JP5053693B2 - Image blur correction apparatus or optical apparatus and image pickup apparatus including the same - Google Patents
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Description
本発明は、画像振れを補正する機能を有する像ぶれ補正装置またはそれを備えた光学機器、撮像装置に関するものである。 The present invention relates to an image blur correction apparatus having a function of correcting image blur, an optical apparatus including the same, and an imaging apparatus.
近年のスチルカメラ、ビデオカメラに代表される撮像装置には、外部から与えられた振れによる画像振れを補正する振れ補正装置が具備されているものが多い。この種の振れ補正装置における振れ補正方式としては、光学レンズを駆動する方式のものと、撮像素子を駆動する方式のもの、等がある。これらの方式より成る振れ補正装置は、振れの度合いを検出する振れセンサからの信号に対して、所定の周波数遮断を行う処理と、入出力の単位を合わせるための積分処理を中心とした演算を行うことにより、振れ補正量を算出するようにしている。 2. Description of the Related Art Many imaging devices represented by still cameras and video cameras in recent years are provided with a shake correction device that corrects image shake due to shake given from outside. As a shake correction method in this type of shake correction device, there are a method for driving an optical lens, a method for driving an image sensor, and the like. The shake correction device comprising these methods performs a calculation centering on a process for performing a predetermined frequency cutoff on a signal from a shake sensor that detects the degree of shake and an integration process for matching the input and output units. By doing so, the shake correction amount is calculated.
ここで、振れの度合いの検出を行う振れセンサとして、角速度センサがよく用いられている。この角速度センサは、圧電素子等の振動材を一定周波数で振動させ、回転運動成分により発生するコリオリ力による力を電圧に変換して角速度情報を得ている。この振れを検出する方向としては、撮像装置を直交座標系の中心に配置した時、縦方向(ピッチ)と横方向(ヨー)が一般的である(図1を参照)。 Here, an angular velocity sensor is often used as a shake sensor for detecting the degree of shake. This angular velocity sensor obtains angular velocity information by vibrating a vibrating material such as a piezoelectric element at a constant frequency and converting a force due to a Coriolis force generated by a rotational motion component into a voltage. The directions for detecting this shake are generally the vertical direction (pitch) and the horizontal direction (yaw) when the imaging apparatus is arranged at the center of the orthogonal coordinate system (see FIG. 1).
光学式の振れ補正装置は、略垂直な平面内で移動する補正手段としてのシフトレンズを振れ補正量だけ移動させることにより、撮像素子上で結像された画像から振れを取り除く構造のものである。撮像素子を用いる方式の振れ補正装置は、略垂直な平面内で移動する補正手段としての撮像素子を振れ補正量だけ移動させることにより、画像から振れを取り除く構造のものである。これら何れの方式の装置であっても、本発明に係るものであるため、以下、光学式の振れ補正装置を代表例として説明を進める。 The optical shake correction apparatus has a structure that removes shake from an image formed on an image sensor by moving a shift lens as a correction unit that moves in a substantially vertical plane by a shake correction amount. . A shake correction apparatus using an image pickup device has a structure that removes shake from an image by moving an image pickup device as correction means that moves in a substantially vertical plane by a shake correction amount. Since any of these types of apparatuses is related to the present invention, the following description will be made with an optical shake correction apparatus as a representative example.
上記の振れ補正装置を具備する撮像装置では、振れ補正量分の移動をシフトレンズ駆動部へ指令し、制御対象であるシフトレンズが目標位置まで移動したとき、該シフトレンズの実位置を取得する。そして、上記目標位置とシフトレンズの実位置の偏差が零となるようなフィードバック制御を行っている。 In the imaging apparatus including the shake correction device, the shift lens driving unit is instructed to move the shake correction amount, and when the shift lens to be controlled moves to the target position, the actual position of the shift lens is acquired. . Then, feedback control is performed so that the deviation between the target position and the actual position of the shift lens becomes zero.
一般にフィードバック制御では、PID制御と呼ばれる制御方法が用いられている。D制御(微分制御)は、P制御(比例制御)の過補償によるゲイン余裕GM及び位相余裕PMの低下を改善し、フィードバック制御の安定性を向上させるために用いられる。I制御(積分制御)は、フィードバック制御のオフセット特性を改善するために用いられる。これらP制御、I制御及びD制御を、必要に応じて選択して組み合わせるようにしたフィードバック制御をPID制御と呼ぶ。 In general, feedback control uses a control method called PID control. The D control (differential control) is used to improve the decrease in the gain margin GM and the phase margin PM due to the overcompensation of the P control (proportional control) and to improve the stability of the feedback control. I control (integral control) is used to improve the offset characteristics of feedback control. Feedback control in which these P control, I control, and D control are selected and combined as necessary is called PID control.
これらの結果、画像振れをキャンセルする方向にシフトレンズを駆動することにより、画像振れ補正が行われる。 As a result, image blur correction is performed by driving the shift lens in a direction to cancel image blur.
上記振れ補正装置を実現する機構の望ましい特性としては、
1)摩擦が小さく、目標への追従が良いこと
2)共振周波数を設計者が操作しやすいこと
などが挙げられる。これらを実現する機構として、特許文献1が提案されている。
As a desirable characteristic of the mechanism for realizing the shake correction device,
1) The friction is small and the target is well tracked. 2) The designer can easily operate the resonance frequency. Patent Document 1 has been proposed as a mechanism for realizing these.
特許文献1に開示された機構の特徴は、可動鏡筒と固定鏡筒の間に複数の球部材を挟持し、弾性体で押圧していることである。このような構成とすることで、可動鏡筒を転がり摩擦によって駆動でき、摩擦力を軽減できる。また、可動鏡筒の重量と弾性体の弾性係数の比によって共振周波数が決まるので、目標とする共振周波数を容易に得ることができる。結果として、良好な制御性を得て、小さな振動に対しても適切に応答できる機構を実現している。 A feature of the mechanism disclosed in Patent Document 1 is that a plurality of ball members are sandwiched between a movable lens barrel and a fixed lens barrel and pressed by an elastic body. With such a configuration, the movable lens barrel can be driven by rolling friction, and the frictional force can be reduced. Further, since the resonance frequency is determined by the ratio of the weight of the movable lens barrel and the elastic coefficient of the elastic body, the target resonance frequency can be easily obtained. As a result, a mechanism capable of obtaining good controllability and appropriately responding to small vibrations is realized.
特許文献1に示すような機構では、球部材が常に転がりの状態にあることが望ましい。球部材の受け部の端面に接触した状態ではすべり摩擦に移行してしまい、追従性が低下するためである。そこで、特許文献1では、予め最大移動量または実移動量分動かして初期化することを開示している。 In the mechanism as shown in Patent Document 1, it is desirable that the ball member is always in a rolling state. This is because in a state in which the end face of the receiving portion of the ball member is in contact with the ball member, sliding friction occurs, and follow-up performance is reduced. Therefore, Patent Document 1 discloses that initialization is performed by moving in advance by the maximum movement amount or the actual movement amount.
また、補正手段であるシフトレンズの初期化タイミングについての開示としては、特許文献2がある。これによれば、電池の抜き差しに連動してシフトレンズの初期化を行うことが開示されている。但し、可動鏡筒と固定鏡筒の間に球部材を挟持して、可動鏡筒の駆動をスムーズに行うものではない。
上記特許文献1や2によると、予め最大移動量または実移動量分動かして初期化することが可能である。ここで、ディスプレイのOFF時にシフトレンズを初期化して可動範囲中央に固定した場合や、再生時のメニュー画面表示等の省電力モード時における振れ補正用の電源供給停止の場合を考える。このような場合に、シフトレンズ位置が初期化された状態のままであると、シフトレンズに接した球部材が振れ補正可動範囲(シフトレンズ可動範囲)内に留まった状態になる。その状態で撮像装置に長時間の振動や落下や外力による強い衝撃が加わると、球部材と該球部材に接している受け部の面に圧力が加わる事により、面が荒れたり、打痕がついたりしてしまう事がある。 According to Patent Documents 1 and 2, it is possible to perform initialization by moving the maximum movement amount or the actual movement amount in advance. Here, consider the case where the shift lens is initialized and fixed at the center of the movable range when the display is turned off, or the power supply for shake correction is stopped in the power saving mode such as the menu screen display during reproduction. In such a case, if the shift lens position remains in the initialized state, the ball member in contact with the shift lens remains in the shake correction movable range (shift lens movable range). In this state, if a strong impact is applied to the imaging device for a long period of time, such as vibration, drop, or external force, pressure is applied to the surface of the ball member and the receiving portion that is in contact with the ball member, resulting in rough surfaces or dents Sometimes it comes on.
したがって、振れ補正を行っている状態において、シフトレンズの駆動手段の駆動力に関する信号を基に撮像装置の姿勢を検出している場合、この面荒れや打痕により駆動力が変わり、姿勢検出において誤検出してしまっていた。また、荒れや打痕がひどい場合には、振れ補正性能が低下してしまう虞もある。 Therefore, when the posture of the image pickup apparatus is detected based on a signal related to the driving force of the driving means of the shift lens in a state where shake correction is being performed, the driving force changes due to this surface roughness or dent, It was falsely detected. In addition, when the roughness or the dent is severe, there is a possibility that the shake correction performance is deteriorated.
(発明の目的)
本発明の目的は、振動や落下による衝撃で球部材の受け部の面荒れや打痕を防ぎ、当該撮像装置の姿勢検出の誤検出および振れ補正性能の低下を無くすことのできる像ぶれ補正装置またはそれを備えた光学機器、撮像装置を提供しようとするものである。
(Object of invention)
An object of the present invention is to provide an image blur correction device that can prevent surface roughness and dents of a receiving portion of a ball member due to shock caused by vibration or dropping, and can eliminate erroneous detection of posture detection of the imaging device and deterioration of shake correction performance. Alternatively, the present invention intends to provide an optical apparatus and an imaging apparatus provided with the same.
上記目的を達成するために、本発明は、光軸を偏向することによって画像のぶれを補正する補正手段を保持する保持手段と、前記保持手段を移動可能に支持する固定手段と、前記保持手段と前記固定手段の間に狭持され、前記固定手段に対して前記保持手段が相対移動する際に、前記保持手段と前記固定手段の少なくともいずれか一方に形成される受け部内で転動する球部材と、前記保持手段を駆動する駆動手段と、当該撮像装置の状態により、前記駆動手段への電源供給を停止する振れ補正用電源停止手段と、前記振れ補正用電源停止手段により前記駆動手段への電源供給が停止される場合は、前記駆動手段への電源供給が停止される直前に、前記保持手段を駆動して前記球部材を前記受け部内の振れ補正可動範囲外に退避させる退避制御手段を有することを特徴とする像ぶれ補正装置とするものである。 To achieve the above object, the present invention includes holding means for holding the correction means to correct image blur by deflecting the optical axis, a fixing means for supporting said holding means moves capable, the Nipped between the holding means and the fixing means, and when the holding means moves relative to the fixing means, it rolls in a receiving portion formed on at least one of the holding means and the fixing means. and the ball member, drive means for driving movement of the pre-Symbol holding means, the state of the image pickup apparatus, a shake correction power stopping means stops the power supply to the drive means, by the shake correction power supply stop means When the power supply to the driving means is stopped, immediately before the power supply to the driving means is stopped, the holding means is driven to retract the ball member out of the shake correction movable range in the receiving portion. Evacuation control It is an image stabilizer characterized by having a stage.
本発明によれば、振動や落下による衝撃で球部材の受け部の面荒れや打痕を防ぎ、当該撮像装置の姿勢検出の誤検出および振れ補正性能の低下を無くすことができる像ぶれ補正装置またはそれを備えた光学機器、撮像装置を提供できるものである。 According to the present invention, the image blur correction device can prevent surface roughness and dent of the receiving portion of the ball member due to vibration or impact caused by dropping, and can eliminate erroneous detection of posture detection of the imaging device and deterioration of shake correction performance. Alternatively, it is possible to provide an optical apparatus and an imaging apparatus including the same.
本発明を実施するための最良の形態は、以下の実施例1および2に示す通りである。 The best mode for carrying out the present invention is as shown in Examples 1 and 2 below.
図2は、本発明の実施例1に係わる撮像装置の構成を示すブロック図である。この撮像装置は、主に静止画像の撮影を行うためのデジタルカメラである。 FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of the imaging apparatus according to the first embodiment of the present invention. This imaging device is a digital camera mainly for taking still images.
図1において、101はズームユニットであり、変倍を行うズームレンズを含む。102はズーム駆動制御部であり、ズームユニット101を駆動制御する。103は光軸に対して垂直な平面での位置を変更することが可能な振れ補正光学系としてのシフトレンズ(ユニット)である。104はシフトレンズ駆動制御部であり、シフトレンズ103を駆動制御する。また、撮像装置の状態(例えば省電力時)により駆動電源供給を停止する。105は絞り・シャッタユニットである。106は絞り・シャッタ駆動制御部であり、絞り・シャッタユニット105を駆動制御する。107はフォーカスユニットであり、ピント調整を行うレンズを含む。108はフォーカス駆動制御部であり、フォーカスユニット107を駆動制御する。109は撮像素子が用いられる撮像部であり、各レンズ群を通ってきた光像を電気信号に変換する。
In FIG. 1,
110は撮像信号処理部であり、撮像部109から出力された電気信号を映像信号に変換処理する。111は映像信号処理部であり、撮像信号処理部110から出力された映像信号を用途に応じて加工する。112は表示部であり、映像信号処理部111から出力された信号に基づいて、必要に応じて画像表示を行う。113は表示制御部であり、撮像部109および表示部112の動作・表示を制御する。114は姿勢情報制御部であり、映像信号処理部111および表示部112に対して撮影装置の姿勢を設定する。具体的には、映像信号処理部111では、撮影画像に撮影時の姿勢情報を付随項目として記述する。また、表示部112は、撮影直後であれば、姿勢情報制御部114の指示により、姿勢に応じた表示の向きを調整する。再生モード中の画像再生では、付随項目から読み出された姿勢情報に従って、表示の向きを調整する。
115は電源部であり、システム全体に用途に応じて電源を供給する。116は外部入出力端子部であり、外部との間で通信信号及び映像信号を入出力する。117はシステムを操作するための操作部である。118は記憶部であり、映像情報など様々なデータを記憶する。119はシステム全体を制御する制御部である。
次に、上記の構成を持つ撮像装置の動作について説明する。 Next, the operation of the imaging apparatus having the above configuration will be described.
操作部117には、押し込み量に応じて第1スイッチ(以下、スイッチSW1)および第2スイッチ(以下、スイッチSW2)が順にONするように構成されたシャッタレリーズボタンが含まれる。シャッタレリーズボタンを約半分押し込んだときにスイッチSW1がONし、シャッタレリーズボタンを最後まで押し込んだときにスイッチSW2がONする構造となっている。スイッチSW1がONされると、フォーカス駆動制御部108がフォーカスユニット107を駆動してピント調整を行うとともに、絞り・シャッタ駆動制御部106が絞り・シャッタユニット105を駆動して適正な露光量に設定する。さらにスイッチSW2がONされると、撮像部109に露光された光像から得られた画像データを記憶部118に記憶する。
The
画像データの記憶時、操作部117に含まれる振れ補正スイッチがONであれば、制御部119は、シフトレンズ駆動制御部104に防振動作を指示し、これを受けたシフトレンズ駆動制御部104は、防振OFFの指示がなされるまで防振動作を行う。また、制御部119は、操作部117が一定時間操作されなかった場合、省電力のためにディスプレイの電源を遮断する指示を出す。
When storing the image data, if the shake correction switch included in the
この撮像装置では、静止画撮影モードと動画撮影モードとのうちの一方を操作部117に含まれるモードスイッチにより選択可能であり、それぞれのモードにおいて各アクチュエータの動作条件を変更することができる。
In this imaging apparatus, one of the still image shooting mode and the moving image shooting mode can be selected by a mode switch included in the
操作部117に含まれるズームスイッチにより変倍の指示があると、制御部119を介して指示を受けたズーム駆動制御部102がズームユニット101を駆動して、指示されたズーム位置にズームユニット101を移動する。それとともに、撮像部109から送られた各信号処理部110,111にて処理された画像情報に基づいて、フォーカス駆動制御部108がフォーカスユニット107を駆動してピント調整を行う。
When a zooming instruction is given by the zoom switch included in the
図3は、図2に示すシフトレンズ駆動制御部104の構成を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of the shift lens
図3において、201はピッチ方向用振れセンサであり、通常姿勢(画像フレームの長さ方向が水平方向とほぼ一致する姿勢)の撮像装置の垂直方向(ピッチ方向)の振れを検出する。202はヨー方向用振れセンサであり、通常姿勢の撮像装置の水平方向(ヨー方向)の振れを検出する。203,204はそれぞれ、ピッチ方向、ヨー方向の駆動目標位置を決定する防振(振れ補正)制御部であり、状況に応じて防振制御、シフトレンズ位置制御を行う。
In FIG. 3,
205,206は帰還制御手段としてのPID部であり、ピッチ方向、ヨー方向それぞれの補正位置制御信号と、シフトレンズ103の位置を示す位置信号との偏差から制御量を求め、シフトレンズ103の位置指令信号を出力する。207,208はそれぞれドライブ部であり、PID部205,206から送られた位置指令信号に基づき、シフトレンズ103を駆動する。209,210はそれぞれホール素子であり、シフトレンズ103のピッチ方向、ヨー方向の位置を検出する。
次に、シフトレンズ駆動制御部104におけるシフトレンズ103の位置制御について説明する。
Next, position control of the
シフトレンズ103の位置制御では、振れセンサ201,202からの撮像装置のピッチ方向、ヨー方向の振れを示す振れ信号(角速度信号)に基づいて、それぞれの方向にシフトレンズ103を駆動させる。シフトレンズ103には磁石が付けられており、この磁石の磁場をホール素子209,210で検知し、シフトレンズ103の実位置を示す位置信号がPID部205,206へそれぞれ送られる。PID部205,206は、これらの位置信号が、防振制御部203,204から送られる補正位置制御信号にそれぞれ収束するようなフィードバック制御を行う。
In the position control of the
なお、ホール素子209,210から出力される位置信号には個体ばらつきがあるため、規定の補正位置制御信号に対して、シフトレンズ103が規定の位置に移動するように、ホール素子209,210の出力調整を行う必要がある。このとき、PID部205,206では、比例制御と積分制御と微分制御とを選択的に組み合わせたPID制御を行う。また、PID部205,206で用いられる信号により姿勢検出部211にて姿勢検出が行われる。
Since the position signals output from the
防振制御部203,204は、振れセンサ201,202からの振れ信号に基づき、撮像装置の振れによる画像振れを補正する方向にシフトレンズ103を移動させるようにする補正位置制御信号(駆動目標位置)をそれぞれ出力する。これによって、撮像装置に手振れなどの振れが発生しても、該振れによる画像振れを防止できる。
Based on shake signals from the
図4は、図3に示すPID部205の詳細な構成を示すブロック図である。なお、PID部206も同様な構成であり、ここではピッチ方向用のPID部205のみについて説明する。
FIG. 4 is a block diagram showing a detailed configuration of the
偏差算出部302は、防振制御部203の出力値である振れ補正位置と、D/A変換部308を介するホール素子209からの位置信号である実位置との差分を算出する。この偏差は、比例制御部303(P制御部)と微分制御部304(D制御部)と積分制御部305(I制御部)においてそれぞれ演算が行われる。比例制御部303では、偏差をゼロに近づける、即ち目標位置である振れ位置と実位置とを近づけるための制御を行う。しかし、比例制御部303のみでは定常的に偏差にオフセット成分が乗るため、積分制御部305によりオフセット成分をゼロに漸近させる制御を行う。
The
撮像装置の姿勢が変化した場合、即ちシフトレンズ103に加わる重力の方向が変化した場合、上記オフセット成分はシフトレンズ103の実位置と同様に、姿勢変化に応じた変動を示す。この積分制御部305の出力は姿勢判定のため姿勢検出部211へ渡される。また、シフトレンズ103の応答性を高めるために偏差に対して微分制御部304により微分制御を行う。
When the orientation of the imaging apparatus changes, that is, when the direction of gravity applied to the
最終的に比例制御部303の結果と微分制御部304の結果と積分制御部305の結果を和算出部306により足し合わせ、D/A変換307によりアナログ信号としてドライブ部208へ渡され、シフトレンズ103を駆動する。
Finally, the result of the
図5は、本実施例1に係る振れ補正装置の構造を示す斜視図である。 FIG. 5 is a perspective view illustrating the structure of the shake correction apparatus according to the first embodiment.
401は振れ補正装置の基台であるベースであり、シャッタ機構、NDフィルタ機構も同時に固定保持している。ベース401には、一体的に2つのフォロワピン402が設けられ、また不図示の可動フォロワピンが備えられている。そして、ベース401の径方向外側にある不図示のカム筒の3本のカム溝に前述の3つのフォロワピンが嵌合して、カム溝に沿って光軸方向に進退するようになっているが、その詳細は省略する。
406は上記シフトレンズ103に相当する補正レンズ群であり、シフトレンズホルダ416に不図示のカシメ爪によって一体的に保持されている。403は補正レンズ群406を通過する光束を制限する開口部を備えたレンズカバーであり、側面に伸びた3カ所の腕部404それぞれに開口405が設けられている。そして、開口405にシフトレンズホルダ416の側面3カ所に設けられた突起415と嵌合することにより、レンズカバー403はシフトレンズホルダ416に一体的に保持される。シフトレンズホルダ416にはマグネット412,413が一体的に保持されている。
シフトレンズホルダ416は3つの転動ボール407を介してベース401に連接されており、転動ボール407が転がることにより光軸に垂直な面内で自由に移動することが可能になっている。この方式だと、ガイドバーでガイドする方式に比べて、より微小な振幅で、より高周期の振動を実現できる効果があり、高画素化するデジタルカメラにおいても良好な補正を行うことが可能になる。
The
414はシフトレンズホルダ416をベース401に向かって付勢するスラストスプリング、417,418はシフトレンズホルダ416の回転を防ぐ為のラジアルスプリングである。スラストスプリング414は引っ張りスプリングであり、シフトレンズホルダ416の不図示の引掛爪に一端が係合し、他端はベース401の不図示の引掛爪に係合していて付勢力を与えている。
408,409はコイルである。410,411はコイル408,409を保持する樹脂製のボビンであり、先端に金属製のピンが一体的に構成されており、コイル408,409の端部が絡げられている。この金属ピンに後述のフレキシブル基板(以下、FPC)の導通パターンを半田付けすることで、制御回路から電力を供給している。
424はコイル408,409に電力を供給する為のFPCであり、ランド425において金属ピンを介してコイル408,409が半田で電気的に接続されている。422,423は磁界の変化を検出する為のホール素子(図3のホール素子209,210に相当)であり、マグネット412,413に近接して配置されて該マグネット412,413の移動に伴う磁界の変化を検出して移動量を算出する。ホール素子422,423もまた、FPC424に実装されており、FPC424によって電力が供給されている。
426はシャッタ及びNDフィルタ駆動部に電力を供給する為のFPCである。420はFPC424,426を固定する為のFPCホルダであり、円柱の突起421にFPC424,426の穴が圧入されて該FPC424,426が位置決めされ、固定されている。
図6は、図5に示す振れ補正装置を被写体側から見た正面図である。 FIG. 6 is a front view of the shake correction apparatus shown in FIG. 5 as viewed from the subject side.
428はベース部材401に設けられた凹部(以下、受け部)であり、補正レンズ群406近傍(シフトレンズ103近傍)の転動ボール407が成す三角形の頂点に配置されている。この3つの受け部428にそれぞれ一つずつ転動ボール407が入り、転動ボール407はシフトレンズホルダ416と圧接している。
図7(a)は、受け部428内の転動ボール407の配置を立体的に示したイメージ図であり、図7(b)は、そのイメージ図を被写体側から見た正面図である。
FIG. 7A is an image diagram showing the arrangement of the rolling
図7(b)の正面図において、転動ボール407と受け部428の接する点(以下、接点)は転動ボール407の中心と一致している。
In the front view of FIG. 7B, the contact point (hereinafter referred to as contact) between the rolling
本実施例1では、球部材である転動ボール407にセラミックボール、受け部428にモールド材を用いる。接点において、撮像装置に大きな振動や強い衝撃が加わった時に受け部面が荒れたり、打痕がついたりしてしまう。尚、受け部428はシフトレンズ103近傍の転動ボール407が成す三角形の頂点にそれぞれ配置されているが、この受け部428と転動ボール407の3つの組み合わせは同じ構成であるため、以後の説明は任意の一つの組み合わせについて述べる。
In the first embodiment, ceramic balls are used for the rolling
図8は、受け部428を平面として見た図である。図8の点線で描かれた円は、初期化後の振れ補正可動範囲(シフトレンズ可能範囲)を示し、振れ補正時にその点線円内で接点が移動する。ここで、振れ補正可動範囲は、振れ補正時にシフトレンズ103がシフトしても、光学的な性能が一定のレベルで保証できる、予め径が定められた範囲である。シフトレンズ103がシフトレンズホルダ416と一体となってこの振れ補正可動範囲内で動くときには、転動ボール407は、この点線円内でベース401に対して接触しながら転がってシフトレンズホルダ416を支持している。
FIG. 8 is a view of the receiving
転動ボール407がこの点線円内で転がる間は、受け部428の壁面に到達することがないので、シフトレンズ103が振れ補正のためにシフトしている間は、転がり摩擦によってシフトレンズホルダ416を支持することができ、摩擦抵抗が小さくなる。
While the rolling
また、初期化の動作は、シフトレンズホルダ416を振れ補正を行うときよりも大きくシフトさせ、転動ボール407を一旦受け部428の壁面にぶつけ、所定量逆方向にシフトさせることで、転動ボール407を受け部428の壁面から離すことにより行う。これを、少なくとも2軸方向に行うことで、受け部428の壁面から余裕しろを考慮した振れ補正可動範囲を確保することができる。
In addition, the initialization operation is performed by shifting the
図9は、シフトレンズ103(補正レンズ群406)を振れ補正可動範囲外に退避させたときの接点の様子を示す図である。 FIG. 9 is a diagram illustrating the contact state when the shift lens 103 (correction lens group 406) is retracted out of the shake correction movable range.
具体的な退避の方法は、上述のように振れ補正可動範囲が光学的な性能を保証する予め定められた径であることから、シフトレンズ103をこの径以上の量を所定の方向にシフトすればよい。シフトレンズ103をこのようにシフトすれば、転動ボール407も転がって振れ補正範囲外に退避することになる。
As a specific retraction method, as described above, since the shake correction movable range has a predetermined diameter that guarantees optical performance, the
振れ補正時は、図8に示すように、点線円の振れ補正可動範囲内を接点が移動している。しかし、後述するように退避指示を受けた時には、図9に示すように、接点が振れ補正可動範囲外になるようにシフトレンズ103を駆動する。
At the time of shake correction, as shown in FIG. 8, the contact is moving within the shake correction movable range of the dotted circle. However, when a retraction instruction is received as will be described later, as shown in FIG. 9, the
図10は、図2に示す撮像装置において行われる振れ補正(防振)動作とシフトレンズを振れ補正可動範囲外へ退避させる際の手順を説明するフローチャートである。 FIG. 10 is a flowchart for explaining a shake correction (anti-shake) operation performed in the imaging apparatus shown in FIG. 2 and a procedure for retracting the shift lens out of the shake correction movable range.
操作部117に含まれる電源スイッチがONされ、撮像装置の電源がONになるとステップS101へ進み、シフトレンズ駆動用の電源をONする。次のステップS102では、PID制御を実行してシフトレンズ103の制御を行い、続くステップS103では、撮像装置の動作状態により、シフトレンズ103による防振(振れ補正)制御を行わない省電力モードに設定するかどうかを判定する。例えば再生時において振れ補正制御の必要がなく、姿勢検出も行わないメニュー画面などでは省電力モードに設定する。
When the power switch included in the
上記ステップS103にて省電力モードであった場合は、ステップS104へ進み、振れ補正モードをOFFにし、次のステップS105にて、シフトレンズ103の退避指示を行う。これにより、シフトレンズ103を駆動して、図9に示したように、接点、つまり球部材である転動ボール407を受け部428内の振れ補正可動範囲外に退避させる動作が行われる。そして、次のステップS106にて、シフトレンズ駆動の供給電源をOFFにする。続くステップS107では、撮像装置の動作状態により省電力モードが解除されたらステップS101へ戻り、シフトレンズ駆動のための電源をONにする。
If was in the power saving mode in
上記ステップS103〜S106が、シフトレンズ駆動を省電力モードにした時の、シフトレンズ103を振れ補正可動範囲外へ退避させるための動作である。この退避動作により、省電力モード時に、激しい振動や強い落下衝撃などがあった時に振れ補正可動範囲内の受け部面荒れ等を防ぐことができる。
Steps S103 to S106 are operations for retracting the
次に、通常のシフトレンズ制御とシフトレンズ駆動による姿勢検出の動作について説明する。 Next, normal shift lens control and posture detection operation by shift lens driving will be described.
上記ステップS103にてシフトレンズ駆動を省電力モードにする設定がなされていない場合はステップS108へ進み、操作部117に含まれる振れ補正スイッチにより振れ補正モードがONに設定されているか否かを判定する。その結果、振れ補正モードがONに設定されているならばステップS113へ進み、振れ補正モードがOFFに設定されているならばステップS109へ進む。
If it is determined in step S103 that the shift lens drive is not set to the power saving mode, the process proceeds to step S108, and it is determined whether or not the shake correction mode is set to ON by the shake correction switch included in the
振れ補正モードがOFFに設定されているとしてステップS109へ進むと、PID制御によってシフトレンズ103を光軸中心位置に固定する。これによって、オフセットのない中央固定が可能となる。次のステップS110では、計測を行っているタイマtの計測値がある一定周期Tに達したか否かを判定し、達していなければステップS112へ進む。また、タイマtの計測値がある一定周期Tに達していればステップ111へ進み、PID制御の積分制御係数を用いて姿勢検出部211にて姿勢検出を行う。この時にタイマtは0に初期化され、姿勢検出はある一定周期Tで間欠に行われる。その後、ステップS112へ進む。ステップS112では、電源スイッチがONであるか否かを判定し、ONであればステップS102へ戻り、以下同様の動作を繰り返す。また、電源スイッチがOFFであれば、振れ補正動作を終了する。
When the process proceeds to step S109 assuming that the shake correction mode is set to OFF, the
上記ステップS108にて振れ補正モードがONに設定されているとしてステップS113へ進むと、PID制御による防振制御を行う。このPID制御による防振制御では、防振性能がPD制御と比較してやや劣るが、この間には画像データを実際に記憶部118に記憶するわけではなく、画像を表示部112に表示するだけなので、問題はない。また、PID制御時における防振時においても、ステップS110でタイマ計測を行い、一定周期T毎に積分制御値を用いて姿勢検出を行う。
If it is determined in step S108 that the shake correction mode is set to ON and the process proceeds to step S113, image stabilization control by PID control is performed. In the image stabilization control based on the PID control, the image stabilization performance is slightly inferior to that in the PD control. However, during this period, the image data is not actually stored in the
次のステップS114では、スイッチSW2がONとなったか否かを判定し、ONとなっていなければ、PID制御時における防振時において、ステップS110へ進み、タイマ計測を行い、一定周期T毎に積分制御値を用いて姿勢検出を行う。 In the next step S114, it is determined whether or not the switch SW2 is turned on. If it is not turned on, the process proceeds to step S110 at the time of image stabilization during PID control, and timer measurement is performed at regular intervals T. Attitude detection is performed using the integral control value.
また、上記ステップS114にてスイッチSW2がONとなっていればステップS115へ進み、PID制御における積分制御値を保持する。そして、次のステップS116にて、積分制御値を保持したままPD制御を行う。これにより、P制御による目的値とのオフセットをなくすことが可能となる。次のステップS117では、露光シーケンスを実行し、続くステップS118にて、任意の時間後、記憶部118に対して画像データの格納(露光)が完了すると、ステップS102へ戻り、再びPID制御を行う。この時、保持されていた積分制御値はPID制御でのシフトレンズ制御値に更新される。
If the switch SW2 is ON in step S114, the process proceeds to step S115, and the integral control value in PID control is held. Then, in the next step S116, PD control is performed while maintaining the integral control value. Thereby, it becomes possible to eliminate the offset from the target value by the P control. In the next step S117, an exposure sequence is executed, and in the subsequent step S118, when image data storage (exposure) is completed in the
上記の実施例1によれば、撮像装置が省電力モード(省電力状態)に移行する場合、換言すると、補正手段による画像振れ補正が必要とされない場合には、シフトレンズ駆動用の電源供給を停止することになる。このように電源供給停止する場合には、その直前に、シフトレンズ103を振れ補正可動範囲外に退避させる。これにより、省電力モード中における振動や落下による衝撃で、転動ボール407の受け部428における振れ補正可動範囲内での面荒れや打痕を防ぐ事ができる。よって、防振制御用の信号を用いての(積分制御値を用いての)撮像装置の姿勢検出時における誤検出、および、防振性能の低下を防ぐことができる。
According to the first embodiment, when the imaging apparatus shifts to the power saving mode (power saving state), in other words, when the image blur correction by the correcting unit is not required, the power supply for driving the shift lens is supplied. Will stop. When the power supply is thus stopped, the
なお、シフトレンズ駆動を停止する撮影装置の動作状態としては、省電力モード以外に、再生モードにおけるメニュー画面表示時やスライドショー動作時、動画再生時、ボイスレコーダー動作時、ビデオ端子外部出力時などが挙げられる。 In addition to the power saving mode, the operating state of the photographic device that stops driving the shift lens includes menu screen display in playback mode, slide show operation, movie playback, voice recorder operation, and video terminal external output. Can be mentioned.
次に、本発明の実施例2について説明する。本実施例2に係る撮像装置の構成は、上記の実施例1の撮像装置と同じであるものとする。 Next, a second embodiment of the present invention will be described. The configuration of the imaging apparatus according to the second embodiment is the same as that of the imaging apparatus according to the first embodiment.
図11は、本発明の実施例2に係わる撮像装置において行われる振れ補正(防振)動作とシフトレンズ103を振れ補正可動範囲外へ退避させる際の手順を説明するフローチャートである。上記実施例1における図10の動作と同じ部分は同一のステップ番号を付し、その説明は省略する。
FIG. 11 is a flowchart for explaining a shake correction (anti-shake) operation performed in the imaging apparatus according to the second embodiment of the present invention and a procedure for retracting the
ステップS201では、一定時間、操作部117の操作信号が無かった(操作が行われなかった)か否かを判定し、操作信号が有った場合はステップS108以降の動作を行う。
In step S201, it is determined whether or not there has been no operation signal from the
一方、操作部117の操作信号が無かった場合はステップS202へ進み、撮像装置の省電力のため、表示制御部113により撮像部109と表示部112の電源をOFFにする。ここで、本実施例2では、表示部112は液晶ディスプレイを使用する。その後はステップS203へ進み、振れ補正をOFFにし、次のステップS204にて、シフトレンズ103を駆動して転動ボール407を受け部428の振れ補正可動範囲外に退避させる。よって、一定時間操作されなかった時に液晶ディスプレイの表示をOFFする省電力モードの時に、撮像装置に激しい振動や、落下などによる強い衝撃が加わったりしても、受け部428の振れ補正可動範囲内に荒れや打痕がつくことを避けることができる。
On the other hand, if there is no operation signal from the
次のステップS205では、操作部117の操作信号の有無を判定し、操作信号が無い間はステップS204へ戻り、シフトレンズ103を駆動して転動ボール407を受け部428の振れ補正可動範囲外に退避させる同様の動作を継続する。その後、操作部117の操作信号が有ったことを判定するとステップS206へ進み、シフトレンズ103の退避を解除して通常のシフトレンズ制御に戻す。そして、次のステップS207にて、液晶ディスプレイ表示を行い、ステップS102に戻り、通常のシフトレンズ制御を行う。
In the next step S205, the presence / absence of an operation signal from the
上記の実施例2によれば、一定時間、操作部117が操作されないような場合、換言すると、補正手段による画像振れ補正が必要とされない場合には、シフトレンズ103を駆動して転動ボール407を受け部428の振れ補正可動範囲外に退避させる。これにより、上記実施例1と同様、省電力モード中における振動や落下による衝撃で、転動ボール407の受け部428における振れ補正可動範囲内での面荒れや打痕を防ぐ事ができる。よって、防振制御用の信号を用いての(積分制御値を用いての)撮像装置の姿勢検出時における誤検出、および、防振性能の低下を防ぐことができる。
According to the second embodiment, when the
また、シフトレンズ103を振れ補正可動範囲外に退避させる間は、液晶ディスプレイ表示を行わないようにしているので、退避時の画角の変動が表示されることがない。
Further, since the liquid crystal display is not displayed while the
次に、本発明の実施例3について説明する。本実施例3に係る撮像装置の構成は、上記の実施例1の撮像装置と同じであるものとする。 Next, Embodiment 3 of the present invention will be described. The configuration of the imaging apparatus according to the third embodiment is the same as that of the imaging apparatus according to the first embodiment.
図12は、本発明の実施例3に係わる撮像装置において行われる振れ補正(防振)動作とシフトレンズ103を振れ補正可動範囲外へ退避させる際の手順を説明するフローチャートである。上記実施例1における図10の動作と同じ部分は同一のステップ番号を付し、その説明は省略する。
FIG. 12 is a flowchart for explaining a shake correction (anti-shake) operation performed in the image pickup apparatus according to Embodiment 3 of the present invention and a procedure for retracting the
ステップS301にて、一定時間、振れセンサ201,202から防振制御を行うことが出来ないほどの大きな振れ量が出力されたか否かを判定し、大きな振れ量が出力されていなければステップS108以降の動作を行う。
In step S301, it is determined whether or not a shake amount large enough to prevent image stabilization control from being output from the
一方、振れセンサ201,202から防振制御を行うことが出来ないほどの大きな振れ量が出力された場合はステップS302へ進む。そして、受け部428の面荒れを防ぐためにシフトレンズ103を駆動して、転動ボール407を受け部428の振れ補正可動範囲外に退避させる。次のステップS303では、引き続き振れセンサ201,202からの出力を観察し、一定時間以上振れ量が小さいことを確認できるまでステップS302に戻り、同様の動作を継続する。その後、一定時間以上、振れセンサ201,202からの振れ量が小さいことを確認できしたらステップS304へ進み、シフトレンズ103の退避を解除し、ステップS102へ戻り、通常のシフトレンズ制御を行う。
On the other hand, if the
上記の実施例3によれば、振れセンサ201,202から一定時間閾値以上の大きな振れ量が出力された場合には、シフトレンズ103を駆動して転動ボール407を受け部428の振れ補正可動範囲外に退避させる。これにより、落下等による衝撃時において、転動ボール407の受け部428における振れ補正可動範囲内での面荒れや打痕を防ぐ事ができる。よって、防振制御用の信号を用いての(積分制御値を用いての)撮像装置の姿勢検出時における誤検出、および、防振性能の低下を防ぐことができる。
According to the third embodiment described above, when the
次に、本発明の実施例4について説明する。本実施例4に係る撮像装置の構成は、上記の実施例1の撮像装置と同じであるものとする。 Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. The configuration of the imaging apparatus according to the fourth embodiment is the same as that of the imaging apparatus according to the first embodiment.
図13は、本発明の実施例4に係わる撮像装置において行われる振れ補正(防振)動作とシフトレンズを振れ補正可動範囲外へ退避させる際の手順を説明するフローチャートである。上記実施例1における図10の動作と同じ部分は同一のステップ番号を付し、その説明は省略する。 FIG. 13 is a flowchart for explaining a shake correction (anti-shake) operation performed in the imaging apparatus according to the fourth embodiment of the present invention and a procedure for retracting the shift lens out of the shake correction movable range. The same parts as those in FIG. 10 in the first embodiment are denoted by the same step numbers, and the description thereof is omitted.
ステップ112にて、操作部117に含まれる電源スイッチがOFFされた場合、ステップ401へ進み、シフトレンズ103を駆動して転動ボール407を受け部428の振れ補正可動範囲外に退避させる。そして、次のステップS402にて、シフトレンズ103の駆動を停止し、撮像装置の電源をOFFする。
When the power switch included in the
上記の実施例4によれば、電源OFF後は防振制御を行っていないが、転動ボール407を出来るだけ受け部428の振れ補正可動範囲外に留まらせるようにしている。これにより、電源OFF後における振動や落下による衝撃で、転動ボール407の受け部428における振れ補正可動範囲内での面荒れや打痕を防ぐ事ができる。よって、防振制御用の信号を用いての(積分制御値を用いての)撮像装置の姿勢検出時における誤検出、および、防振性能の低下を防ぐことができる。
According to the above-described fourth embodiment, the image stabilization control is not performed after the power is turned off, but the rolling
上記の各実施例では、画像振れを補正するための補正手段として、シフトレンズ103を用いているが、本発明は、可変頂角プリズムや光軸と垂直な平面上で移動することにより振れ補正する撮像部109にも適用できる。
In each of the above-described embodiments, the
なお、受け部428はベース401に形成されているが、シフトレンズホルダ416側に形成されていても良いし、ベース401とシフトレンズホルダ416の両方に形成されていても良い。
Although the receiving
(本発明と実施例の対応)
シフトレンズ103が本発明の補正手段に、シフトレンズホルダ416が補正手段を保持する保持手段に、ベース401が、保持手段を介して補正手段を光軸に垂直な平面内で移動可能に支持する固定手段に、それぞれ相当する。また、転動ボール407が本発明の、保持手段と固定手段の間に狭持され、固定手段に対して保持手段が相対移動する際に、保持手段と固定手段の少なくともいずれか一方に形成される受け部内で転動する球部材に相当する。また、受け部428が本発明の、保持手段と固定手段のいずれか一方に形成される受け部に相当する。また、コイル408,409やマグネット412,413が本発明の駆動手段に、シフトレンズ駆動制御部104が振れ補正用電源停止手段に、それぞれ相当する。また、制御部119の例えば図10のステップS103〜S107の動作を実行する部分が、本発明の、補正手段による画像振れ補正が必要とされない場合は、保持手段を駆動して球部材を受け部内の振れ補正可動範囲外に退避させる退避制御手段に相当する。また、操作部117が本発明の操作部材に相当する。
(Correspondence between the present invention and the embodiment)
The
103 シフトレンズ
104 シフトレンズ駆動制御部
114 姿勢情報制御部
117 操作部
119 制御部
201 ピッチ方向振れセンサ
202 ヨー方向振れセンサ
203 防振制御部
204 防振制御部
205 PID部
206 PID部
207 ドライブ部
208 ドライブ部
209 ホール素子
210 ホール素子
211 姿勢検出部
302 偏差算出部
303 比例制御部
304 微分制御部
305 積分制御部
306 和算出部
407 転動ボール
416 シフトレンズホルダ
428 受け部
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記保持手段を移動可能に支持する固定手段と、
前記保持手段と前記固定手段の間に狭持され、前記固定手段に対して前記保持手段が相対移動する際に、前記保持手段と前記固定手段の少なくともいずれか一方に形成される受け部内で転動する球部材と、
前記保持手段を駆動する駆動手段と、
当該撮像装置の状態により、前記駆動手段への電源供給を停止する振れ補正用電源停止手段と、
前記振れ補正用電源停止手段により前記駆動手段への電源供給が停止される場合は、前記駆動手段への電源供給が停止される直前に、前記保持手段を駆動して前記球部材を前記受け部内の振れ補正可動範囲外に退避させる退避制御手段を有することを特徴とする像ぶれ補正装置。 Holding means for holding the correction means to correct image blur by deflecting the optical axis,
And fixing means for supporting said holding means moves capable,
It is held between the holding means and the fixing means, and when the holding means moves relative to the fixing means, it rolls within a receiving portion formed on at least one of the holding means and the fixing means. A moving ball member;
Driving means for driving dynamic pre Symbol holding means,
According to the state of the imaging device, shake correction power stop means for stopping power supply to the drive means ,
When the power supply to the drive unit is stopped by the shake correction power supply stop unit , the holding unit is driven and the ball member is moved into the receiving portion immediately before the power supply to the drive unit is stopped. An image blur correction apparatus comprising a retraction control means for retreating out of a shake correction movable range.
前記保持手段を移動可能に支持する固定手段と、Fixing means for movably supporting the holding means;
前記保持手段と前記固定手段の間に狭持され、前記固定手段に対して前記保持手段が相対移動する際に、前記保持手段と前記固定手段の少なくともいずれか一方に形成される受け部内で転動する球部材と、It is held between the holding means and the fixing means, and when the holding means moves relative to the fixing means, it rolls within a receiving portion formed on at least one of the holding means and the fixing means. A moving ball member;
前記保持手段を駆動する駆動手段と、Driving means for driving the holding means;
当該撮像装置の状態により、前記駆動手段への電源供給を停止する振れ補正用電源停止手段と、According to the state of the imaging device, shake correction power stop means for stopping power supply to the drive means,
当該撮像装置に具備される操作部材が最後に操作されてから一定時間操作されなかった場合は、前記操作部材が最後に操作されてから一定時間操作されないことにより、前記保持手段を駆動して前記球部材を前記受け部内の振れ補正可動範囲外に退避させる退避制御手段を有することを特徴とする像ぶれ補正装置。When the operation member included in the imaging device has not been operated for a certain time since the last operation, the operation member is not operated for a certain time since the last operation, thereby driving the holding means to An image blur correction apparatus comprising: a retraction control unit that retreats a spherical member out of a shake correction movable range in the receiving portion.
前記保持手段を移動可能に支持する固定手段と、Fixing means for movably supporting the holding means;
前記保持手段と前記固定手段の間に狭持され、前記固定手段に対して前記保持手段が相対移動する際に、前記保持手段と前記固定手段の少なくともいずれか一方に形成される受け部内で転動する球部材と、It is held between the holding means and the fixing means, and when the holding means moves relative to the fixing means, it rolls within a receiving portion formed on at least one of the holding means and the fixing means. A moving ball member;
前記保持手段を駆動する駆動手段と、Driving means for driving the holding means;
当該撮像装置の電源が遮断される場合は、当該撮像装置の電源が遮断される直前に、前記保持手段を駆動して前記球部材を前記受け部内の振れ補正可動範囲外に退避させる退避制御手段を有することを特徴とする像ぶれ補正装置。When the power supply of the imaging apparatus is shut off, the retraction control means that drives the holding means to retract the ball member out of the shake correction movable range in the receiving portion immediately before the power supply of the imaging apparatus is shut off. An image blur correction apparatus comprising:
前記保持手段を移動可能に支持する固定手段と、Fixing means for movably supporting the holding means;
前記保持手段と前記固定手段の間に狭持され、前記固定手段に対して前記保持手段が相対移動する際に、前記保持手段と前記固定手段の少なくともいずれか一方に形成される受け部内で転動する球部材と、It is held between the holding means and the fixing means, and when the holding means moves relative to the fixing means, it rolls within a receiving portion formed on at least one of the holding means and the fixing means. A moving ball member;
前記保持手段を駆動する駆動手段と、Driving means for driving the holding means;
当該撮像装置の振れを検出する振れ検出手段からの前記振れ信号が一定時間に亘って閾値以上の値を示した場合は、一定時間に亘って、前記振れ信号が閾値以上の値を示したことにより、前記保持手段を駆動して前記球部材を前記受け部内の振れ補正可動範囲外に退避させる退避制御手段を有することを特徴とする像ぶれ補正装置。When the shake signal from the shake detection means for detecting the shake of the imaging device shows a value that is equal to or greater than a threshold value for a certain time, the shake signal indicates a value that is equal to or greater than the threshold value for a certain time. Accordingly, the image blur correction apparatus includes: a retraction control unit that drives the holding unit to retreat the ball member out of a shake correction movable range in the receiving portion.
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