy、yθ輸出到CPU 400的A/D轉(zhuǎn)換器A/D0、A/D1、A/D2。CPU400基于第一、第二及第三角速度vs、vy、yθ計(jì)算出手抖動(dòng)的量。
CPU400計(jì)算應(yīng)當(dāng)對應(yīng)于在第一方向x、第二方向y以及旋轉(zhuǎn)角度上計(jì)算的手抖動(dòng)的量移動(dòng)并旋轉(zhuǎn)的成像單元64的位置S。
通過使用在后面描述的電磁力，來實(shí)現(xiàn)包括成像單元64的可移動(dòng)單元200的運(yùn)動(dòng)。將可移動(dòng)元件200移動(dòng)并旋轉(zhuǎn)到位置S的驅(qū)動(dòng)力D具有第一水平PWM負(fù)載dx1，作為在第一方向x上的一個(gè)驅(qū)動(dòng)力分量；第二水平PWM負(fù)載dx2，作為在第一方向x上的另一個(gè)驅(qū)動(dòng)力分量，第一垂直PWM負(fù)載dy1，作為在第二方向y上的一個(gè)驅(qū)動(dòng)力分量；以及第二垂直PWM負(fù)載dy2，作為在第二方向y上的另一個(gè)驅(qū)動(dòng)力分量。將來自CPU400的PWM0及PWM1的第一及第二水平PWM負(fù)載dx1、dx2，以及來自CPU400的PWM2及PWM3的第一及第二垂直PWM負(fù)載dy1、dy2輸入到驅(qū)動(dòng)電路520中。
載臺驅(qū)動(dòng)裝置100包括可移動(dòng)單元200和固定單元300?？梢苿?dòng)單元200具有成像器件48。載臺裝置100使成像單元64移動(dòng)并旋轉(zhuǎn)到位置S。由于移動(dòng)并旋轉(zhuǎn)到位置S，所以在成像過程中成像器件48的成像表面上的攝影圖像被抵消。從而使到達(dá)成像器件48的成像表面上的待攝物體的圖像得到穩(wěn)定。因而手的抖動(dòng)影響得到校正，這與第一實(shí)施例相同。
通過第一、第二、第三及第四驅(qū)動(dòng)單元來驅(qū)動(dòng)可移動(dòng)元件200?；诘谝患暗诙絇WM負(fù)載dx1、dx2和第一及第二垂直PWM負(fù)載dy1、dy2，驅(qū)動(dòng)電路520對第一、第二、第三及第四驅(qū)動(dòng)單元進(jìn)行控制。
通過第一、第二、第三及第四驅(qū)動(dòng)單元移動(dòng)并旋轉(zhuǎn)到的可移動(dòng)單元200的測定位置P由第一、第二、第三及第四霍爾元件23a、23b、23c、23d以及霍爾元件信號處理單元530(位置檢測操作)來測定。
將與第一方向x的位置分量相對應(yīng)的第一及第二水平位置測定信號px1、px2分別輸入到CPU400的A/D轉(zhuǎn)換器A/D3、A/D4。將與第二方向y的位置分量相對應(yīng)的第一及第二垂直位置測定信號py1、py2分別輸入到CPU400的A/D轉(zhuǎn)換器A/D5、A/D6。將作為模擬信號的第一及第二水平位置測定信號px1、px2分別通過A/D轉(zhuǎn)換器A/D3、A/D4轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(A/D轉(zhuǎn)換操作)。將作為模擬信號的第一及第二垂直位置測定信號py1、py2分別通過A/D轉(zhuǎn)換器A/D5、A/D6轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(A/D轉(zhuǎn)換操作)。
在A/D轉(zhuǎn)換操作之后，將測定位置P在第一方向x上的第一數(shù)據(jù)設(shè)為pdx1，其相應(yīng)于第一水平位置測定信號px1。在A/D轉(zhuǎn)換操作之后，將測定位置P在第一方向x上的第二數(shù)據(jù)設(shè)為pdx2，其相應(yīng)于第二水平位置測定信號px2。在A/D轉(zhuǎn)換操作之后，將測定位置P在第二方向y上的第一數(shù)據(jù)設(shè)為pdy1，其相應(yīng)于第一垂直位置測定信號py1。在A/D轉(zhuǎn)換操作之后，將測定位置P在第二方向y上的第二數(shù)據(jù)設(shè)為pdy2，其相應(yīng)于垂直位置測定信號py2。
基于數(shù)據(jù)pdx1、pdx2、pdy1、pdy2，由CPU400計(jì)算出測定位置P的第一方向x的第一位置pxx?；跀?shù)據(jù)pdx1、pdx2、pdy1、pdy2，CPU400計(jì)算出測定位置P的第二方向y的第二位置pyy。基于數(shù)據(jù)pdx1、pdx2、pdy1、pdy2，CPU400計(jì)算出測定位置P在xy平面上的旋轉(zhuǎn)角度pθ。
基于測定位置P(pxx、pyy、pθ)的數(shù)據(jù)以及應(yīng)當(dāng)移動(dòng)并旋轉(zhuǎn)到的位置S(sx、sy、sθ)的數(shù)據(jù)，來控制第一、第二、第三及第四驅(qū)動(dòng)單元的運(yùn)動(dòng)。
第一驅(qū)動(dòng)單元包括用于在第二方向y上運(yùn)動(dòng)的第一線圈21a及第一磁鐵31a。第二驅(qū)動(dòng)單元包括用于在第一方向x上運(yùn)動(dòng)的第二線圈21b及第二磁鐵31b。第三驅(qū)動(dòng)單元包括用于在第一方向x上運(yùn)動(dòng)的第三線圈21c及第三磁鐵31c。第四驅(qū)動(dòng)單元包括用于在第二方向y上運(yùn)動(dòng)的第四線圈21d及第四磁鐵31d。
可移動(dòng)單元200包括可移動(dòng)電路板220，第一、第二、第三及第四線圈21a、21b、21c、21d，成像單元64，第一、第二、第三及第四霍爾元件23a、23b、23c、23d，球接觸板240以及平板25(見圖6及7)。
固定單元300包括第一、第二、第三及第四磁鐵31a、31b、31c、31d，第一、第二、第三及第四磁軛32a、32b、32c、32d以及基板330(見圖6及圖7)。
第一、第二、第三及第四球珠11a、11b、11c、11d保持在可移動(dòng)單元200與固定單元300之間。第一、第二、第三及第四球珠11a、11b、11c、11d位于與第三方向z垂直的單一平面上。第一、第二、第三及第四球珠11a、11b、11c、11d可在球接觸板240與基板330之間滾動(dòng)?？梢苿?dòng)單元200與固定單元300通過第一、第二、第三及第四球珠11a、11b、11c、11d保持接觸。當(dāng)可移動(dòng)單元200在第一方向x及第二方向y上移動(dòng)并可圍繞平行于光軸LX的線旋轉(zhuǎn)時(shí)，固定單元30為可移動(dòng)單元20提供了支撐，類似于第一實(shí)施例。
與第一實(shí)施例相同，可移動(dòng)單元200通過固定于固定單元300或者相機(jī)60中的如彈簧等的促動(dòng)元件沿著第三方向z被促動(dòng)到固定單元300。保持了可移動(dòng)單元200在xy平面上的移動(dòng)及旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。
在第二實(shí)施例中可移動(dòng)單元200與固定單元300之間的位置關(guān)系與在第一實(shí)施例中可移動(dòng)單元20與固定單元30之間的位置關(guān)系相同。
在第二實(shí)施例中與可移動(dòng)電路板220相連的成像單元64的結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施例中的成像單元64的結(jié)構(gòu)相同。
可移動(dòng)電路板220的形狀被設(shè)置為近似于十字形?？梢苿?dòng)電路板220包括中央元件220e，第一、第二、第三及第四側(cè)面元件220a、220b、220c、220d。第一及第四側(cè)面元件220a、220d從中央元件220e沿著第二方向y伸出。第二及第三側(cè)面元件220b、220c從中央元件220e沿著第一方向x伸出。沿著第一方向x觀察時(shí)，第三側(cè)面元件220c從第二側(cè)面元件220b偏移。沿著第二方向y觀察時(shí)，第四側(cè)面元件220d從第一側(cè)面元件220a偏移。
成像單元64與中央元件220e相連。第一線圈21a與第一側(cè)面元件220a相連。第二線圈21b與第二側(cè)面元件220b相連。第三線圈21c與第三側(cè)面元件220c相連。第四線圈21d與第四側(cè)面元件220d相連。第一、第二、第三及第四線圈21a、21b、21c及21d形成片層并設(shè)置為螺旋狀線圈圖形。
第二實(shí)施例中第一、第二及第三線圈21a、21b及21c的線段與第一實(shí)施例中相同。
在可移動(dòng)單元200旋轉(zhuǎn)之前，第四線圈21d的線圈圖形具有與第一方向x平行的線段。該與第一方向x平行的線段用于產(chǎn)生第四電磁力Pw4，其方向與第二方向y相同。可移動(dòng)單元200借助第四電磁力Pw4沿著第二方向y移動(dòng)。
基于在平行于第一方向x的第四線圈21d的線段上流過的電流和第四磁鐵31d的磁場，產(chǎn)生沿著第二方向y的第四電磁力Pw4。
第二實(shí)施例中第一、第二及第三驅(qū)動(dòng)位點(diǎn)26a、26b、26c與第一、第二及第三線圈21a、21b、21c的位置關(guān)系與在第一實(shí)施例中相同。
第四電磁力Pw4是一種合力，其包括在第四線圈21d中所有與第一方向x平行的線段中產(chǎn)生的全部的力。將用于接收第四電磁力Pw4的單個(gè)位點(diǎn)定義為第四驅(qū)動(dòng)位點(diǎn)26d。形成第四線圈21d的線圈圖形，使得第四驅(qū)動(dòng)位點(diǎn)26d位于第四線圈21d的中心。
在第二實(shí)施例中第二及第三線圈21b、21c分別在第二及第三側(cè)面元件220b、220c上的設(shè)置與在第一實(shí)施例中相同。
第一及第四線圈21a、21d分別與第一及第四側(cè)面元件220a、220d相連，以滿足下列條件。一個(gè)條件是成像器件48的中心與第一及第四驅(qū)動(dòng)位點(diǎn)26a、26d的連線中心相一致。另一個(gè)條件是在可移動(dòng)單元200移動(dòng)及旋轉(zhuǎn)之前的初始狀態(tài)下，連接第一及第四驅(qū)動(dòng)位點(diǎn)26a、26d的線段與平行于第二方向y的線相交。換言之，在可移動(dòng)單元200移動(dòng)及旋轉(zhuǎn)之前的初始狀態(tài)下，連接第一及第四驅(qū)動(dòng)位點(diǎn)26a、26d的線段與第二方向y不平行。
因此，通過控制第一、第二、第三及第四電磁力Pw1、Pw2、Pw3及Pw4的方向及大小，可移動(dòng)元件200可在xy平面上移動(dòng)，并圍繞穿過成像器件48的中心并垂直于xy平面的線旋轉(zhuǎn)。
第一、第二、第三及第四線圈21a、21b、21c及21d通過柔性電路板(未顯示)與驅(qū)動(dòng)電路520相連。驅(qū)動(dòng)電路520驅(qū)動(dòng)第一、第二、第三及第四線圈21a、21b、21c及21d。如上所述，分別從CPU400的PWM0及PWM1將第一及第二水平PWM負(fù)載輸入到驅(qū)動(dòng)電路520。此外，分別從CPU400的PWM2及PWM3將第一及第二垂直PWM負(fù)載輸入到驅(qū)動(dòng)電路520。
驅(qū)動(dòng)電路520分別對應(yīng)于第一及第二垂直PWM負(fù)載dy1、dy2的值為第一及第四線圈21a、21d提供電力。通過為第一及第四線圈21a、21d提供電力所產(chǎn)生的第一及第四電磁力Pw1、Pw4，可移動(dòng)單元200沿著第二方向y移動(dòng)并在xy平面上旋轉(zhuǎn)。驅(qū)動(dòng)電路520分別對應(yīng)于第一及第二水平PWM負(fù)載dx1、dx2的值為第二及第三線圈21b、21c提供電力。通過為第二及第三線圈21b、21c提供電力所產(chǎn)生的第二及第三電磁力Pw2、Pw3，可移動(dòng)單元200沿著第一方向x移動(dòng)并在xy平面上旋轉(zhuǎn)。
當(dāng)可移動(dòng)單元200沿著第一方向x移動(dòng)時(shí)，第二實(shí)施例中CPU400對其進(jìn)行控制的方式與第一實(shí)施例中相同。
當(dāng)可移動(dòng)單元200沿著第二方向y移動(dòng)時(shí)，CPU400控制第一及第二垂直PWM負(fù)載dy1、dy2的值，使第一及第四電磁力Pw1、Pw4的方向及大小均相同。
當(dāng)可移動(dòng)單元200在xy上旋轉(zhuǎn)，但既不沿著第一方向x移動(dòng)，也不沿著第二方向y移動(dòng)時(shí)，CPU400控制第一及第二水平PWM負(fù)載dx1、dx2的值，使第二及第三電磁力Pw2、Pw3彼此方向相反，并使第二及第三電磁力Pw2、Pw3的大小相同?；蛘逤PU 400控制第一及第二垂直PWM負(fù)載dy1、dy2的值，使第一及第四電磁力Pw1、Pw4彼此方向相反，并使第一及第四電磁力Pw1、Pw4的大小相同。
當(dāng)可移動(dòng)單元200沿著第一方向x移動(dòng)并在xy平面上旋轉(zhuǎn)時(shí)，第二實(shí)施例中CPU400對其進(jìn)行控制的方式與第一實(shí)施例中相同。
當(dāng)可移動(dòng)單元200沿著第二方向y移動(dòng)并在xy平面上旋轉(zhuǎn)時(shí)，CPU400控制第一及第二垂直PWM負(fù)載dy1、dy2的值，使第一及第四電磁力Pw1、Pw4的大小不同。
第一霍爾元件23a與第一側(cè)面元件220a相連，使第一霍爾元件23a位于穿過成像器件48的中心并平行于第二方向y的線與穿過第一驅(qū)動(dòng)位點(diǎn)26a并平行于第一方向x的線的交點(diǎn)。第四霍爾元件23d與第四側(cè)面元件22d相連，使第四霍爾元件23b位于穿過成像器件48的中心并平行于第二方向y的線與穿過第四驅(qū)動(dòng)位點(diǎn)26d并平行于第一方向x的線的交點(diǎn)。第二實(shí)施例中第二及第三霍爾元件23b、23c的設(shè)置與第一實(shí)施例中相同。
第一、第二、第三及第四磁軛32a、32b、32c及32d以及第一、第二、第三及第四磁鐵31a、31b、31c及31d與固定單元300的基板330相連。第二實(shí)施例中基板330相對于可移動(dòng)電路板220的設(shè)置與第一中實(shí)施例中相同。
在第二實(shí)施例中第一、第二及第三磁鐵31a、31b、31c與第一、第二及第三磁軛32a、32b、32c之間的位置關(guān)系與第一實(shí)施例中相同。第四磁鐵31d通過第四磁軛32d與位置固定單元300一側(cè)的可移動(dòng)單元200相連。第四磁鐵31d位于固定單元300上，使第四磁鐵31d沿第三方向z面對第四線圈21d以及第四霍爾元件23d。
第二實(shí)施例中第一、第二及第三磁鐵31a、31b、31c的N極與S極的設(shè)置與在第一實(shí)施例中相同。第二實(shí)施例中第一、第二和第三磁鐵31a、31b、31c的長度與在第一實(shí)施例中相同。
第四磁鐵31d的N極與S極沿著第二方向y排列。第四磁鐵31d在第一方向x上的長度大于第四線圈21d沿著第一方向x的有效長度L4(見圖7)。在可移動(dòng)單元200沿著第一方向x借助上述第四磁鐵31d的長度移動(dòng)的過程中，避免了影響第四線圈21d及第四霍爾元件23d的磁場發(fā)生改變。
在第二實(shí)施例中第一、第二及第三磁軛32a、32b、32c的功能和結(jié)構(gòu)與在第一實(shí)施例中相同。
第四磁軛32d由軟磁材料制成。第四磁軛32d形成從第一方向x觀察呈正方形的U形通道。第四磁軛32d固定在基板330一側(cè)的可移動(dòng)單元200上。第四磁鐵31d，第四線圈21d以及第四霍爾元件23d沿第三方向z設(shè)置于第四磁軛32d的通道內(nèi)部。
第四磁軛32d與第四磁鐵31d接觸的一側(cè)防止了第四磁鐵31d的磁場泄露到周圍環(huán)境中去。第四磁軛32d的另一側(cè)增加了第四磁鐵31d與第四線圈21d之間以及第四磁鐵31d與第四霍爾元件23d之間的磁感應(yīng)密度。
第一、第二、第三及第四霍爾元件23a、23b、23c及23d是利用霍爾效應(yīng)進(jìn)行電磁轉(zhuǎn)換的元件，而且是單軸霍爾元件。第一霍爾元件23a檢測第一垂直位置測定信號py1。第二霍爾元件23b檢測第一水平位置測定信號px1。第三霍爾元件23c檢測第二水平位置測定信號px1。第四霍爾元件23d檢測第二垂直位置測定信號py2。
第一、第二、第三及第四磁鐵31a、31b、31c、31d產(chǎn)生的磁場用于檢測可移動(dòng)單元200的位置。第二實(shí)施例中的第一、第二及第三位置檢測單元與第一實(shí)施例中的相同。同樣地，第四磁鐵31d以及第四霍爾元件23d包括第四位置檢測單元(未顯示)。
在第二實(shí)施例中第一、第二以及第三霍爾元件23a、23b、23c與第一、第二及第三磁鐵31a、31b、31c之間的位置關(guān)系與第一實(shí)施例中的相同。
在可移動(dòng)單元200旋轉(zhuǎn)之前，當(dāng)成像器件48的中心穿過光軸LX時(shí)，第四霍爾元件23d位于從第三方向z觀察時(shí)面對第四磁鐵31d的N極與S極的中間區(qū)域的位置。
霍爾元件信號處理單元530包括第一、第二、第三及第四霍爾元件信號處理電路54a、54b、54c、54d。第一、第二、第三及第四霍爾元件信號處理電路54a、54b、54c、54d分別通過柔性電路板(未顯示)與第一、第二、第三及第四霍爾元件23a、23b、23c、23d相連。
第一霍爾元件信號處理電路54a基于第一霍爾元件23a的輸出信號檢測第一霍爾元件23a的輸出終端之間的第一垂直電勢差。第一霍爾元件信號處理電路54a基于第一垂直電勢差向CPU400的A/D轉(zhuǎn)換器A/D5輸出第一垂直位置測定信號py1。第一垂直位置測定信號py1沿第二方向y限定了包括有第一霍爾元件23a的可移動(dòng)單元200部分的位置(圖9中的位點(diǎn)A’)。
第四霍爾元件信號處理電路54d基于第四霍爾元件23d的輸出信號檢測第四霍爾元件23d的輸出終端之間的第二垂直電勢差。第四霍爾元件信號處理電路54d基于第二垂直電勢差向CPU400的A/D轉(zhuǎn)換器A/D6輸出第二垂直位置測定信號py2。第二垂直位置測定信號py2沿第二方向y限定了包括有第四霍爾元件23d的可移動(dòng)單元200部分的位置(圖9中的位點(diǎn)D’)。
第二及第三霍爾元件信號處理電路54b、54c輸出的位置測定信號與第一實(shí)施例中相同。
四個(gè)霍爾元件23a、23b、23c、23d用于限定可移動(dòng)單元200的位置及旋轉(zhuǎn)角度。第一及第四霍爾元件23a、23d限定了在可移動(dòng)單元200上沿著第二方向y的兩個(gè)點(diǎn)(位點(diǎn)A’與D’)的位置。第二及第三霍爾元件23b、23d限定了在可移動(dòng)單元200上沿著第一方向x的兩個(gè)點(diǎn)(位點(diǎn)B’與C’)的位置?？梢苿?dòng)單元200的位置及其在xy平面上的旋轉(zhuǎn)角度可基于與在第二方向y上的位點(diǎn)A’與D’有關(guān)的信息以及在與第一方向x上的位點(diǎn)B’與C’有關(guān)的信息來限定。
圖9解釋了如何限定可移動(dòng)單元200的位置及旋轉(zhuǎn)角度。位點(diǎn)A’、位點(diǎn)B’、位點(diǎn)C’及位點(diǎn)D’分別是第一、第二、第三及第四霍爾元件23a、23b、23c及23d在可移動(dòng)單元200上定位的位置。將線段B’C’與線段A’D’的交點(diǎn)設(shè)定為點(diǎn)P。
基于與位點(diǎn)A’與D’在第二方向y上的位置和位點(diǎn)B’與C’在第一方向x上的位置有關(guān)信息來計(jì)算點(diǎn)P的位置及旋轉(zhuǎn)角度(pxx、pyy、pθ)。
將第一、第二、第三及第四霍爾元件23a、23b、23c、23d以及成像器件48設(shè)置在可移動(dòng)單元200上，使點(diǎn)P與線段A’D’與線段B’C’的交點(diǎn)相一致，并使點(diǎn)P與成像器件48在第三方向z上的中心相一致。
在第二實(shí)施例中位點(diǎn)A’、位點(diǎn)B’、以及位點(diǎn)C’的位置與在第一實(shí)施例中相同。位點(diǎn)D’在第二方向y上的位置由第四霍爾元件23d測定，作為第二垂直位置測定信號py2。
如上所述，第一及第二水平位置測定信號px1、px2以及第一及第二垂直位置測定信號py1、py2分別被轉(zhuǎn)換成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)pdx1、pdx2、pdy1、pdy2?；跀?shù)據(jù)pdx1、pdx2、pdy1、pdy2以及線段A’P、B’P、C’P、D’P的長度d，按下列公式來計(jì)算位置P(pxx、pyy、pθ)的數(shù)據(jù)pxx＝(pdx1+pdx2)÷2；pyy＝(pdy1+pdy2)÷2；pθ＝cos-1{(pdx1-pdx2)/(2×d)}＝cos-1{(pdy1-pdy2)/(2×d)}。旋轉(zhuǎn)角pθ為線段B’P與第一方向x之間的夾角，或者線段A’P與第二方向y之間的夾角(見圖9)。
下面將解釋第三實(shí)施例。在第三實(shí)施例中，第一及第四線圈、磁鐵、磁軛以及霍爾元件的設(shè)置與第二實(shí)施例中不同。
因此，通過采用圖10和11，在第三實(shí)施例中將主要解釋有關(guān)該實(shí)施例中與第二實(shí)施例中不同的結(jié)構(gòu)。圖11顯示了沿著圖10中的線b-b的剖面的結(jié)構(gòu)圖。在第三實(shí)施例中，那些與在第二實(shí)施例中功能相同的部件采用與在第一實(shí)施例中相同的標(biāo)記。
第三實(shí)施例的電學(xué)結(jié)構(gòu)與第二實(shí)施例中相同。除了載臺驅(qū)動(dòng)裝置101的結(jié)構(gòu)外，第三實(shí)施例中相機(jī)60的防抖動(dòng)部件的結(jié)構(gòu)與第二實(shí)施例中也相同。
載臺驅(qū)動(dòng)裝置101包括可移動(dòng)單元201和固定單元301。可移動(dòng)單元201具有成像器件48。載臺驅(qū)動(dòng)裝置101按照與第二實(shí)施例中相同的方式，使成像單元64移動(dòng)并旋轉(zhuǎn)到位置S。可移動(dòng)單元201的驅(qū)動(dòng)由第一、第二、第三及第四驅(qū)動(dòng)單元按照與第一實(shí)施例中相同的方式來進(jìn)行。可移動(dòng)單元201的測定位置P由第一、第二、第三及第四霍爾元件23a、23b、23c、23d以及霍爾元件信號處理單元來測定，其方式與第二實(shí)施例相類似。第一、第二、第三及第四驅(qū)動(dòng)單元的結(jié)構(gòu)與第二實(shí)施例中的相同。
可移動(dòng)單元201包括類似于第二實(shí)施例的可移動(dòng)電路板221，第一、第二、第三及第四線圈21a、21b、21c、21d，成像單元64，第一、第二、第三及第四霍爾元件23a、23b、23c、23d，球接觸板241以及平板25(見圖10及11)。
固定單元301包括類似于第二實(shí)施例的第一、第二、第三及第四磁鐵31a、31b、31c、31d，第一、第二、第三及第四磁軛32a、32b、32c、32d以及基板33(見圖10及圖11)。
第一、第二、第三及第四球珠11a、11b、11c、11d按照與第二實(shí)施例中相同的方式保持在可移動(dòng)單元201與固定單元301之間。第一、第二、第三及第四球珠11a、11b、11c、11d位于與第三方向z垂直的單一平面上。第一、第二、第三及第四球珠11a、11b、11c、11d可在球接觸板241與基板331之間滾動(dòng)。可移動(dòng)單元201與固定單元301通過第一、第二、第三及第四球珠11a、11b、11c、11d保持接觸。當(dāng)可移動(dòng)單元201與第一及第二實(shí)施例中相同的方式在第一方向x及第二方向y上移動(dòng)并可圍繞平行于光軸LX的線旋轉(zhuǎn)時(shí)，固定單元301為可移動(dòng)單元201提供了支撐。
與第二實(shí)施例相同，可移動(dòng)單元201通過固定于固定單元301或者相機(jī)60中的如彈簧等的促動(dòng)元件沿著第三方向z被促動(dòng)到固定單元301。
在第三實(shí)施例中可移動(dòng)單元201與固定單元301之間的位置關(guān)系與第二實(shí)施例中可移動(dòng)單元200與固定單元300之間的位置關(guān)系相同。
在第三實(shí)施例中與可移動(dòng)電路板221相連的成像單元64的結(jié)構(gòu)與第二實(shí)施例中成像單元64的結(jié)構(gòu)相同。
可移動(dòng)電路板221的形狀設(shè)置為近似于十字形，可移動(dòng)電路板221包括中央元件221e，第一、第二、第三及第四側(cè)面元件221a、221b、221c、221d。第一及第四側(cè)面元件221a、221d從中央元件221e沿著第二方向y伸出。第二及第三側(cè)面元件221b、221c從中央元件221e沿著第一方向x伸出。沿著第一方向x觀察時(shí)，第三側(cè)面元件221c從第二側(cè)面元件221b偏移，這與第二實(shí)施例中相同(見圖10)。
在第三實(shí)施例中，第一、第二、第三及第四線圈21a、21b、21c、21d所具有的線段與第二實(shí)施例中相同。
在第三實(shí)施例中，第一、第二、第三及第四驅(qū)動(dòng)位點(diǎn)26a、26b、26c、26d與第一、第二、第三及第四線圈21a、21b、21c、21d之間的位置關(guān)系與第二實(shí)施例中的相同。
在第三實(shí)施例中，第二及第三線圈21b、21c分別設(shè)置在第二及第三側(cè)面元件221b、221c上，這與第二實(shí)施例中相同。
第一及第四線圈21a、21d分別設(shè)置在第一及第四側(cè)面元件221a、221d上，以滿足下列條件。一個(gè)條件是成像器件48的中心與連接第一及第四驅(qū)動(dòng)位點(diǎn)26a、26d的線段的中心相一致。另一個(gè)條件是在可移動(dòng)單元201移動(dòng)及旋轉(zhuǎn)之前的初始狀態(tài)下，連接第一及第四驅(qū)動(dòng)位點(diǎn)26a、26d的線段與第二方向y平行。
因此，與第二實(shí)施例相同，通過控制第一、第二、第三及第四電磁力Pw1、Pw2、Pw3及Pw4的方向及大小，可移動(dòng)元件201也可在xy平面上移動(dòng)，并圍繞穿過成像器件48的中心并垂直于xy平面的線旋轉(zhuǎn)。
驅(qū)動(dòng)電路520分別對應(yīng)于第一及第二垂直PWM負(fù)載dy1、dy2的值，為第一及第四線圈21a、21d提供電力。通過為第一及第四線圈21a、21d提供電力所產(chǎn)生的第一及第四電磁力Pw1、Pw4，可移動(dòng)單元201沿著第二方向y移動(dòng)。驅(qū)動(dòng)電路520分別對應(yīng)于第一及第二水平PWM負(fù)載dx1、dx2的值，為第二及第三線圈21b、21c提供電力。通過為第二及第三線圈21b、21c提供電力所產(chǎn)生的第二及第三電磁力Pw2、Pw3，可移動(dòng)單元201沿著第一方向x移動(dòng)并在xy平面上旋轉(zhuǎn)。
當(dāng)可移動(dòng)單元201沿著第一方向x移動(dòng)時(shí)，在第三實(shí)施例中CPU400對其進(jìn)行控制的方式與第一實(shí)施例中相同。
當(dāng)可移動(dòng)單元200沿著第二方向y移動(dòng)時(shí)，CPU400控制第一或第二垂直PWM負(fù)載dy1、dy2的值中的至少一個(gè)，以產(chǎn)生第一或第四電磁力Pw1、Pw4。
當(dāng)可移動(dòng)單元201在xy平面上旋轉(zhuǎn)而不沿著第一方向上移動(dòng)時(shí)，在第三實(shí)施例中由CPU400控制的方式與第一實(shí)施例中相同。
第一、第二、第三霍爾元件23a、23b、23c的設(shè)置與第一實(shí)施例中相同。第四霍爾元件23d與第四側(cè)面元件221d相連，使第四霍爾元件23d與第三方向z上的第四驅(qū)動(dòng)位點(diǎn)26d相一致。
在第一、第二、第三實(shí)施例中，可移動(dòng)單元通過用于使可移動(dòng)單元沿著第一方向x及第二方向y移動(dòng)的線圈、磁鐵及磁軛可以在在xy平面上旋轉(zhuǎn)。因此，使用于旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)裝置與用于線性運(yùn)動(dòng)的移動(dòng)裝置成為一體。因而減小了載臺驅(qū)動(dòng)裝置的尺寸。
此外，可通過用于測定可移動(dòng)單元在第一方向x及第二方向y上的位置的霍爾元件、磁鐵以及磁軛來測定可移動(dòng)單元的旋轉(zhuǎn)角度。因此，使用于旋轉(zhuǎn)的位置測定裝置與用于線性運(yùn)動(dòng)的位置測定裝置成為一體，因而減小了具有位置測定功能的載臺驅(qū)動(dòng)裝置的尺寸。
此外，可移動(dòng)單元可通過與從中央元件沿著第一方向伸出的側(cè)面元件相連的驅(qū)動(dòng)單元而沿著第一方向x移動(dòng)，因此，沒有增加作為驅(qū)動(dòng)單元的一部分并與從中央元件沿第一方向x伸出的側(cè)面元件相連的磁鐵沿第一方向x的長度。同樣地，可移動(dòng)單元可通過與從中央元件沿著第二方向伸出的側(cè)面元件相連的驅(qū)動(dòng)單元而沿著第二方向y移動(dòng)。因此，沒有增加作為驅(qū)動(dòng)單元的一部分并與從中央元件沿第二方向y伸出的側(cè)面元件相連的磁鐵沿第二方向y的長度。因此，載臺驅(qū)動(dòng)裝置的尺寸能夠沿著第一方向x及第二方向y的尺寸都進(jìn)一步得到減小。
通過與圖12中顯示的在下文中作為參照載臺驅(qū)動(dòng)裝置的另一種載臺驅(qū)動(dòng)裝置進(jìn)行比較，在下面詳細(xì)描述上述進(jìn)一步使尺寸減小的方法。
為了增大電磁力的大小，必須增加磁鐵及線圈在與電磁力的方向垂直的方向上的長度。
作為參照載臺驅(qū)動(dòng)裝置110的可移動(dòng)電路板122包括中央元件122e，第一、第二及第三側(cè)面元件122a、122b、122c。第一側(cè)面元件122a從中央元件122e沿著第二方向y伸出。第二及第三側(cè)面元件122b及122c從中央元件122e沿著第一方向x伸出。用于沿第一方向x移動(dòng)的第一動(dòng)單元與第一側(cè)面元件122a相連。用于沿第二方向y移動(dòng)的第二及第三驅(qū)動(dòng)單元分別與第二及第三側(cè)面元件122b、122c相連。定位第二及第三線圈121b、121c，使得連接第二及第三驅(qū)動(dòng)位點(diǎn)126b、126c的線段與第二方向y垂直。
即使是對于參照載臺驅(qū)動(dòng)裝置110的結(jié)構(gòu)，用于旋轉(zhuǎn)的可移動(dòng)裝置及用于線性運(yùn)動(dòng)的移動(dòng)裝置也可制成一體。然而，第一磁鐵131a沿第二方向y的長度以及第二及第三磁鐵131b、131c沿第一方向x的長度應(yīng)當(dāng)比在第一、第二及第三實(shí)施例中的長。從而很難減小參照載臺驅(qū)動(dòng)裝置110的尺寸。另一方面，在不增加面對從中央元件沿第一方向x伸出的第二及第三側(cè)面元件的磁鐵在第一方向x上的長度，以及不增加面對從中央元件沿第二方向y伸出的第一側(cè)面元件的磁鐵在第二方向y上的長度的情況下，可移動(dòng)單元可移動(dòng)并旋轉(zhuǎn)。因此，在第一、第二或第三實(shí)施例中的載臺驅(qū)動(dòng)裝置與參照載臺驅(qū)動(dòng)裝置110相比，其尺寸得到了減小。
用于使可移動(dòng)單元移動(dòng)的磁鐵及磁軛可與用于測定可移動(dòng)單元的位置的磁鐵及磁軛分開。然而，與磁鐵或磁軛是分體的用于測定位置并移動(dòng)可移動(dòng)單元的方式相比，用于測定位置并移動(dòng)可移動(dòng)單元而將磁鐵或磁軛制成一體，可以減小載臺驅(qū)動(dòng)裝置的尺寸減小。
在第一實(shí)施例中可移動(dòng)單元接收電磁力的位點(diǎn)數(shù)量為3個(gè)。然而，在下列三種情況下，在第一實(shí)施例中可移動(dòng)單元接收電磁力的位點(diǎn)數(shù)量可以等于或多于3個(gè)。一種情況是，可移動(dòng)單元沿著第一方向x及第二方向y中的一個(gè)接收電磁力的位點(diǎn)數(shù)量等于或多余2個(gè)。另一種情況是，可移動(dòng)單元沿著第一方向x及第二方向y中的另一個(gè)接收電磁力的位點(diǎn)數(shù)量等于或多余1個(gè)。第三種情況是可移動(dòng)單元沿著相同方向接收電磁力時(shí)的連接兩點(diǎn)的線段與電磁力的方向相交。換言之，該線段與電磁力的方向不平行。
同樣地，在第二實(shí)施例中可移動(dòng)單元接收電磁力的位點(diǎn)數(shù)量為4個(gè)。然而，在第二實(shí)施例中可移動(dòng)單元接收電磁力的位點(diǎn)數(shù)量可以等于或多于4個(gè)。
在第一實(shí)施例中，在可移動(dòng)單元上用于進(jìn)行位置測定操作的位點(diǎn)數(shù)量為3個(gè)。在第二和第三實(shí)施例中在可移動(dòng)上用于進(jìn)行位置測定操作的位點(diǎn)數(shù)量為4個(gè)。然而，在下列情況下，在可移動(dòng)單元上用于進(jìn)行位置測定操作的位點(diǎn)數(shù)量可以等于或多于3個(gè)。一種情況是，沿著第一方向x及第二方向y中的一個(gè)進(jìn)行位置測定操作的位點(diǎn)數(shù)量等于或多余2個(gè)。另一種情況是，沿著第一方向x及第二方向y中的另一個(gè)進(jìn)行位置測定操作的位點(diǎn)數(shù)量等于或多余1個(gè)。
在第一、第二及第三實(shí)施例中，通過將成像器件與載臺驅(qū)動(dòng)裝置連接來形成防抖動(dòng)部件。然而，也可用手抖動(dòng)校正鏡頭代替成像器件來與載臺驅(qū)動(dòng)裝置連接。包括具有手抖動(dòng)校正鏡頭的載臺驅(qū)動(dòng)裝置的防抖動(dòng)部件可校正手抖動(dòng)的影響。
在第一、第二及第三實(shí)施例中，線圈及磁鐵分別與可移動(dòng)單元及固定單元連接。然而，線圈及磁鐵也可分別與固定單元及可移動(dòng)單元連接。此外，在第一、第二及第三實(shí)施例中，霍爾元件和磁鐵分別與可移動(dòng)元件及固定元件連接。但是，霍爾元件及磁鐵也可分別與固定單元及可移動(dòng)單元連接。
在第一、第二及第三實(shí)施例中，產(chǎn)生磁場的磁鐵可以是能始終產(chǎn)生磁場的永久磁鐵，也可以是在需要的時(shí)候才產(chǎn)生磁場的電磁鐵。
在第一、第二及第三實(shí)施例中，霍爾元件作為磁場變化測定元件用于位置的測定。然而，另一種測定元件也可用于位置測定。特別地，該測定元件可以是一種MI(Magnetic Impedance；磁阻)傳感器(換言之，一種高頻載流子類型磁場傳感器)，一種磁共振型磁場檢測元件，或者一種MR(Magneto Resistance effect；磁致電阻效應(yīng))元件。
在第一、第二及第三實(shí)施例中，設(shè)置第二及第三驅(qū)動(dòng)元件，以使可移動(dòng)電路板的移動(dòng)范圍的中心定位于第二及第三驅(qū)動(dòng)位點(diǎn)之間。然而，也可以設(shè)置第二及第三驅(qū)動(dòng)元件，使得可移動(dòng)電路板的中心定位于第二與第三驅(qū)動(dòng)位點(diǎn)之間。或者在第二及第三驅(qū)動(dòng)位點(diǎn)的連線與第一方向不平行的情況下，第二及第三線圈可以與從中央元件沿第一方向x伸出的第二或第三側(cè)面元件連接，并且第二及第三驅(qū)動(dòng)位點(diǎn)可以設(shè)置于從中央元件沿第一方向x伸出的第二或第三側(cè)面元件上。
在第一、第二及第三實(shí)施例中，基板設(shè)置在可移動(dòng)電路板與相機(jī)鏡頭之間。然而，電路板也可設(shè)置在基板與相機(jī)鏡頭之間。
在第一實(shí)施例中保持在可移動(dòng)單元與固定單元之間的球珠的數(shù)量為3個(gè)。但是，在可移動(dòng)單元與固定單元之間的球珠的數(shù)量可以為等于或多于3個(gè)。
在第一實(shí)施例中可移動(dòng)電路板的形狀被設(shè)置為近似于字母T的形狀。然而，在可移動(dòng)電路板上線圈及霍爾元件連接的位置滿足上述線圈與霍爾元件的設(shè)置條件的情況下，任何形狀均適用于第一實(shí)施例。
在第二及第三實(shí)施例中，可移動(dòng)電路板呈十字形。然而，在可移動(dòng)電路板上線圈及霍爾元件連接的位置滿足上述線圈與霍爾元件的設(shè)置條件的情況下，任何形狀均適用于第二及第三實(shí)施例。
盡管這里參照附圖對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行了描述，顯然，在不背離本發(fā)明的范圍的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可對其進(jìn)行各種改變和變化。
權(quán)利要求
1.一種載臺驅(qū)動(dòng)裝置，包括可移動(dòng)單元，其可沿著第一方向以及與所述第一方向不同的第二方向移動(dòng)，并可在與所述第一及第二方向都平行的可移動(dòng)平面上旋轉(zhuǎn)；固定單元，當(dāng)所述可移動(dòng)單元沿著所述第一和第二方向移動(dòng)并在所述可移動(dòng)平面上旋轉(zhuǎn)時(shí)，其為可移動(dòng)單元提供支撐；第一驅(qū)動(dòng)單元，其沿著第二方向?yàn)榭梢苿?dòng)單元提供第一驅(qū)動(dòng)力；第二驅(qū)動(dòng)單元，其沿著第一方向?yàn)榭梢苿?dòng)單元提供第二驅(qū)動(dòng)力；第三驅(qū)動(dòng)單元，其沿著第一方向?yàn)榭梢苿?dòng)單元提供第三驅(qū)動(dòng)力；控制器，其控制所述第一、第二及第三驅(qū)動(dòng)力；并且所述第一、第二及第三驅(qū)動(dòng)單元與所述可移動(dòng)單元及所述固定單元中的一個(gè)連接；在所述可移動(dòng)單元上的一個(gè)位點(diǎn)，其接收來自所述第二驅(qū)動(dòng)單元的所述第二驅(qū)動(dòng)力，被定義為第二驅(qū)動(dòng)位點(diǎn)；在所述可移動(dòng)單元上的另一位點(diǎn)，其接收來自所述第三驅(qū)動(dòng)單元的所述第三驅(qū)動(dòng)力，被定義為第三驅(qū)動(dòng)位點(diǎn)；以及連接所述第二及第三驅(qū)動(dòng)位點(diǎn)的線段，其與所述第一方向不平行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的載臺驅(qū)動(dòng)裝置，其中所述第一驅(qū)動(dòng)單元包括第一線圈和第一驅(qū)動(dòng)磁鐵，用于產(chǎn)生沿著所述第二方向的第一電磁力，為所述可移動(dòng)單元提供所述第一驅(qū)動(dòng)力；所述第二驅(qū)動(dòng)單元包括第二線圈和第二驅(qū)動(dòng)磁鐵，用于產(chǎn)生沿著所述第一方向的第二電磁力，為所述可移動(dòng)單元提供所述第二驅(qū)動(dòng)力；所述第三驅(qū)動(dòng)單元包括第三線圈和第三驅(qū)動(dòng)磁鐵，用于產(chǎn)生沿著所述第一方向的第三電磁力，為所述可移動(dòng)單元提供所述第三驅(qū)動(dòng)力。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的載臺驅(qū)動(dòng)裝置，其中所述第一、第二和第三線圈與所述可移動(dòng)單元及所述固定單元中的一個(gè)連接，所述第一、第二和第三驅(qū)動(dòng)磁鐵與所述可移動(dòng)單元或所述固定單元中的另一個(gè)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的載臺驅(qū)動(dòng)裝置，其中所述第一、第二和第三線圈的設(shè)置使得所述第一、第二和第三線圈在垂直于所述可移動(dòng)平面的第三方向上分別面對所述第一、第二和第三驅(qū)動(dòng)磁鐵。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的載臺驅(qū)動(dòng)裝置，其中所述第一線圈的線圈圖形具有與所述第二方向垂直的線段，所述第二線圈的另一線圈圖形具有與所述第一方向垂直的線段，所述第三線圈的另一線圈圖形具有與所述第一方向垂直的線段，所述第一驅(qū)動(dòng)磁鐵的N極和S極沿著所述第二方向設(shè)置，所述第二驅(qū)動(dòng)磁鐵的N極和S極沿著所述第一方向設(shè)置，所述第三驅(qū)動(dòng)磁鐵的N極和S極沿著所述第一方向設(shè)置。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的載臺驅(qū)動(dòng)裝置，其中當(dāng)所述可移動(dòng)單元沿著所述第一方向移動(dòng)時(shí)，所述控制器控制第二及第三電磁力，使所述第二及第三電磁力的方向和大小都彼此相同；當(dāng)所述可移動(dòng)單元在所述可移動(dòng)平面上旋轉(zhuǎn)而不沿著所述第一方向移動(dòng)時(shí)，所述控制器控制所述第二及第二電磁力，使所述第二及第三電磁力的方向彼此相反，并使所述第二及第三電磁力大小相同；當(dāng)所述可移動(dòng)單元沿著所述第一方向移動(dòng)并在所述可移動(dòng)平面上旋轉(zhuǎn)時(shí)，所述控制器控制所述第二及第二電磁力，使所述第二及第三電磁力的大小不同。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的載臺驅(qū)動(dòng)裝置，進(jìn)一步包括第一位置探測器，其檢測沿著所述第一方向與所述固定單元相對的所述可移動(dòng)單元的第一元件的位置；第二位置探測器，其檢測沿著所述第二方向與所述固定單元相對的所述可移動(dòng)單元的第二元件的位置；以及第三位置探測器，其檢測沿著所述第一或第二方向與所述固定單元相對的所述可移動(dòng)單元的第三元件的位置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的載臺驅(qū)動(dòng)裝置，其中所述第一位置探測器包括第一磁場變化檢測元件和第一測定磁鐵，用于測定所述第一元件沿所述第一方向的位置，所述第二位置探測器包括第二磁場變化檢測元件和第二測定磁鐵，用于測定所述第二元件沿所述第一方向的位置，所述第三位置探測器包括第三磁場變化檢測元件和第三測定磁鐵，用于測定所述第三元件沿所述第一方向的位置。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的載臺驅(qū)動(dòng)裝置，其中所述具有第一線圈的第一測定磁鐵包括產(chǎn)生沿著第二方向的第一電磁力的所述第一驅(qū)動(dòng)單元，為所述可移動(dòng)單元提供所述第一驅(qū)動(dòng)力，所述具有第二線圈的第二測定磁鐵包括產(chǎn)生沿著第一方向的第二電磁力的所述第二驅(qū)動(dòng)單元，為所述可移動(dòng)單元提供所述第二驅(qū)動(dòng)力，以及所述具有第三線圈的第三測定磁鐵包括產(chǎn)生沿著第一方向的第三電磁力的所述第三驅(qū)動(dòng)單元，為所述可移動(dòng)單元提供所述第三驅(qū)動(dòng)力。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的載臺驅(qū)動(dòng)裝置，其中所述第一方向與所述第二方向垂直。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的載臺驅(qū)動(dòng)裝置，其中所述可移動(dòng)單元上用于從所述第一驅(qū)動(dòng)單元接收所述第一驅(qū)動(dòng)力的位點(diǎn)被定義為第一驅(qū)動(dòng)位點(diǎn)，所述第二及第三驅(qū)動(dòng)位點(diǎn)的設(shè)置使所述可移動(dòng)單元的所述可移動(dòng)平面上的移動(dòng)范圍的中心和可移動(dòng)單元的重心的其中之一位于所述第二幾第三驅(qū)動(dòng)位點(diǎn)之間，并且所述第一驅(qū)動(dòng)位點(diǎn)沿所述第二方向設(shè)置在所述可移動(dòng)范圍的中心或所述重心中之一的位置。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的載臺驅(qū)動(dòng)裝置，其中連接所述第二及第三驅(qū)動(dòng)位點(diǎn)的線段的中點(diǎn)與所述可移動(dòng)范圍的中心和所述重心中之一相一致；在所述可移動(dòng)單元移動(dòng)以及在所述可移動(dòng)平面上旋轉(zhuǎn)之前，連接所述第一及第二驅(qū)動(dòng)位點(diǎn)與所述可移動(dòng)范圍的中心和所述重心二者之一的線段與所述第二方向平行。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的載臺驅(qū)動(dòng)裝置，其中連接所述第二及第三驅(qū)動(dòng)位點(diǎn)的線段與所述第一方向不垂直。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的載臺驅(qū)動(dòng)裝置，進(jìn)一步包括保持在所述可移動(dòng)單元與所述固定單元之間的三個(gè)以上的球珠；以及沿著與所述可移動(dòng)平面垂直的第三方向促動(dòng)所述可移動(dòng)單元的促動(dòng)元件。
15.根據(jù)權(quán)利要求4所述的載臺驅(qū)動(dòng)裝置，進(jìn)一步包括用于產(chǎn)生沿所述第二方向的第四電磁力，為所述可移動(dòng)單元提供第四驅(qū)動(dòng)力的第四線圈及第四驅(qū)動(dòng)磁鐵；以及所述第四線圈的設(shè)置使得所述第四線圈在第三方向上面對所述第四驅(qū)動(dòng)磁鐵。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的載臺驅(qū)動(dòng)裝置，其中在所述可移動(dòng)單元上用于從所述第一驅(qū)動(dòng)單元接收所述第一驅(qū)動(dòng)力的位點(diǎn)被定義為第一驅(qū)動(dòng)位點(diǎn)，在所述可移動(dòng)單元上用于從所述第四驅(qū)動(dòng)單元接收所述第四驅(qū)動(dòng)力的另一位點(diǎn)被定義為第四驅(qū)動(dòng)位點(diǎn)，所述第一及第四驅(qū)動(dòng)位點(diǎn)的設(shè)置為使得所述可移動(dòng)單元的可移動(dòng)平面的可移動(dòng)范圍的中心和所述可移動(dòng)單元的的重心二者之一位于在所述第一及第四驅(qū)動(dòng)位點(diǎn)之間，并且連接所述第一及第四驅(qū)動(dòng)位點(diǎn)的線段與所述第二方向不平行。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的載臺驅(qū)動(dòng)裝置，其中當(dāng)所述可移動(dòng)單元沿著所述第二方向移動(dòng)時(shí)，所述控制器控制所述第一及第四電磁力，使所述第一及第四電磁力的方向及大小都相同；當(dāng)所述可移動(dòng)單元沿著所述第一方向移動(dòng)時(shí)，所述控制器控制所述第二及第三電磁力，使所述第二及第三電磁力的方向及大小都相同；當(dāng)所述可移動(dòng)單元在所述可移動(dòng)平面上旋轉(zhuǎn)而不沿著所述第一方向及第二方向移動(dòng)時(shí)，所述控制器控制所述第一及第四電磁力，使所述第一及第四電磁力的方向彼此相反，并使所述第一及第四電磁力的大小相同，或者所述控制器控制所述第二及第三電磁力，使所述第二及第三電磁力的方向彼此相反，并使所述第二及第三電磁力的大小相同；當(dāng)所述可移動(dòng)單元沿著所述第二方向移動(dòng)并在所述可移動(dòng)平面上旋轉(zhuǎn)時(shí)，所述控制器控制所述第一及第四電磁力，使所述第一及第四電磁力的大小不同；并且當(dāng)所述可移動(dòng)單元沿著所述第一方向移動(dòng)并在所述可移動(dòng)平面上旋轉(zhuǎn)時(shí)，所述控制器控制所述第二及第三電磁力，使所述第二及第三電磁力的大小不同。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的載臺驅(qū)動(dòng)裝置，其中在所述可移動(dòng)單元上從所述第一驅(qū)動(dòng)單元接收所述第一驅(qū)動(dòng)力的位點(diǎn)被定義為第一驅(qū)動(dòng)位點(diǎn)，在所述可移動(dòng)單元上從所述第四驅(qū)動(dòng)單元接收所述第四驅(qū)動(dòng)力的另一位點(diǎn)被定義為第四驅(qū)動(dòng)位點(diǎn)，并且連接所述第一及第四驅(qū)動(dòng)位點(diǎn)的線段與所述第二方向平行。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的載臺驅(qū)動(dòng)裝置，其中當(dāng)所述可移動(dòng)單元沿著所述第二方向移動(dòng)時(shí)，所述控制器控制所述第一及第四電磁力中的至少一個(gè)；當(dāng)所述可移動(dòng)單元沿著所述第一方向移動(dòng)時(shí)，所述控制器控制所述第二及第三電磁力，使所述第二及第三電磁力的方向及大小都相同；當(dāng)所述可移動(dòng)單元在所述可移動(dòng)平面上旋轉(zhuǎn)而不沿著所述第一方向及第二方向移動(dòng)時(shí)，所述控制器控制所述第二及第三電磁力，使所述第二及第三電磁力的方向彼此相反，并使所述第二及第三電磁力的大小相同；并且當(dāng)所述可移動(dòng)單元沿著所述第一方向移動(dòng)并在所述可移動(dòng)平面上旋轉(zhuǎn)時(shí)，所述控制器控制所述第二及第三電磁力，使所述第二及第三電磁力的大小不同。
20.一種防抖動(dòng)裝置，包括可移動(dòng)單元，包括成像器件及手抖動(dòng)校正鏡頭的其中一個(gè)，其可沿著與相機(jī)光軸垂直的第一方向以及與所述光軸垂直但與所述第一方向不同的第二方向移動(dòng)，并可繞著與所述光軸平行的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)；固定單元，當(dāng)所述可移動(dòng)單元沿著第一及第二方向移動(dòng)并繞著所述旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，其為可移動(dòng)單元提供支撐；第一驅(qū)動(dòng)單元，其沿著所述第二方向?yàn)樗隹梢苿?dòng)單元提供第一驅(qū)動(dòng)力；第二驅(qū)動(dòng)單元，其沿著所述第一方向上為所述可移動(dòng)單元提供第二驅(qū)動(dòng)力；第三驅(qū)動(dòng)單元，其在所述第一方向上為所述可移動(dòng)單元提供第三驅(qū)動(dòng)力；控制器，其控制所述第一、第二及第三驅(qū)動(dòng)力；并且所述第一、第二及第三驅(qū)動(dòng)單元與所述可移動(dòng)單元和所述固定單元中的一個(gè)連接；在所述可移動(dòng)單元上從所述第二驅(qū)動(dòng)單元接收第二驅(qū)動(dòng)力的位點(diǎn)被定義為第二驅(qū)動(dòng)位點(diǎn)；在所述可移動(dòng)單元上從所述第三驅(qū)動(dòng)單元接收第三驅(qū)動(dòng)力的另一位點(diǎn)被定義為第三驅(qū)動(dòng)位點(diǎn)；連接所述第二及第三驅(qū)動(dòng)位點(diǎn)的線段與所述第一方向不平行。
全文摘要
提供一種載臺驅(qū)動(dòng)裝置，其包括可移動(dòng)單元，固定單元，第一、第二及第三驅(qū)動(dòng)單元以及控制器?？梢苿?dòng)單元可沿著第一方向以及第二方向移動(dòng)?？梢苿?dòng)單元可在可移動(dòng)平面上旋轉(zhuǎn)?？梢苿?dòng)平面與第一及第二方向都平行。固定單元為可移動(dòng)單元提供支撐，使其可以移動(dòng)及旋轉(zhuǎn)。第一驅(qū)動(dòng)單元沿著第二方向?yàn)榭梢苿?dòng)單元提供第一驅(qū)動(dòng)力。第二和第三驅(qū)動(dòng)單元沿著第一方向?yàn)榭梢苿?dòng)單元提供驅(qū)動(dòng)力?？梢苿?dòng)單元的第二驅(qū)動(dòng)位點(diǎn)接收來自第二驅(qū)動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)力?？梢苿?dòng)單元的第三驅(qū)動(dòng)位點(diǎn)接收來自第三驅(qū)動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)力。連接第二及第三驅(qū)動(dòng)位點(diǎn)的線段與第一方向不平行。
文檔編號H04N5/369GK1752838SQ200510105089
公開日2006年3月29日 申請日期2005年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月24日
發(fā)明者瀬尾修三 申請人:賓得株式會(huì)社