JPH0418515A - 補正光学機構用位置検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の利用分野） 本発明は、比較的低い周波数の振動を受ける光学機器の
振動抑制の為に用いられろ補正光学機構に、補正レンズ
と共に具備され、該補正レンズの位置を検出する補正光
学機構用位置検出装置の改良に関するものである。

（発明の背景） 本発明の対象となる従来技術をカメラの場合を例にして
以下に説明する。

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、カメラブレ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。

最近ではこのカメラブレに起因する撮影失敗をも防止す
るカメラが意欲的に研究され、特に撮影者の手ブレによ
る撮影失敗を防止する目的のカメラについてその開発、
研究が進められている。

撮影時のカメラの手ブレは周波数として通常ＩＯ２乃至
１２）１２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の基本的な考え方として、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
て補正レンズな変位させる事が必要とされている。従っ
て、上記目的（即ち、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、手ブレによる光軸
変化を補正することが必要となる。

この振動（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
号を電気的或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行
うことができる。そして、この検出情報に基づいて撮影
光軸を偏心させる補正光学機構を駆動させ、像プレ抑制
を行うことになる。

ここで、角加速度計を用いた像プレ抑制システムについ
て、第３図を用いてその概要を説明する。この例は、図
示矢印５１方向のカメラ縦ブレ５１ｐ及びカメラ横ブレ
５１ｙに由来する像ブレを抑制するシステムの図である
。

同図中、５２はレンズ鏡筒、５３ｐ、５３ｙは各々カメ
ラ縦プレ角加速度計、カメラ横ブレ角速度を検出する角
加速度計で、それぞれの角加速度検出方向を５４ｐ、５
４ｙで示しである。５５ｐ５５ｙは公知のアナログ積分
回路を用いて構成された積分器であり、角加速度計５３
ｐ、５３ｙの出力信号を積分して手プレ角変位に変換し
、該信号により補正光学機構５６　（５７ｐ、５７ｙは
各々その駆動部、５８ｐ、５８５／は補正光学位置検出
センサ）を駆動させて像面５９での安定を確保する。尚
、補正光学機構自体に機械的積分作用を持たせ、上記の
積分器５５ｐ、５５ｙを省くことも出来る。

第４図はかかるシステムに好適に用いられる補正光学機
構の構造図であり、補正レンズ４１は光軸と直交する互
いに直角な２方向（ピッチ方向４２ｐとヨ一方向４２ｙ
）に自在に駆動可能である。以下にその構成を示す。

第４図において、補正レンズ４１を保持する固定枠４３
はポリアセクール樹脂（以下ＰＯＭと略記する）等のす
べり軸受４４ｐを介してピッチスライド軸４５ｐ上を摺
動出来る様になっている。

又、ピッチスライド軸４５ｐは保持枠４６に取り付けら
れている。

固定枠４３はピッチスライド軸４５ｐと同軸のピッチコ
イルバネ４７ｐに挾まれており、中立位置付近に保持さ
れる。

固定枠４３にはピッチコイル４８ｐを取り付けである。

ピッチコイル４８ｐはピッチマグネット４９ｐとピッチ
ヨーク４１０ｐで構成される磁気回路中に置かれており
、電流を流すことで固定枠４３はピッチ方向４２ｐに駆
動される。

ピッチコイル４８ｐにはスリット４１１ｐが設けられて
おり、投光器４１２１）（赤外発光ダイオードＩＲＥＤ
）と受光器４１３ｐ（半導体装置検出素子ＰＳＤ）とに
より該スリット４１１ｐを介して固定枠４３のピッチ方
向４２ｐの位置検出を行う。

保持枠４６にはＰＯＭ等のすべり軸受４４ｙが嵌合され
ており、ヨースライド軸４５ｙが取り付けられたハウジ
ング４１４内を摺動可能となっている。該ハウジング４
１４は不図示のレンズ鏡筒に取り付けである為、保持枠
４６は該レンズ鏡筒に対しヨ一方向４２ｙに移動可能と
なる。又、ヨースライド軸４５ｙと同軸にヨーコイルバ
ネ４７ｙが設けられており、固定枠４３と同様中立位置
付近に保持される。

又、固定枠４３にはヨーコイル４８ｙが設けられており
、ヨーコイル４８ｐを挟むヨーマグネット４９ｙとヨー
ヨーク４１０ｙの関連で固定枠４３はヨ一方向４２ｙに
も駆動される。

ヨーコイル４８ｙにはスリット４１．　ｌ　ｙが設けら
れており、ピッチ方向４２ｐと同様固定枠４３のヨ一方
向４２ｙの位置検出を行う。

上記補正レンズ４１のピッチ方向４２ｐと三方向４２ｙ
の駆動系はこの第４図で示す構成となっている。

第４図において、受光器４１３ｐ　、４１３ｙの出力が
増幅器４１５ｐ　、４ｉｓｙで増幅され、コイル（ピッ
チコイル４８ｐ、ヨーコイル４８ｙ）に入力されると、
固定枠４３が駆動されて前記受光器４１３ｐ　、４１３
ｙの出力が変化する。ここで、コイル４８ｐ、　４ｓｙ
の駆動方向（極性）を受光器４１３ｐ　、４１３ｙの出
力が小さくなる方向にすると、破線４１８ｐ　、４１８
ｙで示す閉じた系が形成され、受光器４１３ｐ　、４１
３ｙの出力がほぼゼロになる時点で安定する。

ここで、補償回路４１６ｐ　、４１６ｙは第４図の系を
より安定化させる為の回路であり、駆動回路４１７ｐ　
、４１７ｙはコイル４８ｐ、４８；ｙへの印加電流を補
う回路である。

この様な系に外部から指令信号４１９ｐ　、４１９ｙが
与えられると、補正レンズ４１はピッチ方向４２ｐとヨ
一方向４２ｙに該指令信号４１９ｐ、４１９ｙに極めて
忠実に駆動される。

しかしながら、従来例における補正光学用位置検出装置
は、第４図にてピッチ方向４２ｐ、ヨー方向４２ｙに動
く補正レンズ４１と一体に動くスリット４１１ｐ、４１
１ｙに対して、ハウジング４１４と一体に固定された投
光器４１２ｐ、４１２ｙと受光器４１３ｐ、４１３．ｙ
にて構成されており、第５図に示す如く投光器４１２ｐ
、４１２ｙより発せられ、矢印４２ｐ、４２．ｙ方向に
動くスリット４１１ｐ、４１１ｙのスリット部を通過し
た光線の、受光器４１３ｐ、４１３３／の位置検出面４
２０ｐ、４２０ｙ上の入射位置を出力として位置検出を
行うものである為、以下の様な問題点を有していた。

第５図において、投光器４１２ｐ、４１２ｙからスリッ
ト４１１ｐ、４１１ｙ迄の距離を氾１、又受光器４１３
ｐ、　４１．３ｙの位置検出面４２０ｐ、４２０ｙ迄の
距離をβ２とし、また、投光器４１２ｐ、４１２ｙ及び
位置検出面４２０ｐ。

４２０ｙの中心を結ぶ位置を原点として、スリット４１
１ｐ、４１１ｙのスリット部の中心位置迄の距離をＬｌ
とし、スリット４１１ｐ、４１１ｙのスリット部を通過
した光線の位置検出面４２０ｐ、４２０．ｙへの入射位
置迄の距離をＬｌとする。

ここで、スリット部中心位置迄の距離Ｌ１、位置検出面
迄の距離Ｌ２との差をδとすると、次の関係が成り立つ
。

βＩ Ｌ　、　＝　−Ｘ　Ｌ　２　　　　　　　　・・・・・
・式（１）％式％） 現実的には、受光器４１３ｐ、４１３ｙの位置検出面４
２０ｐ、４２０ｙの保護の為のパッケージ厚みやスリッ
ト４１１ｐ、４１１ｙと受光器４１３ｐ、４１３ｙとの
クリマランスの存在によりｌ２Ｉｆ：β２であり、！２
１くｆ２２であるから、上記式（１）、（２）は、 ＬｌくＬｌ　　　　　　　　　　・・・・・・式（３）
δ〉０　　　　　　　　　　　・・・・・・式（４）と
なる。

第５図にて受光器４１３ｐ、４１３ｙの位置検出可能限
界位置をＬｌと考えた場合、スリット部中心位置はり、
であり、式（３）より、Ｌｌ＜Ｌ。

となる、又、式（２）より、ＬｌもしくはＬｌの値が大
きくなればなる程、ＬｌとＬｌの差であるδは大きくな
る。つまり、第４図にてスリット４１ｉｐ、４１１ｙと
一体にある補正レンズ４１の位置検出可能範囲は、必ず
受光器４１３ｐ、４１３ｙの位置検出可能範囲よりも小
さくなり、補正レンズ４１のピッチ方向４２ｐ、ヨ一方
向４２ｙへの可動範囲（以下ストローク）が大きくなる
に従い、補正レンズ４１の受光器４１３ｐ、４１３ｙの
位置検出可能範囲との差は大きくなる問題を持っている
。

このことは、補正レンズ４１のストロークを拡大するに
あたって、そのストロークより広い位置検出可動範囲を
持つ受光器を用いることとなり、コスト、スペースの増
加につながる。

また、第４図に示されるスリット４１１ｐ、４１１ｙと
一体の補正レンズ４１の原点よりのピッチ方向４２ｐ又
はヨ一方向４２ｙの距離をり、とすると、第５図に示さ
れる様にこの距離Ｌ１を知るには、受光器４１３ｐ、４
１３．Ｙの位置検出面４２０ｐ、４２０ｙでの距離り、
から上記式（１）に示される様に、投光器４１２ｐ、４
１２ｙ、スリット板４１１ｐ、４１１ｙ、受光器４１．
３　ｐ　。

４１３ｙの位置検出面４２０ｐ、４２０ｙの各々の距離
で決るｆ２１．ｆ２２から得られる「Ｉ２１／β２」を
乗するという変換を必要とする問題点も持った・ また、上述の距離β１．ρ２は量産時、製造誤差により
個体差を有する故、高い位置検出精度を求められる場合
は、製品毎に調整を必要とする問題点につながる。

これらの問題点は、投光器４１２ｐ、４１２ｙからスリ
ット４１１ｐ、４１１ｙのスリット部を通過し、受光器
４１３ｐ、４１３ｙの位置検出面４２０ｐ、４２０ｙに
入射する光線の入射角が、スリット４１１ｐ、４１１ｙ
のスリット部の移動方向４２ｐ、４２ｙにおける位置に
より異なる為に生じるものである。

（発明の目的） 本発明の目的は、上述した問題点を解決し、コスト、ス
ペースを増加させることなく、補正レンズの位置検出可
能範囲を拡大させることができ、且つ位置検出の為の演
算を簡略化すると共に、該装置の生産性の向上を図るこ
とのできる補正光学機構用位置検出装置を提供すること
である。

（発明の特徴） 上記目的を達成するために、本発明は、受光手段或は投
光手段を非可動部材に固定し、投光手段或は受光手段を
可動部材である補正レンズと一体的に構成し、以て、前
記受光手段の受光面に入射する前記投光手段よりの光線
の入射角が、常に一定となるようにしたことを特徴とす
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図本発明の一実施例を含む補正光学機構の構成を示
すものであり、第４図と同じ部分は同一符号を付しであ
る。

第４図の従来例に比べて異なる点は、投光器４１２￥）
、４１２ｙをスリット４１１ｐ、４１１ｙに固定部材４
２１ｐ、４．２１ｙを介して取付け、補正レンズ４１を
保持する固定枠４３とピッチ方向４２ｐ、ヨ一方向４２
．ｙに一体となって動くように構成したことにある。

この様な構成にすることにより、第２図に示す様に、投
光器４１２ｐ、４１２ｙは固定部材４２１ｐ、４２１．
ｙを介してスリット４１１ｐ、４１１ｙと一体にピッチ
方向４２ｐ、ヨ一方向４２．ｙに動く。

そして、投光器４１２ｐ、４１２ｙより発せられ、スリ
ット４１１ｐ、４１１ｙのスリット部を通過した光線は
、スリット４１１ｐ、４１１ｙのピッチ方向４２ｐ、ヨ
一方向４２ｙの位置に依らず、受光器４１３ｐ、４１３
ｙの位置検出面４２０ｐ、４２０ｙに対して、一定の角
度を為す。

スリット４１１ｐ、４１１ｙのスリット部の位置迄の距
離Ｌ１と位置検出面４２０ｐ、４２０ｙの入射光線の位
置迄の距離Ｌ２の関係は常にり、＝Ｌ２となる。

このことから、スリット４１１ｐ、４１１ｙと一体で動
く補正レンズ４１のピッチ方向４２ｐヨ一方向４２ｙの
ストロークを受光器４１３ｐ。

４１３ｙの位置検出可能限界範囲と同じにすることが可
能となる。

又、上述の如く常にり、＝Ｌ２どなることから、スリッ
ト４１１ｐ、４１１ｙと一体で動く補正レンズ４１の位
置り、を知るのに、従来のように上記式（１）の如く距
離Ｌ２と「℃１／ρ２」を乗すると演算をすることなぐ
、直接知ることが出来る。

第２図では投光器４１２ｐ、４１３ｙの中心とスリット
４１１ｐ、４１２ｙのスリット部の中心を通過する光線
は、位置検出面４２０ｐ、４２０ｙに直交しているが、
投光器４１２ｐ、４１２ｙがスリット４１１ｐ、４１２
．ｙに対して、上述の位置よりずれて取付けられ、スリ
ット部の中心を通過する光線が位置検出面４２０ｐ、４
２０ｙにある角度を持ったとしても同じであることは言
うまでもない。

本実施例によれば、投光器とスリットとが一体に動くよ
うに構成し、スリットの位置によらず常に受光面への投
光器よりの光線の入射角が一定となるようにしている為
、従来の問題点であった受光器の位置検出範囲よりスリ
ットの位置検出範囲が狭められるといったことがなくな
り、スリットのストローク拡大にあたり、該スリットの
位置検出必要範囲に対して必要以上の位置検出範囲を持
つ受光器を使用せずに済む。この事はコスト、スペース
を増加させることなく、スリットのストローク拡大を、
つまりは補正レンズの位置検出可能範囲の拡大を果せる
ことになる。

また、スリットの位置を求める為に、距離Ｌ２を求め、
これと「β１／Ｉ２２Ｊを乗するという変換をする必要
がなくなり、個々の製造誤差から生れるこの変換値のバ
ラツキは無関係であることから、生産性の向上が図れる
。

（変形例） 本実施例においては、投光器、受光器間に配置されるス
リットを投光器と一体に移動させ、位置検出を行うよう
にしていたが、これは一体となった投光器及びスリット
と受光器の相対的位置を知ることに他ならない。従って
、投光器及びスリットを固定とし、受光器側を補正レン
ズの移動に連動させて移動させ、位置検出を行うように
しても同様の効果を得ることができる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、受光手段或は投
光手段を非可動部材に固定し、投光手段或は受光手段を
可動部材である補正レンズと一体的に構成し、以て、前
記受光手段の受光面に入射する前記投光手段よりの光線
の入射角が、常に一定となるようにしたから、コスト、
スペースを増加させることなく、補正レンズの位置検出
可能範囲を拡大させることができ、且つ位置検出の為の
演算を簡略化すると共に、該装置の生産性の向上を図る
ことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を含む補正光学機構の構成を
示す斜視図、第２図は本実施例における位置検出につい
て説明する為の縦断面図、第３図はこの種の補正光学機
構をカメラに適用した場合を示す斜視図、第４図は従来
の補正光学機構の構成を示す斜視図、第５図は従来にお
ける位置検出について説明する為の縦断面図である。 ４１・・・・・・補正レンズ、４３・・・・・・固定枠
、４１ｐ、４１１ｙ・・・・・・スリット、４１２ｐ、
４１２・・・・・・投光器、４１３ｐ、４１３．ｙ・・
・・・・受光器、２０ｐ、４２０ｙ・・・・・・位置検
出面、４２１ｐ。 ２１ｙ・・・・・・固定部材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）投光手段と、該投光手段より投射された光を受光
   して補正レンズの位置情報を出力する受光手段とを備え
   、補正レンズと共に比較的低い周波数の振動を受ける光
   学機器の振動抑制の為に用いられる補正光学機構内に具
   備される補正光学機構用位置検出装置において、前記受
   光手段或は投光手段を非可動部材に固定し、前記投光手
   段或は受光手段を可動部材である前記補正レンズと一体
   的に構成したことを特徴とする補正光学機構用位置検出
   装置。