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CN104685398B - 透镜驱动装置以及方法 - Google Patents

透镜驱动装置以及方法 Download PDF

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CN104685398B
CN104685398B CN201380050736.3A CN201380050736A CN104685398B CN 104685398 B CN104685398 B CN 104685398B CN 201380050736 A CN201380050736 A CN 201380050736A CN 104685398 B CN104685398 B CN 104685398B
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Abstract

本发明提供一种对使用了音圈电动机的透镜移动时的速度变动进行抑制的透镜驱动装置以及方法。对线圈(25、26)的线圈位置(P)进行检测。第1存储表(33)基于磁通密度分布(BD)来预先存储每个线圈位置(P)的第1修正系数(C1)。从该第1存储表(33),读取与检测出的线圈位置(P)对应的第1修正系数(C1)。利用读取出的第1修正系数(C1),按每个线圈位置(P)来修正电流(I0)。使修正后的电流(I0×C10)流过线圈(25、26),从而使得透镜(17)与线圈(25、26)一起在光轴方向移动。

Description

透镜驱动装置以及方法
技术领域
本发明涉及一种被用于数字照相机等的透镜驱动装置以及方法。
背景技术
数字照相机、摄像机等为了聚焦和变焦,设置有透镜驱动装置。作为该透镜驱动装置的电动机,存在使用由磁铁、磁轭、和线圈构成的音圈电动机,实现高速化的电动机。在该音圈电动机中,通过将电流流过线圈,将电磁力作为推力,使得线圈在磁轭上移动。若将线圈与透镜一体地安装,则能够将透镜与线圈一起移动。作为透镜,例如有聚焦透镜和变倍透镜等。聚焦透镜通过移动来调节被摄体像的焦点。变倍透镜例如被设置在变焦透镜,对被摄体像的远近倍率进行调节。这样,通过将音圈电动机用于透镜驱动装置,从而也可谋求数字照相机、摄像机等的小型化、透镜驱动时的静音化。
在专利文献1中,相对于保持透镜的线圈,将具有磁铁的2个磁轭配置在相对的位置,在这2个磁轭之间将磁传感器配置为位置检测单元。由此,减少漏磁通对磁传感器的影响。此外,在专利文献2中,拍摄元件的4个边中,按照在光轴方向与至少相邻的2边平行的方式分别配置2个磁轭,构成2个驱动用磁电路。以光轴方向为基准,向一个驱动用磁电路所具有的线圈的通电方向与向另一个线圈的通电方向反转,并且使一个磁铁的拍摄元件侧的极性与另一个磁铁的拍摄元件侧的极性相反,防止拍摄元件磁化。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平10-225083号公报
专利文献2:日本特开2011-123432号公报
发明内容
-发明要解决的课题-
但是,已知磁铁的磁通密度随着周围的温度变化、经年变化而变化。因此,在将一定驱动电流流过线圈的情况下,产生的电磁力的大小可能由于周围的温度、时间的经过而不同。若电磁力的大小产生偏差,则以电磁力为推力而移动的透镜的移动速度也产生偏差,不能稳定地驱动透镜。在如专利文献1以及2的透镜驱动方法那样,驱动对象为聚焦透镜或变倍透镜的情况下,焦点、拍摄倍率的调整速度产生偏差,给拍摄者带来不适感。
此外,已知为了透镜驱动,使线圈沿着在光轴方向延伸的磁铁移动时,光轴方向上的磁铁的两端附近的线圈从磁铁受到的磁通密度比光轴方向上的磁铁的中央附近的磁通密度小。因此,在一定驱动电流流过线圈的情况下,在磁铁的两端附近产生的电磁力比在磁铁的中央附近产生的电磁力小。其结果,与线圈一起沿着磁铁移动的透镜的移动速度是,相比于磁铁的中央附近,两端附近变慢。对于该问题,通过将线圈的移动范围仅限制在磁铁的中央附近,能够抑制透镜的移动速度的变动。但是,为了数字照相机、摄像机等的小型化,在仅使用磁铁的中央附近的情况下是浪费的,需要有效利用到两端附近。由此,要求即使在线圈的移动范围不仅为磁铁的中央附近,还扩展到两端附近的情况下,也使透镜的移动速度稳定。
本发明的目的在于,提供一种对透镜移动时的速度变动进行抑制,不给拍摄者带来不适感的透镜驱动装置以及方法。
-解决课题的手段-
为了实现上述目的,本发明的透镜驱动装置具备:保持透镜并能够在光轴方向移动的透镜框、音圈电动机、位置检测部、第1存储表、和控制部。音圈电动机具有:在透镜的光轴方向延伸的磁铁、和配置在磁铁的磁场内并且安装有透镜框的线圈。若电流流过线圈,则通过产生的电磁力,线圈与透镜框一体地在光轴方向移动。位置检测部检测相对于磁铁的线圈的光轴方向位置。第1存储表按每个线圈位置来存储对光轴方向上的磁铁的磁通密度分布中的降低部分进行补偿的第1修正系数。控制部使用与通过位置检测部检测出的线圈位置对应地从第1存储表读取出的第1修正系数,对流过线圈的电流进行控制。
另外,优选具备温度测定部和第2存储表。温度测定部对磁铁的周边的温度进行测定。第2存储表按每个温度来存储第2修正系数。第2修正系数对根据温度的变化而变化的磁通密度分布中的降低部分进行补偿。控制部使用与通过温度测定部测定出的温度对应地从第2存储表读取出的第2修正系数,控制电流。
此外,优选具备经过时间测量部和第3存储表。经过时间测定部测量经过时间。第3存储表按每个经过时间来存储第3修正系数。第3修正系数对根据时间的经过而变化的磁通密度分布中的降低部分进行补偿。控制部使用与通过经过时间测量部测量出的经过时间对应地从第3存储表读取出的第3修正系数,控制电流。
优选具备初始磁通密度存储部、磁通密度测定部、磁通密度比率计算部、和系数修正部。初始磁通密度存储部将磁铁的基准位置中的磁通密度存储为初始磁通密度。磁通密度测定部对磁铁的基准位置处的磁通密度进行测定。磁通密度比率计算部求出初始磁通密度与通过磁通密度测定部测定出的测定磁通密度的比率、即磁通密度比率。系数修正部使用磁通密度比率,按每个线圈位置来修正存储在第1存储表中的第1修正系数。磁通密度测定部优选通过电源接通来测定测定磁通密度。
此外,优选具备磁通密度测定部和第1更新部。磁通密度测定部每经过一定时间,对测定磁通密度进行测定。第1更新部使用通过磁通密度比率而被修正的新的第1修正系数,按每个线圈位置来更新第1存储表。
优选具备基准速度存储部、移动时间测量部、移动速度计算部、速度比率计算部、和第5存储表。基准速度存储部按照将线圈的移动范围分割为多个的每个区间,对线圈中流过一定电流时的线圈的基准移动速度进行存储。移动时间测量部将电流流过线圈从而使其在移动范围往复,按每个区间来测量线圈的移动时间。移动速度计算部根据区间的长度以及移动时间,按每个区间来求出线圈的移动速度。速度比率计算部按每个区间来求出基准移动速度与来自移动速度计算部的移动速度的比率、即速度比率。第5存储表按每个区间来存储速度比率。控制部基于通过位置检测部检测出的线圈位置来从第1存储表读取第1修正系数。接下来,基于包含线圈位置的区间来从第5存储表读取速度比率。然后,利用速度比率来修正第1修正系数,使用该被修正的第1修正系数来控制电流。此外,也可以取代第5存储表,而具备第2更新部。第2更新部使用每经过一定时间而求出的磁通密度比率,来求出修正后的第1修正系数。然后,通过利用修正后的第1修正系数来改写被存储在第1存储表33中的第1修正系数,从而进行更新。此外,移动时间测量部优选通过电源接通来使线圈往复并按每个区间来测量移动时间。
优选具备角度检测部和第4存储表。角度检测部对收容透镜框的透镜镜筒的仰俯角进行检测。第4存储表按每个仰俯角来存储对根据仰俯角而变化的电磁力的降低部分进行补偿的第4修正系数。控制部使用与通过角度检测部检测出的仰俯角对应地从第4存储表读取出的第4修正系数,控制电流。
本发明的透镜驱动方法使用具有在透镜的光轴方向延伸的磁铁、配置在磁铁的磁场内并且安装有保持透镜的透镜框的线圈的音圈电动机,对流过线圈的电流进行控制,将线圈与透镜框一体地在光轴方向移动,该透镜驱动方法包括:线圈位置检测步骤、第1修正系数获取步骤、和通过第1修正系数来修正流过线圈的电流的控制步骤。线圈位置检测步骤检测相对于磁铁的光轴方向上的线圈位置。第1修正系数获取步骤从按照每个线圈位置存储对光轴方向上的磁铁的磁通密度分布中的降低部分进行补偿的第1修正系数的第1存储表中,取得与通过位置检测步骤检测出的线圈位置对应的第1修正系数。
此外,优选包括温度测定步骤、和第2修正系数获取步骤。温度测定步骤对磁铁的周边的温度进行测定。第2修正系数获取步骤从按照每个温度存储对根据温度的变化而变化的磁通密度分布中的降低部分进行补偿的第2修正系数的第2存储表中,取得与通过温度测定步骤测定出的温度对应的第2修正系数。控制步骤利用通过第2修正系数获取步骤所取得的第2修正系数来修正流过线圈的电流。
此外,优选包括经过时间测量步骤和第3修正系数获取步骤。经过时间测量步骤测量经过时间。第3修正系数获取步骤从按照每个经过时间来存储对根据时间的经过而变化的磁通密度分布中的降低部分进行补偿的第3修正系数的第3存储表,取得与通过经过时间测量步骤测量出的经过时间对应的第3修正系数。控制步骤利用通过第3修正系数获取步骤所取得的第3修正系数来修正流过线圈的电流。
此外,优选包括磁通密度测定步骤、磁通密度比率获取步骤、和系数修正步骤。磁通密度测定步骤测定磁铁的磁通密度。磁通密度比获取步骤取得预先存储的磁铁的初始磁通密度与通过磁通密度测定步骤来测定出的测定磁通密度的比率、即磁通密度比率。系数修正步骤利用磁通密度比率,按每个线圈位置来修正第1修正系数。
此外,优选具备移动速度计算步骤、速度比率计算步骤、和存储步骤。移动速度计算步骤将电流流过线圈从而使其在线圈的移动范围进行往复,基于将移动范围分割为多个的每个区间的线圈的移动时间以及区间的长度,按每个区间来求出线圈的移动速度。速度比率计算步骤按每个区间来求出速度比率,该速度比率是按每个区间将一定电流流过线圈时的线圈的基准移动速度与来自移动速度计算步骤的移动速度的比率。存储步骤按照每个区间存储速度比率作为第5存储表。控制步骤利用与包含所述线圈位置的所述区间对应地从所述第5存储表读取出的所述速度比率,修正与通过所述位置检测步骤检测出的所述线圈位置对应地从所述第1存储表读取出的所述第1修正系数,来控制电流。
此外,优选包含移动速度计算步骤、速度比率计算步骤、和第2更新步骤。移动速度计算步骤将电流流过线圈从而使其在线圈的移动范围往复,基于将移动范围分割为多个的每个区间的线圈的移动时间以及区间的长度,按每个区间来求出线圈的移动速度。速度比率计算步骤按每个区间来求出速度比率,该速度比率是按照每个区间来将一定电流流过线圈时的线圈的基准移动速度与来自移动速度计算步骤的移动速度的比率。第2更新步骤利用与包含通过位置检测部检测出的线圈位置的区间对应的速度比率,按每个区间来更新被存储在第1存储表中的第1修正系数。
此外,优选包含角度检测步骤和存储步骤。角度检测步骤对收容透镜框的透镜镜筒的仰俯角进行检测。存储步骤按照每个仰俯角来存储对根据仰俯角而变化的电磁力的降低部分进行补偿的第4修正系数作为第4存储表。控制步骤使用与通过角度检测部检测出的仰俯角对应地从第4存储表读取出的第4修正系数,控制电流。
发明效果
根据本发明,根据磁铁的磁通密度的偏差、温度变化、经年变化等来控制流向线圈的电流,从而能够抑制透镜移动时的速度变动。
附图说明
图1是表示本发明的透镜驱动装置的概况结构的立体图。
图2是相当于图1中的II-II线的截面图。
图3是表示透镜驱动装置的电结构的框图。
图4是表示线圈位置与磁通密度的关系的图表。
图5是按每个线圈位置来表示磁通密度与第1修正系数的关系的图表。
图6是表示透镜的驱动顺序的前半段的流程图。
图7是表示透镜的驱动顺序的后半段的流程图。
图8是表示第2实施方式的透镜驱动装置的电结构的框图。
图9是按照每个温度来表示磁通密度与第2修正系数的关系的图表。
图10是表示第2实施方式中的透镜的驱动顺序的前半段的流程图。
图11是表示透镜的驱动顺序的后半段的流程图。
图12是表示第3实施方式的透镜驱动装置的电结构的框图。
图13是按照每个经过时间来表示磁通密度与第3修正系数的关系的图表。
图14是表示第3实施方式中的透镜的驱动顺序的前半段的流程图。
图15是表示透镜的驱动顺序的后半段的流程图。
图16是表示第4实施方式的透镜驱动装置的电结构的框图。
图17是表示线圈位置与磁通密度的关系的图表。
图18是对基于磁通密度比率的第1修正系数的修正进行说明的图表。
图19是表示第4实施方式中的透镜的驱动顺序的前半段的流程图。
图20是表示透镜的驱动顺序的后半段的流程图。
图21是表示第4实施方式的变形例的电结构的框图。
图22是表示第5实施方式的透镜驱动装置的电结构的框图。
图23是表示仰俯角与第4修正系数的关系的图表。
图24是表示第5实施方式中的透镜的驱动顺序的前半段的流程图。
图25是表示透镜的驱动顺序的后半段的流程图。
图26是表示第6实施方式的透镜驱动装置的电结构的框图。
图27是按照每个区间来表示移动时间与移动速度的关系的图表。
图28是对速度比率进行说明的说明图。
图29是对基于速度比率的第1修正系数的修正进行说明的说明图。
图30是表示第6实施方式中的透镜的驱动顺序的前半段的流程图。
图31是表示透镜的驱动顺序的后半段的流程图。
图32是表示第7实施方式的透镜驱动装置的电结构的框图。
图33是表示透镜的驱动顺序的前半段的流程图。
图34是表示透镜的驱动顺序的后半段的流程图。
具体实施方式
(第1实施方式)
如图1所示,本发明的第1实施方式的透镜驱动装置11被设置在拍摄被摄体的数字照相机等。透镜驱动装置11具有:透镜镜筒12(参照图2)、和音圈电动机(以下称为VCM(voice coil motor))13、14。如图2所示,透镜镜筒12具有:导轨15、16、透镜17、和透镜框18。如图1所示,导轨15、16例如在以光轴OP为中心的180°的旋转对称位置,与光轴OP平行地被配置。
在透镜镜筒12中收容有省略了图示的多枚透镜。本实施方式中的透镜17是该多枚透镜中用于调节照相机的焦点的聚焦透镜。另外,也可以取代聚焦透镜,用作构成变焦透镜的变倍透镜的透镜驱动装置。在透镜框18,设置有在光轴方向贯通的导轨孔19、20。导轨孔19、20在以光轴OP为中心的180°的旋转对称位置,相互被配置在透镜框18的角部,分别被插入导轨15、16。由此,透镜框18在光轴方向被自由移动地支撑,并且向光轴周围的移动被限制。
如图1所示,在透镜框18的上部配置有第1VCM13,在透镜框18的右侧部配置有第2VCM14。这里,所谓上部或上侧,是指将包含透镜驱动装置11的照相机朝向被摄体来拍摄时的上侧。此外,所谓右部或右侧,表示拍摄者的右手侧。在本实施方式中,具有2个第1以及第2VCM13、14,即使在透镜重量比较大的情况下,也能够稳定地移动透镜。第1VCM13具有:磁轭(yoke)21、磁铁23、和线圈25。第2VCM14具有:磁轭22、磁铁24、和线圈26。
磁轭21整体被形成为大致U字状,具有:外侧平板部21A、内侧平板部21B、和连接这些平板部21A、21B的曲状部21C。外侧以及内侧平板部21A、21B在光轴方向延伸。在外侧平板部21A的内侧面(光轴侧的面),磁铁23被配置在光轴方向。曲状部21C被固定在透镜镜筒12,从而磁轭21被安装在透镜镜筒12内。磁轭21具有将磁铁23的磁通从外侧平板部21A侧向内侧平板部21B侧诱导的作用。
磁铁23使磁轭21的外侧平板部21A侧磁化为S极,使相反的一侧的内侧平板部21B侧磁化为N极。磁铁23例如从铁氧体(ferrite)磁铁、铝镍钴(alnico)磁铁、钐钴磁铁、钕磁铁等中选择。
线圈25被安装在透镜框18的上部。线圈25被配置为磁轭21的内侧平板部21B贯通线圈25的中空部分。此外,线圈25通过可挠性布线板(省略图示),经由流过(提供)电流的VCM驱动器27,与系统控制器29连接。因此,通过在磁铁23的磁场内从VCM驱动器27向线圈25流过电流而产生的电磁力,从而线圈25沿着内侧平板部21B,在光轴方向移动。由此,与线圈25一体安装的透镜框18能够在光轴方向移动。
若电流流过线圈25,则VCM13通过磁场和电流来产生电磁力(所谓的弗莱明的左手法则(Fleming’s left-hand rule))。通过使该电磁力产生的方向与光轴方向一致,从而以电磁力为推力,线圈25在光轴方向移动。
第2VCM14的磁轭22也是与第1VCM13的磁轭21同样的结构,具有:外侧平板部22A、内侧平板部22B、和曲状部22C,整体为大致U字。磁铁24被安装在外侧平板部22A的光轴侧的面。此外,线圈26也是与线圈25同样的结构。线圈26被配置在透镜框18的右侧部,按照磁轭22的内侧平板部22B贯通线圈26的中空部分的方式而被配置。线圈26通过可挠性布线板,经由VCM驱动器28,与系统控制器29连接。VCM14也与VCM13相同,通过电流流过处于磁铁24的磁场内的线圈26,从而以在光轴方向产生的电磁力为推力,线圈26在磁轭22上在光轴方向移动。
这里,线圈25、26的移动速度由透镜重量、滑动电阻等引起的大致恒定的抵抗力和电磁力决定。更具体来讲,若电磁力比抵抗力大,则线圈25、26加速,若电磁力比抵抗力小,则线圈25、26减速,若抵抗力与电磁力大致相等,则线圈25、26等速移动。由此,在将电流设为I0,磁场强度恒定的情况下,为了使处于停止的线圈25、26移动,则增大电流I0以使电磁力大于抵抗力。相反地,为了使移动的线圈25、26停止,则减小电流I0以使电磁力小于抵抗力即可。此外,为了将线圈25、26的移动速度维持恒定,按照抵抗力与电磁力大致相等的方式将电流I0维持大致恒定即可。
另外,由于若使流过线圈25、26的电流的方向反转,则产生的电磁力的方向也反转,因此线圈25、26的移动方向反转。因此,通过控制电流的方向,改变线圈25、26的移动方向,从而透镜17能够与透镜框18一起在光轴方向往复运动。
线圈25、26相对于磁铁23、24的线圈位置P通过多极磁化磁铁31和MR传感器(Magnetoresistive sensor,磁阻传感器)32来检测。多极磁化磁铁31被安装在透镜框18。MR传感器32按照与多极磁化磁铁31面对的方式被安装在透镜镜筒12的内壁。多极磁化磁铁31以沿着光轴方向N极与S极交替排列的图案而被磁化。磁化的图案宽度例如为100μm左右。MR传感器32例如使用根据磁场的强度,电阻值变化的各种磁阻(MR)元件而被构成。
MR传感器32将与多极磁化磁铁31的N极S极交互排列图案相应的脉冲信号、或者周期性变化的电信号输出到系统控制器29。基于该输出,系统控制器29检测线圈位置P。除了MR传感器32以外,也可以使用电位计、编码器等,通过将这些的信号输入到系统控制器29,从而检测线圈位置P。
如图3所示,系统控制器29具备:第1存储表33、原点位置检测部34、电流运算部35、和电流控制部36。此外,虽然省略了图示,但系统控制器29具备:操作部、CPU、图像处理电路、存储器、显示器、A/D转换电路等数字照相机所必须的结构。操作部具有:电源按钮、释放按钮(release botton)、变焦操作按钮等多个操作部件。根据这些操作部件的操作,系统控制器29对数字照相机的电源的接通/断开、拍摄准备处理(曝光调节、聚焦调节)、拍摄处理、变倍动作等进行控制。CPU通过规定的程序来对CMOS、CCD等拍摄部的动作进行控制。由此,按照每个像素来对通过透镜17在拍摄面成像的被摄体的像进行光电转换,将被摄体的图像输出到存储器等。图像处理电路对拍摄部输出的图像实施A/D转换、白平衡修正、伽马修正等各种图像处理。此外,将被实施了各种图像处理的图像存储到存储器、可自由装卸的存储卡等,或者显示在显示器。
第1存储表33预先存储线圈25、26的线圈位置P与第1修正系数C1的关系。第1修正系数C1基于表示光轴方向上的磁铁23、24的磁通密度B的分布的磁通密度分布BD,按照每个线圈位置P来对流过线圈25、26的电流进行修正。如图4所示,磁通密度分布BD具有:例如在光轴方向,越是朝向磁铁23的端部则磁通密度B越小的减少区域Ba、Bc、和磁通密度B的变动少的大致恒定的稳定区域Bb。在本实施方式中,将减少区域Ba侧设为拍摄者侧,将减少区域Bc侧设为被摄体侧。此外,磁通密度分布BD是例如在制造时,在设定的条件(例如,水平状态,25℃,5V,500mA,0.1s等)下按照每个线圈位置P而测定出的磁通密度B的分布。另外,在由于修理等而替换了磁铁的情况下,是在对修理后的磁铁进行测定的时刻得到的磁通密度的分布。
这里,若对处于磁通密度分布BD的减少区域Ba的线圈位置P1处的磁通密度B1与处于稳定区域Bb的线圈位置P2处的磁通密度B2进行比较,则磁通密度B1<磁通密度B2。因此,在线圈通过该线圈位置P1以及线圈位置P2时电流I0被维持恒定的情况下,在线圈位置P1产生的电磁力F1与在线圈位置P2产生的电磁力F2的大小关系与磁通密度B1、B2的大小关系同样地,为电磁力F1<电磁力F2。这样,若在每个线圈位置P,电磁力F不同,则抵抗力与电磁力F大致不相等,以电磁力F作为推力而移动的透镜17不等速地运动。
因此,如图5所示,为了即使在磁通密度B不恒定的情况下也将线圈的移动速度维持恒定,则通过第1修正系数C1来修正电流I0。第1修正系数的分布C1D与磁通密度分布BD对应。例如,对于磁通密度B恒定分布的稳定区域Bb,第1修正系数C1成为恒定分布的稳定区域C1b。此外,对于越是朝向拍摄者侧则磁通密度越小的减少区域Ba,成为第1修正系数C1增加的增加区域C1a,对于越是朝向被摄体侧则磁通密度越小的减少区域Bc,成为第1修正系数C1增加的增加区域C1c。这样,第1修正系数C1不仅在磁通密度B恒定的情况下,在磁通密度B不恒定的情况下也修正电流I0
如图2、图3所示,原点位置检测部34具备:光电断续器(Photo Interrupter:以下记为PI)37、和索引片38。PI37被设置在透镜镜筒12的内部的被摄体侧。索引片38被设置在透镜框18,构成为通过透镜框18的移动而进入到PI37的槽。原点位置检测部34通过利用PI37来检测随着透镜框18的移动而移动的索引片38,从而对透镜框18位于原点位置P0进行检测。通过原点位置检测部34来检测出的原点位置P0的信息被输入到电流控制部36。另外,也可以使用PI37以外的位置传感器,例如使用微动开关等来对透镜框18位于原点位置P0进行检测。
电流运算部35利用与检测出的线圈位置P对应的第1修正系数C1来修正电流I0,求出修正后的电流I0×C1。更具体来讲,首先,若从MR传感器32输入线圈位置P的信息,则从第1存储表33读取与该线圈位置P对应的第1修正系数C1。然后,使用该读取出的第1修正系数C1来修正电流I0。按照每个线圈位置P来求出该修正后的电流I0×C1。因此,修正后的电流I0×C1的分布与第1修正系数的分布C1D对应,在稳定区域C1b恒定,在增加区域C1a以及增加区域C1c增加。这样,通过利用第1修正系数C1来修正电流I0,从而即使在磁场变化的情况下、或者即使磁通密度B在每个线圈位置P变化,也能够将电磁力F维持恒定。通过电流运算部35来求出的修正后的电流I0×C1的信息被输入到电流控制部36。
电流控制部36经由VCM驱动器27、28,来进行是否在线圈25、26中流过电流、以及流过电流的方向的反转等的控制。电流控制部36基于被输入的修正后的电流的信息,将修正后的电流流过线圈25、26。并且,在移动的线圈25、26到达合焦位置等目的位置时,使修正后的电流停止。
此外,若电源按钮被按下而成为电源接通状态,则电流控制部36检测通电,经由VCM驱动器27、28,将电流I0流过线圈25、26。并且,若从原点位置检测部34输入原点位置P0的信息,则通过在该原点位置P0停止电流I0,从而能够将透镜框18停止在原点位置P0。由此,得到电源刚刚接通之后的透镜框18的位置的再现性。另外,虽然为了得到电源刚刚接通之后的透镜框18的位置的再现性,将电流I0流过线圈25、26,但也可以流过修正后的电流。在为了成为电源断开状态而再次按下电源按钮的情况下,也可以使处于任意的线圈位置P的线圈25、26移动到原点位置P0之后再设为电源断开状态。
接下来,参照图6以及图7的流程图,对第1实施方式的作用进行说明。首先,在通过数字照相机来进行拍摄时,电源按钮被操作,电源被接通(S10)。接下来,电流I0从VCM驱动器27、28流到线圈25、26(S11)。通过电流I0流动,从而透镜17与线圈25、26一起在光轴方向移动(S12)。然后,通过PI37来检测透镜17位于原点位置P0(S13)。在检测出的原点位置P0,停止流向线圈25、26的电流I0,使透镜17的移动停止(S14)。
接下来,基于透镜17所停止的原点位置P0,从第1存储表33获取与原点位置P0对应的第1修正系数C10(S15)。使用获取到的第1修正系数C10来计算修正了电流I0之后的电流I0×C10(S16)。将计算出的修正后的电流I0×C10经由VCM驱动器27、28来流过线圈25、26(S17)。通过流过修正后的电流I0×C10,从而透镜17与线圈25、26一起移动(S18)。然后,在透镜17的移动结束的情况下(S19-是),停止修正后的电流I0×C10的流动(S20)。
在透镜17的移动未结束的情况下(S19-否),检测线圈位置Pi(S21)。基于检测出的线圈位置Pi,从第1存储表33获取与线圈位置Pi对应的第1修正系数C1i(S22)。使用获取到的第1修正系数C1i来计算修正了电流I0之后的电流I0×C1i(S23)。将计算出的修正后的电流I0×C1i经由VCM驱动器27、28来流过线圈25、26(S24)。由此,透镜17与线圈25、26一起移动(S25)。然后,在透镜17的移动结束的情况下(S26-是),停止修正后的电流I0×C1i的流动(S27)。在透镜17的移动未结束的情况下(S26-否),反复S21~S26直到透镜17的移动结束为止。
在第1实施方式中,通过使用预先存储在第1存储表33中的每个线圈位置P的第1修正系数C1来修正电流I0,从而使在每个线圈位置P产生的电磁力F恒定。由此,能够抑制以电磁力F为推力的透镜17移动时的速度变动。并且,作为聚焦透镜或变倍透镜的透镜17的移动时的速度变动被抑制,从而能够消除伴随着焦点调节时或拍摄倍率变更时的透镜的移动速度变动的拍摄者的不适感。此外,若透镜17的移动速度中存在偏差,则需要结合移动速度来对透镜17进行停止控制,但由于透镜17的移动速度恒定,因此能够每次同样地使透镜17停止。此外,由于第1修正系数C1与光轴方向上的磁铁23、24的磁通密度的偏差对应,因此即使在磁通密度不稳定的磁铁23、24的两端部分,也能够使透镜17的移动速度恒定。因此,能够进行不仅在磁铁23、24的中央部分,在两端部分也使用的透镜驱动,能够实现装置整体的小型化。
另外,虽然在本实施方式中,通过电流I0与第1修正系数C1的相乘来求出修正后的电流,但若能够根据磁通密度的变化来修正电流,则也可以通过其它的运算方法来求出修正后的电流。
[第2实施方式]
如图8所示,第2实施方式的透镜驱动装置41除了第1修正系数C1,还使用温度传感器42以及第2修正系数C2来进一步修正电流。温度传感器42对磁铁23、24的周围的温度T进行检测。然后,使用与检测出的温度T对应的第2修正系数C2来修正电流。在该情况下,取代系统控制器29,例如,使用系统控制器43。透镜驱动装置41具有温度传感器42,与此对应地,除了系统控制器43不同以外,具备与透镜驱动装置11同样的结构。因此,下面,对温度传感器42以及系统控制器43的结构、与其相关的部分进行说明,省略重复的结构的说明。
温度传感器42例如是被配置在透镜镜筒12的内部的热敏电阻,通过对磁铁23、24的周围的温度T进行检测,从而间接地检测磁铁23、24的温度T。另外,也可以配置为与磁铁23、24的表面接触,来检测磁铁23、24的表面温度。温度传感器42与系统控制器43连接,将检测出的温度T的信息输入到系统控制器43。
系统控制器43具备:第2存储表44和电流运算部45。除了第2存储表44和电流运算部45以外,系统控制器43与系统控制器29同样地构成。
如图9所示,第2存储表44将温度T与第2修正系数C2的关系预先、例如在制造时等进行存储。第2修正系数C2基于随着温度T的变化而变化的磁通密度分布BDT,按照每个检测出的温度T来修正电流。磁通密度分布BDT基于温度T越上升则磁通密度B越小、温度T越下降则磁通密度B越大的磁铁的温度特性来分布。这样,由于随着温度T的变化,磁通密度B产生变化,因此在电流流过线圈25、26的情况下,随着温度T的变化,电磁力F变化。因此,以电磁力F为推力的线圈25、26的移动速度随着温度T的变化而变化。
因此,第2修正系数C2按照即使温度T变化但使线圈25、26移动的电磁力F也恒定的方式,按照每个温度T来修正电流。每个温度T的第2修正系数的分布C2DT被设定为:例如在从基准温度25℃变化为温度60℃的情况下,相对于磁通密度B以从磁通密度B25变化为磁通密度B60的比率rB(=B60/B25)来退磁,第2修正系数C2以从第2修正系数C225变化为第2修正系数C260的比率rC(=C260/C225)来增加。这里,比率rB、比率rC例如为增减相反的相等的数值。
另外,在图9中,通过粗箭头来矢量显示比率rB、rC。此外,以下说明的图13、图17、图18、图28、图29的各个实施方式中的比率rB、rC、rv也同样地通过粗箭头来矢量显示。此外,虽然在实用的温度T的范围(例如,-20℃~60℃(-20℃以上60℃以下))内表示了第2修正系数C2的关系,但也可以根据数字照相机的使用环境等,在其它的温度T的范围域设定第2修正系数C2。
如图8所示,电流运算部45通过与被检测出的线圈位置P对应的第1修正系数C1、和与被检测出的温度T对应的第2修正系数C2,求出修正了电流I0之后的电流I0×C1×C2。更具体来讲,首先,若从MR传感器32输入线圈位置P的信息,则从第1存储表33读取与该线圈位置P对应的第1修正系数C1。进一步地,若从温度传感器42输入温度T的信息,则从第2存储表44读取与该温度T对应的第2修正系数C2。然后,使用读取出的第1修正系数C1以及第2修正系数C2来修正电流I0。该修正后的电流I0×C1×C2是按照每个线圈位置P以及每个温度T而被求出的。这样,通过利用第1修正系数C1以及第2修正系数C2来修正电流I0,从而即使在磁通密度随着温度的变化而变化的情况下,也能够将电磁力F维持恒定。通过电流运算部45来求出的修正后的电流I0×C1×C2的信息被输入到电流控制部36。
接下来,参照图10以及图11的流程图,来对第2实施方式的作用进行说明。首先,与第1实施方式同样地,在照相机的电源被接通后,将电流I0流过线圈25、26来使透镜17在光轴方向移动。然后,在检测出的原点位置P0使透镜17停止,从第1存储表33获取该原点位置P0处的第1修正系数C10(S10~S15)。
接下来,检测温度Ti(S30)。基于检测出的温度Ti,从第2存储表44获取与温度Ti对应的第2修正系数C2i(S31)。然后,使用获取到的第1修正系数C10以及第2修正系数C2i来计算修正了电流I0之后的电流I0×C10×C2i(S32)。将计算出的修正后的电流I0×C10×C2i经由VCM驱动器27、28来流过线圈25、26(S33)。通过修正后的电流I0×C10×C2i的流动,从而透镜17与线圈25、26一起移动(S34)。然后,在透镜17的移动结束的情况下(S35-是),停止修正后的电流I0×C10×C2i的流动(S36)。
在透镜17的移动未结束的情况下(S35-否),检测线圈位置Pi,基于该线圈位置Pi,从第1存储表33获取与线圈位置Pi对应的第1修正系数C1i(S21、S22)。接下来,检测温度Tj(S37)。基于检测出的温度Tj,从第2存储表44获取与温度Tj对应的第2修正系数C2j(S38)。使用获取到的第1修正系数C1i以及第2修正系数C2j来修正电流I0,计算修正后的电流I0×C1i×C2j(S39)。将计算出的修正后的电流I0×C1i×C2j经由VCM驱动器27、28来流过线圈25、26(S40)。通过修正后的电流I0×C1i×C2j的流动,从而透镜17与线圈25、26一起移动(S41)。然后,在透镜17的移动结束的情况下(S42-是),停止修正后的电流I0×C1i×C2j的流动(S43)。在透镜17的移动未结束的情况下(S42-否),反复S21~S42直到透镜17的移动结束。
在第2实施方式中,除了被预先存储在第1存储表33中的每个线圈位置P的第1修正系数C1,还使用被预先存储在第2存储表44中的每个温度T的第2修正系数C2,进一步修正电流以使得电磁力F恒定。因此,即使在将包含透镜驱动装置41的数字照相机等从室内移动至室外的情况等由于随着温度T的急剧变化、透镜驱动装置41的连续驱动的发热而导致磁铁23、24的温度T上升的情况下,透镜17移动时的速度变动也被抑制。
另外,虽然在第2实施方式中,始终测定温度T,但也可以在开始温度T的测定的温度测定按钮(省略图示)被按下的任意定时测定温度T。此外,温度T的测定也可以每经过一定时间进行。在该情况下,使用计时器(省略图示)等,预先设定对温度T进行测定的时间。通过定期地测定温度T,与始终检测温度T的情况相比,装置的负荷减少。此外,也可以将定期地测定出的温度T通过线形近似等来近似,推测温度T的变化,基于该推测出的温度T来修正电流。
[第3实施方式]
如图12所示,第3实施方式的透镜驱动装置51使用时钟电路52来测量经过时间,使用与该经过时间对应的第3修正系数C3来进一步修正电流。在该情况下,例如,使用系统控制器53。除了时钟电路52以及系统控制器53不同以外,该透镜驱动装置51具备与透镜驱动装置11同样的结构。因此,下面,对时钟电路52以及系统控制器53的结构、和与其相关的部分进行说明,省略重复结构的说明。
时钟电路52对从测定出磁铁23、24的磁通密度分布BD的基准时刻起的经过时间t进行测量。基准时刻例如为在制造时,在设定的条件下测定出磁铁23、24的磁通密度分布BD的时刻。另外,在由于修理等而替换了磁铁的情况下,将在该修理时再次测定出磁通密度分布BD的时刻设为基准时刻。时钟电路52与系统控制器53连接,将测量出的经过时间t的信息输入到系统控制器53。另外,测量经过时间t的定时可以是照相机的电源被接通时、除此以外也可以是几天单位、几个月单位、几年单位,可以被任意设定。此外,以将时钟电路52与系统控制器53分别设置的例子进行了说明,但也可以在系统控制器53内构成时钟电路52。
系统控制器53具备:第3存储表54和电流运算部55。除了第3存储表54和电流运算部55以外,系统控制器53与系统控制器29同样地构成。
第3存储表54预先存储经过时间t与第3修正系数C3的关系。如图13所示,第3修正系数C3基于根据时间的经过而变化的磁铁23、24的磁通密度分布BDt,按照每个经过时间t,修正流向线圈25、26的电流。这里,磁铁23、24的磁通密度具有随着时间的经过而退磁的趋势。因此,在将电流I0流过线圈25、26的情况下,所产生的电磁力F越是经过时间则越小。因此,以电磁力F为推力的线圈25、26的移动速度随着时间的经过而变慢。
因此,第3修正系数C3按照即使时间经过,使线圈25、26移动的电磁力F也恒定的方式,按照每个经过时间t来修正电流。每个经过时间t的第3修正系数的分布C3Dt例如图13所示所示那样被设定为:在从基准时刻(经过时间t0)起经过了经过时间ti的情况下,相对于磁通密度B从磁通密度Bt0以比率rB退磁到磁通密度Bti,第3修正系数C3从第3修正系数C30以比率rC增加到第3修正系数C3i。这里,比率rB与比率rC例如为增减相反的相等的数值。
如图12所示,电流运算部55根据与被检测出的线圈位置P对应的第1修正系数C1、和与测量出的经过时间t对应的第3修正系数C3,求出修正了电流I0之后的电流I0×C1×C3。首先,若从MR传感器32输入线圈位置P的信息,则从第1存储表33读取与该线圈位置P对应的第1修正系数C1。进一步地,若由时钟电路52测量出的经过时间t的信息被输入,则从第3存储表54读取与该经过时间t对应的第3修正系数C3。然后,使用读取出的第1修正系数C1以及第3修正系数C3来修正电流I0。该修正后的电流I0×C1×C3是按照每个线圈位置P以及每个经过时间t而被求出的。这样,通过利用第1修正系数C1以及第3修正系数C3来修正电流I0,从而即使在随着时间的经过而磁通密度变化的情况下,也能够将电磁力F维持恒定。通过电流运算部55来求出的修正后的电流I0×C1×C3的信息被输入到电流控制部36。
接下来,参照图14以及图15的流程图,来对第3实施方式的作用进行说明。首先,与第1实施方式同样地,在照相机的电源被接通之后,将电流I0流过线圈25、26,使透镜17在光轴方向移动。然后,在检测出的原点位置P0使透镜17停止,从第1存储表33获取该原点位置P0处的第1修正系数C10(S10~S15)。
接下来,从时钟电路52读取经过时间ti(S50)。基于该经过时间ti,从第3存储表54获取与经过时间ti对应的第3修正系数C3i(S51)。获取后,进行修正电流的计算(S52)、基于修正电流的通电与透镜移动(S53、S54)、透镜移动结束时的通电停止(S55、S56)的各个处理。
在透镜17的移动未结束的情况下(S55-否),如图15所示,进行线圈位置的检测(S21)、第1修正系数C1i的获取(S22)、修正电流的计算(S57)、基于修正电流的通电与透镜移动(S58、S59)、透镜移动结束时的通电停止(S60、S61)、透镜移动未完时的透镜移动结束处理(S21~S61)的各个处理。
在第3实施方式中,除了预先存储在第1存储表33中的每个线圈位置P的第1修正系数C1,还使用预先存储在第3存储表54中的每个经过时间t的第3修正系数C3,进一步修正电流以使得电磁力F恒定。由此,即使在由于时间的经过而导致磁铁23、24的磁通密度B退磁的情况下,透镜17移动时的速度变动也被抑制。
在第3实施方式中,仅在使透镜17从原点位置P0移动时获取第3修正系数C3i,其之后的透镜17的移动中使用相同的第3修正系数C3i来修正电流。取而代之,也可以使用新测量经过时间t而获取到的第3修正系数C3来修正电流。
在第3实施方式中,在电源接通时读取经过时间t。取而代之,也可以在开始经过时间t的测量的经过时间测量按钮(省略图示)被按下的任意的定时,读取经过时间t,在基于该经过时间t的修正模式被选择时,基于经时变化的磁通密度的变动所导致的透镜的移动速度的变动得到抑制。
[第4实施方式]
如图16~图18所示,第4实施方式的透镜驱动装置61使用磁通密度比率rB来修正第1修正系数C1,其中,该磁通密度比率rB是在基准位置Pb通过磁传感器62来测定出的测定磁通密度BPbm与在相同的基准位置Pb预先测定出的作为基准的初始磁通密度BPb的比率。在该情况下,例如,使用系统控制器63。除了磁传感器62以及系统控制器63不同以外,透镜驱动装置61具备与透镜驱动装置11同样的结构。因此,对磁传感器62以及系统控制器63的结构、和与其相关的部分进行说明,省略重复结构的说明。
磁传感器62使用例如使用了霍尔元件的传感器。若电源按钮被按下而检测到通电,则磁传感器62对磁铁23、24的基准位置Pb处的磁通密度进行测定,得到测定磁通密度BPbm。磁传感器62例如被固定在固定磁铁23、24的面相反的一侧的外侧平板部21A、22A。该磁传感器62被固定的位置是基准位置Pb,在该基准位置Pb,对磁铁23、24的测定磁通密度BPbm进行测定。虽然基准位置Pb只要是能够对磁铁23、24的测定磁通密度BPbm进行测定的位置,则可以是任意的位置,但优选是测定成为决定第1修正系数C1的基础的磁通密度分布BD的各个位置。磁传感器62与系统控制器63连接,将通过基准位置Pb来测定出的测定磁通密度BPbm的信息输入到系统控制器63。
如图16所示,系统控制器63具备:初始磁通密度存储部64、磁通密度比率计算部65、系数修正部66、和电流运算部67。除了初始磁通密度存储部64、磁通密度比率计算部65、系数修正部66、和电流运算部67以外,系统控制器63与系统控制器29同样地构成。
初始磁通密度存储部64将在基准位置Pb预先测定出的磁铁23、24的磁通密度存储为初始磁通密度BPb。初始磁通密度BPb是在制造时在设定的条件下测定出的基准位置Pb的磁通密度。另外,在由于修理等而替换了磁铁的情况下,在修理后测定出替换的磁铁的时刻得到的磁通密度被存储为初始磁通密度BPb。虽然初始磁通密度BPb是使用磁传感器62来测定的,但只要是能够对基准位置Pb处的磁铁23、24的磁通密度进行测定的即可,使用的传感器、测定方法并不被特别限定。
若从磁传感器62输入测定磁通密度BPbm的信息,则磁通密度比率计算部65从初始磁通密度存储部64读取初始磁通密度BPb,求出测定磁通密度BPbm与初始磁通密度BPb的比率即磁通密度比率rB。磁通密度比率rB是如图17所示,在基准位置Pb,在测定磁通密度BPbm与初始磁通密度BPb相比处于退磁的情况下,该退磁的比率被作为磁通密度比率rB求出。这里,若流过线圈25、26的电流相同,则基于测定磁通密度BPbm的电磁力Fm变得比基于初始磁通密度BPb的电磁力F小。因此,通过基于测定磁通密度BPbm的电磁力Fm来移动的线圈的移动速度变得比通过基于初始磁通密度BPb的电磁力F来移动的线圈的移动速度慢。因此,为了将线圈的移动速度维持恒定,需要根据磁通密度的变化的比例即磁通密度比率rB来修正电流。如图16所示,通过磁通密度比率计算部65来求出的磁通密度比率rB的信息被输入到系数修正部66。
系数修正部66根据从磁通密度比率计算部65输入的磁通密度比率rB,对存储在第1存储表33中的第1修正系数C1进行修正,求出修正后的第1修正系数C1c。例如,在从初始磁通密度BPb向测定磁通密度BPbm退磁的情况下,如图18所示,根据作为退磁的比例的磁通密度比率rB,按照每个线圈位置P来使第1修正系数C1增大。这样,若按照每个线圈位置P来求出基于磁通密度比率rB的修正后的第1修正系数C1c,则得到同样地以磁通密度比率rB来增大的修正后的第1修正系数的分布C1Dc。
如图16所示,电流运算部67根据与被检测出的线圈位置P对应地以磁通密度比率rB被修正的第1修正系数C1c来修正电流I0。首先,若从MR传感器32输入线圈位置P的信息,则经由系数修正部66,从第1存储表读出与线圈位置P对应的第1修正系数C1。读取出的第1修正系数C1由系数修正部66以磁通密度比率rB被修正。然后,通过利用该修正后的第1修正系数C1c来修正电流I0,从而修正后的电流I0×C1c被求出。该修正后的电流I0×C1c是按照每个线圈位置P来求出的。这样,通过利用修正后的第1修正系数C1c来修正电流I0,从而即使在磁通密度随着时间的经过、温度的变化而变化的情况下,也能够将电磁力F维持恒定。通过电流运算部67来求出的修正后的电流I0×C1c的信息被输入到电流控制部36。
接下来,参照图19以及图20的流程图来对第4实施方式的作用进行说明。首先,若电源接通(S10),则磁传感器62对基准位置Pb处的测定磁通密度BPbm进行测定(S70)。接下来,对存储在初始磁通密度存储部64中的基准位置Pb处的初始磁通密度BPb与测定磁通密度BPbm进行比较,计算磁通密度比率rB(S71)。接下来,使电流I0流过线圈25、26来使透镜17在光轴方向移动,在检测出的原点位置P0使透镜17停止(S11~14)。
接下来,利用磁通密度比率rB对与透镜17停止的原点位置P0对应的第1修正系数C10进行修正,计算修正后的第1修正系数C10c(S72)。使用计算出的修正后的第1修正系数C10c,计算修正了电流I0之后的电流I0×C10c(S73)。然后,使修正后的电流I0×C10c经由VCM驱动器27、28来流过线圈25、26(S74)。通过流过修正后的电流I0×C10c,从而透镜17与线圈25、26一起移动(S75)。并且,在透镜17的移动结束的情况下(S76-是),停止修正后的电流I0×C10c的流动(S77)。
在透镜17的移动未结束的情况下(S76-否),如图20所示,进行线圈位置Pi的检测(S21)、修正后的第1修正系数C1ic的计算(S78)、修正电流的计算(S79)、修正电流的通电以及透镜移动(S80、S81)、透镜的移动结束处理、电流的停止(S82、S83)。此外,在透镜17的移动未结束的情况下(S82-否),反复S21~S82直到透镜17的移动结束为止。
在本实施方式中,通过电源接通,基于在基准位置Pb测定出的测定磁通密度BPbm、和在基准位置Pb预先测定出的初始磁通密度BPb,求出磁通密度比率rB,将该磁通密度比率rB用作修正系数用的修正数据,对第1修正系数C1进行修正。由此,由于能够利用修正后的第1修正系数C1c来控制电流,因此即使在磁通密度随着时间的经过、温度的变化而变化的情况下,也能够产生恒定的电磁力F。因此,透镜17移动时的速度变动被抑制。
虽然在第4实施方式中,通过电源接通而对基准位置Pb的测定磁通密度BPbm进行测定,但也可以在开始测定磁通密度BPbm的测定的磁通密度测定按钮(省略图示)被按下的任意的定时,对测定磁通密度BPbm进行测定。
另外,也可以每经过一定时间,在基准位置Pb对测定磁通密度BPbm进行反复测定。在该情况下,如图21所示,使用计时器68,预先设定对测定磁通密度BPbm进行测定的时间。此外,也可以具备第1更新部69,使用每经过一定时间求出的磁通密度比率rB,求出修正后的第1修正系数C1c,通过该修正后的第1修正系数C1c来对存储在第1存储表33中的第1修正系数C1进行更新。这样,若每经过一定时间更新第1存储表33,则与每次检测线圈位置P就修正第1修正系数C1的情况相比,能够减少装置的负荷。
此外,通过对每经过一定时间测定出的测定磁通密度BPbm进行线形近似等近似,能够推测测定磁通密度BPbm的变化。若这样推测测定磁通密度BPbm的变化,则基于推测出的测定磁通密度BPbm,求出磁通密度比率rB。然后,通过使用该磁通密度比率rB而被修正的第1修正系数C1c,来修正电流。在该情况下,直到新的磁通密度比率rB被求出为止的期间,能够利用推测出的磁通密度比率rB来修正第1修正系数C1。因此,测定磁通密度BPbm的测定次数被减少,装置的负荷被减少,透镜17移动时的速度变动得到抑制。
另外,由于磁铁的磁通密度的随着时间的劣化容易受到温度T等干扰的影响,因此在磁通密度比率rB小于5%的情况下,也可以限制使用了磁通密度比率rB的电流修正。此外,在磁铁的磁通密度的随着时间的劣化小的情况下、通过线形近似等来近似的情况下,由于经时变动作为充分小的值能够估算,因此电源刚刚接通之后的磁通密度的变化取决于温度的变化的趋势较强。因此,也可以根据该磁通密度的变化,推测温度T,基于该推测出的温度T来修正电流。
[第5实施方式]
如图22所示,第5实施方式的透镜驱动装置71使用姿势传感器72来检测透镜镜筒12的仰俯角θ,使用与检测出的仰俯角θ对应的第4修正系数C4来进一步修正电流。在该情况下,例如,使用系统控制器73。除了姿势传感器72以及系统控制器73不同以外,该透镜驱动装置71具备与透镜驱动装置11同样的结构。因此,下面,对姿势传感器72以及系统控制器73的结构、和与其相关的部分进行说明,省略重复结构的说明。
姿势传感器72对透镜镜筒12的仰俯角θ进行检测。姿势传感器72例如由陀螺仪传感器及其处理电路等构成,只要至少能够检测透镜镜筒12的仰俯角θ,而不妨碍透镜驱动装置71的驱动,则可以任意配置。仰俯角θ是基于具有透镜镜筒12的数字照相机的倾斜的值,以水平为基准,将向上的角度(仰角)由正数表示,将向下的角度(俯角)由负数表示。姿势传感器72与系统控制器73连接,将检测出的仰俯角θ的信息输入到系统控制器73。
系统控制器73具备:第4存储表74和电流运算部75。由于除了具备第4存储表74和电流运算部75以外,系统控制器73与系统控制器29相同,因此省略重复的说明。
第4存储表74预先存储仰俯角θ与第4修正系数C4的关系。第4修正系数C4根据仰俯角θ的大小来修正流过线圈25、26的电流。这里,在按照仰角变大的方式将具有透镜镜筒12的数字照相机倾斜的情况下,在使透镜17从拍摄者侧向被摄体侧移动时,VCM13、14可能变得力不足。相反地,在按照俯角变大的方式倾斜的情况下,在使透镜17从被摄体侧向拍摄者侧移动时,VCM13、14可能变得力不足。这样,若由于VCM13、14的力不足导致透镜17的驱动接近极限,则难以使透镜17以高速正确地移动。因此,在仰俯角θ较大的情况下,需要流过比仰俯角θ较小的情况更大的电流来得到力。若在这样流过较大的电流的情况下磁通密度B变化,则产生的电磁力F的变化变大。由于在仰俯角θ较大的情况下电流较大,因此磁通密度的变化对电磁力F的影响变大。因此,对以电磁力F为推力的线圈25、26的移动速度的影响也变大。
因此,按照即使在仰俯角θ较大的情况下流过较大的电流,使线圈25、26移动的电磁力F也恒定的方式,第4修正系数C4按每个仰俯角θ来修正电流。
图23表示第4修正系数C4的一个例子。将具有透镜镜筒12的数字照相机维持水平的水平状态设为0°,将透镜朝向正上的状态的仰俯角θ设为+90°,朝向正下的状态的仰俯角θ设为-90°。对于第4修正系数的分布C4D,水平状态下的第4修正系数C40为最小,仰俯角θ为+90°以及-90°时的第4修正系数C4+90以及C4-90为最大。最小的第4修正系数例如为“1”,将水平状态设为基准。
如图22所示,电流运算部75基于第1修正系数C1和第4修正系数C4来修正电流I0,求出修正后的电流I0×C1×C4。首先,若从MR传感器32输入线圈位置P的信息,则从第1存储表33读取与该线圈位置P对应的第1修正系数C1。若从姿势传感器72输入仰俯角θ的信息,则从第4存储表74读取与该仰俯角θ对应的第4修正系数C4。然后,通过第1修正系数C1以及第4修正系数C4来修正电流I0。该修正后的电流I0×C1×C4是按照每个线圈位置P以及每个仰俯角θ来求出的。这样,通过利用第1修正系数C1以及第4修正系数C4来修正电流I0,从而即使在根据仰俯角θ电流变大的情况下,也能够将电磁力F维持恒定。通过电流运算部75来求出的修正后的电流I0×C1×C4的信息被输入到电流控制部36。
接下来,参照图24以及图25的流程图,对第5实施方式的作用进行说明。在拍摄时,与第1实施方式同样地,照相机的电源被接通后,将电流I0流过线圈25、26,使透镜17在光轴方向移动。然后,在检测出的原点位置P0使透镜17停止,从第1存储表33获取该原点位置P0处的第1修正系数C10(S10~S15)。
接下来,进行透镜镜筒12的仰俯角θi的测定(S80)、与仰俯角θi对应的第4修正系数C4i的获取(S81)、使用获取到的第1修正系数C10以及第4修正系数C4i的修正电流I0的计算(S82)、计算后的修正电流向线圈25、26的提供(S83)的各个处理。由此,透镜17与线圈25、26一起移动(S84)。然后,在透镜17的移动结束的情况下(S85-是),停止修正后的电流I0×C10×C4i的流动(S86)。
在透镜17的移动未结束的情况下(S85-否),如图25所示,进行线圈位置的检测(S21)、第1修正系数C1i的获取(S22)、仰俯角的测定(S87)、第4修正系数C4j的获取(S88)、修正电流的计算(S89)、修正电流的通电以及透镜移动(S90、S91)、透镜的移动结束处理、电流的停止(S92、S93)。此外,在透镜17的移动未结束的情况下(S92-否),反复S21~S92直到透镜17的移动结束为止。
在本实施方式中,由于除了预先存储在第1存储表33中的每个线圈位置P的第1修正系数C1,还使用预先存储在第4存储表74中的每个仰俯角θ的第4修正系数C4,进一步修正电流以使得电磁力F恒定,因此在数字照相机的仰俯角θ变大时,即使为了得到力而使得电流变大,透镜17移动时的速度变动也被抑制。
[第6实施方式]
如图26所示,第6实施方式的透镜驱动装置81使用按照每个将线圈25、26的移动范围分割为多个的区间S而求出的移动速度、与预先按照每个区间S来测定并存储的作为基准的移动速度的比率,修正第1修正系数C1。在该情况下,例如,使用系统控制器83。除了系统控制器83不同以外,该透镜驱动装置81具备与透镜驱动装置11同样的结构。系统控制器83具备:基准速度存储部84、移动时间测量部85、移动速度计算部86、速度比率计算部87、第5存储表88、和电流运算部89。下面,对系统控制器83的结构和与其相关的部分进行说明,省略重复结构的说明。
基准速度存储部84将预先测定的线圈25、26的移动速度存储为基准移动速度v0。基准移动速度v0是在制造时,在设定的条件下使线圈25、26在移动范围整体移动时,按每个区间S得到的移动速度。另外,在由于修理等而替换了磁铁的情况下,在修理后,按照每个区间S而测定出的线圈25、26的移动速度被存储为基准移动速度v0。作为得到基准移动速度v0的方法,可以对在区间S移动的线圈25、26的移动时间进行测量,根据该移动时间与区间S的长度D来求出,也可以使用速度传感器等,按照每个区间S来测定。另外,虽然区间S的数量是任意决定的,但优选例如根据存储器的容量而被分割为几十~1000。此外,每个区间S的长度D可以全部为相同长度,也可以是以不同的长度来任意地设定。
若电源按钮被按下并检测到通电,则移动时间测量部85对通过电流I0使线圈25、26在整个移动范围往复,线圈25、26在各个区间S移动时所需要的移动时间tM进行测量。移动时间tM是通过利用MR传感器32来对在各个区间S往复的线圈25、26的位置进行追踪,从而按照每个区间S而被测量的。区间S的长度D以及区间S的数量被设定为与通过基准速度存储部84来存储基准移动速度v0的区间S的长度D以及区间S的数量相同。此外,往复是如下进行的:将电源接通时的线圈25、26的线圈位置P设为往复的开始位置,通过使流过线圈25、26的电流I0的方向反转,从而使线圈25、26的移动方向反转。另外,在断开电源时,在使透镜框18移动到原点位置P0并使其停止的情况下,往复的开始位置成为原点位置P0。通过移动时间测量部85来测量出的每个区间S的移动时间tM的信息被输入到移动速度计算部86。
若从移动时间测量部85输入各个区间S的移动时间tM的信息,则移动速度计算部86求出基于该移动时间tM与区间S的长度D的线圈25、26的移动速度、即计算移动速度v。计算移动速度v是针对全部的区间S来求出的。首先,如图27所示,在区间S是将移动范围整体以均等的长度D分割为15个的区间S1~S15的情况下,在区间S1、S15,若移动的时间是相等的移动时间tM1、tM15,则根据该移动时间tM1、tM15与区间S1、S15的长度D,求出相等的速度的计算移动速度v1、v15。同样地,若在区间S2、S14为移动时间tM2、tM14,则计算移动速度v2、v14被求出,若在区间S3、S13为移动时间tM3、tM13,则计算移动速度v3、v13被求出,若在区间S4~S12为移动时间tM4~tM12,则计算移动速度v4~v12被求出。通过移动速度计算部86来求出的每个区间S的计算移动速度v的信息被输入到速度比率计算部87。
若从移动速度计算部86输入每个区间S的计算移动速度v,则速度比率计算部87对相同区间S的计算移动速度v与基准移动速度v0进行比较,按每个区间S来求出移动速度的比率、即速度比率rv。例如,如图28所示,通过在各个区间S1~S15对计算移动速度v与基准移动速度v0进行比较,从而在各个区间S1~S15,速度比率rv1~rv15被求出。通过速度比率计算部87来求出的每个区间S的速度比率rv的信息被输入到第5存储表88。
第5存储表88按每个区间S来存储由速度比率计算部87来求出的速度比率rv。这里,由于区间S是将线圈25、26的移动范围分割为多个而得到的区间,因此多个线圈位置P包含在1个区间S内的情况是绝大多数的。因此,第5存储表88按每个包含线圈25、26的多个线圈位置P的区间S来存储速度比率rv
电流运算部89使用第1修正系数C1d,求出修正后的电流。首先,从第1存储表33读取与线圈位置P对应的第1修正系数C1d。此外,从第5存储表88读取与包含线圈位置P的区间S对应的速度比率rv。然后,通过速度比率rv来修正第1修正系数C1d。这样,通过利用修正后的第1修正系数C1d来修正电流I0,从而即使在磁通密度随着时间的经过、温度的变化而变化的情况下,也能够将电磁力F维持恒定。通过电流运算部89来求出的修正后的电流I0×C1d的信息别输入到电流控制部36。
基于速度比率rv的第1修正系数C1的修正,由于1个区间S中包含多个线圈位置P,因此在该区间S,多个第1修正系数C1以相同的速度比率rv被一样地修正。因此,对于按每个区间S来修正而得到的修正后的第1修正系数的分布C1Dd,若区间S的分割数较少,则相邻的区间S的边界的阶梯差明显。因此,如图29所示,优选增多区间S的分割数,得到相邻的区间S的边界的阶梯差变小的修正后的第1修正系数的分布C1Dd。
接下来,参照图30以及图31的流程图,对第6实施方式的作用进行说明。在电源被接通(S10)后,电流I0从VCM驱动器27、28流过线圈25、26(S100)。流过电流I0的方向被反转,透镜17与线圈25、26一起在光轴方向往复(S101)。在线圈25、26在全部的区间S移动时,进行每个区间S的移动时间tM的测量(S102)、根据每个区间S的移动时间tM和区间S的长度D的每个区间S的计算移动速度v的计算(S103)。接下来,根据每个区间S的计算移动速度v与每个区间S的基准移动速度v0,按照每个区间S来计算移动速度的速度比率rv(S104)。然后,检测原点位置P0,在原点位置P0使透镜17停止(S13、S14)。
接下来,利用包含该原点位置P0的区间S0的速度比率rv0来对与透镜17停止的原点位置P0对应的第1修正系数C10进行修正,计算修正后的第1修正系数C10d(S105)。接下来,经过使用了第1修正系数C10d的电流I0×C10d的计算(S106)、经由VCM驱动器27、28来向线圈25、26提供修正后的电流I0×C10d(S107)的各种处理,使得透镜17与线圈25、26一起移动(S108)。并且,在透镜17的移动结束的情况下(S109-是),停止修正后的电流I0×C10d的流动(S110)。
在透镜17的移动未结束的情况下(S109-否),如图31所示,经过透镜17的线圈位置Pi的检测(S21)、利用速度比率rvi来修正与线圈位置Pi对应的第1修正系数C1i的第1修正系数C1id的计算(S111)、使用了第1修正系数C1id的电流I0×C1id的计算(S112)、经由VCM驱动器27、28来向线圈25、26提供修正后的电流I0×C1id(S113)的各个处理,使得透镜17移动(S114)。在透镜17的移动结束的情况下(S115-是),停止修正后的电流I0×C1id的流动(S116),在透镜17的移动未结束的情况下(S115-否),反复S21~S115直到透镜17的移动结束。
在本实施方式中,通过电源接通,基于按每个区间S求出的计算移动速度v和按每个区间S来预先存储的基准移动速度v0,求出速度比率rv,将该速度比率rv用作修正系数用的修正数据来修正第1修正系数C1。由此,由于能够利用每个区间S的修正后的第1修正系数C1d来控制电流,因此即使在时间的经过、温度发生了变化的情况下,或者导轨与导轨孔之间的摩擦特性变化的情况下,透镜17移动时的速度变动也被抑制。
[第7实施方式]
在第6实施方式的透镜驱动装置81中,每次检测到线圈位置P,利用从第5存储表88读取出的速度比率rv来修正从第1存储表33读取出的第1修正系数C1。取而代之,如图32所示,第7实施方式的透镜驱动装置91利用速度比率rv来修正存储在第1存储表33中的第1修正系数C1,使用该第1修正系数C1d更新第1存储表33。在该情况下,例如,使用系统控制器93。该系统控制器93具备第2更新部94。第2更新部94进行第1存储表33的更新。除了第2更新部94不同以外,该系统控制器93与系统控制器29以及系统控制器83的结构重复。因此,下面,对与第2更新部94相关的部分进行说明,省略重复结构的说明。
第2更新部94对第1存储表33的第1修正系数C1进行更新。对于该更新,每经过一定时间,基于包含线圈位置P的区间S的速度比率rv来求出第1存储表33的每个线圈位置P的第1修正系数C1,以该求出的第1修正系数C1进行覆写。该更新在全部的线圈位置P被进行。被更新的第1存储表33中,由电流运算部35读取与线圈位置P对应的修正后的第1修正系数C1d,通过该修正后的第1修正系数C1d来修正电流I0
接下来,参照图30、图33、图34的流程图,对第7实施方式的作用进行说明。首先,与第6实施方式同样地,如图30所示,通过未图示的电源的接通,以电流I0使线圈25、26进行往复。并且,基于按每个区间S测量出的移动时间tM和区间S的长度D,对计算移动速度v进行计算,通过与预先存储的基准移动速度v0进行比较,从而按每个区间S来计算速度比率rv(S10、S100~S104)。
接下来,如图33所示,基于按每个区间S计算出的速度比率rv、和与该区间S中包含的线圈位置P对应来存储在第1存储表中的第1修正系数C1,计算修正后的第1修正系数C1d(S120)。通过每个线圈位置P的修正后的第1修正系数C1d,通过覆写相同的线圈位置P的第1修正系数C1来更新第1存储表(S121)。然后,检测原点位置P0,在原点位置P0使透镜17停止(S13、S14)。
接下来,基于透镜17所停止的原点位置P0,从被更新的第1存储表33中获取与原点位置P0对应的修正后的第1修正系数C10d(S122)。使用获取到的修正后的第1修正系数C10d来计算修正了电流I0之后的电流I0×C10d(S123)。将计算出的修正后的电流I0×C10d经由VCM驱动器27、28来流过线圈25、26(S124)。通过流过修正后的电流I0×C10d,从而透镜17与线圈25、26一起移动(S125)。然后,在透镜17的移动结束的情况下(S126-是),停止修正后的电流I0×C10d的流动(S127)。
在透镜17的移动未结束的情况下(S126-否),如图34所示,检测线圈位置Pi(S21)。基于检测出的线圈位置Pi,从更新了的第1存储表33获取与线圈位置Pi对应的修正后的第1修正系数C1id(S128)。使用获取到的修正后的第1修正系数C1id来计算修正了电流I0之后的电流I0×C1id(S129)。将计算出的修正后的电流I0×C1id经由VCM驱动器27、28来流过线圈25、26(S130)。通过流过修正后的电流I0×C1id,从而透镜17与线圈25、26一起移动(S131)。并且,在透镜17的移动结束的情况下(S132-是),停止修正后的电流I0×C1id的流动(S133)。在透镜17的移动未结束的情况下(S132-否),反复进行S21~S132直到透镜17的移动结束为止。
在本实施方式中,使用通过速度比率rv进行了修正的修正后的第1修正系数C1d,更新第1存储表33。因此,与每次检测到线圈位置P都使用速度比率rv来修正第1修正系数C1的情况相比,由于不需要按每个区间S存储着速度比率rv的表,因此能够减少存储器使用量。此外,由于每经过一定时间更新第1存储表33,因此与一直修正第1修正系数C1的情况相比,能够减少装置的负荷。
另外,虽然第7实施方式是每经过一定时间,更新第1存储表,但也能够始终更新第1存储表33。
第6实施方式以及第7实施方式也可以在开始移动时间的测量的测量开始按钮(省略图示)被按下的任意的定时,使线圈25、26往复,测量移动时间tM。在该情况下,尽管从上一次的的移动时间tM的测量起经过了一定时间,但没有再次进行移动时间tM的测量的情况下,可以利用显示或警报等进行警告,催促通过测量移动时间tM而求出的速度比率rv来修正第1修正系数C1。
在第6实施方式以及第7实施方式中,设定存储在基准速度存储部84中的区间S的分割数以及每个区间S的长度D、与由移动时间测量部85测量移动时间时的区间S的分割数以及每个区间S的长度D相等。因此,也能够不按每个区间S来求出计算移动速度v,而使用移动时间tM来修正第1修正系数C1。但是,在该情况下,需要将作为基准的基准移动时间tM0按每个区间S来预先存储。并且,将基准移动时间tM0与往复时测量出的移动时间tM比较,按每个区间S来求出这些移动时间的比率即时间比率rt。由于区间S的长度D被设定为相等,因此在移动时间tM短的区间,移动速度块,相反地,在移动时间tM长的区间,移动速度慢。因此,如果使用求出的时间比率rt来修正第1修正系数C1,并通过该修正后的第1修正系数C1d来控制电流,则由于每个区间S的移动时间全部相等,因此能够使得在各个区间S以相同的移动速度来移动。
上述各实施方式也可以在不矛盾的范围内相互组合。例如,也可以将实施方式1~7适当地组合来实施。此外,虽然从第1实施方式到第7实施方式中,使用了2个VCM,但并不限定于此,可以是1个,也可以使用3个以上。此外,从第1实施方式到第7实施方式中,将一个VCM13配置在透镜镜筒12的上部,将另一个VCM14配置在透镜镜筒12的右侧部,但只要是使透镜框18在光轴方向移动的配置,可以任意配置。
另外,在上述各实施方式中,也可以在省略图示的电源按钮被按下而刚刚成为电源接通状态之后,由电流运算部55来开始电流的修正。
符号说明
11,41,51,61,71,81,91 透镜驱动装置
17 透镜
13、14 音圈电动机
29,43,53,63,73,83,93 系统控制器
33 第1存储表
35,45,55,67,75,89 电流运算部
36 电流控制部
44 第2存储表
54 第3存储表
65 磁通密度比率计算部
69 第1更新部
74 第4存储表
87 速度比率计算部
88 第5存储表
94 第2更新部

Claims (6)

1.一种透镜驱动装置,其特征在于,具备:
透镜框,其保持透镜并能够在光轴方向移动;
音圈电动机,其具有在所述光轴方向延伸的磁铁、和配置在所述磁铁的磁场内并且被安装在所述透镜框的线圈,通过在所述线圈流过电流而产生的电磁力,使得所述线圈与所述透镜框一体地在所述光轴方向移动;
位置检测部,其检测所述光轴方向上的所述线圈相对于所述磁铁的线圈位置;
第1存储表,其按每个所述线圈位置来存储对所述光轴方向上的所述磁铁的磁通密度分布中的降低部分进行补偿的第1修正系数;
初始磁通密度存储部,其将所述磁铁的基准位置处的磁通密度存储为初始磁通密度;
磁通密度测定部,其测定所述磁铁的所述基准位置处的磁通密度;
磁通密度比率计算部,其求出作为所述初始磁通密度与由所述磁通密度测定部测定出的测定磁通密度的比率的磁通密度比率;
系数修正部,其根据所述磁通密度比率,按每个所述线圈位置对存储在所述第1存储表中的所述第1修正系数进行修正;和
控制部,其利用与由所述位置检测部检测出的所述线圈位置对应地从所述第1存储表读取出的所述第1修正系数,来控制流过所述线圈的电流。
2.根据权利要求1所述的透镜驱动装置,其中,
所述磁通密度测定部通过电源接通来测定所述测定磁通密度。
3.根据权利要求1所述的透镜驱动装置,其中,
所述磁通密度测定部每经过一定时间,测定所述测定磁通密度,
所述透镜驱动装置具备:第1更新部,其利用通过所述磁通密度比率而被修正的新的所述第1修正系数,按每个所述线圈位置来更新所述第1存储表。
4.根据权利要求1至3的任意一项所述的透镜驱动装置,其中,
所述透镜驱动装置具备:
角度检测部,其对收容所述透镜框的透镜镜筒的仰俯角进行检测;和
第4存储表,其按每个所述仰俯角来存储对随着所述仰俯角而变化的所述电磁力的降低部分进行补偿的第4修正系数,
所述控制部利用与通过所述角度检测部检测出的所述仰俯角对应地从所述第4存储表读取出的所述第4修正系数,来控制流过所述线圈的电流。
5.一种透镜驱动方法,使用具有在透镜的光轴方向延伸的磁铁、和配置在所述磁铁的磁场内并且安装有保持所述透镜的透镜框的线圈的音圈电动机,对流过所述线圈的电流进行控制,使所述线圈与所述透镜框一体地在所述光轴方向移动,
所述透镜驱动方法包括:
线圈位置检测步骤,相对于所述磁铁,检测所述光轴方向上的所述线圈位置;
第1修正系数获取步骤,从按照每个所述线圈位置存储对所述光轴方向上的所述磁铁的磁通密度分布中的降低部分进行补偿的第1修正系数的第1存储表中,取得与通过所述位置检测步骤检测出的所述线圈位置对应的所述第1修正系数;
磁通密度测定步骤,测定所述磁铁的磁通密度;
磁通密度比率获取步骤,取得作为预先存储的所述磁铁的初始磁通密度与通过所述磁通密度测定步骤测定出的测定磁通密度的比率的磁通密度比率;和
系数修正步骤,利用所述磁通密度比率,按每个所述线圈位置来修正所述第1修正系数;和
控制步骤,利用所述第1修正系数来修正流过所述线圈的电流。
6.根据权利要求5所述的透镜驱动方法,其中,
所述透镜驱动方法包括:
角度检测步骤,对收容所述透镜框的透镜镜筒的仰俯角进行检测;和存储步骤,按每个所述仰俯角来存储对随着所述仰俯角而变化的电磁力的降低部分进行补偿的第4修正系数作为第4存储表,
所述控制步骤中,使用与通过所述角度检测部检测出的所述仰俯角对应地从所述第4存储表读取出的所述第4修正系数,对流过所述线圈的电流进行控制。
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