JP3789143B2

JP3789143B2 - カメラの光学系駆動装置

Info

Publication number: JP3789143B2
Application number: JP34158393A
Authority: JP
Inventors: 宏坂本; 末之大石
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1993-12-10
Filing date: 1993-12-10
Publication date: 2006-06-21
Anticipated expiration: 2021-06-21
Also published as: JPH07159836A; US5771406A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、カメラの光学系駆動装置に関し、特に、防振光学系などのように光軸と略垂直な方向に移動可能なシフト光学系を駆動するカメラの光学系駆動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、撮影光学系の光軸を手ブレに対して機械的に補正し、ブレのない画像を得ようとする、いわゆるブレ防止装置が知られている。
図４は、ブレ防止装置の基本的な構成を示すブロック図である。
防振光学系１は、光軸と略垂直な方向に移動可能な撮影光学系であり、その光軸を手ブレを打ち消す方向にシフトしても、結像性能が劣化しないように構成されている。
駆動手段２は、防振光学系１を結像面に略平行な平面内で駆動するための手段であり、その平面内で直交する２軸方向に独立した駆動手段をもっている。この駆動手段２には、例えば、モータ等のアクチュエータが用いられる。
【０００３】
ブレ検出手段３は、カメラのブレを検出するための手段であり、例えば、角速度センサ等を用いることができ、その出力は、補正量演算手段４に接続されている。
補正量演算手段４は、ブレ検出手段３によって検出されたブレ量、たとえば角速度から、撮影レンズの焦点距離や撮影距離に応じたブレ補正量を求めるための手段であり、その出力は、制御手段４に接続されている。
エンコーダ５は、防振光学系１の動き又は駆動手段２の動きから移動量を検出するためのものであり、その出力は、制御手段３に伝達されている。
【０００４】
制御手段６は、エンコーダ５の出力をフィードバック情報として用い、補正量演算手段４からのブレ補正量に基づいて、最適な駆動量を求め、駆動手段２の制御を行う手段である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述した従来のブレ防止装置は、手ブレの検出量から防振光学系の駆動量を演算して制御するようになっており、外部から任意の補正量又は駆動位置を指令することができなかったので、たとえば、製造時の検査工程において、防振光学系の駆動がシフト量の全域にわたって支障なく行えるか否かという検査ができなかった。
【０００６】
一方、ブレ防止装置をカメラに組み込んだ場合には、性能向上に伴うコストアップが避けられないので、商品価値を高めるために、シフト光学系を用いた新たな撮影手法の提案が要請されていた。
【０００７】
そこで、本発明の第１の目的は、シフト光学系がシフト量の全域わたって支障なく駆動できることを容易に検査できるカメラの光学系駆動装置を提供することである。
本発明の第２の目的は、シフト光学系を利用した新たな撮影手法を可能とするカメラの光学系駆動装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、光軸と略垂直な方向に移動可能なシフト光学系と、前記シフト光学系を所望の位置に駆動する駆動手段と、カメラのブレを検出するブレ検出手段と、前記ブレ検出手段の出力に基づいて、前記シフト光学系がとるべき位置への補正量を演算する補正量演算手段と、装置外部から与えられ前記シフト光学系とともに移動する光軸の位置を、前記光軸の位置を表す座標系で表した位置座標として設定する光学位置設定手段と、前記補正量演算手段の出力あるいは前記光学系位置設定手段の出力に基づいて、前記駆動手段の駆動量を制御する制御手段と、を備え、前記光学系位置設定手段によらず前記補正量演算手段の出力に基づいて前記駆動手段の駆動量を制御する第１の駆動方式と、前記光学系位置設定手段からの位置座標に応じて前記駆動手段の駆動量を制御する第２の駆動方式を有し、前記制御手段は、前記第１の駆動方式と前記第２の駆動方式とを切換可能であることを特徴とするカメラの光学系駆動装置である。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１に記載のカメラの光学系駆動装置において、前記制御手段は、前記光学系位置設定手段からの出力が有効なときには、前記補正量演算手段からの出力に基づく防振制御を禁止して、前記光学系位置設定手段からの出力に基づいて、前記駆動手段の駆動量を制御することを特徴とするカメラの光学系駆動装置である。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２のいずれか１項に記載のカメラの光学系駆動装置において、前記光学系位置設定手段は、前記シフト光学系がとるべき位置を装置外部から指令する指令情報を入力する入力手段と、前記指令情報入力手段から入力された指令情報を、前記シフト光学系を駆動する位置情報に変換する変換手段とを備えたことを特徴とするカメラの光学系駆動装置である。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項３に記載のカメラの光学系駆動装置において、前記入力手段は、外部機器からの指令情報を伝送する通信手段を備えたことを特徴とするカメラの光学系駆動装置である。
【００１２】
請求項５の発明は、請求項４に記載のカメラの光学系駆動装置において、前記外部機器は、前記カメラに設けられた設定手段であることを特徴とするカメラの光学系駆動装置である。
【００１３】
請求項６の発明は、請求項４又は請求項５に記載のカメラの光学系駆動装置において、前記通信手段は、異なる外部機器からの指令情報を受信可能であり、前記変換手段は、前記通信手段の出力に基づいて、共通の座標系を用い、前記各外部機器との間で最適な座標変換を行うことを特徴とするカメラの光学系駆動装置である。
【００１４】
請求項７の発明は、請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載のカメラの光学系駆動装置において、前記シフト光学系の位置を検出する位置検出手段を備え、前記制御手段は、前記位置検出手段からの出力に基づいて、前記シフト光学系が所望の位置に移動した場合には、前記光学系位置設定手段に対して、その旨の出力を行うことを特徴とするカメラの光学系駆動装置である。
請求項８の発明は、請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載のカメラの光学系駆動装置において、前記シフト光学系の位置を検出する位置検出手段を備え、前記制御手段は、前記位置検出手段からの出力に基づいて、前記シフト光学系の現在位置を装置外部へ出力することを特徴とするカメラの光学系駆動装置である。
【００１５】
【作用】
本発明の第１の解決手段によれば、光学系位置設定手段により、シフト光学系のとるべき位置を外部から設定できるので、制御手段は駆動手段を介して、その位置にシフト光学系を移動させることができる。このため、シフト光学系を移動させながら長時間露光するような特殊な撮影が可能となる。
【００１６】
第２の解決手段によれば、シフト光学系（防振光学系）と、少なくともその駆動手段および制御手段を備えた防振システムにおいて、光学系位置設定手段により、シフト光学系の動きを外部から設定できるので、シフト光学系を任意に移動させて、防振制御の検査等ができる。
【００１７】
第３の解決手段によれば、光学系位置設定手段からの出力が有効なときには、補正量演算手段からの出力による防振制御は禁止するので、検出系から分離して駆動系の検査を行うことができる。
【００１８】
第４の解決手段によれば、光学系位置設定手段は、入力手段と変換手段から構成されているので、異なる光学系やカメラ本体を組み合わせても、適正な座標データに変換した情報を入力できる。
【００１９】
第５の解決手段によれば、光学系位置設定手段は、通信手段を備えているので、外部機器との接続が可能である。
第６の解決手段によれば、検査装置や電子手帳、パソコン等の異なる外部機器と接続しても、変換手段によって適切な座標に変換することができる。
【００２０】
第７の解決手段によれば、位置検出手段によって、シフト光学系の位置を検出して、光学系位置設定手段に対して、その旨の出力を行うので、駆動が終了したことを外部から知ることができる。
第８の解決手段によれば、位置検出手段によって、シフト光学系の位置を検出して、光学系位置設定手段に対して、現在位置を出力できるので、加速の状態等を外部から知ることができる。
【００２１】
【実施例】
以下、図面などを参照しながら、実施例をあげて、さらに詳しく説明する。
図１は、本発明によるカメラの光学系駆動装置の第１実施例の構成を示すブロック図である。なお、以下に示す各実施例では、前述した一般的構成と同様な機能を果たす部分には、同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
【００２２】
第１実施例では、ブレ検出手段３や補正量演算手段４とは独立して、防振光学系１の動きを外部から指令する光学系位置設定手段１０が設けられている。この実施例では、光学系位置設定手段１０は、検査装置などの外部機器１３に接続された通信手段１１と、その通信手段１１を介して外部から与えられる情報に基づいて、必要な駆動量を求める座標変換手段１２とから構成されている。
【００２３】
外部から与えられる情報は、例えば、結像面の中心を原点として上下方向をＹ、左右方向をＸとした座標系を設定して、防振光学系１の移動によって動く光軸の位置を、その座標系で表したＸＹ座標データである。また、このＸＹ座標データは、汎用性を持たせるために、例えば、μｍ単位の数値がシリアルデータにより与えられる。なお、外部から与えられる情報は、このＸＹ座標データの他に、駆動を指令するコマンドデータがセットになって通信される。
【００２４】
座標変換手段１２は、与えられたＸＹ座標データに基づいて、少なくとも以下の変換操作を行う。
まず、外部機器１３によって外部で設定した座標系と、駆動手段２の駆動方向が一致しない場合には、座標系の変換が必要になる。例えば、防振光学系１側の軸が、外部で設定した座標系に対して傾いている場合がある。図２に示したＸＹ軸が、結像面の上下左右方向に座標軸を設定した外部の座標系であり、この座標系で位置Ｐは表されているとする。Ｘ’Ｙ’が防振光学系１側の駆動方向であり、各軸が直交したまま角度θだけ傾いていれば、位置Ｐ（ｘ，ｙ）は、Ｘ’Ｙ’座標においては、新たに〔数１〕，〔数２〕によって表される。
〔数１〕ｘ’＝ｘ・ｃｏｓ（−θ）＋ｙ・ｓｉｎ（−θ）
〔数２〕ｙ’＝ｘ・ｓｉｎ（−θ）＋ｙ・ｃｏｓ（−θ）
【００２５】
また、結像平面での必要な移動量と防振光学系１の移動量は、必ずしも１対１ではないので、〔数３〕，〔数４〕の倍率の変換が必要となる。
〔数３〕ｘ’＝ｋ・ｘ’
〔数４〕ｙ’＝ｋ・ｙ’（ｋは倍率）
【００２６】
さらに、座標データは、ある単位（前述のμｍなど）で表されており、これを実際の制御に用いることができるように、エンコーダ５の分解能を単位として置き換えるなどの〔数５〕，〔数６〕の変換が行われる。
〔数５〕ｘ’＝ｘ’／ｐ
〔数６〕ｙ’＝ｙ’／ｐ（ｐはエンコーダのピッチ）
【００２７】
なお、上記の例は、防振光学系１の移動方向と光軸の移動方向が一致している場合であり、光軸の移動方向が反対となるような光学系に置いては、座標又はデータの符号を反転する処理も必要である。
【００２８】
座標変換手段１２から制御手段６に上記変換データが出力されると、制御手段６は、補正量演算手段４からのデータを無視するようになり、防振のために防振光学系１を駆動することは禁止される。この禁止のコマンドは、防振開始のコマンドが別途伝えられるまで有効である。
【００２９】
制御手段６は、受け取った座標データに基づいて、エンコーダ５の出力を参照しながら駆動手段２を制御して、光軸を目的のポイントまで駆動する。制御の詳細は、通常行われている制御と同等であり、本発明において特徴的な部分ではないので省略する。
また、目的のポイントまでの駆動が完了した場合には、制御手段６から通信手段１１に信号出力があり、通信によって外部から駆動が完了したことを知ることができる。
さらに、目的のポイントまでの駆動が完了する以前であっても、制御手段６から座標変換手段１２へエンコーダ５のデータ、あるいはエンコーダ５から直接に座標変換手段１２へのデータが伝えられて、座標変換手段１２が前述の逆変換を行い、通信手段１１に現在位置を伝えるようにしてもよい。
【００３０】
検査工程では、防振光学系１にレーザービームを通して指令した移動量だけビームが動くか、また、２点を順次指定して移動時間から駆動能力の確認などが行えるようになる。また、前述のように、通信手段１１から外部に現在位置が出力可能な構成では、平均移動速度のみならず、加速特性なども確認することができる。
【００３１】
図３は、本発明によるカメラの光学系駆動装置の第２実施例を示すブロック図である。第２実施例の光学系駆動装置は、第１実施例に示したブレ防止対策とは別の用途に用いたものであり、図１からブレ検出手段３と補正量演算手段４を除いた構成である。この構成により、光軸を任意に移動することができるので、以下に説明するような作画上有効な利用方法がある。
【００３２】
例えば、夜景をバックにしたポートレートを撮影する場合であって、主要被写体をストロボ照射によって撮影し、それに引き続く長時間露光を行うようにときに、その露光中に光軸を所定のパターンで移動してやると、背景の夜景（点光源）がそのパターンの軌跡を描いて撮影される。この軌跡は、星型やハートマークになるように、時間を媒介変数とする座標データ群を設定すればよい。
【００３３】
この座標データ群は、通信手段１１によって順次受信することにより、前述した軌跡の作画が可能となる。また、座標データ群は、カメラＣＰＵや、データバックなどの拡張アクセサリーに記憶されていてもよいし、データ自体は、レンズＣＰＵに記憶されていて、そのデータの使用を電子手帳などのような外部機器１３から指令するようにしてもよい。
【００３４】
以上説明した実施例に限定されず、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明に含まれる。第２実施例では、通信手段１１を介して外部機器から座標データを入力する例で説明したが、カメラ本体に専用の設定手段や、コマンドダイヤルその他の操作環などと兼用する設定手段から入力することもできる。
【００３５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、外部から任意にシフト光学系の位置制御が可能であるので、シフト光学系がシフト量の全域わたって支障なく駆動でき、十分な検査が行える。
また、防振機構を流用した安価なシステムによって、シフト光学系を利用した新たな撮影手法を提供することができ、防振機能付きカメラの商品価値を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるカメラの光学系駆動装置の第１実施例の構成を示すブロック図である。
【図２】第１実施例の座標を示す説明図である。
【図３】本発明によるカメラの光学系駆動装置の第１実施例の構成を示すブロック図である。
【図４】ブレ防止装置の基本的な構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１防振光学系
２駆動手段
３ブレ検出手段
４補正量演算手段
５エンコーダ
６制御手段
１０光学系位置設定手段
１１通信手段
１２座標変換手段
１３外部機器

Claims

光軸と略垂直な方向に移動可能なシフト光学系と、
前記シフト光学系を所望の位置に駆動する駆動手段と、
カメラのブレを検出するブレ検出手段と、
前記ブレ検出手段の出力に基づいて、前記シフト光学系がとるべき位置への補正量を演算する補正量演算手段と、
装置外部から与えられ前記シフト光学系とともに移動する光軸の位置を、前記光軸の位置を表す座標系で表した位置座標として設定する光学位置設定手段と、
前記補正量演算手段の出力あるいは前記光学系位置設定手段の出力に基づいて、前記駆動手段の駆動量を制御する制御手段と、
を備え、
前記光学系位置設定手段によらず前記補正量演算手段の出力に基づいて前記駆動手段の駆動量を制御する第１の駆動方式と、前記光学系位置設定手段からの位置座標に応じて前記駆動手段の駆動量を制御する第２の駆動方式を有し、
前記制御手段は、前記第１の駆動方式と前記第２の駆動方式とを切換可能である
ことを特徴とするカメラの光学系駆動装置。
請求項１に記載のカメラの光学系駆動装置において、
前記制御手段は、前記光学系位置設定手段からの出力が有効なときには、前記補正量演算手段からの出力に基づく防振制御を禁止して、前記光学系位置設定手段からの出力に基づいて、前記駆動手段の駆動量を制御する
ことを特徴とするカメラの光学系駆動装置。
請求項１又は請求項２のいずれか１項に記載のカメラの光学系駆動装置において、
前記光学系位置設定手段は、
前記シフト光学系がとるべき位置を装置外部から指令する指令情報を入力する入力手段と、
前記指令情報入力手段から入力された指令情報を、前記シフト光学系を駆動する位置情報に変換する変換手段とを備えた
ことを特徴とするカメラの光学系駆動装置。
請求項３に記載のカメラの光学系駆動装置において、
前記入力手段は、外部機器からの指令情報を伝送する通信手段を備えた
ことを特徴とするカメラの光学系駆動装置。
請求項４に記載のカメラの光学系駆動装置において、
前記外部機器は、前記カメラに設けられた設定手段であること
ことを特徴とするカメラの光学系駆動装置。
請求項４又は請求項５に記載のカメラの光学系駆動装置において、
前記通信手段は、異なる外部機器からの指令情報を受信可能であり、
前記変換手段は、前記通信手段の出力に基づいて、共通の座標系を用い、前記各外部機器との間で最適な座標変換を行う
ことを特徴とするカメラの光学系駆動装置。
請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載のカメラの光学系駆動装置において、
前記シフト光学系の位置を検出する位置検出手段を備え、
前記制御手段は、前記位置検出手段からの出力に基づいて、前記シフト光学系が所望の位置に移動した場合には、前記光学系位置設定手段に対して、その旨の出力を行う
ことを特徴とするカメラの光学系駆動装置。
請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載のカメラの光学系駆動装置において、
前記シフト光学系の位置を検出する位置検出手段を備え、
前記制御手段は、前記位置検出手段からの出力に基づいて、前記シフト光学系の現在位置を装置外部へ出力する
ことを特徴とするカメラの光学系駆動装置。