JP4645523B2 - Optical device, shake correction device, camera system, interchangeable lens, mobile phone - Google Patents

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Description

本発明は、光学装置、光学装置を用いたブレ補正装置、ブレ補正装置を備えたカメラシステム、光学装置を用いた交換レンズ、カメラ機能付き携帯電話、及びブレ補正装置の制御方法、その制御方法を記録した記憶媒体に関する。   The present invention relates to an optical device, a shake correction device using the optical device, a camera system including the shake correction device, an interchangeable lens using the optical device, a mobile phone with a camera function, a control method for the shake correction device, and a control method therefor The present invention relates to a storage medium on which is recorded.

従来から、光学系の光軸調整に液体レンズを用いた光学装置を用いることが提案されている（特許文献１参照）。前記光学系に用いる液体レンズは、第１の液体と第２の液体を容器内に密封し、容器に設けられた電極に電圧を印加して、第１の液体と第２の液体との界面形状を変化させ、光学的特性を変化させるものである。
特開２００２−５５２８６号公報 Conventionally, it has been proposed to use an optical device using a liquid lens for optical axis adjustment of an optical system (see Patent Document 1). The liquid lens used in the optical system seals the first liquid and the second liquid in a container, applies a voltage to an electrode provided in the container, and interfaces the first liquid and the second liquid. The shape is changed to change the optical characteristics.
JP 2002-55286 A

しかし、従来の液体レンズには、容器に設けられた電極または導電性液体に電圧を印加して駆動するとき、第１の液体と第２の液体との界面形状を希望する界面形状に維持できないという課題がある。
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、第１の液体と第２の液体との界面形状を希望する界面形状に保持することを可能にする光学装置、及び当該光学装置を用いたブレ補正装置、カメラシステム、交換レンズ、カメラ機能付き携帯電話、ブレ補正装置の制御方法、その制御方法を記録した記憶媒体を提供することを目的とする。 However, when a conventional liquid lens is driven by applying a voltage to an electrode provided in a container or a conductive liquid, the interface shape between the first liquid and the second liquid cannot be maintained at a desired interface shape. There is a problem.
The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an optical device that makes it possible to maintain the desired interface shape between the first liquid and the second liquid, and the optical device. An object of the present invention is to provide a shake correction device using the apparatus, a camera system, an interchangeable lens, a mobile phone with a camera function, a control method of the shake correction device, and a storage medium recording the control method.

本発明の光学装置は、容器に収納された導電性または有極性の第１の液体と、該第１の液体と混ざり合うことがないように該第１の液体に対向するように前記容器に収納された導電性または有極性の第２の液体と、前記第１の液体と前記第２の液体との間に配置され、前記第１の液体側の面及び前記第２の液体側の面の少なくとも一方が曲面である透明な光学素子と、供給された電気信号に応じて前記第１の液体と前記第２の液体とを相対移動させる電極部とを備え、前記光学素子は、前記第１の液体と前記第２の液体との界面形状が変化しても変形しない剛性を有し、前記光学素子の光軸に対して垂直な方向における外周が前記容器の内壁面と間隔を隔てて備えられ、前記第１の液体と前記第２の液体との界面形状の変化により前記光軸に対して垂直な方向に移動することを特徴とする。 The optical device of the present invention is arranged in the container so as to face the first liquid so that the conductive or polar first liquid stored in the container does not mix with the first liquid. The conductive or polar second liquid stored, and the first liquid side surface and the second liquid side surface are disposed between the first liquid and the second liquid. at least one of comprises an optical element transparent is a curved surface, and said first liquid and said second liquid and the relative movement is allowed Ru metal contacts in accordance with the supplied electrical signal, before Symbol light optical element of It includes: the first liquid and shape of the interface between the second liquid is changed to have a stiffness which is not deformed even the inner wall surface of the outer periphery the container in a direction perpendicular to the optical axis of the optical element The optical axis is provided by a change in an interface shape between the first liquid and the second liquid. Characterized in that it moves in a direction perpendicular to.

なお、前記容器は、前記第１の液体及び前記第２の液体が収納される部分が撥水性であり、
前記第１の液体は親水性であり、前記第２の液体と対向する面が凸形状であり、
前記第２の液体は疎水性であり、前記第１の液体と対向する面が凹形状であり、
前記光学素子は、前記第１の液体側の面が凹形状であり、前記第２の液体側の面が凸形状であっても良い。
また、前記光学素子の表面は、前記第１の液体又は前記第２の液体に対して親和性を有しても良い。
また、前記光学素子の前記第１の液体側の面及び前記第２の液体側の面の少なくとも一方が球面形状であっても良い。 Incidentally, before Symbol vessel, the first fluid and the second portion of the liquid is housed is a water-repellent,
The first liquid is hydrophilic, and the surface facing the second liquid is convex.
The second liquid is hydrophobic, and the surface facing the first liquid is concave;
Before Symbol Light optical element, the surface of the first liquid side is concave, the surface of the second liquid side may be a convex shape.
The surface of the pre-Symbol light optical element may have an affinity for the first liquid or the second liquid.
The front Symbol least one of the first surface and the surface of the second liquid side of the liquid side of the light optical element may have a spherical shape.

また、前記光学素子は、前記第１の液体側の面と前記第２の液体側の面とが異なる形状を有しても良い。
また、前記第１の液体の屈折率と前記第２の液体の屈折率が、異なっても良い。 The front Symbol light optical element, said first liquid-side surface and the second surface of the liquid-side may have different shapes.
The refractive index of the first liquid and the refractive index of the second liquid may be different.

また、前記光学素子の屈折率は、少なくとも前記第１の液体の屈折率と前記第２の液体の屈折率のいずれか一方と異なっても良い。
また、前記光学素子の屈折率は、前記第１の液体の屈折率と前記第２の液体の屈折率の中間の値であっても良い。 The refractive index of the previous SL light optical element may be different from either one of at least the first refractive index and the refractive index of the second liquid in the liquid.
The refractive index of the previous SL light optical element may be the first intermediate value of refractive index of the refractive index second liquid in the liquid.

また、前記電極部が前記光学素子を駆動するとき、前記光学装置の焦点距離が不変であっても良い。
本発明のブレ補正装置は、上述した何れかの光学装置と、前記光学装置の光軸方向に垂直方向のブレ量を検出し、前記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部と、前記ブレ検出信号に基づいて、像ブレを補正するための補正量を演算し前記電気信号を出力する演算部とを備えたことを特徴とする。
Further, when the electrode unit drives the front Symbol light optical element, the focal length of the optical device may be unchanged.
The blur correction device of the present invention detects a blur amount perpendicular to the optical axis direction of the optical device described above and the optical device, and outputs a blur detection signal corresponding to the detected blur amount. A detection unit and a calculation unit that calculates a correction amount for correcting image blur based on the blur detection signal and outputs the electrical signal are provided.

本発明のカメラシステムは、上述したブレ補正装置を搭載したことを特徴とする。
本発明の交換レンズは、上述したブレ補正装置を搭載したことを特徴とする。
本発明のカメラ機能付き携帯電話は、上述したブレ補正装置を光学系に搭載したことを特徴とする。 The camera system of the present invention is equipped with the above-described blur correction device.
The interchangeable lens of the present invention is characterized by mounting the above-described blur correction device.
A mobile phone with a camera function according to the present invention is characterized in that the above-described blur correction device is mounted in an optical system.

本発明によれば、前記第１の液体と前記第２の液体間に物理信号を入力し、透明な光学素子を駆動するとき、第１の液体と第２の液体との界面形状を希望する界面形状に保持することを可能にする光学装置、前記光学装置を用いたブレ補正装置、カメラシステム、交換レンズ、携帯電話、及びブレ補正装置の制御方法、その制御方法を記録した記憶媒体を提供することができる。   According to the present invention, when a physical signal is input between the first liquid and the second liquid and the transparent optical element is driven, an interface shape between the first liquid and the second liquid is desired. Provided is an optical device capable of maintaining an interface shape, a shake correction device using the optical device, a camera system, an interchangeable lens, a mobile phone, a control method for the shake correction device, and a storage medium recording the control method can do.

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、第１の液体と第２の液体との界面形状を規定するため、透明光学素子を用いたものである。
（光学装置の説明）
図１〜図３は、本実施形態における透明光学素子を備えた光学装置の動作を示す説明図である。 Hereinafter, embodiments shown in the accompanying drawings will be described. In this embodiment, a transparent optical element is used in order to define the interface shape between the first liquid and the second liquid.
(Description of optical device)
1-3 is explanatory drawing which shows operation | movement of the optical apparatus provided with the transparent optical element in this embodiment.

図１に示す光学装置１２０は、導電性液体（屈折率大）１と、誘電性液体（屈折率小）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、透明光学素子１３とから構成されている。ここで、上部電極７ａと下部電極７ｂ、及び上部電極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。
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、界面が混じり合うことのないように構成されている。また、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 optical device 120 shown in FIG. 1 includes a conductive liquid (high refractive index) 1, a dielectric liquid (low refractive index) 2, a container 5, an insulating layer 6, upper electrodes 7a and 8a, and a lower electrode 7b. 8b and the transparent optical element 13. 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 described later.
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 does not mix. Moreover, the water repellent finish is given to the inner side surface of the container 5, and therefore the conductive liquid 1 has a convex spherical shape.

この実施形態では、透明光学素子１３の下面は導電性液体１に親和性を持っており、透明光学素子１３の上面は誘電性液体２に親和性を持っている。実際には、透明光学素子１３の下面が導電性液体１に親和性を持っているか、又は透明光学素子１３の上面が誘電性液体２に親和性を持っていればよい。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。   In this embodiment, the lower surface of the transparent optical element 13 has affinity for the conductive liquid 1, and the upper surface of the transparent optical element 13 has affinity for the dielectric liquid 2. Actually, it is sufficient that the lower surface of the transparent optical element 13 has an affinity for the conductive liquid 1 or the upper surface of the transparent optical element 13 has an affinity for the dielectric liquid 2. Here, affinity means the property that a certain substance easily binds to another substance.

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との界面が変化し、図２に示す様に、導電性液体１が電極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。このとき、透明光学素子１３が導電性液体１と誘電性液体２とに挟まれているため、界面の形状を一定に保つことが可能になる。「また、本実施形態の透明光学素子１３は無色透明なポリカ−ボネ−ト樹脂で形成されており、導電性液体１と誘電性液体２との界面形状が変化しても透明光学素子１３は変形しない強度を有している。そのため、導電性液体１と誘電性液体２との両方の界面形状を保ったまま界面を光軸方向と直交する方向に移動させることができ、合焦状態を保ったまま光軸を移動することができる。なお、本実施形態ではポリカ−ボネ−ト樹脂で透明光学素子１３を形成したが、アクリル樹脂・ウレタン樹脂・有機ガラス・無機ガラス等で形成することもできる。また、コ−ティングによって表面に反射防止処理を施しても良い。」
また、透明光学素子１３の上面又は下面の少なくとも一方が球面形状であることが好ましい。すなわち、透明光学素子１３が球面形状である方が、透明光学素子１３の移動をスムースに行うことができるからである。 FIG. 2 is a diagram showing a state when a DC voltage is applied between the upper electrode 8a and the lower electrode 8b. The application of the DC voltage changes the interface between the conductive liquid 1 and the dielectric liquid 2, and the conductive liquid 1 is displaced toward the electrode 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. At this time, since the transparent optical element 13 is sandwiched between the conductive liquid 1 and the dielectric liquid 2, the interface shape can be kept constant. “Also, the transparent optical element 13 of the present embodiment is formed of a colorless and transparent polycarbonate resin. Even if the interface shape between the conductive liquid 1 and the dielectric liquid 2 changes, the transparent optical element 13 Therefore, the interface can be moved in the direction perpendicular to the optical axis direction while maintaining the interface shape of both the conductive liquid 1 and the dielectric liquid 2, and the in-focus state can be maintained. In this embodiment, the transparent optical element 13 is made of polycarbonate resin, but it is made of acrylic resin, urethane resin, organic glass, inorganic glass, or the like. Alternatively, the surface may be anti-reflective treated by coating. "
Moreover, it is preferable that at least one of the upper surface or the lower surface of the transparent optical element 13 has a spherical shape. That is, the transparent optical element 13 having a spherical shape can move the transparent optical element 13 more smoothly.

さらに、前記透明光学素子１３は、導電性液体１に接する面と誘電性液体２に接する面とが、異なる形状を有することが好ましい。これにより、透明光学素子１３の屈折率が定まる。
さらに、透明光学素子１３の屈折率は、少なくとも導電性液体１の屈折率と誘電性液体２の屈折率のいずれか一方と異なることが好ましい。これにより、透明光学素子１３の屈折力が定まる。 Furthermore, it is preferable that the surface of the transparent optical element 13 in contact with the conductive liquid 1 and the surface in contact with the dielectric liquid 2 have different shapes. Thereby, the refractive index of the transparent optical element 13 is determined.
Further, the refractive index of the transparent optical element 13 is preferably different from at least one of the refractive index of the conductive liquid 1 and the refractive index of the dielectric liquid 2. Thereby, the refractive power of the transparent optical element 13 is determined.

さらに、透明光学素子１は、導電性液体１の屈折率と誘電性液体２の屈折率の中間の値であることが好ましい。これにより反射が低減でき、透過率を高めることができる。
また、透明光学素子１３を駆動したとき、透明光学素子１３が光軸と垂直方向に移動するため、前記光学装置１２０の焦点距離は不変である。
さらに、前記した光学装置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）により光学装置１２０の光軸と垂直方向に前記界面に位置する透明光学素子１３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。 Further, the transparent optical element 1 preferably has an intermediate value between the refractive index of the conductive liquid 1 and the refractive index of the dielectric liquid 2. Thereby, reflection can be reduced and transmittance can be increased.
Further, when the transparent optical element 13 is driven, the transparent optical element 13 moves in the direction perpendicular to the optical axis, so that the focal length of the optical device 120 remains unchanged.
Further, the optical device 120 described above is provided in at least a part of the optical system, and is positioned at the interface in a direction perpendicular to the optical axis of the optical device 120 by an angular velocity detection signal (blur detection signal) output from an angular velocity sensor (not shown). The blur correction device can be configured by shifting the transparent optical element 13.

なお、透明光学素子１３は質量を有すため、予め透明光学素子１３の重力による移動分を考慮して、電極８ａ，８ｂ等に印可する直流電圧のオフセット値を定めておく。これにより、透明光学素子１３の移動量を正確に制御することができる。
また、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。 Since the transparent optical element 13 has a mass, the offset value of the DC voltage applied to the electrodes 8a, 8b, etc. is determined in advance in consideration of the movement of the transparent optical element 13 due to gravity. Thereby, the movement amount of the transparent optical element 13 can be accurately controlled.
1 and 2 show only the operation in the X-axis (one axis) direction. However, actually, an operation in a plane perpendicular to the optical axis (X axis and Y axis) is required.

図３は、光学装置１２０を光軸方上から見た図である。図示するように、光学装置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）に光学装置１２０を制御する。なお、光学装置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。   FIG. 3 is a view of the optical device 120 as viewed from above the optical axis. As shown in the figure, the electrode (circumferential shape) of the optical device 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 optical device 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. Note that the minimum number of electrodes for effectively driving the optical device 120 is three pairs of electrodes.

また、光学装置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、小型化された光学装置及びブレ補正装置を提供できる。
なお、この実施形態では、電極７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂを設けたが、導電性液体１、２に対して電圧を直接印加する構成にしてもよい。
（カメラシステムへの適用）
図４は、本実施形態の光学装置１２０をカメラシステムのレンズシフト系のブレ補正装置として適用したものである。具体的には、交換レンズ２００内にブレ補正装置が搭載されている。 In addition, when it is necessary to control the optical device 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 miniaturized optical device and shake correction device.
In this embodiment, the electrodes 7a, 7b, 8a, and 8b are provided. However, a voltage may be directly applied to the conductive liquids 1 and 2.
(Application to camera system)
FIG. 4 shows an application of the optical device 120 of the present embodiment as a lens shift system blur correction device of a camera system. Specifically, a shake correction device is mounted in the interchangeable lens 200.

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。
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、像ブレ補正用の光学装置１２０とから構成されている。 As shown in the figure, the camera system includes an interchangeable lens 200 and a camera body 210.
The interchangeable lens 200 includes an angular velocity sensor 15, 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 shooting distance information calculation unit 100, the blur correction lens optical information calculation unit 110, the ROM 115, the driver 80, and the optical device 120 for image blur correction are configured.

なお、光学装置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に示す光学装置（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、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。ＲＯＭ１１５は、マイコン１５０の制御方法（制御手順）を記憶している
カメラボディ２１０は、クイックリターンミラー３００、ＣＣＤ，ＣＭＯＳ等の増幅型の撮像素子４００、光学式ファインダ５００等を備えている。
（ブレ補正装置の動作）
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。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。 In the optical device 120, at least three pairs of electrodes are necessary, but for convenience of explanation, the optical device shown in FIG. 1 (two pairs of electrodes) is used. The basic value calculator 40, the subtractor 50, the target drive value calculator 60, the drive amount data table 70, the shooting magnification information calculator 90, the shooting distance information calculator 100, the blur correction lens optical information calculator 110, and the ROM 115 As shown in the figure, the microcomputer 150 is configured. The ROM 115 stores a control method (control procedure) of the microcomputer 150. The camera body 210 includes a quick return mirror 300, an amplification type imaging device 400 such as a CCD or CMOS, an optical finder 500, and the like.
(Operation of image stabilizer)
The angular velocity sensor 15 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 15, 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１５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可能になる。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。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 15. 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. In addition, the amplifying unit 20 may include a low-pass filter or the like in order to reduce high-frequency noise included in the output of the angular velocity sensor 15 as well as amplify the angular velocity detection signal. 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).

Figure 0004645523
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。
Figure 0004645523
 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、光学装置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 optical device 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).

Figure 0004645523
（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）、それをもとにして光学装置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。
Figure 0004645523
 (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 optical device 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、光学装置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）を光学装置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 takes the drive signal (digital signal) output from the target drive value calculation unit 60 into the drive of the optical device 120 in consideration of the optical axis shift amount of the optical device 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.

光学装置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の界面に位置する透明光学素子１３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の界面に位置する透明光学素子１３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１５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光学装置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 optical device 120 is built in the imaging optical system of the photographing unit, and the transparent optical element 13 located at the interface between the conductive liquid 1 and the dielectric liquid 2 is substantially orthogonal to the optical axis. It is comprised so that it can move to the direction to do (refer FIGS. 1-3).
The transparent optical element 13 located at the interface between the conductive liquid 1 and the dielectric liquid 2 is appropriately adjusted in a direction substantially orthogonal to the optical axis by the voltage applied to the upper electrode 7a, the lower electrode 7b, the upper electrode 8a, and the lower electrode 8b. Driven to deflect the optical axis of the imaging optical system. 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 apparatus as shown in FIG. 4 includes a vibration detection sensor such as the angular velocity sensor 15. 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 optical device 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。
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。 In the above embodiment, the angular velocity sensor 15 is used. However, the present invention is not limited to this, and an acceleration sensor, for example, may be used instead of the angular velocity sensor 15.
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.

さらに、本発明は、図５に示すように、カメラ機能を備えた携帯電話のレンズ系Ｌに適用することができる。すなわち、携帯電話のレンズ系Ｌに適用することにより、ブレ補正可能なカメラ機能を備えた携帯電話を提供することができる。
（像ブレ補正の具体例）
以下、光学装置を制御して、像ブレを補正する具体例について説明する。 Further, as shown in FIG. 5, the present invention can be applied to a lens system L of a mobile phone having a camera function. That is, by applying to the lens system L of a mobile phone, it is possible to provide a mobile phone having a camera function capable of blur correction.
(Specific examples of image blur correction)
Hereinafter, a specific example of correcting the image blur by controlling the optical device will be described.

図６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、及び光軸に対してシフトする光学装置１２０から構成されている。
図６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. 6 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 an optical device 120 that shifts with respect to the optical axis.
FIG. 6 shows a state in which the optical axis of each optical system group is substantially coaxial, and the image plane at that time is 31.

図７は、本実施形態において、光学装置１２０の上部電極７ａと下部電極７ｂ間、及び上部電極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６と同様である。
この具体例では、光学装置１２０において、導電性液体（屈折率大）１と誘電性液体（屈折率小）２の界面に透明光学素子１３が位置するため、界面の形状を一定に保つことが可能になる。したがって、図７に示すように、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。 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 optical device 120 in this embodiment. ing. The configuration of the lens system is the same as in FIG.
In this specific example, in the optical device 120, since the transparent optical element 13 is located at the interface between the conductive liquid (high refractive index) 1 and the dielectric liquid (low refractive index) 2, the shape of the interface can be kept constant. It becomes possible. Therefore, as shown in FIG. 7, the position of the image plane 33 can be made substantially the same position (in focus) as the image plane 31 shown in FIG.

本発明は、光学装置、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カメラ付き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 is greatly utilized industrially in the fields of an optical device, a shake correction device, a camera system equipped with a shake correction device, an interchangeable lens equipped with a shake correction device, and a camera-equipped mobile phone equipped with a shake correction device. Can do.

光学装置を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an optical apparatus. 光学装置を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an optical apparatus. 光学装置を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an optical apparatus. 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である。It is a block diagram showing the basic composition of the camera provided with the blurring correction apparatus. カメラ機能付き携帯電話の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the mobile phone with a camera function. 光学装置を制御して像ブレを補正する具体例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the specific example which controls an optical apparatus and correct | amends image blur. 光学装置を制御して像ブレを補正する具体例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the specific example which controls an optical apparatus and correct | amends image blur.

符号の説明Explanation 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…透明光学素子、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…光学装置、２００…交換レンズ、２１０…カメラボディ、Ｌ…レンズ系（携帯電話）。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Conductive liquid, 2 ... Dielectric liquid, 5 ... Container, 6 ... Insulating layer, 7a, 7b ... Upper electrode, 8a, 8b ... Lower electrode, 13 ... Transparent optical element, 15 ... Angular velocity sensor, 20 ... Amplifying part , 30 ... A / D converter, 40 ... basic value calculator, 50 ... subtractor, 60 ... target drive value calculator, 70 ... drive amount data table, 80 ... driver, 90 ... photographing magnification information calculator, 100 ... Shooting distance information calculation unit 110... Shake correction lens optical information calculation unit 115 115 ROM 120 Optical device 200 Interchangeable lens 210 Camera body L Lens system (mobile phone)

Claims (13)

容器に収納された導電性または有極性の第１の液体と、
該第１の液体と混ざり合うことがないように該第１の液体に対向するように前記容器に収納された導電性または有極性の第２の液体と、
前記第１の液体と前記第２の液体との間に配置され、前記第１の液体側の面及び前記第２の液体側の面の少なくとも一方が曲面である透明な光学素子と、
供給された電気信号に応じて前記第１の液体と前記第２の液体とを相対移動させる電極部とを備え、
前記光学素子は、前記第１の液体と前記第２の液体との界面形状が変化しても変形しない剛性を有し、前記光学素子の光軸に対して垂直な方向における外周が前記容器の内壁面と間隔を隔てて備えられ、前記第１の液体と前記第２の液体との界面形状の変化により前記光軸に対して垂直な方向に移動することを特徴とする光学装置。 A conductive or polar first liquid contained in a container ;
A conductive or polar second liquid stored in the container so as to face the first liquid so as not to mix with the first liquid;
A transparent optical element disposed between the first liquid and the second liquid, wherein at least one of the first liquid side surface and the second liquid side surface is a curved surface;
According to the supplied electric signal and a first liquid and the second liquid and the relative movement is allowed Ru metal contacts,
Before Symbol Light optical element may have a rigidity interface shape is not deformed even when changing between the first liquid and the second liquid, the outer peripheral in the direction perpendicular to the optical axis of the optical element An optical device , which is provided at a distance from an inner wall surface of the container and moves in a direction perpendicular to the optical axis due to a change in an interface shape between the first liquid and the second liquid . 請求項１に記載された光学装置において、
前記容器は、前記第１の液体及び前記第２の液体が収納される部分が撥水性であり、
前記第１の液体は親水性であり、前記第２の液体と対向する面が凸形状であり、
前記第２の液体は疎水性であり、前記第１の液体と対向する面が凹形状であり、
前記光学素子は、前記第１の液体側の面が凹形状であり、前記第２の液体側の面が凸形状であることを特徴とする光学装置。 The optical device according to claim 1,
Before SL vessel, the first fluid and the second portion of the liquid is housed is a water-repellent,
The first liquid is hydrophilic, and the surface facing the second liquid is convex.
The second liquid is hydrophobic, and the surface facing the first liquid is concave;
Before Symbol Light optical element, said a first liquid-side surface is concave, optical and wherein the surface of said second liquid side has a convex shape. 請求項１又は請求項２に記載された光学装置において、
前記光学素子の前記第１の液体側の面及び前記第２の液体側の面の少なくとも一方が球面形状であることを特徴とする光学装置。 The optical device according to claim 1 or 2,
Optical apparatus, wherein at least one of a spherical shape of the first surface and the surface of the second liquid side of the liquid side of the front Symbol light optical element. 請求項１から請求項３までの何れか１項に記載された光学装置において、
前記光学素子は、前記第１の液体側の面と前記第２の液体側の面とが異なる形状を有することを特徴とする光学装置。 The optical device according to any one of claims 1 to 3, wherein
Before Symbol Light optical element is an optical device which comprises said first liquid-side surface and the second liquid-side surface and are different shapes. 請求項１から請求項４までの何れか１項に記載された光学装置において、
前記第１の液体の屈折率と前記第２の液体の屈折率は、異なることを特徴とする光学装置。 The optical device according to any one of claims 1 to 4, wherein:
An optical device, wherein a refractive index of the first liquid and a refractive index of the second liquid are different. 請求項１から請求項５までの何れか１項に記載された光学装置において、
前記光学素子の屈折率は、少なくとも前記第１の液体の屈折率と前記第２の液体の屈折率のいずれか一方と異なることを特徴とする光学装置。 The optical device according to any one of claims 1 to 5, wherein:
Before SL refractive index of the light optical element, the optical apparatus characterized by different at least the one of the refractive index of the first and the second liquid and the refractive index of the liquid. 請求項６に記載された光学装置において、
前記光学素子の屈折率は、前記第１の液体の屈折率と前記第２の液体の屈折率の中間の値であることを特徴とする光学装置。 The optical device according to claim 6.
The refractive index of the previous SL light optical element, an optical device, characterized in that said a first intermediate value of refractive index of the refractive index second liquid in the liquid. 請求項１から請求項７までの何れか１項に記載された光学装置において、
前記電極部が前記光学素子を駆動するとき、前記光学装置の焦点距離が不変であることを特徴とする光学装置。 The optical device according to any one of claims 1 to 7,
When the electrode unit drives the front Symbol light optical element, an optical device, wherein a focal length of said optical device is unchanged. 請求項１から請求項８までの何れか１項に記載された光学装置において、
前記光学素子の表面は、前記第１の液体又は前記第２の液体に対して親和性を有することを特徴とする光学装置。 The optical device according to any one of claims 1 to 8,
Surface prior Symbol light optical element, the optical apparatus characterized by having an affinity for the first liquid or the second liquid. 請求項１から請求項９までの何れか１項に記載された光学装置と、
前記光学装置の光軸方向に垂直方向のブレ量を検出し、前記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部と、
前記ブレ検出信号に基づいて像ブレを補正するための補正量を演算し前記電気信号を出力する演算部とを備えたことを特徴とするブレ補正装置。 An optical device according to any one of claims 1 to 9,
A blur detection unit that detects a blur amount in a direction perpendicular to the optical axis direction of the optical device and outputs a blur detection signal according to the detected blur amount;
A blur correction apparatus comprising: a calculation unit that calculates a correction amount for correcting image blur based on the blur detection signal and outputs the electrical signal. 請求項１０に記載された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 10. 請求項１０に記載された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 claim 10. 請求項１０に記載されたブレ補正装置を光学系に搭載したことを特徴とするカメラ機能付き携帯電話。   A mobile phone with a camera function, wherein the blur correction device according to claim 10 is mounted in an optical system.
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