專利名稱：致動器和具有該致動器的鏡頭單元及照相機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種致動器和具有該致動器的鏡頭單元及照相機，尤其涉及一種具有能鎖定可移動部件的鎖定機構的致動器，以及具有該致動器的鏡頭單元及照相機。
背景技術：
日本特開平11-316399號公報公開了一種用來補償圖像振動的圖像振動校正裝置。該校正裝置檢測鏡筒的振動，并分析所檢測到的振動以在平行于膠片的平面上驅動校正鏡頭，以使圖像不振動。為了沿所期望的方向平移校正鏡頭，該校正裝置采用穩(wěn)固地保持校正鏡頭和驅動裝置的支持架，以沿兩個相互垂直的方向移動該支持架。合成沿兩個垂直方向的運動使校正鏡頭在平行于膠片的平面上沿所期望的方向相對于鏡筒平移。
此外，該校正裝置具有接合裝置來固定支持架，而無需用于防振的補償操作。利用這種接合裝置，通過步進馬達來驅動安裝在支持架上的鎖環(huán)(lock ring)，以將該鎖環(huán)安裝在支持架上并鎖定支持架。

發(fā)明內容
然而，如上所述，使單獨的鎖環(huán)鎖定承載有校正鏡頭的支持架的鎖定機構無意間使整個校正裝置的結構復雜。使用單獨驅動的鎖環(huán)來固定支持架的鎖定機構的缺點在于，它需要驅動裝置的額外的元件來驅動鎖環(huán)。
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種具有可移動部件的鎖定機構且結構仍然簡單的致動器、以及具有該致動器的鏡頭單元及照相機。
為了克服上述缺點，根據本發(fā)明的致動器包括固定部件；具有鎖定元件的可移動部件；可移動部件支撐裝置，用來支撐可移動部件，以允許可移動部件在平行于固定部件的平面上移動到任意位置；驅動裝置，用來相對于固定部件平移和轉動可移動部件；以及接合部件，當可移動部件轉動到預定位置時，該接合部件與鎖定元件相接合以鎖定可移動部件。
在這樣構成的本發(fā)明中，驅動裝置移動由可移動部件支撐裝置平行于固定部件所支撐的可移動部件。驅動裝置在平行于固定部件的平面上平移和轉動可移動部件。當可移動部件轉動到預定位置時，鎖定元件和接合部件相互接合以鎖定可移動部件。
通過這種結構，由于可移動部件本身轉動并與接合部件相接合以鎖定自身，因此無需額外的致動器來驅動元件與可移動部件離合(clutch)，這種簡單的機構能夠鎖定可移動部件。
此外，優(yōu)選地，本發(fā)明還包括用于保持可移動部件的保持裝置，其中，當可移動部件轉動并通過預定位置時，該保持裝置施加沿預定方向轉動可移動部件的轉動力，從而使鎖定元件與接合部件相接合，以保持可移動部件的鎖定狀態(tài)。
通過根據本發(fā)明的這種結構，可移動部件在遠離預定位置轉動時，通過保持裝置來使其沿預定方向轉動，以使可移動部件的鎖定元件與接合部件相接合。
通過這種結構，可移動部件能在沒有驅動裝置的任何作用下被保持。
此外，優(yōu)選地，該驅動裝置包括至少三個驅動線圈，其安裝在固定部件和可移動部件中的任一個上；驅動磁體，其安裝在固定部件和可移動部件中的剩下的一個上與驅動線圈相對應的位置；位置感測裝置，用來檢測驅動磁體對驅動線圈的相對位置；以及控制裝置，用來基于指示可移動部件要移動到的位置的命令信號，來產生與驅動線圈有關的線圈位置命令信號，并且響應于該線圈位置命令信號和由位置感測裝置檢測到的位置數據，來控制流入驅動線圈的驅動電流。
通過根據本發(fā)明的這種結構，當電流流入每個驅動線圈時，產生磁場，以使磁力從驅動磁體施加給對應的驅動線圈。該力作為驅動力使可移動部件相對于固定部件移動。通過位置感測裝置來檢測驅動磁體相對于驅動線圈的當前位置。當接收到由位置感測裝置檢測到的位置數據和線圈位置命令信號時，控制裝置控制流入驅動線圈的驅動電流，以將可移動部件移動到所期望的位置。
通過這種結構，適當施加線圈位置命令信號使可移動部件平移和轉動。
此外，在本發(fā)明中，優(yōu)選地，可移動部件的形狀近似為盤狀；鎖定元件由至少三個沿徑向向外延伸的接合凸起形成；接合部件為環(huán)繞可移動部件的外周面的環(huán)狀，其具有沿徑向向內凸出的、當可移動部件轉動到預定位置時與接合凸起相配合的接合凸起接觸體。
通過根據本發(fā)明的這種結構，當可移動部件轉動到預定位置時，接合凸起沿徑向延伸出可移動部件，接合部件的接合凸起接觸體在至少三個點接觸。
通過這種結構，能確?？梢苿硬考阪i定狀態(tài)下被鎖定。
此外，在本發(fā)明中，優(yōu)選地，該保持裝置由如下部件構成可移動保持磁體，其安裝在可移動部件上；以及固定保持磁體，其位于當可移動部件轉動到預定位置時，施加磁力以使可移動保持磁體朝向預定方向的位置；以及當可移動保持磁體和固定保持磁體分開時，它們基本上不相互影響，隨著可移動部件的轉動使可移動保持磁體更靠近固定保持磁體，它們之間的磁力使可移動部件反向轉動，當可移動部件通過可移動保持磁體最靠近固定保持磁體的位置時，它們之間的磁力促使可移動部件轉動，從而使鎖定元件與接合部件相接合。
通過根據本發(fā)明的這種結構，隨著可移動部件轉動，磁力作用于可移動保持磁體和固定保持磁體之間，當可移動部件通過可移動保持磁體最靠近固定保持磁體的位置時，它們之間的斥力使鎖定元件與接合部件相接合。
通過這種結構，由于可移動保持磁體和固定保持磁體之間的斥力用來鎖定鎖定元件和接合部件，因此在沒有驅動裝置的驅動力的情況下，也能保持接合。
此外，優(yōu)選地，本發(fā)明還包括手動釋放機構，其中，該手動釋放機構手動轉動可移動部件，以使鎖定元件和接合部件相接合，或者釋放其接合。
通過根據本發(fā)明的這種結構，手動鎖定釋放機構使可移動部件能夠手動轉動，因此，即使當驅動裝置由于某些故障例如沒電而不能工作時，也能手動鎖定和釋放可移動部件。
此外，一種根據本發(fā)明的鏡頭單元包括鏡筒；位于鏡筒內的拍攝鏡頭；安裝在鏡筒上的固定部件；承載圖像穩(wěn)定鏡頭并具有鎖定元件的可移動部件；可移動部件支撐裝置，用來支撐可移動部件，以允許可移動部件在平行于固定部件的平面上移動到任意位置；驅動裝置，用來相對于固定部件平移和轉動可移動部件；接合部件，當可移動部件轉動到預定位置時，該接合部件與鎖定元件相接合以鎖定可移動部件；振動感測裝置，用來檢測鏡筒的振動；以及控制裝置，用來基于來自振動感測裝置的檢測信號，來控制驅動裝置移動可移動部件以穩(wěn)定圖像，然后，響應于鎖定命令信號，來控制驅動裝置將可移動部件移動到可移動部件被鎖定的位置。
此外，一種根據本發(fā)明的照相機具有本發(fā)明的鏡頭單元。
因此，根據本發(fā)明，提供一種具有能鎖定可移動部件的簡單的機構的致動器、以及具有該致動器的鏡頭單元及照相機。


圖1是根據本發(fā)明的照相機的實施例的剖視圖；圖2是根據本發(fā)明的照相機的實施例中使用的致動器的正視圖；圖3是沿圖2中的A-A線的橫截面圖，示出根據本發(fā)明的照相機的實施例中使用的致動器；圖4是移去可移動架之后的致動器的正視圖；圖5A和圖5B是示出驅動線圈、驅動磁體、背面磁軛(backyokes)、以及吸引磁軛(attracting yokes)的相互關系的部分放大的俯視圖和放大的正視圖；圖6和圖7A～7F是示出驅動磁體的運動和由磁性傳感器所產生的信號之間的關系的圖；圖8是示出控制器上的信號處理的框圖；圖9是示出安裝在固定板上的驅動線圈和安裝在可移動架上的三個驅動磁體的位置關系的圖；圖10是示出平移和轉動可移動架時的線圈位置命令信號的圖；圖11A～11C是示出以下情況的圖圖11A示出可移動架被鎖定，圖11B示出可移動架從鎖定狀態(tài)到釋放狀態(tài)的過渡狀態(tài)，以及圖11C示出可移動架被釋放；圖12是控制流入驅動線圈的電流的電路的示例電路圖；以及圖13示出本發(fā)明的實施例中的致動器的變形例。
具體實施例方式
參考附圖來說明本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
首先，參考圖1～12來詳細說明根據本發(fā)明的照相機的實施例。圖1是示出根據本發(fā)明的照相機的實施例的剖視圖。
從圖1可以看出，由附圖標記1所表示的根據本發(fā)明的照相機的實施例包括鏡頭單元2和照相機體4。鏡頭單元2包括鏡筒6、多個安裝在鏡筒6內的拍攝鏡頭8、在預定平面移動圖像穩(wěn)定鏡頭16的致動器10、以及分別用作振動感測裝置以檢測鏡筒6的振動的陀螺儀(gyro)34a、34b(圖1僅示出陀螺儀34a)。照相機1使用陀螺儀34a、34b來檢測振動，并響應于檢測結果，致動器10工作以移動圖像穩(wěn)定鏡頭16，從而獲得聚焦在照相機體4內的膠片平面F上的穩(wěn)定圖像。在該實施例中，陀螺儀34a、34b分別使用壓電振動陀螺儀。此外，在該實施例中，圖像穩(wěn)定鏡頭16由多個透鏡構成，可選地，其可以是多于一個透鏡的一組透鏡。在下文，術語“圖像穩(wěn)定鏡頭”包括用來穩(wěn)定圖像的一個透鏡和一組透鏡。
接著，參考圖2～4來詳細說明致動器10。圖2是致動器10的正視圖，圖3是沿圖2中的A-A線的橫截面圖，圖4是移去可移動架之后的致動器的正視圖。從圖2～圖4可以看出，致動器10具有固定在鏡筒6內的固定板12或固定部件；相對于固定板12被可移動地支撐的可移動架14或可移動部件；以及環(huán)繞可移動架14并與可移動架14接合的環(huán)狀部件15或接合部件?？梢苿蛹?4由三個鋼珠18或可移動部件支撐裝置來支撐。
致動器10還具有安裝在固定板12上的三個驅動線圈20a、20b、20c；安裝在可移動架14上、位于分別與驅動線圈20a、20b、20c對應的位置處的三個驅動磁體22；以及磁性傳感器24a、24b、24c，即分別設在驅動線圈20a、20b、20c內的位置感測裝置。致動器10還具有安裝在固定板12上、使驅動磁體22的磁力將可移動架14吸引到固定板12的吸引磁軛26；以及安裝在每個驅動磁體22的反面、使驅動磁體的磁力有效指向固定板12的背面磁軛28。致動器10還包括將鋼珠18拉到可移動架14上的吸引磁體30；以及安裝在固定板12和可移動架14上、以便在固定板12和可移動架14之間光滑地滾動鋼珠18的鋼珠接觸體(contact)32。驅動線圈20a、20b、20c和設在與其對應的位置處的驅動磁體22一起構成使可移動架14相對于固定板12平移和轉動的驅動裝置。
致動器10包括手動鎖定元件52，其從環(huán)狀部件15的外側沿徑向向內延伸，并可沿圓周方向移動；以及接合銷(engagementpin)54，其位于可移動架14的外周面，以便與手動鎖定元件52相接合。手動鎖定元件52與接合銷54一起構成手動鎖定/釋放機構，允許可移動架14和環(huán)狀部件15手動相互接合或相互釋放。
而且，如圖1所示，致動器10具有控制裝置或控制器36，其分別根據由陀螺儀34a、34b檢測到的振動和由磁性傳感器24a、24b、24c感測到的可移動架14的位置數據，來控制流入驅動線圈20a、20b、20c的電流。
鏡頭單元2安裝在照相機體4上以聚焦入射光束，并在膠片平面F上形成圖像。
近似為圓筒形的鏡筒6在其內部保持多個拍攝鏡頭8，并允許部分拍攝鏡頭8移動，從而進行調焦。
致動器10使可移動架14在平行于膠片平面F的平面內相對于固定在鏡筒6上的固定板12移動，從而使可移動架14上的圖像穩(wěn)定鏡頭16移動，以便即使當鏡筒6振動時，也能避免在膠片平面F上形成的圖像的振動。
固定板12的形狀近似為圓環(huán)狀，其上設有三個驅動線圈20a、20b、20c。從圖2可以看出，驅動線圈20a、20b、20c設在圓心與鏡頭單元2的光軸相同的圓上。在該實施例中，驅動線圈20a位于光軸的垂直上方，驅動線圈20b位于沿光軸的水平位置，驅動線圈20c位于分別與驅動線圈20a和20b相距135度中心角的位置。因此，驅動線圈的相鄰線圈20a和20b、20b和20c、以及20c和20a相互之間分別以90度中心角、135度中心角、和135度中心角依次分開。驅動線圈20a、20b、20c分別具有圓角方形(rounded square)的繞組(winding)，將這些線圈設置為使其各自的圓角方形的中心線指向線圈所在的圓的半徑方向。
可移動架14的形狀近似為圓環(huán)狀，位于與固定板12平行的位置。在可移動架14的中心孔中，安裝圖像穩(wěn)定鏡頭16。矩形驅動磁體22嵌入可移動架14上的圓上，并分別設在對應于驅動線圈20a、20b、20c的位置。在本說明書中，“對應于驅動線圈的位置”是指由驅動線圈產生的磁場在實質上所影響的位置。每個驅動磁體22在其反面具有矩形背面磁軛28，以便將來自驅動磁體22的磁通量高效率地指向固定板12。
在固定板12上的每個驅動線圈的反面，即在可移動架14的相對側，安裝矩形吸引磁軛26。由于將來自每個驅動磁體22的磁力施加在對應的吸引磁軛26上，因而可移動架14被吸引在固定板12上。在該實施例中，因為固定板12由非磁性材料形成，因此來自驅動磁體22的磁力線高效率地到達吸引磁軛26。
環(huán)狀部件15是環(huán)狀并環(huán)繞可移動架14的元件。環(huán)狀部件15在其內周面具有三個接合凸起接觸體15a，它們以120度中心角相互分開，并沿徑向向內凸出。從圖2可以看出，另一方面，可移動架14在其外周具有三個接合凸起14a，它們以120度中心角相互分開，并沿徑向向外凸出，以便與對應的接合凸起接觸體15a相接合。當可移動架14轉動并到達預定位置時，接合凸起14a與接合凸起接觸體15a接合，以鎖定可移動架14。接合凸起14a與接合凸起接觸體15a的接合允許可移動架14保持在圖像穩(wěn)定鏡頭16的中心與鏡筒6的光軸對齊的位置。
在環(huán)狀部件15的內周面還有三個凸出(raised)部分15b，它們以120度中心角相互分開，并沿徑向向內延伸。凸出部分15b從環(huán)狀部件15沿徑向向內伸出，以便部分地覆蓋可移動部件14的外周部分。凸出部分15b具有安裝在其各自頂端的固定保持磁體50。固定保持磁體50位于與用作可移動保持磁體的三個吸引磁體30相對應的位置(以下，吸引磁體30也稱為“可移動保持磁體30”)。對可移動保持磁體30和固定保持磁體50進行定向，以便其相互排斥。當可移動架14轉動到預定位置時，來自可移動保持磁體30和固定保持磁體50的斥力使可移動架14轉動，并將可移動架14鎖定在接合凸起14a和接合凸起接觸體15a相互接合的位置。在該實施例中，可移動保持磁體30和固定保持磁體50一起構成保持裝置。
手動鎖定元件52從環(huán)狀部件15的外側沿徑向向內延伸，將其頂端加工為U形凹槽52a。環(huán)狀止動(stop)元件52在圓周方向沿環(huán)狀部件15的外周面被可移動地支撐，用戶可手動操作鏡筒6的操作部分(未示出)，以使手動鎖定元件52從圖2中實線所示的位置移動到點劃線所示的位置。另一方面，接合銷54安裝在可移動架14的外周，并且作為手動鎖定元件52移動的結果，接合銷54接合在U形凹槽52a中。因此，當用戶觸摸操作部分(未示出)來操作手動鎖定元件52時，該手動鎖定元件52移動直到其接合銷54接合在U形凹槽52a中，這使得可移動架14轉動。當手動鎖定元件52到達點劃線所示的位置時，可移動架14上的接合凸起14a和環(huán)狀部件15上的接合凸起接觸體15a相互接合，以將可移動架14保持在該位置。另外，用戶觸摸操作單元(未示出)來操作手動鎖定元件52，沿上述方向的反方向移動它，接合銷54接合在U形凹槽52a中，以使可移動架14反向轉動，這使得可移動架14被釋放。在該實施例中，可移動止動元件52和接合銷54一起構成手動釋放機構。
圖5A是示出驅動線圈20a、所對應的驅動磁體22、背面磁軛28、以及吸引磁軛26之間的位置關系的部分放大的俯視圖，圖5B是部分放大的正視圖。從圖2和圖5A及5B可以看出，均為矩形的驅動磁體22、背面磁軛28和吸引磁軛26使其各自的長邊相互沿長邊延伸，而同樣地使其各自的短邊相互沿短邊延伸。此外，驅動線圈20a以使其長邊和短邊平行于對應的矩形背面磁軛28的長邊和短邊的方式進行放置。驅動磁體22使其各磁中性軸C與安裝驅動磁體22的圓的半徑一致。這樣，當電流流入對應的驅動線圈時，驅動磁體22接收圓的切線方向的驅動力。其余的驅動線圈20b、20c以與其各自對應的驅動磁體22、背面磁軛28和吸引磁軛26具有類似的位置關系的方式進行布置。在本說明書中，術語“磁中性軸C”是指連接從定義為驅動磁體22相對端的、以S極和N極表示的一個極性到另一個極性的轉變點的線。因此，在該實施例中，磁中性軸C經過矩形驅動磁體22的長邊的中點。此外，如圖5A所示，驅動磁體22也使其極性在深度方向上變化，假定圖5A中的左下和右上部分為南極(S)，而右下和左上為北極(N)。
從圖2～5中可以看出，驅動線圈20a、20b、20c分別圍繞磁性傳感器24a、24b、24c。當可移動架14位于其中性位置時，每個磁性傳感器使靈敏度中心S位于驅動磁體22的磁中性軸C。在該實施例中，霍爾元件用于磁性傳感器。
圖6和圖7A～7F是示出驅動磁體22的位移和由磁性傳感器24a所產生的信號之間的關系的圖。如圖6所示，當磁性傳感器24a的靈敏度中心S位于驅動磁體22的磁中性軸C上時，來自磁性傳感器24a的輸出信號為零電平。當可移動架14隨著其上的驅動磁體22移動而導致磁性傳感器24a的靈敏度中心S偏離磁中性軸時，來自磁性傳感器24a的輸出信號發(fā)生變化。如圖6所示，當沿X軸方向即垂直于磁中性軸C的方向移動驅動磁體22時，磁性傳感器24a產生正弦信號。因此，當位移小時，磁性傳感器24a產生與驅動磁體22的位移大約成比例的信號。在該實施例中，當驅動磁體22的位移落在小于驅動磁體22的長邊的3％的范圍內時，從磁性傳感器24a輸出的信號與從磁性傳感器24a的靈敏度中心S到磁中性軸C的距離近似成比例。此外，在該實施例中，只要來自磁性傳感器的輸出與距離近似成比例，致動器10即可有效工作。
從圖7A～7C可以看出，當驅動磁體22的磁中性軸C位于磁性傳感器24a的靈敏度中心S時，在圖7B驅動磁體22轉動、或在圖7C驅動磁體22沿磁中性軸C的方向移動的情況下，來自磁性傳感器24a的輸出信號為零電平。而且，如圖7D～7F所示，當驅動磁體22的磁中性軸C偏離磁性傳感器24a的靈敏度中心S時，從磁性傳感器24a輸出的信號與如下圓的半徑r成比例該圓的中心等于靈敏度中心S，并與驅動磁體22的磁中性軸C相切。因此，對于與驅動磁體22的磁中性軸C相切的圓的相同半徑r，在如圖7D驅動磁體22沿垂直于磁中性軸C的方向移動、如圖7E驅動磁體22平移和轉動、以及如圖7F驅動磁體22沿任意方向平移的任何情況下，從磁性傳感器24a產生相同電平的信號。
盡管在此根據磁性傳感器24a說明了實施例，但其余磁性傳感器24b、24c在與對應驅動磁體22的位置關系下，也產生相同的信號。因此，分析分別由磁性傳感器24a、24b、24c檢測到的信號，能夠指定可移動架14在平移和轉動運動后相對于固定板12的位置。
從圖2可以看出，三個鋼珠18被設置在設有固定板12的驅動線圈的圓的外圓上。鋼珠18以120度中心角的間隔相互分開，其中一個鋼珠18被設在驅動線圈20a和20b之間。如圖3所示，依靠在對應于鋼珠18的位置上分別嵌入的吸引磁體30，將鋼珠18吸引到可移動架14上。因此，通過吸引磁體30將鋼珠18吸引到可移動架14上，同時通過驅動磁體22將可移動架14吸引到固定板12上，從而將鋼珠18夾在固定板12和可移動架14之間。這使得可移動架14在平行于固定板12的平面中被支撐，保持在這兩個部件之間的鋼珠18的滾動允許可移動架14以任意方向相對于固定板12平移和轉動。
鋼珠接觸體32安裝在固定板12和可移動架14各自的外周上。當可移動架14通過夾在固定板12和可移動架14中間的鋼珠18移動時，鋼珠18在鋼珠接觸體32上滾動。因此，由于可移動架14和固定板12中的任一部件相互滑動，因而可移動架14對于固定板12的相對運動將不產生摩擦力。優(yōu)選地，鋼珠接觸體32加工成表面光滑，并由具有高表面硬度的材料制成，從而通過鋼珠的滾動來降低鋼珠18對鋼珠接觸體32的阻力。
而且，在該實施例中，鋼珠接觸體32由非磁性材料制成，以便來自吸引磁體30的磁力線高效率地到達鋼珠18。此外，在該實施例中，盡管鋼珠18采用鋼球，但其不必為球體。因此，它們可以用任何使其與鋼珠接觸體32的各接觸表面通常為球面的替代物來代替。在本說明書中將這種形式稱為球狀部件。
然后，參考圖8來說明致動器10的控制。圖8是示出控制器36中的信號處理的系統(tǒng)結構的框圖。從圖8可以看出，由兩個陀螺儀34a、34b時刻檢測鏡頭單元2的振動，并將檢測結果傳送到內置在控制器36中的鏡頭位置命令信號生成裝置或算術運算電路38a、38b。在該實施例中，陀螺儀34a適合于感測鏡頭單元2的偏轉運動的角加速度，而陀螺儀34b適合于感測鏡頭單元的俯仰運動的角加速度。
在從陀螺儀34a、34b時刻接收角加速度時，算術運算電路38a、38b產生指示圖像穩(wěn)定鏡頭16移動到的隨時間變化的位置的命令信號。具體地，算術運算電路38a在時間積分處理中對由陀螺儀34a檢測的偏轉運動的角加速度進行兩次積分，并加上預定的校正信號以獲得鏡頭位置命令信號的水平分量，同樣地，算術運算電路38b通過對由陀螺儀34b檢測的俯仰運動的角加速度進行算術運算，來產生鏡頭位置命令信號的垂直分量。由此獲得的鏡頭位置命令信號用來隨時間變化地移動圖像穩(wěn)定鏡頭16，以便即使當在拍攝照片的曝光期間鏡頭單元2振動時，也能使在照相機體4內的膠片平面F上聚焦的圖像振動但穩(wěn)定。
內置在控制器36中的線圈位置命令信號產生裝置適合于基于由算術運算電路38a、38b生成的鏡頭位置命令信號來產生與每個驅動線圈有關的線圈位置命令信號。線圈位置命令信號是在圖像穩(wěn)定鏡頭16移動到由鏡頭位置命令信號指示的位置的情況下，表示驅動線圈20a、20b、20c和其各自對應的驅動磁體22之間的位置關系的信號。具體地，當驅動磁體22和其各自的驅動線圈成對被移動到由線圈位置命令信號指示的位置時，圖像穩(wěn)定鏡頭16被移動到由鏡頭位置命令信號指示移動到的位置。在該實施例中，由于驅動線圈20a在光軸的垂直上方，因此與驅動線圈20a有關的線圈位置命令信號與從算術運算電路38a產生的鏡頭位置命令信號的水平分量相等。而且，由于驅動線圈20b位于光軸的側面，因此與驅動線圈20b有關的線圈位置命令信號與從算術運算電路38b產生的鏡頭位置命令信號的垂直分量相等。而且，基于鏡頭位置命令信號的水平和垂直分量，從線圈位置命令信號產生裝置或算術運算電路40產生與驅動線圈20c有關的線圈位置命令信號。
另一方面，由磁性傳感器放大器42a以預定的放大倍數來放大由磁性傳感器24a判定的驅動磁體22相對于驅動線圈20a的位移。差動電路44a允許電流以如下比率流入驅動線圈20a該比率與來自算術運算電路38a的線圈位置命令信號的水平分量和來自磁性傳感器放大器42a的與驅動線圈20a成對的驅動磁體22的位移之間的差成比例。因此，當線圈位置命令信號和來自磁性傳感器放大器42a的輸出之間的差為零時，沒有電流流入驅動線圈20a，導致驅動驅動磁體22的力也為零。
同樣地，由磁性傳感器放大器42b以預定的放大倍數來放大由磁性傳感器24b判定的驅動磁體22相對于驅動線圈20b的位移。差動電路44b允許電流以如下比率流入驅動線圈20b該比率與來自算術運算電路38b的線圈位置命令信號的垂直分量和來自磁性傳感器放大器42b的與驅動線圈20b成對的驅動磁體22的位移之間的差成比例。因此，當線圈位置命令信號和來自磁性傳感器放大器42b的輸出之間的差為零時，沒有電流流入驅動線圈20b，導致驅動驅動磁體22的力也為零。
同樣地，由磁性傳感器放大器42c以預定的放大倍數來放大由磁性傳感器24c判定的驅動磁體22相對于驅動線圈20c的位移。差動電路44c允許電流以如下比率流入驅動線圈20c該比率與來自算術運算電路40的線圈位置命令信號和來自磁性傳感器放大器42c的與驅動線圈20c成對的驅動磁體22的位移之間的差成比例。因此，當線圈位置命令信號和來自磁性傳感器放大器42c的輸出之間的差為零時，沒有電流流入驅動線圈20c，導致驅動驅動磁體22的力也為零。
參考圖9，現在將說明在平移可移動架14的情況下，鏡頭位置命令信號和線圈位置命令信號的關系。圖9是示出設在固定板12上的驅動線圈20a、20b、20c與配置在可移動架14上的三個驅動磁體22的位置關系的圖。首先，三個驅動線圈20a、20b、20c分別位于半徑為R、中心與坐標系的原點(或零點)Q一致的圓上的L、M、N點。磁性傳感器24a、24b、24c也位于使其各自的靈敏度中心S分別與點L、M、N一致的位置。當可移動架14位于中性位置時，或者當圖像穩(wěn)定鏡頭16的中心在光軸上時，與驅動線圈成對的驅動磁體22的磁中性軸C的中點也分別與點L、M、N一致。假定具有共同的原點Q的水平軸X和垂直軸Y分別在原點以135度與另一軸V相交，驅動磁體使其各自的磁中性軸C分別與X軸、Y軸和V軸一致。
然后，當移動可移動架14以使圖像穩(wěn)定鏡頭16的中心移動到點Q1，并進一步關于點Q1沿逆時針方向移動角度θ時，驅動磁體22的磁中性軸C的中點被分別移動到點L1、M1、N1。為了將可移動架14移動到該位置，需要與驅動線圈20a、20b、20c有關的線圈位置命令信號使其各自的信號電平分別與如下圓的半徑成比例這些圓使其各自的中心分別與點L、M、N一致，并且分別與直線Q1L1、Q1M1、Q1N1相切。這些圓的半徑分別以rX、rY、rV來表示。
如圖9所示來判斷線圈位置命令信號rX、rY、rV的正、負條件。具體地，將點L1移動到第一象限的線圈位置命令信號rX為正，而移動到第二象限則為負；同樣地，將點M1移動到第一象限的命令信號rY為正，而移動到第四象限則為負。此外，將點N1移動到V軸以下的線圈位置命令rV被判定為正，而移動到V軸以上則為負。對于角度的正、負條件，使順時針方向為正號。因此，如果可移動架14從中性位置沿順時針方向轉動，則線圈位置命令信號rX、rY、rV分別假定為正、負、和負。
此外，現在假定點Q1、L1、N1的坐標分別為(j，g)、(i，e)和(k，h)，并且V軸和Y軸以角度α相交。此外，假定有經過點M且平行于直線Q1L1的輔助線A與經過點L且平行于直線Q1M1的另一輔助線B的交點P。
現在對直角三角形LMP應用正弦定理，給出以下方程 從以上方程得到以下公式
LP＝R(cosθ+sinθ) …(2)MP＝R(cosθ-sinθ) …(3)使用項R、rX、rY、rV、θ和α來分別表示坐標e、g、h、i、j、和k如下e＝-rXsinθ+Rg＝e-(MP-rY)cosθ＝-rXsinθ+rYcosθ-Rcosθ(cosθ-sinθ)+Rh＝-R cos α-rYsin(α+θ)i＝rXcosθ …(4)j＝i-(MP-rY)sinθ＝rXcosθ+rYsinθ-R sinθ(cosθ-sinθ)k＝-Rsinα+rYcos(α+θ)對于具有頂點坐標為(k，g)、(j，g)和(k，h)的直角三角形，可以用以下方程來表示所建立的關系j-kg-h=tan(α+θ)=sin(α+θ)cos(α+θ)=sinαcosθ+cosαsinθcosαcosθ-sinαsinθ...(5)]]>=rXcosθ+rYsinθ-Rsinθ(cosθ-sinθ)+Rsinα-rVcos(α+θ)-rXsinθ+rYcosθ-Rcosθ(cosθ-sinθ)+R+Rcosα+rVsin(α+θ)]]>以上方程(5)可以展開并重新整理為以下方程rXcosα-rYsinα-rV＝R(sinα+cosα)sinθ+R sinθ…(6)此外，在平移可移動架14的情況下，滿足θ＝0，并將以上方程(6)重新組織如下rXcosα-rYsinα-rV＝0 …(7)在該實施例中，也滿足α＝45°，則公式(7)可簡化如下rV=(rX-rY)2...(8)]]>因此，在該實施例中，當圖像穩(wěn)定鏡頭16響應于鏡頭位置命令信號而使其中心平移到坐標(j，g)時，為驅動線圈20a和20b分別生成線圈位置命令信號rX和rY，這些命令信號各自的信號電平與坐標j和g成比例，同時，通過應用公式(8)來計算驅動線圈20c的線圈位置命令信號rV。
線圈位置命令信號rX與來自圖8中的算術運算電路38a的輸出信號相同，而線圈位置命令信號rY與來自算術運算電路38b的輸出信號相同。同樣地，線圈位置命令信號rV與來自算術運算電路40的輸出信號相同，該算術運算電路40執(zhí)行與公式(8)提供的處理相同的算術運算。
然后，參考圖10，即在轉動可移動架14的情況下，鏡頭位置命令信號和線圈位置命令信號的關系。圖10是示出在平移和轉動可移動架14的情況下，線圈位置命令信號的圖。從圖10可以看出，首先平移可移動架14以使安裝在可移動架14上的圖像穩(wěn)定鏡頭16的中心從點Q移動到另一點Q2，因此，安裝在可移動架14上的驅動磁體22被分別從點L、M、N移動到點L2、M2、N2。對于該平移運動，產生線圈位置命令信號rX、rY、rV。通過上述方程(8)可以獲得線圈位置命令信號的信號電平。在可移動架14關于點Q2沿逆時針方向轉動角度η的情況下，將獲得命令信號rXη、rYη、rVη。
與圖9所示的情況相同，首先假定點Q2的坐標和直線Q2N2與半徑為rV、中心為N的圓的切點的坐標分別為(j，g)和(k，h)，并且用零來替換方程(4)中的項θ，導出以下關系g＝rYj＝i＝rX...(9)k=-Rsinα+rVcos(α+θ)=-R12+rV12]]>當可移動架14關于點Q2沿逆時針方向轉動角度η時，點L2、M2、N2分別移動到點L3、M3、N3。還假定成對的線段Q2L2和Q2L、Q2M2和Q2M、以及Q2N2和Q2N的夾角分別以β、δ、和γ來表示。此外，假定線段Q2L、Q2M、以及Q2N各自的長度表示為U、W、和V。線圈位置命令信號rXη、rYη、rVη各自的信號電平分別等于各自的中心為點L、M、N且與直線Q2L3、Q2M3、以及Q2N3相切的圓的半徑，因此，可建立表示如下的關系rXη=Usin(β+η)=U(sinβcosη+cosβsinη)]]>rVη=-Vsin(γ+η)=-V(sinγcosη+cosγsinη)...(10)]]>rYη=-Wsin(δ+η)=-W(sinδcosη+cosδsinη)]]>根據一些數學關系，可以用以下表達式來代替sinβ、cosβ和其它項。
sinβ=iU=rXU]]>cosβ=R-gU=R-rYU]]>sinγ=-rVV...(11)]]>cosγ=2(i-k)V=2rX+R-rVV]]>sinδ=gW=-rYW]]>cosδ=R-iW=R-rXW]]>此外，用公式(11)中的關系來替換公式(10)中各對應的項，以消除如β、γ、和δ的項，從而得到表示以下關系的公式rXη=rXcosη+(R-rY)sinη]]>rVη=rVcosη-(2rX+R-rV)sinη...(12)]]>rYη=rYcosη-(R-rX)sinη]]>因此，為了將可移動架14移動到通過首先將圖像穩(wěn)定鏡頭16的中心平移到坐標(j，g)、然后關于所得到的點沿逆時針方向將其轉動角度η而確定的點上，首先通過公式(8)和(9)獲得線圈位置命令信號rX、rY、rV，然后用所得到的值代替公式(12)中的對應項，以獲得對驅動線圈給出的線圈位置命令信號rXη、rYη、rVη。
在可移動架14沒有平移運動，而關于點Q沿逆時針方向轉動角度η的情況下，用零替換公式(12)中的rX、rY、rV項如下rXη=Rsinη]]>rVη=Rsinη...(13)]]>rYη=-Rsinη]]>因此，可以通過算術運算獲得線圈位置命令信號rXη、rYη、和rVη。
現在參考圖11來說明致動器10的鎖定機構的功能。圖11A示出可移動架14處于鎖定狀態(tài)，圖11B示出可移動架14處于從鎖定位置到釋放位置的過渡狀態(tài)，圖11C示出可移動架14處于釋放狀態(tài)。首先，當不使用根據本發(fā)明的實施例的照相機1時，或者當關閉照相機1的防振功能時，如圖11A鎖定可移動架14。在這種狀況下，可移動架14與環(huán)狀部件15接合并固定，因此，在沒有驅動力作用于可移動架14的情況下，可移動架14將不會在環(huán)狀部件15的內部振動，這能保持圖像穩(wěn)定鏡頭16的中心與光軸對齊。
此外，從圖11A可以看出，這種接合狀態(tài)會使可移動保持磁體30稍微偏離對應的固定保持磁體50，并且可移動保持磁體30和固定保持磁體50之間的斥力使可移動架14沿箭頭D1所示的方向轉動。該轉動力使可移動架14的接合凸起14a壓住接合凸起接觸體15a，以保持前者與后者接合。因此，在關閉照相機1后，可移動架14保持在鎖定狀態(tài)。
然后，打開照相機1啟用防振功能，控制器36使電流分別流入驅動線圈20a、20b、20c，以沿順時針方向(箭頭D1所示方向的反方向)轉動可移動架14。通過公式(13)分別獲得線圈位置命令信號rXη、rYη、和rVη。首先如圖11A的狀態(tài)，可移動架14沿川頁時針方向轉動，從而使可移動保持磁體30更靠近固定保持磁體50，以在它們之間產生更大的斥力，也增大了使可移動架14沿箭頭D1所示的方向(逆時針方向)轉動的轉動力。在如圖11B所示的狀態(tài)之前的瞬時，該轉動力最大，此時可移動保持磁體30與固定保持磁體50相互最近。當可移動架14逆著轉動力轉動到如圖11B所示的點，然后進一步轉動以便可移動保持磁體稍微通過固定保持磁體50的前面時，來自可移動保持磁體30和固定保持磁體50之間的斥力的轉動力的方向反轉為如圖11B中的箭頭D2所示的方向(順時針方向)。
在這種狀況下，當轉動力的方向反轉時，使接合凸起14a與接合凸起接觸體15a相接合的轉動力不再升高，因此，兩個部件相互脫離(disengage)。當可移動架14進一步轉動到如圖11C所示的狀態(tài)時，使可移動保持磁體30與固定保持磁體50充分分開，因此，它們之間的磁力基本消除。當啟用防振功能時，控制可移動架14，以使可移動保持磁體30與固定保持磁體50基本不相互影響，從而避免在膠片平面F上形成的圖像的干擾。
另一方面，關閉照相機1停用防振功能，控制器36使電流分別流入驅動線圈20a、20b、20c，以便沿逆時針方向(箭頭D1所示的方向)轉動可移動架14。首先如圖11C所示的狀態(tài)，可移動架14沿逆時針方向轉動到幾乎為如圖11B的狀態(tài)，因此，可移動保持磁體30和固定保持磁體50之間的斥力增大，這使得可移動架14沿順時針方向拉回。然而，當可移動架14沿逆時針方向逆著拉回轉動力轉動，并通過圖11B所示的、可移動保持磁體30與固定保持磁體50相互最近的位置時，可移動架14受固定保持磁體50的影響，以使它沿逆時針方向轉動。逆時針轉動力使接合凸起14a與接合凸起接觸體15a接合，并鎖定可移動架14。即使在電流不再流入驅動線圈20a、20b、20c且驅動力消失之后，由于可移動保持磁體30和固定保持磁體50之間的斥力，使可移動架14保持固定。
另一方面，當不能通過使用驅動線圈20a、20b、20c來驅動可移動架14時，例如由于照相機1沒電時，可以使用手動鎖定元件52來鎖定和釋放可移動架14。在如圖11A鎖定可移動架的情況下，沿順時針方向轉動手動鎖定元件52，使手動鎖定元件52的U形凹槽52a與接合銷54相配合。進一步使手動鎖定元件52沿順時針方向轉動，使可移動架14能夠克服可移動保持磁體30和固定保持磁體50之間的斥力并轉動。當手動鎖定元件52到達圖11A中的點劃線所示的位置時，可移動保持磁體30通過固定保持磁體50，直到磁力不再影響可移動架14，以便使其保持鎖定，最后，可移動架14處于釋放狀態(tài)。
此外，在圖11C所示的可移動架被脫離的狀態(tài)的情況下，沿逆時針方向轉動手動鎖定元件52，使其沿逆時針方向推動并轉動可移動架14。轉動手動鎖定元件52到達點劃線所示的位置，可移動架14上的接合凸起14a與接合凸起接觸體15a接合以鎖定可移動架14。在該位置，可移動保持磁體30通過固定保持磁體50，因此，這兩個磁體之間的斥力產生轉動力，以沿逆時針方向移動可移動架14，即使當照相機1關閉時仍保持可移動架被接合。
接著，參考圖12來說明控制器36的示例電路。圖12示出控制流入驅動線圈20a的電流的電路的例子。在圖12的電路中，省略啟動運算放大器的輔助電路例如電源電路。首先，從圖12可以看出，電源電壓+VCC和地與電阻R7和R8串連連接起來。運算放大器OP4的正輸入端連接到電阻R7和R8之間。運算放大器OP4的負輸入端連接到運算放大器OP4的輸出端。這樣，電阻R7和R8允許運算放大器OP4的輸出端的電壓達到電源電壓VCC和地電勢GND之間的參考電壓VREF的電平，以便其能保持該電平。
另一方面，在磁性傳感器24a的第一和第二端子之間施加電源電壓+VCC。磁性傳感器24a的第三端子連接到參考電壓VREF。這樣，隨著影響磁性傳感器24a的磁力發(fā)生變化，磁性傳感器24a的第四端子相應地在+VCC和GND之間變化。
磁性傳感器24a的第四端子連接到運算放大器OP1的負輸入端，其中間插入可變電阻VR2，可以調節(jié)可變電阻VR2來調整從磁性傳感器24a的輸出增益?？勺冸娮鑆R1的相對的固定端分別連接到+VCC和GND的電壓電平?？勺冸娮鑆R1的可變端連接到運算放大器OP1的負輸入端，其中插入電阻R1?？梢哉{節(jié)可變電阻VR1來調整從運算放大器OP1輸出的補償電壓。此外，運算放大器OP1的正輸入端連接到參考電壓VREF。運算放大器OP1的輸出端連接到運算放大器OP1的負輸入端，其中插入電阻R2。
產生與驅動線圈20a有關的線圈位置命令信號的算術運算電路38a被連接到運算放大器OP3的正輸入端。運算放大器OP3的輸出端連接到運算放大器OP3的負輸入端。因此，運算放大器OP3用作線圈位置命令信號的緩沖放大器。
運算放大器OP1的輸出端連接到運算放大器OP2的負輸入端，其中插入電阻R3。此外，運算放大器OP3的輸出端連接到運算放大器OP2的正輸入端，其中插入電阻R4。這樣，從運算放大器OP2的輸出端產生來自磁性傳感器24a的輸出與線圈位置命令信號的差。運算放大器OP2的正輸入端連接到參考電壓VREF，其中插入電阻R5，并使其輸出端連接到運算放大器OP2的負輸入端，其中插入電阻R6。通過這些電阻R5和R6來定義運算放大器OP2的正、負輸出的增益。
運算放大器OP2的輸出端連接到驅動線圈20a的其中一個相對端，驅動線圈20a的另一端連接到參考電壓VREF。因此，與來自運算放大器OP2的輸出和參考電壓VREF之間的電壓差相等的電流流入驅動線圈20a。流入驅動線圈20a的電流產生磁場，這使得磁力影響驅動磁體22，最終產生驅動磁體22的位移。該磁力被定向為使驅動磁體22靠近線圈位置命令信號所指示的位置。一旦移動驅動磁體22，則從磁性傳感器24a的第四端子輸出的電壓發(fā)生變化。當驅動磁體22到達線圈位置命令信號所指示的位置時，向運算放大器OP2的正、負輸入端提供的電壓變得彼此相等，不再有電流流入驅動線圈20a。
上述圖12中的運算放大器OP1和OP2與圖8中的磁性傳感器放大器42a和差動電路44a相對應。盡管已說明了控制電流流入驅動線圈22a的電路，流入驅動線圈20b的電流也由同樣的電路來控制。此外，流入驅動線圈20c的電流可由同樣的電路來控制，但在這種情況下，算術運算電路40使其輸出連接到運算放大器OP3的正輸入端。算術運算電路40由功能與運算放大器OP2相同的差動放大器、產生預處理電平的(1/2)1/2的分壓的電阻等構成。
參考圖1和8來說明根據本發(fā)明的照相機1的優(yōu)選實施例的操作。首先，接通照相機1的防振功能的啟動開關(未示出)，允許鏡頭單元2中的致動器10開始工作。內置在鏡頭單元2中的陀螺儀34a和34b隨時間變化地檢測預定頻帶中的振動，陀螺儀34a為算術運算電路38a產生偏轉方向的角加速度信號，而陀螺儀34b產生俯仰方向的角加速度信號。算術運算電路38a在時間積分處理中對接收到的角加速度信號進行兩次積分以計算偏轉角度，并將計算結果進一步與預定的校正信號相加，以產生水平方向的鏡頭位置的命令信號。同樣地，算術運算電路38b在時間積分處理中對接收到的角加速度信號進行兩次積分以計算俯仰角度，并將計算結果與預定的校正信號相加，以產生垂直方向的鏡頭位置的命令信號。在隨時間變化的基礎上，將圖像穩(wěn)定鏡頭16隨時間變化地移動到從算術運算電路38a、38b產生的鏡頭位置命令信號所指示的位置，從而可穩(wěn)定聚焦在照相機體4內的膠片平面F上的圖像。
將從算術運算電路38a產生的水平方向的鏡頭位置的命令信號傳送到差動電路44a，作為與驅動線圈20a有關的線圈位置命令信號rX。同樣地，將從算術運算電路38b產生的垂直方向的鏡頭位置的命令信號傳送到差動電路44b，作為與驅動線圈20b有關的線圈位置命令信號rY。來自算術運算電路38a、38b的輸出被傳送到算術運算電路40，并且公式(8)所表示的算術運算能夠生成驅動線圈20c的線圈位置命令信號rV。
另一方面，分別位于驅動線圈20a、20b、和20c內部的磁性傳感器24a、24b、和24c分別為磁性傳感器放大器42a、42b、和42c生成檢測信號。由磁性傳感器檢測到的檢測信號在磁性傳感器放大器42a、42b、和42c中被分別放大以后，被分別傳送到差動電路44a、44b、和44c。
差動電路44a、44b、和44c分別產生與來自磁性傳感器的所接收到的檢測信號和線圈位置命令信號rX、rY、和rV之間的差相等的電壓，并允許與該電壓成比例的電流分別流入驅動線圈20a、20b、和20c。當電流流入驅動線圈時，產生與該電流成比例的磁場。由于該磁場，使設在驅動線圈對應位置的驅動磁體22分別向更靠近由線圈位置命令信號rX、rY、及rV指示的位置移動，從而移動可移動架14。一旦驅動磁體22到達由線圈位置命令信號指示的位置，由于線圈位置命令信號等于檢測信號，因而來自差動電路的輸出變?yōu)榱汶娖?，并且移動驅動磁體的力也變?yōu)榱?。當外部干擾和/或線圈位置命令信號的變化使驅動磁體22偏離在線圈位置命令信號中指定的位置時，恢復驅動線圈中的電流，使驅動磁體22返回所指定的位置。
隨時間變化地重復上述步驟，允許與驅動磁體22一起安裝在可移動架14上的圖像穩(wěn)定鏡頭16根據鏡頭位置命令信號到達指定的位置。因此，使聚焦在照相機體4內的膠片平面F上的圖像穩(wěn)定。
然后，斷開照相機1中的防振功能的啟動開關(未示出)，致動器10沿逆時針方向轉動可移動架14并鎖定可移動架14。即使在關閉照相機1之后，通過可移動保持磁體30和固定保持磁體50之間的斥力仍可保持可移動架的這種鎖定狀態(tài)。此外，用戶可以操作鏡筒6的操作部分(未示出)來移動手動鎖定元件52，即使當斷開電源或照相機沒電時，也能使可移動架14的手動移動進入鎖定或釋放狀態(tài)。
在根據本發(fā)明的照相機的實施例中，圖像穩(wěn)定致動器的可移動架可在預定的平面內沿所期望的方向平移和轉動。因此，可以在沒有附加驅動裝置進行鎖定的情況下固定可移動架。
此外，在根據本發(fā)明的照相機的實施例中，由于使用可移動保持磁體和固定保持磁體之間的斥力來使可移動架保持固定，因而穩(wěn)定地鎖定可移動架，而無需電源消耗。
在根據本發(fā)明的照相機的實施例中，手動鎖定元件用來手動移動可移動架以將其鎖定，這使得在沒電情況下，也能手動使可移動架返回鎖定狀態(tài)。
在根據本發(fā)明的照相機的實施例中，磁性傳感器用于檢測來自驅動磁體的磁性，以判定可移動架的位置，因此，驅動磁體也通用為磁性傳感器的磁體，而不用附加磁體。由于磁性傳感器位于驅動線圈內，因此從每個驅動線圈對每個驅動磁體施加的力的作用點與由磁性傳感器感測為驅動磁體的位置的點幾乎相同，這使得能夠準確檢測可移動架的位置，而不受機械沖擊的影響。
在根據本發(fā)明的照相機的實施例中，固定板和可移動架之間的間隔由鋼珠保持為常數，鋼珠在固定板和可移動架之間的滾動允許可移動部件相對于固定板移動，這消除了固定板和可移動架之間的滑動摩擦阻力的影響。
盡管已說明了本發(fā)明的實施例，但是可對其進行各種改變。在上述實施例中本發(fā)明特別用于膠卷照相機，但可以將其用于任何靜物照相機或動畫照相機例如數字照相機、視頻照相機等。此外，本發(fā)明可用于與任何上述照相機的照相機體一起使用的鏡頭單元。此外，本發(fā)明可用作移動照相機的圖像穩(wěn)定鏡頭的致動器，或者移動XY段(stage)等的致動器。
在上述實施例中，盡管可移動架通常為盤狀，并且通過設在可移動架的外周面的三個接合凸起或鎖定元件、以及分別與它們接合的環(huán)狀部件中的三個接合凸起接觸體或接合部件來鎖定可移動架，但是也可以使用其它結構來鎖定可移動架。例如，可以提供所期望的任何數量的接合凸起和接合凸起接觸體。此外，環(huán)狀部件除了環(huán)狀外，還可以為任何形狀；接合凸起和環(huán)狀部件除了在可移動架的外周接合之外，還可以在任何位置相互接合。
此外，在上述實施例中，驅動線圈被安裝在固定部件上，而驅動磁體被安裝在可移動部件上，可替代地，驅動磁體可安裝在固定部件上，而驅動線圈可安裝在可移動部件上。此外，在上述實施例中，使用三對驅動線圈和驅動磁體，可選地，可使用四對或更多對的驅動線圈和驅動磁體。此外，在上述實施例中，永久磁體用作驅動磁體，但也可使用電磁體來代替。
在上述實施例中，磁性傳感器用作位置感測裝置以檢測來自驅動磁體的磁力，并判定其各自的位置，可選地，除磁性傳感器外，可替換為任何位置感測傳感器來檢測驅動磁體對驅動線圈的相對位置。
此外，在上述實施例中，三個鋼珠18用作可移動部件支撐裝置，可選地，可用四個或更多個球形物體來代替該可移動部件支撐裝置。另外，可使可移動部件和固定部件各自的接觸表面光滑，以使可移動部件和固定部件相互直接接觸來進行滑動，而不使用任何球形物體。
此外，在上述實施例中，將驅動線圈設置成使驅動線圈對24a和24b、24c和24a、及24b和24c分別以90度、135度、及135度中心角相交，可選地，可以將驅動線圈24c的位置確定為使驅動線圈24b和驅動線圈24c相交處的中心角在公式90+α(0≤α≤90)所表示的范圍內。另外，驅動線圈24a和24b相交處的中心角可以為除了90度以外的任意所期望的角度，并且三個驅動線圈以90度～180度的中心角的范圍相交，例如由三個驅動線圈構成的全部三個中心角均為120度。
而且，在上述實施例中，驅動磁體的磁中性軸均沿徑向延伸，可選地，其可沿以任何所期望的方式確定的方向。優(yōu)選地，至少一個驅動磁體被布置為其磁中性軸沿徑向延伸。
圖13示出本發(fā)明的上述實施例的變形例，其中分別與驅動線圈24a和24b成對的驅動磁體22的磁中性軸延伸為中心為點Q的圓的切線，而與驅動線圈24c成對的余下的磁體22的磁中性線與該圓的半徑一致地延伸。盡管在圖中略去，但驅動線圈24a、24b、24c分別位于點L、M、N。在該例子中，產生與驅動線圈24a、24b、24c有關的線圈位置命令信號rX、rY、及rV，以指示將這些磁體從其各自的當前位置L、M、N移動到的位置。由于線圈位置命令信號，在可移動架14位于其中性位置的情況下，點L、M、N處的驅動磁體22的磁中性軸的中點被分別移到L4、M4、N4，同時，將圖像穩(wěn)定鏡頭16的中心從點Q移到點Q3。
在該變形例中，將線圈位置命令信號rX，即鏡頭位置命令信號的水平分量提供給位于點M處的驅動線圈24b；而將線圈位置命令信號rY，即鏡頭位置命令信號的垂直分量提供給位于點L處的驅動線圈24a。此外，在圖13所示的情況下，使用線圈位置命令信號rX和rY來替代公式(8)中的對應項，給出由此得到的、與驅動線圈24c有關的線圈位置命令信號rV，從而使點Q分別沿X軸和Y軸平移-rX和+rY。
權利要求
1.一種致動器，包括固定部件；具有鎖定元件的可移動部件；可移動部件支撐裝置，用來支撐可移動部件，以允許可移動部件在平行于固定部件的平面上移動到任意位置；驅動裝置，用來相對于固定部件平移和轉動可移動部件；以及接合部件，當可移動部件轉動到預定位置時，該接合部件與鎖定元件相接合以鎖定可移動部件。
2.根據權利要求1所述的致動器，其特征在于，還包括用于保持可移動部件的保持裝置，其中，當可移動部件轉動并通過預定位置時，該保持裝置施加沿預定方向轉動可移動部件的轉動力，從而使鎖定元件與接合部件相接合，以保持可移動部件的鎖定狀態(tài)。
3.根據權利要求1所述的致動器，其特征在于，該驅動裝置包括至少三個驅動線圈，其安裝在固定部件和可移動部件中的任一個上；驅動磁體，其安裝在固定部件和可移動部件中的剩下的一個上與驅動線圈相對應的位置；位置感測裝置，用來檢測驅動磁體對驅動線圈的相對位置；以及控制裝置，用來基于指示可移動部件要移動到的位置的命令信號，來產生與驅動線圈有關的線圈位置命令信號，并且響應于該線圈位置命令信號和由位置感測裝置檢測到的位置數據，來控制流入驅動線圈的驅動電流。
4.根據權利要求1所述的致動器，其特征在于，可移動部件的形狀近似為盤狀；鎖定元件由至少三個沿徑向向外延伸的接合凸起形成；接合部件為環(huán)繞可移動部件的外周面的環(huán)狀，其具有沿徑向向內凸出的、當可移動部件轉動到預定位置時與接合凸起相配合的接合凸起接觸體。
5.根據權利要求2所述的致動器，其特征在于，該保持裝置由如下部件構成可移動保持磁體，其安裝在可移動部件上；以及固定保持磁體，其位于當可移動部件轉動到預定位置時，施加磁力以使可移動保持磁體朝向預定方向的位置；以及當可移動保持磁體和固定保持磁體分開時，它們基本上不相互影響，隨著可移動部件的轉動使可移動保持磁體更靠近固定保持磁體，它們之間的磁力使可移動部件反向轉動，當可移動部件通過可移動保持磁體最靠近固定保持磁體的位置時，它們之間的磁力促使可移動部件轉動，從而使鎖定元件與接合部件相接合。
6.根據權利要求1所述的致動器，其特征在于，還包括手動釋放機構，其中，該手動釋放機構手動轉動可移動部件，以使鎖定元件和接合部件相接合，或者釋放其接合。
7.一種鏡頭單元，包括鏡筒；位于鏡筒內的拍攝鏡頭；安裝在鏡筒上的固定部件；承載圖像穩(wěn)定鏡頭并具有鎖定元件的可移動部件；可移動部件支撐裝置，用來支撐可移動部件，以允許可移動部件在平行于固定部件的平面上移動到任意位置；驅動裝置，用來相對于固定部件平移和轉動可移動部件；接合部件，當可移動部件轉動到預定位置時，該接合部件與鎖定元件相接合以鎖定可移動部件；振動感測裝置，用來檢測鏡筒的振動；以及控制裝置，用來基于來自振動感測裝置的檢測信號，來控制驅動裝置移動可移動部件以穩(wěn)定圖像，然后，響應于鎖定命令信號，來控制驅動裝置將可移動部件移動到可移動部件被鎖定的位置。
8.一種照相機，其具有根據權利要求7所述的鏡頭單元。
全文摘要
本發(fā)明提供一種致動器和具有該致動器的鏡頭單元及照相機，該致動器具有能鎖定可移動部件的簡單機構。致動器(10)包括固定部件(12)；具有鎖定元件(14a)的可移動部件(14)；可移動部件支撐裝置(18)，用來支撐可移動部件，以允許可移動部件在平行于固定部件的平面上移動到任意位置；驅動裝置(20a、20b、20c、22)，用來相對于固定部件平移和轉動可移動部件；以及接合部件(15)，當可移動部件轉動到預定位置時，該接合部件與鎖定元件相接合以鎖定可移動部件。
文檔編號H04N5/232GK1763622SQ20051010927
公開日2006年4月26日 申請日期2005年10月20日 優(yōu)先權日2004年10月20日
發(fā)明者野地孝義 申請人:株式會社騰龍