JP2007140204A - 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】CCD114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56X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56Y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】CCD114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56X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56Y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、特にブレを打ち消す方向に撮像素子を移動させて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軸方向及びY軸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、撮像素子を移動自在に支持し、駆動手段でブレを打ち消す方向に移動させることにより、像ブレを補正するブレ補正装置において、前記駆動手段は、移動させる対象物に接触子を当接させ、該接触子を移動させる方向に楕円運動させて移動させる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、撮像素子を駆動する駆動手段として、楕円運動する接触子を対象物に当接させて移動させる駆動手段が用いられる。この駆動手段によれば、非駆動時、接触子が当接された対象物は、接触子に押さえられて、停止状態が維持されるので、無駄な電力消費を防ぐことができる。
請求項2に係る発明は、前記目的を達成するために、前記接触子が、前記撮像素子の受光面と平行な面に当接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2に係る発明によれば、駆動手段の接触子が、撮像素子の受光面と平行な面に当接される。
請求項3に係る発明は、前記目的を達成するために、前記接触子が、前記撮像素子の受光面と直交する面に当接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、接触子が撮像素子の受光面と直交する面に当接される。
請求項4に係る発明は、前記目的を達成するために、前記駆動手段は、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、2又は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、駆動手段は、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させる。
請求項5に係る発明は、前記目的を達成するために、ベース部材と、前記ベース部材上をX軸方向に移動自在に設けられたX軸方向移動部材と、前記X軸方向移動部材を駆動するX軸方向駆動手段と、前記撮像素子が取り付けられ、前記X軸方向部材上をY軸方向に移動自在に設けられたY軸方向移動部材と、前記Y軸方向移動部材を駆動するY軸方向駆動手段とを備え、ブレを打ち消す方向に撮像素子を移動させて、像ブレを補正するブレ補正装置において、前記X軸方向駆動手段は、前記ベースに設けられ、接触子を前記X軸方向移動部材に当接させて、前記X軸方向移動部材を保持するとともに、前記接触子をX軸方向に楕円運動させて、前記X軸方向移動部材をX軸方向に移動させ、前記Y軸方向駆動手段は、前記X軸方向移動部材に設けられ、前記Y軸方向移動部材に接触子を当接させて、前記Y軸方向移動部材を保持するとともに、前記接触子をY軸方向に楕円運動させて、前記Y軸方向移動部材をY軸方向に移動させることを特徴とするブレ補正装置を提供する。
請求項5に係る発明によれば、X軸方向移動部材を駆動するX軸方向駆動手段は、ベースに設けられ、接触子をX軸方向移動部材に当接させて、X軸方向移動部材を保持するとともに、接触子をX軸方向に楕円運動させて、X軸方向移動部材をX軸方向に移動させる。また、Y軸方向移動部材を移動させるY軸方向駆動手段は、X軸方向移動部材に設けられ、Y軸方向移動部材に接触子を当接させて、Y軸方向移動部材を保持するとともに、接触子をY軸方向に楕円運動させて、Y軸方向移動部材をY軸方向に移動させる。このX軸方向駆動手段及びY軸方向駆動手段は、非駆動時、接触子が当接されたX軸方向移動部材及びY軸方向移動部材をそれぞれ動かないように保持しておくことができるので、無駄な電力消費を防ぐことができる。
請求項6に係る発明は、前記目的を達成するために、ベース部材と、前記ベース部材上をX軸方向に移動自在に設けられたX軸方向移動部材と、前記X軸方向移動部材を駆動するX軸方向駆動手段と、前記撮像素子が取り付けられ、前記X軸方向部材上をY軸方向に移動自在に設けられたY軸方向移動部材と、前記Y軸方向移動部材を駆動するY軸方向駆動手段とを備え、ブレを打ち消す方向に撮像素子を移動させて、像ブレを補正するブレ補正装置において、前記X軸方向駆動手段は、前記X軸方向移動部材に設けられ、接触子を前記ベースに当接させて、前記X軸方向移動部材を保持するとともに、前記接触子をX軸方向に楕円運動させて、前記X軸方向移動部材をX軸方向に移動させ、前記Y軸方向駆動手段は、前記Y軸方向移動部材に設けられ、前記X軸方向移動部材に接触子を当接させて、前記Y軸方向移動部材を保持するとともに、前記接触子をY軸方向に楕円運動させて、前記Y軸方向移動部材をY軸方向に移動させる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、X軸方向移動部材を駆動するX軸方向駆動手段は、X軸方向移動部材に設けられ、接触子をベース部材に当接させて、X軸方向移動部材を保持するとともに、接触子をX軸方向に楕円運動させて、X軸方向移動部材をX軸方向に移動させる。また、Y軸方向移動部材を移動させるY軸方向駆動手段は、Y軸方向移動部材に設けられ、X軸方向移動部材に接触子を当接させて、Y軸方向移動部材を保持するとともに、接触子をY軸方向に楕円運動させて、Y軸方向移動部材をY軸方向に移動させる。このX軸方向駆動手段及びY軸方向駆動手段は、非駆動時、接触子が当接されたX軸方向移動部材及びY軸方向移動部材をそれぞれ動かないように保持しておくことができるので、無駄な電力消費を防ぐことができる。
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軸方向駆動手段と前記Y軸方向駆動手段の接触子は、それぞれ前記撮像素子の受光面と平行な面に当接されることを特徴とする請求項5又は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軸方向駆動手段とY軸方向駆動手段の接触子が、撮像素子の受光面と平行な面に当接される。
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軸方向駆動手段と前記Y軸方向駆動手段の接触子は、それぞれ前記撮像素子の受光面と直交する面に当接されることを特徴とする請求項5又は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軸方向駆動手段とY軸方向駆動手段の接触子が、撮像素子の受光面と直交する面に当接される。
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軸方向駆動手段と前記Y軸方向駆動手段は、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5、6、7又は8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軸方向駆動手段とY軸方向駆動手段は、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、簡単な構成で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、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。
撮影レンズ14は、沈胴式のズームレンズで構成されており、電源を投入すると、カメラボディ12から繰り出される。
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。
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、撮像素子114、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。
撮像素子114には、CCD、CMOS等の各種撮像デバイスを用いることができるが、ここでは、所定のカラーフィルタ配列の原色カラーCCDを用いるものとする(以下、「CCD」と略記する)。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。
このCCD114には、ブレ補正装置50が取り付けられており、ブレ補正装置50は、カメラボディ12に手ブレが生じた際、そのブレを打ち消す方向にCCD114を移動させて、結像面の像ブレを補正する。
なお、このブレ補正装置50の構成については、後に詳述する。
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、ブレ補正装置による手ブレ補正の概念図である。同図に示すように、CCD114は、その受光面が撮影レンズ14の光軸Oと直交し、その光軸O上に受光面の中心が位置するように配置される。ブレ補正装置50は、このCCD114を光軸Oと直交する面内でピッチ方向(上下方向:Y軸(CCD114の受光面上で光軸Oを通り、CCD114の左右の辺に平行な軸)方向)及びヨー方向(左右方向:X軸(CCD114の受光面上で光軸Oを通り、CCD114の上下の辺に平行な軸))に平行移動させることにより、結像面の像ブレを補正する。
以下、このブレ補正装置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の第1の実施の形態の構成を示す背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の背面をX軸方向にスライドするX軸方向スライダ54X、X軸方向スライダ54Xの背面をY軸方向にスライドするY軸方向スライダ54Y、X軸方向スライダ54Xを駆動するX軸方向アクチュエータ56X、Y軸方向スライダ54Yを駆動するY軸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、矩形の板状に形成されており、その中心部に矩形の開口部52Aが形成されている。このベースプレート52は、図示しないレンズ鏡筒の基端部に固定されて、その前後の面が撮影光軸Oと直交するように配置されている。
X軸方向スライダ54Xは、X軸方向ガイドを介してベースプレート52の背面をX軸方向にスライド自在に設けられている。このX軸方向スライダ54Xは、矩形の板状に形成されており、その中心部に矩形の開口部54xが形成されている。また、このX軸方向スライダ54Xの前後の面は、それぞれ撮影光軸Oと直交して設けられており、上下の面は、それぞれX軸と平行に設けるとともに、前後の面に対して直交して設けられている(CCD114の受光面と直交して設けられている)。また、左右の面は、それぞれY軸と平行に設けられるとともに、前後の面に対して直交して設けられている(CCD114の受光面と直交して設けられている)。
X軸方向ガイドは、ベースプレート52の背面に設けられた長短一組のX軸方向ガイドロッド62Xl、62Xsと、そのX軸方向ガイドロッド62Xl、62Xsにスライド自在に設けられたX軸方向ガイドブロック64Xl、64Xsとで構成されている。
X軸方向ガイドロッド62Xl、62Xsは、それぞれX軸方向に沿って配置されており、X軸方向スライダ54Xを挟んで平行に配置されている。
X軸方向ガイドブロック64Xl、64Xsは、それぞれX軸方向ガイドロッド62Xl、62Xsにスライド自在に設けられており、X軸方向スライダ54Xの上下の面に連結されている。X軸方向スライダ54Xは、このX軸方向ガイドブロック64Xl、64Xsが、X軸方向ガイドロッド62Xl、62Xsに沿ってスライドすることにより、X軸方向にスライドする。
Y軸方向スライダ54Yは、Y軸方向ガイドを介してX軸方向スライダ54Xの背面をY軸方向にスライド自在に設けられている。このY軸方向スライダ54Yは、矩形の板状に形成されており、その中心部に矩形の開口部54yが形成されている。また、このY軸方向スライダ54Yの前後の面は、撮影光軸Oと直交して設けられており(CCD114の受光面と平行に設けられている)、上下の面は、それぞれX軸と平行に設けられるとともに、前後の面に対して直交して設けられ(CCD114の受光面と直交して設けられている)。また、左右の面は、それぞれY軸と平行に設けられるとともに、前後の面に対して直交して設けられている(CCD114の受光面と直交して設けられている)。
Y軸方向ガイドは、X軸方向スライダ54Xの背面に設けられた長短一組のY軸方向ガイドロッド62Yl、62Ysと、そのY軸方向ガイドロッド62Yl、62Ysにスライド自在に設けられたY軸方向ガイドブロック64Yl、64Ysとで構成されている。
Y軸方向ガイドロッド62Yl、62Ysは、それぞれY軸方向に沿って配置されており、Y軸方向スライダ54Yを挟んで平行に配置されている。
Y軸方向ガイドブロック64Yl、64Ysは、それぞれY軸方向ガイドロッド62Yl、62Ysにスライド自在に設けられており、Y軸方向スライダ54Yの左右の面に連結されている。Y軸方向スライダ54Yは、このY軸方向ガイドブロック64Yl、64Ysが、Y軸方向ガイドロッド62Yl、62Ysに沿ってスライドすることにより、Y軸方向にスライドする。
CCD114は、このY軸方向スライダ54Yの開口部54yの内側に取り付けられている。すなわち、CCD114は、その基板部114AがY軸方向スライダ54Yの背面に取り付けられており、これにより、その受光面が撮影光軸Oと直交するようにして、開口部54yの内側に取り付けられている。
X軸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軸方向アクチュエータ56Xは、X軸方向スライダ54Xの下面に押し当てた接触子66XをX軸方向に沿って楕円運動させることにより、X軸方向スライダ54XをX軸方向に移動させる。
Y軸方向アクチュエータ56YもX軸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軸方向スライダ54X上に設けられている。このY軸方向アクチュエータ56Yは、Y軸方向スライダ54Yの右側面に押し当てた接触子66YをY軸方向に沿って楕円運動させることにより、Y軸方向スライダ54YをY軸方向に移動させる。
図7は、X軸方向アクチュエータ56X及びY軸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(移動対象物)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の移動方向に沿った面に押し付けられる。
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。
本実施の形態のブレ補正装置50では、X軸方向アクチュエータ56XとY軸方向アクチュエータ56Yが、それぞれ上記の超音波モータ200で構成されている。
X軸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軸方向スライダ54のX軸に平行な面(下面)に押し当てられている。
一方、Y軸方向アクチュエータ56Yは、X軸方向スライダ54X上に設けられており、その接触子66YがY軸方向スライダ54YのY軸に平行な面(右側面)に押し当てられている。
X軸方向アクチュエータ56Xを駆動すると、X軸方向スライダ54Xに押し当てた接触子66XがX軸方向に楕円運動し、この結果、X軸方向スライダ54XがX軸方向に移動する。
また、Y軸方向アクチュエータ56Yを駆動すると、Y軸方向スライダ54Yに押し当てた接触子66YがY軸方向に楕円運動し、この結果、Y軸方向スライダ54YがY軸方向に移動する。
そして、X軸方向スライダ54XがX軸方向に移動することにより、CCD114がX軸方向に移動し、Y軸方向スライダ54YがY軸方向に移動することにより、CCD114がY軸方向に移動する。また、無通電状態では、停止状態が維持される。
なお、X軸方向スライダ54XとY軸方向スライダ54Yは、それぞれ図示しないX位置センサとY位置センサとによって原点位置(CCD114の受光面の中心が、光軸O上に位置した時のX軸方向スライダ54XとY軸方向スライダ54Yの位置をそれぞれ原点位置とする。)に対する位置が検出されている。
また、カメラボディ12に生じる振動(ブレ)が、図示しない角速度センサによって検出されている。
このX位置センサとY位置センサ、及び、角速度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、及び、角速度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軸方向ドライバ142Y及びX軸方向ドライバ142Xを介してY軸方向アクチュエータ56Y及びX軸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CCD114を移動させて、結像面の像ブレを補正する。
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軸方向スライダ54XとY軸方向スライダ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軸方向スライダ54XとY軸方向スライダ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、角速度センサによってブレを検出すると、Y位置センサ及びX位置センサによって、Y軸方向スライダ54Y及びX軸方向スライダ54Xの位置を検出し、そのブレを打ち消すように、Y軸方向アクチュエータ56Y及びX軸方向アクチュエータ56Xを駆動して、CCD114を移動させる。これにより、手ブレに基づく結像面の像ブレが補正される。
ここで、X軸方向スライダ54XとY軸方向スライダ54Yを駆動するX軸方向アクチュエータ56X及びY軸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いるため、通電しないでも停止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。
なお、X軸方向アクチュエータ56XとY軸方向アクチュエータ56Yの取り付け個所は、上記実施の形態で示したものに限定されるものではない。他の部材の配置等を考慮して取り付け位置を決めることが好ましい。たとえば、接触子66XがX軸方向スライダ54Xの上面に当接するようにX軸方向アクチュエータ56Xを配置し、接触子66YがY軸方向スライダ54Yの左側面に当接するようにY軸方向アクチュエータ56Yを配置してもよい。すなわち、X軸方向アクチュエータ56Xは、その接触子66XがX軸方向スライダ54XのX軸に平行な面に当接するように配置し、Y軸方向アクチュエータ56Yは、その接触子66YがY軸方向スライダ54YのY軸に平行な面に当接するように配置すればよい。
また、X軸方向アクチュエータ56XとY軸方向アクチュエータ56Yは、複数設置するようにしてもよい。
図9、図10は、それぞれブレ補正装置の第2の実施の形態の構成を示す背面図と側面断面図である。
上記実施の形態のブレ補正装置50では、X軸方向アクチュエータ56XとY軸方向アクチュエータ56Yとが、それぞれベースプレート52とX軸方向スライダ54Xとに設けられ、X軸方向スライダ54Xの下面にX軸方向アクチュエータ56Xの接触子66Xを当接させるとともに、Y軸方向スライダ54Yの右側面にY軸方向アクチュエータ56Yの接触子66Yを当接させて、X軸方向スライダ54XとY軸方向スライダ54YとをそれぞれX軸方向、Y軸方向にスライドさせている。すなわち、移動させる対象に各アクチュエータの接触子を当接させている。
本実施の形態のブレ補正装置50Aでは、移動させる対象物に各アクチュエータを設置する。すなわち、X軸方向アクチュエータ56XをX軸方向スライダ54Xに設置するとともに、Y軸方向アクチュエータ56YをY軸方向スライダ54Yに設置する。
図9、図10に示すように、X軸方向アクチュエータ56Xは、X軸方向スライダ54Xの裏面左下隅に取り付けられており、その接触子66Xが、X軸方向と直交するようにして下向きに配置されている。このX軸方向アクチュエータ56Xの接触子66Xは、ベースプレート52の裏面左下隅に立設されたX軸方向ガイドプレート70Xに当接されている。
このX軸方向ガイドプレート70Xは、矩形の板状に形成されており、その上面がCCD114の受光面と直交するとともに、X軸と平行に配設されている。X軸方向アクチュエータ56Xの接触子66Xは、このX軸方向ガイドプレート70Xの上面に当接されている。
一方、Y軸方向アクチュエータ56Yは、図9に示すように、Y軸方向スライダ54Yの裏面右上隅に取り付けられており、その接触子66Yが、Y軸方向と直交するように右向きに配置されている。このY軸方向アクチュエータ56Yの接触子66Yは、X軸方向スライダ54Xの裏面右上隅に立設されたY軸方向ガイドプレート70Yに当接されている。
このY軸方向ガイドプレート70Yは、矩形の板状に形成されており、その右側面がCCD114の受光面と直交するとともに、Y軸と平行に配設されている。Y軸方向アクチュエータ56Yの接触子66Yは、このY軸方向ガイドプレート70Yの右側面に当接されている。
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50Aでは、X軸方向スライダ54Xに取り付けられたX軸方向アクチュエータ56Xを駆動すると、X軸方向ガイドプレート70Xに押し当てた接触子66XがX軸方向に楕円運動し、この結果、X軸方向スライダ54XがX軸方向に移動する。
また、Y軸方向スライダ54Yに取り付けられたY軸方向アクチュエータ56Yを駆動すると、Y軸方向ガイドプレート70Yに押し当てた接触子66YがY軸方向に楕円運動し、この結果、Y軸方向スライダ54YがY軸方向に移動する。
このように、ブレ補正装置を駆動するアクチュエータは、移動させる対象物に設置してもよい。
なお、ブレ補正の動作は、上記実施の形態のブレ補正装置50と同じである。すなわち、CPU134は、角速度センサによってブレを検出すると、Y位置センサ及びX位置センサによって、Y軸方向スライダ54Y及びX軸方向スライダ54Xの位置を検出し、そのブレを打ち消すように、Y軸方向アクチュエータ56Y及びX軸方向アクチュエータ56Xを駆動して、CCD114を移動させる。これにより、手ブレに基づく結像面の像ブレが補正される。
また、この場合もX軸方向アクチュエータ56XとY軸方向アクチュエータ56Yは、通電しないでも停止状態を保持することができるので、電力消費を大幅に抑えることができる。
なお、X軸方向アクチュエータ56XとY軸方向アクチュエータ56Yの取り付け個所は、上記実施の形態で示したものに限定されるものではない。他の部材の配置等を考慮して取り付け位置を決めることが好ましい。
また、上記実施の形態では、X軸方向アクチュエータ56XとY軸方向アクチュエータ56Yの双方を移動させる対象物すなわち、X軸方向スライダ54XとY軸方向スライダ54Yに設置しているが、いずれか一方のみを移動させる対象物に設置する構成としてもよい。たとえば、X軸方向アクチュエータ56XをX軸方向スライダ54Xに設置し、その接触子66Xをベースプレート52上に設置したX軸方向ガイドプレート70Xに当接させる一方、Y軸方向アクチュエータ56YをY軸方向スライダ54Yに設置し、その接触子66YをY軸方向スライダ54Yの右側面に当接させる構成としてもよい。また、たとえば、Y軸方向アクチュエータ56YをY軸方向スライダ54Yに設置し、その接触子66YをX軸方向スライダ54X上に設置したY軸方向ガイドプレート70Yに当接させる一方、X軸方向アクチュエータ56Xをベースプレート52上に設置し、その接触子66XをX軸方向スライダ54Xの下面に当接させる構成としてもよい。すなわち、X軸方向アクチュエータ56XとY軸方向アクチュエータ56Yは、部材の配置等に応じて、取り付け方法を決定することが好ましい。
また、X軸方向アクチュエータ56XとY軸方向アクチュエータ56Yは、複数設置するようにしてもよい。
図11、図12は、それぞれブレ補正装置の第3の実施の形態の構成を示す背面図と側面断面図である。
上記第2の実施の形態のブレ補正装置50Aでは、X軸方向アクチュエータ56XとY軸方向アクチュエータ56YをそれぞれX軸方向スライダ54XとY軸方向スライダ54Yに取り付け、各アクチュエータの接触子66X、接触子66Yをそれぞれベースプレート52に立設したX軸方向ガイドプレート70Xと、X軸方向スライダ54Xに立設したY軸方向ガイドプレート70Yに当接させている。すなわち、各アクチュエータの接触子66X、66YをCCD114の受光面と直交する面に当接させている。
本実施の形態のブレ補正装置50Bでは、各アクチュエータの接触子をCCD114の受光面と平行な面に当接させる。
図11、図12に示すように、X軸方向アクチュエータ56Xは、X軸方向スライダ54Xの左下隅に光軸Oに沿って取り付けられている。そして、その接触子66Xが、光軸Oと平行に配置されて、ベースプレート52の裏面(CCD114の受光面と平行な面)の左下隅に当接されている。
一方、Y軸方向アクチュエータ56Yは、図11に示すように、Y軸方向スライダ54Yの右上隅に光軸Oに沿って取り付けられている。そして、その接触子66Yが、光軸Oと平行に配置されて、X軸方向スライダ54Xの裏面(CCD114の受光面と平行な面)の右上隅に当接されている。
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50Bでは、X軸方向スライダ54Xに取り付けられたX軸方向アクチュエータ56Xを駆動すると、ベースプレート52の裏面に押し当てた接触子66XがX軸方向に楕円運動し、この結果、X軸方向スライダ54XがX軸方向に移動する。
また、Y軸方向スライダ54Yに取り付けられたY軸方向アクチュエータ56Yを駆動すると、X軸方向スライダ54Xの裏面に押し当てた接触子66YがY軸方向に楕円運動し、この結果、Y軸方向スライダ54YがY軸方向に移動する。
このように、ブレ補正装置を駆動するアクチュエータの接触子は、CCD114の受光面と平行な面に当接させるようにしてもよい。そして、このようにCCD114の受光面と平行な面(光軸Oと直交する面)にアクチュエータの接触子を当接させる構成とすることにより、装置のコンパクト化を図ることができる。
なお、ブレ補正の動作は、上記実施の形態のブレ補正装置50と同じである。すなわち、CPU134は、角速度センサによってブレを検出すると、Y位置センサ及びX位置センサによって、Y軸方向スライダ54Y及びX軸方向スライダ54Xの位置を検出し、そのブレを打ち消すように、Y軸方向アクチュエータ56Y及びX軸方向アクチュエータ56Xを駆動して、CCD114を移動させる。これにより、手ブレに基づく結像面の像ブレが補正される。
また、この場合もX軸方向アクチュエータ56XとY軸方向アクチュエータ56Yは、通電しないでも停止状態を保持することができるので、電力消費を大幅に抑えることができる。
なお、X軸方向アクチュエータ56XとY軸方向アクチュエータ56Y、及び、X軸方向ガイドプレート70XとY軸方向ガイドプレート70Yの取り付け個所は、上記実施の形態で示したものに限定されるものではなく、他の部材の配置等を考慮して取り付け位置を決めることが好ましい。
また、上記実施の形態では、X軸方向アクチュエータ56XとY軸方向アクチュエータ56Yの双方を移動させる対象物すなわち、X軸方向スライダ54XとY軸方向スライダ54Yに設置しているが、いずれか一方のみを移動させる対象物に設置する構成としてもよい。たとえば、X軸方向アクチュエータ56XをX軸方向スライダ54Xに設置し、その接触子66Xをベースプレート52に当接させる一方、Y軸方向アクチュエータ56YをY軸方向スライダ54Yに設置し、その接触子66YをY軸方向スライダ54Yの右側面に当接させる構成としてもよい。また、たとえば、Y軸方向アクチュエータ56YをY軸方向スライダ54Yに設置し、その接触子66YをX軸方向スライダ54Xに当接させる一方、X軸方向アクチュエータ56Xをベースプレート52上に設置し、その接触子66XをX軸方向スライダ54Xの下面に当接させる構成としてもよい。すなわち、X軸方向アクチュエータ56XとY軸方向アクチュエータ56Yは、部材の配置等に応じて、取り付け方法を決定することが好ましい。
また、X軸方向アクチュエータ56XとY軸方向アクチュエータ56Yは、複数設置するようにしてもよい。
また、上記一連の実施の形態では、ベースプレート52上にX軸方向スライダ54Xが配置され、そのX軸方向スライダ54X上にY軸方向スライダ54Yが配置される構成としているが、ベースプレート52上にY軸方向スライダ54Yを配置し、そのY軸方向スライダ54Y上にX軸方向スライダ54Xを配置する構成としてもよい。
なお、上記実施の形態のように、ベースプレート52上にX軸方向スライダ54Xを配置し、そのX軸方向スライダ54X上にY軸方向スライダ54Yを配置する構成とすることにより、上下動する部分の軽量化を図ることができる。
また、上記実施の形態では、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、撮像素子を移動させてブレを補正する方式のブレ補正装置を備えた全ての撮影機器(たとえば、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。
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軸方向スライダ、54Y…Y軸方向スライダ、56X…X軸方向アクチュエータ、56Y…Y軸方向アクチュエータ、66X…接触子、66Y…接触子、70X…X軸方向ガイドプレート、70Y…Y軸方向ガイドプレート、114…CCD、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
Claims (9)
- 撮像素子を移動自在に支持し、駆動手段でブレを打ち消す方向に移動させることにより、像ブレを補正するブレ補正装置において、
前記駆動手段は、移動させる対象物に接触子を当接させ、該接触子を移動させる方向に楕円運動させて移動させることを特徴とするブレ補正装置。 - 前記接触子が、撮像素子の受光面と平行な面に当接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。
- 前記接触子が、撮像素子の受光面と直交する面に当接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。
- 前記駆動手段は、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、2又は3に記載のブレ補正装置。
- ベース部材と、前記ベース部材上をX軸方向に移動自在に設けられたX軸方向移動部材と、前記X軸方向移動部材を駆動するX軸方向駆動手段と、前記撮像素子が取り付けられ、前記X軸方向部材上をY軸方向に移動自在に設けられたY軸方向移動部材と、前記Y軸方向移動部材を駆動するY軸方向駆動手段とを備え、ブレを打ち消す方向に撮像素子を移動させて、像ブレを補正するブレ補正装置において、
前記X軸方向駆動手段は、前記ベースに設けられ、接触子を前記X軸方向移動部材に当接させて、前記X軸方向移動部材を保持するとともに、前記接触子をX軸方向に楕円運動させて、前記X軸方向移動部材をX軸方向に移動させ、
前記Y軸方向駆動手段は、前記X軸方向移動部材に設けられ、前記Y軸方向移動部材に接触子を当接させて、前記Y軸方向移動部材を保持するとともに、前記接触子をY軸方向に楕円運動させて、前記Y軸方向移動部材をY軸方向に移動させることを特徴とするブレ補正装置。 - ベース部材と、前記ベース部材上をX軸方向に移動自在に設けられたX軸方向移動部材と、前記X軸方向移動部材を駆動するX軸方向駆動手段と、前記撮像素子が取り付けられ、前記X軸方向部材上をY軸方向に移動自在に設けられたY軸方向移動部材と、前記Y軸方向移動部材を駆動するY軸方向駆動手段とを備え、ブレを打ち消す方向に撮像素子を移動させて、像ブレを補正するブレ補正装置において、
前記X軸方向駆動手段は、前記X軸方向移動部材に設けられ、接触子を前記ベースに当接させて、前記X軸方向移動部材を保持するとともに、前記接触子をX軸方向に楕円運動させて、前記X軸方向移動部材をX軸方向に移動させ、
前記Y軸方向駆動手段は、前記Y軸方向移動部材に設けられ、前記X軸方向移動部材に接触子を当接させて、前記Y軸方向移動部材を保持するとともに、前記接触子をY軸方向に楕円運動させて、前記Y軸方向移動部材をY軸方向に移動させることを特徴とするブレ補正装置。 - 前記X軸方向駆動手段と前記Y軸方向駆動手段の接触子は、それぞれ前記撮像素子の受光面と平行な面に当接されることを特徴とする請求項5又は6に記載のブレ補正装置。
- 前記X軸方向駆動手段と前記Y軸方向駆動手段の接触子は、それぞれ前記撮像素子の受光面と直交する面に当接されることを特徴とする請求項5又は6に記載のブレ補正装置。
- 前記X軸方向駆動手段と前記Y軸方向駆動手段は、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5、6、7又は8に記載のブレ補正装置。
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