專利名稱：驅動裝置和使用該驅動裝置的攝影設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于使用諸如電磁馬達、超聲波馬達或者壓電體這樣的致動器驅動可移動體從而使該可移動體在預定方向上移動的驅動裝置，并且還涉及通過使用該驅動裝置執(zhí)行相機振動校正或者焦點位置檢測的諸如數(shù)碼相機或工具顯微鏡這樣的攝影設備。
背景技術：
一直以來，已經(jīng)存在了可用于能夠在X軸、Y軸和Z軸方向上移動并且圍繞每個軸轉動的電動臺的多種應用，其中X軸、Y軸和Z軸被定義為在直角坐標系中彼此垂直的三個軸。具有相機振動校正功能的攝影裝置的具體示例可以包括相機。作為針對相機的振動校正功能，已知一種相機振動校正功能，該相機振動校正功能使用諸如角速度傳感器的 振動檢測器檢測相機俯仰方向的振動和相機偏轉方向的振動，并且該相機振動校正功能基于指示檢測到的振動的信號，在與攝影光軸垂直的平面內、在消除該振動的方向上、在水平方向和垂直方向上彼此獨立地移動攝影光學系統(tǒng)或者攝影元件的一部分，以由此校正攝影元件的攝影面上的圖像的模糊。用于實現(xiàn)上述相機振動校正功能的相機振動校正機構采用了一種驅動單元，該驅動單元在與攝影光軸垂直的平面內在水平方向和垂直方向上移動一些攝影鏡頭或者圖像傳感器自身。由于追隨相機振動而操作，因此驅動單元需要被精確地驅動(微驅動)，并且在被驅動時還需要相對于攝影鏡頭對可移動體進行準確定位(攝影面上的定位)。此外，驅動單元被需要具有大的驅動力以便于獲得進行與可移動體的重力反方向的控制所必須的加速度，并且還需要具有自我保持性，使得即使在電源關閉后也能夠保持可移動體的位置。當然，驅動單元需要具有緊湊和廉價的機構，而不是具有復雜的機構。另一方面，存在著對一種能夠在與攝影面垂直的方向上驅動可移動體以便于在更先進的微距攝影中進行相機振動校正和在對比度系統(tǒng)中進行焦點檢測的驅動機構的需求。其它具體示例包括顯微鏡中用于載置要觀測的物品的鏡臺。這種鏡臺被要求在XY平面內自由地移動以將要觀測的物品的期望位置移動到顯微鏡的觀測視野中。此外，這種鏡臺設置有能夠在與XY平面垂直的Z軸方向上精確地移動該鏡臺以在焦點定位過程中進行調整的機構。例如，日本專利特開No. 2008-129326公開了一種驅動機構，該驅動機構包括多個基板支承突起，每個基板支承突起都在其遠端具有光滑表面，所述基板支承突起形成在底部軛板上；壓銷，其在遠端具有光滑表面，該壓銷被螺旋彈簧按壓，基板支承突起與壓銷將可移動部夾持在它們之間；線圈，其設置在可移動部側；以及磁體，其設置在底部軛板偵1J,線圈和磁體形成音圈馬達(在下文中稱為VCM(voice coilmotor)),以由此允許由基板支承突起的端面所限定的平面內的X軸方向(水平方向)和Y軸方向(垂直方向)上的移動，并且還允許圍繞與XY平面垂直的軸旋轉。然而，在該機構中，可動框總是處于壓力支承的摩擦力的作用下，導致了用于驅動該可動框的VCM由于摩擦力而能量下降的問題。此外，當VCM的動作停止時，可動框通過壓力支承的摩擦力而被固定框保持。然而，如果保持力增大以提高保持性能，則摩擦力也隨之增大，可能進一步減小VCM的能量。另外，盡管該驅動機構使用簡單構造來允許X軸方向(水平方向)和Y軸方向(垂直方向)上的移動，并且還允許圍繞與XY平面垂直的軸旋轉，但是仍然沒有實現(xiàn)在與XY平面(相機的光軸方向，即，Z軸方向)垂直的方向上的驅動。如果可以實現(xiàn)Z軸方向上的驅動控制，則該驅動控制可應用于用于相機的焦點檢測的Z軸方向上的振動動作(在下文中，稱為擺動)、聚焦動作或者在微距攝影中有效的光軸方向上的相機振動校正動作。日本專利申請?zhí)亻_No. 2010-282028公開了一種鏡頭單元，該鏡頭單元包括用于使動子(transducer)相對于定子進行直線移動的致動器(VCM的形式)，其中當用于致動的致動器不產(chǎn)生驅動力時，動子和定子被彼此按壓，而當用于移動的致動器產(chǎn)生驅動力時，動子與定子之間的按壓力被用于制動部(具體地，壓電體)的致動器消除。
然而，該驅動機構是用于相對于定子在Z軸方向(光軸方向)上驅動振動子的單軸驅動機構，并未實現(xiàn)多自由度的移動。特別是，在按壓力的方向上的移動完全不受控制。當用于致動的致動器相對于固定框驅動可動框時，按壓力被解除，造成了該機構中的間隙在位置上隨機變化。日本專利申請?zhí)亻_No. 2010-191298公開一種顯微鏡，該顯微鏡包括用于載置具有多個觀察點的物品的臺；自動對焦裝置；物鏡驅動部，用于對觀察位置進行驅動控制；以及補償鏡頭驅動部。根據(jù)該顯微鏡，當自動對焦裝置在某個觀察位置處檢測到對焦錯誤時，基于在已經(jīng)觀察過的多個觀察位置獲得的對焦信號來計算該觀察位置在光軸方向上的相對位置，從而控制鏡頭驅動部和補償鏡頭驅動部，以由此進行對焦操作。然而，在該顯微鏡中，需要彼此分立地提供用于樣品平面內的位置調整的樣品臺驅動機構和用于光軸方向上的焦點位置調整的鏡頭驅動機構。結果，顯微鏡尺寸增大，并且構造變得復雜。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的問題鑒于上述問題做出了本發(fā)明，并且本發(fā)明的目的是提供一種驅動裝置，除了能夠執(zhí)行支承面(XY平面)內的驅動，該驅動裝置能夠利用簡單構造來執(zhí)行與支承面(XY平面)垂直的按壓方向(Z軸方向)上的驅動，以通過減小驅動時的摩擦并且一旦操作停止則保持精確位置來增大驅動力，并且提供包括該驅動裝置的攝影設備。解決問題的方案為了獲得上述目的，本發(fā)明提供一種驅動裝置，該驅動裝置包括第一部件；接觸部，其被所述第一部件支承；第二部件，其被按壓在所述接觸部上而被支承；第一驅動機構，其用于在沿著由所述接觸部形成的支承面的方向上相對于所述第一部件移動所述第二部件；以及第二驅動機構，其用于使所述接觸部在所述按壓的方向上相對于所述第一部件移位，其中所述第二驅動部件使所述接觸部在所述按壓的方向上振動，以減小所述接觸部與所述第二部件之間的摩擦力。優(yōu)選地，所述第二驅動機構可以使所述第二部件的所述支承面在所述按壓的方向上移位。更優(yōu)選地，改變所述接觸部的振動振幅以控制 所述支承面的移位。另選地，使所述接觸部的振動中心移位以控制所述支承面的移位。有利地，所述第二驅動機構可以包括壓電體，并且所述接觸部可以是粘接到所述壓電體的接觸體。此外，可以設置多個所述控制部和多個所述第二驅動機構，使得這些接觸部振動振幅或者振動中心的移位量被制造成彼此不同，以由此調整所述第二部件相對于所述第一部件的傾斜。為了獲得上述目的，本發(fā)明提供一種攝影設備，該攝影設備包括固定框，其被固定到主體部；振動檢測器，其被固定到所述主體部并檢測振動；接觸部，其被所述固定框支承；可動框，其被按壓在所述接觸部上而被支承；圖像傳感器，其固定到所述可動框；攝影光學系統(tǒng)，其被所述主體部支承，并且具有與由所述接觸部形成的支承面垂直的方向上的光軸，所述攝影光學系統(tǒng)在所述圖像傳感器上形成被攝體像；第一驅動機構，其用于在與所述攝影光學系統(tǒng)的所述光軸垂直的方向上移動所述可動框；以及第二驅動機構，其用于在所述光軸的方向上使所述接觸部相對于所述固定框移位，其中所述第二驅動機構在所述光軸的方向上移動所述接觸部以減小所述接觸部與所述可動框之間的摩擦力，并且其中所述第一驅動機構基于來自所述振動檢測器的信號移動所述圖像傳感器以對所述振動進行補償。為了獲得上述目的，本發(fā)明提供另一種攝影設備，該攝影設備包括固定框，其固定到主體部；接觸部，其被所述固定框支承；可動框，其被按壓在所述接觸部上而被支承；圖像傳感器，其固定到所述可動框；攝影光學系統(tǒng)，其被所述主體部支承，并且具有與由所述接觸部形成的支承面垂直的方向上的光軸，所述攝影光學系統(tǒng)在所述圖像傳感器上形成被攝體像；第一驅動機構，其用于在與所述攝影光學系統(tǒng)的所述光軸垂直的方向上移動所述可動框；以及第二驅動機構，其用于使所述接觸部在所述光軸的方向上相對于所述固定框移位，
其中所述第二驅動機構使所述接觸部在所述光軸方向上振動以減小所述接觸部與所述可動框之間的摩擦力，并且改變所述接觸部的振動振幅或振動中心的移位量以使所述圖像傳感器在所述光學系統(tǒng)的所述光軸上相對于所述固定框移位，以由此檢測焦點位置。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，提供了一種驅動裝置和包括該驅動裝置的攝影設備，該驅動裝置包括第一驅動機構，其用于在沿著由接觸部形成的支承面的方向上相對于第一部件移動第二部件；以及第二驅動機構，其用于使接觸部在按壓方向上相對于第一部件移位，其中第二驅動機構使接觸部在按壓方向上振動以減小接觸部與第二部件之間的摩擦力，由此使得憑借簡單的構造，除了能夠執(zhí)行支承面內的驅動以外，還能夠執(zhí)行與支承面垂直的按壓方向上的驅動，使得驅動裝置在驅動時能夠通過減小摩擦而增大驅動力，并且使得驅動裝置在 停止時精確地保持第二部件的位置。例如，在根據(jù)本發(fā)明的驅動裝置和攝影設備中，在固定框(第一部件)和可動框(第二部件)之間布置了所謂的VCM作為第一驅動機構，該VCM包括線圈和磁體。另一方面，設置了接觸部，該接觸部用于相對于固定框按壓支承可動框，并且設置了包括壓電體和接觸體(接觸部)的第二驅動機構，該第二驅動機構用于使接觸部在按壓方向上移位。通過使用VCM，當在由接觸部形成的平面(XY平面)內驅動該可動框時，使壓電體在按壓方向上振動，以減小接觸部處的摩擦力，由此減小VCM中的功率損耗，因而獲得大的輸出。此外，當VCM的驅動停止時，壓電體的振動停止，以在接觸部產(chǎn)生大的摩擦力，以由此相對于固定框可靠地保持可動框。此外，可以控制壓電體的移位量，由此使可動框在與接觸部形成的XY平面(支承面)垂直的Z軸方向(按壓方向)上移位。如上所述，獲得了能夠在與XY平面垂直的Z軸方向上驅動以及在XY平面內驅動的效果，使得VCM功率更高，并且獲得了即使在驅動停止時也保持可動框的效果。此外，驅動裝置的構造簡單，這也產(chǎn)生了可以低成本地制造小型的系統(tǒng)的效果。另一方面，即使將本發(fā)明的驅動裝置應用于攝影設備時也無疑可獲得相同的效果。然而，當把本發(fā)明應用于諸如相機這樣需要精確驅動的較小裝置時，可以獲得更大的效果。


圖I是主要示意性地例示應用了根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的驅動裝置的相機的電氣系統(tǒng)構造的框圖；圖2是簡要地例示該驅動裝置的示意性正視圖；圖3是圖2的驅動裝置的主要部分的縱向側視圖(沿著線A-A'截取的截面圖)；圖4是圖2的驅動裝置的主要部分的縱向側視圖(沿著線B-B'截取的截面圖)；圖5中的(a)是例示一般的音圈馬達(VCM)的主要部分的構造的部分正視圖，圖5中的(b)是例示一般的音圈馬達(VCM)的主要部分的構造的部分縱向側視圖(沿著線C-C/截取的截面圖)；圖6是示意性地例示振動子的主要部分的構造的部分截面圖；圖7是例示壓電體的主要部分的構造的分解立體圖；圖8是例示壓電體的構造和該壓電體的控制電路的圖9是示意性地例示圖6的主要構造的操作的圖，以例示可動框與接觸體之間的摩擦減?。粓D10是示出輸入到壓電體的輸入信號的曲線圖，以例示可動框與接觸體之間的摩擦減??；圖11是例示控制壓電體的控制電路的圖；圖12是圖11的控制電路的信號的時序圖；圖13是例示振動子造成的Z軸方向上的移位的曲線圖；圖14是例示由與圖13不同控制的振動子造成的Z軸方向上的移位的曲線圖；圖15是例示根據(jù)變型例的壓電體的主要部分的構造的分解立體圖； 圖16是例示該變型例的壓電體的構造和用于控制該壓電體的控制電路的圖；圖17是采用該變型例的壓電體的圖2的驅動裝置的縱向側視圖(沿著線B-B'截取的截面圖)；圖18是例示將根據(jù)本發(fā)明的第二實施方式的驅動裝置應用于自動對焦的相機的基本操作的流程圖；圖19是詳細例示圖18的自動對焦操作的流程圖；以及圖20中的(a)和圖20中的(b)是例示根據(jù)本發(fā)明的第三實施方式的驅動裝置的主要部分的構造的圖。
具體實施例方式下面，將參照附圖描述本發(fā)明的實施方式。應注意，本發(fā)明不限于這些實施方式，并且可以在不背離本發(fā)明的實質的情況下做出多種變型。<第一實施方式>根據(jù)本實施方式的攝影設備包括本發(fā)明的驅動裝置，以便于在包括通過光電轉換而獲得圖像信號的圖像傳感器的攝影元件中進行相機振動校正。這里，描述了具有可更換鏡頭的單鏡頭電子相機(數(shù)字式相機)作為本發(fā)明的應用的示例。圖I是主要示意性地例示應用了根據(jù)本發(fā)明的第一個實施方式的驅動裝置的相機的電氣系統(tǒng)構造的框圖。本實施方式的相機被具體地實現(xiàn)為相機系統(tǒng)10，如圖I所示，其包括用作攝影鏡頭的鏡頭單元200 (攝影光學系統(tǒng))和機身單元100 (主體)。鏡頭單元200被構建成可從機身單元100拆下。鏡頭單元200具有用于拍攝被攝體的光學像的攝影鏡頭202和用于焦點調整的聚焦鏡頭(未示出)。機身單元100被構造成例如具有包括圖像傳感器的攝影部117，該圖像傳感器例如被稱為電荷耦合器件(CCD)或者CMOS傳感器。在以下描述中，將把從機身單元到被攝體的方向稱為前并且將把與其相反的方向稱為后。此外，將把與由鏡頭單兀200形成的光學系統(tǒng)的光軸01重合的軸定義為Z軸，并且分別把在與Z軸垂直的平面內的彼此垂直的兩個軸定義為X軸(水平方向上的軸)和Y軸(垂直方向上的軸)。在本實施方式中，鏡頭單元200的操作由布置在鏡頭單元200中的鏡頭控制微型計算機(在下文稱為Lucom) 201控制，而機身單元100的操作由布置在機身單元100中的機身控制微型計算機(在下文稱為Bucom) 101控制。
鏡頭單元200安裝在機身單元100中，Bucom 101和Lucom 201通過通信連接器102以可通信的方式彼此電連接。接著，Lucom 201被配置成從屬于Bucom 101地協(xié)動地運行。布置在機身單元100中的電源電路135通過通信連接器102提供各個單元需要的電力。攝影鏡頭202被保持在鏡頭單元200內部。鏡頭單元200能夠經(jīng)由布置在機身單元100的前部(被攝體側)的機身架(未示出)和布置在鏡頭單元200的后部(圖像傳感器側)的鏡頭架(未示出)拆下。該可拆卸機構被構造為所謂的卡口系統(tǒng)。該構造使得相機系統(tǒng)100能夠可更換地安裝多種鏡頭作為鏡頭單元200并且進行拍攝。例如，可以安裝具有或不具有擺動功能的鏡頭單元，并且即使安裝了不具有擺動功能的鏡頭單元，也能夠使用以下參照第二實施方式描述的本發(fā)明的擺動功能進行對比度自動對焦。此外，鏡頭單元200中布置有光圈203。光圈203由諸如步進馬達(未示出)這樣被布置在光圈驅動機構205內的致動器驅動。諸如攝影鏡頭202的合焦距離、焦點距離和F值的關于鏡頭單元200的信息由位置編碼器(未示出)檢測并通過Lucom 201和通信連接器102輸出到Bucom 101。
攝影部117通過用于使攝影部移動的攝影部移動機構159而保持在機身單元100內。以下描述攝影部移動機構159。這里，攝影部117由諸如CXD或者CMOS這樣的光電轉換元件形成。在本實施方式中，在攝影部117的前側布置有諸如低通濾波器的光學濾波器118和防塵過濾器119，由此構成攝影單元116。防塵過濾器119的周邊附接有壓電元件120。壓電元件120被配置成由防塵過濾器控制電路121控制以使防塵過濾器119按照基于其尺寸和材料而確定的預定頻率振動。通過壓電元件120的振動，可以去除附著到防塵過濾器119的灰塵。在防塵過濾器119的前側布置有一般稱為焦平面快門形式的快門108。此外，在機身單元100中，設置有快門儲能機構(shutter charging mechanism) 112和快門控制電路113，快門儲能機構112使驅動快門108的前簾和后簾的彈簧儲能，快門控制電路113控制前簾和后簾的移動。光學濾波器118、防塵過濾器119和快門108可以按照需要任意設置，并且相機系統(tǒng)10可以被構造為不包括這些部件。攝影部117通過用于控制攝影部117的操作的攝影部接口電路122而電連接到圖像處理器126。圖像處理器126被配置成基于從攝影部117輸出的信號來產(chǎn)生圖像。圖像處理器126具有使用諸如SDRAM 124或者flash ROM 124這樣的存儲區(qū)域來使圖像受到預定的圖像處理的構造。圖像處理器126電連接到布置在機身單元100的后部的圖像顯示裝置123，使得圖像可以顯示在圖像顯示裝置123上。圖像顯示裝置123還起到所謂電子取景器的作用，用于實時地顯示相機系統(tǒng)10捕捉到的攝影構圖。此外，盡管本實施方式被構造為不包括光學取景器，但是可以設置所謂的單鏡頭反射型的光學取景器。記錄介質127是以可移除的方式安裝在機身單元100上的記錄介質，諸如閃速存儲器或HDD。記錄介質127記錄數(shù)據(jù)，諸如由相機系統(tǒng)10拍攝的圖像(在圖像是運動圖像的情況下還包括聲音)。非易失性存儲器128是用于存儲控制相機系統(tǒng)10所需要的控制參數(shù)的存儲區(qū)域，諸如EEPR0M。非易失性存儲器128布置為可從Bucom 101訪問。
Bucom 101具有與其連接的操作顯示LED 130、相機操作SW 131、內置閃光燈單元132和閃光燈控制電路133。操作顯示LED 130通過顯示輸入向用戶通知相機系統(tǒng)10的操作狀態(tài)。閃光燈控制電路133驅動未示出的外部閃光燈單元。相機操作SW131是開關組，其包括用于操作相機系統(tǒng)10所需要的操作按鈕，諸如釋放SW、模式改變SW和電源SW。此外，機身單元100中設置有用作電源的電池134和電源電路135。電源電路135將電池134的電壓轉換為形成相機系統(tǒng)10的電路單元需要的電壓，從而將該電壓提供給這些電路單元。此外，設置有電壓檢測電路(未示出)，其用于檢測在從外部電源經(jīng)過插口(未示出)提供電流時出現(xiàn)的電壓變化。接著，將對攝影部移動機構159進行描述，該攝影部移動機構159包括在根據(jù)本實施方式的相機中的相機振動校正功能中使用的驅動裝置。為了相機振動校正的目的，機身單元100包括攝影部移動機構159，該攝影部移動機構159用于按照允許在X軸方向、Y軸方向和圍繞Z軸的旋轉方向上的移動的方式保持攝影部117。本實施方式的相機系統(tǒng)10通 過攝影部移動機構159保持攝影部117，以由此允許攝影部117在X軸方向、Y軸方向和圍繞Z軸的旋轉方向上機械地移動。此外，攝影部移動機構159還被構造為允許攝影部117能夠在與光軸方向相對應的Z軸方向上移動。根據(jù)本發(fā)明的用于相機振動校正的驅動裝置300被構造為使用X軸致動器163、Y軸致動器164和振動子(transducer) 165作為驅動源，使可動框(保持件)145移動，其中該可動框145上安裝有包括攝影部117的攝影單元116。具體地，攝影部移動機構159被構造成包括X軸陀螺儀160、Y軸陀螺儀161、Z軸旋轉檢測器170、振動校正控制電路162、X軸致動器163、Y軸致動器164、振動子165、作為可動框的保持件(第二部件)、用作固定框的框167 (第一部件)、位置檢測傳感器168和致動器驅動電路169。這里，振動檢測器被構造成包括X軸陀螺儀160、Y軸陀螺儀161和Z軸旋轉檢測器170。無需贅言，可以設置Z軸方向上的加速度傳感器以檢測Z軸方向上的相機振動，從而使攝影部117在Z軸方向上移動。接著，參照圖2到圖5，將對本實施方式的驅動裝置300進行描述，驅動裝置300采用電磁VCM(第一驅動機構)和具有壓電體的振動子(第二驅動機構)作為驅動源。圖2是例示本實施方式的驅動裝置的構造示例的示意性正視圖，并且圖3是沿著圖2的線A-A’截取并且從側面觀察的驅動裝置的截面圖。圖4是沿著圖2的線B-B’截取并且從側面觀察的驅動裝置的截面圖。圖5中的(a)是例示VCM的示意性構造的正視圖，并且圖5中的
(b)是沿著圖5中的(a)的線C-C’截取并且從側面觀察的截面圖。圖5中的(a)的正視圖示出了從可動框側觀察的VCM，不包括軛和可動框。作為固定框的框167(第一部件)被固定到機身單元100。作為用于保持攝影部117的可動框的保持件145 (第二部件)被框167支承，從而能夠在X方向、Y方向和圍繞Z軸的旋轉方向上移動。保持件145按照以下方式被支承，三個振動子310a到310c (第二驅動機構)緊靠被布置在保持件145的一側的滑動板B 316a到316c (滑動板B 316c未示出)，布置在與保持件145的滑動板B 316a到315c相對的位置處的滑動板A 315a到314c緊靠球314a到314c，并且形成片簧的壓緊彈簧313a到313c通過球314a到314c在Z軸方向上將保持件145按壓到振動子310a到310c上。球314a到314c被構造成能夠相對于滑動板A 315a到315c(滑動板B 315c未示出)滾動和滑動。接著，振動子310a到310c包括壓電體312a到312c以及接觸體(接觸部)311a到311c，壓電體312a到312c都是一端被固定到框167的柱狀，接觸體311a到311c都粘貼到各個壓電體的另一端并具有球面形狀的端部。通過此構造，保持件145被三個接觸體311a到311c與保持件145的滑動板B316a到316c相接觸的三個點形成的平面支承，從而可在沿著該平面的方向(也稱為XY平面方向)上自由移動。此時，保持件145在Z軸方向也就是按壓方向上的位置與三個接觸體311a到311c與保持件145的滑動板B 316a到316c相接觸的三個點形成的平面(支承面)的位置一致。該平面(XY平面)與X軸和Y軸平行。當振動子310a到310c不振動時，保持件145通過接觸體311a到311c與滑動板B 316a到316c之間的摩擦力而被框167保持。另一方面，當振動子310a到310c接收到高頻率的振動時，摩擦力如以下描述那樣減小，使得保持被解除，由此使得能夠驅動VCM以使可動框146在X軸方向和Y軸方向上移動，并且圍繞Z軸方向旋轉。這里，參照圖5，對作為用于在XY平面方向上驅動保持件145的致動器的VCM(第一驅動機構)的總體結構進行描述。圖5中的(a)是示出從可動框側觀察到的VCM的正視圖，其不包括可動框側的軛和可動框。圖5中的(b)是沿著圖5中的(a)的線C-C’截取的 截面?zhèn)纫晥D。由按軌道形式纏繞的預先絕緣的導電細線形成的線圈I通過粘貼等方式固定到可動框4。板狀的磁體2在Y軸方向被磁化，以具有位于圖5中的下側的北(N)極和位于上側的南(S)極，并且通過粘接等方式固定到固定框5。此外，都由磁性材料形成的磁軛3a和3b通過粘接等方式分別在磁體2和線圈I兩側固定到可動框4和固定框5，以由此形成磁路以防止由磁體2中的電流產(chǎn)生的磁力線泄漏到外部。在此狀態(tài)下，當電流流過線圈I時，反向的電流與磁體2的反向磁力線垂直地流過，在與磁力線和電流垂直的方向上作用力，由此在Y軸方向上驅動可動框4。當電流在相反方向上通過時，可動框4在相反方向上被驅動。可以根據(jù)流過線圈I的電流的大小來改變要產(chǎn)生的力。這里，當可動框4和固定框5均由磁性材料形成時,可以取消磁軛3a和3b。接著，參照圖2、圖3和圖4，描述驅動裝置300的驅動操作。驅動裝置300包括VCM-XA 320a,VCM-XB 320b,VCM-YA 321a 和 VCM-YB 321b，它們都與圖 5 的 VCM相似地構造并且如圖2所例示地排列。VCM-XA 320a和VCM-XB 320b是用于產(chǎn)生X軸方向的驅動力的VCM,構成了圖I的X軸致動器163。VCM-YA 321a和VCM-YB 321b是用于產(chǎn)生Y軸方向的驅動力的VCM，構成了圖I的Y軸致動器164。此外，VCM-YA 321a和VCM-YB 321b可以被施加不同的驅動力(根據(jù)情況，相反方向上的驅動力)以產(chǎn)生圍繞Z軸的旋轉方向上的驅動力。當按照此方式驅動VCM時，振動子310a到310c (圖I的振動子165)被施加振動以減小接觸體311a到311c與滑動板B 316a到316c之間的接觸部的摩擦力。保持件145的位置控制由位置檢測傳感器168和致動器驅動電路169進行，位置檢測傳感器168檢測保持件145在X軸方向、Y軸方向和圍繞Z軸的旋轉方向上的位置，致動器驅動電路 169 控制 VCM-XA 320a、VCM-XB 320b、VCM-YA 321a、VCM-YB 321b 以及振動子310a到310c的動作。接著，對包括上述驅動裝置300的攝影部移動機構159的操作進行描述。X軸陀螺儀160檢測相機系統(tǒng)10圍繞X軸的旋轉的角速度，Y軸陀螺儀161檢測相機系統(tǒng)10圍繞Y軸的旋轉的角速度，Z軸旋轉檢測器170檢測相機系統(tǒng)10在XY平面內的旋轉的角速度和旋轉中心的位置。振動校正控制電路162基于如此檢測到的相機系統(tǒng)10的角速度和旋轉中心的位置來計算相機振動校正量，并且使驅動裝置300移動攝影部117，以校正相機振動。盡管本實施方式采用VCM作為移動攝影部移動機構159中的攝影部117的致動器，但是本發(fā)明不限于此，并且可以代替地采用旋轉馬達、線性馬達、超聲波馬達等。如上所述地構造的攝影部移動機構159根據(jù)相機系統(tǒng)10的移動而使攝影部117移動以由此獲得抑制由于相機系統(tǒng)10的移動而導致的攝影部117中的被攝體像的振動的功能，即所謂的圖像傳感器移動式(image sensor shift type)圖像穩(wěn)定功能。應用于本實施方式中的圖像傳感器移動式圖像穩(wěn)定的驅動裝置300當然還可以應用于鏡頭移動式(lens shift type)圖像穩(wěn)定，其中攝影鏡頭側被本發(fā)明的驅動裝置移動以進行相機振動校正。下面，參照圖6到圖9，對本實施方式中接觸體311的接觸部的摩擦減小和保持件145在Z軸方向上的驅動進行描述。圖6是示意性地例示振動子的主要部分的構造的部分截面圖。如圖6所示，固定框 15設置有振動子11 (對應于圖I的振動子165和圖2到圖4的振動子310a、310b和310c中的每一個)，并且粘貼到可動框14 (對應于圖I到圖4的保持件145)的滑動板17(對應于圖3和圖4的滑動板B 310a到316c中的每一個)被按壓在粘貼到振動子11的壓電體12 (對應于圖3和圖4的壓電體312a、312b和312c中的每一個)的端部的接觸體13 (對應于圖3和圖4的接觸體31 la、31 Ib和311c中的每一個)的球面凸部上?；瑒影?7與接觸體13之間的按壓力是由布置在固定框15與可動框14之間的彈簧16產(chǎn)生的。按壓力可以由任何機構產(chǎn)生,包括圖6所不的螺旋彈簧、片簧或者磁體產(chǎn)生的磁力，只要該機構能夠在接觸體13與17之間產(chǎn)生壓力即可。圖2到圖4例示的實施方式使用壓緊彈簧313a、313b和313c產(chǎn)生按壓力。圖9中的(a)到(g)是示意性地例示圖6的主要構造的操作的圖，用于例示可動框和接觸體之間的摩擦減小。圖9中的(a)到(g)示出當圖6的壓電體12被施加頻率電壓而振動時，預定時間間隔的可動框14和振動子11。圖10示出與圖9中的從TO到T6的時間相對地施加到振動子11的電壓信號。當把20kHz或者更高的正弦波電壓施加到壓電體12以在可動框14的接觸體與滑動板17之間的接觸面中產(chǎn)生振幅約I U m的超聲波振動時，如圖9所示，接觸體13幾乎不接觸滑動板17。更具體地，在圖9中的(a)所例示的電壓未施加到壓電體12的初始狀態(tài)中，在彈簧16的壓力下，接觸體13被按壓以與滑動板17接觸。下面，當把電壓施加到壓電體12以允許壓電體12延伸時，由于被施加了作為壓電體的移位的加速度和可動框14的質量的乘積而獲得的額外的力，接觸體13被按壓在滑動板17上。在被施加最大電壓(圖9中的(b))時，移位的加速度逐漸減小到零，并且壓電體12延伸到最大長度。如果初始施加的加速度非常大，則根據(jù)條件接觸體13在此狀態(tài)下可以不接觸滑動板17。在變形到最大程度之后，壓電體12開始收縮，并且返回到初始狀態(tài)。此時，壓電體產(chǎn)生的加速度造成的移位不能由彈簧16充分地恢復(壓電體時間常數(shù)小而彈簧16時間常數(shù)相對非常大，導致響應延遲)，這就實現(xiàn)了接觸體13不與滑動板17接觸的狀態(tài)(圖9中的(c))。接著，在使壓電體12收縮的方向上向壓電體12施加最大的電壓，接觸體13保持不與滑動板17接觸(圖9中的(d))。接著，施加到壓電體12的電壓減小到零，并且壓電體12返回到初始狀態(tài)的移位。然而，接觸體13不與滑動板17接觸(圖9中的(e))。此外，壓電體12被在延伸方向上施加電壓。隨著壓電體12的延伸，接觸體13接觸滑動板17，可動框14在離開接觸體13的方向上被施加了加速度(圖9中的(f))。當壓電體12被再次在收縮方向上施加了電壓并且壓電體12返回初始狀態(tài)的移位時，接觸體13與滑動板17再次進入不接觸狀態(tài)(圖9中的(g))。如上所述，通過圖9中的
(c)到(g)的循環(huán)而重復操作。圖9中的(a)到(c)是從靜止狀態(tài)到產(chǎn)生恒定振動的過渡狀態(tài)，因而在恒定振動狀態(tài)中重復從圖9中的(c)到(g)的過程。在從圖9中的(c)到(d)的一個循環(huán)中，接觸體13與滑動板17在該個循環(huán)的大 多數(shù)時間中彼此不接觸(處于不接觸狀態(tài))，在此期間，僅除了接觸體13與滑動板17大致在圖9中的(f)的時刻接觸時之外，摩擦力Ff變?yōu)榱?。因此，一個循環(huán)的平均摩擦力Ff變得非常小。實際上，VCM可以在不接觸狀態(tài)中在摩擦力Ff為零的情況下工作，并且由于與壓電體12的振動周期相對應的瞬間摩擦力而承受制動力。然而，振動的周期充分小以允許VCM平滑操作就如同摩擦力恒定小一樣。從此操作可理解，壓電體12可以改變振動振幅，由此改變接觸體13與滑動板17之間的接觸時間。當時振動振幅減小到極小時(振幅被設定為接近零的值)，接觸體13與滑動板17的狀態(tài)與彼此恒定接觸的狀態(tài)幾乎沒有不同，并且摩擦力Ff被獲得為Ff ii Fp。在此，u表示接觸體13與滑動板17之間的接觸面的摩擦系數(shù)，F(xiàn)p表不彈簧16的按壓力。這里，當壓電體12振動時，由于超聲波振動，接觸體13被施加數(shù)萬m/s2級別的加速度。因此，為了抑制可聽到的噪聲，接觸體13可以優(yōu)選地由剛性高的金屬或者陶瓷形成，更優(yōu)選地由諸如PPS的高剛性樹脂與諸如陶瓷粉末、玻璃纖維或者碳纖維的材料的混合物形成。此外，接觸體13可以通過剛性高的環(huán)氧粘合劑粘接到壓電體12。另一方面，與接觸體13接觸的滑動板17可以優(yōu)選地由剛性高并且耐摩擦的金屬或者陶瓷形成，更優(yōu)選地由無磁性的不銹鋼等制成，這是因為在本實施方式中VCM的磁體布置在滑動板17附近。圖7和圖8都例示了分別形成振動子310a、310b和310c的壓電體312a、321b和312c的構造。圖7是詳細例示壓電體312a、321b和312c中的任一個的分解立體圖。壓電體312a、321b和312c中的每一個都由多層壓電體形成，所述多層壓電體包括由諸如鋯鈦酸鉛的壓電陶瓷形成的多個壓電單板，這些壓電單板相互疊置。疊置的壓電體具有包括由矩形板狀的壓電板A401和矩形板狀的壓電板B 402組成的對的基本構造410，壓電板A401具有形成在一側的表面上的用作內部電極的電極C 401c，壓電板B 402具有形成在一側的表面上的用作內部電極的電極C 402c。這些壓電板以多個對層壓，由此形成多層壓電體。電極C 401c和402c被在不同的側位置引出，將壓電板A 401和壓電板B 402層壓，并且再在之上層壓不具有內部電極的壓電板C403。如此形成的多層壓電體受到烘烤，并且在側面形成電極A 401a和電極B 401b，以允許內部電極交替地連接到壓電板A 401和壓電板B402,使得在作為最外層表面的壓電板C 403的表面上形成兩個電極，即電極A 403a和電極B 403b。盡管圖7示出了多個壓電單板的層壓，但是通過折疊壓電單板也可以獲得相同構造。當如此形成的多層壓電體被在電極A和電極B之間施加以高電壓時，壓電板A401和壓電板B 402在板厚度方向上的相同方向上極化。因此，如圖8所示，當在電極A和B中的一個電極406接地而電極A和B中的另一個連接到壓電體控制電路500的信號輸出端子的情況下施加頻率電壓時，壓電體312a、312b和312c都在板厚度方向上延伸或者收縮。圖11是示意性地例示驅動裝置300中的壓電體312a、312b和312c的壓電體控制電路500的構造的電路圖。圖12是示出從圖11的壓電體控制電路500中的各個部件輸出的信號Sigl到Sig4的波形的時序圖。這里，壓電體控制電路500構成了圖I的致動器驅動電路169的一部分。如上所述，當壓電體被構造成多層壓電體時，壓電體可以以較低電壓驅動，以由此進一步減小驅動電路的尺寸。如圖11所示，壓電體控制電路500包括N進制計數(shù)器182、二分頻時鐘分頻電路183、反相器184、多個MOS晶體管Q00、Q01、Q02、變壓器185和電阻器R00。該電路被按照以下方式配置，與變壓器185的一次側相連接的MOS晶體管QOl和MOS晶體管Q02的通/斷開關操作在變壓器185的二次側產(chǎn)生預定周期的信號(Sig4)。壓電體312a、312b和312c基于該預定周期的信號被驅動，從而產(chǎn)生圖9例示的振動。Bucom 101通過作為控制端口而設置的兩個IO端口——即，IO端口 P PwCont和IO端口 D NCnt——以及布置在Bucom 101內部的時鐘產(chǎn)生器186，如下所述地控制壓電體控制電路500。時鐘產(chǎn)生器186按照比施加到壓電體312a、312b和312c的信號的頻率充分高地頻率向N進制計數(shù)器182輸出脈沖信號(基礎脈沖信號)。所輸出的信號對應于具有圖12的時序圖所示的波形的信號Sigl。該基礎時鐘信號接著被輸入到N進制計數(shù)器182。
N進制計數(shù)器182對該脈沖信號計數(shù)并且每次達到預定值“N”時輸出計數(shù)結束脈沖信號。換句話說，該基礎時鐘信號被分頻為1/N。如此輸出的信號對應于具有圖12的時序圖所示的波形的信號Sig2。被這樣分頻的脈沖信號的高電平與低電平的占空比不是I : I。因此，該脈沖信號經(jīng)過二分頻時鐘分頻電路183以將占空比轉換為I : I。經(jīng)過轉換的脈沖信號對應于具有圖12的時序圖所示的波形的信號Sig3。在經(jīng)轉換的脈沖信號的高狀態(tài)中，接收向其輸入的信號的MOS晶體管QOl導通。另一方面，該脈沖信號經(jīng)過反相器184施加到MOS晶體管Q02。因此，在經(jīng)轉換的脈沖信號的低狀態(tài)中，接收向其輸入的信號的MOS晶體管Q02導通。當連接到變壓器185的一次側的MOS晶體管QOl和MOS晶體管Q02交替導通時，在二次側具有周期的信號類似于圖12中的信號Sig4。變壓器185的匝比基于電壓控制電路501的輸出電壓與驅動壓電體312a、312b和312c所必須的電壓來限定。設置電阻器ROO是為了防止過大的電流流過變壓器185。此外，電源電路135的輸出電壓輸入到電壓控制電路501。電壓控制電路501的輸出電壓基于Bucom 101的VCnt而設定，限定了要施加到壓電體312a、312b和312c的電壓。電壓控制電路501的輸出電壓限定了壓電體312a、312b和312c的振動振幅。圖13是示出被電壓控制電路501改變的具體振動振幅的曲線圖。在此情況下，接觸體311a、311b和311c和保持件145的滑動板之間在Z軸方向上的接觸位置隨著相對于基準振幅的振幅大小而改變。此時，接觸位置的變化AZ是4i!m。按照這種方式，通過控制施加到壓電體312a、312b和312c的電壓，還可以控制保持件145在Z軸方向上的位置。在圖13中，相對于不使壓電體振動的情況，與基準振動相關聯(lián)的變化AZ是Iy m。然而，如果該值被存儲在非易失性存儲器128中，則可以校正該值。在驅動壓電體312a、312b和312c時，MOS晶體管QOO必須處于導通狀態(tài)并且電壓必須從電壓控制電路501施加到變壓器185的中心抽頭。在此情況下，通過BucomlOl的IO端口 P PwCont進行MOS晶體管QOO的通/斷控制。N進制計數(shù)器182具有可以通過Bucom101的IO端口 D NCnt設定的設定值“N”。因而，Bucom 101可以適當?shù)乜刂圃O定值“N”，由此任意地改變壓電體312a、312b和312c的驅動頻率。此外，振動子310a、310b和310c的諧振頻率可以被設定為驅動頻率，并且振動子310a、3IOb和310c的振動振幅可以被放大以在低電壓工作。當把諧振頻率設定為驅動頻率時，必須進行控制以檢測壓電體312a、312b和312c的振動狀態(tài)以跟隨該諧振頻率。例如可以通過檢測輸入到壓電體312a、312b和312c的電流來檢測振動狀態(tài)。此時，可以基于以下式(I)來計算頻率。fdrv = fpls/2N (1)，
其中N表示設定到N進制計數(shù)器182的值，fpls表示來自時鐘產(chǎn)生器186的輸出脈沖的頻率，并且fdrv表示要施加到壓電體312a、312b和312c的各個信號的頻率。這里，在Bucom 101的CPU(控制單元)中進行基于式(I)的算術運算。此外，在本實施方式中，fdrv可以優(yōu)選地被設定為20kHz或者更高的頻率。壓電體312a、312b和312c以fdrv的頻率振動,這處于超聲波范圍內并且人聽不見。當用于記錄運動圖像的同時記錄聲音時，要求相機系統(tǒng)10的驅動噪聲很小。常規(guī)麥克風檢測不到超聲波范圍，因為這種聲音超出人的聽覺范圍?？梢允┘又绷麟妷撼煞?，而不改變施加到壓電體312的電壓的振動頻率。圖14示出了由不同的壓電體控制電路(未示出)控制的壓電體312a、312b和312c的振動。取消了圖11中的電壓控制電路501，并且將電源電路135的輸出直接輸入，使得可以把與直流電壓電路的輸出(直流(DC)電壓)相加的壓電體控制電路的輸出施加到壓電體312a、312b和312c。用此構造，可以控制直流電壓電路的輸出以由此使得能夠控制接觸體311a、311b和311c中的每一個與保持件145的滑動板之間在Z軸方向上的接觸位置。在此情況下，通過施加DC電壓，可以控制保持件145在Z軸方向上移動，無需驅動VCM。如上所述，根據(jù)實施方式的相機系統(tǒng)10包括VCM-XA320a、VCM-XB 320b、VCM-YA321a和VCM-YB 321b，它們用于在沿著由接觸體311a到311c形成的支承面(XY平面)的方向上相對于框(固定框)167移動保持件(可動框)145，保持件(可動框)145上布置有圖像傳感器；以及振動子310a到310c，它們用于使接觸體311a到311c在按壓方向(Z軸方向)上相對于框167移位，其中振動子310使接觸體311在按壓方向上振動，由此減小接觸體311a到311c中的每一個與保持件145的滑動板B 316a到316c之間的摩擦力，使得出于振動校正的目的，驅動裝置300可以利用小的驅動力移動攝影部117以使其移位。此時，通過簡單構造，除了在支承面(XY平面)內的驅動，還使得在與支承面垂直的按壓方向(Z軸方向)上的驅動成為可能。此外，相機系統(tǒng)10能夠在不進行相機振動校正的情況下停止振動子310a到310c，從而精確地保持它們的位置。也就是說，根據(jù)本實施方式，與分別設置用于在X軸方向上和在Y軸方向上的驅動的單獨的可動框以在X軸方向上和Y軸方向上獨立地進行驅動的情況相比，只需要采用作為固定框的框167和作為移動框的保持件145來進行沿著XY平面的方向上的驅動，這使得結構緊湊并且容易安裝。此外，相機系統(tǒng)10的驅動裝置300甚至在按壓方向(Z軸方向)上也能夠驅動攝影部117，這適用于對圖像傳感器在光軸方向上的位置進行精細調整?！醋冃屠档谝粚嵤┓绞降膲弘婓w312a、312b和312c均可以被構造成用于產(chǎn)生屈曲振動(flexing vibration)的多層壓電體。如在第一實施方式中那樣,用于產(chǎn)生屈曲振動的多層壓電振動子都被構造為包括如圖15中的主要部分中示出的多個壓電體，每個壓電體都為矩形板狀。然而，本示例的壓電體均具有包括第一基本構造411和第二基本構造412在內的兩個基本構造，因而與第一實施方式的壓電體312a、312b和312c不同。第一基本構造411包括壓電板A 401和壓電板B 402，它們按此順序依次層壓，這類似于第一實施方式的基本構造410。另一方面，與該第一基本構造411相反，第二基本構 造412的壓電板B 402和壓電板A 401按此順序依次層壓。如圖16所示，壓電體312包括第一基本構造411和第二基本構造412，每一個基本構造都包括大致相同數(shù)量的壓電板，這些壓電板通過彼此疊置而一體地形成。壓電體312的位于第一基本構造411側的一個表面連接到柔性板404，并且接觸體311通過粘接劑等固定到第二基本構造412的端面的中央。此外，壓電體312的位于第一基本構造411側的端面通過粘接劑等固定到位于支承部件318的兩端上的兩個突起處，柔性板404夾在它們之間，以能夠進行屈曲振動。另外，如圖17所示，支承部件318具有矩形形狀的主體，其嵌入到框167的矩形凹部中以通過粘接劑等固定，該主體位于與形成突起的一側不同的一側。支承部件318優(yōu)選地由諸如橡膠或者樹脂這樣的振動阻尼材料形成，以防止振動傳遞到框。對于其它構造，本變型例類似于第一實施方式。在此狀態(tài)下，當圖16的壓電體控制電路500施加正弦波電壓時，在施加正電壓時，包括第一基本構造411的組的壓電部分在例如矩形的縱方向上延伸，而包括第二基本構造412的組的壓電部分在矩形的縱方向上收縮。結果，由于第一基本構造411和第二基本構造412—體地形成，壓電體以延伸側的壓電表面翹曲為凸形的方式彎曲。接著，當施加負電壓時，壓電體彎曲到與施加正電壓的情況相反的另一偵彳。因此，粘貼到壓電體的接觸體在壓電體的層壓方向上振動。該構造的優(yōu)點在于允許壓電體的振幅被進一步放大?！吹诙嵤┓绞健当景l(fā)明的第二實施方式采用了與第一實施方式相似的構造。在第二實施方式中，在Bucom 101的控制下，為了通過所謂的對比度檢測法進行自動對焦，針對通過攝影部117在光軸方向上以預定振幅的振動(擺動操作)而由圖像處理器126產(chǎn)生的多個圖像中的每一個計算預定區(qū)域(聚焦區(qū)域)中的對比度值，以由此檢測焦點位置在遠距離側還是在近距離側。接著，在通過進行擺動操作，在存在焦點的方向上移動聚焦鏡頭202的同時拍攝圖像(攝影)，使得可以從這些圖像中檢測到最大的對比度狀態(tài)(焦點)。聚焦鏡頭202在焦點停止，因而進行自動聚焦。下面，參照圖18和圖19描述相機系統(tǒng)10的操作。圖18例示了當本發(fā)明的驅動裝置應用于相機系統(tǒng)10的自動聚焦(AF)操作時相機系統(tǒng)10的操作。圖19例示了圖18的自動聚焦(AF)操作。圖18的相機系統(tǒng)10的攝影序列的操作控制主要在Bucom 101的控制下進行。
首先，當相機系統(tǒng)10的相機操作SW 131的電源SW被操作時，Bucom 101進行用于啟動相機系統(tǒng)的預定的初始設定序列(步驟S101)。在此初始設定序列中,Bucom 101從非易失性存儲器128讀出必要的控制參數(shù)。接著，Bucom 101檢測是否存在與連接器相連接的諸如閃光燈單元和電子取景器這樣的附件(步驟S102)。此外，Bucom 101檢測相機操作SW的開關的狀態(tài)(步驟S103)。被檢測狀態(tài)的開關的示例包括用于在記錄模式和再現(xiàn)模式之間切換的開關和用于在運動圖像和靜止圖像之間切換的開關。相機操作SW 131不限于用硬件實現(xiàn)的開關，還可以還包括基于軟件的開
關。 之后，Bucom 101檢測相機系統(tǒng)10處于再現(xiàn)模式還是處于記錄模式(步驟S104)。當相機系統(tǒng)10處于再現(xiàn)模式時，啟動運動圖像或者靜止圖像再現(xiàn)程序以在圖像顯示裝置123上顯示示出可被再現(xiàn)的圖像的選擇畫面，并且根據(jù)來自用戶的指令進行圖像再現(xiàn)(步驟S105)。再現(xiàn)模式不直接涉及本申請，因此省略其詳細描述。接著，當不處于再現(xiàn)模式時，檢測相機系統(tǒng)處于靜止圖像拍攝模式還是處于運動圖像拍攝模式。具體地，相機操作SW 131的用于在運動圖像和靜止圖像之間切換的運動圖像按鈕經(jīng)受通/斷檢測(步驟S106)。當運動圖像按鈕接通時，記錄標記被反轉，該記錄標記指示是否正在記錄運動圖像(步驟S107)。換句話說，每次接通運動圖像按鈕，就對記錄標記的通/斷進行切換。接著，檢測記錄標記(步驟S108)。當記錄標記是接通時，進行自動曝光(AE)處理(步驟S109)，之后執(zhí)行利用擺動的AF操作(步驟S110)。圖19是例示圖18的AF操作(步驟SllO和S116)的流程圖。在AF操作中，攝影光學系統(tǒng)被這樣構造，具有圖像傳感器的攝影部117在光軸方向上的微小移動變?yōu)楣鈱W上等同于聚焦鏡頭(未不出)在光軸方向上的移動，并且基于攝影部117在光軸方向上的微小移動之后所處的位置的AF評估值(對比度值)來識別存在聚焦鏡頭的焦點位置的方向，以由此移動聚焦鏡頭。首先，Bucom 101檢測相機系統(tǒng)是否處于AF模式狀態(tài)(步驟S201)。當不處于AF模式狀態(tài)時，執(zhí)行非AF模式的操作。由于非AF模式的處理不直接涉及本發(fā)明，因此省略其詳細描述。當相機系統(tǒng)處于AF模式狀態(tài)時，則接著檢測相機系統(tǒng)是否處于AF啟動狀態(tài)(步驟S202)。在此步驟中，例如在拍攝靜止圖像的情況下，檢測第一釋放按鈕是否處于接通狀態(tài)，以確定相機系統(tǒng)是否處于AF啟動狀態(tài)。當處于AF啟動狀態(tài)時，Bucom 101驅動振動子310a到310c (165)的壓電體312以振動(步驟S203)，以由此減小接觸體311a至Ij 311c與滑動板B 316a到316c之間在Z軸方向上作用的摩擦力Ff。這里，摩擦力Ff的減小造成保持件145在XY平面內的重力方向上移動。鑒于此，VCM 320a、320b、321a和321b被同時驅動，以由此執(zhí)行保持件145的位置控制。例如，可以在執(zhí)行振動校正操作的同時執(zhí)行擺動操作。接著,在Bucom 101的控制下，由接觸體311a到311c形成的支承面在Z軸方向(按壓方向)上的移位被改變，以由此擺動攝影部117 (步驟s204)。如圖13所示，通過改變施加到壓電體312a到312c中的每一個的電壓的交流成分的振幅來改變接觸體311a到311c的每個的振動振幅，改變了擺動。此外，如圖14所示，可以改變施加到壓電體312a到312c中的每一個的電壓的直流成分以使接觸體311a到311c中的每一個的振動中心移位。Bucom 101通過擺動來移動聚焦鏡頭的位置，由此使用攝影部117多次(例如，三次)拍攝圖像(步驟s205)?；谶@樣拍攝的圖像，圖像處理器126檢測這些圖像的對比度值(步驟S206)。將對比度的最大值與最小值之間的差與容許值進行比較(步驟S207)。當該差大于容許值時，該對比度值的差辨別出聚焦鏡頭的焦點位置存在的方向，使得Bucom101使Lucom 201利用鏡頭驅動機構(未示出)在焦點位置的方向上驅動聚焦鏡頭(步驟S208)。按照此方式，可以使聚焦鏡頭更靠近焦點位置。Bucom 101反復地執(zhí)行步驟S204到S208的處理，直至所獲得的對比度值的差變?yōu)榈扔诨蛘咝∮陬A定的容許值為止(步驟S207)，接著Bucom 101停止AF處理，確定對比度在其最佳狀態(tài)，即，處于合焦狀態(tài)。此時，Bucom 101首先停止擺動(步驟S209)。此外，對振動子310a到310c的壓電體312a到312c的驅動也停止(步驟S210)，接著，攝影部117在Z軸方向上的位置返回到驅動振動子310a到310c之前的位置。為了將攝影部117在Z軸 方向上的位置保持在預定位置，可以向振動子310a到310c的壓電體312a到312c施加與期望的移位量相對應的預定直流電壓。接著，如圖18所示，在完成AF操作之后(步驟S110)，進行運動圖像拍攝(步驟Sill).這樣拍攝的運動圖像被圖像處理器126處理(步驟S112)，并且被記錄在記錄介質127 上(步驟 S113)。之后，除非執(zhí)行了電源關閉操作，否則確定電源處于打開狀態(tài)(步驟S121)，并且Bucom 101的處理返回步驟S104。除非不進行特定操作，否則處理經(jīng)過步驟S104、S106和S108，以重復從AE操作(步驟S109)到圖像記錄(步驟S113)的操作，以繼續(xù)運動圖像拍攝。接著，當在上述運動圖像拍攝模式中操作了運動圖像按鈕時，Bucom 101檢測到運動圖像按鈕被接通(步驟S106)，并且將記錄標記反轉(步驟S107)。結果，確定相機系統(tǒng)不處于運動圖像記錄狀態(tài)(步驟S108)，處理進行到靜止圖像拍攝模式，并且終止運動圖像的拍攝和記錄。然而，圖像顯示裝置123繼續(xù)運動圖像顯示(即時顯示顯示)，直至在步驟S121中電源關閉為止。在靜止圖像拍攝模式中，Bucom 101檢測釋放SW是否被攝影師半程地按下，也就是說，第一釋放按鈕是否被接通(步驟S114)。當檢測到第一釋放按鈕被接通時，執(zhí)行自動曝光(AE)處理(步驟S115)，并且之后執(zhí)行利用擺動的AF操作(步驟S116)。在步驟S116，執(zhí)行圖19的AF操作。此時，在圖像顯示裝置123上顯示在步驟S205拍攝的圖像。接著，如圖18所示，當AF操作完成時(步驟SI 16)，經(jīng)過檢測到電源關閉的步驟S121, Bucom 101返回到步驟S104。除非用戶不改變模式，否則處理經(jīng)過步驟S104、步驟S106和步驟S108進行，并且在步驟S114再次檢測第一釋放按鈕是否被接通。這里，第一釋放按鈕已經(jīng)接通，處理分叉到“否”。接著，Bucom 101檢測第二釋放按鈕的操作，該操作是將釋放SW完全按下的操作(步驟S117)。當?shù)诙尫虐粹o被接通時，執(zhí)行靜止圖像拍攝(步驟S118)。在步驟S118獲得的圖像數(shù)據(jù)通過攝影部接口電路122傳送以由圖像處理器126處理(步驟SI 19)，并且在被記錄在記錄介質127上的同時顯示在圖像顯示裝置123上(步驟S120)。另一方面，當在步驟S117中第二釋放按鈕被斷開時，處理經(jīng)過步驟S121返回到步驟S104,并且除非執(zhí)行特定操作，否則重復步驟S104、S106、S108、S114、S117和S121的處理。在靜止圖像拍攝模式中，當?shù)谝会尫虐粹o被接通時，利用AF操作拍攝的圖像(步驟S116)顯示在圖像顯示裝置123上，并且每一次接通第二釋放按鈕時，執(zhí)行每一幀的靜止圖像拍攝和記錄(步驟SI 18到S120)。在運動圖像或者靜止圖像拍攝模式中執(zhí)行了圖像記錄(步驟S113和步驟S120)之后，相機系統(tǒng)10進行圖像再現(xiàn)和靜止圖像/運動圖像拍攝直至檢測到電源關閉為止(步驟S121)。當檢測到電源關閉時，適時地進行終止處理，以停止向相機的各個部件饋送電力。如上所述，根據(jù)本實施方式，在相機系統(tǒng)10中，振動子310a到310c的振動振幅或者振動中心的移位量被改變，以由此改變具有圖像傳感器的攝影部117在Z軸方向上相對于框167的移位，并且基于從圖像傳感器獲得的圖像的對比度值來檢測聚焦方向，這使得能夠在采用與第一實施方式相似的簡單構造時執(zhí)行焦點調整。因此，相機系統(tǒng)10通過擺動既能夠執(zhí)行相機振動校正也能夠執(zhí)行自動聚焦，并使用構造簡單的驅動裝置300。此外，對VCM和壓電體的使用使得能夠高精度地執(zhí)行攝影部117的位置控制。此外，在本實施方式 中，擺動機構設置在攝影部117側，因而本實施方式可提供高速的、高精度對比度的自動聚焦，無論是否使用了鏡頭單元。此外，VCM被用于在沿著XY平面的方向上進行驅動，并且使用壓電元件執(zhí)行在Z軸方向上的驅動，由此實現(xiàn)了體積緊湊并允許精確位置調整的三維鏡臺的制造。在圖2、圖3和圖4中，設置了三個振動子310a、310b和310c。三個振動子在Z軸方向上受到相互獨立地控制，由此調整保持件145的傾斜。如上所述，可以在數(shù)U m的級別執(zhí)行精確控制，使得能夠通過對振動子310a、310b和310c的控制來校正，由于鏡頭單元或者機身的制造而在相機系統(tǒng)的鏡頭單元或者機身中存儲的光軸和攝影部的傾斜量?？梢酝ㄟ^多種方式來補償焦點位置在Z軸方向上的制造誤差。當然，該校正可以在保持件145為了執(zhí)行相機振動校正而在XY平面內操作時進行，并且在向壓電體312a、312b和312c施加直流電壓時還可以無需操作諸如VCM的致動器來實現(xiàn)。〈第三實施方式〉第三實施方式與第一實施方式的不同之處在于驅動裝置的振動子以及其周圍的構造。圖20中的(a)和圖20中的(b)是例示根據(jù)本發(fā)明的第三個實施方式的驅動裝置的主要部分的構造的圖。圖20中的(a)例示了圖2的振動子310a和其周圍的構造。圖20中的(b)是沿著圖20中的(a)的線E-E’截取的截面圖。如圖3所示，在第一實施方式中，利用固定到框167的壓緊彈簧313，從前方將保持件145按壓在框167上。在本實施方式中，如圖20所示，按壓力是由通過粘接劑等粘貼了振動子310a的雙端支承按壓彈簧318產(chǎn)生的。在下文中，描述與第一實施方式的不同之處。首先，框167的外緣部向Z軸方向向前延伸，并且前固定框150通過螺釘317固定到框167的前部。壓電體312a被布置為穿過在框167中形成的孔。環(huán)形橡膠件151在Z軸方向的中點處設置在壓電體312a的外周，并且橡膠件151的外周固定到孔的內周。橡膠件151抑制了振動子310a的前端(振動子310a的接觸體311a)在XY平面內的方向上的振動，而未抑制振動子310a在Z軸方向上的振動。橡膠件151可以由包括樹脂材料的任何材料形成，諸如聚氨酯(urethane)、軟木(cork)、毛租(felt)或者海綿,而不一定是橡膠，只要該材料具有振動阻尼屬性即可。此外，框167具有通過螺釘152a、152b固定的按壓彈簧318，以在與接觸體311a相反側的端部按壓振動子310a。由于按壓彈簧318，固定到振動子310a的前端的接觸體311a被以預定量的力按壓到粘貼到布置在前固定框150和框167之間的保持件14的滑動板B 316a上。另一方面，保持件145具有粘貼到其前方的滑動板A 315a，并且隔著作為滾動部件的球314a夾在框167和前固定框150之間。當振動子310a停止時，保持件145在接觸體31 Ia和滑動板B 316a之間產(chǎn)生大的摩擦力，因而防止保持件145在XY平面內移動。球314a和滑動板A之間的滾動摩擦在球314a側產(chǎn)生非常小的摩擦力。然而，在振動子310a側產(chǎn)生的摩擦力很大，這導致整體上作用的大的保持力。另一方面，當振動子31Oa操作時，振動子310振動以相對于固定框移位，這可以減小接觸體311a與滑動板B 316a之間的摩擦力。在此情況下，振動子310a在沿著XY平面的方向上的操作造成了在球314a與滑動板A 315a之間產(chǎn)生小的摩擦力，因而球314a可以優(yōu)選地被保持在圖20的形態(tài)。其它構造和效果類似于第一實施方式。因此，使用相同的附 圖標記表示相同部件，并且省略其描述。根據(jù)本實施方式，當310a相對于框167振動時，滑動板B 316a和接觸體311a之間的相對位置移動減小了滑動板B 316a與接觸體311a之間的摩擦力，如在第一實施方式中那樣。結果，在為了相機振動校正而驅動時，驅動裝置300能夠用較大的驅動力移動攝影部117并使其移位，而當停止時，攝影部117可以被精確地保持在位置處。此外，本實施方式被構造成僅允許球314a的摩擦力作用在前固定框150與滑動板A 315a之間，由此進一步減小摩擦力。此外，在本實施方式中，前固定框150被固定到保持件145，球314a被夾在它們之間，因而保持件145能夠僅在沿著XY平面的方向上移位，而不在Z軸方向上移位。因此，本實施方式特別適用于不需要Z軸方向上的移位的應用。應注意的是，本發(fā)明不限于上述實施方式，并且可以進行多種變型和改變。例如，本發(fā)明的驅動裝置可以不僅應用于實施方式中例示的相機系統(tǒng)，而且還能應用于涉及XY平面內的驅動和Z軸方向上的驅動的各種領域，諸如工具顯微鏡中的鏡臺。另外，第一驅動機構不限于VCM，可以采用諸如旋轉馬達、線性馬達和超聲波馬達的多種致動器。此外，第二驅動機構不限于使用壓電體的驅動機構，可以采用能夠振動的多種驅動機構。例如，可以通過使用已知馬達的偏心部件的旋轉產(chǎn)生振動。此外，在上述實施方式中，第一部件被構造成用作固定框的框，并且第二部件被構造成用作可動框的保持件。然而，可以采用將第一部件構造成可動框并將第二部件構造成固定框的另一構造。在此情況下，例如，可動框設置有振動子，并且固定框在與振動子的接觸體相對的位置處設置有滑動板。此外，振動子可以不包括接觸體，并且壓電體可以具有由塑料工程材料等形成的要與滑動板接觸的接觸部，由此允許壓電體與滑動板直接鄰接。因此，本發(fā)明的接觸部不限于實施方式中例示的接觸體。此外，取決于保持件和框的材料，或者通過表面處理，可以省略滑動板。另外，施加到壓電體的電壓不限于正弦波電壓，還可以是矩形波或三角波電壓。此外，即使在第一和第二實施方式中，也可以如在第三實施方式中那樣通過球來按壓保持件。接觸部和振動子的數(shù)量不限于三個，可以是不同于三的任意數(shù)量。例如，如果接觸部具有大而平坦的接觸面，則單個接觸部分足以保持支承面。在這種情況下，可以僅設置一個接觸部。相關申請的交叉引用本申請要求2011年4月21日提交的日本專利申請2011-095012的優(yōu)先權，全部內容在此通過引用并入本文。符號描述I 線圈2 磁體3a、3b 磁軛
4、14、145保持件(可動框)5、15、167 框(固定框)10相機系統(tǒng)ll、310a、310b、310c 振動子12、312a、312b、312c 壓電體13、311a、311b、311c 接觸體16、313a、313b、313c 彈簧(壓緊彈簧)100機身單元IOlBucom(機身控制微型計算機)102通信連接器108 快門112快門儲能機構113快門控制電路117攝影部118光學濾波器119防塵過濾器123圖像顯示裝置126圖像處理器128非易失性存儲器(存儲部)135電源電路145保持件159攝影部移動機構163X軸致動器164Y軸致動器165振動子168位置檢測傳感器169致動器驅動電路200鏡頭單元201LuCOm (鏡頭控制微型計算機)202攝影鏡頭
203 光闌300驅動裝置314a、314b、314c 球315a、315b、315c 滑動板 A316a、316b、316c 滑動板 B320a、320b VCM-XA, VCM-XB
32la、32Ib VCM-YA, VCM-YB500壓電體控制電路
權利要求
1.一種驅動裝置，該驅動裝置包括 第一部件； 接觸部，其被所述第一部件支承； 第二部件，其被按壓到所述接觸部上而被支承； 第一驅動機構，其用于在沿著由所述接觸部形成的支承面的方向上相對于所述第一部件移動所述第二部件；以及 第二驅動機構，其用于在所述按壓的方向上使所述接觸部相對于所述第一部件移位，其中所述第二驅動機構使所述接觸部在所述按壓的方向上振動，以減小所述接觸部與所述第二部件之間的摩擦力。
2.根據(jù)權利要求I所述的驅動裝置，其中所述第二驅動機構使支承所述第二部件的所述支承面在所述按壓的方向上移位。
3.根據(jù)權利要求2所述的驅動裝置，其中改變所述接觸部的振動振幅來控制所述支承面的移位。
4.根據(jù)權利要求2所述的驅動裝置，其中使所述接觸部的振動中心移位來控制所述支承面的移位。
5.根據(jù)權利要求I所述的驅動裝置，其中 所述第二驅動機構包括壓電體；并且， 所述接觸部是粘接到所述壓電體的接觸體。
6.根據(jù)權利要求I所述的驅動裝置，該驅動裝置還包括多個所述接觸部和多個所述第二驅動機構， 其中使所述接觸部的振動振幅或振動中心的移位量彼此不同，以調整所述第二部件相對于所述第一部件的傾斜。
7.一種攝影設備，該攝影設備包括 固定框，其固定到主體部； 振動檢測器,其固定到所述主體部并檢測振動； 接觸部，其被所述固定框支承； 可動框，其被按壓在所述接觸部上而被支承； 圖像傳感器，其固定到所述可動框； 攝影光學系統(tǒng)，其被所述主體部支承，并且具有與由所述接觸部形成的支承面垂直的方向上的光軸，所述攝影光學系統(tǒng)在所述圖像傳感器上形成被攝體像； 第一驅動機構，其用于在與所述攝影光學系統(tǒng)的所述光軸垂直的方向上移動所述可動框；以及 第二驅動機構，其用于使所述接觸部在所述光軸的方向上相對于所述固定框移位，其中所述第二驅動機構在所述光軸的方向上移動所述接觸部以減小所述接觸部與所述可動框之間的摩擦力，并且 所述第一驅動機構基于來自所述振動檢測器的信號移動所述圖像傳感器以對振動進行補償。
8.一種攝影設備，該攝影設備包括 固定框，其固定到主體部；接觸部，其被所述固定框支承； 可動框，其被按壓在所述接觸部上而支承； 圖像傳感器，其固定到所述可動框； 攝影光學系統(tǒng)，其被所述主體部支承，并且具有與由所述接觸部形成的支承面垂直的方向上的光軸，所述攝影光學系統(tǒng)在所述圖像傳感器上形成被攝體像； 第一驅動機構，其用于在與所述攝影光學系統(tǒng)的所述光軸垂直的方向上移動所述可動框；以及第二驅動機構，其用于使所述接觸部在所述光軸的方向上相對于所述固定框移位，其中所述第二驅動機構使所述接觸部在所述光軸的方向上振動以減小所述接觸部與 所述可動框之間的摩擦力，并且所述接觸部的振動振幅或振動中心的移位量被改變，以使所述圖像傳感器在所述光學系統(tǒng)的所述光軸上相對于所述固定框移位，由此檢測焦點位 置。
全文摘要
本發(fā)明涉及驅動裝置和使用該驅動裝置的攝影設備。利用簡單的構造，該驅動裝置除了能夠在沿著支承面的方向上進行驅動，還能夠在Z軸方向上進行驅動，減小驅動時的摩擦以增加驅動力，并且在停止時進行精確的位置保持。驅動裝置(300)包括框(167)；接觸體(311)，其由框(167)支承；保持件(145)，其被按壓在接觸體(311)上以由該接觸體(311)支承；VCM(320、321)，它們用于在沿著由接觸體(311)形成的支承面的方向上相對地移動框(167)；以及振動子(310)，其用于在Z軸方向上使接觸體(311)相對于框(167)移位。在驅動時，振動子(310)使接觸體(311)在Z軸方向上振動以減小接觸體(311)與保持件(145)之間的摩擦力。
文檔編號H04N5/232GK102749697SQ201210117009
公開日2012年10月24日 申請日期2012年4月19日 優(yōu)先權日2011年4月21日
發(fā)明者川合澄夫 申請人:奧林巴斯映像株式會社