CN1851514A - 光学设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光学设备,这种光学设备具有光量调节装置、将由线性致动器驱动的透镜、以及用于探测透镜的位置的探测器。这种光学设备的尺寸与现有技术相比可以缩小。这种光学设备包括利用沿着第一方向平移的光屏蔽构件对光量进行调节的光量调节装置、沿着光轴方向驱动透镜的振动型线性致动器、沿着光轴方向导引透镜的导向构件、以及探测透镜的位置的探测器。当从这种光学设备的光轴方向进行观看时,振动型线性致动器、导向构件以及探测器沿着光量调节装置的外表面排布,该外表面沿着垂直于第一方向的第二方向设置。
Description
技术领域
本发明涉及一种光学设备,其具有用于沿着光轴方向驱动透镜的驱动源,尤其是涉及这样一种光学设备,其包括用作驱动源的振动型或电磁型线性致动器。
背景技术
某些光学设备包括电磁型线性致动器或者振动型线性致动器,用作驱动透镜的驱动源(例如参见日本专利公开公报No.8(1996)-179184,日本专利公开公报No.10(1998)-90584,以及日本专利公开公报No.2004-046234)。
在日本专利公开公报No.8(1996)-179184和日本专利公开公报No.10(1998)-90584中提出的光学设备中,均具有振动型线性致动器,各个振动型线性致动器由振动器和接触构件形成,其中所述振动器通过机电能量转换作用产生振动,所述接触构件与振动器压力接触。例如,所述振动器被固定在透镜保持构件上,所述接触构件被固定在镜筒的固定构件上,并且促使所述振动器产生出一种驱动振动,由此使得透镜保持构件与该振动器一同移动。
与如日本专利公开公报No.2004-046234中公开的电磁型线性致动器相比,振动型线性致动器由于其通常可以具有紧凑尺寸而在减小光学设备的尺寸方面非常有效。
但是,如同在日本专利公开公报No.8(1996)-179184中提出的光学设备中那样,在其外侧面上远离光量调节装置(光圈装置)设置的线性致动器导致光学设备的尺寸增大。特别是当在光量调节装置的各个接近对象和接近成像面的侧面上包括即将由线性致动器驱动的透镜的光学设备中采用了这种排布时,即使使用了紧凑的振动型线性致动器,光学设备的尺寸也会不可避免地增大。
此外,所述线性致动器被设置成在光轴方向上与光量调节装置发生干涉,这样就使得难以确保供透镜移动的较大空间。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种光学设备,其具有光量调节装置、待由线性致动器驱动的透镜、以及用于探测所述透镜位置的探测器,并且与常规光学设备相比可以缩小尺寸。
根据一个方面,本发明提供了一种光学设备,包括:光量调节装置,其利用一对沿着垂直于光轴方向的第一方向平移的光屏蔽构件对光量进行调节;透镜;振动型线性致动器,其利用通过机电能量转换作用所产生的振动沿着光轴方向驱动所述透镜;导向构件,其沿着光轴方向导引所述透镜;以及用于探测所述透镜的位置的探测器。当从这种光学设备的光轴方向进行观看时,所述振动型线性致动器、导向构件和探测器沿着所述光量调节装置的外表面排布,所述外表面沿着垂直于第一方向的第二方向设置。
根据另外一个方面,本发明提供了一种光学设备,包括:光量调节装置,其利用一对沿着垂直于光轴方向的第一方向平移的光屏蔽构件对光量进行调节;第一透镜,被设置成比所述光量调节装置更为接近对象;第二透镜,被设置成比所述光量调节装置更为接近成像面;沿着光轴方向驱动第一透镜的第一线性致动器;沿着光轴方向驱动第二透镜的第二线性致动器;第一导向构件和第二导向构件,分别沿着光轴方向导引第一透镜和第二透镜;以及分别用于探测第一透镜和第二透镜的位置的第一探测器和第二探测器。当从这种光学设备的光轴方向进行观看时,所述第一线性致动器、第一导向构件和第一探测器沿着所述光量调节装置的第一外表面排布,所述第一外表面沿着垂直于第一方向的第二方向设置,并且所述第二线性致动器、第二导向构件和第二探测器沿着所述光量调节装置的第二外表面排布,所述第二外表面设置于第一外表面的相对侧。
通过下面参照附图对优选实施例进行描述,本发明的其它目的和特征将变得容易明了。
附图说明
图1A至1D示出了当从四个方向观看时作为本发明第一实施例的摄像设备中的镜筒的结构。
图2是一个剖视图,沿着一个平行于光轴的平面示出了第一实施例中的镜筒。
图3是第一实施例中的镜筒的分解透视图。
图4A是一个透视图,示出了第一实施例中的镜筒内的第二透镜保持构件。
图4B是一个透视图,示出了第一实施例中的镜筒内的第一振动型线性致动器。
图5A是一个透视图,示出了第一实施例中的镜筒内的第四透镜保持构件。
图5B是一个透视图,示出了第一实施例中的镜筒内的第二振动型线性致动器。
图5C示意性地示出了第一实施例中的镜筒内的光量调节装置的结构。
图6是一个方框图,示出了第一实施例中的摄像设备的电气结构。
图7是一个剖视图,沿着一个平行于光轴的平面示出了本发明第二实施例中的镜筒。
图8是一个剖视图,沿着一个垂直于光轴的平面示出了第二实施例中的镜筒。
图9是一个剖视图,沿着一个垂直于光轴的平面示出了第二实施例中的镜筒。
图10是一个分解透视图,示出了第二实施例中的镜筒。
图11是一个剖视图,沿着一个平行于光轴的平面示出本发明第三实施例中的镜筒。
图12是一个剖视图,沿着一个垂直于光轴的平面示出了第三实施例中的镜筒。
图13是一个剖视图,沿着一个垂直于光轴的平面示出了第三实施例中的镜筒。
图14是一个分解透视图,示出了第三实施例中的镜筒。
图15A至15D示出了当从四个方向观看时作为本发明第四实施例的摄像设备中的镜筒的结构。
图16是一个剖视图,沿着一个平行于光轴的平面示出了第四实施例中的镜筒。
图17是一个剖视图,沿着一个垂直于光轴的平面示出了第四实施例中的镜筒。
图18是一个剖视图,沿着一个垂直于光轴的平面示出了第四实施例中的镜筒。
图19是一个分解透视图,示出了第四实施例中的镜筒。
图20是一个方框图,示出了第四实施例中的摄像设备的电气结构。
具体实施方式
下面将参照附图对本发明的优选实施例进行描述。
(第一实施例)
图1A至1D分别示出了当从四个方向,即前侧、右侧、后侧、左侧进行观看时作为本发明第一实施例的摄像设备(光学设备)中的镜筒,其外部构造被去除。图2是所述镜筒沿着包括该镜筒光轴的平面的剖视图。图3是所述镜筒的分解透视图。图4A和4B均是局部放大视图,示出了用于驱动构成所述镜筒一部分的第二透镜组的振动型线性致动器。图5A和5B均是局部放大视图,示出了用于驱动构成所述镜筒一部分的第四透镜组的振动型线性致动器。图5C示意性地示出了构成所述镜筒一部分的光量调节装置的结构。图6示出了第一实施例中的摄像设备的电气结构。
在图1A至6中,从对象侧开始依次,附图标记1代表固定的第一透镜组,2代表能够沿着光轴方向移动用于改变放大率的第二透镜组,15代表光量调节装置,3代表固定的第三透镜组,而4代表能够沿着光轴方向移动用于校正随着放大率改变的成像面的变动并且用于进行焦点调节的第四透镜组。
附图标记5代表后侧镜筒,其保持着在后面进行描述的图像捕获器件,和低通滤波器(LPF),并且被固定在未示出的照相机主体上。附图标记6代表第一透镜保持构件,其保持着第一透镜组1,并且通过螺钉7、8和9固定在后侧镜筒5上。
附图标记10和11代表导杆(导向构件),它们由后侧镜筒5和第一透镜保持构件6保持成基本上平行于光轴方向。
附图标记12代表第二透镜保持构件,其保持着第二透镜组2,并且用于切断多余光线的遮光片32固定于该第二透镜保持构件上。第二透镜保持构件12在配合部分12a处与导杆10配合,以便被沿着光轴方向导引,并且在配合部分12b处与导杆11配合,以便防止其环绕导杆10发生旋转。附图标记13代表第三透镜保持构件,其保持着第三透镜组3,并且通过螺钉16固定在后侧镜筒5上。附图标记14代表第四透镜保持构件,其保持着第四透镜组4,并且在配合部分14a处与导杆11配合,以便被沿着光轴方向导引,并且在配合部分14b处与导杆10配合,以便防止其环绕导杆11旋转。
当从光轴方向进行观看时,光量调节装置15具有这样一种外形,即在竖直方向(第一方向)上的长度大于在水平方向(第二方向)上的长度。光量调节装置15通过螺钉17固定在后侧镜筒5上。如图5C中所示,光量调节装置15是一个所谓的闸刀型光阑,其中一对光圈叶片15a和15b在一个由电机15d旋转的杠杆15c的作用下基本上竖直平移,来增大或者减小光圈的直径。附图标记15f代表由光量调节装置15中的挡板形成的开口。光圈叶片15a和15b由设置在左侧和右侧的导销15e竖直导引。与所谓的虹彩型或者剪刀型光阑不同,因为光圈叶片15a和15b基本上竖直平移,闸刀型光阑具有明显小于竖直尺寸的水平尺寸。
附图标记18代表滑块(接触构件),其由相互粘结起来的磁体和摩擦材料形成,并且通过粘结等方式固定在第二透镜保持构件12上的沟槽12c内。附图标记19代表振动器,其由机电能量转换元件和板状弹性构件形成,所述机电能量转换元件在板状弹性构件上产生出振动。振动器19中的弹性构件由铁磁体制成,铁磁体受到滑块18中磁体的吸引,使得滑块18的摩擦材料的压力接触面18a与沿着光轴方向在两个位置处形成于振动器19的弹性构件上的压力接触面19a、19b压力接触。
在由滑块18和振动器19形成的第一振动型线性致动器中,两个处于不同相位的频率信号(脉冲信号或者交变信号)通过柔性接线板20输入所述机电能量转换元件,在振动器19的压力接触面19a、19b上产生基本上椭圆形运动,以便在滑块18的压力接触面18a上产生出沿着光轴方向的驱动力。
附图标记21代表间隔件,振动器19被固定在该间隔件上,而附图标记22代表片簧,间隔件21被固定在该片簧上。片簧22具有这样一种形状,即在平面内方向上不易变形,但是在垂直于所述板面的方向上易于变形。片簧22在环绕所述平面中任意轴线的旋转方向上易于变形,并且当发生变形时,其保持振动器19的压力接触面19a和19b平行于滑块18的压力接触面18a。片簧22在平面内方向上不易变形限制了振动器19沿着光轴方向(也就是驱动方向)发生位移。
附图标记23代表振动器保持框架,其通过螺钉26和27固定在第一透镜保持构件6上,并且片簧22通过螺钉24和25固定于该振动器保持框架上。附图标记28代表标尺,用于探测第二透镜保持构件12的移动量(位置),其通过粘结等方式固定在第二透镜保持构件12的沟槽12d内。附图标记29代表光线发送/接收元件,其向标尺28发送光线并且接收由标尺28反射回来的光线,用以探测第二透镜保持构件12的移动量。光线发送/接收元件29和标尺28构成了用作探测器的第一线性编码器。附图标记30代表柔性接线板,其向光线发送/接收元件29发送信号和从光线发送/接收元件29接收信号,并且通过螺钉31固定在第一透镜保持构件6上。
如图1A中所示,导杆10、由振动器19和滑块18形成的第一线性致动器、以及由光线发送/接收元件29和标尺28形成的第一线性编码器沿着或者接近光量调节装置15的平整右侧面(当从光轴方向进行观看时是位于右侧的长的线性侧面)排列,所述右侧面是当从光轴方向的前方进行观看时光量调节装置15的所有外表面中最为接近光量调节装置15的光轴位置的外表面中的一个。所述第一线性致动器和第一线性编码器紧邻导杆10竖直设置,将导杆10夹在中间。
附图标记33代表片簧,其被固定在第四透镜保持构件14上。附图标记34代表滑块(接触构件),其由相互粘结起来的磁体和摩擦材料形成,并且通过粘结等方式固定在片簧33上。片簧33具有这样一种形状,即在平面内方向上不易变形,但是在垂直于所述板面的方向上易于变形。片簧33在环绕所述平面中任意轴线的旋转方向上易于变形,并且保持滑块34的压力接触面34a平行于振动器35的压力接触面35a和35b。片簧33在平面内方向上不易变形限制了滑块34沿着光轴方向(也就是驱动方向)发生位移。
振动器35由机电能量转换元件和板状弹性构件形成,所述机电能量转换元件在板状弹性构件上产生出振动。振动器35中的弹性构件由铁磁体制成,铁磁体受到滑块34中磁体的吸引,使得滑块34的摩擦材料的压力接触面34a与沿着光轴方向在两个位置处形成于振动器35的弹性构件上的压力接触面35a、35b压力接触。
在由滑块34和振动器35形成的第二振动型线性致动器中,两个处于不同相位的频率信号(脉冲信号或者交变信号)通过柔性接线板36输入所述机电能量转换元件,在振动器35的压力接触面35a、35b中产生基本上椭圆形运动,以便在滑块34的压力接触面34a中产生出沿着光轴方向的驱动力。
如图2中所示,第二透镜保持构件12(与导杆10配合的配合部分12a)沿着光轴方向具有一个可移动范围L2,当从垂直于光轴的方向进行观看时,该可移动范围L2从光量调节装置15的对象侧(图2中左侧)朝向成像面侧延伸。第四透镜保持构件14(与导杆11配合的配合部分14a)沿着光轴方向具有一个可移动范围L4,其从光量调节装置15的成像面侧延伸入光量调节装置15内。换句话说,第二透镜保持构件12和第四透镜保持构件14的可移动范围沿着光轴方向相互重叠。因此,第一振动型线性致动器的设置范围(滑块18的设置范围)和第二振动型线性致动器的设置范围(滑块34的设置范围)沿着光轴方向相互重叠。
附图标记37代表间隔件,振动器35固定于该间隔件上,而附图标记38代表片簧,间隔件37固定于该片簧上。片簧38具有这样一种形状,即在平面内方向上不易变形,但是在垂直于所述板面的方向上易于变形。片簧38在环绕所述平面中任意轴线的旋转方向上易于变形,并且保持振动器35的压力接触面35a和35b平行于滑块34的压力接触面34a。片簧38在平面内方向上不易发生变形限制了振动器35沿着光轴方向(也就是驱动方向)发生位移。
附图标记39代表振动器保持构件,其通过螺钉42和43固定在后侧镜筒5上,并且片簧38通过螺钉46和47固定于该振动器保持构件上。
附图标记48代表标尺,用于探测第四透镜保持构件14的移动量(位置),并且通过粘结等方式固定在形成于第四透镜保持构件14的沟槽14d内。附图标记49代表光线发送/接收元件,其向标尺48发送光线并且接收由标尺48反射回来的光线,用以探测第四透镜保持构件14的移动量。光线发送/接收元件49和标尺48构成了用作探测器的第二线性编码器。附图标记50代表柔性接线板,其向光线发送/接收元件49发送信号和从光线发送/接收元件49接收信号,并且通过螺钉51固定在后侧镜筒5上。
如图1A中所示,导杆11、由振动器35和滑块34形成的第二振动型线性致动器、以及由光线发送/接收元件49和标尺48形成的第二线性编码器沿着或者接近光量调节装置15的平整左侧面(当从光轴方向进行观看时位于左侧的长的线性侧面)排列,所述左侧面是当从光轴方向的前方进行观看时光量调节装置15的所有外表面中最为接近光量调节装置15的光轴位置的另一个外表面。第二振动型线性致动器和第二线性编码器紧邻导杆11竖直设置,将导杆11夹在中间。
第一线性致动器、导杆10以及第一线性编码器与第二线性致动器、导杆11以及第二线性编码器相对于一条竖直延伸穿过光轴中心的轴线对称设置。
在图6中,附图标记101代表由CCD传感器、CMOS传感器等器件形成的图像捕获器件。附图标记102代表包括滑块18和振动器19的第一振动型线性致动器,其用作第二透镜组2(第二透镜保持构件12)的驱动源。附图标记103代表包括滑块34和振动器35的第二振动型线性致动器,其用作第四透镜组4(第四透镜保持构件14)的驱动源。
附图标记104代表用作光量调节装置15的驱动源的电机。附图标记105代表作为第一线性编码器的第二透镜编码器,其中第一线性编码器包括标尺28和光线发送/接收元件29,而附图标记106代表作为第二线性编码器的第四透镜编码器,其中第二线性编码器包括标尺48和光线发送/接收元件49。这些编码器分别对第二透镜组2和第四透镜组4在光轴方向上的相对位置(从一个基准位置移动的量)进行探测。尽管第一实施例采用了光学编码器作为所述编码器,但是也可以使用磁性编码器或者利用电阻探测绝对位置的编码器。
附图标记107代表光圈编码器,其例如属于这样一种类型,即一个霍尔元件被设置在作为光量调节装置15的驱动源的电机104内部,用于探测电机104中的转子与定子之间的旋转位置关系。
附图标记117代表CPU,其用作负责对所述摄像设备的工作进行控制的控制器。附图标记108代表照相机信号处理电路,其对图像捕获器件101的输出进行放大、伽玛校正等处理。在进行预定处理之后,视频信号的对比信号通过AE门109和AF门110进行传送。门109和110在整个画面上设定一个用于提取出用于进行曝光设定和聚焦的信号的最佳范围。这些门109和110可以具有可变尺寸,或者可以设置多个门109和110。
附图标记114代表用于自动聚焦的AF(自动聚焦)信号处理电路,其提取出视频信号高频分量,来产生AF评价值信号。附图标记115代表用于变焦操作的变焦开关。附图标记116代表变焦跟踪存储器,用于存储关于目标位置的信息,其中第四透镜组4将按照照相机-对象距离和第二透镜组2的位置被驱动至所述目标位置,以便在改变放大率的过程中保持焦点对准状态。CPU 117中的存储器可以被用作所述变焦跟踪存储器。
在前述结构中,当使用者操作变焦开关115时,CPU 117对用于驱动第二透镜组2的振动型线性致动器102进行控制,并且基于第一变焦跟踪存储器116中的信息以及基于根据第二透镜组编码器105的探测结果确定的第二透镜组2的当前位置,计算出第四透镜组4的目标驱动位置,以便控制用于驱动第四透镜组4达到所述目标驱动位置的第二振动型线性致动器103。通过使得根据第四透镜组编码器106的探测结果获得的第四透镜组4的当前位置与所述目标驱动位置进行匹配,确定出第四透镜组4是否已经到达所述目标驱动位置。
在所述自动聚焦过程中,CPU 117控制第二振动型线性致动器103来驱动第四透镜组4,以便寻找出由AF信号处理电路114确定的所述AF评价值处于最高点的位置。
为了提供合适的曝光,CPU 117控制光量调节装置15的电机104来增大或者缩小光圈直径,以便使得通过AE门109的亮度信号平均值等于预定值,也就是说,使得光圈编码器107的输出具有对应于所述预定值的值。
在前述结构中,滑块18由磁体制成,通过吸引振动器19来提供用于产生作为振动型线性致动器的驱动力所需的接触压力。由此,接触压力的任何反作用力均不会作用在第二透镜保持构件12上。因此,在第二透镜保持构件12的与导杆10和11配合的配合部分12a和12b处产生的摩擦力不会增加,并且由于所述摩擦产生的驱动载荷不会增加。此外,片簧22会产生小的力,从而使得由片簧22作用在与导杆10和11配合的配合部分12a和12b上的力很小,并且几乎不会增加在配合部分12a和12b处产生的摩擦力。这样就使得能够使用低功率的小的振动型线性致动器,使得镜筒的尺寸缩小。
由于在第二透镜保持构件12上不会作用大的接触压力,所以在第二透镜保持构件12的与导杆10和11配合的配合部分12a和12b处产生的摩擦力不会增加。第一振动型线性致动器102的功率或者尺寸无需增加,并且可以减轻导杆10、11与配合部分12a、12b之间由于摩擦造成的磨损(磨蚀)。还有,可以精确地实现对第二透镜保持构件12(第二透镜组2)的细微驱动。
即使当制造误差等因素改变了光轴方向上的、任一压力接触面相对于一条平行于光轴的轴线的位置或者环绕该轴线的倾斜度时,片簧22发生变形来改变振动器19的所述位置或者倾斜度(方位),以便保持两个压力接触面相互平行,由此保持这些表面之间的合适的接触状态。片簧22具有一个弹簧常数,该弹簧常数被设定为使得其响应一个小于前述接触压力的力发生变形。即使当任一压力接触面的位置或者倾斜度发生改变时,所述接触压力也不会明显改变。因此,能够稳定地提供与第一振动型线性致动器102的固有性能一致的输出。
另一方面,滑块34由磁体制成,通过吸引振动器35来提供用于产生作为振动型线性致动器的驱动力所需的接触压力。由此,接触压力的任何反作用力均不会作用在第四透镜保持构件14上。因此,在第四透镜保持构件14的与导杆11和10配合的配合部分14a和14b处产生的摩擦力不会增加,并且由于所述摩擦产生的驱动载荷不会增加。此外,片簧33和38会产生小的力,从而使得由片簧33和38作用在与导杆11和10配合的配合部分14a和14b上的力很小,并且几乎不会增加在配合部分14a和14b处产生的摩擦力。这样就使得能够使用低功率的小的振动型线性致动器,使得镜筒的尺寸缩小。
由于在第四透镜保持构件14上不会作用大的接触压力,所以在第四透镜保持构件14的与导杆11和10配合的配合部分14a和14b处产生的摩擦力不会增加。第二振动型线性致动器103的功率或者尺寸无需增加,并且可以减轻导杆10、11与配合部分14a、14b之间由于摩擦造成的磨损。还有,可以精确地实现对第四透镜保持构件14(第四透镜组4)的细微驱动。
即使当制造误差等因素改变了光轴方向上的、任一压力接触面相对于一条平行于光轴的轴线的位置或者环绕该轴线的倾斜度时,片簧33和38发生变形来改变振动器35的位置或者倾斜度(方位),以便保持两个压力接触面相互平行,由此保持这些表面之间的合适接触状态。各个片簧33和38均具有一个弹簧常数,该弹簧常数被设定为使得其响应一个小于前述接触压力的力发生变形。即使当任一压力接触面的所述位置或者倾斜度发生改变时,所述接触压力也不会明显改变。因此,能够稳定地提供与第二振动型线性致动器103的固有性能一致的输出。
如前所述,在第一实施例中,导杆10、第一振动型线性致动器和第一线性编码器沿着(接近)右侧面设置,其中所述右侧面是当从光轴方向进行观看时光量调节装置15的平整表面中最为接近光轴的一个表面。第一振动型线性致动器和第一线性编码器分别紧邻导杆10设置于该导杆10的上方和下方。此外,导杆11、第二振动型线性致动器和第二线性编码器沿着(接近)左侧面设置,其中所述左侧面是当从光轴方向进行观看时光量调节装置15的平整表面中最为接近光轴的一个表面。第二振动型线性致动器和第二线性编码器分别紧邻导杆11设置于该导杆11的下方和上方。
因此,尽管所述光学设备具有光量调节装置15、两个用于驱动设置在光量调节装置15的对象侧和成像面侧的第二透镜保持构件12(第二透镜组2)和第四透镜保持构件14(第四透镜组4)的振动型线性致动器、两根用于沿着光轴方向导引透镜保持构件12和14的导杆10和11、以及两个用于探测透镜保持构件12和14的位置的线性编码器,但是其尺寸可以被制得非常紧凑。
由于滑块18和34分别紧邻导杆10和11设置,所以第二透镜保持构件12和第四透镜保持构件14可以顺畅地得以驱动。此外,紧邻导杆10和11设置的标尺28和48,减少了由于第二透镜保持构件12和第四透镜保持构件14的与导杆10、11配合的配合部分12a、12b、14a、14b的间隙而导致的标尺28和48位移量,从而能够精确地进行位置探测。
当所述线性致动器和线性编码器与用于导引所述透镜保持构件的导杆隔着光轴设置在相反侧时,由于在所述透镜保持构件的与导杆配合的配合部分处的间隙,在开始驱动时利用所述导杆作为支撑点,所述线性编码器可以沿着与驱动方向相反的方向移动,其中所述透镜保持构件受到驱动并且其位置由所述线性致动器、线性编码器探测。这样会降低位置探测的精确度。但是,在第一实施例中,所述线性致动器和线性编码器与用于导引所述透镜保持构件的导杆位于同一侧,从而使得这个问题不会出现,并且可以精确地探测位置,其中所述透镜保持构件受到驱动并且其位置由所述线性致动器、线性编码器探测。
(第二实施例)
图7为作为本发明第二实施例的摄像设备中的镜筒沿着一个平面的剖视图,其中所述平面平行于光轴并且垂直于振动型线性致动器中的滑块与振动器之间的压力接触面。图8代表第二实施例中的镜筒沿着一个平面的剖视图,其中当从对象侧进行观看时,所述平面垂直于光轴并且垂直于用于驱动第二透镜组的振动型线性致动器的压力接触面。图9为第二实施例中的镜筒沿着一个平面的剖视图,其中当从对象侧进行观看时,所述平面垂直于光轴并且垂直于用于驱动第四透镜组的振动型线性致动器的压力接触面。图10是一个分解透视图,示出了第二实施例中的镜筒。第二实施例中的摄像设备具有与第一实施例中相同的电气结构。
在图7至10中,从对象侧开始依次,附图标记201代表固定的第一透镜组,202代表能够沿着光轴方向移动用于改变放大率的第二透镜组,215代表光量调节装置,203代表固定的第三透镜组,204代表能够沿着光轴方向移动用于校正随着放大率改变的成像面的变动并且用于进行焦点调节的第四透镜组。
附图标记205代表后侧镜筒,其保持着图像捕获器件和低通滤波器(LPF),并且被固定在未示出的照相机主体上。附图标记206代表第一透镜保持构件,其保持着第一透镜组201,并且通过螺钉207、208和209固定在后侧镜筒205上。
附图标记210和211代表导杆(导向构件),它们由后侧镜筒205和第一透镜保持构件206保持成基本上平行于光轴方向。
附图标记212代表第二透镜保持构件,其保持第二透镜组202,并且用于切断多余光线的遮光片232固定于该第二透镜保持构件上。第二透镜保持构件212在配合部分212a处与导杆210配合,以便被沿着光轴方向导引,并且在配合部分212b处与导杆211配合,以便防止其环绕导杆210发生旋转。附图标记213代表第三透镜保持构件,其保持第三透镜组203,并且通过螺钉216固定在后侧镜筒205上。附图标记214代表第四透镜保持构件,其保持第四透镜组204,并且在配合部分214a处与导杆211配合,以便被沿着光轴方向导引,并且在配合部分214b处与导杆210配合,以便防止其环绕导杆211旋转。
当从光轴方向进行观看时,光量调节装置215具有这样一种外形,即在竖直方向(第一方向)上的长度大于在水平方向(第二方向)上的长度。光量调节装置215通过螺钉217固定在后侧镜筒205上。光量调节装置215具有与在图5C所示第一实施例中相同的结构。
附图标记218代表滑块(接触构件),其由摩擦材料形成。附图标记219代表振动器,其由机电能量转换元件和板状弹性构件形成,所述机电能量转换元件在板状弹性构件上产生出振动。附图标记220代表柔性接线板,其被连接在振动器219上,并且向所述机电能量转换元件传送信号。柔性接线板220具有弯曲部分(变形部分)220a,随着第二透镜组212沿着光轴方向移动,该弯曲部分发生变形。
在由滑块218和振动器219形成的第一振动型线性致动器中,在滑块218与振动器219压力接触的同时,两个处于不同相位的频率信号(脉冲信号或者交变信号)通过柔性接线板220输入所述机电能量转换元件,来在振动器219的压力接触面219a(如同第一实施例中那样沿着光轴方向形成于两个位置处)中产生基本上椭圆形运动,在滑块218的压力接触面218a上产生沿着光轴方向的驱动力。
附图标记221代表间隔件,用于固定振动器219,并且具有形成于其中心处的孔221a。形成于第二透镜保持构件212上的球形突起212e被装配入孔221a内,以便保持间隔件221,从而防止(限制)其沿着光轴方向(也就是驱动方向)运动,但是容许其沿着除光轴方向之外的方向发生旋转和运动。间隔件221的外周保有一定程度的间隙地利用突起212c、212d以及形成于第二透镜保持构件212上的未示出突起保持。这样就使得间隔件221能够移动,从而使得振动器219的压力接触面219a平行于滑块218的压力接触面218a。
附图标记222代表压力接触杆,其保持滑块218的与压力接触面218a相对的表面,附图标记224代表盘簧,其从间隔件221的突起221b悬挂至压力接触杆222,而附图标记225也代表盘簧,其从间隔件221的突起221c悬挂至压力接触杆222。压力接触杆222和间隔件221通过盘簧224和225的拉力相互拉扯。由压力接触杆222保持的滑块218和固定在间隔件221上的振动器219被保持成使得它们的压力接触面218a和219a相互压力接触。
附图标记223代表具有保持部分223a的滑块保持构件,滑块218通过粘结等方式固定在保持部分223a上。滑块223通过螺钉226和227固定在第一透镜保持构件206上。
附图标记228代表标尺,用于探测第二透镜保持构件212的位置,并且通过粘结等方式固定在形成于第二透镜保持构件12上的沟槽212f内。附图标记229代表光线发送/接收元件,其向标尺228发送光线并且接收由标尺228反射回来的光线,用以探测第二透镜保持构件212的移动量。标尺228和光线发送/接收元件229构成了用作探测器的第一线性编码器。
附图标记230代表柔性接线板,其向光线发送/接收元件229发送信号和从光线发送/接收元件229接收信号,并且通过螺钉231固定在第一透镜保持构件206上。
如图8中所示,导杆210、由振动器219和滑块218形成的第一振动型线性致动器、以及由光线发送/接收元件229和标尺228形成的第一线性编码器沿着或者接近光量调节装置215的平整左侧面(当从光轴方向进行观看时是位于左侧的长的线性侧面)排列,所述左侧面是当从光轴方向的前方进行观看时光量调节装置215的所有外表面中最为接近光量调节装置215的光轴位置的外表面中的一个。所述第一振动型线性致动器和第一线性编码器紧邻导杆210竖直设置,将导杆210夹持在中间。
附图标记233代表压力接触杆,附图标记240和241分别代表端部悬挂在压力接触杆233上的盘簧。附图标记234代表滑块,其由摩擦材料制成,被压力接触杆233保持,并且被固定在第四透镜保持构件214的沟槽214e中。
235代表由机电能量转换元件和板状弹性构件形成的振动器,所述机电能量转换元件在板状弹性构件上产生出振动。附图标记236代表柔性接线板,其被连接在振动器235的机电能量转换元件上。在由滑块234和振动器235形成的第二振动型线性致动器中,在滑块234与振动器235压力接触的同时,两个处于不同相位的频率信号(脉冲信号或者交变信号)通过柔性接线板236输入所述机电能量转换元件,在振动器235的压力接触面235a(如同第一实施例中那样沿着光轴方向形成于两个位置处)中产生基本上椭圆形运动,从而在滑块234的压力接触面234a上产生出沿着光轴方向的驱动力。
如图7中所示,第一振动型线性致动器在光轴方向上的设置范围(滑块218的设置范围)和第二透镜保持构件212在光轴方向上的可移动范围L2从光量调节装置215的对象侧(图7中左侧)朝向成像面侧延伸。另一方面,第二振动型线性致动器在光轴方向上的设置范围(滑块234的设置范围)和第四透镜保持构件214在光轴方向上的可移动范围L4从光量调节装置215的成像面侧朝向对象侧延伸。换句话说,第一和第二振动型线性致动器的设置范围(第二透镜保持构件212和第四透镜保持构件214的可移动范围)在光轴方向上相互重叠。
附图标记237代表间隔件,该间隔件保持振动器235,并且具有突起237b和237c,盘簧240和241的另外一端悬挂在所述突起237b和237c上。盘簧240和241拉扯压力接触杆233和间隔件237,压力接触杆233推动滑块234,并且间隔件237推动振动器235,从而使得滑块234的压力接触面234a与振动器235的压力接触面235a压力接触。
附图标记239代表振动器保持构件,其保持振动器235。振动器保持构件239具有轴239a和239b,它们分别朝向对象侧和成像侧延伸,并且分别与后侧镜筒205的轴承205a和205b可旋转地配合。形成于振动器保持构件239内侧面上的球形突起239c被装配到形成于间隔件237上的锥形孔237a内。振动器保持构件239由设置于轴239b上的扭转盘簧238朝向对象偏压,并且由此在光轴方向上无间隙地得到保持。振动器保持构件239由扭转盘簧238环绕轴239a和239b朝向向内旋转方向施压,从而将球形突起239c压入孔237a内。由此,间隔件237和由该间隔件保持的振动器235得以保持,以便防止(限制)它们沿着光轴方向(也就是驱动方向)发生移动,并且容许它们沿着基本上垂直于压力接触面235a的方向发生移动。
附图标记248代表标尺,用于探测第四透镜保持构件214的位置,并且通过粘接等方式固定在形成于第四透镜保持构件214上的沟槽214d内。附图标记249代表光线发送/接收元件,其向标尺248发送光线并且接收由标尺248反射回来的光线,用以探测第四透镜保持构件214的移动量。标尺248和光线发送/接收元件249构成了用作探测器的第二线性编码器。
附图标记250代表柔性接线板,其向光线发送/接收元件249发送信号和从光线发送/接收元件249接收信号,并且通过螺钉251固定在后侧镜筒205上。
如图9中所示,导杆211、由振动器235和滑块234形成的第二振动型线性致动器、以及由光线发送/接收元件249和标尺248形成的第二线性编码器沿着或者接近光量调节装置215的平整右侧面(当从光轴方向进行观看时是位于右侧的长的线性侧面)排列,所述右侧面是当从光轴方向的前方进行观看时光量调节装置215的所有外表面中最为接近光量调节装置215的光轴位置的外表面中的一个。第二振动型线性致动器和第二线性编码器紧邻导杆211竖直设置,将导杆211夹在中间。
第一振动型线性致动器、导杆210以及第一线性编码器与第二振动型线性致动器、导杆211以及第二线性编码器相对于一条竖直延伸穿过光轴中心的轴线基本上对称设置。
在前述结构中,盘簧224和225拉扯压力接触杆222和间隔件221,来将滑块218压靠在振动器219上,以便提供用于产生作为振动型线性致动器的驱动力所需的接触压力。由此,接触压力的任何反作用力均不会作用在第二透镜保持构件212上。因此,在第二透镜保持构件212的与导杆210和211配合的配合部分212a和212b处产生的摩擦力不会增加,并且由于所述摩擦产生的驱动载荷不会增加。
滑块218被固定在滑块保持构件223上。另一方面,间隔件221与第二透镜保持构件212的球形突起212e配合,并且传送用于驱动第二透镜保持构件212所需的力,却不会沿着光轴方向产生间隙,但是沿着除驱动方向之外的移动方向和沿着旋转方向仅传送小的力。由此,任何压力接触力均不会作用在第二透镜保持构件212上。
这样就能够使用低功率的小的振动型线性致动器,使得镜筒的尺寸缩小。
此外,间隔件221上用于保持住振动器219的孔221a容纳着第二透镜保持构件212的球形突起212e,来保持第二透镜保持构件212,以便容许环绕球形突起212e发生旋转,并且容许沿着除光轴方向之外的方向发生移动。即使当制造误差等因素改变了任何压力接触面在光轴方向上的位置或者倾斜度时,振动器219的位置或者倾斜度(方位)均会发生改变,以便保持两个压力接触面相互平行,由此保持这些表面之间的合适接触状态。即使当间隔件221的位置或者倾斜度发生改变时,所述接触压力也不会明显改变。因此,能够稳定地提供与第一振动型线性致动器102的固有性能一致的输出。
由于在第二透镜保持构件212上不会作用大的接触压力,所以在第二透镜保持构件212的与导杆210和211配合的配合部分212a和212b处产生的摩擦力不会增加。所述第一振动型线性致动器的功率或者尺寸无需增加,并且可以减轻由于导杆210、211与配合部分212a、212b之间摩擦造成的磨损。还有,可以精确地实现对第二透镜保持构件212(第二透镜组202)的细微驱动。
另一方面,盘簧240和241拉扯压力接触杆233和间隔件237,来将滑块234压靠在振动器235上,以便提供用于产生作为振动型线性致动器的驱动力所需的接触压力。由此,接触压力的任何反作用力均不会作用在第四透镜保持构件214上。因此,在第四透镜保持构件214的与导杆211和210配合的配合部分214a和214b处产生的摩擦力不会增加,并且由于所述摩擦产生的驱动载荷不会增加。
滑块234被固定在第四透镜保持构件214的沟槽214e中。间隔件237上的锥形孔237a容纳着振动器保持构件239的球形突起239c,从而使得在间隔件237上仅作用用于支撑该间隔件237的保持力,且不会产生间隙。由于用于无间隙地支撑间隔件237的保持力小于前述接触压力,所以在第四透镜保持构件214的与导杆211和210配合的配合部分214a和214b处产生的摩擦力几乎不会增加,并且由于摩擦产生的驱动载荷几乎不会增加。
这样就能够使用低功率的小的振动型线性致动器,使得镜筒的尺寸缩小。
如前所述,滑块234上的压力接触面234a利用盘簧240和241的拉力与振动器235的压力接触面235a压力接触,并且振动器保持构件239的球形突起239c被压入锥形孔237a内,以便利用盘簧238的偏压力进行配合而不会产生间隙。这样就能够使得振动器235环绕球形突起239c旋转。振动器保持构件239环绕轴239a和239b旋转以容许振动器235沿着基本上垂直于压力接触面235a的方向发生移动,或者发生倾斜来环绕球形突起239c旋转。
即使当制造误差等因素改变了光轴方向上的、任一压力接触面相对于一个平行于光轴的轴线的位置或者环绕该轴线的倾斜度时,振动器235的位置或者倾斜度(方位)均会发生改变,以保持两个压力接触面相互平行,由此保持这些表面之间的合适的接触状态。
盘簧238可以产生出仅仅足以促使振动器保持构件239的球形突起239c与间隔件237的锥形孔237a无间隙地配合的力,并且该力可以小于用于使得滑块234与振动器235压力接触以便产生出驱动力的力。由此,即使当所述压力接触面的位置改变时,接触压力也不会明显变化。
因此,能够稳定地提供与所述第二振动型线性致动器的固有性能一致的输出。
由于在第四透镜保持构件214上不会作用大的接触压力,所以在第四透镜保持构件214的与导杆211和210配合的配合部分214a和214b处产生的摩擦力不会增加。所述第二振动型线性致动器的功率或者尺寸无需增加,并且可以减轻由于导杆211、210与配合部分214a、214b之间摩擦造成的磨损。还有,可以精确地实现对第四透镜保持构件214(第四透镜组204)的细微驱动。
当所述透镜保持构件移动大的量时,所述滑块必须具有大的长度。为了容许长的滑块沿着光轴方向移动,必须确保沿着光轴方向存在用于所述滑块移动所需的长的空间。
但是,在第二实施例中,在用于驱动第二透镜保持构件212的第一振动型线性致动器内,固定着在光轴方向上的长度大于第二振动型线性致动器的滑块234的长度的滑块218,同时振动器219与第二透镜保持构件212一同沿着光轴方向移动,其中与第四透镜保持构件214相比,第二透镜保持构件212移动较多的量。由于长的滑块218不是以这种方式沿着光轴方向移动,所以为了沿着光轴方向设置所述第一振动型线性致动器,仅需要短的空间,这样能够缩小镜筒的尺寸。
在第二实施例中,在用于驱动第四透镜保持构件214的第二振动型线性致动器内,滑块234被固定在第四透镜保持构件214上并且沿着光轴方向移动,同时振动器235被固定起来因此不会沿着光轴方向移动,其中与第二透镜保持构件212相比,第四透镜保持构件214移动较少的量。因此,柔性接线板250无需具有任何变形部分,从而可以容易地操控该柔性接线板250,以便提高设计上的灵活性。这样也容许缩小镜筒的尺寸。
如前所述,在第二实施例中,导杆210、第一线振动型性致动器和第一线性编码器沿着(接近)左侧面设置,其中所述左侧面是当从光轴方向进行观看时光量调节装置215的平整表面中最为接近光轴的一个平整表面。第一振动型线性致动器和第一线性编码器分别紧邻导杆210设置于该导杆210的上方和下方。
此外,导杆211、第二振动型线性致动器和第二线性编码器沿着(接近)右侧面设置,其中所述右侧面是当从光轴方向进行观看时光量调节装置215的平整表面中最为接近光轴的一个平整外表面。第二振动型线性致动器和第二线性编码器分别紧邻导杆211设置于该导杆211的上方和下方。
因此,尽管所述光学设备具有光量调节装置215、两个用于驱动设置在光量调节装置215的对象侧和成像面侧的第二透镜保持构件212(第二透镜组202)和第四透镜保持构件214(第四透镜组204)的振动型线性致动器、两根用于沿着光轴方向导引透镜保持构件212和214的导杆210和211、以及两个用于探测透镜保持构件212和214的位置的线性编码器,但是其尺寸可以被制得非常紧凑。
由于滑块218和234分别紧邻导杆210和211设置,所以第二透镜保持构件212和第四透镜保持构件214可以顺畅地得以驱动。此外,由于紧邻导杆210和211设置标尺228和248,减少了由于与第二透镜保持构件212和第四透镜保持构件214的与导杆210和211配合的配合部分212a、212b、214a、214b的间隙而导致的标尺228和248位移,从而能够精确地探测位置。
当所述线性致动器和线性编码器与用于导引所述透镜保持构件的导杆隔着光轴设置在相反侧时,由于在所述透镜保持构件的与导杆配合的配合部分处的间隙,在开始驱动时利用所述导杆作为支撑点,所述线性编码器可以沿着与驱动方向相反的方向移动,其中所述透镜保持构件受到驱动并且其位置由所述线性致动器、线性编码器探测。这样降低了位置探测的精确度。但是,在第二实施例中,所述线性致动器和线性编码器与用于导引所述透镜保持构件的导杆位于同一侧,从而使得这个问题不会出现,并且可以精确地探测位置,其中所述透镜保持构件受到驱动并且其位置由所述线性致动器、线性编码器探测。
(第三实施例)
图11至14示出了作为本发明第三实施例的摄像设备中的镜筒的结构。图11为第三实施例中的镜筒沿着一个平面的剖视图,其中所述平面平行于光轴并且垂直于振动型线性致动器中的滑块与振动器之间的压力接触面。图12为第三实施例中的镜筒沿着一个平面的剖视图,其中当从对象侧进行观看时,所述平面垂直于光轴并且垂直于用于驱动第二透镜组的振动型线性致动器的压力接触面。图13为第三实施例中的镜筒沿着一个平面的剖视图,其中当从对象侧进行观看时,所述平面垂直于光轴并且垂直于用于驱动第四透镜组的振动型线性致动器的压力接触面。图14是一个分解透视图,示出了第三实施例中的镜筒。第三实施例中的摄像设备具有与第一实施例中相同的电气结构。
在图11至14中,从对象侧开始依次,附图标记301代表固定的第一透镜组,302代表能够沿着光轴方向移动用于改变放大率的第二透镜组,315代表光量调节装置,303代表固定的第三透镜组,而304代表能够沿着光轴方向移动用于校正随着放大率改变的成像面的变动并且用于进行焦点调节的第四透镜组。
附图标记305代表后侧镜筒,其保持着在后面进行描述的图像捕获器件,和低通滤波器(LPF),并且被固定在未示出的照相机主体上。附图标记306代表第一透镜保持构件,其保持着第一透镜组301,并且通过螺钉307、308和309固定在后侧镜筒305上。
附图标记310和311代表导杆(导向构件),它们由后侧镜筒305和第一透镜保持构件306保持成基本上平行于光轴方向。
附图标记312代表第二透镜保持构件,其保持第二透镜组302,并且用于切断多余光线的遮光片332固定于该第二透镜保持构件上。第二透镜保持构件312在配合部分312a处与导杆310配合,以便被沿着光轴方向导引,并且在配合部分312b处与导杆311配合,以便防止其环绕导杆310发生旋转。附图标记313代表第三透镜保持构件,其保持第三透镜组303,并且通过螺钉316固定在后侧镜筒305上。附图标记314代表第四透镜保持构件,其保持第四透镜组304,并且在配合部分314a处与导杆311配合,以便被沿着光轴方向导引,并且在配合部分314b处与导杆310配合,以便防止其绕导杆311发生旋转。
当从光轴方向进行观看时,光量调节装置315具有这样一种外形,即在竖直方向(第一方向)上的长度大于在水平方向(第二方向)上的长度。光量调节装置315通过螺钉317固定在后侧镜筒305上。光量调节装置315具有与在图5C所示第一实施例中相同的结构。
附图标记318代表滑块,其由相互粘结起来的磁体和摩擦材料形成。附图标记319代表振动器,其由机电能量转换元件和板状弹性构件形成,所述机电能量转换元件在板状弹性构件上产生出振动。振动器319的弹性构件由铁磁体制成,铁磁体受到滑块318中磁体的吸引,使得滑块318的摩擦材料的压力接触面318a与振动器319的弹性构件的压力接触面319a(如同第一实施例中那样沿着光轴方向形成于两个位置处)压力接触。
附图标记320代表柔性接线板,其被连接在振动器319上,并且向所述机电能量转换元件传送信号。柔性接线板320具有弯曲部分(变形部分)320a,随着第二透镜组312沿着光轴方向移动,该弯曲部分320a发生变形。
在由滑块318和振动器319形成的第一振动型线性致动器中,在滑块318与振动器319压力接触的同时,两个处于不同相位的频率信号(脉冲信号或者交变信号)通过柔性接线板320输入所述机电能量转换元件,在振动器319的压力接触面319a上产生基本上椭圆形运动,从而在滑块318的压力接触面318a产生出沿着光轴方向的驱动力。
附图标记321代表间隔件,用于固定振动器319,而附图标记322代表片簧,用于固定间隔件321。片簧322具有这样一种形状,即在平面内方向上不易发生变形,但是在垂直于所述平面的方向上易于变形,并且在环绕所述平面中任意轴线的旋转方向上易于变形。片簧322在平面内方向上不易发生变形限制了振动器319沿着光轴方向(也就是驱动方向)发生位移。
附图标记324和325代表用于将片簧322固定到第二透镜保持构件312上的螺钉。附图标记323代表振动器框架,滑块318通过粘接等方式固定在该振动器框架上。振动器框架323通过螺钉326和327固定在第一透镜保持构件306上。
附图标记328代表标尺,用于探测第二透镜保持构件312的位置,并且通过粘接等方式固定在第二透镜保持构件312的方形孔312d内。
附图标记329代表光线发送/接收元件,其向标尺328发送光线并且接收由标尺328反射回来的光线,用以探测第二透镜保持构件312的移动量。标尺328和光线发送/接收元件329构成了用作探测器的第一线性编码器。
附图标记330代表柔性接线板,其向光线发送/接收元件329发送信号和从光线发送/接收元件329接收信号,并且通过螺钉331固定在第一透镜保持构件306上。
如图12所示,导杆310、由振动器319和滑块318形成的第一振动型线性致动器、以及由光线发送/接收元件329和标尺328形成的第一线性编码器沿着或者接近光量调节装置315的平整左侧面(当从光轴方向进行观看时是位于左侧的长的线性侧面)排列,所述左侧面是当从光轴方向的前方进行观看时光量调节装置315的所有外表面中最为接近光量调节装置315的光轴位置的外表面中的一个。所述第一振动型线性致动器和第一线性编码器紧邻导杆310竖直设置,将导杆310夹在中间。
附图标记334代表滑块,其由相互粘结起来的磁体和摩擦材料形成,并且通过粘接等方式固定在第四透镜保持构件314的方形框架314c上。振动器335代表振动器,其由机电能量转换元件和板状弹性构件形成,所述机电能量转换元件在板状弹性构件上产生出振动。振动器335的弹性构件由铁磁体制成,铁磁体受到滑块334中磁体的吸引,使得滑块334的摩擦材料的压力接触面334a与振动器335的弹性构件的压力接触面335a(如同第一实施例中那样沿着光轴方向形成于两个位置处)压力接触。
附图标记336代表柔性接线板,其被连接在振动器335的机电能量转换元件上。在由滑块334和振动器335形成的第二振动型线性致动器中,在滑块334与振动器335压力接触的同时,两个处于不同相位的频率信号(脉冲信号或者交变信号)通过柔性接线板336输入所述机电能量转换元件,在振动器335的压力接触面335a中产生基本上椭圆形运动,从而在滑块334的压力接触面334a上产生出沿着光轴方向的驱动力。
如图11中所示,当从垂直于光轴方向的方向进行观看时,第一振动型线性致动器在光轴方向上的设置范围(滑块318的设置范围)和第二透镜保持构件312在光轴方向上的可移动范围L2从光量调节装置315的对象侧(图11中左侧)朝向成像面侧延伸。第二振动型线性致动器在光轴方向上的设置范围(滑块334的设置范围)和第四透镜保持构件314在光轴方向上的可移动范围L4从光量调节装置315的成像面侧朝向对象侧延伸。换句话说,第一和第二振动型线性致动器的设置范围(第二透镜保持构件312和第四透镜保持构件314的可移动范围)在光轴方向上相互重叠。
附图标记337代表间隔件,用于保持振动器335,附图标记338代表片簧,用于保持间隔件337。片簧338具有这样一种形状,即在平面内方向上不易变形,但是在垂直于所述平面的方向上易于变形,并且在环绕所述平面中任意轴线的旋转方向上易于变形。片簧338在平面内方向上不易发生变形限制了振动器335沿着光轴方向(也就是驱动方向)发生位移。
附图标记339代表振动器保持构件,其保持片簧338,并且片簧338通过螺钉346和347固定在该振动器保持构件上。振动器保持构件339通过螺钉342和343固定在后侧镜筒305上。
附图标记348代表标尺,用于探测第四透镜保持构件314的位置,并且通过粘接等方式固定在形成于第四透镜保持构件314的方形孔314d内。附图标记349代表光线发送/接收元件,其向标尺348发送光线并且接收由标尺348反射回来的光线,用以探测第四透镜保持构件314的移动量。附图标记350代表柔性接线板,其向光线发送/接收元件349发送信号和从光线发送/接收元件349接收信号,并且通过螺钉351固定在后侧镜筒305上。
如图13中所示,导杆311、由振动器335和滑块334形成的第二振动型线性致动器、以及由光线发送/接收元件349和标尺348形成的第二线性编码器沿着或者接近光量调节装置315的平整右侧面(当从光轴方向进行观看时是位于右侧的长的线性侧面)排列,所述右侧面是当从光轴方向的前方进行观看时光量调节装置315的所有外表面中最为接近光量调节装置315的光轴位置的外表面中的一个。第二振动型线性致动器和第二线性编码器紧邻导杆311竖直设置,将导杆311夹持在中间。
此外,第一振动型线性致动器、导杆310以及第一线性编码器与第二振动型线性致动器、导杆311以及第二线性编码器相对于一条竖直延伸穿过光轴中心的轴线基本上对称设置。
在前述结构中,滑块318由磁体制成,通过吸引振动器19的磁体来提供用于产生作为振动型线性致动器的驱动力所需的接触压力。由此,接触压力的任何反作用力均不会作用在第二透镜保持构件312上。因此,在第二透镜保持构件312的与导杆310和311配合的配合部分312a和312b处产生的摩擦力不会增加,并且由于所述摩擦产生的驱动载荷不会增加。此外,片簧322会产生小的力,从而使得由片簧322作用在与导杆310和311配合的配合部分312a和312b上的力很小,并且几乎不会增加在配合部分312a和312b处产生的摩擦力。这样就使得能够使用低功率的小的振动型线性致动器,使得镜筒的尺寸缩小。
由于在第二透镜保持构件312上不会作用大的接触压力,所以在第二透镜保持构件312的与导杆310和311配合的配合部分312a和312b处产生的摩擦力不会增加。所述第一振动型线性致动器的功率或者尺寸无需增加,并且可以减轻由于导杆310、311与配合部分312a、312b之间摩擦造成的磨损。还有,可以精确地实现对第二透镜保持构件312(第二透镜组302)的细微驱动。
即使当制造误差等因素改变了光轴方向上的、任一压力接触面相对于一条平行于光轴的轴线的位置或者环绕该轴线的倾斜度时,片簧322发生变形来改变振动器319的所述位置或者倾斜度(方位),以便保持两个压力接触面相互平行,由此保持这些表面之间的合适的接触状态。片簧322具有一个弹簧常数,该弹簧常数被设定为使得其响应一个小于前述接触压力的力发生变形。即使当任一压力接触面的位置或者倾斜度发生改变时,所述接触压力也不会明显改变。因此,能够稳定地提供与所述第一振动型线性致动器的固有性能一致的输出。
另一方面,滑块334由磁体制成,通过吸引振动器35来提供用于产生作为振动型线性致动器的驱动力所需的接触压力。由此,接触压力的任何反作用力均不会作用在第四透镜保持构件314上。因此,在第四透镜保持构件314的与导杆311和310配合的配合部分314a和314b处产生的摩擦力不会增加,并且由于所述摩擦产生的驱动载荷不会增加。此外,片簧338会产生小的力,从而使得由片簧338作用在与导杆311和310配合的配合部分314a和314b上的力很小,并且几乎不会增加在配合部分314a和314b处产生的摩擦力。这样就使得能够使用低功率的小的振动型线性致动器,使得镜筒的尺寸缩小。
由于在第四透镜保持构件314上不会作用大的接触压力,所以在第四透镜保持构件314的与导杆311和310配合的配合部分314a和314b处产生的摩擦力不会增加。所述第二线性致动器的功率或者尺寸无需增加,并且可以减轻由于导杆310、311与配合部分314a、314b之间摩擦造成的磨损。还有,可以精确地实现对第四透镜保持构件314(第四透镜组304)的细微驱动。
即使当制造误差等因素改变了光轴方向上的、任一压力接触面相对于一条平行于光轴的轴线的位置或者环绕该轴线的倾斜度时,片簧338将发生变形来改变振动器335的所述位置或者倾斜度(方位),以便保持两个压力接触面相互平行,由此保持这些表面之间的合适的接触状态。片簧338具有一个弹簧常数,该弹簧常数被设定为使得其响应一个小于前述接触压力的力发生变形。即使当任何压力接触面的位置或者倾斜度发生改变时,所述接触压力也不会明显改变。因此,能够稳定地提供与所述第二振动型线性致动器的固有性能一致的输出。
当所述透镜保持构件移动大的量时,所述滑块必须具有大的长度。为了容许长的滑块沿着光轴方向移动,必须确保沿着光轴方向存在用于所述滑块移动所需的长的空间。但是,在第三实施例中,在用于驱动第二透镜保持构件312的第一振动型线性致动器内,固定着在光轴方向上的长度大于第二振动型线性致动器中滑块334的长度的滑块318,同时振动器319与第二透镜保持构件312一同沿着光轴方向移动,其中与第四透镜保持构件314相比,第二透镜保持构件312移动较多的量。由于长的滑块318不是以这种方式沿着光轴方向移动,所以为了沿着光轴方向设置所述第一振动型线性致动器,仅需要短的空间,这样能够缩小镜筒的尺寸。
在第三实施例中,在用于驱动第四透镜保持构件314的第二振动型线性致动器内,滑块334被固定在第四透镜保持构件314上并且沿着光轴方向移动,同时振动器335被固定起来因此不会沿着光轴方向移动,其中与第二透镜保持构件312相比,第四透镜保持构件314移动较少的量。因此,柔性接线板350无需具有任何变形部分,从而可以容易地操控该柔性接线板350,以便提高设计上的灵活性。这样也容许缩小镜筒的尺寸。
如前所述,在第三实施例中,导杆310、第一振动型线性致动器和第一线性编码器沿着(接近)左侧面设置,其中所述左侧面是当从光轴方向进行观看时光量调节装置315的平整表面中最为接近光轴的一个平整表面。第一振动型线性致动器和第一线性编码器分别紧邻导杆310设置于该导杆310的上方和下方。
此外,导杆311、第二振动型线性致动器和第二线性编码器沿着(接近)右侧面设置,其中所述右侧面是当从光轴方向进行观看时光量调节装置315的平整表面中最为接近光轴的一个平整表面。第二振动型线性致动器和第二线性编码器分别紧邻导杆311设置于该导杆311的上方和下方。
因此,尽管所述光学设备具有光量调节装置315、两个用于驱动设置在光量调节装置315的对象侧和成像面侧的第二透镜保持构件312(第二透镜组302)和第四透镜保持构件314(第四透镜组304)的振动型线性致动器、两根用于沿着光轴方向导引透镜保持构件312和314的导杆310和311、以及两个用于探测透镜保持构件312和314的位置的线性编码器,但是其尺寸可以被制得非常紧凑。
由于滑块318和334分别紧邻导杆310和311设置,所以第二透镜保持构件312和第四透镜保持构件314可以顺畅地得以驱动。此外,由于紧邻导杆310和311设置标尺328和348,减少了由于第二透镜保持构件312和第四透镜保持构件314的与导杆310和311配合的配合部分312a、312b、314a、314b的间隙而导致的标尺328和348位移量,从而能够精确地进行探测位置。
当所述线性致动器和线性编码器与用于导引所述透镜保持构件的导杆隔着光轴设置在相反侧时,由于在所述透镜保持构件的与导杆配合的配合部分处的间隙,在开始驱动时利用所述导杆作为支撑点,所述线性编码器可以沿着与驱动方向相反的方向移动,其中所述透镜保持构件受到驱动并且其位置由所述线性致动器、线性编码器探测。这样会降低位置探测的精确度。但是,在第三实施例中,所述线性致动器和线性编码器与用于导引所述透镜保持构件的导杆位于同一侧,从而使得这个问题不会出现,并且可以精确地探测位置,其中所述透镜保持构件受到驱动并且其位置由所述线性致动器、线性编码器探测。
(第四实施例)
图15A至19示出了作为本发明第四实施例的摄像设备中的镜筒的结构。图15A至15D分别示出了当从四个方向,即右侧、后侧、左侧、前侧进行观看时第四实施例中的镜筒,其外部构造被去除。图16为第四实施例中的镜筒沿着一平面的剖视图,其中所述平面平行于光轴并且垂直于滑块在与振动型线性致动器中的振动器之间的压力接触面。图17为当从对象侧观看时第四实施例中的镜筒沿着一平面的剖视图,其中所述平面垂直于光轴并且垂直于用于驱动第二透镜组的振动型线性致动器的压力接触面。图18为当从对象侧观看时第四实施例中的镜筒沿着一平面的剖视图,其中所述平面垂直于光轴并且垂直于用于驱动第四透镜组的振动型线性致动器的压力接触面。图19是一个分解透视图,示出了第四实施例中的镜筒。图20示出了第四实施例中的摄像设备的电气结构。
在图15A至20中,从对象侧开始依次,附图标记401代表固定的第一透镜组,402代表能够沿着光轴方向移动用于改变放大率的第二透镜组,415代表光量调节装置,403代表固定的第三透镜组,404代表能够沿着光轴方向移动用于校正随着放大率改变的成像面的变动并且用于进行焦点调节的第四透镜组。
附图标记405代表后侧镜筒,其保持着在后面进行描述的图像捕获器件,和低通滤波器(LPF),并且被固定在未示出的照相机主体上。附图标记406代表第一透镜保持构件,其保持着第一透镜组401,并且通过螺钉407、408和409固定在后侧镜筒405上。
附图标记410和411代表导杆(导向构件),其由后侧镜筒405和第一透镜保持构件406保持成基本上平行于光轴方向。
附图标记412代表第二透镜保持构件,其保持第二透镜组402,并且用于切断多余光线的遮光片432固定于该第二透镜保持构件上。第二透镜保持构件412在配合部分412a处与导杆410配合,以便被沿着光轴方向导引,并且在配合部分412b处与导杆411配合,以便防止其环绕导杆410发生旋转。附图标记413代表第三透镜保持构件,其保持第三透镜组403,并且通过螺钉416固定在后侧镜筒405上。附图标记414代表第四透镜保持构件,其保持第四透镜组404,并且在配合部分414a处与导杆411配合,以便被沿着光轴方向导引,并且在配合部分414b处与导杆410配合,以便防止其环绕导杆411发生旋转。
当从光轴方向进行观看时,光量调节装置415具有这样一种外形,即在竖直方向(第一方向)上的长度大于在水平方向(第二方向)上的长度。光量调节装置415通过螺钉417固定在后侧镜筒405上。光量调节装置315具有与在图5C所示结构相同的结构。
附图标记418代表滑块,其由相互粘结起来的磁体和摩擦材料形成,并且通过粘接等方式固定在第二透镜保持构件412的方形孔412c内。
附图标记419代表振动器,其由机电能量转换元件和板状弹性构件形成,所述机电能量转换元件在板状弹性构件上产生出振动。振动器419的弹性构件由铁磁体制成,铁磁体受到滑块418的磁体的吸引,使得滑块418的摩擦材料的压力接触面418a与沿着光轴方向在两个位置处形成于振动器419弹性构件上的压力接触面419a、419b压力接触。
附图标记420代表柔性线路板,其被连接在振动器419上,并且向所述机电能量转换元件传递信号。
在由滑块418和振动器419形成的第一线性致动器(振动型线性致动器)中,在滑块418与振动器419压力接触的同时,两个处于不同相位的频率信号(脉冲信号或者交变信号)通过柔性接线板420输入所述机电能量转换元件,在振动器419的压力接触面419a、419b上产生基本上椭圆形运动,从而在滑块418的压力接触面418a上产生出沿着光轴方向的驱动力。
附图标记421代表间隔件,振动器419被固定在该间隔件上,而附图标记422代表片簧,间隔件421被固定在该片簧上。片簧422具有这样一种形状,即在平面内方向上不易变形,但是在垂直于所述平面的方向上易于变形,并且在环绕所述平面中一条任意轴线的旋转方向上易于变形。片簧422在平面内方向上不易发生变形限制了振动器419沿着光轴方向(也就是驱动方向)发生位移。
附图标记423代表振动器框架,片簧422通过螺钉424和425固定于该振动器框架上。振动器框架423通过螺钉426和427固定在第一透镜保持构件406上。
附图标记428代表标尺,用于探测第二透镜保持构件412的位置,并且通过粘接等方式固定在第二透镜保持构件412的方形孔412d内。
附图标记429代表光线发送/接收元件,其向标尺428发送光线并且接收由标尺428反射回来的光线,用以探测第二透镜保持构件412的移动量。标尺428和光线发送/接收元件429构成了用作探测器的第一线性编码器。
附图标记430代表柔性接线板,其向光线发送/接收元件429发送信号和从光线发送/接收元件429接收信号,并且通过螺钉431固定在第一透镜保持构件406上。
如图17中所示,导杆410、由振动器419和滑块418形成的第一线性致动器、以及由光线发送/接收元件429和标尺428形成的第一线性编码器沿着或者接近光量调节装置415的平整左侧面(当从光轴方向进行观看时是位于左侧的长的线性侧面)排列,所述左侧面是当从光轴方向的前方进行观看时光量调节装置415的所有外表面中最为接近光量调节装置415的光轴位置的外表面中的一个。在第四实施例中,导杆410、第一线性编码器、以及第一线性致动器从底部开始依次设置。
附图标记433代表线圈,其被固定在第四透镜保持构件414上。附图标记434代表柔性接线板,用于向线圈433传递信号。柔性接线板434随着第四透镜保持构件414沿着光轴方向移动而发生变形。
附图标记435和436分别代表磁体和磁轭。线圈433、磁体435以及磁轭436构成了磁路,线圈433在其中受到激励,形成第二线性致动器(音圈马达),其是沿着光轴方向产生出驱动力的电磁型线性致动器。附图标记439代表磁轭保持构件,其保持磁轭436,并且通过螺钉442和443固定在后侧镜筒405上。
如图16中所示,第一线性致动器沿着光轴方向的设置范围(滑块418的设置范围)和第二透镜保持构件412沿着光轴方向的可移动范围L2从光量调节装置415的对象侧(图16中左侧)朝向成像面侧延伸。第二线性致动器沿着光轴方向的设置范围(磁体435的设置范围)和第四透镜保持构件414沿着光轴方向的可移动范围L4从光量调节装置415的成像面侧朝向对象侧延伸。换句话说,第一和第二线性致动器的设置范围(第二透镜保持构件412和第四透镜保持构件414的可移动范围)在光轴方向上相互重叠。
附图标记448代表标尺,用于探测第四透镜保持构件414的位置,并且通过粘接等方式固定在第四透镜保持构件414的方形孔414d内。附图标记449代表光线发送/接收元件,其向标尺448发送光线并且接收由标尺448反射回来的光线,用以探测第四透镜保持构件414的移动量。附图标记450代表柔性接线板,其被用来向光线发送/接收元件449发送信号和从光线发送/接收元件449接收信号,并且通过螺钉451固定在后侧镜筒405上。
如图18中所示,导杆411、由线圈433、磁体435以及磁轭436形成的第二线性致动器、以及由光线发送/接收元件449和标尺448形成的第二线性编码器沿着或者接近光量调节装置415的平整右侧面(当从光轴方向进行观看时是位于右侧的长的线性侧面)排列,所述右侧面是当从光轴方向的前方进行观看时光量调节装置415的所有外表面中最为接近光量调节装置415的光轴位置的外表面中的一个。在第四实施例中,导杆411、第二线性致动器以及第二线性编码器从顶部开始依次设置。
导杆410、第一线性致动器以及第一线性编码器与导杆411、第二线性致动器以及第二线性编码器相对于光轴基本上点对称设置。为了在严格意义上点对称,例如,导杆411、第二线性编码器以及第二线性致动器应该从顶部开始在导杆411的侧面上按这种顺序设置,但是如果单独观看所述导杆、线性致动器以及线性编码器,本实施例中的排布方式可以被认为基本上点对称。与如同后面所述导杆411和第二线性致动器分开设置的情况相比,象第四实施例中这样紧邻设置的导杆411和第二线性致动器可以更为顺畅地驱动第四透镜保持构件414。但是,也可以使用严格的点对称排布方式。
在图20中,附图标记471代表由CCD传感器、CMOS传感器等器件形成的图像捕获器件。附图标记472代表包括滑块418和振动器419的振动型线性致动器,其用作第二透镜组402(第二透镜保持构件412)的驱动源。附图标记473代表由线圈433、磁体435以及磁轭436形成的电磁型线性致动器,其用作第四透镜组404(第四透镜保持构件414)的驱动源。
附图标记474代表用作光量调节装置415的驱动源的电机。附图标记475代表作为第一线性编码器的第二透镜编码器,其中第一线性编码器包括标尺428和光线发送/接收元件429,而附图标记476代表作为第二线性编码器的第四透镜编码器,其中第二线性编码器包括标尺448和光线发送/接收元件449。这些编码器分别探测第二透镜组402和第四透镜组404在光轴方向上的相对位置(从一个基准位置移动的量)。尽管第四实施例采用了光学编码器作为所述编码器,但是也可以使用磁性编码器或者利用电阻探测绝对位置的编码器。
附图标记477代表光圈编码器,其例如属于这样一种类型,即霍尔元件被设置在作为光量调节装置415驱动源的电机474内部,用于探测电机474中的转子与定子之间的旋转位置关系。
附图标记487代表CPU,用作负责对所述摄像设备的工作过程进行控制的控制器。附图标记478代表照相机信号处理电路,其对图像捕获器件471的输出进行放大、伽玛校正等处理。在进行预定处理之后,视频信号的对比信号通过AE门479和AF门480进行传送。门479和480在整个画面上设定一个用于提取出用于进行曝光设定和聚焦的信号的最佳范围。这些门479和480可以具有可变尺寸,或者可以设置多个门479和480。
附图标记484代表用于自动聚焦的AF(自动聚焦)信号处理电路,其提取出视频信号高频分量,来产生AF评价值信号。附图标记485代表用于进行变焦操作的变焦开关。附图标记486代表变焦跟踪存储器,用于存储关于目标位置的信息,其中第四透镜组404将按照照相机-对象距离和按照第二透镜组402的位置被驱动至所述目标位置,以便在改变放大率的过程中保持焦点对准状态。CPU 487中的存储器可以被用作所述变焦跟踪存储器。
在前述结构中,当使用者操作变焦开关485时,CPU 487对用于驱动第二透镜组402的振动型线性致动器472进行控制,并且基于变焦跟踪存储器486中的信息以及基于根据第二透镜组编码器475的探测结果确定的第二透镜组402的当前位置,计算出第四透镜组404的目标驱动位置,以便控制用于驱动第四透镜组404到达所述目标驱动位置的电磁型线性致动器473。通过使得根据第四透镜组编码器476的探测结果获得的第四透镜组404的当前位置与所述目标驱动位置进行匹配,确定出第四透镜组404是否已经到达所述目标驱动位置。
在自动聚焦过程中,CPU 487控制电磁型线性致动器473来驱动第四透镜组404,以便寻找出由AF信号处理电路484确定的AF评价值处于最高点的位置。
为了提供合适的曝光,CPU 487控制光量调节装置415的电机474来增大或者缩小光圈直径,以便使得通过AE门479的亮度信号平均值等于预定值,也就是说,使得光圈编码器477的输出具有对应于所述预定值的值。
在前述结构中,滑块418由磁体制成,通过吸引振动器419来提供用于产生作为振动型线性致动器的驱动力所需的接触压力。由此,接触压力的任何反作用力均不会作用在第二透镜保持构件412上。因此,在第二透镜保持构件412的与导杆410和411配合的配合部分412a和412b处产生的摩擦力不会增加,并且由于所述摩擦产生的驱动载荷不会增加。此外,片簧422产生小的力,从而使得由片簧422作用在与导杆410和411配合的配合部分412a和412b上的力很小,并且几乎不会增加在配合部分412a和412b处产生的摩擦力。这样就使得能够使用低功率的小的振动型线性致动器,使得镜筒的尺寸缩小。
由于在第二透镜保持构件412上不会作用大的接触压力,所以在第二透镜保持构件412的与导杆410和411配合的配合部分412a和412b处产生的摩擦力不会增加。所述第一线性致动器的功率或者尺寸无需增加,并且可以减轻由于导杆410、411与配合部分412a、412b之间摩擦造成的磨损。还有,可以精确地实现对第二透镜保持构件412(第二透镜组402)的细微驱动。
即使当制造误差等因素改变了光轴方向上、任一压力接触面相对于一条平行于光轴的轴线的位置或者环绕该轴线的倾斜度时,片簧422发生变形来改变振动器419的位置或者倾斜度(方位),以便保持两个压力接触面相互平行,由此保持这些表面之间的合适接触状态。片簧422具有一个弹簧常数,该弹簧常数被设定为使得其响应一个小于前述接触压力的力发生变形。即使当任一压力接触面的位置或者倾斜度发生改变时,所述接触压力也不会明显改变。因此,能够稳定地提供与所述第一线性致动器的固有性能一致的输出。
因为所述振动器一直与滑块保持压力接触,即使当断电时,所述振动型线性致动器也不会发生位移。特别是,第二透镜组402仅在改变放大率过程中发生移动,并且通常保持静止,从而使得与利用电磁力的线性致动器相比,使用所述振动型线性致动器来驱动第二透镜组可以节省电能。
另一方面,在利用电磁力的线性致动器中,不存在接触部分,并且因此不会产生磨损。由于仅在驱动方向上产生出力,并且不会在受驱动构件(第四透镜保持构件414)上作用任何侧向压力,所以不会在受驱动构件的与导杆410和411配合的配合部分414a和414b上作用任何侧向压力,并且配合部分414a和414b几乎不磨损。特别是,第四透镜组在改变放大率和聚焦的过程中发生移动,并且其移动量大于第二透镜组由于AF操作而产生的移动量。因此,电磁型线性致动器比振动型线性致动器更有效地用来驱动第四透镜组,以便提高耐用性。
如前所述,在本实施例中,导杆410、第一线性致动器和第一线性编码器沿着(接近)左侧面紧邻设置,其中所述左侧面是当从光轴方向进行观看时光量调节装置415外表面中最为接近光轴位置的一个外表面。导杆411、第二线性致动器和第二线性编码器沿着(接近)右侧面紧邻设置,其中所述右侧面是当从光轴方向进行观看时光量调节装置415外表面中最为接近光轴位置的一个外表面。因此,尽管所述光学设备具有光量调节装置415、两个用于驱动设置在光量调节装置415的对象侧和成像面侧的第二透镜保持构件412(第二透镜组402)和第四透镜保持构件414(第四透镜组404)的线性致动器、两根用于沿着光轴方向导引透镜保持构件412和414的导杆410和411、以及两个用于探测透镜保持构件412和414的位置的线性编码器,但是其尺寸可以被制得非常紧凑。
由于紧靠导杆410设置第一线性编码器的标尺428,减少了由于第二透镜保持构件412的与导杆410和411配合的配合部分412a和412b的间隙而导致的标尺428位移,以便能够精确地探测位置。
当所述线性致动器和线性编码器与用于导引所述透镜保持构件的导杆隔着光轴设置在相反侧时,由于在所述透镜保持构件的与导杆配合的配合部分处的间隙,在开始驱动时利用所述导杆作为支撑点,所述线性编码器可以沿着与驱动方向相反的方向移动,其中所述透镜保持构件受到驱动并且其位置由所述线性致动器、线性编码器探测。这样会降低位置探测的精确度。但是,在第四实施例中,所述线性致动器和线性编码器与用于导引所述透镜保持构件的导杆位于同一侧,从而使得这个问题不会出现,并且可以精确地探测位置,其中所述透镜保持构件受到驱动并且其位置由所述线性致动器、线性编码器探测。
此外,由于所述第二线性致动器紧靠导杆411设置,所以第四透镜保持构件414可以顺畅地得以驱动。
根据第一至第四实施例中的每一个,线性致动器、导向构件以及探测器均在第二方向上沿着光量调节装置的外表面设置,其中所述光量调节装置的形状在第一方向上细长。换句话说,它们的排布方式有效利用了形成于在第二方向上的尺寸短于在第一方向上的尺寸的光量调节装置外部的空间。它们可以紧凑排布,以便缩小光学设备的尺寸。
能够实现和第一透镜组相关的线性致动器、导向构件以及探测器与和第二透镜组相关的线性致动器、导向构件以及探测器沿着第二方向对称排布,由此即使具有两套线性致动器、导向构件以及探测器,也能够获得小型的光学设备。特别是当使用振动型线性致动器作为两个线性致动器中的至少一个时,与将电磁型线性致动器用于两个线性致动器的情况相比,光学设备的尺寸可以进一步缩小。
前面已经对本发明的优选实施例进行了描述。但是,本发明并不局限于在第一至第四实施例中描述的结构,并且可以在第一至第四实施例中的每一个内进行多种改动。
尽管第一至第四实施例中的每一个均结合与透镜一体式的摄像设备进行了描述,但是本发明也能够应用于被可去除地安装在摄像设备主体上的可更换透镜(光学设备)。本发明不仅能够应用于摄像设备,而且能够应用于多种用于通过线性致动器驱动透镜的光学设备。
尽管第一至第四实施例中的每一个均结合可以使振动器和滑块的位置和倾斜度都可变的保持机构进行了描述,但是也能够提供一种容许位置和倾斜度中之一可变的保持机构。
Claims (10)
1.一种光学设备,包括:
光量调节装置,其利用一对沿着垂直于光轴方向的第一方向平移的光屏蔽构件对光量进行调节;
透镜;
振动型线性致动器,其利用通过机电能量转换作用产生的振动沿着光轴方向驱动所述透镜;
导向构件,其沿着光轴方向导引所述透镜;以及
用于探测所述透镜的位置的探测器,
其特征在于,当从该光学设备的光轴方向进行观看时,所述振动型线性致动器、导向构件和探测器沿着所述光量调节装置的外表面排布,所述外表面沿着垂直于所述第一方向的第二方向设置。
2.根据权利要求1所述的光学设备,其特征在于,所述透镜包括第一透镜和第二透镜,其中第一透镜被设置成比所述光量调节装置更为接近对象,而第二透镜被设置成比所述光量调节装置更为接近成像面,
所述振动型线性致动器包括第一振动型线性致动器和第二振动型线性致动器,它们分别用于沿着光轴方向驱动所述第一和第二透镜,
所述导向构件包括第一导向构件和第二导向构件,它们分别用于沿着光轴方向导引所述第一和第二透镜,
所述探测器包括第一探测器和第二探测器,它们分别用于探测所述第一和第二透镜的位置,并且
其中,当从该光学设备的光轴方向进行观看时,所述第一振动型线性致动器、第一导向构件以及第一探测器沿着所述光量调节装置的第一外表面排布,其中所述第一外表面沿着所述第二方向设置;而所述第二振动型线性致动器、第二导向构件以及第二探测器沿着第二外表面排布,所述第二外表面被设置在所述光量调节装置的第一外表面的相对侧。
3.根据权利要求2所述的光学设备,其特征在于,当从该光学设备的光轴方向进行观看时,所述第一和第二振动型线性致动器被设置在沿着光轴方向至少部分相互重叠的范围中。
4.根据权利要求2所述的光学设备,其特征在于,当从该光学设备的光轴方向进行观看时,所述第一振动型线性致动器、第一导向构件以及第一探测器与所述第二振动型线性致动器、第二导向构件以及第二探测器相对于一条沿着第一方向延伸穿过所述光轴的轴线对称排布。
5.根据权利要求2所述的光学设备,其特征在于,当从该光学设备的光轴方向进行观看时,所述第一振动型线性致动器、第一导向构件以及第一探测器与所述第二振动型线性致动器、第二导向构件以及第二探测器相对于所述光轴呈点对称排布。
6.一种光学设备,包括:
光量调节装置,其利用一对沿着垂直于光轴方向的第一方向平移的光屏蔽构件对光量进行调节;
第一透镜,被设置成比所述光量调节装置更为接近对象;
第二透镜,被设置成比所述光量调节装置更为接近成像面;
沿着光轴方向驱动第一透镜的第一线性致动器;
沿着光轴方向驱动第二透镜的第二线性致动器;
第一导向构件和第二导向构件,它们分别沿着光轴方向导引第一透镜和第二透镜;以及
第一探测器和第二探测器,它们分别用于探测第一透镜和第二透镜的位置,
其特征在于,当从该光学设备的光轴方向进行观看时,所述第一线性致动器、第一导向构件以及第一探测器沿着所述光量调节装置的第一外表面排布,所述第一外表面沿着垂直于第一方向的第二方向设置,并且所述第二线性致动器、第二导向构件以及第二探测器沿着所述光量调节装置的第二外表面排布,所述第二外表面设置于第一外表面的相对侧。
7.根据权利要求6所述的光学设备,其特征在于,当从该光学设备的光轴方向进行观看时,所述第一和第二线性致动器被设置在沿着光轴方向至少部分相互重叠的范围中。
8.根据权利要求6所述的光学设备,其特征在于,当从该光学设备的光轴方向进行观看时,所述第一线性致动器、第一导向构件以及第一探测器与所述第二线性致动器、第二导向构件以及第二探测器相对于一条沿着第一方向延伸穿过所述光轴的轴线对称排布。
9.根据权利要求6所述的光学设备,其特征在于,当从该光学设备的光轴方向进行观看时,所述第一线性致动器、第一导向构件以及第一探测器与所述第二线性致动器、第二导向构件以及第二探测器相对于所述光轴呈点对称排布。
10.根据权利要求6所述的光学设备,其特征在于,所述第一和第二线性致动器中至少之一是振动型致动器,该振动型致动器利用通过机电能量转换作用所产生的振动产生出驱动力。
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