JPH0486735A - Angle displacement detection device for vibration proof device of camera - Google Patents

Angle displacement detection device for vibration proof device of camera

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JPH0486735A
JPH0486735A JP20118390A JP20118390A JPH0486735A JP H0486735 A JPH0486735 A JP H0486735A JP 20118390 A JP20118390 A JP 20118390A JP 20118390 A JP20118390 A JP 20118390A JP H0486735 A JPH0486735 A JP H0486735A
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JP
Japan
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floating body
outer cylinder
output
spring force
outer jacket
Prior art date
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Pending
Application number
JP20118390A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuhiko Shiomi
泰彦 塩見
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Priority to US07/738,112 priority patent/US5229603A/en
Publication of JPH0486735A publication Critical patent/JPH0486735A/en
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  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

PURPOSE:To vary spring force acting between an outer jacket and a floating body and to improve a rising characteristic by executing the control of energiz ing to an electromagnetic means according to the relative displacement amount of the outer jacket and the floating body by a means which varies the spring coefficient of the spring force acting between the outer jacket and the floating body. CONSTITUTION:Liquid fills up the inside of the cylindrical outer jacket 21 and the floating body 22 is supported in the liquid so that it can be freely rotated with a rotating shaft 27 as a center. Then, a light projecting element 25 and a light receiving element 26 for optically detecting the movement of the floating body 22 are arranged. Besides, a yoke 23 constituting a closed magnetic circuit with the floating body 22 is arranged, and a coil 24 is arranged between the yoke 23 part and the floating body 22. Then, a current in proportion to the relative displacement of the floating body 22 and the outer jacket 21 is applied to the coil 24 and the spring force of a sensor is electrically generated. Besides, the proportional constant thereof is varied according to the displacement output of the sensor. Thus, the rising characteristic of a device is improved.

Description

【発明の詳細な説明】 (発明の利用分野) 本発明は、手振れを防止する為のカメラの防振装置に用
いられる角変位検出装置の改良に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Application of the Invention) The present invention relates to an improvement in an angular displacement detection device used in a camera vibration isolation device for preventing camera shake.

(発明の背景) 従来のカメラの防振装置には、特願昭63−12637
4号、特願昭63−126375号等にに記載されてい
る様な角変位検出装置が用いて成るものがあるが、この
種の防振装置の概略構成を第6図に示す。
(Background of the Invention) Conventional camera anti-shake devices include patent application No. 63-12637.
4, Japanese Patent Application No. 63-126375, etc., there is a device using an angular displacement detecting device, and the schematic structure of this type of vibration isolating device is shown in FIG.

第6図において、液体を封入した外筒1の中にある所定
の回転軸3回りに支持された浮体2が設置されている。
In FIG. 6, a floating body 2 supported around a predetermined rotating shaft 3 in an outer cylinder 1 filled with liquid is installed.

又、この外筒1の回りには浮体2を基準位置に保つ為に
永久磁石4が該浮体2と閉磁右回路を構成するごとく設
置されている。この状態で、カメラと一体となっている
外筒lが手振れの影響で絶対空間に対してθINだけ回
転したとすると、中の浮体2は外筒1の中の液体の慣性
によって絶対空間に対して静止状態を維持する為、相対
的に浮体2は外筒1に対して回転したことになる。よっ
て、この回転量を、カメラと同じく−体となって回転し
ている投光素子5と光の入射位置によって2つの出力の
比が変化する受光素子6によって光学的に検出すること
が可能であり、その結果、センサ制御回路13に回転角
に相当する出力が発生する。なお、前記外筒1から受光
素子6まで、及びセンサ制御回路13が角変位検出装置
に相当する。
Further, a permanent magnet 4 is installed around this outer cylinder 1 so as to form a closed magnetic right circuit with the floating body 2 in order to maintain the floating body 2 at a reference position. In this state, if the outer cylinder l that is integrated with the camera rotates by θIN with respect to absolute space due to the influence of camera shake, the floating body 2 inside will rotate relative to absolute space due to the inertia of the liquid in outer cylinder 1. In order to maintain a stationary state, the floating body 2 rotates relative to the outer cylinder 1. Therefore, it is possible to optically detect this amount of rotation using the light emitting element 5, which rotates as a body like the camera, and the light receiving element 6, whose ratio of two outputs changes depending on the light incident position. As a result, an output corresponding to the rotation angle is generated in the sensor control circuit 13. Note that the section from the outer tube 1 to the light receiving element 6 and the sensor control circuit 13 correspond to an angular displacement detection device.

一方、像の振れを補正する光学手段としては、公知の可
変頂角プリズム9を用いている。この可変頂角プリズム
9は内部に一定の屈折率を持った液体が封入されており
、更に、第6図に示したようにある回転軸を中心として
伸縮できるような構成となっている。従って、この可変
頂角プリズム9の被写体側(第6図右側)の入射面を平
行位置に対してθOUTだけ回転させた場合に、撮影レ
ンズ11を通してフィルム面12へ入射する光線の光路
は上記θOUTに比例し、かつ液体の屈折率によって比
例定数が決定される分だけ光軸に対して回転することに
なる。
On the other hand, a known variable apex angle prism 9 is used as an optical means for correcting image shake. The variable apex angle prism 9 has a liquid having a constant refractive index sealed therein, and is configured to be able to expand and contract around a certain rotation axis as shown in FIG. Therefore, when the entrance surface of the variable apex prism 9 on the subject side (right side in FIG. 6) is rotated by θOUT with respect to the parallel position, the optical path of the light ray that enters the film surface 12 through the photographing lens 11 is θOUT. and is rotated about the optical axis by an amount whose proportionality constant is determined by the refractive index of the liquid.

よって、前述したセンサ(投光素子6.受光素子6)に
よって絶対空間に対する角変位を検出し、この角変位に
相当する分だけ可変頂角プリズム9の頂角を可変させれ
ば、常に被写体からの光をフィルム面12の同一位置に
導くことになり、手振れを抑えることができる。
Therefore, by detecting the angular displacement with respect to absolute space using the above-mentioned sensor (light emitting element 6, light receiving element 6) and varying the apex angle of the variable apex angle prism 9 by an amount corresponding to this angular displacement, it is possible to always keep the distance from the subject. This allows the light to be guided to the same position on the film surface 12, thereby suppressing camera shake.

第6図では可変頂角プリズム9の頂角の角度を上記角変
位検出と同様に投光素子7と受光素子8を用いて光学的
に検出し、この結果、位置検出回路14に頂角に相当す
る角度出力が発生する。ここで、センサ制御回路13か
ら出力される単位入力角度当りの出力と、位置検出回路
14から出力される単位光軸角度当りの出力は等しいも
のとする。上記センサ制御回路13の出力と位置検出回
路14の出力は共に減算回路15へ入力され、ここでこ
れらは減算され、その差出力は増幅回路16で増幅され
た後、位相補償回路17でアクチュエータ系のループが
発振しないように位相の補償が行われる。更に、位相補
償回路17の出力はドライバ18に入力され、このドラ
イバによってアクチュエータ10に電流が通電されるこ
とにより、可変頂角プリズム9が駆動する。
In FIG. 6, the apex angle of the variable apex angle prism 9 is optically detected using the light emitting element 7 and the light receiving element 8 in the same way as the angular displacement detection described above, and as a result, the apex angle is detected by the position detection circuit 14. A corresponding angular output is generated. Here, it is assumed that the output per unit input angle output from the sensor control circuit 13 and the output per unit optical axis angle output from the position detection circuit 14 are equal. The output of the sensor control circuit 13 and the output of the position detection circuit 14 are both input to the subtraction circuit 15, where they are subtracted, and the difference output is amplified by the amplifier circuit 16, and then the phase compensation circuit 17 is used to control the actuator system. Phase compensation is performed to prevent the loop from oscillating. Further, the output of the phase compensation circuit 17 is inputted to a driver 18, and the driver supplies current to the actuator 10, thereby driving the variable apex angle prism 9.

以上の構成によれば、センサ制御回路13の出力と位置
検出回路14の出力が等しくなるようにフィードバック
制御が行われることになり、検出された手振れ量に対し
て、正確に撮影光学系の光軸に対する補正を実行するこ
とができる。
According to the above configuration, feedback control is performed so that the output of the sensor control circuit 13 and the output of the position detection circuit 14 are equal, and the light of the photographing optical system is accurately adjusted to the detected amount of camera shake. Corrections to the axes can be performed.

上記従来例における構成の場合、浮体2と永久磁石4に
よって構成される閉磁気回路によって浮体2は外筒1の
所定位置に保たれており、従って浮体2の回転軸3回り
のばね力は、この磁気回路によって決定されてしまう、
センサ単体の性能としては、低い周波数の振れ信号に対
しても浮体2が絶対空間に対して静止している方が、よ
り低周波レベルまで防振効果が生れるわけで、その為に
は上記の閉磁気回路の磁力を弱くし、ばね定数自体を小
さくする必要がある。
In the case of the configuration in the above conventional example, the floating body 2 is kept at a predetermined position in the outer cylinder 1 by a closed magnetic circuit constituted by the floating body 2 and the permanent magnet 4, and therefore the spring force around the rotation axis 3 of the floating body 2 is determined by this magnetic circuit,
In terms of the performance of the sensor itself, if the floating body 2 is stationary with respect to absolute space even in response to vibration signals with low frequencies, vibration isolation effects will be produced even to lower frequency levels. It is necessary to weaken the magnetic force of the closed magnetic circuit and reduce the spring constant itself.

しかしながら、センサの性能を低周波側に伸ばした場合
には、ばね力が非常に弱い為に立上り特性は非常に悪く
なってしまう。例えば、パンニング動作のようにカメラ
の見ている位置を急速に動かした場合などは、センサ自
体に大きな力が加わって外筒1と浮体2の相対位置は大
きくずれるが、その後浮体2が元の初期位置に戻る力は
、上記のばね力と液体の粘性力だけであり、このばね力
が弱いとどうしても安定時間が長くなってしまう、従っ
て、浮体2が初期位置に復帰するまでは防振が働かない
ことになり、防振による撮影動作を実行する場合にシャ
ッタタイムラグが非常に長くなってしまうという問題点
があった。
However, when the performance of the sensor is extended to the low frequency side, the spring force is very weak and the rise characteristics become very poor. For example, when the camera's viewing position is rapidly moved, such as during panning, a large force is applied to the sensor itself, causing a large shift in the relative position of the outer tube 1 and the floating body 2, but then the floating body 2 returns to its original position. The force to return to the initial position is only the spring force mentioned above and the viscous force of the liquid, and if this spring force is weak, the stabilization time will inevitably become longer.Therefore, vibration isolation will not work until the floating body 2 returns to the initial position Therefore, there is a problem in that the shutter time lag becomes extremely long when performing a photographing operation using image stabilization.

(発明の目的) 本発明は、上述した問題点を解決し、該装置の立上り特
性を向上させることのできるカメラの防振装置用角変位
検出装置を提供することである。
(Object of the Invention) An object of the present invention is to provide an angular displacement detection device for a camera vibration isolator, which can solve the above-mentioned problems and improve the start-up characteristics of the device.

(発明の特徴) 上記目的を達成するために、本発明は、検出手段の出力
レベルに応じて電磁手段への通電を制御して、外筒と浮
体の間に働くばね力としてのばね係数を可変するばね係
数可変手段を設け、以て、外筒と浮体の相対変位量に応
じた通電制御を行って、外筒と浮体の間に働くばね力を
可変するようにしたことを特徴とする。
(Characteristics of the Invention) In order to achieve the above object, the present invention controls the energization of the electromagnetic means according to the output level of the detection means to increase the spring coefficient as the spring force acting between the outer cylinder and the floating body. The present invention is characterized in that a variable spring coefficient variable means is provided to perform energization control according to the amount of relative displacement between the outer cylinder and the floating body, thereby varying the spring force acting between the outer cylinder and the floating body. .

(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
(Embodiments of the Invention) Hereinafter, the present invention will be described in detail based on illustrated embodiments.

第1図は本発明の第1の実施例を示すもので、角変位検
出装置としての機械的構成と電気的構成の両方を組み合
わせて表現しである。
FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention, which is expressed by combining both a mechanical configuration and an electrical configuration as an angular displacement detection device.

先ず、機械的構成部分について説明する。First, the mechanical components will be explained.

円筒状の外筒21の内部には液体が満たされており、そ
の液体中には浮体22が回転軸27を中心として自在に
回転できるように支持されている。又、この浮体22の
動きを光学的に検知する為の投光素子25と受光素子2
6が図に示した様に配置され、更に、浮体22と閉磁気
回路を構成するヨーク23、このヨーク23部分と浮体
22の間には巻線コイル24が配置されている。
The inside of the cylindrical outer tube 21 is filled with liquid, and the floating body 22 is supported in the liquid so as to be freely rotatable about a rotating shaft 27. In addition, a light projecting element 25 and a light receiving element 2 are provided for optically detecting the movement of the floating body 22.
Further, a yoke 23 forming a closed magnetic circuit with the floating body 22 and a winding coil 24 are disposed between the yoke 23 and the floating body 22.

次に、電気的構成部分について説明する。Next, the electrical components will be explained.

点線で囲ったAの部分は、外筒21に対して浮体22の
位置を検出する為の位置検出部であり、投光素子25か
ら発せられた赤外光の浮体22での反射光を位置検出用
受光素子26で検出する基本構成である。受光素子26
で発生した光電流Ia、Ibは、既知の通り受光素子2
6へ入射する赤外光の重心位置に応じて分流され、それ
ぞれオペアンプ30.抵抗31.キャパシタ32で構成
される電流−電圧変換回路及びオペアンプ33、抵抗3
4.キャパシタ35で構成される電流−電圧変換回路で
電圧Va、Vbに変換される。そしてこの電圧Va、V
bは、オペアンプ36.抵抗37.38,39.40で
構成される差動増幅器へ入力されここで(Va−Vb)
なる差信号として出力され、又オペアンプ41.抵抗4
2.43.44で構成される加算増幅器へも入力されこ
こで(Va+Vb)なる和信号として出力されろ。
The part A surrounded by the dotted line is a position detection part for detecting the position of the floating body 22 with respect to the outer cylinder 21, and it detects the position of the infrared light emitted from the light emitting element 25 and reflected by the floating body 22. This is the basic configuration for detection by the detection light receiving element 26. Light receiving element 26
As is known, the photocurrents Ia and Ib generated in the photodetector 2
The infrared light incident on the operational amplifiers 30. Resistance 31. A current-voltage conversion circuit composed of a capacitor 32, an operational amplifier 33, and a resistor 3
4. A current-voltage conversion circuit including a capacitor 35 converts the voltage into voltages Va and Vb. And this voltage Va, V
b is the operational amplifier 36. It is input to the differential amplifier composed of resistors 37.38 and 39.40, where (Va-Vb)
It is output as a difference signal of 41. resistance 4
It is also input to the summing amplifier composed of 2.43.44, where it is output as a sum signal of (Va+Vb).

前記和信号(Va+Vb)は抵抗46を介してオペアン
プ45の反転入力端子へ接続されているので、オペアン
プ45.フィードバック抵抗47、電流値検出用抵抗4
9.トランジスタ50にて構成される定電流タイプの1
REDドライバ回路は、この和信号(Va+Vb)に応
じて投光素子8への通電電流を可変させ、結果としてこ
の和信号(Va+Vb)がオペアンプ45の非反転入力
端子に接続されている基準電圧KVCに等しくなるよう
に、負帰還の制御が為されている。尚、キャパシタ48
はこの帰還系が発振しないようにする為の位相補償用の
もので、抵抗47との組合せによって全体の帯域を決定
している。
Since the sum signal (Va+Vb) is connected to the inverting input terminal of the operational amplifier 45 via the resistor 46, the operational amplifier 45. Feedback resistor 47, current value detection resistor 4
9. Constant current type 1 consisting of a transistor 50
The RED driver circuit varies the current flowing to the light emitting element 8 according to this sum signal (Va+Vb), and as a result, this sum signal (Va+Vb) is connected to the reference voltage KVC connected to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 45. Negative feedback is controlled so that it is equal to . In addition, capacitor 48
is for phase compensation to prevent this feedback system from oscillating, and in combination with the resistor 47 determines the overall band.

以上の様に、受光素子26で発生する光電流を常に一定
に保つようにすれば、受光素子26の2つの出力の差信
号(Va−Vb)は温度等の変化や素子のばらつき等の
影響を受けずに、常に正しく外筒21と浮体22の相対
位置を検出することが可能となる。
As described above, if the photocurrent generated in the light receiving element 26 is always kept constant, the difference signal (Va-Vb) between the two outputs of the light receiving element 26 will be affected by changes in temperature, etc., variations in the elements, etc. It becomes possible to always correctly detect the relative position of the outer cylinder 21 and the floating body 22 without being influenced by the above.

次に、点線で囲ったBの部分は、本実施例においてセン
サとしてのパラメータを可変させる為の演算制御部であ
る。前記オペアンプ36より出力される差信号(Va−
Vb)は選択スイッチ64ゲイン設定用抵抗61を介し
てオペアンプ6゜の反転入力端子に接続され、又、選択
スイッチ65、ゲイン設定用抵抗62を介してもオペア
ンプ60の反転入力端子に接続される。尚、オペアンプ
60はフィードバック抵抗63によって反転増幅器とな
り、その出力は後述のドライバ部Cへ入力される。
Next, a part B surrounded by a dotted line is an arithmetic control section for varying the parameters of the sensor in this embodiment. The difference signal (Va-
Vb) is connected to the inverting input terminal of the operational amplifier 6° via the selection switch 64 and the gain setting resistor 61, and is also connected to the inverting input terminal of the operational amplifier 60 through the selection switch 65 and the gain setting resistor 62. . The operational amplifier 60 becomes an inverting amplifier by means of a feedback resistor 63, and its output is input to a driver section C, which will be described later.

また、オペアンプ36よりの差信号(Va−vb)はコ
ンパレータ68の反転入力端子及びコンパレータ69の
反転入力端子に接続され、それぞれのコンパレータ出力
はナントゲート67の入力となる。ここでコンパレータ
68の非反転入力端子には正の基準電圧Vcが、コンパ
レータ69の反転入力端子には負の基準電圧−Vcが接
続されている為、コンパレータ68.69.ナントゲー
ト67でウィンドウコンパレータが形成されている。即
ち、差信号(Va−Vb)の値がrVc〜−VcJO間
にある時は、ナントゲート67の出力は“L”で、基準
電圧Vcより大きいか基準電圧−Vcより小さくなると
ナントゲート67の出力は“H”となる、ナントゲート
67の出力はアナログ選択スイッチ65のゲート制御端
子に入力されると共に、インバータ66を介してアナロ
グ選択スイッチ64のゲート制御端子に入力されている
為、差信号(Va−Vb)がrVc〜−VCJの間にあ
る時はアナログ選択スイッチ64がONして抵抗61が
選択され、それ以外の時はアナログ選択スイッチ65が
ONして抵抗62が選択されることになる。
Further, the difference signal (Va-vb) from the operational amplifier 36 is connected to the inverting input terminal of the comparator 68 and the inverting input terminal of the comparator 69, and the outputs of the respective comparators become inputs to the Nant gate 67. Here, since the positive reference voltage Vc is connected to the non-inverting input terminal of the comparator 68 and the negative reference voltage -Vc is connected to the inverting input terminal of the comparator 69, the comparators 68, 69 . The Nant gate 67 forms a window comparator. That is, when the value of the difference signal (Va-Vb) is between rVc and -VcJO, the output of the Nandts gate 67 is "L", and when it is larger than the reference voltage Vc or smaller than the reference voltage -Vc, the output of the Nandts gate 67 is "L". The output becomes "H".The output of the Nant gate 67 is input to the gate control terminal of the analog selection switch 65 and also to the gate control terminal of the analog selection switch 64 via the inverter 66, so the difference signal When (Va-Vb) is between rVc and -VCJ, the analog selection switch 64 is turned on and the resistor 61 is selected; otherwise, the analog selection switch 65 is turned on and the resistor 62 is selected. become.

また、点線で囲ったCの部分は、実際に巻線コイル24
を駆動する為のドライバ部で、オペアンプ51.トラン
ジスタ52,53.電流検出用抵抗54によってプッシ
ュプルタイプの定電流回路が構成され、第1図の矢印で
示したX、Yのいずれの方向に対しても電流を流すこと
ができ、よってオペアンプ51の非反転入力端子に印加
されたオペアンプ6oの出力電圧に比例した電流が巻線
コイル24に通電される。
Also, the part C surrounded by the dotted line is actually the winding coil 24.
The driver section for driving the operational amplifier 51. Transistors 52, 53. A push-pull type constant current circuit is configured by the current detection resistor 54, and current can flow in either the X or Y direction indicated by the arrow in FIG. A current proportional to the output voltage of the operational amplifier 6o applied to the terminal is applied to the wire-wound coil 24.

以上の構成において、外筒21と浮体22の相対位置に
相当する差信号(Va−Vb)に比例した電流を巻線コ
イル24へ通電することによって、前述した様に浮体2
2とヨーク23で構成される閉磁路内でフレーミングの
左手の法則に基づく力が発生し、この力は当然巻線コイ
ル24の電流値に比例することから、外筒21と浮体2
2の相対値に比例した力を発生することになる。
In the above configuration, by supplying a current proportional to the difference signal (Va-Vb) corresponding to the relative position between the outer cylinder 21 and the floating body 22 to the winding coil 24, the floating body
2 and the yoke 23, a force based on the left-hand rule of framing is generated, and since this force is naturally proportional to the current value of the winding coil 24, the outer cylinder 21 and the floating body 2
This will generate a force proportional to the relative value of 2.

次に、本実施例におけるセンサとしての特性を周波数上
の伝達特性を用いて説明していく。
Next, the characteristics of the sensor in this embodiment will be explained using the frequency transfer characteristics.

入力としてのI (S)は外筒21の絶対空間に対する
変位を示したものであり、又本実施例のセンサによって
検出される出力角変位0 (S)は、浮体22の絶対空
間に対する変位R(S)と入力角変位1 (S)の相対
関係から検出される為、0 (S) = I (S) 
−R(S)     ・・・・・・・・・(1)の式で
表される。
The input I (S) indicates the displacement of the outer cylinder 21 with respect to the absolute space, and the output angular displacement 0 (S) detected by the sensor of this embodiment is the displacement R of the floating body 22 with respect to the absolute space. Since it is detected from the relative relationship between (S) and input angular displacement 1 (S), 0 (S) = I (S)
-R(S)......Represented by the formula (1).

又、この出力角変位0(S)は外筒21と浮体22の相
対角変位であり、外筒21に封入された液体によって、
外筒21と浮体22の相対速度に比例した粘性力ηS○
(S)が発生する。一方、ヨーク23の幅が浮体22の
移動方向に対して無限大に広げれば、本来巻線コイル2
4への通電を行わない状態では磁力によるばね力は発生
しない筈であるが、実際にはヨーク23の幅が有限であ
ることからその力は微弱ながらばね力に○(S)も働く
、更に本実施例では、前述した方法によって外筒21と
の浮体22の相対変位に比例した電流を巻線コイル24
に通電して力を発生させることにより、新たなばね力を
加えることができる。ここでコイル通電によるばね力K
 CLO(S)は元のばね力K O(S)を強める方向
に作用し、ゲイン設定用抵抗61.62の値を可変させ
ることにより任意のばね力を発生することが可能となる
Also, this output angular displacement 0 (S) is the relative angular displacement between the outer cylinder 21 and the floating body 22, and due to the liquid sealed in the outer cylinder 21,
Viscous force ηS○ proportional to the relative speed between the outer cylinder 21 and the floating body 22
(S) occurs. On the other hand, if the width of the yoke 23 is expanded infinitely in the moving direction of the floating body 22, the winding coil 2
4 is not energized, the spring force due to the magnetic force should not be generated, but in reality, since the width of the yoke 23 is finite, the force is weak, but also acts on the spring force. In this embodiment, a current proportional to the relative displacement of the floating body 22 with respect to the outer cylinder 21 is applied to the winding coil 22 by the method described above.
A new spring force can be applied by energizing the spring to generate force. Here, the spring force K due to coil energization
CLO(S) acts in a direction to strengthen the original spring force KO(S), and by varying the value of the gain setting resistor 61, 62, it is possible to generate an arbitrary spring force.

以上の力が浮体22に働く力と考えると、外筒21内の
液体の慣性モーメンI−Jを使って全体空間に対する浮
体22の角変位R(S)を表現すると、 の式で表される。
Considering the above force as the force acting on the floating body 22, the angular displacement R(S) of the floating body 22 with respect to the entire space is expressed by the following formula using the moment of inertia I-J of the liquid in the outer cylinder 21. .

上記(]、)、(2)式を使って本実施例の伝達特性を
表すと、 ・・・・・・・・・ (3) の式となる。
When the transfer characteristics of this embodiment are expressed using the above equations ( ], ) and (2), the following equation is obtained.

上記(3)式は二次のバイパスフィルタの特性を示して
おり、ばね力を電気的にコントロールすれば、その周波
数特性を可変させることができるのは明らかである。
Equation (3) above indicates the characteristics of a second-order bypass filter, and it is clear that the frequency characteristics can be varied by electrically controlling the spring force.

第2図は、上記の実施例によって実際の信号出力がどう
変化するかを説明するためのものである。
FIG. 2 is for explaining how the actual signal output changes according to the above embodiment.

手振れ信号入力として、第2図(a)のようなステ°ツ
ブ上の信号が入力した場合、前述したようにこのセンサ
の特性は二次のバイパスフィルタの特性である為、従来
の信号出力は第2図(b)に示したように、信号が入力
した時点でセンサ出力は入力に追従して変化し、その後
はセンサの持つ時定数に従って初期のレベルに近づいて
いく、従って、手振れ検知を行うセンサの能力を低周波
数側まで伸ばす程、この安定時間TAが伸びてしまうこ
とになる、第2図(c)は上記第1の実施例によるセン
サの信号出力を示したもので、センサの出力が第1図B
の部分で設定した基準レベルVc(或は−Vc)を越え
た時点で、アナログスイッチ64は○FFL、アナログ
スイッチ65がONする為、抵抗61の値より抵抗値の
小さい抵抗62が選択されることになり、従って全体の
ゲインが大きくなることから、前述したようにコイル通
電によるばね定数KCLの値は増加する。よってセンサ
出力がVc(或は−Vc)を越えている間は、ばね定数
が大きい為に素早く初期レベルに近づこうとし、その後
、センサ出力がVc(或は−Vc)より小さくなった時
点で元のばねの定数に復帰することから、低周波レベル
における防振は従来と同様の能力を有しつつ、全体とし
ての安定時間TBはTAに比べて大幅に時間が短縮され
ることになる。つまり、防振による撮影動作を行う場合
、シャッタタイムラグを短くすることができる。
When a signal on the stage as shown in Fig. 2(a) is input as a camera shake signal input, the conventional signal output is As shown in Figure 2 (b), the sensor output changes to follow the input when the signal is input, and then approaches the initial level according to the sensor's time constant. As the ability of the sensor is extended to the lower frequency side, the stabilization time TA becomes longer. Figure 2 (c) shows the signal output of the sensor according to the first embodiment. The output is shown in Figure 1B
When the reference level Vc (or -Vc) set in the section is exceeded, the analog switch 64 turns on FFL and the analog switch 65 turns on, so the resistor 62 whose resistance value is smaller than the value of the resistor 61 is selected. Therefore, since the overall gain increases, the value of the spring constant KCL due to coil energization increases as described above. Therefore, while the sensor output exceeds Vc (or -Vc), because the spring constant is large, it tries to quickly approach the initial level, and then when the sensor output becomes smaller than Vc (or -Vc), it returns to its original level. Since this returns to the spring constant of , the overall stabilization time TB is significantly shortened compared to TA, while the vibration isolation ability at the low frequency level remains the same as in the past. In other words, when performing a photographing operation using image stabilization, the shutter time lag can be shortened.

第3図は本発明の第2の実施例を示すもので、ばね定数
を出力レベルに応じて連続的に可変させる構成としてい
る。
FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention, in which the spring constant is continuously varied in accordance with the output level.

ここで、位置検出部A1 ドライバ部Cについては、上
記第1の実施例と同様である。
Here, the position detection section A1 and driver section C are the same as those in the first embodiment.

演算制御部B1は、この実施例において実際にばね定数
の値を入力される差信号(Va−Vb)に応じて連続的
に可変させる方法を示したものである。
In this embodiment, the arithmetic control section B1 shows a method of continuously varying the value of the spring constant in accordance with the input difference signal (Va-Vb).

オペアンプ70.抵抗71,72.ダイオード73.7
4で構成される増幅回路は、公知の半波整流回路を示し
たもので、差信号(Va−Vb)のレベルがオペアンプ
70の非反転入力端子に接続されているグラウンド電位
より低い場合にはダイオード73がONI、、ダイオー
ド74はOFFすることから、ダイオード74のアノー
ド側出力はグラウンド電位と等しくなる。一方、差信号
(Va−Vb)のレベルがグラウンド電位より高い場合
にはダイオード73が0FFL、ダイオード74がON
することから、ダイオード74のアノード側出力は差信
号(Va−Vb)の反転出力となる。
Operational amplifier 70. Resistors 71, 72. diode 73.7
4 is a known half-wave rectifier circuit, and when the level of the difference signal (Va-Vb) is lower than the ground potential connected to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 70, Since the diode 73 is ON and the diode 74 is OFF, the anode side output of the diode 74 becomes equal to the ground potential. On the other hand, when the level of the difference signal (Va-Vb) is higher than the ground potential, the diode 73 is 0FFL and the diode 74 is ON.
Therefore, the anode side output of the diode 74 becomes an inverted output of the difference signal (Va-Vb).

次に、オペアンプ79.抵抗75,76.7778で構
成される加算回路は、差信号(Va−vb)と半波整流
回路の出力、更に負の基準電圧−Vcを加算するもので
、抵抗71.72の値を等しく、抵抗75と76の比を
2・1に設定することにより、公知の絶対値回路が構成
され、可変抵抗77の値を可変させることにより、その
DCバイアスレベルを可変させることが可能である。
Next, operational amplifier 79. The adder circuit composed of resistors 75 and 76.7778 adds the difference signal (Va-vb), the output of the half-wave rectifier circuit, and the negative reference voltage -Vc, and makes the values of resistors 71.72 equal. By setting the ratio of resistors 75 and 76 to 2.1, a known absolute value circuit is constructed, and by varying the value of variable resistor 77, it is possible to vary its DC bias level.

次に、絶対値回路の出力は、ソースがオペアンプ60の
反転入力端子に接続されたNチャンネルMO3FET8
0のゲートに入力されている為、絶対値回路の出力に応
じてソース、ドレイン間の等価抵抗が非線形に変化する
Next, the output of the absolute value circuit is an N-channel MO3FET 8 whose source is connected to the inverting input terminal of the operational amplifier 60.
Since it is input to the gate of 0, the equivalent resistance between the source and drain changes nonlinearly depending on the output of the absolute value circuit.

オペアンプ60にはフィードバック抵抗63が接続され
ていることから、差信号(Va−Vb)に応じてN −
MO5FET80の等価抵抗、抵抗63の抵抗値で決定
されるゲインが可変し、即ちばね定数が連続的に可変さ
れることになる。
Since the feedback resistor 63 is connected to the operational amplifier 60, N −
The gain determined by the equivalent resistance of the MO5FET 80 and the resistance value of the resistor 63 is varied, that is, the spring constant is continuously varied.

第4図は本発明の第3の実施例を示すもので、ばね定数
をディジタル的に可変させるようにしたものであり、第
5図はそのフローチャートを示したものである。
FIG. 4 shows a third embodiment of the present invention, in which the spring constant is digitally varied, and FIG. 5 shows a flowchart thereof.

ここで、位置検出部A、ドライバ部Cについては第1.
第2の実施例と同様である。
Here, regarding the position detection section A and the driver section C, the first.
This is similar to the second embodiment.

演算制御部B2の部分は、この実施例におけるディジタ
ル制御を司る役割をし、入力される差信号(Va−Vb
)をディジタルデータに変換するA/Dコンバータ91
.全体の演算及び状態検出を行うCPU90.CPU9
0からのデータを基にアナログデータを出力するD/A
コンバータ92から構成される。
The arithmetic control section B2 plays a role in controlling digital control in this embodiment, and receives the input difference signal (Va-Vb
) into digital data.
.. A CPU 90 that performs overall calculations and state detection. CPU9
D/A that outputs analog data based on data from 0
It is composed of a converter 92.

次に、この実施例の動作を第5図のフローチャートを用
いて説明していく。
Next, the operation of this embodiment will be explained using the flowchart shown in FIG.

まず、ステップ100では、CPU90からのA/D制
御信号入力によって、A/Dコンバータ91は外筒21
と浮体22の相対変位出力である差信号(Va−Vb)
のA/D変換を開始する。
First, in step 100, the A/D converter 91 is connected to the outer tube 21 by the A/D control signal input from the CPU 90.
and the difference signal (Va-Vb) which is the relative displacement output of the floating body 22
starts A/D conversion.

次に、ステップ101ではA/D変換が終了したかどう
かを判定し、A/D変換が終了した場合にはステップ1
02へ進んでA/D変換された結果をA/Dコンバータ
91からCPU90内のレジスタAへ取り込む。次にス
テップ103では、レジスタAの値をそのままレジスタ
Dにも記憶し、次のステップ104でこのレジスタDの
値の正負判定を行い、正の場合にはそのままステップ1
06へ進み、負の場合にはステップ105で符号を反転
してレジスタDに設置してからステップ106へ進む、
ステップ106では、レジスタDの値に応じて予め設定
記憶されているメモリデータM (D)をレジスタKに
転送するが、ここでメモリデータM (D)の値はDの
値が大きくなるに従い大きくなるように設定されている
Next, in step 101, it is determined whether the A/D conversion has been completed, and if the A/D conversion has been completed, step 1
The process advances to step 02 and the A/D converted result is taken into register A in the CPU 90 from the A/D converter 91. Next, in step 103, the value of register A is also stored as is in register D, and in the next step 104, the sign of the value of register D is determined.
If the value is negative, the sign is inverted in step 105 and placed in register D, and the process proceeds to step 106.
In step 106, memory data M (D), which is preset and stored according to the value of register D, is transferred to register K. Here, the value of memory data M (D) increases as the value of D increases. It is set to be.

次に、ステップ107では、A/D変換された結果のレ
ジスタAの値と上記レジスタにの値を乗算してレジスタ
Aに記憶し、ステップ108でこのレジスタAのイ直を
D/Aコンバータ92へ出力する。次にステップ109
では、CPU90からの制御信号入力によってD/Aコ
ンバータはD/A変換を開始し、ステップ110でD/
A変換が終了したかどうかを判定して、D/A変換が終
了した時点で再びステップ100へ進む。
Next, in step 107, the value in register A as a result of A/D conversion is multiplied by the value in the above register, and the result is stored in register A. In step 108, the value of register A is converted to Output to. Next step 109
Then, the D/A converter starts D/A conversion in response to a control signal input from the CPU 90, and in step 110, the D/A converter starts D/A conversion.
It is determined whether the A conversion has been completed, and once the D/A conversion has been completed, the process returns to step 100.

D/Aコンバータ92の出力はドライバ部Cの入力部に
接続されているので、該D/Aコンバータ92の出力に
比例した電流が巻線コイル24へ通電されることになる
Since the output of the D/A converter 92 is connected to the input section of the driver section C, a current proportional to the output of the D/A converter 92 is applied to the wire-wound coil 24.

このように、差信号(Va−Vb)の値によって、ドラ
イバ部Cに加える比例係数の値を選択的に可変させるも
ので、即ちセンサとしてのばね定数をセンサ出力(差信
号(Va−Vb))に応じて可変させている。
In this way, the value of the proportional coefficient applied to the driver section C is selectively varied depending on the value of the difference signal (Va-Vb), that is, the spring constant of the sensor is changed to the sensor output (difference signal (Va-Vb)). ).

以上の各実施例によれば、浮体22と外筒21の相対変
位に比例した電流を巻線コイル24に通電し、電気的に
センサのばね力を作り出し、この比例定数をセンサの変
位出力に応じて可変する構成としている為、センサとし
ての立上り安定時間を大幅に短縮することができる。こ
のことは、カメラのシャッタタイムラグを短く出来る効
果がある。
According to each of the above embodiments, a current proportional to the relative displacement between the floating body 22 and the outer cylinder 21 is applied to the winding coil 24 to electrically generate the spring force of the sensor, and this proportionality constant is applied to the displacement output of the sensor. Since it has a configuration that can be changed accordingly, the time required for the sensor to stabilize when it starts up can be significantly shortened. This has the effect of shortening the shutter time lag of the camera.

なお、本実施例では、巻線コイル24を電磁力発生部材
として用いているが、通電制御を行うことにより電磁力
を発生するものであれば、これに限定されるものではな
い。
In this embodiment, the wire-wound coil 24 is used as an electromagnetic force generating member, but the present invention is not limited to this as long as it generates an electromagnetic force by controlling energization.

(発明の効果) 以上説明したように、本発明によれば、検出手段の出力
レベルに応じて電磁手段への通電を制御して、外筒と浮
体の間に働くばね力としてのばね係数を可変するばね係
数可変手段を設け、以て、外筒と浮体の相対変位量に応
じた通電制御を行って、外筒と浮体の間に働くばね力を
可変するようにしたから、該装置の立上り特性を向上さ
せることが可能となる。
(Effects of the Invention) As explained above, according to the present invention, the energization of the electromagnetic means is controlled according to the output level of the detection means, and the spring coefficient as the spring force acting between the outer cylinder and the floating body is adjusted. Since a variable spring coefficient variable means is provided and the energization is controlled according to the amount of relative displacement between the outer cylinder and the floating body, the spring force acting between the outer cylinder and the floating body is varied. It becomes possible to improve the rise characteristics.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の第1の実施例を示す構成図、第2図は
この第1の実施例における信号出力について説明するタ
イムチャート、第3図は本発明の第2の実施例を示す構
成図、第4図は本発明の第3の実施例を示す構成図、第
5図は第3の実施例における動作を示すフローチャート
、第6図は従来のこの種の装置を備えたカメラの防振装
置の概略構成図である。 21・・・・・・外筒、22・・・・・・浮体、23・
・・・・・ヨーク、24・・・・・・巻線コイル、25
・・・・・・投光素子、26・・・・・・受光素子、2
7・・・・・・回転軸、A・・・・・・装置制御部、B
、Bl、B2・・・・・・演算制御部、C・・・・・・
ドライバ部。
Fig. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of the present invention, Fig. 2 is a time chart explaining signal output in this first embodiment, and Fig. 3 shows a second embodiment of the invention. 4 is a block diagram showing a third embodiment of the present invention, FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the third embodiment, and FIG. 6 is a diagram showing a conventional camera equipped with this type of device. FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a vibration isolator. 21... Outer cylinder, 22... Floating body, 23.
... Yoke, 24 ... Winding coil, 25
...Light emitter element, 26... Light receiver element, 2
7...Rotating shaft, A...Device control unit, B
, Bl, B2... Arithmetic control unit, C...
Driver part.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)内部に液体が封入される円筒状の外筒と、該外筒
の封入液体内に配置されて、定められた回転軸回りに回
転自在に保持される浮体と、該浮体と前記外筒の前記回
転軸回りの相対角変位を検出する検出手段と、前記浮体
を含んで形成される閉磁路中の該浮体と隣接した空隙部
に前記外筒と固定関係に設けられ、通電により発生する
電磁力によって前記外筒と前記浮体の間にばね力を発生
させる電磁手段とを備えたカメラの防振装置用角変位検
出装置であって、前記検出手段の出力レベルに応じて前
記電磁手段への通電を制御して、前記外筒と前記浮体の
間に働くばね力としてのばね係数を可変するばね係数可
変手段を設けたことを特徴とするカメラの防振装置用角
変位検出装置。
(1) A cylindrical outer cylinder in which liquid is sealed, a floating body that is placed in the liquid enclosed in the outer cylinder and held rotatably around a predetermined rotation axis, and the floating body and the outer cylinder. a detection means for detecting relative angular displacement of the cylinder around the rotational axis; and a detection means provided in a fixed relationship with the outer cylinder in a gap adjacent to the floating body in a closed magnetic path formed including the floating body, An angular displacement detection device for a camera vibration isolator, comprising an electromagnetic means for generating a spring force between the outer cylinder and the floating body by an electromagnetic force, the electromagnetic means depending on an output level of the detection means. An angular displacement detection device for a camera vibration isolator, characterized in that a spring coefficient variable means is provided for controlling energization to vary a spring coefficient as a spring force acting between the outer cylinder and the floating body.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0829826A (en) * 1994-07-18 1996-02-02 Canon Inc Image pickup device and method thereof
US5845156A (en) * 1991-09-06 1998-12-01 Canon Kabushiki Kaisha Image stabilizing device
US6064825A (en) * 1993-04-22 2000-05-16 Canon Kabushiki Kaisha Control apparatus for image blur prevention apparatus

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