JP3869916B2

JP3869916B2 - 像振れ補正装置、光学機器及び一眼レフカメラ

Info

Publication number: JP3869916B2
Application number: JP28927897A
Authority: JP
Inventors: 増田　　和規
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-10-07
Filing date: 1997-10-07
Publication date: 2007-01-17
Anticipated expiration: 2017-10-07
Also published as: JPH11109434A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、手振れなどに起因する像振れを補正する補正手段を有する像振れ補正装置、像振れ補正装置を有する光学機器及び一眼レフカメラの改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、カメラを始めとする光学系の像振れ補正、つまり、手振れなどによる振動を抑制して像安定を行うための制御装置が提案されている。これは、一般に振動を検出するセンサと、そのセンサからの信号に応じて像の振れが生じないよう補正を加える補正系から構成されている。
【０００３】
図５は光学的に像振れ補正を行う装置の概略的な構成の一例を示した斜視図であり、この像振れ補正装置は、像振れ補正用のレンズを光軸に直交する平面内において矢印ｐ（ピッチ），ｙ（ヨー）方向に動かすことにより、像振れを補正するものである。
【０００４】
図５において、１は補正レンズ２を保持するレンズ保持枠であり、スラスト方向規制部材としてピン３を、ローリング方向規制部材としてローリング止め４を用いており、光軸に直交する平面内において矢印ｐ（ピッチ），ｙ（ヨー）の何れの方向にも動作可能となっている。これ以降説明する機構は、ｐ，ｙ方向とも同様な構成の為、ｐ方向のみ説明する。
【０００５】
まず、レンズ保持枠１の駆動力発生機構について簡単に説明する。
【０００６】
レンズ保持枠１にはヨーク５ｐと永久磁石６ｐで構成される磁気回路が固定されており、地板７にはコイル８ｐが取り付けられている。従って、コイル８ｐに通電することにより、レンズ保持枠１はピッチ方向に駆動されることになる。
【０００７】
次に、レンズ保持枠１の変位検出機構について簡単に説明する。
【０００８】
レンズ保持枠１にはターゲット９ｐが設けられており、前記ターゲット９ｐと対向したシフト基板１０上にはフォトリフレクタ１１ｐが設置されている。そして、このフォトリフレクタ１１ｐから投光された近赤外光は、ターゲット９ｐ上に描かれている任意のパターン上に投射される。このターゲット９ｐのパターンは、光の入射位置により反射率が異なるように描かれているので、その反射光量に応じた信号を出力することにより、レンズ保持枠１の変位を検出することができる。そして、フォトリフレクタ１１ｐの出力を不図示の増幅器で増幅し、同じく不図示の駆動回路を通してコイル８ｐに入力すると、レンズ保持枠１が駆動されて前記フォトリフレクタ１１ｐの出力が変化する。これは閉じた系になり、フォトリフレクタ１１ｐの出力がゼロになる点（中立点）で安定する。この様な系に振れ量に値する振れセンサ（不図示）の出力が加算されると、レンズ保持枠１は振れ量を中立点として極めて精度よく追従していき、像振れを補正するように補正レンズ２が駆動される。
【０００９】
この様なシステムを用い、像振れ補正を行うのであるが、像振れ補正を行っていない場合は、レンズ保持枠１等の振れ補正系を電気的あるいは機械的に所定位置に固定（ロック）しておく必要がある。それは、例えばカメラの持ち運びを考えると、ロックされていなければ、該像振れ補正系（補正レンズやレンズ保持枠等より成る）を光軸に対して垂直な面内での移動を抑制する力はなく、持ち運びによる振動で不用意に揺動し、周辺の他部材との衝突による音の発生、さらには衝撃による振れ補正系の損傷，破壊ということが起こり得るからである。
【００１０】
従来、このようなロック機構は電気的または機械的に行う方法等が提案されている。電気的に行う方法として、例えば一定の信号を入力して定位置になるように駆動させるというものであるが、省電力の観点から、この様な電気的な方法よりも機械的にロックする方法が主流となっている。
【００１１】
ここで、そのロック機構について簡単に説明する。
【００１２】
地板７にはロック駆動用のステッピングモータ１２が取り付けられており、このステッピングモータ１２によりロックリング１３をロック方向に駆動させる。すると、レンズ保持枠１に設けられた凸部１４がロックリング１３に設けられた凹部１５以外の部位に嵌合する。よって、レンズ保持枠１のピッチ，ヨー方向の動きを規制し、ロック状態となる。ロックを解除する際は、ロックとは逆の方向にロックリング１３を駆動すれば良い。これにより、レンズ保持枠１に設けられた凸部１４がロックリング１３に設けられた凹部１５の対向位置に移動し、ロック時の状態が解かれるので、補正レンズ２は光軸と直行する面内を自在に駆動可能なロック解除（アンロック）状態となる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のロック機構においては、ステッピングモータ１２を使用しているので、補正レンズ２のロック動作時及びアンロック動作時には必ず該モータ１２を駆動しなければならない。しかし、像振れ補正が行われている最中にカメラのメインスイッチが切られると、該装置の各アクチュエータはカメラ本体から電源（電力）が供給されて駆動しているため、その給電が断たれることにより、ロックが不能となる。
【００１４】
そこで、カメラのメインスイッチが切られたことをレンズ鏡筒側が検知したら、いち早くロック動作を行えば良いのだが、カメラ本体は、メインスイッチが切られてからある所定時間経過後にロック動作が完全になされたか否かを確認することなく、一方的に該装置への給電を停止する構成となるため、ロックが完全に行われずロック動作が途中で停止してしまう可能性がある。この場合、補正レンズは重力方向に落下した状態となり、そのまま気づかずに持ち運びをしてしまうと、前述した様に該装置の損傷，破壊という事態を招くことになる。
【００１５】
また、ロックが外れたまま補正レンズ２が重力方向に落下した状態で撮影を行なうと（非防振時に）、レンズ偏心量が最大の状態で撮影してしまうことになり、偏心による画質の悪化を招くという問題もあった。
【００１６】
（発明の目的）
本発明の目的は、補正手段がロックされていない状態で電力供給が断たれたとしても、該装置の損傷・破壊、さらには該装置が搭載される機器の以後の動作に悪影響を及ぼすといったことを防止することのできる像振れ補正装置を提供しようとするものである。
【００１７】
【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、像振れを補正する補正手段と、前記補正手段を所定の位置にロックするためのロック手段と、前記ロック手段を駆動する駆動手段とを有する像振れ補正装置であって、前記駆動手段による前記補正手段のロック動作が終了する前に、該像振れ補正装置への電力供給が断たれたことを判定する判定手段と、前記判定手段による判定結果に基いて前記補正手段のロックが未完状態であることを記憶するロック状態記憶手段と、該像振れ補正装置に再度電力供給が為された際に、前記ロック状態記憶手段がロック未完状態を示すときは、前記駆動手段により前記ロック手段を駆動し、前記補正手段のロックを行わせるロック制御手段とを有する像振れ補正装置とするものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて詳細に説明する。
【００２０】
図１は本発明の実施の一形態に係る電気的構成を示すブロック図であり、この実施の形態では一眼レフカメラに適用した場合について示している。
【００２１】
図１において、１０１はレンズマイコンであり、カメラ本体側から通信用の接点１０９ｃ（クロック信号用），１０９ｄ（カメラ本体→レンズ信号伝達用）を通じて通信を受け、その指令値によって、図１に示したような構成より成る振れ補正系１０２，ズーム駆動系１０３，フォーカス駆動系１０４，絞り駆動系１０５の動作を行わせたり、振れ補正系１０２の制御を行ったりする。
【００２２】
前記振れ補正系１０２は、振れを検知する振れセンサ１０６，補正レンズ変位検出用の位置センサ１０７、及び、前記振れセンサ１０６と位置センサ１０７の出力を基にレンズマイコン１０１にて算出された制御信号によって補正レンズを駆動して振れ補正動作を行う振れ補正駆動系１０８から成る。前記ズーム駆動系１０３は、レンズマイコン１０１からの指令値によって、又は不図示のスイッチが撮影者によって押されると、レンズの焦点距離を変更するように不図示のレンズ鏡筒を駆動する。前記フォーカス駆動系１０４は、レンズマイコン１０１からの指令値によって、焦点調節用のレンズを駆動してフォーカシングを行う。前記絞り駆動系１０５は、レンズマイコン１０１からの指令値によって、絞りを設定された位置まで絞る又は開放状態に復帰させるという動作を行う。また、前記レンズマイコン１０１は、レンズ内の状態（ズーム位置，フォーカス位置，絞り値の状態など）や、レンズに関する情報（開放絞り値，焦点距離，測距演算に必要なデータなど）を通信用の接点１０９ｅ（レンズ→カメラ本体信号伝達用）よりカメラ本体側に伝達することも行う。
【００２３】
前述のレンズマイコン１０１，振れ補正系１０２，ズーム駆動系１０３，フォーカス駆動系１０４、及び、絞り駆動系１０５によって、レンズ電気系１１０が構成される。そして、このレンズ電気系１１０に対しては、接点１０９ａ，グランド接点１０９ｂを通じてカメラ内電源１１８から給電が行われる。
【００２４】
１２４（以下、ＳＷＩＳとも記す）は振れ補正動作を選択する為の防振スイッチであり、振れ補正動作を選択する場合はこの防振スイッチ１２４をＯＮにする。
【００２５】
カメラ本体内部には、該カメラ本体内電気系１１１として、測距部１１２，測光部１１３，シャッタ部１１４，表示部１１５，その他の制御部１１６、及び、これらの動作開始，停止などの管理，露出演算，測距演算などを行うカメラマイコン１１７が内蔵されている。これらカメラ内電気系１１１に対しても、その電源はカメラ内電源１１８より供給される。
【００２６】
１２１（以下、ＳＷ１とも記す）は測光や測距を開始させる為のスイッチであり、１２２（以下、ＳＷ２とも記す）はレリーズ動作を開始させる為のレリーズスイッチであり、これらは一般的には２段ストロークスイッチであって、レリーズボタンの第１ストロークでスイッチ１２１がＯＮし、第２ストロークでレリーズスイッチ１２２がＯＮになるように構成されている。１２３（以下、ＳＷＭとも記す）は露出モード選択スイッチであり、露出モード変更は、該スイッチのＯＮ，ＯＦＦで行ったり、該スイッチ１２３と他の操作部材との同時操作により行う方法等がある。
【００２７】
次に、上記構成のカメラにおけるレンズ鏡筒側での、つまりレンズマイコン１０１の動作について、図２のフローチャートにより説明する。
【００２８】
まず、ステップ＃１において、リセット信号の入力により、レンズ制御，像振れ補正制御の為の各種初期設定を行なう。次のステップ＃２においては、ズーム，フォーカスポジションの検出を行なう。続くステップ＃３においては、カメラからの指令に基づいてフォーカス駆動を行なう。そしてステップ＃４にて、カメラからの通信、スイッチＳＷＩＳの状態に応じて像振れ補正装置の振れ補正系のロック・アンロック制御を行なう（詳細は後述する）。
【００２９】
ステップ＃５においては、カメラからホルト（レンズ内のアクチュエータの全駆動を停止する）命令を受信したかどうかの判定を行ない、ホルト命令を受信していなければステップ＃１へ戻り、以下同様の動作を繰り返す。また、ホルト命令を受信した場合はステップ＃５からステップ＃６へ進み、像振れ補正動作中かどうかの判定を行なう。この結果、像振れ補正停止中であればステップ＃１２へ進むが、像振れ補正動作中であればステップ＃７へ進み、像振れ補正動作中にホルト命令を受信したことになるので、前記ロック動作を直ちに行なうのであるが、その前にこのステップでロック未完フラグを予め「１」にセットしておく。そして、次のステップ＃８において、カメラ側から供給される該装置のアクチュエータ駆動用電源Ｖ_BAT が所定値、例えば2.5V以上であるかの判定を行い、2.5V以上であればロック駆動動作を行うことが可能であるのでステップ＃９へ進み、2.5V未満の場合、つまりカメラのメインスイッチが振れ補正中にＯＦＦされた様な場合はロック駆動動作を行うことは出来ないのでステップ＃１２へと進む。
【００３０】
ステップ＃９においては、アクチュエータ駆動用電源Ｖ_BAT が2.5V以上であるのでロック駆動動作を行うことが可能であることから、ロック動作を開始する。そして、次のステップ＃１０において、ロック駆動時間が経過したかどうかの判定を行い、経過していなければロックは駆動中であるのでステップ＃８へ進み、再び電源Ｖ_BAT の判定を行う。一方、ロック駆動時間が経過していれば、補正レンズのロック動作は終了しているのでステップ＃１１へ進み、補正レンズは所定の位置にロックされているので、ロック未完フラグを「０」とする。このステップ＃１１を通過しない場合は、補正レンズは完全にロックされておらず、補正レンズは重力方向に落下した状態になってしまう。
【００３１】
次のステップ＃１２にて、ホルト制御を行う。ここでは全駆動を停止し、レンズマイコン１０１をスリープ（停止）状態にする。そして、次のステップ＃１３において、ホルト解除命令を受信したかどうかの判定を行ない、ホルト解除命令を受信していなければスリープ状態持続する為にこのステップに留まる。また、受信したならば、スリープ状態を解除する為にステップ＃１４へ進み、ホルト解除制御を行ない、レンズマイコン１０１をスリープ状態から通常の動作状態に戻す。
【００３２】
次のステップ＃１５にて、以前の補正レンズのロック状態の判定を行なう。つまり、ロック未完フラグが「1 」かどうかの判定を行なう。この結果、ロック未完フラグが「０」であればステップ＃２へ戻るが、ロック未完フラグが「１」であればステップ＃１６へ進み、補正レンズのロックは未完なので、再びロック動作を行なう。そして、ステップ＃１７において、ロック未完フラグを「０」にし、ステップ＃２へ戻る。
【００３３】
これらの動作の間に、カメラからの通信によるシリアル通信割り込み、像振れ補正制御割り込みの要求があれば、それらの割り込み処理を行なう。シリアル通信割り込み処理は、通信データのデコード、絞り駆動等のレンズ処理を行なう。そして通信データのデコードによって、メインスイッチのＯＮ、スイッチＳＷ１のＯＮ、スイッチＳＷ２のＯＮ、シャッタ秒時等が判別できる。
【００３４】
次に、上記ステップ＃４において実行される「ロック・アンロック制御」動作の詳細について、図３及び図４のフローチャートを用いて説明する。また、像振れ補正動作は、カメラのメインスイッチ、スイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷＩＳの全てがＯＮになったら開始するようなシステムとしている。
【００３５】
まず、ステップ＃２１において、カメラのメインスイッチがＯＮされているかどうかの判定を行い、ＯＮされていなければ図４のステップ＃３２へ進み、ＯＮされていればステップ＃２２へ進む。ステップ＃２２にて、スイッチＳＷ１がＯＮされているかどうかの判定を行い、ＯＮされていなければ図４のステップ＃３２へ進み、ＯＮされていればステップ＃２３へ進む。ステップ＃２３にて、スイッチＳＷＩＳがＯＮされているかどうかの判定を行い、ＯＮされていなければ図４のステップ＃３２へ進み、ＯＮされていればステップ＃２４へ進む。
【００３６】
つまり、カメラのメインスイッチ、スイッチＳＷ１、スイッチＳＷＩＳの全てがＯＮであればステップ＃２４からの像振れ補正開始動作を行い、どれか一つでもＯＦＦの場合は図４のステップ＃３２からの像振れ補正終了動作を行う。
【００３７】
ステップ＃２４においては、像振れ補正開始フラグＩＳ＿ＳＴＡＲＴを「１」にセットし、次のステップ＃２５において、図１の振れ補正駆動系１０８内の振れ振れ補正駆動用のコイルに通電を行う。そして、ステップ＃２６において、アンロック動作を行うために、ロックリングをアンロック方向に駆動させるステッピングモータを制御するドライバ回路（振れ補正駆動系１０８内に具備されている）のポート（４個所）に初期通電パターンを設定するのであるが、ここでは前記アンロック時通電パターンの設定時間が経過したかどうかの判定を行う。もし経過していなければステップ＃２７へ進み、前記アンロック時通電パターンの設定時間が経過していないので、アンロック時通電パターンをポートに設定する。そして、ステップ＃２８において、上記ステッピングモータを制御するドライバ回路を駆動し、再びステップ＃２６へ戻る。
【００３８】
その後、アンロック時通電パターンの設定時間が経過したことを判定すると、ステップ＃２６からステップ＃２９へ進み、次のステップで設定すべきアンロック時通電パターンに更新する。そして、次のステップ＃３０において、アンロック動作が完全に終了するアンロック駆動時間が経過したかどうかの判定を行い、経過していなければ前述したステップ＃２７以降へと進み、新規通電パターンで再び駆動回路を駆動する。
【００３９】
また、アンロック駆動時間が経過していればステップ＃３０からステップ＃３１へ進み、ドライバ回路の駆動を停止する。この状態において補正レンズはアンロック状態（像振れ補正制御可能な状態）となる。
【００４０】
カメラのメインスイッチ、スイッチＳＷ１、スイッチＳＷＩＳのどれか一つでもＯＦＦの場合は、前述した様に像振れ補正終了動作を行う為に図４のステップ＃３２へと進む。
【００４１】
ステップ＃３２においては、像振れ補正開始フラグＩＳ＿ＳＴＡＲＴを「０」にクリアし、次のステップ＃３３において、補正レンズを中心位置へ移動させるセンタリング動作が終了したかどうかの判定を行い、終了していなければ終了するまでこのステップに留まる。その後、センタリング動作が終了した事を判定するとステップ＃３４へ進み、中心位置に補正レンズがあるので振れ補正駆動用コイルの通電を停止する。
【００４２】
次のステップ＃３５においては、ロック動作を行う為にロックリングをロック方向に駆動させるステッピングモータを制御するドライバ回路のポート（４個所）に初期通電パターンを設定するのであるが、ここでは前記ロック時通電パターンの設定時間が経過したかどうかの判定を行い、経過していなければステップ＃３６へ進み、ロック時通電パターンをドライバ回路のポートに設定する。そして、次のステップ＃３７において、ステッピングモータを制御するドライバ回路を駆動し、再びステップ＃３５へ戻る。
【００４３】
上記ステップ＃３５において、前記ロック時通電パターンの設定時間が経過したらステップ＃３８へ進み、次のステップで設定すべきロック時通電パターンに更新する。そして、次のステップ＃３９において、ロック動作が完全に終了するロック駆動時間が経過したかどうかの判定を行い、経過していなければ前述のステップ＃３６以降へ進み、新規通電パターンで再びドライバ回路を駆動する。
【００４４】
また、ロック動作が終了するロック駆動時間が経過していればステップ＃３９からステップ＃４０へ進み、ドライバ回路の駆動を停止する。この状態において補正レンズはロック状態となる。
【００４５】
以上のようにして、ロック・アンロック制御動作は行われる。
【００４６】
また、上記図２のステップ＃１６におけるロック動作は、図４において、ステップ＃３５からステップ＃４０までのロック動作部分と同等であるので、ここでの説明は省略する。
【００４７】
以上の様に、像振れ補正動作中にカメラのメインスイッチがＯＦＦされたような場合（図２のステップ＃５のＹＥＳ）、補正レンズがロック未完状態であったら、以後のカメラのメインスイッチのＯＮ時に再度ロック動作を行なうようにしている為（ステップ＃１４→＃１５→＃１６）、再度メインスイッチがＯＮされることなく、持ち歩く等をしない限り、補正レンズが揺動したり、衝撃による該装置の損傷・破壊、また、撮影の失敗という不都合を生じる事がなくなる。
【００４８】
（発明と実施の形態の対応）
上記実施の各形態において、振れ補正系１０８内の補正レンズが本発明の補正手段に、振れ補正駆動系１０８内のコイル等が本発明の駆動手段に、振れ補正駆動系１０８内のロックリング等が本発明のロック手段に、レンズマイコン１０１が本発明のロック制御手段に、それぞれ相当する。
【００４９】
以上が実施の形態の各構成と本発明の各構成の対応関係であるが、本発明は、これら実施の形態の構成に限定されるものではなく、請求項で示した機能、又は実施の形態がもつ機能が達成できる構成であればどのようなものであってもよいことは言うまでもない。
【００５０】
（変形例）
本実施の形態では、振れ補正系として、光軸に垂直な面内で光学部材を動かすシフト光学系を例にしているが、可変頂角プリズム等の光束変更手段や、光軸に垂直な面内で撮影面を動かすもの等、振れが補正できるものであり、そのロック手段を有するものであればどのようなものであってもよい。
【００５１】
本発明は、クレームまたは実施の形態の構成の全体もしくは一部が、一つの装置を形成するようなものであっても、他の装置と結合するようなものであっても、装置を構成する要素となるようなものであってもよい。
【００５２】
また、各請求項記載の発明または実施の各形態の構成が、全体として一つの装置を形成する様なものであっても、又は、分離もしくは他の装置と結合するようなものであっても、又は、装置を構成する要素のようなものであっても良い。
【００５３】
また、本発明は、一眼レフカメラに適用した例を述べているが、ビデオカメラや電子スチルカメラ等の種々の形態のカメラ、さらにはカメラ以外の光学機器やその他の装置、更にはそれらカメラや光学機器やその他の振れ補正を必要とする装置に適用される装置、又はこれらを構成する要素に対しても適用できるものである。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、補正手段がロックされていない状態で電力供給が断たれたとしても、該装置の損傷・破壊、さらには該装置が搭載される機器の以後の動作に悪影響を及ぼすといったことを防止することができる像振れ補正装置を提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る像振れ補正装置を具備した一眼レフカメラの電気的構成を示すブロック図である。
【図２】図１のレンズマイコンでの動作を示すフローチャートである。
【図３】図２のステップ＃４にて行われるロック・アンロック制御動作の一部を示すフローチャートである。
【図４】図３の動作の続きを示すフロチャートである。
【図５】光学的に像振れ補正を行う装置の概略構成の一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
２補正レンズ
１２ステッピングモータ
１３ロックリング
１０１レンズマイコン
１０２振れ補正系
１０８振れ補正駆動系
１１８カメラ内電源
１１７カメラマイコン

Claims

像振れを補正する補正手段と、
前記補正手段を所定の位置にロックするためのロック手段と、
前記ロック手段を駆動する駆動手段とを有する像振れ補正装置であって、
前記駆動手段による前記補正手段のロック動作が終了する前に、該像振れ補正装置への電力供給が断たれたことを判定する判定手段と、
前記判定手段による判定結果に基いて前記補正手段のロックが未完状態であることを記憶するロック状態記憶手段と、
該像振れ補正装置に再度電力供給が為された際に、前記ロック状態記憶手段がロック未完状態を示すときは、前記駆動手段により前記ロック手段を駆動し、前記補正手段のロックを行わせるロック制御手段とを有することを特徴とする像振れ補正装置。
前記ロック制御手段はマイクロコンピュータを含み、前記ロック状態記憶手段は、前記マイクロコンピュータ内のフラグとしてロック状態を記憶するものであることを特徴とする請求項１記載の像振れ補正装置。
請求項１又は２記載の像振れ補正装置を有する光学機器。
請求項１又は２の像振れ補正装置を取り付け可能な一眼レフカメラ。
前記駆動手段を駆動する為の電源は光学機器又は一眼レフカメラ側に配置されていることを特徴とする請求項１又は２記載の像振れ補正装置。