JP2010204341A - Camera - Google Patents

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JP2010204341A JP2009048953A JP2009048953A JP2010204341A JP 2010204341 A JP2010204341 A JP 2010204341A JP 2009048953 A JP2009048953 A JP 2009048953A JP 2009048953 A JP2009048953 A JP 2009048953A JP 2010204341 A JP2010204341 A JP 2010204341A
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JP2009048953A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasushi Ogino
泰 荻野
Original Assignee
Nikon Corp
株式会社ニコン
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    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS, OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/64Imaging systems using optical elements for stabilisation of the lateral and angular position of the image
    • G02B27/646Imaging systems using optical elements for stabilisation of the lateral and angular position of the image compensating for small deviations, e.g. due to vibration or shake

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To correct camera shake of wide vibration and frequency ranges. <P>SOLUTION: The camera includes: a lens barrel 2 that has built-in imaging lenses 3, 5 and an imaging element 6 and horizontally refracts and guides a light flux incident from an object onto the imaging lenses 3, 5 to the imaging element 6; a sensor to detect the shake of the camera 1; an extraction means to extract the horizontal and vertical components of the camera shake detected by the sensor; a first shake correction means 7 disposed in the lens barrel 2 to drive the correction lens 7a according to the horizontal and vertical components of the camera shake; and a second shake correction means 8 to turn the lens barrel 2 around the optical axis L2 refracted by the imaging lenses 3, 5 according to the vertical components of the camera shake. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明はカメラに関する。   The present invention relates to a camera.
屈曲光学系を有し、屈曲後の光軸を被写界の垂直方向に保持する撮像レンズ鏡胴を備え、縦方向と横方向のカメラぶれを補正するようにしたカメラが知られている(例えば特許文献1参照)。また、屈曲後の光軸を被写界の水平方向に保持する撮像レンズ鏡胴を備え、撮像レンズ鏡胴の左右にアクチュエーターを設けて縦方向と横方向のカメラぶれを補正するようにしたカメラが知られている(例えば特許文献2参照)。   2. Description of the Related Art A camera that has a bending optical system and includes an imaging lens barrel that holds an optical axis after bending in a direction perpendicular to an object field and corrects camera shake in the vertical and horizontal directions is known ( For example, see Patent Document 1). In addition, the camera has an imaging lens barrel that holds the optical axis after bending in the horizontal direction of the object field, and is provided with actuators on the left and right sides of the imaging lens barrel to correct camera shake in the vertical and horizontal directions. Is known (see, for example, Patent Document 2).
特開2006−166202号公報JP 2006-166202 A 特開2007−148233号公報JP 2007-148233 A
しかしながら、特許文献1に開示された前者のカメラでは、振幅の大きな手ぶれに対しては撮像レンズ鏡胴を揺動するための大きな空間が必要となり、カメラの大型化をまねくことになる。さらに、慣性の大きな撮像レンズ鏡胴を揺動させるために、周波数の高いぶれ成分を吸収することは困難である。
また、特許文献2に開示された後者のカメラでは、撮像レンズ鏡胴を揺動させるための空間は上記カメラに比べて小さいが、2つのアクチュエーターを使い分けて縦方向と横方向のぶれ成分を吸収しなければならず、制御が煩雑になる上に、慣性の大きな撮像レンズ鏡胴を揺動させるために、周波数の高いぶれ成分を吸収することは困難である。
However, in the former camera disclosed in Patent Document 1, a large space for swinging the imaging lens barrel is required for camera shake with a large amplitude, which leads to an increase in size of the camera. Furthermore, it is difficult to absorb a blur component having a high frequency in order to swing the imaging lens barrel having a large inertia.
In the latter camera disclosed in Patent Document 2, the space for swinging the imaging lens barrel is smaller than that of the camera described above, but the two actuators are used separately to absorb vertical and horizontal blur components. In addition, the control becomes complicated, and it is difficult to absorb a blur component having a high frequency in order to swing the imaging lens barrel having a large inertia.
(1) 請求項1の発明は、撮影レンズと撮像素子を内蔵し、撮影レンズに入射した被写体からの光束を水平方向に屈曲させて撮像素子へ導くレンズ鏡胴と、カメラのぶれを検出するぶれ検出手段と、ぶれ検出手段により検出されたカメラぶれから水平方向成分と垂直方向成分を抽出する抽出手段と、レンズ鏡胴内に設けられ、カメラぶれの水平方向成分と垂直方向成分に応じてぶれ補正レンズを駆動する第1ぶれ補正手段と、カメラぶれの垂直方向成分に応じて撮影レンズの屈曲後の光軸を中心にレンズ鏡胴を回転駆動する第2ぶれ補正手段とを備える。
(2) 請求項2の発明は、請求項1に記載のカメラにおいて、第2ぶれ補正手段は、レンズ鏡胴を回転駆動する回転式アクチュエーターを有し、回転式アクチュエーターの出力軸が撮影レンズの屈曲後の光軸と同軸となるように回転式アクチュエーターをレンズ鏡胴に連結する。
(3) 請求項3の発明は、請求項1または請求項2に記載のカメラにおいて、抽出手段は、カメラぶれの水平方向成分と垂直方向成分とからそれぞれ低周波成分と高周波成分とを抽出し、第1ぶれ補正手段は、カメラぶれの水平方向成分と垂直方向成分の内の高周波成分を相殺するようにぶれ補正レンズを駆動し、第2ぶれ補正手段は、カメラぶれの垂直方向成分の内の低周波成分を相殺するようにレンズ鏡胴を回転駆動する。
(4) 請求項4の発明は、請求項1〜3のいずれか一項に記載のカメラにおいて、レンズ鏡胴を略円筒形に形成する。
(5) 請求項5の発明は、請求項1〜4のいずれか一項に記載のカメラにおいて、撮影レンズはズームレンズを構成し、ズームレンズの焦点距離を検出する焦点距離検出手段を備え、第2ぶれ補正手段は、焦点距離検出手段により検出された焦点距離に応じてレンズ鏡胴の最大回転角度を制限する。
(6) 請求項6の発明は、請求項1〜5のいずれか一項に記載のカメラにおいて、レンズ鏡胴の回転を係止する回転係止手段を備え、回転係止手段によりレンズ鏡胴の回転が係止されたときは、第2ぶれ補正手段によるカメラぶれの補正を行わず、第1ぶれ補正手段のみによりカメラぶれの補正を行う。
(7) 請求項7の発明は、請求項1〜6のいずれか一項に記載のカメラにおいて、撮影レンズの光入射側の光軸回りのカメラの傾きを検出する傾き検出手段と、傾き検出手段により検出されたカメラの傾きに応じて撮像素子を回転駆動する第3ぶれ補正手段とを備える。
(1) The invention of claim 1 includes a photographic lens and an image pickup device, detects a camera barrel and a lens barrel that bends a light beam from a subject incident on the photographic lens in a horizontal direction and guides it to the image pickup device. A blur detection unit, an extraction unit that extracts a horizontal component and a vertical component from the camera shake detected by the blur detection unit, and a lens barrel, provided according to the horizontal component and the vertical component of the camera shake. First blur correction means for driving the blur correction lens, and second blur correction means for rotationally driving the lens barrel around the optical axis after the photographing lens is bent in accordance with the vertical direction component of the camera shake.
(2) According to a second aspect of the present invention, in the camera according to the first aspect, the second shake correcting means includes a rotary actuator that rotationally drives the lens barrel, and the output shaft of the rotary actuator is the photographic lens. A rotary actuator is connected to the lens barrel so as to be coaxial with the optical axis after bending.
(3) The invention of claim 3 is the camera according to claim 1 or 2, wherein the extraction means extracts a low-frequency component and a high-frequency component from a horizontal component and a vertical component of camera shake, respectively. The first blur correction unit drives the blur correction lens so as to cancel out the high frequency component of the horizontal direction component and the vertical direction component of the camera shake, and the second blur correction unit includes the vertical direction component of the camera shake. The lens barrel is rotationally driven so as to cancel out the low frequency component of the lens barrel.
(4) The invention of claim 4 is the camera according to any one of claims 1 to 3, wherein the lens barrel is formed in a substantially cylindrical shape.
(5) The invention of claim 5 is the camera according to any one of claims 1 to 4, wherein the photographing lens constitutes a zoom lens, and includes a focal length detection means for detecting a focal length of the zoom lens, The second blur correction unit limits the maximum rotation angle of the lens barrel in accordance with the focal length detected by the focal length detection unit.
(6) The invention of claim 6 is the camera according to any one of claims 1 to 5, further comprising rotation locking means for locking the rotation of the lens barrel, and the lens barrel by the rotation locking means. When the rotation is locked, the camera shake is not corrected by the second shake correcting means, but the camera shake is corrected only by the first shake correcting means.
(7) According to the invention of claim 7, in the camera according to any one of claims 1 to 6, an inclination detection means for detecting an inclination of the camera around the optical axis on the light incident side of the photographing lens, and an inclination detection And a third blur correction unit that rotationally drives the image sensor in accordance with the tilt of the camera detected by the unit.
本発明によれば、広い振幅範囲と広い周波数範囲のカメラぶれを補正することができる。   According to the present invention, camera shake in a wide amplitude range and a wide frequency range can be corrected.
一実施の形態のデジタルカメラの内部構造を示す斜視図The perspective view which shows the internal structure of the digital camera of one embodiment 一実施の形態のデジタルカメラの電気的な構成を示すブロック図1 is a block diagram showing an electrical configuration of a digital camera according to an embodiment; 一実施の形態のデジタルカメラの縦断面図1 is a longitudinal sectional view of a digital camera according to an embodiment
図1は一実施の形態のデジタルカメラの内部構造を示す斜視図である。図1において、この明細書ではカメラを正位置に構えたときに被写界の水平方向をx軸、被写界の垂直方向をy軸、カメラに入射する被写体からの光束の中心線をz軸として説明する。一実施の形態のデジタルカメラ1には撮像レンズ鏡胴2が内蔵されている。撮像レンズ鏡胴2には、被写体からの光が入射する側に対物レンズ3が設けられ、その背後にプリズム4、複数のレンズ群5が設けられている。対物レンズ3と複数のレンズ群5により撮影レンズ(ズームレンズ)が構成され、プリズム4により屈曲光学系が構成される。   FIG. 1 is a perspective view showing an internal structure of a digital camera according to an embodiment. In FIG. 1, in this specification, when the camera is held in a normal position, the horizontal direction of the object field is the x axis, the vertical direction of the object field is the y axis, and the center line of the light beam from the subject incident on the camera is z. It will be described as an axis. An imaging lens barrel 2 is built in the digital camera 1 of the embodiment. The imaging lens barrel 2 is provided with an objective lens 3 on the side where light from a subject is incident, and a prism 4 and a plurality of lens groups 5 are provided behind it. The objective lens 3 and the plurality of lens groups 5 constitute a photographing lens (zoom lens), and the prism 4 constitutes a bending optical system.
対物レンズ3の光軸(撮影レンズの光入射側の光軸)L1はプリズム4により被写界の水平方向(x軸方向)に直角に曲げられ、複数のレンズ群5の光軸L2と一致するように構成される。撮像レンズ鏡胴2の端部には撮像素子6が配置され、さらに撮像素子6と複数のレンズ群5との間にレンズシフト式像ぶれ補正ユニット7が配置される。対物レンズ3を透過して入射した被写体からの光はプリズム4により水平方向(x軸方向)に直角に曲げられ、複数のレンズ群5と像ぶれ補正ユニット7のぶれ補正レンズ7aを透過して撮像素子6へ導かれ、撮像素子6の撮像面に被写体像が結像される。   The optical axis (optical axis on the light incident side of the photographing lens) L1 of the objective lens 3 is bent at right angles to the horizontal direction (x-axis direction) of the object field by the prism 4, and coincides with the optical axis L2 of the plurality of lens groups 5. Configured to do. An imaging element 6 is disposed at the end of the imaging lens barrel 2, and a lens shift image blur correction unit 7 is disposed between the imaging element 6 and the plurality of lens groups 5. Light from the subject incident through the objective lens 3 is bent at right angles to the horizontal direction (x-axis direction) by the prism 4 and transmitted through the plurality of lens groups 5 and the shake correction lens 7a of the image blur correction unit 7. Guided to the image sensor 6, a subject image is formed on the imaging surface of the image sensor 6.
撮像レンズ鏡胴2は、デジタルカメラ1を正位置に構えたときに屈曲後の光軸L2が被写界の水平方向(x軸方向)になり、かつ光軸L2を回転中心として回転可能にデジタルカメラ1に保持されている。鏡胴回転モーター8は、その出力軸が撮像レンズ鏡胴2の光軸L2と同軸になるように撮像レンズ鏡胴2に連結され、光軸L2を回転中心にして撮像レンズ鏡胴2を回転駆動する。回転位置センサー9は撮像レンズ鏡胴2の回転位置を検出する。撮像レンズ鏡胴2を被写界の水平方向と平行な光軸L2の回りに回転させることによって、撮像レンズ鏡胴2の光入射側の光軸L1を被写界の垂直方向(ピッチング方向)に振ることができ、手ぶれや撮影姿勢によるピッチング方向の大振幅のカメラぶれを容易に補正することができる。   The imaging lens barrel 2 is configured such that when the digital camera 1 is held at the normal position, the optical axis L2 after being bent is in the horizontal direction (x-axis direction) of the object scene and can be rotated about the optical axis L2 as a rotation center. It is held in the digital camera 1. The lens barrel rotation motor 8 is connected to the imaging lens barrel 2 so that its output axis is coaxial with the optical axis L2 of the imaging lens barrel 2, and rotates the imaging lens barrel 2 around the optical axis L2. To drive. The rotational position sensor 9 detects the rotational position of the imaging lens barrel 2. By rotating the imaging lens barrel 2 around an optical axis L2 parallel to the horizontal direction of the object scene, the optical axis L1 on the light incident side of the imaging lens barrel 2 is set in the vertical direction (pitching direction) of the object scene. Therefore, camera shake with a large amplitude in the pitching direction due to camera shake or a shooting posture can be easily corrected.
また、撮像レンズ鏡胴2を円筒形とし、光入射側の光軸L1よりも十分に長い屈曲後の光軸L2を被写界の水平方向に保持し、撮像レンズ鏡胴2を光軸L2の回りに回転させることによって、大きなスペースを取らずに大振幅のカメラぶれを補正することができ、カメラを小型化することができる。なお、撮像レンズ鏡胴2が完全な円筒形でなく、例えば断面が楕円形であっても、回転のためのスペースを最小にすることができる。   Further, the imaging lens barrel 2 is cylindrical, the bent optical axis L2 that is sufficiently longer than the optical axis L1 on the light incident side is held in the horizontal direction of the object field, and the imaging lens barrel 2 is set to the optical axis L2. By rotating around, it is possible to correct camera shake with a large amplitude without taking up a large space, and to reduce the size of the camera. In addition, even if the imaging lens barrel 2 is not completely cylindrical and has, for example, an elliptical cross section, the space for rotation can be minimized.
レンズシフト式像ぶれ補正ユニット7は、x軸アクチュエーター7bとy軸アクチュエーター7cによりぶれ補正レンズ7aをx軸方向とy軸方向に駆動し、被写界の水平方向(x軸方向)と垂直方向(y軸方向)のカメラぶれを補正することができる。   The lens shift type image blur correction unit 7 drives the blur correction lens 7a in the x-axis direction and the y-axis direction by the x-axis actuator 7b and the y-axis actuator 7c, and the horizontal direction (x-axis direction) and the vertical direction of the object scene. Camera shake in the (y-axis direction) can be corrected.
ここで、被写界の垂直方向(y軸方向)の手ぶれあるいは撮影姿勢のぶれによるカメラぶれは、鏡胴回転モーター8により撮像レンズ鏡胴2を屈曲後の光軸L2の回りに回転駆動して補正するとともに、レンズシフト式像ぶれ補正ユニット7のy軸アクチュエーター7cを駆動して補正することができる。レンズシフト式像ぶれ補正ユニット7のy軸方向の慣性は、撮像レンズ鏡胴2の光軸L2回りの慣性よりも小さいので、カメラぶれの高周波成分に対する応答性はレンズシフト式像ぶれ補正ユニット7の方が鏡胴回転モーター8よりも高い。一方、撮像レンズ鏡胴2の回転によるぶれ補正は、レンズシフト式像ぶれ補正ユニット7によるぶれ補正よりも大きな振幅のカメラぶれを補正することができる。したがって、撮像レンズ鏡胴2の光軸L2回りの回転によるぶれ補正と、レンズシフト式像ぶれ補正ユニット7によるぶれ補正とを併用することによって、振幅が大きく低周波成分のカメラぶれを前者により補正し、振幅が小さく高周波成分のカメラぶれを後者により補正することができ、広い振幅範囲と広い周波数範囲のカメラぶれを確実に補正することができる。   Here, camera shake caused by camera shake in the vertical direction (y-axis direction) of the object scene or camera posture is rotated by the lens barrel rotation motor 8 around the optical axis L2 after being bent. And the y-axis actuator 7c of the lens shift type image blur correction unit 7 can be driven for correction. Since the inertia in the y-axis direction of the lens shift type image blur correction unit 7 is smaller than the inertia around the optical axis L2 of the imaging lens barrel 2, the responsiveness to the high frequency component of camera shake is the lens shift type image blur correction unit 7 Is higher than the lens barrel rotation motor 8. On the other hand, camera shake correction by rotation of the imaging lens barrel 2 can correct camera shake with a larger amplitude than camera shake correction by the lens shift type image blur correction unit 7. Therefore, by using the blur correction by the rotation of the imaging lens barrel 2 around the optical axis L2 and the blur correction by the lens shift type image blur correction unit 7, the former corrects the camera shake having a large amplitude and a low frequency component. In addition, camera shake having a small amplitude and a high frequency component can be corrected by the latter, and camera shake in a wide amplitude range and a wide frequency range can be reliably corrected.
撮像素子回転モーター10は撮像素子6を屈曲後の光軸L2の回りに回転駆動し、対物レンズ3の光軸L1を回転中心とするカメラぶれ、すなわちローリング方向のカメラぶれを補正する。この一実施の形態では撮像素子回転モーター10により撮像素子6を回転駆動する例を示すが、モーター以外の回転式アクチュエーターを用いてもよい。   The image pickup device rotation motor 10 rotates the image pickup device 6 around the optical axis L2 after being bent, and corrects camera shake around the optical axis L1 of the objective lens 3, that is, camera shake in the rolling direction. In this embodiment, an example in which the image pickup device 6 is rotationally driven by the image pickup device rotation motor 10 is shown, but a rotary actuator other than the motor may be used.
図2は、一実施の形態のデジタルカメラ1の電気的な構成を示すブロック図である。図2において、図1に示す機器と同一の機器に対しては同一の符号を付して説明を省略する。撮像レンズ鏡胴2には、上述した撮像素子6、レンズシフト式像ぶれ補正ユニット7、撮像素子回転モーター10の他に、ぶれ検出センサー11、信号フィルター12、傾斜検出センサー13、ズームエンコーダー14などを備えている。一方、デジタルカメラ1のカメラ本体1aには、上述した鏡胴回転モーター8、回転位置センサー9の他に、画像処理回路15、カメラ制御回路16、モータードライバー17、メモリ18、動作モード検出SW19などを備えている。   FIG. 2 is a block diagram illustrating an electrical configuration of the digital camera 1 according to the embodiment. In FIG. 2, the same devices as those shown in FIG. The imaging lens barrel 2 includes a blur detection sensor 11, a signal filter 12, a tilt detection sensor 13, a zoom encoder 14 and the like in addition to the above-described imaging element 6, lens shift type image blur correction unit 7, and image sensor rotation motor 10. It has. On the other hand, the camera body 1a of the digital camera 1 includes an image processing circuit 15, a camera control circuit 16, a motor driver 17, a memory 18, an operation mode detection SW 19 and the like in addition to the lens barrel rotation motor 8 and the rotation position sensor 9 described above. It has.
撮像素子6は、撮像レンズ鏡胴2の対物レンズ3、複数のレンズ群5およびぶれ補正レンズ7aにより撮像面に結像された被写体像を撮像し、カメラ本体1aの画像処理回路15へ画像信号を出力する。ぶれ検出センサー11は、x軸を中心とした回転振動(ピッチング)の角速度とy軸を中心とした回転振動(ヨーイング)の角速度を検出し、手ぶれあるいは撮影姿勢ぶれに起因するデジタルカメラ1のぶれを検出する。信号フィルター12は、ぶれ検出センサー11の検出信号にフィルター処理を施し、カメラぶれからx軸方向成分とy軸方向成分とを抽出するとともに、各軸方向成分からさらに所定周波数以下の低周波成分と所定周波数より高い高周波成分とを抽出する。なお、信号フィルター12をカメラ本体1a側に設けてもよい。傾斜検出センサー13は、z軸を中心とした回転振動(ローリング)の角速度を検出する。ズームエンコーダー14は、対物レンズ3と複数のレンズ群5により構成されるズームレンズの焦点距離(画角)を検出する。   The image pickup device 6 picks up a subject image formed on the image pickup surface by the objective lens 3 of the image pickup lens barrel 2, the plurality of lens groups 5, and the shake correction lens 7a, and outputs an image signal to the image processing circuit 15 of the camera body 1a. Is output. The shake detection sensor 11 detects the angular velocity of rotational vibration (pitching) about the x-axis and the angular velocity of rotational vibration (yawing) about the y-axis, and shakes of the digital camera 1 due to camera shake or shooting posture shake. Is detected. The signal filter 12 filters the detection signal of the shake detection sensor 11 to extract an x-axis direction component and a y-axis direction component from the camera shake, and further, a low frequency component having a predetermined frequency or less from each axial direction component. A high frequency component higher than a predetermined frequency is extracted. The signal filter 12 may be provided on the camera body 1a side. The tilt detection sensor 13 detects an angular velocity of rotational vibration (rolling) about the z axis. The zoom encoder 14 detects a focal length (angle of view) of a zoom lens composed of the objective lens 3 and the plurality of lens groups 5.
画像処理回路15は、撮像素子6から入力した画像信号に対してクランプ処理、ゲイン処理、黒レベル補正、画素補間処理、色変換処理、ホワイトバランス処理、ガンマ補正、画像圧縮などの各種処理を施す。カメラ制御回路16はマイクロコンピューターとメモリを有し、デジタルカメラ1の各種演算と制御を実行するとともに、ぶれ検出センサー11と傾斜検出センサー13により検出されたデジタルカメラ1のぶれ量に基づいて、モータードライバー17を制御して像ぶれ補正ユニット7、鏡胴回転モーター8および撮像素子回転モーター10を駆動し、デジタルカメラ1のぶれ補正制御を実行する。   The image processing circuit 15 performs various processes such as clamp processing, gain processing, black level correction, pixel interpolation processing, color conversion processing, white balance processing, gamma correction, and image compression on the image signal input from the image sensor 6. . The camera control circuit 16 includes a microcomputer and a memory, executes various calculations and controls of the digital camera 1, and uses a motor based on the shake amount of the digital camera 1 detected by the shake detection sensor 11 and the tilt detection sensor 13. The driver 17 is controlled to drive the image blur correction unit 7, the lens barrel rotation motor 8, and the image sensor rotation motor 10, and to perform blur correction control of the digital camera 1.
カメラ制御回路16は、ぶれ検出センサー11で検出され、信号フィルター12により抽出されたx軸方向の高周波成分とy軸方向の高周波成分のカメラぶれを相殺するように、モータードライバー17によりレンズシフト式像ぶれ補正ユニット7のx軸アクチュエーター7bとy軸アクチュエーター7cを駆動し、これによりx軸方向とy軸方向の高周波数のカメラぶれが補正される。また、カメラ制御回路16は、ぶれ検出センサー11で検出され、信号フィルター12により抽出されたy軸方向の低周波成分のカメラぶれを相殺するように、モータードライバー17により鏡胴回転モーター8を駆動し、これによりy軸方向の低周波数のカメラぶれが補正される。さらに、カメラ制御回路16は、傾斜検出センサー13により検出された入射光軸L1回りのカメラぶれを相殺するように、撮像素子回転モーター10を駆動し、これにより入射光軸L1回りのカメラぶれが補正される。   The camera control circuit 16 detects the camera shake of the high-frequency component in the x-axis direction and the high-frequency component in the y-axis direction detected by the shake detection sensor 11 and extracted by the signal filter 12. The x-axis actuator 7b and the y-axis actuator 7c of the image blur correction unit 7 are driven to correct high-frequency camera shake in the x-axis direction and the y-axis direction. Further, the camera control circuit 16 drives the lens barrel rotation motor 8 by the motor driver 17 so as to cancel the camera shake of the low frequency component in the y-axis direction detected by the shake detection sensor 11 and extracted by the signal filter 12. Thus, camera shake at a low frequency in the y-axis direction is corrected. Further, the camera control circuit 16 drives the image pickup device rotation motor 10 so as to cancel the camera shake around the incident optical axis L1 detected by the tilt detection sensor 13, thereby causing the camera shake around the incident optical axis L1. It is corrected.
メモリ18は撮像画像を記録するための記録媒体であり、デジタルカメラ1から取り外し可能に構成される。動作モード検出SW19は、鏡胴回転モーター8により撮像レンズ鏡胴2を回転駆動してy軸方向の振幅の大きな低周波成分のカメラぶれを補正するための動作モードの設定状態を検出する。   The memory 18 is a recording medium for recording a captured image, and is configured to be removable from the digital camera 1. The operation mode detection SW 19 detects the setting state of the operation mode for correcting the camera shake of the low frequency component having a large amplitude in the y-axis direction by rotating the imaging lens barrel 2 by the lens barrel rotation motor 8.
図3は一実施の形態のデジタルカメラ1の縦断面図である。カメラ本体1aの正面には透明の撮影窓1bが設けられ、この撮影窓1bから入射する光束を撮像レンズ鏡胴2の対物レンズ3で受光する。また、カメラ本体1aの背面にはロックレバー20が設けられ、ロックレバー20により撮像レンズ鏡胴2の光軸L2回りの回転をロックまたはアンロックするとともに、ロックレバー20の動きに連動して上述した動作モード検出SW19がオン、オフする。図3(a)に示すようにロックレバー20が下方に押し下げられると、撮像レンズ鏡胴2の回転がロックされるとともに、動作モード検出SW19がオフしてレンズシフト式像ぶれ補正ユニット7と撮像素子回転モーター10によるぶれ補正モードが設定される。なお、撮像レンズ鏡胴2がロックレバー20によりロックされた状態では、図3(a)に示すように対物レンズ3の光軸L1とz軸(カメラに入射する被写体からの光束の中心線)とが一致する。一方、図3(b)に示すようにロックレバー20が上方に押し上げられると、撮像レンズ鏡胴2の回転がアンロックされるとともに、動作モード検出SW19がオンしてレンズシフト式像ぶれ補正ユニット7、鏡胴回転モーター8および撮像素子回転モーター10によるぶれ補正モードが設定される。   FIG. 3 is a longitudinal sectional view of the digital camera 1 according to the embodiment. A transparent photographing window 1b is provided in front of the camera body 1a, and a light beam incident from the photographing window 1b is received by the objective lens 3 of the imaging lens barrel 2. In addition, a lock lever 20 is provided on the back surface of the camera body 1a, and the lock lever 20 locks or unlocks the rotation of the imaging lens barrel 2 around the optical axis L2 and is linked to the movement of the lock lever 20 as described above. The detected operation mode detection SW 19 is turned on / off. As shown in FIG. 3A, when the lock lever 20 is pushed down, the rotation of the imaging lens barrel 2 is locked, and the operation mode detection SW 19 is turned off, and the lens shift type image blur correction unit 7 and the imaging are taken. A shake correction mode by the element rotating motor 10 is set. In the state where the imaging lens barrel 2 is locked by the lock lever 20, as shown in FIG. 3A, the optical axis L1 and the z axis of the objective lens 3 (the center line of the light beam from the subject incident on the camera). Matches. On the other hand, when the lock lever 20 is pushed upward as shown in FIG. 3B, the rotation of the imaging lens barrel 2 is unlocked, and the operation mode detection SW 19 is turned on to turn on the lens shift type image blur correction unit. 7. A shake correction mode by the lens barrel rotation motor 8 and the image sensor rotation motor 10 is set.
上述したように、レンズシフト式像ぶれ補正ユニット7は例えば手ぶれに起因した比較的振幅の小さい高周波数のカメラぶれを補正するのに適しており、一方、鏡胴回転モーター8は例えば撮影姿勢のぶれに起因した比較的振幅の大きな低周波数のカメラぶれを補正するのに適している。一般的な静止画撮影では撮影姿勢のぶれが発生することは少なく、振幅の大きな低周波数のカメラぶれを補正する必要はないため、ロックレバー20を押し下げて鏡胴回転モーター8により撮像レンズ鏡胴2を回転させるぶれ補正を禁止する。これにより、鏡胴回転モーター8による不要な電力消費を削減できる。一方、動画撮影時や、撮影レンズのテレ端で撮影を行う場合、あるいは暗所撮影でカメラぶれを極力抑える必要がある場合には、ロックレバー20を押し上げて鏡胴回転モーター8により撮像レンズ鏡胴2を回転させるぶれ補正を行い、手ぶれはもちろんのこと、撮影姿勢のぶれによるカメラぶれを効果的に補正する。   As described above, the lens shift type image blur correction unit 7 is suitable for correcting, for example, camera shake with a relatively small amplitude due to camera shake, while the lens barrel rotation motor 8 has, for example, a photographing posture. It is suitable for correcting low-frequency camera shake having a relatively large amplitude due to the shake. In general still image shooting, the shooting posture is less likely to occur, and it is not necessary to correct camera shake with a large amplitude and low frequency. Therefore, the imaging lens barrel is pressed by the lens barrel rotating motor 8 by pushing down the lock lever 20. Shake correction to rotate 2 is prohibited. Thereby, unnecessary power consumption by the lens barrel rotating motor 8 can be reduced. On the other hand, when taking a picture at the tele end of the taking lens, or when it is necessary to suppress camera shake as much as possible in the dark place, the lock lever 20 is pushed up and the imaging lens mirror is moved by the lens barrel rotating motor 8. The camera shake correction by rotating the body 2 is performed to effectively correct camera shake due to camera shake as well as camera shake.
図3(a)において、z軸から撮影窓1bの上端までの角度をθ1とし、対物レンズ3と複数のレンズ群5(図1参照)により構成されるズームレンズの垂直方向の半画角をωとすると、図3(b)に示すようにθ1からωを差し引いたθ2が撮像レンズ鏡胴2の回転可能な最大角度である。この回転可能最大角度θ2は、対物レンズ3と複数のレンズ群5により構成されるズームレンズの画角、すなわち焦点距離により変化するため、ズームエンコーダー14(図2参照)により焦点距離を検出し、回転可能最大角度θ2を求める。そして、回転位置検出センサー9により検出される撮像レンズ鏡胴2の回転角をフィードバックし、鏡胴回転モーター8による撮像レンズ鏡胴2の回転駆動制御において回転角を最大角度θ2以下に制限する。これにより、y軸方向のカメラぶれが非常に大きい場合でも、撮影レンズの撮影画面の上部または下部に空白部が生じるのを防止することができる。撮像レンズ鏡胴2の回転可能な最大角度θ2は焦点距離に応じて制限されるが、画角が狭くカメラぶれの目立ちやすいテレ側ほど最大角度θ2が大きくなり、大きなぶれ補正が可能になる。逆に、カメラぶれの目立ち難いワイド側ほど最大角度θ2が小さくなるが、小さいぶれ補正でも画像上で充分なぶれ補正効果が得られ、実用上の問題はない。   In FIG. 3A, the angle from the z-axis to the upper end of the photographing window 1b is θ1, and the vertical half field angle of the zoom lens composed of the objective lens 3 and the plurality of lens groups 5 (see FIG. 1) is shown. Assuming ω, θ2 obtained by subtracting ω from θ1 is the maximum rotatable angle of the imaging lens barrel 2 as shown in FIG. Since this maximum rotatable angle θ2 varies depending on the angle of view of the zoom lens composed of the objective lens 3 and the plurality of lens groups 5, that is, the focal length, the focal length is detected by the zoom encoder 14 (see FIG. 2). The maximum rotatable angle θ2 is obtained. Then, the rotation angle of the imaging lens barrel 2 detected by the rotational position detection sensor 9 is fed back, and the rotation angle is limited to the maximum angle θ2 or less in the rotational drive control of the imaging lens barrel 2 by the barrel rotation motor 8. Thereby, even when the camera shake in the y-axis direction is very large, it is possible to prevent a blank portion from being generated at the upper part or the lower part of the photographing screen of the photographing lens. The maximum rotatable angle θ2 of the imaging lens barrel 2 is limited according to the focal length, but the maximum angle θ2 becomes larger on the tele side where the angle of view is narrow and the camera shake is conspicuous, and a large shake correction is possible. On the contrary, the maximum angle θ2 becomes smaller on the wide side where the camera shake is less noticeable, but even with a small blur correction, a sufficient blur correction effect can be obtained on the image, and there is no practical problem.
上述した一実施の形態では、対物レンズ3の背後にプリズム4を配置して撮影レンズの光軸を屈曲させる例を示したが、撮影レンズ内のプリズムを配置する位置は上述した一実施の形態に限定されない。ただし、プリズムの位置が撮影レンズの被写体からの光入射側に近いほど、撮影レンズを円筒形の撮像レンズ鏡胴内に収納しやすく、撮像レンズ鏡胴をコンパクトに、かつ円筒形に形成することができる。また、プリズムの代わりにミラーを用いて屈曲光学系を構成してもよい。   In the above-described embodiment, an example in which the prism 4 is disposed behind the objective lens 3 and the optical axis of the photographing lens is bent is shown. However, the position in the photographing lens where the prism is disposed is described in the above-described embodiment. It is not limited to. However, the closer the prism position is to the light incident side from the subject of the photographic lens, the easier it is to store the photographic lens in the cylindrical imaging lens barrel, and the imaging lens barrel should be made compact and cylindrical. Can do. Further, the bending optical system may be configured using a mirror instead of the prism.
なお、上述した実施の形態とそれらの変形例において、実施の形態と変形例とのあらゆる組み合わせが可能である。   In the above-described embodiments and their modifications, all combinations of the embodiments and the modifications are possible.
上述した実施の形態とその変形例によれば以下のような作用効果を奏することができる。まず、撮影レンズ3,5と撮像素子6を内蔵し、撮影レンズ3,5に入射した被写体からの光束を水平方向に屈曲させて撮像素子6へ導く撮像レンズ鏡胴2と、カメラ1のぶれを検出するぶれ検出センサー11と、ぶれ検出センサー11により検出されたカメラぶれから水平方向(x軸方向)成分と垂直方向(y軸方向)成分を抽出する信号フィルター12と、撮像レンズ鏡胴2内に設けられ、カメラぶれの水平方向成分と垂直方向成分に応じてぶれ補正レンズ7aを駆動するレンズ制御回路16およびレンズシフト式像ぶれ補正ユニット7と、カメラぶれの垂直方向成分に応じて撮影レンズ3,5の屈曲後の光軸L2を中心に撮像レンズ鏡胴2を回転駆動するカメラ制御回路16、モータードライバー17および鏡胴回転モーター8とを備えるようにしたので、振幅が小さく高周波成分のカメラぶれをレンズ制御回路16およびレンズシフト式像ぶれ補正ユニット7により補正し、振幅が大きく低周波成分のカメラぶれをカメラ制御回路16、モータードライバー17および鏡胴回転モーター8により補正することができ、広い振幅範囲と広い周波数範囲のカメラぶれを確実に補正することができる。   According to the above-described embodiment and its modifications, the following operational effects can be achieved. First, the imaging lenses 3 and 5 and the imaging device 6 are built in. The imaging lens barrel 2 that guides the light beam from the subject incident on the imaging lenses 3 and 5 in the horizontal direction and guides it to the imaging device 6; , A signal filter 12 that extracts a horizontal direction (x-axis direction) component and a vertical direction (y-axis direction) component from a camera shake detected by the shake detection sensor 11, and an imaging lens barrel 2 The lens control circuit 16 and the lens shift type image blur correction unit 7 which are provided in the camera and drive the blur correction lens 7a according to the horizontal component and the vertical component of the camera shake, and the photographing according to the vertical component of the camera shake. A camera control circuit 16, a motor driver 17 and a lens barrel rotation motor 8 are provided for rotating the imaging lens barrel 2 around the optical axis L2 after the lenses 3 and 5 are bent. Therefore, camera shake with a small amplitude and a high frequency component is corrected by the lens control circuit 16 and the lens shift type image blur correction unit 7, and camera shake with a large amplitude and a low frequency component is corrected by the camera control circuit 16 and the motor driver 17. Further, it can be corrected by the lens barrel rotation motor 8, and camera shake in a wide amplitude range and a wide frequency range can be reliably corrected.
次に、一実施の形態とその変形例によれば、撮像レンズ鏡胴2を回転駆動する鏡胴回転モーター8を有し、鏡胴回転モーター8の出力軸が撮影レンズ3,5の屈曲後の光軸L2と同軸となるように鏡胴回転モーター8を撮像レンズ鏡胴2に連結するようにしたので、撮像レンズ鏡胴2を効率よく回転駆動することができる。   Next, according to one embodiment and its modification, it has a lens barrel rotating motor 8 that rotationally drives the imaging lens barrel 2, and the output shaft of the lens barrel rotating motor 8 is after the photographing lenses 3 and 5 are bent. Since the lens barrel rotation motor 8 is connected to the imaging lens barrel 2 so as to be coaxial with the optical axis L2, the imaging lens barrel 2 can be efficiently driven to rotate.
さらに、一実施の形態とその変形例によれば、信号フィルター12によりカメラぶれの水平方向成分と垂直方向成分とからそれぞれ低周波成分と高周波成分とを抽出し、カメラぶれの水平方向成分と垂直方向成分の内の高周波成分を相殺するようにぶれ補正レンズ7aを駆動し、カメラぶれの垂直方向成分の内の低周波成分を相殺するように撮像レンズ鏡胴2を回転駆動するようにしたので、カメラぶれの周波数成分に応じて2種類のぶれ補正装置を適切に使い分けることができ、カメラぶれを効率よく、確実に補正することができる。   Further, according to the embodiment and the modification thereof, the signal filter 12 extracts a low frequency component and a high frequency component from the horizontal direction component and the vertical direction component of the camera shake, respectively, so that it is perpendicular to the horizontal direction component of the camera shake. Since the shake correction lens 7a is driven so as to cancel out the high frequency component of the direction component, and the imaging lens barrel 2 is driven to rotate so as to cancel out the low frequency component of the vertical component of the camera shake. According to the frequency component of camera shake, two types of camera shake correction devices can be used properly, and camera shake can be corrected efficiently and reliably.
一実施の形態とその変形例によれば、撮像レンズ鏡胴2を略円筒形に形成するようにしたので、撮像レンズ鏡胴2を回転駆動する空間を最小にすることができ、カメラを小型化することができる。   According to the embodiment and its modification, the imaging lens barrel 2 is formed in a substantially cylindrical shape, so that the space for rotationally driving the imaging lens barrel 2 can be minimized, and the camera can be made compact. Can be
一実施の形態とその変形例によれば、撮影レンズ3,5はズームレンズを構成し、ズームレンズの焦点距離を検出するズームエンコーダー14を備え、ズームエンコーダー14により検出された焦点距離に応じて撮像レンズ鏡胴2の最大回転角度を制限するようにしたので、大きなカメラぶれを補正する際に撮影画面の上部または下部に空白部が生じるのを防止できる。   According to one embodiment and its modification, the photographing lenses 3 and 5 constitute a zoom lens, and include a zoom encoder 14 that detects the focal length of the zoom lens, and according to the focal length detected by the zoom encoder 14. Since the maximum rotation angle of the imaging lens barrel 2 is limited, it is possible to prevent a blank portion from occurring at the top or bottom of the shooting screen when correcting a large camera shake.
一実施の形態とその変形例によれば、撮像レンズ鏡胴2の回転を係止するロックレバー20を備え、ロックレバー20により撮像レンズ鏡胴2の回転が係止されたときは、撮像レンズ鏡胴2の回転によるカメラぶれの補正を行わず、レンズシフト式像ぶれ補正ユニット7のみによりカメラぶれの補正を行うようにしたので、撮影姿勢のぶれに起因したカメラぶれの可能性が低い撮影シーンでは、ロックレバー20により撮像レンズ鏡胴2の回転によるカメラぶれの補正を禁止することができ、カメラに搭載されるバッテリーの不要な電力消費を削減することができる。   According to one embodiment and its modification, the lock lever 20 that locks the rotation of the imaging lens barrel 2 is provided, and when the rotation of the imaging lens barrel 2 is locked by the lock lever 20, the imaging lens Since the camera shake is corrected only by the lens shift type image blur correction unit 7 without correcting the camera shake due to the rotation of the lens barrel 2, it is possible to take a picture with a low possibility of camera shake due to the shake of the shooting posture. In the scene, correction of camera shake due to rotation of the imaging lens barrel 2 can be prohibited by the lock lever 20, and unnecessary power consumption of a battery mounted on the camera can be reduced.
一実施の形態とその変形例によれば、撮影レンズ3,5の光入射側の光軸L1回りのカメラの傾きを検出する傾斜検出センサー13と、傾斜検出センサー13により検出されたカメラの傾きに応じて撮像素子6を回転駆動するカメラ制御回路16および撮像素子回転モーター10を備えるようにしたので、カメラの横ぶれ(x軸方向のぶれ)と縦ぶれ(y軸方向のぶれ)の補正に加え、カメラの光入射側の光軸回りのぶれを効果的に補正することができる。   According to the embodiment and its modification, the tilt detection sensor 13 that detects the tilt of the camera around the optical axis L1 on the light incident side of the photographing lenses 3 and 5, and the tilt of the camera detected by the tilt detection sensor 13 Since the camera control circuit 16 and the image sensor rotating motor 10 that rotationally drive the image sensor 6 in accordance with the image sensor 6 are provided, the correction of the camera shake (x-axis direction blur) and vertical camera shake (y-axis direction blur) is performed. In addition, it is possible to effectively correct blurring around the optical axis on the light incident side of the camera.
1;デジタルカメラ、2;撮像レンズ鏡胴、3;対物レンズ、4;プリズム、5;複数のレンズ群、6;撮像素子、7;レンズシフト式像ぶれ補正ユニット、8;鏡胴回転モーター、9;回転位置センサー、10;撮像素子回転モーター、11;ぶれ検出センサー、12;信号フィルター、13;傾斜検出センサー、14;ズームエンコーダー、16;カメラ制御回路、17;モータードライバー、19;動作モード検出SW、20;ロックレバー DESCRIPTION OF SYMBOLS 1; Digital camera, 2; Imaging lens barrel, 3; Objective lens, 4; Prism, 5; Multiple lens group, 6: Image sensor, 7: Lens shift type image blur correction unit, 8: Lens barrel rotation motor, DESCRIPTION OF SYMBOLS 9; Rotation position sensor, 10; Image sensor rotation motor, 11; Shake detection sensor, 12; Signal filter, 13; Tilt detection sensor, 14: Zoom encoder, 16; Camera control circuit, 17: Motor driver, 19; Detection SW, 20; Lock lever

Claims (7)

  1. 撮影レンズと撮像素子を内蔵し、前記撮影レンズに入射した被写体からの光束を水平方向に屈曲させて前記撮像素子へ導くレンズ鏡胴と、
    カメラのぶれを検出するぶれ検出手段と、
    前記ぶれ検出手段により検出されたカメラぶれから水平方向成分と垂直方向成分を抽出する抽出手段と、
    前記レンズ鏡胴内に設けられ、前記カメラぶれの水平方向成分と垂直方向成分に応じてぶれ補正レンズを駆動する第1ぶれ補正手段と、
    前記カメラぶれの垂直方向成分に応じて前記撮影レンズの屈曲後の光軸を中心に前記レンズ鏡胴を回転駆動する第2ぶれ補正手段とを備えることを特徴とするカメラ。
    A lens barrel that includes a photographic lens and an image sensor, and that guides the light beam from the subject incident on the photographic lens to the image sensor by bending the light beam in a horizontal direction;
    Camera shake detecting means for detecting camera shake;
    Extraction means for extracting a horizontal direction component and a vertical direction component from camera shake detected by the shake detection means;
    A first blur correction unit provided in the lens barrel and driving a blur correction lens according to a horizontal component and a vertical component of the camera shake;
    A camera comprising: a second blur correction unit that rotationally drives the lens barrel around the bent optical axis of the photographing lens in accordance with a vertical component of the camera blur.
  2. 請求項1に記載のカメラにおいて、
    前記第2ぶれ補正手段は、前記レンズ鏡胴を回転駆動する回転式アクチュエーターを有し、前記回転式アクチュエーターの出力軸が前記撮影レンズの屈曲後の光軸と同軸となるように前記回転式アクチュエーターを前記レンズ鏡胴に連結することを特徴とするカメラ。
    The camera of claim 1,
    The second blur correction unit includes a rotary actuator that rotationally drives the lens barrel, and the rotary actuator is configured such that an output shaft of the rotary actuator is coaxial with an optical axis after bending of the photographing lens. And a lens barrel connected to the lens barrel.
  3. 請求項1または請求項2に記載のカメラにおいて、
    前記抽出手段は、前記カメラぶれの水平方向成分と垂直方向成分とからそれぞれ低周波成分と高周波成分とを抽出し、
    前記第1ぶれ補正手段は、前記カメラぶれの水平方向成分と垂直方向成分の内の高周波成分を相殺するように前記ぶれ補正レンズを駆動し、
    前記第2ぶれ補正手段は、前記カメラぶれの垂直方向成分の内の低周波成分を相殺するように前記レンズ鏡胴を回転駆動することを特徴とするカメラ。
    The camera according to claim 1 or 2,
    The extraction means extracts a low frequency component and a high frequency component from a horizontal direction component and a vertical direction component of the camera shake, respectively.
    The first blur correction unit drives the blur correction lens so as to cancel out a high frequency component of a horizontal component and a vertical component of the camera shake;
    The camera is characterized in that the second shake correcting means rotationally drives the lens barrel so as to cancel out a low frequency component of vertical components of the camera shake.
  4. 請求項1〜3のいずれか一項に記載のカメラにおいて、
    前記レンズ鏡胴を略円筒形に形成することを特徴とするカメラ。
    The camera according to any one of claims 1 to 3,
    A camera characterized in that the lens barrel is formed in a substantially cylindrical shape.
  5. 請求項1〜4のいずれか一項に記載のカメラにおいて、
    前記撮影レンズはズームレンズを構成し、
    前記ズームレンズの焦点距離を検出する焦点距離検出手段を備え、
    前記第2ぶれ補正手段は、前記焦点距離検出手段により検出された焦点距離に応じて前記レンズ鏡胴の最大回転角度を制限することを特徴とするカメラ。
    In the camera according to any one of claims 1 to 4,
    The taking lens constitutes a zoom lens,
    A focal length detecting means for detecting a focal length of the zoom lens;
    The camera according to claim 2, wherein the second blur correction unit limits a maximum rotation angle of the lens barrel in accordance with a focal length detected by the focal length detection unit.
  6. 請求項1〜5のいずれか一項に記載のカメラにおいて、
    前記レンズ鏡胴の回転を係止する回転係止手段を備え、
    前記回転係止手段により前記レンズ鏡胴の回転が係止されたときは、前記第2ぶれ補正手段による前記カメラぶれの補正を行わず、前記第1ぶれ補正手段のみにより前記カメラぶれの補正を行うことを特徴とするカメラ。
    In the camera according to any one of claims 1 to 5,
    A rotation locking means for locking the rotation of the lens barrel;
    When the rotation of the lens barrel is locked by the rotation locking unit, the camera shake is not corrected by the second blur correction unit, and the camera shake is corrected only by the first blur correction unit. A camera characterized by doing.
  7. 請求項1〜6のいずれか一項に記載のカメラにおいて、
    前記撮影レンズの光入射側の光軸回りのカメラの傾きを検出する傾き検出手段と、
    前記傾き検出手段により検出されたカメラの傾きに応じて前記撮像素子を回転駆動する第3ぶれ補正手段とを備えることを特徴とするカメラ。
    In the camera according to any one of claims 1 to 6,
    Tilt detecting means for detecting the tilt of the camera around the optical axis on the light incident side of the photographing lens;
    A camera comprising: a third blur correction unit that rotationally drives the imaging device in accordance with the tilt of the camera detected by the tilt detection unit.
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