JP2008244534A - Camera shake correction apparatus - Google Patents

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Norifumi Nakagawa
憲史 仲川
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a camera shake correction apparatus for a camera capable of preventing the damage or destruction of a correction lens due to an impact. <P>SOLUTION: The camera shake correction apparatus comprises: a sensor mounted on the camera for detecting the acceleration of the camera generated by a hand movement during a photographing operation; a correction lens 3 mounted on a barrel of the camera so as to correct for the hand movement; an actuator for driving the correction lens 3; and a controller for obtaining drive data including the driving direction and driving speed of the correction lens 3 on the basis of the acceleration of the camera detected by the sensor and controlling the actuator on the basis of the obtained drive data. When the acceleration detected by the sensor exceeds a prescribed threshold, the controller controls the actuator and abuts the correction lens 3 to a stopper member ST. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、カメラの撮影操作時手がぶれたことにより生じる撮影画像の乱れ(以下本明細書ではこの現象を手ぶれと呼ぶ場合がある)を補正するための手ぶれ補正装置に関する。   The present invention relates to a camera shake correction device for correcting disturbance of a captured image (hereinafter, this phenomenon may be referred to as camera shake) caused by camera shake during a camera shooting operation.

従来からカメラの手ぶれ補正装置が知られており、例えば特許文献1に開示がある。この手ぶれ補正装置は、補正レンズと、アクチュエータと、コントローラと、ランプを備えている。補正レンズは、カメラの手ぶれによる結像面上での像ぶれを相殺するためにレンズ鏡胴に組み込まれている。アクチュエータは、レンズ鏡胴に組み込まれた撮影光学系により形成される被写体像を結像面に対してぶれない方向に補正レンズを移動する。コントローラは、補正レンズによる補正可能範囲を超えた手振れが発生したか否かを判断する。さらにこのコントローラは、補正レンズによる補正可能範囲を超えた手ぶれが発生したと判断された場合に、補正レンズの移動を停止させるようにアクチュエータを制御する。ランプはコントローラによって点灯制御され、補正可能範囲を超えた手ぶれが発生していることを報知する。
特開平07‐261230号公報
2. Description of the Related Art Conventionally, camera shake correction devices for cameras are known, and for example, disclosed in Patent Document 1. This camera shake correction apparatus includes a correction lens, an actuator, a controller, and a lamp. The correction lens is incorporated in the lens barrel in order to cancel image blur on the imaging plane due to camera shake. The actuator moves the correction lens in a direction in which the subject image formed by the photographing optical system incorporated in the lens barrel does not shake with respect to the imaging plane. The controller determines whether or not a camera shake that exceeds the range that can be corrected by the correction lens has occurred. Further, the controller controls the actuator so as to stop the movement of the correction lens when it is determined that the camera shake exceeding the range that can be corrected by the correction lens has occurred. The lamp is controlled to be turned on by the controller and notifies that a camera shake exceeding the correctable range has occurred.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 07-261230

従来の手ぶれ補正装置は補正レンズによる補正可能範囲を超えた手ぶれが発生した場合、ランプを点灯してこの事実を報知している。この場合手ぶれ補正は範囲を超えているので実際には行われない。実際の使用状態では、手ぶれ等の比較的軽い加速度ばかりでなく、衝撃もしくは落下などによって大きな加速度が加わる場合がある。従来の手ぶれ補正装置は、加速度センサを内蔵しており、カメラに加わる加速度を検出して、補正レンズを駆動し手ぶれ補正を行っている。従来の手ぶれ補正装置は、過大な手ぶれが生じた場合、警告ランプを点灯する機能を備えていた。しかしながら取り扱いの不注意などで、カメラに過大な衝撃が加わる場合もある。この場合、電気的に中立位置に保持されている補正レンズは、衝撃によりレンズの保持機構にぶつかり、損傷もしくは破壊の恐れがある。従来の手ぶれ補正装置は、加速度センサを備えているにも関わらず、衝撃による補正レンズの損傷や破壊の危険性につき、考慮が払われておらず、解決すべき課題である。   In the case of a camera shake that exceeds the range that can be corrected by the correction lens, the conventional camera shake correction device lights this lamp to notify the fact. In this case, camera shake correction is not actually performed because it exceeds the range. In an actual use state, not only a relatively light acceleration such as camera shake, but also a large acceleration may be applied due to an impact or a drop. A conventional camera shake correction device incorporates an acceleration sensor, detects acceleration applied to the camera, and drives a correction lens to perform camera shake correction. The conventional camera shake correction device has a function of lighting a warning lamp when excessive camera shake occurs. However, there may be an excessive impact on the camera due to careless handling. In this case, the correction lens that is electrically held at the neutral position may collide with the lens holding mechanism due to an impact and may be damaged or destroyed. Although the conventional camera shake correction device includes an acceleration sensor, the risk of damage or destruction of the correction lens due to impact is not taken into consideration, and is a problem to be solved.

上述した従来の技術の課題に鑑み、本発明は衝撃による補正レンズの損傷もしくは破壊を防止可能なカメラ用手ぶれ補正装置を提供することを目的とする。かかる目的を達成するために以下の手段を講じた。即ち本発明は、カメラに装着され、撮影操作時手ぶれにより生じるカメラの加速度を検出するセンサと、手ぶれを補正するため、カメラの鏡胴に装着された補正レンズと、該補正レンズを駆動するためのアクチュエータと、該センサにより検出されたカメラの加速度に基づいて補正レンズの駆動方向及び駆動速度を含む駆動データを求め、且つ該求めた駆動データに基づき該アクチュエータを制御するコントローラとを備えた手ぶれ補正装置において、前記コントローラは、該センサにより検出された加速度が所定の閾値を超えた場合、該アクチュエータを制御して該補正レンズをストッパー部材に当てつける様にしたことを特徴とする。   In view of the above-described problems of the conventional technology, an object of the present invention is to provide a camera shake correction device for a camera that can prevent damage or destruction of a correction lens due to impact. In order to achieve this purpose, the following measures were taken. That is, the present invention is a sensor mounted on a camera that detects camera acceleration caused by camera shake during a shooting operation, a correction lens mounted on a camera barrel for correcting camera shake, and driving the correction lens. And a controller that obtains drive data including the drive direction and speed of the correction lens based on the acceleration of the camera detected by the sensor and controls the actuator based on the obtained drive data. In the correction apparatus, the controller controls the actuator to apply the correction lens to the stopper member when the acceleration detected by the sensor exceeds a predetermined threshold value.

好ましくは前記ストッパー部材は、該補正レンズと当接する部分に緩衝材を具備する。又前記コントローラは、該検出された加速度と反対の方向に位置するストッパー部材に該補正レンズを当てつける。   Preferably, the stopper member includes a cushioning material at a portion in contact with the correction lens. The controller applies the correction lens to a stopper member positioned in a direction opposite to the detected acceleration.

本発明によれば、コントローラはセンサにより検出された加速度が所定の閾値を超えた場合、アクチュエータを制御して補正レンズをストッパー部材に当て付けるようにしている。かかる構成により、取り扱いの不注意などでカメラに過大な衝撃が加わった場合でも、これを速やかに検出して補正レンズをストッパー部材に当て付けるようにしているので、実際に衝撃が加わった時点で補正レンズに損傷や破壊が生じる恐れが無い。この様に本発明は、カメラに衝撃が加わったとき、それを感知し補正レンズを機械的に固定することで余計な外力を受けないようになり、衝撃、振動、落下などに強いカメラを提供することが出来る。   According to the present invention, when the acceleration detected by the sensor exceeds a predetermined threshold value, the controller controls the actuator to apply the correction lens to the stopper member. With this configuration, even when an excessive impact is applied to the camera due to careless handling, etc., this is detected quickly and the correction lens is applied to the stopper member. There is no risk of damage or destruction of the correction lens. In this way, the present invention provides a camera that is resistant to impact, vibration, drop, etc. by detecting the impact when the camera is impacted and mechanically fixing the correction lens so that it does not receive extra external force. I can do it.

以下図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。図1は本発明にかかる手ぶれ補正装置を組み込んだカメラ用鏡胴を示す模式図である。この模式図を参照して、本発明にかかるカメラ用手ぶれ補正装置の基本的な原理を説明する。(A)に示すように、カメラ用の鏡銅は、AFレンズ1、ズームレンズ2及びその間に装着された手ぶれ補正レンズ3とからなり、光軸に沿って配列されている。被写体から発した光は、矢印で示すようにAFレンズ1、手ぶれ補正レンズ3及びズームレンズ2を通って、倒立像として撮像面に結像する。この撮像面は、デジタルカメラの場合撮像素子の受光面であり、銀塩カメラの場合フィルムである。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view showing a camera barrel incorporating a camera shake correction apparatus according to the present invention. The basic principle of the camera shake correction apparatus for a camera according to the present invention will be described with reference to this schematic diagram. As shown in FIG. 2A, a mirror copper for a camera is composed of an AF lens 1, a zoom lens 2, and a camera shake correction lens 3 mounted therebetween, and is arranged along the optical axis. Light emitted from the subject passes through the AF lens 1, the camera shake correction lens 3, and the zoom lens 2 as indicated by arrows, and forms an inverted image on the imaging surface. This imaging surface is a light receiving surface of an imaging device in the case of a digital camera, and a film in the case of a silver salt camera.

(B)は撮影操作時に手ぶれが生じた場合の状態を表している。手ぶれがあると、被写体から発した光が鏡銅の光軸方向からずれるため、撮像面に結像した倒立像が、(A)に示した本来の到達点からずれてしまう。矢印で示す様にこのずれが手ぶれになる。露光動作中に現れる倒立像のずれが結果的に撮像さてしまうため、画質に乱れが生じる。   (B) represents a state in which camera shake occurs during the shooting operation. If there is camera shake, the light emitted from the subject deviates from the optical axis direction of the mirror copper, so that the inverted image formed on the imaging surface deviates from the original arrival point shown in FIG. As shown by the arrow, this shift becomes a camera shake. As a result, the image of the inverted image appearing during the exposure operation is picked up, and the image quality is disturbed.

(C)は、この手ぶれを補正するために、手ぶれ補正レンズ3を駆動した結果を表している。手ぶれ補正装置は、予め加速度センサにより検出したカメラの移動情報に基づいて手ぶれ補正レンズ3の駆動方向及び駆動速度を含む駆動データを求める。手ぶれ補正装置のコントローラは、この求めた駆動データに基づいてアクチュエータを制御し、手ぶれ補正レンズ3をシフト移動して、手ぶれの影響を除いている。図示する様に、手ぶれ補正レンズ3を所定の方向にシフト移動することで、被写体から発した光が折れ曲がり、本来の到達点に光が届くようにしている。これにより露光動作中手ぶれがあっても、撮像面上の倒立像の位置にずれが生じないため、クリアな画像が得られる。   (C) shows the result of driving the camera shake correction lens 3 in order to correct this camera shake. The camera shake correction device obtains drive data including the drive direction and drive speed of the camera shake correction lens 3 based on camera movement information detected in advance by an acceleration sensor. The controller of the camera shake correction apparatus controls the actuator based on the obtained drive data and shifts the camera shake correction lens 3 to remove the influence of camera shake. As shown in the figure, by shifting the camera shake correction lens 3 in a predetermined direction, the light emitted from the subject is bent so that the light reaches the original arrival point. As a result, even if there is camera shake during the exposure operation, the position of the inverted image on the imaging surface does not shift, and a clear image can be obtained.

図2は、本発明にかかる手ぶれ補正装置の全体構成を示すブロック図である。図示するように、本発明にかかる手ぶれ補正装置は、基本的に加速度センサ4と補正レンズ3とアクチュエータ5とコントローラ6とで構成されている。加速度センサ4はカメラに装着され、撮影操作時手ぶれにより生じるカメラの移動を検出する。図示の実施形態では、この加速度センサは一対のジャイロセンサからなり、カメラの移動情報として互いに直交する方向の角速度変化であるヨーイング成分とピッチング成分を検出している。カメラに外力(加速度)が加わると、角速度成分が変化し、ジャイロセンサ4はこれを検出している。従ってジャイロセンサ4はカメラに加わる加速度を検出することが出来る。検出されたヨーイング情報は第1のバンドパスフィルタ(BPF1)を通してコントローラ6に入力される。ピッチング情報は第2のバンドパスフィルタ(BPF2)を通って同じくコントローラ6に入力されている。   FIG. 2 is a block diagram showing the overall configuration of the camera shake correction apparatus according to the present invention. As shown in the figure, the camera shake correction apparatus according to the present invention basically includes an acceleration sensor 4, a correction lens 3, an actuator 5, and a controller 6. The acceleration sensor 4 is attached to the camera and detects the movement of the camera caused by camera shake during the photographing operation. In the illustrated embodiment, the acceleration sensor includes a pair of gyro sensors, and detects yawing components and pitching components, which are angular velocity changes in directions orthogonal to each other, as camera movement information. When an external force (acceleration) is applied to the camera, the angular velocity component changes, and the gyro sensor 4 detects this. Therefore, the gyro sensor 4 can detect the acceleration applied to the camera. The detected yawing information is input to the controller 6 through the first bandpass filter (BPF1). The pitching information is also input to the controller 6 through the second bandpass filter (BPF2).

補正レンズ3は手ぶれを補正するため、カメラの鏡銅に装着されている。図示の例では、この補正レンズ3は基板10に保持された状態で、カメラの鏡銅(図示せず)に装着されている。アクチュエータ5はこの基板10に搭載された補正レンズ3を駆動する。図示の例では、このアクチュエータ5は2つの部分に分かれている。左側のアクチュエータ5は基板10に搭載されたコイルと、その下に固定配置されたマグネットとで構成されている。右側のアクチュエータ5は同じく基板10に搭載されたコイルとその下に固定配置されたマグネットとで構成されている。左右のアクチュエータ5は、マグネットの着磁方向が直交している。これにより左右のアクチュエータ5の駆動方向が互いに直交している。この結果、一対のアクチュエータ5で補正レンズ3を二次元方向に駆動可能である。コントローラ6は、センサ4により検出されたカメラの移動情報に基づいて補正レンズ3の駆動方向及び駆動速度を含む駆動データを求め、且つ求めた駆動データに基づきアクチュエータ5を制御する。図示の例では、このコントローラ6は32bit20MHzのマイクロコンピュータ(マイコン)からなり、補正レンズ駆動用のドライバIC7を介してアクチュエータ5を駆動している。なお、アクチュエータ5を構成する基板10の上にはHall素子が取り付けられており、位置検出サーボ回路8を介してコントローラ6にフィードバックされている。   The correction lens 3 is mounted on the mirror copper of the camera in order to correct camera shake. In the illustrated example, the correction lens 3 is attached to a mirror copper (not shown) of the camera while being held on the substrate 10. The actuator 5 drives the correction lens 3 mounted on the substrate 10. In the illustrated example, the actuator 5 is divided into two parts. The left actuator 5 is composed of a coil mounted on the substrate 10 and a magnet fixedly disposed below the coil. The right actuator 5 is similarly composed of a coil mounted on the substrate 10 and a magnet fixedly disposed below the coil. In the left and right actuators 5, the magnetizing directions of the magnets are orthogonal. Thereby, the drive directions of the left and right actuators 5 are orthogonal to each other. As a result, the correction lens 3 can be driven in a two-dimensional direction by the pair of actuators 5. The controller 6 obtains drive data including the drive direction and drive speed of the correction lens 3 based on the camera movement information detected by the sensor 4, and controls the actuator 5 based on the obtained drive data. In the illustrated example, the controller 6 is composed of a 32-bit 20 MHz microcomputer (microcomputer), and drives the actuator 5 via a driver IC 7 for driving a correction lens. A Hall element is attached on the substrate 10 constituting the actuator 5 and fed back to the controller 6 via the position detection servo circuit 8.

引き続き図2を参照して、本手ぶれ補正装置の電気的な動作を詳細に説明する。上述したように、補正レンズ3を搭載する基板10には一対のHall素子が取り付けてある。Hall素子及びコイルを搭載した基板10の裏側には、マグネットが固定設置されている。補正レンズ3を駆動すると、Hall素子がそれぞれ対応するマグネットの上を移動するので、出力が生じる。Hall素子からは、補正レンズ3の移動によりリニアな出力が出るように設定されている。ここで位置検出サーボ回路8とドライバIC7は、コントローラ6と接続し、フィードバックループを構成している。かかる構成により、Hall素子の出力が、コントローラ6で設定された目標電圧となるように、ドライバIC7を介してアクチュエータ5を構成する一対のコイルに電流を流すようになっている。これにより一対のコイルは矢印で示したように垂直方向及び水平方向に移動可能で、その制御はコントローラ6からドライバIC7に供給される出力電圧によって決まる。したがって本手ぶれ補正装置は、コントローラ6により出力された電圧で補正レンズ3が設定された位置に停止する。その位置を確認するため、コントローラ6は位置検出サーボ回路8から出力されたHall電圧を、モニターしている。   With continued reference to FIG. 2, the electrical operation of the camera shake correction apparatus will be described in detail. As described above, a pair of Hall elements is attached to the substrate 10 on which the correction lens 3 is mounted. A magnet is fixedly installed on the back side of the substrate 10 on which the Hall element and the coil are mounted. When the correction lens 3 is driven, the Hall elements move on the corresponding magnets, so that an output is generated. The Hall element is set so that a linear output is generated by the movement of the correction lens 3. Here, the position detection servo circuit 8 and the driver IC 7 are connected to the controller 6 to form a feedback loop. With this configuration, current is passed through the pair of coils constituting the actuator 5 via the driver IC 7 so that the output of the Hall element becomes the target voltage set by the controller 6. As a result, the pair of coils can move in the vertical and horizontal directions as indicated by arrows, and the control thereof is determined by the output voltage supplied from the controller 6 to the driver IC 7. Therefore, the camera shake correction device stops at the position where the correction lens 3 is set with the voltage output by the controller 6. In order to confirm the position, the controller 6 monitors the Hall voltage output from the position detection servo circuit 8.

図3は、図2に示した手ぶれ補正装置のアクチュエータ周りの具体的な構成を示す平面図及び側面図である。図示するように本手ぶれ補正装置は、ベース板40を用いて組み立てられており、その上にアクチュエータを介して補正レンズ3が搭載されている。ベース板40は基本的に円盤型であり、カメラの光軸と直交した状態で、鏡胴内に装着されている。ベース板40にはx磁石51とy磁石61が埋め込まれている。一対のx磁石及びy磁石はアクチュエータの一部を構成すると共に、ホールセンサ(Hall素子)に対する磁場を与えている。   FIG. 3 is a plan view and a side view showing a specific configuration around the actuator of the camera shake correction apparatus shown in FIG. As shown in the figure, the camera shake correction apparatus is assembled using a base plate 40, and a correction lens 3 is mounted thereon via an actuator. The base plate 40 is basically a disk type and is mounted in the lens barrel in a state orthogonal to the optical axis of the camera. An x magnet 51 and a y magnet 61 are embedded in the base plate 40. The pair of x magnets and y magnets constitute a part of the actuator and apply a magnetic field to the Hall sensor (Hall element).

ベース板40の上にはx(左右)ステージ50が搭載されている。このxステージ50はベース板40の上で一対のx1軸及びx2軸によって支持されており、x方向(図面では左右方向)に移動可能となっている。   An x (left and right) stage 50 is mounted on the base plate 40. The x stage 50 is supported on the base plate 40 by a pair of x1 axis and x2 axis, and is movable in the x direction (left and right direction in the drawing).

このxステージ50にはx磁石51と対向するようにxホールセンサ53が取り付けられている。xホールセンサ53はxステージ50の移動に伴ってx磁石51の上を相対的に移動する。この時xホールセンサ53を横切る磁束に変化が生じるため、xホールセンサ53はxステージ50のx軸方向に沿った移動を検出している。   An x hall sensor 53 is attached to the x stage 50 so as to face the x magnet 51. The x hall sensor 53 relatively moves on the x magnet 51 as the x stage 50 moves. At this time, since a change occurs in the magnetic flux crossing the x hall sensor 53, the x hall sensor 53 detects the movement of the x stage 50 along the x axis direction.

xステージ50にはxコイル52もx磁石51と対向するように配されている。このxコイル52はx磁石51と組み合わせることでアクチュエータを構成しており、xステージ50をx軸方向に駆動する。具体的にはxコイル52に通電すると磁束が生じx磁石51との間で磁力が現れ、これによりxステージ50がx軸方向に移動する。   An x coil 52 is also arranged on the x stage 50 so as to face the x magnet 51. The x coil 52 is combined with the x magnet 51 to constitute an actuator, and drives the x stage 50 in the x-axis direction. Specifically, when the x coil 52 is energized, a magnetic flux is generated, and a magnetic force appears between the x magnet 51 and the x stage 50 moves in the x-axis direction.

xステージ50の上にy(上下)ステージ60が搭載されている。具体的にはxステージ50に取り付けられた一対のy1軸及びy2軸に対して摺動可能にyステージ60が取り付けられている。これによりyステージ60は上下方向(y軸方向)に移動可能となっている。以上に説明したベース板40、xステージ50及びyステージ60が、図2に示した基板10に相当している。   A y (upper and lower) stage 60 is mounted on the x stage 50. Specifically, the y stage 60 is slidably attached to a pair of y1 axis and y2 axis attached to the x stage 50. As a result, the y stage 60 is movable in the vertical direction (y-axis direction). The base plate 40, the x stage 50, and the y stage 60 described above correspond to the substrate 10 shown in FIG.

yステージ60にはyホールセンサ63が搭載されており、ベース板40側のy磁石61と対向配置している。これによりyホールセンサ63はyステージ60のy軸方向に沿った位置を検出できる。加えてyコイル62がyステージ60に搭載されており、ベース板40側のy磁石61と対向配置している。一対のyコイル62とy磁石61とでアクチュエータを構成しており、yコイル62に通電することでyステージ60はy軸方向に沿って移動可能である。   A y hall sensor 63 is mounted on the y stage 60 and is disposed opposite to the y magnet 61 on the base plate 40 side. Thereby, the y Hall sensor 63 can detect the position of the y stage 60 along the y-axis direction. In addition, a y coil 62 is mounted on the y stage 60 and is disposed opposite to the y magnet 61 on the base plate 40 side. The pair of y coils 62 and the y magnets 61 constitute an actuator, and the y stage 60 can move along the y axis direction by energizing the y coils 62.

補正レンズ3はyステージ60に搭載されている。前述したようにこのyステージ60はxステージ50に対してy1軸及びy2軸によって取り付けられており、y方向に移動可能となっている。またxステージ50はベース板40に対してx1軸及びx2軸によって取り付けられており、x方向に移動可能となっている。yステージ60にはアクチュエータとなるyコイル62と位置センサとなるyホールセンサ63が取り付けられている。xステージ50には同じくアクチュエータとなるxコイル52と位置センサとなるxホールセンサ53が取り付けられている。ベース板40には一対のx磁石51とy磁石61が組み込まれている。xコイル52に通電することでx軸方向(左右方向)に補正レンズ3を所定の速度及び所定の位置に移動させることが出来る。またyコイル62に通電することで補正レンズ3をy方向(上下方向)に沿って所定の速度で所定の位置に移動させることが出来る。手ぶれセンサで検出した手ぶれをキャンセルするように、補正レンズ3をx軸方向及びy軸方向に駆動することで、手ぶれ補正を行うようになっている。   The correction lens 3 is mounted on the y stage 60. As described above, the y stage 60 is attached to the x stage 50 by the y1 axis and the y2 axis, and is movable in the y direction. The x stage 50 is attached to the base plate 40 by the x1 axis and the x2 axis, and is movable in the x direction. A y coil 62 that is an actuator and a y hall sensor 63 that is a position sensor are attached to the y stage 60. Similarly, an x coil 52 as an actuator and an x hall sensor 53 as a position sensor are attached to the x stage 50. A pair of x magnets 51 and y magnets 61 are incorporated in the base plate 40. By energizing the x coil 52, the correction lens 3 can be moved to a predetermined speed and a predetermined position in the x-axis direction (left-right direction). Further, by energizing the y coil 62, the correction lens 3 can be moved to a predetermined position at a predetermined speed along the y direction (vertical direction). The camera shake correction is performed by driving the correction lens 3 in the x-axis direction and the y-axis direction so as to cancel the camera shake detected by the camera shake sensor.

この時補正レンズ3の駆動をサーボコントロールするため、レンズ位置を検出している。補正レンズ3のy方向位置はyホールセンサ63で検出し、x方向位置はxホールセンサ53で検出している。yステージ60に搭載されたyホールセンサ63は移動中y磁石61の磁束密度の変化を検知することで補正レンズ3のy方向位置をモニターしている。同様にxホールセンサ53はxステージ50に搭載された状態で移動中x磁石51が発生する磁束密度の変化を検知することで補正レンズ3のx方向位置をモニターしている。   At this time, the lens position is detected in order to servo-control the drive of the correction lens 3. The y direction position of the correction lens 3 is detected by the y hall sensor 63, and the x direction position is detected by the x hall sensor 53. A y Hall sensor 63 mounted on the y stage 60 monitors the position of the correction lens 3 in the y direction by detecting a change in magnetic flux density of the y magnet 61 during movement. Similarly, the x Hall sensor 53 monitors the position of the correction lens 3 in the x direction by detecting a change in magnetic flux density generated by the x magnet 51 while moving while being mounted on the x stage 50.

本発明の特徴事項として、xステージ50を支持する一対の軸の内、少なくとも一方のx1軸にストッパーSTが取り付けられている。同様に、yステージ60を支持する一対の軸の内、少なくとも一方のy2軸にストッパー部材STが設けられている。手ぶれ補正装置のコントローラは、加速度センサにより検出された加速度が所定の閾値を超えた場合、アクチュエータを制御して補正レンズ3をストッパー部材STに当て付けるようにしている。このストッパー部材STは、補正レンズ3と当接する部分に配された緩衝材からなる。コントローラは、検出された加速度と反対の方向に位置するストッパー部材STに補正レンズ3を当て付ける。この様に本発明は、カメラに衝撃が加わったとき、それを感知し補正レンズ3を機械的に固定することで、余計な外力が加わらないようになり、衝撃、振動、落下などに強いメカ機構が得られる。   As a feature of the present invention, the stopper ST is attached to at least one x1 axis of the pair of axes that support the x stage 50. Similarly, the stopper member ST is provided on at least one y2 axis of the pair of axes that support the y stage 60. The controller of the camera shake correction device controls the actuator to apply the correction lens 3 to the stopper member ST when the acceleration detected by the acceleration sensor exceeds a predetermined threshold value. The stopper member ST is made of a cushioning material disposed at a portion that contacts the correction lens 3. The controller applies the correction lens 3 to the stopper member ST located in the direction opposite to the detected acceleration. As described above, according to the present invention, when an impact is applied to the camera, it is detected and the correction lens 3 is mechanically fixed, so that an extra external force is not applied, and a mechanism that is strong against impact, vibration, drop, etc. A mechanism is obtained.

図4は、図2及び図3に示した本発明にかかる手ぶれ補正装置の動作説明に供するタイミングチャートである。このタイミングチャートは、ジャイロセンサの出力変化に合わせて、補正レンズの移動態様を表している。ジャイロセンサは時間の経過と共にカメラに加わる角速度の変化(加速度)を表す信号を出力しており、加速度の方向を±の記号で表してある。これと時間軸tを合わせて、補正レンズの移動量及び移動方向を表している。補正レンズは通常中立位置(ゼロ)に維持されており、これを基準として+方向もしくは−方向に駆動される。なお+方向の極限に+方向のメカストッパーが配され、−方向の極限に−メカストッパーが配されている。   FIG. 4 is a timing chart for explaining the operation of the camera shake correction apparatus according to the present invention shown in FIGS. This timing chart represents the movement of the correction lens in accordance with the output change of the gyro sensor. The gyro sensor outputs a signal representing a change (acceleration) in angular velocity applied to the camera with the passage of time, and the direction of acceleration is represented by a symbol of ±. Together with this, the time axis t represents the movement amount and movement direction of the correction lens. The correction lens is normally maintained at the neutral position (zero), and is driven in the + direction or the − direction with reference to this. A mechanical stopper in the + direction is arranged at the limit in the + direction, and a mechanical stopper is arranged in the limit in the − direction.

図4のタイミングチャートに示すように、手ぶれ補正をまだかけていない通常時は、ジャイロセンサの出力が変動しても、補正レンズはアクチュエータによって中立位置に保持されている。但しこの場合でも、カメラに搭載されたジャイロセンサは動作しており、常に検出出力はモニターされている。   As shown in the timing chart of FIG. 4, during normal times when camera shake correction is not yet performed, the correction lens is held at the neutral position by the actuator even if the output of the gyro sensor fluctuates. However, even in this case, the gyro sensor mounted on the camera is operating and the detection output is constantly monitored.

続いてシャッタチャンスになると手ぶれ補正がスタートし、ジャイロセンサの出力はBPFによって増幅されたあと、コントローラ6に供給される。コントローラはジャイロセンサからの出力に応じてアクチュエータを制御して、手ぶれを相殺する方向に補正レンズを駆動する。カメラのシャッタ操作(撮像動作)が完了すると、手ぶれ補正モードが解除になり、補正レンズは中立位置に復帰する。   Subsequently, when a photo opportunity occurs, camera shake correction starts, and the output of the gyro sensor is amplified by the BPF and then supplied to the controller 6. The controller controls the actuator in accordance with the output from the gyro sensor, and drives the correction lens in a direction that cancels camera shake. When the shutter operation (imaging operation) of the camera is completed, the camera shake correction mode is canceled and the correction lens returns to the neutral position.

この後衝撃や落下などでカメラに急激な加速度が加わると、ジャイロセンサから閾値Vthを超える検出出力が生じる。この場合コントローラは直ちにアクチュエータに指示を出して補正レンズをストッパー部材に当て付ける。その後所定の設定時間が経過したら補正レンズは中間位置に戻る。この様にして補正レンズを衝撃による破壊から防ぐことが出来る。   Thereafter, when a sudden acceleration is applied to the camera due to an impact or a drop, a detection output exceeding the threshold value Vth is generated from the gyro sensor. In this case, the controller immediately gives an instruction to the actuator and applies the correction lens to the stopper member. Thereafter, when a predetermined set time elapses, the correction lens returns to the intermediate position. In this way, the correction lens can be prevented from being destroyed by impact.

図5は、本発明にかかる手ぶれ補正装置の制御系を示す回路図である。図示するように本手ぶれ補正装置の回路は、x方向の制御を行うx系とy方向に沿った制御を行うy系とに分かれている。図5では各回路要素の参照番号にxまたはyの添え字を付けて、x系とy系とを区別している。   FIG. 5 is a circuit diagram showing a control system of the camera shake correction apparatus according to the present invention. As shown in the drawing, the circuit of the camera shake correction apparatus is divided into an x system that performs control in the x direction and a y system that performs control along the y direction. In FIG. 5, the x system and the y system are distinguished from each other by adding a subscript x or y to the reference number of each circuit element.

本手ぶれ補正装置は手ぶれセンサ(図示せず)からの入力を受け入れるカメラx,y角速度検出回路104aを備えている。このカメラx,y角速度検出回路104aには駆動演算回路109が接続されている。この駆動演算回路109はCPUもしくはマイクロコンピュータ(マイコン)からなり、手ぶれ補正装置の制御部もしくはコントローラの主要部を構成している。駆動演算回路109には記憶回路107が接続しており、手ぶれ補正装置の制御に必要な各種のデータを格納している。   The camera shake correction apparatus includes a camera x, y angular velocity detection circuit 104a that receives an input from a camera shake sensor (not shown). A drive arithmetic circuit 109 is connected to the camera x and y angular velocity detection circuit 104a. The drive arithmetic circuit 109 is composed of a CPU or a microcomputer (microcomputer), and constitutes a control unit of a camera shake correction device or a main part of a controller. A storage circuit 107 is connected to the drive arithmetic circuit 109 and stores various data necessary for controlling the camera shake correction apparatus.

この駆動演算回路109にはy系とx系に分かれたサーボ回路が接続している。まずyサーボ系であるが、y駆動指示回路110yとy差動回路111yとy増幅回路112yとyアクチュエータ駆動回路113yとyコイル62とyホールセンサ63とy検出回路114yとで構成されている。図示しないがyコイル62には磁石が対向配置している。yアクチュエータ駆動回路113yはyコイル62に通電することで、補正レンズをy方向に駆動する。またyホールセンサ63もベース板に埋め込まれた磁石に対向配置しており、補正レンズのy方向に沿った移動に応じて検出出力をy検出回路114y側に出力する。   The drive arithmetic circuit 109 is connected to a servo circuit divided into a y system and an x system. First, the y servo system includes a y drive instruction circuit 110y, a y differential circuit 111y, a y amplifier circuit 112y, a y actuator drive circuit 113y, a y coil 62, a y hall sensor 63, and a y detection circuit 114y. . Although not shown, a magnet is disposed opposite to the y coil 62. The y actuator drive circuit 113y energizes the y coil 62 to drive the correction lens in the y direction. The y Hall sensor 63 is also disposed opposite to the magnet embedded in the base plate, and outputs a detection output to the y detection circuit 114y side according to the movement of the correction lens along the y direction.

かかる構成において、駆動演算回路109はy駆動指示回路110yに対してy方向に沿った補正レンズの移動量を指示する。y差動回路111yはy駆動指示回路110yから出力されるy方向移動量とy検出回路114yから出力される検出結果が一致するまでyアクチュエータ駆動回路113y側に駆動信号を供給する。実際にはこの駆動信号はy増幅回路112yを介してyアクチュエータ駆動回路113yに供給される。この様なサーボ回路もしくはフィードバック回路により、駆動演算回路109で演算したy方向位置に到達するまで補正レンズをy方向に駆動する。   In such a configuration, the drive arithmetic circuit 109 instructs the y drive instruction circuit 110y to move the correction lens along the y direction. The y differential circuit 111y supplies a drive signal to the y actuator drive circuit 113y until the y-direction movement amount output from the y drive instruction circuit 110y matches the detection result output from the y detection circuit 114y. Actually, this drive signal is supplied to the y actuator drive circuit 113y via the y amplifier circuit 112y. With such a servo circuit or feedback circuit, the correction lens is driven in the y direction until the position in the y direction calculated by the drive arithmetic circuit 109 is reached.

xサーボ系も同様な構成となっており、x駆動指示回路110x、x差動回路111x、x増幅回路112x、xアクチュエータ駆動回路113x、xコイル52、xホールセンサ53及びx検出回路114xとで構成されている。駆動演算回路109はカメラx,y角速度検出回路104aからの出力及び記憶回路107に記憶されたデータに基づいてx方向の補正レンズ移動量を算出し、x駆動指示回路110xに対応する指示を出す。x差動回路111xはx駆動指示回路110x側からの出力とx検出回路114x側からの出力が一致するまで駆動信号をx増幅回路112xを介してxアクチュエータ駆動回路113xに供給する。xコイル52はxアクチュエータ駆動回路113xから通電を受け、xステージをx方向に沿って移動する。xホールセンサ53はxステージの位置をモニターしx検出回路114xはそのモニター結果をx差動回路111xにフィードバックしている。   The x servo system has the same configuration, and includes an x drive instruction circuit 110x, an x differential circuit 111x, an x amplifier circuit 112x, an x actuator drive circuit 113x, an x coil 52, an x hall sensor 53, and an x detection circuit 114x. It is configured. The drive arithmetic circuit 109 calculates the correction lens movement amount in the x direction based on the output from the camera x, y angular velocity detection circuit 104a and the data stored in the storage circuit 107, and issues an instruction corresponding to the x drive instruction circuit 110x. . The x differential circuit 111x supplies a drive signal to the x actuator drive circuit 113x through the x amplifier circuit 112x until the output from the x drive instruction circuit 110x side matches the output from the x detection circuit 114x side. The x coil 52 is energized from the x actuator drive circuit 113x, and moves the x stage along the x direction. The x Hall sensor 53 monitors the position of the x stage, and the x detection circuit 114x feeds back the monitoring result to the x differential circuit 111x.

特徴事項として検出出力比較回路108が駆動演算回路109に出力している。カメラに急激な加速度が加わった場合、ジャイロセンサの大きな出力が発生し、カメラx,y角速度検出回路104aを介して、駆動演算回路109に入力される。このとき検出出力比較回路108は、予め格納された閾値Vthと角速度検出回路104aからの出力を比較して、検出結果が閾値よりも大きい場合、直ちに駆動演算回路109にその比較結果を通知する。駆動演算回路109は検出された角速度の方向に従い、y駆動指示回路110y及びx駆動指示回路110xのいずれか一方もしくは両方に、補正レンズをストッパー部材に当て付ける信号を出力する。これに応じてyアクチュエータ駆動回路113yまたはxアクチュエータ駆動回路113xが動作し、補正レンズをストッパー部材に当接させる。その後設定された時間が経過したら駆動演算回路109は解除指令を出し、補正レンズを中立位置に戻す。   As a characteristic item, the detection output comparison circuit 108 outputs to the drive arithmetic circuit 109. When a sudden acceleration is applied to the camera, a large output of the gyro sensor is generated and input to the drive arithmetic circuit 109 via the camera x and y angular velocity detection circuit 104a. At this time, the detection output comparison circuit 108 compares the threshold value Vth stored in advance with the output from the angular velocity detection circuit 104a, and when the detection result is larger than the threshold value, immediately notifies the drive arithmetic circuit 109 of the comparison result. The drive arithmetic circuit 109 outputs a signal for applying the correction lens to the stopper member to one or both of the y drive instruction circuit 110y and the x drive instruction circuit 110x according to the detected direction of the angular velocity. In response to this, the y actuator drive circuit 113y or the x actuator drive circuit 113x operates to bring the correction lens into contact with the stopper member. After that, when the set time has elapsed, the drive arithmetic circuit 109 issues a release command and returns the correction lens to the neutral position.

本発明にかかる手ぶれ補正装置の原理を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the principle of the camera-shake correction apparatus concerning this invention. 本発明にかかる手ぶれ補正装置の全体構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing an overall configuration of a camera shake correction apparatus according to the present invention. 本発明にかかる手ぶれ補正装置のアクチュエータ周りを示す模式的な平面図及び側面図である。FIG. 2 is a schematic plan view and a side view showing the periphery of the actuator of the camera shake correction apparatus according to the present invention. 本発明にかかる手ぶれ補正装置の動作説明に供するタイミングチャートである。It is a timing chart with which it uses for description of operation | movement of the camera-shake correction apparatus concerning this invention. 本発明にかかる手ぶれ補正装置の制御系を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the control system of the camera-shake correction apparatus concerning this invention.

符号の説明Explanation of symbols

3・・・手ぶれ補正レンズ、4・・・ジャイロセンサ、5・・・アクチュエータ、6・・・コントローラ、ST・・・ストッパー部材 DESCRIPTION OF SYMBOLS 3 ... Camera shake correction lens, 4 ... Gyro sensor, 5 ... Actuator, 6 ... Controller, ST ... Stopper member

Claims (3)

カメラに装着され、撮影操作時手ぶれにより生じるカメラの加速度を検出するセンサと、
手ぶれを補正するため、カメラの鏡胴に装着された補正レンズと、
該補正レンズを駆動するためのアクチュエータと、
該センサにより検出されたカメラの加速度に基づいて補正レンズの駆動方向及び駆動速度を含む駆動データを求め、且つ該求めた駆動データに基づき該アクチュエータを制御するコントローラとを備えた手ぶれ補正装置において、
前記コントローラは、該センサにより検出された加速度が所定の閾値を超えた場合、該アクチュエータを制御して該補正レンズをストッパー部材に当てつける様にしたことを特徴とする手ぶれ補正装置。
A sensor that is mounted on the camera and detects camera acceleration caused by camera shake during shooting operation;
To correct camera shake, a correction lens mounted on the camera barrel,
An actuator for driving the correction lens;
In a camera shake correction apparatus comprising: a drive data including a driving direction and a driving speed of a correction lens based on camera acceleration detected by the sensor; and a controller that controls the actuator based on the obtained driving data.
When the acceleration detected by the sensor exceeds a predetermined threshold value, the controller controls the actuator to apply the correction lens to the stopper member.
前記ストッパー部材は、該補正レンズと当接する部分に緩衝材を具備することを特徴とする請求項1記載の手ぶれ補正装置。   The camera shake correction device according to claim 1, wherein the stopper member includes a cushioning material at a portion in contact with the correction lens. 前記コントローラは、該検出された加速度と反対の方向に位置するストッパー部材に該補正レンズを当てつけることを特徴とする請求項1記載の手ぶれ補正装置。   The camera shake correction apparatus according to claim 1, wherein the controller applies the correction lens to a stopper member positioned in a direction opposite to the detected acceleration.
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