CN105793753A - 驱动装置和图像设备 - Google Patents

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Abstract

驱动装置包括压电片(311)、移动框(302)、控制电路(112)。上述压电片(311)包括在第1方向上屈曲的第1压电体部(803)、在与上述第1方向垂直的第2方向上屈曲的第2压电体部(804)、连接上述第1和上述第2压电体部(803、804)的连接部(807)。上述移动框(302)支承在上述第1压电体部(803)和上述第2压电体部上。上述控制电路(112)对上述第1压电体部(803)和上述第2压电体部施加电压信号,使上述各压电体部(803、804)屈曲,使上述移动框(302)在上述第1方向和上述第2方向中的任意一个方向上、或两个方向的合成方向上移动。

Description

驱动装置和图像设备
技术领域
本发明涉及在包含为了进行摄像时的图像的抖动校正和对焦等而被驱动的可动框的摄影镜头、或包含保持构成摄影镜头的镜头的可动框(移动框、镜头)的照相机中,对该可动框进行驱动的驱动装置和使用该驱动装置的图像设备。
背景技术
近年来,不仅能够拍摄静态图像、还能够拍摄动态图像的数字照相机已经产品化。在摄影镜头或照相机中进行自动对焦的情况下,在该摄影镜头的光轴方向上对保持构成摄影镜头的一部分镜头或摄像元件的可动框进行驱动。在摄影镜头或照相机中进行抖动校正的情况下,使保持镜头或摄像元件的框向与上述光轴方向垂直的方向上移动,或者向与上述光轴方向垂直的方向倾斜。
这样,为了使保持摄影镜头的可动框在光轴方向上移动、或者在与该光轴方向垂直的方向上移动,需要独立的各驱动装置以使可动框在各方向上移动。因此,在照相机等图像设备中,结构复杂,并且大型化。
关于保持摄影镜头的可动框的驱动,为了可靠地捕捉拍摄机会,要求高速且精密(位置精度较高)地进行驱动。在可动框的高速驱动中,例如一般使用步进马达或音圈马达等电磁马达。
但是,在这些马达中,当成为规定以上的高速驱动时,存在进行振荡而无法控制的问题。并且,在这些马达中,当为了精密(位置精度较高)地进行驱动而进行微小驱动时,存在无法实现用于进行该微小驱动的规定驱动量以下的驱动的问题。
例如在专利文献1~5中公开了该自动对焦和抖动校正的技术。专利文献1公开了,一边进行使对焦镜头在光轴方向上振动即所谓的摆动(wobbling)一边对被摄体进行摄像,根据通过该摄像而得到的图像对焦点位置进行评价,向对焦位置驱动对焦镜头。在摆动中,通过步进马达的驱动,对对焦镜头进行摆动驱动。
专利文献2公开了利用音圈马达使摄像元件在沿着与光轴垂直的面的方向上移动的驱动装置。
专利文献3公开了通过原材料为陶瓷的矩形的层叠双晶片型压电元件在光轴方向上驱动对焦镜头框。
专利文献4公开了由聚乳酸构成的压电层叠薄膜。
专利文献5公开了如下的驱动装置:使用在与摄影镜头的光轴垂直的平面内垂直的两个方向(X方向、Y方向)以及绕光轴的旋转方向上分别驱动摄像元件的音圈马达,进而通过压电体来进行摄像元件的光轴方向的驱动。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2010-170051号公报
专利文献2:日本特开2005-351917号公报
专利文献3:日本特开2006-209029号公报
专利文献4:日本特开2012-232497号公报
专利文献5:日本特开2012-226205号公报
发明内容
发明要解决的课题
如上所述,如果未高速且精密(位置精度较高)地进行自动对焦和抖动校正,则会错过拍摄机会,对焦精度降低而使画质恶化,由于照相机的抖动而使画质恶化,所以,需要高速且精密(位置精度较高)地驱动对焦镜头和抖动校正用镜头。为了实现自动对焦的高速化,进行使保持摄影镜头的一部分镜头的可动框(镜头框)高速且以规定振幅振动即所谓的摆动,检测焦点位置。
另一方面,在抖动校正中,保持摄影镜头的可动框在与光轴垂直的方向上振动并高速被驱动。当高速对可动框进行驱动控制时,存在无法进行该控制、可动框的驱动不稳定、无法进行精密的位置控制和速度控制的问题。
上述照相机和摄影镜头要求小型轻量。但是,在照相机和摄影镜头中,当在光轴方向和与该光轴方向垂直的方向这两个方向上驱动可动框时,需要用于在这些方向上分别独立驱动可动框的各驱动装置。这些各驱动装置必须以相互不干涉的方式进行动作,所以,照相机和摄影镜头复杂化、大型化。进而,在高精度地控制像位置的情况下,如上所述,由于照相机和摄影镜头的各结构复杂,所以,很难更加精密地控制可动框的位置精度。
因此,在自动对焦和抖动校正中,要求能够进行上述光轴方向和与该光轴方向垂直的方向这两个方向上的高速且精密的可动框的驱动、以及在驱动了该可动框的情况下相互没有干涉且稳定的驱动控制。进而,上述照相机和摄影镜头是拍摄者携带的设备,所以,强烈期望驱动装置小型轻量。
专利文献1所公开的摄像装置使对焦镜头在光轴方向上以振动的方式移动,从在不同对焦镜头位置处进行摄像而得到的各图像中检测焦点位置,将对焦镜头控制到对焦位置处。在光轴方向上以振动的方式驱动对焦镜头的所谓的摆动中,使用步进马达。当通过步进马达进行高速摆动时,步进马达当然进行高速动作。
但是,当步进马达成为规定以上的高速时,产生失步,无法进行驱动控制。由于步进马达具有滑动部,所以,当高速驱动时,产生不需要的振动和声音。在其他电磁式的致动器例如音圈马达中,也与步进马达同样,当高速驱动时,由于与失步相同的原理而使控制系统振荡,并且由于进行滑动动作而产生振动和声音。
进而,在电磁式的致动器中,为了进行高速驱动而提高磁通密度。因此,在该致动器中,需要增大磁铁面积,或者增大磁铁体积,进而,为了增强线圈中流过的电流,需要加粗线圈线径,需要增大线圈。因此,驱动装置自身增大、变重。
专利文献5的驱动装置使用在与摄影镜头的光轴垂直的平面内垂直的两个方向(X方向、Y方向)以及绕光轴的旋转方向上驱动摄像元件的音圈马达。进而,该驱动装置使用压电体进行摄像元件的光轴方向的驱动。
但是,该驱动装置独立地设置X方向、Y方向的各驱动致动器即音圈马达、以及在光轴方向上驱动摄像元件的压电体的机构,所以复杂且大型。音圈马达和驱动压电体的驱动电路完全不同,所以复杂且大型。
另一方面,专利文献1所公开的摄像装置通过对陶瓷原材料的双晶片型压电元件施加规定电压,使该压电元件在光轴方向上变位,通过该变位而使镜头单元移动来进行对焦。专利文献1公开了在光轴方向上比较薄地形成致动器,但是,完全没有公开用于在与光轴垂直的方向上进行驱动的驱动机构。
在专利文献1中,由于双晶片型压电元件的变位量原本非常小,所以,为了增大该变位量而加长变位方向的长度。该较长的双晶片型压电元件例如支承镜头单元。但是,由于双晶片型压电元件的刚性降低,所以,由于施加给镜头单元的重力等外力而在该镜头单元中产生变位。因此,专利文献1对镜头单元中产生的变位进行校正并精密地控制镜头单元的光轴位置,但是,该控制非常复杂。并且,为了增大变位,双晶片型压电元件的长度变长,摄像装置大型化。
专利文献4公开了由聚乳酸的层叠片构成的压电元件片,但是,完全没有公开高速且精密地驱动可动框的小型的驱动装置。
本发明是鉴于上述问题点而完成的,其目的在于,提供在照相机和摄影镜头等小型图像设备中、能够在规定方向和与该方向垂直的方向上高速且精密地驱动可动框的小型轻量的驱动装置和图像设备。
用于解决课题的手段
本发明的主要方面的驱动装置具有:压电片,其包括在第1方向上屈曲的至少一个第1压电体部、在与上述第1方向垂直的第2方向上屈曲的至少一个第2压电体部、连接上述第1压电体部和上述第2压电体部的至少一个连接部;固定框,其固定上述至少一个连接部;移动框,其被上述第1压电体部和上述第2压电体部支承;以及控制电路,其对上述第1压电体部和上述第2压电体部施加电压信号,使该第1压电体部和该第2压电体部屈曲,使上述移动框在上述第1方向和上述第2方向中的任意一个方向上、或两个方向的合成方向上移动。
本发明的主要方面的驱动装置具有:层叠树脂片,其是固定向与厚度方向垂直的至少第1方向变位的多个第1树脂片和向与上述第1方向相反的第2方向变位的多个第2树脂片而形成的,包含在与上述第1方向和上述第2方向不同的至少第3方向上屈曲的第1变位部、以及在与上述第3方向垂直的第4方向上屈曲变位的第2变位部;多个压电体部,它们用于分别对上述第1变位部和上述第2变位部施加电压信号;连接部,其连接上述多个压电体部的各端部;固定框,上述连接部固定于该固定框;移动框,其被上述多个压电体部的与所述各端部不同的多个另一端部支撑;以及控制电路,其对上述多个压电体部施加电压信号,使该各压电体部屈曲,使上述移动框相对于上述固定框相对地变位。
本发明的主要方面的图像设备具有:摄像元件或光学元件;层叠树脂片,其是固定向与厚度方向垂直的至少第1方向变位的多个第1树脂片和向与上述第1方向相反的第2方向变位的多个第2树脂片而形成的,包含在与上述第1方向和上述第2方向不同的至少第3方向上屈曲的第1变位部、以及在与上述第3方向垂直的第4方向上屈曲变位的第2变位部;多个压电体部,其用于分别对上述第1变位部和上述第2变位部施加电压信号;连接部,其连接上述多个压电体部的各端部;固定框,上述连接部固定于该固定框;移动框,其被上述多个压电体部的与所述各端部不同的多个另一端部支撑,并且保持上述摄像元件或上述光学元件;以及控制电路,其对上述多个压电体部施加电压信号,使该各压电体部屈曲,使上述移动框相对于上述固定框相对地变位。
发明效果
根据本发明,能够提供在照相机和摄影镜头等小型图像设备中、在自动对焦或抖动校正等中能够在规定方向和与该方向垂直的方向上高速且精密地驱动控制可动框的小型轻量的驱动装置和图像设备。
附图说明
图1是示出包含搭载了本发明的驱动装置的第1实施方式的更换镜头的照相机系统的结构图。
图2是说明更换镜头的对焦/抖动校正机构的结构的主视图。
图3是示出图2所示的对焦/抖动校正机构的AA线侧剖视图。
图4是说明图2所示的对焦/抖动校正机构的构造的分解立体图。
图5是说明图4所示的压电片的构造的展开图。
图6是说明图5所示的压电片的详细构造的BB线侧剖视图。
图7是说明图5所示的压电片的详细构造的CC线侧剖视图。
图8是说明图5所示的压电片的详细构造的DD线侧剖视图。
图9是示出压电片的构造的变形例的剖视图。
图10是图9所示的压电片的不同的剖视图。
图11A是根据摆动时对压电片施加的电压信号来说明动作的时序图,是示出对压电体部PZ施加的驱动信号的图。
图11B是根据摆动时对压电片施加的电压信号来说明动作的时序图,是示出根据电压信号而使对焦镜头在光轴方向上振动时的对焦镜头的位置的图。
图12是示出根据对焦时对压电片施加的电压信号来说明对焦镜头的动作的时序图的图。
图13是示出对压电片进行驱动控制的控制电路的图。
图14是示出根据从图13的控制电路输出的信号来说明对焦镜头的动作的时序图的图。
图15是说明照相机系统的动作的流程图。
图16是说明自动对焦的动作的流程图。
图17是说明抖动校正动作的动作的流程图。
图18是说明第2变形例的压电片的结构的局部主视图。
图19是示出图18的压电片的EE线侧剖视图。
图20是用于说明第2实施方式的对焦/抖动校正机构的结构的主视图。
图21是说明图20的压电片的构造的展开图。
图22是图20的对焦/抖动校正机构的FF线侧剖视图。
具体实施方式
[第1实施方式]
下面,参照附图对本发明的第1实施方式进行说明。另外,在以下说明所使用的各图中,设各结构要素为附图上能够识别的程度的大小,所以,比例尺按照各结构要素而不同。本发明不限于以下各图所记载的结构要素的数量、结构要素的形状、结构要素的大小的比率和各结构要素的相对位置关系。
图1示出应用了本发明的本实施方式的操作装置的照相机系统(数字照相机)10的结构例的框图。在该照相机系统10中,将从照相机主体200朝向被摄体的方向称为前方,将其相反方向称为后方。设与更换式镜头100构成的光学系统的光轴O1一致的轴为Z轴,设在与Z轴垂直的平面上相互垂直的2个轴为X轴和Y轴、或α轴和β轴。
该照相机系统10包括更换式镜头100和照相机主体200。这些更换式镜头100和照相机主体200经由接口219以能够通信的方式连接。
更换式镜头100包括形成被摄体像的摄影镜头113、各驱动器105、106、107、镜头控制用微计算机(以下称为“Lucom”)108、闪存109、位置传感器110、X轴陀螺仪114、Y轴陀螺仪115、压电片111(由后述压电体部构成)、压电片控制电路112。
摄影镜头113包括对焦镜头101、变倍镜头102、光圈104。
驱动器106对构成光圈104的光圈叶片进行驱动控制。
驱动器105、107在光轴方向上驱动控制变倍镜头102。
Lucom108经由接口219而与机身控制用微计算机(以下称为“Bucom”)214进行通信,对更换式镜头100内的控制电路进行控制。
在闪存109中存储更换式镜头100内的控制电路的控制所需要的信息。
位置传感器110检测对焦镜头101的位置以进行对焦和抖动校正。
X轴陀螺仪114检测手抖量即绕X轴的角速度。
Y轴陀螺仪115检测绕Y轴的角速度。
压电片111在光轴O1方向和与该光轴O1方向垂直的面内方向上驱动对焦镜头101。
压电片控制电路112产生用于驱动压电片111的电信号。
照相机主体200包括快门201、防尘滤波器221、光学低通滤波器223(根据需要搭载,也可以没有)、摄像元件202、保持架228、模拟处理部203、模拟/数字转换部(以下称为“A/D转换部”)204、AE处理部205、对所拍摄的图像进行图像处理并输出最终输出的图像信息的图像处理部206、AF处理部207、图像压缩解压缩部208、LCD驱动器209、存储器接口211、SDRAM213、Bucom214、闪存215、操作部216、电池224、电源电路218。
快门201在摄像时通过快门驱动机构220对快门叶片进行驱动控制,进行曝光控制。
防尘滤波器221通过防尘滤波器控制电路222进行超声波振动,去除图像中映出的尘埃。
光学低通滤波器223去除摄影镜头113生成的光学像的空间频率较高的成分。
摄像元件202将摄影镜头113生成的光学像转换为模拟电信号。
保持架228保持摄像元件202,安装在照相机主体200的固定部件上。
模拟处理部203进行由摄像元件202转换输出的电信号的噪声去除等模拟处理。
A/D转换部204将模拟处理部203的模拟输出转换为数字图像信号。
AE处理部205对来自被摄体的光进行测光,输出对拍摄时的图像的曝光进行控制的信息。
图像处理部206对所拍摄的图像进行图像处理,输出最终输出的图像信息。
AF处理部207检测摄影镜头生成的光学像的对焦点位置,输出对对焦进行控制的信息。
图像压缩解压缩部208对所拍摄的图像的信息进行压缩,或者使压缩后的信息返回原来的信息。
LCD驱动器209对显示所拍摄的图像和拍摄时的信息等的LCD210进行控制。
存储器接口211将所拍摄的图像和拍摄时的信息记录在记录介质212中,或者将其调出。
在SDRAM213中一次性存储所拍摄的图像等的信息。
Bucom214通过总线217等对照相机系统的电路进行控制。
在闪存215中存储控制用的信息等。
操作部216具有用于操作照相机主体200的释放、拨盘、按钮等。
在照相机主体200中包括内置的闪光灯234以及根据Bucom214的指示对闪光灯234的发光进行控制的闪光灯控制电路235。
另外,Lucom108对更换式镜头100内的控制电路进行控制,并且,Bucom214是对照相机系统10的电路进行控制的一个控制单元,也可以使用其他单元进行控制。
对焦镜头101在摄像元件202的受光面上形成被摄体的光学像。变倍镜头102通过改变摄影镜头113的焦距,改变被摄体的光学像的倍率。对焦镜头101当然也可以是在对光学像进行变倍时进行动作的结构的更换式镜头100。
对焦镜头101由可动框302和保持在该可动框302上的镜头303构成。该对焦镜头101也可以不具有可动框302而仅由镜头构成,并直接利用压电片311保持该镜头。
镜头303由凸透镜构成。只要能够通过其动作来改变摄影镜头113的焦点位置、或者能够朝向与摄像元件202上的光学像的光轴垂直的方向进行变位即可,镜头303也可以是凹透镜、衍射光栅等光学元件,还可以由多个光学元件构成。
对焦镜头101和变倍镜头102在图1中用一个透镜进行记载,但是,也可以是多个透镜的结构,当然还可以包括光学滤波器等光学元件。
为了以振动的方式使摄影镜头113的焦点位置变位即进行所谓的摆动,以振动的方式在光轴方向上变位的部件也可以不是对焦镜头101,而是变倍镜头102或构成变倍镜头的透镜。
另一方面,在抖动校正中,将与由X轴陀螺仪114和Y轴陀螺仪115检测到的手抖对应的角速度信号输入到压电片控制电路112。该压电片控制电路112将角速度信号转换为数字信号并发送到Lucom108。
该Lucom108根据该数字信号,为了进行摄像元件202的摄像面上的光学像位置校正,运算应该使对焦镜头101在与光轴垂直的面方向(X轴方向、Y轴方向)上移动的校正量,并对压电片控制电路112进行指示。
压电片控制电路112接收来自Lucom108的指示,使对焦镜头101在X轴方向、Y轴方向上变位来进行抖动校正。该情况下,代替在X轴方向、Y轴方向上移动对焦镜头101而使对焦镜头101绕X轴、Y轴旋转,也能够校正摄像元件202上的光学像位置。
在Lucom108上连接有各驱动器105、106、107、接口219、闪存109、压电片控制电路112。在压电片控制电路112上连接有位置传感器110、X轴陀螺仪114、Y轴陀螺仪115、压电片111。
Lucom108进行闪存109中存储的信息的读入/写入,并且对各驱动器105、106、107和压电片控制电路112进行控制。Lucom108经由接口219在与Bucom214之间进行通信,向Bucom214发送各种信息,并且接收来自Bucom214的各种信息。例如,Lucom108向Bucom214发送与镜头的操作部件(未图示)的状态对应的信息、位置传感器110的输出信号(检测信号)、与对焦镜头、变倍镜头、光圈的位置和状态信号对应的各信息。Lucom108例如从Bucom214接收压电片控制电路112的控制信息。进而,Lucom108根据在进行自动对焦或抖动校正的情况下从Bucom214接收到的控制信息,对压电片控制电路112进行控制。
驱动器105接受Lucom108的指示,对变倍镜头102a进行驱动。驱动器107接受Lucom108的指示,通过对变倍镜头102b进行驱动,进行焦距的变更。
驱动器106根据Lucom108的指示对光圈104进行驱动,对被摄体的光量进行调节。具体而言,变倍镜头102a由驱动器105内设置的未图示的步进马达、VCM或超声波马达等致动器进行驱动。变倍镜头102b也由驱动器107内设置的未图示的步进马达、音圈马达(VCM)或超声波马达等致动器进行驱动。进而,光圈104由驱动器106内的未图示的步进马达等进行驱动。
压电片控制电路112在Lucom108的控制下对压电片111进行驱动。压电片111接受来自压电片控制电路112的控制信号,对压电体部(后述)进行驱动,对支承在压电片111的端部的对焦镜头101的运动进行控制。压电片111进行微小的光轴方向的振动动作即摆动以检测摄影镜头113的焦点位置,或者进行对焦镜头101的光轴方向位置控制以进行对焦。
进而,压电片111根据基于来自X轴陀螺仪114和Y轴陀螺仪115的各抖动信号而从压电片控制电路112输出的抖动校正信号,进行对焦镜头101的光轴方向和与其垂直的方向上的位置控制。即,压电片111经由压电片控制电路112而由Lucom108进行控制。
如后面详细叙述的那样,压电片111例如由层叠的压电片构成。压电片111由通过施加电压信号而在光轴方向上屈曲变位的双晶片部以及在与光轴垂直的方向上屈曲变位的双晶片部构成。
位置传感器110检测对焦镜头101的光轴方向的位置以及与该光轴方向垂直的方向的位置,通过压电片控制电路112将该检测信号转换为数字信号并输出到Lucom108。位置传感器110具有对焦镜头101要求的检测范围、精度、结构。如后面详细叙述的那样,该位置传感器110例如由霍尔元件构成,该霍尔元件与设置在构成对焦镜头101的框上的磁铁对置设置,并且设置在固定框上。当然,在对焦镜头101的位置检测中,也可以使用GMR元件(巨磁阻元件),或者还可以使用光学元件或静电元件。另外,虽然没有图示,但是,在变倍镜头102a、变倍镜头102b、光圈104中使用可动机构,分别具有用于检测可动部件的位置的位置检测机构。
快门201接受主体用微计算机214的指示并进行驱动,控制摄像元件202中对被摄体进行曝光的时间。例如,快门201包括前帘和后帘这2个快门帘,通过使2个快门帘形成的狭缝在摄像元件202的短边侧或长边侧游走来进行曝光。
摄像元件202是在构成各像素的光电二极管的前表面配置拜耳排列的滤色器而成的。拜耳排列构成为,包括在水平方向上交替配置R像素和G(Gr)像素的行以及交替配置G(Gb)像素和B像素的行,在垂直方向上也交替配置这2个行。摄像元件202利用光电二极管接收由对焦镜头101和变倍镜头102会聚的光并进行光电转换,由此,将光量作为电荷量输出到模拟处理部203。摄像元件202可以是CMOS方式的元件,也可以是CCD方式等其他型式的元件。
模拟处理部203在针对从摄像元件202读出的电信号(模拟图像信号)降低复位噪声等后进行波形整形,进而进行增益放大以成为目标明亮度。
总线217是用于将数字照相机内部产生的各种数据转送到数字照相机内的各部的转送路。总线217与AE处理部205、图像处理部206、AF处理部207、图像压缩解压缩部208、LCD驱动器209、存储器接口211、SDRAM213、主体用微计算机214连接。
A/D转换部204将从模拟处理部203输出的模拟图像信号转换为数字图像信号(以后称为图像数据)。从A/D转换部204输出的图像数据经由总线217暂时存储在SDRAM213中。
SDRAM213例如是暂时存储A/D转换部204中得到的图像数据、图像处理部206中进行处理后的图像数据、图像压缩解压缩部208中进行处理后的图像数据等各种数据的存储部。
图像处理部206对从SDRAM213读出的图像数据实施各种图像处理。由图像处理部206进行各处理后的图像数据存储在SDRAM213中。
AE处理部205根据图像数据计算被摄体亮度。用于计算被摄体亮度的数据也可以是专用的测光传感器的输出。
AF处理部207从图像数据中取出高频成分的信号,通过AF(AutoFocus)累计处理取得对焦评价值。此时,对焦镜头101在光轴方向上以振动的方式进行驱动,在该状态下,AF处理部207使用焦点位置接近被摄体的位置和与其分开的位置的各位置处进行拍摄而得到的各图像进行AF运算处理,取得这些位置的各对焦评价值。AF处理部207通过对各对焦评价值进行比较,判定焦点位置所处的方向。由于焦点位置所处的方向已知,能够更加高速地进行AF驱动。
图像压缩解压缩部208进行基于规定压缩方式的图像数据的压缩、以及通过该规定压缩方式压缩后的图像数据的解压缩。图像压缩解压缩部208例如在要处理的图像数据是静态图像的情况下进行基于JPEG方式等的压缩和解压缩。图像压缩解压缩部208在要处理的图像数据是动态图像的情况下进行基于Motion-JPEG方式、H.264方式等的压缩和解压缩。
在记录静态图像的图像数据的情况下,图像压缩解压缩部208从SDRAM213读出图像数据,例如按照JPEG压缩方式对该读出的图像数据进行压缩,将该压缩后的JPEG图像数据暂时存储在SDRAM213中。
Bucom214针对SDRAM213中存储的JPEG图像数据附加构成JPEG文件所需要的JPEG标题,生成JPEG文件,将该生成的JPEG文件经由存储器接口211记录在记录介质212中。
记录介质212例如是由能够相对于照相机主体200进行拆装的存储卡构成的记录介质,但是不限于此。
LCD驱动器209使LCD210显示图像。该图像的显示包括在短时间内显示刚刚拍摄之后的图像数据的记录浏览显示、记录介质212中记录的JPEG文件的再现显示、实时取景显示等动态图像的显示。
在对记录介质212中记录的JPEG文件进行再现的情况下,图像压缩解压缩部208读出记录介质212中记录的JPEG文件并实施解压缩处理后,将解压缩后的图像数据暂时存储在SDRAM213中。
LCD驱动器209从SDRAM213读出解压缩后的图像数据,将读出的图像数据转换为影像信号后输出到LCD210,进行图像的显示。
Bucom214对照相机主体200的各种顺序进行总括控制。在该Bucom214连接有操作部216和闪存215。
操作部216包括电源按钮、释放按钮、再现按钮、菜单按钮、动态图像按钮、各种输入键等多个操作部件。操作部216通过用户的手动操作而对多个操作部件中的任意一个操作部件进行操作。Bucom214执行与用户对操作部216的操作对应的各种顺序。
例如,电源按钮是用于进行数字照相机即照相机系统10的电源的接通/断开指示的操作部件。在按压了电源按钮时,Bucom214接通或断开该照相机系统10的电源。释放按钮包括第一释放开关和第二释放开关这两级开关。在半按释放按钮而接通第一释放开关的情况下,Bucom214进行AE处理和AF处理等拍摄准备时序。在全按释放按钮而接通第二释放开关的情况下,Bucom214执行拍摄时序并进行拍摄。再现按钮是用于进行记录介质212中记录的文件的再现指示的操作部件。在按压了再现按钮时,Bucom214执行再现时序并进行再现。菜单按钮是用于进行能够变更照相机设定的菜单的显示指示的操作部件。在按压了菜单按钮时,Bucom214执行照相机设定时序并进行菜单显示等。动态图像按钮是用于进行动态图像拍摄指示的操作部件。在按压了动态图像按钮时,Bucom214执行动态图像拍摄时序并进行动态图像拍摄。
在闪存215中存储与白平衡模式对应的白平衡增益、低通滤波器系数等数字照相机的动作所需要的各种参数、与基于银盐粒子的粒状感相似的粒状图案的图像数据、以及用于确定数字静态照相机的制造编号等。在闪存215中还存储由Bucom214执行的各种程序。Bucom214根据闪存215中存储的程序,并且从闪存215读出各种时序所需要的参数,执行各处理。
为了在AF动作中进行焦点位置检测,照相机系统10进行使对焦镜头101在光轴方向上以振动的方式进行动作的摆动。一般情况下,摆动的频率对应于照相机系统1在1秒内进行摄像的频率。如果是能够拍摄动态图像的照相机系统,则摆动频率为30帧/秒以上,以30Hz以上进行摆动。但是,在摆动频率30Hz时,一次检测最低需要大约33ms的时间,如果不提高该频率,则无法加快AF的动作。
而且,需要提高摄像的频率,并且提高摆动频率。为了提高摆动频率,高速驱动对焦镜头101。进而,为了进行对焦,当然也需要高速驱动对焦镜头101。
在摆动的动作中,根据进行摄像而得到的图像的对比度来检测摄影镜头113的焦点位置,但是,在数字照相机1中,在LCD210中显示所拍摄的图像,作为取景器像而由拍摄者进行观察。因此,当摆动的动作量过大时,模糊增大,成为无法容许的级别。
这里,当设容许错乱圆径为δ、摄影镜头113的光圈值(有效F数)为F、焦点深度为d时,
d=F·δ…(1)
一般而言,摆动驱动量dw为焦点深度d的1/4~3/4,所以,具有如下关系:
F·δ/4≦dw≦3·F·δ/4…(2)
关于容许错乱圆径δ,由于在摄像元件202的像素间距以下不具有图像的分辨率,所以,最小也是像素间距以上,一般而言,上限为4像素以下。即,当设像素间距为p时,
p≦δ≦4·p…(3)
更具体而言,当设像素间距p=5μm、光圈值F=8时,摆动驱动量dw成为
10μm≦dw≦120μm
作为最大的驱动量,可知只要能够确保120μm左右即可。
在陶瓷原材料的双晶片式的板状压电体中,为了通过施加直流电压而进行120μm左右的变位,需要增大该板状压电体的长度。例如,设对焦镜头101的质量为5g,当以摆动频率120Hz进行驱动时,控制对焦镜头101所需要的力为0.1N(牛顿)~0.2N。为了产生该力并得到摆动所需要的120μm的变位幅度,使用变位量较大的软系陶瓷压电体材料,进而,如后述本实施方式那样考虑使用4个压电体。
但是,即使使用这4个压电体,一个压电体双晶片的形状也需要为宽度6mm、厚度0.8mm、长度40mm(不包含支承固定的长度)的尺寸。当进一步考虑进行对焦时,为了得到控制对焦镜头101所需要的力,在陶瓷压电材料中,不会成为非常实用级别的大小。由于陶瓷较脆,所以需要加强,当进行加强时,加强材料的变形需要能量,产生力和变位量均更小。
接着,参照图2、图3、图4和图5对设置在更换式镜头100中的对焦镜头101的驱动机构的详细结构进行说明。
图2示出从被摄体侧观察对焦镜头101的驱动机构的主要部概要的主视图。图3示出图2的AA线侧剖视图。图4示出图2的驱动机构的分解立体图。图5示出展开了图4的压电片的展开主视图。
对焦镜头101的驱动机构由形成为圆筒状的固定框301、圆环状的压电片311、设置有构成对焦镜头101的镜头303的可动框302构成。
在压电片311中形成有多个弯曲部315a、315b、315c、315d(以下记载为315a/315d)。各弯曲部315a/315d固定在固定框301上。
压电片311包括多个弯曲部315a/315d、多个Z变位部(一方的变位部)312ab、312bb、312cb、312db(以下记载为312ab/312db)、多个Z变位部(另一方的Z变位部)312aa、312ba、312ca、312da(以下记载为312aa/312da)、多个臂部313aa和313ab、313ba和313bb、313ca和313cb、313da和313db(以下记载为313aa和313ab/313da和313db)。
另外,包含一方的Z变位部312ab/312db和另一方的Z变位部312aa/312da而形成Z变位部的整体。
一方的Z变位部312ab/312db分别形成在与各弯曲部315a/315d大致垂直的方向上,并且形成为从形成为圆环状的环状部314的一部分向圆周方向延伸、进而向光轴O1的方向弯曲。
另一方的Z变位部312aa/312da分别形成为从各弯曲部315a/315d的一端部起呈大致直角折曲、并从该折曲的部位向光轴O1的中心侧延伸。
这些Z变位部312ab/312db和该Z变位部312aa/312da在光轴O1的方向上保持可动框302。
多个臂部313aa和313ab/313da和313db以一对儿的形式分别沿着各弯曲部315a/315d的周方向延伸。例如,如图2所示,成为一对儿的臂部313aa、313ab关于α轴线对称而相互面对地配置,能够关于该α轴线对称而向相互面对的方向转动。即,成为一对儿的各臂部313aa、313ab设置在弯曲部315a的两端即圆环状的压电片311的周方向的两端。各臂部313aa、313ab以弯曲部315a的周方向的两端为轴而向相互面对的方向转动。
下面,同样,成为一对儿的各臂部313ba、313bb设置在弯曲部315b的两端,以该弯曲部315b的周方向的两端为轴而向相互面对的方向转动。成为一对儿的各臂部313ca、313cb也设置在弯曲部315c的两端,以该弯曲部315c的周方向的两端为轴而向相互面对的方向转动自如。成为一对儿的臂部313da、313db设置在弯曲部315d的两端,以该弯曲部315d的周方向的两端为轴而向相互面对的方向转动。
而且,在一方的Z变位部312ab/312db和另一方的Z变位部312aa/312da上保持可动框302。因此,由于对焦所使用的镜头303设置在可动框302上,所以,通过一方的Z变位部312ab/312db的变位和另一方的Z变位部312aa/312da的变位在光轴O1的方向(以下称为光轴O1方向)上进行驱动,进行定位保持。
与此相伴,与上述同样,由于镜头303设置在可动框302上,所以,通过各臂部313aa和313ab/313da和313db的转动而在与光轴O1垂直的方向上进行驱动,进行定位保持。
压电片311的环状部314是即使对压电片311输入电信号也不会变位的部分。环状部314粘贴固定在固定框301上,由此,可靠地将压电片311固定在固定框301上。
在压电片311的各臂部313aa和313ab/313da和313db中分别形成有各压电体部317aa、317ab、317ba、317bb、317ca、317cb、317da、317db。
在一方的Z变位部312ab/312db中分别形成有4个压电体部316ab、316bb、316cb、316db(以下称为316ab/316db)。
在另一方的Z变位部312aa/312da中分别形成有4个压电体部316aa、316ba、316ca、316da(以下称为316aa/316da)。
这些压电体部317aa、317ab、317ba、317bb、317ca、317cb、317da、317db、316ab、316bb、316cb、316db、316aa、316ba、316ca、316da分别形成为大致矩形形状,通过施加电压信号而屈曲。
接着,对一方的Z变位部312ab/312db、另一方的Z变位部312aa/312da、各臂部313aa和313ab/313da和313db的动作/作用进行说明。
一方的Z变位部312ab/312db支承可动框302的后端面。
另一方的Z变位部312aa/312da支承可动框302的前端面。
当对该各压电体部316ab/316db和该各压电体部316aa/316da施加电压信号,以使得设置在一方的Z变位部312ab/312db上的4个压电体部316ab/316db和设置在另一方的Z变位部312aa/312da上的4个压电体部316aa/316da在光轴O1方向上向相同方向弯曲时,可动框302在光轴O1方向(Z轴方向)上进行驱动。这里,分别设置4个各Z变位部312aa/312da和各Z变位部312ab/312db,但是,只要构成为能够在光轴O1方向(Z轴方向)上对可动框302进行定位即可,分别设置一个以上即可。
另一方面,各臂部313aa、313ab、313ca、313cb、313ba、313bb、313da、313db在与光轴O1垂直的方向上支承可动框302的外周面。各臂部313aa、313ab、…、313db由α轴方向上支承的各臂部313aa、313ab、313ca、313cb和β轴方向上支承的各臂部313ba、313bb、313da、313db构成。
当施加电压信号以使得各压电体部317aa、317ab、317ca、317cb在α轴方向上向相同方向弯曲时,可动框302在α轴方向上进行驱动。
当施加电压信号以使得各压电体部317ba、317bb、317da、317db在β轴方向上向相同方向弯曲时,可动框302在β轴方向上进行驱动。
根据对各压电体部317aa、317ab、317ca、317cb和各压电体部317ba、317bb、317da、317db施加的电压信号,该各压电体部317aa、317ab、317ca、317cb和该各压电体部317ba、317bb、317da、317db的弯曲量分别变化。由此,通过分别改变对该各压电体部317aa、317ab、317ca、317cb和该各压电体部317ba、317bb、317da、317db施加的各电压值,能够对可动框302的α轴、β轴方向的位置进行控制。
α轴和β轴在与光轴O1垂直的面内相互垂直,所以,如果在X轴方向(Y轴陀螺仪115的抖动检测方向)和Y轴方向(X轴陀螺仪114的抖动检测方向)上配置α轴和β轴,则相互的轴方向上的驱动几乎不会干涉,能够在X轴方向和Y轴方向上自由驱动可动框302。
压电片控制电路112能够根据由X轴陀螺仪114和Y轴陀螺仪115检测到的抖动量,可靠地驱动对焦镜头101。
各臂部313aa、313ab、313ca、313cb和各臂部313ba、313bb、313da、313db相对于一个弯曲部315a、315b、315c或315d形成2个,但是,只要相对于同一个弯曲部315a、315b、315c或315d形成一个以上即可。
各臂部313aa、313ab、313ca、313cb不限于配置在可动框302的外周的四等分的角度位置,也可以是非等分的角度配置。进而,如果各臂部313aa、313ab、313ca、313cb在外周上配置3个以上,则能够在X轴方向、Y轴方向上自由驱动可动框302。关于压电片311的固定,除了粘接以外,例如也可以使用螺钉紧固或焊接等。
在如上所述构成的对焦镜头101的驱动机构中,对焦镜头101通过Z轴方向驱动的各压电体部316aa、316ba、316ca、316da、316ab、316bb、316cb、316db、α轴方向驱动的各压电体部317aa、317ab、317ca、317cb、β轴方向驱动的各压电体部317ba、317bb、317da、317db进行驱动。该情况下,为了检测对焦镜头101的光轴O1方向、α轴方向、β轴方向的位置,在可动框302的外周部固定有由在厚度方向上被着磁的板状矩形的磁铁构成的各刻度308a、308b、308c、308d。在固定框301上,与各刻度308a、308b、308c、308d对置地配置有配置了检测磁气的多个霍尔元件的位置传感器309a、309b、309c、309d。
一个位置传感器309a、309b、309c或309d配置多个霍尔元件,以使得能够检测光轴O1方向(Z轴方向)以及X轴方向或Y轴方向中的一个方向。
各位置传感器309a、309b、309c、309d使用4组,但是,只要2个即可。在各位置传感器309a、309b、309c、309d中,根据对各压电体部317aa、317ab、317ba、317bb、317ca、317cb、317da、317db、316ab、316bb、316cb、316db、316aa、316ba、316ca、316da施加的电压值,可动框302变位,所以,也可以不使用各刻度308a、308b、308c、308d和位置传感器309a、309b、309c、309d,而进行开环的控制。
这样,在上述第1实施方式中,如果一组一组地独立驱动在Z轴方向上变位的各压电体部316aa、316ba、316ca、316da、316ab、316bb、316cb、316db,则包含对焦镜头101相对于光轴O1的倾斜在内进行校正,能够极高精度地进行摆动和对焦。
与此相伴,在本实施方式中,通过一组一组地独立控制α轴方向驱动的各压电体部317aa、317ab、317ca、317cb和β轴方向驱动的各压电体部317ba、317bb、317da、317db,能够进行抖动校正动作。
因此,在照相机和摄影镜头等小型图像设备中,在自动对焦或抖动校正等中,能够在规定方向和与该方向垂直的方向上高速且精密地驱动控制可动框。
用于对压电片311的各压电体部316aa、316ba、316ca、316da、316ab、316bb、316cb、316db、与其相伴在α轴方向上驱动的各压电体部317aa、317ab、317ca、317cb、以及在β轴方向上驱动的各压电体部317ba、317bb、317da、317db施加电压信号的电路线从该各压电体部向环状部314延伸,进而,从该环状部314起与由柔性印刷基板构成的柔性部件310电连接。各位置传感器309a、309b、309c、309d同样通过柔性部件310而与更换式镜头100内的电路连接。
进而,不在摆动、对焦、抖动校正中驱动对焦镜头101的情况下,通过对各压电体部316aa、316ba、316ca、316da、316ab、316bb、316cb、316db和各压电体部317aa、317ab、317ca、317cb、各压电体部317ba、317bb、317da、317db施加不同的电压信号,也能够极高精度地对对焦镜头和其他镜头的光轴的倾斜、光轴的X轴方向和Y轴方向偏移、镜头间隔进行校正。
在摆动或对焦驱动的情况下,通过对摆动驱动信号或对焦信号施加赋予该校正变位的校正电压作为偏置值并进行控制,能够通过简单的控制来进行更高精度的摆动、对焦、抖动校正。
在摄影镜头113的组装时,利用本实施方式的驱动装置进行构成摄影镜头113的镜头的倾斜、相对于光轴O1的偏移量、镜头间隔的调整,通过在进行位置调整后将可动框302粘接固定在固定框301上,能够进行镜头位置调整。
参照图5~图8对压电片311的构造进行说明。图5示出图4所示的压电片311的详细构造的展开主视图,图6示出图5所示的压电片311的BB线侧剖视图,图7示出图5所示的压电片311的CC线侧剖视图(准确地讲为一个通孔),图8示出图5所示的压电片311的DD线侧剖视图。
压电片311是交替层叠具有压电性的L体聚乳酸800的片和D体聚乳酸801的片而成的。在各压电体部316aa、316ba、316ca、316da、316ab、316bb、316cb、316db、各压电体部317aa、317ab、317ca、317cb、各压电体部317ba、317bb、317da、317db(以下总称为压电体部PZ)的各层(L体聚乳酸800和D体聚乳酸801的各层)之间交替形成有导电性的信号电极802和GND电极806。对该各层(L体聚乳酸800和D体聚乳酸801的各层)的压电体部施加电压信号。
压电片311由第1驱动压电层(第1压电体部)803和第2驱动压电层(第2压电体部)804构成。在这些第1驱动压电层803和第2驱动压电层804中,L体聚乳酸800和D体聚乳酸801的层叠方向相互相反。由此,对第1驱动压电层803和第2驱动压电层804施加电压信号,如果第1驱动压电层803伸长,则第2驱动压电层804收缩。
在压电片311的表侧和背侧的层中分别形成有绝缘层805。绝缘层805可以是L体聚乳酸、D体聚乳酸的片,也可以是其他的聚酰亚胺片等绝缘树脂片。构成第1驱动压电层803和第2驱动压电层804的材料不需要是L体聚乳酸、D体聚乳酸的片。构成第1驱动压电层803和第2驱动压电层804的材料只要是通过施加电压而进行变位的原材料即可,也可以是具有压电性的聚偏二氟乙烯等、含有离子液体的聚乙烯醇等高分子离子原材料等。
压电片311的基本结构包括信号电极802、一枚片、GND电极806、形成有其引出线的一枚片。压电片311成对儿地(交替层叠即可,不是必须由偶数层构成,也可以由奇数层构成)层叠多个信号电极802、一枚片、GND电极806、片,形成第1驱动压电层803和第2驱动压电层804。信号电极802通过铝蒸镀等形成在与压电体部PZ对应的部位。一枚片通过铝蒸镀等在压电部位形成GND电极806及其引出线。
在绝缘层805中,在单侧的面上形成电极。在绝缘层805中形成对压电体部PZ施加电压信号的电极,并且形成电路线的引出用的布线。
如图8所示,各引出部310a、310b、310c、310d由被绝缘层805隔着的电路线(布线)构成。在绝缘层805的电路线的端部形成有未由该绝缘层805覆盖的端子。该端子通过焊锡、导电性粘接剂、电连接器等而与和位置检测传感器等其他电路连接的柔性部件310电连接。
另一方面,信号电极802和GND电极806设置成夹持第1驱动压电层803和第2驱动压电层804。从信号电极802和GND电极806起,从电极的不同位置向外侧引出电路线(布线)。该电路线在形成在压电片311上的孔即通孔807的内周侧电连接,还与引出部的电路线电连接。
这里,第1驱动压电层803和第2驱动压电层804的电连接使用通孔807,但是,当然也可以在侧面形成导电层而使引出到压电片311的外形侧面的电路线电连接。该情况下,由于导电层露出到压电片311的外形部,所以,可以用绝缘层805覆盖以避免短路。
各引出部310a、310b、310c、310d仅从压电片311引出最外侧的绝缘层805,但是,也可以将第1驱动压电层803和第2驱动压电层804的一部分引出到外侧而构成另一方的绝缘层805。当这样构成时,不需要图8所示的前侧的独立的绝缘层805。
接着,参照图5对压电片311的压电体部PZ的布线进行说明。
压电体部PZ在4个部位设置各4个(可动框302的前侧一个和后侧一个、外周部2个),但是,由于布线相同,所以,仅对各压电体部316aa、316ab和各压电体部317aa、317ab的布线进行说明。
从各压电体部316aa、317aa、317ab各自的GND电极806引出多个布线。该多个布线与通孔807连接,接着与引出部310a的布线(GND线)808连接,接着与压电片控制电路112的地线连接。
从压电体部316aa的信号电极引出的多个布线(信号线)与第1通孔807a连接,通过与形成有GND线808的绝缘层805不同的聚乳酸片的层上形成的布线(信号线Ba)而与第2通孔807b连接,从该第2通孔807b起与引出部310a的布线(信号线Bb)连接,从引出部310a引出并与压电片控制电路112的输出端子连接。
从压电体部316ab的GND电极806引出多个布线。该多个布线与对应的通孔807连接,从该通孔807起与绝缘层805上形成的GND线808连接,从该GND线808起与引出部310a连接,从该引出部310a引出并与压电片控制电路112的地线连接。
从压电体部316ab的信号电极引出的多个布线同样与对应的其他通孔807连接,通过绝缘层805上形成的布线(信号线A)而与引出部310a连接,从该引出部310a引出并与压电片控制电路112的输出端子连接。
另一方面,从各压电体部317aa、317ab各自的多个信号电极引出的多个布线与对应的第1通孔807a连接后,通过与形成有信号线Ba的绝缘层805不同的聚乳酸片的层上形成的布线(信号线Ca)而与第2通孔807b连接,从该通孔807起与引出部310a的布线(信号线Cb)连接,从引出部310a引出并与压电片控制电路112的输出端子连接。这里,GND线808与第1通孔807a连接后,通过绝缘层805上形成的GND线808而从引出部310a引出并与压电片控制电路112的地线连接。
接着,对压电片311的压电体部PZ的光轴O1方向(Z轴方向)的驱动进行说明。
当来自压电片控制电路112的电压信号通过信号线Ba施加给压电体部316aa时,第1驱动压电层803和第2驱动压电层804中的一方在长度方向(Y轴方向)上伸长,另一方收缩。这里,压电体部316aa层叠第1驱动压电层803和第2驱动压电层804而一体形成。进而,压电体部316aa的一端部与固定在固定框301上的弯曲部315a连接。由此,压电体部312a向板厚方向(Z轴方向)屈曲。
当电压信号从压电片控制电路112通过信号线A施加给压电体部316ab时,与上述同样,第1驱动压电层803和第2驱动压电层804中的一方在长度方向(Y轴方向)上伸长,另一方收缩。由此,形成有压电体部316ab的Z变位部312ab的两端部为支承在固定框301上的弯曲的形状,并且仅一端部与固定在固定框301上的环状部314连接来进行固定,所以,弯曲的曲率变化,弯曲的Z轴方向突出部的Z轴方向的位置变位。
该弯曲的朝向Z轴方向的突出部支承可动框302的Z轴方向后端部。配置有压电体部316aa的Z变位部312aa的前端部支承可动框302的Z轴方向前端部。分别对各压电体部316aa、316ab施加电压信号,以使得这些支承在Z轴方向上进行动作。根据由各位置传感器309a、309b、309c、309d检测到的可动框302的Z轴方向变位量,对施加给各压电体部316aa、316ab的各电压信号的大小进行调节。由此,对可动框302的Z轴方向的位置进行调整。
进而,当改变4个在Z轴方向上变位的压电体部PZ的变位量时,还能够调整可动框302相对于Z轴的倾斜。这里,为了使各压电体部316aa、316ab屈曲变位,使用第1驱动压电层803和第2驱动压电层804,但是,仅使用第1驱动压电层803,在该第1驱动压电层803的单侧固定由树脂或金属等材料构成的矩形板状的弹性体,也能够形成屈曲的压电片311。
该情况下,当第1驱动压电层803在Y轴方向上延伸时,由于弹性体自身几乎不会伸长,所以,第1驱动压电层803侧以凸出的方式屈曲。相反,当第1驱动压电层803在Y轴方向上收缩时,由于弹性体几乎不会收缩,所以,第1驱动压电层803侧以凹陷的方式屈曲。该方式的情况下,弹性体本身对压电片311进行加强,但是,由于需要使弹性体变形的能量,所以,各压电体部316aa、316ab的产生力和变位量减小。图6中示出第1驱动压电层803和第2驱动压电层804的屈曲的中立轴NP。
接着,对压电片311的压电体部PZ的α轴方向(与Z轴方向垂直的方向)驱动进行说明。
当来自压电片控制电路112的电压信号通过信号线Ca施加给各压电体部317aa、317ab时,第1驱动压电层803和第2驱动压电层804中的任意一方在长度方向(Y轴方向)上伸长,另一方收缩。各压电体部317aa、317ab层叠第1驱动压电层803和第2驱动压电层804而一体形成,进而,各压电体部317aa、317ab的一端部与固定在固定框301上的弯曲部315a连接,所以,各压电体部317aa、317ab向板厚方向(α轴方向)屈曲。
另一方面,由于各压电体部317ca、317cb也采用与各压电体部317aa、317ab相同的结构,所以,与上述同样,当来自压电片控制电路112的电压信号施加给各压电体部317ca、317cb时,各压电体部317ca、317cb在α轴方向上屈曲变位。
如果将各压电体部317ca、317cb的变位量和各压电体部317aa、317ab的变位量相同、且变位方向相同的电压信号施加给该各压电体部317ca、317cb和各压电体部317aa、317ab,则能够使形成有压电体部PZ的各臂部313aa、313ab、313ca、313cb和各臂部313ba、313bb、313da、313db的前端部支承的可动框302在α轴方向上变位。该变位量当然能够通过电压值的大小来改变。由于β轴方向的驱动与α轴方向的驱动相同,所以,这里省略其说明。
如果是这种压电片311的构造,则能够提高驱动装置的形状的设计自由度。即,驱动装置能够较薄地形成,并且能够成为可折曲的构造。关于驱动装置的固定方法,由于原材料的特性而引起的限制也较少。
这样,能够实现充分确保驱动量和驱动精度、且能够减薄形状、而且发挥柔性特性的小型轻量的驱动装置。
(第1变形例)
接着,以与上述第1实施方式不同的部分为主对本发明的第1变形例进行说明。图9和图10示出与上述图5~图8所示的第1实施方式不同的压电片311的压电体部的变形例的局部剖视图。图9示出与图5所示的BB线侧剖视图对应的剖视图。图10示出与图5所示的CC线侧剖视图对应的剖视图。在上述图5中,为了避免附图的烦杂,成为横穿2个通孔的CC线,但是,这里,为了简化说明,示出仅一个通孔的附图。
第1驱动压电层803由L体聚乳酸800的片形成。第2驱动压电层804由D体聚乳酸801的片形成。GND电极806和信号电极802构成为夹入各片。GND电极806和信号电极802是为了对L体聚乳酸800和D体聚乳酸801的各片施加电压信号而设置的。
当从压电片控制电路112对压电片311的第1驱动压电层803施加电压信号时,第1驱动压电层803或第2驱动压电层804中的任意一方延伸,另一方收缩。由此,与上述第1实施方式相同,压电体部PZ在光轴O1方向上屈曲。
接着,参照图11A、图11B和图12对本实施方式中的摆动对焦镜头101时的驱动信号、对焦镜头101的动作、焦点位置检测时的摄像动作之间的关系进行说明。
图11A示出对压电体部PZ施加的驱动信号。频率选定为成为摄像帧率的频率的频率。电压信号为梯形波,但是,也可以是梯形波以外的正弦波或矩形波。
图11B示出在将该图11A所示的驱动信号施加给压电片311的情况下,对焦镜头101根据电压信号在光轴方向上振动时的对焦镜头101的位置。此时,对焦镜头101的动作基于如下的振动波形:相对于施加给压电体部PZ的驱动信号的驱动电压(驱动波形)而使相位偏移,并且梯形的角部为钝角。即,对焦镜头101的动作成为如下的振动波形:根据压电片311的屈曲的弹簧特性、衰减特性和对焦镜头101的质量,相对于上述驱动电压(驱动波形)而使相位偏移相位差Δθp,并且梯形的角部为钝角。
进而,当不在对焦镜头101的规定位置进行摄像时,不会得到充分的图像对比度,无法正确判定AF评价量。因此,为了较长地确保位于判定用的容许对比度域的范围内的状态,进行尽可能接近梯形波振动的驱动即可。如果不是梯形波形而是矩形波形,则位于容许对比度域内的时间延长。但是,在矩形波形中,在上升和下降的部分产生不需要的振动,产生动作的过冲(过度)。
图12示出AF时的压电片311的动作。在AF中,最初,对焦镜头101进行摆动动作。在摆动动作中的拍摄中,交替进行在对焦镜头101位于前侧位置的状态下进行拍摄的前侧位置摄像和在对焦镜头101位于后侧位置的状态下进行拍摄的后侧位置摄像。在该拍摄中,对对焦镜头101在前侧位置和后侧位置这2个位置处的摄像图像的对比度进行比较,根据该比较结果判明对焦位置的方向。
接着,一边使对焦镜头101向对焦位置方向进行动作一边进行摄像。由于通过该摄像而取得多个图像,所以,根据这些图像计算各对比度。在判定为这些对比度中的最大对比度的位置处,对焦镜头101停止。
但是,在最大对比度的判定动作中,使对焦镜头101向对焦位置方向进行动作,在通过对焦位置之前取得对比度,在通过取得最大对比度的对焦位置后,向对焦位置侧反转驱动。实际上,该最大对比度判定成为图10所示的对焦点确认的动作,通过实施具有摆动动作以上的振幅的梯形波驱动来进行。
图13示出压电片控制电路430(112)的概要图。图14示出来自与图13对应的电路的主要结构要素的信号的时序图。
从Lucom108输出以摄像的同步信号为基准对相位差Δθ进行了校正的信号Sig1。该信号Sig1经由总线431输入到D/A转换器控制电路432。在信号Sig1为High(高电平)的情况下,D/A转换器控制电路利用“+”的电压信号输出梯形波形+A作为DATA。在信号Sig1为Low(低电平)的情况下,D/A转换器控制电路利用“-”的电压信号输出梯形波形-A作为DATA。梯形波形+A和梯形波形-A被送到D/A转换器433。这里,A成为驱动信号的振幅值。该驱动信号的振幅值A由Lucom108来指示。
D/A转换器433的输出信号Sig2在由放大器435进行放大后,输入到低通滤波器436,通过该低通滤波器436去除高频成分并作为虚拟梯形波进行输出。从低通滤波器436输出的信号由放大器437进行放大,作为驱动信号Sig3施加给压电体部400。
另一方面,来自压电体部400的检测压电层(参照图18、图19)的与振动状态对应的电压信号被输入到低通滤波器438,通过该低通滤波器438成为去除了高频成分的信号Sig4。该信号Sig4在由A/D转换器439转换为数字数据后,输入到相位差检测电路440。
相位差检测电路440检测信号Sig4与信号Sig1的相位差Δθ。该相位差Δθ作为数字数据输入到Lucom108。该Lucom108根据相位差Δθ的数字数据进行与信号Sig1的同步信号之间的相位的校正。
另外,信号Sig2与A/D转换器439的输出的比较数据也可以输入到Lucom108,在该Lucom108中进行增益的校正。
进行与进行抖动校正的光轴垂直的α轴方向和β轴方向的驱动的压电体部的驱动电路和驱动信号与对焦的情况相同,所以省略说明。另外,在对焦的情况下,如果不进行可动框302相对于光轴的倾斜校正,则对全部信号线供给来自一个驱动电路的信号即可。在进行相对于光轴的倾斜校正的情况下,需要生成独立的4个驱动信号的电路结构。同样,在α轴、β轴方向的驱动中,需要针对各轴分别生成一个独立信号的电路。
如果是这种压电片控制电路430的结构,则在对焦镜头101和包含压电体部400的驱动系统分别存在误差变动的情况下,也能够进行直接从压电体部400取得对焦镜头101的振动相对于驱动信号的相位差和振幅变动并校正的驱动,能够高速进行高精度的位置控制。
在压电片控制电路430中,设置D/A转换器控制电路432对D/A转换器433进行控制,但是,D/A转换器433也可以由Lucom108直接控制。放大器435、437不是必须的,根据需要设置即可。进而,为了检测振动状态而使用来自压电体部400的检测压电层的信号,但是,也可以使用来自检测对焦镜头101的位置的位置传感器的信号来检测相位差和振幅。可以在多个压电体部312中各设置一个这里所示的电路,在各压电体部312的动作偏差较的小情况下,也可以针对多个压电体部312设置一个电路。
接着,参照图15所示的流程图对如上所述构成的照相机系统(数字照相机)10的动作进行说明。
在操作电源按钮而使电源接通(ON)后,Bucom214根据图15所示的主流程开始动作。Bucom214开始动作后,首先,进行系统起动时的初始化,将记录中的标志初始化为无效(OFF)(步骤S1)。该记录中标志是表示是否处于动态图像记录中的标志。在记录中标志有效的情况下,表示正在记录动态图像。如果记录中标志为无效,则表示不是正在进行动态图像的记录。
进行系统起动时的初始化后,Bucom214进行与本照相机系统10连接的更换镜头等配件的检测(步骤S2),进行再现按钮等操作开关的检测(步骤S3),进行中立位置动作(步骤S4)。在该中立位置动作中,进行光轴O1与摄像元件202的摄像中心对齐和光轴方向初始位置对齐,所以,Bucom214驱动压电片111,在与光轴O1垂直的方向和光轴方向上驱动控制对焦镜头101。关于与光轴O1垂直的方向和光轴方向的驱动,可以逐个方向依次驱动,也可以在对2个方向进行合成而得到的方向上同时驱动。
接着,Bucom214判定操作部216中的抖动校正开关是否接通(步骤S5)。如果抖动校正开关接通,则Bucom214进行抖动校正动作(步骤S6)。
在步骤S5的判定中抖动校正开关接通的情况下,Bucom214在步骤S6中进行抖动校正动作,然后进行实时取景显示(步骤S7)。在该实时取景显示中,Bucom214通过摄像元件202取得图像信号,进行图像处理以用于实时取景显示,在LCD210中进行实时取景显示。如果步骤S5的判定为抖动校正开关未接通,则Bucom214在步骤S7中进行实时取景显示。
接着,Bucom214判定是否按压了再现按钮(步骤S8)。在该判定结果为按压了再现按钮的情况下,Bucom214接着进行再现(步骤S9)。在该再现中,Bucom214从记录介质212中读出图像数据,使LCD210进行显示。
Bucom214在上述步骤S9中执行再现后或在上述步骤S8中未按压再现按钮的情况下,判定是否按压了动态图像按钮(步骤S10)。在操作部216中检测动态图像按钮的操作状态,根据该检测结果来进行该判定。
在该判定结果为按压了动态图像按钮的情况下,Bucom214使记录中标志反转(步骤S11)。如上所述,每当按压动态图像按钮时,交替重复动态图像拍摄开始和结束,所以,在该步骤S11中,Bucom214在记录中标志无效的情况下使该记录中标志反转为有效,在记录中标志有效的情况下使该记录中标志反转为无效。
在上述步骤S11中使记录中标志反转后、或上述步骤S10中的判定结果为未按压动态图像按钮的情况下,Bucom214判定是否处于动态图像记录中(步骤S12)。
在该步骤S12中的判定结果为未处于动态图像记录中的情况下,Bucom214判定是否按压了第一释放、换言之第一释放开关是否从断开变成接通(步骤S18)。通过操作部216检测与释放按钮联动的第一释放开关的状态,根据该检测结果来进行该判定。在该步骤S18中,判定第一释放开关是否从断开变化为接通,在维持接通状态的情况下,判定结果为“否”。
在上述步骤S18中的判定结果为按压了第一释放的情况下,Bucom214在按压了第一释放的时点进行图像拍摄,进行AE(步骤S19)。关于此时的图像拍摄,通过摄像元件202取得图像信号,进行图像处理,取得AE中使用的图像数据,不将图像数据记录在记录介质212中。
AE处理部205测定被摄体的亮度,决定光圈值或快门速度等曝光控制值,决定用于以适当曝光进行LCD210中显示的实时取景显示的控制值。
接着,AF处理部207进行AF(步骤S20)。AF处理部207对使对焦镜头101摆动而由摄像元件202取得的图像数据的对比度进行评价。AF处理部207一边根据对比度的评价值检测焦点位置的方向一边在检测方向上移动对焦镜头101,控制对焦镜头以使得图像成为最高的对比度。
在上述步骤S18中的判定结果为未按压释放按钮、第一释放开关未从断开转变为接通的情况下,Bucom214判定是否按压了第二释放。换言之,Bucom214判定是否全按释放按钮而使第二释放开关从断开变化为接通(步骤S21)。在该步骤S21中,通过操作部216检测与释放按钮联动的第二释放开关的状态,根据该检测结果进行判定。
在该步骤S21中的判定结果为按压了第二释放的情况下,Bucom214进行静态图像拍摄(步骤S22)。这里,Bucom214在摄像元件202中进行曝光,取得与被摄体像对应的图像信号。Bucom214进行静态图像拍摄后,读出图像信号,对基于该图像信号的静态图像的图像数据实施图像处理(步骤S23),并且进行图像压缩处理。Bucom214进行该各处理后,在记录介质212中进行记录(步骤S24)。
在上述步骤S12中的判定结果为处于动态图像记录中的情况下,Bucom214与上述步骤S19同样进行AE(步骤S13)。接着,Bucom214进行AF(步骤S14),然后进行动态图像拍摄(步骤S15)。这里,Bucom214通过摄像元件202取得动态图像的图像信号,通过图像处理部206对该图像数据进行图像处理(步骤S16),进而,在图像压缩解压缩部208中进行动态图像的图像压缩后,将动态图像的图像数据记录在记录介质212中(步骤S17)。
在上述步骤S20中AF动作结束的情况下、或者在上述步骤S21的判定结果为未进行释放按钮的全按的情况下、或在上述步骤S17中动态图像的图像数据针对记录介质212的记录结束的情况下、或在上述步骤24中静态图像的图像数据针对记录介质212的记录结束的情况下,Bucom214判定操作部216的电源开关是否断开(步骤S25)。在该判定结果为电源未断开的情况下,Bucom214返回步骤S8。
另一方面,在判定结果为电源断开的情况下,Bucom214进行主流程的结束动作后,结束主流程。
接着,参照图16所示的流程图对存在摆动的AF的动作进行说明。
动作开始后,Bucom214判定是否通过操作部216将照相机系统10的AF模式设定状态设定为使摆动进行动作的模式(步骤S101)。在该判定结果为不是使摆动进行动作的模式的情况下,Bucom214判定一般的拍摄图像的对比度,进行在该对比度最大的位置控制对焦镜头101的动作。
另一方面,在上述判定结果为进行摆动动作的AF模式的情况下,Bucom214从闪存109中读出与摆动的频率、摆动的振幅对应的电压值A(参照图14所示的DATA)和相位差θ,在Lucom108中进行设定(步骤S102)。
Bucom214根据步骤S102的摆动的设定,通过压电片控制电路112分别驱动各压电体部316aa、316ab、316ba、316bb、316ca、316cb、316da、316db,使对焦镜头101在光轴方向上摆动(步骤S103)。该摆动动作相对于拍摄的同步信号具有相位差θ而进行同步。由此,Bucom214交替重复在对焦镜头101接近被摄体的位置(前侧位置)进行拍摄的状态和在对焦镜头101远离被摄体的位置(后侧位置)进行拍摄的状态,进行拍摄(步骤S104)。
Bucom214根据所拍摄的前侧位置的图像和后侧位置的图像检测对比度(步骤S105)。然后,Bucom214对前侧位置的图像和后侧位置的图像的各对比度进行比较,依次检测焦点位置的方向(步骤S106)。
Bucom214判定根据所拍摄的图像检测到的对比度是否在对焦点的容许偏差内(步骤S107)。在判定结果为不在容许偏差内的情况下,Bucom214朝向检测到的焦点位置的方向以规定量驱动对焦镜头101(步骤S108),返回步骤S103。
另一方面,在判定为容许偏差内的情况下,Bucom214停止对焦镜头101的摆动和对焦镜头101的驱动并进行保持(步骤S109),返回主流程。
通过在前侧位置拍摄的图像与在后侧位置拍摄的图像的对比度的比较,进行上述步骤S107中的是否是容许对比度的判定。假设如果对比度差为0,则在对焦镜头101位于该前侧位置与后侧位置的大致中间位置的状态下进行对焦。因此,当在该状态下停止摆动时,对焦镜头101在对焦位置停止。
接着,参照图17所示的流程图对抖动校正动作进行说明。
最初,更换式镜头100中设置的X轴陀螺仪114和Y轴陀螺仪115分别将照相机系统10的抖动量检测为绕X轴的角速度量,并且检测为绕Y轴的角速度量(步骤S201)。
接着,这些由X轴陀螺仪114和Y轴陀螺仪115检测到的各角速度量作为模拟电信号输入到压电片控制电路112,转换为数字信号并输入到Lucom108。
Lucom108根据各角速度量的数字信号,运算并求出对上述照相机系统10的抖动量进行校正的位置校正量(位移量)、即对焦镜头101在α轴方向和β轴方向上的位置校正量(步骤S202)。
对焦镜头101的位移量被输入到压电片控制电路112。压电片控制电路112求出与对焦镜头101的位移量对应的施加给压电片311的压电体部PZ的电压信号,将该电压信号施加给压电片111。由此,进行对焦镜头101的抖动校正位移驱动(步骤S203)。
然后,Lucom108在抖动校正中不存在抖动校正的设定、或者电源开关变成断开之前,反复进行步骤S201~步骤S203的动作(步骤S204)。
(第2变形例)
接着,参照图18和图19对本发明的第2变形例进行说明。在第2变形例中,与第1实施方式的不同之处仅在于压电片111的构造,所以对该不同的部分进行说明。图18示出与第1实施方式的图5的压电片311的压电体部316db附近对应的局部展开图。图19示出图18的EE线剖视图。
在上述第1实施方式的压电片311中,不包含与上述图13所示的压电片控制电路430中的检测电极对应设置的检测压电层。在本第2变形例中,在压电体部PZ的屈曲部分的中立面附近设置检测压电层810。由此,在本第2变形例中,当压电体部PZ屈曲时,根据该屈曲而产生电压信号,通过检测其电压值,能够检测压电体部PZ的屈曲变位量。另外,在图18中,K1表示检测电极层811的布线,K2的虚线表示压电片的折线。
[第2实施方式]
接着,参照图20~图22对本发明的第2实施方式进行说明。另外,对与上述第1实施方式相同的部分标注相同标号并省略其详细说明。
图20示出与上述第1实施方式中的上述图2对应的驱动装置的主视图。图21示出本实施方式中使用的压电片的展开图,对应于上述第1实施方式的图5。图22示出图20的FF线剖视图。
对第1不同之处进行说明。
在上述第1实施方式中,通过压电片311对保持镜头303的可动框302进行驱动,但是,在本第2实施方式中,通过直接压电片611对镜头603进行驱动。
如果是这种结构,则通过压电片611的薄型化和柔软性,能够进一步使驱动装置小型化。镜头603和压电片611直接滑动,但是,由于该压电片611比树脂柔软,所以,不会损伤镜头603。通过在压电片611和镜头603的滑动面粘贴摩擦系数较小的PTFE等薄片材料,能够减少压电片611的驱动中的损失。另外,与上述第1实施方式同样,也可以成为在可动框302中组入镜头303的形式。
对第2不同之处进行说明。
第2不同之处在于压电片611的形式不同。如图21的展开图所示,大致带状的压电片611折曲成多边形状并卷绕在镜头603的外周部,并且,穿过固定框601的孔601b,通过粘接剂900对各固定部618aa、618ab、618ac、618ba、618bb、618ca、618cb、618da、618db和各结合部619a、619b、619c、619d进行粘接固定。各固定部618aa、618ab、618ac、618ba、618bb、618ca、618cb、618da、618db形成在与固定框601相切的各臂部613a、613b、613c、613d的两端。
另外,通过使在该固定部618aa、618ab、618ac、618ba、618bb、618ca、618cb、618da、618db的端部突出的突起部901碰撞固定框601的凸缘601a,来决定各固定部618aa、618ab、618ac、618ba、618bb、618ca、618cb、618da、618db的光轴O1方向的位置。
因此,通过各臂部613a、613b、613c、613d,在与光轴O1垂直的方向上定位支承镜头603。
各Z变位部612aa、612ab、612ba、612bb、612ca、612cb、612da、612db在带的上下延伸出4组。各Z变位部612aa、612ab、612ba、612bb、612ca、612cb、612da、612db在向光轴O1侧折曲的部分夹入镜头603,进行光轴O1方向的定位支承。
在各臂部613a、613b、613c、613d中设置有在与光轴O1垂直的方向上屈曲变位的压电体部PZ。
在各Z变位部612aa、612ab、612ba、612bb、612ca、612cb、612da、612db中分别设置有在光轴O1方向上屈曲变位的压电体部PZ。与上述第1实施方式同样,在各压电体部PZ中分别形成有布线。各布线从各引出部610a、610b引出并与压电片控制电路112连接。当采用这种形式时,能够从压电片的材料进行更加高效的切出,所以能够实现驱动装置的小型化。
接着,对如上所述构成的驱动装置的动作进行说明。
在朝向光轴O1方向(Z轴方向)的镜头603的驱动中,对该各压电体部616aa、616ba、616ca、616da、616ab、616bb、616cb、616db施加电压信号,以使得各压电体部616aa、616ba、616ca、616da、616ab、616bb、616cb、616db在与光轴O1方向相同的方向上屈曲变位。由此,支承在各Z变位部612aa、612ab、612ba、612bb、612ca、612cb、612da、612db上的镜头603在光轴O1方向上变位。
支承镜头603的前侧和后侧的各Z变位部612aa、612ab、612ba、612bb、612ca、612cb、612da、612db与上述第1实施方式不同,形式相同、且配置在相互对置的位置的2组设置在绕光轴的四等分的各角度位置。由此,各Z变位部612aa、612ab、612ba、612bb、612ca、612cb、612da、612db设置4组。因此,能够使作用于镜头603的力均匀。布线变得简单。能够减少从各引出部610a、610b引出的布线的数量。位置控制变得简单。
如图21所示,关于各压电体部616aa和616ab、616ba和616bb、616ca和616cb、616da和616db的各组,信号线相互连接。GND电极806和信号电极是为了对聚乳酸层施加电压信号而设置的。GND电极806和信号电极以该GND电极806和信号电极的位置相互相反的方式连接。由此,各压电体部616aa和616ab、616ba和616bb、616ca和616cb、616da和616db的各组在光轴O1方向上向相同方向屈曲变位。
另一方面,对朝向与光轴O1垂直的方向的镜头603的驱动进行说明。
各压电体部617a和617c、617b和617d的各个组在Y轴方向、X轴方向的相同方向上屈曲变位,由此,被各臂部613a和613c、613b和613d接触支承的镜头603在X轴方向、Y轴方向上变位。在图20和图21中,W表示各臂部613a、613b、613c、613d的变位状态。各压电体部617a和617c、617b和617d的组的信号线相互连接。GND电极806和信号电极的位置以相互相反的方式连接。由此,各压电体部617a和617c、617b和617d向相同方向屈曲变位。GND电极806是为了对聚乳酸层施加电压信号而设置的。
在上述第1实施方式和上述第2实施方式中,均在一个压电片中形成在光轴方向上屈曲变位的多个压电体部和在与光轴垂直的方向上屈曲变位的多个压电体部。这些第1和第2实施方式不限于此,当然也可以使用具有至少一个以上的相互垂直的压电体部的多个压电片来构成驱动装置。
另外,本发明不限于上述实施方式,能够在权利要求范围和不违反从说明书整体读取的发明主旨或思想的范围内进行适当变更,伴有这种变更的镜头、照相机和照相机系统也包含在本发明的技术范围内。
产业上的可利用性
本发明不限于上述实施方式中说明的数字照相机的镜头的形式,还能够应用于具有拍摄功能的录音设备、便携电话、PDA、个人计算机、游戏机、数字媒体播放器、电视、GPS或钟表等电子设备。
标号说明
10:照相机系统;100:更换镜头;101:对焦镜头;102:变倍镜头;104:光圈;105:变倍镜头用的驱动器;106:光圈用的驱动器;107:变倍镜头用的驱动器;108:更换镜头控制用微计算机(Lucom;控制部;识别部;计算部);109:闪存;110:对焦镜头用位置传感器;111、311、411、511、611:压电片;112、430:压电片控制电路;113:摄影镜头;114:X轴陀螺仪;115:Y轴陀螺仪;200:照相机主体;201:快门;202:摄像元件;203:模拟处理部;204:A/D转换部;205:AE处理部;206:图像处理部;207:AF处理部;208:图像压缩解压缩部;209:LCD驱动器;210:LCD;211:存储器接口;212:记录介质;213:SDRAM;214:机身控制用微计算机(Bucom);215:闪存;216:操作部;217:总线;218:电源电路;219:更换镜头与机身主体的接口;220:快门驱动机构;221:防尘滤波器;222:防尘滤波器控制电路;223:光学低通滤波器;224:电池;234:闪光灯;235:闪光灯控制电路;302:可动框;303:镜头;311:直接压电片;301:固定框;315a、315b、315c、315d:弯曲部;312ab、312bb、312cb、312db:Z变位部(一方的变位部);312aa、312ba、312ca、312da:Z变位部(另一方的Z变位部);313aa、313ab、313ba、313bb、313ca、313cb、313da、313db:臂部;314:环状部;302:可动框;317aa、317ab、317ba、317b:压电体部;308a、308b、308c、308d:刻度;309a、309b、309c、309d:位置传感器;800:L体聚乳酸;801:D体聚乳酸;316aa、316ba、316ca、316da、316ab、316bb、316cb、316db:压电体部;317aa、317ab、317ca、317cb:压电体部;803:第1驱动压电层;804:第2驱动压电层;805:绝缘层;806:GND电极;310a、310b、310c、310d:引出部;902:孔;807:通孔;808:GND线;433:D/A转换器;435:放大器;436:低通滤波器;437:放大器;400:压电体部;438:低通滤波器;439:A/D转换器;440:相位差检测电路;432:D/A转换器控制电路;603:镜头;611:直接压电片;601:固定框;601b:孔;618aa、618ab、618ac、618ba、618bb、618ca、618da、618db:固定部;619a、619b、619c、619d:结合部;900:粘接剂;901:突起部;613a、613b、613c、613d:臂部;612aa、612ab、612ba、612bb、612ca、612da、612db:Z变位部;613a、613b、613c、613d:臂部;PZ:压电体部;616aa、616ba、616ca、616da、616ab、616bb、616cb、616db:压电体部;610a、610b:引出部;617a、617c、617b、617d:压电体部。

Claims (12)

1.一种驱动装置,其特征在于,所述驱动装置具有:
压电片,其包括在第1方向上屈曲的至少一个第1压电体部、在与上述第1方向垂直的第2方向上屈曲的至少一个第2压电体部、连接上述第1压电体部和上述第2压电体部的至少一个连接部;
固定框,其固定上述至少一个连接部;
移动框,其被上述第1压电体部和上述第2压电体部支撑;以及
控制电路,其对上述第1压电体部和上述第2压电体部施加电压信号,使该第1压电体部和该第2压电体部屈曲,使上述移动框在上述第1方向和上述第2方向中的任意一个方向上、或两个方向的合成方向上移动。
2.一种驱动装置,其特征在于,所述驱动装置具有:
层叠树脂片,其是固定在与厚度方向垂直的至少第1方向上变位的多个第1树脂片和在与上述第1方向相反的第2方向上变位的多个第2树脂片而形成的,包含在与上述第1方向和上述第2方向不同的至少第3方向上屈曲的第1变位部、以及在与上述第3方向垂直的第4方向上屈曲变位的第2变位部;
多个压电体部,它们用于分别对上述第1变位部和上述第2变位部施加电压信号;
连接部,其连接上述多个压电体部的各端部;
固定框,上述连接部固定于该固定框;
移动框,其被上述多个压电体部的与所述各端部不同的多个另一端部支撑;以及
控制电路,其对上述多个压电体部施加电压信号,使该各压电体部屈曲,使上述移动框相对于上述固定框相对地变位。
3.根据权利要求2所述的驱动装置,其特征在于,
所述驱动装置包括:
绝缘树脂片,其固定在上述层叠树脂片的外侧的层上;以及
电路线,其形成在上述绝缘树脂片上,用于对上述压电体部施加电压信号。
4.根据权利要求2所述的驱动装置,其特征在于,
上述移动框保持摄像元件或光学元件。
5.根据权利要求4所述的驱动装置,其特征在于,
当设定上述摄像元件或上述光学元件的光轴以及在与上述光轴垂直的平面内相互垂直的多个轴时,
上述第1压电体部和上述第2压电体部分别通过屈曲来驱动上述移动框,在上述光轴和上述多个轴的各轴中的任意一个所述轴的方向上驱动保持在该移动框上的上述摄像元件或上述光学元件。
6.根据权利要求5所述的驱动装置,其特征在于,
上述第1压电体部和上述第2压电体部通过在与上述光轴一致的方向上驱动上述摄像元件或上述光学元件,进行对焦或摆动,通过在与上述相互垂直的上述各轴中的任意一个上述轴一致的方向上驱动上述摄像元件或上述光学元件,进行抖动校正动作。
7.根据权利要求5所述的驱动装置,其特征在于,
上述压电片包括能够弯曲该压电片的弯曲部、设置在该弯曲部的两端的一对臂部、以及使该压电片变位的第1变位部和第2变位部的各变位部,
上述一对臂部向相互面对的方向转动,在与上述光轴垂直的方向上定位保持上述摄像元件或上述光学元件,
上述第1变位部和上述第2变位部通过该各变位部中的任意一方或双方的所述变位部的变位,在上述光轴方向上定位保持上述摄像元件或上述光学元件。
8.一种图像设备,其特征在于,所述图像设备具有:
摄像元件或光学元件;
层叠树脂片,其是固定在与厚度方向垂直的至少第1方向上变位的多个第1树脂片和在与上述第1方向相反的第2方向上变位的多个第2树脂片而形成的,包含在与上述第1方向和上述第2方向不同的至少第3方向上屈曲的第1变位部、以及在与上述第3方向垂直的第4方向上屈曲变位的第2变位部;
多个压电体部,它们用于分别对上述第1变位部和上述第2变位部施加电压信号;
连接部,其连接上述多个压电体部的各端部;
固定框,上述连接部固定于该固定框;
移动框,其被上述多个压电体部的与所述各端部不同的多个另一端部支撑,并且保持上述摄像元件或上述光学元件;以及
控制电路,其对上述多个压电体部施加电压信号,使该各压电体部屈曲,使上述移动框相对于上述固定框相对地变位。
9.根据权利要求8所述的图像设备,其特征在于,
所述图像设备包括:
绝缘树脂片,其固定在上述层叠树脂片的外侧的层上;以及
电路线,其形成在上述绝缘树脂片上,用于对上述压电体部施加电压信号。
10.根据权利要求8所述的图像设备,其特征在于,
当设定上述摄像元件或上述光学元件的光轴以及在与上述光轴垂直的平面内相互垂直的多个轴时,
上述第1压电体部和上述第2压电体部分别通过屈曲来驱动上述移动框,在上述光轴和上述多个轴的各轴中的任意一个所述轴的方向上驱动保持在该移动框上的上述摄像元件或上述光学元件。
11.根据权利要求10所述的图像设备,其特征在于,
上述第1压电体部和上述第2压电体部通过在与上述光轴一致的方向上驱动上述摄像元件或上述光学元件,进行对焦或摆动,通过在与上述相互垂直的上述各轴中的任意一个上述轴一致的方向上驱动上述摄像元件或上述光学元件,进行抖动校正动作。
12.根据权利要求10所述的图像设备,其特征在于,
上述压电片包括能够弯曲该压电片的弯曲部、设置在该弯曲部的两端的一对臂部、以及使该压电片变位的第1变位部和第2变位部的各变位部,
上述一对臂部向相互面对的方向转动,在与上述光轴垂直的方向上定位保持上述摄像元件或上述光学元件,
上述第1变位部和上述第2变位部通过该各变位部中的任意一方或双方的所述变位部的变位,在上述光轴方向上定位保持上述摄像元件或上述光学元件。
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