[发明专利]用于控制光学元件位置的机构

说明书

技术领域

本发明涉及在光学设备中用于控制光学元件位置的机构，更确切地说，涉及提供光学元件保持部件的结构，该结构通过在光学元件保持部件的移动方向上的偏置力可沿光轴方向移动。 

背景技术

在例如照相机的光学设备中，经常出现这样的情况，即光轴方向的偏置力被施予光学元件保持部件，该光学元件保持部件支撑光学元件并能够在光轴方向移动，从而使光学元件保持部件具有作为驱动光学元件保持部件的驱动机构的一部分的功能、消除驱动机构中的间隙(backlash)或稳定光学元件保持部件的位置。用于偏置光学元件保持部件的偏置装置通常由拉伸或压缩弹簧制成，该弹簧被安装为使其轴沿光轴方向延伸。该配置被公开在例如日本未审查专利公开2000-206391中。 

在广泛用作偏置光学元件保持部件的偏置装置的拉伸或压缩弹簧的安装结构中，弹簧的两端分别啮合光学元件保持部件和单独的支撑部件(即固定部件)，其中该支撑部件不随光学元件保持部件移动，从而使得光学元件保持部件的移动量直接影响弹簧的拉伸量。随着弹簧拉伸量的增加，弹簧负载的可变范围也增加。 

同时，作为光学元件保持部件的驱动机构的元件的电机或执行器的输出被确定为能够容纳偏置装置用于偏置光学元件保持部件的最大负载。换言之，弹簧部件的最大负载越大，用于光学元件保持部件的所需的驱动源也就越强，这对于包含驱动源的装备的功率消耗、制造成本和最小化是不利的。然而，在用于光学元件保持部件的拉伸或压缩弹簧的传统安装结构中，根据弹簧拉伸量变化的弹簧负载趋向于具有大的变化范围，从而难以最小化最大弹簧负载。 

在拉伸或压缩弹簧中，通过采用具有更长的长度的拉伸或压缩弹 簧，有可能得到用于光学元件保持部件的特定移动量的弹簧的减小的负载变化。然而，在近些年制造的光学设备中，具有强烈的小型化的需求，但是增加弹簧的长度与空间的节省相互矛盾，从而不易被采纳。特别是，在变焦透镜筒中，非常需要在不进行图像采集的透镜筒容纳状态使其更加紧凑，并且通常采用可回缩透镜筒结构，其中在光轴方向上多个光学元件之间的距离尽可能最小化，从而在透镜筒处于容纳状态时减小透镜筒的长度。这样，光学元件保持部件在其移动方向上的长度受到可回缩透镜筒长度的限制，从而当偏置装置偏置光学元件保持部件时难以采用长弹簧。结果是，很容易出现具有大的可变范围的弹簧负载的上述问题。 

此外，虽然可以通过减小光学元件保持部件的移动量来减小弹簧负载的可变范围，但是光学元件保持部件的移动量(即，由光学元件保持部件所支撑的光学元件的移动量)从一开始就被确定以满足光学性能的需要，而如果光学元件保持部件的移动量受到限制就无法得到所述光学性能。例如，在光轴方向构建的尽可能小的变焦透镜筒中，当变焦透镜筒被设计为高倍率透镜并处于上述的透镜筒容纳状态时，光学元件保持部件的移动量往往很大。 

发明内容

本发明提供了一种光学元件位置控制机构，其中通过光学元件保持部件的移动引起的用于偏置光学元件保持部件的弹簧的负载变化小，即使该机构可以以节省空间的方式被构造，并且其中以很高程度获得最小化和低功耗。 

此外，本发明提供了一种光学元件位置控制机构，其包括这样一种已经减小了负载变化的偏置装置，其中偏置装置被安全的保护而免于受到损坏，所述损坏可能来自于其它元件的外部的或者内部的接触，或者是接触偏置装置的安装工人的手。 

根据本发明的一个方面，提供了一种光学元件位置控制机构，包括：光学元件保持部件，其支撑摄影系统的光学元件并在光轴方向上被引导；驱动机构，其用于在所述光轴方向上移动所述光学元件保持部件；和偏置装置，其包括能够绕摆动轴摆动的臂，所述摆动轴基本 上与所述光轴正交，而所述臂基本上与所述摆动轴正交延伸、并具有与所述光学元件保持部件啮合的自由端部分以便在所述光轴方向上偏置所述光学元件保持部件。 

理想情况是，偏置装置包括扭转弹簧，其包括：由与光学元件保持部件分开提供的支撑部件支撑的盘绕部分，其中盘绕部分的中心轴与摆动轴基本上一致；第一臂部分，其构成所述臂，并从在其自由端部分与光学元件保持部件啮合的盘绕部分向外径向延伸；第二臂部分，其从与所述支撑部件啮合的盘绕部分向外径向延伸。其中，根据光学元件保持部件的移动，扭转弹簧绕盘绕部分的中心轴在扭转弹簧的转动方向上改变其弹性形变的量。