JP4894366B2 - Shake correcting device and optical instruments - Google Patents

Shake correcting device and optical instruments

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JP4894366B2
JP4894366B2 JP2006165024A JP2006165024A JP4894366B2 JP 4894366 B2 JP4894366 B2 JP 4894366B2 JP 2006165024 A JP2006165024 A JP 2006165024A JP 2006165024 A JP2006165024 A JP 2006165024A JP 4894366 B2 JP4894366 B2 JP 4894366B2
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豪 松本
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株式会社ニコン
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Description

本発明は、 ブレ補正装置と、このブレ補正装置を用いた光学機器とに関する。 The present invention includes a blur correction apparatus, and an optical apparatus using the motion compensation device.

従来から、屈折率の異なる二種類の液体を容器内に充填して液体レンズを構成するとともに、電圧の印加で液体の界面形状を変化させることで可変焦点レンズとして用いる光学系が提案されている。 Conventionally, as to constitute a liquid lens the two kinds of liquids having a refractive index filled in a container, an optical system is used as a variable focus lens by changing the shape of the interface between the liquid at the applied voltage has been proposed . なお、上記の光学系の一例が特許文献1に開示されている。 Incidentally, an example of the optical system mentioned above is disclosed in Patent Document 1.
特表2001−519539号公報 JP-T 2001-519539 JP

しかし、従来の液体レンズでは、第1の液体の屈折率と第2の液体の屈折率との差を大きくして液体レンズ全体の屈折率を上げようとすると、第1の液体と第2の液体との界面において入射光束に対する反射率が大きくなる点で改善の余地があった。 However, in the conventional liquid lens, a first refractive index of the liquid and the second when the difference between the refractive index of the liquid is increased to an attempt to increase the refractive index of the entire liquid lens, a first liquid and a second reflectance of incident light flux at the interface between the liquid and there is room for improvement in terms of increased.
本発明は、第1の液体と第2の液体との界面における反射率を小さくしたブレ補正装置を提供することを目的とする。 The present invention aims to provide a motion compensation device having a small reflectance at the interface between the first liquid and the second liquid.

第1の発明のブレ補正装置は、 導電性を有する第1液体と、第2液体と、 第1層と、容器と、複数の第1電極と、複数の第2電極と、ブレ補正制御部とを備える。 Blur correction apparatus of the first invention comprises a first liquid having conductivity, and the second liquid body, a first layer, a container, a plurality of first electrodes, a plurality of second electrodes, the blur correction control and a part. 2液体は、第1液体とは異なる屈折率を有し、誘電性を有する。 Second liquid body has a refractive index different from that of the first liquid member having a dielectric. 1層は、 第1液体と接触する第1面が第1液体と親和性を有し、第2液体と接触する第2面が第2液体と親和性を有し、1液体の屈折率と第2液体の屈折率との間の屈折率を有する。 The first layer, the first surface in contact with the first liquid has an affinity with the first liquid, a second surface in contact with the second liquid has an affinity with the second liquid, the first liquid member to have a refractive index between the refractive index and the refractive index of the second liquid member. 容器は、第1液体、第2液体及び第1層を収容する。 Container containing a first liquid, second liquid and the first layer. 複数の第1電極は、絶縁層を介して第1液体に対向するように容器の内部に備えられる。 A plurality of first electrodes is provided in the interior of the container so as to face the first liquid through an insulating layer. 複数の第2電極は、入射光の光軸方向に沿って第1電極と平行に備えられ、第2液体に対向するように容器の内部に備えられる。 A plurality of second electrodes are provided in parallel with the first electrode along the optical axis of the incident light, it is provided in the interior of the container so as to face the second liquid. ブレ補正制御部は、装置のブレ量に対応するブレ検出信号に応じて第1電極および第2電極に印加する電圧を制御することにより、第1液体と第2液体との界面形状を変化させて像ブレを補正する。 Shake correction control unit, by controlling the voltage applied to the first electrode and the second electrode in accordance with the shake detection signal corresponding to the shake amount of the device, by changing the shape of the interface between the first liquid and the second liquid to correct the image blur Te.
第2の発明は、第1の発明において、第1層は、第1液体および第2液体から分離して備えられている。 The second invention according to the first invention, the first layer is provided separately from the first liquid member and the second fluid member.

第3の発明は、第1または第2の発明において、第1層が流動性を有する。 The third invention is the first or second aspect of the invention, the first layer having fluidity.
第4の発明は、第1から第3のいずれかの発明において、第1層は、粘性体、液体、高分子膜および高分子粒のいずれか1つを含む。 The fourth invention comprises the third one of the invention from the first, the first layer, viscous, liquid, one of the polymer film and the polymer particle.
第5の発明は、第1から第4のいずれかの発明において、第1液体、第2液体および第1層は、入射光の光軸に沿って配置されている。 A fifth invention, in the fourth one of the invention from the first, the first liquid member, the second liquid member and the first layer, is arranged along the optical axis of the incident light.

第6の発明は、第1から第5のいずれかの発明において、第1層は、入射光束に対する反射防止膜としての役割を有する。 According to a sixth aspect, in the fifth one of the invention from the first, the first layer has a role as an anti-reflection film to the incident light beam.
第7の発明は、第1から第6のいずれかの発明において、入射光の波長をλとし、第1層の屈折率をnとしたとき、第1層の厚さはλ/(4n)である。 According to a seventh invention, in any one of the first to sixth, the wavelength of the incident light is lambda, and the refractive index of the first layer is n, the thickness of the first layer lambda / (4n) it is.
第8の発明の光学機器は、第1から第7のいずれかの発明のブレ補正装置を用いたことを特徴とする。 Eighth optical instrument invention is characterized in that the first using a blur correction apparatus of the seventh invention of any one of.

本発明によれば、第1の液体と第2の液体との界面での反射率を小さくしたブレ補正装置を提供できる。 The present invention can provide a motion compensation device having a small first liquid the reflectivity at the interface between the second liquid.

以下、添付の図面を用いて、本発明の一実施形態について説明する。 Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a description will be given of an embodiment of the present invention.
(液体レンズの説明) (Description of the liquid lens)
図1から図3は、本実施形態の液体レンズの動作を示す説明図である。 Figures 1-3 is an explanatory view showing an operation of the liquid lens of the present embodiment. なお、図1は液体レンズの光軸方向と水平に切断した状態を示している。 Incidentally, FIG. 1 shows a state in which the horizontally cut the optical axis direction of the liquid lens.
図1に示す液体レンズ120は、導電性液体1と、誘電性液体2と、容器5と、絶縁層6と、上部電極7a,8aと、下部電極7b,8bと、第3物質層13とを有している。 Liquid lens 120 shown in FIG. 1, the conductive liquid 1, the dielectric liquid 2, the container 5, and the insulating layer 6, the upper electrode 7a, and 8a, the lower electrode 7b, and 8b, a third material layer 13 have.

容器5は、円筒状の内部空間を有する容器本体と、容器本体の開口を塞ぐ蓋体とで構成されている。 Vessel 5 includes a container body having a cylindrical internal space, and a lid closing the opening of the container body. この容器5の材質は、絶縁性を有する透光性樹脂などで構成されている。 The material of the container 5 is configured by a light transmissive resin having insulation properties. そして、液体レンズ120の組立状態では、容器5に液体レンズを構成する各部品が収納される。 Then, in the assembled state of the liquid lens 120, the parts constituting the liquid lens in the container 5 is housed. 便宜上、図1では容器5を一体化した一部品として示す。 For convenience, as a component with an integrated container 5 in FIG. 1. なお、容器5の内側側面には撥水加工が施されている。 Incidentally, water-repellent processing is given to the inner side of the container 5.

容器5の内部には、いずれも透光性を有する導電性液体1および誘電性液体2が充填されている。 Inside the container 5, both the conductive liquid 1 and the dielectric liquid 2 having translucency is filled. 導電性液体1および誘電性液体2の間には、透光性を有する第3物質層13が形成されている。 Between the conductive liquid 1 and the dielectric liquid 2, the third material layer 13 having a light-transmitting property is formed. 第3物質層13は、導電性液体1および誘電性液体2から分離して容器5内に備えられている。 The third material layer 13 is provided in the container 5 is separated from the conductive liquid 1 and the dielectric liquid 2. すなわち、容器5内において導電性液体1および誘電性液体2は第3物質層13で隔てられており、各々の液体が混じり合うことはない。 That is, the conductive liquid 1 and the dielectric liquid 2 in the container 5 are separated by the third material layer 13 is not that each of the liquid miscible. なお、第3物質層13は、入射光束に対する反射防止膜の役割も果たす。 The third material layer 13 also serves an anti-reflection film with respect to the incident light beam.

また、導電性液体1、誘電性液体2および第3物質層13は、液体レンズ120に対する入射光の光軸に沿って配置されている。 The conductive liquid 1, dielectric liquid 2 and the third material layer 13 is disposed along the optical axis of the incident light to the liquid lens 120. 具体的には、図1では液体レンズ120の光軸方向入射側(図1の上側)から順に、誘電性液体2、第3物質層13、導電性液体1がそれぞれ層をなすように配置されている。 Specifically, in order from the optical axis incident side of the liquid lens 120 in FIG. 1 (the upper side in FIG. 1), dielectric liquid 2, the third material layer 13, the conductive liquid 1 is arranged to form each layer ing. なお、容器5の内側側面の撥水加工によって、導電性液体1の図中上側の界面は、誘電性液体2および第3物質層13に対して中央部が張り出した凸球面をなしている。 Depending water-repellent inner side of the container 5, in the drawing surface of the upper conductive liquid 1 has a convex spherical surface which protrudes a central portion with respect to the dielectric liquid 2 and the third material layer 13.

ここで、導電性液体1には例えば無機塩の水溶液が使用される。 Here, the conductive liquid 1 aqueous solution of an inorganic salt is used, for example. また、誘電性液体2には例えばフッ素系オイルが使用される。 Further, the dielectric liquid 2 such as fluorine-based oil is used. そして、導電性液体1および誘電性液体2は各々が異なる屈折率を有し、導電性液体1は誘電性液体2よりも屈折率が大きくなるように設定されている。 Then, the conductive liquid 1 and the dielectric liquid 2 has a refractive index, each different, the conductive liquid 1 is set so that the refractive index than the dielectric liquid 2 is increased.
第3物質層13は流動性のある物質で構成されており、導電性液体1と誘電性液体2との界面形状の変形を許容する。 The third material layer 13 is made of a material having fluidity, Deformable interface shape between the conductive liquid 1 and the dielectric liquid 2. 例えば、第3物質層13は、粘性体、液体、高分子膜、高分子粒のいずれか1つを含んでいる。 For example, the third material layer 13, the viscous body, a liquid, a polymer film includes one of a polymer particle. また、第3物質層13の屈折率は、導電性液体1の屈折率と誘電性液体2の屈折率との間の値となるように設定される。 The refractive index of the third material layer 13 is set to a value between the conductive refractive index of the liquid 1 and the dielectric refractive index of the liquid 2. なお、第3物質層13の厚さは、入射光の波長をλとし、第3物質層13の屈折率をnとするときに、λ/(4n)の値に設定することが特に好ましい。 The thickness of the third material layer 13, the wavelength of the incident light is lambda, the refractive index of the third material layer 13 when is n, it is particularly preferable to set the value of λ / (4n).

また、図1において、第3物質層13の下面は導電性液体1との親和性を有している。 Further, in FIG. 1, the lower surface of the third material layer 13 has an affinity with the conductive liquid 1. 同様に、第3物質層13の上面は誘電性液体2との親和性を有している。 Similarly, the upper surface of the third material layer 13 has an affinity with the dielectric liquid 2. ここで、親和性とは、ある物質が他の物質と容易に結合する性質を意味する。 Herein, the affinity means the property of a substance is easily coupled with other substances. もっとも、実際には、第3物質層13が導電性液体1および誘電性液体2の両方に親和性を有する必要はない。 However, in practice, need not the third material layer 13 has both the affinity of the conductive liquid 1 and the dielectric liquid 2. 例えば、第3物質層13が導電性液体1または誘電性液体2の一方に対して親和性を有していれば足りる。 For example, sufficient that have affinity third material layer 13 to one of the conductive liquid 1 or dielectric liquid 2.

図1において、上部電極7aおよび下部電極7bと、上部電極8aおよび下部電極8bとは、各々1対の電極を構成する。 In Figure 1, the upper electrode 7a and the lower electrode 7b, and the upper electrode 8a and the lower electrode 8b, constituting each pair of electrodes. そして、上記の1対の電極間には直流電圧が印加される。 Then, between the above pair of electrodes a DC voltage is applied. また、下部電極7b,8bの容器内面側はそれぞれ絶縁層6で被覆されている。 The lower electrode 7b, the container inner surface of 8b are covered with respective insulating layer 6. なお、図1はいずれの電極にも電圧が印加されていない状態を示している。 Incidentally, FIG. 1 shows a state of not being applied a voltage to any electrode.
図2は、上部電極8aと下部電極8bとの間に直流電圧を印加したときの状態を示す図である。 Figure 2 is a diagram showing a state in which a DC voltage is applied between the upper electrode 8a and the lower electrode 8b. 上部電極8aと下部電極8bとに直流電圧が印加されると、電界によって導電性液体1と誘電性液体2との表面張力が変化し、導電性液体1が電極8a,8bの方に引かれて変位した状態となる。 When a DC voltage to the upper electrode 8a and the lower electrode 8b is applied, an electric field surface tension is changed with the conductive liquid 1 and the dielectric liquid 2 by the conductive liquid 1 is pulled toward the electrode 8a, 8b the displaced state Te. これにより、導電性液体1と誘電性液体2との界面の形状が変化して、液体レンズ120の光学特性が変化する。 Thus, the shape of the interface is changed in the conductive liquid 1 and the dielectric liquid 2, the optical properties of the liquid lens 120 is changed.

また、本実施形態の液体レンズ120では、レンズの円周方向に4対の電極を配置している。 Further, in the liquid lens 120 of the present embodiment, it is disposed four pairs of electrodes in the circumferential direction of the lens. これにより、液体レンズ120における界面の変位を、光軸に対して垂直な面内の2方向に制御可能としている。 Thus, the displacement of the interface in the liquid lens 120, thereby enabling control in two directions in a plane perpendicular to the optical axis. 図3は、液体レンズ120を光軸方向から見た図である。 Figure 3 is a view of the liquid lens 120 in the optical axis direction. 容器5の円周上には、円弧状の4対の電極7,8,9,10が配置されている。 On the circumference of the container 5, arc-shaped four pairs of electrodes 7, 8, 9, 10 are arranged. そして、電極7または電極8への電圧印加により、紙面左右方向(X方向)に液体レンズ120を制御できる。 Then, by applying voltage to the electrode 7 or the electrode 8 can be controlled liquid lens 120 in the left-right direction (X direction). 同様に、電極9または電極10への電圧印加により、紙面上下方向(Y方向)に液体レンズ120を制御できる。 Similarly, by applying voltage to the electrode 9 or the electrode 10, it can be controlled liquid lens 120 in the up-down direction (Y-direction).

ここで、図3に示す各電極(7〜10)は、各々が上部電極および下部電極を有している。 Here, each of the electrodes shown in FIG. 3 (7-10) each have an upper and lower electrodes. 電極9,10の構成は、図1および図2に示した電極7a,7b,8a,8bの構成とほぼ共通するので、個別の図示と重複説明は省略する。 Configuration of electrodes 9 and 10, electrodes 7a shown in FIGS. 1 and 2, 7b, 8a, almost since the common and 8b configuration, repeated description a separate illustration is omitted. また、液体レンズ120の屈折率を高精度に制御する必要がある場合には、電極の分割数をさらに増やせばよい。 When it is necessary to control the refractive index of the liquid lens 120 with high accuracy, further increasing the number of divisions of the electrodes. なお、液体レンズ120を有効に駆動するためには、少なくとも3対の電極が必要となる。 In order to effectively drive the liquid lens 120 is required at least three pairs of electrodes.

以上の構成によれば、簡素な機構で光学特性を変化できるとともに、小型化が容易な液体レンズ120を提供できる。 According to the above configuration, it is possible to change the optical properties by a simple mechanism, downsizing can be provided an easy liquid lens 120. 特に本実施形態では、第3物質層13によって入射光束の界面での反射が防止されるので、入射光束の利用効率を高めた高性能の液体レンズ120が実現できる。 In particular, in this embodiment, since reflection at the interface of the incident light beam by the third material layer 13 is prevented, high performance liquid lens 120 with increased utilization efficiency of the incident light beam can be realized.
なお、本実施形態では、容器5内に電極(7〜10)を設ける例を説明したが、導電性液体1に対して電圧を直接印加する構成としてもよい。 In this embodiment, an example has been described providing an electrode (7-10) into the container 5, the voltage may be configured to directly apply a to the conductive liquid 1.

(本実施形態の具体例) (Specific example of the embodiment)
次に、本実施形態の具体例について説明する。 Next, a specific example of the present embodiment. ここで、導電性液体1の屈折率をnb、誘電性液体2の屈折率をna、第3物質層13の屈折率をnc、第3物質層の膜厚をdとする。 Here, the refractive index of the conductive liquid 1 nb, na a refractive index of the dielectric fluid 2, the refractive index of the third material layer 13 nc, the thickness of the third material layer to as d. なお、本実施形態での屈折率の値は、na<nc<nbの関係を有する。 The value of the refractive index in the present embodiment has a relationship na <nc <nb. この場合、界面に対して垂直に入射する光の反射率Rcは、次式で表される。 In this case, the reflectance Rc of light incident perpendicular to the surface is expressed by the following equation.

Rc=((na×nb−nc 2 )/(na×nb+nc 2 )) 2 Rc = ((na × nb- nc 2) / (na × nb + nc 2)) 2
第3物質層13の上面と下面との反射強度が等しいため、反射光が無い状態においては、Rc=0である。 Since the reflection intensity of the upper and lower surfaces of the third material layer 13 are equal, in a state reflected light is not a Rc = 0. そのため、振幅条件は次式で表される。 Therefore, amplitude condition is expressed by the following equation.
nc=(na×nb) 1/2 nc = (na × nb) 1/2
また、第3物質層13の上下二つの境界面での反射光の位相差をλ/2にする必要がある。 Further, it is necessary to the phase difference between the reflected light at two upper and lower boundary surface of the third material layer 13 to lambda / 2. そのため、位相条件は次式で表される。 Therefore, the phase condition is expressed by the following equation.

nc×d=λ/4 nc × d = λ / 4
したがって、上記の振幅条件と位相条件を満たせば、波長λに対して反射率Rcが0となる。 Thus, it satisfies the amplitude condition and the phase condition, the reflectance Rc becomes zero for a wavelength lambda. 一般に、液体レンズの界面での反射はある特定の波長λにおいて特に大きくなる。 In general, the reflection at the interface of the liquid lens is particularly large in a specific wavelength lambda. したがって、当該波長λについて、上記の振幅条件と位相条件とを満たすように液体レンズを設計すれば、液体レンズの界面に垂直に入射する光の反射率を大幅に低減できる。 Therefore, for the wavelength lambda, by designing the liquid lens so as to satisfy the amplitude conditions and phase conditions described above, it significantly reduced the reflectance of light incident normal to the interface of the liquid lens.

(比較例) (Comparative Example)
上記した具体例に対する比較例として、第3物質層13を設けていない液体レンズの界面における反射率Rの一例を示す。 As a comparative example for the embodiment described above, an example of the reflectance R at the interface of the liquid lens provided with no third material layer 13.
導電性液体(屈折率大)の屈折率を1.8、誘電性液体(屈折率小)の屈折率を1.3とする。 The refractive index of the conductive liquid (refractive index Univ.) 1.8, the refractive index of the dielectric liquid (refractive index is small) to 1.3. この場合、液体レンズの界面に垂直に入射する光の反射率Rは、次式で示すことができる。 In this case, the reflectance R of the light incident normal to the interface of the liquid lens can be shown by the following equation.

R=((1.8−1.3)/(1.8+1.3)) 2 R = ((1.8-1.3) / ( 1.8 + 1.3)) 2
上記の式において、反射率Rはパーセントで表現すると約2.6%であり、上記具体例の反射率Rcよりも大きな値となってしまう。 In the above formula, the reflectance R is about 2.6% when expressed as a percentage, becomes a value larger than the reflectance Rc of the above examples. したがって、本実施形態によれば、液体レンズの界面における光の反射率を大幅に低減できることが分かる。 Therefore, according to this embodiment, it can be seen that significantly reduced the reflectance of light at the interface of the liquid lens.
(液体レンズの光学機器への応用例1) (Application Example 1 of the optical apparatus of the liquid lens)
図4は、本実施形態の液体レンズ120をカメラシステムに適用した場合を示す模式図である。 Figure 4 is a schematic diagram showing a case where the liquid lens 120 of this embodiment is applied to a camera system. 同図の例では、上述の液体レンズ120が、一眼レフ型のカメラシステムのレンズシフト系のブレ補正装置に適用されている。 In the illustrated example, the liquid lens 120 described above, is applied to a shake correcting device of a lens shift system of a single-lens reflex camera system.

図4のカメラシステムは、交換レンズ200とカメラボディ210とを有している。 The camera system of Figure 4 includes an interchangeable lens 200 and a camera body 210. そして、交換レンズ200内に上記のブレ補正装置が搭載されている。 Then, the above-described blur correction apparatus is mounted on the interchangeable lens 200.
交換レンズ200は、角速度センサ15と、増幅部20と、A/D変換部30と、基礎値演算部40と、減算器50と、目標駆動値演算部60と、駆動量データテーブル70と、撮影倍率情報計算部90と、撮影距離情報計算部100と、ブレ補正レンズ光学情報計算部110と、ROM115と、ドライバ80と、像ブレ補正用の液体レンズ120とを有している。 The interchangeable lens 200 includes an angular velocity sensor 15, an amplification section 20, an A / D converter 30, a basic value calculation section 40, a subtracter 50, a target drive value calculation unit 60, a drive amount data table 70, a photographing magnification information calculation section 90, a photographing distance information calculation unit 100, a blur correction lens optical information calculation unit 110, and a ROM 115, a driver 80, and a liquid lens 120 for image blur correction.

また、基礎値演算部40、減算器50、目標駆動値演算部60、駆動量データテーブル70、撮影倍率情報計算部90、撮影距離情報計算部100、ブレ補正レンズ光学情報計算部110、ROM115は、図示するようにマイコン150によって構成されている。 Also, the basic value calculation unit 40, a subtracter 50, a target drive value calculation unit 60, the driving amount data table 70, shooting magnification information calculating unit 90, the photographing distance information calculation unit 100, the blur correction lens optical information calculation unit 110, ROM 115 is It is constituted by a microcomputer 150 as shown. なお、ROM115は、マイコン150の制御方法(制御手順)を記憶している。 Incidentally, ROM 115 stores a control method of the microcomputer 150 (control procedures).
角速度センサ15は、カメラシステムに加えられた振動を角速度として検出して、検出された角速度に応じた角速度検出信号を出力する。 The angular velocity sensor 15, the vibration applied to the camera system is detected as an angular velocity, and outputs an angular velocity detection signal corresponding to the detected angular velocity. 角速度センサ15としては、通常、コリオリ力を検出する圧電振動式角速度センサが用いられる。 The angular velocity sensor 15, typically a piezoelectric vibration type angular velocity sensor for detecting Coriolis force is used.

増幅部20は、角速度センサ15から出力される角速度検出信号を増幅する。 Amplification unit 20 amplifies the angular velocity detection signal outputted from the angular velocity sensor 15. 角速度センサ10の出力は小さいため、A/D変換部30でデジタル化してマイコン内で処理しようとしても、角速度検出信号の分解能が低すぎる(すなわち、1ビットあたりの角速度検出信号が大きすぎる)。 Since the output of the angular velocity sensor 10 is small, even if an attempt is processed in the microcomputer digitized by the A / D converter 30, the resolution of the angular velocity detection signal is too low (i.e., the angular velocity detection signal per 1 bit is too large). そのため、このままでは正確な振動検出を行うことができず、像ブレ補正の精度を上げることができない。 Therefore, this remains in it is impossible to perform accurate vibration detection can not increase the accuracy of the image blur correction. そこで、増幅部20は、角速度検出信号をA/D変換部30に入力する前に増幅する。 Therefore, the amplification unit 20 amplifies before entering the angular velocity detection signal to the A / D converter 30. これにより、マイコン150内での角速度検出信号の分解能を上げる(1ビットあたりの角速度検出信号を小さくする)ことができ、ブレ補正精度を上げることが可能になる。 Thus, (reducing the angular velocity detection signal per bit) to increase the resolution of the angular velocity detection signals within the microcomputer 150 that can, it is possible to raise the blur correction precision. また、増幅部20は、角速度検出信号を増幅するだけではなく、角速度センサ15の出力に含まれる高周波ノイズを低減させるため、ローパスフィルタ等を備えてもよい。 Also, the amplification unit 20 not only amplifies the angular velocity detection signal, in order to reduce high frequency noise included in the output of the angular velocity sensor 15 may comprise a low-pass filter or the like. 増幅した角速度検出信号は、A/D変換部30へ送信される。 Amplified angular velocity detection signal is transmitted to the A / D converter 30.

A/D変換部30は、増幅部20から送られてきたアナログの角速度信号をデジタル信号に変換する。 A / D converter 30 converts the analog angular velocity signal sent from the amplifier 20 into a digital signal. 角速度検出信号をデジタル信号に変換することで、マイコン150内での演算処理が可能となる。 By converting an angular velocity detection signal into a digital signal, it is possible to arithmetic processing in the microcomputer 150. なお、このA/D変換部30は、図4に示すようにマイコン150と別に設けてもよいし、マイコン150にA/D変換部が内蔵されている場合には、そのA/D変換部を利用してもよい。 Incidentally, the A / D converter 30 may be provided separately from the microcomputer 150, as shown in FIG. 4, when the A / D converter is built in the microcomputer 150, the A / D converter it may be used. なお、角速度検出信号は、A/D変換部30においてアナログ信号からデジタル信号に変換された後、基準値演算部40と減算器50とに入力される。 Incidentally, the angular velocity detection signal is converted from an analog signal to a digital signal in the A / D converter 30, it is input to a reference value calculating section 40 and the subtracter 50.

基準値演算部40は、角速度検出信号に基づいて、振れが存在しないときの角速度検出信号の基準値を演算する。 Reference value calculation unit 40, based on the angular velocity detection signal, calculates a reference value of the angular velocity detection signal when the vibration is not present. すなわち、基準値演算部40は、振れがゼロのときの角速度検出信号を基準値として減算器50に出力する。 That is, the reference value calculation unit 40, vibration is outputted to the subtracter 50 an angular velocity detection signal when a zero as a reference value.
基準値演算部40における基準値の演算方法の一例として、次の(数1)に示す移動平均がある。 As an example of a method of calculating the reference value in the reference value calculation unit 40, there is a moving average by a following equation (1).

この他、一般的なローパスフィルタを利用して基準値を算出してもよい。 In addition, it may be calculated reference value by using a general low-pass filter. 例えば、増幅部20とA/D変換部30との間にローパスフィルタを設けてもよい。 For example, it may be provided with a low pass filter between the amplifier 20 and the A / D converter 30.
減算器50は、A/D変換部30から出力される角速度検出信号から前記基準値を減算して角速度で表される振れ検出信号を求め、求めた振れ検出信号を目標駆動値演算部60へ出力する。 Subtractor 50 obtains the shake detection signal is represented by the angular velocity by subtracting the reference value from the angular velocity detection signal outputted from the A / D converter 30, a vibration detection signal obtained to the target drive value calculation unit 60 Output.

目標駆動値演算部60は、角速度で表される振れ検出信号を時間積分することにより振れ角度情報に変換する。 Target drive value calculation unit 60 converts the vibration angle information by integrating the vibration detection signal represented by the angular velocity time. その後、目標駆動値演算部60は、振れ角度情報と、撮影倍率情報計算部90で演算される撮影倍率情報βと、撮影距離情報計算部100で演算されるレンズの焦点距離情報Rと、ブレ補正レンズ光学情報計算部110で演算されるブレ補正レンズ光学情報(ブレ補正係数K)とを利用して、液体レンズ120を駆動するための目標駆動値情報を演算する。 Then, the target drive value calculation unit 60, a shake angle information, the shooting magnification information β calculated by the photographing magnification information calculation section 90, and the focal length information R of the lens which is calculated by the object distance information calculation unit 100, blurring using the blur correction lens optical information calculated by the correction lens optical information calculation unit 110 (blur correction coefficient K), it calculates a target drive value information for driving the liquid lens 120.

すなわち、撮影倍率情報計算部90は、撮影倍率情報光学系の焦点距離や焦点調節用レンズの位置などから撮影倍率情報βを算出する。 That is, shooting magnification information calculating unit 90 calculates the photographing magnification information β and the like position of the focal length and the focusing lens of the photographing magnification information optical system. 算出された撮影倍率情報βは目標駆動値演算部60に入力される。 Calculated photographing magnification information β is input to a target drive value calculation unit 60.
撮影距離情報計算部100は、撮影距離情報光学系の焦点距離や焦点調節用レンズの位置などから撮影距離情報Rを算出する。 Photographing distance information calculation unit 100 calculates the shooting distance information R from such position of the focal length and focusing lens of the photographing distance information optical system. 撮影距離情報Rは目標駆動値演算部60に入力される。 Photographing distance information R is inputted to the target drive value calculation unit 60.

ブレ補正レンズ光学情報計算部110は、ブレ補正レンズに関する光学情報を目標駆動値演算部60に入力する。 Blur correction lens optical information calculation unit 110 inputs the optical information on blur correction lens to the target drive value calculation unit 60. ここでの光学情報は、前記したようにブレ補正係数Kである。 The optical information here is the blur correction coefficient K as described above. ブレ補正係数Kの定義は、ブレ補正係数=レンズ移動量に対する像移動量である。 Definition of the vibration reduction coefficient K is an image movement amount with respect to the blur correction coefficient = amount of lens movement.
目標駆動値情報の演算式の例を次の(数2)に示す。 An example of a calculation formula of the target drive value information in the following equation (2).

(数2)は、レンズ目標駆動値θとA/D変換部30から出力される角速度検出信号との偏差を求め(減算器50の働き)、それをもとにして液体レンズ120を駆動するための駆動信号を演算するものである。 (Equation 2) is (the action of subtractor 50) the angular velocity detection signal and deviation calculating the output from the lens target drive value θ and the A / D converter 30, to drive the liquid lens 120 with it based on it is intended for calculating a driving signal for. 駆動信号の演算は、偏差に比例する項、偏差の積分に比例する項、偏差の微分に比例する項を足しあわせる形で駆動信号を演算するPID制御が一般的である。 Operation of the drive signal, term proportional to the deviation, term proportional to the integral of the deviation, PID control for calculating a drive signal in the form of adding the term proportional to the derivative of the deviation is generally used. しかし、PID制御に限らず、他の方法を用いてもよい。 However, the invention is not limited to PID control, other methods may be used.

目標駆動値演算部60から出力される駆動信号は、駆動量データテーブル70に入力される。 Drive signal output from the target drive value calculation unit 60 is input to the drive amount data table 70. 駆動量データテーブル70は、液体レンズ120の光軸シフト量、及び光軸方向のずれ量を勘案して、目標駆動値演算部60から出力される駆動信号(デジタル信号)を液体レンズ120の駆動電圧に換算して、ドライバ80に出力する。 Drive amount data table 70, the optical axis shift amount of the liquid lens 120, and in consideration of the shift amount in the optical axis direction, the driving driving signal output from the target drive value calculation unit 60 (digital signal) of the liquid lens 120 in terms of voltage, and outputs to the driver 80.
ドライバ80は、駆動量データテーブル70から出力される駆動電圧を受けて、上部電極7a,下部電極7b,上部電極8a,下部電極8bに各々印加する電圧に変換して出力する。 The driver 80 receives the driving voltage output from the driving amount data table 70, the upper electrode 7a, the lower electrode 7b, upper electrode 8a, and outputs the converted voltage to each applied to the lower electrode 8b.

液体レンズ120は、図4に示すように撮影部の結像光学系に内蔵されている。 Liquid lens 120 is incorporated in the image forming optical system of the imaging unit as shown in FIG. この液体レンズ120は、上記の例と同様に、導電性液体1と誘電性液体2の界面に位置する第3物質層13が、入射光の反射を防止する。 The liquid lens 120, as in the above example, the third material layer 13 located at the interface of the conductive liquid 1 and the dielectric liquid 2 is, to prevent reflection of incident light. また、液体レンズ120は、上記の例と同様に4対の電極を備えている。 The liquid lens 120, as in the above example comprises an electrode of the four pairs. しかし、後述の図6,図7の説明では、便宜上、2対の電極での液体レンズの制御のみを説明し、他の2対の電極での液体レンズの制御については重複説明を省略する。 However, in the description of Figure 6, Figure 7 below, for convenience, only the control of the liquid lens in the two pairs of electrodes described, a repeated explanation thereof, for control of the liquid lens in the other two pairs of electrodes.

カメラボディ210は、交換レンズ200を着脱可能に構成されている。 The camera body 210 is detachably attached to the interchangeable lens 200. このカメラボディ210の内部には、クイックリターンミラー300、増幅型の撮像素子(CCD,CMOS等)400、光学式ファインダ500などを含む画像撮影に必要な部品群が備えられている。 Inside the camera body 210, the quick return mirror 300, amplified imaging device (CCD, CMOS, etc.) 400 is provided with a component groups required for image capturing, including an optical finder 500.
写真等の像ブレは、手ぶれ等のカメラに加えられる振動により、露光中に撮像面上の像が動いてしまうことにより発生する。 Image blur such as photographs, the vibration applied to the camera such as camera shake, generated by thus moving the image on the imaging surface during exposure. しかし、図4に示すようなブレ補正装置付きカメラにおいては、角速度センサ15などの振動検出センサが内蔵されている。 However, in the motion compensation device with a camera as shown in FIG. 4, the vibration detection sensor such as an angular velocity sensor 15 it is incorporated. これらの振動検出センサは、カメラシステムに加えられた振動を検出する。 These vibration detection sensor detects a vibration applied to the camera system. そして、カメラシステムに加えられた振動が検出されれば、撮像面の像の動きを知ることができるので、結像面上の像の動きが止まるように液体レンズ120を動作させ、結像面上の像の動き、すなわち像ブレを補正することができる。 Then, if it is detected vibration applied to the camera system, it is possible to know the movement of the image of the imaging surface, the liquid lens 120 is operated such that movement of the image on the focal plane stops, the imaging plane movement of the image of the above, that is, to correct the image blur. このとき、液体レンズ120の第3物質層13が入射光の反射を防止するので、高性能なブレ補正装置を実現することができる。 At this time, since the third material layer 13 of the liquid lens 120 to prevent the reflection of incident light, it is possible to realize a high-performance blur correction device.

以上の実施形態では、角速度センサ15を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、角速度センサ15の代わりに、例えば加速度センサを用いてもよい。 In the above embodiment has used the angular velocity sensor 15, the present invention is not limited thereto, instead of the angular velocity sensor 15 may be used for example an acceleration sensor.
なお、マイコン150は、以上に説明した演算部、変換部、制御プログラム等の各種情報を記憶する不揮発性メモリ等を全て含んでいる。 Incidentally, the microcomputer 150, the operation unit described above, the conversion unit includes all the non-volatile memory for storing various information such as the control program. また、上記の説明ではレンズ交換式のカメラシステムの例を説明したが、レンズとカメラとが一体化されたカメラシステムであっても勿論かまわない。 Further, in the above description an example has been described of a lens-interchangeable camera system, may of course be a camera system lens and the camera are integrated.

(液体レンズの光学機器への応用例2) (Application Example 2 of the optical apparatus of the liquid lens)
図5は、カメラ機能を備えた携帯電話のレンズ系Lに液体レンズ120を適用した例を示す図である。 Figure 5 is a diagram showing an example of applying the liquid lens 120 to the lens system L of mobile phone with a camera function. すなわち、液体レンズ120を携帯電話のレンズ系Lに適用することで、光学的なブレ補正を行うことのできるカメラ機能を備えた携帯電話を提供できる。 That is, by applying the liquid lens 120 to the lens system L of the mobile phone, it is possible to provide a mobile phone with camera function which can perform optical shake correction. なお、図5に示す携帯電話において、液体レンズ120によるブレ補正の実現に必要となる各機構は、上記の図4の構成とほぼ共通するので重複説明を省略する。 Incidentally, in the portable telephone shown in FIG. 5, the mechanisms required for realization of the motion compensation by the liquid lens 120, the duplicated description thereof is omitted because substantially common to the above-described configuration in FIG.

(液体レンズによる像ブレ補正の説明) (Description of image blur correction by the liquid lens)
以下、液体レンズ120を制御して、像ブレを補正する具体例について説明する。 Hereinafter, by controlling the liquid lens 120, it will be described a specific example for correcting the image blur.
図6は、本実施形態におけるブレ補正装置の光学系を示す図である。 Figure 6 is a diagram showing an optical system of the motion compensation apparatus in the embodiment. 図6において、図1と共通する構成には同一符号を付して重複説明を省略する。 6, the duplicated description thereof is omitted with the same reference numerals are given to components common to the Figure 1. この図6での光学系は、光軸に対してシフトしない光学系群21,22と、光軸に対してシフトする液体レンズ120とから構成されている。 The optical system in FIG. 6, the optical group 21 and 22 do not shift with respect to the optical axis, and a liquid lens 120. shifting to the optical axis. この図6では、各光学系群の光軸がほぼ同軸上にある状態を示している。 In FIG. 6, the optical axis of each optical group indicates a state in which substantially coaxial. 図6において、無限遠に対する像面は符号31で示す。 6, the image plane with respect to infinity are indicated by reference numeral 31.

図7は、図6のブレ補正装置に対して、液体レンズ120の上部電極7aと下部電極7bとの間、上部電極8aと下部電極8bとの間に、図4に示すドライバ80から出力された電圧を印加した状態を示している。 7, to the motion compensation device of FIG. 6, between the upper electrode 7a and the lower electrode 7b of the liquid lens 120, between the upper electrode 8a and the lower electrode 8b, is output from the driver 80 shown in FIG. 4 and it shows the application state voltage. この場合には、導電性液体1と誘電性液体2の界面形状を変化させることで、像面33の位置を図6に示す像面31とほぼ同一の位置(ピントが合った状態)にすることができる。 In this case, by changing the shape of the interface between the conductive liquid 1 and the dielectric liquid 2, to approximately the same position as the image plane 31 indicating the position of the image plane 33 in FIG. 6 (when focus has been) be able to.

本実施形態の液体レンズを示す説明図 Explanatory view showing a liquid lens of the present embodiment 本実施形態の液体レンズを示す説明図 Explanatory view showing a liquid lens of the present embodiment 本実施形態の液体レンズを示す説明図 Explanatory view showing a liquid lens of the present embodiment ブレ補正装置を備えたカメラの基本構成を表すブロック図 Block diagram showing the basic configuration of a camera having a blur correction device カメラ機能付携帯電話の一例を示す説明図 Explanatory view showing an example of a mobile phone with a camera function 液体レンズによる像ブレの補正を説明する図 Diagram for explaining the correction of the image blur caused by the liquid lens 液体レンズによる像ブレの補正を説明する図 Diagram for explaining the correction of the image blur caused by the liquid lens

符号の説明 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1…導電性液体、2…誘電性液体、5…容器、6…絶縁層、7a,7b…上部電極、8a,8b…下部電極、13…第3物質層、15…角速度センサ、20…増幅部、30…A/D変換部、40…基礎値演算部、50…減算器、60…目標駆動値演算部、70…駆動量データテーブル、80…ドライバ、90…撮影倍率情報計算部、100…撮影距離情報計算部、110…ブレ補正レンズ光学情報計算部、115…ROM、120…液体レンズ、200…交換レンズ、210…カメラボディ、L…レンズ系(携帯電話) 1 ... conductive liquid, 2 ... dielectric liquid, 5 ... container, 6: insulating layer, 7a, 7b ... upper electrode, 8a, 8b ... lower electrode, 13 ... third material layer, 15 ... angular velocity sensor, 20 ... amplifier parts, 30 ... A / D conversion unit, 40 ... basic value calculating unit, 50 ... subtractor, 60 ... target drive value computing unit, 70 ... drive amount data table, 80 ... driver, 90 ... shooting magnification information calculation unit, 100 ... photographing distance information calculation unit, 110 ... blur correction lens optical information calculation unit, 115 ... ROM, 120 ... liquid lens, 200 ... interchangeable lens, 210 ... camera body, L ... lens system (cellular phone)

Claims (8)

  1. 導電性を有する第1液体と、 A first liquid having conductivity,
    前記第1液体とは異なる屈折率を有し誘電性を有する第2液体と、 And the second liquid body having a dielectric having a refractive index different from that of the first liquid member,
    前記第1液体と接触する第1面が前記第1液体と親和性を有し、前記第2液体と接触する第2面が前記第2液体と親和性を有し、前記第1液体の屈折率と前記第2液体の屈折率との間の屈折率を有する第1層と、 It has a first surface affinity with the first liquid in contact with the first liquid, a second surface affinity with the second liquid in contact with the second liquid, refraction of the first liquid a first layer which have a refractive index between the rate and the refractive index of the second liquid member,
    前記第1液体、前記第2液体及び前記第1層を収容する容器と The first liquid, and a container containing said second liquid and said first layer,
    絶縁層を介して前記第1液体に対向するように前記容器の内部に備えられた複数の第1電極と、 A plurality of first electrodes provided in the interior of the container so as to face the first liquid through an insulating layer,
    入射光の光軸方向に沿って前記第1電極と平行に備えられ、前記第2液体に対向するように前記容器の内部に備えられた複数の第2電極と、 Provided in parallel to the first electrode along the optical axis direction of incident light, and a plurality of second electrodes provided in the interior of the container so as to face the second liquid,
    装置のブレ量に対応するブレ検出信号に応じて前記第1電極および前記第2電極に印加する電圧を制御することにより、前記第1液体と前記第2液体との界面形状を変化させて像ブレを補正するブレ補正制御部とを備えることを特徴とするブレ補正装置 By controlling the voltage applied to the first electrode and the second electrode in accordance with the shake detection signal corresponding to the shake amount of the device, by changing the shape of the interface between the second liquid and the first liquid image shake correction apparatus, comprising a blur correction control unit for correcting the blur.
  2. 請求項1に記載されたブレ補正装置であって、 A shake correcting device according to claim 1,
    前記第1層は、前記第1液体および前記第2液体から分離して備えられていることを特徴とするブレ補正装置 The first layer, motion compensation device, characterized in that provided separately from the first liquid member and said second liquid material.
  3. 請求項1または請求項2に記載されたブレ補正装置であって、 A shake correcting device according to claim 1 or claim 2,
    前記第1層は、流動性を有することを特徴とするブレ補正装置 The first layer, blur correction apparatus characterized by having fluidity.
  4. 請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載されたブレ補正装置であって、 A shake correcting device according to any one of claims 1 to 3,
    前記第1層は、粘性体、液体、高分子膜および高分子粒のいずれか1つを含むことを特徴とするブレ補正装置 The first layer, the shake correcting device according to claim viscous, liquid, to include one of the polymer film and the polymer particle.
  5. 請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載されたブレ補正装置であって、 A shake correcting device according to any one of claims 1 to 4,
    前記第1液体、前記第2液体および前記第1層は、入射光の光軸に沿って配置されていることを特徴とするブレ補正装置 The first liquid member, wherein the second fluid body and the first layer, blur correction apparatus characterized by being arranged along the optical axis of the incident light.
  6. 請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載されたブレ補正装置であって、 A shake correcting device according to any one of claims 1 to 5,
    前記第1層は、入射光束に対する反射防止膜としての役割を有することを特徴とするブレ補正装置 The first layer, blur correction apparatus characterized by having a role as an anti-reflection film to the incident light beam.
  7. 請求項1から請求項6までのいずれか1項に記載されたブレ補正装置であって、 A shake correcting device according to any one of claims 1 to 6,
    入射光の波長をλとし、前記第1層の屈折率をnとしたとき、 The wavelength of the incident light is lambda, and the refractive index of the first layer is n,
    前記第1層の厚さは、λ/(4n)であることを特徴とするブレ補正装置 The thickness of the first layer motion compensation device, characterized in that the λ / (4n).
  8. 請求項1から請求項7までのいずれか1項に記載されたブレ補正装置を用いたことを特徴とする光学機器。 An optical apparatus characterized by using a shake correction apparatus according to any one of claims 1 to 7.
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