JP4385756B2 - Camera with image stabilization function - Google Patents
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Description
本発明は、手ぶれ補正機能を有するカメラに関する。 The present invention relates to a camera having a camera shake correction function.
デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラなどにおいて、撮影時の手ぶれによって生じる像ぶれが問題となっている。この手ぶれを補正するために、光軸に垂直で互いに直交する2方向にそれぞれが移動可能な2つのスライダを組み合わせ、その組み合わせたスライダ上に撮影に用いる撮像素子を設置した撮像装置が知られている(特許文献1)。この撮像装置は、2つのスライダを移動させることによって、手ぶれを打ち消す方向に撮像素子を動かして手ぶれを補正するものである。 In digital still cameras, digital video cameras, and the like, image blur caused by camera shake at the time of shooting is a problem. In order to correct this camera shake, an image pickup apparatus is known in which two sliders that are movable in two directions perpendicular to the optical axis and perpendicular to each other are combined, and an image pickup device used for shooting is installed on the combined slider. (Patent Document 1). In this image pickup apparatus, by moving two sliders, the image pickup element is moved in a direction to cancel the camera shake, thereby correcting the camera shake.
特許文献1に開示される撮像装置には、2つのスライダの移動方向を定めるためのガイド用の溝がそれぞれに設けられており、その溝に沿って2つのスライダが直交する2方向にそれぞれ移動する。しかし、溝を加工するときの工作精度上、スライダの移動方向を完全に直交させることはできず、また、溝のガタ等によって生じるぶれを完全に取り除くこともできない。したがって、手ぶれを補正するためにスライダを移動させると、それによって別の新たな像ぶれが生じるという問題がある。
The imaging apparatus disclosed in
請求項1の発明による手ぶれ補正機能付きカメラは、入射光束の光軸に垂直な平面内の移動とその平面に交差する軸回りの回転とが可能なステージと、ステージに固着され、入射光束によって被写体像を撮像する撮像素子と、被写体像に生じるぶれ量を検出する検出手段と、検出手段により検出されたぶれ量を補正するように、ステージと撮像素子を移動および/または回転させる移動回転手段と、ステージの撮像素子が固着された面に対して反対側の面とカメラボディの面との間に設けられたボール部材と、ステージに対してカメラボディの面側に設けられ、ステージをカメラボディの面側へ付勢することにより、ステージを平面に沿って保持する付勢部材とを備えるものである。
請求項2の発明は、請求項1の手ぶれ補正機能付きカメラにおいて、撮像素子は、入射光束の光軸に垂直な平面に沿って移動および/または回転するものである。
請求項3の発明は、請求項1〜2のいずれかの手ぶれ補正機能付きカメラにおいて、移動回転手段は、第1の方向と、第1の方向にそれぞれ直交して互いに平行な第2および第3の方向とへステージを駆動することにより、ステージと撮像素子を移動および/または回転させるものである。
請求項4の発明は、請求項3の手ぶれ補正機能付きカメラにおいて、移動回転手段は、ステージを第1、第2および第3の方向にそれぞれ駆動するための第1、第2および第3の駆動部位を有し、その第1、第2および第3の駆動部位のそれぞれは、同一平面内でステージを駆動するものである。
請求項5の発明は、請求項1〜4のいずれかの手ぶれ補正機能付きカメラにおいて、移動回転手段はボイスコイルモータを有し、そのボイスコイルモータによりステージと撮像素子を移動および/または回転させるものである。
請求項6の発明は、請求項1〜5のいずれかの手ぶれ補正機能付きカメラにおいて、ステージの位置と回転状態を検出する位置検出手段をさらに備え、移動回転手段は、位置検出手段によって検出されたステージの位置および/または回転状態に基づいて、ステージと撮像素子を移動および/または回転させるものである。
The camera with a camera shake correction function according to the first aspect of the present invention includes a stage capable of moving in a plane perpendicular to the optical axis of the incident light beam and rotating about an axis intersecting the plane, and is fixed to the stage. An image sensor that captures a subject image, a detection unit that detects a blur amount generated in the subject image, and a movement rotation unit that moves and / or rotates the stage and the image sensor so as to correct the blur amount detected by the detection unit. And a ball member provided between the surface opposite to the surface on which the imaging device of the stage is fixed and the surface of the camera body, and provided on the surface side of the camera body with respect to the stage. An urging member that holds the stage along a plane by urging toward the surface side of the body is provided.
The invention of
The invention according to
According to a fourth aspect of the present invention, in the camera with a camera shake correction function according to the third aspect , the moving and rotating means drives the stage in first, second and third directions, respectively. Each of the first, second, and third drive parts drives a stage within the same plane.
According to a fifth aspect of the present invention, in the camera with a camera shake correction function according to any one of the first to fourth aspects, the moving and rotating means has a voice coil motor, and the stage and the image sensor are moved and / or rotated by the voice coil motor. Is.
According to a sixth aspect of the present invention, in the camera with a camera shake correction function according to any one of the first to fifth aspects, the camera further includes position detection means for detecting the position and rotation state of the stage, and the moving rotation means is detected by the position detection means. The stage and the image sensor are moved and / or rotated based on the position and / or rotation state of the stage.
本発明によれば、入射光束の光軸に垂直な平面内の移動とその平面に交差する軸回りの回転とが可能なステージを備え、手ぶれによって生じる被写体像のぶれ量を検出手段により検出して、検出されたぶれ量を補正するようにそのステージと撮像素子を移動および/または回転させることとした。このようにしたので、撮像素子を動かすことによる別の新たな像ぶれを生じることなく、手ぶれを補正することができる。 According to the present invention, there is provided a stage that can move in a plane perpendicular to the optical axis of the incident light beam and rotate around an axis that intersects the plane, and the amount of blur of the subject image caused by camera shake is detected by the detection means. Thus, the stage and the image sensor are moved and / or rotated so as to correct the detected blur amount. Since it did in this way, camera shake can be correct | amended, without producing another new image blur by moving an image pick-up element.
―第1の実施の形態―
図1に本発明の一実施形態による手ぶれ補正機能付きカメラを示す。この手ぶれ補正機能付きカメラ(以下、本カメラという)は、移動回転可能なステージ上に撮像素子を固定し、そのステージを移動および/または回転させることにより、撮像素子を動かして手ぶれを補正するものである。図1において、(a)は本カメラを正面から見たときの内部構造の模式図であり、(b)は側面から見たときの内部構造の模式図である。レンズ光軸1を有するレンズ2は、カメラボディ3に取り付けられており、被写体からの光束をカメラボディ3内に導く。
-First embodiment-
FIG. 1 shows a camera with a camera shake correction function according to an embodiment of the present invention. This camera with a camera shake correction function (hereinafter referred to as this camera) fixes an image sensor on a movable and rotatable stage, and moves and / or rotates the stage to move the image sensor to correct camera shake. It is. 1A is a schematic diagram of the internal structure when the camera is viewed from the front, and FIG. 1B is a schematic diagram of the internal structure when viewed from the side. A
レンズ2から入射された光束によって、ステージ5の上に固着された撮像素子4上に被写体像が結像される。撮像素子4は、その被写体像を撮像し、画像信号を不図示の画像演算部に出力する。こうして得られた撮像画像は、画像演算部において各種の画像処理を施された後、不図示の記録部に画像データとして記録される。なお、撮像素子4は、後で説明する手ぶれ補正機能を実行しないときのレンズ光軸1上にほぼ中心が位置するように、ステージ5上に配置されている。撮像素子4にはCCD、CMOSなどのイメージセンサが用いられる。
A subject image is formed on the
上記のようにして撮像を行うとき、露光中にユーザによる手ぶれが生じると、撮像素子4上で被写体像がぶれて本来の撮像画像が得られなくなる。このような手ぶれによる被写体像ぶれは、露光時間が長いほど、また撮像倍率が大きいほど、顕著に現れる。本カメラは、こうした手ぶれを打ち消すように撮像素子4を撮像時に動かすことにより、手ぶれを補正して被写体像のぶれを防止する機能を有している。以下に、その手ぶれ補正機能を実現するための各構成の動作について説明する。
When image capturing is performed as described above, if a user's hand shake occurs during exposure, the subject image is blurred on the
センサ6a、6bおよび6cは、手ぶれ量、すなわち撮像素子4上に結像される被写体像に生じるぶれ量を検出するための角速度センサである。センサ6aはピッチングセンサであり、ピッチング量としてX軸回りの回転角速度θx’を検出する。また、センサ6bはヨーイングセンサであり、ヨーイング量としてY軸回りの回転角速度θy’を検出し、ローリングセンサであるセンサ6cは、ローリング量としてZ軸(レンズ光軸1)回りの回転角速度θz’を検出する。ここで、各軸は図1に示す向きを有しており、次のように定義される。レンズ光軸1をZ軸とし、このZ軸に垂直で互いに直交する2つの座標軸をX軸およびY軸として、本カメラを横向きに構えたときの水平方向(図1(a)における左右方向)の座標軸をX軸、垂直方向(図1(a)における上下方向)の座標軸をY軸と定義する。
The
センサ6a〜6cには、たとえば振動ジャイロが用いられる。振動ジャイロは、振動体が回転したときに生じるコリオリ力によるひずみ量を検出することにより、回転の角速度を検出するものである。たとえば、振動体として側面にピエゾ素子を貼り付けた直方体を用いて、そのピエゾ素子に圧電効果によって生じる電圧値を測定することで、ひずみ量を検出して回転角速度を求めることができる。なお、センサ6a〜6cに用いるのは振動ジャイロに限定されず、それ以外のものでもよい。
For the
撮像素子4がその上に配置されたステージ5は、3個のボール9a、9bおよび9cによってレンズ光軸1に垂直な平面内に可動的に支持されている。ボール9a〜9cは、位置を固定されたままその場で回転することができるようにステージ5に取り付けられており、これによってステージ5がレンズ光軸1に垂直に設けられたカメラボディ3の底面に沿って、滑らかに移動することができる。このような支持構造により、ステージ5と撮像素子4はレンズ光軸1に垂直な平面に沿って自在に移動し回転することができる。なお、ここでは3個のボール9a〜9cを用いて3つの支持点を決め、それによってステージ5が移動する平面を決定しているが、少なくとも3点以上の支持点が決まれば、1つの平面を決定することができる。
The
なお、手ぶれ補正機能を実行していない通常撮影時などには、カメラボディ3にステージ5が機械的にクランプされる。このとき、ステージ5と撮像素子4は可動範囲の中央位置に固定されている。手ぶれ補正機能を実行するとクランプが解除され、後で説明するようにして、ステージ5と撮像素子4の位置と回転状態とが制御される。
It should be noted that the
引張りばね10によって引っ張られることにより、ステージ5はカメラボディ3の底面に向かって引き付けられる方向に付勢されている。これによって、どのように姿勢が変化しても、ステージ5と撮像素子4をレンズ光軸1に垂直な平面に沿って保持することができる。なお、カメラボディ3に対して固定された不図示の各種回路部品等とステージ5や撮像素子4とを配線接続する際には、移動や回転によって配線が切断されないようにするため、配線長に余裕を持たせた柔軟な配線材などが用いられる。
By being pulled by the
ステージ5は、3個のボイスコイルモータ(VCM)7a、7bおよび7cと接続されており、これらが駆動することによって、後で説明するようにその位置と回転状態とが変化する。ボイスコイルモータ7a〜7cの内部には、コイル71a、71bおよび71cが備えられており、これらはそれぞれ、ステージ5から延びているアーム11a、11bおよび11cにそれぞれ固定されている。なお、図1(a)はボイスコイルモータ7a〜7cの内部が分かるようにその断面を図示しているため、コイル71a〜71cがそれぞれボイスコイルモータ7a〜7cの外にあるように見える。しかし実際には、ボイスコイルモータ7a〜7cは内部のコイル71a〜71cをそれぞれ両側から挟み込むような構造となっている。
The
ボイスコイルモータ7a〜7cの動作を、図2にこれらの代表例として示すボイスコイルモータ7の構造模式図を用いて説明する。図2において、(a)はボイスコイルモータ7の側断面図を示しており、(b)はその内部に備えられているコイル71の斜視図を示している。図2(a)に示すように、ボイスコイルモータ7は、コイル71を磁石72〜75で挟み込んだ構造を有している。コイル71の上側には、磁極位置が互いに逆となっている磁石72と73が、コイル71の円環の対向する位置にそれぞれ配置されている。同様に、コイル72の下側には、磁極位置が互いに逆の磁石74と75が配置されている。コイル72を挟んで対向する磁石72と74、および磁石73と75は、それぞれの対向位置で逆の極性となっている。
The operation of the
コイル71に電流を流すと、図2(a)の左右いずれかの方向にローレンツ力が発生する。このときのローレンツ力の方向は、次に述べるように電流の向きによって切り替えることができる。図2(b)の矢印に示す方向に電流を流すと、図2(a)の左側の方向にローレンツ力が発生し、コイル71はその方向に移動する。電流を流す向きをこれと逆にすれば、反対に図2(a)の右側の方向にコイル71は移動する。このようにして、コイル71を1次元方向に駆動し、その位置を制御することができる。
When a current is passed through the
以上説明したような構造を有するボイスコイルモータは、コイルの位置が駆動方向に対してずれていても駆動させることができる。このような図1のボイスコイルモータ7a〜7cによって、次に説明するようにして、ステージ5と撮像素子4を平面内の任意の位置に移動させ、任意の角度に回転させることができる。なお、ボイスコイルモータは非接触による高速駆動という特長も有しているため、この点においても本発明の手ぶれ補正機能の実現に適している。
The voice coil motor having the structure as described above can be driven even if the position of the coil is deviated from the driving direction. The
ボイスコイルモータ7a〜7cの駆動方向を、図1(a)の矢印70a、70bおよび70cにそれぞれ示す。ボイスコイルモータ7aは、図の左右方向(X軸方向)にアーム11aを駆動し、ボイスコイルモータ7bおよび7cは、図の上下方向(Y軸方向)にアーム11bと11cをそれぞれ駆動する。これらの駆動方向と駆動量を組み合わせると、ステージ5をX−Y平面内の任意の位置に移動できるとともに、Z軸回りの任意の角度に回転させることができる。こうして、ステージ5を3つの方向に駆動することにより、ステージ5と撮像素子4をZ軸に垂直なX−Y平面内で任意の位置と角度に移動および回転させることができる。
The driving directions of the
例として、X−Y平面内の位置を元の位置から変えずに、ステージ5をZ軸回りに角度θzだけ回転させた様子を図3に示す。このときには、ボイスコイルモータ7aを駆動させずに、ボイスコイルモータ7bと7cを逆向きに同じ駆動量だけ駆動させることで、ステージ5の位置が変わらないようにする。そして、ステージ5の傾き角度がθzとなるように、ボイスコイルモータ7bと7cの駆動量をそれぞれ制御する。
As an example, FIG. 3 shows a state in which the
なお、上記のようにしてステージ5を3つの方向に駆動させるときには、第1の駆動方向に対して第2の駆動方向と第3の駆動方向がそれぞれ交差していれば、ステージ5を平面内の任意の位置と角度に移動および回転させることができる。しかし、図1(a)に示すように、第1の駆動方向(アーム11aの駆動方向)と、第2の駆動方向(アーム11bの駆動方向)および第3の駆動方向(アーム11cの駆動方向)とは直交しており、さらに、第2と第3の駆動方向が互いに平行であることが好ましい。このようにすることで、ステージ5の位置制御における制御性を高めることができる。さらにこのとき、アーム11a〜11cを同一平面内に配置し、その平面内でステージ5を駆動することが好ましい。このようにすることで、駆動機構の部分を小型化してスペース効率を向上することができる。
When the
以上説明したようにしてステージ5を移動回転させるときに、位置センサ8a,8bおよび8cによって、ステージ5の位置変化量、すなわちボイスコイルモータ7a〜7cの駆動量を検出し、その検出結果に基づいてボイスコイルモータ7a〜7cを制御する。位置センサ8a〜8cは、アーム12a,12bおよび12cのそれぞれの位置変化量を測定することにより、ステージ5の位置変化量(ボイスコイルモータ7a〜7cの駆動量)を検出するように構成されている。なお、図1(a)や図3では位置センサ8a〜8cの内部が分かるように断面を示しているため、アーム12a〜12cがそれぞれ位置センサ8a〜8cの外にあるように見える。しかし、実際には図1(b)に示すように、位置センサ8a〜8cによってアーム12a〜12cを両側から挟む構造となっている。
As described above, when the
アーム12a〜12cは、ボイスコイルモータ7a〜7cによって各々駆動される前述のアーム11a〜11cに対して、ステージ5の対向する位置にそれぞれ取り付けられている。位置センサ8aはアーム12aのX軸方向への位置変化量を測定し、位置センサ8bおよび8cは、それぞれアーム12bと12cのY軸方向への位置変化量を測定する。すなわち、位置センサ8a〜8cはステージ5の一次元方向の位置変化量をそれぞれ測定するセンサであって、各々が測定する位置の変化方向は、ボイスコイルモータ7a〜7cがステージ5をそれぞれ駆動する方向に対応している。
The
位置センサ8a〜8cには、たとえばPSD(Position Sensitive Detector)を使用することができる。PSDは、フォトダイオードの表面抵抗を利用した位置検出センサであり、受光面における光スポットの重心位置の変化を電気的に検出することで位置変化量を測定するものである。ここでは、一次元方向の位置変化量を測定する一次元PSDを用いることができる。これにより、ステージ5がZ軸回りに回転している状態でも、アーム12a〜12cの一次元方向の位置変化量、すなわちボイスコイルモータ7a〜7cの駆動量の測定が可能となる。
For the
なお、上記に説明したように3個の一次元位置センサ8a〜8cを用いる代わりに、2次元方向の位置変化を測定できる1個の2次元位置センサと、1個の一次元あるいは2次元位置センサとを組み合わせて用いてもよい。また、一次元位置センサとして、PSD以外にも位置変化量を測定できるもの、たとえば光学式あるいは磁気式エンコーダなどを使用してもよい。ステージ5のX軸およびY軸方向の移動量と、Z軸回りの回転角度とを検出できるものであれば、どのようなものを用いても本発明の手ぶれ補正機能の実現が可能である。
As described above, instead of using the three one-
以上説明したような各構成を用いることにより、撮像時の手ぶれ量を検出し、その検出量に応じてステージ5を移動および/または回転させることができる。これにより、手ぶれを打ち消すように撮像素子4を撮像時に動かして、本発明の手ぶれ補正機能を実現することができる。なお、手ぶれ補正機能を実行しているときには、撮像素子4によって得られた補正後の被写体像を、不図示の液晶モニタや電子式ファインダなどの電子式表示装置に表示することにより、手ぶれ補正効果を確認することができる。
By using each configuration as described above, it is possible to detect the amount of camera shake during imaging and to move and / or rotate the
図4に上記の手ぶれ補正機能における制御ブロック図を示す。ピッチングセンサ6a,ヨーイングセンサ6bおよびローリングセンサ6cにより検出された回転角速度θx’,θy’およびθz’は、手ぶれ補正演算部13へ出力される。手ぶれ補正演算部13は、回転角速度θx’,θy’,θz’に基づいて、ボイスコイルモータ7a〜7cのそれぞれの駆動量を算出し、その算出結果を制御部14へ出力する。このとき、ステージ5が以下の式(1)〜(3)によってそれぞれ表される移動量x,y,θzだけ移動するように、各駆動量を算出する。xとyはそれぞれX軸方向とY軸方向の移動量であり、θzはZ軸回りの回転角度である。
x=f・θy’・Δt ・・・(1)
y=f・θx’・Δt ・・・(2)
θz=−(θz’・Δt) ・・・(3)
FIG. 4 is a control block diagram of the above-described camera shake correction function. The rotational angular velocities θx ′, θy ′, and θz ′ detected by the
x = f · θy ′ · Δt (1)
y = f · θx ′ · Δt (2)
θz = − (θz ′ · Δt) (3)
式(1)〜(3)のΔtは、センサ6a〜6cにおける回転角速度θx’,θy’およびθz’の出力周期である。すなわち、θx’,θy’,θz’にそれぞれΔtを乗算することで、積分値に相当するものが計算される。また、fはレンズ2の後側主点から焦点までの距離、すなわち焦点距離であり、レンズ2のズーム位置と被写体の距離情報から求められる。
Δt in the equations (1) to (3) is an output cycle of the rotational angular velocities θx ′, θy ′, and θz ′ in the
上記の式(1)〜(3)は、手ぶれによって撮像素子4上の被写体像がぶれる方向にステージ5を移動することを表している。ここで、被写体像は上下左右が反転して撮像素子4上に結像されるため、xとyについては、手ぶれの動きと同じ方向が被写体像のぶれる方向になる。また、θzについては、手ぶれの動きと反対の方向が被写体像のぶれる方向になる。こうして、被写体像と撮像素子4との位置関係が維持されるように、算出された移動量に基づいてステージ5を移動する。
The above formulas (1) to (3) represent that the
制御部14は、手ぶれ補正演算部13より出力された駆動量に応じて、ボイスコイルモータ7a〜7cをそれぞれ駆動制御する。このとき、位置センサ8a〜8cにより検出されるステージ5の位置情報に基づいてフィードバック制御を行う。なお、手ぶれ補正演算部13と制御部14は、カメラボディ3内に備えられた不図示のCPUなどによって実現される。
The
以上説明した実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
(1)センサ6a〜6cを用いて回転角速度θx’,θy’およびθz’を検出することにより、手ぶれによって生じる被写体像のぶれ量を検出し、検出されたぶれ量に基づいてボイスコイルモータ7a〜7cの駆動方向と駆動量を制御することにより、被写体像のぶれ量を補正する方向にステージ5と撮像素子4を移動および/または回転させることとした。このようにしたので、撮像素子を動かすことによる別の新たな像ぶれを生じることなく、手ぶれを補正することができる。
According to the embodiment described above, the following operational effects can be obtained.
(1) By detecting the rotational angular velocities θx ′, θy ′, and θz ′ using the
(2)ステージ5と撮像素子4は、レンズ光軸1に垂直な平面に沿って移動および/または回転を行うこととしたので、レンズと撮像素子の間の距離を一定に維持した状態で手ぶれ補正することができ、ピントの再調整等が不要となる。
(2) Since the
(3)引張りばね10によってステージ5を付勢しているので、どのようにカメラの姿勢が変化しても、ステージと撮像素子をレンズ光軸に垂直な平面に沿って保持することができる。
(3) Since the
(4)ボイスコイルモータ7aを用いてアーム11aをX軸方向へ駆動し、ボイスコイルモータ7b,7cを用いてアーム11bと11cをそれぞれY軸方向の互いに平行な方向へ駆動することにより、ステージ5と撮像素子4を移動および/または回転させることとした。このようにしたので、ステージと撮像素子を任意の位置と角度に移動し回転するときに、その位置制御における制御性を高めることができる。
(4) The stage is obtained by driving the arm 11a in the X-axis direction using the
(5)ステージ5をボール9a〜9cによって支持し、カメラボディ3の底面に沿って滑らかに移動できるようにした。このようにしたので、簡単な構造で手ぶれ補正機能を実現でき、スペース効率の向上を図れる。さらに、アーム11a〜11cを同一平面内に配置してその平面内でステージ5を駆動すれば、より一層のスペース効率向上が可能となる。
(5) The
(6)ボイスコイルモータ7a〜7cを用いてステージ5と撮像素子4を移動および/または回転させることとした。このようにしたので、ステージと撮像素子を平面内の任意の位置に移動させ、任意の角度に回転させることができるとともに、非接触による高速駆動も可能となる。
(6) The
(7)位置センサ8a〜8cを用いてステージ5の位置および/または回転状態を検出し、その検出結果に基づいてボイスコイルモータ7a〜7cの駆動量と駆動方向を制御することにより、ステージ5と撮像素子4を移動および/または回転させることとした。このようにしたので、フィードバック制御を用いてステージ5と撮像素子4を正確に移動し回転することができる。
(7) The
なお、上記実施の形態では、センサ6a〜6cを用いて各軸回りの回転角速度θx’,θy’およびθz’を検出することにより、手ぶれによって生じる被写体像のぶれ量を検出することとした。しかし、本発明はこの内容に限定されず、手ぶれによる被写体像のぶれ量を様々な方法で検出することができる。たとえば、各軸方向の加速度を加速度センサによって検出することでも、手ぶれによる被写体像のぶれ量を検出することができる。
In the above embodiment, the amount of blur of the subject image caused by camera shake is detected by detecting the rotational angular velocities θx ′, θy ′, and θz ′ around the respective axes using the
―第2の実施の形態―
これより説明する各実施形態の手ぶれ補正機能付きカメラは、いずれも図1に示す第1の実施の形態とは異なる駆動方法でステージ5を移動および/または回転させることにより、本発明による手ぶれ補正機能を実現するものである。はじめに、図5に内部構造の模式図を示す第2の実施の形態について説明する。本実施形態では、図1(a)のボイスコイルモータ7a〜7cの代わりに、リニアアクチュエータ18a〜18c、ベアリング19a〜19c、および楔状傾斜案内具20a〜20cを有している。これらを互いに組み合わせて用いることで、第1の実施の形態で説明したのと同様に、補正する手ぶれ量に応じてステージ5を移動回転することができる。なお、第1の実施の形態と同じ部分については図5において図示を一部省略するとともに、今後の説明を省略する。
-Second embodiment-
The camera with a camera shake correction function of each embodiment described below is a camera shake correction according to the present invention by moving and / or rotating the
リニアアクチュエータ18a〜18cの動作を、図6に代表例として示すリニアアクチュエータ18の構造図を用いて説明する。リニアアクチュエータ18は、回転モータ181の回転運動を回転ナット182に伝えて、これを直進ねじ183のねじ部の周囲に回転させる。回転ナット182は直進ねじ183と螺合されており、回転ナット182の回転運動は直進ねじ183の図の左右方向への一次元運動となる。回転モータ181の回転方向を切り替えると、直進ねじ183の運動方向を左から右、または右から左へと切り替えることができる。なお、回転ナット182と直進ねじ183はハウジング184の内部に備えられており、回転止め185によって、直進ねじ183が回転ナット182の回転運動に合わせて回転してしまうことを防いでいる。
The operation of the
図5のリニアアクチュエータ18a〜18cが以上説明したように動作することによって、その先に取り付けられた楔状傾斜案内具20a〜20cの一次元方向の位置をそれぞれ制御することができる。このとき、楔状傾斜案内具20aに対してはY軸方向(図の上下方向)の位置を制御し、20bおよび20cに対してはX軸方向(図の左右方向)の位置を制御する。楔状傾斜案内具20a〜20cの斜面部分に接して、ベアリング19a〜19cがそれぞれ図のように設けられている。ベアリング19aは、楔状傾斜案内具20aのY軸方向の位置変化をX軸方向の位置変化としてステージ5に伝え、ベアリング19bと19cは、楔状傾斜案内具20bと20cのそれぞれのX軸方向の位置変化をY軸方向の位置変化としてステージ5に伝える。
When the
以上説明したようにして、リニアアクチュエータ18aがY軸方向へ駆動することで、ステージ5がX軸方向に移動する。また、リニアアクチュエータ18bと18cがX軸方向へそれぞれ駆動することで、Y軸方向への移動とZ軸回りの回転を行うことができる。こうして、第1の実施の形態で説明したのと同様にステージ5を任意に移動回転させることができる。なお、リニアアクチュエータ18a〜18cの駆動量の制御は、回転モータの駆動量をロータリーエンコーダ等を用いて測定することで行うことができる。あるいは、直進ねじの位置を検出するようにしてもよいし、第1の実施の形態で説明したようにしてステージ5の位置と回転状態を検出した結果を用いてもよい。
As described above, the
―第3の実施の形態―
次に、図7に内部構造の模式図を示す第3の実施の形態について説明する。本実施形態では、第2の実施の形態で説明したリニアアクチュエータ18a〜18cを用いてステージ5を直接動かしている。それ以外の点については第2の実施の形態で説明したのと同様であるため、説明を省略する。このようにしても、ステージ5を任意に移動回転させることができる。
-Third embodiment-
Next, a third embodiment whose schematic diagram of the internal structure is shown in FIG. 7 will be described. In the present embodiment, the
―第4の実施の形態―
図8に内部構造の模式図を示す第4の実施の形態について以下に説明すると、ここでは第2の実施の形態で説明したリニアアクチュエータ18a〜18cにそれぞれリンク機構21a〜21cが繋げられている。リンク機構21a〜21cは、リニアアクチュエータ18a〜18cのそれぞれの駆動をステージ5に伝えるための機構であり、ステージ5の位置や回転状態が変化しても伝えることができるような構造となっている。それ以外の点については第2の実施の形態で説明したのと同様であるため、説明を省略する。このようにしても、ステージ5を任意に移動回転させることができる。
-Fourth embodiment-
A fourth embodiment whose schematic diagram of the internal structure is shown in FIG. 8 will be described below. Here,
なお、上記の各実施の形態ではデジタルスチルカメラを例に説明したが、本発明は撮像素子を用いて被写体像を撮像するビデオカメラ等にも適用可能である。 In each of the above embodiments, the digital still camera has been described as an example. However, the present invention is also applicable to a video camera or the like that captures a subject image using an image sensor.
上記の各実施の形態では、検出手段をセンサ6a〜6c、移動回転手段をたとえばボイスコイルモータ7a〜7c、付勢部材を引張りばね10としてそれぞれ説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。
In each of the above-described embodiments, the detection means has been described as the
1:レンズ光軸
2:レンズ
3:カメラボディ
4:撮像素子
5:ステージ
6a,6b,6c:角速度センサ
7a,7b,7c:ボイスコイルモータ
8a,8b,8c:位置センサ
9a,9b,9c:ボール
10:引張りばね
1: Lens optical axis 2: Lens 3: Camera body 4: Image sensor 5:
Claims (6)
前記ステージに固着され、前記入射光束によって被写体像を撮像する撮像素子と、
前記被写体像に生じるぶれ量を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出されたぶれ量を補正するように、前記ステージと撮像素子を移動および/または回転させる移動回転手段と、
前記ステージの前記撮像素子が固着された面に対して反対側の面とカメラボディの面との間に設けられたボール部材と、
前記ステージに対して前記カメラボディの面側に設けられ、前記ステージを前記カメラボディの面側へ付勢することにより、前記ステージを前記平面に沿って保持する付勢部材とを備えることを特徴とする手ぶれ補正機能付きカメラ。 A stage capable of moving in a plane perpendicular to the optical axis of the incident light flux and rotating about an axis intersecting the plane;
Is fixed to the stage, and an image pickup element that captures the subject image by the incident light beam,
Detecting means for detecting a blur amount generated in the subject image;
Moving and rotating means for moving and / or rotating the stage and the image sensor so as to correct the amount of shake detected by the detecting means ;
A ball member provided between the surface of the stage opposite to the surface to which the imaging device is fixed and the surface of the camera body;
An urging member that is provided on the surface side of the camera body with respect to the stage, and that urges the stage toward the surface side of the camera body, thereby holding the stage along the plane. Camera with image stabilization function.
前記撮像素子は、前記入射光束の光軸に垂直な平面に沿って移動および/または回転することを特徴とする手ぶれ補正機能付きカメラ。 The camera with a camera shake correction function according to claim 1.
Before SL IMAGING element, image stabilization function camera thus being moved and / or rotated along a plane perpendicular to the optical axis of the incident light beam.
前記移動回転手段は、第1の方向と、前記第1の方向にそれぞれ直交して互いに平行な第2および第3の方向とへ前記ステージを駆動することにより、前記ステージと撮像素子を移動および/または回転させることを特徴とする手ぶれ補正機能付きカメラ。 In any of the camera shake correction function camera as claimed in claim 1-2,
The moving and rotating means moves the stage and the image sensor by driving the stage in a first direction and second and third directions that are orthogonal to the first direction and parallel to each other. A camera with an image stabilization function characterized by being rotated.
前記移動回転手段は、前記ステージを前記第1、第2および第3の方向にそれぞれ駆動するための第1、第2および第3の駆動部位を有し、その第1、第2および第3の駆動部位のそれぞれは、同一平面内で前記ステージを駆動することを特徴とする手ぶれ補正機能付きカメラ。 In the camera with a camera shake correction function according to claim 3 ,
The moving and rotating means has first, second and third driving parts for driving the stage in the first, second and third directions, respectively. Each of the drive parts drives the stage in the same plane, and has a camera shake correction function.
前記移動回転手段はボイスコイルモータを有し、そのボイスコイルモータにより前記ステージと撮像素子を移動および/または回転させることを特徴とする手ぶれ補正機能付きカメラ。 In the camera with a camera shake correction function according to any one of claims 1 to 4 ,
The camera with a camera shake correction function, wherein the moving and rotating means includes a voice coil motor, and the stage and the image sensor are moved and / or rotated by the voice coil motor.
前記ステージの位置と回転状態を検出する位置検出手段をさらに備え、
前記移動回転手段は、前記位置検出手段によって検出された前記ステージの位置および/または回転状態に基づいて、前記ステージと撮像素子を移動および/または回転させることを特徴とする手ぶれ補正機能付きカメラ。
In the camera with a camera shake correction function according to any one of claims 1 to 5 ,
It further comprises position detection means for detecting the position and rotation state of the stage,
The camera with camera shake correction function, wherein the moving and rotating means moves and / or rotates the stage and the image sensor based on the position and / or rotation state of the stage detected by the position detecting means.
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