JP3294677B2 - 防振システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】 本発明は、カメラ等の光学機器
に加わる振れを光軸偏心により補正する防振システムの
改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】本発明の対象となる従来技術を以下に説
明する。

【０００３】現代のカメラでは、露出決定やピント合せ
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の失敗を起す可能
性は非常に少なくなっているが、カメラ振れによる撮影
の失敗だけは自動的に防ぐことが困難とされていた。

【０００４】そこで、近年このカメラ振れに起因する撮
影失敗をも防止することを可能とするカメラが意欲的に
研究されており、特に、撮影者の手振れによる撮影失敗
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。

【０００５】撮影時のカメラの手振れは、周波数として
通常１Ｈｚ乃至１２Ｈｚの振動であるが、シャッタのレ
リーズ時点においてこのような手振れを起していても像
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、上記手振れ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位させてやらなければなら
ない。従って、カメラの振れが生じても像振れを生じな
い写真を撮影できることを達成するためには、第１にカ
メラの振動を正確に検出し、第２に手振れによる光軸変
化を補正することが必要となる。

【０００６】この振動（カメラ振れ）の検出は、原理的
にいえば、角加速度、角速度、角変位等を検出する振動
センサと該センサの出力信号を電気的或は機械的に積分
して角変位を出力するカメラ振れ検出手段をカメラに搭
載することによって行うことができる。そして、この検
出情報に基づき撮影光軸を偏心させる補正光学手段を駆
動させて像振れ抑制が行われる。

【０００７】ここで、角変位検出装置を用いた防振シス
テムについて、図１１を用いてその概要を説明する。

【０００８】図１１の例は、図示矢印４１方向のカメラ
縦振れ４１ｐ及びカメラ横振れ４１ｙに由来する像振れ
を抑制するシステムの図である。

【０００９】同図中、４２はレンズ鏡筒、４３ｐ，４３
ｙは各々カメラ縦振れ角変位、カメラ横振れ角変位を検
出する角変位検出手段（振動検出手段）で、それぞれの
角変位検出方向を４４ｐ，４４ｙで示してある。４５は
補正光学手段（４６ｐ，４６ｙは各々補正光学手段４５
に推力を与えるコイル、４７ｐ，４７ｙは補正光学手段
４５の位置を検出する位置検出素子）であり、該補正光
学手段４５は後述する位置制御ループを設けており、角
変位検出手段４３ｐ，４３ｙの出力を目標値として駆動
され、像面４８での安定を確保する。

【００１０】図１２は、上記振動検出手段の一例とし
て、角速度センサである振動ジャイロの構造図を示して
いる。

【００１１】振動ジャイロは、振動機構６１と該振動機
構６１を基台に対して支持する支持機構６２、この振動
機構６１に接続される制御回路部６３により構成されて
いる。

【００１２】振動機構６１は、音叉状に形成された振動
駆動部６４と該振動駆動部６４の先端から延出し、振動
面と直角方向の剛性が弱くなる様に配置された一対の振
動片６５ａ，６５ｂにより形成されている。

【００１３】前記振動駆動部６４には振動駆動用の第１
の圧電変換素子６６及び振動駆動検知用の第２の圧電変
換素子６７（不図示）が固着され、制御回路部６３から
第１の圧電変換素子６６に入力される加振信号により振
動駆動部６４及びそれと一体に形成された振動片６５
ａ，６５ｂは矢印６８ａ，６８ｂの方向に互いに逆向き
に振動する。第２の圧電変換素子６７は振動を検知し、
制御回路部６３へ出力する。

【００１４】振動片６５ａ，６５ｂの先端には集中質量
部６９ａ，６９ｂが形成されており、振動駆動部６４の
振動により交番速度を持つ。この状態で振動機構６１に
沿う軸６１０回りに角速度Ωが加わると、集中質量と交
番速度と入力角速度の積で求まるコリオリの力Ｆｃが矢
印６１１ａ，６１１ｂの方向に加わる。ここで、矢印６
１１ａ，６１１ｂの方向が互いに逆向きになるのは、一
対の振動片６５ａ，６５ｂは互いに逆向きに振動してい
るからである。

【００１５】ここで交番速度は後述の制御回路部６３に
より常に一定振幅に保たれており、集中質量は変化しな
いため、コリオリの力Ｆｃは入力角速度に比例して変化
する。

【００１６】振動片６５ａ，６５ｂは上記コリオリの力
Ｆｃにより歪ませられ、振動片６５ａ，６５ｂの歪み方
向を検知する如く固着された第３の圧電変換素子６１２
ａ，６１２ｂにより歪みを検知し、この出力を制御回路
部６３で処理することで角速度を求めることが出来る。

【００１７】又、第２及び第３の圧電変換素子６７，６
１２ａ，６１２ｂの端子出力は各々抵抗６１３，６１４
で接地した後に、非反転増幅器６１５，６１６に入力さ
れ、増幅検出電圧を発生する。

【００１８】移相回路６１７は非反転増幅器６１５から
の増幅検出電圧に応答し、この増幅検出電圧の位相を９
０度だけ移相し、移相電圧を発生する。この移相回路６
１７の役割を以下に述べる。

【００１９】振動機構６４は第１の圧電変換素子６６に
入力される加振信号により振動をするわけであるが、加
振信号に対する振動振幅の最も効率の良いのは振動機構
６４の共振周波数で振動させることである。ところが、
共振状態においては第１の圧電変換素子６６に入力され
る加振信号に対し実際の振動の位相は９０°遅れる。そ
のため、第２の圧電変換素子６７を介した非反転増幅器
６１５からの増幅検出電圧は加振信号に対し位相が９０
°遅れており、移相回路６１７により位相を９０°進め
て加振信号と位相を揃える。

【００２０】この位相を揃えた信号を第１の圧電変換素
子６６に入力して、いわゆる正帰還回路を構成し、なお
かつ入力信号電圧より非反転増幅器６１５の増幅検出電
圧を大きくすると、振動機構６４は振動を始める。

【００２１】次に、整流回路６１９は移相回路６１７か
らの移相電圧に応答して移相電圧を整流し、整流電圧を
発生する。基準信号発生器６２０は非反転増幅器６１５
からの増幅検出信号を一定にすべく第１の圧電変換素子
６６への加振信号を制御するための基準電圧を発生す
る。

【００２２】差動増幅器６２１は整流回路６１９からの
整流電圧と基準信号発生器６２０からの基準電圧との差
を増幅し、差動増幅電圧を発生する。乗算回路６２２は
移相回路６１７からの移相電圧に差動増幅器６２１から
の差動増幅電圧を乗じ、この乗算結果を前記第１の圧電
変換素子６６への加振信号に相当する帰還電圧とする。

【００２３】前述した様に加振信号電圧より非反転増幅
器６１５の増幅検出電圧を大きくすることで、振動機構
６４は振動を始めるわけであるが、このままでは振動は
次第に増大し、最終的には電源電圧で制限を受けるた
め、歪んだ波形で不安定な振動となる。

【００２４】ところが、非反転増幅器６１５からの増幅
検出電圧を整流回路６１９で整流し、これと基準信号６
２０からの基準電圧との差を正帰還内に乗ずると、振動
が大きくなって整流電圧が増大して基準電圧に近づくと
乗算回路６２２の乗算結果は小さくなってゆき、加振信
号電圧と非反転増幅器６１５の増幅電圧の比が小さくな
ってゆく。つまり、正帰還回路の増幅率が振動振幅と基
準信号により制御され、振動機構６４は一定振幅で安定
振動を行うことになる。

【００２５】非反転増幅器６１６の出力は、振動周波数
成分のみを通過させる帯域通過回路６２３を介すること
で、振動周波数に比べて極めて低い周波数帯域にある外
乱信号（例えば重力加速度により振動片６５ａ，６５ｂ
が歪み、その歪みを第３の圧電変換素子６１２ａ，６１
２ｂが検知して生ずる加速度信号）は除去される。

【００２６】同期検波回路６２４は移相回路６１７から
の移相電圧に応答し、移相電圧との関連により帯域通過
回路６２３からの帯域増幅検出電圧を同期検波し、この
同期検波結果を同期検波電圧として発生する。

【００２７】ここで、図１３（ａ）は同期検波の様子を
説明する図であり、実線で示される振動機構部６４の振
動６２５に対し、交番速度は１点鎖線６２６で示される
様に位相が９０度進んでいる。

【００２８】角速度Ωが生ずることによる第３の圧電変
換素子６１２ａ，６１２ｂの出力は２点鎖線６２７に示
される如く交番速度と同位相となる。破線は振動機構部
６４の振動検知を行う第２の圧電変換素子６７の出力６
２８であり、この出力６２８を移相回路６１７で９０度
進ませた移相電圧で第３の圧電変換素子６１２ａ，６１
２ｂの出力を同期検波する。

【００２９】図１３（ｂ）は以上によって得られた同期
検波電圧を示しており、この斜線で表される面積を平滑
回路６２９で積分することで角速度Ωを表す角速度電圧
を得る。

【００３０】そして、この得られた角速度出力を公知の
アナログ積分器あるいはディジタル積分器で積分するこ
とで、手振れ量（手振れ角変位）を求めることが出来
る。

【００３１】次に、図１４は上記補正光学手段の構造の
一例を示す分解斜視図である。

【００３２】レンズ７１がカシメられた支持枠７２に軸
受７３ｙが圧入されている。そして、軸受７３ｙには支
持軸７４ｙが軸方向に摺動可能に支持されている。そし
て、支持軸７４ｙの凹部７４ｙａは支持アーム７５の爪
７５ａに嵌込められる。又、支持アーム７５にも軸受７
３ｐが圧入され、支持軸７４ｐが軸方向に摺動可能に支
持されている。

【００３３】なお、図１４に支持アーム７５の裏面図も
併記すると共に、爪７５ａを明示する為の一部正面図も
併記している。

【００３４】支持枠７２の投光器取付穴７２ｐａ，７２
ｙａにはＩＲＥＤ等の投光素子７６ｐ，７６ｙを接着
し、接着基板を兼ねた蓋７７ｐ，７７ｙ（支持枠７２に
接着される）にその端子が半田付けされる。また、支持
枠７２にはスリット７２ｐｂ，７２ｙｂが設けられてお
り、投光素子７６ｐ，７６ｙの投光はスリット７２ｐ
ｂ，７２ｙｂを通し、後述するＰＳＤ７８ｐ，７８ｙに
入射する。又、支持枠７２にはコイル７９ｐ，７９ｙも
接着され、端子は蓋７７ｐ，７７ｙに半田付けされる。

【００３５】鏡筒７１０には支持球７１１が嵌入（３か
所）され、また支持軸７４ｐの凹部７４ｐａが嵌込めら
れる爪部７１０ａを有している。

【００３６】 ヨーク７１２ｐ₁ ，７１２ｐ₂ ，７１２
ｐ₃ 、マグネット７１３ｐ₁ ，７１３ｐ₂ は重ねて接着
され、同様にヨーク７１２ｙ₁ ，７１２ｙ₂ ，７１２ｙ
₃ 、マグネット７１３ｙ₁ ，７１３ｙ₂ も重ねて接着さ
れる。尚、マグネットの極性は矢印７１３ｐａ，７１３
ｙａの配置となる。

【００３７】ヨーク７１２ｐ₂ ，７１２ｙ₂ は鏡筒７１
０の凹部７１０ｐｂ，７１０ｙｂにネジ止めされる。

【００３８】センサ座７１４ｐ，７１４ｙ（７１４ｙは
不図示）にＰＳＤ等の位置検出素子７８ｐ，７８ｙを接
着し、センサマスク７１５ｐ，７１５ｙを被せてフレキ
シブル基板７１６に位置検出素子７８ｐ，７８ｙの端子
が半田付けされる。センサ座７１４ｐ，７１４ｙの凸部
７１４ｐａ，７１４ｙａ（７１４ｙａは不図示）を鏡筒
７１０の取付穴７１０ｐｃ，７１０ｙｃに嵌入し、フレ
キシブル基板ステイ７１７にてフレキシブル基板７１６
は鏡筒７１０にネジ止めされる。フレキシブル基板７１
６の耳部７１６ｐａ，７１６ｙａは各々鏡筒７１０の穴
７１０ｐｄ，７１０ｙｄを通り、ヨーク７１２ｐ₁ ，７
１２ｙ₁ 上にネジ止めされ、蓋７７ｐ，７７ｙ上のコイ
ル端子、投光素子端子は各々フレキシブル基板７１６の
耳部７１６ｐａ，７１６ｙａのランド部７１６ｐｂ，７
１６ｙｂとポリウレタン銅線（３本縒り線）に接続され
る。

【００３９】メカロックシャーシ７１８にはプランジャ
７１９がネジ止めされ、バネ７２０をチャージしたメカ
ロックアーム７２１にプランジャ７１９が嵌込まれ、軸
ビス７２２によりメカロックシャーシ７１８に回転可能
にネジ止めされる。

【００４０】メカロックシャーシ７１８は鏡筒７１０に
ネジ止めされ、プランジシャ７１９の端子はフレキシブ
ル基板７１６のランド部７１６ｂに半田付けされる。

【００４１】先端球状の調整ネジ７２３（３か所）はヨ
ーク７１２ｐ₁ 、メカロックシャーシ７１８にネジ込み
貫通され、調整ネジ７２３と支持球７１１で支持枠７２
の摺動面（斜線部７２ｃ）を挟んでいる。調整ネジ７２
３は摺動面に僅かなクリアランスで対向する様にネジ込
み調整されている。

【００４２】カバー７２４は鏡筒７１０に接着され、上
記した補正光学手段をカバーしている。

【００４３】図１５は上記図１４の補正光学手段の駆動
制御について説明するための図である。

【００４４】位置検出素子７８ｐ，７８ｙの出力を増幅
回路７２７ｐ，７２７ｙで増幅してコイル７９ｐ，７９
ｙに入力すると、支持枠７２が駆動されて位置検出素子
７８ｐ，７８ｙの出力が変化する。ここでコイル７９
ｐ，７９ｙの駆動方向（極性）を位置検出素子７８ｐ，
７８ｙの出力が小さくなる方向に設定すると（負帰
還）、コイル７９ｐ，７９ｙの駆動力により位置検出素
子７８ｐ，７８ｙの出力がほぼ零になる位置で支持枠７
２は安定する。尚、加算回路７３１ｐ，７３１ｙは位置
検出素子７８ｐ，７８ｙからの出力と外部からの指令信
号７３０ｐ，７３０ｙを加算する回路であり、補償回路
７２８ｐ，７２８ｙは制御系をより安定させる回路であ
り、駆動回路７２９ｐ，７２９ｙはコイル７９ｐ，７９
ｙへの印加電流を補う回路である。

【００４５】そして、図１５の系に外部から指令信号７
３０ｐ，７３０ｙを加算回路７３１ｐ，７３１ｙを介し
て与えると、支持枠７２は指令信号７３０ｐ，７３０ｙ
に極めて忠実に駆動される。

【００４６】図１５の制御系のように位置検出出力を負
帰還してコイルを制御する手法を位置制御手法と云い、
指令信号７３０ｐ，７３０ｙとして手振れの量を与える
と支持枠７２は手振れ量に比例して駆動される。

【００４７】図１６は上記図１５に示した補正光学手段
の駆動制御系の詳細に示した回路図であり、ここではピ
ッチ方向７２５ｐについてのみ説明する（ヨー方向７２
５ｙも同様であるため）。

【００４８】電流−電圧変換アンプ７２７ａ，７２７ｂ
は投光素子７６ｐにより位置検出素子７８ｐ（抵抗Ｒ
１，Ｒ２より成る）に生じる光電流７２７ｉ₁ ，７２７
ｉ₂ を電圧に変換し、差動アンプ７２７ｃは各電流−電
圧変換アンプ７２７ａ，７２７ｂの差（支持枠７２のピ
ッチ方向７２５ｐの位置に比例した出力）を求めるもの
である。以上、電流−電圧変換アンプ７２７ａ，７２７
ｂ、差動アンプ７２７ｃ及び抵抗Ｒ３〜Ｒ１０にて図１
５の増幅器７２７ｐを構成している。

【００４９】指令アンプ７３１ａは外部より入力される
指令信号７３０ｐを差動アンプ７２７ｃの差信号に加算
するもので、抵抗Ｒ１１〜Ｒ１４とで図１５の加算回路
７３１ｐを構成している。

【００５０】抵抗Ｒ１５，１６及びコンデンサＣ１は公
知の位相進み回路であり、これが図１５の補償回路７２
８ｐに相当する。

【００５１】前記加算回路７３１ｐの出力は補償回路７
２８ｐを介して駆動アンプ７２９ａへ入力し、ここでピ
ッチコイル７９ｐの駆動信号が生成され、補正光学手段
が変位する。該駆動アンプ７２９ａ、抵抗Ｒ１７及びト
ランジスタＴＲ１，ＴＲ２にて図１５の駆動回路７２９
ｐを構成している。

【００５２】加算アンプ７３２ａは電流−電圧変換アン
プ７２７ａ，７２７ｂの出力の和（位置検出素子７８ｐ
の受光量総和）を求め、この信号を受ける駆動アンプ７
３２ｂはこれにしたがって投光素子７６ｐを駆動する。
以上、加算アンプ７３２ａ，駆動アンプ７３２ｂ、抵抗
Ｒ１８〜Ｒ２２及びコンデンサＣ２により投光素子７６
ｐの駆動回路を構成している（図１５では不図示）。

【００５３】上記の投光素子７６ｐは温度等に極めて不
安定にその投光量が変化し、それに伴い差動アンプ７２
７ｃの位置感度が変化するが、上記の様に受光量総和一
定となる様に前述の駆動回路によって投光素子７６ｐを
制御すれば、位置感度変化は少なくなる。

【００５４】

【発明が解決しようとする課題】図１１で説明したよう
に、防振システムを実現する為には振動検出手段と振動
検出手段の指令信号で駆動される補正光学手段を備える
必要がある。

【００５５】補正光学手段は、鏡筒内の撮影レンズと同
軸に配置される為に、防振システム無しのレンズと比べ
てもさほど大きさの変化は無い。ところが、振動検出手
段は、撮影レンズ外から突出して（光軸を妨げ無い様
に）取付ける必要があり、レンズ全体を大型化させてし
まい、さらに重量増加の原因（振動検出手段の重量ばか
りでなく、そのレンズへの取付け基台，外装の重量増）
ともなり、該振動検出手段の小型化が望まれている。

【００５６】 （発明の目的） 本発明の目的は、光学
機器に加わる振れを検出するための構成を小型化、軽量
化することのできる防振システムを提供することであ
る。

【００５７】

【課題を解決するための手段】 上記目的を達成するた
めに、本発明は、光学機器に加わる振れを補正するため
に補正光学手段により光軸を偏心させるようにした防振
システムにおいて、前記振れの周波数より高い所定の周
波数で前記補正光学手段を微小振動させる微小振動駆動
手段と、前記振れの角速度と微小振動状態での前記補正
光学手段の質量の運動により発生するコリオリ力を前記
振れによる前記補正光学手段の変位として検出する振れ
検出手段と、該振れ検出手段の出力に基づいて前記補正
光学手段に前記光軸を偏心させる光軸偏心駆動手段とを
有することを特徴とする防振システム、というものであ
る。

【００５８】

【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。

【００５９】図１は本発明の第１の実施例における振動
検出装置（手段）を具備した防振システムの構成を示す
図であり、図１４及び図１５と同様の部分は同一符号を
付してある。

【００６０】図１５に示した補正光学手段と異なるの
は、図１（ｂ）に示す様に支持枠７２とレンズ７１の間
に、光軸１６方向に弾性を持つ弾性部材１１を設け、該
弾性部材１１に貼付した圧電部材１７とこの圧電部材１
７に入力される公知の構成より成る発振回路１２の関係
により、光軸１６方向に振動（例えば１ＫＨｚ）を与え
るようにしている。したがって、レンズ７１は支持枠７
２に対し光軸１６方向に微少振動することになる。尚、
この振動振幅は微少であり、この振動によるピント及び
レンズの収差の劣化は無い。

【００６１】また、増幅回路７２７ｐ，７２７ｙの出力
は各々分岐して帯域通過回路１３ｐ，１３ｙに入力され
る。この帯域通過回路１３ｐ，１３ｙはレンズ７１の振
動（例えば１ＫＨｚ）周波数のみ通過し、その他の周波
数は減衰させる設定にしてある。そして、該帯域通過回
路１３ｐ，１３ｙの出力は同期検波回路１４ｐ，１４ｙ
により発振回路１２の周波数に同期して検波され、この
同期検波出力は低域通過回路１５ｐ，１５ｙにて平滑化
され、例えば該防振システムがカメラに組み込まれてい
るとすれば、該カメラに加わる振動（手振れ等）に応じ
た角速度出力が得られる。

【００６２】以上の構成において、レンズ７１が光軸１
６方向に振動している状態でヨー軸７２６ｙまわりに手
振れ等による角速度７２６ｙａが加わったとき、レンズ
７１が光軸方向に振動している為、角速度７２６ｙａと
レンズ７１の質量との関連により、ピッチ軸７２５ｐ方
向にコリオリの力による振動（発振回路１２によるレン
ズ７１の振動と同周波数の振動）が生ずる。この振動は
受光素子７８ｐにて検知され、増幅回路７２７ｐで増幅
されて、図１２（の帯域通過回路６２３〜平滑回路６２
９）で説明したのと同様に、帯域通過回路１３ｐ，同期
検波回路１４ｐ，低域通過回路１５ｐを経て角速度信号
として出力される。

【００６３】尚、図１では発振回路１２の出力で同期を
とっており、図１２の例の様に移相回路６１７の出力で
同期検波していない。しかし、図１３における駆動回路
６１８の出力（図１では発振回路１２の出力であり、共
に同位相）と移相回路６１７出力は同位相の為、発振回
路１２の出力で同期検波しても良い。

【００６４】以上の様にしてヨー軸まわり（ピッチ方向
の振れ）の角速度検出が可能であり、又、ヨー方向の振
れ角速度についても同様に受光素子７８ｙにて検知さ
れ、帯域通過回路１３ｙ，同期検波回路１４ｙ，低域通
過回路１５ｙを経て角速度出力として得ることができ
る。

【００６５】この角速度出力は不図示の積分器を介して
積分され角度信号に変換され、指令信号７３０ｐ，７３
０ｙとして補正光学手段の駆動信号として供される。こ
の際、補正光学手段の駆動により受光素子７８ｐ，７８
ｙの出力は変化してしまうが、この変化の周波数は高く
ても２０Ｈｚ近傍迄であり、帯域通過回路１３ｐ，１３
ｙにて十分減衰させる為に角速度検出には支障は無い。

【００６６】以上の様に、補正光学手段が振動検出手段
を兼用している為に、従来例の様に別に振動検出手段が
必要無く、コンパクトな構成に出来る。

【００６７】（第２の実施例）図２は本発明の第２の実
施例における振動検出装置を具備した防振システムの構
成を示す図であり、図１等と同様の部分は同一符号を付
してある。

【００６８】上記第１の実施例ではレンズ７１を光軸方
向１６に振動させる時に、その振動を監視する手段を持
っていない為に振動振幅が不安定となる事が考えられ
る。この第２の実施例では、図２（ｂ）に示す様に、弾
性部材１１の裏に振動監視用の圧電素子１８を設け、そ
の出力を振動検出回路１９（図１２では非反転増幅器６
１５に相当）にて増幅し、移相回路１１０，乗算回路１
１４へ出力し、又移相回路１１０の出力を整流回路１１
１により整流して差動回路１１３にて基準信号発生器１
１２の出力と比較し、乗算回路１１４へ出力するように
している。これにより、乗算回路１１４にて移相回路１
１０と差動回路１１３の出力が乗算され、図１２と同様
に振動振幅を安定にする事が出来る。

【００６９】（第３の実施例）図３は本発明の第３の実
施例における振動検出装置を具備した防振システムの構
成を示す図であり、図１等と同様の部分は同一符号を付
してある。

【００７０】上記の第１及び第２の実施例ではレンズ７
１を圧電素子１７により光軸１６方向に振動させるよう
にしていたが、この第３の実施例では、図３に示す様
に、鏡筒部に固定されるマグネット１１６ａ，１１６ｂ
と補正光学手段ベース１２０に固定されるシャフト１１
８に固定されたボイスコイル１１７との関連により、支
持枠７２等を光軸１６方向に振動させるようにしてい
る。

【００７１】前記シャフト１１８は鏡筒部（不図示）に
摺動可能に支持されており、補正光学手段ベース１２０
は鏡筒部に対して光軸１６方向にのみ移動でき、ボイス
コイル１１７は自動焦点回路１１９からも駆動され、補
正光学手段ベース１２０を介して不図示のフォーカスレ
ンズを光軸に沿って前後させ、ピント合せも行う構成と
なっている。

【００７２】前記ボイスコイル１１７には発振回路１２
の出力が入力される為、該ボイスコイル１１７は微少振
動を行い、これにより支持枠７２も光軸方向に振動する
為、図１と同様に角速度検出が可能になる。

【００７３】尚、この図３では補正光学手段ベース１２
０の動きを監視するセンサを設けていないが、公知の位
置センサにて補正光学手段ベース１２０の動きを検出
し、その出力をボイスコイル１１７にフィードバックし
た構成にすることにより、精度良い振動を継続させる
事、及び、精度良いピント合せを行うことが出来るのは
言う迄もない。

【００７４】 （第１の参考技術例） 図４は本発明に
係る第１の参考技術例における振動検出装置を具備した
防振システムの構成を示す図であり、図１等と同様の部
分は同一符号を付してある。

【００７５】 上記第１乃至第３の実施例ではレンズ７
１を光軸方向に振動させていたが、この第１の参考技術
例では、図４に示す様に、支持枠７２に検知質量１２１
を積層圧電部材１２２を基台にして取付け、検知質量１
２１を光軸１６方向に振動させるようにしている。

【００７６】図４において、支持枠７２に積層圧電部材
１２２を固着し、積層圧電部材１２２の他端に検知質量
１２１を固着する。

【００７７】そして、発振回路１２の出力を積層圧電部
材１２２に入力して検知質量１２１を光軸１６方向に振
動させる。すると、その振動と入力される振れ角速度の
関連により、検知質量１２１に光軸１６と直角方向のコ
リオリ力が働くが、積層圧電部材１２２はその方向の剛
性が高いのでこのコリオリ力は支持枠７２に伝わり、こ
れが受光素子７８ｐ，７８ｙで検出され、前述した処理
により角速度信号として得ることができる。

【００７８】この様に、レンズ７１とは別に検知質量１
２１を設けると、光軸１６方向の振動周波数を該検知質
量１２１の大きさで調整出来、角速度検出の感度，周波
数帯域を調整可能になる。

【００７９】 （第４の実施例） 図５及び図６は本発
明の第４の実施例に係る図であり、図５は振動検出装置
を具備した防振システムの構成を示し、図１等と同様の
部分は同一符号を付してある。また、図６は図５の各回
路の詳細な回路構成を示している。

【００８０】 上記の第１乃至第３の実施例ではレンズ
７１或は支持枠７２を光軸１６方向に振動させていた
が、この第４の実施例では、この振動方向を光軸１６と
直角な方向にするようにしている。

【００８１】つまり、図５に示す様に、発振回路１２
ｐ，１２ｙの出力を、指令信号７３０ｐ，７３０ｙと同
列に増幅回路７２７ｐ，７２７ｙの出力に足し込むこと
で実現するようにしている。これにより、支持枠７２は
ピッチ方向７２５ｐ，ヨー方向７２６ｙに微少振動（例
えばピッチ方向１ＫＨｚ，ヨー方向２ＫＨｚ）すること
になる。

【００８２】 尚、レンズ７１は支持枠７２に対して弾
性手段２１で支持されている為、この高周波はレンズ７
１には伝わらず、この振動による画質の劣化は無い。ま
た、ピッチ方向とヨー方向の振動周波数を異ならせてい
るのは、同周波数であると角速度検出の互いの軸の出力
干渉が生ずる可能性がある為であり、互いの周波数を異
ならせ、帯域通過回路１３ｐ，１３ｙの通過帯域をピッ
チ側１３ｐを１ＫＨｚ，ヨー側１３ｙを２ＫＨｚにして
互いの干渉をカットさせるようにしている。

【００８３】そして、例えばピッチ軸７２５ｐ方向に振
動している時にヨー軸７２６ｙまわりの角速度７２６ｙ
ａが加わると、支持枠７２は光軸１６方向に振動（１Ｋ
Ｈｚ）する。その振動を受光素子７８ｐで検出する訳で
あるが、受光素子７８ｐ，７８ｙはピッチ方向７２５
ｐ，ヨー方向７２６ｙの移動は検出可能であるが光軸１
６方向の検出は出来ない。しかし、投光素子７６ｐ，７
６ｙと受光素子７８ｐ，７８ｙの間隔が変化（振動周波
数に同期して）する為に、受光素子７８ｐ，７８ｙの受
光量総和は変化している。

【００８４】補正光学手段は、受光量総和が一定になる
様に投光素子７６ｐ，７６ｙの電流を制御して、温度，
経時的に安定させている事を前述したが、この様に受光
素子７８ｐ，７８ｙと投光素子７６ｐ，７６ｙの間隔が
変化する事で（受光量総和を一定にする為に）投光素子
７６ｐ，７６ｙに流す電流が変化する。

【００８５】図６の回路図において、抵抗２３の電位が
投光素子７６ｐに流す電流量に対応しており、したがっ
て、この電位を帯域通過回路１３ｐ，同期検波回路１４
ｐ，低域通過回路１５ｐで処理することで、角速度出力
を得ることが可能となる。

【００８６】尚、図５において、支持球７１１はバネ２
２を介して鏡筒７１０に取付けられている為に、支持枠
７２が光軸方向に振動しても、支持球に規制されてしま
う事は無い。

【００８７】 （第２の参考技術例） 図７は本発明に
係る第２の参考技術例における振動検出装置を具備した
防振システムの構成を示す図であり、図１等と同様の部
分は同一符号を付してある。

【００８８】 上記第４の実施例ではコリオリ力の検出
に投光素子７６ｐ，７６ｙに流す電流を利用したが、こ
の第２の参考技術例では、コリオリ力検出用に支持枠７
２に加速度計を取付けた例を示している。

【００８９】図７において、支持枠７２に加速度計であ
るところの圧電バイモルフ３１ｐ，３１ｙを取付けてい
る。そして、この圧電バイモルフ３１ｐは、支持枠７２
のピッチ方向７２５ｐの振動（例えば１ＫＨｚ）とヨー
軸７２６ｙまわりの振れ角速度と圧電バイモルフ３１ｐ
自身の質量により発生するコリオリ力により、光軸１６
方向に振動（１ＫＨｚ）し、その出力を帯域通過回路
（１ＫＨｚは通過する）１３ｐ，同期検波回路１４ｐ，
低域通過回路１５ｐで処理することで、角速度を得るこ
とができる。

【００９０】また、圧電バイモルフ３１ｙは、支持枠７
２のヨー方向７２６ｙの振動（例えば２ＫＨｚ）とピッ
チ軸７２５ｐまわりの振れ角速度と圧電バイモルフ３１
ｙ自身の質量により発生するコリオリカにより、光軸方
向に振動（２ＫＨｚ）し、その出力を帯域通過回路（２
ＫＨｚは通過する）１３ｙ，同期検波回路１４ｙ，低域
通過回路１５ｙで処理することで、角速度を得ることが
できる。

【００９１】 （第３の参考技術例） 図８は本発明に
係る第３の参考技術例における振動検出装置を具備した
防振システムの構成を示す図であり、図１等と同様の部
分は同一符号を付してある。

【００９２】 上記第２の参考技術例では加速度計とし
て圧電バイモルフ３１ｐ，３１ｙを用いているが、この
第３の参考技術例では、支持アーム７５に取付けられた
金属板（例えばＳＵＳ）３２ｐ，３２ｙに圧電素子３３
ｐ，３３ｙを接着し、該金属板３２ｐ，３２ｙの撓みを
検出する構成にして、第２の参考技術例と同様の効果を
得るようにしている。

【００９３】支持アーム７５はピッチ方向７２５ｐ方向
にしか振動しない為に、ヨー軸７２６ｙまわりの振れ角
速度は検出するが、ピッチ軸７２５ｐまわりの振れ角速
度の干渉は無くなり、精度良い角速度検出が可能とな
る。

【００９４】 （第４の参考技術例） 図９は本発明に
係る第４の参考技術例における振動検出装置を具備した
防振システムの構成を示す図であり、図１等と同様の部
分は同一符号を付してある。

【００９５】 この第４の参考技術例では、図９に示す
様に、支持枠７２に金属板３２ｙを固着し、先端に付加
質量３４ｙを設けている。

【００９６】支持枠７２は前述したようにピッチ方向７
２５ｐに振動（１ＫＨｚ）、又、ヨー方向７２６ｙに振
動（２ＫＨｚ）している為に、付加質量３４ｙもその両
方向に振動し、振れ角速度との関連で、１ＫＨｚと２Ｋ
Ｈｚの重畳した振動を発生する。したがって、その時の
金属板３２ｙの撓みを圧電素子３３ｙで検出し、２つの
帯域通過回路１３ｐ，１３ｙで弁別することで、ピッチ
方向の角速度とヨー方向の角速度を同時に検出すること
が可能となる。

【００９７】 （第５の参考技術例） 図１０は本発明
に係る第５の参考技術例における振動検出装置を具備し
たカメラの要部構成を示す図である。

【００９８】

【００９９】図１０において、フォーカス，ズーム、或
は、フィルム給送用のモータ４１の回転軸４１２が撮影
光軸１６に平行に成るように配置され、防振システム作
動時には常に定速回転を行っている。このモータ４１に
は電磁クラッチ等の公知の駆動伝達制御手段４２が接続
されており、これにギア列４３ａ，４３ｂ，４３ｃが接
続され、前記モータ４１の出力が必要に応じてフォーカ
ス，ズーム、或は、フィルム給送の駆動に供される。す
なわち、フォーカス，ズーム，フィルム給送を行う時
は、駆動伝達制御手段４２をＯＮにしてモータ４１の駆
動力をギア列４３ａ，４３ｂ，４３ｃに伝え、非使用
時、且つ、防振システム使用時には、駆動伝達制御手段
４２をＯＦＦにしてモータ４１の出力をギア列４３ａ，
４３ｂ，４３ｃに伝えない。

【０１００】モータ４１の駆動伝達制御手段４２とは反
対側の回転軸には、図示の通り、圧電バイモルフ４４
ａ，４４ｂを取付けており、共に光軸１６方向の撓み検
出を行っている。

【０１０１】端子４５ａ，４５ｂは、ブラシ４６ｐａ，
４６ｐｂ，４６ｙａ，４６ｙｂを介して圧電バイモルフ
４４ａ，４４ｂの出力を差動増幅回路４７ｐ，４７ｙに
入力させる為のものである。また、低域通過回路４８
ｐ，４８ｙは差動増幅回路４７ｐ，４７ｙの出力を平滑
化させる為のものである。

【０１０２】以上の構成において、モータ４１が回転し
ている時、圧電バイモルフ４４ａ，４４ｂの先端には矢
印４１３ａ，４１３ｂに示す速度を生じている。この
時、振れ角速度４１０ｐが加わっていると、圧電バイモ
ルフ４４ａ，４４ｂの質量と速度４１３ａ，４１３ｂと
角速度４１０ｐの関連により、矢印４１１ａ，４１１ｂ
方向にコリオリの力が働き、圧電バイモルフ４４ａ，４
４ｂは撓みを生ずる。この出力を端子４５ａ，４５ｂ、
ブラシ４６ｐａ，４６ｐｂを通して差動増幅回路４７ｐ
に入力する。この角速度は圧電バイモルフ４４ａ，４４
ｂが１８０°回転した時にも発生し、差動増幅回路４７
ｐに出力される。つまり、モータ４１の一回転で二回づ
つ角速度に応じた出力がなされ、この出力が低域通過回
路４８ｐで平滑化されて角速度出力が得られる。

【０１０３】又、振れ角速度４１０ｙが生じている時、
図１０の圧電バイモルフ４４ａ，４４ｂが９０°回転し
た点で、この出力が端子４５ａ，４５ｂからブラシ４６
ｙａ，４６ｙｂを通して差動回路４７ｙに入力され、低
域通過回路４８ｙにより角速度出力として得られる。

【０１０４】以上の様に、搭載される防振機能以外の手
段を振動検出を行う事で、防振は行わなくても手振れ警
告を行う事が出来、もちろん、補正光学手段を設けて防
振を行う事も可能である。

【０１０５】

【発明の効果】 以上説明したように、本発明によれ
ば、光学機器に加わる振れを検出するためにコリオリ力
を発生させる微小振動部材として、防振システムを構成
する一部材である補正光学手段を用いるようにしてい
る。

【０１０６】 よって、光学機器に加わる振れを検出す
るための構成を小型化、軽量化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施例における振動検出装置
（手段）を具備した防振システムを示す構成図である。

【図２】 本発明の第２の実施例における振動検出装置
を具備した防振システムを示す構成図である。

【図３】 本発明の第３の実施例における振動検出装置
を具備した防振システムを示す構成図である。

【図４】 本発明に係る第１の参考技術例における振動
検出装置を具備した防振システムを示す構成図である。

【図５】 本発明の第４の実施例における振動検出装置
を具備した防振システムを示す構成図である。

【図６】 図５の各回路の詳細な構成を示す回路図であ
る。

【図７】 本発明に係る第２の参考技術例における振動
検出装置を具備した防振システムを示す構成図である。

【図８】 本発明に係る第３の参考技術例における振動
検出装置を具備した防振システムを示す構成図である。

【図９】 本発明に係る第４の参考技術例における振動
検出装置を具備した防振システムを示す構成図である。

【図１０】 本発明に係る第５の参考技術例における振
動検出装置を具備したカメラの要部を示す構成図であ
る。

【図１１】 従来の防振システムの概略構成を示す斜視
図である。

【図１２】 従来の振動検出手段の一つである角速度セ
ンサであるところの振動ジャイロを示す機構図である。

【図１３】 図１２の振動ジャイロの各部の出力波形を
示す図である。

【図１４】 従来の補正光学手段の構成を示す分解斜視
図である。

【図１５】 従来の補正光学手段やその駆動手段の構成
を示す機構図である。

【図１６】 図１５に示した駆動手段等の電気的構成を
具体的に示した回路図である。

【符号の説明】

１１ 弾性部材 １２ 発振回路 １３ｐ，１３ｙ 帯域通過回路 １４ｐ，１４ｙ 同期検波回路 １５ｐ，１５ｙ 低域通過回路 １７，１８ 圧電部材 ２１ 弾性部材 ３１ｐ，３１ｙ 圧電バイモルフ ３３ｐ，３３ｙ 圧電素子 ３４ｙ，５３ａ，５３ｂ 付加質量 ４１ モータ ４４ａ，４４ｂ 圧電バイモルフ ７１ レンズ ７２ 支持枠 ７６ｐ，７６ｙ 投光素子 ７８ｐ，７８ｙ 位置検出素子 ７９ｐ，７９ｙ コイル １１６ マグネット １７７ ボイスコイル １２１ 検知質量 １２２ 積層圧電部材 ７２７ｐ，７２７ｙ 増幅回路 ７２８ｐ，７２８ｙ 補償回路 ７２９ｐ，７２９ｙ 駆動回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−137813（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−147228（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−204016（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−349432（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−11762（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−211230（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−95933（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−301822（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−359684（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−8032（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03B 5/00,17/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光学機器に加わる振れを補正するために
   補正光学手段により光軸を偏心させるようにした防振シ
   ステムにおいて、前記振れの周波数より高い所定の周波
   数で前記補正光学手段を微小振動させる微小振動駆動手
   段と、前記振れの角速度と微小振動状態での前記補正光
   学手段の質量の運動により発生するコリオリ力を前記振
   れによる前記補正光学手段の変位として検出する振れ検
   出手段と、該振れ検出手段の出力に基づいて前記補正光
   学手段に前記光軸を偏心させる光軸偏心駆動手段とを有
   することを特徴とする防振システム。