JP2003075880A

JP2003075880A - 光学装置

Info

Publication number: JP2003075880A
Application number: JP2001263232A
Authority: JP
Inventors: Nobuhiro Fujinaga; 伸広藤永
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-08-31
Filing date: 2001-08-31
Publication date: 2003-03-12

Abstract

(57)【要約】【課題】光学装置の小型化を図る。【解決手段】第１の方向に対する振れ補正光学手段の
演算された目標移動量が所定範囲内であるときに、第１
の方向と略直交する第２の方向に対する振れ補正光学手
段の移動量を制限する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はカメラの小型化技術
に関するものであり、詳しくは互いに略直交する２方向
に各々独立に駆動する２組の駆動部材により補正光学機
構を光軸直交面内で移動させて被写体像の振れを補正す
る振れ補正装置を備えたカメラに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】現在のカメラは露出決定やピント合わせ
等の撮影にとって重要な作業は全て自動化され、カメラ
操作に未熟な人でも撮影失敗を起こす可能性は非常に少
なくなっている。また、最近ではカメラに加わる手振れ
を防ぐシステムも研究されており、撮影者の撮影ミスを
誘発する要因は殆どなくなってきている。

【０００３】ここで、手振れを防ぐ防振システムについ
て説明する。

【０００４】撮影時のカメラの手振れは、周波数として
通常１Ｈｚないし１０Ｈｚの振動であるが、シャッタレ
リーズ時点においてこのような手振れを起こしていても
像振れのない写真を撮影可能とするための基本的な考え
として、手振れによるカメラの振れを検出し、この検出
値に応じて撮影光学系内に配置された補正レンズを光軸
直交面内で上下左右に変位させなければならない。つま
り、カメラ本体に振れが生じても像振れが生じない写真
を撮影するためには、第１にカメラの振れを正確に検出
し、第２にカメラ振れによる撮影光軸の変化を補正する
ことが必要となる。

【０００５】カメラ振れの検出は、原理的にいえば、加
速度、角加速度、角速度、角変位等を検出し、カメラの
振れを補正するために検出結果を適宜演算処理する振動
検出センサをカメラ本体に搭載することによって行うこ
とができる。そして、振動検出センサにより検出された
検出結果に基づき撮影光軸の変化を補正する（補正レン
ズを偏心させる）振れ補正装置を駆動させることにより
像振れを抑制することができる。

【０００６】図５（ａ）は、防振システム（振動検出セ
ンサと振れ補正装置）を備えたコンパクトカメラの外観
斜視図である。このコンパクトカメラは、光軸４１に対
して矢印４２ｐ、４２ｙで示すカメラの縦（ピッチ）振
れ及び横（ヨー）振れに対する振れ補正を行う。

【０００７】４３はカメラ本体であり、４３ａは撮影時
に２段ストロークで押圧操作されるレリーズボタンであ
る。４３ｂは各種撮影モードの設定を変更するために回
転操作されるモードダイヤルであり、このモードダイヤ
ル４３ｂの回転軸中心部にはカメラの電源をオン／オフ
に切り換えるために押圧操作されるメインスイッチが配
置されている。４３ｃは閃光発光するリトラクタブルス
トロボであり、４３ｄは撮影者が被写体を観察するため
のファインダ窓である。

【０００８】図５（ｂ）はカメラ本体４３の内部構造斜
視図である。ここで、４４はカメラボディ、５３０は補
正レンズ５２を矢印５８ｐ、５８ｙ方向に自在に駆動し
て矢印４２ｐ、４２ｙ方向の振れ補正を行う振れ補正装
置（詳細については後述する）、４５ｐ、４５ｙは各々
矢印４６ｐ、４６ｙ回りの振れ（角速度や角加速度等）
を検出する角速度計や角加速度計等の振動検出センサで
ある。

【０００９】振動検出センサ４５ｐ、４５ｙの出力は、
後述する演算部４７ｐ、４７ｙを介して振れ補正装置５
３０の駆動目標値（振れ補正を行うために必要な補正レ
ンズ５２の駆動量）に変換された後、振れ補正装置５３
０に設けられたコイルに入力される。これにより、振れ
補正装置５３０が補正レンズ５２を矢印５８ｐ、５８ｙ
方向に所定量駆動して撮影光軸の変化を補正することに
より振れ補正を行う。

【００１０】図６は、演算部４７ｐ（４７ｙ）の詳細を
示すブロック図である。ここで、演算部４７ｐ、４７ｙ
は同じ構成であるため、演算部４７ｐのブロック図だけ
を用いて説明する。

【００１１】演算部４７ｐは、一点鎖線にて囲まれるＤ
Ｃカットフィルタ４８ｐ、ローパスフィルタ４９ｐ、ア
ナログ−ディジタル（以下Ａ／Ｄ）変換回路４１０ｐ、
駆動回路４１９ｐ及びカメラマイクロコンピュータ（カ
メラマイコン）４１１で構成されている。カメラマイコ
ン４１１は、第１記憶回路４１２ｐ、第１差動回路４１
３ｐ、ＤＣカットフィルタ４１４ｐ、積分回路４１５
ｐ、第２記憶回路４１６ｐ、第２差動回路４１７ｐ及び
ＰＷＭデューティ変換回路４１８ｐで構成される。

【００１２】ここで、振動検出センサ４５ｐ（４５ｙ）
として、感度軸周りの回転角速度（カメラの振れ角速
度）を検出するレーザージャイロを用いており、このレ
ーザージャイロはカメラ本体４３のメインスイッチオン
と同期して駆動されカメラに加わる振れ角速度の検出を
開始する。

【００１３】振動検出センサ４５ｐの検出信号（振れ角
速度信号）は、アナログ回路で構成されるＤＣカットフ
ィルタ４８ｐにより検出信号に重畳しているＤＣバイア
ス成分がカット（ＤＣカット）される。このＤＣカット
フィルタ４８ｐは０．１Ｈｚ以下の周波数信号をカット
する周波数特性を有しており、カメラに加わる１〜１０
Ｈｚの手振れ周波数帯域には影響が及ばないようになっ
ている。

【００１４】ここで、ＤＣカットフィルタ４８ｐを０．
１Ｈｚ以下の周波数信号をカットする特性にすると、Ｄ
Ｃカットフィルタ４８ｐに振動検出センサ４５ｐからの
信号が入力されてから完全にＤＣカットされるまでには
１０秒近くかかってしまう。そこで、カメラのメインス
イッチがオンされてから例えば０．１秒まではＤＣカッ
トフィルタ４８ｐの時定数を小さくしておく（例えば、
１０Ｈｚ以下の周波数信号をカットする特性にしてお
く）ことで０．１秒位の短い時間でＤＣカットし、その
後に時定数を大きくする（例えば、０．１Ｈｚ以下の周
波数信号のみカットする特性にする）ことで、ＤＣカッ
トフィルタ４８ｐにより振れ角速度信号が劣化しないよ
うにしている。

【００１５】ＤＣカットフィルタ４８ｐの出力信号は、
アナログ回路で構成されるローパスフィルタ４９ｐによ
りＡ／Ｄ分解能にあわせて適宜増幅されるとともに、振
れ角速度信号に重畳する高周波のノイズがカットされ
る。これは振れ角速度信号をカメラマイコン４１１に入
力する時のＡ／Ｄ変換回路４１０ｐのサンプリングが振
れ角速度信号のノイズにより読み誤りが起きるのを避け
るためである。

【００１６】ローパスフィルタ４９ｐの出力信号は、Ａ
／Ｄ変換回路４１０ｐによりサンプリングされてカメラ
マイコン４１１に取り込まれる。上述したようにＤＣカ
ットフィルタ４８ｐによりＤＣバイアス成分はカットさ
れるが、その後のローパスフィルタ４９ｐの増幅処理に
より再びＤＣバイアス成分が振れ角速度信号に重畳する
こととなるため、カメラマイコン４１１内において再度
ＤＣカットを行う必要がある。

【００１７】そこで、例えばカメラのメインスイッチオ
ンから０．２秒後にサンプリングされた振れ角速度信号
を第１記憶回路４１２ｐに記憶するとともに、第１差動
回路４１３ｐにより第１記憶回路４１２ｐに記憶された
記憶値（振れ角速度信号）とＡ／Ｄ変換回路４１０ｐに
よりサンプリングされた振れ角速度信号の差を求めるこ
とによりＤＣカットを行う。ここで、カメラメインスイ
ッチオンから０．２秒後に第１記憶回路４１２ｐに記憶
された振れ角速度信号の中にはＤＣバイアス成分ばかり
でなく実際の手振れによる成分も含まれており、上述し
た回路動作ではおおざっぱなＤＣカットしかできない。
このため、後段でデジタルフィルタで構成されたＤＣカ
ットフィルタ４１４ｐにより十分なＤＣカットを行って
いる。

【００１８】このＤＣカットフィルタ４１４ｐの時定数
もアナログ回路で構成されるＤＣカットフィルタ４８ｐ
と同様に変更可能になっており、カメラのメインスイッ
チオンから０．２秒後から更に０．２秒費やして時定数
を徐々に大きくしている。具体的には、ＤＣカットフィ
ルタ４１４ｐはメインスイッチオンから０．２秒経過し
た時には１０Ｈｚ以下の周波数をカットするフィルタ特
性であり、その後５０ｍｓｅｃ毎にＤＣカットフィルタ
４１４ｐでカットする周波数を５Ｈｚ、１Ｈｚ、０．５
Ｈｚ、０．２Ｈｚと下げている。

【００１９】ここで、上記回路動作の間に撮影者がレリ
ーズボタン４３ａを半押し（ＳＷ１）して測光・測距動
作を行った時には直ちに撮影を行う可能性があり、時間
を費やして時定数変更を行うことが好ましくない場合も
ある。そこで、このような時には、撮影条件に応じて時
定数変更を途中で中止する。例えば、測光結果により撮
影シャッタスピードが１／６０となることが判明し、撮
影焦点距離が１５０ｍｍの時には振れ補正の精度はさほ
ど要求されないためにＤＣカットフィルタ４１４ｐにお
ける回路動作は０．５Ｈｚ以下の周波数をカットする特
性まで時定数を変更した時点で完了とする。つまり、シ
ャッタスピードと撮影焦点距離に基づいて時定数変更量
を制御することにより、時定数変更の時間を短縮できる
とともに、シャッターチャンスを優先することができ
る。

【００２０】また、より速いシャッタスピード或いはよ
り短い焦点距離の時には、ＤＣカットフィルタ４１４ｐ
の回路動作は１Ｈｚ以下の周波数をカットする特性まで
時定数変更した時点で完了とし、より遅いシャッタスピ
ード或いはより長い焦点距離の時には時定数が最後まで
変更完了するまで撮影を禁止する。

【００２１】積分回路４１５ｐは、レリーズボタン４３
ａの半押し（ＳＷ１）に応じてＤＣカットフィルタ４１
４ｐからの出力信号の積分を始め、振れ角速度信号を角
度信号に変換する。但し、上述したようにＤＣカットフ
ィルタ４１４ｐの時定数変更が完了していない時には、
時定数変更が完了するまで積分動作を行わない。

【００２２】なお、図６では不図示であるが、積分回路
４１５ｐの積分により得られた角度信号は、レリーズ時
の焦点距離および被写体距離情報に基づいて適宜増幅さ
れ、振れ補正装置５３０が振れ角度に応じた適切な量で
駆動するように変換される。これは、ズームミングやフ
ォーカシングにより撮影光学系が光軸方向に移動する
際、振れ補正装置５３０の駆動量に対して光軸偏心量が
変わるためこれを補正する必要があるためである。

【００２３】レリーズボタン４３ａの押し切り動作（Ｓ
Ｗ２）で振れ補正装置５３０は振れ角度信号に応じて駆
動し始めるが、振れ補正装置５３０の駆動が急激に始ま
らないように注意する必要がある。このため、カメラマ
イコン４１１内に第２記憶回路４１６ｐ及び第２差動回
路４１７ｐを設けている。

【００２４】第２記憶回路４１６ｐは、レリーズボタン
４３ａの押し切り（ＳＷ２）動作に同期して積分回路４
１５ｐの振れ角度信号を記憶する。第２差動回路４１７
ｐは積分回路４１５ｐの振れ角度信号と第２記憶回路４
１６ｐに記憶された振れ角度信号の差を求める。ＳＷ２
時における第２差動回路４１７ｐに入力された２つの信
号は等しく第２差動回路４１７ｐの振れ補正装置５３０
の駆動目標値はゼロであるが、その後積分回路４１５ｐ
から第２差動回路４１７ｐに連続的に出力されることに
より駆動目標値が増加する。ここで、第２記憶回路４１
６ｐに記憶された振れ角度信号は、振れ補正装置５３０
の駆動目標値を決定するための基準となる。これによ
り、振れ補正装置５３０は急激に駆動されることがなく
なる。

【００２５】第２差動回路４１７ｐからの駆動目標値信
号は、ＰＷＭデューティ変更回路４１８ｐに入力され
る。振れ補正装置５３０に設けられたコイルに、振れ角
度に対応した電圧或いは電流を印可すれば、振れ補正装
置５３０に設けられた補正レンズがこの振れ角度に対応
して駆動するが、振れ補正装置５３０の駆動消費電力及
びコイルの駆動トランジスタの省電力化のためにはＰＷ
Ｍ駆動が望ましい。

【００２６】ここで、ＰＷＭデューティ変更回路４１８
ｐは駆動目標値に応じてコイル駆動デューティを変更し
ている。例えば、周波数が２０ｋＨｚのＰＷＭにおいて
第２差動回路４１７ｐの駆動目標値が２０４８の時には
デューティゼロ、駆動目標値が４０９６の時にはデュー
ティ１００とし、この間を等分してデューティを駆動目
標値に応じて決定していく。なお、デューティの決定は
駆動目標値ばかりでなくカメラの撮影条件（温度やカメ
ラの姿勢、バッテリの状態）によって細かく制御して精
度良い振れ補正が行われるようにする。

【００２７】ＰＷＭデューティ変更回路４１８ｐの出力
は、ＰＷＭドライバ等の公知の駆動回路４１９ｐに入力
され、駆動回路４１９ｐの出力を振れ補正装置５３０の
コイルに印可して振れ補正を行う。駆動回路４１９ｐは
ＳＷ２に同期してオンし、フィルムへの露光が終了する
とオフされる。また、露光が終了してもレリーズボタン
４３ａが半押し（ＳＷ１）されている限り積分回路４１
５ｐは積分を継続しており、ＳＷ２で再び第２記憶回路
４１６ｐが新たな振れ角度信号を記憶する。

【００２８】レリーズボタン４３ａの半押し（ＳＷ１）
を解除すると、積分回路４１５ｐはＤＣカットフィルタ
４１４ｐから出力された振れ角速度信号の積分を止め、
積分回路４１５ｐにおいて積分情報をリセットする（積
分してきた情報をすべてカラにする）。そして、カメラ
のメインスイッチをオフにすることで振動検出センサ４
５ｐがオフとなり振れ補正シーケンスは終了する。

【００２９】なお、積分回路４１５ｐの信号が所定値よ
り大きくなった時には、カメラのパンニングが行われた
と判断して、ＤＣカットフィルタ４１４ｐの時定数を変
更する。例えば、ＤＣカットフィルタ４１４ｐが０．２
Ｈｚ以下の周波数をカットする特性であったものを１Ｈ
ｚ以下の周波数をカットする特性に変更し、所定時間経
過した後に時定数をもとに戻していく。

【００３０】このときの時定数変更量も積分回路４１５
ｐの出力の大きさにより制御される。即ち、積分回路４
１５ｐの出力が第１の閾値を超えた時にはＤＣカットフ
ィルタ４１４ｐの特性を０．５Ｈｚ以下の周波数をカッ
トする特性にし、第２の閾値を超えた時にはＤＣカット
フィルタ４１４ｐの特性を１Ｈｚ以下の周波数をカット
する特性にし、第３の閾値を超えた時にはＤＣカットフ
ィルタ４１４ｐの特性を５Ｈｚ以下の周波数をカットす
る特性にする。また、積分回路４１５ｐの出力が非常に
大きくなった時には、積分回路４１５ｐにおける回路動
作を一旦リセットして演算上の飽和（オーバーフロー）
を防止している。

【００３１】ＤＣカットフィルタ４１４ｐは、上述した
ようにメインスイッチオンから０．２秒後に作動を開始
する構成になっているが、これに限られるものではなく
レリーズボタン４３ａの半押し（ＳＷ１）より作動を開
始させることができる。この場合、ＤＣカットフィルタ
４１４ｐの時定数変更が完了した時点より積分回路４１
４ｐを作動させる。

【００３２】また、積分回路４１５ｐはレリーズボタン
４３ａの半押し（ＳＷ１）で作動を開始する構成となっ
ているが、レリーズボタン４３ａの押し切り（ＳＷ２）
のときに作動を開始する構成にすることもできる。この
場合には、カメラマイコン４１１内に第２記憶回路４１
６ｐおよび第２差動回路４１７ｐを設ける必要はなくな
る。図６では、演算部４７ｐ内にＤＣカットフィルタ４
８ｐ及びローパスフィルタ４９ｐを設けているが、これ
らを振動検出センサ４５ｐ内に設けることもできる。

【００３３】図７は振れ補正装置５３０の説明図であ
り、図７（ａ）は振れ補正装置５３０の正面図、図７
（ｂ）は振れ補正装置５３０を図７（ａ）中矢印５１方
向より見た側面図、図７（ｃ）は振れ補正装置５３０の
図７（ａ）中Ａ―Ａ断面図である。また、図８は振れ補
正装置５３０の外観斜視図である。

【００３４】補正レンズ５２は、図７（ｃ）に示すよう
に３枚のレンズ５２ａ、５２ｂ、５２ｃで構成されてい
る。レンズ５２ａ、５２ｂは支持枠５３に固定され、レ
ンズ５２ｃは地板５４に固定されている。また、支持枠
５３の外周には強磁性材料のヨーク５５が取付けられて
おり、このヨーク５５の裏面（地板５４側）にはネオジ
ウム−鉄−ボロン等の希土類の永久磁石５６ｐ、５６ｙ
が吸着固定されている。

【００３５】支持枠５３から放射状に延出する３本の支
持軸５３ａは、地板５４の側壁５４ｂに設けられた長孔
５４ａに係合しており、光軸方向（波線５７）にガタが
生じないようになっている。また、長孔５４ａは地板５
４の周方向に延びているため、支持枠５３は光軸直交面
内において自由に移動することができる（支持枠５３は
矢印５８ｐ、５８ｙ、５８ｒ方向に移動することができ
る）。但し、支持枠５３に形成されたピン５３ｂと地板
５４に形成されたピン５４ｃには引張りコイルバネ５９
が掛けられているため、支持枠５３の移動を弾性的に規
制している。

【００３６】地板５４には、支持枠５３に設けられた永
久磁石５６ｐ、５６ｙと対向する位置にコイル５１０
ｐ、５１０ｙが取り付けられている。コイル５１０ｐに
電流を流すと支持枠５３は矢印５８ｐ方向に移動し、コ
イル５１０ｙに電流を流すと支持枠５３は矢印５８ｙ方
向に移動する。

【００３７】ここで、支持枠５３の移動量は、引張りコ
イルバネ５９のバネ定数と、コイル５１０ｐ、５１０ｙ
および永久磁石５６ｐ、５６ｙの関連で生ずる推力との
釣り合いで求まる。したがって、コイル５１０ｐ、５１
０ｙに流す電流量を変化させることにより、支持枠５３
の移動量（補正レンズ５２の偏心量）を変えることがで
きる。

【００３８】また、振れ補正装置の小型化を目的に本出
願人により特開平５−６６４４９号公報に示す振れ補正
装置が提案されている。この振れ補正装置は、補正光学
系の移動量を電気的に制限する駆動リミッタを設けてお
り、より詳しくは、互いに略直交する２方向に各々独立
に駆動する２組の駆動手段による補正光学機構の駆動変
位指令値が所定の関係に達したとき、これら２方向の駆
動変位を制限する制限手段を設けたり、２組の駆動手段
による補正光学機構の駆動変位指令値が第１の所定の関
係に達した時、２組の駆動手段を、各々の駆動制御信号
を第２の所定の関係で合成した信号にて駆動させる駆動
制御手段を設けたりしている。

【００３９】

【発明が解決しようとする課題】最近のコンパクトカメ
ラは小型化が顕著に進んできており、それに伴い撮影レ
ンズを有する撮影鏡筒はその全長、直径ともかなり小さ
くなってきている。

【００４０】この様な中で上述した防振システムを撮影
鏡筒内に搭載していこうとすると、図７及び図８で説明
した振れ補正装置をよりいっそう小型化していく事が望
まれている。

【００４１】しかしながら、振れ補正装置の小型化を追
求していくと一眼レフカメラの防振システムなどで採用
されている、補正レンズの位置を検出して制御するいわ
ゆるフィードバック制御を行うことがスペースの面で困
難になってくる。

【００４２】また、振れ補正装置の近傍にシャッタやレ
ンズ駆動のアクチュエータを配置しないと鏡筒を小型化
することが難しくなってきている。

【００４３】そこで、本発明は、主に小型化が可能な光
学装置を提供することを目的とする。

【００４４】

【課題を解決するための手段】本発明の光学装置は、装
置本体の振れを検出する振れ検出手段と、光軸直交面内
を移動して被写体像の振れを補正する振れ補正光学手段
と、前記振れ検出手段の検出結果に基づいて前記振れ補
正光学手段の目標移動量を演算し、前記振れ補正光学手
段に、光軸直交面内における第１の方向およびこの第１
の方向と略直交する第２の方向にそれぞれ駆動力を与え
る駆動手段と、第１の方向に対する前記振れ補正光学手
段の演算された目標移動量が所定範囲内であるときに、
第２の方向に対する前記振れ補正光学手段の移動量を制
限する制御手段とを有することを特徴とする。

【００４５】このように振れ補正光学手段の移動量を制
限することにより、この制限により形成された領域に、
装置内に配置される他の部材を配置することができ、光
学装置の小型化を図ることができる。

【００４６】ここで、他の部材として光学ユニットの一
部、例えばシャッタや撮影レンズを駆動するアクチュエ
ータ等を配置することができる。

【００４７】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）図１（ａ）は、
本発明の第１実施形態であるカメラに搭載される振れ補
正装置の動きを説明するための図である。この振れ補正
装置における基本的な構成及び作動シーケンスは前述の
従来技術に説明したものと同じである。本実施形態で
は、本発明に関連する部分についてのみ詳細に説明す
る。

【００４８】図１（ａ）において、１は補正レンズ２を
支持するための支持枠である。３は不図示の地板に支持
枠１を弾性的に固定するためのバネである。本実施形態
では、バネ３として引張りコイルバネを２本使用し、こ
れらの引張りコイルバネを支持枠１を挟んで対向する位
置に配置して支持枠１を吊っている。

【００４９】４ａ、４ｂは支持枠１の径方向外側に一体
に取り付けられた永久磁石である。不図示の地板には、
永久磁石４ａ、４ｂと対向する位置にコイル５ａ、５ｂ
がそれぞれ取り付けられている。永久磁石４ａ及びコイ
ル５ａと永久磁石４ｂ及びコイル５ｂが２対のアクチュ
エータ（以後４ａ、５ａのペアを第１アクチュエータ、
４ｂ、５ｂのペアを第２アクチュエータと呼ぶ）となっ
ており、第１アクチュエータが矢印１１ｐ方向（ピッチ
方向）に対する駆動力を支持枠１に与え、第２アクチュ
エータが矢印１１ｙ方向（ヨー方向）に対する駆動力を
支持枠１に与える。これにより、支持枠１は、２本の引
張りコイルバネのバネ力に抗して移動することができ
る。

【００５０】ここで、補正レンズ２、支持枠１及び永久
磁石４ａ、４ｂは振れ補正装置の可動部として一体で動
く。Ａは振れ補正装置の可動部が移動するエリアを表
し、Ａ’は後述する制御動作によって振れ補正装置の可
動部の移動を制限することにより形成されるエリアを表
している。

【００５１】８ｐ、８ｙはそれぞれ第１振動検出センサ
及び第２振動検出センサであり、本実施形態では角速度
を検出する振動ジャイロを用いている。ここで、第１振
動検出センサ８ｐは矢印１１ｐで示すカメラ本体の縦方
向（ピッチ方向）の振れを検出し、第２振動検出センサ
８ｙは矢印１１ｙで示すカメラ本体の横方向（ヨー方
向）の振れを検出する。

【００５２】振動検出センサ８ｐ、８ｙで検出された振
れ信号は、上述の従来技術で説明したようにカメラマイ
コン７内でフィルタ処理、積分処理、敏感度補正などの
各種信号演算処理された後、ＰＷＭドライバなどの公知
の駆動回路６ａ、６ｂに入力される。ここで、敏感度補
正は、ズーム・フォーカスのポジションによって振れ角
変位に対する補正レンズ２の偏心量（敏感度）が変化す
るため、この調節を行うものである。駆動回路６ａ、６
ｂは、カメラマイコン７からの入力を受けると、コイル
５ａ、５ｂにそれぞれ電圧を印可する。

【００５３】図２は、本実施形態のカメラにおける振れ
補正装置を駆動する際の制御動作を表したフローチャー
トである。

【００５４】ステップ♯２０１では、カメラ本体に備え
付けられたシャッタレリーズボタンの押し切り動作（Ｓ
Ｗ２）に同期して、カメラマイコン７は振動検出センサ
８ｐ、８ｙから出力された検出信号の積分処理を開始す
る。

【００５５】ステップ♯２０２では、カメラ本体に生じ
ているヨー方向の振動の大きさが所定の範囲内であるか
否か、つまりステップ♯２０１における処理結果に基づ
いて、ヨー方向における振動を補正するための可動部の
移動量が所定範囲（図１（ａ）中のαに示す範囲）内と
なるか否かを判断する。

【００５６】ステップ♯２０２において、ヨー方向の振
動の大きさが所定の範囲内であると判断した場合にはス
テップ♯２０３に進み、所定の範囲外であると判断した
場合にはステップ♯２０５へ進む。

【００５７】ステップ♯２０３では、カメラ本体に生じ
ているピッチ方向の振動が負（補正レンズ２が振れ補正
装置の下方向にシフトする）であるか否かを判断すると
ともに、このピッチ方向の振動の大きさが所定量以上で
あるか否かを判断する。つまり、ステップ♯２０１にお
ける処理結果に基づいて、ピッチ方向における振動を補
正するための可動部の移動方向が振れ補正装置の下方向
（図１（ａ）中下方向）であるか否かを判断するととも
に、この可動部の移動量が所定量（図１（ａ）中のβで
示す量）を超えるか否かを判断する。

【００５８】ステップ♯２０３において、ピッチ方向の
振動が負であり、且つこの振動の大きさが所定量以上で
あると判断した場合にはステップ♯２０４に進み、これ
以外の場合にはステップ♯２０５に進む。

【００５９】ステップ♯２０４では、ヨー方向に対する
可動部の移動量は制限せず、ピッチ方向に対する可動部
の移動量を所定量（図１（ａ）中のβで示す量）に制限
して可動部を駆動する。つまり、可動部のヨー方向への
駆動については第２振動検出センサ８ｙの検出信号に基
づいて行うが、可動部のピッチ方向への駆動については
第１振動検出センサ８ｐの検出信号によらずに所定値に
設定された駆動信号に基づいて行う。

【００６０】ステップ♯２０５では、ヨー方向及びピッ
チ方向に対する可動部の移動量を制限せずに可動部を駆
動する。つまり、可動部のヨー方向への駆動については
第２振動検出センサ８ｙの検出信号に基づいて行い、可
動部のピッチ方向への駆動については第１振動検出セン
サ８ｐの検出信号に基づいて行う。

【００６１】以上の制御を行うことにより、振れ補正装
置の可動部が図１（ａ）に示すＡ’のエリアを避けて動
くことになる。ここで、可動部の移動を制限することに
より形成されるエリアは、このエリアの面積をなるべく
大きくするためと、可動部の移動量をなるべく犠牲にし
ないために、可動部のうち出っ張りが少ない部分、即ち
永久磁石４ａ、４ｂが配置されていない側に設けること
が好ましい。

【００６２】これによりエリアＡ’には、振れ補正装置
の可動部が移動してこないため、エリアＡ’にシャッタ
駆動用のアクチュエータ、フォーカスレンズ移動用のア
クチュエータ、絞り駆動用のアクチュエータ、センサ等
の部材を配置可能となり、鏡筒の小型化を図ることが可
能となる。従って、振れ補正装置をコンパクトカメラに
搭載することができる。

【００６３】本実施形態では、可動部のヨー方向に対す
る移動量を制限せず、ピッチ方向に対する移動量を所定
量βに固定することにより可動部の駆動制御を行ってお
り、支持枠１を挟んで永久磁石４ａと対向する位置にエ
リアＡ’が形成されているが（図１（ａ））、可動部の
ピッチ方向に対する移動量を制限せず、ヨー方向に対す
る移動量を所定量に固定することにより可動部の駆動制
御を行うようにしても良く、この場合には支持枠１を挟
んで永久磁石４ｂと対向する位置にエリアＡ’が形成さ
れることになる。

【００６４】また、本実施形態では、ステップ♯２０２
における「所定範囲」として、可動部が、撮影光軸と補
正レンズ２の中心とが一致する位置からヨー方向に所定
量移動するまでの範囲αとしたが、可動部がヨー方向に
所定量移動した位置からエリアＡの端まで移動するまで
の範囲とすることもできる。この場合、可動部の移動を
制限することにより形成されるエリアＡ’は、図１
（ａ）に示すエリアＡのうち右下隅又は左下隅の領域と
なる。このように「所定範囲」を適宜設定することによ
り、エリアＡにおけるエリアＡ’の位置を変更すること
ができる。

【００６５】一方、振れ補正装置においては、バネ力に
つり合うようにコイルに電流を印可することで補正レン
ズ２の駆動制御を行っているが、振れ補正量（補正レン
ズの移動量）が大きくなると、この駆動ストロークに見
合うバネ力をうち消す電流をコイルに流す必要が出てく
る。ここで、本実施形態のように可動部がエリアＡ’内
に侵入しないように可動部の駆動制御を行うことで、可
動部を駆動する際の消費電力を低減することができる。

【００６６】（第２実施形態）図１（ｂ）は、本発明の
第２実施形態であるカメラに搭載される振れ補正装置の
動きを説明するための図である。この振れ補正装置にお
ける基本的な構成及び作動シーケンスは前述の従来技術
で説明したものと同じである。また、本実施形態におい
ては、第１実施形態において説明した部材と同一のもの
については同一符号を示している。

【００６７】第１実施形態では、振動検出センサ８ｐ、
８ｙの振動検出方向が２対のアクチュエータ（第１、第
２アクチュエータ）による補正レンズ２の駆動方向１１
ｐ、１１ｙと同一方向であったが、本実施形態では、図
１（ｂ）に示すように振動検出センサ８ｐ、８ｙの振動
検出方向が矢印１１ｐ（ピッチ）方向、矢印１１ｙ（ヨ
ー）方向で、２対のアクチュエータ（第１、第２アクチ
ュエータ）による補正レンズ２の駆動方向が矢印１１
ａ、１１ｂ方向であり、振動検出センサ８ｐ、８ｙの振
動検出方向と補正レンズ２の駆動方向とが略４５度シフ
トしている。

【００６８】このため、振動検出センサ８ｐ、８ｙで検
出された振れ信号をカメラマイコン７で演算処理してダ
イレクトに駆動回路６ａ、６ｂに出力してしまうと、実
際のカメラの振れ方向に対して４５度ずれた補正を行う
こととなってしまう。

【００６９】そこで、本実施形態では、振動検出センサ
８ｐ、８ｙで検出されたカメラ本体の振れ方向（振動検
出センサ８ｐ、８ｙの振動検出方向）とアクチュエータ
（第１、第２アクチュエータ）による補正レンズ２の駆
動方向とを一致させるための処理がカメラマイコン７内
で行われる。

【００７０】即ち、ピッチ方向の振動を検出する第１振
動検出センサ８ｐの検出信号は、カメラマイコン７内で
第１実施形態と同様の各種演算処理がされた後、駆動回
路６ａ、６ｂにそれぞれ出力される。一方、ヨー方向の
振動を検出する第２振動検出センサ８ｙの検出信号は、
カメラマイコン７内で第１実施形態と同様の各種演算処
理がされた後、駆動回路６ａにはこの演算処理されたま
まの信号が送られ、駆動回路６ｂには演算処理された信
号の符号を反転させてから送られる。これにより、振動
検出センサ８ｐ、８ｙの振動検出方向と補正レンズ２の
駆動方向との整合性をとることができる。

【００７１】上述した一連の処理により、振動検出セン
サ８ｐ、８ｙで検出した振れ信号に基づいてコイル５
ａ、５ｂに通電が行われ、補正レンズ２を撮影光軸に垂
直な平面上で変位させることにより被写体像の振れを補
正することが可能となる。

【００７２】ここで、図１（ａ）中Ｂで示すエリアは振
れ補正装置の可動部が移動する領域を示し、Ｂ’で示す
エリアは後述する制御動作によって可動部の移動を制限
することにより形成される領域を示している。

【００７３】図３は、本実施形態のカメラにおける振れ
補正装置を駆動する際の制御動作を表したフローチャー
トである。

【００７４】ステップ♯２１１では、カメラ本体に備え
付けられたシャッタレリーズボタンの押し切り動作（Ｓ
Ｗ２）に同期して、カメラマイコン７は振動検出センサ
８ｐ、８ｙから出力された検出信号の積分処理を開始す
る。

【００７５】ステップ♯２１２では、第１アクチュエー
タにより可動部を駆動する方向が第１駆動軸１１ａ方向
のうち負方向（図１（ｂ）中の左下方向）であり、且つ
振動の大きさが所定値以上であるか否かを判断する。こ
こで、振動の大きさが所定値以上になる場合とは、ステ
ップ♯２１１における処理結果に基づいて像振れを補正
する際に可動部の第１駆動軸１１ａ方向への移動量が所
定量以上となる場合、つまり、可動部が第１駆動軸１１
ａ方向へ移動した際に可動部の一部が図１（ｂ）中の
α’に示す範囲内に入る場合である。

【００７６】ステップ♯２１２において、可動部の駆動
方向が負で、振動の大きさが所定値以上であると判断し
た場合にはステップ♯２１３へ進み、これ以外の場合に
はステップ♯２１５へ進む。

【００７７】ステップ♯２１３では、第２アクチュエー
タにより可動部を駆動する方向が第２駆動軸１１ｂ方向
のうち負方向（図１（ｂ）中の右下方向）であり、且つ
振動の大きさが所定値以上であるか否かを判断する。こ
こで、振動の大きさが所定値以上となる場合とは、ステ
ップ♯２１１における処理結果に基づいて像振れを補正
する際に可動部の第２駆動軸１１ｂ方向への移動量が所
定量以上となる場合、つまり、可動部が第２駆動軸１１
ｂ方向へ移動した際に可動部の一部が図１（ｂ）中の
β’に示す範囲内に入る場合である。

【００７８】ステップ♯２１３において、可動部の駆動
方向が負で、振動の大きさが所定値以上であると判断し
た場合にはステップ♯２１４へ進む。これ以外の場合、
具体的には駆動方向が負でないと判断したり、振動の大
きさが所定値以下であると判断したりした場合にはステ
ップ♯２１５へ進む。

【００７９】ステップ♯２１４では、第２駆動軸１１ｂ
方向のうち負方向に対する可動部の移動量を所定量に制
限することにより、可動部を駆動する。つまり、ステッ
プ♯２１４においては、第２駆動軸１１ｂ方向のうち負
方向に対する可動部の駆動を、振動検出センサ８ｐ、８
ｙの検出信号によらずに所定の駆動信号に基づいて行
う。

【００８０】ステップ♯２１５では、可動部の移動を制
限せずに振動検出センサ８ｐ、８ｙの検出結果に基づい
て可動部を駆動する。

【００８１】以上の制御を行うことにより、振れ補正装
置の可動部が図１（ｂ）に示すＢ’のエリアを避けて動
くことになる。このようにエリアＢ’には振れ補正装置
の可動部が移動してこないため、エリアＢ’にシャッタ
駆動用のアクチュエータ、フォーカスレンズ駆動用のア
クチュエータ、絞り駆動用のアクチュエータ、センサ等
の部材を配置可能となり、レンズ鏡筒の小型化を図るこ
とが可能となる。

【００８２】図４（ａ）は本実施形態における振れ補正
装置の外観斜視図であり、図４（ｂ）はこの振れ補正装
置の分解斜視図である。

【００８３】図４（ａ）および図４（ｂ）において、支
持軸６０にはコイルバネ３がはめ込まれており、この支
持軸６０の摺動部（片端部）が支持枠１の長孔部に挿入
されている。また、支持軸６０は、地板５４の側壁部５
４ｂに形成されたネジ部５４ａに固定される。

【００８４】支持軸６０の摺動部と支持枠１の長孔部と
は、互いに嵌合する寸法に設計されており、支持軸６０
と支持枠１は相対運動可能になっている。支持枠１は地
板５４に対して３本のコイルバネ３により弾性的に支持
されている。従って、支持枠１は地板５４に対して、撮
影光軸５７方向に位置規制されているとともに、撮影光
軸５７と直交する面内において移動可能な状態で弾性支
持されている。これにより支持枠１は地板５４に対し撮
影光軸５７方向にガタつくことなく、撮影光軸５７に直
交する平面上を自由に動くことができる。

【００８５】支持枠１には、この中央部に補正レンズ２
が取り付けられ、外周部に永久磁石４ａ、４ｂが取り付
けられている。また、地板５４には、永久磁石４ａ、４
ｂと対向する位置にコイル５ａ、５ｂが取り付けられて
いる。このコイル５ａ、５ｂに通電することにより、支
持枠１が光軸に垂直な平面内で自由に移動することがで
きる。そして、カメラ本体に生じている振れと相反する
方向に支持枠１（補正レンズ２）を移動させることによ
り、被写体像の振れを補正することができる。

【００８６】シャッタ地板６３には、シャッタ羽根Ａ６
５およびシャッタ羽根Ｂ６６が摺動可能に取り付けられ
る。このシャッタ地板６３は、地板５４にビス止めされ
て、支持枠１の撮影光軸５７方向のガタを抑えている。

【００８７】シャッタ羽根Ａ６５の先端部を挟むように
配置された位置検出センサ６７は、シャッタ羽根Ａ６５
の位置を検出する。本実施形態では、位置検出センサ６
７としてフォトインタラプタを用いている。フォトイン
タラプタ６７は、シャッタ羽根Ａ６５の先端部に複数形
成された矩形形状のスリット６５ａのエッジを検出して
おり、この検出結果に基づいてシャッタの位置を確認す
ることができる。カメラ本体内に設けられたカメラマイ
コン７は、フォトインタラプタ６７の検出信号に基づい
てシャッタの開閉駆動の制御を行う。

【００８８】シャッタ羽根Ａ６５およびシャッタ羽根Ｂ
６６を駆動するアクチュエータ部６２は、永久磁石から
なるロータ６２ｂ、コイル６２ａ、ヨークＡ６２ｃ、ヨ
ークＢ６２ｄにより構成されており、振れ補正装置のう
ち上述したエリアＢ’に相当する領域に配置されてい
る。ロータ６２ｂは、コイル６２ａの通電による磁力を
ヨークＡ６２ｃおよびヨークＢ６２ｄを介して受けるこ
とで回転し、これによりシャッタ羽根（Ａ６５、Ｂ６
６）が開閉動作する。

【００８９】シャッタのアクチュエータ部６２を構成す
るロータ６２ｂは磁石でできているため、ロータ６２ｂ
を永久磁石４ａ、４ｂの近傍に配置すると磁気干渉を起
こす恐れがあるが、本実施形態では光軸直交面内におい
て補正レンズ２を挟んで永久磁石４ａ、４ｂと略１８０
度対向する位置（エリアＢ’）にアクチュエータ部６２
を配置しているため、上述した磁気干渉を防止すること
ができる。

【００９０】ダンパ板６１は非磁性の金属板より形成さ
れている。このダンパ板６１は、振れ補正装置に外部か
らの振動、例えば自動車が移動する際の振動が加えられ
たとき、可動部の高周波側の動きを、永久磁石４ａ、４
ｂとの相対運動によってダンパ板６１内に発生する渦電
流の働きにより抑制することで可動部が周囲の部材に衝
突するのを防止する役割を有しているとともに、コイル
５ａ、５ｂの撮影光軸方向における位置決めの役割を有
している。これにより、永久磁石４ａ、４ｂとコイル５
ａ、５ｂのギャップの安定化が図られ、精度の良い振れ
補正を行うことができる。

【００９１】ここで、シャッタのアクチュエータ部６２
と振れ補正装置の可動部とは撮影光軸に垂直な平面内で
近接して配置されており、本実施形態のように可動部の
移動制御を行わずに振れ補正を行うと、可動部（特に、
支持枠１）がシャッタのアクチュエータ部６２にぶつか
ってしまう。一方、本実施形態では、上述したように図
４（ａ）中の矢印６８方向（図１（ｂ）のエリアＢ’へ
の方向）に対する可動部の駆動量を制限しているため、
可動部がアクチュエータ部６２にぶつかることがない。
また、振れ補正装置内にアクチュエータ部６２を配置し
ているため、レンズ鏡筒を大型化（レンズ鏡筒径方向の
大型化）することなく振れ補正装置をレンズ鏡筒に搭載
することができる。

【００９２】

【発明の効果】本発明によれば、第１の方向に対する振
れ補正光学手段の演算された目標移動量が所定範囲内で
あるときに、第２の方向に対する振れ補正光学手段の移
動量を制限しているため、この振れ補正光学手段の移動
を制限することにより形成された領域に、装置内に配置
される他の部材を配置することができ、光学装置の小型
化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）第１実施形態における振れ補正装置のブ
ロック図。（ｂ）第２実施形態における振れ補正装置のブロック
図。

【図２】第１実施形態における制御動作を説明するフロ
ーチャート。

【図３】第２実施形態における制御動作を説明するフロ
ーチャート。

【図４】（ａ）第２実施形態における振れ補正装置の斜
視図。（ｂ）第２実施形態における振れ補正装置の分解斜視
図。

【図５】（ａ）防振システムを搭載したカメラの外観
図。（ｂ）防振システムを搭載したカメラの内部構造斜視
図。

【図６】演算部のブロック図。

【図７】（ａ）振れ補正装置の正面図。（ｂ）振れ補正装置の側面図（図７ａ中の矢印５１方向
から見た図）。（ｃ）振れ補正装置の断面図（図７ａ中のＡ−Ａ断面
図）。

【図８】振れ補正装置の斜視図。

【符号の説明】

１、５３支持枠２、５２補正レンズ４ａ、４ｂ、５６ｐ、５６ｙ永久磁石４１、５７撮影光軸５ａ、５ｂ、５１０ｐ、５１０ｙコイル７、４１１カメラマイコン８ｐ、８ｙ、４５ｐ、４５ｙ振動検出センサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】装置本体の振れを検出する振れ検出手段
と、光軸直交面内を移動して被写体像の振れを補正する振れ
補正光学手段と、前記振れ検出手段の検出結果に基づいて前記振れ補正光
学手段の目標移動量を演算し、前記振れ補正光学手段
に、光軸直交面内における第１の方向およびこの第１の
方向と略直交する第２の方向にそれぞれ駆動力を与える
駆動手段と、第１の方向に対する前記振れ補正光学手段の演算された
目標移動量が所定範囲内であるときに、第２の方向に対
する前記振れ補正光学手段の移動量を制限する制御手段
とを有することを特徴とする光学装置。
【請求項２】前記制御手段は、第２の方向に対する前
記振れ補正光学手段の演算された目標移動量が所定量を
超えるときに、第２の方向に対する前記振れ補正光学手
段の移動量を前記所定量に制限することを特徴とする請
求項１に記載の光学装置。
【請求項３】前記駆動手段は、前記振れ補正光学手段
に対する前記駆動手段の配置方向と第１の方向又は第２
の方向とが逆方向となるように、前記振れ補正光学手段
に対して配置されていることを特徴とする請求項１又は
２に記載の光学装置。
【請求項４】前記振れ補正光学手段の移動を制限する
ことにより形成された領域に、前記振れ補正光学手段に
近接する光学ユニットの一部を配置したことを特徴とす
る請求項１から３のいずれかに記載の光学装置。
【請求項５】前記光学ユニットの一部が、シャッタ又
は撮影レンズを駆動するアクチュエータであることを特
徴とする請求項４に記載の光学装置。