[发明专利]驱动装置和使用该驱动装置的摄影设备

说明书

技术领域

本发明涉及用于使用诸如电磁马达、超声波马达或者压电体这样的致动器驱动可移动体从而使该可移动体在预定方向上移动的驱动装置，并且还涉及通过使用该驱动装置执行相机振动校正或者焦点位置检测的诸如数码相机或工具显微镜这样的摄影设备。

背景技术

一直以来，已经存在了可用于能够在X轴、Y轴和Z轴方向上移动并且围绕每个轴转动的电动台的多种应用，其中X轴、Y轴和Z轴被定义为在直角坐标系中彼此垂直的三个轴。

具有相机振动校正功能的摄影装置的具体示例可以包括相机。作为针对相机的振动校正功能，已知一种相机振动校正功能，该相机振动校正功能使用诸如角速度传感器的振动检测器检测相机俯仰方向的振动和相机偏转方向的振动，并且该相机振动校正功能基于指示检测到的振动的信号，在与摄影光轴垂直的平面内、在消除该振动的方向上、在水平方向和垂直方向上彼此独立地移动摄影光学系统或者摄影元件的一部分，以由此校正摄影元件的摄影面上的图像的模糊。

用于实现上述相机振动校正功能的相机振动校正机构采用了一种驱动单元，该驱动单元在与摄影光轴垂直的平面内在水平方向和垂直方向上移动一些摄影镜头或者图像传感器自身。由于追随相机振动而操作，因此驱动单元需要被精确地驱动(微驱动)，并且在被驱动时还需要相对于摄影镜头对可移动体进行准确定位(摄影面上的定位)。此外，驱动单元被需要具有大的驱动力以便于获得进行与可移动体的重力反方向的控制所必须的加速度，并且还需要具有自我保持性，使得即使在电源关闭后也能够保持可移动体的位置。当然，驱动单元需要具有紧凑和廉价的机构，而不是具有复杂的机构。另一方面，存在着对一种能够在与摄影面垂直的方向上驱动可移动体以便于在更先进的微距摄影中进行相机振动校正和在对比度系统中进行焦点检测的驱动机构的需求。

其它具体示例包括显微镜中用于载置要观测的物品的镜台。这种镜台被要求在XY平面内自由地移动以将要观测的物品的期望位置移动到显微镜的观测视野中。此外，这种镜台设置有能够在与XY平面垂直的Z轴方向上精确地移动该镜台以在焦点定位过程中进行调整的机构。

例如，日本专利特开No.2008-129326公开了一种驱动机构，该驱动机构包括：多个基板支承突起，每个基板支承突起都在其远端具有光滑表面，所述基板支承突起形成在底部轭板上；压销，其在远端具有光滑表面，该压销被螺旋弹簧按压，基板支承突起与压销将可移动部夹持在它们之间；线圈，其设置在可移动部侧；以及磁体，其设置在底部轭板侧，线圈和磁体形成音圈马达(在下文中称为VCM(voice coilmotor))，以由此允许由基板支承突起的端面所限定的平面内的X轴方向(水平方向)和Y轴方向(垂直方向)上的移动，并且还允许围绕与XY平面垂直的轴旋转。

然而，在该机构中，可动框总是处于压力支承的摩擦力的作用下，导致了用于驱动该可动框的VCM由于摩擦力而能量下降的问题。此外，当VCM的动作停止时，可动框通过压力支承的摩擦力而被固定框保持。然而，如果保持力增大以提高保持性能，则摩擦力也随之增大，可能进一步减小VCM的能量。另外，尽管该驱动机构使用简单构造来允许X轴方向(水平方向)和Y轴方向(垂直方向)上的移动，并且还允许围绕与XY平面垂直的轴旋转，但是仍然没有实现在与XY平面(相机的光轴方向，即，Z轴方向)垂直的方向上的驱动。如果可以实现Z轴方向上的驱动控制，则该驱动控制可应用于用于相机的焦点检测的Z轴方向上的振动动作(在下文中，称为摆动)、聚焦动作或者在微距摄影中有效的光轴方向上的相机振动校正动作。

日本专利申请特开No.2010-282028公开了一种镜头单元，该镜头单元包括用于使动子(transducer)相对于定子进行直线移动的致动器(VCM的形式)，其中当用于致动的致动器不产生驱动力时，动子和定子被彼此按压，而当用于移动的致动器产生驱动力时，动子与定子之间的按压力被用于制动部(具体地，压电体)的致动器消除。

然而，该驱动机构是用于相对于定子在Z轴方向(光轴方向)上驱动振动子的单轴驱动机构，并未实现多自由度的移动。特别是，在按压力的方向上的移动完全不受控制。当用于致动的致动器相对于固定框驱动可动框时，按压力被解除，造成了该机构中的间隙在位置上随机变化。