Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP3368006B2 - Angular velocity sensor and imaging apparatus using angular velocity sensor - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP3368006B2 - Angular velocity sensor and imaging apparatus using angular velocity sensor - Google Patents

Angular velocity sensor and imaging apparatus using angular velocity sensor

Info

Publication number
JP3368006B2
JP3368006B2 JP23801693A JP23801693A JP3368006B2 JP 3368006 B2 JP3368006 B2 JP 3368006B2 JP 23801693 A JP23801693 A JP 23801693A JP 23801693 A JP23801693 A JP 23801693A JP 3368006 B2 JP3368006 B2 JP 3368006B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
angular velocity
velocity sensor
vibrating member
vibration
axis
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP23801693A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0792175A (en
Inventor
滋 荻野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP23801693A priority Critical patent/JP3368006B2/en
Publication of JPH0792175A publication Critical patent/JPH0792175A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3368006B2 publication Critical patent/JP3368006B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Gyroscopes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、コリオリ力を利用した
角速度センサ及び該角速度センサを用いたビデオカメラ
等の撮像装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an angular velocity sensor utilizing Coriolis force and an image pickup device such as a video camera using the angular velocity sensor.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、カメラ等の手振れ検出用のセ
ンサとして角速度センサが用いられている。この種の角
速度センサとしては、図6はその一例を示すもので、片
端を固定された四角柱のはり61を圧電体等(図示せ
ず)でx軸方向にxy平面内図の矢印で示す方向に振動
させる。このような振動を与えられたはり61にz軸を
中心とした回転運動が加わると、y軸方向に、厳密には
振動方向と回転軸を含む平面に垂直な方向にコリオリ力
が働く。その結果、はり61はコリオリ力が働いた方向
へたわむ。このたわみ量を例えば圧電体等(図示せず)
で検知することにより、回転の角速度を検出することが
できる。
2. Description of the Related Art Conventionally, an angular velocity sensor has been used as a sensor for detecting camera shake in a camera or the like. As an angular velocity sensor of this type, FIG. 6 shows an example thereof, in which a beam 61 of a quadrangular prism whose one end is fixed is shown by an arrow in the xy plane inward view in the xy plane in the x-axis direction by a piezoelectric body (not shown). Vibrate in the direction. When a rotational motion about the z-axis is applied to the beam 61 to which such vibration is applied, Coriolis force acts in the y-axis direction, more specifically, in the direction perpendicular to the plane including the vibration direction and the rotation axis. As a result, the beam 61 bends in the direction in which the Coriolis force acts. The amount of this deflection is, for example, a piezoelectric body (not shown).
The angular velocity of rotation can be detected by detecting with.

【0003】コリオリ力は(1)式で示すことができ
る。
The Coriolis force can be expressed by equation (1).

【0004】F=2mv×Ω…(1) Fはコリオリ力のベクトル、mは質量、vは振動する速
度ベクトル、Ωは角速度ベクトルである。
F = 2 mv × Ω (1) F is a Coriolis force vector, m is a mass, v is an oscillating velocity vector, and Ω is an angular velocity vector.

【0005】(たわみ量)∝F…(2) 微少振動では(2)式が成り立つから、(1)、(2)
式より|Ω|を求めることができる。
(Deflection amount) ∝F ... (2) Since expression (2) holds true for minute vibration, (1) and (2)
| Ω | can be obtained from the equation.

【0006】これらの原理によるものとしては、音叉
型、三角柱を振動片としたもの、又円柱を振動片とした
もの等がある(図示せず)が、いずれも一軸のみの角速
度だけを検知するものである。又、こまをジンバル構造
で保持したレートジャイロ(図示せず)と称されるもの
もあり、これによれば2軸の角速度検知可能であるが、
大型である。
As these principles, there are a tuning fork type, a vibrating piece having a triangular prism, and a vibrating piece having a cylindrical shape (not shown). However, all of them detect only the angular velocity of only one axis. It is a thing. There is also a so-called rate gyro (not shown) in which the top is held by a gimbal structure. According to this, biaxial angular velocity can be detected.
It is large.

【0007】一方これらの角速度センサを用いた撮像装
置としては、手振れ補正機能を有するビデオカメラ等が
ある。
On the other hand, as an image pickup apparatus using these angular velocity sensors, there is a video camera having a camera shake correction function.

【0008】図7はその状態を示す図であり、一般の手
振れ補正機能を有するビデオカメラは同図に示すx軸回
り、及びy軸回りの変位を検知してその変位を補正する
ものであり、その補正手段としては、レンズ群を移動さ
せるもの(図示せず)、プリズムの頂角を変えるもの
(図示せず)、CCDの読み出し位置を変えるもの(図
示せず)等がある。
FIG. 7 is a diagram showing this state. A general video camera having a camera shake correction function detects the displacement around the x-axis and the y-axis shown in FIG. 7 and corrects the displacement. As the correction means, there are a means for moving the lens group (not shown), a means for changing the apex angle of the prism (not shown), a means for changing the reading position of the CCD (not shown), and the like.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、上
述した従来の角速度センサでは、1軸のみの角速度を検
知するものが多く、2軸検知する角速度センサでも回転
機構、及び支持機構が大型化してしまう欠点がある。
However, many of the conventional angular velocity sensors described above detect the angular velocity of only one axis, and the angular velocity sensor that detects two axes also has a drawback that the rotation mechanism and the support mechanism become large. There is.

【0010】又、これらの角速度センサを用いた撮像装
置においては、1軸のみの検知を可能とした角速度セン
サを2個必要とし、コスト、大きさの点で問題があり、
レートジャイロ等の2軸検知可能なセンサを使用しても
装置の大型化、こまの回転音による騒音が問題となり、
満足の行く性能を得ることはできないものであった。
Further, the image pickup device using these angular velocity sensors requires two angular velocity sensors capable of detecting only one axis, which is problematic in terms of cost and size.
Even if a sensor capable of detecting two axes such as a rate gyro is used, the size of the device becomes large and the noise due to the spinning noise of the top causes problems.
It was impossible to obtain satisfactory performance.

【0011】そこで本発明の課題は、ぶれ補正機能を搭
載した小型、低コストで且つ角速度を正確に検出可能な
角速度センサ及びその角速度センサを用いた撮像装置を
提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to provide a small-sized, low-cost angular velocity sensor equipped with a blur correction function and capable of accurately detecting an angular velocity, and an image pickup apparatus using the angular velocity sensor.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明は、一端あるいは
両端が固定部に対して回転運動可能に取り付けられた可
撓性のある柱体状の部材で構成された振動部材と、前記
振動部材を、該振動部材の柱体の長手方向の軸に垂直で
かつ互いに直交する2方向に所定の位相差で振動させる
ことにより前記振動部材を回転運動させる振動部材駆動
手段と、前記振動部材の、前記長手方向の軸に垂直でか
つ前記2方向の一方の振動方向に直交する軸回りの角速
度によって生じるコリオリ力と、前記長手方向の軸に垂
直でかつ前記2方向の他方の振動方向に直交する軸回り
の角速度によって生じるコリオリ力とを検出する角速度
検出手段と、を有する角速度センサを提供するものであ
According to the present invention, there is provided
Both ends may be mounted so that they can rotate with respect to the fixed part.
A vibrating member formed of a flexible columnar member;
The vibrating member is perpendicular to the longitudinal axis of the vibrating member column.
And vibrate with a predetermined phase difference in two directions orthogonal to each other.
Drive the vibrating member to rotate the vibrating member
Means perpendicular to the longitudinal axis of the vibrating member.
Angular velocity about an axis orthogonal to one of the two directions of vibration
And the Coriolis force generated by the
Around an axis that is straight and orthogonal to the other vibration direction of the two directions
Velocity for Detecting Coriolis Force Generated by Angular Velocity
And an angular velocity sensor having a detection means.
It

【0013】また、本発明は、装置の振動を検出する角
速度センサと、前記振動による画像のぶれを補正する補
正手段と、前記角速度センサの出力に基づいて、前記補
正手段を制御して前記画像のぶれを補正する制御手段と
を備え、前記角速度センサは、一端あるいは両端が固定
部に対して回転運動可能に取り付けられた可撓性のある
柱体状の部材で構成された振動部材と、前記振動部材
を、該振動部材の柱体の長手方向の軸に垂直でかつ互い
に直交する2方向に所定の位相差で振動させることによ
り前記振動部材を回転運動させる振動部材駆動手段と、
前記振動部材の、前記長手方向の軸に垂直でかつ前記2
方向の一方の振動方向に直交する軸回りの角速度によっ
て生じるコリオリ力と、前記長手方向の軸に垂直でかつ
前記2方向の他方の振動方向に直交する軸回りの角速度
によって生じるコリオリ力とを検出する角速度検出手段
とを備えている撮像装置を提供するものである
The present invention also provides an angle detecting device vibration.
A speed sensor and a compensation device that corrects the image blur caused by the vibration.
Corrective means and based on the output of the angular velocity sensor,
Control means for controlling the correcting means to correct the blurring of the image;
The angular velocity sensor is fixed at one end or both ends.
Flexible attached to the part for rotational movement
A vibrating member composed of a columnar member, and the vibrating member
Are perpendicular to the longitudinal axis of the column of the vibrating member and
By vibrating with a predetermined phase difference in two directions orthogonal to
A vibrating member driving means for rotating the vibrating member,
Perpendicular to the longitudinal axis of the vibrating member and
The angular velocity around the axis orthogonal to one of the
Caused by the Coriolis force, and perpendicular to the longitudinal axis and
Angular velocity about an axis orthogonal to the other vibration direction of the two directions
Angular velocity detecting means for detecting the Coriolis force generated by
And an image pickup device including:

【0014】[0014]

【作用】これによって1つのセンサで2軸回りの角速度
を検出可能とし、この角速度センサを手ぶれ補正機能を
有する撮像装置に搭載することにより、小型化、低コス
ト化を実現することができる。
As a result, one sensor can detect angular velocities around two axes, and by mounting this angular velocity sensor in an image pickup apparatus having a camera shake correction function, it is possible to realize miniaturization and cost reduction.

【0015】[0015]

【実施例】以下、本発明における角速度センサを各図を
参照しながらその実施例について詳述する。
Embodiments of the angular velocity sensor according to the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

【0016】図1は本発明における角速度センサの構成
及び動作を説明するための図であり、同図(a)は角速
度センサ本体を示し、同図(b)は検出回路を含めた角
速度センサ全体の構成を示すブロック図、同図(c)は
本発明における角速度センサの動作原理を説明するため
の図である。
FIG. 1 is a diagram for explaining the configuration and operation of an angular velocity sensor according to the present invention. FIG. 1 (a) shows the angular velocity sensor main body, and FIG. 1 (b) shows the entire angular velocity sensor including a detection circuit. FIG. 3C is a block diagram showing the configuration of FIG. 3C, and FIG. 6C is a diagram for explaining the operating principle of the angular velocity sensor in the present invention.

【0017】同図(a)に示すように、本発明の角速度
センサは恒弾性体で形成された四角柱1の側面に圧電体
と電極が貼り付けられるか、あるいは蒸着等で薄膜が形
成され、底面を固定した構造となっている。また、同図
(b)に示すように、この圧電体と電極は四角柱の各側
面にそれぞれ1対ずつ4個(11x、11y、12x、
12y)設けられている。
As shown in FIG. 1A, in the angular velocity sensor of the present invention, a piezoelectric body and an electrode are attached to the side surface of a square column 1 formed of a constant elastic body, or a thin film is formed by vapor deposition or the like. The structure has a fixed bottom. In addition, as shown in FIG. 2B, four pairs of the piezoelectric body and the electrodes (11x, 11y, 12x, 11x, 11y, 12x, one pair on each side surface of the quadrangular prism).
12y) is provided.

【0018】図中、電極は特に図示していないが、圧電
体11x、11y、12x、12yをサンドイッチする
ように上下に設けられ、片側は各圧電体のコモン電極と
して使用され、外側の電極はそれぞれ同図(b)の各回
路へと接続される。
Although not shown in the drawing, the electrodes are provided above and below so as to sandwich the piezoelectric bodies 11x, 11y, 12x, 12y, one side is used as a common electrode of each piezoelectric body, and the outer electrode is Each of them is connected to each circuit of FIG.

【0019】11xはx軸方向の駆動用圧電体であり、
11yはy軸方向の駆動用圧電体である。12xはx軸
回りにおける角速度検出用圧電体であり、12yはy軸
回りにおける角速度検出用圧電体である。図1(a)、
図1(b)に示すように、駆動用圧電体11xは、直交
する2方向であるx−y方向のx方向に、後述する駆動
出力信号により駆動されて振動し、また、駆動用圧電体
11yは、直交する2方向であるx−y方向のy方向
に、後述する駆動出力信号により駆動されて振動する。
そして、駆動用圧電体11x、11yは、発振回路13
より出力された駆動出力信号をそれぞれ移相回路14に
よって90°位相をずらした所定の周波数の正弦波電圧
により駆動され、所定の位相差である90°の位相差を
持って振動する。これにより四角柱1の自由端の中心O
xyzの軸跡は同図(c)の実線に示すように回転運動
をする。すなわち四角柱1はZ軸を中心として角速度ω
で自由端が回転運動する。このときx軸回りに角速度
Ω 四角柱1を回転させるとコリオリ力が発生し、O
xyzは(c)で示した実線の軸跡が点線で示す軸跡と
なる。これを説明する。(1)式からx軸回りに角速度
Ω 回転が加わったときのコリオリ力を求める。
Reference numeral 11x is a piezoelectric body for driving in the x-axis direction,
Reference numeral 11y is a piezoelectric body for driving in the y-axis direction. Reference numeral 12x is a piezoelectric body for detecting angular velocity around the x-axis, and 12y is a piezoelectric body for detecting angular velocity around the y-axis. FIG. 1 (a),
As shown in FIG. 1B, the driving piezoelectric body 11x is orthogonal to each other.
Drive, which will be described later, in the x direction of the xy direction, which is the two directions
It vibrates when driven by an output signal, and also a piezoelectric body for driving.
11y is the y direction of the xy direction, which is the two orthogonal directions.
Further, it is driven by a drive output signal described later and vibrates.
The driving piezoelectric bodies 11x and 11y are connected to the oscillation circuit 13
Each of the drive output signals output by the drive circuit is driven by a sine wave voltage having a predetermined frequency with a 90 ° phase shift by the phase shift circuit 14 , and a phase difference of 90 °, which is a predetermined phase difference, is generated.
Hold and vibrate . As a result, the center O of the free end of the square pole 1
The axis trace of xyz makes rotational movement as shown by the solid line in FIG. That is, the square pole 1 has an angular velocity ω about the Z axis.
The free end rotates in z . At this time , the angular velocity around the x-axis
When the square pole 1 is rotated with Ω x , Coriolis force is generated and O
In xyz , the solid line trace shown in (c) becomes the dotted trace. This will be explained. From equation (1) , the angular velocity around the x-axis
Calculate the Coriolis force when rotation is applied at Ω x .

【0020】Oxyz の速度ベクトルv、x軸方向の角速
度ベクトルΩx 、Oxyz の回転半径rとすると v=(−rωz sinωz t,rωz cosωz t,
0) Ωx =(Ωx ,0,0) v×Ωx =(0,0,−rωz Ωx cosωz t) (1)式より Fx =(0,0,−2mrωz Ωx cosωz t) なるコリオリ力がZ軸方向へ働く。この結果、同図
(c)の破線で示す軸跡となり、12xから得られる出
力は、同図(d)に示す破線となる。同図(d)に示す
実線はΩx =0のときである。12xからの出力信号は
増幅回路15で増幅され、帯域通過フィルタ(BPF)
16でセンサの検出帯域以外の周波数成分を除去され、
11xの駆動信号を移相回路14にて位相を合わせた信
号と同期検波回路17にて同期検波され、平滑回路18
にて直流成分にされて角速度Ωx を表わすVx 出力を得
る。
[0020] O xyz of the velocity vector v, the angular velocity vector Omega x of x-axis direction, when the rotation radius r of O xyz v = (- rω z sinω z t, rω z cosω z t,
0) Ω x = (Ω x , 0, 0) v × Ω x = (0, 0, −rω z Ω x cos ω z t) From the equation (1), F x = (0, 0, −2 mrω z Ω x The Coriolis force of cosω z t) acts in the Z-axis direction. As a result, the axis trace shown by the broken line in FIG. 7C is obtained, and the output obtained from 12x becomes the broken line shown in FIG. The solid line shown in FIG. 7D is when Ω x = 0. The output signal from 12x is amplified by the amplifier circuit 15, and is passed through a band pass filter (BPF)
16 removes frequency components other than the detection band of the sensor,
The 11x drive signal is synchronously detected by the synchronous detection circuit 17 and the signal in which the phase is adjusted by the phase shift circuit 14, and the smoothing circuit 18
Is converted into a DC component to obtain a V x output representing the angular velocity Ω x .

【0021】四角柱1にy軸回りの角速度Ωy が加わっ
たときも同様にしてVy 出力を得ることができる。
[0021] can be obtained V y output are similarly when the angular velocity Omega y around the y-axis is applied to the rectangular prism 1.

【0022】図2に本発明の第2の実施例を示す。FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention.

【0023】本実施例では第1の実施例と同じ原理を用
いて1つの四角柱で2軸の角速度を検知するセンサを半
導体プロセス(フォトリソグラフィ、蒸着、エッチング
等)で作成した例を示す。
In the present embodiment, an example in which a sensor for detecting biaxial angular velocity with one quadrangular prism is formed by a semiconductor process (photolithography, vapor deposition, etching, etc.) using the same principle as the first embodiment will be shown.

【0024】同図(a)は本実施例の斜視図であり、シ
リコン基板上に片持ち梁2を半導体プロセスで作成した
ものである。
FIG. 1A is a perspective view of this embodiment, in which the cantilever 2 is formed on a silicon substrate by a semiconductor process.

【0025】同図(b)は同図(a)のA−A断面図で
あり、同図(c)は同図(a)のB−B断面図である。
同図(d)に同図(c)の丸印で囲んだ部分の拡大図を
示す。
FIG. 3B is a sectional view taken along line AA of FIG. 3A, and FIG. 3C is a sectional view taken along line BB of FIG.
An enlarged view of a portion surrounded by a circle in FIG. 3C is shown in FIG.

【0026】片持ち梁2と圧電体(PZT等)22y
は、絶縁性膜224yと電極223yを介して積層され
ている。また、圧電体22yの他端には電極222yと
絶縁膜221yが蒸着等により成膜されている。他の圧
電体21x、22x、21yも同様の層構造になってい
る。
Cantilever 2 and piezoelectric body (PZT, etc.) 22y
Are laminated via an insulating film 224y and an electrode 223y. An electrode 222y and an insulating film 221y are formed on the other end of the piezoelectric body 22y by vapor deposition or the like. The other piezoelectric bodies 21x, 22x, 21y have the same layer structure.

【0027】尚、本実施例においては特にプロセスを限
定するものではない。
The process in this embodiment is not particularly limited.

【0028】本実施例の原理は第1の実施例と同一であ
り、駆動用圧電体21x、21yに90°位相をずらし
た正弦波電圧を与えることにより片持ち梁2の固定端を
中心にすりこぎ運動させ、x軸、もしくはy軸を中心に
回転が加わると検出用圧電体22x、22yからの出力
により角速度を検知することが可能となる。
The principle of this embodiment is the same as that of the first embodiment, and by applying sinusoidal voltage with a 90 ° phase shift to the driving piezoelectric bodies 21x and 21y, the fixed end of the cantilever 2 is centered. When the rubbing movement is performed and rotation is applied about the x-axis or the y-axis, the angular velocity can be detected by the outputs from the detection piezoelectric bodies 22x and 22y.

【0029】図3に本発明の第3の実施例を示す。以
下、同図に従い説明する。
FIG. 3 shows a third embodiment of the present invention. Hereinafter, description will be given with reference to FIG.

【0030】四角柱3は固定板4により支持される。駆
動用圧電体311x、311y、312x、312yに
それぞれ所定の駆動電圧波形を与えてやることにより2
つの自由端は回転運動する。このとき311xと312
x、311yと312yにはそれぞれ互いに逆相の駆動
波形電圧が与えられ、又311xと311y、312x
と312yにはそれぞれ互いに90°位相をずらした駆
動波形電圧が与えられる。この結果、上述したように2
つの自由端はそれぞれ180°位相のずれた関係で同方
向に回転運動する。本実施例においても検出原理は第1
の実施例と同じであるが、本実施例においては片持ち梁
が2つあり、各軸の角速度検出用圧電体をそれぞれ2個
もっており、これらの検出用圧電体321x、322
x、321y、322yの出力をそれぞれ差動増幅回路
35、36へと供給して、(321x−322x)、
(321y−322y)のように差をとり、増幅するこ
とにより重力加速度等による誤差を相殺することができ
る。
The square pole 3 is supported by a fixed plate 4. By applying a predetermined drive voltage waveform to each of the driving piezoelectric bodies 311x, 311y, 312x, and 312y, 2
The two free ends rotate. At this time 311x and 312
x, 311y and 312y are respectively supplied with drive waveform voltages having opposite phases, and 311x, 311y and 312x
And 312y are supplied with drive waveform voltages that are 90 ° out of phase with each other. As a result, as described above, 2
The two free ends rotate in the same direction in a 180 ° phase-shifted relationship. The detection principle is the first in the present embodiment as well.
However, in the present embodiment, there are two cantilevers, and there are two angular velocity detecting piezoelectric bodies for each axis, and these detecting piezoelectric bodies 321x, 322 are provided.
The outputs of x, 321y, and 322y are supplied to the differential amplifier circuits 35 and 36, respectively (321x-322x),
By taking a difference like (321y-322y) and amplifying the difference, an error due to gravitational acceleration or the like can be offset.

【0031】図4は本発明における第4の実施例を示
す。本実施例は前述の第3の実施例で示す検出原理と同
一のものを半導体プロセス(蒸着、エッチング、フォト
リソグラフィ等)で製作した例である。
FIG. 4 shows a fourth embodiment of the present invention. This embodiment is an example in which the same detection principle as that of the third embodiment is manufactured by a semiconductor process (evaporation, etching, photolithography, etc.).

【0032】構成は同図(a)に示すように42により
固定される2つの片持ち梁部41と梁部41の側面、計
8ヶ所に圧電体(411x、411y、412x、41
2y、421x、421y、422x、422y)が成
膜されている。又前述の第2の実施例と同様に上記圧電
体は『絶縁膜+電極+圧電体+電極+絶縁膜』の5層構
造であるが、5層に限定されるものではない。
As shown in FIG. 3A, two cantilever portions 41 fixed by 42 and side surfaces of the beam portion 41 are provided on the piezoelectric body (411x, 411y, 412x, 41) at a total of eight places.
2y, 421x, 421y, 422x, 422y) are formed. The piezoelectric body has a five-layer structure of "insulating film + electrode + piezoelectric body + electrode + insulating film" as in the second embodiment, but is not limited to five layers.

【0033】又、プロセスについても特に限定されるも
のではない。
Also, the process is not particularly limited.

【0034】本実施例のx軸、y軸回りの角速度検出の
原理は前述の第3の実施例と同一であるので、説明は省
略する。
Since the principle of detecting the angular velocity about the x-axis and the y-axis of this embodiment is the same as that of the above-mentioned third embodiment, its explanation is omitted.

【0035】次に本発明の第5の実施例として、本発明
の角速度センサを用いたビデオカメラシステムの例を図
5を用いて説明する。
Next, as a fifth embodiment of the present invention, an example of a video camera system using the angular velocity sensor of the present invention will be described with reference to FIG.

【0036】本システムはぶれ補正手段として、可変頂
角プリズム(以下VAPと呼ぶ)を使用した手振れ防止
ビデオカメラシステムである。
This system is a camera-shake preventing video camera system which uses a variable apex angle prism (hereinafter referred to as VAP) as a blur correction means.

【0037】本システムでは、x軸回り、及びy軸回り
の角速度をそれぞれ検出し、角速度センサからの速度信
号を積分し角変位信号に変換した信号とVAPの頂角セ
ンサからの変位信号との差が0になるようにVAPの駆
動アクチュエータへ駆動信号を加えることによってぶれ
補正を行うように構成されている。
In the present system, the angular velocity around the x-axis and the y-axis are respectively detected, the velocity signal from the angular velocity sensor is integrated and converted into an angular displacement signal, and the displacement signal from the VAP apex angle sensor is detected. Blur correction is performed by applying a drive signal to the drive actuator of the VAP so that the difference becomes zero.

【0038】従来の角速度センサは1軸のみの角速度し
か検出できないものが多く、又2軸を検知できるものと
してジャイロを使用したものがあるが、大型、高価で上
述のようなシステムには不向きである。本実施例では角
速度センサ51として前述の第1〜第4の実施例に示す
ような角速度センサ51を使用するため、センサは1個
で2軸方向の検出が可能となり、大きさが小さくでき、
又コストも下げることができる。
Many of the conventional angular velocity sensors can only detect the angular velocity of only one axis, and there are those that use a gyro as a sensor capable of detecting two axes, but they are large and expensive, and are not suitable for the system as described above. is there. In this embodiment, since the angular velocity sensor 51 as shown in the above-described first to fourth embodiments is used as the angular velocity sensor 51, it is possible to detect in the biaxial directions with one sensor, and the size can be reduced.
Also, the cost can be reduced.

【0039】図5の52は2枚の平行ガラス52x、5
2y間に液体を封入したVAP、53はVAPの動作位
置を検出する頂角センサ、54はVAP駆動アクチュエ
ータ、55はレンズ、56は角速度センサの出力を積分
する積分器、57はCCD等の撮像素子、58はカメラ
プロセス回路、59は加算器である。すなわち角速度セ
ンサ51によって検出された振動に応じた角速度情報を
積分器56で積分し、加算器59にてVAPの動作位置
を検出する頂角センサ53の出力と差を取り、その差分
が0、すなわち両者の値が等しくなるようにアクチュエ
ータ54を駆動する。これによって角速度センサ51で
検出された角速度が0となるようにVAPが駆動制御さ
れ、ぶれ補正動作が行われる。
Reference numeral 52 in FIG. 5 is two parallel glass plates 52x and 5x.
VAP in which liquid is sealed between 2y, 53 is an apex angle sensor that detects the operating position of VAP, 54 is a VAP drive actuator, 55 is a lens, 56 is an integrator that integrates the output of the angular velocity sensor, 57 is an image pickup device such as CCD An element, 58 is a camera process circuit, and 59 is an adder. That is, the angular velocity information corresponding to the vibration detected by the angular velocity sensor 51 is integrated by the integrator 56, and the adder 59 takes the difference from the output of the apex angle sensor 53 that detects the operating position of the VAP, and the difference is 0, That is, the actuator 54 is driven so that the two values are equal. As a result, the VAP is drive-controlled so that the angular velocity detected by the angular velocity sensor 51 becomes 0, and the blur correction operation is performed.

【0040】本実施例においては、ビデオカメラシステ
ムについてのみ説明したが、本発明はこれに限定するも
のでなく銀塩カメラ、SVカメラ等の撮像装置全てに適
用できる。
Although only the video camera system has been described in the present embodiment, the present invention is not limited to this and can be applied to all image pickup devices such as a silver halide camera and an SV camera.

【0041】又、図示は省略されているが、y軸方向に
おいても同様のぶれ検出、補正系が設けられている。
Although not shown, a similar blur detection / correction system is also provided in the y-axis direction.

【0042】[0042]

【発明の効果】以上説明したように、本発明における角
速度センサによれば、振動検出用の振動部材の一端を固
定し、他端を回転運動させることにより簡単な構造で精
度よく、1つのセンサで2軸の角速度を同時に検出でき
る。
As described above, according to the angular velocity sensor of the present invention , one end of the vibration member for detecting vibration is fixed.
The rotational speed of the other end allows the two sensors to simultaneously detect the biaxial angular velocities with a simple structure and with high accuracy.

【0043】又、この角速度センサを用いた撮像装置に
おいては従来2個必要であったセンサを1個で実現する
ことができ、コスト低減、及び小型化が可能となる。
Further, in the image pickup apparatus using this angular velocity sensor, it is possible to realize only one sensor, which was conventionally required for two sensors, and it is possible to reduce the cost and downsize.

【0044】又、2個のセンサを使っていたときに2個
の角速度センサの取り付け誤差により発生したクロスト
ーク、振動子を使用した2つの角速度センサのビート等
の性能劣化になる要因をセンサを1つにすることによっ
て低減することができ、その結果撮像装置の性能向上が
可能となる等、その効果は大きい。
Further, when the two sensors are used, the factors causing performance deterioration such as crosstalk caused by an attachment error of the two angular velocity sensors and beats of the two angular velocity sensors using the vibrator are detected. By reducing the number to one, the effect can be greatly reduced, and as a result, the performance of the image pickup apparatus can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】第1の実施例を説明する図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a first embodiment.

【図2】第2の実施例を説明する図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a second embodiment.

【図3】第3の実施例を説明する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a third embodiment.

【図4】第4の実施例を説明する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a fourth embodiment.

【図5】第5の実施例を説明する図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a fifth embodiment.

【図6】コリオリ力を説明する図である。FIG. 6 is a diagram illustrating Coriolis force.

【図7】ビデオカメラの手振れを説明する図である。FIG. 7 is a diagram illustrating camera shake of a video camera.

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 一端あるいは両端固定部に対して回転
運動可能に取り付けられた可撓性のある柱体状の部材で
構成された振動部材と、前記振動部材を、該振動部材の柱体の長手方向の軸に垂
直でかつ互いに直交する2方向に所定の位相差で振動さ
せることにより前記振動部材を回転運動させる 振動部材
駆動手段と、 前記振動部材の、前記長手方向の軸に垂直でかつ前記2
方向の一方の振動方向に直交する軸回りの角速度によっ
て生じるコリオリ力と、前記長手方向の軸に垂直でかつ
前記2方向の他方の振動方向に直交する軸回りの角速度
によって生じるコリオリ力とを検出する角速度検出手段
と、 を有することを特徴とする角速度センサ。
1. A one end or vibration member whose both ends are constituted by columnar body-shaped member with a rotary movably mounted flexible with respect to the fixed portion, the vibration member, the pillar of the vibrating member On the longitudinal axis of
It vibrates with a predetermined phase difference in two directions that are straight and orthogonal to each other.
A vibrating member driving means for rotating the vibrating member by rotating the vibrating member ;
The angular velocity around the axis orthogonal to one of the
Caused by the Coriolis force, and perpendicular to the longitudinal axis and
Angular velocity about an axis orthogonal to the other vibration direction of the two directions
An angular velocity sensor for detecting the Coriolis force generated by the angular velocity sensor.
【請求項2】 請求項1において、前記振動部材駆動手
段は、少なくとも2個のシート状の圧電体であり、前記
角速度検出手段は少なくとも2個のシート状の圧電体で
あることを特徴とする角速度センサ。
2. The vibrating member driving means according to claim 1, wherein the vibrating member driving means is at least two sheet-shaped piezoelectric bodies, and the angular velocity detecting means is at least two sheet-shaped piezoelectric bodies. Angular velocity sensor.
【請求項3】 請求項1において、前記振動部材駆動手
段及び角速度検出手段は、接着により前記振動部材に配
設されていることを特徴とする角速度センサ。
3. The angular velocity sensor according to claim 1, wherein the vibrating member driving means and the angular velocity detecting means are disposed on the vibrating member by adhesion.
【請求項4】 請求項1において、前記振動部材、振動
部材駆動手段及び角速度検出手段のいずれかもしくは全
てが半導体プロセスにより形成されたことを特徴とする
角速度センサ。
4. The angular velocity sensor according to claim 1, wherein any or all of the vibrating member, the vibrating member driving means, and the angular velocity detecting means are formed by a semiconductor process.
【請求項5】 装置の振動を検出する角速度センサと、 前記振動による画像のぶれを補正する補正手段と、 前記角速度センサの出力に基づいて、前記補正手段を制
御して前記画像のぶれを補正する制御手段とを備え、 前記角速度センサは、一端あるいは両端固定部に対し
て回転運動可能に取り付けられた可撓性のある柱体状の
部材で構成された振動部材と、前記振動部材を、該振動
部材の柱体の長手方向の軸に垂直でかつ互いに直交する
2方向に所定の位相差で振動させることにより前記振動
部材を回転運動させる振動部材駆動手段と、前記振動部
の、前記長手方向の軸に垂直でかつ前記2方向の一方
の振動方 向に直交する軸回りの角速度によって生じるコ
リオリ力と、前記長手方向の軸に垂直でかつ前記2方向
の他方の振動方向に直交する軸回りの角速度によって生
じるコリオリ力とを検出する角速度検出手段とを備えた
ことを特徴とする撮像装置。
5. An angular velocity sensor for detecting the vibration of the apparatus, a correction unit for correcting the image blur caused by the vibration, and a correction unit for controlling the image blur by controlling the correction unit based on the output of the angular velocity sensor. and control means for the angular velocity sensor, a vibration member having one end or both ends are composed of columnar-shaped member with a rotary movably mounted flexible with respect to the fixed portion, the vibrating member , The vibration
Perpendicular to the longitudinal axis of the member column and orthogonal to each other
The vibration is generated by vibrating in two directions with a predetermined phase difference.
A vibrating member driving means for rotating the member , and one of the two directions perpendicular to the longitudinal axis of the vibrating member.
Co caused by the axis angular velocity which is perpendicular to the vibration Direction
Liori force and the two directions perpendicular to the longitudinal axis
By the angular velocity around the axis orthogonal to the other vibration direction of
And a velocity detecting means for detecting and Jill Coriolis force
Imaging device, characterized in that.
JP23801693A 1993-09-24 1993-09-24 Angular velocity sensor and imaging apparatus using angular velocity sensor Expired - Fee Related JP3368006B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP23801693A JP3368006B2 (en) 1993-09-24 1993-09-24 Angular velocity sensor and imaging apparatus using angular velocity sensor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP23801693A JP3368006B2 (en) 1993-09-24 1993-09-24 Angular velocity sensor and imaging apparatus using angular velocity sensor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0792175A JPH0792175A (en) 1995-04-07
JP3368006B2 true JP3368006B2 (en) 2003-01-20

Family

ID=17023908

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP23801693A Expired - Fee Related JP3368006B2 (en) 1993-09-24 1993-09-24 Angular velocity sensor and imaging apparatus using angular velocity sensor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3368006B2 (en)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10185580A (en) * 1996-12-27 1998-07-14 Canon Inc Gyro sensor
US6338199B1 (en) 1997-03-25 2002-01-15 Canon Kabushiki Kaisha Sensor
JPH11205658A (en) * 1998-01-20 1999-07-30 Canon Inc Imaging device
JP4700938B2 (en) * 2004-07-29 2011-06-15 ニッタ株式会社 Pipe fitting
JP4258466B2 (en) 2004-12-16 2009-04-30 セイコーエプソン株式会社 Piezoelectric gyro element and piezoelectric gyroscope
US7571648B2 (en) * 2007-05-23 2009-08-11 Seiko Epson Corporation Piezoelectric vibration angular velocity sensor

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0792175A (en) 1995-04-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2405126C1 (en) Angular velocity sensor
US9885576B2 (en) Angular velocity sensor
JPH11142164A (en) Finely-processed rotary sensor system of navigation class
CA2097272C (en) Angular velocity sensor and camera including the same
CN100538272C (en) Piezoelectric Gyro Elements and Piezoelectric Gyroscopes
JPH06258083A (en) Beam vibration-type gyro measuring device
JP3368006B2 (en) Angular velocity sensor and imaging apparatus using angular velocity sensor
JP4112684B2 (en) Vibrating gyro
JPH02129514A (en) angular velocity sensor
JP3601822B2 (en) Double tone type vibration gyro sensor
EP0611949B1 (en) Angular velocity sensor and its fabricating method
JPH11325905A (en) Vibrating gyro
JP2002243450A (en) Angular velocity sensor, acceleration sensor and angular velocity/acceleration sensor
JP2009128020A (en) Piezoelectric vibration gyroscope using tuning fork type piezoelectric single crystal vibrator
JP3838479B2 (en) Piezoelectric gyro
JP4172100B2 (en) Piezoelectric vibration angular velocity sensor and method for manufacturing the vibrator
JP2869514B2 (en) 1-axis angular velocity / acceleration sensor
JPH1062176A (en) Piezoelectric vibrator and piezoelectric vibratory gyroscope using the same
JPH06249667A (en) Angular velocity sensor
JP2008175679A (en) Vibration gyro
JPS6117910A (en) Angular velocity sensor
JPH11281363A (en) Angular velocity sensor
JPH10185580A (en) Gyro sensor
JP2000337886A (en) Microgyroscope
JP2004317380A (en) Two-axis detection type double tone type vibration gyro sensor

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20021022

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081108

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081108

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091108

Year of fee payment: 7

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees