JP4618004B2

JP4618004B2 - Imaging device

Info

Publication number: JP4618004B2
Application number: JP2005156791A
Authority: JP
Inventors: 桂司岩崎; 圭司阪本
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2005-05-30
Filing date: 2005-05-30
Publication date: 2011-01-26
Anticipated expiration: 2025-05-30
Also published as: JP2006330540A

Description

本発明は、デジタルスチルカメラやビデオカメラ等で像ぶれ補正装置を有する撮像装置に関するものである。 The present invention relates to an imaging apparatus having an image blur correction apparatus such as a digital still camera or a video camera.

デジタルスチルカメラやビデオカメラ等の撮像装置では、誰でも簡単に撮影可能とするために、像ぶれ補正機能を有するレンズ鏡筒を搭載した撮像装置が多く普及されてきている。さらに非使用時の携帯性を高めるため、レンズ鏡筒を撮像装置内に収納可能な像ぶれ補正機能を有する沈胴式レンズ鏡筒を搭載した撮像装置も多く普及されてきている。 In imaging devices such as digital still cameras and video cameras, many imaging devices equipped with a lens barrel having an image blur correction function are widely used so that anyone can easily shoot. Further, in order to improve portability when not in use, many imaging apparatuses equipped with a retractable lens barrel having an image blur correction function capable of accommodating the lens barrel in the imaging apparatus have been widely used.

この種の撮像装置としては特許文献１に開示されたものがある。 As this type of imaging apparatus, there is one disclosed in Patent Document 1.

また、デジタルスチルカメラやビデオカメラ等は撮影画像を確認するための画像表示手段である液晶モニターを搭載しているが、その視認性を高めるため液晶モニターの大型化及び高画素化の要求が高まってきており、液晶モニターの視認性は今後さらに高まっていくと考えられる。
特開２００２−２３６２４８号公報 In addition, digital still cameras and video cameras are equipped with a liquid crystal monitor, which is an image display means for confirming captured images, but in order to increase the visibility, demands for larger liquid crystal monitors and higher pixels are increasing. The visibility of LCD monitors is expected to increase further in the future.
JP 2002-236248 A

従来の撮像装置においては、ズーム位置に応じてレンズ鏡筒が伸縮する構成となっている。そして、その様な構成を実現するためにレンズ鏡筒はレンズを保持しかつ突設したカムピンを有するレンズ枠と、前述したカムピンに係合するカム溝を有しかつ回転可能に支持され前述したレンズ枠を支持駆動するカム筒から構成され、カムピンとカム溝を用いてレンズ枠の駆動及び位置決めを行っているので、各筒がズーム位置に応じて互いに伸縮、回転可能になる様にカムピンとカム溝の間に僅かなクリアランスを設けている。そしてこのクリアランスによりズーム動作中レンズ枠の姿勢が変化するため画像ずれが発生するという課題を有していた。ここで画像ずれとは、デジタルスチルカメラやビデオカメラ等で撮影画像を確認するための液晶モニターを搭載する撮像装置において、鏡筒の内部構成要因によりズーム動作中に液晶モニター上の画像がずれる現象のことをいい、撮影者が撮像装置を手で保持する際に発生する手ぶれとは異なる。この画像がずれる現象により、撮影者がズーム動作中に違和感を感じるという課題を有していた。 A conventional imaging device has a configuration in which a lens barrel expands and contracts according to a zoom position. In order to realize such a configuration, the lens barrel has a lens frame that holds a lens and has a cam pin that protrudes, and has a cam groove that engages with the cam pin described above and is rotatably supported. It is composed of a cam cylinder that supports and drives the lens frame, and the lens frame is driven and positioned using cam pins and cam grooves, so that each cylinder can be expanded and contracted and rotated according to the zoom position. A slight clearance is provided between the cam grooves. This clearance causes a problem that the image frame shifts because the posture of the lens frame changes during the zoom operation. Here, image shift is a phenomenon in which an image on a liquid crystal monitor is shifted during zooming due to an internal configuration factor of the lens barrel in an imaging device equipped with a liquid crystal monitor for checking a captured image with a digital still camera, a video camera, or the like. This is different from the camera shake that occurs when the photographer holds the imaging device by hand. Due to the phenomenon that the image is shifted, there is a problem that the photographer feels uncomfortable during the zoom operation.

この課題を解決するために、本発明は、ズーム倍率可変の撮像光学系を有した撮像装置であって、被写体の光学的な像を撮像して電気的な画像信号に変換する撮像素子と、撮像素子上の被写体像をずらすための画像ずらし手段と、突設したカムピンを有しカムピンにより支持駆動されるレンズ枠と、カムピンと係合しかつレンズ枠を所定のズーム位置に保持するカム溝を有する成型枠と、レンズ枠を駆動する駆動手段と、レンズ枠のズーム位置を検出するズーム位置検出手段と、カムピンが成形枠の成形時に生じるカム溝の段差を通過する際、撮像素子上に発生する画像ずれ量を記憶する記憶手段を備え、画像ずらし手段は、ズーム位置検出手段のズーム位置情報を基に、カムピンがカム溝の段差を通過する際に、記憶手段に記憶した画像ずれ量を補正する。 In order to solve this problem, the present invention is an imaging device having an imaging optical system with variable zoom magnification, an imaging device that captures an optical image of a subject and converts it into an electrical image signal, Image shifting means for shifting the subject image on the image sensor, a lens frame having a projecting cam pin and supported and driven by the cam pin, and a cam groove engaging with the cam pin and holding the lens frame at a predetermined zoom position A molding frame, a driving unit that drives the lens frame, a zoom position detection unit that detects a zoom position of the lens frame, and a cam pin that passes over the step of the cam groove that is generated when the molding frame is molded. Storage means for storing the amount of generated image displacement is provided, and the image displacement means is based on the zoom position information of the zoom position detection means when the cam pin passes through the step of the cam groove. To correct the amount.

また、本発明はズーム倍率可変の撮像光学系を有した撮像装置であって、被写体の光学的な像を撮像して電気的な画像信号に変換する撮像素子と、撮像素子上の被写体像をずらすための画像ずらし手段と、撮像素子から得られた画像信号より画像の動きを検出する動き検出手段と、突設したカムピンを有しカムピンにより支持駆動されるレンズ枠と、カムピンと係合しかつレンズ枠を所定のズーム位置に保持するカム溝を有する成型枠と、レンズ枠を駆動する駆動手段と、カムピンが成形枠の成形時に生じるカム溝の段差を通過する際、撮像素子上に発生する画像ずれ量を記憶する記憶手段を備え、画像ずらし手段は、動き検出手段の動き情報を基に、カムピンがカム溝の段差を通過する際に、記憶手段に記憶した画像ずれ量を補正する。 In addition, the present invention is an imaging apparatus having an imaging optical system with variable zoom magnification, an imaging device that captures an optical image of a subject and converts it into an electrical image signal, and a subject image on the imaging device. An image shifting means for shifting, a motion detecting means for detecting the motion of the image from the image signal obtained from the image sensor, a lens frame having a protruding cam pin and supported and driven by the cam pin, and engaging with the cam pin Also generated on the image sensor when the molding frame having a cam groove for holding the lens frame at a predetermined zoom position, the driving means for driving the lens frame, and the cam pin passing through the step of the cam groove generated when molding the molding frame. The image shift means corrects the image shift amount stored in the storage means when the cam pin passes through the step of the cam groove based on the motion information of the motion detection means. .

本発明の撮像装置によれば、画像ずらし手段及びズーム位置検出手段を有することにより、ズーム動作中にズーム位置検出手段のズーム位置情報を基にして、カムピンがカム溝の段差を通過する際画像ずらし手段を駆動して画像ずれを補正することができ、撮影者がズーム動作中に画像ずれによる違和感を感じることがない撮像装置を提供することができる。 According to the image pickup apparatus of the present invention, the image shift unit and the zoom position detection unit have an image when the cam pin passes through the step of the cam groove based on the zoom position information of the zoom position detection unit during the zoom operation. It is possible to provide an imaging apparatus that can correct the image shift by driving the shift means, and that the photographer does not feel uncomfortable due to the image shift during the zoom operation.

また、本発明の撮像装置によれば、画像ずらし手段及び動き検出手段を有することにより、ズーム動作中に動き検出手段の動き情報を基にして、カムピンがカム溝の段差を通過する際画像ずらし手段を駆動して画像ずれ量を補正することができ、撮影者がズーム動作中に画像ずれによる違和感を感じることがない撮像装置を提供することができる。 Further, according to the imaging apparatus of the present invention, the image shift unit and the motion detection unit are provided, so that the image shift is performed when the cam pin passes the step of the cam groove based on the motion information of the motion detection unit during the zoom operation. It is possible to provide an imaging apparatus that can correct the amount of image shift by driving the means, and the photographer does not feel uncomfortable due to the image shift during the zoom operation.

（実施の形態１）
以下、本発明の第１の実施の形態について、図１から図１０を用いて説明する。 (Embodiment 1)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

図１は撮像装置のハードウエアの構成図である。 FIG. 1 is a hardware configuration diagram of the imaging apparatus.

撮像光学系１２０は1群レンズ１７、２群レンズ２５、３群レンズ３７の３つのレンズ群から成り、１群レンズ１７及び２群レンズ２５が光軸方向に移動することでズーム動作を行い、３群レンズ３７が光軸方向に移動することでフォーカス動作を行う。また２群レンズ２５は後述する撮像素子１２６上の被写体像をずらすための画像ずらしレンズであり、光軸に垂直な方向に駆動されることにより光軸を偏心させ、画像をずらす役割を果たしている。 The imaging optical system 120 includes three lens groups, a first group lens 17, a second group lens 25, and a third group lens 37, and performs a zoom operation by moving the first group lens 17 and the second group lens 25 in the optical axis direction. A focusing operation is performed by moving the third group lens 37 in the optical axis direction. The second group lens 25 is an image shifting lens for shifting a subject image on the image sensor 126, which will be described later, and is driven in a direction perpendicular to the optical axis to decenter the optical axis and shift the image. .

画像ずらし手段１２１は、画像ずらしレンズである２群レンズ２５を駆動及び制御する手段であり、撮像光学系１２０の光軸に垂直な平面内で２群レンズ２５を上下左右に移動させる。移動量検出手段１２２は２群レンズ２５の実際の移動量を検出する手段であり、画像ずらし手段１２１と共に２群レンズ２５を駆動制御するための帰還制御ループを形成している。このような２群レンズ２５と画像ずらし手段１２１とは、撮像光の光軸を制御する手段を形成している。 The image shifting unit 121 is a unit that drives and controls the second group lens 25 that is an image shifting lens, and moves the second group lens 25 up, down, left, and right in a plane perpendicular to the optical axis of the imaging optical system 120. The movement amount detection means 122 is a means for detecting the actual movement amount of the second group lens 25 and forms a feedback control loop for driving and controlling the second group lens 25 together with the image shifting means 121. The second group lens 25 and the image shifting unit 121 form a unit for controlling the optical axis of the imaging light.

ズーム位置検出手段５１は撮像光学系１２０のズーム位置を検出する検出する手段であり、Ａ／Ｄ変換手段５２はズーム位置検出手段５１から出力された撮像光学系のズーム位置情報をデジタル信号に変換し、マイクロコンピュータ１２５に与える変換手段である。 The zoom position detection means 51 is a means for detecting the zoom position of the image pickup optical system 120, and the A / D conversion means 52 converts the zoom position information of the image pickup optical system output from the zoom position detection means 51 into a digital signal. Conversion means to be given to the microcomputer 125.

マイクロコンピュータ１２５は、Ａ／Ｄ変換手段５２を介して取り込んだズーム位置検出手段５１の出力信号をもとに、ズーム駆動に必要な撮像光学系１２０の駆動制御量（以下ズーム制御信号と称す）を求めて出力するズーム制御信号発生手段である。Ｄ／Ａ変換手段１２４はマイクロコンピュータ１２５から出力されたズーム制御信号をアナログ信号に変換し、撮像光学系駆動手段１２３に与える変換手段である。撮像光学系駆動手段１２３は撮像光学系１２０中の１群レンズ１７、２群レンズ２５、３群レンズ３７を駆動し、ズーム動作、フォーカス動作を行う駆動手段である。 The microcomputer 125 is based on the output signal of the zoom position detection means 51 taken in via the A / D conversion means 52, and the drive control amount (hereinafter referred to as zoom control signal) of the imaging optical system 120 necessary for zoom drive. Is a zoom control signal generating means for obtaining and outputting. The D / A conversion unit 124 is a conversion unit that converts the zoom control signal output from the microcomputer 125 into an analog signal and supplies the analog signal to the imaging optical system driving unit 123. The imaging optical system driving unit 123 is a driving unit that drives the first group lens 17, the second group lens 25, and the third group lens 37 in the imaging optical system 120 to perform a zoom operation and a focusing operation.

撮像素子１２６は撮像光学系１２０を介して入射する映像を電気信号に変換する撮像素子である。アナログ信号処理手段１２８は、撮像素子１２６により得られた映像信号に対し、ガンマ処理などアナログ信号処理を施す処理手段である。Ａ／Ｄ変換手段１２９は、アナログ信号処理手段１２８から出力されたアナログの映像信号をデジタル信号に変換する手段である。デジタル信号処理手段１３０は、Ａ／Ｄ変換手段１２９によりデジタル信号に変換された映像信号に対し、ノイズ除去や輪郭強調等のデジタル信号処理を施す信号処理手段であり、映像信号を出力する。画像表示手段５６はデジタル信号処理手段１３０から出力された映像信号を表示する手段である。 The image sensor 126 is an image sensor that converts an image incident via the imaging optical system 120 into an electric signal. The analog signal processing unit 128 is a processing unit that performs analog signal processing such as gamma processing on the video signal obtained by the imaging element 126. The A / D conversion unit 129 is a unit that converts the analog video signal output from the analog signal processing unit 128 into a digital signal. The digital signal processing unit 130 is a signal processing unit that performs digital signal processing such as noise removal and edge enhancement on the video signal converted into the digital signal by the A / D conversion unit 129, and outputs the video signal. The image display means 56 is a means for displaying the video signal output from the digital signal processing means 130.

記憶手段５３は撮像素子１２６上に発生する後述する画像ずれ量を記憶する手段であり、マイクロコンピュータ１２５に画像ずれ量の情報を出力する。 The storage means 53 is a means for storing an image shift amount, which will be described later, generated on the image sensor 126, and outputs image shift amount information to the microcomputer 125.

マイクロコンピュータ１２５は、先述したようにズーム制御信号を求めて出力すると同時に、記憶手段５３を介して取り込んだ画像ずれ量の情報を基に、フィルタリング、積分処理、位相補償、ゲイン調整、クリップ処理等を施し、画像ずらしに必要な２群レンズ２５の駆動制御量（以下画像ずらし制御信号と称す）を求めて出力する画像ずらし制御信号発生手段でもある。画像ずらし制御信号はＤ／Ａ変換手段１３６を介して画像ずらし手段１２１に出力される。画像ずらし手段１２１は画像ずらし制御信号に基づき２群レンズ２５を駆動することで、画像のずれを補正する。 The microcomputer 125 obtains and outputs the zoom control signal as described above, and at the same time, filtering, integration processing, phase compensation, gain adjustment, clip processing, etc. based on the information of the image shift amount taken in via the storage means 53. And an image shift control signal generating means for obtaining and outputting a drive control amount (hereinafter referred to as an image shift control signal) of the second group lens 25 necessary for image shift. The image shift control signal is output to the image shift unit 121 via the D / A conversion unit 136. The image shift unit 121 corrects the image shift by driving the second group lens 25 based on the image shift control signal.

撮像素子駆動制御手段１２７は撮像素子１２６の動作を制御するための制御手段である。 The image sensor drive control unit 127 is a control unit for controlling the operation of the image sensor 126.

次に撮像光学系１２０を駆動するレンズ駆動装置１の詳細について説明する。レンズ駆動装置１は、図２に示すように１群レンズ１７を保持する１群レンズ枠１９及び画像をずらすため２群レンズ２５を駆動する画像ずらし機構２１を備えた２群レンズ枠２２のレンズ枠と、レンズ枠を駆動する駆動部の２つに大別される。本実施の形態では、一例として２種類のレンズ枠を駆動する構成について説明する。 Next, details of the lens driving device 1 that drives the imaging optical system 120 will be described. As shown in FIG. 2, the lens driving device 1 includes a first group lens frame 19 that holds a first group lens 17 and a lens of a second group lens frame 22 that includes an image shifting mechanism 21 that drives a second group lens 25 to shift an image. It is roughly divided into a frame and a drive unit for driving the lens frame. In the present embodiment, a configuration for driving two types of lens frames will be described as an example.

図３に示すように、駆動部は、大別すると、レンズ駆動装置１の外郭をなす固定枠ユニット２、円環状の成形枠である駆動枠３、及び駆動枠３の内周に嵌め合う直進枠４の３種類により構成される。固定枠ユニット２は、その内周にカム溝５ａを有する成型枠である固定枠５、固定枠５に固着された駆動ギヤ軸６に回動自在に支持された駆動ギヤ７、不図示の撮像素子を保持するマスターフランジユニット８、及び固定枠５の外周に設けたズームモータユニット９より構成されている。 As shown in FIG. 3, the drive unit is roughly divided into a fixed frame unit 2 that forms an outer shape of the lens drive device 1, a drive frame 3 that is an annular molded frame, and a straight line that fits on the inner periphery of the drive frame 3. The frame 4 is constituted by three types. The fixed frame unit 2 includes a fixed frame 5 which is a molding frame having a cam groove 5a on the inner periphery thereof, a drive gear 7 which is rotatably supported by a drive gear shaft 6 fixed to the fixed frame 5, and an imaging (not shown). It comprises a master flange unit 8 that holds elements and a zoom motor unit 9 provided on the outer periphery of the fixed frame 5.

図３及び図４に示すように、ズームモータユニット９は、ズームモータ１０の回転トルクをモータボックス１１より露出する出力ギヤ１２を介して駆動ギヤ７に伝達するようになっている。モータボックス１１に固着された一対の透過型フォトセンサ１３及び１４は、コの字形状を成し、その両端には一対の発光素子１３ａ、１４ａ及び受光素子１３ｂ、１４ｂが備えられている。そして、ズームモータ１０に直結するギヤ１５がコの字部を通過するようになっており、この発光素子１３ａ、１４ａと受光素子１３ｂ、１４ｂとの間をギヤ１５が遮る回数を計測することにより、ズームモータ１０の回転数を非接触で正確に計測することができる構成としている。そしてズームモータ１０の回転数を計測することにより後述する原点位置からのレンズ駆動装置１の移動量を求めることができる。 As shown in FIGS. 3 and 4, the zoom motor unit 9 transmits the rotational torque of the zoom motor 10 to the drive gear 7 via the output gear 12 exposed from the motor box 11. The pair of transmissive photosensors 13 and 14 fixed to the motor box 11 has a U-shape, and a pair of light emitting elements 13a and 14a and light receiving elements 13b and 14b are provided at both ends thereof. The gear 15 directly connected to the zoom motor 10 passes through the U-shaped portion, and by measuring the number of times the gear 15 blocks between the light emitting elements 13a and 14a and the light receiving elements 13b and 14b. The rotation speed of the zoom motor 10 can be accurately measured in a non-contact manner. Then, by measuring the number of rotations of the zoom motor 10, the amount of movement of the lens driving device 1 from the origin position described later can be obtained.

続いて、固定枠ユニット２、駆動枠３、直進枠４についてこれらの係合関係を含めて説明する。 Next, the fixed frame unit 2, the drive frame 3, and the rectilinear frame 4 will be described including their engagement relationship.

図６に固定枠５の内周の展開図を示す。収納フラット部５ｂ、繰り出しフラット部５ｃ、及び両者を繋ぐ変位部５ｄにより構成される固定枠５のカム溝５ａは、駆動枠３の外周に略１２０度間隔で３ヶ所突設した駆動カムピン３ａに係合するようになっており、常に駆動枠３の回転軸と固定枠５の中心軸とを略平行に保つべく、カム溝５ａは３箇所とも同一の形状をなしており、固定枠に対する駆動枠の光軸方向の位置を規定している。 FIG. 6 is a development view of the inner periphery of the fixed frame 5. The cam groove 5a of the fixed frame 5 constituted by the storage flat part 5b, the feeding flat part 5c, and the displacement part 5d connecting the two is formed on the driving cam pin 3a projecting from the outer periphery of the driving frame 3 at approximately 120 degree intervals. The cam grooves 5a have the same shape at all three positions so that the rotation axis of the drive frame 3 and the central axis of the fixed frame 5 are always kept substantially parallel to each other. The position of the frame in the optical axis direction is defined.

ここで、固定枠５に配設されたカム溝５ａには金型構成上の理由から金型割り線５ｅが存在する。通常カム溝上には複数の金型割り線が存在し、そのうちの少なくとも１つの金型割り線は金型構成上の理由により、カム溝のレンズ広角位置からレンズ望遠位置の間のレンズ繰り出し位置（ズーム領域）に存在することが避けられないのが一般的である。そして金型精度や成型時の圧力の影響等により金型割り線５ｅを境として段差が生じる。 Here, a mold parting line 5e exists in the cam groove 5a disposed in the fixed frame 5 for the reason of the mold configuration. Usually, there are a plurality of mold dividing lines on the cam groove, and at least one of the mold dividing lines has a lens extension position between the lens wide-angle position and the lens telephoto position of the cam groove for reasons of mold configuration ( In general, it is unavoidable to exist in the zoom area. Then, a step is generated at the mold dividing line 5e as a boundary due to the influence of mold accuracy, pressure during molding, and the like.

また、駆動枠３の外周に設けた歯車部３ｄが固定枠５に軸支された駆動ギヤ７に噛合する構成となっている。 Further, the gear portion 3 d provided on the outer periphery of the drive frame 3 is configured to mesh with the drive gear 7 that is pivotally supported by the fixed frame 5.

駆動枠３の内周には、１群カム溝３ｅが略１２０度間隔で同一形状にて３ヶ所配設されていると共に、１群カム溝３ｅに交差することなく２群カム溝３ｆも略１２０度間隔で同一形状にて３ヶ所配設されている。１群カム溝３ｅ及び２群カム溝３ｆは、それぞれ後述する１群レンズ枠１９の外周に略１２０度間隔で３ヶ所突設した１群カムピン１９ａ及び２群レンズ枠２２の外周に略１２０度間隔で３ヶ所突設した２群カムピン２２ａに係合するようになっており、１群レンズ枠１９及び２群レンズ枠２２の駆動枠３に対する光軸方向の位置を規定するものである。前述したように、駆動枠３は固定枠５のカム溝５ａにより光軸方向の位置が規定されるため、１群レンズ枠１９の固定枠５に対する光軸方向の位置は、固定枠５のカム溝５ａ及び１群カム溝３ｅの両者により規定されるようになっている。同様に、２群レンズ枠２２の固定枠５に対する光軸方向の位置は、固定枠５のカム溝５ａ及び２群カム溝３ｆの両者により規定されるようになっている。 On the inner periphery of the drive frame 3, three first-group cam grooves 3e are arranged in the same shape at intervals of about 120 degrees, and the second-group cam grooves 3f are also substantially formed without intersecting the first-group cam grooves 3e. Three places are arranged in the same shape at intervals of 120 degrees. The first group cam groove 3e and the second group cam groove 3f are provided at approximately 120 degrees on the outer periphery of the first group cam pin 19a and the second group lens frame 22 projecting at three positions at intervals of approximately 120 degrees on the outer periphery of the first group lens frame 19, which will be described later. It engages with a second group cam pin 22a projecting at three positions at an interval, and defines the positions of the first group lens frame 19 and the second group lens frame 22 in the optical axis direction with respect to the drive frame 3. As described above, since the position of the drive frame 3 in the optical axis direction is defined by the cam groove 5 a of the fixed frame 5, the position of the first group lens frame 19 in the optical axis direction relative to the fixed frame 5 is the cam of the fixed frame 5. It is defined by both the groove 5a and the first group cam groove 3e. Similarly, the position of the second group lens frame 22 in the optical axis direction with respect to the fixed frame 5 is defined by both the cam groove 5a and the second group cam groove 3f of the fixed frame 5.

ここで光軸方向の各レンズ枠の位置が規定されれば各レンズ群の群間隔も規定されるので、ズーム位置が規定されることになる。すなわち光軸方向の位置はズーム位置と等価である。 Here, if the position of each lens frame in the optical axis direction is defined, the group interval of each lens group is also defined, so that the zoom position is defined. That is, the position in the optical axis direction is equivalent to the zoom position.

図７に駆動枠３の内周の展開図を示す。２群カム溝３ｆはレンズ収納位置である収納フラット部３ｇ、広角位置を規定する広角フラット部３ｈ、及び望遠位置を規定する望遠フラット部３ｉの３箇所の無変位部を有するとともに、無変位部を滑らかに繋ぐ２箇所の変位部３ｊ、３ｋを有する形状になっている。 FIG. 7 is a development view of the inner periphery of the drive frame 3. The second group cam groove 3f has three non-displacement parts including a storage flat part 3g that is a lens storage position, a wide-angle flat part 3h that defines a wide-angle position, and a telephoto flat part 3i that defines a telephoto position. It is the shape which has the two displacement parts 3j and 3k which connect smoothly.

ここで、駆動枠３に配設された１群カム溝３ｅ及び２群カム溝３ｆには金型構成上の理由からそれぞれ金型割り線３ｍ及び３ｎが存在する。通常カム溝上には複数の金型割り線が存在し、そのうちの少なくとも１つの金型割り線は金型構成上の理由により、カム溝のレンズ広角位置からレンズ望遠位置の間のレンズ繰り出し位置（ズーム領域）に存在することが避けられないのが一般的である。そして金型精度や成型時の圧力の影響等により金型割り線３ｍ及び３ｎを境として段差が生じる
また、駆動枠３の内壁に外接する直進枠４は、駆動枠３に対して回転自在に支持されているとともに、光軸方向には駆動枠３と一体的に動くことができるようになっている。図５に示すように、直進枠４のフランジ部４ａより突設した第１の凸部４ｂが固定枠５の内壁の光軸方向に設けた凹溝５ｅに常時係合する構成としており、直進枠４は駆動枠３の回転とは無関係に固定枠５に対して光軸方向に並進運動のみ行う構成になっている。さらに、直進枠４には１群レンズ枠１９及び２群レンズ枠２２が光軸周りに回転しないように直進溝４ｃを円周上に６箇所設けているので、１群レンズ枠１９及び２群レンズ枠２２は固定枠５に対して光軸方向に並進運動のみ行う構成になっている。なお、直進枠４はこの光軸方向の並進運動によって後述する３群レンズ枠３８に当接することにより、この３群レンズ枠３８を駆動することができるようになっている。 Here, in the first group cam groove 3e and the second group cam groove 3f provided in the drive frame 3, there are mold dividing lines 3m and 3n, respectively, for reasons of mold configuration. Usually, there are a plurality of mold dividing lines on the cam groove, and at least one of the mold dividing lines has a lens extension position between the lens wide-angle position and the lens telephoto position of the cam groove for reasons of mold configuration ( In general, it is unavoidable to exist in the zoom area. Further, a step is generated at the boundary between the mold dividing lines 3m and 3n due to the influence of the mold accuracy and pressure at the time of molding. Further, the rectilinear frame 4 circumscribing the inner wall of the drive frame 3 is rotatable with respect to the drive frame 3. It is supported and can move integrally with the drive frame 3 in the optical axis direction. As shown in FIG. 5, the first convex portion 4 b protruding from the flange portion 4 a of the rectilinear frame 4 is always engaged with the concave groove 5 e provided in the optical axis direction of the inner wall of the fixed frame 5, The frame 4 is configured to perform only a translational motion in the optical axis direction with respect to the fixed frame 5 regardless of the rotation of the drive frame 3. Further, since the first group lens frame 19 and the second group lens frame 22 are provided in the rectilinear frame 4 at six locations on the circumference so that the first group lens frame 19 and the second group lens frame 22 do not rotate around the optical axis, the first group lens frame 19 and the second group frame are provided. The lens frame 22 is configured to perform only translational movement in the optical axis direction with respect to the fixed frame 5. The rectilinear frame 4 abuts on a later-described third group lens frame 38 by translational movement in the optical axis direction, so that the third group lens frame 38 can be driven.

次に、画像ずらし機構である２群レンズ枠ユニット２１について述べる。 Next, the second group lens frame unit 21 that is an image shifting mechanism will be described.

図８に示すように、駆動枠３の２群カム溝３ｆに係合する２群カムピン部２２ａを３箇所有し、基準枠となる２群レンズ枠２２には、シャフトを介して左右方向にのみ往復移動可能なヨーイング移動枠２３が摺動自在に支持されている。そしてヨーイング移動枠２３に設けたシャフト（２種類）に案内されて、ヨーイング移動枠２３に対して図８の上下方向に摺動自在にピッチング移動枠２４を設けている。ピッチング移動枠２４には、２群レンズ２５が固着された状態で設けられており、これにより２群レンズ２５は、２群レンズ枠２２に対して上下方向及び左右方向に移動可能な構成になっている。 As shown in FIG. 8, there are three second group cam pin portions 22a that engage with the second group cam groove 3f of the drive frame 3, and the second group lens frame 22 serving as a reference frame is arranged in the left-right direction via a shaft. A yawing movement frame 23 that can only reciprocate is slidably supported. A pitching moving frame 24 is provided so as to be slidable in the vertical direction of FIG. 8 by being guided by shafts (two types) provided on the yawing moving frame 23. The pitching moving frame 24 is provided in a state in which the second group lens 25 is fixed, so that the second group lens 25 is movable in the vertical direction and the left and right direction with respect to the second group lens frame 22. ing.

ピッチング移動枠２４には、２群レンズ２５を駆動するヨーイング用及びピッチング用のコイルパターン２６ａ、２６ｂを形成した複数層の積層基板２７が取り付けられている。また、この積層基板２７には、２群レンズ２５の位置を検出するための位置検出センサであるホール素子（磁気センサ）２８ａ、２８ｂが軽く圧入された状態で取り付けられており、これによってこれらのホール素子２８ａ、２８ｂは積層基板２７に対して高精度に位置決めされた構成になっている。 The pitching moving frame 24 is attached with a multilayer substrate 27 having a plurality of layers on which coiling patterns 26a and 26b for yawing and pitching for driving the second group lens 25 are formed. In addition, Hall elements (magnetic sensors) 28a and 28b, which are position detection sensors for detecting the position of the second group lens 25, are attached to the laminated substrate 27 in a lightly press-fitted state. The Hall elements 28 a and 28 b are positioned with high accuracy with respect to the laminated substrate 27.

加えて、図９に示すように、それぞれのコイルパターン２６ａ、２６ｂに対向する位置にマグネット３０ａ、３０ｂを設け、鉄製のバックヨーク３１ａ、３１ｂを介して２群レンズ枠２２に取付けられている。マグネット３０ａ、３０ｂの磁力によりバックヨーク３１ａ、３１ｂはマグネット３０ａ、３０ｂに吸着している。そして、ホール素子２８ａ、２８ｂの移動範囲の中心位置と２極着磁したこれらマグネット３０ａ、３０ｂの着磁境界とを一致すべく精度よく位置決めするために、マグネット３０ａ、３０ｂは２群レンズ枠２２に対して高精度に位置規制されている。また、積層基板２７に対してマグネット３０ａ、３０ｂの設置側とは反対側にL字形状をなす鉄製の対向ヨーク３２を設けている。
マグネット３０ａ、３０ｂより放出される磁力は積層基板２７を通過して対向ヨーク３２にも作用するため、バックヨーク３１ａ、３１ｂと対向ヨーク３２は互いに吸着し合い、２群レンズ枠２２の両側にそれぞれ押し付けられて２群レンズ枠２２にて保持される構造になっている。なお、マグネット３０ａ、３０ｂと吸着しているバックヨーク３１ａ、３１ｂは、２群レンズ枠２２の後方よりそれぞれ２群レンズ枠２２の所定位置に挿入する構成となっており、予め対向ヨーク３２を２群レンズ枠２２に上方より挿入しておけば、挿入直後に２群レンズ枠２２に吸着されるしくみになっている。 In addition, as shown in FIG. 9, magnets 30a and 30b are provided at positions facing the respective coil patterns 26a and 26b, and are attached to the second group lens frame 22 via iron back yokes 31a and 31b. The back yokes 31a and 31b are attracted to the magnets 30a and 30b by the magnetic force of the magnets 30a and 30b. The magnets 30a and 30b are positioned in the second group lens frame 22 in order to accurately position the center positions of the movement ranges of the Hall elements 28a and 28b and the magnetization boundaries of the magnets 30a and 30b magnetized with two poles. However, the position is regulated with high accuracy. Further, an iron facing yoke 32 having an L shape is provided on the opposite side of the laminated substrate 27 from the side where the magnets 30a and 30b are installed.
Since the magnetic force emitted from the magnets 30 a and 30 b passes through the laminated substrate 27 and also acts on the opposing yoke 32, the back yokes 31 a and 31 b and the opposing yoke 32 are attracted to each other and are respectively formed on both sides of the second group lens frame 22. The structure is held by the second group lens frame 22 by being pressed. The back yokes 31a and 31b adsorbed to the magnets 30a and 30b are configured to be inserted into predetermined positions of the second group lens frame 22 from the rear of the second group lens frame 22, respectively. If it is inserted into the group lens frame 22 from above, it will be attracted to the second group lens frame 22 immediately after the insertion.

そして画像ずらし制御信号に応じて画像ずらし機構２１のコイルパターン２６ａ、２６ｂに適切な通電を行うことにより、ピッチング移動枠２４にピッチング方向、ヨーイング方向の駆動力を発生させ、２群レンズ２５をピッチング方向、ヨーイング方向に駆動して画像ずらしを行うように構成されている。 Then, by appropriately energizing the coil patterns 26a and 26b of the image shifting mechanism 21 according to the image shifting control signal, the driving force in the pitching direction and the yawing direction is generated in the pitching moving frame 24, and the second group lens 25 is pitched. The image is shifted in the direction and yawing direction.

次に３群レンズ枠ユニット３６及びマスターフランジユニット８について述べる。 Next, the third group lens frame unit 36 and the master flange unit 8 will be described.

フォーカスレンズである３群レンズ３７は、樹脂製の３群レンズ枠３８にカシメ等により固着され、３群レンズ枠３８と一体的に光軸方向に移動可能になっている。３群レンズ枠３８は、軸受け部３８ａが後述するマスターフランジ３９に植立したメインガイドポール４０に精度よく嵌合して摺動自在になっているとともに、このメインガイドポール４０及びマスターフランジ３９に植立したサブガイドポール４１の両者により光軸に直交する面での位置が決定されるようになっている
また、図１０に示すように、３群レンズ枠３８には、マスターフランジ３９に固着した透過型フォトセンサ４２のコの字部に係合する位置検出部３８ｃが設けられている。透過型フォトセンサ４２は一対の発光素子４２ａ及び受光素子４２ｂより形成され、コの字部に侵入する部材の有無及び位置を非接触で検出できるため、３群レンズ枠３８の位置は透過型フォトセンサ４２により検出できる構成になっている。さらに、３群レンズ枠３８には、直進枠係合部３８ｄがメインガイドポール４０の近傍に形成され、３群レンズ枠３８は直進枠４が当接すると直進枠４と一体的に移動可能な構成になっているので、３群レンズ枠３８は直進枠４により駆動することができる。よって透過型フォトセンサ４２により３群レンズ枠３８を介して直進枠４のレンズ駆動装置１における原点位置（レンズ収納位置）を検出することができる。 The third group lens 37, which is a focus lens, is fixed to a resin-made third group lens frame 38 by caulking or the like, and can move integrally with the third group lens frame 38 in the optical axis direction. The third group lens frame 38 is slidably fitted with a main guide pole 40 having a bearing portion 38a fitted on a master flange 39, which will be described later, and is freely slidable. The position on the plane orthogonal to the optical axis is determined by both of the planted sub guide poles 41. Also, as shown in FIG. 10, the third group lens frame 38 is fixed to the master flange 39. A position detector 38c that engages with the U-shaped portion of the transmissive photosensor 42 is provided. The transmissive photosensor 42 is formed by a pair of light emitting elements 42a and light receiving elements 42b, and can detect the presence and position of a member that enters the U-shaped portion in a non-contact manner. The sensor 42 can be detected. Further, the third group lens frame 38 is formed with a rectilinear frame engaging portion 38d in the vicinity of the main guide pole 40, and the third group lens frame 38 can move integrally with the rectilinear frame 4 when the rectilinear frame 4 abuts. Since it is configured, the third group lens frame 38 can be driven by the rectilinear frame 4. Therefore, the origin position (lens storage position) in the lens driving device 1 of the rectilinear frame 4 can be detected by the transmissive photosensor 42 via the third group lens frame 38.

以上のような構成からレンズ駆動装置１のズーム位置は、マスターフランジ３９に固着された透過型フォトセンサ４２により検出されるレンズ駆動装置１の原点位置と、ズームモータユニット９に固着された透過型フォトセンサ１３及び１４により検出されるレンズ駆動装置１の原点位置からの移動量により求めることができる。 With the above configuration, the zoom position of the lens driving device 1 is the origin position of the lens driving device 1 detected by the transmission type photosensor 42 fixed to the master flange 39 and the transmission type fixed to the zoom motor unit 9. It can be obtained from the amount of movement of the lens driving device 1 detected from the photosensors 13 and 14 from the origin position.

以上のように構成されたレンズ駆動装置１について、以下そのズーム動作について説明する。 The zoom operation of the lens driving device 1 configured as described above will be described below.

ズーム動作時は、ズームモータ１０の回転トルクが駆動ギヤ７を介して駆動枠３に伝達され、駆動枠３は固定枠５のカム溝５ａに案内されて回転しながら光軸方向に移動する。それと同時に直進枠４は駆動枠３と一体に光軸方向に移動する。 During the zoom operation, the rotational torque of the zoom motor 10 is transmitted to the drive frame 3 via the drive gear 7, and the drive frame 3 is guided in the cam groove 5a of the fixed frame 5 and moves in the optical axis direction while rotating. At the same time, the rectilinear frame 4 moves integrally with the drive frame 3 in the optical axis direction.

さらに駆動枠３の回転により、１群レンズ枠１９は駆動枠３の１群カム溝３ｅから力を受けて、直進枠４の直進溝４ｃに案内されて光軸方向に移動する。 Further, by the rotation of the drive frame 3, the first group lens frame 19 receives a force from the first group cam groove 3e of the drive frame 3, and is guided in the rectilinear groove 4c of the rectilinear frame 4 to move in the optical axis direction.

同様に２群レンズ枠２２は駆動枠３の２群カム溝３ｆから力を受けて、直進枠４の直進溝４ｃに案内されて光軸方向に移動する。 Similarly, the second group lens frame 22 receives a force from the second group cam groove 3f of the drive frame 3, and is guided by the rectilinear groove 4c of the rectilinear frame 4 to move in the optical axis direction.

ここで、前述したように固定枠５に配設されたカム溝５ａ及び駆動枠３に配設された１群カム溝３ｅ、２群カム溝３ｆには金型構成上の理由からそれぞれ金型割り線５ｅ、３ｍ、３ｎが存在する。通常カム溝上には複数の金型割り線が存在し、そのうちの少なくとも１つの金型割り線は金型構成上の理由により、カム溝のレンズ広角位置からレンズ望遠位置の間のレンズ繰り出し位置（ズーム領域）に存在することが避けられないのが一般的である。そして金型精度や成型時の圧力の影響等により金型割り線５ｅ、３ｍ、３ｎを境として段差が生じるが、その段差の場所がどのズーム位置に相当するかは金型によって決まるので既知である。ズーム位置が既知であれば、あらかじめそのズーム位置を記憶手段５３に記憶させる。 Here, as described above, the cam groove 5a provided in the fixed frame 5 and the first group cam groove 3e and the second group cam groove 3f provided in the drive frame 3 are respectively molds for reasons of mold configuration. There are secant lines 5e, 3m, 3n. Usually, there are a plurality of mold dividing lines on the cam groove, and at least one of the mold dividing lines has a lens extension position between the lens wide-angle position and the lens telephoto position of the cam groove for reasons of mold configuration ( In general, it is unavoidable to exist in the zoom area. A level difference occurs at the boundary between the mold dividing lines 5e, 3m, and 3n due to the accuracy of the mold and the pressure at the time of molding, etc., and the zoom position corresponding to the position of the level difference is determined by the mold and is known. is there. If the zoom position is known, the zoom position is stored in advance in the storage means 53.

また、カム溝の段差によって１群レンズ枠１９の姿勢が変化し、１群レンズ１７が移動する移動量及び移動方向については、撮像装置の製造過程において、予め求めることが可能である。具体的には、１群レンズ枠１９の移動量、移動方向を非接触のレーザ変位計等を用いて測定する。 Further, the moving amount and moving direction of the movement of the first group lens 17 due to the cam groove step change in the posture of the first group lens frame 19 can be obtained in advance during the manufacturing process of the imaging apparatus. Specifically, the moving amount and moving direction of the first group lens frame 19 are measured using a non-contact laser displacement meter or the like.

１群レンズ１７の移動量及び移動方向がわかれば、その移動による画像ずれ量及びずれ方向、さらにその画像ずれを抑えるように画像ずらしレンズである２群レンズ２５をずらす量及びずらし方向は以下に述べるように求めることができる。 If the moving amount and moving direction of the first group lens 17 are known, the image shifting amount and shifting direction due to the movement, and the shifting amount and shifting direction of the second group lens 25 that is an image shifting lens so as to suppress the image shifting are as follows. You can ask as described.

図１１のように駆動枠３及び１群レンズ枠１９が実線から破線の状態に傾き、１群レンズ１７が矢印Ｌの方向に動いた場合、図１２のように１群レンズ１７のＸ方向の移動量をＬｘ、Ｙ方向の移動量をＬｙとすると、１群レンズ移動量及び移動方向と画像ずれ量及び画像ずれ方向の関係は次式で表される。 When the drive frame 3 and the first group lens frame 19 are inclined from the solid line to the broken line as shown in FIG. 11 and the first group lens 17 is moved in the direction of the arrow L, as shown in FIG. When the movement amount is Lx and the movement amount in the Y direction is Ly, the relationship between the first group lens movement amount and the movement direction and the image displacement amount and the image displacement direction is expressed by the following equation.

Ｘ方向の画像ずれ量＝−αＬｘ・・・式１
Ｙ方向の画像ずれ量＝−αＬｙ・・・式２
（αは係数）
つまり画像ずれ量は１群レンズ移動量に比例し、ずれ方向は１群レンズの移動方向と反対（１８０度回転させた方向）になる。 Image displacement amount in the X direction = −αLx Equation 1
Image displacement amount in the Y direction = −αLy Equation 2
(Α is a coefficient)
That is, the amount of image shift is proportional to the amount of movement of the first group lens, and the direction of shift is opposite to the direction of movement of the first group lens (direction rotated 180 degrees).

また、画像ずれ量及びずれ方向と２群レンズずらし量及びずらし方向の関係は次式で表される。 The relationship between the image shift amount and shift direction and the second group lens shift amount and shift direction is expressed by the following equation.

Ｘ方向の２群レンズずらし量＝β（αＬｘ）・・・式３
Ｙ方向の２群レンズずらし量＝β（αＬｙ）・・・式４
（βは係数）
つまり２群レンズのずらし量は画像ずれ量に比例し、ずらし方向は画像ずれ方向と同じになる。 Shift amount of the second group lens in the X direction = β (αLx) Equation 3
Y-direction second group lens shift amount = β (αLy) Equation 4
(Β is a coefficient)
That is, the shift amount of the second group lens is proportional to the image shift amount, and the shift direction is the same as the image shift direction.

撮像装置の製造過程において、上記式１及び式２から求めた画像ずれ量及びずれ方向をあらかじめ記憶手段５３に記憶させる。そうすればその情報を基にマイクロコンピュータ１２５で２群ずらし量及びずらし方向を求め、前述した通りすでに記憶手段５３に記憶させたズーム位置情報とあわせて、カムピン３ａ、１９ａ、２２ａがそれぞれカム溝５ａ、３ｅ、３ｆの段差を通過する時に画像ずらし制御信号を画像ずらし手段１２１に与えてやることができ、画像ずらしレンズである２群レンズ２５を駆動することができる。 In the manufacturing process of the imaging device, the image shift amount and the shift direction obtained from the formulas 1 and 2 are stored in the storage unit 53 in advance. Then, based on this information, the microcomputer 125 obtains the shift amount and the shift direction of the second group, and the cam pins 3a, 19a, 22a are respectively connected to the cam grooves together with the zoom position information already stored in the storage means 53 as described above. An image shift control signal can be given to the image shift means 121 when passing through the steps 5a, 3e and 3f, and the second group lens 25 which is an image shift lens can be driven.

よってズーム位置情報をもとに、画像ずれを打ち消すように画像ずらしレンズである２群レンズ２５を駆動することができるので、カム溝５ａ、３ｅ、３ｆの段差による画像ずれの発生を抑えることができる。 Therefore, since the second group lens 25 that is an image shifting lens can be driven so as to cancel the image shift based on the zoom position information, it is possible to suppress the occurrence of image shift due to the steps of the cam grooves 5a, 3e, and 3f. it can.

ここではカム溝５ａ、３ｅ、３ｆの段差により１群レンズ１７が移動した場合について述べたが、カム溝段差により２群レンズが移動した場合も１群レンズが移動した場合と同様に画像ずれが発生する。その場合も画像ずらしレンズである２群レンズ２５を駆動することにより画像ずれの発生を抑えることができる。２群レンズ移動量と、撮像素子上でのずれ量の関係は、上述した通りなので、その説明は省略する。 Here, the case where the first group lens 17 is moved by the steps of the cam grooves 5a, 3e, and 3f has been described. However, when the second group lens is moved by the steps of the cam grooves, the image shift is similar to the case where the first group lens is moved. appear. Also in this case, it is possible to suppress the occurrence of image shift by driving the second group lens 25 that is an image shift lens. Since the relationship between the amount of movement of the second group lens and the amount of deviation on the image sensor is as described above, description thereof is omitted.

なお撮像装置５０にぶれ検出手段５５を追加し、ぶれ検出手段５５で検出したぶれ量の情報をマイクロコンピュータ１２５に与えてやることにより、手ぶれ等による画像のぶれを抑えることも可能である。以下手ぶれ補正を行う場合の動作について説明する。 In addition, it is also possible to suppress image blur due to camera shake or the like by adding shake detection means 55 to the imaging apparatus 50 and giving information on the amount of shake detected by the shake detection means 55 to the microcomputer 125. The operation when camera shake correction is performed will be described below.

角速度センサ１３１は、撮像光学系１２０を含む撮像装置５０の手ぶれ等による動きを検出するためのセンサであり、撮像装置５０が静止している状態での出力を基準に、撮像装置５０の動きの方向により正負両方の角速度信号を出力する。角速度センサ１３１は、ヨーイング及びピッチングの２方向の動きを検出するセンサであり、２個設けられている。図１では１方向のみ図示する。このように角速度センサ１３１は手ぶれ及びその他の振動による撮像装置５０の動きを検出するぶれ検出手段の機能を有している。 The angular velocity sensor 131 is a sensor for detecting movement due to camera shake or the like of the imaging device 50 including the imaging optical system 120, and the movement of the imaging device 50 is based on an output when the imaging device 50 is stationary. Depending on the direction, both positive and negative angular velocity signals are output. The angular velocity sensor 131 is a sensor that detects movement in two directions of yawing and pitching, and two angular velocity sensors 131 are provided. FIG. 1 shows only one direction. As described above, the angular velocity sensor 131 has a function of a shake detection unit that detects the movement of the imaging device 50 due to camera shake and other vibrations.

ＨＰＦ１３２は、角速度センサ１３１の出力に含まれる不要帯域成分中の直流ドリフト成分を除去する高域通過フィルタである。ＬＰＦ１３３は、角速度センサ１３１の出力に含まれる不要帯域成分中の共振周波数成分や、ノイズ成分を除去する低域通過フィルタである。アンプ１３４は角速度センサ１３１の出力信号レベルの調整を行うための回路である。Ａ／Ｄ変換手段１３５はアンプ１３４の出力信号をデジタル信号に変換する変換手段であり、その出力はマイクロコンピュータ１２５に与えられる。 The HPF 132 is a high-pass filter that removes a DC drift component in an unnecessary band component included in the output of the angular velocity sensor 131. The LPF 133 is a low-pass filter that removes resonance frequency components and noise components in unnecessary band components included in the output of the angular velocity sensor 131. The amplifier 134 is a circuit for adjusting the output signal level of the angular velocity sensor 131. The A / D conversion means 135 is conversion means for converting the output signal of the amplifier 134 into a digital signal, and its output is given to the microcomputer 125.

マイクロコンピュータ１２５は、Ａ／Ｄ変換手段１３５を介して取り込んだ角速度センサ１３１の出力信号に対し、フィルタリング、積分処理、位相補償、ゲイン調整、クリップ処理等を施し、動き補正に必要な２群レンズ２５の駆動制御量（以下像ぶれ補正制御信号と称す）を求めて出力する制御信号発生手段である。像ぶれ補正制御信号はＤ／Ａ変換手段１３６を介して画像ずらし手段１２１に出力される。画像ずらし手段１２１は像ぶれ補正制御信号に基づき２群レンズ２５を駆動することで、画像の動きを補正する。 The microcomputer 125 performs filtering, integration processing, phase compensation, gain adjustment, clip processing, and the like on the output signal of the angular velocity sensor 131 taken in via the A / D conversion means 135, and is a second group lens necessary for motion correction This is a control signal generating means for obtaining and outputting 25 drive control amounts (hereinafter referred to as image blur correction control signals). The image blur correction control signal is output to the image shifting unit 121 via the D / A conversion unit 136. The image shifting unit 121 corrects the motion of the image by driving the second group lens 25 based on the image blur correction control signal.

なお、画像ずらし手段として、撮像光学系内の一部のレンズを光軸に垂直な方向に駆動させることにより光軸を偏心させ画像をずらす方法を挙げたが、撮像素子を光軸に垂直な方向に駆動させて画像をずらす方法や、２枚のレンズの間に特定の屈折率を持つ液体を封入密閉し、２枚のレンズの光軸に対する傾きを変化させることにより画像をずらす方法としても良い。 As an image shifting means, a method of shifting the image by decentering the optical axis by driving some lenses in the imaging optical system in a direction perpendicular to the optical axis has been described. As a method of shifting the image by driving in the direction, or a method of shifting the image by sealing and sealing a liquid having a specific refractive index between the two lenses and changing the inclination of the two lenses with respect to the optical axis good.

以上のように本実施の形態によれば、ズーム動作中にズーム位置検出手段のズーム位置情報を基にして、カムピンがカム溝の段差を通過する際画像ずらし手段を駆動して画像ずれを補正することができる。 As described above, according to the present embodiment, based on the zoom position information of the zoom position detection means during the zoom operation, the image shift means is driven to correct the image shift when the cam pin passes through the step of the cam groove. can do.

（実施の形態２）
以下、本発明の第２の実施の形態について、図１３を用いて説明する。なお、図１〜図１２と同じ機能を持つ部分には同一符号を付し、その説明は省略する。 (Embodiment 2)
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Parts having the same functions as those in FIGS. 1 to 12 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

動き（ベクトル）検出手段５４は画像ずれの際の、画像の動きベクトルを認識し、画像ずれ量、ずれ方向及びずれ発生タイミングを求め、その情報をマイクロコンピュータ１２５に出力する処理手段である。 The motion (vector) detection means 54 is a processing means for recognizing the motion vector of the image at the time of image shift, obtaining the image shift amount, shift direction and shift occurrence timing, and outputting the information to the microcomputer 125.

ここで画像ずれ量及びずれ方向と２群レンズずらし量及びずらし方向の関係は、図１４に示すように次式で表される。 Here, the relationship between the image shift amount and shift direction and the second group lens shift amount and shift direction is expressed by the following equation as shown in FIG.

Ｘ方向の２群レンズずらし量＝γＭｘ・・・式３
Ｙ方向の２群レンズずらし量＝γＭｙ・・・式４
（γは係数）
つまり２群レンズのずらし量は画像ずれ量に比例し、ずらし方向は画像ずれ方向と同じである。 Shift amount of the second group lens in the X direction = γMx Equation 3
Y-direction second group lens shift amount = γMy Equation 4
(Γ is a coefficient)
That is, the shift amount of the second group lens is proportional to the image shift amount, and the shift direction is the same as the image shift direction.

画像ずれ量、ずれ方向及びずれ発生タイミングを記憶手段５３に記憶させてやれば、その情報を基にマイクロコンピュータ１２５で２群ずらし量及びずらし方向を求め、ずれ発生タイミングすなわちカムピン３ａ、１９ａ、２２ａがそれぞれカム溝５ａ、３ｅ、３ｆの段差を通過する時に画像ずらし制御信号を画像ずらし手段１２１に与えてやることができ、画像ずらしレンズである２群レンズ２５を駆動することができる。 If the image displacement amount, displacement direction and displacement occurrence timing are stored in the storage means 53, the microcomputer 125 obtains the shift amount and displacement direction of the second group based on the information, and the displacement occurrence timing, that is, the cam pins 3a, 19a, 22a. Can pass an image shift control signal to the image shift means 121 when passing through the steps of the cam grooves 5a, 3e and 3f, respectively, and the second group lens 25 which is an image shift lens can be driven.

よって画像情報を基に、画像ずれを打ち消すように画像ずらしレンズである２群レンズ２５を駆動することができるので、カム溝５ａ、３ｅ、３ｆの段差による画像ズレの発生を抑えることができる。 Therefore, since the second group lens 25 that is an image shifting lens can be driven so as to cancel the image shift based on the image information, it is possible to suppress the occurrence of image shift due to the steps of the cam grooves 5a, 3e, and 3f.

ここでは実施の形態１と同様に、カム溝５ａ、３ｅ、３ｆの段差により１群レンズ１７が移動した場合について述べたが、カム溝段差により２群レンズが移動した場合も１群レンズが移動した場合と同様に画像ずれが発生する。その場合も画像ずらしレンズである２群レンズ２５を駆動することにより画像ずれの発生を抑えることができる。２群レンズ移動量と、撮像素子上でのずれ量の関係は、上述した通りなので、その説明は省略する。 Here, as in the first embodiment, the case where the first group lens 17 is moved by the steps of the cam grooves 5a, 3e, and 3f has been described. However, the first group lens is also moved when the second group lens is moved by the steps of the cam grooves. As in the case of this, an image shift occurs. Also in this case, it is possible to suppress the occurrence of image shift by driving the second group lens 25 that is an image shift lens. Since the relationship between the amount of movement of the second group lens and the amount of deviation on the image sensor is as described above, description thereof is omitted.

なお実施の形態２の場合も実施の形態１と同様に、撮像装置５０にぶれ検出手段５５を追加し、ぶれ検出手段５５で検出したぶれ量の情報をマイクロコンピュータ１２５に与えてやることにより、手ぶれ等による画像のぶれを抑えることも可能である。手ぶれ補正を行う場合の動作については実施の形態１と同様なので説明は省略する。 In the case of the second embodiment, as in the first embodiment, the shake detection unit 55 is added to the imaging device 50, and information on the amount of shake detected by the shake detection unit 55 is given to the microcomputer 125. It is also possible to suppress image blur due to camera shake or the like. Since the operation for performing camera shake correction is the same as that of the first embodiment, the description thereof is omitted.

以上のように本実施の形態によれば、ズーム動作中に動き検出手段の動き情報を基にして、カムピンがカム溝の段差を通過する際画像ずらし手段を駆動して画像ずれ量を補正することができる。 As described above, according to the present embodiment, the image shift amount is corrected by driving the image shift unit when the cam pin passes through the step of the cam groove based on the motion information of the motion detection unit during the zoom operation. be able to.

本発明は、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等において、撮影者がズーム動作中に画像ずれによる違和感を感じることがない高品位の撮像装置が求められる用途に適応が可能である。 The present invention can be applied to a digital still camera, a digital video camera, or the like in which a photographer is required to have a high-quality imaging device that does not feel uncomfortable due to image shift during a zoom operation.

本発明の第１の実施の形態における撮像装置のハードウエアの構成図1 is a hardware configuration diagram of an imaging apparatus according to a first embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態における撮像装置のレンズ駆動部の側面断面図Side surface sectional drawing of the lens drive part of the imaging device in embodiment of this invention 本発明の実施の形態における撮像装置の駆動部の斜視図The perspective view of the drive part of the imaging device in embodiment of this invention （ａ）本発明の実施の形態における撮像装置のズームモータユニットの正面断面図、（ｂ）本発明の実施の形態における撮像装置のズームモータユニットの下面断面図(A) Front sectional view of zoom motor unit of imaging device in embodiment of the present invention, (b) Bottom sectional view of zoom motor unit of imaging device in embodiment of the present invention 本発明の実施の形態における撮像装置の駆動主要部の分解斜視図1 is an exploded perspective view of a main driving part of an imaging apparatus according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態における撮像装置の固定枠のカム溝の展開図Fig. 3 is a development view of a cam groove of a fixed frame of the imaging device according to the embodiment of the present invention （ａ）本発明の実施の形態における撮像装置の駆動枠の２群カム溝展開図、（ｂ）本発明の実施の形態における撮像装置の駆動枠の１群カム溝展開図(A) An exploded view of the second group cam groove of the drive frame of the imaging device in the embodiment of the present invention, (b) An exploded view of the first group cam groove of the drive frame of the imaging device in the embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態における撮像装置の２群レンズ枠ユニットの正面図The front view of the 2 group lens frame unit of the imaging device in embodiment of this invention 本発明の実施の形態における撮像装置の２群レンズ枠ユニットの側面図The side view of the 2 group lens frame unit of the imaging device in embodiment of this invention 本発明の実施の形態における撮像装置の３群レンズユニットの斜視図The perspective view of the 3 group lens unit of the imaging device in embodiment of this invention （ａ）本発明の実施の形態における撮像装置のレンズ駆動装置の正面図、（ｂ）本発明の実施の形態における撮像装置のレンズ駆動装置の側面図(A) Front view of the lens driving device of the imaging device in the embodiment of the present invention, (b) Side view of the lens driving device of the imaging device in the embodiment of the present invention. （ａ）本発明の第１の実施の形態における１群レンズ移動量及び移動方向を示す図、（ｂ）本発明の第１の実施の形態における画像ずれ量及びずれ方向を示す図、（ｃ）本発明の第１の実施の形態における２群レンズずらし量及びずらし方向を示す図(A) The figure which shows the 1st group lens movement amount and movement direction in the 1st Embodiment of this invention, (b) The figure which shows the image displacement amount and deviation direction in the 1st Embodiment of this invention, (c) ) Diagram showing the shift amount and shift direction of the second group lens in the first embodiment of the present invention 本発明の第２の実施の形態における撮像装置のハードウエアの構成図Hardware configuration diagram of an imaging apparatus according to the second embodiment of the present invention （ａ）本発明の第２の実施の形態における画像ずれ量及びずれ方向を示す図、（ｂ）本発明の第２の実施の形態における２群レンズずらし量及びずらし方向を示す図(A) The figure which shows the image shift amount and shift direction in the 2nd Embodiment of this invention, (b) The figure which shows the 2 group lens shift amount and shift direction in the 2nd Embodiment of this invention.

Explanation of symbols

１レンズ駆動装置
２固定枠ユニット
３駆動枠
４直進枠
５固定枠
７駆動ギヤ
８マスターフランジユニット
９ズームモータユニット
１０ズームモータ
１３、１４透過型フォトセンサ
１７１群レンズ
１９１群レンズ枠
２１２群レンズ枠ユニット
２２２群レンズ枠
２５２群レンズ
３６３群レンズ枠ユニット
３７３群レンズ
３８３群レンズ枠
３９マスターフランジ
４０メインガイドポール
４１サブガイドポール
４２透過型フォトセンサ
５０撮像装置
５１ズーム位置検出手段
５２Ａ／Ｄ変換手段
５３記憶手段
５４動き（ベクトル）検出手段
５５ぶれ検出手段
５６画像表示手段
１２０撮像光学系
１２１画像ずらし手段
１２２移動量検出手段
１２３撮像光学系駆動手段
１２４Ｄ／Ａ変換手段
１２５マイクロコンピュータ
１２６撮像素子
１２７撮像素子駆動制御手段
１２８アナログ信号処理手段
１２９Ａ／Ｄ変換手段
１３０デジタル信号処理手段
１３１角速度センサ
１３２ＨＰＦ（ＨｉｇｈＰａｔｈＦｉｌｔｅｒ）
１３３ＬＰＦ（ＬｏｗＰａｔｈＦｉｌｔｅｒ）
１３４アンプ
１３５Ａ／Ｄ変換手段
１３６Ｄ／Ａ変換手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Lens drive device 2 Fixed frame unit 3 Drive frame 4 Straight advance frame 5 Fixed frame 7 Drive gear 8 Master flange unit 9 Zoom motor unit 10 Zoom motor 13, 14 Transmission type photo sensor 17 1 group lens 19 1 group lens frame 21 2 groups Lens frame unit 22 Second group lens frame 25 Second group lens 36 Third group lens frame unit 37 Third group lens 38 Third group lens frame 39 Master flange 40 Main guide pole 41 Sub guide pole 42 Transmission type photosensor 50 Imaging device 51 Zoom position detection Means 52 A / D conversion means 53 Storage means 54 Motion (vector) detection means 55 Shake detection means 56 Image display means 120 Imaging optical system 121 Image shift means 122 Movement amount detection means 123 Imaging optical system drive means 124 D / A conversion means 125 Microco Computer 126 imaging element 127 image sensor drive control means 128 the analog signal processing unit 129 A / D converter 130 digital signal processing unit 131 the angular velocity sensor 132 HPF (High Path Filter)
133 LPF (Low Path Filter)
134 Amplifier 135 A / D Conversion Unit 136 D / A Conversion Unit

Claims

An imaging apparatus having an imaging optical system with variable zoom magnification,
An image sensor that captures an optical image of a subject and converts it into an electrical image signal;
Image shifting means for shifting the subject image on the image sensor;
A lens frame having a protruding cam pin and driven and driven by the cam pin;
A molding frame having a cam groove that engages with the cam pin and holds the lens frame at a predetermined zoom position;
Driving means for driving the lens frame;
Zoom position detecting means for detecting the zoom position of the lens frame;
Storage means for storing an image shift amount generated on the image sensor when the cam pin passes through the step of the cam groove generated when the molding frame is molded;
The image shifting unit corrects the image shift amount stored in the storage unit when the cam pin passes through the step of the cam groove based on the zoom position information of the zoom position detection unit.
Imaging device.

An imaging apparatus having an imaging optical system with variable zoom magnification,
An image sensor that captures an optical image of a subject and converts it into an electrical image signal;
Image shifting means for shifting the subject image on the image sensor;
A motion detection means for detecting a motion of an image from an image signal obtained from the image sensor; a lens frame having a projecting cam pin and supported and driven by the cam pin;
A molding frame having a cam groove that engages with the cam pin and holds the lens frame at a predetermined zoom position;
Driving means for driving the lens frame;
Storage means for storing an image shift amount generated on the image sensor when the cam pin passes through the step of the cam groove generated when the molding frame is molded;
The image shift means corrects the image shift amount stored in the storage means when the cam pin passes through the step of the cam groove based on the movement information of the movement detection means.
Imaging device.