CN111107268A - 带手抖校正功能的摄像装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种在具有弯曲光学***的摄像装置中，不会因透镜的移动而使图像性能变差的具备防抖机构的摄像装置。一种光学***，具有使光轴弯曲的反射部件，从物侧依次具备反射部件、摄像透镜组、摄像元件，与由摄像透镜组的光轴和在上述反射部件反射后的物侧的光轴形成的平面垂直的轴的图像抖动通过上述反射部件的转动进行校正，与反射后的物侧的光轴平行的轴的图像抖动通过使包含上述变焦光学***的摄像透镜组整体向与摄像透镜组的光轴垂直的方向移动而进行校正。

Description

带手抖校正功能的摄像装置
技术领域
本发明涉及带手抖校正功能的摄像装置。
背景技术
随着摄影技术的飞速发展，透镜驱动装置被广泛应用于众多的摄影装置中。将透镜驱动装置应用于各种便携式电子设备，例如移动电话、平板电脑等尤其被消费者所接受。
适用于通常的便携式电子设备的透镜驱动装置的驱动机构一般由线圈和磁钢形成，线圈固定于透镜架的外周。在向线圈施加电流时，通过电磁力的作用，线圈能够通过移动透镜架而沿着透镜的光轴方向移动来使焦点对准。另外，在用户用手拿着电子设备进行摄影时，对于手抖动所引起的透镜驱动装置的抖动，通过向与光轴垂直的方向进行驱动而能够校正抖动。但是，例如对于作为搭载于便携式电子设备的小型光学设备的光学总长度较长的变焦光学***来说，难以直接搭载于便携式电子设备，需要采用弯曲等结构。
对于这种使用了弯曲结构的光学***来说，有时使用于弯曲光线的棱镜旋转于2个轴来进行抖动校正，但在以与棱镜入射面的光轴平行的轴进行旋转的情况下，有时周边图像会旋转，无法得到防抖效果。
因此，通过设为如下结构，能够提高校正效果：使棱镜仅在入射面的光轴和分别与摄像透镜组中光轴垂直的轴向转动，另一轴向的模糊校正为使摄像透镜移动。
但是，在具有变焦光学***的摄像透镜中，为了使摄像透镜整体移动，必须使包含作为变焦动作的驱动源而使用的电动机在内的结构工作，导致重量显著增加。
在本发明中提供一种手抖校正机构，其能够不将具有大重量的电动机组装到手抖校正动作的结构中，而使包含变焦光学***的摄像透镜组整体移动。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2014-66770号公报
专利文献2：日本特开2015-141401号公报
发明内容
发明所要解决的课题
本发明是鉴于上述问题点而完成的，其目的在于，在具有弯曲光学***的摄像装置的手抖校正中，在不会导致重量增加的前提下实现节省空间的防抖机构。
用于解决课题的手段
本发明的目的是以如下方式实现的。另外，在以下的说明中，为了便于理解发明，在括号中标注附图中的符号等，但本发明的各构成要素并不限定于这些所标注的要素，本领域技术人员应该广义地解释为在技术上可理解的范围。
本发明的特征在于，在根据施加于摄像光学***的抖动使构成摄像光学***的光学要素进行图像抖动抑制动作的摄像装置中，具有以下的结构。反射部件配置在比摄像透镜组更靠近物侧，与由上述摄像透镜组的光轴和在上述反射部件反射后的物侧的光轴形成的平面垂直的轴的图像抖动通过上述反射部件的转动来进行校正，与反射后的物侧的光轴平行的轴的图像抖动通过使包含上述变焦光学***的上述摄像透镜组整体向与摄像透镜组的光轴垂直的方向移动来进行校正。
上述摄像透镜组被保持于一个保持框，该保持框通过电磁致动器能够向与上述摄像透镜组的光轴垂直的方向移动，上述摄像透镜组中的构成变焦的透镜组通过电动机能够与摄像透镜组的光轴平行地移动。
上述电动机未固定于上述保持框。
上述电动机具有用于使构成变焦的摄像透镜组与光轴平行地移动的螺母部件，所述螺母部件通过用于减轻摩擦的辊部件抵接于保持摄像透镜组的摄像透镜组框的抵接部。
发明效果
作为本发明的优点，在具有变焦光学***的摄像透镜中，为了使摄像透镜整体移动，必须使也包含作为变焦动作的驱动源而使用的电动机在内的结构工作，导致重量显著增加，但在本发明中，能够在具有大重量的电动机不组装到手抖校正动作的结构中的情况下使包含变焦光学***的摄像透镜组整体移动，因此能够提供一种避免装置的大型化并且摄像图像的质量高的摄像装置。
附图说明
图1是从下方观察本发明的实施方式的摄像装置的立体图。
图2是从上方观察本发明的实施方式的摄像装置的立体图。
图3是从下方观察本发明的实施方式的摄像装置的去掉前侧盖板和后侧盖板之后的立体图。
图4是从上方观察本发明的实施方式的摄像装置的去掉前侧盖板和后侧盖板之后的立体图。
图5是从前方观察本发明的实施方式的摄像装置的去掉前侧盖板和后侧盖板之后的图。
图6是从前方观察本发明的实施方式的摄像装置的去掉前侧盖板和后侧盖板之后的移动了变焦透镜的状态的图。
图7是上述图5所示的S1-S1处的剖视图，是从下方观察第二透镜组支架和辊的图。
图8是上述图5所示的S2-S2处的剖视图，是从下方观察第三透镜组合辊的图。
图9是将本发明的实施方式的摄像装置的棱镜防抖单元分解并从下方观察的立体图。
图10是将本发明的实施方式的摄像装置的棱镜防抖单元分解并从上方观察的立体图。
图11是将本发明的实施方式的摄像装置分解并从下方观察的立体图。
图12是将本发明的实施方式的摄像装置分解并从上方观察的立体图。
图13是从下前方观察本发明的实施方式的摄像装置的摄像透镜组支架单元的立体图。
图14是从下后方观察本发明的实施方式的摄像装置的摄像透镜组支架单元的立体图。
图15是将本发明的实施方式的摄像装置的摄像透镜组支架单元的第四透镜组进行分解，并从下前方观察的立体图。
图16是将本发明的实施方式的摄像装置的摄像透镜组支架单元的第四透镜组进行分解，并从下后方观察的立体图。
图17是将本发明的实施方式的摄像装置的摄像透镜组支架单元用由第一光轴和第二光轴形成的平面剖开的剖视图。
图18是从前方观察本发明的实施方式的摄像装置的摄像透镜组支架单元的图。
图19是从下前方观察本发明的实施方式的摄像装置的摄像透镜组壳体单元的立体图。
图20是从下后方观察本发明的实施方式的摄像装置的摄像透镜组壳体单元的立体图。
图21为抵接部与辊部件抵接的示意图；
图22是将本发明的实施方式的摄像装置的摄像透镜组壳体单元用由第一光轴和第二光轴形成的平面剖开的剖视图。
图23是从前方观察本发明的实施方式的摄像装置的摄像透镜组壳体单元的图。
图24是本发明的实施方式的摄像装置的步进电动机的立体图。
图25是具备本发明的摄像装置的便携式电子设备(便携式信息终端)。
具体实施方式
以下，一边参照附图一边对本发明详细地进行说明。
图1～图24是示出本发明的摄像装置100的附图。
图1～图24示出了本发明的实施方式所涉及的摄像装置及其构成要素。
如图1至图10所示，带手抖校正功能的摄像装置100的摄像光学***成为如下弯曲光学***，根据施加于该光学***的抖动来进行手抖校正，其中光学***包括：从物侧起由作为反射部件的棱镜91、第一透镜组40、第二透镜组50、第三透镜组60、第四透镜组70、摄像元件81构成，通过棱镜91反射光束。
本发明实施例中，反射部件，即棱镜91配置在比摄像透镜组更靠近物侧，与由所述摄像透镜组单元10的光轴O2和在所述反射部件、即棱镜91反射后的物侧的光轴O1形成的平面垂直的轴、即第一轴的图像抖动通过所述反射部件、即棱镜91的转动来进行校正，与反射后的物侧的光轴平行的轴、即第二轴的图像抖动通过使包含所述变焦光学***的所述摄像透镜组单元10整体向与摄像透镜组单元10的光轴O2垂直的方向移动来进行校正。
所述摄像透镜组单元10被保持于一个保持框，该保持框通过电磁致动器能够向与所述摄像透镜组单元的光轴O2垂直的方向移动，所述摄像透镜组单元10中的构成变焦的透镜组通过电动机能够与摄像透镜组单元10的光轴O2平行地移动。
第一透镜组40、第二透镜组50、第三透镜组60、第四透镜组70构成摄像透镜组单元10，可分别固定于各自的保持框。在使摄像透镜组单元10整体移动的情况下，由于有变焦结构，因而现有技术中不得不将电动机也包含在内进行移动，但是由于电动机非常重，这会导致电磁致动器大型化。本发明实施例通过使变焦电动机不固定于保持框，从而实现了轻量化。
在一种具体的实现方式中，参照图11和图12，上述电动机为步进电机22。
沿着第一光轴O1入射到棱镜91的入射面的来自被摄体的光束通过棱镜91的反射面向沿着第二光轴O2的方向反射并射出。接着，光束通过位于第二光轴O2上的第一透镜组40、第二透镜组50、第三透镜组60、第四透镜组70，在摄像元件81的摄像面上成像。
第二透镜组50和第三透镜组60作为通过向摄像光学***的光轴方向移动而改变摄影倍率的变焦透镜而发挥功能。
此外，第四透镜组70作为通过向摄像光学***的光轴方向移动而进行焦点调整的自动聚焦透镜而发挥功能。
如图11、图12所示，摄像装置100由棱镜防抖单元90、摄像透镜组单元10、摄像元件单元80构成，进而，摄像透镜组单元10由摄像透镜组壳体单元20和摄像透镜组支架单元30构成。在摄像透镜组单元10的上方固定有棱镜防抖单元90，在下方固定有摄像元件单元80，用前侧盖板11、后侧盖板12覆盖前方和后方，从而构成摄像装置100。
如图9和图10所示，棱镜防抖单元90以能够绕与由摄像透镜组的光轴和在棱镜91反射后的物侧的光轴形成的平面垂直的轴转动的方式构成。
在棱镜防抖基座93固定有与未图示的挠性基板连接的2个棱镜防抖用线圈95和1个棱镜防抖用霍尔传感器96，与固定于棱镜支架92的2个棱镜防抖用永久磁铁94构成音圈电动机。
此外，通过棱镜防抖基座93与棱镜支架92之间的2个棱镜防抖用滚珠97，固定有棱镜91的棱镜支架92成为转动的轴。
在摄像元件单元80中，安装于摄像元件基板82的摄像元件81固定于摄像元件支架83，摄像元件单元80固定于摄像透镜组单元10的下方。
摄像透镜组单元10划分为摄像透镜组壳体单元20和摄像透镜组支架单元30。
在摄像透镜组壳体单元20分别用螺丝28固定有2个步进电动机22。
如图19所示，步进电动机22的输出轴成为导螺杆23，一根螺母导向轴24与导螺杆23平行地一体固定于凸缘。
所述电动机具有用于使构成变焦的摄像透镜组与光轴平行地移动的螺母部件25，通过用于减轻摩擦的辊部件26抵接在保持摄像透镜组的摄像透镜组框的抵接部52。
螺母部件25由与导螺杆23进行螺丝螺合的内螺纹和以螺母导向轴24为直进引导的孔构成，由此，通过步进电动机22的旋转，能够与导螺杆23的轴平行地移动。
另外，在螺母部件25上一体成形有与导螺杆23的轴垂直的方向的转柱29，以能够以该转柱29为旋转轴旋转的方式设置辊部件26。
以第二透镜组50为例，当然也可以在第三透镜组60上实施。参照图3、图7、图19和图21，步进电机22驱动螺母导向轴24运动，带动螺母部件25沿光轴运动，由此辊部件26能抵接抵接部52运动，带动第二透镜组50实现变焦。
优选地，所述抵接部52具有抵接面，所述抵接面用于抵接于所述辊部件26。
参照图8，第三透镜组60具有抵接部62，该抵接部62能够与第三透镜组的辊部件26配合抵接。
摄像透镜组支架31保持第一透镜组40、第二透镜组50、第三透镜组60、第四透镜组70。
摄像透镜组支架31中，与摄像透镜组的光轴平行地固定有2根轴32，以该轴32以基准，固定有第一透镜组框41。此外，作为变焦透镜发挥功能的第二透镜组50、第三透镜组60分别保持于第二透镜组框51、第三透镜组框61，以能够以轴32为基准向摄像透镜组的光轴方向移动的方式保持。
在一种具体的实施方式中，摄像装置还包括弹簧，所述弹簧设置于所述保持框与所述摄像透镜组框之间，用于使得所述摄像透镜组框能稳定地变焦。
以第二透镜组50为例，可以利用弹簧来实现推力或拉力，与辊部件26的抵接力配合，实现透镜组沿光轴不同方向的变焦。弹簧可以包括如图5和图6所示的压缩弹簧33和如图8所示的拉伸弹簧34。
此外，第二透镜组框51以轴32穿过压缩弹簧33的内径的构成配置在轴32的支承部上，第三透镜组框61在轴32的支承部附近，以拉伸弹簧34跨在第三透镜组框61的爪部63和摄像透镜组支架爪部39之间的方式配置，使各个透镜组框向像面侧施力。
这成为向后述的配置在安装于步进电动机22的导螺杆23的螺母部件25上的辊部件26抵靠的方向的作用力，从而防止各个变焦透镜组框由于姿势而从辊部件26离开。
第四透镜组70具有自动聚焦的功能，通过使保持第四透镜组70的第四透镜组框71向摄像透镜组的光轴方向移动，能够进行焦点调节。
在第四透镜组框支架72固定有第四透镜组框71和2个第四透镜组自动聚焦用永久磁铁73，在摄像透镜组支架31固定有与未图示的挠性基板连接的2个第四透镜组自动聚焦用线圈74和第四透镜组自动聚焦用霍尔传感器75，从而构成音圈电动机。
此外，三个第四透镜组自动聚焦用滚珠76配置到三处第四透镜组框支架V槽77与三处摄像透镜组支架自动聚焦用V槽38B，由此构成为能够与光轴平行地移动。
摄像透镜组支架单元30相对于摄像透镜组壳体单元20从前部组装，但通过将3个摄像透镜组防抖用滚珠37配置于3处摄像透镜组壳体V槽27和3处摄像透镜组支架V槽38A，能够使摄像透镜组支架单元30仅向左右方向进行低摩擦的移动。
此外，在摄像透镜组支架31固定有4个摄像透镜组防抖用永久磁铁35。
在摄像透镜组壳体21固定有与未图示的挠性基板连接的4个摄像透镜组防抖用线圈36，与固定在摄像透镜组支架31的4个摄像透镜组防抖用永久磁铁35构成音圈电动机，成为进行沿左右方向的防抖驱动的电磁致动器。
配置在安装于步进电动机22的导螺杆23的螺母部件25上的辊部件26和第二透镜组框51以及第三透镜组框61分别通过压缩弹簧33、拉伸弹簧34的作用力，能够始终追随螺母部件25而可动。在进行变焦动作时，电动机的驱动力与弹簧的弹性力一起作用，使得变焦动作稳定进行。
此外，即使摄像透镜组支架单元30通过手抖校正动作而向左右方向移动，由于辊部件26能绕转柱29旋转，因此第二透镜组框51的抵接部52能够与辊部件26产生相对滚动，进而减轻摩擦。不论摄像透镜组支架单元30的位置如何，都能够使第二透镜组框51、第三透镜组框61稳定地进行防抖动作。
上述的辊部件26可单独用于与抵接部52(或抵接部62)配合，通过抵接力实现透镜组的变焦。上述的辊部件26也可单独用于在手抖时，辊部件26与抵接部52(或抵接部62)之间的相对滚动，以使透镜组不会发生抖动。
变焦和防抖可以分开动作，拍摄动画时也可以同时动作。
本实施方式中，上述棱镜91也可以是反射镜(未图示)。
上述的摄像装置100也可以用于例如图25所示的所谓的智能手机、所谓的功能手机或平板设备等便携式信息设备200用的摄像装置100中。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不限于上述实施方式，本领域技术人员基于本发明公开的内容而进行的同等的修改或变形全部包含在本申请的权利要求书所述的本发明中。
符号说明
10…摄像透镜组单元
11…前侧盖板
12…后侧盖板
20…摄像透镜组壳体单元
21…摄像透镜组壳体
22…步进电动机
23…导螺杆
24…螺母导向轴
25…螺母部件
26…辊部件
27…摄像透镜组壳体V槽
28…螺丝
29…转柱
30…摄像透镜组支架单元
31…摄像透镜组支架
32…轴
33…压缩弹簧
34…拉伸弹簧
35…摄像透镜组防抖用永久磁铁
36…摄像透镜组防抖用线圈
37…摄像透镜组防抖用滚珠
38A…摄像透镜组支架防抖用V槽
38B…摄像透镜组支架自动聚焦用V槽
39…摄像透镜组支架爪部
40…第一透镜组
41…第一透镜组框
50…第二透镜组
51…第二透镜组框
52…第二透镜组框辊部件抵接部
60…第三透镜组
61…第三透镜组框
62…第三透镜组框辊部件抵接部
63…第三透镜组框爪部
70…第四透镜组
71…第四透镜组框
72…第四透镜组框支架
73…第四透镜组自动聚焦用永久磁铁
74…第四透镜组自动聚焦用线圈
75…第四透镜组自动聚焦用霍尔传感器
76…第四透镜组自动聚焦用滚珠
77…第四透镜组框支架V槽
80…摄像元件单元
81…摄像元件
82…摄像元件基板
83…摄像元件支架
90…棱镜防抖单元
91…棱镜
92…棱镜支架
93…棱镜防抖基座
94…棱镜防抖用永久磁铁
95…棱镜防抖用线圈
96…棱镜防抖用霍尔传感器
97…棱镜防抖用滚珠
100…摄像装置
200…便携式信息设备
O1…第一光轴
O2…第二光轴。

Claims (14)

1.一种带手抖校正功能的摄像装置，所述摄像装置为包括具有使光轴弯曲的反射面的反射部件的光学***，根据施加于该光学***的抖动来进行手抖校正，其特征在于，
摄像透镜组单元是通过改变一部分透镜组的组间隔来改变摄影倍率的变焦光学***，
反射部件配置在比摄像透镜组单元更靠近物侧，与由所述摄像透镜组单元的光轴和在所述反射部件反射后的物侧的光轴形成的平面垂直的轴、即第一轴的图像抖动通过所述反射部件的转动来进行校正，与反射后的物侧的光轴平行的轴、即第二轴的图像抖动通过使包含所述变焦光学***的所述摄像透镜组单元整体向与摄像透镜组单元的光轴垂直的方向移动来进行校正；其中，
所述摄像透镜组单元被保持于一个保持框，该保持框通过电磁致动器能够向与所述摄像透镜组单元的光轴垂直的方向移动，所述摄像透镜组单元中的构成变焦的透镜组通过电动机能够与摄像透镜组单元的光轴平行地移动；
所述电动机未固定于所述保持框。
2.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，所述电动机为步进电机。
3.根据权利要求2所述的摄像装置，其特征在于，
所述电动机具有用于使构成变焦的摄像透镜组与光轴平行地移动的螺母部件，所述螺母部件通过用于减轻摩擦的辊部件抵接在保持摄像透镜组的摄像透镜组框的抵接部。
4.根据权利要求3所述的摄像装置，其特征在于，
所述摄像透镜组单元包括作为变焦透镜而发挥作用的第二透镜组以及第三透镜组，
所述电动机具有用于使所述第二透镜组和第三透镜组与光轴平行地移动的所述螺母部件，
所述螺母部件通过以能够转动的方式安装于该螺母部件的所述辊部件与保持所述第二透镜组的第二透镜组框和保持第三透镜组的第三透镜组框的所述抵接部分别进行抵接。
5.根据权利要求4所述的摄像装置，其特征在于，所述抵接部具有抵接面，所述抵接面用于抵接于所述辊部件。
6.根据权利要求5所述的摄像装置，其特征在于，所述螺母部件上设置有转柱，所述辊部件设置于所述转柱。
7.根据权利要求6所述的摄像装置，其特征在于，还包括弹簧，所述弹簧设置于所述保持框与所述摄像透镜组框之间，用于使得所述摄像透镜组框能稳定地变焦。
8.根据权利要求7所述的摄像装置，其特征在于，所述弹簧包括拉伸弹簧和压缩弹簧；
所述拉伸弹簧设置于所述第三透镜组框与所述保持框之间；
所述压缩弹簧设置于所述第二透镜组框与所述保持框之间。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的摄像装置，其特征在于，
保持于所述保持框的摄像透镜组单元具备具有自动聚焦功能的透镜组。
10.根据权利要求1至8中任一项所述的摄像装置，其特征在于，所述摄像透镜组单元整体的沿与摄像透镜组单元的光轴垂直的方向的移动、以及所述反射部件的转动由所述电磁致动器驱动。
11.根据权利要求10所述的摄像装置，其特征在于，所述电磁致动器为音圈马达。
12.根据权利要求1至8中任一项所述的摄像装置，其特征在于，所述反射部件为棱镜。
13.一种照相机，其特征在于，具备权利要求1至12中任一项所述的摄像装置。
14.一种便携式电子设备，其特征在于，具备权利要求13所述的照相机。
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