抗振系统技术方案

一种抗振系统，包括光学元件安装于其上的可移动部分；以使可移动部分在与光轴垂直的方向上自由移动的方式支持可移动部分的支承部件；以及在与所述光轴垂直的方向上驱动所述可移动部分的驱动系统。源自可移动部分和支承部件的可移动部分的固有频率被设定在配备有抗振系统的仪器由于手抖动引起的振频的范围内。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种抗振系统，其在与光轴垂直的方向上移动支撑校正透镜的可移动部分或图像拾取装置，以抵消由于手抖动产生的配备抗振系统的仪器(如照相机)振动造成的影响。
技术介绍
最近已经开发出了带有抗振系统的多种类型的数码相机。抗振系统在与成像光学系统的光轴垂直的平面上移动位于成像光学系统中点附近的校正光学系统(如校正透镜)或图像拾取装置，以抵消由于手抖动产生的的图像振动。校正光学系统或图像拾取装置具有自身的固有频率(固有振频)，在该频率处校正光学系统或图像拾取装置与配备抗振系统的仪器的振动产生共振。因此，已经开发出将固有频率设置在高于相机振动(手抖动所导致)频率的范围内的抗振系统，以防止当校正光学系统或图像拾取装置在闭环控制或开环控制下被驱动时，固有频率与相机振频产生共振。这样的专利技术在下述文献中被公开日本未审查专利公开H07-098470，2003-344889，2002-139759，H11-109435，H09-230408，H09-080549以及H08-184870。但是，在这些专利公开的抗振系统中，为了将固有频率设置在高于相机振频的范围内，驱动校正光学系统或图像拾取装置所需的驱动力变得更大，故而增加了抗振系统的能耗，因为必须提高支持校正光学系统或图像拾取装置的弹簧部件(或多个弹簧部件)的弹簧系数(spring rate)。
技术实现思路
本专利技术提供一种抗振系统，其耗能较低且不需提高支撑抗振系统的可移动部分的弹簧部件的弹簧系数、或可移动部分的固有振频。根据本专利技术的一个方面，提供一种抗振系统，包括光学元件安装于其上的可移动部分；如此支持可移动部分、以使可移动部分在与光轴垂直的方向上自由移动的支承部件；以及在与光轴垂直的方向上驱动可移动部分的驱动系统。源自可移动部分和支承部件的可移动部分的固有振频被设置在配备抗振系统的仪器由于手抖动引起的振动频率的范围内。优选抗振系统包括闭环控制系统，以驱动基于振动探测信号的驱动系统。优选支承部件包括至少一个弹性部件，其支持可移动部分、以使可移动部分在与光轴垂直的方向上自由移动。驱动系统在弹性部件的弹力方向上驱动可移动部分。优选支承部件包括至少一个弹性部件，其在初始位置支持可移动部分，同时允许可移动部分在与光轴垂直的方向上自由移动，光学部件为图像拾取装置；至少一条弹性应变(deformable)信号线和弹性应变供电线从可移动部分的外部连接到图像拾取装置；并且可移动部分的固有振频源自可移动部分、支承部件和弹性应变信号线与弹性应变供电线中的一个。优选可移动部分的固有振频可通过调节弹性部件的弹簧常数而被设置。优选可移动部分的固有振频可被设置到低于15Hz(Hz)。优选可移动部分的固有振频可被设置在3～9Hz之间。优选支承部件包括分别以特定的X-轴方向和以自由态与X-轴垂直的Y-轴方向延伸的一对X-轴方向的板簧(leaf spring)和一对Y-轴方向的板簧。优选驱动系统包括X-轴方向的平面驱动线圈和一个Y-轴方向的平面驱动线圈，它们安装在线圈基片上，以分别位于两个固定磁铁(magnet)的磁场中。配备抗振系统的仪器可以为相机。优选光学元件被安装于线圈基片上，并且光学元件包括校正光学系统及图像拾取装置之一。在一个实施例中，提供了相机的抗振系统，包括支撑相机的成像光学系统的光学元件的可移动部分，该可移动部分被支撑为在与成像光学系统的光轴垂直的方向上可自由移动；以及驱动系统，其在与光轴垂直的方向上驱动可移动部分，以抵消手抖动导致的相机振动的影响。可移动部分的固有振频被设置在相机振动频率的范围之内。优选光学部件包括图像拾取装置和透镜元件之一。根据本专利技术，可移动部分的固有振频被设置在相机振动频率的范围之内，导致抗振系统的能耗减少。此外，由于支持可移动部分的弹性部件的弹簧系数可以制造得很小，所以驱动可移动部分的驱动力也可被减小，导致更少的电力消耗，这样如果电池作为能量来源，在需要被更换前就可使用更长的时间。附图说明本专利技术将结合附图进行详细说明，其中图1为包括根据本专利技术的相机振动校正装置(抗振系统)的实施例的SLR数码相机的纵向截面图；图2为相机振动校正装置的透视图；图3为相机振动校正装置的前视图；图4为沿直线图3的IV-IV线的截面图；图5为相机振动校正装置的分解透视图；图6为安装在相机振动校正装置中的分级(stage)装置的前视图；图7为沿图6的VII-VII线的截面图；图8为用于相机振动校正装置的控制电路的实施例的方框图；图9为X-轴方向应变体的前视图，示出其操作状态(弹性变形状态)；图10为在X-轴方向上基于传递函数(1/(Ms2+K0))控制相机振动校正装置的可移动部分速度的速度控制电路的实施例的方框图；图11为在X-轴方向上基于传递函数(1/(Ms2+K0))控制相机振动校正装置的可移动部分速度、无反馈控制的速度控制电路的实施例的方框图；图12为固有振频被设置在30Hz左右时，相机振动校正装置中传递函数F0的振幅特性的波特图；图13A为固有振频被设置为30Hz左右时，相机振动校正装置中传递函数G0的振幅特性“|V0/Vi|”的波特图；图13B为固有振频被设置为30Hz左右时，相机振动校正装置中传递函数G0的相位特性的波特图；图14为固有振频被设置为30Hz左右时，相机振动校正装置中传递函数GC的振幅特性的波特图；图15为固有振频被设置为6Hz左右时，相机振动校正装置中传递函数F0的振幅特性的波特图； 图16A为固有振频被设置为6Hz左右时，相机振动校正装置中传递函数G0的振幅特性“|V0/Vi|”的波特图；图16B为固有振频被设置为6Hz左右时，相机振动校正装置中传递函数G0的相位特性的波特图；图17为固有振频被设置为6Hz左右时，相机振动校正装置中传递函数GC的振幅特性的波特图；图18A为固有振频被设置为30Hz左右、同时微分电路的时间常数K3被设置为小于最佳调节值时，相机振动校正装置中传递函数F0的振幅特性“|V0/Vi|”的波特图；图18B为固有振频被设置为30Hz左右、同时微分电路的时间常数K3被设置为小于最佳调节值时，相机振动校正装置中传递函数F0的相位特性的波特图；图19示出了在相机成像表面上图像振动的频率分布的测量结果的曲线图；以及图20为使用校正透镜的改进的实施例的侧面示意图。具体实施例方式根据本专利技术的相机振动校正装置(抗振系统/图像稳定器)的实施例随后将结合附图1～7进行说明。相机振动校正装置15被安装于数码相机10内(固定体)如图1所示。如图1所示，数码相机10具有包括多个透镜L1、L2和L3的成像光学系统。透镜L3后具有图像拾取装置11。图像拾取装置11具有与成像光学系统的光轴O相垂直的成像表面(图像形成平面)12。在光轴O的方向上(光轴方向)成像表面12位于成像光学系统的图像平面上的位置。在本实施例中，图像拾取装置11被固定于安装在数码相机10内的相机振动校正装置15上。一般采用如CCD或CMOS图像传感器的固体图像拾取装置作为图像拾取装置11。相机振动校正装置15具有分级装置(可移动分级)20，其支撑图像拾取装置11，以使图像拾取装置11在与光轴O垂直的方向上相对相机主体(固定体)移动。分级装置20紧靠透镜L3之后被固定于相机主体。分级本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抗振系统，包括：可移动部分，光学元件安装于其上；支承部件，其以允许所述可移动部分在与光轴垂直的方向上自由移动的方式支持所述可移动部分；以及驱动系统，其在与所述光轴垂直的所述方向上驱动所述可移动部分，其中，源自所述可移动部分和所述支承部件的所述可移动部分的固有频率被设定在配备有所述抗振系统的仪器由于手抖动引起的振频的范围内。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：榎本茂男，
申请(专利权)人：宾得株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]