CN1851515A - 光学设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种光学设备,该光学设备可以在振动型线性致动器的振动器和接触构件之间很好地保持面接触状态,以便进行稳定的透镜驱动。所述光学设备包括沿光轴方向驱动透镜的振动型线性致动器。所述振动型线性致动器包括振动器和接触构件,在该振动器上通过电-机械能量转换作用产生振动,该接触构件与振动器压力接触。所述装置包括保持机构,该保持机构保持所述振动器和接触构件中的一个,使得响应于比所述振动器与接触构件之间的压接力更小的力,改变所述一个构件的位置和倾斜度的至少其中之一。
Description
技术领域
本发明涉及一种光学设备,该光学设备具有用于在光轴方向上驱动透镜的驱动源,特别是,本发明涉及一种光学设备,该光学设备包括用作驱动源的振动型线性致动器。
背景技术
某些光学设备包括作为用于驱动透镜的驱动源的振动型线性致动器(例如,参见日本专利特开平10(1998)-90584号公报)。
在日本专利特开平10(1998)-90584号公报中提出的光学设备,具有振动型线性致动器,该振动型线性致动器由通过电-机械能量转换作用产生振动的振动器和与该振动器压力接触的接触构件形成。该振动器固定到透镜保持构件上,该接触构件固定到透镜镜筒的固定构件上,并且使振动器产生驱动振动,从而,使透镜保持构件与振动器一起移动,或者,将接触构件固定到透镜保持构件上,将振动器固定到透镜镜筒的固定构件上,并且使振动器产生驱动振动,从而使透镜保持构件和接触构件一起移动。
下面,将利用图21和22,对日本专利特开平10(1998)-90584号公报中提出的透镜镜筒进行描述。
在图21A至21D中,参考标号901表示透镜保持框,902表示导向杆,该导向杆沿着光轴方向对透镜保持框901进行引导。参考标号904表示振动器,905a表示支承振动器904的支承部,906a表示与振动器904压力接触的接触构件,907表示偏压构件,该偏压构件产生作用在振动器904与接触构件906之间的压接力。
在图22中,参考标号911表示透镜保持框,913表示导衬,该导衬安装在透镜保持框911上,并且在可以沿着光轴方向移动的状态下与导向杆930结合。参考标号920表示振动器保持框,该振动器保持框设置在导衬913上,925a和925b表示支承振动器923的支承部。参考标号922表示固定到透镜镜筒主体上的接触构件,926表示弹簧,该弹簧产生作用在振动器923与接触构件922之间的压接力。
如图21C和21D所示,在振动器904或接触构件906只由偏压构件907支承的情况下,尽管确保了在振动器904与接触构件906之间的压力接触,但是,没有在光轴方向上支承振动器904或接触构件906的结构。这导致偏压构件907在透镜驱动方向上的变形,从而,使透镜保持框901的驱动位置精度的恶化。
另一方面,如图21A、21B和22所示,在振动器904或923以只在垂直于压接面的方向上可以移动的状态被支承构件905或925a、925b支承的情况下,由于导向杆902或930、支承部905或925a、925b以及接触构件906或922相对倾斜,在振动器和接触构件之间产生所谓的点接触状态或者线接触状态。与由振动器和接触构件的面接触所产生的驱动力相比,这将会降低驱动力。
进而,由偏压构件产生的使振动器和接触构件彼此压力接触的偏压力(或者弹簧力)非常大,从而,作用到透镜保持构件与导杆的结合部上的压接力的反作用力,使得在结合部沿着驱动方向产生的摩擦力(驱动负荷)增大。这导致要求振动型线性致动器的尺寸和输出功率增大、不能进行精细的透镜驱动、以及结合部被磨损等问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种光学设备,该光学设备可以很好地保持振动型线性致动器的振动器与接触构件之间的面接触状态,以便进行稳定的透镜驱动。另外,本发明的另一目的是提供一种光学设备,该光学设备可以降低由透镜的驱动引起的磨损(磨耗)。
根据一个方面,本发明提供一种光学设备,该光学设备包括透镜、沿着光轴方向驱动所述透镜的振动型线性致动器。该振动型线性致动器包括:通过电-机械能量转换作用在该振动器上产生振动的振动器;和与振动器压力接触的接触构件。进而,该光学设备包括保持机构,该保持机构保持振动器和接触构件中的一个构件,以便对于比振动器与接触构件之间的压接力小的力作出响应,改变其中一个构件的位置和倾斜度中的至少一项。
通过下面参照附图对优选实施例的描述,本发明的其它目的和特征将会变得更加清楚。
附图说明
图1A至1D表示当从四个方向观察时看到的作为本发明实施例1的图像摄取装置的透镜镜筒的结构。
图2是表示沿着与光轴平行的平面剖开的实施例1中的透镜镜筒的剖视图。
图3是实施例1中的透镜镜筒的分解透视图。
图4A是表示实施例1的透镜镜筒中的第二透镜保持构件的透视图。
图4B是表示实施例1的透镜镜筒中的第一振动型线性致动器的透视图。
图5A是表示实施例1的透镜镜筒中的第四透镜保持构件的透视图。
图5B是表示实施例1的透镜镜筒中的第二振动型线性致动器的透视图。
图5C示意地表示实施例1的透镜镜筒中的光量调节单元的结构。
图6是表示实施例1的图像摄取装置的电学结构的框图。
图7是表示沿着与光轴平行的平面剖开的本发明实施例2中的透镜镜筒的剖视图。
图8是表示沿着与光轴垂直的平面剖开的实施例2中的透镜镜筒的剖视图。
图9是表示沿着与光轴垂直的平面剖开的实施例2中的透镜镜筒的剖视图。
图10是表示实施例2的透镜镜筒的分解透视图。
图11是表示沿着与光轴平行的平面剖开的本发明实施例3中的透镜镜筒的剖视图。
图12是表示沿着与光轴垂直的平面剖开的实施例3中的透镜镜筒的剖视图。
图13是表示沿着与光轴垂直的平面剖开的实施例3中的透镜镜筒的剖视图。
图14是表示实施例3的透镜镜筒的分解透视图。
图15A至15D表示当从四个方向观察时看到的本发明的实施例4的图像摄取装置的透镜镜筒的结构。
图16是表示沿着与光轴平行的平面剖开的实施例4中的透镜镜筒的剖视图。
图17是表示沿着与光轴垂直的平面剖开的实施例4中的透镜镜筒的剖视图。
图18是表示沿着与光轴垂直的平面剖开的实施例4中的透镜镜筒的剖视图。
图19是表示实施例4的透镜镜筒的分解透视图。
图20是表示实施例4的图像摄取装置的电学结构的框图。
图21A至21D表示利用传统的振动型线性致动器的光学设备。
图22表示利用传统的振动型线性致动器的光学设备。
具体实施方式
下面将参照附图描述本发明的优选实施例。
(实施例1)
图1A至1D表示当分别从前、右、后和左四个方向观察时看到的作为本发明实施例1的图像摄取装置(光学设备)中的透镜镜筒,其中,该透镜镜筒的外部被去掉了。图2是沿着包含透镜镜筒的光轴在内的平面剖开的透镜镜筒的剖视图。图3是透镜镜筒的分解透视图。图4A和4B是表示驱动形成透镜镜筒的一部分的第二透镜单元用的振动型线性致动器的局部放大图。图5A和5B是表示驱动形成透镜镜筒的一部分的第四透镜单元用的振动型线性致动器的局部放大图。图5C示意地表示形成透镜镜筒的一部分的光量调节单元的结构。图6表示实施例1的图像摄取装置的电学结构。
在图1A至图6中,从物体侧起依次为,参考标号1表示固定的第一透镜单元,2表示第二透镜单元,该第二透镜单元可以在光轴方向上移动,用以改变放大倍数,15表示光量调节单元,3表示固定的第三透镜单元,4表示第四透镜单元,该第四透镜单元可以在光轴方向上移动,用以校正与改变放大倍数相关联的像面的变化以及用以进行焦点调节。
参考标号5表示后镜筒,该后镜筒保持后面将要描述的图像拾取装置以及低通滤波器(LPF),并固定到图中未示出的照相机主体上。参考标号6表示第一透镜保持构件,该第一透镜保持构件保持第一透镜单元1并被螺钉7、8和9固定到后镜筒5上。
参考标号10和11表示导杆(导向构件),所述导杆由后镜筒5和第一透镜保持构件6基本上与光轴方向平行地保持。
参考标号12表示第二透镜保持构件,该第二透镜保持构件保持第二透镜单元2,并且其上固定有用于切断不必要的光线的遮光罩32。第二透镜保持构件12在结合部分12a处与导杆10结合,以便被沿着光轴方向导向,并且,该第二透镜保持构件12在结合部12b处与导杆11结合,以便防止其围绕导杆10旋转。参考标号13表示第三透镜保持构件,该第三透镜保持构件保持第三透镜单元3并被螺钉16固定到后镜筒5上。参考标号14表示保持第四透镜单元4的第四透镜保持构件,该第四透镜保持构件14在结合部14a处与导杆11结合,以便被沿着光轴方向导向,并且,该第四透镜保持构件14在结合14b处与导杆10结合,以便防止其围绕导杆11旋转。
光量调节单元15具有当从光轴方向观察时、在铅直方向(第一方向)上比在水平方向(第二方向)上长的外形。光量调节单元15被螺钉17固定到后镜筒5上。如图5C所示,光量调节单元15是所谓的闸刀型的光阑,在该光阑中,借助被马达15d旋转的杆15c使一对光圈叶片15a和15b沿铅直方向大致平行地移动,以增大或者减小光圈的直径。参考标号15f表示由光量调节单元15的板形成的开口。光圈叶片15a和15b被设置在左、右的导销15e铅直地导向。和所谓的虹膜型或剪刀型光阑不同,闸刀型光阑水平方向的尺寸显著小于铅直方向的尺寸,因为光圈叶片15a和15b基本上被铅直地平行移动。
参考标号18表示由相互接合的磁铁和摩擦材料构成的滑动件(接触构件),该滑动件通过粘结等固定到形成在第二透镜保持构件12中的槽12c内。参考标号19表示振动器,该振动器由电-机械能量转换元件和板状弹性构件形成,其中,由电-机械能量转换元件在该板状弹性构件上产生振动。振动器19的弹性构件由铁磁体制成,该铁磁体被滑动件18的磁铁吸引,使滑动件18的摩擦材料的压接面18a与在振动器19的弹性构件中形成在光轴方向上的两个位置处的压接面19a和19b压力接触。
在由滑动件18和振动器19形成的第一振动型线性致动器中,经由柔性配线板20向电-机械能量转换元件输入相位不同的两个频率信号(脉冲信号或者交变信号),以便在振动器19的压接面19a和19b中产生大致椭圆的运动,使得在滑动件18的压接面18a中产生沿着光轴方向的驱动力。
参考标号21表示间隔件,振动器19固定在该间隔件上,参考标号22表示板簧,间隔件21固定在该板簧上。板簧22具有在板的平面内的方向上不容易变形、而在垂直于板平面的方向上容易变形的形状。在围绕包含在该平面内的任意的轴线旋转的方向上,板簧22易于变形,当变形时,它保持振动器19的压接面19a和19b与滑动件18的压接面18a平行。在平面内的方向上不容易变形的板簧22限制振动器19在光轴方向(即,驱动方向)上的位移。
参考标号23表示用螺钉26和27固定到第一透镜保持构件6上的振动器保持构件,板簧22被螺钉24和25固定到该振动器保持构件23上。参考标号28表示检测第二透镜保持构件12的移动量(位置)的标尺,该标尺通过粘结等固定到形成于第二透镜保持构件12中的槽12d内。参考标号29表示光发射/接收元件,该元件将光照射到标尺28上并接收被标尺28反射的光,以便检测第二透镜保持构件12的移动量。光发射/接收元件29和标尺28构成用作检测器的第一线性编码器。参考标号30表示柔性配线板,用于向光发射/接收元件29发送信号并从该光发射/接收元件29接收信号,该柔性配线板30被螺钉31固定在第一透镜保持构件6上。
如图1A所示,当从光轴方向的前面观察时,导杆10、由振动器19和滑动件18形成的第一振动型线性致动器、以及由光发射/接收元件29和标尺28构成的第一线性编码器,沿着或者靠近光量调节单元15的平面状的右侧面(从光轴方向观察时的右边的直线状的长边部)配置,其中,所述平面状的右侧面是光量调节单元15的所有外表面中最靠近该光量调节单元15的光轴位置的外表面之一。第一振动型线性致动器和第一线性编码器铅直地与导杆10邻接配置,将导杆10夹持在中间。
参考标号33表示固定在第四透镜保持构件14上的板簧。参考标号34表示滑动件(接触构件),该滑动件由彼此接合的磁铁和摩擦材料构成并且通过粘结等固定到板簧33上。板簧33具有在该板的平面内的方向上不容易变形、而在垂直于该板的平面的方向上容易变形的形状。在围绕包含在该平面内的任意轴线旋转的方向上,板簧33容易变形,并且,将滑动件34的压接面34a保持与振动器35的压接面35a和35b平行。在平面内的方向上不容易变形的板簧33限制滑动件34在光轴方向(即,驱动方向)上的位移。
振动器35由电-机械能量转换元件和板状弹性构件形成,由电-机械能量转换元件在该板状弹性构件上产生振动。振动器35的弹性构件由铁磁体制成,该铁磁体被滑动件34的磁铁吸引,使滑动件34的摩擦材料的压接面34a与振动器35的弹性构件中形成在光轴方向上的两个位置处的压接面35a和35b压力接触。
在由滑动件34和振动器35形成的第二振动型线性致动器中,经由柔性配线板36向电-机械能量转换元件输入相位不同的两个频率信号(脉冲信号或者交流信号),以便在振动器35的压接面35a和35b中产生大致椭圆的运动,使得在滑动件34的压接面34a中产生沿着光轴方向的驱动力。
如图2所示,第二透镜保持构件12(与导杆10结合的结合部12a)具有在光轴方向上的可移动范围L2,当从垂直于光轴的方向观察时,该可移动范围从光量调节单元15的物体侧(图2的左侧)向像面侧延伸。第四透镜保持构件14(与导杆11结合的结合部14a)具有在光轴方向上的可移动范围L4,该可移动范围从光量调节单元15的像面侧延伸到光量调节单元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的可移动范围在光轴方向上相互交叠。从而,第一振动型线性致动器所处的范围(在其中设置滑动件18的范围)和第二振动型线性致动器所处的范围(在其中设置滑动件34的范围),在光轴方向上相互交叠。
参考标号37表示间隔件,振动器35固定在该间隔件上,38表示板簧,间隔件37固定在该板簧上。板簧38具有在该板的平面内的方向上不容易变形、而在垂直于该板平面的方向上容易变形的形状。在围绕包含在该平面内的任意轴线旋转的方向上,板簧38容易变形,并且保持振动器35的压接面35a和35b与滑动件34的压接面34a平行。在所述平面内的方向上不容易变形的板簧38限制振动器35在光轴方向(即,驱动方向)上的位移。
参考标号39表示振动器保持构件,该振动器保持构件被螺钉42和43固定在后镜筒5上,并且板簧38被螺钉46和47固定该振动器保持构件39上。
参考标号48表示标尺,该标尺检测第四透镜保持构件14的移动量(位置),并且通过粘结等固定在形成于第四透镜保持构件14中的槽14b内。参考标号49表示光发射/接收元件,该元件将光照射到标尺48上并接收被标尺48反射的光,以便检测第四透镜保持构件14的移动量。光发射/接收元件49和标尺48构成用作检测器的第二线性编码器。参考标号50表示柔性配线板,该柔性配线板用于向光发射/接收元件49发送信号并从该光发射/接收元件49接收信号,该柔性配线板50被螺钉51固定在后镜筒5上。
如图1A所示,当从光轴方向的前面观察时,导向杆11、由振动器35和滑动件34形成的第二振动型线性致动器、以及由光发射/接收元件49和标尺48构成第二线性编码器,沿着或者靠近光量调节单元15的平面状的左侧面(从光轴方向观察时的左边的直线状长边部)配置,其中,所述平面状的左侧面是光量调节单元15的所有外表面中最靠近该光量调节单元15的光轴位置的另一外表面。第二振动型线性致动器和第二线性编码器铅直地与导杆11邻接配置,以便将导向杆11夹持在中间。
第一振动型线性致动器、导杆10和第一线性编码器组成的组和第二振动型线性致动器、导杆11和第二线性编码器组成的组基本上相对于通过光轴的中心铅直延伸的轴线对称地配置。
在图6中,参考标号101表示由CCD传感器、CMOS传感器等构成的图像拾取装置。参考标号102表示第一振动型线性致动器,它包括滑动件18和振动器19并用作第二透镜单元2(第二透镜保持构件12)的驱动源。参考标号103表示表示第二振动型线性致动器,它包括滑动件34和振动器35并用作第四透镜单元4(第四透镜保持构件14)的驱动源。
参考标号104表示马达,它用作光量调节单元15的驱动源。参考标号105表示由包括标尺28和光发射/接收元件29的第一线性编码器实现的第二透镜编码器,106a表示由包括标尺48和光发射/接收元件49的第二线性编码器实现的第四透镜编码器。这些编码器分别检测第二透镜单元2和第四透镜单元4在光轴方向上的相对位置(从参考位置起的移动量)。尽管实施例1利用光学编码器作为编码器,但是,也可以利用磁编码器,或者也可以利用通过使用电阻检测出绝对位置的编码器。
参考标号107表示光圈编码器,所述光圈编码器例如是这样一种类型的光圈编码器,即,该光圈编码器在作为光量调节单元15的驱动源的马达104内设置霍尔元件,并且将该霍尔元件用于检测马达104的转子和定子之间的旋转位置关系。
参考标号117表示CPU,该CPU用作控制器,负责图像摄取装置的操作控制。参考标号108表示照相机信号处理电路,对来自于图像拾取装置101的输出进行放大、γ校正等。在进行预定的处理之后,通过AE门109和AF门110传送视频信号的对比信号。门109和110在整个画面上设定最佳的范围,用以提取用于曝光设定和聚焦的信号。这些门109和110可以具有可变的尺寸,或者也可以设置多个门109和110。
参考标号114表示用于自动聚焦的AF(自动聚焦)信号处理电路,该电路提取视频信号的高频分量,以便生成AF评价值信号。参考标号115表示用于变焦操作的变焦开关。参考标号116表示变焦跟踪存储器,为了在改变放大倍数时保持聚焦状态,该存储器存储有关于目标位置的信息,其中,根据照相机到物体的距离以及第二透镜单元2的位置,第四透镜单元4将要被驱动到所述目标位置。可以将CPU117中的存储器用作变焦跟踪存储器。
在上述结构中,当使用者操作变焦开关115时,CPU117控制用于驱动第二透镜单元2的第一振动型线性致动器102,并且根据第一变焦跟踪存储器116中的信息和由第二透镜单元编码器105的检测结果确定的第二透镜单元2的当前位置,计算出第四透镜单元4的目标驱动位置,以便控制第二振动型线性致动器103,用以将第四透镜单元4驱动至该目标驱动位置。第四透镜单元4是否已经达到该目标驱动位置,是通过对根据第四透镜单元编码器106的检测结果确定的第四透镜单元4的当前位置与目标驱动位置进行匹配来确定的。
在自动聚焦中,CPU117控制第二振动型线性致动器103,以驱动第四透镜单元4,搜索由AF信号处理电路114决定的AF评价值处于峰值的位置。
为了提供恰当的曝光,CPU117控制光量调节单元15的马达104,以便增大或者减小光圈的直径,使得通过AE门109的亮度信号的平均值等于预定的值,就是说,使得来自光圈编码器107的输出具有对应于预定值的数值。
在上述结构中,滑动件18用磁铁形成,该磁铁吸引振动器19,以便提供产生作为振动型线性致动器的驱动力所需的压接力。因此,压接力的任何反作用力都不作用到第二透镜保持构件12上。从而,在第二透镜保持构件12与导杆10和11结合的结合部12a和12b处产生的摩擦力不会增大,由摩擦产生的驱动负荷不会增加。另外,板簧22产生小的力,从而,由板簧22作用到与导杆10和11结合的结合部12a和12b上的力很小,并且几乎不会增大在结合部12a和12b处产生的摩擦力。这就使得可以采用低功率和小型的振动型线性致动器,从而可以减小透镜镜筒的尺寸。
由于大的压接力不作用到第二透镜保持构件12上,所以,在第二透镜保持构件12与导杆10和11结合的结合部12a和12b处所产生的摩擦力不增大。无需增大第一振动型线性致动器102的功率或尺寸,可以降低由于导杆10、11和结合部12a、12b之间的摩擦引起的磨损(磨耗)。而且,可以精确地实现第二透镜保持构件12(第二透镜单元2)的精细的驱动。
即使当制造误差等在光轴方向上改变任何压接面相对于和光轴平行的轴线的位置、或者改变围绕该轴线的倾斜度时,板簧22变形,改变振动器19的位置和倾斜度(取向),以便保持两个压接面彼此平行,从而,保持所述面之间的适当的接触状态。将板簧22设定成具有这样的弹簧常数,即,使得该板簧22响应于比上述压接力小的力而发生变形。即使当任何压接面的位置或倾斜度改变时,压接力也不会发生很大的变化。从而,可以稳定地提供与第一振动型线性致动器102中的固有的性能相符的输出。
另一方面,利用吸引振动器35的磁铁形成滑动件34,以便提供产生作为振动型线性致动器的驱动力所需的压接力。因此,压接力的任何反作用力都不作用到第四透镜保持构件14上。从而,在第四透镜保持构件14与导杆11和10结合的结合部14a和14b处产生的摩擦力不增加,由摩擦引起的驱动负荷不增大。另外,板簧33和38产生小的力,从而由板簧33和38作用到与导杆11和10结合的结合部14a和14b上的力很小,并且几乎不增大在结合部14a和14b处产生的摩擦力。这就使得可以采用低功率和小型的振动型线性致动器,从而可以减小透镜镜筒的尺寸。
由于大的压接力没有作用到第四透镜保持构件14上,所以,在第四透镜保持构件14与导杆11和10结合的结合部14a和14b处产生的摩擦力不增大。无需增大第二振动型线性致动器103的功率或尺寸,可以降低由于导杆10、11和结合部14a、14b之间的摩擦引起的磨损。而且,可以精确地实现第四透镜保持构件14(第四透镜单元4)的精细的驱动。
即使当制造误差等在光轴方向上改变任何压接面相对于和光轴平行的轴线的位置、或者改变围绕该轴线的倾斜度时,板簧33和38变形,改变振动器34的位置或倾斜度(取向),以便保持两个压接面彼此平行,从而,保持所述面之间的适当的接触状态。将板簧33和38的每一个都设定成具有这样的弹簧常数,即,使得所述板簧响应于比上述压接力小的力而发生变形。即使当任何压接面的位置或倾斜度改变时,压接力也不会发生很大的变化。从而,可以稳定地提供与第二振动型线性致动器103中固有的性能相符的输出。
如上所述,在实施例1中,当从光轴方向观察时,导杆10、第一振动型线性致动器、以及第一线性编码器,沿着(靠近)右侧面配置,所述右侧面是光量调节单元15的最靠近光轴的平面之一。第一振动型线性致动器和第一线性编码器分别邻接导向杆10配置其下方和上方。另外,当从光轴方向观察时,导杆11、第二振动型线性致动器、以及第二线性编码器沿着(靠近)左侧面配置,所述左侧面是光量调节单元15的最靠近光轴的平面之一。第二振动型线性致动器和第二线性编码器分别邻接导杆11配置在其下方和上方。
从而,尽管光学设备具有以下部分,但是,仍然可以将其形成紧凑的尺寸,所述部分包括:光量调节单元15、用于驱动配置在光量调节单元15的物体侧和像面侧的第二和第四透镜保持构件12和14(第二和第四透镜单元2和4)的两个振动型线性致动器、用于沿光轴方向引导透镜保持构件12和14的两个导杆10和11、以及用于检测透镜保持构件12和14的位置的两个线性编码器。
由于滑动件18和34分别邻接导杆10和11地配置,所以,可以顺滑地驱动第二和笫四透镜保持构件12和14。另外,与导杆10和11邻接地配置标尺28和48,减少了由于第二和第四透镜保持构件12和14与导杆10和11结合的结合部12a、12b及14a、14b的间隙引起的标尺28和48的位移,可以精确地检测位置。
当将线性致动器和线性编码器相对于导杆隔着光轴配置(所述导杆用于对由所述线性致动器和线性编码器驱动及检测位置的透镜保持构件进行导向)时,由于在透镜保持构件与导杆结合的结合部处的间隙,在驱动开始时,线性编码器有可能以导杆作为支承点向与驱动方向相反的方向移动。这会降低位置检测的精度。但是,在实施例1中,线性致动器和线性编码器配置在与导杆相同的一侧,所述导杆用于对由所述线性致动器和线性编码器驱动及检测位置的透镜保持构件进行导向,从而,不会出现这种问题,可以精确地检测位置。
(实施例2)
图7表示沿着与光轴平行并且垂直于振动型线性致动器的滑动件与振动器之间的压接面的平面剖开的、作为本发明实施例2的图像摄取装置的透镜镜筒的剖视图。图8表示沿着垂直于光轴并且垂直于驱动第二透镜单元用的振动型线性致动器的压接面的平面剖开的、从物体侧观察到的实施例2的透镜镜筒的剖视图。图9表示沿着垂直于光轴并且垂直于驱动第四透镜单元用的振动型线性致动器的压接面的平面剖开的、从物体侧观察到的实施例2的透镜镜筒的剖视图。图10是表示实施例2的透镜镜筒的分解图。实施例2的图像摄取装置具有和实施例1同样的电学结构。
在图7至10中,从物体侧起依次为,参考标号201表示固定的第一透镜单元,202表示可以在光轴方向上移动以便改变放大倍数的第二透镜单元,215表示光量调节单元,203表示固定的第三透镜单元,以及204表示第四透镜单元,该第四透镜单元可以在光轴方向上移动,用于校正与改变放大倍数相关联的像面的变化和用于焦点调节。
参考标号205表示后镜筒,该后镜筒保持图像拾取装置和低通滤波器(LPF),并且固定在未示出的照相机主体上。参考标号206表示第一透镜保持构件,该第一透镜保持构件保持第一透镜单元201,并且被螺钉207、208和209固定在后镜筒205上。
参考标号210和211表示导杆(导向构件),所述导杆被后镜筒205和第一透镜保持构件206基本上与光轴方向平行地保持。
参考标号212表示第二透镜保持构件,该第二透镜保持构件保持第二透镜单元202,并且在该第二透镜保持构件上固定有用于切断不必要的光线的遮光罩232。第二透镜保持构件212在结合部212a处与导杆210结合,以便被沿着光轴方向导向,并且在结合部212b处与导杆211结合,以防止围绕导杆210旋转。参考标号213表示第三透镜保持构件,该第三透镜保持构件保持第三透镜单元203并且被螺钉216固定到后镜筒205上。参考标号214表示第四透镜保持构件,该第四透镜保持构件保持第四透镜单元204,并且在结合部214a处与导杆211结合,以便被沿着光轴方向导向,并且在结合部214b处与导杆210结合,以便防止围绕导杆211旋转。
光量调节单元215具有当从光轴方向观察时、在铅直方向(第一方向)上比在水平方向(第二方向)上长的外形。光量调节单元215被螺钉217固定到后镜筒205上。光量调节单元215具有和图5C所示的实施例1中的光量调节单元相同的结构。
参考标号218表示由摩擦材料形成的滑动件。参考标号219表示由电-机械能量转换元件和板状弹性构件构成的振动器,由电-机械能量转换元件在该板状弹性构件上产生振动。参考标号220表示柔性配线板,该柔性配线板连接到振动器219上并向电-机械能量转换元件传送信号。柔性配线板220具有弯曲部分(变形部分)220a,当第二透镜保持构件212沿光轴方向移动时,该弯曲部分220a发生变形。
在由滑动件218和振动器219形成的第一振动型线性致动器中,在滑动件218与振动器219压力接触时,相位不同的两个频率信号(脉冲信号或交流信号)被通过柔性配线板220输入给电-机械能量转换元件,以便在振动器219的压接面219a(如实施例1所述,形成在光轴方向上的两个位置处)上产生大致椭圆的运动,以便在滑动件218的压接面218a中产生沿光轴方向的驱动力。
参考标号221表示固定振动器219并且具有形成在其中心的孔221a的间隔件。形成在第二透镜保持构件212上的球形凸起212e配合到孔221a内,以便保持间隔件221,使得该间隔件在光轴方向(即,驱动方向)上的运动被阻止(限制),而允许它在除光轴方向之外的方向上的旋转和运动。间隔件221的外周以一定的间隙被形成在第二透镜保持构件212上的凸起212c、212d及一未示出的凸起所保持。这使得间隔件221以振动器219的压接面219a与滑动件218的压接面218a平行的方式移动。
参考标号222表示压接杆,该压接杆压紧滑动件218的与压接面218a相反的面,224表示螺旋弹簧,该螺旋弹簧悬挂在间隔件221的凸起221b与压接杆222之间,225a表示螺旋弹簧,该螺旋弹簧悬挂在间隔221的凸起221c与压接杆222之间。压接杆222和间隔件221通过螺旋弹簧224和225的拉力相互牵引。被压接杆222压紧的滑动件218和固定到间隔件221上的振动器219被以它们的压接面218a和219a彼此压力接触的方式保持。
参考标号223表示滑动件保持构件,该滑动件保持构件具有保持部223a,滑动件218通过粘结等固定到该保持部223a上。滑动件223被螺钉226和227固定到第一透镜保持构件206上。
参考标号228表示标尺,该标尺检测第二透镜保持构件212的位置,并且通过粘结等固定到形成在第二透镜保持构件212中的槽212f内。参考标号229表示光发射/接收元件,该元件将光照射到标尺228上并接收被标尺228反射的光,以检测第二透镜保持构件212的移动量。标尺228和光发射/接收元件229构成用作检测器的第一线性编码器。
参考标号230表示柔性配线板,该柔性配线板向光发射/接收元件229发送信号并从该光发射/接收元件229接收信号,该柔性配线板230被螺钉231固定在第一透镜保持构件206上。
如图8所示,当从光轴方向的前面观察时,导杆210、由振动器219和滑动件218构成的第一振动型线性致动器、以及由光发射/接收元件229和标尺228构成的第一线性编码器,沿着或者靠近光量调节单元215的平面状的左侧面(当从光轴方向观察时,在左边的直线状的长边部)配置,其中,所述左侧面是光量调节单元215的所有外表面中最靠近光量调节单元215的光轴位置的外表面中的一个。第一振动型线性致动器和第一线性编码器邻接导杆210铅直地配置,以便将导杆210夹持在中间。
参考标号233表示压接杆,240和241表示螺旋弹簧,所述螺旋弹簧的端部被悬挂在压接杆233上。参考标号234表示滑动件,该滑动件由被压接杆233压紧的摩擦材料制成,并被固定到第四透镜保持构件214的槽214e内。
参考标号235表示振动器,该振动器由电-机械能量转换元件和板状弹性构件形成,由电-机械能量转换元件在板状弹性构件上产生振动。参考标号236表示柔性配线板,该柔性配线板连接到振动器235的电-机械能量转换元件上。在由滑动件234和振动器235形成的第二振动型线性致动器中,在滑动件234与振动器235压力接触时,相位不同的两个频率信号(脉冲信号或交流信号)被通过柔性配线板236输入给电-机械能量转换元件,以便在振动器235的压接面235a(和在实施例1中一样,形成在光轴方向的两个位置处)中产生大致椭圆的运动,以便在滑动件234的压接面234a中产生沿光轴方向的驱动力。
如图7所示,第一振动型线性致动器在光轴方向上所处的范围(滑动件218所处的范围)以及第二透镜保持构件212在光轴方向上的可移动范围L2从光量调节单元215的物体侧(图7的左侧)向像面侧延伸。另一方面,第二振动型线性致动器在光轴方向上所处的范围(滑动件234所处的范围)和第四透镜保持构件214在光轴方向上的可移动范围L4,从光量调节单元215的像面侧向物体侧延伸。换句话说,第一和第二振动型线性致动器所处的范围(第二和第四透镜保持构件212和214的可移动范围)在光轴方向上彼此交叠。
参考标号237表示保持振动器235的间隔件,该间隔件具有凸起237b和237c,螺旋弹簧240和241的另一端部悬挂在所述凸起上。螺旋弹簧240和241牵引压接杆233和间隔件237,压接杆233推动滑动件234,而间隔件237推动振动器235,从而,滑动件234的压接面234a与振动器235的压接面235a压力接触。
参考标号239表示保持振动器235的振动器保持构件。振动器保持构件239具有向物体侧和像面侧延伸的轴239a和239b,所述轴分别与后镜筒205的轴承205a及205b可旋转地结合。形成在振动器保持构件239的内侧的球形凸起239c配合到形成在间隔件237上的锥形孔237a内。振动器保持构件239被设置在轴239b上的扭力螺旋弹簧238朝着物体加偏压,从而被沿着光轴方向没有间隙地保持。振动器保持构件239被扭力螺旋弹簧238向围绕轴239a和239b的朝内侧旋转的方向推动,将球形凸起239c推压到孔237a内。将间隔件237以及被保持在该间隔件上的振动器235保持在这样的状态,即,它们在光轴方向(即,驱动方向)上的运动被阻止(限制),而允许它们围绕球形凸起239c的旋转和在基本上垂直于压接面的方向上的运动。
参考标号248表示标尺,该标尺检测第四透镜保持构件214的位置,并通过粘结等被固定在形成于第四透镜保持构件214上的槽214d内。参考标号249表示光发射/接收元件,该元件将光照射到标尺248上并接收被标尺248反射的光,用于检测第四透镜保持构件214的移动量。标尺248和光发射/接收元件249构成作为检测器的第二线性编码器。
参考标号250表示柔性配线板,该柔性配线板用于向光发射/接收元件249发送信号并从该光发射/接收元件249接收信号,该柔性配线板250被螺钉251固定在后镜筒205上。
如图9所示,当从光轴方向的前面观察时,导杆211、由振动器235和滑动件234构成的第二振动型线性致动器、以及由光发射/接收元件249和标尺248构成的第二线性编码器,沿着或者靠近光量调节单元215的平面状的右侧面(从光轴方向观察的直线状长边部)配置,其中,所述右侧面是光量调节单元215的所有外表面中最靠近该光量调节单元215的光轴位置的外表面之一。第二振动型线性致动器和第二线性编码器与导杆211邻接地铅直配置,以便将导杆211夹在中间。
第一振动型线性致动器、导杆210和第一线性编码器组成的组,以及第二振动型线性致动器、导杆211和第二线性编码器组成的组,相对于通过光轴的中心铅直延伸的轴线基本上对称地配置。
在上述结构中,螺旋弹簧224和225牵引压接杆222和间隔件221,将滑动件218推压到振动器219上,以便提供产生作为振动型线性致动器的驱动力所需的压接力。因此,压接力的任何反作用力都不作用到第二透镜保持构件212上。从而,在第二透镜保持构件212与导杆210和211结合的结合部212a和212b处产生的摩擦力不增大,由摩擦引起的驱动负荷不增加。
滑动件218固定在滑动件保持构件223上。另一方面,间隔件221与第二透镜保持构件212的球形凸起212e结合,并且在光轴方向上没有间隙地传送驱动第二透镜保持构件212所需的力,但是,在驱动方向之外的运动方向上和在旋转方向上只传送很小的力。因此,任何压接力都不会作用到第二透镜保持构件212上。
这使得可以利用低功率和小尺寸的振动型线性致动器,从而减小透镜镜筒的尺寸。
另外,用于保持振动器219的间隔件221的孔221a接纳第二透镜保持构件212的球形凸起212e,以便保持第二透镜保持构件212,从而允许围绕球形凸起212e的旋转和在除光轴方向之外的方向上的运动。即使当由于制造误差等改变任何压接面在光轴方向上的位置或倾斜度时,振动器219的位置或倾斜度(取向)发生改变,以保持两个压接面彼此平行,从而,在所述面之间保持适当的接触状态。即使当间隔件221的位置或倾斜度改变时,压接力也不会发生很大的变化。因此,可以稳定地提供与第一振动型线性致动器102中固有的性能相符的输出。
因为在第二透镜保持构件212上不作用大的压接力,所以,在第二透镜保持构件212与导杆210及211结合的结合部212a和212b处产生的摩擦力不增大。不需要增大第一振动型线性致动器的功率或尺寸,可以降低由导杆210、211和结合部212a、212b之间的摩擦引起的磨损。并且,可以精确地实现第二透镜保持构件212(第二透镜单元202)的精细的驱动。
另一方面,螺旋弹簧240和241牵引压接杆233和间隔件237,以便将滑动件234推压到振动器235上,以提供产生作为振动型线性致动器的驱动力所需的压接力。因此,压接力的任何反作用力都不作用到第四透镜保持构件214上。从而,在第四透镜保持构件214与导杆211和210结合的结合部214a和214b处产生的摩擦力不增加,并且由该摩擦引起的驱动负荷不增大。
滑动件234固定到第四透镜保持构件214的槽214e内。间隔件237的锥形孔237a接纳振动器保持构件239的球形凸起239c,从而,只有用于没有间隙地支承间隔件237的压紧力作用到间隔件237上。由于用于没有间隙地支承间隔件237的压紧力小于上面所述的压接力,所以,在第四透镜保持构件214与导杆211和210结合的结合部214a和214b处产生的摩擦力几乎不增大,并且由摩擦引起的驱动负荷几乎不增大。
这使得能够利用低功率和小型的振动型线性致动器,从而减小透镜镜筒的尺寸。
如上所述,滑动件234的压接面234a借助螺旋弹簧240和241的牵引力与振动器235的压接面235a压力接触,振动器保持构件239的球形凸起239c被螺旋弹簧238的偏压力推压到锥形孔237a内,以与之没有间隙地结合。这使得振动器235能够围绕球形凸起239c旋转。振动器保持构件239围绕轴239a和239b旋转,以允许振动器235沿着基本上垂直于压接面235a的方向运动,或者围绕着球形凸起239c倾斜。
即使当制造误差等在光轴方向上改变任何压接面相对于和光轴平行的轴线的位置或者改变围绕该轴线的倾斜度时,振动器235的位置或倾斜度(取向)改变,以便保持两个压接面彼此平行,从而,在所述面之间保持适当的接触状态。
螺旋弹簧238可以产生只足以使振动器保持构件239的球形凸起239c与间隔件237的锥形孔237a没有间隙地结合的力,并且,该力可以小于使滑动件234与振动器235压力接触以便产生驱动力的力。因此,即使当压接面的位置改变时,压接力也基本上不变。
从而,可以稳定地提供与第二振动型线性致动器中固有的性能相符的输出。
由于在第四透镜保持构件214上不作用大的压接力,所以,在第四透镜保持构件214与导杆211和210结合的结合部214a和214b处产生的摩擦力不增大。无需增大第二振动型线性致动器的功率或尺寸,并且可以降低由导杆211、210和结合部214a、214b之间的摩擦引起的磨损。而且,可以精确地实现第四透镜保持构件214(第二透镜单元204)的精细的驱动。
当透镜保持构件被移动一个大的量时,滑动件需要有大的长度。为了允许这种长的滑动件在光轴方向上移动,需要在光轴方向上确保用于滑动件移动的长的空间。
但是,在实施例2中,在用于驱动与第四透镜保持构件214相比移动量更大的第二透镜保持构件212的第一振动型线性致动器中,在光轴方向上具有比第二振动型线性致动器的滑动件234的长度更大的长度的滑动件218被固定,而振动器219和第二透镜保持构件212在光轴方向上一起移动。由于在这种方式中长的滑动件218不在光轴方向上移动,所以,为了在光轴方向上配置第一振动型线性致动器,只需要短的空间,从而可以减小透镜镜筒的尺寸。
在实施例2中,在用于驱动与第二透镜保持构件212相比移动量更小的第四透镜保持构件214的第二振动型线性致动器中,滑动件234固定在第四透镜保持构件214上并沿光轴方向移动,而振动器235被固定且不沿光轴方向移动。因此,柔性配线板250不需要任何变形部,从而可以容易地处理柔性配线板250,提高设计的灵活性。这还可以减小透镜镜筒的尺寸。
如上所述,在实施例2中,当从光轴方向观察时,导杆210、第一振动型线性致动器、以及第一线性编码器沿着(靠近)左侧面配置,所述左侧面是光量调节单元215的最靠近光轴的平坦表面中的一个。第一振动型线性致动器和第一线性编码器分别靠近导杆210配置在其上方和下方。
另外,当从光轴方向观察时,导杆211、第二振动型线性致动器和第二线性编码器沿着(靠近)右侧面配置,所述右侧面是光量调节单元215的最靠近光轴的平坦表面中的一个。第二振动型线性致动器和第二线性编码器分别靠近导杆211配置在其上方和下方。
因此,尽管光学设备具有以下部分,仍然可以以紧凑的尺寸形成,所述部分包括:光量调节单元215、两个用于驱动配置在光量调节单元215的物体侧和像面侧的第二和第四透镜保持构件212和214(第二和第四透镜单元202和204)的振动型线性致动器、两个用于对透镜保持构件212和214在光轴方向上进行导向的导杆210和211,以及两个用于检测透镜保持构件212和214的位置的线性编码器。
由于滑动件218和234邻接导杆210和211配置,所以,第二和第四透镜保持构件212和214可以被顺滑地驱动。另外,与导杆210和211邻接地配置标尺228和248,减少由于和导杆210和211结合的第二和第四透镜保持构件212和214的结合部212a、212b和214a、214b的间隙引起的标尺228和248的位移,以便能够精确地进行位置检测。
当将线性致动器和线性编码器相对于导杆隔着光轴配置(所述导杆用于对由所述线性致动器和线性编码器驱动及检测位置的透镜保持构件进行导向)时,由于在透镜保持构件与导杆结合的结合部处的间隙,在驱动开始时,线性编码器有可能以导杆作为支承点向与驱动方向相反的方向移动。这会降低位置检测精度。但是,在实施例2中,线性致动器和线性编码器配置在与导杆相同的一侧,所述导杆用于对由所述线性致动器和线性编码器驱动及检测位置的透镜保持构件进行导向,从而,不会出现这种问题,可以精确地进行位置检测。
(实施例3)
图11至14表示作为本发明的实施例3的图像摄取装置的透镜镜筒的结构。图11表示沿着平行于光轴并且垂直于振动型线性致动器的滑动件与振动器之间的压接面的平面剖开的实施例3中的透镜镜筒的剖视图。图12表示当从物体侧观察时、沿着垂直于光轴并且垂直于用于驱动第二透镜单元的振动型线性致动器的压接面的平面剖开的实施例3中的透镜镜筒的剖视图。图13表示当从物体侧观察时、沿着垂直于光轴方向并垂直于用于驱动第四透镜单元的振动型线性致动器的压接面的平面剖开的实施例3中的透镜镜筒的剖视图。图14是表示实施例3中的透镜镜筒的分解图。实施例3的图像摄取装置具有和实施例1的图像摄取装置相同的电学结构。
在图11至14中,从物体侧起依次为,参考标号301表示固定的第一透镜单元,302表示第二透镜单元,该第二透镜单元可以在光轴方向上移动,以便改变放大倍数,315表示光量调节单元,303表示固定的第三透镜单元,304表示第四透镜单元,该第四透镜单元可以沿着光轴方向移动,用于校正与改变的放大倍数相关联的像面变化,并用于进行焦点调节。
参考标号305表示后镜筒,该后镜筒保持后面将要描述的图像拾取装置以及低通滤波器(LPF),并且被固定在未示出的照相机主体上。参考标号306表示第一透镜保持构件,该第一透镜保持构件保持第一透镜单元301并被螺钉307、308和309固定到后镜筒305上。
参考标号310和311表示导杆(导向构件),这些导杆被后镜筒305和第一透镜保持构件306基本上与光轴方向平行地保持。
参考标号312表示保持第二透镜单元302的第二透镜保持构件,在其上固定有用于切断不需要的光线的遮光罩332。第二透镜保持构件312与导杆310在结合部312a处结合,以便被沿着光轴方向导向,并且,该第二透镜保持构件312与导杆311在结合部312b处结合,以便防止围绕导杆310的旋转。参考标号313表示保持第三透镜单元303并且被螺钉316固定到后镜筒305上的第三透镜保持构件。参考标号314表示第四透镜保持构件,所述第四透镜保持构件保持第四透镜单元304,并且与导杆311在结合部314a处结合,以便被沿着光轴方向导向,并且与导杆310在结合部314b处结合,以便防止围绕导杆311的旋转。
光量调节单元315具有当从光轴方向观察时、在铅直方向(第一方向)上比在水平方向(第二方向)上长的外形。光量调节单元315被螺钉317固定到后镜筒305上。光量调节单元315具有和图5C所示的实施例1相同的结构。
参考标号318表示滑动件,该滑动件由相互粘结的磁铁和摩擦材料构成。参考标号319表示振动器,该振动器由电-机械能量转换元件和板状弹性构件形成,在该弹性构件上,由电-机械能量转换元件产生振动。振动器319的弹性构件由铁磁体构成,该铁磁体被滑动件318的磁铁吸引,使滑动件318的摩擦材料的压接面318a与振动器319的弹性构件的压接面319a(如实施例1中所述,形成在光轴方向上的两个位置处)压力接触。
参考标号320表示柔性配线板,该柔性配线板320连接到振动器319上,并且向电-机械能量转换元件传送信号。柔性配线板320具有弯曲部分(变形部分)320a,当第二透镜保持构件312沿光轴方向移动时,该弯曲部分320a发生变形。
在由滑动件318和振动器319构成的第一振动型线性致动器中,当滑动件318与振动器319压力接触时,将相位不同的两个频率信号(脉冲信号或交流信号)通过柔性配线板320输入给电-机械能量转换元件,以便在振动器319的压接面319a中产生大致椭圆的运动,从而在滑动件318的压接面318a中产生沿光轴方向的驱动力。
参考标号321表示对振动器319进行固定的间隔件,322表示对间隔件321进行固定的板簧。板簧322具有在平面内的方向上不容易变形、在垂直于该平面的方向上容易变形、并且在围绕包含在该平面内的任意轴线的旋转方向上容易变形的形状。在平面内的方向上不容易变形的板簧322,限制振动器319在光轴方向(即,驱动方向)上的位移。
参考标号324和325表示将板簧322固定到第二透镜保持构件312上的螺钉。参考标号323表示滑动件318通过粘结等固定于其上的振动器框架。振动器框架323被螺钉326和327固定到第一透镜保持构件306上。
参考标号328表示标尺,该标尺用于检测第二透镜保持构件312的位置,并且通过粘结等被固定到第二透镜保持构件312的方孔312d内。
参考标号329表示光发射/接收元件,该元件将光照射到标尺328上,并接收被标尺328反射的光,以便检测第二透镜保持构件312的移动量。标尺328和光发射/接收元件329构成作为检测器的第一线性编码器。
参考标号330表示柔性配线板,该柔性配线板向光发射/接收元件329发送信号并从该光发射/接收元件329接收信号,该柔性配线板330被螺钉331固定在第一透镜保持构件306上。
如图12所示,当从光轴方向的前面观察时,导杆310、由振动器319和滑动件318构成的第一振动型线性致动器、以及由光发射/接收元件329和标尺328构成的第一线性编码器,沿着或靠近光量调节单元315的平面状的左侧面(从光轴方向观察时的左边的直线状长边部)配置,其中,所述平面状的左侧面是光量调节单元315的所有外表面中最靠近该光量调节单元315的光轴位置的外表面之一。第一振动型线性致动器和第一线性编码器铅直地与导杆310邻接配置,以便将导杆310夹在中间。
参考标号334表示滑动件,该滑动件由相互接结的磁铁和摩擦材料形成,并且通过粘结等固定在第四透镜保持构件314的方形框架314c上。参考标号335表示振动器,该振动器由电-机械能量转换元件及板状弹性构件形成,其中,由电-机械能量转换元件在该板状弹性构件上产生振动。振动器335的弹性构件由铁磁体制成,该铁磁体被滑动件334的磁铁吸引,使滑动件334的摩擦材料的压接面334a与振动器335的弹性构件的压接面335a(如实施例1所示,形成在光轴方向上的两个位置处)压力接触。
参考标号336表示连接到振动器335的电-机械能量转换元件上的柔性配线板。在由滑动件334和振动器335构成的第二振动型线性致动器中,在滑动件334与振动器335压力接触时,经由柔性配线板336向电-机械能量转换元件输入相位不同的两个频率信号(脉冲信号或者交流信号),以便在振动器335的压接面335a中产生大致椭圆的运动,从而在滑动件334的压接面334a中产生沿着光轴方向的驱动力。
如图11所示,当从与光轴方向正交的方向观察时,第一振动型线性致动器在光轴方向上所处的范围(滑动件318所处的范围)、以及第二透保持构件312在光轴方向上的可移动范围L2从光量调节单元315的物体侧(图11的左侧)向像面侧延伸。第二振动型线性致动器在光轴方向上所处的范围(滑动件334所处的范围)和第四透镜保持构件314在光轴方向上的可移动范围L4,从光量调节单元315的像面侧向物体侧延伸。换句话说,第一和第二线性致动器所处的范围(第二和第四透镜保持构件312和314的可移动范围)在光轴方向上彼此交叠。
参考标号337表示用于保持振动器335的间隔件,338表示用于保持间隔件337的板簧。板簧338具有在平面内的方向上不容易变形、而在垂直于该平面的方向上容易变形、并且在围绕包含在该平面内的任意轴线旋转的方向上容易变形的形状。在平面内的方向上不容易变形的板簧338,限制振动器335在光轴方向(即,驱动方向)上的位移。
参考标号339表示保持板簧338的振动器保持构件,板簧338被螺钉346和347安装在该振动器保持构件339上。振动器保持构件339被螺钉342和343固定在后镜筒305上。
参考标号348表示标尺,该标尺检测第四透镜保持构件314的位置,并且通过粘结等固定在第四透镜保持构件314中的方孔314d内。参考标号349表示光发射/接收元件,该元件将光照射到标尺348上,并接收被标尺348反射的光,以便检测第四透镜保持构件314的移动量。参考标号350表示柔性配线板,该柔性配线板向光发射/接收元件349发送信号,并从该光发射/接收元件349接收信号,该柔性配线板350被螺钉351固定在后镜筒305上。
如图13所示,当从光轴方向的前面观察时,导杆311、由振动器335和滑动件334形成的第二振动型线性致动器、以及由光发射/接收元件349和标尺348构成第二线性编码器,沿着或者靠近光量调节单元315的平面状的右侧面(从光轴方向观察时的右边的直线状长边部)配置,其中,所述平面状的右侧面是光量调节单元315的所有外表面中最靠近该光量调节单元315的光轴位置的外表面之一。第二振动型线性致动器和第二线性编码器铅直地与导杆311邻接配置,以便将导杆311夹在中间。
另外,第一振动型线性致动器、导杆310和第一线性编码器组成的组,以及第二振动型线性致动器、导杆311和第二线性编码器组成的组,相对于通过光轴的中心铅直延伸的轴线基本上对称地配置。
在上述结构中,滑动件318用磁铁形成,该磁铁吸引振动器319,以便提供产生作为振动型线性致动器的驱动力所需的压接力。因此,压接力的任何反作用力都不作用到第二透镜保持构件312上。从而,在第二透镜保持构件312与导杆310和311结合的结合部312a和312b处产生的摩擦力不增大,由摩擦产生的驱动负荷不增加。另外,板簧322产生小的力,从而,由板簧322作用到与导杆310和311结合的结合部312a和312b上的力很小并且几乎不增大在结合部312a和312b处产生的摩擦力。这就使得可以采用低功率和小型的振动型线性致动器,从而可以减小透镜镜筒的尺寸。
由于大的压接力没有作用到第二透镜保持构件312上,所以,在第二透镜保持构件312与导杆310和311结合的结合部312a和312b处产生的摩擦力不增大。无需增大第一振动型线性致动器的功率或尺寸,并且可以降低由于导杆310、311和结合部312a、312b之间的摩擦引起的磨损。而且,可以精确地实现第二透镜保持构件312(第二透镜单元302)的精细的驱动。
即使当制造误差等在光轴方向上改变任何压接面相对于和光轴平行的轴线的位置,或者改变围绕该轴线的倾斜度时,板簧322变形,从而改变振动器319的位置或倾斜度(取向),以便保持两个压接面彼此平行,从而,保持所述面之间的适当的接触状态。将板簧322设定成具有这样的弹簧常数,即,使得所述板簧322响应于比上述压接力小的力而发生变形。即使当任何压接面的位置或倾斜度改变时,压接力也不会发生大的变化。从而,可以稳定地提供与第一振动型线性致动器中固有的性能相一致的输出。
另一方面,利用吸引振动器335的磁铁形成滑动件334,以便提供产生作为振动型线性致动器的驱动力所需的压接力。因此,压接力的任何反作用力都不作用到第四透镜保持构件314上。从而,在第四透镜保持构件314与导杆311和310结合的结合部314a和314b处产生的摩擦力不增加,由摩擦引起的驱动负荷不增大。另外,板簧338产生小的力,从而,由板簧338作用到与导杆311和310结合的结合部314a和314b上的力很小,并且几乎不增大在结合部314a和314b处产生的摩擦力。这就使得可以采用低功率和小型的振动型线性致动器,从而减小透镜镜筒的尺寸。
由于大的压接力没有作用到第四透镜保持构件314上,所以,在第四透镜保持构件314与导杆311和310结合的结合部314a和314b处产生的摩擦力不增大。无需增大第二振动型线性致动器的功率和尺寸,可以降低由于导杆311、310和结合部314a、314b之间的摩擦引起的磨损。而且,可以精确地实现第四透镜保持构件314(第四透镜单元304)的精细的驱动。
即使当由于制造误差等在光轴方向上改变任何压接面相对于和光轴平行的轴线的位置,或者改变围绕该轴线的倾斜度时,板簧338发生变形,从而改变振动器335的位置或倾斜度(取向),以便保持两个压接面彼此平行,从而,保持所述面之间的适当的接触状态。将板簧338设定成具有这样的弹簧常数,即,使得该板簧响应于比上述压接力小的力而发生变形。即使当任何压接面的位置或倾斜度改变时,压接力也不会发生大的变化。从而,可以稳定地提供与第二振动型线性致动器中固有的性能相符的输出。
当透镜保持构件被移动一个大的量时,滑动件需要具有很大的长度。为了允许长的滑动件在光轴方向上的移动,需要在光轴方向上确保用于滑动件移动的长的空间。然而,在实施例3中,在用于驱动其移动量比第四透镜保持构件314的移动量大的第二透镜保持构件312的第一振动型线性致动器中,在光轴方向上具有比第二振动型线性致动器的滑动件334的长度更大的长度的滑动件318被固定,同时振动器319与第二透镜保持构件312在光轴方向上一起移动。由于在这种方式中长的滑动件318不在光轴方向上移动,所以,为了在光轴方向上配置第一振动型线性致动器,只需要短的空间,从而可以减小透镜镜筒的尺寸。
在实施例3中,在用于驱动其移动量比第二透镜保持构件312的移动量小的第四透镜保持构件314的第二振动型线性致动器中,滑动件334被固定在第四透镜保持构件314上,并且被沿着光轴方向移动,而振动器335则被固定且不沿光轴方向移动。因此,柔性配线板350不需要任何变形部,从而可以容易地处理柔性配线板350,提高设计的灵活性。这使得能够减小透镜镜筒的尺寸。
如上所述,在实施例3中,当从光轴方向观察时,导杆310、第一振动型线性致动器、以及第一线性编码器,沿着(靠近)左侧面配置,所述左侧面是光量调节单元315的最靠近光轴的平坦表面中的一个。第一振动型线性致动器和第一线性编码器分别靠近导杆310配置在其上方和下方。
另外,当从光轴方向观察时,导杆311、第二振动型线性致动器、以及第二线性编码器沿着(靠近)右侧面配置,所述右侧面是光量调节单元315的最靠近光轴的平坦表面中的一个。第二振动型线性致动器和第二线性编码器分别靠近导杆311配置在其上方和下方。
因此,尽管光学设备具有以下部分,仍然可以以紧凑的尺寸形成,所述部分包括:光量调节单元315、用于驱动配置在光量调节单元315的物体侧和像面侧的第二和第四透镜保持构件312和314(第二和第四透镜单元302和304)的两个振动型线性致动器、两个用于对透镜保持构件312和314在光轴方向上进行导向的导杆310和311、以及两个用于检测透镜保持构件312和314的位置的线性编码器。
由于滑动件318和334邻接导杆310和311配置,所以,第二和第四透镜保持构件312和314可以被顺滑地驱动。另外,与导杆310和311邻接地配置标尺328和348,减少了由于第二和第四透镜保持构件312和314与导杆310和311结合的结合部312a、312b和314a、314b的间隙引起的标尺328和348的位移,从而能够精确地进行位置检测。
当将线性致动器和线性编码器相对于导杆隔着光轴配置(所述导杆用于对由所述线性致动器和线性编码器驱动和检测位置的透镜保持构件进行导向)时,由于在透镜保持构件与导杆结合的结合部处的间隙,在驱动开始时,线性编码器有可能以导杆作为支承点沿着与驱动方向相反的方向移动。这会降低位置检测精度。但是,在实施例3中,线性致动器和线性编码器配置与导杆相同的一侧,所述导杆用于对由所述线性致动器和线性编码器驱动和检测位置的透镜保持构件进行导向,从而,不会出现这种问题,可以精确地进行位置检测。
(实施例4)
图15A至19表示本发明的实施例4的图像摄取装置的透镜镜筒的结构。图15A至15D表示当分别从右、后、左、和前四个方向观察时看到的实施例4的图像摄取装置,其中,该透镜镜筒的外部被除掉。图16表示沿着平行于光轴、并且垂直于振动型线性致动器的滑动件和振动器之间的压接面的平面剖开的实施例4的透镜镜筒的剖视图。图17表示当从物体侧观察时,沿着垂直于光轴并且垂直于用于驱动第二透镜单元的振动型线性致动器的压接面的平面剖开的实施例4中的透镜镜筒的剖视图。图18表示,当从物体侧观察时,沿着垂直于光轴并且垂直于用于驱动第四透镜单元的振动型线性致动器的压接面的平面剖开的实施例4中的透镜镜筒的剖视图。图19是表示实施例4中的透镜镜筒的分解图。图20表示实施例4的图像摄取装置的电学结构。
在图15A至20中,从物体侧起依次为,参考标号401表示固定的第一透镜单元,402表示可以沿着光轴方向移动以便改变放大倍数的第二透镜单元,415表示光量调节单元,403表示固定的第三透镜单元,404表示第四透镜单元,该第四透镜单元可以在光轴方向上移动,用以校正与改变放大倍数相关的像面的变化,以及用以进行焦点调节。
参考标号405表示后镜筒,该后镜筒保持后面将要描述的图像拾取装置以及低通滤波器(LPF),并固定到图中未示出的照相机主体上。参考标号406表示第一透镜保持构件,该第一透镜保持构件保持第一透镜单元401,并被螺钉407、408和409固定到后镜筒405上。
参考标号410和411表示导杆(导向构件),所述导杆被后镜筒405和第一透镜保持构件406基本上与光轴方向平行地保持。
参考标号412表示第二透镜保持构件,该第二透镜保持构件保持第二透镜单元402,并且其上固定有用于切断不必要的光线的屏蔽罩432。第二透镜保持构件412在结合部分412a处与导杆410结合,以便被沿着光轴方向导向,并且该第二透镜保持构件412在结合部412b处与导杆411结合,以便防止其围绕导杆410旋转。参考标号413表示第三透镜保持构件,该第三透镜保持构件413保持第三透镜单元403,并被螺钉416固定到后镜筒405上。参考标号414表示保持第四透镜单元404的第四透镜保持构件,该第四透镜保持构件404与导杆411在结合部414a处结合,以便被沿着光轴方向导向,并且在结合部414b处与导杆410结合,以便防止其围绕导杆411旋转。
光量调节单元415具有当从光轴方向观察时、在铅直方向(第一方向)上比在水平方向(第二方向)上长的外形。光量调节单元415被螺钉417固定到后镜筒405上。光量调节单元415具有和图5C所示相同的结构。
参考标号418表示滑动件,该滑动件由磁铁和摩擦材料彼此粘结构成并通过粘结等固定到形成在第二透镜保持构件412中的方孔412d内。
参考标号419表示振动器,该振动器419由电-机械能量转换元件及板状弹性构件形成,其中,由电-机械能量转换元件在该板状弹性构件上产生振动。振动器419的弹性构件由铁磁体制成,该铁磁体被滑动件418的磁铁吸引,使滑动件418的摩擦材料的压接面418a与在振动器419的弹性构件中形成在光轴方向上的两个位置处的压接面419a和419b压力接触。
参考标号420表示柔性配线板,该柔性配线板连接到振动器419上,并且向电-机械能量转换元件传送信号。
在由滑动件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,在滑动件418与振动器419压力接触时,将相位不同的两个频率信号(脉冲信号或交流信号)通过柔性配线板420输入给电-机械能量转换元件,以便在振动器419的压接面419a和419b中产生大致椭圆的运动,从而在滑动件418的压接面418a中产生沿光轴方向的驱动力。
参考标号421表示间隔件,振动器419固定在该间隔件421上,参考标号422表示板簧,间隔件421固定在该板簧422上。板簧422具有在平面内的方向上不容易变形、而在垂直于该平面的方向上容易变形、并且在围绕包含在该平面内的任意轴线的旋转方向上容易变形的形状。在平面内的方向上不容易变形的板簧422,限制振动器419在光轴方向(即,驱动方向)上的位移。
参考标号423表示振动器框架,板簧422被螺钉424和425固定在该振动器框架上。振动器框架423被螺钉426和427固定到第一透镜保持构件406上。
参考标号428表示标尺,该标尺检测第二透镜保持构件412的位置,并通过粘结等固定到第二透镜保持构件412中的方孔412d内。
参考标号429表示光发射/接收元件,该元件将光照射到标尺428上,并接收被标尺428反射的光,用于检测第二透镜保持构件412的移动量。标尺428和光发射/接收元件429构成用作检测器的第一线性编码器。
参考标号430表示柔性配线板,该柔性配线板430用于向光发射/接收元件429发送信号,并从该光发射/接收元件429接收信号,该柔性配线板430被螺钉431固定在第一透镜保持构件406上。
如图17所示,当从光轴方向的前面观察时,导杆410、由振动器419和滑动件418形成的第一线性致动器、以及由光发射/接收元件429和标尺428构成第一线性编码器,沿着或者靠近光量调节单元415的平面状的左侧面(从光轴方向观察时的左边的直线状长边部)配置,其中,所述平面状的左侧面是光量调节单元415的所有外表面中最靠近该光量调节单元415的光轴位置的外表面之一。在实施例4中,导杆410、第一线性编码器、笫一线性致动器从底部起依次相互邻接配置。
参考标号433表示固定在第四透镜保持构件414上的线圈。参考标号434表示用于将信号传送给线圈433的柔性配线板。当第四透镜保持构件414在光轴方向上移动时,柔性配线板434变形。
参考标号435和436分别表示磁铁和磁轭。线圈433、磁铁435以及磁轭436构成磁路,在该磁路中,将线圈433通电,以便形成第二线性致动器(音圈马达),该第二线性致动器是沿着光轴方向产生驱动力的电磁型线性致动器。参考标号439表示磁轭保持构件,该磁轭保持构件439保持磁轭436并且被螺钉442和443固定到后镜筒405上。
如图16所示,第一线性致动器在光轴方向上所处的范围(滑动件418所处的范围),以及第二透保持构件412在光轴方向上的可移动范围L2,从光量调节单元415的物体侧(图16的左侧)向像面侧延伸。第二线性致动器在光轴方向上所处的范围(磁铁435所处的范围)和第四透镜保持构件414在光轴方向上的可移动范围L4从光量调节单元415的像面侧向物体侧延伸。换句话说,第一和第二线性致动器所处的范围(笫二和第四透镜保持构件412和414的可移动范围)在光轴方向上彼此交叠。
参考标号448表示标尺,该标尺448检测第四透镜保持构件414的位置,并通过粘结等被固定到第四透镜保持构件414中的方孔414d内。参考标号449表示光发射/接收元件,该元件将光照射到标尺448上,并接收被标尺448反射的光,用以检测第四透镜保持构件414的移动量。参考标号450表示柔性配线板,该柔性配线板450用于向光发射/接收元件449发送信号并从该光发射/接收元件449接收信号,该柔性配线板450被螺钉451固定在后镜筒405上。
如图18所示,当从光轴方向的前方观察时,导杆411、由线圈433、磁铁435和磁轭436形成的第二线性致动器、以及由光发射/接收元件449及标尺448构成的第二线性编码器,沿着或靠近光量调节单元415的平面状的右侧面(从光轴方向观察时的右边的直线状长边部)配置,其中,所述平面状的右侧面是光量调节单元415的所有外表面中最靠近该光量调节单元415的光轴位置的外表面之一。在实施例4中,导杆411、第二线性致动器、以及第二线性编码器从顶部起依次相互邻接配置。
导杆410、第一线性致动器和第一线性编码器组成的组以及导杆411、第二线性致动器和第二线性编码器组成的组相对于光轴基本上点对称地配置。为了在严格意义上的点对称,例如,应当从导杆411侧的顶部起依次配置导杆411、第二线性编码器以及第二线性致动器,但是,如果将导杆、线性致动器和线性编码器分开来看的话,实施例4的配置可以看作是基本上点对称的。如实施例4所示,相互邻接配置的导杆411和第二线性致动器,与后面将要描述的导杆411和第二线性致动器分离配置的情况相比,可以更顺滑地驱动第四透镜保持构件414。但是,也可以采用严格的点对称的配置。
在图20中,参考标号471表示由CCD传感器、CMOS传感器等形成的图像拾取装置。参考标号472表示包括滑动件418和振动器419的振动型线性致动器,该振动型线性致动器用作第二透镜单元402(第二透镜保持构件412)的驱动源。参考标号473表示电磁型线性致动器,该电磁型线性致动器由线圈433、磁铁435以及磁轭436形成,并用作第四透镜单元404(第四透镜保持构件414)的驱动源。
参考标号474表示作为光量调节单元415的驱动源的马达。参考标号475表示由包括标尺428和光发射/接收元件429的第一线性编码器实现的第二透镜编码器,476表示由包括标尺448和光发射/接收元件449的第二线性编码器实现的第四透镜编码器。这些编码器分别检测第二透镜单元402和第四透镜单元404在光轴方向上的相对位置(从参考位置起的移动量)。虽然实施例4利用光学编码器作为编码器,但是,也可以利用磁编码器或者用电阻检测绝对位置的编码器。
参考标号477表示光圈编码器,例如,它是这样一种类型的光圈编码器,即,该光圈编码器在作为光量调节单元415的驱动源的马达474内设置霍尔元件,并用于检测马达474的转子和定子之间的旋转位置关系。
参考标号487表示CPU,该CPU用作控制器,负责图像摄取装置的操作控制。参考标号478表示照相机信号处理电路,该照相机信号处理电路478对来自于图像拾取装置471的输出进行放大、γ校正等。在进行预定的处理之后,通过AE门479和AF门480传送视频信号的对比信号。门479和480在整个画面上设定最佳的范围,用于提取曝光设定以及聚焦的信号。这些门479和480可以具有可变的尺寸,或者可以设置多个门479和480。
参考标号484表示用于自动聚焦的AF(自动聚焦)信号处理电路,该电路提取视频信号的高频分量,以便生成AF评价值信号。参考标号485表示用于变焦操作的变焦开关。参考标号486表示变焦跟踪存储器,为了在改变放大倍数时保持聚焦状态,该变焦跟踪存储器存储有关于目标位置的信息,其中,第四透镜单元404根据照相机到物体的距离以及第二透镜单元402的位置,将要被驱动到所述目标位置。可以将CPU487中的存储器117用作变焦跟踪存储器。
在上述结构中,当使用者操作变焦开关485时,CPU487控制用于驱动第二透镜单元402的振动型线性致动器472,并且根据变焦跟踪存储器486中的信息和由第二透镜单元编码器475的检测结果确定的第二透镜单元402的当前位置,计算出第四透镜单元404的目标驱动位置,以便控制用于将第四透镜单元404驱动到该目标驱动位置的电磁型线性致动器473。第四透镜单元404是否已经达到该目标驱动位置,是通过由第四透镜单元编码器476的检测结果提供的第四透镜单元404的当前位置与目标驱动位置的匹配来确定的。
在自动聚焦过程中,CPU487控制电磁型线性致动器473,驱动第四透镜单元404,以便搜索由AF信号处理电路484确定的AF评价值处于峰值的位置。
为了提供适当的曝光,CPU487控制光量调节单元415的马达474,以便增大或者减小光圈的直径,使得通过AE门479的亮度信号的平均值等于预定的值,就是说,使得从光圈编码器477的输出具有对应于预定值的数值。
在上述结构中,滑动件418利用磁铁形成,该磁铁吸引振动器419,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压接力。因此,压接力的任何反作用力都不作用到第二透镜保持构件412上。从而,在第二透镜保持构件412与导杆410和411结合的结合部412a和412b处产生的摩擦力不增大,由摩擦产生的驱动负荷不增加。另外,板簧422产生小的力,从而,由板簧422作用到与导杆410和411结合的结合部412a和412b上的力很小,并且几乎不增大在结合部412a和412b处产生的摩擦力。这就使得可以采用低功率和小型的振动型线性致动器,从而可以减小透镜镜筒的尺寸。
由于大的压接力没有作用到第二透镜保持构件412上,所以,在第二透镜保持构件412与导杆410和411结合的结合部412a和412b处产生的摩擦力不增大。无需增大第一线性致动器的功率和尺寸,可以降低由于导杆410、411和结合部412a、412b之间的摩擦引起的磨损。而且,可以精确地实现第二透镜保持构件412(第二透镜单元402)的精细的驱动。
即使当制造误差等在光轴方向上改变任何压接面相对于和光轴平行的轴线的位置,或者改变围绕该轴线的倾斜度时,板簧422发生变形,改变振动器419的位置或倾斜度(取向),以便保持两个压接面彼此平行,从而,保持所述面之间的适当的接触状态。将板簧422设定成具有这样的弹簧常数,即,使得该板簧响应于比上述压接力小的力而发生变形。即使当任何压接面的位置或倾斜度改变时,压接力也不发生大的变化。从而,可以稳定地提供与第一线性致动器中固有的性能相符的输出。
由于振动器总是与滑动件压力接触,所以,即使在不通电时,振动型线性致动器也不发生位移。特别是,第二透镜单元402只在变化放大倍数时移动,通常是静止的,从而,与采用电磁力的线性致动器相比,采用所述用于驱动第二透镜单元的振动型线性致动器可以节省电力。
另一方面,在利用电磁力的线性致动器中,不设置接触部,因此没有被磨损的部分。由于只在驱动方向上产生力,并且任何横向压力都没有作用到驱动构件(第四透镜保持构件414)上,所以任何横向压力都没有作用到被驱动构件与导杆411和410结合的结合部414a及414b上,结合部414a和414b几乎不磨损。特别是,在改变放大倍数和聚焦时,第四透镜单元移动,其移动量比由于AF操作引起的第二透镜单元的移动量大。从而,为了提高耐用性,与振动型线性致动器相比,电磁型线性致动器在用于驱动第四透镜单元时更为有效。
如上所述,在实施例4中,当从光轴方向观察时,导杆410、第一线性致动器以及第一线性编码器,沿着(靠近)左侧面相互邻接地配置,所述左侧面是光量调节单元415的最靠近光轴位置的外表面之一。当从光轴方向观察时,导杆411、第二线性致动器以及第二线性编码器沿着(靠近)右侧面相互邻接地配置,所述右侧面是光量调节单元415的最靠近光轴位置的外表面之一。因此,即使光学设备具有以下部分,仍然可以将其形成紧凑的尺寸,所述部分包括:光量调节单元415、用于驱动配置在光量调节单元415的物体侧和像面侧的第二和第四透镜保持构件412和414(第二和第四透镜单元402和404)的两个线性致动器、用于沿光轴方向对透镜保持构件412和414进行导向的两个导杆410和411,以及用于检测透镜保持构件412和414的位置的两个线性编码器。
第一线性编码器的标尺428邻接导杆401配置,减小了由于第二透镜保持构件412与导杆410和411结合的结合部412a及412b的间隙引起的标尺428的位移,从而能够精确地进行位置检测。
当将线性致动器和线性编码器相对于导杆隔着光轴配置(所述导杆用于对由所述线性致动器和线性编码器驱动及检测位置的透镜保持构件进行导向)时,由于在透镜保持构件与导杆结合的结合部处的间隙,在驱动开始时,线性编码器有可能以导杆作为支承点向与驱动方向相反的方向移动。这会降低位置检测精度。但是,在实施例4中,线性致动器和线性编码器配置在与导杆相同的一侧,所述导杆用于对由所述线性致动器和线性编码器驱动及检测位置的透镜保持构件进行导向,从而,不会出现这种问题,可以精确地进行位置检测。
另外,由于第二线性致动器靠近导杆411配置,所以,可以顺滑地驱动第四透镜保持构件414。
根据实施例1至4中的每一个,光学设备具有保持机构,该保持机构在可以改变构件的位置和倾斜度中的至少一个的状态下,保持振动器和接触构件中的一个构件。这就使得即使在另外一个构件不平行于光轴或者围绕与光轴平行的轴线倾斜时,也能够持续不变地使振动器和接触构件的压接面平行,以便保持它们的表面接触的状态。从而,可以稳定地提供与振动型线性致动器的固有性能相符的输出。
特别是,当在保持构件中设置能够响应于比压接力小的力而变形的弹性构件时,因为由弹性构件的变形产生的力很小,所以,可以减小由弹性构件作用到透镜保持构件和导向构件的结合部上的力。从而,减小在透镜保持构件和导向构件的结合部上产生的摩擦,因此可以利用低功率的振动型驱动装置驱动透镜,降低在结合部的磨损,并完成对透镜的精细、顺滑和精确的驱动。
上面对本发明的优选实施例进行了描述。但是,本发明并不局限于实施例1至4中所描述的结构,在实施例1至4中的每一个中,都可以进行各种改型。
尽管已经结合与透镜成一整体的图像摄取装置对实施例1至4的每一个进行了描述,但是,本发明也可适用于可更换的透镜(光学设备),所述可更换的透镜可拆卸地安装在图像摄取装置主体上。本发明不仅可以适用于图像摄取装置,而且还可以适用于利用振动型线性致动器驱动透镜的各种光学设备。
尽管已经结合以可变的位置和倾斜度保持振动器和滑动件的保持机构对实施例1至4的每一个进行了描述,,但是,也可以提供一种保持机构,所述保持机构允许位置和倾斜度中的一个改变。
本申请要求基于2005年4月22日提出的日本专利申请No.2005-125754的国外优先权,如这里所充分阐述的那样,通过参考,将该专利申请的全部内容结合到本申请中。
Claims (6)
1.一种光学设备,包括:
透镜;
沿光轴方向驱动所述透镜的振动型线性致动器,所述振动型线性致动器包括振动器和接触构件,在所述振动器上通过电-机械能量转换作用产生振动,所述接触构件与所述振动器压力接触;以及
保持机构,所述保持机构保持所述振动器和所述接触构件中的一个构件,以便响应于比作用到所述振动器和所述接触构件之间的压接力小的力而改变所述一个构件的位置和倾斜度中的至少一个。
2.如权利要求1所述的光学设备,其特征在于,所述保持机构限制所述一个构件在光轴方向上的位移。
3.如权利要求1所述的光学设备,其特征在于,所述保持机构包括弹性构件,所述弹性构件响应于比压接力小的力而进行变形。
4.如权利要求1所述的光学设备,其特征在于,所述保持机构与产生压接力的构件分开设置。
5.如权利要求4所述的光学设备,其特征在于,所述接触构件由磁铁形成,以及
所述压接力由吸引所述振动器的所述接触构件的磁性作用产生。
6.如权利要求1至5中任何一项所述的光学设备,进一步包括:
保持透镜的透镜保持构件,在所述透镜保持构件上设置所述振动器和所述接触构件中的一个;以及
导向构件,所述导向构件与所述透镜保持构件结合,用于沿光轴方向对所述透镜保持构件进行导向。
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