JP2007127996A

JP2007127996A - Blur correcting device

Info

Publication number: JP2007127996A
Application number: JP2005322675A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Matsumoto; 豪松本
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2005-11-07
Filing date: 2005-11-07
Publication date: 2007-05-24

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a blur correcting device which allows miniaturization of an optical system. <P>SOLUTION: An optical element 120 whose refraction state is changed by the application of physical quantity is arranged in the optical path of the optical system, and image blur is corrected by controlling the physical quantity. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、カメラスシテム、交換レンズ、携帯電話のレンズ系等に適用されるブレ補正装置に関する。 The present invention relates to a shake correction apparatus applied to a camera system, an interchangeable lens, a lens system of a mobile phone, and the like.

従来技術のブレ補正装置としては、特許文献１に記載のように、光学系の一部に補正光学系を設け、前記補正光学系を光軸と略直交する方向に変位させ、手ぶれ等による像ブレを抑制するものが知られている。このようなブレ補正装置は、補正光学系を駆動するためのアクチュエータ（ボイスコイルモータ等）および位置検出機構が必要になる。
特開昭６１−２４０７８０号公報 As a conventional blur correction device, as described in Patent Document 1, a correction optical system is provided in a part of the optical system, and the correction optical system is displaced in a direction substantially orthogonal to the optical axis, thereby causing an image due to camera shake or the like. What suppresses blurring is known. Such a blur correction device requires an actuator (such as a voice coil motor) and a position detection mechanism for driving the correction optical system.
JP-A-61-240780

しかし、前記した従来のブレ補正装置は、光学系の小型化（例えばカメラシステム、交換レンズ、携帯電話等に搭載する光学系）に伴い、アクチュエータ（ボイスコイルモータ等）と位置検出機構とが相対的に大きくなってしまい、光学系全体の小型化の妨げになるという課題がある。
本発明は、前記した従来技術の課題に鑑み為されたもので、光学系を小型化することが可能なブレ補正装置を提供することを目的とする。 However, with the above-described conventional blur correction device, the actuator (voice coil motor, etc.) and the position detection mechanism are relatively moved along with the downsizing of the optical system (for example, an optical system mounted on a camera system, an interchangeable lens, a mobile phone, etc.). However, there is a problem that the size of the entire optical system is hindered.
The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an object thereof is to provide a shake correction apparatus capable of downsizing an optical system.

請求項１記載のブレ補正装置は、光学系を通過した光が形成する像のブレを補正するブレ補正装置において、光の経路中に配置され、物理量を与えることにより屈折状態が変化可能な光学素子を備え、光学素子に与える物理量を制御して補正を行う補正部を備えることを特徴とする。
請求項２記載のブレ補正装置は、請求項１記載のブレ補正装置において、光学素子は、二つの屈折率の異なる液体の界面を備え、界面の曲率が物理信号に応じて変化することを特徴とする。 The blur correction device according to claim 1 is a blur correction device that corrects a blur of an image formed by light that has passed through an optical system. The blur correction device is disposed in a light path and can change a refraction state by giving a physical quantity. It is characterized by comprising a correction unit that includes an element and performs correction by controlling a physical quantity applied to the optical element.
The blur correction device according to claim 2 is the blur correction device according to claim 1, wherein the optical element includes two liquid interfaces having different refractive indexes, and the curvature of the interface changes according to a physical signal. And

請求項３記載のブレ補正装置は、請求項１または請求項２記載のブレ補正装置において、物理量は電気信号であることを特徴とする。
請求項４記載のブレ補正装置は、請求項３記載のブレ補正装置において、光学素子を構成する二つの屈折率の異なる液体は、導電性液体と誘電性液体であることを特徴とする。
請求項５記載のブレ補正装置は、請求項３又は請求項４記載のブレ補正装置において、光学素子は、二つの屈折率の異なる液体間に、少なくとも一方の液体の周方向に沿って電気信号を入力するための少なくとも３対の電極を備えたことを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the blur correction device according to the first or second aspect, the physical quantity is an electrical signal.
According to a fourth aspect of the present invention, in the blur correction device according to the third aspect, the two liquids having different refractive indexes constituting the optical element are a conductive liquid and a dielectric liquid.
The blur correction device according to claim 5 is the blur correction device according to claim 3 or 4, wherein the optical element is an electric signal between two liquids having different refractive indexes along the circumferential direction of at least one of the liquids. Is provided with at least three pairs of electrodes.

請求項６記載のブレ補正装置は、請求項１から請求項５の何れか一つに記載のブレ補正装置において、光学素子は、合焦状態を保つ方向に界面の曲率を変化させることを特徴とする。
請求項７記載のブレ補正装置は、請求項１から請求項６の何れか一つに記載のブレ補正装置において、ブレ量を検出して該検出されたブレ量に応じたブレ検出信号を出力するブレ検出手段と、ブレ検出信号に基づいて、物理信号を求めて電気信号として出力する演算手段とを備えたことを特徴とする。 The blur correction device according to claim 6 is the blur correction device according to any one of claims 1 to 5, wherein the optical element changes the curvature of the interface in a direction in which the in-focus state is maintained. And
The blur correction device according to claim 7 is the blur correction device according to any one of claims 1 to 6, wherein the blur correction amount is detected and a blur detection signal corresponding to the detected blur amount is output. And a calculation means for obtaining a physical signal based on the shake detection signal and outputting it as an electrical signal.

請求項８記載のカメラシステムは、請求項１から請求項７の何れか一つに記載のブレ補正装置を搭載したことを特徴とする。
請求項９記載の交換レンズは、請求項１から請求項７の何れか一つに記載のブレ補正装置を搭載したことを特徴とする。
請求項１０記載の携帯電話は、請求項１から請求項７の何れか一つに記載のブレ補正装置を搭載したことを特徴とする。 A camera system according to an eighth aspect is characterized in that the blur correction apparatus according to any one of the first to seventh aspects is mounted.
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided an interchangeable lens including the blur correction device according to any one of the first to seventh aspects.
According to a tenth aspect of the present invention, there is provided a mobile phone including the blur correction device according to any one of the first to seventh aspects.

請求項１１記載のブレ補正装置の制御方法は、物理量を与えることにより屈折状態が変化可能な光学素子を備え、光学素子を含む光学系により形成される像に発生する像ブレを補正するブレ補正方法であって、像ブレを補正するように物理量を制御することを特徴とする。
請求項１２記載の記憶媒体は、請求項１１に記載の制御方法を記憶していることを特徴とする。 12. The blur correction apparatus according to claim 11, further comprising: an optical element whose refractive state can be changed by giving a physical quantity, and blur correction for correcting an image blur generated in an image formed by an optical system including the optical element. A method is characterized in that a physical quantity is controlled so as to correct image blur.
A storage medium according to a twelfth aspect stores the control method according to the eleventh aspect.

本発明によれば、光学素子に与える物理量を制御してブレを補正することができる。 According to the present invention, blurring can be corrected by controlling a physical quantity applied to an optical element.

以下、添付の図面に示す実施形態について説明する。本実施形態は、光学系の少なくとも一部を液体レンズにより構成するものである。
（液体レンズの原理）
図１〜図３は、本発明の実施形態で用いる液体レンズの原理を示す説明図である。図１に示す液体レンズ１２０は、導電性液体（屈折率大）１と、誘電性液体（屈折率小）２と、液体レンズ容器５と、絶縁層６と、上部電極７ａ，８ａと、下部電極７ｂ，８ｂとから構成されている。ここで、上部電極７ａと下部電極７ｂ、および上部電極８ａと下部電極８ｂが各々１対の電極を構成し、後述するように直流電圧が印加される。 Hereinafter, embodiments shown in the accompanying drawings will be described. In the present embodiment, at least a part of the optical system is configured by a liquid lens.
(Principle of liquid lens)
1 to 3 are explanatory views showing the principle of a liquid lens used in an embodiment of the present invention. A liquid lens 120 shown in FIG. 1 includes a conductive liquid (high refractive index) 1, a dielectric liquid (low refractive index) 2, a liquid lens container 5, an insulating layer 6, upper electrodes 7a and 8a, and a lower part. It consists of electrodes 7b and 8b. Here, the upper electrode 7a and the lower electrode 7b, and the upper electrode 8a and the lower electrode 8b each constitute a pair of electrodes, and a DC voltage is applied as will be described later.

導電性液体１は例えば無機塩の水溶液、誘電性液体２は例えばフッ素系オイルであり、ここでは界面が混じり合うことのないように構成されている。導電性液体１と誘電性液体２とが混ざり合うことがなければ、導電性液体１と誘電性液体２の界面に、特別な膜を設ける必要はない。
また、液体レンズ容器５の内側側面には撥水加工が施されおり、このため導電性液体１は凸球面状となっている。 The conductive liquid 1 is, for example, an aqueous solution of an inorganic salt, and the dielectric liquid 2 is, for example, a fluorinated oil, and is configured so that the interface is not mixed here. If the conductive liquid 1 and the dielectric liquid 2 are not mixed, it is not necessary to provide a special film at the interface between the conductive liquid 1 and the dielectric liquid 2.
Further, the inner side surface of the liquid lens container 5 is subjected to water repellent treatment, and thus the conductive liquid 1 has a convex spherical shape.

図２は、上部電極８ａと下部電極８ｂ間に直流電圧を印加したときの状態を示す図である。直流電圧の印加により導電性液体１と誘電性液体２との界面の表面張力が変化し、図２に示す様に、導電性液体１が電極８ａ，８ｂの方に変位した状態となる。これは、通常の光学防振レンズ（不図示）がシフトしてブレを補正した状態に相当する。
前記した液体レンズ１２０を光学系の少なくともの一部に設け、不図示の角速度センサから出力される角速度検出信号（ブレ検出信号）により液体レンズ１２０の光軸と垂直方向に前記界面の凸部をシフトさせることによりブレ補正装置が構成可能となる。 FIG. 2 is a diagram showing a state when a DC voltage is applied between the upper electrode 8a and the lower electrode 8b. By applying a DC voltage, the surface tension of the interface between the conductive liquid 1 and the dielectric liquid 2 changes, and the conductive liquid 1 is displaced toward the electrodes 8a and 8b as shown in FIG. This corresponds to a state in which a normal optical anti-vibration lens (not shown) has shifted to correct blurring.
The liquid lens 120 described above is provided in at least a part of the optical system, and a convex portion of the interface is formed in a direction perpendicular to the optical axis of the liquid lens 120 by an angular velocity detection signal (blur detection signal) output from an angular velocity sensor (not shown). By shifting, a shake correction apparatus can be configured.

なお、図１、図２においては、Ｘ軸（一軸）方向の動作だけを示した。しかし、実際には、光軸に対して垂直な面内（Ｘ軸、Ｙ軸の二軸）での動作が必要となる。
図３は、液体レンズ１２０を光軸方上から見た図である。図示するように、液体レンズ１２０の電極（円周状）を４分割して、４対の電極７（７ａ，７ｂ）、８（８ａ，８ｂ）、９（９ａ，９ｂ）、１０（１０ａ，１０ｂ）とし、光軸に対して垂直な面内の二軸方向に制御可能とした。すなわち、電極７、８により紙面左右方向（Ｘ方向）、電極９、１０により紙面上下方向（Ｙ方向）に液体レンズ１２０を制御する。なお、液体レンズ１２０を有効に駆動する最小限の電極数は、３対の電極である。 1 and 2, only the operation in the X-axis (one axis) direction is shown. However, actually, an operation in a plane perpendicular to the optical axis (X axis and Y axis) is required.
FIG. 3 is a view of the liquid lens 120 as viewed from above the optical axis. As shown in the figure, the electrode (circumferential shape) of the liquid lens 120 is divided into four, and four pairs of electrodes 7 (7a, 7b), 8 (8a, 8b), 9 (9a, 9b), 10 (10a, 10b), and control was possible in two axial directions in a plane perpendicular to the optical axis. That is, the liquid lens 120 is controlled by the electrodes 7 and 8 in the horizontal direction (X direction) on the paper surface and by the electrodes 9 and 10 in the vertical direction (Y direction) on the paper surface. The minimum number of electrodes for effectively driving the liquid lens 120 is three pairs of electrodes.

また、液体レンズ１２０を高精度に制御してブレを補正する必要がある場合には、電極の分割数を増やせばよい。
以上の構成によれば、電極は大変薄いので、小型化されたブレ補正装置を提供できる。
（実施形態の構成）
次に、本発明の一実施形態について説明する。 Further, when it is necessary to control the liquid lens 120 with high accuracy to correct blurring, the number of electrode divisions may be increased.
According to the above configuration, since the electrodes are very thin, it is possible to provide a reduced shake correction device.
(Configuration of the embodiment)
Next, an embodiment of the present invention will be described.

図４は、本実施形態のブレ補正装置の基本的な構成を表すブロック図である。図４は、カメラシステムにブレ補正装置を適用したものであり、交換レンズ内にブレ補正装置が搭載されている。
図示するように、カメラシステムは、交換レンズ２００とカメラボディ２１０から構成されている。 FIG. 4 is a block diagram showing a basic configuration of the shake correction apparatus of the present embodiment. FIG. 4 shows an example in which a camera shake correction device is applied to a camera system, and the camera shake correction device is mounted in the interchangeable lens.
As shown in the figure, the camera system includes an interchangeable lens 200 and a camera body 210.

交換レンズ２００は、角速度センサ１０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、ドライバ８０と、像ブレ補正用の液体レンズ１２０とから構成されている。 The interchangeable lens 200 includes an angular velocity sensor 10, an amplification unit 20, an A / D conversion unit 30, a basic value calculation unit 40, a subtractor 50, a target drive value calculation unit 60, a drive amount data table 70, The imaging magnification information calculation unit 90, the imaging distance information calculation unit 100, the blur correction lens optical information calculation unit 110, the driver 80, and the image blur correction liquid lens 120 are configured.

なお、液体レンズ１２０において、電極の数は少なくとも３対必要であるが、説明の便宜上、図１に示す液体レンズ（電極の数は２対）を用いている。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は、図示するように、マイコン１５０によって構成されている。 In the liquid lens 120, at least three pairs of electrodes are necessary, but for convenience of explanation, the liquid lens (two pairs of electrodes) shown in FIG. 1 is used. In addition, the basic value calculation unit 40, the subtractor 50, the target drive value calculation unit 60, the drive amount data table 70, the shooting magnification information calculation unit 90, the shooting distance information calculation unit 100, and the blur correction lens optical information calculation unit 110 are illustrated. Thus, the microcomputer 150 is configured.

カメラボディ２１０は、クイックリターンミラー３００、ＣＣＤ，ＣＭＯＳ等の増幅型固体撮像素子４００、光学式ファインダ５００等を備えている。
（実施形態の動作）
角速度センサ１０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。角速度センサ１０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 camera body 210 includes a quick return mirror 300, an amplifying solid-state imaging device 400 such as a CCD or CMOS, an optical finder 500, and the like.
(Operation of the embodiment)
The angular velocity sensor 10 detects vibration applied to the camera system as an angular velocity, and outputs an angular velocity detection signal corresponding to the detected angular velocity. As the angular velocity sensor 10, a piezoelectric vibration type angular velocity sensor that normally detects Coriolis force is used.

増幅部２０は、角速度センサ１０から出力される角速度検出信号を増幅する。角速度センサ１０の出力は小さい。そのため、Ａ／Ｄ変換部３０において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）。そのため、このままでは正確な振動検出を行なうことができず、像ブレ補正の精度を上げることができない。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。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できる。また、増幅部２０は、角速度検出信号を増幅をするだけではなく、角速度センサ１０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。増幅した角速度検出信号は、Ａ／Ｄ変換部３０へ送信される。 The amplifying unit 20 amplifies the angular velocity detection signal output from the angular velocity sensor 10. The output of the angular velocity sensor 10 is small. For this reason, even if the A / D converter 30 digitizes and attempts to process in the microcomputer, the resolution of the angular velocity detection signal is too low (that is, the angular velocity detection signal per bit is too large). For this reason, accurate vibration detection cannot be performed as it is, and the accuracy of image blur correction cannot be increased. Therefore, the amplification unit 20 amplifies the angular velocity detection signal before inputting it to the A / D conversion unit 30. Thereby, the resolution of the angular velocity detection signal in the microcomputer 150 can be increased (the angular velocity detection signal per bit is reduced), and the blur correction accuracy can be increased. The amplifying unit 20 may not only amplify the angular velocity detection signal but also include a low-pass filter or the like in order to reduce high-frequency noise included in the output of the angular velocity sensor 10. The 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。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。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。 The A / D converter 30 converts the analog angular velocity signal sent from the amplifier 20 into a digital signal. By converting the angular velocity detection signal into a digital signal, arithmetic processing in the microcomputer 150 can be performed. The A / D conversion unit 30 may be provided separately from the microcomputer 150 as shown in FIG. 4, or when the A / D conversion unit is built in the microcomputer 150, the A / D conversion unit May be used.

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。
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。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。 The angular velocity detection signal is converted from an analog signal to a digital signal by the A / D conversion unit 30 and then input to the reference value calculation unit 40 and the subtracter 50.
The reference value calculation unit 40 calculates a reference value of the angular velocity detection signal when there is no shake based on the angular velocity detection signal. That is, the reference value calculation unit 40 outputs the angular velocity detection signal when the shake is zero to the subtracter 50 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 reference value calculation method in the reference value calculation unit 40, there is a moving average shown in the 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。例えば、増幅部２０とＡ／Ｄ変換部３０の間にローパスフィルタを設けてもよい。
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。

In addition, the reference value may be calculated using a general low-pass filter. For example, a low-pass filter may be provided between the amplification unit 20 and the A / D conversion unit 30.
The subtracter 50 subtracts the reference value from the angular velocity detection signal output from the A / D conversion unit 30 to obtain a shake detection signal represented by the angular velocity, and sends the obtained shake detection signal 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。その後、目標駆動値演算部６０は、前記振れ角度情報と、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。 The target drive value calculation unit 60 converts the shake detection signal represented by the angular velocity into shake angle information by time integration. Thereafter, the target drive value calculator 60 includes the shake angle information, the shooting magnification information β calculated by the shooting magnification information calculator 90, the focal length information R of the lens calculated by the shooting distance information calculator 100, Target drive value information for driving the liquid lens 120 is calculated using the blur correction lens optical information (blur correction coefficient K) calculated by the blur correction lens optical information calculation unit 110.

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。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。
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。撮影距離情報Ｒは目標駆動値演算部６０に入力される。 That is, the photographing magnification information calculation unit 90 calculates the photographing magnification information β from the focal length of the photographing magnification information optical system, the position of the focus adjustment lens, and the like. The calculated photographing magnification information β is input to the target drive value calculation unit 60.
The shooting distance information calculation unit 100 calculates shooting distance information R from the focal length of the shooting distance information optical system, the position of the focus adjustment lens, and the like. The shooting distance information R is input 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。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。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。
目標駆動値情報の演算式の例を次の（数２）に示す。 The blur correction lens optical information calculation unit 110 inputs optical information related to the blur correction lens to the target drive value calculation unit 60. The optical information here is the blur correction coefficient K as described above. The definition of the blur correction coefficient K is blur correction coefficient = image movement amount with respect to lens movement amount.
An example of an arithmetic expression for target drive value information is shown 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。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。しかし、ＰＩＤ制御に限らず、他の方法を用いてもよい。

(Equation 2) calculates the deviation between the lens target drive value θ and the angular velocity detection signal output from the A / D converter 30 (operation of the subtractor 50), and drives the liquid lens 120 based on the deviation. The drive signal for calculating is calculated. The calculation of the drive signal is generally PID control in which the drive signal is calculated by adding a term proportional to the deviation, a term proportional to the integral of the deviation, and a term proportional to the derivative of the deviation. However, the method is not limited to PID control, and 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。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、およ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。
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 drive signal output from the target drive value calculation unit 60 is input to the drive amount data table 70. The drive amount data table 70 uses the drive signal (digital signal) output from the target drive value calculation unit 60 to drive the liquid lens 120 in consideration of the optical axis shift amount of the liquid lens 120 and the shift amount in the optical axis direction. It is converted into a voltage and output to the driver 80.
The driver 80 receives the drive voltage output from the drive amount data table 70, converts the voltage into voltages applied to the upper electrode 7a, the lower electrode 7b, the upper electrode 8a, and the lower electrode 8b, and outputs them.

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おり、導電性液体１と誘電性液体２の界面が光軸と略直交する方向に動くことができるように構成されている（図１〜図３参照）。
導電性液体１と誘電性液体２の界面は、上部電極７ａ、下部電極７ｂ、上部電極８ａ、下部電極８ｂに印加する電圧により光軸と略直交する方向に適正に駆動され、結像光学系の光軸を偏向させる。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。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１０などの振動検出センサが内蔵されている。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。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。 As shown in FIG. 4, the liquid lens 120 is built in the imaging optical system of the photographing unit so that the interface between the conductive liquid 1 and the dielectric liquid 2 can move in a direction substantially perpendicular to the optical axis. (Refer to FIGS. 1 to 3).
The interface between the conductive liquid 1 and the dielectric liquid 2 is appropriately driven in a direction substantially perpendicular to the optical axis by a voltage applied to the upper electrode 7a, the lower electrode 7b, the upper electrode 8a, and the lower electrode 8b. To deflect the optical axis. Image blur such as a photograph occurs when an image on the imaging surface moves during exposure due to vibration applied to the camera such as camera shake. However, a camera with a shake correction device as shown in FIG. 4 incorporates a vibration detection sensor such as the angular velocity sensor 10. These vibration detection sensors detect vibration applied to the camera system. If the vibration applied to the camera system is detected, the movement of the image on the imaging surface can be known. Therefore, the liquid lens 120 is operated so that the movement of the image on the imaging surface stops, and the imaging surface The movement of the upper image, that is, the image blur can be corrected.

以上の実施形態では、角速度センサ１０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１０の代わりに、例えば加速度センサを用いてもよい。
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。また、カメラシステムはレンズ交換式でもよいし、レンズ交換できないレンズ一体でもよい。さらに、本発明は、形態電話の光学系に適用することができる。
（具体例）
以下、液体レンズの曲率を制御して、像ブレを補正する具体例について説明する。 In the above embodiment, the angular velocity sensor 10 is used. However, the present invention is not limited to this. For example, an acceleration sensor may be used instead of the angular velocity sensor 10.
Note that the microcomputer 150 includes all the non-volatile memory that stores various information such as the arithmetic unit, the conversion unit, and the control program described above. Further, the camera system may be an interchangeable lens type or may be an integral lens that cannot be interchanged. Furthermore, the present invention can be applied to an optical system of a form telephone.
(Concrete example)
Hereinafter, a specific example of correcting the image blur by controlling the curvature of the liquid lens will be described.

図５は、本実施形態におけるブレ補正装置であり、図１において説明した部分には同一符号を付してその説明を省略する。この実施形態の光学系は、光軸に対してシフトしない光学系群２１、２２、および光軸に対してシフトする液体レンズ１２０から構成されている。
図５は、各光学系群の光軸がほぼ同軸上にある状態を示し、そのときの無限遠に対する像面は３１である。 FIG. 5 shows a shake correction apparatus according to the present embodiment. The parts described in FIG. The optical system of this embodiment includes optical system groups 21 and 22 that do not shift with respect to the optical axis, and a liquid lens 120 that shifts with respect to the optical axis.
FIG. 5 shows a state in which the optical axes of the optical system groups are substantially coaxial, and the image plane at that time is 31.

図６は、図５に示す状態から手ぶれ補正を行なうため、液体レンズ１２０の界面の凸部を光軸と垂直方向に駆動した例である（電極８ｂ，８ｂだけに電圧印加）。このときには、レンズ系全体の像面３２上の撮影像が図示する位置に移動してしまう。なお、移動方向、移動量はレンズ系全体の設計によって変化する。この像面３２の移動により、手ぶれ時にピントがずれてしまう。 FIG. 6 shows an example in which the convex portion at the interface of the liquid lens 120 is driven in a direction perpendicular to the optical axis in order to perform camera shake correction from the state shown in FIG. 5 (voltage application only to the electrodes 8b and 8b). At this time, the captured image on the image plane 32 of the entire lens system moves to the position shown in the figure. The moving direction and moving amount vary depending on the design of the entire lens system. Due to the movement of the image plane 32, the camera is out of focus during camera shake.

図７は、本実施形態において、液体レンズ１２０の上部電極７ａと下部電極７ｂ間、および上部電極８ａと下部電極８ｂ間に、図４に示すドライバ８０から出力される電圧を印加した状態を示している。レンズ系の構成は図５〜図７と同様である。
この具体例では、液体レンズ１２０での補正量は図６と同様であるが、導電性液体（屈折率大）１と誘電性液体（屈折率小）２の界面の曲率を適正に変える（電極への印加電圧を変える）ことができるので、補正後（図７の様にシフトした状態）の像面３３の位置を図５に示す光軸が同軸上にある状態の像面３１とほぼ同一の位置（ピントが合った状態）にすることが可能となる。なお、上記の様に曲率を変化させると、液体レンズ１２０の界面の移動量と像面３３上での軸の移動量が変化する場合がある。そのような場合には、前記移動量をあらかじめ計算で求めておく必要がある。また、収差等を考慮してピントのずれ（像面３２）を合焦機構で補正してもよい。 FIG. 7 shows a state in which the voltage output from the driver 80 shown in FIG. 4 is applied between the upper electrode 7a and the lower electrode 7b and between the upper electrode 8a and the lower electrode 8b of the liquid lens 120 in this embodiment. ing. The configuration of the lens system is the same as that shown in FIGS.
In this specific example, the correction amount in the liquid lens 120 is the same as that in FIG. 6, but the curvature of the interface between the conductive liquid (high refractive index) 1 and the dielectric liquid (low refractive index) 2 is appropriately changed (electrode) The position of the image plane 33 after correction (shifted as shown in FIG. 7) is almost the same as that of the image plane 31 with the optical axis shown in FIG. (In a focused state). Note that when the curvature is changed as described above, the amount of movement of the interface of the liquid lens 120 and the amount of movement of the axis on the image plane 33 may change. In such a case, the amount of movement needs to be calculated in advance. Further, the focus shift (image surface 32) may be corrected by a focusing mechanism in consideration of aberrations and the like.

本発明は、ブレ補正装置、ブレ補正装置を搭載したカメラシステム、ブレ補正装置を搭載した交換レンズ、ブレ補正装置を搭載した携帯電話等の分野において、産業上大いに利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used industrially in fields such as a shake correction device, a camera system equipped with a shake correction device, an interchangeable lens equipped with a shake correction device, and a mobile phone equipped with a shake correction device.

実施形態で用いる液体レンズの原理を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the principle of the liquid lens used by embodiment. 実施形態で用いる液体レンズの原理を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the principle of the liquid lens used by embodiment. 実施形態で用いる液体レンズの原理を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the principle of the liquid lens used by embodiment. 実施形態のブレ補正装置の基本構成を表すブロック図である。It is a block diagram showing the basic composition of the shake amendment device of an embodiment. 実施形態を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining embodiment. 実施形態を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining embodiment. 実施形態を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

１…導電性液体、２…誘電性液体、５…液体レンズ容器、６…絶縁層、７ａ，７ｂ…上部電極、８ａ，８ｂ…下部電極、１０…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、１２０…液体レンズ、２００…交換レンズ、２１０…カメラボディ。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Conductive liquid, 2 ... Dielectric liquid, 5 ... Liquid lens container, 6 ... Insulating layer, 7a, 7b ... Upper electrode, 8a, 8b ... Lower electrode, 10 ... Angular velocity sensor, 20 ... Amplifying part, 30 ... A / D conversion unit, 40 ... basic value calculation unit, 50 ... subtractor, 60 ... target drive value calculation unit, 70 ... drive amount data table, 80 ... driver, 90 ... shooting magnification information calculation unit, 100 ... shooting distance information calculation 110, a blur correction lens optical information calculation unit, 120, a liquid lens, 200, an interchangeable lens, 210, a camera body.

Claims

光学系を通過した光が形成する像のブレを補正するブレ補正装置において、
前記光の経路中に配置され、物理量を与えることにより屈折状態が変化可能な光学素子を備え、前記光学素子に与える前記物理量を制御して前記補正を行う補正部を備えることを特徴とするブレ補正装置。 In a blur correction device that corrects blur of an image formed by light that has passed through an optical system,
An optical element disposed in the light path and capable of changing a refraction state by giving a physical quantity, and a correction unit that controls the physical quantity given to the optical element and performs the correction. Correction device.

請求項１記載のブレ補正装置において、
前記光学素子は、二つの屈折率の異なる液体の界面を備え、前記界面の曲率が前記物理信号に応じて変化することを特徴とするブレ補正装置。 The shake correction apparatus according to claim 1,
The optical element includes two liquid interfaces having different refractive indexes, and the curvature of the interface changes according to the physical signal.

請求項１または請求項２記載のブレ補正装置において、
前記物理量は電気信号であることを特徴とするブレ補正装置。 The blur correction device according to claim 1 or 2,
The shake correction apparatus, wherein the physical quantity is an electrical signal.

請求項３記載のブレ補正装置において、
前記光学素子を構成する前記二つの屈折率の異なる液体は、導電性液体と誘電性液体であることを特徴とするブレ補正装置。 The blur correction device according to claim 3.
The blur correction apparatus according to claim 2, wherein the two liquids having different refractive indexes constituting the optical element are a conductive liquid and a dielectric liquid.

請求項３又は請求項４記載のブレ補正装置において、
前記光学素子は、前記二つの屈折率の異なる液体間に、少なくとも一方の液体の周方向に沿って前記電気信号を入力するための少なくとも３対の電極を備えたことを特徴とするブレ補正装置。 In the blur correction device according to claim 3 or 4,
The optical element includes at least three pairs of electrodes for inputting the electric signal along the circumferential direction of at least one liquid between the two liquids having different refractive indexes. .

請求項１から請求項５の何れか一つに記載のブレ補正装置において、
前記光学素子は、合焦状態を保つ方向に前記界面の曲率を変化させることを特徴とするブレ補正装置。 In the shake correction device according to any one of claims 1 to 5,
The blur correction device according to claim 1, wherein the optical element changes a curvature of the interface in a direction in which an in-focus state is maintained.

請求項１から請求項６の何れか一つに記載のブレ補正装置において、
ブレ量を検出して該検出されたブレ量に応じたブレ検出信号を出力するブレ検出手段と、
前記ブレ検出信号に基づいて、前記物理信号を求めて前記電気信号として出力する演算手段と
を備えたことを特徴とするブレ補正装置。 In the blurring correction apparatus according to any one of claims 1 to 6,
A blur detection means for detecting a blur amount and outputting a blur detection signal corresponding to the detected blur amount;
A shake correction apparatus comprising: an arithmetic unit that obtains the physical signal based on the shake detection signal and outputs the physical signal as the electrical signal.

請求項１から請求項７の何れか一つに記載のブレ補正装置を搭載したことを特徴とするカメラシステム。 A camera system comprising the blur correction device according to claim 1.

請求項１から請求項７の何れか一つに記載のブレ補正装置を搭載したことを特徴とする交換レンズ。 An interchangeable lens comprising the blur correction device according to any one of claims 1 to 7.

請求項１から請求項７の何れか一つに記載のブレ補正装置を搭載したことを特徴とする携帯電話。 A mobile phone comprising the blur correction device according to any one of claims 1 to 7.

物理量を与えることにより屈折状態が変化可能な光学素子を備え、
前記光学素子を含む光学系により形成される像に発生する像ブレを補正するブレ補正方法であって、
前記像ブレを補正するように前記物理量を制御することを特徴とするブレ補正装置の制御方法。 An optical element whose refractive state can be changed by giving a physical quantity,
A blur correction method for correcting image blur generated in an image formed by an optical system including the optical element,
A control method of a blur correction apparatus, wherein the physical quantity is controlled so as to correct the image blur.

請求項１１に記載の制御方法を記憶した記憶媒体。 A storage medium storing the control method according to claim 11.