CN100507627C - 光学设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光学设备，其包括摄影镜头和被构造成移动摄影镜头的振动式致动器。振动式致动器包括振动构件和接触构件，该振动构件具有用于产生振动的电气-机械能量转换作用，该接触构件与振动构件接触。振动构件和接触构件的至少一个压力接触面被构造成圆弧形状，该圆弧形状的中心轴线与摄影镜头的移动方向对应。

Description

光学设备

技术领域

本发明涉及一种光学设备，其包括被构造成沿光轴方向驱动摄影镜头的致动器。更特别地，本发明涉及一种振动式(振动型)线性致动器(linear actuator)。

背景技术

在日本特开平第10-90584号公报中讨论的光学设备包括作为镜头驱动源的振动式线性致动器。

在日本特开平第10-90584号公报中讨论的振动式线性致动器包括振动构件和接触构件。振动构件具有根据电信号产生振动的电气-机械能量转换作用。接触构件与振动构件接触。

振动构件被固定到镜头保持构件，而接触构件被固定到镜筒的固定构件。当振动构件产生驱动振动时，振动构件和镜头保持构件一起移动。

可选择地是，接触构件被固定到镜头保持构件，而振动构件被固定到镜筒的固定构件。当振动构件产生驱动振动时，接触构件和镜头保持构件一起移动。

图24A至图24D示出在日本特开平第10-90584号公报中讨论的典型的振动式线性致动器。该振动式线性致动器包括保持镜头的镜头保持架1和沿光轴方向引导镜头保持架1的导杆2。

支撑构件3支撑振动构件4。接触构件5和振动构件4处于压力接触状态。弹性构件6产生用于使振动构件4与接触构件5接触的压力。

图25所示的镜筒包括保持镜头的镜头保持架11。被安装到镜头保持架11的导衬(guide bush)12可以沿着导杆13在光轴方向上移动。振动器(vibrator)支撑架14设置在导衬12上。一对支撑构件15a和15b支撑振动构件16。

接触构件17被固定到镜筒主体18。弹簧19将振动构件16弹性压向接触构件17。

根据图24A和图24B的例子，虽然振动构件4和接触构件5被保持在压力接触状态，但是，仅弹性构件6支撑振动构件4或接触构件5。在光轴方向上没有构件支撑振动构件4或接触构件5。在镜头驱动操作中，弹性构件6可能沿驱动方向变形，并且镜头保持架1的定位可能不精确。

根据图24C和图24D的例子，支撑构件3保持可以沿与压力接触面垂直的方向移动的振动构件4。类似地，根据图25的例子，支撑构件15a和15b保持可以沿与压力接触面垂直的方向移动的振动构件16。如果导杆(2、13)、支撑构件(3、15a、15b)和接触构件(5、17)的安装不合理，则在这些部件之间可能产生不希望的倾角。振动构件(4、16)和接触构件(5、17)进入点接触或线接触状态。

在该点接触或线接触状态下的振动构件和接触构件不能产生所预期的足够的驱动力。

图26B示出当从光轴方向看时，相对于振动器22处于倾斜状态的滑块(slider)21。滑块21的承压面(pressure-receivingsurface)是平面。L表示滑块21的承压面的宽度。

表示滑块21的承压面与振动器22的承压面之间的相对倾角。

图26A示出分别处于没有相对倾角(即)的面接触状态的滑块21和振动器22，其中，滑块21和振动器22均具有平的承压面。压力均匀地分布。振动式线性致动器可以以预期的性能运转。

振动式线性致动器的耐久性很大程度上取决于作用在滑块21和振动器22的承压面上的压力接触力。如上所述，振动式线性致动器利用在振动器22的承压面上产生的椭圆运动和作用在滑块21与振动器22之间的压力进行摩擦驱动操作。

在该摩擦驱动操作中，可能在滑块21和振动器22的承压面上产生磨损。磨损是决定耐久性的因素。

如果作用在滑块21和振动器22之间的力是均匀的并且是适当的，则振动式致动器可以具有足够的耐久性。

然而，如图26B所示，在实际产品中，由于制造差异和组装误差导致滑块21与振动器22之间可能存在相对倾角

。

在该情况下，滑块21的仅一个边缘与振动器22接触。滑块21与振动器22之间产生的摩擦力不足。振动式线性致动器的性能显著劣化。

发明内容

本发明涉及一种耐久性优异并且尺寸紧凑的光学设备。本发明可以使作用在振动式致动器的振动构件与接触构件之间的压力稳定，并且可以实现稳定的镜头驱动操作。

根据本发明的一个方面，光学设备包括摄影镜头和被构造成移动摄影镜头的振动式致动器。振动式致动器包括振动构件和接触构件，该振动构件被构造成电气-机械地转换能量以产生振动，该接触构件与振动构件接触。振动构件和接触构件的至少一个压力接触面具有圆弧形状，该圆弧形状的中心轴线与摄影镜头的移动方向对应。当L表示被限定在与摄影镜头的光轴垂直的表面上的压力接触面的宽度，R表示压力接触面的圆弧形状的曲率半径时，满足关系0.5≤R/L≤10。

从以下参照附图对典型实施例的详细说明中，本发明的其它特征和方面将变得明显。

附图说明

包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起说明本发明的典型实施例和特征，用于解释本发明的至少一些原理。

图1是根据本发明的第一典型实施例的镜筒的分解透视图。

图2是镜筒的主视图。

图3是镜筒的右侧视图。

图4是沿图2的线A-A截取的镜筒的剖视图。

图5是沿图3的线B-B截取的镜筒的放大剖视图。

图6是沿图3的线C-C截取的镜筒的放大剖视图。

图7是沿图2的线D-D截取的镜筒的剖视图。

图8是沿图2的线E-E截取的镜筒的剖视图。

图9示出成像设备的方框电路配置。

图10示出从光轴方向看的滑块。

图11A至图11C示出从光轴方向看的滑块与振动器之间的关系。

图12是示出角度θ与比值R/L之间的关系的图。

图13A和图13B示出第一振动式线性致动器。

图14A和图14B示出第二振动式线性致动器。

图15是根据本发明的第二典型实施例的振动器的透视图。

图16是从光轴方向看的图15所示的振动器的主视图。

图17是图15所示的振动器的侧视图。

图18是从光轴方向看的示出滑块与振动器之间的关系的主视图。

图19是图18所示的滑块和振动器的侧视图。

图20是从光轴方向看的示出根据本发明的第三典型实施例的滑块与振动器之间的关系的主视图。

图21是图20所示的滑块和振动器的侧视图。

图22是从光轴方向看的示出根据本发明的第四典型实施例的滑块与振动器之间的关系的主视图。

图23是图22所示的滑块和振动器的侧视图。

图24A至图24D示出传统的振动式线性致动器。

图25示出传统的镜筒。

图26A和26B示出根据传统的振动式线性致动器的从光轴方向看的具有平的承压面的滑块和振动器之间的关系。

具体实施方式

典型实施例的以下说明在本质上是示例性的，并且本发明及其应用或使用不限于典型实施例的以下说明。注意，在整个说明书中，相同的附图标记表示相同的部件(item)，这样，一旦在一个图中说明了部件，则在随后的图中将不再讨论该部件。下面将参照附图详细说明典型实施例。

第一典型实施例

图1至图8示出根据本发明的第一典型实施例的镜筒的机械构造。镜筒包括固定到筒主体的第一镜头单元31、可沿光轴方向移动的用于变焦调节的第二镜头单元32、固定到筒主体的第三镜头单元33和可沿光轴方向移动的用于调焦的第四镜头单元34。从被摄体侧到观察侧依次布置第一镜头单元31至第四镜头单元34。各镜头单元均包括摄影镜头。光量调节单元35介于第二镜头单元32与第三镜头单元33之间。

第一镜头保持构件36保持第一镜头单元31。螺钉37、38和39将第一镜头单元31固定到后镜筒40。后镜筒40保持图像传感器和低通滤波器(LPF)。后镜筒40被固定到照相机主体(未示出)。

在后镜筒40与第一镜头保持构件36之间，平行的导杆41和42沿光轴方向延伸。

第二镜头保持构件43保持第二镜头单元32。能够截断不必要的光的掩模32a被固定到第二镜头保持构件43。第二镜头保持构件43在接合部43a与导杆41接合。导杆41沿光轴方向引导第二镜头保持构件43。第二镜头保持构件43在接合部43b与导杆42接合。导杆42防止第二镜头保持构件43绕导杆41转动。

当从光轴方向看时，光量调节单元35具有上下长度比左右长度长的外形。螺钉44将光量调节单元35固定到后镜筒40。柔性布线板45被连接到光量调节单元35。虽然没有详细示出，但是光量调节单元35包括刀型(guillotine-type)光圈机构，该刀型光圈机构可以利用由步进电机转动的杆使一对光圈叶片沿上下方向彼此平行移动。光量调节单元35可以增大或减小开口直径。

第三镜头保持构件47保持第三镜头单元33。螺钉46将第三镜头保持构件47固定到后镜筒40。第四镜头保持构件48保持第四镜头单元34。第四镜头保持构件48在接合部48a与导杆42接合。导杆42沿光轴方向引导第四镜头保持构件48。第四镜头保持构件48在接合部48b与导杆41接合。导杆41防止第四镜头保持构件48绕导杆42转动。

滑块49被固定在第一镜头保持构件36与后镜筒40之间。滑块49包括结合在一起的磁体和弹性构件。滑块49具有被构造成圆弧形状的压力接触面49a以及固定到第一镜头保持构件36和后镜筒40的两端49b和49c。振动器50包括电气-机械能量转换元件和弹性构件。电气-机械能量转换元件引起振动。弹性构件可以是强磁性板构件。振动器50的弹性构件和滑块49的磁体彼此磁性吸引。使构成滑块49的弹性构件的压力接触面49a与构成振动器50的弹性构件的两个压力接触面50a和50b接触。压力接触面50a和50b在光轴方向上彼此间隔开。

滑块49和振动器50构成第一振动式线性致动器。柔性布线板51向电气-机械能量转换元件供给具有不同相位的两种频率信号(脉冲信号或交变信号)。当根据频率信号致动振动器50时，振动器50的压力接触面50a和50b产生椭圆运动。作用在滑块49与振动器50之间的压力产生摩擦力。摩擦力与椭圆运动一起产生作用在滑块49的压力接触面49a上的沿光轴方向的驱动力。

粘接剂将板簧52的弹簧52a固定到间隔件(spacer)53。粘接剂将板簧52的弹簧52b固定到间隔件54。粘接剂将板簧52的部分52c和52d固定到第二镜头保持构件43的部分43d和43e。此外，粘接剂将振动器50经由定位销53a和54a固定到间隔件53和54。

粘接剂将比例尺(scale)55固定到第二镜头保持构件43的部分43d。比例尺55检测第二镜头保持构件43沿光轴方向的位移。光发射/接收元件56被布置在比例尺55附近。光发射/接收元件56朝向比例尺55发光并且接收从比例尺55反射的光。光发射/接收元件56检测第二镜头保持构件43的位移。光发射/接收元件56和比例尺55构成用作位置检测器的第一线性编码器。光发射/接收元件56经由柔性布线板57传递或接收信号。螺钉58将柔性布线板57固定到第一镜头保持构件36。

当从光轴方向前方看时，导杆41、第一振动式线性致动器和第一线性编码器(即光发射/接收元件56和比例尺55)被布置在光量调节单元35的右侧面附近。导杆41在上下方向上介于第一振动式线性致动器和第一线性编码器之间。

粘接剂将滑块59固定到形成在第四镜头保持构件48上的槽。滑块59包括结合在一起的磁体和弹性构件。滑块59具有被构造成圆弧形状的压力接触面59a。振动器60包括电气-机械能量转换元件和弹性构件。弹性构件可以是强磁性板构件。转换元件使弹性构件振动。振动器60的弹性构件和滑块59的磁体彼此磁性吸引。使构成滑块59的弹性构件的压力接触面59a与构成振动器60的弹性构件的两个压力接触面60a和60b接触。压力接触面60a和60b在光轴方向上彼此间隔开。

滑块59和振动器60构成第二振动式线性致动器。柔性布线板61向电气-机械能量转换元件供给具有不同相位的两种频率信号(脉冲信号或交变信号)。根据频率信号致动振动器60时，振动器60的压力接触面60a和60b产生椭圆运动。作用在滑块59与振动器60之间的压力产生摩擦力。摩擦力产生作用在滑块59的压力接触面59a上的沿光轴方向的驱动力。

粘接剂将板簧62的部分62a经由间隔件63的定位销63a固定到振动器60。粘接剂将板簧62的部分62b经由间隔件64的定位销64a固定到振动器60。此外，止动螺钉66和67将致动器盖65固定到第一镜头保持构件36和后镜筒40。粘接剂将板簧62的部分62c和62d固定到致动器盖65的部分65a和65b。振动器60、间隔件63、间隔件64、板簧62和致动器盖65结合成一体。

粘接剂将比例尺68固定到第四镜头保持构件48的槽48d。比例尺68检测第四镜头保持构件48的位移。光发射/接收元件69被布置在比例尺68附近。光发射/接收元件69朝向比例尺68发光并且接收从比例尺68反射的光。光发射/接收元件69检测第四镜头保持构件48的位移。光发射/接收元件69和比例尺68构成用作检测器的第二线性编码器。螺钉71将柔性布线板70固定到后镜筒40。光发射/接收元件69经由柔性布线板70传递或接收信号。

当从光轴方向前方看时，导杆42、第二振动式线性致动器和第二线性编码器(即光发射/接收元件69和比例尺68)被布置在光量调节单元35的左侧面附近。导杆42在上下方向上介于第二振动式线性致动器与第二线性编码器之间。

第一振动式线性致动器、导杆41和第一线性编码器的第一组与第二振动式线性致动器、导杆42和第二线性编码器的第二组关于通过光轴中心并且沿上下方向延伸的轴线对称布置。

从图4明显看出，第二镜头保持构件43的可动范围在光轴方向上从被摄体侧延伸到成像面侧。被摄体在光量调节单元35的左侧，而成像面在右侧。第四镜头保持构件48的可动范围在光轴方向上从成像面侧延伸到光量调节单元35的内部位置。也就是说，第二镜头保持构件43的可动范围和第四镜头保持构件48的可动范围在光轴方向上部分重叠。第二镜头保持构件43的可动范围比第四镜头保持构件48的可动范围宽。

类似地，第一振动式线性致动器沿光轴方向的安装范围(即滑块49的纵向范围)和第二振动式线性致动器的安装范围(即滑块59的纵向范围)在光轴方向上互相重叠。

图9示出成像设备的方框电路配置。设置在后镜筒40中的图像传感器81包括电荷耦合器件(CCD)传感器或者金属氧化物半导体(MOS)传感器。图像传感器81的安装位置在第一镜头单元31到第四镜头单元34的共同的光轴的后端。照相机处理电路82接收图像传感器81的输出信号。照相机处理电路82经由自动曝光(AE)门(gate)83向中央处理器(CPU)84供给输出信号，并且经由自动调焦(AF)门85和AF信号处理电路86向CPU84供给另一输出信号。

第一线性编码器87检测第二镜头单元32的当前位置。光圈编码器88检测光量调节单元35的开口值。第二线性编码器89检测第四镜头单元34的当前位置。CPU84接收来自第一线性编码器87、光圈编码器88和第二线性编码器89的输出信号。CPU84与变焦开关90和变焦追踪存储器(zoom trackingmemory)91相连。

CPU84经由包括滑块49和振动器50的第一振动式线性致动器92向第二镜头保持构件43供给输出信号。此外，CPU84经由测量计(meter)93向光量调节单元35供给输出信号。CPU84经由包括滑块59和振动器60的第二振动式线性致动器94向第四镜头保持构件48供给输出信号。

CPU84是被构造成控制成像设备的操作的控制电路。照相机处理电路82对图像传感器81的输出信号施加特定处理(例如，放大和γ校正)，并且产生通过AE门83和AF门85的视频信号的对比信号。AE门83和AF门85可以在整个屏幕中设定用于曝光决定和调焦的最佳信号提取范围。门83和85的尺寸都是可变的。各门83和85均可以包括多个门。AF信号处理电路86从视频信号提取高频成分并且产生AF评价值信号。

变焦开关90使用户能够进行变焦操作。变焦追踪存储器91存储目标位置信息，该目标位置信息表示在变焦操作过程中被驱动以保持合焦状态的第四镜头单元34的目标位置。基于目标的距离和第二镜头单元32的位置确定第四镜头单元34的目标位置。变焦追踪存储器91可以是CPU84的内置存储器。

测量计93是光量调节单元35的驱动源。第一线性编码器87包括比例尺55和光发射/接收元件56。第二线性编码器89包括比例尺68和光发射/接收元件69。线性编码器87检测第二镜头单元32在光轴方向上的相对位置(即距基准位置的位移)。类似地，线性编码器89检测第四镜头单元34在光轴方向上的相对位置。

线性编码器87和89不限于光学编码器，还可以是磁编码器。可选择地是，线性编码器87和89可以是能够基于电阻值检测绝对位置的其他编码器。光圈编码器88可以包括设置在测量计93内部的霍尔元件，该霍尔元件检测测量计93的转子和定子之间的转动位置的关系。

根据上述配置，如果用户(即摄影者)操作变焦开关90，则CPU84控制驱动第二镜头单元32的第一振动式线性致动器92。CPU84参照储存在第一变焦追踪存储器91中的信息和从第一线性编码器87的检测结果获得的第二镜头单元32的当前位置来计算第四镜头单元34的目标驱动位置。

然后，CPU84控制使第四镜头单元34移动到目标驱动位置的第二振动式线性致动器94。CPU84判断第四镜头单元34是否已经到达目标驱动位置。如果从第二线性编码器89的检测结果获得的第四镜头单元34的当前位置与目标驱动位置相同，则CPU84确定为第四镜头单元34已经到达目标驱动位置。

在自动调焦操作中，CPU84控制第二振动式线性致动器94，该第二振动式线性致动器94将第四镜头单元34驱动到使通过AF信号处理电路86获得的AF评价值最大的位置。

为了获得合适的曝光，CPU84控制光量调节单元35的测量计93，该光量调节单元35控制开口直径。当已通过AE门83的亮度信号的平均值变成特定值时，也就是说，当光圈编码器88的输出信号变成与该特定值对应的值时，可以使曝光最优化。

图10示出当从光轴方向看时具有被构造成圆弧形状的压力接触面49a的滑块49。图11A至图11C示出当从光轴方向看时滑块49与振动器50之间的角度变化的关系。“L”表示被限定在振动器50的与摄影镜头的光轴垂直的表面上的压力接触面49a、即压力接触部的宽度。压力接触面49a具有两个边缘49d和49e。

“R”表示限定滑块49的压力接触面49a的圆弧的曲率半径。“O”表示圆弧的中心。角度θ是在连接圆弧形状的中心O和压力接触面49a的中点的线段与连接圆弧形状的中心O和边缘49e的线段之间形成的角度。参数R、L和θ满足2R/L＝sinθ的关系。

在图11A至图11C中，表示可能由制造误差引起的滑块49相对于振动器50的倾角。角度

可以被定义为在连接圆弧形状的中心O和压力接触面49a的中点的线段与从压力接触面49a的中点延伸的垂线之间形成的角度。

根据图11A所示的例子(即

)，滑块49在压力接触面49a的中点处与振动器50接触。根据图11B所示的例子(即

滑块49在从压力接触面49a的中点偏移与角度

对应的量的位置处与振动器50接触。图11A和图11B的例子中的接触点都位于圆弧面上。

根据图11C所示的例子(即

)，滑块49在边缘49e处与振动器50接触。在该状态下，作用在滑块49和振动器50之间的摩擦力不足。不足的摩擦力使第一振动式线性致动器92的驱动性能和耐久性劣化。

根据图11A和图11B所示的两种状态，滑块49的圆弧部与振动器50的平面接触。由于滑块49和振动器50都是弹性的，所以滑块49与振动器50之间的接触是面接触(不是线接触)。因此，如果滑块49和振动器50处于图11A()或图11B

所示的状态，则第一振动式线性致动器92可以适当运转。当半径R大时获得的大的接触面积可以提高驱动特性和耐久性。

相反，如果滑块49具有圆柱状主体，则由于滑块49的宽度的限制，滑块49的半径R可能小(换句话说，曲率可能大)。驱动特性和耐久性劣化。因此，在滑块49的可能的倾角范围内尽可能大地设定曲率半径R是有用的。

根据本典型实施例，磁体产生作用在滑块49与振动器50的压力接触部之间的压力。在该情况下，如果曲率半径R大，则滑块49与振动器50之间的间隙在两个边缘49d和49e处变大，使得压力减小。在该方面，尽可能大地设定曲率半径R是有用的。

图12是示出角度θ与比值R/L之间的关系的图，其中，R表示曲率半径，L表示滑块21的承压面的宽度。制造误差和/或组装误差可能使振动器50与滑块49之间的相对倾角在0.0°～2.5°的范围中。用于保持滑块49的圆弧面上的充分接触的角度θ设定成大于滑块49的可能的倾角。因此，比值R/L的设定满足角度θ等于或大于2.5°的关系。当比值是10(R/L＝10)时，角度θ是2.87°。比值R/L应满足关系R/L≤10。宽度L不超过曲率半径R的两倍。因此，R/L的下限是0.5。

参照图10至图12的说明同样可以适用于包括滑块59和振动器60的第二振动式线性致动器94。

根据上述配置，如图13A和13B所示，制造误差可能使滑块49或振动器50的压力接触面相对于与光轴平行的轴线倾斜。在该情况下，由于滑块49的压力接触面49a具有圆弧形状，所以滑块49与振动器50之间的接触状态不会改变，从而性能不会劣化。如果压力接触面49a的方向发生任何偏离，则板簧52变形并且调节压力接触位置。

如果发生绕与压力接触面49a平行并且与光轴垂直的轴线的角度偏离，则板簧52绕该轴线转动以适当地保持振动器50的两个压力接触面50a和50b在长度方向上分开的压力接触状态。由板簧52变形产生的弹性力比施加在滑块49和振动器50之间的压力小。作用在压力接触面50a和50b之间的压力大致不变。第一振动式线性致动器92可以以预期的性能稳定地运转。

滑块49的磁体磁性吸引振动器50，并且产生用于产生第一振动式线性致动器92的驱动力的压力。因此，压力的反作用力不会作用在第二镜头保持构件43上。在第二镜头保持构件43的与导杆41和42接合的接合部43a和43b处不会产生大的摩擦力。摩擦不会导致驱动负载增大。因此，第一振动式线性致动器92可以被构造成低输出和小型的。本典型实施例可以使镜筒小型化。

此外，本典型实施例可以精确实现对第二镜头单元32的第二镜头保持构件43的微小驱动操作。

类似地，滑块59的磁体磁性吸引振动器60，并且产生用于产生第二振动式线性致动器94的驱动力的压力。因此，压力的反作用力不会作用在第四镜头保持构件48上。在第四镜头保持构件48的与导杆41和42接合的接合部48a和48b处不会产生大的摩擦力。摩擦不会导致驱动负载(磨损)增大。可以精确实现对第四镜头单元34的第四镜头保持构件48的微小驱动操作。第二振动式线性致动器94可以被构造成低输出和小型的。本典型实施例可以使镜筒小型化。

当由于制造误差导致发生绕与光轴平行的轴线的角度偏离时，滑块59与振动器60之间的接触可能从图14A所示的状态变化到图14B所示的状态。在该情况下，由于滑块59的压力接触面59a被构造成圆弧形状，所以，虽然滑块59的接触点不同，但是滑块59与振动器60之间的大致接触状态保持不变。这样，第二振动式线性致动器94的性能不会劣化。

如果滑块59或振动器60在与压力接触面59a垂直的方向上有任何偏离，则板簧62变形并且使滑块59和振动器60保持在适当的压力接触状态。

类似地，如果在滑块59与振动器60之间发生绕与光轴垂直并且与压力接触面平行的轴线的角度偏离，则板簧62绕该轴线扭转并且适当地保持压力接触状态。在该情况下，由于板簧52在长度方向上足够长，所以板簧62的变形不会产生大的反作用力。施加到压力接触面59a的压力不会发生大的变化。第二振动式线性致动器92可以以预期的性能稳定地运转。

如上所述，根据本典型实施例，当从光轴方向看时，沿光量调节单元35的右侧面布置导杆41、第一振动式线性致动器92和第一线性编码器87。导杆41在上下方向上介于第一振动式线性致动器92与第一线性编码器87之间。当从光轴方向看时，沿光量调节单元35的左侧面布置导杆42、第二振动式线性致动器94和第二线性编码器89。导杆42在上下方向上介于第二振动式线性致动器94与第二线性编码器89之间。

因此，本典型实施例可以实现紧凑的镜筒，该镜筒能够容纳光量调节单元35、驱动两个镜头保持构件43和48的两个振动式线性致动器92和94、两个导杆41和42、以及两个线性编码器87和89。

布置在导杆41和42附近的滑块49和59可以平稳地驱动第二和第四镜头保持构件43和48。布置在导杆41和42附近的比例尺55和68可以精确地检测第二镜头保持构件43和第四镜头保持构件48的位置。即使当第二和第四镜头保持构件43和48的接合部(43a、43b、48a、48b)松时，比例尺55和68也不会引起大的位移。

振动式线性致动器和线性编码器可布置在相对于导杆的光轴的相反侧，该导杆引导镜头保持构件(即驱动对象和位置检测对象)。在该情况下，如果镜头保持构件与导杆松动地接合，则在驱动操作开始时线性编码器可能绕导杆(作为支点)摆动，并且可能朝驱动方向的反方向运动使得线性编码器的位置检测变得不精确。然而，因为振动式线性致动器(92、94)和线性编码器(87、89)被布置在引导镜头保持构件(43、48)的导杆的相同侧，所以在本典型实施例中不会发生这种问题。

在本典型实施例中，第一振动式线性致动器92包括设置在第二镜头保持构件43上的振动器50和设置在镜筒的固定部上的滑块49。然而，振动器50及其保持机构可以设置在固定部上，而滑块49及其保持机构可以设置在第二镜头保持构件43上。类似地，第二振动式线性致动器94不限于上述配置。滑块59及其保持机构可以设置在固定部上，而振动器60及其保持机构可以设置在第四镜头保持构件48上。

在本典型实施例中，第一和第二振动式线性致动器92和94是利用包含在滑块(49、59)中的磁体产生压力的类型。然而，第一和第二振动式线性致动器92和94可以被构造成包括可以产生压力的弹簧构件或其他弹性构件。

本典型实施例不限于一体形成有摄影镜头的成像设备。本典型实施例可以适用于可从成像设备主体拆卸的可互换镜头。

此外，根据本典型实施例的被构造成圆弧形状的振动构件或接触构件具有自动调节绕光轴发生的倾角的功能。这样，本典型实施例不需要在外部设置调节机构。可以使振动式线性致动器小型化。

此外，本典型实施例可以设定限定圆弧形状的合适的曲率半径。本典型实施例可以防止振动构件和接触构件经受局部作用的过大的压力接触力。本典型实施例可以提高振动式线性致动器的耐久性。

第二典型实施例

图15是根据本发明的第二典型实施例的振动器的透视图。图16是从光轴方向看的振动器的主视图。图17是振动器的侧视图。第二典型实施例与第一典型实施例的不同之处在于：滑块的压力接触面是平的，而振动器的压力接触面被构造成圆弧形状。振动器101与第一典型实施例中说明的振动器50对应。滑块102与第一典型实施例中说明的滑块49对应。第二典型实施例的其它配置与第一典型实施例的其它配置类似。振动器101具有分别被构造成圆弧形状的两个压力接触面101a和101b。

图18是从光轴方向看的示出滑块102与振动器101之间的关系的主视图。图19是滑块102和振动器101的侧视图。滑块102的平的压力接触面与振动器101的圆弧压力接触面101a和101b接触。“R”表示限定压力接触面101a和101b的圆弧形状的曲率半径。“L”表示滑块102的被限定在与摄影镜头的光轴垂直的表面上的接触部(即压力接触面)的宽度。角度θ是在连接圆弧形状的中心O和振动器101的圆弧面的中点的线段与连接圆弧形状的中心O和滑块102的边缘102e的线段之间形成的角度。

根据第二典型实施例，如果振动器101与滑块102之间的相对倾角小于角度θ，则滑块102的压力接触面可以与振动器101的压力接触面101a和101b接触。因此，第一振动式线性致动器92可以以预期的性能稳定地运转。这样，第二典型实施例可以获得与第一典型实施例的效果类似的效果。

第三典型实施例

图20是从光轴方向看的示出根据本发明的第三典型实施例的滑块112与振动器111之间的关系的主视图。图21是滑块112和振动器111的侧视图。振动器111具有分别被构造成圆弧形状的两个压力接触面111a和111b。滑块112具有平的压力接触面。第三典型实施例与第二典型实施例的不同之处在于：振动器111的圆弧形状的宽度L比滑块112的压力接触面的宽度窄。角度θ是在连接振动器111的圆弧形状的中心O和振动器111的圆弧面(111a、111b)的中点的线段与连接圆弧形状的中心O和振动器111的圆弧面的边缘的线段之间形成的角度。

根据第三典型实施例，与第一典型实施例类似，如果滑块112与振动器111之间的相对倾角小于角度θ，则滑块112的压力接触面可以与振动器111的圆弧压力接触面111a和111b接触。因此，第一振动式线性致动器92可以以预期的性能稳定地运转。

第四典型实施例

图22是从光轴方向看的示出根据本发明的第四典型实施例的滑块122与振动器121之间的关系的主视图。图23是图22所示的滑块122和振动器121的侧视图。振动器121具有分别被构造成圆弧形状的压力接触面121a和121b。滑块122具有被构造成圆弧形状的压力接触面122a。

根据图22和图23所示的配置，如果在滑块122与振动器121之间产生相对倾角，则滑块122与振动器121之间的压力接触状态不变。可以在滑块122的圆弧形状与振动器121的圆弧形状之间保持稳定的接触。因为滑块122和振动器121的压力接触面分别被构造成圆弧形状，所以第四典型实施例允许滑块122与振动器121之间具有较大的倾角。

如上所述，如果在振动构件与接触构件之间发生绕光轴的相对倾角，则本发明的典型实施例可以消除或减小振动构件与接触构件之间的压力接触状态的变化，并且可以充分地保持压力接触状态以不断获得足够的驱动力。因此，振动式线性致动器可以以预期的性能稳定地运转。

虽然已经参照典型实施例说明了本发明，但可以理解的是，本发明不限于已经公开的典型实施例。所附权利要求的范围与最广的解释一致以包含所有的变型、等价结构和功能。

Claims (2)

1.一种光学设备，其包括：

摄影镜头；以及

振动式致动器，其被构造成移动所述摄影镜头，

其中，所述振动式致动器包括：

振动构件，其被构造成电气-机械地转换能量以产生振动；以及

接触构件，其与所述振动构件接触，

其中，所述振动构件和所述接触构件的至少一个压力接触面具有圆弧形状，所述圆弧形状的中心轴线与所述摄影镜头的移动方向对应，以及

当L表示被限定在与所述摄影镜头的光轴垂直的表面上的所述压力接触面的宽度，R表示所述压力接触面的所述圆弧形状的曲率半径时，满足关系0.5≤R/L≤10。

2.根据权利要求1所述的光学设备，其特征在于，所述振动构件和所述接触构件中的一个是磁体，另一个是强磁性材料。

Images