JP2579035B2 - 像ぶれ防止用装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、手振れ等により発生する像ぶれを防止する
ために用いられる像ぶれ防止用装置に関するものであ
る。

［従来の技術］ 現代のカメラで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すべて自動化されているため、カメ
ラ操作に未熟な人でも撮影失敗を起こす可能性な非常に
少なくなっているが、カメラブレによる撮影の失敗だけ
は自動的に防ぐことができない。

そこで、最近ではカメラブレに起因する撮影失敗をも
防止するカメラが研究されてろい、特に、撮影者の手ブ
レによる撮影失敗を防止することのできるカメラについ
ての開発、研究が進められている。

上記手ブレは、周波数として通常1Hzないし12Hzの振
動であるが、カメラシャッターのレリーズ時点において
このような手ブレを起していても像ブレのない写真を撮
影可能とするためには上記手ブレによるカメラの振動を
検出し、その検出値に応じて補正レンズを変化させてや
らなければならない。したがって、上記目的すなわち、
カメラのブレが生じても像ブレを生じない写真を撮影で
きる目的を達成するためにはカメラの振動を正確に検出
し、精度良く補正レンズを駆動すること、そしてカメラ
ブレの検出は、原理的にいえば角加速度、角速度等を検
出する振動センサ及び該センサ信号を電気的、あるいは
機械的に積分して角変位を出力するカメラブレ検出シス
テムをカメラに搭載することによっておこなうことがで
きる。

ここで振動検出手段として角速度計を用いた像ブレ抑
制システムについて第６図を用いてその概要を説明す
る。第６図の例は、図示矢印61方向のカメラ縦ブレ61p
及びカメラ横ブレ61yを抑制するシステムの図である。
同図中62はレンズ鏡筒、63p,63yは各々カメラ縦ブレ角
速度、カメラ横ブレ角速度を検出する角速度計で、それ
ぞれの角速度検出方向を64p,64yで示す。65p,65yは演算
手段である公知のアナログ積分回路であり角速度計の信
号を積分して手ブレ角変位に変換する。そしてその信号
により駆動部67p,67y、補正光学位置検出センサ68p,68y
等から成る補正光学系66を駆動して像面69での安定を確
保するようになっている。なお、補正光学機構自体に機
械的積分作用を持たせ、上記のアナログ積分回路を省く
ことも出来る。

第５図（ａ）は、上記像ブレ抑制システムを、更に具
体化した斜視図であるが、以下その構成を第５図（ａ）
によって説明する。

補正レンズ52は、光軸と直交する互いに略直角な２方
向すなわちピッチ方向52pとヨー方向52yとに自在に後述
する方法により駆動され、カメラのブレを補正するよう
になっている。

上記の補正レンズ51は、固定枠53に保持され、この固
定枠は内蔵されたオイルレスメタル等のすべり軸受によ
ってピッチスライド軸55p上をピッチ方向に摺動でき
る。なお、スライド軸55pは第１の保持枠56に取付けら
れている。

固定枠53は、保持枠56内で２個のピッチルスライド軸
と同方向のピッチコイルバネ57p,57pにより中立位置付
近を保つように弾性付与されている。固定枠53の、図に
おいて下方部分には、駆動手段であるピッチコイル58p
が設けられ、このコイルに対向してピッチマグネット59
p,59pが設けられている。したがってピッチコイル58pに
電流が供給されると、固定枠53、それ故補正レンズはピ
ッチ方向52pに適宜駆動されることになる。

固定枠53には、更に第１の位置情報伝達手段を構成し
ている、スリット510pが設けられ、赤外線ダイオードIR
EDからなる投光器511p、半導体位置検出素子PSD等から
成る受光器512pとの協働により、固定枠53のピッチ方向
の位置が検出される。

図には示されていないが、第１の保持枠56には、ヨー
方向にオイルレスメタル等のすべり軸受が取付けられ、
ハウジング513,513に固定されたヨースライド軸55y上を
摺動する。そしてハウジング513,513は、不図示の第２
の保持枠に取付けられているので、第１の保持枠56は第
２の保持枠に対しヨー方向52yに移動可能である。な
お、ヨースライド軸55yには、ピッチコイルバネ57pと同
様なヨーコイルバネ57y,57yが設けられ、固定枠53はこ
れらのバネにより中立位置付近に保持されるようになっ
ている。また、固定枠53には、ピッチコイルに相当する
ヨーコイル58yが、そしてこのコイルに対向してヨーマ
グネット59y,59yが設けられ、ヨーコイル58yに通電する
ことにより、固定枠53したがって補正レンズ51はヨー方
向52yに駆動される。

固定枠53には、更に第２の位置情報伝達手段であるス
リット510yが設けられ、このスリットと協働する投光器
511y,受光器512yも同様に設けられ、固定枠53のヨー方
向の位置を検出するようになっている。

次に補正レンズのピット方向52pとヨー方向52yの駆動
機構について説明する。

受光器512p,512yの出力を増幅器514p,541yで増幅し、
それぞれのコイル58p,58yに入力すると、固定枠53は駆
動され、スリット510p,510yも駆動されるので、受光器5
12p,512yの出力は変化する。そこで、これらのコイル58
p,58yの駆動方向すなわち極性を受光器512p,512yの出力
が小さくなる方向にすると、公知の閉じた系が形成さ
れ、受光器の出力が略零になる点或は位置で安定する。
なお補償回路515p,515yは、第５図（ａ）に示されてい
る系をより安定させるための回路でるあり、駆動回路51
6p,516yは、コイル58p,58yへの印加電流を補なう回路で
ある。

したがって、このような系に外部に手ブレ等の指令信
号517p,517yが与えられると、増幅器514p,514yからの出
力信号に加え合わされ、補正レンズ51はピッチ方向52p
とヨー方向52yに指令信号に極めて忠実に適宜駆動され
ることになる。

［発明が解決しようとする課題］ 以上のようにして、カメラのブレは、補正レンズを駆
動すことにより補償されるが、上記の補正光学機構で
は、位置制御ループを形成して補正レンズを駆動するた
め次のような大別して２つの欠点がある。

第１は、前述した用に補正光学機構に指令信号が入力
されていない状態では補正レンズ受光器の出力がほぼゼ
ロになる点すなわち光軸に補正レンズ中心がある時点で
安定している。ところが補正光学機構が全く駆動されて
いない。例えば電源オフでピッチ、ヨーコイルに通電さ
れていない状態では第５図（ｂ）に破線51′で示す様に
補正レンズは重力方向に下り、ピッチコイルバネ57pを
釣り合った点で安定している。そのため電源投入時に補
正レンズは実線で示す位置迄ステップ状に変化する。

これは撮影者が被写体を狙い、フレーミングしてから
防振を開始した場合所望のフレーミグからズレてしまう
事になり、且つ今まで行っていた自動露出、自動焦点の
情報もこれに伴なって変化するためあらたにレンズを繰
り出してピント合せをしなくてはならなかった。

又、もう１つの欠点として補正レンズを重力に逆らっ
て常に光軸中心に安定させておかなければならずそのた
めのコイルの消費電流が多く、民生品としては不適であ
った。

以上の問題は例えば重力方向のバネ剛性を変化させて
補正レンズ中心が光軸と一致した点で釣り合う様にすれ
ば電源入力時のフレーミング変化はなくなる。しかしな
がらカメラの使用状態は縦位置横位置、上位置（空の撮
影）と様々であり動方向もせそれにつれて変化するため
あらかじめバネ力を調整しておくのは不可能である。

本発明は、上記問題点を鑑みて、像ぶれ防止動作時に
不自然な像の変化が生じないようにすることのできる像
ぶれ防止様装置を提供しようとするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明の像ぶれ防止用装置は、像ぶれ防止のために動
作する可動手段の動作を開始位置を記憶する記憶手段
と、該記憶手段により記憶さた位置を前記可能手段の可
動中心として前記可動手段を動作させるための作動手段
とを有することを特徴とする。

［作用］ 本発明は、以上の構成により、像ぶれ防止のために動
作する可動手段の動作開始位置を前記可動手段の可動中
心として動作させるようにする像ぶれ防止装置とするも
のである。

［実 施 例］ 第１図（ａ）は本発明の第１の実施例であり、第５図
（ａ）の従来例と異なる点は増幅器514p,514yと補償回
路515p,515yの間にサンプルホールド回路11p,11yと作動
増幅器12p,12yが接続され、更に駆動回路516p,516yとコ
イル58p,58yの間のスイッチ13p,13yが入っている点であ
る。他の構成要は同じであるので、重複説明は避ける。
本実施例は、上記のように構成されているので、今防振
スイッチをオンにすると、はじめにサンプルホールド回
路11p,11yにボール信号がが入力され、受光器512p!512y
に入力される補正レンズ51の位置が増幅器514p,514を経
てサンプルホールド回路11p,11yに記憶される。この時
のスイッチ13p,13yは開放しているため補正レンズ51は
駆動されておらず、そのため記憶される信号は補正レン
ズ51のバネと重力が釣り合う位置信号である。

差動増幅器12p,12yは増幅器514p,514yとサンプルホー
ルド回路11p,11yの記憶された信号の差を求めるため防
振スイッチオンの時は出力ゼロである。この状態でスイ
ッチ13p,13yをオンすると補正レンズ51は位置変化な
く、そのまま位置制御ループに入る。

そこで、例えば手ブレなどの振動な鏡筒に伝わると、
その指令信号が演算処理され、補正レンズはその状態か
ら駆動される。したがって、本実施例によると、補正レ
ンズの駆動中心の重力がバネとが釣り合った位置とな
り、防振前後でフレーミングが連続しており、更に重力
とバネガ釣り合った点を駆動中心とするため、重力に逆
らって補正レンズを持ち上げていた従来のものに比べ消
費電力が大巾に削減出来る。

又かかる操作は実際には一瞬で終了するためこの操作
が加わった事による不都合は生じない。

なお、手ブレ信号である指令信号517p,517yも防振オ
ンで補正光学機構に入力されて来るが第１図（ｂ）の波
形14に示す様に補正光学系入力時に手ブレが頂点にある
ときは補正レンズ51は矢印16に示す量だけステップ状に
変化する。この量は前述の補正レンズ51の起動時におけ
るステップ変化に比べれば微量であるもののやはり撮影
者にとっては不快となろう。そこで指令信号が波形15に
示す入力する様に第１図（ｃ）に示す様に指令信号517
p,517yの出力にも第１図（ａ）と同様にサンプルホール
ド回路11p,11y及び差動増幅器12p,12yを設けてもよい
し、第１図（ｄ）に示す構成としてもよい。

第１図（ｄ）においては、サンプルホールド回路11p,
11yは増幅器514p,514yの出力と指令信号517p,517yの出
力の加算点に接続されている。そのため差動増幅器515
p,515yは指令信号517p,517y出力と増幅器514p,514yと加
算出力を防振入力時にゼロとするため防振前後における
補正レンズの駆動は極めてなめらかに行なえる。

第２図（ａ）に直流分をカットした、本発明の第２実
施例が示されている。本実施例は第５図（ａ）に示す従
来例とは指令信号入力部分及び低域除去フィルタが設け
られている点で相違している。すなわち指令信号517p,5
17yの出力にも、第１図（ｃ）に示されているのと同様
に、サンプルホールド回路11p,11y及び差動増幅器12p,1
2yが設られている。そして制御ループ内には加算点の出
力を受ける側に低域除去フィルタ21p,21yが直列に接続
されている。

そのため、重力による補正レンズ51の受光器512p,512
yからのズレのような直流バイアス成分は低域除去フィ
ルタ21p,21yで減衰され、ほぼゼロとなる。そしてスイ
ッチ13p,13yを閉じると、補正レンズ51は防振前の補正
レンズ位置を原点として手ブレ（手ブレは交流成分の為
低域除去フィルタで減衰されない）に応じた駆動を行な
う。

ここで低域除去フィルタの時定数を0.016（10Hz以下
の周波数成分を除去する１次のフィルタ）と、定める
と、防振前に受光器512p,512yに生ずる直流バイアス成
分の極めて短時間に除去される。そしてスイッチ13p,13
yを閉じる事で位置制御ループを構成して手ブレ補正を
はじめる。今この位置制御のループゲインを100倍とっ
ているとすると、10Hz以下の周波数成分を除去する低域
除去フィルタでは第２図（ｂ）に示す様に制御ループを
形成した状態では0.1Hz以下の周波数を除去するため１
〜12Hz近辺に生ずる手ブレ成分に対しては補正レンズは
精度良く追従出来ることになる。

もしより短時間で直流成分除去を行ないたい場合には
防振入力時に低減除去フィルタの時定数を小から大に例
えば100Hz以下を除去するフィルタから10Hz以下を除去
するフィルタに変更してもよく、又、100Hz以下を除去
するフィルタを位置制御ループ内に直列接続し、位置制
御ループゲインを1000倍とってもよい。

もちろんスイッチ13p,13yはオンオフではなく、次第
に増幅率を上げて接続させてゆく方式にすれば低減除去
フィルタの能力は100Hzから0.1Hzへなめらかに変更で
き、よりスムーズな補正レンズ駆動が可能となる。

そして、このように徐々に補正光学構成機構の低域除
去能力を変更してゆく場合及びスイッチ13p,13yのオフ
時に指令信号517p,517yを入れ、その後スイッチ13p,13y
をオンした場合は指令信号517p,517yに接続されている
サンプルホールド回路11p,11y及び差動増幅器12p,12yは
なくても、防振前、後の補正レンズの動きは連続になる
ため、より回路を簡単に出来る。

又、低域除去フィルタを用いる方式の場合には補正レ
ンズを重力とバネの釣り合う点で駆動させるばかりでな
く指令信号517p,517y及び差動増幅器12p,12y等の回路に
重畳する直流バイアス成分も除去して駆動するためコイ
ル58p,58yに常に一定電流を流す事がなくなり、より消
費電力の削減が可能となる。

なお、第２図（ａ）に示されている低域除去フィルタ
は、減衰させる帯域を微分する微分回路とみなすことも
でき、そうする第２図（ａ）に示す実施例は、制御ルー
プ内に微分回路を設け、受光器512p,512yの出力すなわ
ち補正レンズの位置に比例した出力を微分して補正レン
ズの速度を求めて、指令信号と比較する速度制御方式と
なり、この方式は公知ではある。

しかしながら、上記速度制御方式の場合は、増幅器51
4p,514yと加算点との間に微分回路を挿入する必要があ
り、本実施例とは挿入箇所が明らかに相違している。な
ぜならば、上記公知の方式の場合は、加算点において補
正レンズの速度で指令速度信号との比較が必要であり、
前述のように増幅器と加算点との間に微分回路を設けな
ければならないからである。このような微分回路の配置
すなわち低域除去フィルタの配置では、第２図（ｂ）に
示されいる0.1Hz以下より減衰する特性は得ることはで
きない。

本実施例によると、低域除去フィルタを加算点より後
側に設けて、本実施例特有の効果を得ている。

第３図には、本発明の第３実施例である、メカニカル
的な例が示されている。

本実施例によると、第３図に示されているように、受
光器512p,512yは枠体31p,31yに取り付けられており又、
枠体31p,31yは各々ピッチシャフト55pg、ヨーシャフト5
5yと平行な受光器支持シャフト32p,32y上を摺動可能に
支持されており、支持コイルバネ33p,33yに挟まれて保
持されている。そして受光器512pと枠体31pの質量合計
と支持コイルバネ33pで構成されるバネマネ系の固有振
動数を補正レンズ51及び固定枠53での合計質量とピッチ
コイルバネ55pの固有振動数と一致させ、受光器512yと
枠体31yの質量合計と支持コイルバネ33yの固有振動数を
補正レンズ51、固定枠53、第１の保持枠56等のヨーコイ
ルバネ55yに加わる質量合計とヨーコイルバネ55yの固有
振動数と一致させてある。

したがって、防振スイッチをオンする前に、重力で補
正レンズ51の位置が変化していても同変化量だけ受光器
512p,512yが変化しているため受光器512p,512yの出力は
常にゼロになっており、防振入力時に位置制御ループが
形成されても、フレーミングの変化は生じない。

なお、第３図では受光器512p,512yのみ可動にした
が、投光器511p,511yも各々の受光器512p,512yと一体的
な同じユニットにして可動して実施できることは云うま
でもない。

なお第４図（ａ）において第５図（ａ）と同部番は同
じ機能を果たし、その構成も似ているため各部の説明は
省略している。

第１図から第３図までの説明では補正光学手段機構と
して光軸の対し直角な２方向にシフトする場合を例に用
いていたが、これに限定されるわけではなく、第４図
（ａ）に示す様に補正レンズ51を保持する固定枠53をジ
ンバル41が保持し矢印43p,43yに回転出来る様にしたチ
ルト方式の補正光学機構でも同様に実施できる。

更には防振カメラの構成として今まで述べてきたよう
な鏡筒内に固定された角速度計63p,63yの出力に応じて
補正レンズ51を駆動する方式ばかりでなく、第４図
（ｂ）に示すように角速度計63p,63yを補正光学機構上
に設けこれらの出力がゼロになる、すなわち手ブレがな
くなるように補正光学手段を制御して防振する、いわゆ
るゼロメリッド法に対しても、本実施例方式が適用でき
ること明らかである。

〔発明と実施例の対応〕

以上の実施例において、補正レンズ51が本発明の可動
手段に、サンプルホールド回路11p、11yが本発明の記憶
手段に、差動増巾器12p,12yが本発明の作動手段にそれ
ぞれ相当する。

［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明によれば、像ぶれ防止動
作開始時に不自然な像の変化が生じないようにすること
ができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は、本発明の第１実施例を示す分解斜視
図、その（ｂ）はその作用を説明するための作用図、そ
の（ｃ）は変形例を示すブロック図、その（ｄ）は更に
変形例を示す分解斜視図、第２図（ａ）は第２実施例を
示す第１図（ａ）と同様な分解斜視図、その（ｂ）はそ
の特性図、第３図は第３の実施例を示す分解斜視図、第
４図（ａ），（ｂ）は更に異なる変形例をそれぞれ示す
分解斜視図、第５図（ａ）従来例を示す分解斜視図、そ
の（ｂ）はその作用を示す模式図、第６図は防振カメラ
の原理を示す分解斜視図である。 51……補正レンズ、62……鏡筒部、 11p,11y……サンプルホールド回路、 12p,12y……差動増幅器、 21p,21y……低減除去フィルタ、 63p,63y……角速度計。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】像ぶれ防止のために動作する可動手段の動
   作開始位置を記憶する記憶手段と、外記憶手段により記
   憶された位置を前記可動手段の可動中心として前記可動
   手段を動作させるための作動手段とを有することを特徴
   とする像ぶれ防止用装置。