透鏡驅動裝置以及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種被用于數字照相機等的透鏡驅動裝置以及方法。
【背景技術】
[0002]數字照相機、攝像機等為了聚焦和變焦，設置有透鏡驅動裝置。作為該透鏡驅動裝置的電動機，存在使用由磁鐵、磁軛、和線圈構成的音圈電動機，實現高速化的電動機。在該音圈電動機中，通過將電流流過線圈，將電磁力作為推力，使得線圈在磁軛上移動。若將線圈與透鏡一體地安裝，則能夠將透鏡與線圈一起移動。作為透鏡，例如有聚焦透鏡和變倍透鏡等。聚焦透鏡通過移動來調節被攝體像的焦點。變倍透鏡例如被設置在變焦透鏡，對被攝體像的遠近倍率進行調節。這樣，通過將音圈電動機用于透鏡驅動裝置，從而也可謀求數字照相機、攝像機等的小型化、透鏡驅動時的靜音化。
[0003]在專利文獻I中，相對于保持透鏡的線圈，將具有磁鐵的2個磁軛配置在相對的位置，在這2個磁軛之間將磁傳感器配置為位置檢測單元。由此，減少漏磁通對磁傳感器的影響。此外，在專利文獻2中，拍攝元件的4個邊中，按照在光軸方向與至少相鄰的2邊平行的方式分別配置2個磁軛，構成2個驅動用磁電路。以光軸方向為基準，向一個驅動用磁電路所具有的線圈的通電方向與向另一個線圈的通電方向反轉，并且使一個磁鐵的拍攝元件側的極性與另一個磁鐵的拍攝元件側的極性相反，防止拍攝元件磁化。
[0004]在先技術文獻
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻1:日本特開平10-225083號公報
[0007]專利文獻2:日本特開2011-123432號公報
【發明內容】
[0008]-發明要解決的課題-
[0009]但是，已知磁鐵的磁通密度隨著周圍的溫度變化、經年變化而變化。因此，在將一定驅動電流流過線圈的情況下，產生的電磁力的大小可能由于周圍的溫度、時間的經過而不同。若電磁力的大小產生偏差，則以電磁力為推力而移動的透鏡的移動速度也產生偏差，不能穩定地驅動透鏡。在如專利文獻I以及2的透鏡驅動方法那樣，驅動對象為聚焦透鏡或變倍透鏡的情況下，焦點、拍攝倍率的調整速度產生偏差，給拍攝者帶來不適感。
[0010]此外，已知為了透鏡驅動，使線圈沿著在光軸方向延伸的磁鐵移動時，光軸方向上的磁鐵的兩端附近的線圈從磁鐵受到的磁通密度比光軸方向上的磁鐵的中央附近的磁通密度小。因此，在一定驅動電流流過線圈的情況下，在磁鐵的兩端附近產生的電磁力比在磁鐵的中央附近產生的電磁力小。其結果，與線圈一起沿著磁鐵移動的透鏡的移動速度是，相比于磁鐵的中央附近，兩端附近變慢。對于該問題，通過將線圈的移動范圍僅限制在磁鐵的中央附近，能夠抑制透鏡的移動速度的變動。但是，為了數字照相機、攝像機等的小型化，在僅使用磁鐵的中央附近的情況下是浪費的，需要有效利用到兩端附近。由此，要求即使在線圈的移動范圍不僅為磁鐵的中央附近，還擴展到兩端附近的情況下，也使透鏡的移動速度穩定。
[0011]本發明的目的在于，提供一種對透鏡移動時的速度變動進行抑制，不給拍攝者帶來不適感的透鏡驅動裝置以及方法。
[0012]-解決課題的手段-
[0013]為了實現上述目的，本發明的透鏡驅動裝置具備:保持透鏡并能夠在光軸方向移動的透鏡框、音圈電動機、位置檢測部、第I存儲表、和控制部。音圈電動機具有:在透鏡的光軸方向延伸的磁鐵、和配置在磁鐵的磁場內并且安裝有透鏡框的線圈。若電流流過線圈，則通過產生的電磁力，線圈與透鏡框一體地在光軸方向移動。位置檢測部檢測相對于磁鐵的線圈的光軸方向位置。第I存儲表按每個線圈位置來存儲對光軸方向上的磁鐵的磁通密度分布中的降低部分進行補償的第I修正系數。控制部使用與通過位置檢測部檢測出的線圈位置對應地從第I存儲表讀取出的第I修正系數，對流過線圈的電流進行控制。
[0014]另外，優選具備溫度測定部和第2存儲表。溫度測定部對磁鐵的周邊的溫度進行測定。第2存儲表按每個溫度來存儲第2修正系數。第2修正系數對根據溫度的變化而變化的磁通密度分布中的降低部分進行補償。控制部使用與通過溫度測定部測定出的溫度對應地從第2存儲表讀取出的第2修正系數，控制電流。
[0015]此外，優選具備經過時間測量部和第3存儲表。經過時間測定部測量經過時間。第3存儲表按每個經過時間來存儲第3修正系數。第3修正系數對根據時間的經過而變化的磁通密度分布中的降低部分進行補償。控制部使用與通過經過時間測量部測量出的經過時間對應地從第3存儲表讀取出的第3修正系數，控制電流。
[0016]優選具備初始磁通密度存儲部、磁通密度測定部、磁通密度比率計算部、和系數修正部。初始磁通密度存儲部將磁鐵的基準位置中的磁通密度存儲為初始磁通密度。磁通密度測定部對磁鐵的基準位置處的磁通密度進行測定。磁通密度比率計算部求出初始磁通密度與通過磁通密度測定部測定出的測定磁通密度的比率、即磁通密度比率。系數修正部使用磁通密度比率，按每個線圈位置來修正存儲在第I存儲表中的第I修正系數。磁通密度測定部優選通過電源接通來測定測定磁通密度。
[0017]此外，優選具備磁通密度測定部和第I更新部。磁通密度測定部每經過一定時間，對測定磁通密度進行測定。第I更新部使用通過磁通密度比率而被修正的新的第I修正系數，按每個線圈位置來更新第I存儲表。
[0018]優選具備基準速度存儲部、移動時間測量部、移動速度計算部、速度比率計算部、和第5存儲表。基準速度存儲部按照將線圈的移動范圍分割為多個的每個區間，對線圈中流過一定電流時的線圈的基準移動速度進行存儲。移動時間測量部將電流流過線圈從而使其在移動范圍往復，按每個區間來測量線圈的移動時間。移動速度計算部根據區間的長度以及移動時間，按每個區間來求出線圈的移動速度。速度比率計算部按每個區間來求出基準移動速度與來自移動速度計算部的移動速度的比率、即速度比率。第5存儲表按每個區間來存儲速度比率。控制部基于通過位置檢測部檢測出的線圈位置來從第I存儲表讀取第I修正系數。接下來，基于包含線圈位置的區間來從第5存儲表讀取速度比率。然后，利用速度比率來修正第I修正系數，使用該被修正的第I修正系數來控制電流。此外，也可以取代第5存儲表，而具備第2更新部。第2更新部使用每經過一定時間而求出的磁通密度比率，來求出修正后的第I修正系數。然后，通過利用修正后的第I修正系數來改寫被存儲在第I存儲表33中的第I修正系數，從而進行更新。此外，移動時間測量部優選通過電源接通來使線圈往復并按每個區間來測量移動時間。
[0019]優選具備角度檢測部和第4存儲表。角度檢測部對收容透鏡框的透鏡鏡筒的仰俯角進行檢測。第4存儲表按每個仰俯角來存儲對根據仰俯角而變化的電磁力的降低部分進行補償的第4修正系數。控制部使用與通過角度檢測部檢測出的仰俯角對應地從第4存儲表讀取出的第4修正系數，控制電流。
[0020]本發明的透鏡驅動方法使用具有在透鏡的光軸方向延伸的磁鐵、配置在磁鐵的磁場內并且安裝有保持透鏡的透鏡框的線圈的音圈電動機，對流過線圈的電流進行控制，將線圈與透鏡框一體地在光軸方向移動，該透鏡驅動方法包括:線圈位置檢測步驟、第I修正系數獲取步驟、和通過第I修正系數來修正流過線圈的電流的控制步驟。線圈位置檢測步驟檢測相對于磁鐵的光軸方向上的線圈位置。第I修正系數獲取步驟從按照每個線圈位置存儲對光軸方向上的磁鐵的磁通密度分布中的降低部分進行補償的第I修正系數的第I存儲表中，取得與通過位置檢測步驟檢測出的線圈位置對應的第I修正系數。
[0021]此外，優選包括溫度測定步驟、和第2修正系數獲取步驟。溫度測定步驟對磁鐵的周邊的溫度進行測定。第2修正系數獲取步驟從按照每個溫度存儲對根據溫度的變化而變化的磁通密度分布中的降低部分進行補償的第2修正系數的第2存儲表中，取得與通過溫度測定步驟測定出的溫度對應的第2修正系數。控制步驟利用通過第2修正系數獲取步驟所取得的第2修正系數來修正流過線圈的電流。
[0022]此外，優選包括經過時間測量步驟和第3修正系數獲取步驟。經過時間測量步驟測量經過時間。第3修正系數獲取步驟從按照每個經過時間來存儲對根據時間的經過而變化的磁通密度分布中的降低部分進行補償的第3修正系數的第3存儲表，取得與通過經過時間測量步驟測量出的經過時間對應的第3修正系數。控制步驟利用通過第3修正系數獲取步驟所取得的第3修正系數來修正流過線圈的電流。
[0023]此外，優選包括磁通密度測定步驟、磁通密度比率獲取步驟、和系數修正步驟。磁通密度測定步驟測定磁鐵的磁通密度。磁通密度比獲取步驟取得預先存儲的磁鐵的初始磁通密度與通過磁通密度測定步驟來測定出的測定磁通密度的比率、即磁通密度比率。系數修正步驟利用磁通密度比率，按每個線圈位置來修正第I修正系數。
[0024]此外，優選具備移動速度計算步驟、速度比率計算步驟、和存儲步驟。移動速度計算步驟將電流流過線圈從而使其在線圈的移動范圍進行往復，基于將移動范圍分割為多個的每個區間的線圈的移動時間以及區間的長度，按每個區間來求出線圈的移動速度。速度比率計算步驟按每個區間來求出速度比率，該速度比率是按每個區間將一定電流流過線圈時的線圈的基準移動速度與來自移動速度計算步驟的移動速度的比率。存儲步驟按照每個區間存儲速度比率作為第5存儲表。控制步驟利用與包含所述線圈位置的所述區間對應地從所述第5存儲表讀取出的所述速度比率，修正與通過所述位置檢測步驟檢測出的所述線圈位置對應地從所述第I存儲表讀取出的所述第I修正系數，來控制電流。
[0025]此外，優選包含移動速度計算步驟、速度比率計算步驟、和第2更新步驟。移動速度計算步驟將電流流過線圈從而使其在線圈的移動范圍往復，基于將移動范圍分割為多個的每個區間的線圈的移動時間以及區間的長度，按每個區間來求出線圈的移動速度。速度比率計算步驟按每個區間來求出速度比率，該速度比率是按照每個區間來將一定電流流過線圈時的線圈的基準移動速度與來自移動速度計算步驟的移動速度的比率。第2更新步驟利用與包含通過位置檢測部來檢測出的線圈位置的區間對應的速度比率，按照每個區間來更新被存儲在第I存儲表中的第I修正系數。
[0026]此外，優選包含:角度檢測步驟和存儲步驟。角度檢測步驟對收容透鏡框的透鏡鏡筒的仰俯角進行檢測。存儲步驟按照每個仰俯角來將對根據仰俯角而變化的電磁力的降低部分進行補償的第4修正系數存儲為第4存儲表。控制步驟使用與通過角度檢測部來檢測出的仰俯角對應地從第4存儲表讀取出的第4修正系數，控制電流。
[0027]-發明效果-
[0028]根據本發明，通過根據磁鐵的磁通密度的偏差、溫度變化、經年變化等來控制流向線圈的電流，從而能夠抑制透鏡移動時的速度變動。
【附圖說明】
[0029]圖1是表示本發明的透鏡驅動裝置的概況結構的立體圖。
[0030]圖2是相當于圖1中的I1-1I線的截面圖。
[0031]圖3是表示透鏡驅動裝置的電結構的框圖。
[0032]圖4是表示線圈位置與磁通密度的關系的圖表。
[0033]圖5是表示按照每個線圈位置來表示磁通密度與第I修正系數的關系的圖表。
[0034]圖6是表示透鏡的驅動順序的前半段的流程圖。
[0035]圖7是表示透鏡的驅動順序的后半段的流程圖。
[0036]圖8是表示第2實施方式的透鏡驅動裝置的電結構的框圖。
[0037]圖9是按照每個溫度來表示磁通密度與第2修正系數的關系的圖表。
[0038]圖10是表示第2實施方式中的透鏡的驅動順序的前半段的流程圖。
[0039]圖11是表示透鏡的驅動順序的后半段的流程圖。
[0040]圖12是表示第3實施方式的透鏡驅動裝置的電結構的框圖。
[0041]圖13是表示按照每個經過時間來表示磁通密度與第3修正系數的關系的圖表。
[0042]圖14是表示第3實施方式中的透鏡的驅動順序的前半段的流程圖。
[0043]圖15是表示透鏡的驅動順序的后半段的流程圖。
[0044]圖16是表示第4實施方式的透鏡驅動裝置的電結構的框圖。
[0045]圖17是表示線圈位置與磁通密度的關系的圖表。
[0046]圖18是對基于磁通密度比率的第I修正系數的修正進行說明的圖表。
[0047]圖19是表示第4實施方式中的透鏡的驅動順序的前半段的流程圖。
[0048]圖20是表示透鏡的驅動順序的后半段的流程圖。
[0049]圖21是表示第4實施方式的變形例的電結構的框圖。
[0050]圖22是表示第5實施方式的透鏡驅動裝置的電結構的框圖。
[0051]圖23是表示仰俯角與第4修正系數的關系的圖表。
[0052]圖24是表示第5實施方式中的透鏡的驅動順序的前半段的流程圖。
[0053]圖25是表示透鏡的驅動順序的后半段的流程圖。
[0054]圖26是表示第6實施方式的透鏡驅動裝置的電結構的框圖。
[0055]圖27是按照每個區間來表示移動時間與移動速度的關系的圖表。
[0056]圖28是對速度比率進行說明的說明圖。
[0057]圖29是對基于速度比率的第I修正系數的修正進行說明的說明圖。
[0058]圖30是表示第6實施方式中的透鏡的驅動順序的前半段的流程