JPH07191359A - 光学装置の像振れ補正装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来の像振れ補正装置では補正レンズが唯１
個であり、該レンズを水平方向に移動させるための水平
方向ガイドと水平方向アクチュエータは該レンズとレン
ズ保持枠とともに垂直方向アクチュエータの負荷となっ
ていた。本発明は改善された像振れ補正装置を提供す
る。 【構成】 本発明では、水平方向補正レンズ１と垂直方
向補正レンズ１６とに分け、水平方向ガイドバー６及び
７と補正レンズ１及び保持部材２並びにコイル３のすべ
ての重量がレンズ１６の移動時の負荷にならぬようにし
た。垂直方向補正レンズ１６は保持部材１７に固定され
たコイル１８とともに垂直方向ガイド２２に沿って上下
動する。１１は光学装置の振れ検出センサ、９及び１０
はレンズ１の水平移動検出センサ、２４及び２５はレン
ズ１６の上下動検出センサ、である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光学装置の像振れ補正装
置に関し、特にスチルカメラやビデオカメラ等の撮影部
に組み込まれる像振れ補正装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、スチルカメラやビデオカメラ等の
撮影装置には装置全体の振れに起因する像振れを自動的
に補正する振れ補正機能を実現する技術が開発されてい
る。この振れ補正機能は、一般に、装置全体の振れを検
出する振れ検出手段と、該振れ検出手段の出力に応じて
振れ補正量を算出し補正動作を制御する制御手段と、水
平及び垂直方向に偏心駆動し光軸を水平及び垂直方向に
屈折させることで振れ補正動作を行う振れ補正手段とか
ら構成されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来例
では、振れ補正手段の構成が極めて複雑なものにならざ
るをえなかった。すなわち、一つないし一群のレンズ
に、例えば水平方向に移動するためのアクチュエータを
設け、かつ、水平方向の直動ガイドと移動量検出用の変
位センサとを設けながら、さらにこれらレンズと水平方
向アクチュエータと水平方向直動ガイドと水平方向変位
センサとを一体として垂直方向に移動するためのアクチ
ュエータを設け、かつ、垂直方向直動ガイドと垂直方向
変位センサとを構成しなければならなかった。

【０００４】又、上記水平及び垂直方向の直動ガイドに
与えられるかん合ガタによって生じるレンズの倒れ量は
累積的に加算されるので、所定の光学性能を得るために
極めて小さいガタ量を設定しなければならず、量産性を
損ねていた。

【０００５】又、上記垂直アクチュエータにはレンズの
みならず水平アクチュエータ及び水平方向直動ガイド及
び水平方向変位センサも駆動負荷として加わるので、大
きな発生力が要求され、大型化が避けられないととも
に、消費電流も大きくなるといった欠点があった。

【０００６】又、上記構成例では、可動部の自重が大き
くならざるを得ず、レンズを所定の位置に保持するため
に多くの消費電流が必要となるといった欠点もあった。

【０００７】本発明の目的は前記従来技術の欠点を除去
した光学装置の像振れ補正装置を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明はかかる問題点を
解決するために、一つまたは一群のレンズを略水平方向
に偏心駆動させ略水平方向の像振れを補正する第一の振
れ補正手段と、上記レンズ群とは異なる一つまたは一群
のレンズを略垂直方向に偏心駆動させ略垂直方向の像振
れを補正する第二の振れ補正手段とを設けたものであ
る。また他の手段として、かかる問題点を解決するため
に、一つまたは一群のレンズを略水平（又は略垂直）方
向に偏心駆動させる第一の振れ補正手段と、ＣＣＤなど
の撮像素子を略垂直（又は略水平）方向に偏心駆動させ
る第二の振れ補正手段とを設けたものである。これらの
構成をとることにより、機構が簡略化できるとともに、
アクチュエータの大型化を避けることができる。さらに
それぞれの直動ガイドのガタ量はそれぞれのレンズ群に
対して一対一で影響されるので、通常のガタ管理で済み
量産が容易になる。また重量の小さいレンズ群または撮
像素子を垂直方向の振れ補正手段とすることで、重力に
さからって中立位置に保持するための消費電流を極力抑
えることができる。

【０００９】

【実施例】以下に図面を参照しながら、本発明の実施例
を説明する。

【００１０】図１および図２および図３は本発明の第一
の実施例を示す図である。

【００１１】図１において、１はレンズであり、保持部
材２にカシメ等で固定されている。３は保持部材２に設
けられたボビンに巻かれたコイルである。４は永久磁石
であり、５はヨークである。永久磁石４はヨーク５に組
み込まれ所定の磁気ギャップを有する磁気回路が構成さ
れている。そしてコイル３がこの磁気ギャップのほぼ中
央に位置するよう両者の位置関係が設定されている。６
と７は水平方向直動ガイドバーであり、直動ガイドバー
６は保持部材２の上部に設けられたかん合穴とかん合
し、直動ガイドバー７は同じく保持部材２の下部に設け
られたスリーブ部とかん合することで、保持部材２の移
動方向を水平方向のみに規定する。

【００１２】８は保持部材２に設けられたスリットであ
る。９はＩＲＥＤ等の発光素子であり、１０は例えば受
光した光束のスポットの位置によって出力が変化するＰ
ＳＤ等の受光素子である。発光素子９から投光された光
束はスリット８を透過した一部が受光素子１０に達する
ので、スリットの変位すなわち保持部材の変位に応じた
信号が受光素子１０から出力される。１１は後述する振
れ検出器であり、１１ａは横揺れを、１１ｂは縦揺れを
検出するように配置されている。１２は振れ検出器１１
ａの出力を所定の増幅率で増幅する第一の増幅回路であ
り、１３は受光素子１０の出力を所定の増幅率で増幅す
る第二の増幅回路である。１４は第一の増幅回路１２と
第二の増幅回路１３の出力の差を出力する減算回路であ
る。１５は減算回路の出力を所定の増幅率で増幅してコ
イル３に通電する電流を発生させる駆動回路である。

【００１３】１６はレンズ１とは異なるレンズであり、
１７はそれを保持する保持部材、１８は保持部材１７に
設けられたコイルである。１９は永久磁石、２０はそれ
を固定するヨークである。２１と２２は保持部材１７の
移動方向を垂直方向のみに規定する垂直方向直動ガイド
バーである。２３は保持部材１７に設けられたスリット
であり、２４は発光素子、２５は受光素子である。２６
は手振れ検出器１１ｂの出力を所定の増幅率で増幅する
第一の増幅回路であり、２７は受光素子２５の出力を所
定の増幅率で増幅する第二の増幅回路である。２８は第
一の増幅回路２６と第二の増幅回路２７の出力の差を出
力する減算回路である。２９は減算回路の出力を所定の
増幅率で増幅してコイル１８に通電する電流を発生させ
る駆動回路である。

【００１４】図２は振れ検出器１１の内部構成を示す図
である。１１１は外筒であり、その内部には高比重液体
１１２が満たされている。また、該液体中には感知羽根
１１３が保持腕１１４に軸１１５回りに回動自在に保持
されている。感知羽根１１３の中心付近にはスリット上
の反射面１１６が設けられている。外筒１１１の外側に
は反射面１１６に向けて発光素子１１７及び受光素子１
１８が配置され、発光素子１１７から発射された光束が
反射面１１６で反射され、受光素子１１８の受光面へ照
射されるようになっている。ここで、発光素子１１７は
例えばＩＲＥＤ等の赤外発光素子であり、受光素子１１
８は例えばＰＳＤ等の光電変換素子である。

【００１５】次に上記構成における動作を順を追って説
明する。

【００１６】撮影装置を保持する手の揺れ等の原因で装
置全体に振れが生じた場合、振れ検出器１１内部の外筒
１１１、保持腕１１４、発光素子１１７及び受光素子１
１８は本体と一体となって振れる。しかし、内部の高比
重液体１１２、感知羽根１１３及びその中央部に設けた
反射面１１６は自らの慣性のために絶対座標に対して静
止しようとする。そのため、外筒１１１と感知羽根１１
３との間には、振れ量に応じた相対角が生じ、この相対
角によって発光素子１１７から発射され反射面１１６で
反射した光束が受光素子１１８の受光面上に形成するス
ポットの位置に変化が生じ、この変化量に応じた信号が
受光素子１１８から出力される。したがって、受光素子
１１８の出力すなわち振れ検出器１１ａと１１ｂの出力
は、それぞれ横揺れと縦揺れ大きさを示す値となる。こ
の信号は、第一の増幅回路１２に入力され適切な乗数で
増幅される。

【００１７】一方、レンズ１の光学中心からの水平方向
の変位量は、レンズ１を保持する保持部材２に設けられ
たスリット８の移動量と同一なので、発光素子９から発
射された光束がスリット８を透過して受光素子１０に照
射するときの受光面上のスポット位置の移動として検出
することができる。受光素子１０はそのスポットの移動
量、すなわち可変頂角プリズムの頂角の大きさに応じた
信号を出力する。この信号は第二の増幅回路１３に入力
され適切な乗数で増幅される。このとき、第一と第二の
増幅回路の増幅率の比は、振れ検出器１１ａが検知する
撮影装置本体の振れによる傾き量と、レンズ１が移動し
たことによる光軸の傾き量が等しくなるように設定され
ている。

【００１８】減算回路１４では第一の増幅回路１２の出
力と第二の増幅回路１３の出力との差を出力され、駆動
回路１５はこの信号に所定の増幅率で増幅したのち、コ
イル３に通電する電流を発生する。コイル３は永久磁石
４とヨーク５とで構成される磁気回路の中に位置してい
るのでコイル３に通電するとコイル３を右方向または左
方向に移動させようとする駆動力が発生する。このとき
コイル３に発生する駆動力によるレンズ１の移動方向
は、振れ検出器１１ａが検出した撮影装置本体の振れに
よる傾きを、レンズ１の水平移動による光軸の傾きがち
ょうど一致するような方向にあらかじめ設定されてい
る。したがって、以上述べた一連の動作によって、撮影
装置の水平方向の振れが生じた場合でも、レンズ１が直
ちにその振れの大きさに応じて水平方向に移動するので
水平方向の光軸の屈折が生じてこれを打ち消すように働
き、撮影像には水平方向の振れが自動的に除去されるこ
とになる。

【００１９】また、詳述は避けるが、垂直方向の振れに
関しても、同様の動作をレンズ１６から駆動回路２９ま
での各構成要素が同様に行うので、撮影像には垂直方向
の振れが自動的に除去されることになる。これらにより
全ての方向の振れが自動的に除去されるので、像振れの
無い良好な撮影像が得られる。

【００２０】撮影像には水平方向の振れが自動的に除去
されることになる。

【００２１】又、この場合、レンズ１６の径がレンズ１
の径よりも小さいため、保持部材１７及びそれに固定さ
れている部材の総重量は比較的小さいので、コイル１８
に通電する事によってこれらの光学中央に保持するため
に必要な消費電流は、比較的少なくてすむようになって
いる。

【００２２】図３は、上記減算回路１４と２８の動作手
順を示すフローチャートである。本プログラムはビデオ
カメラのメインスイッチが投入される毎に起動されメイ
ンスイッチの切断によって終了する。電源が投入された
とき、まず１４１ではメインスイッチの状態が確認さ
れ、ＯＦＦであるならば本プログラムは終了する。ＯＮ
のままならば１４２に進む。１４２では、防振スイッチ
（ＡＳ−ｓｗ）の状態がチェックされ、ＯＮの場合１４
３以下の防振動作を、ＯＦＦの場合は１４６以下の非防
振動作が行われる。１４３ではヨー側振れセンサ１１ａ
の検出値を取込んでカメラ本体の振れ角度θｙとし、さ
らにヨー側レンズの受光素子１０の出力を取込みレンズ
変位量αｙとする。１４４ではあらかじめわかっている
補正変換値ｎｄの値から、現在の本体の振れ角度θｙ
を、レンズの偏心による光軸の屈折で補正するのに必要
な偏心量の値を目標値として、式（１） θｙ／（ｎｄ−１） …（１） で計算し、この目標値と現在の変位量αｙとの差に所定
の増幅率Ｋを乗じてコイル駆動信号を式（２） εｙ＝Ｋ＊（θｙ／ｎｄ−αｙ） …（２） で算出する。１４５ではこのコイル駆動信号εｙを出力
し、コイル駆動回路１５に伝達させる。２８１，２８
２，２８３は上記１４３，１４４，１４５のヨー側の一
連の動作と全く同一の処理を、ピッチ側に対して行うも
のである。

【００２３】以上の一連の動作によってカメラ本体の振
れに対してレンズの位置が所定の値だけ変化して自動的
に振れが補正され像振れのない良好な画像が得られる。

【００２４】次に防振ＳＷがＯＦＦのときは１４６に移
り、ヨー側レンズの受光素子１０をレンズ変位量αｙと
して取り込む。１４７ではαｙに所定の増幅率Ｋを乗じ
てコイル駆動信号εｙを算出する。１４８ではこのコイ
ル駆動信号εｙを出力し、コイル駆動回路１５に伝達さ
せる。２８４，２８５，２８６は上記１４６，１４７，
１４８のヨー側の一連の動作と全く同一の処理を、ピッ
チ側に対して行うものである。以上の一連の動作によっ
て、防振スイッチ（ＡＳ−ｓｗ）が切られている時は、
光軸の屈折が生じないようにするものである。

【００２５】図４は本発明の第二の実施例を示す図であ
る。

【００２６】図中１６はたとえばＣＣＤ等のビデオカメ
ラやＳＶカメラにおける撮像素子である。その他の構成
および動作は第一の実施例と同一なので省略する。

【００２７】本実施例では垂直方向の振れを補正する為
の移動部材を撮像素子１６そのものを用いている。この
構成では、撮像素子１６のわずかな移動によって光軸を
大きく傾けたのと同様の効果があるため応答速度を速め
ることができ、かつ消費電流も小さくおさえることがで
きるといった利点がある。またここではレンズ１を水平
方向の振れ補正手段とし、撮像素子１６を垂直方向の振
れ補正手段としたが、この関係は逆でもよく、特にレン
ズ１とそれを固定する保持部材２の重量が、撮像装置１
６とそれを固定する保持部材１７の重量よりも小さい場
合は、重量に逆らって光学中央に各要素を保持しておく
ための消費電流が小さくなるのでむしろ好ましい。

【００２８】さらに上記の第一と第二の実施例では、水
平方向と垂直方向に振れを分割して補正する構成とした
が、２軸が直行の関係にあれば、どの方向でも同一の効
果を得られるので、例えば斜め４５度方向に二分割した
り、３０度と６０度の方向に二分割しても構成可能であ
るのは言うまでもない。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、従来複雑な構成となら
ざるを得なかった、レンズ偏心による振れ補正機構を、
簡潔な構造とすることができる。また、従来ごく小さな
値に管理しなければならなかったかん合ガタが、比較的
大きな公差ですむのでガタ管理が容易になり量産性を向
上させることができる。さらに可動部の重量が小さくな
るので自重に逆らって光学中心に保持するための消費電
流が小さくでき、かつ、アクチュエータの小型化も実現
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例を示した図。

【図２】第一実施例で使用される振れ検出器の一例を示
した図。

【図３】第一実施例の像振れ補正装置における振れ補正
手段の駆動制御方法を示すフローチャート。

【図４】本発明の第二実施例を示した図。

【符号の説明】

１，１６…レンズ ２，１７…保持部
材 ３，１８…コイル ４，１９…永久磁
石 ５，２０…ヨーク ６，７，２１，２
２…直動ガイドバー ８…スリット ９…発光素子 １０…受光素子 １１，１１ａ，１
１ｂ…振れ検出器 １６…撮像素子 １１１…外筒 １１２…高比重液体 １１３…感知羽根 １１４…保持腕 １１５…軸 １１６…反射面 １１７…発光素子 １１８…受光素子

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光学装置の振れを検出する振れ検出手段
   と、レンズ又はＣＣＤ略水平方向に偏心させることで光
   軸を略水平方向に屈折させ該振れに起因する略水平方向
   の像振れを補正する第一の振れ補正手段と、該レンズと
   異なるレンズ又はＣＣＤを略垂直方向に偏心させること
   で光軸を略垂直方向に屈折させ該振れに起因する略垂直
   方向の像振れを補正する第二の振れ補正手段とを備えた
   事を特徴とする光学装置の像振れ補正装置。
2. 【請求項２】 該第二の振れ補正手段の重量が該第一の
   振れ補正手段の重量に等しいか小さいことを特徴とする
   請求項１の光学装置の像振れ補正装置。