光學(xué)單元的防共振方法以及光學(xué)單元的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種能夠裝設(shè)于汽車或遙控直升機(jī)等移動(dòng)體的帶抖動(dòng)校正功能的光學(xué)單元的防共振方法以及帶抖動(dòng)校正功能的光學(xué)單元。
【背景技術(shù)】
[0002]在攝像用光學(xué)單元等中，為了抑制由于抖動(dòng)而產(chǎn)生的攝像的圖像的搖晃，曾有人提出了這樣的結(jié)構(gòu):將光學(xué)模塊設(shè)為可搖動(dòng)的可動(dòng)模塊，并對(duì)應(yīng)于抖動(dòng)使可動(dòng)模塊搖動(dòng)來校正抖動(dòng)。例如，曾有人提出了這樣的結(jié)構(gòu):通過設(shè)置在可動(dòng)模塊的光軸方向的后側(cè)的樞軸將可動(dòng)模塊支承為能夠搖動(dòng)，并使可動(dòng)模塊以樞軸為中心進(jìn)行搖動(dòng)，以校正光學(xué)單元的抖動(dòng)(參照專利文獻(xiàn)1、2)。
[0003]專利文獻(xiàn)1:日本特開2010-96805號(hào)公報(bào)
[0004]專利文獻(xiàn)2:日本特開2010-96863號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]發(fā)明想要解決的問題
[0006]在通過設(shè)置在光軸后側(cè)的樞軸將可動(dòng)模塊支承為能夠搖動(dòng)的結(jié)構(gòu)的情況下，雖然能應(yīng)對(duì)比較小的抖動(dòng)，但不能充分應(yīng)對(duì)大的抖動(dòng)。
[0007]因此，本申請(qǐng)發(fā)明人研究通過使用了具有彈性的可動(dòng)框的萬(wàn)向架機(jī)構(gòu)將可動(dòng)模塊支承為能夠搖動(dòng)，且通過與可動(dòng)模塊以及支承體連接的彈簧部件來保持可動(dòng)模塊的姿勢(shì)。但是，若使用具有彈性的兩個(gè)部件(可動(dòng)框以及彈簧部件)，則可動(dòng)模塊具有多個(gè)固有振動(dòng)頻率。其結(jié)果是，會(huì)出現(xiàn)如下的問題:在將光學(xué)模塊裝設(shè)到汽車或遙控直升機(jī)等移動(dòng)體時(shí)，可動(dòng)模塊的固有振動(dòng)頻率(可動(dòng)框的固有振動(dòng)頻率以及彈簧部件的固有振動(dòng)頻率)與移動(dòng)體的振動(dòng)頻帶重疊,會(huì)由于移動(dòng)體的抖動(dòng)而使可動(dòng)模塊產(chǎn)生共振。
[0008]例如，如圖10 (b)所示，由于彈簧部件保持可動(dòng)模塊的姿勢(shì)，因此具有60Hz左右的傾斜方向(搖動(dòng)方向)的固有振動(dòng)頻率fb;，光學(xué)單元在比傾斜方向的固有振動(dòng)頻率低的頻帶內(nèi)具有高的抖動(dòng)校正的增益。并且，可動(dòng)框具有120Hz左右的光軸方向(上下移動(dòng)方向)的固有振動(dòng)頻率faf和330Hz左右的與光軸方向正交的橫向移動(dòng)方向的固有振動(dòng)頻率fa2,。因此，固有振動(dòng)頻率fb'與固有振動(dòng)頻率faf之間有60Hz的差。因此，只要汽車或遙控直升機(jī)等移動(dòng)體一邊移動(dòng)一邊通過光學(xué)單元攝像時(shí)的振動(dòng)頻帶fV的寬度在50Hz左右，就不會(huì)與彈簧部件的傾斜方向(搖動(dòng)方向)的固有振動(dòng)頻率fb' (60Hz左右)或可動(dòng)框的光軸方向(上下移動(dòng)方向)的固有振動(dòng)頻率far (120Hz左右)重疊。但是，由于汽車或遙控直升機(jī)等移動(dòng)體一邊加減速一邊通過光學(xué)單元攝像，因此有時(shí)振動(dòng)頻帶fw'的寬度是65Hz。此時(shí)，移動(dòng)體的振動(dòng)頻帶fw'會(huì)與彈簧部件的傾斜方向(搖動(dòng)方向)的固有振動(dòng)頻率fV (60Hz左右)或可動(dòng)框的光軸方向(上下移動(dòng)方向)的固有振動(dòng)頻率fal' (120Hz左右)重疊，使可動(dòng)模塊產(chǎn)生共振。
[0009]作為防止該共振的方法，雖然有將光學(xué)模塊通過緩沖部件或緩沖機(jī)構(gòu)等裝設(shè)于移動(dòng)體的對(duì)策，但在采取該對(duì)策時(shí)，存在將光學(xué)模塊裝設(shè)于移動(dòng)體既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力的問題。
[0010]鑒于以上問題，本發(fā)明的課題是提供一種即使裝設(shè)于汽車或遙控直升機(jī)等移動(dòng)體，也能夠通過光學(xué)單元自身抑制可動(dòng)模塊因移動(dòng)體的振動(dòng)而共振的帶抖動(dòng)校正功能的光學(xué)單元的防共振方法以及帶抖動(dòng)校正功能的光學(xué)單元。
[0011 ] 用于解決課題的方法
[0012]為了解決上述課題，本發(fā)明提供一種帶抖動(dòng)校正功能的光學(xué)單元的防共振方法，所述帶抖動(dòng)校正功能的光學(xué)單元包括:可動(dòng)模塊，所述可動(dòng)模塊保持光學(xué)元件；支承體，所述支承體具有包圍所述可動(dòng)模塊周圍的主體部；萬(wàn)向架機(jī)構(gòu)，所述萬(wàn)向架機(jī)構(gòu)在所述可動(dòng)模塊與所述支承體之間具有可動(dòng)框并將所述可動(dòng)模塊支承為能夠搖動(dòng)，所述可動(dòng)框具有彈性；彈簧部件，所述彈簧部件與所述可動(dòng)模塊以及所述支承體連接，且保持所述可動(dòng)模塊的姿勢(shì)；以及抖動(dòng)校正用驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述抖動(dòng)校正用驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)使所述可動(dòng)模塊搖動(dòng)，所述帶抖動(dòng)校正功能的光學(xué)單元的防共振方法防止將所述帶抖動(dòng)校正功能的光學(xué)單元裝設(shè)于移動(dòng)體時(shí)所述可動(dòng)模塊共振，其特征在于，將所述可動(dòng)框的固有振動(dòng)頻率設(shè)為fa，將所述彈簧部件的固有振動(dòng)頻率設(shè)為fb，將裝設(shè)所述支承體的移動(dòng)體的振動(dòng)頻帶設(shè)為fV時(shí)，使所述可動(dòng)框的固有振動(dòng)頻率fa以及所述彈簧部件的固有振動(dòng)頻率fb從所述移動(dòng)體的振動(dòng)頻帶fw錯(cuò)開。
[0013]并且,本發(fā)明所涉及的帶抖動(dòng)校正功能的光學(xué)單元的特征在于,所述帶抖動(dòng)校正功能的光學(xué)單元包括:可動(dòng)模塊，所述可動(dòng)模塊保持光學(xué)元件；支承體，所述支承體具有包圍所述可動(dòng)模塊周圍的主體部；萬(wàn)向架機(jī)構(gòu)，所述萬(wàn)向架機(jī)構(gòu)在所述可動(dòng)模塊與所述支承體之間具有可動(dòng)框并將所述可動(dòng)模塊支承為能夠搖動(dòng)，所述可動(dòng)框具有彈性；彈簧部件，所述彈簧部件與所述可動(dòng)模塊以及所述支承體連接且保持所述可動(dòng)模塊的姿勢(shì)；以及抖動(dòng)校正用驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述抖動(dòng)校正用驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)使所述可動(dòng)模塊搖動(dòng)，將所述可動(dòng)框的固有振動(dòng)頻率設(shè)為fa，將所述彈簧部件的固有振動(dòng)頻率設(shè)為fb，將裝設(shè)所述支承體的移動(dòng)體的振動(dòng)頻帶設(shè)為fw時(shí)，所述可動(dòng)框的固有振動(dòng)頻率fa以及所述彈簧部件的固有振動(dòng)頻率fb從所述移動(dòng)體的振動(dòng)頻帶fw錯(cuò)開。
[0014]在本發(fā)明中，雖然在支承體與可動(dòng)模塊之間存在具有彈性的可動(dòng)框以及彈簧部件，但是可動(dòng)框的固有振動(dòng)頻率fa以及彈簧部件的固有振動(dòng)頻率fb從汽車或遙控直升機(jī)等移動(dòng)體的振動(dòng)頻帶fw錯(cuò)開。因此，即使將帶抖動(dòng)校正功能的光學(xué)單元裝設(shè)于移動(dòng)體，可動(dòng)模塊也不易產(chǎn)生共振。
[0015]本發(fā)明對(duì)所述彈簧部件的固有振動(dòng)頻率fb以及所述移動(dòng)體的振動(dòng)頻帶fw滿足fb< fw這一關(guān)系的情況有效。即，由于帶抖動(dòng)校正功能的光學(xué)單元在比彈簧部件的傾斜方向的固有振動(dòng)頻率低的頻帶內(nèi)具有高的抖動(dòng)校正的增益，因此在移動(dòng)體的振動(dòng)頻帶fw比彈簧部件的固有振動(dòng)頻率fb高的情況下，雖然不能有效進(jìn)行抖動(dòng)校正，但由于可動(dòng)框的固有振動(dòng)頻率fa以及彈簧部件的固有振動(dòng)頻率fb從移動(dòng)體的振動(dòng)頻帶fw錯(cuò)開，因此即使將帶抖動(dòng)校正功能的光學(xué)單元裝設(shè)于移動(dòng)體，可動(dòng)模塊也不易產(chǎn)生共振。
[0016]在本發(fā)明中，優(yōu)選所述可動(dòng)框的固有振動(dòng)頻率fa、所述彈簧部件的固有振動(dòng)頻率fb以及所述移動(dòng)體的振動(dòng)頻帶fw滿足以下關(guān)系:fb < fw < fa。S卩，優(yōu)選使彈簧部件的固有振動(dòng)頻率fb向低頻側(cè)移動(dòng),使可動(dòng)框的固有振動(dòng)頻率fa向高頻側(cè)移動(dòng)，擴(kuò)大可動(dòng)框的固有振動(dòng)頻率fa與彈簧部件的固有振動(dòng)頻率fb的差，使移動(dòng)體的振動(dòng)頻帶fw位于可動(dòng)框的固有振動(dòng)頻率fa與彈簧部件的固有振動(dòng)頻率fb之間。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，使彈簧部件的固有振動(dòng)頻率fb (具體地說是搖動(dòng)方向的固有振動(dòng)頻率)移動(dòng)到低頻側(cè)，其結(jié)果是，有如下的好處:由于彈簧部件的彈簧常數(shù)變小，因此抖動(dòng)校正用驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)只需要較小的轉(zhuǎn)矩就能使可動(dòng)模塊搖動(dòng)。所述可動(dòng)模塊的搖動(dòng)方向的固有振動(dòng)頻率由所述彈簧部件的所述固有振動(dòng)頻率fb規(guī)定。
[0017]在本發(fā)明中，優(yōu)選所述可動(dòng)框的固有振動(dòng)頻率fa與所述彈簧部件的固有振動(dòng)頻率fb具有135Hz以上的差。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，例如，即使由于汽車或遙控直升機(jī)等移動(dòng)體的加減速而導(dǎo)致在攝像期間內(nèi)移動(dòng)體的振動(dòng)頻帶fw具有±65Hz的寬度(130Hz的寬度)，可動(dòng)框的固有振動(dòng)頻率fa以及彈簧部件的固有振動(dòng)頻率也會(huì)從移動(dòng)體的振動(dòng)頻帶fw錯(cuò)開。并且，若可動(dòng)框的固有振動(dòng)頻率和彈簧部件的固有振動(dòng)頻率相隔135Hz以上，則不利于保持可動(dòng)模塊的姿勢(shì)等，但由于相對(duì)于移動(dòng)體的振動(dòng)頻帶fw的寬度130Hz (±65Hz)具有5Hz左右的富余，因此能夠防止可動(dòng)模塊的共振，且能夠適當(dāng)?shù)乇３挚蓜?dòng)模塊的姿勢(shì)等。
[0018]并且,本發(fā)明所涉及的帶抖動(dòng)校正功能的光學(xué)單元的特征在于,所述帶抖動(dòng)校正功能的光學(xué)單元包括:可動(dòng)模塊，所述可動(dòng)模塊保持光學(xué)元件；支承體，所述支承體具有包圍所述可動(dòng)模塊周圍的主體部；萬(wàn)向架機(jī)構(gòu)，所述萬(wàn)向架機(jī)構(gòu)在所述可動(dòng)模塊與所述支承體之間具有可動(dòng)框并將所述可動(dòng)模塊支承為能夠搖動(dòng)，所述可動(dòng)框具有彈性；彈簧部件，所述彈簧部件與所述可動(dòng)模塊以及所述支承體連接且保持所述可動(dòng)模塊的姿勢(shì)；以及抖動(dòng)校正用驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述抖動(dòng)校正用驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)使所述可動(dòng)模塊搖動(dòng)，將所述可動(dòng)框的固有振動(dòng)頻率設(shè)為fa，將所述彈簧部件的固有振動(dòng)頻率設(shè)為fb時(shí)，所述可動(dòng)框的固有振動(dòng)頻率fa與所述彈簧部件的固有振動(dòng)頻率fb具有135Hz以上的差。
[0019]在本發(fā)明中，例如即使由于汽車或遙控直升機(jī)等移動(dòng)體的加減速而導(dǎo)致在攝像期間內(nèi)移動(dòng)體的振動(dòng)頻帶fw具有±65Hz的寬度(130Hz的寬度)，可動(dòng)框的固有振動(dòng)頻率fa以及彈簧部件的固有振動(dòng)頻率也會(huì)從移動(dòng)體的振動(dòng)頻帶fw錯(cuò)開。并且，若可動(dòng)框的固有振動(dòng)頻率和彈簧部件的固有振動(dòng)頻率相隔135Hz以上，則不利于保持可動(dòng)模塊的姿勢(shì)等，但由于相對(duì)于移動(dòng)體的振動(dòng)頻帶fw的寬度130Hz (±65Hz)具有5Hz左右的富余，因此能夠防止可動(dòng)模塊的共振，且能夠適當(dāng)?shù)乇３挚蓜?dòng)模塊的姿勢(shì)等。
[0020]本發(fā)明對(duì)所述可動(dòng)框的固有振動(dòng)頻率fa以及所述彈簧部件的固有振動(dòng)頻率fb滿足fb < fa這一關(guān)系的情況有效。即，由于光學(xué)單元在比彈簧部件的傾斜方向的固有振動(dòng)頻率低的頻帶內(nèi)具有高的抖動(dòng)校正的增益，因此在移動(dòng)體的振動(dòng)頻帶fw比彈簧部件的固有振動(dòng)頻率fb高的情況下，雖然不能有效進(jìn)行抖動(dòng)校正，但只要可動(dòng)框的固有振動(dòng)頻率fa以及彈簧部件的固有振動(dòng)頻率fb從移動(dòng)體的振動(dòng)頻帶fw錯(cuò)開，即使將帶抖動(dòng)校正功能的光學(xué)單元裝設(shè)于移動(dòng)體，可動(dòng)模塊也不易產(chǎn)生共振。
[0021]在本發(fā)明中，優(yōu)選在所述可動(dòng)框的固有振動(dòng)頻率fa中，將光軸方向的固有振動(dòng)頻率設(shè)為fal，將與光軸正交的方向的固有振動(dòng)頻率設(shè)為fa2時(shí)，固有振動(dòng)頻率fal以及固有振動(dòng)頻率fa2滿足以下的關(guān)系:fal < fa2。此時(shí)，所述可動(dòng)模板的所述光軸方向的固有振動(dòng)頻率由所述可動(dòng)框的固有振動(dòng)頻率fa中的所述光軸方向的固有振動(dòng)頻率fal規(guī)定，所述可動(dòng)模塊的與所述光軸方向正交的方向的固有振動(dòng)頻率由所述可動(dòng)框的固有振動(dòng)頻率fa中的與所述光軸方向正交的方向的固有振動(dòng)頻率fa2規(guī)定。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，在可動(dòng)框的固有振動(dòng)頻率fa中，只要將光軸方向的固有振動(dòng)頻率fal設(shè)定為比移動(dòng)體的振動(dòng)頻帶fw靠高頻側(cè)，就能夠?qū)⑴c光軸正交的方向的固有振動(dòng)頻率fa2也設(shè)定在比移動(dòng)體的振動(dòng)頻帶fw靠高頻側(cè)的位置。
[0022]在本發(fā)明中，優(yōu)選所述可動(dòng)框通過在光軸方向貼合多張相同形狀的板材而形成。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，即使是在對(duì)金屬板蝕刻而形成可動(dòng)框的情況下，也能夠提高形狀和寬度尺寸的精度。
[0023]在本發(fā)明中，優(yōu)選所述彈簧部件由厚度方向朝向光軸方向的板狀彈簧形成。
[0024]在本發(fā)明中，可采用