发明内容
但按照专利文件1的方法,共需使用4个昂贵的位置传感器,有耗损较高成本的问题。
本发明的目的是,为解决上述现有课题,通过采用三个位置传感器对晃动补正功能所需的移动体进行位置检测,以此来提供价廉的透镜驱动装置、照相机装置及附带照相机的便携终端装置。
为实现所述目的的透镜驱动装置,其特征为,具有:
固定透镜后,在与所述透镜的光轴方向相正交的X方向及Y方向上可移动的移动体,X方向和Y方向相正交;
将所述移动体作可移动性支撑的固定体;
对所述移动体的相对于所述固定体的所述X方向位置实施检测的二个X方向位置传感器;
对所述移动体的相对于所述固定体的所述Y方向位置实施检测的一个Y方向位置传感器;
所述X方向位置传感器及所述Y方向位置传感器分别与所对应的X方向标尺、及Y方向标尺相对向配置;
所述二个X方向位置传感器为相对向配置,并且Y方向为所述二个X方向位置传感器的传感面的法线方向;所述Y方向位置传感器被配置成X方向为所述Y方向位置传感器的传感面的法线方向;
所述二个X方向位置传感器的其中一个和所对应的X方向标尺之间的Y方向距离与
所述二个X方向位置传感器的另外一个和所对应的X方向标尺之间的Y方向的距离之和是恒定的;
所述移动体的相对于所述固定体的所述X方向位置是在对所述二个X方向位置传感器的输出加以平均后算出的位置;
所述移动体的相对于所述固定体的所述Y方向位置是在对所述Y方向位置传感器的输出通过算出的所述X方向位置加以补正后而算出的位置。
所述的透镜驱动装置,其进一步的特点为,所述X方向位置传感器及所述Y方向位置传感器配置于所述移动体或所述固定体的其中一个上,分别与所述X方向位置传感器及所述Y方向位置传感器相接近且对向的标尺配置于所述移动体或所述固体体的另一个上。
所述的透镜驱动装置,其进一步的特点为,在所述光轴方向上,所述移动体也是可移动性地被支撑于所述固定体上。
一种照相机,其特征为,具有在前述的透镜驱动装置,以及所述移动体的相对于所述固定体的所述X方向及所述Y方向位置加以算出的X-Y位置检出部;所述X-Y位置检出部是对所述二个X方向位置传感器的输出加以平均后算出所述X方向位置,对所述Y方向位置传感器的输出通过所述X方向位置加以补正后算出所述Y方向位置。
一种携带式终端装置,其特征为,具有前述的照相机装置。
前述的技术方案,对晃动补正功能所必需的移动体的正确位置检出可采用三个位置传感器来加以进行。所以,透镜驱动装置能做到价格较便宜。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明,在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本发明,但是本发明显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎,因此不应以此具体实施例的内容限制本发明的保护范围。
(实施形态1)
关于以下本发明实施形态1,按附图进行说明。关于透镜光轴方向,被摄体侧为前侧,反向侧为后侧。另外,光轴方向为Z方向,与光轴正交后相互正交的二方向为X方向、Y方向。
如图1所示的本实施形态1的透镜驱动装置10是采用在搭载于附带照相功能的携带式终端装置(无图示)的自动对焦照相机装置(无图示)上。透镜驱动装置10做成长方体形状,它具有在中央从被摄体处过来的光通过的贯通孔。透镜(无图示)被配置在此贯通孔中。
首先,对本实施形态1加以概略说明。图2所示的透镜驱动装置10具有移动体12、固定体14、二个X方向位置传感器16、18、及一个Y方向位置传感器20。移动体12具有透镜支撑体22和第1线圈24及第2线圈26,在固定透镜(无图示)后,正交于透镜的光轴方向且可在相互正交的X方向及Y方向上移动。固定体14具有框架28、环口30、磁石32、底座34,可对移动体12进行移动性支撑。二个X方向位置传感器16、18通过移动体12对向后,检测出相对固定体14的移动体12的X方向的位置。Y方向位置传感器20与X方向位置传感器16、18处于相正交方向面向、并检测出相对于固定体14的移动体12的Y方向位置。
如后述那样,对于晃动补正功能,有必要对移动体12的相对固定体14的X方向及Y方向的正确位置实施检测。在本实施形态1中,X方向位置传感器16、18及Y方向位置传感器20被固定在了固定体14的底座34上。另外,所对应的X方向标尺42、44和Y方向标尺46被固定在了移动体的透镜支撑体22上。
移动体12的相对于固定体14的X方向位置是在对二个X方向位置传感器16、18的输出加以平均后而算出来的。根据移动体12的Y方向位置,X方向位置传感器16和X方向标尺42之间距离一旦接近,则X方向位置传感器18和X方向标尺44之间的距离就会远离。X方向位置传感器16、18的输出是相应于X方向标尺42、44之间的距离而会产生变化,所以X方向传感器16、18分别所检测出的移动体12的位置就会根据移动体12的Y方向位置而会产生变化。但是,根据对二个X方向位置传感器16、18的输出加以平均来算出位置这一点,就能做到消除此移动体12的Y方向位置所引起的X方向位置传感器16、18的输出变动,所以能检测出正确的移动体12的X方向位置。
另一方面,移动体12的相对于固定体14的Y方向位置是对Y方向位置传感器20的输出通过X方向位置进行补正后而算出的。Y方向位置传感器20的输出是通过移动体12的X方向位置而变化的,是在对X方向位置传感器16、18的输出加以平均后而算出的。根据X方向位置加以补正后算出的位置,是可以通过一定的X方向位置而检测出的。为此,能正确检测出正确的移动体12的Y方向位置。
根据此种构成,本实施形态1的透镜驱动装置10是对晃动补正功能所必需的移动体12的正确位置检测可采用三个位置传感器16、18、20来进行,透镜驱动装置10能够价格较便宜。
接下来,对本实施的形态1的透镜驱动装置10的构成加以详细说明。如图2所示,透镜支撑体22略呈圆筒形状,透镜(无图示)被固定在其内部。设置有在透镜支撑体22的后侧延伸至外侧的凸缘部,第1线圈24、第2线圈26被配置在凸缘部上。另外,前侧弹簧36的内侧部被固定在透镜支撑体22的前侧端部,后侧弹簧38的内侧部被固定在后侧端部。固定第1线圈24和第2线圈26的透镜支撑体22构成移动向光轴方向及与光轴相正交方向的移动体12。另外,如后面所讲到的,X方向标尺42、44、Y方向标尺46及虚设48被配置在透镜支撑体22上。
第1线圈24以透镜光轴方向为轴向被卷绕在透镜支撑体22周围,被固定在了透镜支撑体22的凸缘部。第1线圈24被电气性连接在了前侧弹簧36或后侧弹簧38的至少一个上,实施供电。在磁石32形成的磁场中,通过向第1线圈通电,在第1线圈24上的光轴方向就会产生电磁力。根据此电磁力,移动体12就能向光轴方向移动。
第2线圈26作为线圈体被固定在第1线圈24上形成一体,之后被固定在了透镜支撑体22的凸缘部。第2线圈26在透镜驱动装置10的长方体形状的各侧面部,对应于光轴方向看呈四角形状的各角部的各位置上,等间隔被配置成四个。各第2线圈26的卷绕配置为,其卷绕轴与光轴处于相正交方向。在第2线圈26的四角形状对角线上配置的二个线圈是由1根漆包线所制成,或由电气性串联而成。然后,前侧弹簧36或后侧弹簧38的其中至少1个被电气性连接后而供给电流。磁石32所形成的磁场中,通过向第2线圈26进行通电,在第2线圈26上与光轴相正交方向产生电磁力。根据此电磁力,移动体12就能移动向与光轴相正交的X方向、Y方向。
环口30采用的是软磁性金属材料。环口30从透镜驱动装置10的光轴方向看为相对应四角形状的四角筒形状。在本实施的形态1中,其角部是倒角形状。环口30在此四角形状的边缘,具有立设于光轴方向的外侧部30a。磁石32沿此外侧壁30a的内侧面配置。另外,环口30具有在外侧壁30a的光轴方向前侧中向内侧延伸出的延出部30b;和在四角形状的角部从延出部30b内侧的端部沿着光轴方向立设于后侧的内侧壁30c。内侧壁30c通过第1线圈24后与磁石32相对向。贯通孔被设置在环口30的中心部。透镜支撑体22被配置在此贯通孔中,可自在移动性地被收容于环口30的内部。
磁石32如图2所示,从光轴方向看其平面为沿着环口30倒角的各角部呈梯形形状,相邻之间空出一定间隔配置。各磁石32的内周侧面和外周侧面磁极互不相同,内周侧面上都为相同磁极。在本实施形态1中,内周侧面为N极,外周侧面为S极。磁石32同第1线圈24及第2线圈26相对向。磁石32同环口30的内侧壁30c也相对向,在磁石32和内侧壁30c之间配置有第1线圈24及第2线圈26。从光轴方向看,透镜(无图示)外周面、透镜支撑体22的外侧面、第1线圈24的内外周面、第2线圈26的卷绕端面、磁石32的内周侧面配置成同心圆。
底座34成为透镜驱动装置10的底盘。透镜驱动装置10是基于底座34上得以构筑,且与图5所示的图像传感器52相连接,图像传感器52通过底座34后接受从被摄体处透过透镜而来的光。如图2所示,底座34从透镜驱动装置10的光轴方向来看,呈四角形状相对应的四角形状。在中央部设置有从被摄体处光通过的贯通孔。另外,当电流不流向第1线圈24和第2线圈26时,透镜支撑体22的后端面对接于底座34的底面。另外,面向光轴方向前侧的凸部设置在各角部上,与框架28的各角部的凸部相结合,且将透镜驱动装置10整体裹住,起到如图1所示框体的作用。另外,后面所述,X方向位置传感器16、18及Y方向位置传感器20是配置在底座34的四角形状边部的中央部。
如图2所示,框架28呈四角形状,在中央设有被摄体光通过的贯通孔。在四角形状的各角部上,设置有面向光轴方向后侧的凸部,且使之与底座34的凸部相结合。包括框架28、底座34、环口30、磁石32,构成保持移动12作自在移动的固定体。
前侧弹簧36具有:固定于透镜支撑体22上的内侧部;固定于固定体14上的外侧部;连接内侧部和外侧部的腕部。前侧弹簧36的外侧部通过绝缘垫片(无图示)被夹持在环口30和框架28上而进行通电。前侧弹簧36被2分割后用作电流供电。在本实施形态1中,前侧弹簧36的外侧部可以固定在环口30和框架28中,也可以固定在固定体14上。
后侧弹簧38具有:固定于透镜支撑体22上的内侧部;固定于固定体14上的外侧部;连接内侧部和外侧部的腕部。后侧弹簧38通过绝缘垫片40被夹持在环口30和底座34上,从而进行通电。后侧弹簧38被分割成4块,用作电流供给。在本实施形态1中,后侧弹簧38的外侧部固定在环口30和底座34上,也可以固定在固定体14上。
因为电流供给是由第1线圈24的1***、第2线圈26的2***,合计呈3***。所以,前侧弹簧36和后侧弹簧38最好全部成6分割。另外,前侧弹簧36及后侧弹簧38为腕部,其构成为即使在X、Y、Z的任意方向上都能够进行弹性形变。
透镜驱动装置10中,移动体12的透镜支撑体22即使在X、Y、Z方向的任意方向,也可移动地被支撑于固定体14上进行驱动。为此,例如,向光轴方向驱动透镜支撑体的整个驱动部在X、Y方向是可移动地支撑的,对此透镜驱动装置可做到小型化。
如图4所示,X方向位置传感器16、18及Y方向位置传感器20分别具有霍尔元件,被安装在一个回路基板50上,如图3所示,被配置在底座34上。在图4中的各霍尔元件,小到可以或略的程度,被配置在各位置传感器16、18、20的中心部的表面上。X方向位置传感器16、18同底座34的四角形状的二条边部的中央部为相对向配置,Y方向为传感面的法线方向。Y方向位置传感器20被配置在底座34的一条边部的中央部上,其X方向为传感面的法线方向。
X方向位置传感器16、18及Y方向位置传感器20分别与所对应的X方向标尺42、44及Y方向标尺46相接近且对向配置,检测出X方向标尺42、44及Y方向标尺46发出的磁通量。被配置在固定体14上的位置传感器16、18、20检测出配置于移动体12上的标尺42、44、46之间的相对位置。所以,可以检测出相对固定体14的移动体12的正确位置。回路基板50略呈马蹄形。如图所示,从底座34的外侧开始将X方向位置传感器16、18及Y方向位置传感器20配置在底座34上后进行固定。由X方向位置传感器16、18及Y方向位置传感器20过来的输出是通过回路基板50还回向X-Y位置检出部的。
如图4所示,X方向标尺42、44是以X方向中心部为分界,磁石充磁成N极和S极2极。Y方向标尺46是以Y方向的中心部为分界,磁石充磁成N极和S极2极。各标尺42、44、46接近磁极的分界所对应的位置传感器16、18、20且对向,固定在透镜支撑体22上。X方向标尺42、44夹持透镜支撑体22的圆筒形状的孔部后对向配置。另外,最好是在夹持透镜支撑体22的圆筒形状的孔部后,将Y方向标尺46和相同材质的虚设48对向配置。为了使透镜支撑体22难以倾斜,透镜支撑体22的重心要同前侧弹簧36、后侧弹簧38的支撑中心不相偏离。
X方向标尺42、44及Y方向标尺46的磁场的边界向Z方向延伸,在静止状态下与霍尔元件对向配置。另外,按各标尺42、44、46的Z方向尺寸大小,即使透镜支撑体22向Z方向移动,各位置传感器16、18、20的输出不会产生变化。
接下来,关于本实施形态1中照相机装置的透镜支撑体22的驱动控制,用图5进行说明。
首先,对移动体12的透镜支撑体22在光轴方向的驱动控制进行说明。在从被摄体过来的光加以接收的图像传感器52所发出信号成分中,Z驱动部54边检测比对的高频分量,边向第1线圈24通电,使透镜支撑体22向光轴方向移动。然后,根据聚合焦点的比对高频分量在峰值时的电流值电流,流向第1线圈24,透镜支撑体22向聚合焦点位置移动后停止。根据此动作,透镜驱动装置10就能实现自动对焦功能。
接下来,关于透镜支撑体22的X方向、Y方向的驱动控制进行说明。陀螺传感器等的晃动传感器56被安装在照相机本体上。X-Y驱动部58根据晃动传感器56检测后所输出的晃动量来确定透镜支撑体22应移动X方向、Y方向的位置。然后,将并非是对应于应移动位置的电流值、而是将比之更大的所定一定电流值的电流流向第2线圈26、26。这样的话,透镜支撑体22相应于流通的电流,移动向应该移动位置,向X方向、Y方向移动。X方向位置传感器16、18和Y方向位置传感器20检测出移动中的透镜支撑体22的位置,向X-Y位置检出部60进行输出。
X-Y位置检出部60分别算出透镜支撑体22的X方向位置和Y方向位置后,向X-Y驱动部58输出。当透镜支撑体22到达理应移动的位置时,X-Y驱动部58将其对应其位置的电流值的电流流向第2线圈26、26。透镜支撑体22在X方向、Y方向所定的位置上停止其移动。根据此动作,能实现透镜驱动装置10的晃动补正功能。
在此,X-Y位置检出部60中,对透镜支撑体22的X方向位置及Y方向位置的算出方法进行说明。如图6(a)所示,X方向位置传感器16、18的输出VHX在透镜支撑体22的X方向位置上成比例。原点的X方向标尺42、44分别处于X方向位置传感器16、18的正面。但是,X方向位置传感器16、18的输出VHX同X方向位置传感器16、18与X方向标尺42、44之间的距离,即Y方向的距离越远其倾斜越小。简言之,X方向位置即便相同,在Y方向距离越远则输出VHX就小。
但是,如图4所示,X方向位置传感器16同X方向位置传感器18之间的Y方向距离是一定的,X方向标尺42和X方向标尺44之间的Y方向距离是一定的。为此,X方向位置传感器16和X方向标尺42之间的Y方向距离与X方向位置传感器18和X方向标尺44之间的Y方向的距离之和经常是恒定的。其中一方一旦变小则另一方就会变大。为此,X方向位置传感器16、18的输出VHX和X方向位置X之间的关系如图6(a)所示的虚线组那样。在此,在算出X方向位置传感器16的输出VHX+和X方向位置传感器18的输出VHX-之间的平均值VHX平均后,从此VHX平均来算出X方向位置。此VHX平均并不依赖于透镜支撑体22的Y方向位置,而是几乎是一定的。被算出的X方向位置也不依赖于透镜支撑体22的Y方向位置。因此。可正确检测出透镜支撑体22的正确的X方向的位置。
在本实施形态1中,仅使用一个Y方向位置传感器20来进行Y方向的位置检出。接下来,对其方法进行说明。
如图6(b)所示,Y方向位置传感器20的输出VHY也同透镜支撑体22的Y方向位置成比例。此输出VHY也与Y方向位置传感器20和Y方向标尺46之间的距离有关,即X方向的距离越远,其比例关系倾向为越小。简言之,Y方向位置即便相同,X方向距离越远离其输出VHY就小。
在此,透镜支撑体22的X方向位置根据X方向位置传感器16、18就可知晓了。可以从已知的透镜支撑体22的X方向位置对比例关系的倾向加以补正。简言之,可以寻求一种不依赖于透镜支撑体22的X方向位置的比例关系倾向。根据此导出的倾向从输出VHY处就能算出透镜支撑体22的Y方向的位置。因此,即便仅采用一个Y方向位置传感器20,也能正确算出透镜支撑体22的Y方向位置。像这样,通过采用三个位置传感器16、18、20,就能检测出移动体12的透镜支撑体22的正确的X方向和Y方向的位置。
接下来,对X-Y位置检出部60中的具体动作进行说明。如图7所示,X-Y位置检出部60具有X平均演算部62、X位置输出部64、Y演算部66及Y位置输出部68。
X平均演算部62在接收X方向位置传感器16、18发出的输出VHX+、VHX-后,算出其平均值VHX平均后,向X位置输出部64、Y演算部66输出。X位置输出部64以VHX平均为基础演算X方向位置,将X方向位置输出向X-Y驱动部58。
Y演算部66,根据X平均演算部62的输出VHX平均为基础,导出比例关系倾向后向Y位置输出部68输出。Y位置输出部68在对Y方向位置进行演算后,将Y方向位置输出向X-Y驱动部58。
如上述,本实施形态1中的透镜驱动装置10,具有:固定透镜后,在透镜的光轴方向正交且在相互正交的X方向及Y方向上可移动的移动体12;将移动体12作可移动性支撑的固定体14;通过移动体12后进行对向、对相对于固定体14的移动体12的X方向位置实施检测的二个X方向位置传感器16、18;与X方向位置传感器16、18相正交方向面向、对相对于固定体14的移动体12的Y方向位置实施检出的Y方向位置传感器20。在此透镜驱动装置10中,移动体12的相对于固定体14的X方向位置是在对二个X方向位置传感器16、18的输出加以平均后算出的;移动体12的相对于固定体14的Y方向位置是在对Y方向位置传感器20的输出通过X方向位置加以补正后算出的。
为此,本实施形态1的透镜驱动装置10中,对晃动补正功能所必需的移动体12的位置检出采取的并非是四个、而是三个位置传感器16、18、20来进行的。由于位置传感器的个数即使减少一个也能进行正确的位置检出,故透镜驱动装置10能够做到较便宜。因为透镜驱动装置10价格便宜,所以采用此透镜驱动装置10的照相机装置、附带照相机的携带终端装置也能较便宜。
另外,在本实施形态1中,位置传感器16、18、20配置在固定体14上,标尺42、44、46配置在移动体12上,也可以相反配置。即便在此场合,配置在移动体12上的位置传感器16、18、20会检测出配置于固定体14上的标尺42、44、46相对位置,所以可检测出相对固定体14的移动体的正确位置。此时,虚设48并非是标尺的虚设,而是希望是作为位置传感器的虚设配置在移动体12上。
另外,X方向、Y方向即便调换也没有问题,将X方向、Y方向即便作为透镜驱动装置10的四角形状的对角线方向也没有关系。随之,也可以将位置传感器16、18、20及标尺42、44、46配置在四角形状的角部也没有关系。
另外,X方向位置传感器16、18为正面相对向配置,也可配置成偏位对向。在此种场合下,X方向位置传感器16、18的传感面面向Y方向。同样,X方向位置传感器16、18配置在了做成四角形状的固定体14的边部中央部;也可以在近角部的边部上配置成与正面相对向。
另外,位置传感器16、18、20为霍尔元件,也可以作为MR元件。另外,位置传感器16、18、20作为磁气检测方式以外的传感器也没关系。
本发明虽然以较佳实施例公开如上,但其并不是用来限定本发明,任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内,都可以做出可能的变动和修改。因此,凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化及修饰,均落入本发明权利要求所界定的保护范围之内。