JP2007010730A - ブレ補正装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】簡単な構成で電力消費の少ないブレ補正装置を提供する。
【解決手段】補正レンズ3Aを保持したY方向スライダ54Yは、Y方向アクチュエータ56Yに駆動されてX方向スライダ54X上をY方向に移動する。X方向スライダ54XはX方向アクチュエータ546Xに駆動されてベースプレート52上をX方向に移動する。X方向アクチュエータ56XとY方向アクチュエータ56は、超音波モータで構成され、X方向スライダ54X、Y方向スライダ54Yに押し当てた接触子66X、66Yに楕円運動を与えて、X方向スライダ54XとY方向スライダ54Yを移動させる。
【選択図】 図5
【解決手段】補正レンズ3Aを保持したY方向スライダ54Yは、Y方向アクチュエータ56Yに駆動されてX方向スライダ54X上をY方向に移動する。X方向スライダ54XはX方向アクチュエータ546Xに駆動されてベースプレート52上をX方向に移動する。X方向アクチュエータ56XとY方向アクチュエータ56は、超音波モータで構成され、X方向スライダ54X、Y方向スライダ54Yに押し当てた接触子66X、66Yに楕円運動を与えて、X方向スライダ54XとY方向スライダ54Yを移動させる。
【選択図】 図5
Description
本発明はブレ補正装置に係り、特に撮影レンズに組み込まれた補正レンズを光軸と直交する平行移動させて結像面の像ブレを補正するブレ補正装置に関する。
手ブレによる結像面の像ブレを防止する方法として、撮影レンズに組み込まれた補正レンズを光軸と直交する方向に平行移動させて像ブレを補正する方法が知られている(たとえば、特許文献1〜4)。
このブレ補正方法では、光軸に対して直交する平面内で補正レンズをX方向及びY方向に移動自在に支持し、ボイスコイルモータを用いて補正レンズを移動させるのが一般的である。
特開平8−43872号公報
特開平8−68969号公報
特開平8−294287号公報
特開2000−89085号公報
しかしながら、ボイスコイルモータは、無通電状態では保持力がないため、補正レンズを一定位置で停止させるためには、常に通電しなければならず、電力消費が大きいという欠点があった。また、通電せずに停止状態を保持するためには、別途ロック機構を設けなければならず、装置構成が複雑かつ大型化するという欠点があった。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、簡単な構成で電力消費の少ないブレ補正装置を提供することを目的とする。
請求項1に係る発明は、前記目的を達成するために、補正レンズを保持するレンズ枠がベースに対してX方向及びY方向に移動自在に支持され、ブレを打ち消す方向に前記レンズ枠を移動させて結像面の像ブレを補正するブレ補正装置において、前記ベースに設けられ、前記レンズ枠に押し当てた接触子に対してX方向に回転する楕円運動を与えて前記レンズ枠をX方向に移動させるX方向駆動手段と、前記ベースに設けられ、前記レンズ枠に押し当てた接触子に対してY方向に回転する楕円運動を与えて前記レンズ枠をY方向に移動させるY方向駆動手段と、を備えたことを特徴とするブレ補正装置を提供する。
請求項1に係る発明によれば、ベースに設けられたX方向駆動手段とY方向駆動手段の接触子をレンズ枠に押し当て、その接触子に楕円運動を与えることでレンズ枠をX方向及びY方向に移動させる。レンズ枠には、常に接触子が押し当てられているので、駆動しなくても、停止状態が保持される。
請求項2に係る発明は、前記目的を達成するために、前記レンズ枠は、前記ベースに対してX方向又はY方向に移動自在に設けられた第1レンズ枠と、前記第1レンズ枠に設けられ、前記補正レンズを保持するとともに、前記第1レンズ枠の移動方向に対して直交する方向に移動自在に設けられた第2レンズ枠と、からなり、前記X方向駆動手段は、前記第1レンズ枠又は前記第2レンズ枠のうちX方向に移動するレンズ枠に前記接触子が押し当てられ、前記Y方向駆動手段は、前記第1レンズ枠又は前記第2レンズ枠のうちY方向に移動するレンズ枠に前記接触子が押し当てられることを特徴とする請求項1に記載のブレ補正装置を提供する。
請求項2に係る発明によれば、レンズ枠が第1レンズ枠と、その第1レンズ枠に設けられた第2レンズ枠とで構成され、第1レンズ枠がベースに対してX方向又はY方向に移動し、第2レンズ枠が、第1レンズ枠の移動方向と直交する方向に移動する。すなわち、第1レンズ枠がX方向に移動する場合、第2レンズ枠はY方向に移動し、第1レンズ枠がY方向に移動する場合は、第2レンズ枠がX方向に移動する。
請求項3に係る発明は、前記目的を達成するために、前記レンズ枠は、XY平面内を移動自在に支持されることを特徴とする請求項1に記載のブレ補正装置を提供する。
請求項3に係る発明によれば、レンズ枠が、XY平面内を移動自在に支持される。
請求項4に係る発明は、前記目的を達成するために、前記X方向駆動手段と前記Y方向駆動手段の接触子は、それぞれ前記レンズ枠に対して前記補正レンズの光軸と直交する面に押し当てられることを特徴とする請求項3に記載のブレ補正装置を提供する。
請求項4に係る発明によれば、XY平面内を移動自在に支持されたレンズ枠に対して、X方向駆動手段とY方向駆動手段の接触子が、それぞれ補正レンズの光軸と直交する面に押し当てられる。
請求項5に係る発明は、前記目的を達成するために、前記X方向駆動手段と前記Y方向駆動手段の接触子は、それぞれ前記レンズ枠に対して前記補正レンズの光軸と平行な面に押し当てられることを特徴とする請求項3に記載のブレ補正装置を提供する。
請求項4に係る発明によれば、XY平面内を移動自在に支持されたレンズ枠に対して、X方向駆動手段とY方向駆動手段の接触子が、それぞれ補正レンズの光軸と平行な面に押し当てられる。
請求項6に係る発明は、前記目的を達成するために、補正レンズを保持するレンズ枠がベースに対してX方向及びY方向に移動自在に支持され、ブレを打ち消す方向に前記レンズ枠を移動させて結像面の像ブレを補正するブレ補正装置において、前記レンズ枠に設けられ、前記ベースに押し当てた接触子に対してX方向に回転する楕円運動を与えて前記レンズ枠をX方向に移動させるX方向駆動手段と、前記レンズ枠に設けられ、前記ベースに押し当てた接触子に対してY方向に回転する楕円運動を与えて前記レンズ枠をY方向に移動させるY方向駆動手段と、を備えたことを特徴とするブレ補正装置を提供する。
請求項6に係る発明によれば、レンズ枠に設けられたX方向駆動手段とY方向駆動手段の接触子をレンズ枠に押し当て、その接触子に楕円運動を与えることでレンズ枠をX方向及びY方向に移動させる。レンズ枠には、常に接触子が押し当てられているので、駆動しなくても、停止状態が保持される。
請求項7に係る発明は、前記目的を達成するために、前記X方向駆動手段と前記Y方向駆動手段の接触子は、それぞれ前記ベースに対して前記補正レンズの光軸と直交する面に押し当てられることを特徴とする請求項6に記載のブレ補正装置を提供する。
請求項7に係る発明によれば、X方向駆動手段とY方向駆動手段の接触子が、それぞれベースにおける補正レンズの光軸と直交する面に押し当てられる。
請求項8に係る発明は、前記目的を達成するために、前記X方向駆動手段と前記Y方向駆動手段の接触子は、それぞれ前記ベースに対して前記補正レンズの光軸と平行な面に押し当てられることを特徴とする請求項6に記載のブレ補正装置を提供する。
請求項8に係る発明によれば、X方向駆動手段とY方向駆動手段の接触子が、それぞれベースにおける補正レンズの光軸と平行な面に押し当てられる。
請求項9に係る発明は、前記目的を達成するために、前記X方向駆動手段と前記Y方向駆動手段は、それぞれ前記接触子が取り付けられた圧電板に四つの電極を格子状に配置し、対角線上に位置する二つの電極を一組として交互に通電させることにより、前記接触子に縦方向運動と横方向運動とを与えて楕円運動を与えることを特徴とする請求項1〜8のいずれか一に記載のブレ補正装置を提供する。
請求項9に係る発明によれば、X方向駆動手段とY方向駆動手段は、それぞれ接触子が取り付けられた圧電板に四つの電極を格子状に配置し、対角線上に位置する二つの電極を一組として交互に通電させることにより、接触子に縦方向運動と横方向運動とを与えて楕円運動を与える。
本発明に係るブレ補正装置によれば、電力消費を抑えることができる。
以下、添付図面に従って本発明に係るブレ補正装置を実施するための最良の形態について詳説する。
図1、図2は、それぞれ本発明が適用されたデジタルカメラの正面斜視図と背面斜視図である。このデジタルカメラ10は、光学式の手ブレ補正機能を備えたカメラであって、そのカメラボディ12の正面には、図1に示すように、撮影レンズ14、ファインダ窓16、ストロボ18等が設けられている。また、カメラボディ12の上面には、シャッタボタン20、電源/モードスイッチ22、モードダイヤル24等が設けられており、背面には、図2に示すように、ファインダ接眼部28、液晶モニタ30、ズームボタン32、十字キー34、MENU/OKボタン36、DISPボタン38、BACKボタン40等が設けられている。
シャッタボタン20は、いわゆる「半押し」と「全押し」とからなる2段ストローク式のスイッチで構成されており、このシャッタボタン20を半押しすることにより、デジタルカメラ10は、AE(Automatic Exposure:自動露出)、AF(Auto Focus:自動合焦)、AWB(Automatic White Balance:自動ホワイトバランス)が機能し、全押しすることにより、画像の記録が行われる。
電源/モードスイッチ22は、デジタルカメラ10の電源をON/OFFする電源スイッチとしての機能と、デジタルカメラ10のモードを設定するモードスイッチとしての機能を有しており、「OFF位置」、「再生位置」、「撮影位置」の間をスライド自在に設けられている。デジタルカメラ10は、この電源/モードスイッチ22を「再生位置」又は「撮影位置」に合わせることにより、電源がONになり、「OFF位置」に合わせることにより、電源がOFFになる。そして、電源/モードスイッチ22を「再生位置」に合わせることにより「再生モード」に設定され、「撮影位置」に合わせることにより「撮影モード」に設定される。
モードダイヤル24は、デジタルカメラ10の撮影モードを設定する撮影モード設定手段として機能し、このモードダイヤルの設定位置により、デジタルカメラ10の撮影モードが、「オート撮影モード」、「動画撮影モード」、「人物撮影モード」、「スポーツ撮影モード」、「風景撮影モード」、「夜景撮影モード」、「プログラム撮影モード」、「絞り優先撮影モード」、「シャッタスピード優先撮影モード」、「マニュアル撮影モード」に設定される。
液晶モニタ30は、カラー表示が可能な液晶ディスプレイで構成されている。この液晶モニタ30は、再生モード時に撮影済み画像を表示するための表示パネルとして利用されるとともに、各種設定時にユーザインターフェースの表示パネルとして利用される。また、撮影時には必要に応じてスルー画像が表示されて、画角確認用の電子ファインダとして利用される。
ズームボタン32は、望遠側へのズームを指示するズームテレボタン32Tと、広角側へのズームを指示するズームワイドボタン32Wとで構成され、このズームボタン32が操作されることにより、撮影画角が変化する。
十字キー34は、上下左右4方向に押圧操作することができるようにされており、各方向の各キーは、カメラの状態に応じて割り当てられる機能が変化する。たとえば、通常の撮影モード時には、右キーがマクロ機能のON/OFFを切り替えるスイッチとして機能し、左キーがストロボの機能(オート/赤目軽減/スローシンクロ/発光禁止)を切り替えるスイッチとして機能する。また、後述するように、フレーミング調整時には、上キーが撮影領域の上方向への移動、下キーが撮影領域の下方向への移動、右キーが撮影領域の右方向への移動、左キーが撮影領域の左方向への移動指示を入力するキーとして機能する。また、再生時には右キーが順コマ送りボタンとして機能し、左キーが逆コマ送りボタンとして機能する。
MENU/OKボタン36は、各モードの通常画面からメニュー画面への遷移を指示するボタン(MENUボタン)として機能するとともに、選択内容の確定、処理の実行等を指示するボタン(OKボタン)として機能する。
DISPボタン38は、背面表示パネルの表示内容の切り替えを指示するボタンとして機能し、BACKボタン40は、入力操作のキャンセル等を指示するボタンとして機能する。
図3は上記デジタルカメラの電気的構成を示すブロック図である。同図に示すように、デジタルカメラ10は、撮影レンズ14、CCD114、アナログ信号処理部116、A/D変換器118、デジタル信号処理部120、圧縮伸張処理部122、メディアコントローラ124、記憶メディア126、エンコーダ128、液晶モニタ30、操作部(シャッタボタン20、電源/モードスイッチ22、モードダイヤル24、手ブレ補正機能切替スイッチ26、ズームボタン32、十字キー34、MENU/OKボタン36、DISPボタン38、BACKボタン40等)132、CPU134、RAM136、ROM138、フラッシュROM140等で構成されている。
デジタルカメラ10の全体の動作は、CPU134によって統括制御されており、CPU134は、操作部132からの入力に応じて、RAM136を作業領域としながら、所定の制御プログラムに従ってデジタルカメラ10の各部を制御する。ROM138には、このCPU134が実行する制御プログラム及び制御に必要な各種データが記録されており、フラッシュROM140には、ユーザ設定データ等が記録されている。
撮影レンズ14を介してCCD114の受光面に入射した被写体光は、CCD114の受光面に配列されたフォトダイオードによって光電変換され、画像信号としてCCD114から出力される。
CCD114から出力された画像信号は、CDS(相関二重サンプリング)、AGC(ゲイン・コントロール・アンプ回路)等を備えたアナログ信号処理部116にて所要の信号処理を施された後、A/D変換器118でデジタル信号に変換されて、デジタル信号処理部120に取り込まれる。
デジタル信号処理部120は、入力された画像信号に対して色分離処理、ガンマ補正処理、輪郭強調補正処理、色差マトリクス処理等の所要の信号処理を施して輝度信号(Y信号)と色差信号(Cr、Cb信号)とからなるYUV信号を生成する。
画像を記録する場合は、デジタル信号処理部120で生成されたYUV信号が圧縮伸張処理部122にて所要の圧縮処理が施され、この圧縮された画像データがメディアコントローラ124を介して記憶メディア126に記録される。
また、液晶モニタ30にスルー画像を表示する場合は、デジタル信号処理部120で生成されたYUV信号がエンコーダ128に加えられ、所定の表示用の信号形式に変換されて液晶モニタ30に出力される。
また、記憶メディア126に記録された圧縮画像データを再生する場合は、ユーザによる再生操作に応じて圧縮伸張処理部122に読み出され、所要の伸張処理が施されて非圧縮のYC信号とされた後、エンコーダ128を介して液晶モニタ30に表示される。
図4は、撮影レンズの概略構成を示す図である。同図に示すように、撮影レンズ14は、第1レンズ群1、第2レンズ群2、第3レンズ群3及び第4レンズ群4で構成されており、第3レンズ郡3の前段に絞り5が設置されている。この撮影レンズ14は、手ブレ補正機能を有しており、第1レンズ群1、第2レンズ群2及び第4レンズ群4が結像光学系を構成し、第3レンズ群3が、結像光学系の像のブレを補正する補正光学系を構成している。
第3レンズ群3は、補正レンズ3Aと固定レンズ3Bとで構成されており、補正レンズ3Aを撮影光軸Oと直交する面内でピッチ方向(上下方向:Y方向)とヨー方向(左右方向:X方向)に移動させることにより、像ブレを補正する。以下、この補正レンズ3Aを移動させるブレ補正装置50の構成について説明する。
図5、図6は、それぞれブレ補正装置50の構成を示す正面図と側面断面図である。
同図に示すように、ブレ補正装置50は、主としてベースプレート52、ベースプレート52上をX方向に沿ってスライドするX方向スライダ54X、X方向スライダ54X上をY方向に沿ってスライドするY方向スライダ54Y、X方向スライダ54Xを駆動するX方向アクチュエータ56X、Y方向スライダ54Yを駆動するY方向アクチュエータ56Yで構成されている。
ベースプレート52は、ドーナツ状に形成されており、撮影光軸Lと直交するように配置されている。
X方向スライダ54Xは、中央に円形の開口部58Xを有する矩形の枠状に形成されており、ベースプレート52上にX方向ガイドを介してX方向にスライド自在に設けられている。
X方向ガイドは、ベースプレート52上に設けられた長短一組のX方向ガイドロッド62Xl、62Xsと、そのX方向ガイドロッド62Xl、62Xsにスライド自在に設けられたX方向ガイドブロック64Xl、64Xsとで構成されている。
X方向ガイドロッド62Xl、62Xsは、それぞれX方向に沿って配置されており、X方向スライダ54Xを挟んで平行に配置されている。
X方向ガイドブロック64Xl、64Xsは、それぞれX方向ガイドロッド62Xl、62Xsにスライド自在に設けられており、X方向スライダ54Xに連結されている。X方向スライダ54Xは、このX方向ガイドブロック64Xl、64Xsが、X方向ガイドロッド62Xl、62Xsに沿ってスライドすることにより、X方向にスライドする。
Y方向スライダ54Yは、中央に円形の開口部58Yを有する矩形の枠状に形成されており、この開口部58Yに補正レンズ3Aが保持されている。このY方向スライダ54Yは、X方向スライダ54X上にY方向ガイドを介してY方向にスライド自在に設けられている。
Y方向ガイドは、X方向スライダ54上に設けられた長短一組のY方向ガイドロッド62Yl、62Ysと、そのY方向ガイドロッド62Yl、62Ysにスライド自在に設けられたY方向ガイドブロック64Yl、64Ysとで構成されている。
Y方向ガイドロッド62Yl、62Ysは、それぞれY方向に沿って配置されており、Y方向スライダ54Yを挟んで平行に配置されている。
Y方向ガイドブロック64Yl、64Ysは、それぞれY方向ガイドロッド62Yl、62Ysにスライド自在に設けられており、Y方向スライダ54Yに連結されている。Y方向スライダ54Yは、このY方向ガイドブロック64Yl、64Ysが、Y方向ガイドロッド62Yl、62Ysに沿ってスライドすることにより、Y方向にスライドする。
X方向アクチュエータ56Xは、超音波モータ(特開平7−184382号公報参照)で構成されており、ベースプレート52上に設けられている。このX方向アクチュエータ56Xは、X方向スライダ54Xに押し当てた接触子66XをX方向に沿って楕円運動させることにより、X方向スライダ54XをX方向に移動させる。
Y方向アクチュエータ56YもX方向アクチュエータ56Xと同様に超音波モータで構成されており、X方向スライダ54X上に設けられている。このY方向アクチュエータ56Yは、Y方向スライダ54Yに押し当てた接触子66YをY方向に沿って楕円運動させることにより、Y方向スライダ54YをY方向に移動させる。
図7は、X方向アクチュエータ56X及びY方向アクチュエータ56Yを構成する超音波モータ200の概略構成図である。この超音波モータ200は、圧電セラミック202の圧電効果を利用して、接触子204を楕円運動させ、その接触子204が押し付けられた物体250を接触子204の回転方向に移動させる。
図7に示すように、圧電セラミック202は、矩形の薄い板状に形成されており、接触子204は、その上面の中央に取り付けられている。この圧電セラミック202の図示しない表面には、矩形状に形成された四つの電極206A、206B、206C、206Dが格子状に取り付けられている。この四つの電極206A、206B、206C、206Dは、それぞれ圧電セラミック202の表面のほぼ四分の一を覆うように形成されている。そして、対角線上に配置された電極同士が、線208、210によって電気的に接続されている(電極206Aと電極206Cとが線208によって電気的に接続され、電極206Bと電極206Dとが線210によって電気的に接続されている。)。
なお、図示しない圧電セラミック202の裏面は、単一の電極で完全に覆われており、この圧電セラミック202の裏面側の電極は接地されている。
圧電セラミック202は、フレーム216に設けられた一対の固定支持体212と一対のバネ負荷式支持体214によってフレーム216に支持されている。一対の固定支持体212は、圧電セラミック202の右側に上下並列して配置されており、圧電セラミック202の右側面に当接されている。一方、一対のバネ負荷式支持体214は、圧電セラミック202の左側に上下並列して配置されており、圧電セラミック202の左側面に当接されている。この一対の固定支持体212と一対のバネ負荷式支持体214は、互いに対向して配置されており、圧電セラミック202は、バネ負荷式支持体214に付勢されて、固定支持体212に押し付けられている。すなわち、圧電セラミック202は、固定支持体212とバネ負荷式支持体214に挟持されてフレーム216に支持されている。
圧電セラミック202の下面は、フレーム216に配置されたバネ負荷式支持体218に支持されている。このバネ負荷式支持体218は、フレーム216の下面中央に当接し、圧電セラミック202を上方に付勢する。圧電セラミック202の上面に取り付けられた接触子204は、このバネ負荷式支持体218に付勢されて、物体250に押し付けられる。
以上のように構成された超音波モータ200では、図8(a)、(b)に示すように、圧電セラミック202に設けられた四つの電極206A、206B、206C、206Dに超音波領域の交流電圧を市松模様に通電させると、その周波数に共振し、縦方向共振運動と縦方向共振運動とが合成されて、接触子204の先端が楕円運動する。この結果、接触子204が押し当てられた物体250が接触子204の回転方向に移動する。また、無通電状態では、押圧当接された接触子204に保持されて、物体250は停止状態が維持される。
さて、上記のように本実施の形態のブレ補正装置50では、X方向アクチュエータ56XとY方向アクチュエータ56Yが、それぞれ超音波モータで構成されている。X方向アクチュエータ56Xは、ベースプレート52上に設けられており、その接触子66XがX方向スライダ54のX方向に平行な面に押し当てられている。一方、Y方向アクチュエータ56Yは、X方向スライダ54X上に設けられており、その接触子66YがY方向スライダ54YのY方向に平行な面に押し当てられている。
X方向アクチュエータ56Xを駆動すると、X方向スライダ54Xに押し当てた接触子66XがX方向に楕円運動し、この結果、X方向スライダ54XがX方向に移動する。
また、Y方向アクチュエータ56Yを駆動すると、Y方向スライダ54Yに押し当てた接触子66YがY方向に楕円運動し、この結果、Y方向スライダ54YがY方向に移動する。
そして、X方向スライダ54XがX方向に移動することにより、補正レンズ3AがX方向に移動し、Y方向スライダ54YがY方向に移動することにより、補正レンズ3AがY方向に移動する。また、無通電状態では、停止状態が維持される。
なお、X方向スライダ54XとY方向スライダ54Yは、それぞれ図示しないX位置センサとY位置センサによって原点位置(補正レンズ3Aの中心が光軸L上に位置した時のX方向スライダ54XとY方向スライダ54Yの位置)に対する位置が検出されている。X位置センサとY位置センサの検出結果はCPU134に伝達され、CPU134は、そのX位置センサとY位置センサの検出結果に基づいてブレ補正制御を実行する。すなわち、Y方向ドライバ142Y及びX方向ドライバ142Xを介してY方向アクチュエータ56Y及びX方向アクチュエータ56Xの駆動を制御し、ブレを相殺するように補正レンズ3Aを移動させて、像ブレを補正する。
X位置センサとY位置センサは、たとえばホール素子とマグネットとで構成し、ホール素子をX方向スライダ54XとY方向スライダ54Yに取り付け、マグネットをベースプレート52に取り付けて、原点位置に対するX方向スライダ54XとY方向スライダ54Yの位置を検出する。
以上のように構成されたブレ補正装置50の作用は次のとおりである。
ブレ補正装置50によるブレ補正機能のON/OFFは、たとえば撮影メニューで行われ、ブレ補正機能がONされると、CPU134は、所定のプログラムに従ってブレ補正制御を実行する。
すなわち、CPU134は、Y位置センサによってY方向スライダ54Yの移動を検出すると、Y方向ドライバ142Yを介してY方向アクチュエータ56Yを駆動し、その移動を打ち消すように補正レンズ3Aを移動させる。また、X位置センサによってX方向スライダ54Xの移動を検出すると、X方向ドライバ142Xを介してX方向アクチュエータ56Xを駆動し、その移動を打ち消すように補正レンズ3Aを移動させる。これにより、手ブレに基づく像のブレが補正される。
ここで、X方向スライダ54X、Y方向スライダ54Yを駆動するX方向アクチュエータ56XとY方向アクチュエータ56Yは、それぞれ超音波モータで構成されており、停止した状態であっても通電しないで、その状態を保持することができる。これにより、電力消費を大幅に抑えることができる。
図9はブレ補正装置の第2の実施の形態の構成を示す側面断面図であり、図10は、図9の10−10矢視図である。
同図に示すように、本実施の形態のブレ補正装置300は、主としてベースプレート302、レンズ枠304、フロントプレート306、バックプレート308、X方向アクチュエータ310X、X方向移動支持プレート312X、Y方向アクチュエータ310Y、Y方向移動支持プレート312Yで構成されている。
ベースプレート302は、円盤状に形成されており、撮影光軸Lと直交するように配置されている。このベースプレート302の中心部には、XY方向に沿って十字型の開口部302Aが形成されている。
レンズ枠304は、正方形の板状に形成されており、その中心部に補正レンズ3Aを保持するための開口部304Aが形成されている。このレンズ枠304は、ベースプレート302とほぼ同じ厚さもって形成されており、ベースプレート302に形成された開口部302Aの内側に配置されている。この際、レンズ枠304は、その上面及び下面がX方向に沿うように配置され、左側面と右側面とがY方向に沿うように配置される。
フロントプレート306は、ベースプレート302とほぼ同じ大きさの円盤状に形成されており、ベースプレート302の前面に取り付けられている。このフロントプレート306の中央部には、円形の開口部306Aが形成されており、開口部306Aの直径はレンズ枠304の対角線の長さよりも若干小さく形成されている。
バックプレート308は、ベースプレート302とほぼ同じ大きさの円盤状に形成されており、ベースプレート302の背面に取り付けられている。このバックプレート308の中央部には、円形の開口部308Aが形成されており、開口部308Aの直径はレンズ枠304の対角線の長さよりも若干小さく形成されている。
レンズ枠304は、バックプレート308とフロントプレート306との間に配置され、このバックプレート308とフロントプレート306とにガイドされて、撮影光軸Lに直交する面内を平行移動可能に保持される。
X方向アクチュエータ310Xは、超音波モータで構成されており、その接触子314XがY方向に向くようにして、レンズ枠304の下部に配置されている。このX方向アクチュエータ310Xは、スプリング316Xを介してベースプレート302の開口部302A内に取り付けられており、スプリング316Xに付勢されて、その接触子314Xがレンズ枠304の下面に押し当てられている。
X方向移動支持プレート312Xは、レンズ枠304とほぼ同じ厚さをもった矩形の板状に形成されており、その下面がレンズ枠304の上面と平行になるようにして、レンズ枠304の上部に配置されている。このX方向移動支持プレート312Xは、スプリング318Xを介してベースプレート302の開口部302A内に取り付けられており、その下面には、半球状の当接コマ320Xが取り付けられている。この当接コマ320Xは、X方向アクチュエータ310Xの接触子314Xと対向する位置に配置されており、スプリング318Xの付勢力によって、レンズ枠304の上面に押し当てられている。
レンズ枠304は、上下方向からX方向アクチュエータ310XとX方向移動支持プレート312Xに挟まれてベースプレート302の開口部302A内に上下方向(Y方向)に移動可能な状態で保持される。
Y方向アクチュエータ310Yは、超音波モータで構成されており、その接触子314YがX方向に向くようにして、レンズ枠304の右側部に配置されている。このY方向アクチュエータ310Yは、スプリング316Yを介してベースプレート302の開口部302A内に取り付けられており、スプリング316Yに付勢されて、その接触子314Yがレンズ枠304の右側面に押し当てられている。
Y方向移動支持プレート312Yは、レンズ枠304とほぼ同じ厚さをもった矩形の板状に形成されており、その下面がレンズ枠304の左側面と平行になるようにして、レンズ枠304の左側部に配置されている。このY方向移動支持プレート312Yは、スプリング318Yを介してベースプレート302の開口部302A内に取り付けられており、その右側面には、半球状の当接コマ320Yが取り付けられている。この当接コマ320は、Y方向アクチュエータ310Yの接触子314Yと対向する位置に配置されており、スプリング318Yの付勢力によって、レンズ枠304の左側面に押し当てられている。
レンズ枠304は、左右方向からY方向アクチュエータ310YとY方向移動支持プレート312Yに挟まれてベースプレート302の開口部302A内に左右方向(X方向)に移動可能な状態で保持される。
さて、上記のように、レンズ枠304は、上下方向をX方向アクチュエータ310XとX方向移動支持プレート312Xに挟まれ、左右方向をY方向アクチュエータ310YとY方向移動支持プレート312Yに挟まれて、ベースプレート302の開口部302A内を上下左右に移動可能に保持される。
ここで、X方向アクチュエータ310Xを駆動すると、撮影光軸Lに直交する面内で接触子314XがX方向に楕円運動し、この結果、レンズ枠304がX方向に移動する。また、Y方向アクチュエータ310Yを駆動すると、撮影光軸Lに直交する面内で接触子314YがY方向に楕円運動し、この結果、レンズ枠304がY方向に移動する。これにより、レンズ枠304がベースプレート302の開口部302A内を撮影光軸Lに直交する面内で平行移動する。
なお、レンズ枠304は、図示しないX位置センサとY位置センサによって原点位置(補正レンズ3Aの中心が光軸L上に位置した時のレンズ枠304の位置)に対する位置が検出されている。X位置センサとY位置センサの検出結果はCPU134に伝達され、CPU134は、そのX位置センサとY位置センサの検出結果に基づいてブレ補正制御を実行する。すなわち、Y方向ドライバ142Y及びX方向ドライバ142Xを介してY方向アクチュエータ310Y及びX方向アクチュエータ310Xの駆動を制御し、ブレを相殺するように補正レンズ3Aを移動させて、像ブレを補正する。
以上のように構成された第2の実施の形態のブレ補正装置300の作用は次のとおりである。
ブレ補正機能がONされると、CPU134は、Y位置センサによってレンズ枠304のY方向の移動を検出すると、Y方向ドライバ142Yを介してY方向アクチュエータ310Yを駆動し、そのY方向の移動を打ち消すように補正レンズ3Aを移動させる。また、X位置センサによってレンズ枠304のX方向の移動を検出すると、X方向ドライバ142Xを介してX方向アクチュエータ310Xを駆動し、その移動を打ち消すように補正レンズ3Aを移動させる。これにより、手ブレに基づく像のブレが補正される。
なお、本実施の形態のブレ補正装置300も上記実施の形態と同様にX方向アクチュエータ310XとY方向アクチュエータ310Yが超音波モータで構成されることから、電力消費を大幅に抑えることができる。
また、本実施の形態のブレ補正装置300では、X方向アクチュエータ310XとY方向アクチュエータ310Yが同一平面上に配置されることから、装置全体を薄型化することができる。
なお、本実施の形態では、一対のX方向アクチュエータ310XとY方向アクチュエータ310Yでレンズ枠304を駆動するようにしているが、一つのX方向アクチュエータ310XとY方向アクチュエータ310Yでレンズ枠304を駆動するようにしてもよい。また、3つ以上のX方向アクチュエータ310XとY方向アクチュエータ310Yでレンズ枠304を駆動するようにしてもよい。
図11はブレ補正装置の第3の実施の形態の構成を示す側面断面図であり、図12は、図11の12−12矢視図である。
同図に示すように、本実施の形態のブレ補正装置400は、主としてベースプレート402、レンズ枠404、フロントプレート406、バックプレート408、X方向アクチュエータ410X、Y方向アクチュエータ410Y、X方向プランジャ412X、Y方向プランジャ412Y、コロ414で構成されている。
ベースプレート402は、リング状に形成されており、撮影光軸Lと直交するように配置されている。
レンズ枠404は、ドーナツ状に形成されており、その内周部に補正レンズ3Aを保持している。このレンズ枠404は、撮影光軸Lと直交するようにして、ベースプレート402の内周部に配置されている。
フロントプレート406は、ベースプレート402とほぼ同じ大きさのドーナツ状に形成されており、ベースプレート402の前面に取り付けられている。このフロントプレート406の内側面には、同心円上にY方向アクチュエータ取付部416A、X方向アクチュエータ取付部416B、Y方向プランジャ取付部416C、X方向プランジャ取付部416Dが等間隔に形成されている(Y方向アクチュエータ取付部416AとY方向プランジャ取付部416Cのみ図示)。
バックプレート408は、ベースプレート402とほぼ同じ大きさのドーナツ状に形成されており、ベースプレート402の背面に取り付けられている。このバックプレート408の内側面には、同心円上にコロ支持部418A、418B、418C、418Dが等間隔に形成されている(コロ支持部418A、418Cのみ図示)。このコロ支持部418A、418B、418C、418Dは、半球状の凹部として形成されており、この凹部内にコロ414が嵌入されて、転動自在に支持される。
X方向アクチュエータ410Xは、超音波モータで構成されており、その接触子420Xが撮影光軸Lと平行になるようにして、フロントプレート406のX方向アクチュエータ取付部416Bに取り付けられている。そして、その接触子420Xが、レンズ枠404Aの前面に押し当てられて、レンズ枠404をX方向に駆動できるようにされている。
Y方向アクチュエータ410Yは、超音波モータで構成されており、その接触子420Yが撮影光軸Lと平行になるようにして、フロントプレート406のY方向アクチュエータ取付部416Aに取り付けられている。そして、その接触子420Yが、レンズ枠404Aの前面に押し当てられて、レンズ枠404をY方向に駆動できるようにされている。
X方向プランジャ412Xは、そのロッド422Xが撮影光軸Lと平行になるようにして、フロントプレート406のX方向プランジャ取付部416Dに取り付けられている。そして、そのロッド422Xの先端がレンズ枠304Aの前面に押し当てられている。
Y方向プランジャ412Yは、そのロッド422Yが撮影光軸Lと平行になるようにして、フロントプレート406のY方向プランジャ取付部416Cに取り付けられている。そして、そのロッド422Yの先端がレンズ枠404Aの前面に押し当てられている。
コロ414は、球状に形成されており、バックプレート408の内側面に形成されたコロ支持部418A、418B、418C、418Dに嵌入されて、転動自在に支持されている。このコロ支持部418A、418B、418C、418Dに支持されたコロ414は、レンズ枠404の背面に当接し、レンズ枠404を撮影光軸Lと直交する面内で平行移動自在に支持する。
なお、各コロ414は、Y方向アクチュエータ410Yの接触子420Y、X方向アクチュエータ410Xの接触子420X、Y方向プランジャ412Yのロッド422Y、X方向プランジャ412Xのロッド422Xと対向するように配置されており、レンズ枠404は、このコロ414とY方向アクチュエータ410Yの接触子420Y、X方向アクチュエータ410Xの接触子420X、Y方向プランジャ412Yのロッド422Y、X方向プランジャ412Xのロッド422Xとの間で挟持されて、撮影光軸Lに直交する面内を平行移動自在に保持される。
このように撮影光軸Lに直交する面内を平行移動自在に保持されたレンズ枠404は、X方向アクチュエータ410Xを駆動すると、撮影光軸Lと平行な面内で接触子420XがX方向に楕円運動し、この結果、レンズ枠404がX方向に移動する。また、Y方向アクチュエータ410Yを駆動すると、撮影光軸Lに平行な面内で接触子422YがY方向に楕円運動し、この結果、レンズ枠404がY方向に移動する。これにより、レンズ枠404が撮影光軸Lに直交する面内で平行移動する。
なお、レンズ枠404は、図示しないX位置センサとY位置センサによって原点位置(補正レンズ3Aの中心が光軸L上に位置した時のレンズ枠404の位置)に対する位置が検出されている。X位置センサとY位置センサの検出結果はCPU134に伝達され、CPU134は、そのX位置センサとY位置センサの検出結果に基づいてブレ補正制御を実行する。すなわち、Y方向ドライバ142Y及びX方向ドライバ142Xを介してY方向アクチュエータ410Y及びX方向アクチュエータ410Xの駆動を制御し、ブレを相殺するように補正レンズ3Aを移動させて、像ブレを補正する。
以上のように構成された第3の実施の形態のブレ補正装置400の作用は次のとおりである。
ブレ補正機能がONされると、CPU134は、Y位置センサによってレンズ枠404のY方向の移動を検出すると、Y方向ドライバ142Yを介してY方向アクチュエータ410Yを駆動し、そのY方向の移動を打ち消すように補正レンズ3Aを移動させる。また、X位置センサによってレンズ枠404のX方向の移動を検出すると、X方向ドライバ142Xを介してX方向アクチュエータ410Xを駆動し、その移動を打ち消すように補正レンズ3Aを移動させる。これにより、手ブレに基づく像のブレが補正される。
なお、本実施の形態のブレ補正装置400も上記実施の形態と同様にX方向アクチュエータ410XとY方向アクチュエータ410Yが超音波モータで構成されることから、電力消費を大幅に抑えることができる。
また、本実施の形態のブレ補正装置400では、X方向アクチュエータ410XとY方向アクチュエータ410Yとが撮影光軸Lに沿って配置されることから、装置全体をコンパクト化することができる。
なお、本実施の形態では、X方向アクチュエータ410XとY方向アクチュエータ410Yを一つずつ設置して、レンズ枠404を駆動しているが、複数のX方向アクチュエータ410XとY方向アクチュエータ410Yとを用いてレンズ枠404を駆動するようにしてもよい。たとえば、X方向プランジャ412XとY方向プランジャ412Yに代えてX方向アクチュエータ410XとY方向アクチュエータ410Yを設置し、2つのX方向アクチュエータ410XとY方向アクチュエータ410Yとを用いてレンズ枠404を駆動するようにしてもよい。また、この場合において、X方向アクチュエータ410XとY方向アクチュエータ410Yとの間にプランジャを設置し、レンズ枠404を押圧するようにしてもよい。
図13はブレ補正装置の第4の実施の形態の構成を示す側面断面図であり、図14は、図13の14−14矢視図である。
同図に示すように、本実施の形態のブレ補正装置500は、主としてベースプレート502、レンズ枠504、フロントプレート506、バックプレート508、X方向アクチュエータ510X、Y方向アクチュエータ510Y、X方向プランジャ512X、Y方向プランジャ512Y、コロ514で構成されている。
ベースプレート502は、リング状に形成されており、撮影光軸Lと直交するように配置されている。
レンズ枠504は、ドーナツ状に形成されており、その内周部に補正レンズ3Aを保持している。このレンズ枠504は、撮影光軸Lと直交するようにして、ベースプレート502の内周部に配置されている。また、このレンズ枠504の前面には、同心円上にY方向アクチュエータ取付部516A、X方向アクチュエータ取付部516B、Y方向プランジャ取付部516C、X方向プランジャ取付部516Dが等間隔に形成されている。
フロントプレート506は、ベースプレート502とほぼ同じ大きさのドーナツ状に形成されており、ベースプレート502の前面に取り付けられている。
バックプレート508は、ベースプレート502とほぼ同じ大きさのドーナツ状に形成されており、ベースプレート502の背面に取り付けられている。このバックプレート508の内側面には、同心円上にコロ支持部518A、518B、518C、518Dが等間隔に形成されている(コロ支持部518A、518Cのみ図示)。このコロ支持部518A、518B、518C、518Dは、半球状の凹部として形成されており、この凹部内にコロ514が嵌入されて、転動自在に支持される。
X方向アクチュエータ510Xは、超音波モータで構成されており、その接触子520Xが撮影光軸Lと平行になるようにして、レンズ枠504に形成されたX方向アクチュエータ取付部516Bに取り付けられている。そして、その接触子520Xが、フロントプレート506の内側面に押し当てられて、レンズ枠504をX方向に駆動できるようにされている。
Y方向アクチュエータ510Yは、超音波モータで構成されており、その接触子520Yが撮影光軸Lと平行になるようにして、レンズ枠504に形成されたY方向アクチュエータ取付部516Aに取り付けられている。そして、その接触子520Yが、フロントプレート506の内側面に押し当てられて、レンズ枠504をY方向に駆動できるようにされている。
X方向プランジャ512Xは、そのロッド522Xが撮影光軸Lと平行になるようにして、レンズ枠504に形成されたX方向プランジャ取付部516Dに取り付けられている。そして、そのロッド522Xの先端がフロントプレート506の内側面に押し当てられている。
Y方向プランジャ512Yは、そのロッド522Yが撮影光軸Lと平行になるようにして、レンズ枠504に形成されたY方向プランジャ取付部516Cに取り付けられている。そして、そのロッド522Yの先端がフロントプレート506の内側面に押し当てられている。
コロ514は、球状に形成されており、バックプレート508の内側面に形成されたコロ支持部518A、518B、518C、518Dに嵌入されて、転動自在に支持されている。このコロ支持部518A、518B、518C、518Dに支持されたコロ514は、レンズ枠504の背面に当接し、レンズ枠504を撮影光軸Lと直交する面内で平行移動自在に支持する。
なお、各コロ514は、Y方向アクチュエータ510Yの接触子520Y、X方向アクチュエータ510Xの接触子520X、Y方向プランジャ512Yのロッド522Y、X方向プランジャ512Xのロッド522Xと同軸上に配置されており、レンズ枠504は、Y方向アクチュエータ510Y、X方向アクチュエータ510X、Y方向プランジャ512Y、X方向プランジャ512Xによる押圧力でコロ514に押し付けられて、撮影光軸Lに直交する面内を平行移動自在に保持される。
このように撮影光軸Lに直交する面内を平行移動自在に保持されたレンズ枠504は、X方向アクチュエータ510Xを駆動すると、撮影光軸Lと平行な面内で接触子520XがX方向に楕円運動し、この結果、レンズ枠504がX方向に移動する。また、Y方向アクチュエータ510Yを駆動すると、撮影光軸Lに平行な面内で接触子522YがY方向に楕円運動し、この結果、レンズ枠504がY方向に移動する。これにより、レンズ枠504が撮影光軸Lに直交する面内で平行移動する。
なお、レンズ枠504は、図示しないX位置センサとY位置センサによって原点位置(補正レンズ3Aの中心が光軸L上に位置した時のレンズ枠504の位置)に対する位置が検出されている。X位置センサとY位置センサの検出結果はCPU134に伝達され、CPU134は、そのX位置センサとY位置センサの検出結果に基づいてブレ補正制御を実行する。すなわち、Y方向ドライバ142Y及びX方向ドライバ142Xを介してY方向アクチュエータ510Y及びX方向アクチュエータ510Xの駆動を制御し、ブレを相殺するように補正レンズ3Aを移動させて、像ブレを補正する。
以上のように構成された第4の実施の形態のブレ補正装置500の作用は次のとおりである。
ブレ補正機能がONされると、CPU134は、Y位置センサによってレンズ枠504のY方向の移動を検出すると、Y方向ドライバ142Yを介してY方向アクチュエータ510Yを駆動し、そのY方向の移動を打ち消すように補正レンズ3Aを移動させる。また、X位置センサによってレンズ枠504のX方向の移動を検出すると、X方向ドライバ142Xを介してX方向アクチュエータ510Xを駆動し、その移動を打ち消すように補正レンズ3Aを移動させる。これにより、手ブレに基づく像のブレが補正される。
なお、本実施の形態のブレ補正装置500も上記実施の形態と同様にX方向アクチュエータ510XとY方向アクチュエータ510Yが超音波モータで構成されることから、電力消費を大幅に抑えることができる。
また、本実施の形態のブレ補正装置500では、X方向アクチュエータ510XとY方向アクチュエータ510Yが同一平面上に配置されることから、装置全体をコンパクト化することができる。
なお、本実施の形態では、X方向アクチュエータ410XとY方向アクチュエータ410Yを一つずつ設置して、レンズ枠404を駆動しているが、複数のX方向アクチュエータ410XとY方向アクチュエータ410Yとを用いてレンズ枠404を駆動するようにしてもよい。たとえば、X方向プランジャ412XとY方向プランジャ412Yに代えてX方向アクチュエータ410XとY方向アクチュエータ410Yを設置し、2つのX方向アクチュエータ410XとY方向アクチュエータ410Yとを用いてレンズ枠404を駆動するようにしてもよい。また、この場合において、X方向アクチュエータ410XとY方向アクチュエータ410Yとの間にプランジャを設置し、フロントプレート406を押圧するようにしてもよい。
また、上記の実施の形態では、本発明をデジタルカメラに適用した場合を例に説明したが、本発明の適用は、これに限定されるものではなく、光学式のブレ補正装置を備えた全ての撮影機器(たとえば、銀塩カメラやビデオカメラ、カメラ付き携帯電話機など)に適用することができる。
1…第1レンズ群、2…第2レンズ群、3…第3レンズ群、3A…補正レンズ、3B…固定レンズ、4…第4レンズ群、5…絞り、10…デジタルカメラ、12…カメラボディ、14…撮影レンズ、50…ブレ補正装置、52…ベースプレート、54X…X方向スライダ、54Y…Y方向スライダ、56X…X方向アクチュエータ、56Y…Y方向アクチュエータ、200…超音波モータ、202…圧電セラミック、204…接触子、206A、206B、206C、206D…電極、300…ブレ補正装置、302…ベースプレート、304…レンズ枠、306…フロントプレート、308…バックプレート、310X…X方向アクチュエータ、312X…X方向移動支持プレート、310Y…Y方向アクチュエータ、312Y…Y方向移動支持プレート、400…ブレ補正装置、402…ベースプレート、404…レンズ枠、406…フロントプレート、408…バックプレート、410X…X方向アクチュエータ、410Y…Y方向アクチュエータ、412X…X方向プランジャ、412Y…Y方向プランジャ、414…コロ、500…ブレ補正装置、502…ベースプレート、504…レンズ枠、506…フロントプレート、508…バックプレート、510X…X方向アクチュエータ、510Y…Y方向アクチュエータ、512X…X方向プランジャ、512Y…Y方向プランジャ、514…コロ
Claims (9)
- 補正レンズを保持するレンズ枠がベースに対してX方向及びY方向に移動自在に支持され、ブレを打ち消す方向に前記レンズ枠を移動させて結像面の像ブレを補正するブレ補正装置において、
前記ベースに設けられ、前記レンズ枠に押し当てた接触子に対してX方向に回転する楕円運動を与えて前記レンズ枠をX方向に移動させるX方向駆動手段と、
前記ベースに設けられ、前記レンズ枠に押し当てた接触子に対してY方向に回転する楕円運動を与えて前記レンズ枠をY方向に移動させるY方向駆動手段と、
を備えたことを特徴とするブレ補正装置。 - 前記レンズ枠は、
前記ベースに対してX方向又はY方向に移動自在に設けられた第1レンズ枠と、
前記第1レンズ枠に設けられ、前記補正レンズを保持するとともに、前記第1レンズ枠の移動方向に対して直交する方向に移動自在に設けられた第2レンズ枠と、
からなり、前記X方向駆動手段は、前記第1レンズ枠又は前記第2レンズ枠のうちX方向に移動するレンズ枠に前記接触子が押し当てられ、前記Y方向駆動手段は、前記第1レンズ枠又は前記第2レンズ枠のうちY方向に移動するレンズ枠に前記接触子が押し当てられることを特徴とする請求項1に記載のブレ補正装置。 - 前記レンズ枠は、XY平面内を移動自在に支持されることを特徴とする請求項1に記載のブレ補正装置。
- 前記X方向駆動手段と前記Y方向駆動手段の接触子は、それぞれ前記レンズ枠に対して前記補正レンズの光軸と直交する面に押し当てられることを特徴とする請求項3に記載のブレ補正装置。
- 前記X方向駆動手段と前記Y方向駆動手段の接触子は、それぞれ前記レンズ枠に対して前記補正レンズの光軸と平行な面に押し当てられることを特徴とする請求項3に記載のブレ補正装置。
- 補正レンズを保持するレンズ枠がベースに対してX方向及びY方向に移動自在に支持され、ブレを打ち消す方向に前記レンズ枠を移動させて結像面の像ブレを補正するブレ補正装置において、
前記レンズ枠に設けられ、前記ベースに押し当てた接触子に対してX方向に回転する楕円運動を与えて前記レンズ枠をX方向に移動させるX方向駆動手段と、
前記レンズ枠に設けられ、前記ベースに押し当てた接触子に対してY方向に回転する楕円運動を与えて前記レンズ枠をY方向に移動させるY方向駆動手段と、
を備えたことを特徴とするブレ補正装置。 - 前記X方向駆動手段と前記Y方向駆動手段の接触子は、それぞれ前記ベースに対して前記補正レンズの光軸と直交する面に押し当てられることを特徴とする請求項6に記載のブレ補正装置。
- 前記X方向駆動手段と前記Y方向駆動手段の接触子は、それぞれ前記ベースに対して前記補正レンズの光軸と平行な面に押し当てられることを特徴とする請求項6に記載のブレ補正装置。
- 前記X方向駆動手段と前記Y方向駆動手段は、それぞれ前記接触子が取り付けられた圧電板に四つの電極を格子状に配置し、対角線上に位置する二つの電極を一組として交互に通電させることにより、前記接触子に縦方向運動と横方向運動とを与えて楕円運動を与えることを特徴とする請求項1〜8のいずれか一に記載のブレ補正装置。
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