JP4064760B2 - 撮影装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明はデジタルカメラ等の撮影装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
撮影光学系による被写体像を撮像手段の撮像素子により受光し、撮像素子が受光した画像の電気信号をフレキシブル基板により撮像手段から画像処理部側へ取り込んで撮影を行う撮影装置は、デジタルカメラ等として知られているが、撮影の際の「(手振れ等の)振れの影響」を補正するために、撮影光学系の光軸に直交する直交2軸の回りの「振れ」を振れ検出手段により検出し、検出される振れ検出量に基づき、振れ補正手段により、撮像手段を「振れの方向に対応する直交2方向」に変位させて、被写体像と撮像素子の相対的な変位量を軽減させることが行なわれている。
【0003】
このような「振れ補正」は、撮像素子の変位動作を露光中全体にわたって、各方向とも、所定時間期をもって繰り返される。
【0004】
振れの程度は、振れ検出手段により、振れ検出量として高精度に検出され、それに基づいて演算される撮像手段の変位量も高精度であるが、実際に実行される補正動作においては、必ずしも十分な精度の補正が行われない。
【0005】
発明者はこの問題につき研究を重ねた結果、画像信号を撮像手段から画像処理部側へ取り込むフレキシブル基板が、その形状や取り付け形態により、振れ補正のための「撮像素子の変位駆動」に対して、線形または非線形な影響を与えることを見出した。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は上述した事情に鑑み、振れ検出量に基づき算出される振れ補正量に基づく制御に加え、フレキシブル基板の取り付け形態、もしくは取り付け形態と形状とによる影響を補正する制御を行なうことにより、振れ補正の効果を向上させることを課題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
この発明の撮影装置は「撮影光学系による被写体像を撮像手段の撮像素子により受光し、撮像素子が受光した画像の電気信号をフレキシブル基板により撮像手段から画像処理部へ取り込んで撮影を行う撮影装置であって、撮影光学系の光軸に直交する直交2軸の回りの振れを、振れ検出手段により検出し、検出される振れ検出量に基づき、振れ補正手段により撮像手段を振れの方向に対応する直交2方向に変位させて、振れの影響を補正するもの」である。
即ち、撮像装置は、撮影光学系の光軸に直交する直交2軸の回りの振れを検出する振れ検出手段と、振れ検出手段により検出される振れ検出量に基づいて所定の演算で振れ補正量を算出する演算手段と、振れ補正量に基づいて、撮像手段を振れの方向に対応する直交2方向に変位させる振れ補正手段とを備える。
そして、フレキシブル基板は、一端が撮像手段に接続され、他端が画像処理部に接続されたソケットに接続されている。
【0008】
この明細書において「振れ」は、撮影者の「手振れ」が代表的であるが、これに限らず、撮影装置を自動車や飛行機、遠隔操作の走行体等に装着した場合の被装着体による振れ等をも含む。
【0009】
請求項1記載の撮影装置は「記憶手段に記憶され、撮像手段を変位させる制御情報を、フレキシブル基板の取り付け形態に応じて、互いに直交する2方向につき異ならせ、これら制御情報に基づき直交2方向の補正を行」う。「互いに直交する2方向」は、撮像手段を変位させる2方向である。
即ち、演算手段が、フレキシブル基板のソケットへの取り付け形態に応じ、撮像素子を変位させる制御情報を前記直交2方向につき各々異ならせて前記振れ補正量を補正し、振れ補正手段が「補正された振れ補正量」に基づいて撮像手段を変位させる
【0010】
請求項2記載の撮影装置は、請求項1記載の撮影装置において、演算手段が、フレキシブル基板のソケットへの取り付け形態とフレキシブル基板の形状とに応じ、撮像素子を変位させる制御情報を前記直交2方向につき各々異ならせて振れ補正量を補正することを特徴とする。
【0011】
請求項3記載の撮影装置は、請求項1または2記載の撮影装置において「演算手段が、フレキシブル基板のソケットへの取り付け形態に応じ、直交2方向につき各々異ならせた制御情報を、振れ補正量に乗ずることで振れ補正量を補正する」ことを特徴とする。
【0012】
請求項4記載の撮影装置は、請求項1または2記載の撮影装置において演算手段が、フレキシブル基板のソケットへの取り付け形態、もしくはフレキシブル基板のソケットへの取り付け形態とフレキシブル基板の形状とに応じ、直交2方向につき各々異ならせた制御情報に基づいて、振れ補正手段の駆動電圧波形の位相を補正することを特徴とする。
請求項5記載の発明は、請求項1〜4の任意の1に記載の撮影装置において「フレキシブル基板の取り付け形態により、前記直交2方向につき各々異なる弾性成分の影響を補正するように、前記直交2方向の制御情報の各々を定めた」ことを特徴とする。
請求項6記載の発明は、請求項1〜4の任意の1に記載の撮影装置において「フレキシブル基板の取り付け形態により、前記直交2方向につき各々異なる抵抗成分の影響を補正するように、前記直交2方向の制御情報の各々を定めた」ことを特徴とする
【0013】
上記請求項1〜6の任意の1に記載の撮影装置は「フレキシブル基板の温度を検出する温度検出手段を有し、この温度検出手段の検出出力により、制御情報の補正を行う」ことができる(請求項7)。
【0014】
上記請求項1〜7の任意の1に記載の撮影装置において「振れ補正手段により撮像手段を変位させる力」は弾性力とすることができる(請求項8)。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態を説明する。
【0016】
図1は、撮影装置の1例(デジタルカメラ)を示している。
符号1は「撮影装置」、符号2は「撮影レンズ」、符号3は撮影レンズ2を含む「撮影光学系」、符号25は「シャッタボタン」を示す。
【0017】
図1に示すようにX及びY軸を設定すると、(手振れ等による)X軸の回りの振れにより被写体像は撮像手段に対しY方向(シャッタボタン25の押し下げ方向)に変動する。また、Y軸の回りの振れによっては、被写体像は撮像手段に対してX方向に変動する。「振れ補正」は、撮像手段を変位させることにより、撮像素子の受光面と被写体像との相対的な変動を0に近づける動作である。
【0018】
図2は、撮影装置1において、振れ補正を実施する部分を説明図的に示している。符号4および5は「振れ検出センサ」を示す。符号13で示す「撮像手段」はCCD等による撮像素子6を含む。振れ検出センサ4は、撮影装置1の「X軸の回りの振れ」を検出するためのセンサであり、振れ検出センサ5は、撮影装置1の「Y軸の回りの振れ」を検出するためのセンサである。
【0019】
振れ検出センサ4、5の検出量は、振れ検出センサ回路7により信号化されて「振れ検出量」となる。これら振れ検出センサ4、5と振れ検出センサ回路7は振れ検出手段8を構成する。
【0020】
振れ検出手段8の出力は演算手段9に送られる。演算手段9はマイクロプロセッサ等で構成され、振れ検出手段8から入力される振れ検出量に基づき、所定の演算を実行して「振れ補正量」を算出し、これを信号として補正手段駆動回路10に送る。
【0021】
補正手段駆動回路10は、入力信号に応じて振れ補正手段11、12を駆動する。振れ補正手段11は、撮像素子6をY方向において「X軸の回りの振れを軽減させる向き」に変位させる。振れ補正手段12は撮像素子6をX方向において「Y軸の回りの振れを軽減させる向き」に変位させる。このような一連の振れ補正動作は「露光中に繰り返し」て行われる。
【0022】
図3は、振れ補正手段11、12による、撮像素子6の変位を説明するための図である。
撮像素子6を保持した撮像手段13は、図示の如く、鉤型に形成された与圧ばね14の各バネ面に、ローラ201、202を介して当接している。
振れ補正手段11は、圧電素子151とその動作方向両端に固定された取り付け板171A、171Bと、これら取り付け板171A、171Bに湾曲状態で取り付けられた2つの板ばね161A、161Bと、板ばね161Aの中央部と撮像手段13とで挟持されたローラ181と、板ばね161Bの中央部を押さえる押えねじ191により構成されている。
【0023】
同様に、振れ補正手段12は、圧電素子152とその動作方向両端に固定された取り付け板172A、172Bと、これら取り付け板172A、172Bに湾曲状態で取り付けられた2つの板ばね162A、162Bと、板ばね162Aの中央部と撮像手段13とで挟持されたローラ182と、板ばね162Bの中央部を押える押えねじ192により構成されている。
【0024】
圧電素子151に「駆動電圧」が印加されない状態においては、押えねじ191から作用される「図の上向きの力」が、板ばね161A、161Bの弾性力となって撮像素子13に上向きに作用し、この上向きの力が与圧ばね14による下向きの力と釣り合う。押えねじ191を調整することにより、撮像素子13の上下方向、即ち「Y軸方向」の位置を調整できる。
【0025】
同様に、圧電素子152に駆動電圧が印加されない状態においては、押えねじ192から作用される図の右向きの力が、板ばね162A、162Bの弾性力となって撮像素子13に右向きに作用し、この右向きの力が与圧ばね14による左向きの力と釣り合う。押えねじ192を調整することにより、撮像素子13の左右方向、即ち「X軸方向」の位置を調整できる。
【0026】
圧電素子151、152に「センタリング電圧」を印加することにより、撮像素子6の受光面の中央を、撮影光学系の光軸位置に位置させる。
【0027】
圧電素子151に「正方向の駆動電圧」が印加されると圧電素子15が、センタリング状態よりも動作方向(図3の左右方向)に伸び、板ばね161A、161Bは両端を引張られて湾曲の曲率半径が増大し、板ばね161A、161Bの間隔が広がる。
【0028】
板ばね161Aは押えねじ191により押えられているので、板ばね161A、161Bの変形はローラ181を介して撮像手段13を図3の上向きに変位させる。
【0029】
圧電素子151に「負方向の駆動電圧」が印加されると圧電素子151がセンタリング状態よりも動作方向(図3の左右方向)に縮み、板ばね161A、161Bの湾曲の曲率半径が減少し、板ばね161A、161Bの間隔が狭まり、撮像素子13は与圧ばね14の下向きの力に押されて図3の下向きに変位する。
【0030】
撮像手段13のY方向(図の上下方向)の変位は、ローラ182、202の回転により滑らかに行われる。
【0031】
同様に、圧電素子152に「正(負)方向の駆動電圧」が印加されると圧電素子152が動作方向(図3の上下方向)に伸び(縮み)、板ばね162A、162Bの湾曲の曲率半径が増大(減少)し、板ばね162A、162Bの間隔が広がり(狭まり)、撮像素子13は与圧ばね14の左向きの力に抗し(押され)て図3の右(左)向きに変位する。撮像手段13のX方向(図の左右方向)への変位は、ローラ181、201の回転により滑らかに行われる。
【0032】
圧電素子151の動作方向の変形量は板ばね161A、161Bにより、圧電素子152の動作方向の変形量は板ばね162A、162Bにより、それぞれ6〜7倍に増幅される。
【0033】
図4は、「電気信号を図示されない画像形処理装置側へ取り込むため」のフレキシブル基板21を撮像手段13に取り付けた「取り付け形態の1例」を示している。フレキシブル基板21は、その一端が撮像手段13に取り付けられ、他端はソケット22により本体側電子基盤と繋がっている。
【0034】
図4の(a)は、フレキシブル基板21を取り付けた撮像手段13を、CCDである撮像素子6の受光面に直交する方向(以下「正面方向」という)から見た状態を示し、(b)は、撮像素子6の受光面に平行な方向(図4(a)のX方向、以下「横方向」という)から見た状態を示している。
【0035】
図4(a)、(b)は、上述した振れ補正手段11、12の圧電素子151、152に「センタリング電圧」が印加されている状態を示し、撮像手段13は補正範囲に対して中心位置にある。このときの「撮像素子6の中心の位置(撮影光学系の光軸に合致する位置)」をX、Y方向の原点位置とする。
【0036】
振れ補正手段11、12の圧電素子151、152に駆動電圧が印加されると、圧電素子151、152の(駆動電圧に応じた)伸縮が、板ばね161A、161B、162A、162Bによりそれぞれ拡大され、ローラ181、182、201、202を介して、撮像手段13をX、Y方向に変位させる。
【0037】
図5(a)に示すように、撮像手段13がX方向へ変位すると、フレキシブル基板21は、同図の上または下の図に示すように変形する。また、撮像手段13がY方向への変位駆動されると、フレキシブル基板21は、図5(b)のようにその「たわみ状態」が変化する。
【0038】
このような、フレキシブル基板21の「X方向の変形」及び「Y方向のたわみ状態の変化」は撮像手段13の駆動動作、即ち、振れ補正動作に影響する。
その結果、撮像手段13は「振れ検出手段8より検出される振れ検出量に基づき、所定の演算を施し算出された振れ補正量に基づく制御」どおりには変位せず「期待通りの振れ補正効果」が得られなくなる。
【0039】
そこでこの発明では、撮像素子6を変位させる制御情報を、フレキシブル基板の取り付け形態に応じて、互いに直交する2方向(X及びY方向)について異ならせ、これら制御情報に基づいて上記直交2方向の補正を行う。
【0040】
即ち、図2に示す記憶手段23に、フレキシブル基板21の「取り付け形態により異なる制御情報」を記憶させておき、この制御情報を基に、演算手段9において駆動方向(X方向、Y方向)毎に異なる影響を補正する演算を行う。
【0041】
上に、図1〜図5に即して実施の形態を説明した撮影装置は「撮影光学系3による被写体像を撮像手段13の撮像素子6により受光し、撮像素子6が受光した画像の電気信号をフレキシブル基板21により撮像手段13から画像処理部側へ取り込んで撮影を行う撮影装置1であって、撮影光学系3の光軸に直交する直交2軸の回りの振れを、振れ検出手段8により検出し、検出される振れ検出量に基づき、振れ補正手段11、12により撮像手段13を振れの方向に対応する直交2方向に変位させて振れの影響を補正するものにおいて、記憶手段23に記憶され、撮像手段13を変位させる制御情報を、フレキシブル基板21の取り付け形態に応じて、互いに直交する2方向につき異ならせ、これら制御情報に基づき、直交2方向の補正を行うものである(請求項1)。
【0042】
このように、振れ検出手段8より検出される振れ検出量に基づき、所定の演算で算出された「振れ補正量に基づく制御」に加え、フレキシブル基板21の取り付け形態により、撮像手段13の駆動方向毎に異なる影響を補正する制御を行なうことで、撮影画像の振れ補正効果を向上させることができる。
【0043】
図5(a)のように、撮像素子6をX方向に変位駆動する場合を考える。このときの変位駆動が行なわれるX方向は、フレキシブル基板21の基板面に平行で長手方向に直交する方向である。
【0044】
フレキシブル基板21はソケット22で固定されているため、フレキシブル基板を「弾性体」とすると、図6(a)に示す「長さ:l、厚さ:b、幅:hの板状の片持ち梁」と考えることができ、図6(b)の如く単純化して考察できる。
【0045】
図6(b)に示すように、幅:h方向の中立線について、片持ち梁の先端変位がΔxとなる力:Fを想定すると、この場合の変形の断面2次モーメント:Iは周知の如く、
I=bh/12 (1)
であるから、力:Fと変位:Δxは、Eをフレキシブル基板21の材質によって決まる弾性係数として、関係:
F=3EI/(l・Δx) (2)
を満足する。
【0046】
フレキシブル基板21の弾性係数:Eは一般に比較的小さいものであるが、X方向のモーメントを考えた場合、片持ち梁の幅:hの値が大きく、断面2次モーメントIは、(1)式のように幅:hの3乗に比例するので、片持ち梁の系としての全体の弾性係数をk2とすると、
k2=3EI/l (3)
となり、弾性係数:k2は比較的大きな値となる。
【0047】
k2を用いて(2)式を書き直すと、
F=k2・Δx (4)
となる。これがフレキシブル基板21を上記の片持ち梁として考えたときの「弾性成分」である。
【0048】
図7(a)は、フレキシブル基板21の「弾性成分(弾性係数:k2による弾性力:k2・Δx)を無視できる場合」における、振れ補正手段12による撮像手段13の変位を示している。この場合、振れ補正手段12の変位:Δx1はそのまま、撮像手段13の変位:Δx1となる。
【0049】
フレキシブル基板21の上記弾性成分を無視できない場合には、図7(b)に示すように、フレキシブル基板21の弾性成分は、撮像手段13の変位方向に対して逆方向の弾性力として作用する。
【0050】
図3に即して説明したように、撮像手段13をX方向へ変位させるための振れ補正手段12は、圧電素子152の駆動方向の変形量を、板ばね162A、162Bで弾性的に拡大しているのであるから、振れ補正手段12自体も弾性成分を有している。
【0051】
このため、フレキシブル基板21の弾性成分を考慮せずに「変位:Δx1を実現する」ように圧電素子152を駆動すると、フレキシブル基板21の弾性成分が無視できない場合には、板ばね162A、162Bの変形が弾性成分の抗力により抑制され、撮像手段13の実際の変位量:Δx2が「実現するべき変位量:Δx1」より小さくなって、所望の変位量:Δx1を実現できなくなる。
【0052】
図8(a)は、図7(b)における振れ補正手段12の弾性成分を「弾性係数:k1のばね」として模型化したものであり、図8(b)は、図8(a)と等価な模型である。図8における弾性係数:k1には、与圧ばね4の弾性成分も含まれている。
【0053】
図8(b)の模型を用い、フレキシブル基板21の「弾性係数:k2の弾性成分」と、振れ補正手段12のもつ弾性係数:k1の弾性成分とを考慮した「撮像手段13のX方向の変位動作」を考察する。
【0054】
図9(a)は、撮像手段13が「センタリング位置」にある状態を示す。このときフレキシブル基板21のX方向の変位がゼロであり、振れ補正手段12の弾性成分から撮像手段13に作用する力もゼロである。振れ補正手段12の弾性係数:k1は板ばね162A、162Bの弾性成分と与圧ばね14の弾性成分を含んだものであるため、板ばね162A、162Bと与圧ばね14の弾性力が釣り合った状態である。
【0055】
図9(b)は、圧電素子15へのセンタリング電圧から「正方向の駆動電圧」の印加により、振れ補正手段12の変位:Δx1、撮像手段13の変位:Δx2で、弾性係数:k1による弾性力と、弾性係数:k2による弾性力が釣り合っている状態を示している。このときの力を「F」とすると、
F=k2・Δx2=k1(Δx1−Δx2) (5)
がなりたち、これをΔx2について解くと、
Δx2=k1/(k1+k2)・Δx1 (6)
であるから、Δx2<Δx1である。
【0056】
即ち、フレキシブル基板21の弾性成分を考慮したときの、撮像手段13のX方向の変位における「全体の実効弾性係数」は(6)式により「k1/(k1+k2)」となる。フレキシブル基板21の影響が無い場合、即ちk2=0では、Δx2=Δx1となり、先に説明したように、撮像手段13の変位:Δx2は、振れ補正手段12の変位:Δx1と同じになる。
【0057】
図9(b)に示すように、振れ補正手段12の変位:Δx1、撮像手段13の変位:Δx2に対する圧電素子152への印加電圧をVとする。印加電圧:Vはセンタリング電圧に対する相対的な電圧値である。
【0058】
図10(a)の曲線:A1で示すように「圧電素子駆動電圧波形」を振幅:Vの正弦波とすると、撮像手段13の変位は、図10(b)に曲線:B1で示すように、振幅:Δx2、即ち、k1/(k1+k2)・Δx1の正弦波となるため、本来制御すべき撮像手段13の変位である最大値:Δx1の正弦波を実現する電圧よりも小さい電圧となり、所望の変位:Δx1を実現することができず「振れ補正の精度」が低下してしまう。
【0059】
そこで、図10(a)に曲線:A2で示すような「圧電素子駆動電圧波形が最大値:V・(k1+k2)/k1の正弦波」となるように補正手段駆動回路10を制御することにより、図10(b)の曲線:B2のように、撮像手段13の変位量を「本来制御すべき最大値:Δx1の正弦波」とすることができ、振れ補正効果を向上させることができる。
【0060】
次に、フレキシブル基板21の長手方向(図5の左右方向)であるY方向に撮像手段13を変位駆動する場合を考察する。
図5(b)に示すように、横方向から見ると、フレキシブル基板21はY方向でのセンタリング位置での撓み状態(破線)が、Y方向への変位に伴い、図5(b)の上下の図のように変化する。
【0061】
このように、横方向から見たフレキシブル基板21は「ある曲率をもつばね」と考えることもできるが、この方向では断面2次モーメント:Iは、厚さ:bの3乗に比例し、厚さ:bが非常に小さいため、系全体としての弾性係数も非常に小さく、このためフレキシブル基板21の弾性成分は、撮像手段13のY方向への変位駆動にはほとんど影響を及ぼさない。
【0062】
即ち、撮像素子13のY方向への変位駆動においては、振れ検出センサ8により検出される振れ検出量に基づき、所定の演算で算出された振れ補正量に基づく制御だけで問題ない。
【0063】
即ち、「フレキシブル基板21の取り付け形態により、互いに直交する2方向につき各々異なる弾性成分の影響を補正するように、制御情報の各々が定め」られる。
【0064】
上に説明したところに即して具体的に言えば、振れ検出手段8が検出する振れ検出量に基づき、所定の演算で算出される振れ補正量を、X方向につきΔx、Y方向につきΔyとするとき、図2の記憶手段23に「制御情報」として「振れ補正量に対する積因子」を記憶させておく。
【0065】
「振れ補正量に対する積因子」は、振れ補正量:Δyに対する積因子が「1」であり、振れ補正量:Δxに対する積因子が「(k1+k2)/k1」である。従って、演算手段9は、振れ検出手段8が検出する振れ検出量に基づいて所定の演算で算出した補正量:Δx、Δyに対し、記憶手段23から読み出した上記積因子を乗じた「Δx(k1+k2)/k1」とΔy・1とを補正信号として補正手段駆動回路10に送るのである。勿論、係数:k1、k2は実験的に定める。
【0066】
このように、フレキシブル基板21の取り付け形態により存在する各々異なる弾性成分の影響を、撮像手段13の駆動方向毎に補正制御することで、撮影画像の振れ補正効果を向上させることができる。
【0067】
図11は、撮像手段13へのフレキシブル基板21の取り付けの別形態を示している。フレキシブル基板21の一端は撮像手段13に固定され、他端はソケット22に挿入されている。
【0068】
撮像手段13のX方向への変位駆動を考えた場合、前述したようにフレキシブル基板21の幅:hの3乗に比例して断面2次モーメント:Iが非常に大きいので、撮像手段13のX方向の変位駆動に関しては、フレキシブル基板21を「剛体」と考えることもできる。
【0069】
そうすると、撮像手段13のX方向への変位に伴い、フレキシブル基板21は、例えば、図11上図に示すように、ソケット22との接触点Cを中心に回転することになるが、このときフレキシブル基板21とソケット22の接触部分では摩擦による「抵抗成分」が生じる。
【0070】
また、例えば、図11下図の「符号E1、E2で示す部分」のように、フレキシブル基板21と撮影装置の本体Dとの間に接触部分があると、撮像手段13をX、Y方向のどちらの方向に変位駆動した場合でも、フレキシブル基板21と本体Dとの間に摩擦による抵抗成分が生じる。このような抵抗成分は、振れ補正手段11、12による撮像手段13の駆動動作に遅れを生じさせる。
【0071】
振れ補正手段11、12における圧電素子駆動電圧波形が、図12(a)に曲線:H1で示すような「最大値:Vの正弦波」である場合、この駆動電圧で変位駆動された撮像手段13の変位は、図12(b)の曲線:G1のように「圧電素子駆動電圧波形よりΔtだけ遅れた正弦波状」となり補正精度が低下する。
【0072】
このような場合には、図13(a)に示すように、圧電素子駆動波形:H1に対してΔtの「予測演算」を行い、駆動波形として「位相がΔtだけマイナス側にずれた正弦波:H2」を得る。正弦波:H2で振れ補正手段11又は12の圧電素子15を駆動することで、図13(b)の曲線:G2のように、撮像手段13の所望の変位動作を得ることができる。図13(b)における曲線:G1は予測演算を行なわないで変位駆動を行なった場合の変位動作である。
【0073】
予測演算における遅れ時間:Δtは、撮像手段13の変位方向:X、Yで、動作に関わる摩擦状態が異なるため、変位方向により異なる遅れ時間:Δtでの制御となる。
【0074】
即ち、請求項3記載の撮影装置においては、フレキシブル基板21の取り付け形態により「互いに直交する2方向(X、Y)につき各々異なる抵抗成分」の影響を補正するように、制御情報の各々を定める。上に説明した場合について言えば、制御情報は「予測演算における遅れ時間:Δt」である。
【0075】
振れ検出手段8が検出した振れ検出量に基づき、演算手段9は所定の演算により振れ補正量:Δx、Δyを算出するが、記憶手段23には、X、Y2方向の各々に対する遅れ時間:Δtx、Δtyを「予め実験的に特定」して記憶させておく。
【0076】
そして、演算手段9は、記憶手段23から読み出した上記遅れ時間:Δtx、Δtyにより予測演算を行い、その結果を補正手段駆動回路10に送る。
【0077】
このように、フレキシブル基板21の取り付け形態により、撮像手段の変位駆動方向(X、Y方向)のそれぞれで異なる抵抗成分の影響を、撮像手段13の駆動方向毎に制御することで、撮影画像の振れ補正効果を有効に向上させることができる。
【0078】
図11においては、フレキシブル基板21の変位を「回転」として捉えたが、フレキシブル基板の撮像手段13側の端部は、撮像手段13のX方向に平行な側縁部に「幅:hにわたって固定され」ており、従って、図14に示すように、撮像手段13のX方向への変位駆動を考えた場合、フレキシブル基板21の撮像手段13に固定されている部分は「回転ではなく平行移動」するので、このように考えた場合、フレキシブル基板21の、例えば、部分Pでは引っ張り応力、部分Qでは圧縮応力が発生する。また、フレキシブル基板21の形状変化よりフレキシブル基板21内でねじり成分が発生し、例えば、図14下図に示すように、フレキシブル基板21に「浮き上がり」などが発生する(図14上図の符号Rで示す部分)。
【0079】
さらに、フレキシブル基板21とソケット22の接触部分の「遊び」により、フレキシブル基板21の変位・変形に伴なう接触面積の変化が一様でなかったりして、フレキシブル基板21に摩擦力を介して作用する抵抗成分が変化したり、フレキシブル基板21自体にある種の振動が生じたりする。
【0080】
このような「フレキシブル基板21に生じる種々の現象」が、撮像手段13の変位駆動に影響し、例えば、図15(a)に示すように「電圧に対する変位の変化が直線的に比例しな」かったり、図15(b)に示すように「電圧に対する変位の変化がヒステリシスとな」ったり、さらに、例えば、前述の遅れ時間:Δtが撮像手段13の移動速度により変化したりする。
【0081】
このような影響は、フレキシブル基板21の取り付け形態及びフレキシブル基板21の形状に関係する特性であり、撮像手段13の変位方向(X、Y方向)により各々異なるが、何れも、その特性を制御因子として実験的に特定できるので、これら各方向についての制御因子を「制御情報」として記憶手段23に記憶させておき、制御手段9により、振れ検出手段8が検出する「振れ検出量」に基づいて「振れ補正量」を算出し、記憶手段23から読み出した制御因子により、補正量を調整して補正手段駆動回路10に印加する信号を生成するのである。
【0082】
即ち、上記撮影装置は、撮影光学系3による被写体像を撮像手段13の撮像素子6により受光し、撮像素子13が受光した画像の電気信号をフレキシブル基板21により撮像手段13から画像処理部側へ取り込んで撮影を行う撮影装置であって、撮影光学系3の光軸に直交する直交2軸の回りの振れを、振れ検出手段8により検出し、検出される振れ検出量に基づき、振れ補正手段11、12により撮像手段13を振れの方向に対応する直交2方向に変位させて、振れの影響を補正するものにおいて、記憶手段23に記憶され、撮像手段を変位させる制御情報(上記制御因子)を、フレキシブル基板21の「形状及び取り付け形態」に応じて、互いに直交する2方向につき異ならせ、これら制御情報に基づき、直交2方向の補正を行う。
【0083】
このようにして、フレキシブル基板の取り付け形態・形状に関係した振れ補正への影響を、撮像手段13の駆動方向毎に制御することで、撮影画像の振れ補正効果を向上させることができる。
【0084】
上に説明した「フレキシブル基板21の弾性係数:E」は温度変化に対して不変ではなく、温度変化に伴なって変化する。このため、(1)式で表される断面2次モーメント:Iも温度変化により変化することとなり、上に説明した請求項2、請求項4の場合において、X方向の撮像手段13の駆動を考えた場合の系全体の「弾性成分」も温度により変化するし、フレキシブル基板21とこれに接触する部材との摩擦係数も温度により変化するので、先に説明した「抵抗成分」も変化する。
【0085】
請求項7記載の撮影装置では、図2に示すように、フレキシブル基板の温度を検出する温度検出手段24を有し、この温度検出手段24の検出出力により、制御情報の補正を行う。
【0086】
即ち、記憶手段23に「温度と弾性係数・摩擦係数の関係」等、温度変化に伴なう制御情報の補正に必要な情報を記憶させておく。温度検出手段24の出力は図示されないA/Dコンバータを通じて演算手段9に取り込まれる。演算手段9は、温度検出手段24からの温度情報と、記憶手段23からの情報をもとに、温度変化に伴なうフレキシブル基板21の物性特性の変化を考慮して、X、Yの各方向毎に異なる影響を補正して、撮像手段13の変位駆動を行う。
【0087】
このようにして、振れ補正への温度変化の影響を有効に軽減させ、良好な振れ補正が可能となる。
【0088】
上に実施の形態を説明した撮影装置においては「振れ補正手段11、12により撮像手段13を変位させる力が弾性力」である(請求項8)。
【0089】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、新規な撮影装置を実現できる。
【0090】
この発明の撮影装置は、撮像素子が受光した画像の電気信号を画像処理部側へ取り込むためのフレキシブル基板が、撮像手段の変位駆動による振れ補正に与える影響を有効に軽減し、より制度のよい振れ補正を実効することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】発明の1実施形態である撮影装置(デジタルカメラ)の概略斜視図である。
【図2】図1の撮影装置における振れ補正関連機構を示す図である。
【図3】振れ補正手段を説明する図である。
【図4】フレキシブル基板の取り付け形態の1例を説明するための図である。
【図5】撮像手段13の振れ補正動作における、フレキシブル基板の弾性成分の影響を説明する図である。
【図6】フレキシブル基板を弾性体による片持ち梁とみなした模型を説明するための図である。
【図7】フレキシブル基板21の弾性成分を考慮した撮像手段変位駆動を説明するための図である。
【図8】フレキシブル基板21の弾性成分を考慮した撮像手段変位駆動を説明するための模型を説明するための図である。
【図9】図8の模型による撮像手段の変位駆動を説明するための図である。
【図10】フレキシブル基板の弾性成分を考慮した撮像手段の変位駆動を行うための圧電素子の駆動電圧波形と撮像手段の変位波形を説明するための図である。
【図11】撮像手段の振れ補正動作に伴なうフレキシブル基板の抵抗成分を説明するための図である。
【図12】圧電素子の駆動電圧波形に対する撮像手段の変位波形に、抵抗成分により発生する遅延を示す図である。
【図13】抵抗成分による振れ補正の遅延の補正を説明するための図である。
【図14】フレキシブル基板の形状および取り付け形態が、振れ補正に与える影響を説明するための図である。
【図15】フレキシブル基板の形状および取り付け形態が、振れ補正に与える影響の例を説明するための図である。
【符号の説明】
1 撮影装置
2 撮影レンズ
3 撮影光学系
4 振れ検出センサ(X軸の回りの振れを検出)
5 振れ検出センサ(Y軸の回りの振れを検出)
6 撮像素子
7 振れ検出センサ回路
8 振れ検出手段
9 演算手段
10 補正手段駆動回路
11 振れ補正手段(X軸の回りの振れの影響を補正)
12 振れ補正手段(Y軸の回りの振れの影響を補正)
13 撮像手段
14 与圧ばね
151、152 圧電素子
161A、161B、162A、162B 板ばね
171A、171B、172A、172B 取り付け板
181、182 ローラ
191、192 押えねじ
201、202 ローラ
21 フレキシブル基板
22 ソケット
23 記憶手段
24 温度検出手段
25 シャッタボタン

Claims (8)

  1. 撮影光学系による被写体像を撮像手段の撮像素子により受光し、上記撮像素子が受光した画像の電気信号をフレキシブル基板により撮像手段から画像処理部へ取り込んで撮影を行う撮影装置であって、
    上記撮影光学系の光軸に直交する直交2軸の回りの振れを検出する振れ検出手段と、
    前記振れ検出手段により検出される振れ検出量に基づいて所定の演算で振れ補正量を算出する演算手段と、
    前記振れ補正量に基づいて、前記撮像手段を振れの方向に対応する直交2方向に変位させる振れ補正手段と、を備え、
    前記フレキシブル基板の一端が、前記撮像手段に接続され、他端が、前記画像処理部に接続されたソケットに接続されており、
    前記演算手段が、前記フレキシブル基板の前記ソケットへの取り付け形態に応じ、撮像素子を変位させる制御情報を前記直交2方向につき各々異ならせて前記振れ補正量を補正し、
    前記振れ補正手段が、該補正された振れ補正量に基づいて前記撮像手段を変位させることを特徴とする撮影装置。
  2. 前記演算手段が、前記フレキシブル基板の前記ソケットへの取り付け形態と前記フレキシブル基板の形状とに応じ、撮像素子を変位させる制御情報を前記直交2方向につき各々異ならせて前記振れ補正量を補正することを特徴とする請求項1に記載の撮影装置。
  3. 前記演算手段が、前記フレキシブル基板の前記ソケットへの取り付け形態に応じ、前記直交2方向につき各々異ならせた制御情報を、前記振れ補正量に乗ずることで前記振れ補正量を補正することを特徴とする請求項1又は2に記載の撮影装置。
  4. 前記演算手段が、前記フレキシブル基板の前記ソケットへの取り付け形態、もしくは前記フレキシブル基板の前記ソケットへの取り付け形態と前記フレキシブル基板の形状とに応じ、前記直交2方向につき各々異ならせた制御情報に基づいて、振れ補正手段の駆動電圧波形の位相を補正することを特徴とする請求項1又は2に記載の撮影装置。
  5. フレキシブル基板の取り付け形態により、前記直交2方向につき各々異なる弾性成分の影響を補正するように、前記直交2方向の制御情報の各々を定めたことを特徴とする、請求項1〜4の任意の1に記載の撮影装置。
  6. フレキシブル基板の取り付け形態により、前記直交2方向につき各々異なる抵抗成分の影響を補正するように、前記直交2方向の制御情報の各々を定めたことを特徴とする、請求項1〜4の任意の1に記載の撮影装置
  7. フレキシブル基板の温度を検出する温度検出手段を有し、この温度検出手段の検出出力により、前記制御情報の補正を行うことを特徴とする、請求項1〜6の任意の1に記載の撮影装置。
  8. 振れ補正手段により撮像手段を変位させる力が弾性力であることを特徴とする、請求項1〜7の任意の1に記載の撮影装置。
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