JP2925658B2 - 像ぶれ防止装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の利用分野） 本発明は、手振れ等により光学機器の画像がぶれるの
を防止する像ぶれ防止装置の改良に関するものである。

（発明の背景） 従来より、手振れ等により生じる画像の振れを防止す
る為の機能を具備した光学機器は知られている。

実例を上げると、例えば米国特許第2959088号や同第2
829557号等では、補正光学系を可動に配し、その慣性に
よって画像振れを防止するものが開示されている。

第19図はこの種の画像振れ防止装置の全体構成を示す
もので、第19図において、焦点面14上に画像を結像する
為のレンズ鏡筒（以下単に鏡筒と記す）４に固定された
主レンズ12,13に対し、レンズ1,2が画像振れを補正する
ための補正光学系である。これら補正光学系の焦点距離
は鏡筒４に固定された負のパワーを持つレンズ１の焦点
距離をf₁とし、可動支持部材３に支えられている正のパ
ワーを持つレンズ２の焦点距離をf₂とすると、 f₁＝−f₂ の関係を満足する様に設定されている。

前記可動支持部材３は、２軸可動の支持を行う為のジ
ンバル５によりレンズ２の像側主点から、該焦点距離f₂
（＝−f₁）の位置で鏡筒４に支持されている。

第20図は、このジンバル５の２軸可動支持の構成を示
すもので、レンズ２を保持する可動支持部材３はｙ軸回
りの自由度を有する支持部材5yに支持され、支持部材5y
はｙ軸方向とは垂直のｘ軸回りの自由度を有する支持部
材5xに支持され、更に該支持部材5xは鏡筒４により支持
されて、２軸の回転自由度を有する補正光学系を構成し
ている。

第19図において、10は可動支持部材３の釣合いが取れ
るようにする為のバランサーとしてのカウンター・ウエ
イトで、ジンバル５を挟んで可動支持部材３のレンズ２
とは反対側に取付けられて、ジンバル５に対しレンズ２
とのバランスが取れるようにしてある。

そして以上の構成により、所謂慣性振り子式の防振光
学系が実現できる。つまり、第19図の構成によれば、以
下に示す様にして画像振れが防止される。

例えば、第19図に示す構成が望遠鏡だとして、目標物
に向けられた鏡筒４の内部では、主レンズ12,13及び補
正光学系1,2により該目標物の光学像が焦点面14上に結
像されている。拡大率の高い望遠鏡では、手持ちでの使
用の場合、特に手振れ等により該鏡筒４に0.1〜10Hz程
度の範囲の周波数成分を有する振動が発生し、この振動
により画像振れが生じる。

ところが、上記光学機構によれば、この振動に対し可
動支持部材３の慣性によりレンズ２とレンズ１との間に
相対的な変位が生じ、レンズ２とレンズ１との相対変位
によ上記画像の振れが抑制されることになるのである。

第19図において、更に、可動支持部材３に取付けられ
た部材９はアルミ片等の非磁性体の導体で、鏡筒４に固
定されたマグネット６及び７にて形成される磁気的効果
により、前記鏡筒４の振動速度に応じた抑制力（ダンピ
ング・フォース）が発生する。これは、例えば構図を変
えるために鏡筒４を急激に変位させた様な場合に、可動
支持部材３が鏡筒４の内壁に突き当たるのを防止するた
めのダンピング作用を発生させるためのものである。

具体的には、第21図にその拡大図が示されるマグネッ
ト6,7に対し導体９により発生する渦電流がレンズ２の
光軸と主レンズ12,13の光軸（主光軸15）とが一致する
可動中心位置からの可動支持部材３の変位量を小さくす
る方向に力を発生し、ダンピング効果を得る。

なお、マグネット6,7は第21図上では鏡筒４の上部の
みに取付けられているが、これは説明の便宜を図る為の
省略であり、鏡筒４の下部及び左右にも同様のマグネッ
トが設けられて２軸制御が行われることは言うまでもな
い。

又、第19図において、11は可動支持部材３に前記カウ
ンター・ウエイト10と一体的に取付けられた磁性体であ
り、鏡筒４に固定されたマグネット８との間で構成され
る磁気的効果によりレンズ２の光軸が主光軸15に一致す
る可動中心位置に可動支持部材３を戻すセンタリング動
作を行う。このセンタリング動作は、振れの無い場合に
はレンズ２の中心部を用いた方が光学的特性が良好であ
るので、製造誤差や上記変位の周波数成分で直流成分に
当る変位の除去を行い、レンズ２の光軸を主光軸15に一
致させるようにするためのものである。

具体的には、第21図にその拡大図が示されるように磁
性体11とマグネット８とが互いに同極（Ｎ極同士）の磁
極を面しており、互いに磁気的に反発する様に構成され
ている。そして、該マグネット８の中心が主光軸15と一
致しているので、レンズ２の光軸を主光軸15に一致させ
る様な求心力（センタリング・フォース）が発生するこ
とになる。

以上の様なダンピングやセンタリングの構成により、
防止特性を向上させることができる。

ところで、上記装置において、補正光学系（可動支持
部材３）は鏡筒４に対して極めて動き易い状態にある。
その為、該装置（或は該装置が組み込まれた機器）の運
搬時等に大きな衝撃が加わると、可動支持部材３が鏡筒
４に激しくぶつかり、可動支持部材３が変形したりして
防振特性が劣化することになる。

この対策として、従来より該装置を使用しない場合等
には、モータ等を用いて固定手段を作動させ、前記可動
支持部材３を可動中心位置に固定しておくことが一般に
行われている。そして、上記装置を使用している際に例
えば電源電圧が消失（例えば回路動作保障電圧以下まで
低下したような場合）し、該装置を使用不能となったよ
うな場合には、上記電源によらず、バックアップ用電源
により上記モータを駆動して固定手段を作動させて可動
支持部材３を固定しておくことも考えられている。

しかしながら、前述のようにバックアップ用電源によ
りモータを駆動する構成とするには容量の大きなキャパ
シタを必要とし、スペース的にもコスト的にも不利なも
のとなっていた。更に、上記キャパシタにフル充電され
ていない状態で前記電源電圧が消失してしまったような
場合には、確実に可動支持部材の固定を行えない恐れも
あった。

また、上述のような事情を考慮して、固定手段を固定
を行う位置に向かう方向にバネ等により付勢力を与え、
上記固定を行う位置に移動させる際に上記付勢力を用い
るようにして、モータ等の電源を必要とする駆動源の駆
動力によらず、固定手段を上記固定を行う位置に移動さ
せることができるような構成とし、仮に電源電圧が消失
してしまっても固定手段を固定を行う位置に移動させる
ことができるようにすることも考えられる。このような
構成においては、固定手段の固定を解除するために固定
手段を移動させるための作用力（比較的大きい）、及び
その解除状態を維持するための作用力（比較的小さくて
済む）を発する何らかの手段が必要となるが、例えば上
記の２種類の作用力を一つのモータ等の駆動手段が発す
るようにすると、比較的小さな作用力で済む場合の、解
除状態を維持する際にも、固定手段を移動させるための
大きい作用力を作用させてしまうことになり、電源が無
駄に消費されてしまうこととなる。

（発明の目的） 本発明は、像ぶれ補正手段の動作を規制する規制手段
に対して、規制を行う位置に向かう方向の弾性力を作用
させた構成において、大きな電力を用いずに、弾性力に
抗して規制手段を規制を行わない位置に保持することが
でき、この保持動作のために無駄に電力が消費されるこ
とを防ごうとする像ぶれ防止装置を提供しようとするも
のである。

（発明の特徴） 上記目的を達成するために、本発明は、像ぶれ補正の
ために移動する像ぶれ補正手段と、該像ぶれ補正手段の
動作を規制する第１の位置と規制しない第２の位置との
間で移動する規制手段と、該規制手段に、前記第２の位
置から前記第１の位置に向かう方向の力を作用させる弾
性手段と、該弾性手段による力に抗して前記規制手段を
前記第２の位置に移動させる駆動手段と、該駆動手段と
は別個に構成され、該駆動手段により前記第２の位置に
移動された前記規制手段を、前記弾性手段による力に抗
して前記第２の位置に保持する保持手段とを有すること
を特徴とする像ぶれ防止装置とするものである。

（発明の実施例） 以下、本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明す
る。

第１図及び第２図乃至第４図は本発明に係わる画像振
れ防止装置の構成を示すもので、該装置は前記第19図の
画像振れ防止装置と同様の慣性振り子方式によるもので
あり、第19図と同じ部分には同一符号を付し、その詳細
説明は省略する。

第４図において、主撮像光学系が前玉レンズ91、変倍
レンズ92、結像用の固定レンズ93,94により構成されて
おり、変倍レンズ92は可動の移動環96により焦点距離変
化の為に移動可能に配設されている。該変倍レンズ92の
移動位置は変倍エンコーダ（以下ENCと記す）95により
検出可能で、このENC95の出力により撮影光学系の焦点
距離がどの様な状態にあるかを把握可能である。因に第
４図においては、ENC95は2bitの光学反射式を例示して
いる。

第1,2図（第４図Ａ−Ａ断面図），第４図において、1
40は可動支持部材３を鏡筒４に対して一時固定（ロッ
ク）する為の回転部材であり、ギア140aを有する。141
a,141bは可動支持部材３のロック位置を決める為のピン
であり、先端形状が球のネジであり、バネ143a,143bに
より付勢されている。142はピン141a,141bにより決めら
れた位置に可動支持部材３を付勢する為の板バネであ
る。ピン141a,141bを回転させることにより、可動支持
部材３のロック時の位置を調整可能であり、ロック時の
光学性能を良好にする事ができる。144a,144bは引張り
コイルバネであり、前記回転部材140を鏡筒４に対して
反時計回りに付勢している。第１図では前記回転部材14
0はストッパ4aに当接し、可動支持部材３のロック状態
にある。145は前記回転部材140を回転させるためのモー
タ、146は外周に突起部146aを有し、モータ145の出力軸
145aに固定された円板、147はギア140aに噛み合い、モ
ータ145の出力軸145aに対し制限された角度だけ回転自
由に結合されたギア、148は回転部材140を可動支持部材
３のロック解除位置に留める為のロック部材、149は前
記ロック部材148を付勢する板バネ、150は前記ロック部
材148の動きによりON,OFFし、ロックかロック解除かの
状態信号を発生するマニアルロックスイッチ（MLSW）で
ある（ロック解除時にONとなる）。

第４図において、鏡筒４の内壁及び可動支持部材３に
センサ系（30,31,32）が、その軸対称部にトルク発生器
系（41,42,43）がそれぞれ配設されている。又、ｘ軸と
ｙ軸は各々同様の構成で、かつｘ軸とｙ軸とは直交する
位置に配設される。

前記センサ系の構成を第７図に示す。この系は、鏡筒
４の内壁に取付けられたLED等の発光素子30、該発光素
子30の為の電源34とこれを受光するPSD等の一次元受光
位置検出素子32と、可動支持部材３に取付けられたスリ
ット幕31とから成っている。

発光素子30と一次元の受光位置検出素子32の間に設け
られたスリット幕31は補正光学系であるレンズ２を保持
する可動支持部材３の移動に伴い図の矢印方向に動くの
で、受光位置検出素子32からその振れ角に応じた信号が
検出され、それがセンサアンプ33から可動支持部材３の
鏡筒４に対する変位信号として出力される。

次に、前記トルク発生器系の構成をボイスコイル型の
構成とした場合の例を第８図に示す。この系は、鏡筒４
の内壁に取付けられたボイスコイル42と可動支持部材３
に取付けられたマグネット41とから成る。

入力端子43に制御信号が入力されると、その電流量と
極性に応じボイスコイル42とマグネット41の間で磁気的
結合力（或は磁気的反発力）が発生し、第８図の矢印方
向にトルクを発生させることが出来る。

前述した様に、センサ系（30,31,32）とトルク発生器
系（41,42）はｘ軸とｙ軸を直交させた配置と成してお
り、ジンバル支持と相まり、可動支持部材３の移動をダ
ンピング及びセンタリングすべく可動支持部材３をｘ軸
回り及びｙ軸回りにトルク制御出来る。

第３図は、上記センサアンプ33の出力を入力し、可動
支持部材３の鏡筒４に対する変位状態に応じてボイスコ
イル42の駆動を制御し、可動支持部材３の前記ｘ軸回り
及びｙ軸回りに対するトルク制御を行う為の制御系を示
すブロック図である。

第３図において、前記可動支持部材３のｘ軸回り及び
ｙ軸回りに対するセンサアンプ33（第３図において可動
支持部材３のｘ軸回りに対するセンサ系（ここでは30〜
32の他、33,34をも含める）は、30x,31x,32x,33x,34xで
示し、ｙ軸回りに対するセンサ系は、30y,31y,32y,33y,
34yで示してある）からの可動支持部材３の鏡筒４に対
する変位信号は、マイコン等により構成される制御回路
50内のA/D変換器511によりディジタル・データに変換さ
れ、ロック時の可動支持部材３の位置信号（センサアン
プ33の出力）を保持している基準データ保持器512より
の基準データ（回路の温度やドリフトや各部材の位置ず
れにより可動支持部材３のロック時の位置が可動中心位
置よりもずれる、つまり変位量（振れ角θ）が「０」で
なくなる）との差が加算器513により取られ、その後の
回路へと出力される。

上記のようにしてA/D変換され、後述するように処理
された信号はD/A変換器524にてアナログ・データに変換
され、制御回路50より出力される。そして、このアナロ
グ・データに基づいて駆動回路53x,53yにより前記トル
ク発生器系41,42（第３図では前記可動支持部材３のｘ
軸回りに対するものを41x,42xで示し、ｙ軸回りに対す
るものを41y,42yで示してある）が駆動制御される。

以上の制御回路50による防振制御の基本は、防振と、
パンニングやチルティングに関するレンズ部の過度な動
きの防止、という相反する２つの要素を満足させる為
に、慣性振り子である可動支持部材３の鏡筒４に対する
変位に対して、トルク発生器系41x,42x及び41y,42yにダ
ンピング及びセンタリングの為の非線形な制御トルクを
発生させる。

この制御トルクの特性例を第９図に示す。

第９図の制御トルクの特性によれば、可動支持部材３
が可動中心付近に位置する場合は、慣性振り子による防
振作用を妨げないようにトルク発生器系41x,42x及び41
y,42yにはダンピングの為のトルクを殆ど発生させな
い。

一方、パンニング（構図を変える為に鏡筒４を水平方
向に動かすこと）やチルティング（構図を変えるために
鏡筒４を垂直方向に動かすこと）の様に鏡筒４をある方
向へ大きく動かした様な場合等、可動支持部材３が慣性
振り子の作用によって可動中心から大きく変位すると、
その変位量が大きくなるに従いトルク発生器系41x,42x
及び41y,42yに可動支持部材３を可動中心に引き戻す為
の急激に増大するセンタリング及びダンピング力を発生
させ、可動支持部材３が鏡筒４の内壁にぶつかるのを防
止する。

第９図のトルクカーブを振り子の主光軸15の方向から
見ると、第10図の様なイメージに成る。一つの同心円が
一定量のトルク変化を示しているので、外周つまり鏡筒
４の端に近付くにつれ、同心円の間隔が密になり、可動
支持部材３が可動中心から変位するに従ってトルク特性
の傾きが急になることが分る。即ち、第９図で言う非線
形カーブを描いてトルクが上昇する様子を示している。

このようにセンタリング及びダンピングトルクを制御
することにより、可動支持部材３が鏡筒４に近接した時
点でセンタリング及びダンピング作用を大きく働かせて
該可動支持部材３が鏡筒４の内壁にぶつかるのを防止
し、それ以外では、このセンタリング及びダンピング作
用を極力少なくし、慣性振り子による防振作用を妨げな
いようにしている。

第９図の制御特性を実現するために制御回路50では、
例えばセンサアンプ33x,33yより入力される可動支持部
材３の変位量（振れ角θ）に応じて第９図のトルクカー
ブが得られる様な係数K₁,K₂を制御回路50内のメモリに
格納されたルック・アップ・テーブル（以下LUTと記
す）516,517より選択して、制御関数 DATA＝K₁＊θ＋K₂＊ｄθ/dt ＋K₃＊∫θdt を演算し（但し係数K₃は一定の小さな値であり、又＊は
乗算を意味する）、このDATAを制御トルクとしてトルク
発生器系41x,42x及び41y,42yに発生させるようにする。

上記制御関数において、「K₁＊θ」の項は第３図図示
LUT516,合成器519,乗算器521により求められ、これは可
動支持部材３の可動中心から変位量に応じたセンタリン
グ・フォースを発生させるスプリング項として作用し、
「K₂＊ｄθ/dt」項はダンピング項で、第３図図示LUT51
7,微分器518,合成器520,乗算器522により求められ、急
激なパンニングやチルティング等に対する抑制効果を有
し、「K₃＊∫θdt」項はセンタリングの為のもので、積
分器515内にて求められ、蓄積誤差や量産時の製造誤差
等の各種要因にて発生する誤差をキャンセルして可動支
持部材３を可動中心位置に復帰させる効果を有する。こ
のような積分行為は、制御系に対する影響度を低く設定
するので、他項のような非線形処理は行わない。

そして、前記それぞれの項が第３図図示加算器523に
て加算され、次段のD/A変換器524にてアナログ・データ
に再び変換されて駆動回路53x,53yを介してトルク発生
器42x,42yへ出力される。

また、この制御回路50は、前記可動支持部材３のロッ
ク及びその解除の制御を駆動回路160を介して前記モー
タ145により行う。第11図はこの部分の詳細を示す回路
図であり、前記駆動回路160は、ダイオードD1〜D5,抵抗
R1〜R4,電源（Vcc）の消失時にONするトランジスタTr,
電源消失時にバックアップ用電源として用いられる容量
の小さなキャパシタC,モータ145の駆動を制御する駆動
部DRから構成されている。

さらに、この制御回路50は後述するように、第１図及
び第２図に示した機械的固定手段による可動支持部材３
のロック及びロック解除に際しての電気的固定手段とし
ても動作する。

第３図及び第11図において、AS（Auto Stablizer）SW
は防振機能を働かせるか否かの選択スイッチである。

なお、第３図の制御回路50内の点線51,52で示した枠
内の構成は上記LUT516,517内の係数データを除き同一構
成であるので片側（点線52の枠内）は簡単の為、図示を
省略してある。又、点線51の枠内の構成のうち基準デー
タ保持器512から加算器523までの部分は制御回路50の処
理内容をハード的に示したものである。

この例では、変倍エンコーダ（ENC95）の出力に応じ
て前記制御トルクの与え方を望遠時に対し、広角時を強
くするようにしている。この様子を図示したのが第12図
であり、撮影光学系の焦点距離が望遠（長焦点距離）端
から広角（短焦点距離）端へ変化するにつれて制御トル
クカーブを（ｃ）→（ｂ）→（ａ）の様に、より強いト
ルクの与えられる非線形特性となるように変化させる。

その為、制御回路50内では、LUT516,517に広角端のト
ルクカーブ（ａ）を与える為の可動支持部材３の振れ角
θに応じた前記制御関数の係数K₁,K₂と望遠端時のトル
クカーブ（ｃ）を与える為の可動支持部材３の振れ角θ
に応じた前記制御関数K₁,K₂が設定されており、これら
係数を可動支持部材３の振れ角θに応じて選択し、ENC9
5の値に応じて上述の様なトルクカーブが得られる様に
合成演算して前記制御関数の係数K₁,K₂とするようにし
ている。

これは、通常、望遠での手持ち撮影では広角撮影時に
比べ手振れが目立つ事が知られているので、パンニング
の様な大きな動きへの対策であって、防振という本来の
目的にとってはマイナス作用である制御トルクを光学機
器の使用状況に合せ、望遠撮影時の特性を広角撮影時に
比べ弱くして防振効果に適したものとしている。

これにより、望遠端付近での防振特性を損なうことな
く、防振光学系全体の小型化と軽量化を達成することが
できる。

この点について、以下に少し説明を加える。

第13図において、I,IIは夫々第４図のレンズ1,2と同
様の補正光学系の第一レンズ群及び第二レンズ群、III
は主撮像系である。IV,Vは夫々軸外の光線を表す。

（Ａ）は防振の為のの第二群の振れ量が大きい時、
（Ｂ）は上記の振れ量が小さい時である。

防振光学系の第一レンズ群と、第二レンズ群の各レン
ズの大きさは夫々軸外の光線IV,Vがレンズ系を通る高さ
によって決定される。

従って、第13図に示す様に、振れ角の小さい時は振れ
角が大きい時に比べて軸外光束を通る高さが低くなる為
に光学系の大きさを小さくすることができる。

光学系の大きさを決定する軸外光線は通常広角端或は
その付近のズーム域における最大像高に結像する光線で
ある。

望遠端付近では画角が小さくなる為に広角端付近であ
る程度の振れ角の光線を確保しておけば（広角側では望
遠側に比してそれ程画像振れは気にならない為）充分な
防振範囲を得ることができる。

従って、第12図に示したようなトルク特性によって広
角端付近の防振時における振れ角すなわち制御範囲を望
遠端よりも小さくすれば、望遠端付近での防振特性を損
なう事無く、防振光学系全体の小型化と軽量化を達成す
ることができるのである（第13図（Ａ）→（Ｂ））。

また、前記制御回路50内のLUT516,517には、第12図の
（ｄ）に示すようなトルク制御を行って電気的に可動支
持部材３を可動中心位置にロックするための制御係数が
設定されており、第１図及び第２図に示す機械的固定手
段を作動させるのに先立って該動作（以下電気ロック動
作と記す）が行われる。

次に、以上の第１図の制御系の動作を第14図のフロー
チャートにしたがって説明するが、初期状態として、ス
イッチASSWはOFFしており、可動支持部材３は第１図に
示すように機械的固定手段によりロックされた状態にあ
るものとする。

「ステップ１」 スイッチASSWがONされたか否かを判別
し、ONを確認することによりステップ２へ進む。

「ステップ２」 ロック状態にある可動支持部材３の位
置情報をセンサアンプ33の出力より取り込み、これを基
準データ保持器512に保持させておく。

「ステップ３」 ロック解除動作を行う。

このロック解除動作の詳細を第15図のフローチャート
を用いて説明する。

「ステップ３−１」 第12図の（ｄ）に示すような制御
トルクカーブの得られる制御関数をLUT516,517内のロッ
ク用のテーブルから読み出し、これにより得られる制御
トルクデータをD/A変換524によりアナログ・データに変
換し、これを振れ角データ（トルク制御信号）として駆
動回路53x,53yへ出力し、可動支持部材３を可動中心へ
位置させる、電気ロック動作を行う。

なお、この電気ロック動作を行う理由は、以後のステ
ップにおいて機械的固定手段によるロックが解除された
衝撃により可動支持部材３が大きく動いてしまうのを防
止する為である。

「ステップ３−２」 駆動回路160を介してモータ145を
時計回りに回転させる。

この様にモータ145が時計回りに駆動されると、これ
に伴って回転部材140が第１図の状態から時計回りにコ
イルバネ144a,144bを伸ばしながら回転し、可動支持部
材３のロックが解除される。その後ロック部材148のつ
め部148aが前記回転部材140の凹部140bに入ると同時に
スイッチ150がONとなり、機械的固定手段により成され
ていたロックの解除動作が完了する（第２図の状態）。

「ステップ３−３」 ここでは機械的固定手段により成
されていたロックの解除動作が完了したか否かをスイッ
チ150の状態から判別する。前述のようにスイッチ150が
ONとなることによりステップ３−４へ進む。

「ステップ３−４」 前記モータ145の駆動を停止す
る。

「ステップ３−５」 前記電気ロック動作を停止する。

以上の動作を終了することにより第14図のメインルー
チンへとリターンし、ステップ４からの動作を開始す
る。

「ステップ４」 ここではスイッチASSWがONであるの
で、防振制御を開始する。

この防振制御の詳細を第16図のフローチャートを用い
て説明する。

「ステップ４−１」 焦点距離の検出の為にENC95の値
（ENCデータ）を取り込む。

「ステップ４−２」 可動支持部材３のｘ軸回りの制御
トルク信号を演算する処理の為にモードｉをｘと指定す
る。

「ステップ４−３」 LUT選択モードｊ＝１に設定し、
上記制御関数の係数をメモリしたLUTのどれを使用する
かを選択する。

「ステップ４−４」 可動支持部材３のｘ軸回りの振れ
角θ（以下θｘと記す）に応じたセンタアンプ33xの出
力をA/D変換器511よりディジタル・データとして取り込
む。

「ステップ４−５」 前記取り込んだディジタル・デー
タから前記ステップ２において保持したロック時の可動
支持部材３の位置情報である基準データを加算器513に
より差し引き、次段へ出力する。

ここで、このような演算を行うのは、可動支持部材３
のロック時の位置と防振制御が行われて可動支持部材３
が可動中心に位置制御されている時の位置がずれている
と、ロック時とロック解除時の画像の位置ずれを生じ、
見苦しいものとなってしまうが、これを防止する為であ
る。更に詳述すると、例えば該装置がカメラに組み込ま
れていると仮定した場合、動きの速い被写体を追う場合
は防振制御では十分な防振効果を得られない為、ロック
状態にて使用し、その後再び防振制御を行った撮影へと
移行するするような場合に上述のような問題が生じてく
るが、本実施例のように機械的固定手段によるロック時
の位置を基準にすることで、このような問題を解決する
ことが可能となる。

「ステップ４−６」 ステップ４−３のLUT選択モード
ｊ＝１の設定に従い、可動支持部材３のｘ軸回りに対し
て第12図に示すような広角端時の制御トルクカーブ
（ａ）及び望遠端時の制御トルク（ｃ）の得られる上記
制御関数の係数K₁をメモリしたLUT−1x−Ｗ及びLUT−1x
−Ｔから前述の振れ角θｘに対応した係数K_1W及びK_1Tを
読み出す。

「ステップ４−７」 現在の焦点距離に対する上記制御
関数の係数K₁を、前述の係数K_1W及びK_1Tに対する前述の
ENC95の値に応じた合成塩山により求める。

この合成演算の一例をハード的に示したものを第18図
に示す。

第18図において、合成器519（合成器520も同様）で
は、ENC95の分解能に応じた係数ｌを発生する係数発生
器81と１の補数（１−ｌ）を発生する演算器82と「K_1T
＊ｌ」及び「K_1W＊（１−ｌ）」を演算する乗算器の84
と83を有し、該乗算器の出力を加算演算する加算器85に
より焦点距離に応じた係数K₁を出力する。

なお、ENC95の出力に対応し、ENCのステップ数（分解
能）と同数のLUTを用意し、この合成器を省略するよう
にしても良い。

「ステップ４−８」 LUT選択モードｊが1,2の設定に対
し、共に処理が終了したか否かを確認する。もし、終了
していない場合（ｊ＝２）は、ステップ４−９へ進む。

「ステップ４−９」 ここではLUT選択モードｊ＝２と
設定し直してステップ４−６へと戻り、LUT選択モード
ｊ＝２の設定に従い、可動支持部材３のｘ軸回りに対し
て第12図に示すような広角端時の制御トルクカーブ
（ａ）及び望遠端時の制御トルクカーブ（ｃ）の得られ
る上記制御関数K₂をメモリしたLUT−2x−及びLUT2x−Ｔ
から前述のθｘに対応した係数K_2W及びK_2Tを読み出し、
ステップ４−７にて前述の合成演算により上記制御関数
の係数K₂を求める。

「ステップ４−10」 前述のθｘを微分（ｄθx/dt）し
てデータΔとする。

「ステップ４−11」 前述のθｘを積分（∫θxdt）し
てこれに係数K₃を乗算し、データd1とする。

この係数K₃は、前述したように制御系に対する影響度
を低く設定すべく一定の小さな値とし、他の係数K₁,K₂
のような非線形処理は行わない。

「ステップ４−12」 前述のθｘに先に求めた係数K₁を
乗算し、これをデータd2とする。

「ステップ４−13」 前述のデータΔに先に求めた系K₂
を乗算し、これをデータd3とする。

「ステップ４−14」 上記データd1,d2,d3を加算し、こ
れを“DATA"として一時格納する。

つまり、ここで DATA＝1d＋2d＋d3 ＝K₁＊θｘ＋K₂＊ｄθx/dt ＋K₃＊∫θxdt により前記制御関数の演算結果が得られる。

「ステップ４−15」 現在の処理モードｉが可動支持部
材３のｘ軸回りに関するものかを判別する。

奇数回目であればｘ軸回りに関するものであり（NOの
場合）、ステップ４−16へ進み、偶数回目であればｙに
関するものであり（YESの場合）、ステップ４−18へ進
む。

「ステップ４−16」 演算結果の“DATA"をｘ軸回りに
対する制御トルクデータとしてDxに格納する。

「ステップ４−17」 処理モードｉをｙに変更し、ステ
ップ４−３へ戻り、次に可動支持部材３のｙ軸回りの制
御トルク信号の演算の為の処理を上記ｘ軸回りの場合と
同様に行う。

但し、この場合、ステップ４−６では、可動支持部材
３のｙ軸回りに対して第12図に示すような広角端時の制
御トルクカーブ（ａ）及び望遠端時の制御トルクカーブ
（ｃ）の得られる上記制御関数の係数K₁をメモリしたLU
T−1y−Ｗ及びLUT−1y−Ｔから可動支持部材３のｙ軸回
りの振れ角θ（以下θｙと記す）に対応した係数K_1W及
び係数K_1Tを読み出すと共に、第12図に示す様な広角端
時の制御トルクカーブ（ａ）及び望遠端時の制御トルク
カーブ（ｃ）の得られる上記制御関数の係数K₂をメモリ
したLUT−2y−Ｗ及びLUT−2y−Ｔから前述の振れ角θｙ
に対応した係数K_2W及び係数K_2Tを読み出すことになる。

「ステップ４−18」 演算結果の“DATA"をｙ軸回りに
対する制御トルクデータとしてDyに格納する。

「ステップ４−19」 制御トルクデータDxとDyをD/A変
換器524によりアナログ・データに変換し、これをトル
ク制御信号として駆動回路53x,53yへ出力し、可動支持
部材３のｘ軸回りのトルク制御を行う。

この様にして、焦点距離が望遠から広角側になるに従
って強いトルクを与える前記制御関数のトルクカーブに
従い、可動支持部材３がパンニングやチルティングの動
作等によって鏡筒４の内壁に近付くにつれて、ｘ軸回り
のトルク発生器系（41x,42x）及びｙ軸回りのトルク発
生器系（41y,42y）に可動支持部材３を可動中心位置へ
戻す為の非線形に急増するトルクが発生し、これにより
可動支持部材３は可動中心方向へ効果的に戻される。

以上の動作を終了すると第14図のメインルーチンへリ
ターンし、ステップ５へと進む。

「ステップ５」 スイッチASSWがOFFされたか否かを判
別し、OFFを確認することによりステップ６へ進む。

「ステップ６」 ここではロック動作を行う。

このロック動作の詳細を第17図のフローチャートを用
いて説明する。

「ステップ６−１」 第12図の（ｄ）に示すような制御
トルクカーブの得られる制御関数をLUT516,517内のロッ
ク用のテーブルから読み出し、これにより得られる制御
トルクデータに基づいて電気ロック動作を行う。

ここでこの電気ロック動作を行う理由は、以後のステ
ップにおいて機械的固定手段によるロックがスムーズに
行われるようにする為である。つまり、可動支持部材３
がある振れ角を持った状態時に機械的固定手段によるロ
ック動作が開始された場合、可動支持部材３に大きなシ
ョックが生じる恐れがあるからである。

「ステップ６−２」 機械的固定手段によるロック動作
を開始する為に駆動回路160を介してモータ145を反時計
回りに回転させる。

この時の動作を第５図乃至第６図を用いて行う。尚第
５図は第４図モータ145付近の拡大図であり、第６図は
第５図Ｂ方向から見た図である。

上記の様にモータ145が反時計回りに駆動されると、
その出力軸145aに設けられた凸部145bがギア147に設け
られた溝部147aに嵌り込んでいる為にギア147も反時計
回りに回転するようになるが、上記溝部147aと145bには
図に示す様に角度θ分の隙間があり、第４図の状態（ロ
ック解除状態）から出力軸145aのみ反時計回りにθだけ
回転可能となる。この回転により前記出力軸145aに固定
された円板146が回転し、その突起部146aがロック部材1
48を跳ね上げ、つめ部148aが前記回転部材140の溝部140
bより外れ、該回転部材140はコイルバネ144a,144bの付
勢に従ってストッパ4aに当接するまで回転し、やがて第
３図に示すようなロック状態となる。

「ステップ６−３」 タイマVtに「Ｎ」を代入する。な
お、この「Ｎ」はモータ145の出力軸145aが反時計回り
にθだけ回転し、それに伴って回転する円板146の突起
部146aがロック部材148を跳ね上げ、つめ部148aが回転
部材140の溝部140より外れるのに要する十分な時間であ
る。

「ステップ６−４」 タイマVtな値を「１」減じる。

「ステップ６−５」 ここでは前記タイマVtの値が
「０」に達したか否かを判別し、「０」に達したことを
確認するとステップ６−６へ進む。

「ステップ６−６」 モータ145の行動を停止する。

「ステップ６−７」 前記電気ロック動作を解除する。

以上の動作を終了することにより、第14図のメインル
ーチンリターンし、ステップ１へと戻る。

ところで、前記可動支持部材３のロックは制御回路50
により行うように成っていたが、実際の使用状態におい
てはスイッチASSWのON時（ロック解除時）に電源が消失
する次の事態が考えられる。

電源スイッチがいきなり切られる。

電源電圧が回路動作保障電圧以下に低下してしまう。

電源であるところの電池が外れる（故意、過失）。

この様な場合には制御回路50は機能を停止する為に該
制御回路50に頼らずにモータ145を反時計回りに駆動
し、可動支持部材３をロックする必要がある。

第11図に詳細を示す駆動回路160はこの際に対応すべ
く機能を兼ね備えており、上記のいずれかによって電源
が消失すると、トランジスタTrがONし、駆動部DRの入力
１（in1）がハイレベルとなり、キャパシタＣが放電し
きるまでモータ145は反時計回りに駆動される。よっ
て、前述したようにロック部材148が跳ね上げられ、コ
イルバネ144a,144bの付勢によって可動支持部材３は確
実にロックされる。

本実施例によれば、円板146の突起部146aがロック部
材148を跳ね上げ、つめ部148aが回転部材140の溝部140b
より外れるのに必要な時間だけモータ145を駆動出来る
位置の小容量のキャパシタＣで良く、その後はロック解
除時にチャージしたコイルバネ144a,144bを利用してロ
ック動作を行う構成にしている為、該装置の小型化、低
コスト化を達成しつつ、確実な可動支持部材３のロック
を行うことが可能になる。

（発明と実施例の対応） （発明と実施例の対応） 本実施例において、レンズ２が本発明の像ぶれ補正手
段に、回転部材140、ピン141a,141b、板バネ142が本発
明の規制手段に、引張りコイルバネ144a,144bが本発明
の弾性手段に、モータ145が本発明の駆動手段に、ロッ
ク部材148が本発明の保持手段に、それぞれ相当する。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、像ぶれ補正手
段の動作を規制する規制手段に対して、規制を行う位置
に向かう方向の弾性力を作用させた構成において、前記
弾性力に抗して前記規制手段を規制を行わない位置に移
動させる駆動手段と、前記弾性力に抗して前記規制手段
を規制を行わない位置に保持する保持手段とを、別個の
構成とし、前記規制手段を、前記弾性力に抗して規制を
行わない位置に移動させるために用いられる大きな電力
を用いずに、前記弾性力に抗して規制を行わない位置に
保持する構成を可能とし、前記保持動作のために無駄に
電力を消費されることを防ごうとするものである。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は第４図Ａ−Ａ断面図、第３図は本発
明の一実施例における画像振れ防止装置の制御系を示す
図、第４図は同じく画像振れ防止装置の断面図、第５図
は第４図モータ付近の拡大図、第６図は第５図Ｂ方向か
ら見た図、第７図は第４図図示センサ系の具体的な構成
例を示す斜視図、第８図は第４図図示トルク発生器系の
具体的な構成例を示す斜視図、第９図は第３図図示制御
系の基本となる制御トルク特性図、第10図は第９図の制
御トルクを主光軸側から見た場合のイメージ図、第11図
は第３図図示モータの制御駆動を行う部分の詳細な回路
図、第12図は本実施例において焦点距離に応じて制御ト
ルクの特性を異ならしめた場合の制御トルク特性図、第
13図は第３図の実施例装置を小型化することができるこ
とを説明するための光学構成図、第14図乃至第17図は本
発明の一実施例装置の動作を示すフローチャート、第18
図は第３図図示合成器の具体的な構成を示す回路図、第
19図は従来の画像振れ防止装置の構成を示す断面図、第
20図は第19図のジンバル支持の構成を説明するための部
分拡大図、第21図は第19図の構成の部分拡大図である。 1,2……補正光学系、３……可動支持部材、４……レン
ズ鏡筒、５……ジンバル、33……センサアンプ、41……
マグネット、42……ボイスコイル、50……制御回路、14
0……回転部材、141a,141b……ネジ、142……板バネ、1
43a,143b……バネ、144a,144b……コイルバネ、145……
モータ、146……回転板、147……ギア、148……ロック
部材、149……板バネ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G02B 27/64 G03B 5/00 H04N 5/232

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】像ぶれ補正のために移動する像ぶれ補正手
   段と、該像ぶれ補正手段の動作を規制する第１の位置と
   規制しない第２の位置との間で移動する規制手段と、該
   規制手段に、前記第２の位置から前記第１の位置に向か
   う方向の力を作用させる弾性手段と、該弾性手段による
   力に抗して前記規制手段を前記第２の位置に移動させる
   駆動手段と、該駆動手段とは別個に構成され、該駆動手
   段により前記第２の位置に移動された前記規制手段を、
   前記弾性手段による力に抗して前記第２の位置に保持す
   る保持手段とを有することを特徴とする像ぶれ防止装
   置。