JP2007011149A - Reflection angle variable prism and portable apparatus with camera using same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、撮影時の手ブレ振動などにより生じる画質低下を防止するために用いられるブレ補正装置の反射角可変プリズムに関するものであり、特に、折り曲げ光学系の反射面をチルトさせることによりブレ補正を行うブレ補正機構を備えたカメラ付き携帯機器に関するものである。 The present invention relates to a reflection angle variable prism of a shake correction apparatus used to prevent image quality degradation caused by camera shake vibration during photographing, and in particular, shake correction by tilting a reflecting surface of a bending optical system. The present invention relates to a camera-equipped mobile device having a shake correction mechanism for performing the above.
カメラなどの撮影機器で手持ち撮影を行う場合には、撮影時の手ブレ振動などによって撮影機器に振動が与えられ、撮像素子に取り込まれる画像がブレてしまい撮影像が不鮮明になることがある。また、この像ブレは、暗い場所での撮影や望遠撮影を行う場合に特に顕著に表れる。 When handheld shooting is performed with a shooting device such as a camera, vibration may be applied to the shooting device due to camera shake vibration at the time of shooting, and an image captured by the image sensor may be blurred, resulting in an unclear image. Further, this image blur is particularly noticeable when shooting in a dark place or telephoto shooting.
従来、デジタルカメラやスチルカメラの多くは撮影時の構え方の不完全さやシャッターボタンの押下時の押圧強さに起因する手ブレを防止する為に、グリップ形状やシャッターボタンの位置及び形状等を工夫している。しかし、前記形状の工夫のみでは手ブレを完全に防止することができない。 Conventionally, many digital cameras and still cameras have a grip shape, the position and shape of the shutter button, etc. to prevent camera shake caused by imperfect positioning during shooting or the pressing force when the shutter button is pressed. Devised. However, camera shake cannot be completely prevented only with the shape.
また、特にカメラ付き携帯機器においては、携帯性、デザイン性等を満足させることが優先される為、形状および重量に制限があり、形状の工夫にて手ブレ防止を図ることは困難である。 In particular, in a portable device with a camera, priority is given to satisfying portability, designability, etc., so there is a limitation on the shape and weight, and it is difficult to prevent camera shake by devising the shape.
このような像ブレを防止するために、外部からの振動を検出し、その振動による像ブレへの影響を打ち消すようにカメラ内部の光学系を動的に変位させることによって、撮影像のブレを低減させる手法が提案されている。 In order to prevent such image blurring, the camera shakes the captured image by detecting external vibrations and dynamically displacing the optical system inside the camera so as to cancel the influence of the vibrations on the image blurring. A technique for reducing this has been proposed.
例えば、特許文献1では、ミラーまたはプリズムを用いて光学系を90度屈曲させることでカメラを薄型にする折り曲げ光学系が用いられており、手ブレ検出手段により検出されたカメラ本体のブレ量に基づいてブレ補正光学系の必要チルト角度を算出し、ミラーもしくはプリズムを変位させることにより折り曲げ光学系の反射面をチルトさせて、撮影像のブレを低減させる方法が提案されている。
For example, in
ここで、折り曲げ光学系においては、焦点距離を短くすることにより光学系全体の長さを短くできる点および反射面の汚染を防止できる点からプリズムを用いる方が望ましく、ほとんどの折り曲げ光学系においてプリズムが使用されている。
しかし、上述した従来技術には以下に述べるような問題があった。 However, the above-described prior art has the following problems.
プリズムを駆動させることにより折り曲げ光学系の反射面をチルトさせる折り曲げ光学系では、駆動部のみによって質量の大きなプリズムを支える必要があるため、落下等による衝撃を受けた場合に駆動部、特に中心軸にかかる負担が大きく、駆動部が破損してしまう。特に、カメラ付き携帯機器は常時携帯しておくものであるため、落下の可能性が大きく、耐衝撃性の向上が課題となる。 In a bending optical system that tilts the reflecting surface of the bending optical system by driving the prism, it is necessary to support a prism with a large mass only by the driving unit. The load on the drive unit is large, and the drive unit is damaged. In particular, since a camera-equipped mobile device is always carried, there is a high possibility of dropping, and improvement in impact resistance becomes a problem.
また、カメラ付き携帯機器においては、画面表示、文章入力、通話等により電力を消費するため、低消費電力化が要求されている。しかしながら、折り曲げ光学系のブレ補正時には、プリズムを駆動させるため、大きな駆動力が必要であり、多くの電力を使用することとなってしまう。 In addition, in a mobile device with a camera, power consumption is required to consume power for screen display, text input, telephone conversation, and the like. However, at the time of blur correction of the bending optical system, a large driving force is required to drive the prism, and a large amount of power is used.
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、落下等による駆動部への負荷を軽減させることにより耐衝撃性を向上させることが可能であり、また、低消費電力化が可能となる反射角可変プリズムおよびそれを用いたブレ補正機構を備えたカメラ付き携帯機器を提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and its purpose is to improve impact resistance by reducing the load on the drive unit due to dropping or the like, and to reduce power consumption. It is an object to provide a portable device with a camera provided with a variable reflection angle prism and a shake correction mechanism using the same.
上記目的を達成するために、本発明の反射角可変プリズムは、プリズム本体と、前記プリズム本体の反射面となるように前記プリズム本体の一面に対向して配置した反射板と、前記反射板を直交する2軸についてそれぞれチルトさせる駆動手段と、前記プリズム本体と前記反射板との間に配置され、前記反射板のチルトに追随する充填物質とを含むことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a reflection angle variable prism according to the present invention includes a prism main body, a reflection plate arranged to face one surface of the prism main body so as to be a reflection surface of the prism main body, and the reflection plate. Drive means for tilting two orthogonal axes, and a filling material disposed between the prism main body and the reflector and following the tilt of the reflector.
上記構成の反射角可変プリズムによれば、プリズム本体を固定したまま、前記反射板を前記駆動手段により駆動させることにより、プリズムへの入射光の反射角の変更が可能となる。プリズム本体と、駆動させる反射面(反射板)とを分離することができ、駆動部が支える部分は重量の小さい反射板のみとなるため、落下時に駆動部にかかる負荷を軽減させることができる。よって、耐衝撃性を向上させることが可能となる。さらに、重量の小さい反射板のみを駆動するため、小さな駆動力でも駆動が可能となり、低消費電力化が可能となる。 According to the reflection angle variable prism having the above configuration, the reflection angle of the incident light to the prism can be changed by driving the reflection plate with the driving means while fixing the prism body. Since the prism main body and the reflecting surface (reflecting plate) to be driven can be separated, and the portion supported by the driving unit is only a reflecting plate having a small weight, the load applied to the driving unit when dropped can be reduced. Therefore, it is possible to improve impact resistance. Furthermore, since only the light reflector is driven, it can be driven with a small driving force, and the power consumption can be reduced.
また、本発明の反射角可変プリズムは、前記充填物質が液体からなることを特徴とする。 The variable reflection angle prism of the present invention is characterized in that the filling material is made of a liquid.
上記構成の反射角可変プリズムによれば、前記充填物質が液体であるため変形しやすく、手ブレ補正を行うための反射板の駆動が容易となる。 According to the reflection angle variable prism having the above-described configuration, since the filling material is a liquid, it is easily deformed, and it becomes easy to drive the reflecting plate for performing camera shake correction.
また、本発明の反射角可変プリズムは、前記充填物質がゲルからなることを特徴とする。 In the variable reflection angle prism of the present invention, the filling material is made of gel.
上記構成の反射角可変プリズムによれば、充填物質の漏れを防止する手段を設けなくてもよい。もしくは、漏れを防止する手段を設ける場合においても簡易なものとすることができる。 According to the reflection angle variable prism having the above-described configuration, it is not necessary to provide a means for preventing leakage of the filling material. Alternatively, it can be simplified even when a means for preventing leakage is provided.
また、本発明の反射角可変プリズムによれば、前記充填物質の漏れを防止する手段を有することを特徴とする。 In addition, according to the variable reflection angle prism of the present invention, it has means for preventing leakage of the filling material.
上記構成の反射角可変プリズムによれば、前記充填物質の流出を防止することができる。 According to the reflection angle variable prism having the above configuration, the filling material can be prevented from flowing out.
また、本発明の反射角可変プリズムは、前記プリズム本体の屈折率をn1、前記充填物質の屈折率をn2とした場合に、前記充填物質の屈折率n2は、式(1)を満たすような範囲であるとしてもよい。 In the variable reflection angle prism according to the present invention, when the refractive index of the prism body is n 1 and the refractive index of the filling material is n 2 , the refractive index n 2 of the filling material is expressed by the following formula (1). It is good also as the range which satisfy | fills.
上記構成の反射角可変プリズムによれば、プリズムへの入射光が全反射せずに、入射光の全部もしくは一部を反射板で反射することができる。 According to the reflection angle variable prism having the above configuration, the incident light to the prism is not totally reflected, and all or a part of the incident light can be reflected by the reflecting plate.
また、本発明の反射角可変プリズムは、前記プリズム本体の屈折率をn1、前記充填物質の屈折率をn2、反射率をaとした場合に、前記充填物質の屈折率n2は、式(2)を満たすような範囲であるとしてもよい。 In the reflection angle variable prism of the present invention, when the refractive index of the prism body is n 1 , the refractive index of the filling material is n 2 , and the reflectance is a, the refractive index n 2 of the filling material is It is good also as a range which satisfy | fills Formula (2).
上記構成の反射角可変プリズムによれば、入射光の反射率をa以下とすることができる。 According to the reflection angle variable prism having the above configuration, the reflectance of incident light can be set to a or less.
また、本発明の反射角可変プリズムは、前記プリズム本体と反射板の間に配置された充填物質の屈折率が、前記プリズム本体の屈折率の0.96倍から1.04倍となるように構成してもよい。 Further, the reflection angle variable prism of the present invention is configured such that the refractive index of the filling material disposed between the prism body and the reflector is 0.96 to 1.04 times the refractive index of the prism body. May be.
上記構成の反射角可変プリズムによれば、プリズムへの入射光の反射率を4%(一般の手鏡の表面での反射率)以下とすることができる。 According to the reflection angle variable prism having the above configuration, the reflectance of the incident light to the prism can be 4% (the reflectance on the surface of a general hand mirror) or less.
また、本発明の反射角可変プリズムは、前記プリズム本体と前記反射板との間に配置された充填物質の屈折率が、前記プリズム本体の屈折率とほぼ等しいものであることが望ましい。 In the reflection angle variable prism of the present invention, it is preferable that the refractive index of the filling material disposed between the prism main body and the reflection plate is substantially equal to the refractive index of the prism main body.
上記構成の反射角可変プリズムによれば、プリズムへの入射光を減衰させずに、反射角の変更が可能となる。 According to the reflection angle variable prism having the above configuration, the reflection angle can be changed without attenuating the incident light to the prism.
また、本発明の反射角可変プリズムにおいて、前記反射板の駆動手段は圧電素子であってもよい。 In the reflection angle variable prism according to the present invention, the driving means for the reflecting plate may be a piezoelectric element.
圧電素子は反応性が高く、小型化が容易であるので、駆動手段には好適である。 Piezoelectric elements are suitable for driving means because of their high reactivity and easy miniaturization.
さらに、前記反射角可変プリズムを用いた手ブレ補正機構を備えたことを特徴とするカメラ付き携帯機器を提供することを特徴とする。 Further, the present invention provides a camera-equipped portable device comprising a camera shake correction mechanism using the variable reflection angle prism.
本発明の反射角可変プリズムを用いた手ブレ補正機構を備えたカメラ付き携帯機器によれば、反射板を駆動させることにより光学系を変位させることができるので、効果的に手ブレを防止することができる。さらに、反射板を駆動させることにより折り曲げ光学系の反射面をチルトさせることができるので、耐衝撃性向上および低消費電力化を実現することができる。 According to the portable device with a camera equipped with the camera shake correction mechanism using the variable reflection angle prism of the present invention, the optical system can be displaced by driving the reflecting plate, so that the camera shake is effectively prevented. be able to. Furthermore, since the reflecting surface of the bending optical system can be tilted by driving the reflecting plate, it is possible to realize an improvement in impact resistance and a reduction in power consumption.
以上より明らかなように、本発明の反射角可変プリズムによれば、落下等による駆動部への負荷を軽減させ、耐衝撃性を向上させることが可能となる。また、駆動する部分が反射板のみであるため、小さい駆動力で駆動させることができ、低消費電力化が可能となる。 As apparent from the above, according to the variable reflection angle prism of the present invention, it is possible to reduce the load on the drive unit due to dropping or the like and to improve the impact resistance. Further, since the driven part is only the reflector, it can be driven with a small driving force, and the power consumption can be reduced.
さらに、本発明による反射角可変プリズムを用いた手ブレ補正機構を備えたカメラ付き携帯機器によれば、耐衝撃性向上および低消費電力化を達成したカメラ付き携帯機器を提供することができる。 Furthermore, according to the portable device with a camera provided with the camera shake correction mechanism using the variable reflection angle prism according to the present invention, it is possible to provide a portable device with a camera that achieves improved impact resistance and low power consumption.
以下、本発明の実施形態を図に基づき説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited to the following embodiment.
まず、反射角を可変するブレ補正装置における反射角可変プリズムについて図1から図3を用いて説明する。 First, a reflection angle variable prism in a shake correction apparatus that changes the reflection angle will be described with reference to FIGS.
図1は本発明の第1の実施形態である反射角可変プリズムの斜視図である。また、図2は本発明の第1の実施形態である反射角可変プリズムの要部断面図であり、図3は本発明の第1の実施形態である反射角可変プリズムの分解斜視図である。さらに、図4は本発明の第2の実施形態である反射角可変プリズムの要部断面図である。 FIG. 1 is a perspective view of a variable reflection angle prism according to the first embodiment of the present invention. 2 is a cross-sectional view of the main part of the reflection angle variable prism according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 3 is an exploded perspective view of the reflection angle variable prism according to the first embodiment of the present invention. . FIG. 4 is a cross-sectional view of an essential part of a reflection angle variable prism according to the second embodiment of the present invention.
図1から図4に示されるように、プリズム本体11の反射面となるようにプリズム本体11の一面に対向して反射板13が配置され、前記プリズム本体11と前記反射板13との間には前記反射板13のチルトに追随することができる充填物質12が配置されている。また、プリズム本体11は筺体(図示せず)に固定されている。さらに、中心軸16は、一端が筺体、他端が反射板13にそれぞれ固定されている。
As shown in FIGS. 1 to 4, a reflecting
反射板13に変位を与える2つの駆動手段15としては圧電素子が用いられており、前記圧電素子に電圧が印加されると図2および図4中の矢印方向である反射板13に垂直な方向に変位する。この各駆動手段15は、一端が反射板13上の2つの突起14とそれぞれ接触もしくは接続しており、他端は駆動手段固定部材(図示せず)を介して筺体(図示せず)に固定されている。よって、プリズム本体11を駆動させずに、反射板13の角度を図2および図4中の矢印方向に変位させることができる。
Piezoelectric elements are used as the two driving means 15 for giving displacement to the reflecting
続いて、図3を用いて、反射板13に取付けられている中心軸16および2つの突起14の配置関係について説明する。図3において、反射板13はその略中央部に中心軸16が設けられており、中心軸16の中心位置(チルト中心位置)と、駆動手段15と反射板13が接触もしくは接続している2箇所の突起14位置とが、それぞれ直角二等辺三角形の頂角を形成するように配置されている。前記構成により、折り曲げ光学系の反射面となる反射板13を直交する2軸方向(ピッチング方向、ヨーイング方向)にチルトさせることができる。
Subsequently, the arrangement relationship between the
また、中心軸16の材質としては、突起14が図2および図4中の矢印方向に変位した際に、中心軸16が引っ張り荷重を受けた結果、中心軸長手方向に伸びてしまうと、反射板13のチルト量が小さくなってしまうか、最悪の場合はチルトしなくなるため、引張り剛性の高い材料である金属、もしくは樹脂材料が望ましい。
Further, as the material of the
ここで、本実施形態の駆動手段として用いている圧電素子は分極と逆方向の電圧を印加した場合、素子の分極状態が壊れる危険があるため、正逆の電圧を印加するのではなく、一方向の電圧を加えて使用する必要がある。そのため、反射板を正逆方向にチルトさせるためには、例えば、初期位置を15Vの位置に設定しておき、圧電素子の印加電圧を0−30Vに変化させることにより、反射板を正逆方向にチルトさせることが可能となる。 Here, the piezoelectric element used as the driving means of this embodiment has a risk of damaging the polarization state of the element when a voltage in the direction opposite to the polarization is applied. It is necessary to apply a voltage in the direction. Therefore, in order to tilt the reflector in the forward / reverse direction, for example, the initial position is set to a position of 15V, and the applied voltage of the piezoelectric element is changed to 0-30V, thereby moving the reflector in the forward / reverse direction. Can be tilted.
本発明による反射角可変プリズムによれば、プリズム本体と、駆動させる反射板とを分離することができ、駆動部(中心軸および駆動手段)が支える部分は重量の小さい反射板のみとなるため、落下時に駆動部にかかる負荷を軽減させることができる。よって、カメラ付き携帯電話の耐衝撃性を向上させることができる。 According to the reflection angle variable prism according to the present invention, the prism main body and the reflecting plate to be driven can be separated, and the portion supported by the driving unit (center axis and driving means) is only the reflecting plate having a small weight. It is possible to reduce the load applied to the drive unit when dropped. Therefore, the impact resistance of the camera-equipped mobile phone can be improved.
さらに、折り曲げ光学系の反射面を変位させるためには反射板のみを駆動させればよいため、重量の重いプリズム本体を駆動する場合に比べて、小さい駆動力での駆動が可能となり、消費電力を低減させることができる。また、小さい駆動力で反射板のチルトが可能な場合には、圧電素子の代わりに例えば静電素子等を使用することも可能であり、消費電力の低減が可能となる。 Furthermore, in order to displace the reflecting surface of the bending optical system, it is only necessary to drive the reflecting plate, so that it is possible to drive with less driving force than when driving a heavy prism main body and power consumption. Can be reduced. Further, when the reflecting plate can be tilted with a small driving force, for example, an electrostatic element can be used instead of the piezoelectric element, and power consumption can be reduced.
次に、前記充填物質12について説明する。前記充填物質12は、前記反射板のチルトに追随することができる物質であり、例えば、ゲルもしくは液体などからなる。
Next, the filling
前記充填物質がゲルからなる場合としては、例えば、オプティカルゲルなどを用いる。 As the case where the filling material is made of a gel, for example, an optical gel or the like is used.
ゲルは粘性が高いので、充填物質の厚みが薄い場合には、膜を形成してプリズム本体と反射板の間に配置することにより、図2に示すように、漏れを防止する手段を用いずに、充填物資の流出を防止することができる。もしくは、漏れを防止する手段を用いる場合においても、簡易なものとすることができる。 Since the gel is highly viscous, when the filling material is thin, by forming a film and placing it between the prism body and the reflector, as shown in FIG. 2, without using a means for preventing leakage, The outflow of the filling material can be prevented. Or when using the means which prevents a leak, it can be made simple.
ただし、前記ゲルは流動性がないため形状変化により密度が変化して密度分布が生じ、屈折率が変化することが懸念される。ここで、カメラ付き携帯機器の手ブレ補正に用いるようなチルト量の小さな用途では、充填物質の厚みを増すことによりチルト量に対する屈折率の変化量を小さくすることができる。また、例えば、樹脂などの弾性体を充填物質として使用する場合にも前記ゲルを用いた場合と同様の効果を得ることができる。 However, since the gel does not have fluidity, there is a concern that the density changes due to a shape change, a density distribution is generated, and the refractive index changes. Here, in applications where the tilt amount is small, such as that used for camera shake correction of a camera-equipped portable device, the amount of change in the refractive index with respect to the tilt amount can be reduced by increasing the thickness of the filling material. Further, for example, when an elastic body such as a resin is used as the filling substance, the same effect as that obtained when the gel is used can be obtained.
一方、前記充填物質が液体からなる場合としては、例えば、一般にマッチングオイル、インデックスオイル、あるいはイマージョンオイルと呼ばれる屈折率が均一な液体を用いることができ、これらの液体は、例えば、フロロカーボン系液体、沃化メチレン系液体、砒素トリプロマイド系液体、ジサルファイド系液体、セレン化合物、テルフェニル、水素化テルフェニル、ポリブタン、流動パラフィン、ブロモナフタレンなどからなる物質、もしくはこれらの混合物からなり、混合比を適宜調節することで任意の屈折率を得ることができる。 On the other hand, when the filling material is made of a liquid, for example, a liquid having a uniform refractive index generally called matching oil, index oil, or immersion oil can be used. These liquids are, for example, fluorocarbon liquids, It consists of a substance composed of methylene iodide liquid, arsenic tripromide liquid, disulfide liquid, selenium compound, terphenyl, hydrogenated terphenyl, polybutane, liquid paraffin, bromonaphthalene, etc. An arbitrary refractive index can be obtained by appropriately adjusting.
前記充填物質が液体からなる場合には、図4に示すように、プリズム本体11と反射板13との間に充填物質12の漏れを防止する手段により漏れ防止対策がなされて封入される。ここで、漏れを防止する手段はシール20等からなり、前記シール20は、一端が前記プリズム本体11に接続され、他端が前記反射板13に接続されており、充填物質12が漏れ出さないようにしてある。さらに、前記シール20は、ブレ補正のためのプリズム本体11と反射板13との相対的な位置の移動が可能となるように変形することができる。
When the filling material is made of a liquid, as shown in FIG. 4, leakage prevention measures are taken between the prism
ここで、充填物質の厚みは反射板の駆動量より大きければよい。例えば、プリズム本体の反射面の大きさを14mm□、チルト角を0.1°程度とすると、反射板の駆動量は12μm程度となる。 Here, the thickness of the filling material may be larger than the driving amount of the reflector. For example, when the size of the reflecting surface of the prism body is 14 mm □ and the tilt angle is about 0.1 °, the driving amount of the reflecting plate is about 12 μm.
また、前記充填物質12の屈折率は、前記プリズム本体11の屈折率とほぼ同等であることが望ましい。プリズム本体11の屈折率と充填物質12の屈折率がほぼ同等である場合には、図5に示すように、プリズム本体11に入射した光は、プリズム本体11と充填物質12との界面で反射されずに透過し、充填物質12と反射板13との界面において反射する。
The refractive index of the filling
よって、プリズム本体11を駆動させずに、反射板13の角度を駆動手段15(図1から図4に示す)によって図5中の矢印方向に変位させることにより、入射光を減衰させることなく、反射角を変更させることが可能となる。
Therefore, without driving the
一方、プリズム本体11の屈折率と充填物質12の屈折率が異なる場合には、図6に示すように、プリズム本体11に入射した光線は最低でも2回(図6中のA、B)界面を通過し、このときに反射が起こって迷光につながり、光量が減少することとなる。
On the other hand, when the refractive index of the
ここで、前記反射のうちの少なくとも1つの界面において全反射が生じた場合には、プリズムによる折り曲げ方向への反射光を得ることができないため、本発明による反射角可変プリズムの効果が得られなくなる。 Here, when total reflection occurs in at least one interface among the reflections, the reflected light in the bending direction by the prism cannot be obtained, so that the effect of the variable reflection angle prism according to the present invention cannot be obtained. .
以下に、図6を用いて、界面Aおよび界面Bのいずれにおいても全反射が生じないようにするための充填物質の屈折率の範囲を説明する。 Hereinafter, the range of the refractive index of the filling material for preventing total reflection from occurring at both the interface A and the interface B will be described with reference to FIG.
図6に示すように、プリズム本体11の屈折率をna、充填物質12の屈折率をnb、入射角をθa、反射角をθbとすると、スネルの法則より、入射角θaと反射角θbとの関係は、式(3)で表される。
As shown in FIG. 6, assuming that the refractive index of the
ここで、図6のAの界面(プリズム本体11→充填物質12)で全反射が起きないためには、反射角θbが90度より小さくなればよいため、プリズム本体11の屈折率naおよび充填物質12の屈折率nbは式(4)の範囲であればよい。(簡単のためプリズムへの入射角θaを45度とする。)
Here, since the reflection angle theta b may becomes smaller than 90 degrees for total reflection does not occur at the interface A in FIG. 6 (a
また、同様に、図6のBの界面(充填物質12→プリズム本体11)で全反射が起きないためには、入射角θcを45度とすると、プリズム本体11の屈折率naおよび充填物質12の屈折率nbは以下の式(5)の範囲であればよい。
Similarly, for the total reflection does not occur at the interface (the filling
よって、式(4)および式(5)より、界面Aおよび界面Bのいずれにおいても全反射が生じないようにするためには、充填物質12の屈折率nbの範囲は式(6)である必要がある。
Therefore, from the equations (4) and (5), in order to total reflection does not occur in any of the interface A and interface B, the range of the refractive index n b of the filling
ここで、プリズム本体11の屈折率naと、充填物質12の屈折率nbとが異なり、充填物質12の屈折率nbが上記式(6)の範囲である場合、図6中のAおよびBの2箇所の界面で、入射光は一部反射されて迷光となり、透過ロスが生じることとなる。透過ロスが許容される範囲は用途により異なる。例えば、レーザーの偏向であれば数十%までであり、カメラ用途なら数%となる。なお、一般の手鏡(ガラスの裏面にアルミが蒸着されたタイプ)の表面での反射率が4%程度であるため、本実施形態では反射率4%以下となる場合を示す。
Here, unlike the refractive index and n a of the
以下に、反射率が4%以下となるようにするための充填物質の屈折率の範囲を図6および図7を用いて説明する。 In the following, the range of the refractive index of the filling material so that the reflectance is 4% or less will be described with reference to FIG. 6 and FIG.
図7に示すように、第1の物質18(屈折率n1)側から第2の物質19(屈折率n2)側に向けて光線が入射した場合の、光線の入射角および反射角をそれぞれθ1、θ2とする。第1の物質18および第2の物質19の界面での反射率は、入射面に平行な偏光(p偏光)の反射率と、入射面に垂直な偏光(s偏光)とで反射率は異なり、それぞれをRp、Rsとすると、フレネルの公式より、式(7)および式(8)のように表される。
As shown in FIG. 7, the incident angle and the reflection angle of the light beam when the light beam is incident from the first material 18 (refractive index n 1 ) side toward the second material 19 (refractive index n 2 ) side are as follows. Let them be θ 1 and θ 2 respectively. The reflectivity at the interface between the
ここで、p偏光の反射率Rpは常にs偏光の反射率Rsより小さいため、s偏光の反射率Rsのみに注目することとする。θaを45度とし、式(3)に示したスネルの法則を用いると、図6中の界面Aにおけるs偏光の反射率Rsaは式(9)のように表される。 Here, since the reflectance R p of p-polarized light is always smaller than the reflectance R s of s-polarized light, attention is paid only to the reflectance R s of s-polarized light. When θ a is 45 degrees and Snell's law shown in Expression (3) is used, the reflectance R sa of s-polarized light at the interface A in FIG. 6 is expressed as Expression (9).
ここで、naとnbとはほとんど同じと仮定し、(nb/na)2≒1と近似すると、界面Aにおけるs偏光の反射率Rsaは式(10)のように表すことができる。 Here, assuming that n a and n b are almost the same, and approximating (n b / n a ) 2 ≈1, the reflectance R sa of the s-polarized light at the interface A can be expressed as in equation (10). Can do.
よって、反射率をaとすると、界面Aにおけるs偏光の反射率Rsaを反射率a以下にするには式(11)を満たせばよい。 Therefore, when the reflectance is a, the s-polarized reflectance R sa at the interface A may be set to satisfy the formula (11) in order to make the reflectance a or less.
図6で示したように、プリズムに入射した光線は最低でも2回界面を通過するため、同様に、図6のBの界面(充填物質12→プリズム本体11)での反射を考えた場合、入射角θcを45度とすると、図6中の界面Bにおけるs偏光の反射率Rsbは式(12)のように表される。
As shown in FIG. 6, since the light incident on the prism passes through the interface at least twice, similarly, when reflection at the interface B (filling
ここで、界面Aの場合と同様に、naとnbとはほとんど同じと仮定し、(nb/na)2≒1と近似すると、界面Bにおけるs偏光の反射率Rsbを反射率a以下にするには、式(13)を満たせばよいことがわかる。 Here, as in the case of the interface A, it is assumed that n a and n b are almost the same, and if approximated to (n b / n a ) 2 ≈1 , the reflectance R sb of s-polarized light at the interface B is reflected. It can be seen that the expression (13) should be satisfied in order to make the ratio a or less.
よって、式(11)および式(13)より、反射率Rsをa以下にするためには、式(14)を満たす必要がある。 Therefore, from the equations (11) and (13), the equation (14) needs to be satisfied in order to make the reflectance Rs equal to or less than a.
数(14)の関係を用いると、反射率aを4%(a=0.04)以下にする場合には、プリズム本体11の屈折率naと充填物質12の屈折率nbとの関係は式(15)で示される範囲とすればよい。ここで、充填物質の屈折率を変更することにより、プリズムへの入射光の反射率を変更することができる。
Using the relationship between the number (14), when the following reflectance a 4% (a = 0.04), the relationship between the refractive index n b of the refractive index n a and the filling
以上より、充填物質12の屈折率nbを式(15)の範囲とすれば、プリズムへの入射光の反射率を、一般の手鏡の表面での反射率である4%以下とすることができる。
From the above, if the refractive index n b of the filling
ここで、反射率aが小さい(10%以下)場合には、式(16)の関係が成り立つ。よって、界面での反射率をa以下(aは10%以下)に抑えるためには、プリズム本体の屈折率naと物質の屈折率nbとの関係を式(16)で示す範囲とすればよい。 Here, when the reflectance a is small (10% or less), the relationship of Expression (16) is established. Therefore, the reflectance at the interface a following (a 10% or less) in order to suppress, the I range showing the relationship between the refractive index n b of the refractive index n a and material of the prism body by the formula (16) That's fine.
以上より、充填物質の屈折率がプリズム本体の屈折率と異なる場合には、充填物質の屈折率を上記式(16)の範囲とするようにすればよい。充填物質の屈折率が該範囲であると、反射率はa%以下となる。 As described above, when the refractive index of the filling material is different from the refractive index of the prism main body, the refractive index of the filling material may be set in the range of the above formula (16). When the refractive index of the filling material is within this range, the reflectance is a% or less.
以上説明したように、本発明による反射角可変プリズムにおいて、プリズム本体を透過した入射光は反射板に到達し、充填物質と反射板との界面において反射する。ここで、反射板の角度を変更させることにより、プリズム本体の角度を変えずに前記入射光の反射角を変更させることができる。 As described above, in the reflection angle variable prism according to the present invention, incident light transmitted through the prism body reaches the reflection plate and is reflected at the interface between the filling material and the reflection plate. Here, by changing the angle of the reflecting plate, the reflection angle of the incident light can be changed without changing the angle of the prism body.
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施可能である。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, It can implement in another various aspect.
例えば、反射板は圧電素子以外の適宜なアクチュエータ、例えば静電素子等で駆動するようにしてもよい。また、反射板は略一点を中心に2方向の角度変化により駆動するものに限らず、例えば、圧電素子を3個以上用いて反射板を支持し、中心軸をなくしてもよい。 For example, the reflecting plate may be driven by an appropriate actuator other than the piezoelectric element, such as an electrostatic element. Further, the reflector is not limited to being driven by an angular change in two directions around a substantially single point. For example, the reflector may be supported using three or more piezoelectric elements and the central axis may be eliminated.
次に、図8から図10を用いて、本発明の反射角可変プリズムを用いた手ブレ補正機構を備えたカメラ付き携帯機器の一例として、カメラ付き携帯電話の説明を行う。 Next, a camera-equipped mobile phone will be described as an example of a camera-equipped portable device provided with a camera shake correction mechanism using the variable reflection angle prism of the present invention, with reference to FIGS.
まず、図8を用いて、本発明の反射角可変プリズムを用いた手ブレ補正機構を備えたカメラユニットの構成について説明を行う。 First, the configuration of a camera unit provided with a camera shake correction mechanism using the variable reflection angle prism of the present invention will be described with reference to FIG.
図8はこのカメラユニットの内部部品の説明を行うための要部斜視図である。ここで、図中の矢印方向から入射した光はブレ補正装置17のプリズム本体11および充填物質12を透過し、反射板13により直角に折り曲げられ、光学系30を通過して撮像素子であるCCD型撮像素子40に集光され像が結ばれる。CCD型撮像素子40からのアナログ画像信号はA/Dコンバータにより、デジタル信号に変換され、デジタル信号処理部により画像圧縮などの所定の信号処理を行った後に、メモリに画像が保存される。
FIG. 8 is a perspective view of an essential part for explaining the internal parts of the camera unit. Here, the light incident from the direction of the arrow in the figure passes through the prism
次に、図9および図10を用いて、本発明の反射角可変プリズムを用いた手ブレ補正機構を備えたカメラ付き携帯電話についての説明を行う。 Next, a camera-equipped mobile phone provided with a camera shake correction mechanism using the variable reflection angle prism of the present invention will be described with reference to FIGS.
図9は本発明のブレ補正装置を内蔵した携帯電話の第1撮影形態(第1の筺体53と第2の筺体54を開けた状態で撮影を行う撮影形態)を示す斜視図であり、図10は同じ携帯電話における第2撮影形態(第1の筺体53と第2の筺体54を閉じた状態で撮影する撮影形態)を示す斜視図である。
FIG. 9 is a perspective view showing a first photographing mode (a photographing mode in which photographing is performed with the
上記カメラ付き携帯電話において、ブレ補正装置(図示せず)は、ジャイロセンサ等からなるブレ検出センサである第1角速度検出センサおよび同第2角速度検出センサからの角速度信号の変化に応じて駆動回路から出力された駆動信号により駆動手段15(図1から図4に示す)を駆動し、ブレ補正装置の反射板13(図1から図6に示す)を直交する2軸方向(ピッチング方向、ヨーイング方向)にチルトさせる。その後、図9に示す第1の撮影手段50もしくは図10に示す第2の撮影手段51が押されたことを検出して、カメラユニット52から像を撮影することが可能となる。カメラユニット52への入射光は、ブレ補正装置のプリズム本体11および光学系30を通過して、CCD型撮像素子40上に集光される。以下の画像処理方法については先ほど説明したのと同一であるので省略する。尚、カメラユニット52の位置は第2の筺体53の裏面側に限定されるものではなく、第2の筺体54に設ける場合もある。
In the camera-equipped mobile phone, a blur correction device (not shown) includes a drive circuit in accordance with changes in angular velocity signals from the first angular velocity detection sensor and the second angular velocity detection sensor, which are blur detection sensors including a gyro sensor and the like. The driving means 15 (shown in FIGS. 1 to 4) is driven by the drive signal output from, and the biaxial direction (pitching direction, yawing) perpendicular to the reflection plate 13 (shown in FIGS. 1 to 6) of the shake correction apparatus is driven. Tilt in the direction). Thereafter, it is detected that the first photographing
ここで、カメラ付き携帯電話においては、撮影形態の違いにより、種々の方向の手ブレが発生し、さらに、シャッターボタン押下時の押圧強さに起因する手ブレの場合、ブレ量が大きいため、手ブレ補正機構による光学系の変位が必要となる。 Here, in the camera-equipped mobile phone, camera shake in various directions occurs due to the difference in shooting mode, and in addition, in the case of camera shake due to the pressing strength when the shutter button is pressed, the amount of blur is large, The optical system must be displaced by the camera shake correction mechanism.
本発明の反射角可変プリズムを用いた手ブレ補正機構を備えたカメラ付き携帯電話によれば、反射板を駆動させることにより光学系を変位させることができるので、耐衝撃性向上および低消費電力化を実現することができる。 According to the camera-equipped mobile phone equipped with the camera shake correction mechanism using the variable reflection angle prism of the present invention, the optical system can be displaced by driving the reflecting plate, so that the impact resistance is improved and the power consumption is low. Can be realized.
上記実施形態では、開閉式のカメラ付き携帯電話について説明したが、表示部を回転させる形態の携帯電話もしくはストレートタイプの携帯電話等の他の形態の携帯電話においても本発明は同様に実施することができ、同様の効果を得ることができる。 In the above embodiment, the openable camera-equipped mobile phone has been described. However, the present invention can be similarly applied to other types of mobile phones such as a mobile phone with a rotating display unit or a straight type mobile phone. And similar effects can be obtained.
さらに、上記実施形態では、カメラ付き携帯機器としてカメラ付き携帯電話について説明したが、カメラ付き携帯機器はこれに限らず、撮影機能を備えたPDA(Personal Digital Assistant:パーソナル・デジタル・アシスタント)等の携帯機器であってもよい。 Furthermore, in the above-described embodiment, the camera-equipped mobile phone has been described as the camera-equipped mobile device. However, the camera-equipped mobile device is not limited to this, and a PDA (Personal Digital Assistant) having a photographing function or the like can be used. It may be a portable device.
また、デジタルカメラ等の他の撮影機器においても本発明は同様に実施することができ、本発明の反射角可変プリズムを用いた手ブレ補正機構を備えることにより、同様の効果を得ることができる。 In addition, the present invention can be similarly implemented in other photographing devices such as a digital camera, and the same effect can be obtained by providing the camera shake correction mechanism using the reflection angle variable prism of the present invention. .
本発明の反射角可変プリズムによれば、落下等による駆動部への負荷を軽減させ、耐衝撃性を向上させることが可能となる。また、駆動する部分が反射板のみとなり軽いため、駆動力が小さい場合でも駆動させることができ、低消費電力化が可能となる。 According to the variable reflection angle prism of the present invention, it is possible to reduce the load on the drive unit due to dropping or the like and to improve the impact resistance. In addition, since the driven portion is only the reflecting plate and is light, it can be driven even when the driving force is small, and the power consumption can be reduced.
さらに、本発明による反射角可変プリズムを用いたカメラ付き携帯機器によれば、耐衝撃性向上および低消費電力化を達成したカメラ付き携帯機器を実現することができる。 Furthermore, according to the portable device with a camera using the variable reflection angle prism according to the present invention, it is possible to realize a portable device with a camera that achieves improved impact resistance and low power consumption.
本発明の反射角可変プリズムは、ブレ補正装置全般に適用可能である。 The variable reflection angle prism of the present invention can be applied to general blur correction apparatuses.
11…プリズム本体
12…充填物質
13…反射板
15…駆動手段
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