JP2796831B2 - Camera image stabilizer - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 「技術分野」 本発明は、カメラの撮影光学系の光軸のブレに伴って
発生するフィルム面上の画像ブレを補正する装置に関す
る。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an apparatus for correcting image blur on a film surface caused by blurring of an optical axis of a photographing optical system of a camera.
「従来技術およびその問題点」 カメラで特に手持ち撮影を行う場合には、構え方が不
完全であるとき、暗い被写体でスローシャッタのとき、
撮影者が動きながら撮影するとき等に手ブレによる光軸
ブレが起こりやすい。手ブレの発生した写真は、画像が
流れて極めて見苦しい。この手ブレは、ハード面からは
レンズを明るくしたりフィルム感度を上げてシャッタス
ピードを高めることにより、またソフト面からは撮影者
の習熟によりある程度防ぐことができるが、いずれも限
界がある。そこで、撮影光学系の前部または一部を構成
する補正レンズをカメラブレの生じた方向と反対の方向
に変位させて能動的に像ブレ補正を行う装置が提案され
ているが、特にこの種の像ブレ補正装置をコンパクトカ
メラに搭載する場合には、補正レンズをできるだけ効率
的に駆動して装置を小型化することが望まれている。"Prior art and its problems" Especially when performing hand-held shooting with a camera, when the camera is incompletely held, when shooting a dark subject with a slow shutter,
Optical axis blur due to camera shake is likely to occur when the photographer moves while shooting. The image in which the camera shake has occurred is extremely unsightly because the image flows. This camera shake can be prevented to some extent by increasing the shutter speed by brightening the lens or increasing the film sensitivity from the hard surface, and to some extent by the photographer's mastery from the software surface, but all have limitations. Therefore, there has been proposed an apparatus for actively performing image blur correction by displacing a correction lens constituting a front part or a part of a photographing optical system in a direction opposite to a direction in which camera shake has occurred. When the image blur correction device is mounted on a compact camera, it is desired to drive the correction lens as efficiently as possible to reduce the size of the device.
「発明の目的」 本発明は、撮影光軸のブレの原因となるカメラブレが
発生したとき、補正レンズをカメラブレの生じた方向と
反対の方向に変位させてそのブレを元に戻すことにより
画像ブレの発生を防止するという着想による像ブレ補正
装置において、簡単な構成で補正レンズを効率的に駆動
することができ、カメラの小型化に貢献する像ブレ補正
装置を得ることを目的とする。[Object of the Invention] The present invention provides an image blur by displacing a correction lens in a direction opposite to the direction in which the camera blur occurs and causing the camera shake to return to the original direction when the camera shake causing the blurring of the photographing optical axis occurs. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an image blur correction device that can efficiently drive a correction lens with a simple configuration and contributes to downsizing of a camera.
「発明の概要」 本発明の像ブレ補正装置は、カメラの撮影光学系の全
部または一部を構成する補正レンズを光軸と略直交する
方向に移動可能に支持し、カメラの撮影光学系の光軸を
含む面によって分割される２つの領域のうちの一方の領
域内に、バイモルフ圧電板と板ばね材の一端部を固定す
るとともに、このバイモルフ圧電板と板ばねの他端部
を、上記２つの領域のうちの他方の領域において上記補
正レンズに接続し、かつこのバイモルフ圧電板と板ばね
材の上記一方の領域における固定端部の間隔を、上記他
方の領域における補正レンズに対する接続端部の間隔よ
り大きく設定し、上記バイモルフ圧電板に、撮影光学系
のブレを打ち消す方向に補正レンズを駆動するための駆
動電圧を印加することを特徴としている。"Summary of the Invention" The image blur correction apparatus of the present invention supports a correction lens that constitutes all or a part of a photographing optical system of a camera so as to be movable in a direction substantially orthogonal to an optical axis. In one of the two regions divided by the plane including the optical axis, one end of the bimorph piezoelectric plate and the leaf spring material is fixed, and the other end of the bimorph piezoelectric plate and the leaf spring is The other end of the two regions is connected to the correction lens, and the distance between the fixed end of the bimorph piezoelectric plate and the leaf spring material in the one region is set to the connection end of the bimorph piezoelectric plate to the correction lens in the other region. The driving voltage for driving the correction lens is applied to the bimorph piezoelectric plate in a direction to cancel the blur of the photographing optical system.
上記のバイモルフ圧電板は、ばね性部材を介して補正
レンズに接続されていることが好ましい。It is preferable that the bimorph piezoelectric plate is connected to the correction lens via a spring member.
「発明の実施例」 以下図示実施例に基づいて本発明を説明する。第1A、
1B図は本発明による像ブレ補正装置の一実施例を示して
いる。主撮影レンズ11（第２図）とともに撮影光学系を
構成する補正レンズ12は、補正レンズ枠13に固定されて
いる。なお、補正レンズ12及び補正レンズ枠13は軽量に
するために、プラスチックの一体成形で製作するのが望
ましい。"Examples of the Invention" The present invention will be described below based on illustrated examples. 1A,
FIG. 1B shows an embodiment of the image blur correction device according to the present invention. A correction lens 12 constituting a photographic optical system together with the main photographic lens 11 (FIG. 2) is fixed to a correction lens frame 13. It is preferable that the correction lens 12 and the correction lens frame 13 be manufactured by integral molding of plastic in order to reduce the weight.
この補正レンズ12の上下には、水平線に関してほぼ対
称形をなして傾斜するバイモルフ圧電板15と、板ばね材
21が位置している。このバイモルフ圧電板15と板ばね材
21の一端部はそれぞれ固定物14に固定されており、板ば
ね材21の他端部は、補正レンズ枠13に接続されている。
即ち、板ばね材21は、片持ち梁として補正レンズ12を支
えている。Above and below the correction lens 12, a bimorph piezoelectric plate 15 that is inclined substantially symmetrically with respect to a horizontal line, and a leaf spring material
21 is located. This bimorph piezoelectric plate 15 and leaf spring material
One end of each 21 is fixed to a fixed object 14, and the other end of the leaf spring 21 is connected to the correction lens frame 13.
That is, the leaf spring member 21 supports the correction lens 12 as a cantilever.
バイモルフ圧電板15の他端部は、板ばね材21より弱い
ばね性板22を介して補正レンズ枠13に接続されている。
即ちこのばね性板22は、一端がバイモルフ圧電板15の自
由端に固定され、他端が補正レンズ枠13に固定されてい
る。The other end of the bimorph piezoelectric plate 15 is connected to the correction lens frame 13 via a spring plate 22 that is weaker than the plate spring member 21.
That is, the spring plate 22 has one end fixed to the free end of the bimorph piezoelectric plate 15 and the other end fixed to the correction lens frame 13.
バイモルフ圧電板15は周知のように、印加する駆動電
圧の極性に応じて上下に湾曲し、その湾曲量（自由端の
変位量）は、駆動電圧の大小によって制御できる。主撮
影レンズ11と補正レンズ12の光軸は、バイモルフ圧電板
15に電圧を印加しないとき（第1A図の状態）一致してい
る。そして、バイモルフ圧電板15に駆動電圧を印加する
ことで、補正レンズ枠13を介して補正レンズ12を光軸と
直交する面内で上下に変位させることができる。従って
カメラブレによって主撮影レンズ11が上下方向に変位し
て光軸ブレが発生した場合、それに伴いフィルムにおい
ても同方向の画像ブレが発生するが、この画像ブレを補
正するに足る極性と大きさの駆動電圧をバイモルフ圧電
板15に与えることにより、光軸ブレをキャンセルし、フ
ィルム面上の画像を不動にすることができる。あるいは
少なくとも、カメラブレによる画像ブレを小さくするこ
とができる。バイモルフ圧電板15に加えるべき駆動電圧
は、後述の手段によってカメラブレの大きさと加速度を
検出して決定する。As is well known, the bimorph piezoelectric plate 15 bends up and down in accordance with the polarity of the applied drive voltage, and the amount of the bend (the amount of displacement of the free end) can be controlled by the magnitude of the drive voltage. The optical axes of the main taking lens 11 and the correcting lens 12 are bimorph piezoelectric plates
When no voltage is applied to 15 (the state shown in FIG. 1A), they match. Then, by applying a drive voltage to the bimorph piezoelectric plate 15, the correction lens 12 can be displaced up and down in a plane orthogonal to the optical axis via the correction lens frame 13. Therefore, if the main photographing lens 11 is displaced in the vertical direction due to camera shake and optical axis shake occurs, image shake in the same direction also occurs in the film along with it, but the polarity and size sufficient to correct this image shake By applying a drive voltage to the bimorph piezoelectric plate 15, the optical axis blur can be canceled and the image on the film surface can be immobilized. Alternatively, at least image blur due to camera shake can be reduced. The drive voltage to be applied to the bimorph piezoelectric plate 15 is determined by detecting the magnitude and acceleration of camera shake by means described later.
上記のばね性板22は、バイモルフ圧電板15が変位する
といに無理な力が加わらないようにすることを目的とし
て配されたもので、バイモルフ圧電板15として柔軟で強
度が十分なものが存在すれば省略することが可能であ
る。つまりバイモルフ圧電板15を直接補正レンズ枠13に
接続することも可能である。The spring plate 22 is provided for the purpose of preventing excessive force from being applied when the bimorph piezoelectric plate 15 is displaced, and there is a bimorph piezoelectric plate 15 that is flexible and has sufficient strength. If it does, it can be omitted. That is, the bimorph piezoelectric plate 15 can be directly connected to the correction lens frame 13.
図中における符号16は、補正レンズ枠13の過剰変位を
防止するストッパ部材で、補正レンズ枠13の上下のスト
ッパ面17、18に係合可能である。これによりカメラに外
的ショックが加わったとき等に、バイモルフ圧電板15に
過度な変形が生じるのを防止することができる。Reference numeral 16 in the figure denotes a stopper member for preventing excessive displacement of the correction lens frame 13, which can be engaged with upper and lower stopper surfaces 17, 18 of the correction lens frame 13. Thus, it is possible to prevent the bimorph piezoelectric plate 15 from being excessively deformed when an external shock is applied to the camera or the like.
基本的に、補正レンズをバイモルフ型圧電アクチュエ
ータで駆動させると、簡単な構成で駆動効率が良い像ブ
レ補正装置を得ることができるが、上記構成の本発明装
置は補正レンズの駆動効率をより向上させるものであ
り、その構成上の特徴は、 バイモルフ圧電板15と板ばね材21の固定物14に対する
固定端部Ａ、Ｂが、光軸を含む面によって分割される２
つの領域のうちの一方の領域（この実施例では図の左半
分）に位置していること、 同バイモルフ圧電板15と板ばね材21の補正レンズ枠13
（補正レンズ12）に対する接続端部Ｃ、Ｄが、上記２つ
の領域のうちの他方の領域（この実施例では図の右半
分）に位置していること、 固定端部ＡとＢの間隔d1が、接続端部ＣとＤの間隔d2
より大きく設定されていること、及び 補正レンズ12の光軸がこれらＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの４点の
中心位置近傍に位置していることにある。Basically, when the correction lens is driven by a bimorph type piezoelectric actuator, an image blur correction device having a simple configuration and good driving efficiency can be obtained, but the device of the present invention having the above configuration further improves the driving efficiency of the correction lens. The feature of the configuration is that the fixed ends A and B of the bimorph piezoelectric plate 15 and the leaf spring material 21 with respect to the fixed object 14 are divided by a plane including the optical axis.
The bimorph piezoelectric plate 15 and the correction lens frame 13 of the leaf spring material 21 are located in one of the two regions (the left half of the figure in this embodiment).
The connection ends C and D with respect to the (correction lens 12) are located in the other of the two areas (the right half of the figure in this embodiment), and the distance d between the fixed ends A and B 1 is the distance d 2 between the connection ends C and D
That is, the optical axis of the correction lens 12 is located near the center of the four points A, B, C, and D.
前述したように上記構成の本装置は、バイモルフ圧電
板15に駆動電圧を印加すると、該バイモルフ圧電板15が
撓み、光軸と直交する面内で補正レンズ12が上下に変位
する。第1B図は、バイモルフ圧電板15が上に凸状に変位
したときの補正レンズ12の変位状態を示すもので、この
とき補正レンズ枠13は、板ばね材21の全体を湾曲させな
がら下降する。ここで、d1がd2よりも大であるから、バ
イモルフ圧電板15の可動端部は固定物14に近付く一方、
板ばね材21の自由端部は固定物14から遠ざかる。従っ
て、補正レンズ枠13の全体は、下降するとともに、図示
θ分だけ左傾することになり、補正レンズ12の変位量
は、バイモルフ圧電板15の可動端の移動量よりも大きく
なる。即ちバイモルフ圧電板15の変位を拡大して補正レ
ンズ12に伝達することができる。また、バイモルフ圧電
板15と板ばね材21は、補正レンズ12の変位方向（第1A、
第1B図中の上下方向）に関して補正レンズ枠13と並んで
配置されるため、これらの固定端部を撮影光軸の近くに
位置させることができる。つまり補正レンズ12の径方向
にバイモルフ圧電板15の長さ分のスペースを設ける必要
がない。これらの点により、本装置の幅方向（第1A、1B
中の左右方向）の寸法を抑えてもなお補正レンズ12の大
きな変位量が得られるので、小型カメラに搭載するのに
極めて都合がよい。As described above, in the present apparatus having the above configuration, when a driving voltage is applied to the bimorph piezoelectric plate 15, the bimorph piezoelectric plate 15 bends, and the correction lens 12 is vertically displaced in a plane orthogonal to the optical axis. FIG. 1B shows a displacement state of the correction lens 12 when the bimorph piezoelectric plate 15 is displaced upwardly convex, and at this time, the correction lens frame 13 descends while curving the whole of the leaf spring material 21. . Here, since d 1 is greater than d 2, the movable end of the bimorph piezoelectric plate 15 while approaching the fixture 14,
The free end of the leaf spring material 21 moves away from the fixed object 14. Accordingly, the entire correction lens frame 13 is lowered and tilted to the left by θ in the drawing, and the amount of displacement of the correction lens 12 is larger than the amount of movement of the movable end of the bimorph piezoelectric plate 15. That is, the displacement of the bimorph piezoelectric plate 15 can be enlarged and transmitted to the correction lens 12. In addition, the bimorph piezoelectric plate 15 and the leaf spring material 21 move in the displacement direction of the correction lens 12 (first A,
With respect to the up-down direction in FIG. 1B), these fixed ends can be located near the optical axis of the photographing because they are arranged side by side with the correction lens frame 13. That is, it is not necessary to provide a space for the length of the bimorph piezoelectric plate 15 in the radial direction of the correction lens 12. Due to these points, the width direction (1A, 1B
Even if the size in the middle (lateral direction) is suppressed, a large amount of displacement of the correction lens 12 can still be obtained, which is extremely convenient for mounting on a small camera.
第２図は本発明を応用したカメラの構成例を示すもの
である。カメラ31は、前述の主撮影レンズ11と補正レン
ズを有し、さらに上下方向の加速度を検出する加速度セ
ンサ32、33を有する。この加速度センサ32、33は、光軸
と並行な方向に一定距離隔てて設置されている。この加
速度センサ32、33の出力は、それぞれ積分回路34、35、
及び36、37で積分され、それぞれの２回積分出力32a、3
3aは、差動増幅器38に入力される。39はカメラ用電源か
ら昇圧する昇圧回路で、この昇圧回路39を介して、差動
増幅器38に給電される。２回積分出力32a、33aにはそれ
ぞれ、加速度センサ32、33に生じた変位量に相当する値
が得られ、この２回積分出力32a、33aが入力される差動
増幅器38は、主撮影レンズ11の光軸のブレ（傾き量）に
比例した出力を生ずる。この出力がバイモルフ圧電板15
に与えられる。FIG. 2 shows a configuration example of a camera to which the present invention is applied. The camera 31 has the above-described main photographing lens 11 and a correction lens, and further has acceleration sensors 32 and 33 for detecting acceleration in the vertical direction. The acceleration sensors 32 and 33 are installed at a fixed distance in a direction parallel to the optical axis. Outputs of the acceleration sensors 32 and 33 are integrated circuits 34 and 35, respectively.
, And 36, 37, and the two integrated outputs 32a, 3 respectively.
3a is input to the differential amplifier 38. Reference numeral 39 denotes a booster circuit for boosting the voltage from the camera power supply, and power is supplied to the differential amplifier 38 via the booster circuit 39. Values corresponding to the amounts of displacement generated in the acceleration sensors 32 and 33 are obtained as the two-time integral outputs 32a and 33a, respectively. An output proportional to the shake (the amount of tilt) of the optical axis 11 is generated. This output is the bimorph piezoelectric plate 15
Given to.
上記構成のカメラ31は、撮影時に例えばシャッタボタ
ン40の押し下げ動作によって上下方向に光軸ブレが発生
すると、その光軸ブレの大きさに応じた駆動電圧をバイ
モルフ圧電板15に与えることができ、前述の原理に従
い、光軸ブレを補正するように補正レンズ12を変位させ
て画像ブレを防止することができる。The camera 31 having the above configuration can apply a drive voltage corresponding to the magnitude of the optical axis blur to the bimorph piezoelectric plate 15 when the optical axis blur occurs in the vertical direction due to, for example, a pressing operation of the shutter button 40 during shooting, According to the principle described above, image blur can be prevented by displacing the correction lens 12 so as to correct optical axis blur.
以上、図示実施例に基づいて本発明を説明したが、本
発明詠はこれに限定されるものではない。例えば、画像
ブレの多くはシャッタボタン40を押し下げるときに上下
方向へ生じるため、上記実施例では上下方向の画像ブレ
を防止するべく構成したが、全方向の画像ブレを防止す
るには、直交関係の２つのバイモルフ圧電板15によって
補正レンズ枠13を支持し、この一対のバイモルフ圧電板
15をそれぞれ対応する一対の加速度センサで制御すれば
よい。The present invention has been described based on the illustrated embodiment, but the present invention is not limited to this. For example, since most of the image blur occurs in the vertical direction when the shutter button 40 is pressed down, the above-described embodiment is configured to prevent the image blur in the vertical direction. The correction lens frame 13 is supported by the two bimorph piezoelectric plates 15, and the pair of bimorph piezoelectric plates
15 may be controlled by a pair of corresponding acceleration sensors.
また上記実施例では補正レンズ12を主撮影レンズ11と
別に設けているが、カメラによっては主撮影レンズと補
正レンズを分離せず、例えば単玉非球面成形レンズによ
って主撮影レンズと補正レンズを兼用させることができ
る。また主撮影レンズ11と補正レンズ12を分ける場合、
その前後位置関係は実施例と異なっていてもよい。In the above embodiment, the correction lens 12 is provided separately from the main photographing lens 11. However, depending on the camera, the main photographing lens and the correction lens are not separated, and for example, the main photographing lens and the correction lens are shared by a single aspherical molded lens. Can be done. Also, if you separate the main lens 11 and the correction lens 12,
The front-back position relationship may be different from that of the embodiment.
「発明の効果」 以上のように本発明のカメラの像ブレ補正装置は、カ
メラの撮影光学系の光軸を含む面によって分割される２
つの領域のうちの一方の領域内に、バイモルフ圧電板と
板ばね材の一端部を固定し、このバイモルフ圧電板と板
ばねの他端部を、上記２つの領域のうちの他方の領域に
おいて補正レンズに接続し、かつこのバイモルフ圧電板
と板ばね材の上記一方の領域における固定端部の間隔
を、上記他方の領域における補正レンズに対する接続端
部の間隔より大きく設定して、バイモルフ圧電板に所定
の駆動電圧を印加するように構成したので、簡単な構成
で補正レンズを効率的に駆動することができ、カメラの
小型化を図ることができる。[Effects of the Invention] As described above, the image blur correction device for a camera according to the present invention is divided by a plane including the optical axis of the photographing optical system of the camera.
One end of the bimorph piezoelectric plate and the leaf spring material is fixed in one of the two regions, and the other end of the bimorph piezoelectric plate and the leaf spring is corrected in the other of the two regions. Connected to the lens, and the distance between the fixed end in the one region of the bimorph piezoelectric plate and the leaf spring material is set to be larger than the distance between the connection end to the correction lens in the other region. Since the configuration is such that a predetermined drive voltage is applied, the correction lens can be efficiently driven with a simple configuration, and the size of the camera can be reduced.
第1A図、第1B図は本発明による像ブレ補正装置の一実施
例を示す、異なる作動状態の正面図である。 第２図は本発明を適用したカメラの全体構成例を示す接
続図である。 11……主撮影レンズ、12……補正レンズ、13……補正レ
ンズ枠、14……固定物、15……バイモルフ圧電板、16…
…ストッパ部材、21……板ばね材、22……ばね性板、31
……カメラ、32、33……加速度センサ、34〜37……積分
回路、38……差動増幅器、39……昇圧回路、40……シャ
ッタボタン。1A and 1B are front views showing an embodiment of an image blur correction device according to the present invention in different operating states. FIG. 2 is a connection diagram showing an example of the overall configuration of a camera to which the present invention is applied. 11 Main lens, 12 Correcting lens, 13 Correcting lens frame, 14 Fixed object, 15 Bimorph piezoelectric plate, 16
... Stopper member, 21 ... Leaf spring material, 22 ... Spring plate, 31
… Camera, 32, 33… Acceleration sensor, 34-37… Integration circuit, 38… Differential amplifier, 39… Boost circuit, 40… Shutter button.
Claims (2)
成する補正レンズを光軸と略直交する方向に移動可能に
支持し、 カメラの撮影光学系の光軸を含む面によって分割される
２つの領域のうちの一方の領域内に、バイモルフ圧電板
と板ばね材の一端部を固定するとともに、このバイモル
フ圧電板と板ばねの他端部を、上記２つの領域のうちの
他方の領域において上記補正レンズに接続し、 かつこのバイモルフ圧電板と板ばね材の上記一方の領域
における固定端部の間隔を、上記他方の領域における補
正レンズに対する接続端部の間隔より大きく設定し、 上記バイモルフ圧電板に、撮影光学系のブレを打ち消す
方向に補正レンズを駆動するための駆動電圧を印加する
ことを特徴とするカメラの像ブレ補正装置。An image pickup optical system of a camera includes a correction lens which is movably supported in a direction substantially orthogonal to an optical axis and is divided by a plane including the optical axis of the image pickup optical system of the camera. One end of the bimorph piezoelectric plate and one end of the leaf spring material is fixed in one of the two regions, and the other end of the bimorph piezoelectric plate and the leaf spring is connected to the other of the two regions. The bimorph piezoelectric plate and the leaf spring material are set so that the distance between the fixed ends in the one area is larger than the distance between the connection ends of the bimorph piezoelectric plate and the correction lens in the other area; An image blur correction device for a camera, characterized in that a drive voltage for driving a correction lens is applied to a piezoelectric plate in a direction for canceling blurring of a photographing optical system.
補正レンズに接続されている請求項１記載のカメラの像
ブレ補正装置。2. The image blur correction device according to claim 1, wherein the bimorph piezoelectric plate is connected to the correction lens via a spring member.
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Legal Events
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |