CN103676415A - 成像设备和可更换镜头 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及成像设备和可更换镜头。一种照相机包括铁磁部件（102），其由铁磁性材料形成为板状和膜状之一，并且，被设置在线圈和成像元件之间，使得平坦表面的一部分与线圈相对。铁磁部件（102）具有小于趋肤深度的厚度，该趋肤深度由线圈（101）的驱动频率、铁磁性材料的磁导率和铁磁性材料的电导率确定。因此，利用具有比以前的厚度小的厚度的铁磁部件，可以降低在线圈处产生的磁通量到达成像元件处的到达的量。

Description

成像设备和可更换镜头
技术领域
本发明涉及一种抑制由在成像设备主体或可更换镜头中实现的线圈所产生的磁场噪声在成像元件上重叠的技术。
背景技术
要安装在诸如数字摄像机或数字静态照相机的成像设备中的成像元件近年来提高了ISO灵敏度，从而，能够甚至在例如夜视的不能获得充分光量的场景中也成像得到更加清楚的图像。但是，灵敏度的提高导致这样的问题，即，迄今为止不是问题的小噪声影响成像元件以产生图像干扰。
例如，在数字单镜头反射照相机中，用于驱动镜头的具有线圈的马达被设置在可更换镜头中，并且，由该线圈产生的磁通量会影响成像元件以导致在产生的图像中的干扰。
在日本专利申请公开No.2011-54643中，公开了一种在成像元件周围设置板状或膜状的导电部件的结构，该导电部件由非磁性材料制成并具有开口。当由于来自外部的高频电磁波、磁场变化等引起的磁场噪声被输入到成像元件中时，涡流流过该导电部件。在该日本专利申请公开No.2011-54643中，来自外部的磁场噪声通过由涡流产生的退磁场而被抵消，从而降低被输入到成像元件中的磁场噪声。
一般来说，由趋肤效应导致的趋肤深度（skin depth）d由下式表示：趋肤深度
Figure BDA0000383764690000011
其中，f是频率，μ是磁导率，σ是电导率。当由非磁性材料形成的导电部件的厚度小于趋肤深度d时，该厚度小，但是流过该导电部件的涡流不够。结果，抵消磁场噪声的效果小，并且，磁场噪声穿透导电部件以输入到成像元件中，这影响拾取的图像。因此，为了允许足够的涡流流过导电部件并为了获得通过由涡流产生的退磁场来抵消磁场噪声的效果，导电部件的厚度需要是趋肤深度d或更大。
如上所述，采用在日本专利申请公开No.2011-54643中描述的导电部件，厚度需要是趋肤深度或更大，并且，因为非磁性材料具有约1的相对磁导率，所以，导电部件的厚度不可避免地增加。因此，为了获得在避免干扰另一部件的同时通过导电部件抵消磁场噪声的效果，成像设备和可更换镜头的尺寸不可避免地增大了。
鉴于上述原因，本发明针对通过具有比以前的厚度小的厚度的铁磁部件来降低在线圈处产生的磁通量到达成像元件处的到达量。
发明内容
根据本发明的一个方面的成像设备包括：成像元件，被设置为与成像光学***相对，用于对由成像光学***形成的光学图像进行光电转换；线圈，用于通过被供应交流电流而产生磁通量；以及铁磁部件，所述铁磁部件由铁磁性材料被形成为板状和膜状之一，并且，被设置在线圈和成像元件之间，使得与厚度方向垂直的平坦表面的一部分与线圈相对，其中，铁磁部件具有小于趋肤深度的厚度，该趋肤深度由线圈的驱动频率、铁磁性材料的磁导率和铁磁性材料的电导率确定。
根据下面参照附图的对示例性实施例的描述，本发明的进一步的特征将会变得清晰。
附图说明
图1A和1B是图示根据本发明的第一实施例的成像设备的示意性配置的说明图。
图2A和2B是图示根据比较例的成像设备的示意性配置的说明图。
图3A、3B和3C是图示根据第一实施例的成像设备的模拟模型的说明图。
图4是示出根据第一实施例的铁磁性材料的磁导率和成像元件的总磁通量之间的关系的曲线图。
图5A和5B是取决于由铁磁性材料制成的铁磁部件的设置方向的磁场分布的示意图。
图6是图示根据本发明的第二实施例的成像设备的前视图。
图7A、7B、7C和7D是图示由铁磁性材料制成的铁磁部件的形状的说明图。
图8是示出取决于铁磁部件的形状的到达成像元件处的磁通量的密度的测量结果的曲线图。
图9是根据本发明的第三实施例的成像设备的透视图。
具体实施方式
在下文中，参照附图详细地描述本发明的实施例。
第一实施例
图1A和1B是图示作为根据本发明的第一实施例的成像设备的照相机的示意性配置的说明图。图1A是照相机的前视图，图1B是当从上方观看照相机时的横截面图。
作为成像设备的数字静态照相机（照相机）100是数字单镜头反射照相机，并且包括作为成像设备主体的照相机主体200和可更换镜头（透镜镜筒）300，该可更换镜头可以被附接到照相机主体200并可以从照相机主体200拆卸下来。
照相机主体200包括外部照相机箱201和印刷电路板202，该外部照相机箱201是包括可更换镜头300所附接到的安装部分201a的壳体，印刷电路板202被容纳在外部照相机箱201中，并且在其中实现用于控制图像信号的电路组件。照相机主体200还包括成像元件203，该成像元件203被容纳在外部照相机箱201中并且包括光接收表面203a。印刷电路板202和成像元件203被固定到金属框架204，该金属框架被固定到外部照相机箱201。
可更换镜头300包括作为壳体的透镜壳体301和成像光学***302，该成像光学***302由透镜壳体301支撑，并且，当可更换镜头300（透镜壳体301）被附接到外部照相机箱201时在成像元件203的光接收表面203a上形成光学图像。可更换镜头300还包括驱动马达的线圈101，其被容纳在透镜壳体301中并调整成像光学***302的焦点。
成像光学***302包括设置在透镜壳体301的光入射侧的透镜312和设置在光出射侧上的透镜311。透镜311被固定到透镜壳体301，并且，如图1A所示，透镜311被固定到透镜安装部304，透镜安装部304被形成为在前视图中为圆形的环形。透镜安装部304由例如导电的非磁性材料形成。
成像元件203是互补金属氧化物半导体（CMOS）图像传感器、电荷耦合器件（CCD）图像传感器等，并且被形成为在前视图中具有四边形的外部形状（当从与成像元件203的光接收表面203a垂直的方向观看时）。
成像元件203被设置在外部照相机箱201中，使得当可更换镜头300被附接到外部照相机箱201时，光接收表面203a与成像光学***302（透镜311）相对。
当可更换镜头300被附接到外部照相机箱201时成像元件203对由成像光学***302在光接收表面203a上形成的光学图像进行光电转换，并且成像元件203将图像信号输出到印刷电路板202。
线圈101被设置在不阻挡从成像光学***302到成像元件203的光接收表面203a的光路的位置处，即，如图1A所示，被设置为当从与成像元件203的光接收表面203a垂直的方向观看时位于成像元件203的周边。此外，如图1B所示，线圈101被设置在相对于透镜安装部304与照相机主体200侧相反的一侧。
线圈101通过被供应交流电流来操作，在第一实施例中，该交流电流是具有1[kHz]或更大且小于1[MHz]的驱动频率（在kHz频带中）的驱动电流。线圈101通过被通电（energize）而产生磁通量，并且是对于成像元件203的磁场噪声源。
因此，在第一实施例中，由铁磁性材料制成的板状或膜状铁磁部件102被放置在线圈101和成像元件203之间。铁磁部件102被容纳在透镜壳体301中。具体地，如图1B所示，铁磁部件102被放置在线圈101和透镜安装部304之间，使得与厚度方向垂直的平坦表面102a的一部分与线圈101相对。换句话说，铁磁部件102处于该平坦表面102a的一部分与线圈101相对的位置，并且，当可更换镜头300被附接到照相机主体200时，铁磁部件102被放置在线圈101和成像元件203之间。构成铁磁部件102的铁磁性材料也是导电部件。
如图1A所示，铁磁部件102被形成为当在可更换镜头300被附接到照相机主体200的状态中从与成像元件203的光接收表面203a垂直的方向观看时沿着成像元件203的周边延伸。铁磁部件102由此被形成为沿着成像元件203的周边延伸，使得如稍后所详细描述的，铁磁部件102有效地吸收磁通量，否则，该磁通量流入成像元件203中。优选的是，铁磁部件102延伸的方向与成像元件203的光接收表面203a的切线方向基本上平行，尤其是，与成像元件203的光接收表面203a的切线方向平行。还优选的是，铁磁部件102的平坦表面102a与成像元件203的光接收表面203a基本上平行，尤其是，与成像元件203的光接收表面203a平行。
在第一实施例中，铁磁部件102被形成为当从成像光学***302观看成像元件203时沿着成像元件203的周边从线圈101的中心点延伸到两侧。更具体地，当从成像光学***302观看成像元件203时，铁磁部件102被形成为包围成像元件203的形状，即，如图1A所示，被形成为在前视图中为圆形的环形。
注意，优选的是，框架状铁磁部件102具有内径和外径均匀的环形，但是，内径和外径可以不均匀，只要成像光学***302内的光路以及成像光学***302和成像元件203之间的光路不被阻挡即可。
此外，铁磁部件102被形成为如图1A所示在前视图中为圆形的环形。但是，不限于圆形，铁磁部件102可以被形成为在前视图中为椭圆形或者在前视图中为多边形的环形。
由趋肤效应导致的趋肤深度d由下式表达：
Figure BDA0000383764690000051
其中，f是线圈101的驱动频率，μ是铁磁性材料的磁导率，σ是铁磁性材料的电导率。在第一实施例中，铁磁部件102的厚度小于趋肤深度d。
铁磁部件102由具有比非磁性材料的相对磁导率大的相对磁导率的铁磁性材料形成，因此，由趋肤效应导致的趋肤深度d小于以前的趋肤深度d。此外，铁磁部件102的厚度小于趋肤深度d，因此，可以使得铁磁部件102的厚度小于以前的厚度。
现在，描述铁磁部件102的作用。图2A和2B是图示作为在从图1A和1B的照相机100中省略由铁磁性材料制成的铁磁部件的情况中的比较例的照相机的说明图。图2A是照相机的前视图，图2B是当从上方观看照相机时的横截面图。注意，图1A和1B以及图2A和2B所示的虚箭头指示磁通量（磁力线）。
如图2A和2B所示，当线圈101被驱动以产生磁通量（磁场）时，允许涡流根据伦兹定律（Lentz's law）流过导电的透镜安装部304。涡流具有抵消与透镜安装部304的表面垂直地输入的法线方向上的磁场的作用。
但是，在透镜安装部304的表面的切线方向上的磁场在没有被涡流抵消的情况下直接被传送。在从透镜311到成像元件203的光路中没有金属部件，并且，从光路输入的切线方向上的磁场被直接传送到成像元件203的方向，结果，噪声分量到达成像元件203处。
相反，在第一实施例中，如图1A和1B所示，使用由铁磁性材料制成的铁磁部件102，并且，铁磁部件102的厚度小于趋肤深度d。利用该配置，减少了产生的形成退磁场的涡流，增大了铁磁部件102的有效磁导率，并且，铁磁部件102的磁阻变得低于外部空气（air）的磁阻。
因此，由线圈101产生的磁通量被铁磁部件102有效地吸收，并且被传送通过由铁磁性材料制成的铁磁部件102的内部。具体地，从线圈101产生的磁通量（磁场）被吸收到如图1A所示在线圈101的正下方的由铁磁性材料制成的铁磁部件102中。
被吸收到铁磁部件102中的磁通量与非磁性材料的情况相反不会穿透，但是，如图1A中图示的虚箭头所示，基本上沿着铁磁部件102延伸的方向从与线圈101相对的部分向着两侧通过铁磁部件102的内部。然后，磁通量在与线圈101相对的部分相反的一侧从远端102e发出到空气中。
如图1B所示，在与线圈101相对的部分相反的一侧从远端102e发出到空气中的磁通量（磁场）通过透镜壳体301，并且从与透镜安装部304相对的一侧返回到线圈101。
注意，磁通量的方向由图1A和1B中的虚箭头指示，但是，在虚箭头的方向和相反方向之间交替地切换，因为磁通量是由交流电流产生的AC磁场。
由铁磁性材料制成的铁磁部件102不具有在铁磁性材料内闭合的磁闭路结构，但是，磁通量被传送通过空气。但是，铁磁部件102充当成像元件203的旁路，结果，可以减少在线圈101处产生的磁通量到达成像元件203处的到达量，因此，可以抑制拾取的图像中的干扰。换句话说，可以减少到达成像元件203处的磁场噪声。
现在，给出对小于趋肤深度的由铁磁性材料制成的铁磁部件102的厚度的详细描述。在第一实施例中，作为铁磁部件102，使用在1[kHz]至1[MHz]的频带（kHz频带）中具有高磁导率的诸如坡莫合金的铁磁性材料，该频带是线圈101的驱动频率。该材料是具有高磁导率的导电材料，因此，该材料具有两种作用，即，吸收磁通量的作用和当涡流根据伦兹定律流动时抵消入射的磁场的作用。
随着驱动频率变高，抵消入射磁场的作用随着趋肤深度
Figure BDA0000383764690000071
一起变高。当趋肤深度d变成小于铁磁部件102的厚度时，磁场仅仅存在于由铁磁性材料制成的铁磁部件102的表面处的浅部分（趋肤深度d部分）中，并且，内部的磁场变成零，因此，作为用于吸收磁通量的磁路的功能消失。
因此，在第一实施例中，对于铁磁部件102，在线圈101的驱动频率处具有高磁导率的材料用于吸收磁通量的作用，并且，厚度小于趋肤深度d，以便抑制抵消入射磁场的作用。
关于铁磁部件102的厚度对磁导率μ的影响，执行如下测量。30[mm]×110[mm]×厚度d[mm]的样本由坡莫合金PC制成。然后，通过普通的单板磁测量方法，在线圈101的驱动频率被设置为30[kHz]的情况中，对样本施加200[A/m]的磁场，以通过检测线圈来测量输出电压和电流并从这些测量结果计算磁导率。通过测量获得的磁导率是包括涡流效应的有效的磁导率。因此，当涡流效应变成主导时，磁性消失，以基本上等于空气中的磁导率，并且，当没有涡流效应时，磁性变成等于具有零电导率的磁性物质的磁性。在表1中示出样本的厚度、磁导率的测量结果、以及通过使用作为测量结果的磁导率计算出的趋肤深度。
表1
坡莫合金PC的磁导率的测量结果和趋肤深度
厚度d[mm] 电导率 磁导率的计算值 相对磁导率 趋肤深度 小于趋肤深度?
0.1 1.67×106 4.87×10-4 388 0.107540603 是
0.5 1.67×106 2.58×10-5 21 0.168134916 否
0.7 1.67×106 2.64×10-5 21 0.222033101 否
根据上述结果，当样本的厚度小于通过使用由单板磁测量方法获得的有效磁导率计算出的趋肤深度时，确认可以获得与趋肤深度或更大的厚度相比的高磁导率。当使用坡莫合金PC时，小于趋肤深度的0.1[mm]的厚度是最佳的。通过这样形成包含坡莫合金作为主要成分的金属的铁磁部件102，可以进一步减少厚度，并且，可以有效地减少到达成像元件203处的磁通量。
注意，当铁磁部件102由选自于由镍、钴和铁构成的组中的任何一种金属或者包含镍、钴和铁中的至少两种作为主要成分的合金的金属形成时，也还可以进一步减少厚度。此外，在这种情况中，可以有效地减少到达成像元件203处的磁通量。
对于由Hitachi Metals,Ltd.制造的FINEMET（商标）（这是现有的铁磁性材料中最薄的），第一实施例中的厚度的下限是18[μm]。Hitachi Metals,Ltd.制造的FINEMET（商标）片的化合物组成包含作为主要成分的铁，还包含硅、硼和痕量的铜与铌。
现在，描述关于由铁磁性材料制成的铁磁部件102的磁导率的条件。优选的是，铁磁部件102的相对磁导率是100或更多。为了检验，使用Maxwell3D来执行如下模拟，Maxwell3D是由Ansys,Inc制造的磁场模拟器。
图3A至3C是图示通过简化图1A和1B中图示的照相机100的形状而获得的模拟模型的说明图，其中，图3A是模型的透视图，图3B是模型的正视图，图3C是图示作为噪声源的线圈101的模型的视图。在图3C中，分别图示作为对应于图1A和1B的线圈101的线圈401的组件的芯411和铜线412。
图3A图示对应于图1A和1B的铁磁部件102的铁磁部件402、对应于图1A和1B的外部照相机箱201的外部照相机箱403、以及对应于图1A和1B的成像元件203的光接收表面203a的成像元件的光接收表面404。
铁磁部件402的相对磁导率的数值在1到1000的范围内变化，并且，观测当改变磁导率时到达光接收表面404处的磁通量。下面的表2示出图3A至3C的模型的尺寸，并且，下面的表3示出模型的材料常数。
注意，为了简单起见，在模拟中成像元件的光接收表面404被设置为二维的平坦表面。关于铜线，在实际的线圈中，绕组线围绕芯缠绕几次，但是，为了简单起见，绕组线被形成为柱形块，如图3C所示，用10[A]对铜线412通电。
表2
模拟模型的尺寸[mm]
S1 S2 S3 S4 M1 M2 M3 M4 M5
24 22 44 33 60 42 14 26 0.02
M6 C1 C2 C3 C4 N1 N2 N3 N4
6 134 84 58 1 2.65 0.6 2.4 1.2
N5 N6 N7 N8 N9 N10 N11
1.1 2.35 2.14 2.71 26 1.08 18.85
表3
模拟模型的材料常数
电导率 相对磁导率 电容率
线圈芯411 0 600 1
线圈铜线412 5.8×107 1 1
铁磁部件402 1.03×107 10～1,000 1
外部箱403 2.25×107 1 1
图4是示出当改变相对磁导率时到达成像元件的光接收表面处的总磁通量的曲线图。由图4可知，当相对磁导率为100或更大时，显著地减少了到达的磁通量。基于此结果，优选的是，由铁磁性材料制成的铁磁部件102具有100或更大的相对磁导率。
接下来，描述关于由铁磁性材料制成的铁磁部件102的设置的条件。铁磁部件102需要被设置为使得铁磁部件102的厚度方向不垂直于连接如下两个点的直线的方向：作为磁场噪声源的线圈101的中心点；以及铁磁部件102的中心点。换句话说，铁磁部件102的平坦表面102a需要与线圈101相对。
图5A和5B是取决于由铁磁性材料制成的铁磁部件的设置的方向的磁场分布的示意图。图5A和5B中的虚线均表示连接作为磁场噪声源的线圈101的中心点和铁磁部件502的中心点的直线。图5A图示铁磁部件502被设置为使得厚度方向不垂直于虚线的情况，即，铁磁部件502的平坦表面502a与线圈101相对的情况。图5B图示铁磁部件502被设置为使得厚度方向垂直于虚线的情况，即，铁磁部件502的端表面502b与线圈101相对的情况。
如图5A所示，在铁磁部件502的位置姿势A和位置姿势B中，当被输入到铁磁部件502的一端中且从另一端出去的磁通量被引导到不同的方向时，纵向方向（铁磁部件延伸的方向）充当有效的磁路。
当铁磁部件502处于图5B中图示的位置姿势C和位置姿势D时，磁通量的入射方向是处于位置姿势C的铁磁部件502的纵向方向（其是趋肤深度或更大），因此磁通量不被吸收。在位置姿势D中，因为厚度方向充当磁路，并且铁磁部件502小于趋肤深度，所以磁通量从其中通过，并且，在铁磁部件502存在和不存在的情况中都没作出有效的变化。
如上所述，用于获得减少磁场噪声的效果的条件是，铁磁部件102被设置为使得厚度方向不垂直于连接下述两点的直线：线圈101的中心；以及铁磁部件102的中心，因此，铁磁部件102的平坦表面102a与线圈101相对。
关于减少噪声的实际效果，执行如下实验。与图1A和1B一样，作为铁磁性材料的由Hitachi Metals,Ltd.制造的FINEMET（商标）片作为铁磁部件102被放置成与数字单镜头反射照相机的透镜壳体301中的透镜安装部304相邻。
该片被处理成具有54mm的外直径和35mm的内直径的框架形状（环形），使得该片可以被设置在透镜壳体301中。关于铁磁部件102的存在和不存在，代替数字单镜头反射照相机的成像元件203，具有60的匝数、3mm的直径和3mm的长度的空气芯螺线管线圈被放置在成像元件203的位置处，以测量在垂直于光接收表面的方向上的磁通量密度。
对于磁场噪声源，在可更换镜头300中，代替在与图1A和1B中相同的位置处实现的线圈101，测试线圈通过接合被固定。对于测试线圈，使用由Tokyo Parts Industrial Co.,Ltd.制造的5MDC-220K。引线与测试线圈连接，并且，具有频率30kHz的2.72-A电流被输入以仅仅驱动测试线圈。
首先，表4示出通过单板磁测量方法获得的FINEMET（商标）的磁导率和趋肤深度，并且，表5示出通过螺线管线圈进行测量的结果。
表4
FINEMET（商标）的磁导率的测量结果和趋肤深度
厚度d[mm] 电导率 磁导率 相对磁导率 趋肤深度 小于趋肤深度?
0.018 8.33×105 2.01×10-3 1,599 0.079598579 是
表5
比较铁磁部件的存在和不存在的表
没有铁磁部件 具有铁磁部件
到达成像元件的光接收表面处的磁通量的密度 1.32[μT] 0.29[μT]
根据上述结果可以看出，到达成像元件203处的磁场噪声（磁通量）的量被减少了。换句话说，取决于由铁磁性材料制成的铁磁部件102的设置，减少了到达成像元件203处的磁通量，由此，减少了到达成像元件203处的磁场噪声。
第二实施例
接下来，给出对根据本发明的第二实施例的成像设备的描述。图6是图示作为根据本发明的第二实施例的成像设备的照相机的示意性配置的前视图。注意，在第二实施例中，与上述的第一实施例的组件相似的组件由相同的附图标记表示，并且，省略其描述。
在第二实施例中，照相机100A与上述的第一实施例的照相机100一样是数字单镜头反射照相机，其中，可更换镜头可附接到照相机主体200以及可从照相机主体200拆卸下来，并且，由铁磁性材料制成的铁磁部件602被设置在可更换镜头中。在第二实施例中，由铁磁性材料制成的铁磁部件602的形状不同于上述的第一实施例。在第二实施例中，给出下述情况的描述，其中，诸如电部分（例如，用于连接照相机主体和可更换镜头的柔性线缆或连接器）或者另一机械部分的障碍物（obstacle）603被放置在透镜安装部304上。
照相机100A的可更换镜头包括与透镜安装部304相邻的障碍物603，因此，包括由铁磁性材料制成的铁磁部件602，该铁磁部件602具有与上述第一实施例不同的形状。
如图6所示，铁磁部件602被形成为当在可更换镜头被附接到照相机主体200的状态中从与成像元件203的光接收表面垂直的方向观看时（即，在前视图中）沿着成像元件203的周边延伸。在第二实施例中，铁磁部件602被形成C形框架，从而避免前视图中的障碍物603。铁磁部件602由此被形成为沿着成像元件203的周边延伸，使得铁磁部件602可以有效地吸收磁通量，否则，该磁通量流入成像元件203中。优选的是，铁磁部件602延伸的方向与成像元件203的光接收表面的切线方向基本上平行，尤其是与成像元件203的光接收表面的切线方向平行。还优选的是，铁磁部件602的平坦表面602a与成像元件203的光接收表面基本上平行，尤其是与成像元件203的光接收表面平行。
在第二实施例中，按照环形进行切割，以避免干扰（接触）例如用于连接照相机主体200和可更换镜头的连接器的障碍物603。
与上述第一实施例中一样，在线圈101处产生的磁通量被吸收到在线圈101的正下方的由铁磁性材料制成的铁磁部件602，并且沿着铁磁部件602延伸的方向从与线圈101相对的部分向着两侧从其中通过。然后，磁通量从在与线圈101相对的部分相反的一侧的远端602e1和602e2发出到空气中。
然后，从在与线圈101相对的部分相反的一侧的远端602e1和602e2发出到空气中的磁通量（磁场）通过可更换镜头的透镜壳体，并且从与透镜安装部304相对的一侧返回到线圈101。
图7A至7D是图示由铁磁性材料制成的铁磁部件的形状的说明图。图7A图示第一实施例中的具有上述环形的铁磁部件102的情况。
图7B图示通过沿着经过成像元件203的四边中的最远离线圈101的边203b的切线L1切割具有环形的铁磁部件102而获得的铁磁部件602的情况。换句话说，铁磁部件602被形成为使得当从与成像元件203的光接收表面垂直的方向观看时（在前视图中）作为远端的两端602e1和602e2接触成像元件203的四边中的最远离线圈101的中心点的边203b处的切线L1。
图7C图示通过沿着经过成像元件203的四边中的最远离线圈101的边203b和最靠近线圈101的边203c之间的中心的线L2切割具有环形的铁磁部件102而获得的铁磁部件702的情况。图7D图示通过沿着经过成像元件203的四边中的最靠近线圈101的边203c的切线L3切割具有环形的铁磁部件102而获得的铁磁部件802的情况。
图8是示出当设置图7A至7D中图示的铁磁部件时到达成像元件203处的磁通量的密度的测量结果的曲线图。
对于测量，执行与第一实施例中的上述测量相同的测量。利用铁磁部件102、602、702和802中的任何一个，与没有由铁磁性材料制成的铁磁部件的情况相比，观测到减少到达成像元件203处的磁通量的效果。
但是，随着铁磁材料中的切口变大，从铁磁部件的远端发出的磁通量（磁场）变得更容易传送到成像元件203，结果，增加了到达的磁通量（磁场）。尤其是，可以看出，随着由铁磁性材料制成的铁磁部件的远端变得比最远离线圈101的边203b的切线L1更靠近线圈101的中心点，到达的磁通量快速地增加。
换句话说，优选的是，成像元件的光接收表面被设置在由连接如下两点的直线和框架状铁磁部件的最大外直径形成的平面内，这两点是从线圈101的中心点到框架状铁磁部件的端部的距离第一和第二大的两点。
换句话说，当铁磁部件602被形成为使得作为远端的两端602e1和602e2接触切线L1或者位于切线L1之外以比图7B中图示的前视图中的切线L1更加远离线圈101的中心点时，可以更加有效地减少到达的磁通量。
如上所述，在第二实施例中，取决于由铁磁性材料制成的框架状铁磁部件的形状，可以在避免干扰另一电部分或机械部分的同时有效地减少磁场噪声。
第三实施例
接下来，给出对根据本发明的第三实施例的成像设备的描述。图9是图示作为根据本发明的第三实施例的成像设备的照相机的组件的一部分的透视图。与根据上述的第一实施例的照相机100一样，根据第三实施例的照相机是数字单镜头反射照相机，其中，可更换镜头可附接到照相机主体以及可从照相机主体拆卸下来。而且，在上述的第一实施例中，给可更换镜头设置由铁磁性材料制成的铁磁部件102，但是，在第三实施例中，给照相机主体设置由铁磁性材料制成的铁磁部件。因此，根据第三实施例的可更换镜头具有这样的结构，其中，从根据上述的第一实施例的可更换镜头300省略铁磁部件102，并且，省略参照附图的详细描述。对于照相机主体，在图9中仅仅图示与上述的第一实施例不同之处，并且，对于与上述的第一实施例的组件相似的其他组件，省略参照附图的详细描述。
在第三实施例中，作为成像设备的照相机包括照相机主体和可更换镜头，并且，照相机主体包括图9中图示的框架状铁磁部件901。
在照相机主体中，在成像元件和照相机的安装部之间具有快门机构，因此，难以设置具有大面积的磁片，比如设置在第一实施例中的上述的可更换镜头中的框架状铁磁部件102。
因此，在第三实施例中，如图9所示，通过铁磁性材料形成用于保持光学低通滤波器的保持部件以充当铁磁部件901，该光学低通滤波器被附接到用于保持成像元件203的位于成像元件203周围的保持部件902。例如，铁磁性材料是坡莫合金PC。
如图9所示，铁磁部件901被形成为作为多边形的四边形环形，并且，四个侧部901a至901d中的两个侧部901c和901d相对于两个侧部901a和901b以直角弯曲。在第三实施例中，铁磁部件901被设置为使得与铁磁部件901的侧部901a的厚度方向垂直的平坦表面901p与线圈101相对。
为了减少噪声的实际效果，执行与第一实施例中的上述实验相似的实验。在用于光学低通滤波器的保持部件的材料是SUS304的情况和该材料是坡莫合金PC的情况之间比较到达光接收表面处的磁通量的密度，SUS304是非磁性材料，坡莫合金是铁磁性材料。
用于光学低通滤波器的保持部件具有0.2mm的厚度。当对表1的0.1mm和0.5mm的厚度之间的值进行内插时，相对磁导率是约296。SUS304具有1的相对磁导率和1.4×106的电导率。
下面的表6示出取决于用于光学低通滤波器的保持部件的材料的到达成像元件的光接收表面处的磁通量的密度的比较结果。由表6可知，当用于光学低通滤波器的保持部件的材料是坡莫合金PC时，到达的磁通量密度被减少了。
表6
通过用于光学低通滤波器的保持部件的材料的不同进行比较
SUS304 坡莫合金PC
到达成像元件的光接收表面处的磁通量的密度 1.06[μT] 0.48[μT]
根据上述结果，可以设置由铁磁性材料制成的铁磁部件901来减少磁场噪声。注意，诸如图9中图示的用于保持成像元件203的保持部件902的另一框架状部件可以由铁磁性材料形成。
本发明并不限于上述的实施例，并且，本领域的普通技术人员可以在本发明的技术思路内进行各种修改。
在上述的第一和第二实施例中，已经描述了可更换镜头可附接到照相机主体以及可从照相机主体拆卸下来、并且线圈和由铁磁性材料制成的铁磁部件被设置在可更换镜头的透镜壳体中的情况，但是，本发明并不限于此。本发明还可以应用于透镜被集成在照相机主体中的一体化照相机。例如，在不限于数字单镜头反射照相机的情况中，本发明还可以应用于数字小型照相机。在这种情况中，线圈和铁磁部件被设置在照相机的壳体中。
此外，在上述的第三实施例中，已经描述了线圈被设置在可更换镜头的透镜壳体中的情况，但是，本发明还可以应用于线圈被设置在照相机主体的壳体中的情况。在任何情况中，包括可更换镜头和照相机主体的照相机，或者照相机主体自身，可以对应于成像设备。此外，本发明还可以应用于透镜被集成在照相机主体中的一体化照相机。例如，在不限于数字单镜头反射照相机的情况中，本发明还可以应用于数字小型照相机。
此外，在上述的第一至第三实施例中，已经描述了成像设备是数字静态照相机的情况，但是，本发明还可以应用于数字摄像机。
此外，在上述的第一至第三实施例中，已经描述了照相机自身是成像设备的情况，但是，本发明还可以应用于照相机被集成在电子设备主体中的成像设备。例如，本发明还可以应用于这样的情况，其中，照相机被集成在诸如便携式电话、个人数字助理（PDA）、平板计算机、笔记本型计算机或者便携式游戏机主体的便携式终端中。
此外，在上述的第一至第三实施例中，已经描述了所述线圈是马达的线圈的情况，但是，本发明并不限于此。例如，所述线圈可以是用于例如扼流圈或变压器的电路元件中的线圈。
此外，在上述的第一至第三实施例中，设置一个由铁磁性材料制成的铁磁部件，但是，可以设置多个铁磁部件。在这种情况中，优选的是，多个铁磁部件以堆叠的方式设置，以便当从成像光学***观看成像元件的光接收表面时在一体形成的过程中是无缝的。
根据本发明，利用由具有比非磁性材料的相对磁导率大的相对磁导率的铁磁性材料形成的铁磁部件，由趋肤效应导致的趋肤深度变得比以前的小，而且，在铁磁部件的厚度小于趋肤深度的情况下，可以使得铁磁部件的厚度比以前的更小。而且，利用由铁磁性材料形成的铁磁部件，并且在铁磁部件的厚度小于趋肤深度的情况下，产生的形成退磁场的涡流可以被减少，使得磁通量可以被铁磁部件有效地吸收。与非磁性材料的情况相反，被铁磁部件吸收的磁通量不穿透，但是，该磁通量通过铁磁部件的内部以从铁磁部件的远端发出并返回到线圈。因此，铁磁部件对于磁通量充当成像元件的旁路，结果，由线圈产生的磁通量到达成像元件的到达量可以被减少，并且，拾取的图像中的干扰可以被抑制。
虽然针对示例性实施例描述了本发明，但是，应该理解，本发明不限于公开的示例性实施例。所附权利要求的范围被赋予最宽的解释，以便涵盖所有这样的修改以及等同的结构和功能。

Claims (14)

1.一种成像设备，包括：
成像光学***；
成像元件，被设置为与成像光学***相对，用于对由成像光学***形成的光学图像进行光电转换；
线圈，用于通过被供应交流电流而产生磁通量；以及
铁磁部件，由铁磁性材料形成为板状和膜状之一，并且设置在线圈和成像元件之间，使得与厚度方向垂直的平坦表面的一部分与线圈相对，
其中，所述铁磁部件具有小于趋肤深度的厚度，该趋肤深度由线圈的驱动频率、铁磁性材料的磁导率和铁磁性材料的电导率确定。
2.根据权利要求1所述的成像设备，其中，所述线圈的驱动频率包括1kHz或更大且小于1MHz的频率。
3.根据权利要求1所述的成像设备，其中，所述铁磁部件被形成为当从与成像元件的光接收表面垂直的方向观看时沿着成像元件的周边延伸。
4.根据权利要求1所述的成像设备，其中，所述铁磁部件被形成为当从与成像元件的光接收表面垂直的方向观看时沿着成像元件的周边从所述线圈的中心点延伸到两侧。
5.根据权利要求4所述的成像设备，其中，所述铁磁部件被形成为使得：当从与成像元件的光接收表面垂直的方向观看时，两个端部与成像元件的各边之中的离所述线圈的中心点最远的边处的切线接触或与所述切线相比更远离所述线圈的中心点。
6.根据权利要求4所述的成像设备，其中，所述铁磁部件被形成为当从与成像元件的光接收表面垂直的方向观看时包围成像元件的形状。
7.根据权利要求1所述的成像设备，其中，所述铁磁部件具有100或更大且1000或更小的相对磁导率。
8.根据权利要求7所述的成像设备，其中，所述铁磁部件包含坡莫合金作为主要成分。
9.根据权利要求7所述的成像设备，其中，所述铁磁部件包含如下之一：选自于由镍、钴和铁构成的组中的任何一种金属，以及包含镍、钴和铁中的至少两种作为主要成分的合金。
10.一种成像设备主体，包括：
壳体，包括成像光学***和用于通过被供应交流电流而产生磁通量的线圈的可更换镜头能够被附接到壳体和从该壳体拆卸下来；
成像元件，所述成像元件被容纳在壳体中，以与壳体的可更换镜头被附接到和从其拆卸的附接/拆卸表面相对，所述成像元件用于对由成像光学***形成的光学图像进行光电转换；以及
铁磁部件，由铁磁性材料形成为板状和膜状之一，并且，被容纳在壳体中，使得当可更换镜头被附接到壳体时，与厚度方向垂直的平坦表面的一部分与所述线圈相对，
其中，所述铁磁部件具有小于趋肤深度的厚度，该趋肤深度由所述线圈的驱动频率、铁磁性材料的磁导率和铁磁性材料的电导率确定。
11.根据权利要求10所述的成像设备主体，其中，所述铁磁部件具有100或更大且1000或更小的相对磁导率。
12.一种可更换镜头，该可更换镜头能够被附接到包括成像元件的成像设备主体和从该成像设备主体拆卸，包括：
线圈，用于通过被供应交流电流而产生磁通量；
成像光学***，用于当被附接到成像设备主体时在成像元件上形成光学图像；以及
铁磁部件，由铁磁性材料形成为板状和膜状之一，被设置在垂直于厚度方向的平坦表面的一部分与所述线圈相对的位置处，并且在被附接到成像设备主体时位于所述线圈和成像元件之间，
其中，所述铁磁部件具有小于趋肤深度的厚度，该趋肤深度由线圈的驱动频率、铁磁性材料的磁导率和铁磁性材料的电导率确定。
13.根据权利要求12所述的可更换镜头，其中，所述铁磁部件具有100或更大且1000或更小的相对磁导率。
14.根据权利要求12所述的可更换镜头，其中，所述线圈的驱动频率包括1kHz或更大且小于1MHz的频率。
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