JPH08136962A

JPH08136962A - 防振装置

Info

Publication number: JPH08136962A
Application number: JP29804994A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiko Shiomi; 泰彦塩見
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1994-11-08
Filing date: 1994-11-08
Publication date: 1996-05-31

Abstract

(57)【要約】【目的】ＰＷＭ駆動時に生じる電源電圧変動にも拘ら
ず、常に所望とされる周波数特性を得る。【構成】ＰＷＭ駆動に用いられる電源電圧を監視する
電源電圧監視手段７，１４，１５と、該電源電圧監視手
段の出力結果に基づき、演算手段３での増幅率を変化さ
せるＰＷＭ駆動制御手段３とを設け、電源電圧の変動の
割合に応じて、補正光学系の駆動出力を算出する演算手
段での増幅率を変化させ、周波数特性の変化を補償する
ようにしている。

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
用いられ、該機器に加わる振れに起因する光線の振れを
補正する為の防振装置の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の防振装置システムの構成
を、図１３に示す。

【０００３】図１３において、５００はシステム全体の
電源を供給する電池であり、この出力から定電圧回路５
０１を通して本システムに用いられる制御回路全般に基
準電圧Ｖｃｃが供給される。５０２はカメラ等全体の絶
対空間に対する振れ量を検出する振れセンサとしての一
例である振動ジャイロであり、この出力は次段のフィル
タ回路５０３で不要信号成分（例えばＤＣオフセットや
リップルノイズ）が取除かれた後、Ａ／Ｄコンバータ５
０４を通して所定のデジタルデータに変換され、ＣＰＵ
５０５に取込まれる。

【０００４】一方、撮影光学系５０９の前面若しくはそ
の一部に組込まれた補正光学系５０７の絶対位置、若し
くは基準位置に対する相対量は位置検出手段５０６によ
って検出され、この出力も上記センサ出力と同様にＡ／
Ｄコンバータ５０４を通して所定のデジタルデータに変
換され、ＣＰＵ５０５に取込まれる。

【０００５】ＣＰＵ５０５では上記振れセンサ５０２の
出力と補正光学系５０７の位置出力により、撮影像面５
１７での像振れ等が最小となるように上記補正光学系５
０７を駆動する為のフィードバック演算が実行され、そ
の結果がＤ／Ａコンバータ５１０に出力される。Ｄ／Ａ
コンバータ５１０ではこのデジタルデータに相当するア
ナログ電圧が出力され、この出力はＯＰアンプ５１１で
構成される非反転タイプの電力増幅回路、及び、ＯＰア
ンプ５１２，抵抗５１５，５１６で構成される反転タイ
プの電力増幅回路（このＯＰアンプの非反転入力端子に
は、基準電圧Ｖｃｃを抵抗５１３，５１４で１／２に分
圧した電圧が印加されている）に供給される。

【０００６】最終的には、各電力増幅回路の出力電位差
に応じた電圧が駆動コイル５０８に加えられ、不図示の
磁気回路との間で発生する駆動力により補正光学系５０
７が駆動され、像面５１７に於ける像振れが補正される
構成となっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例に述べた駆動方法の場合、駆動コイル５０８に流れ
る電流をＩ，各電力増幅回路に供給される電源電圧をＶ
_BAT とすると、駆動コイル５０８及び電力増幅回路の出
力段に用いられるトランジスタ５１８，５１９，５２
０，５２１によって電力が消費され、その電力量は「Ｉ
×Ｖ_BAT 」となり、これは電池電圧Ｖ_BAT が高い程大き
いものとなり、それだけエネルギーのロスとなってしま
う。

【０００８】一般的にこのエネルギーの無駄な消費を防
ぐ方法として、駆動コイル自身のもつ自己インダクタン
ス及びトランジスタ等のスイッチング手段によるＰＷＭ
（ＰｕｌｓｅＷｉｄｔｈＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ）駆
動の方法が挙げられる。この駆動方法の場合、図４に示
した様なトランジスタ４個で構成されるブリッジ回路が
一般的に用いられ、ある繰返し所定時間ｔのうち、ある
一定期間ｔ₁ の間は図４（ｂ）に示した様に上と下のト
ランジスタがそれぞれ完全導通状態となり、この時のコ
イル抵抗をＲとすると、電源を通して消費する電力は
「Ｖ_BAT ² ／Ｒ」で表される。

【０００９】一方、ある繰返し所定時間ｔのうち、ある
一定期間ｔ₂ の間は図４（ｃ）に示した様に下の２つの
トランジスタが共にＯＮとなるが、この場合、駆動コイ
ルの持つ自己インダクタンスの作用により、該駆動コイ
ルには図４（ｃ）と同様に矢印に示した方向に電流が流
れ続ける。従って、この場合には電源電圧Ｖ_BAT から電
流が供給される訳ではないので、その分の消費電力が減
少する事になる。

【００１０】例えば、今、電源電圧Ｖ_BAT ＝５Ｖ、コイ
ル抵抗１０Ωで、実際にコイル駆動に必要な電流を１０
０ｍＡとした場合、上記ＰＷＭのデューティーは 0.1 ／（５÷１０）×１００＝２０（％）となる。

【００１１】ある時間１（ｍｓｅｃ）に区切った場合、
通常のリニアな駆動の場合、５×0.1 ×１×１０^-3＝0.5 Ｗ・ｓｅｃの消費電力量となる。

【００１２】一方、ＰＷＭ駆動では１（ｍｓｅｃ）のう
ち、２０％だけ電源側から供給される事になるので、５×0.1 ×１０^-3×0.2 ＝0.1 Ｗ・ｓｅｃの消費電力量で済む事になる。

【００１３】しかしながら、ＰＷＭ駆動の場合、同じ入
力データ（即ち、ＣＰＵから出力される繰返し信号のデ
ューティに相当）であっても、当然の事ながら電源電圧
Ｖ_BAT が変動すると、駆動コイルに流される電流Ｉは、Ｉ＝Ｖ_BAT ／Ｒ×デューティ（Ｒ：コイル抵抗）の関係から、電源電圧Ｖ_BAT に比例して変動する事にな
る。

【００１４】ここで、図１３に示した従来例の様に、補
正光学系５０７は“位置検出手段”→“ＣＰＵ”→“補
正駆動手段”という様にフィードバック系が構成されて
おり、このフィードバック系のループゲインは、各変換
手段部の定数によって一義的に設定される訳であるが、
上述した様にもし駆動部分にＰＷＭを用いた場合には、
電源電圧Ｖ_BAT の変動に供ない、全体のループゲインが
変化してしまう事になる。

【００１５】図１４は、一般的な補正光学系の特性を示
したもので、（ａ）は開ループ特性（フィードバックル
ープを途中で切った時の特性）のゲイン、（ｂ）は開ル
ープ特性の位相、（ｃ）は閉ループ特性（フィードバッ
ク状態）のゲイン、（ｄ）は閉ループ特性の位相を示し
たものである。

【００１６】通常、例えば電源電圧「Ｖ_BAT ＝５Ｖ」と
した時の特性を実線で示したとすると、「Ｖ_BAT ＝４
Ｖ」の場合は、点線で示した様な特性となり、（ｃ），
（ｄ）の様にゲイン、位相共に高周波数の低下が見られ
る。

【００１７】又、本システム等に用いられる補正光学系
等の動ける範囲はその光学系の大きさ等によりメカニカ
ルに規制されるのに対し、振れセンサより検出される振
れ信号としては通常の手振れ信号以外にも、撮影する範
囲を変化させるいわゆるパンニングや、撮影者自身の歩
行等による様な大きな振れも入力される為、補正光学系
では電源より供給される最大電力が頻繁に消費される事
になる。この最大電力量は前述した様に電源電圧Ｖ_BAT
が高い程大きいので、電源電圧が高い時に無駄にエネル
ギーを消費してしまう事になる。

【００１８】以上の様に、従来より撮影装置等に用いら
れる防振装置としての補正系のＰＷＭ駆動に於ける問題
点を解決する必要がある。

【００１９】（発明の目的）本発明の第１の目的は、Ｐ
ＷＭ駆動時に生じる電源電圧変動にも拘らず、常に所望
とされる周波数特性を得ることのできる防振装置を提供
することである。

【００２０】本発明の第２の目的は、ＰＷＭ駆動時にお
ける電源電圧状態に依らず、消費電力を常に一定の範囲
内に抑えることのできる防振装置を提供することであ
る。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るために、請求項１記載の本発明は、ＰＷＭ駆動に用い
られる電源電圧を監視する電源電圧監視手段と、該電源
電圧監視手段の出力結果に基づき、補正光学系を時系列
的パルスにより駆動するＰＷＭ駆動手段の駆動条件を変
更するＰＷＭ駆動制御手段とを設け、電源電圧の変動の
割合に応じて、ＰＷＭ駆動手段の駆動条件を変更するよ
うにしている。

【００２２】上記第１の目的を達成するために、請求項
２記載の本発明は、ＰＷＭ駆動に用いられる電源電圧を
監視する電源電圧監視手段と、該電源電圧監視手段の出
力結果に基づき、演算手段での増幅率を変化させるＰＷ
Ｍ駆動制御手段とを設け、電源電圧の変動の割合に応じ
て、補正光学系の駆動出力を算出する演算手段での増幅
率を変化させ、周波数特性の変化を補償するようにして
いる。

【００２３】上記第２の目的を達成するために、請求項
３記載の本発明は、ＰＷＭ駆動に用いられる電源電圧を
監視する電源電圧監視手段と、該電源電圧監視手段の出
力結果に基づき、補正光学系の駆動出力を算出する演算
手段からの出力を所定値以内に制限する制限手段での制
限値を変化させるＰＷＭ駆動制御手段とを設け、補正光
学系等で消費する最大電力量を、電源電圧の状態に依ら
ず、制限手段によって略一定にするようにしている。

【００２４】

【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。

【００２５】図１は本発明の第１の実施例におけるカメ
ラの防振装置の要部構成を示すブロック図であり、本シ
ステム全体の電力を供給する為の電源電池１、さらにこ
の電源電池１の出力Ｖ_BAT により後述するＣＰＵやＡ／
Ｄコンバータの基準電圧等に用いられる一定電圧Ｖｃｃ
が出力される定電圧回路２が設けられている。

【００２６】一方、カメラ及び撮影レンズ全体の絶対空
間に対する振れ量を検出する振れセンサ４があり、この
振れセンサ４としては、コリオリ力を検出する事により
実際の角速度を検出する角速度センサや、ケースに満た
された液体中に置かれた浮体の慣性力を利用して実際の
変位を検出する角変位センサ、更には、単なる慣性体の
慣性力に比例した成分のみを取出して検出する角加速度
センサ等が用いられる。

【００２７】本実施例としては、振動子が共振状態にあ
る時、ある軸回りに生ずる回転の角速度をコリオリ力に
よって検出する振動ジャイロが使われる。この振動ジャ
イロの出力には、通常その振動子の共振周波数成分が乗
っている為、この信号成分は取除いてやる必要があり、
又、角速度入力が０の場合でもある程度のオフセット信
号があるので、これらの不要信号を取除く為のフィルタ
回路５が設けられている。このフィルタ回路５からの出
力はシステム全体の制御及びデジタル的な演算を司るＣ
ＰＵ３からの指示によって動作するＡ／Ｄコンバータ６
の所定入力に接続されており、ここで定期的にＡ／Ｄ変
換が実行され、ＣＰＵ３の中にデジタルデータとして取
込まれる。従って、振れセンサ４から検出されるカメラ
及びレンズ全体の絶対空間に対する振れ量はＣＰＵ３の
中で後述する所定の演算によって補正系を駆動するのに
最適な形のデータに変換される事になる。

【００２８】図２は、上記の振れセンサ４等をカメラ内
に配置した場合の一例を示したものであり、図示した様
に、カメラ１００のある２つの回転軸Ｙ軸，Ｐ軸回りの
振れをそれぞれ振れセンサ１０１，１０２で検知し、そ
れぞれの信号出力に基づく演算及び駆動処理回路１０
３，１０４を介して、レンズ鏡筒１０６内の補正レンズ
１０５が駆動される構成となっている。

【００２９】再び、図１に戻って、撮影光学系１２の前
面、若しくは、その一部で構成される補正光学系１１
は、後述する構成の磁気回路中に設けられる駆動回路１
０に所定の電流を流す事によって所定方向に動かされ、
撮影光学系１２を通して入射する被写体からの入射光は
点線で示した様に本来の光軸に対して傾くため、結果と
して像面１３での結像位置が変化する事により像振れの
補正が行われることになる。

【００３０】図３は、この補正光学系の一例としてのシ
フト光学系の具体的構成を示したものであり、５０及び
５１はそれぞれ実際のｘ，ｙ軸方向の磁気回路ユニット
を構成するヨーク部で、又５２，５３はこのヨークとペ
アとなる駆動コイルをそれぞれ表している。

【００３１】従って、この駆動コイル５２，５３に後述
する電力供給手段より所定の電流が通電される事によ
り、撮影光学系の一部を為すレンズ５４が図示した様な
光軸に対して垂直な平面のｘ，ｙ軸方向に平行シフト駆
動される事になる。又、５５は上記レンズ５４を固定す
る為の支持枠及び支持アームであり、このシフトレンズ
の実際の動きは、レンズ５４と一体となって動くＩＲＥ
Ｄ５６，５７及びシフトレンズ全体を保持する鏡筒部５
９に固定的に取付けられたＰＳＤ６１，６２とのそれぞ
れの組合せによって光学／電気的に検出される構成とな
っている。更に、５８はこのシフトレンズ系への電力の
供給を停止した時に重力により落下するの防ぐ為、レン
ズを略光軸中心位置に保持する為のメカロック機構であ
り、６３はチャージピンを、６０はこのシフト系の倒れ
方向を規制する為のあおり止めとしての支持球をぞれそ
れ表している。

【００３２】再び、図１に戻り、前述した様に補正光学
系１１の絶対位置はＩＲＥＤとＰＳＤ及び処理変換回路
で構成される位置検出手段にて所定の電圧に変換され、
この出力はＡ／Ｄコンバータ６の所定入力に接続され
る。ＣＰＵ３からの制御信号によって定期的にＡ／Ｄ変
換が実行され、この補正光学系１１の位置情報はデジタ
ルデータとしてＣＰＵ３の中に取込まれる事になる。

【００３３】この様に振れセンサ４の出力及び補正光学
系１１の位置出力は共にＣＰＵ３の中で演算され、更に
各調整データが電気的に記憶されている不揮発性メモリ
ＥＥＰＲＯＭ８からの情報をも加味して、どの位補正光
学系１１を駆動するべきかの演算量が算出される。この
演算結果はＣＰＵ３のポート出力を通して、トランジス
タ１６，１７，１８，１９で構成されるブリッジ回路か
ら成る駆動手段に転送される。

【００３４】本実施例では、各トランジスタとしてＭＯ
Ｓタイプのものを使用しているが、通常のバイポーラタ
イプのトランジスタを使用しても実現できる事は言う迄
もない。

【００３５】上記の駆動手段の動作について、図４を用
いて説明する。

【００３６】今、図４（ｂ）に於て、ＣＰＵ３からの制
御信号ａがＨ（ハイレベルを意味する），制御信号ｂが
Ｌ（ローレベルを意味する），制御信号ｃがＨ，制御信
号ｄがＬの場合、Ｐ−ＭＯＳトランジスタ１７はＯＦ
Ｆ，Ｐ−ＭＯＳトランジスタ１６はＯＮ、Ｎ−ＭＯＳト
ランジスタ１９はＯＮ，Ｎ−ＭＯＳトランジスタ１８は
ＯＦＦとなり、駆動コイル１０には矢印に示した方向に
電流が流れる事になる。この状態がある時間ｔ₁ だけ継
続した後、次に図４（ｃ）に示した様にＣＰＵ３からの
制御信号ａがＨ，制御信号ｂがＨ，制御信号ｃがＬ，制
御信号ｄがＬとなり、Ｐ−ＭＯＳトランジスタ１６，１
７は共にＯＦＦ、Ｎ−ＭＯＳトランジスタ１８，１９は
共にＯＮとなる。

【００３７】この場合、駆動コイル１０の持つ自己イン
ダクタンスにより、該駆動コイル１０には図４（ｃ）と
同様の方向に電流が流れ続ける。この状態が一定時間ｔ
₂ だけ継続すると、再びＣＰＵ３からの制御信号は図４
（ｂ）の状態となる為、時間ｔ（ｔ₁ ＋ｔ₂ ）の繰返し
の中で一定電流Ｉｃｅが流れる事になる。ここで駆動コ
イル１０の内部抵抗をＲ_CL、ブリッジの電源電圧をＶ
_BAT とすると、Ｉｃｅ＝（Ｖ_BAT ／Ｒ_CL）×（ｔ₁ ／ｔ）で表される為、時間ｔに対して時間ｔ₁ の値を変化させ
る事により、駆動コイル１０に流す電流を変化させる事
が出来る。

【００３８】又、駆動コイル１０に流す電流の方向を変
える場合には、図４（ｂ）とは反対にＣＰＵ３からの制
御信号ａがＬ，制御信号ｂがＨ，制御信号ｃがＬ，制御
信号ｄがＨで、Ｐ−ＭＯＳトランジスタ１７はＯＮ，Ｐ
−ＭＯＳトランジスタ１６はＯＦＦ，Ｎ−ＭＯＳトラン
ジスタ１９はＯＦＦ，Ｎ−ＭＯＳトランジスタ１８はＯ
Ｎとなり、駆動コイル１０には矢印と反対方向に電流が
流れる事になる。ｔ₁時間の後、ＣＰＵ３からの制御信
号ａがＨ，制御信号ｂがＨ，制御信号ｃがＨ，制御信号
ｄがＨで、Ｐ−ＭＯＳトランジスタ１６，１７は共にＯ
ＦＦ，Ｎ−ＭＯＳトランジスタ１８，１９は共にＯＮと
なり、この場合も図４（ｃ）に示したのと反対方向に電
流が流れ続ける事になる。

【００３９】この様にＣＰＵ３からの４つの制御信号の
時間変化により、駆動コイル１０には所定の方向に所定
の電流が通電される為、補正光学系１１の動きを自由自
在に制御する事が可能となる。

【００４０】再び、図１に戻って、電源電池１の出力電
圧Ｖ_BAT は抵抗１４と１５で所定比に分圧され、この中
間の電位がバッファを成すＯＰアンプ７を通してＡ／Ｄ
コンバータ６の所定入力に接続される。Ａ／Ｄコンバー
タ６ではＣＰＵ３からの制御信号によって定期的にこの
出力電圧に対するＡ／Ｄ変換が実行され、その結果がデ
ジタルデータとしてＣＰＵ３の中に取込まれる。

【００４１】次に、ＣＰＵ３内部での制御動作につい
て、図５〜図９のフローチャートを用いて説明を行う。

【００４２】まず、図５のステップ２００において、Ｃ
ＰＵ３内部で一定時間ｔｓ毎に上述した方法で振れセン
サ４，補正光学系１１，電源電圧等の情報をＡ／Ｄ変換
する為にサンプリングタイマ（図１の２０で示したも
の）Ｔｓの値が０にリセットされる。次いでステップ２
０１において、このタイマのスタート、即ちカウント動
作が開始される。次のステップ２０２においては、この
タイマＴｓの値が所定のｔｓの値に等しいか否かの判定
が為され、等しくない場合にはこの判定を繰返し、等し
い場合にはステップ２０３において、次のデータサンプ
リングタイミングが発生出来るように、前記タイマＴｓ
の値が０にリセットされる。

【００４３】次のステップ２０４においては、上述した
様な経路を介して、振れセンサ４に対するＡ／Ｄ変換動
作がＣＰＵ３からの制御信号によりＡ／Ｄコンバータ６
で開始される。続くステップ２０５において、このＡ／
Ｄ変換が完了したか否かの判定が為され、完了した事が
検出されると、次のステップ２０６において、Ａ／Ｄの
結果がＣＰＵ３内部の汎用レジスタＡ（図１の２５で示
したもの）に転送される。そして、ステップ２０７にお
いて、この振れセンサ４の出力値に相当するデータのう
ち、不要ＤＣ成分（フィルタ回路５で充分この値が取除
く事が出来れば省略も可能）を取除く為のハイパス演算
が行われるが、この演算の方法については図９のフロー
チャート、及び、図１０の演算条件を用いて説明を行
う。

【００４４】まず、図１０（ａ）で示した回路構成は、
コンデンサＣ₁ 及び抵抗Ｒ₁ で実現出来る１次のハイパ
スフィルタの構成で、その伝達特性Ｈ（Ｓ）はＨ（Ｓ）＝Ｖ_OUT ／Ｖ_IN ＝（ＳＣ₁ Ｒ₁ ）／（１＋ＳＣ₁ Ｒ₁ ）で表される。この伝達特性をデジタルで実現する場合、
サンプリング時間をｔｓとして、公知のＳ−Ｚ変換によ
り、各定数値ａ₀ ，ａ₁ ，ｂ₁ の値が一義的に決定され
る。この場合となる。

【００４５】従って、この演算サブルーチン３００の場
合、まずステップ３０１において、前述した振れセンサ
出力値が設定されているＡレジスタとしての入力データ
がＣＰＵ３内部のＫレジスタに転送され、次にステップ
３０２〜３０４において、上記係数ｂ₁ ，ａ₀ ，ａ₁ の
値がそれぞれＣＰＵ３内部のレジスタＢ１，Ａ０，Ａ１
に設定される。更にステップ３０５においては、一回前
のサンプリングタイミング時に値が決定される（通常１
番最初のみ０にリセットされる）ワークデータ（ＲＡＭ
２４に記憶されている）が、レジスタＷ１に転送された
後、次のステップ３０６において、上記Ｋレジスタの値
から上記Ｂ１及びＷ１レジスタの乗算結果が減算され、
その結果がＷ０レジスタに設定される。

【００４６】続くステップ３０７においては、上記Ａ
０，Ｗ０レジスタの乗算結果と、Ａ１，Ｗ１レジスタの
乗算結果が各々加算されて、その結果がＶレジスタに設
定される。次のステップ３０８においては、このＶレジ
スタの値が最終出力データとして、ＣＰＵ内部のＲＡＭ
２４に転送され、最後にステップ３０９において、Ｗ０
レジスタの値が次のサンプリング時の演算用として、ワ
ークデータとして転送される。

【００４７】以上の演算サブルーチンが終了すると、再
び図５のステップ２０８において、上述した出力データ
としてのハイパス演算結果がＨレジスタに一旦転送され
る。そして、次のステップ２０９において、上記振れセ
ンサ４として角速度センサ等を用いた場合、振れ変位情
報に変換する為の積分演算が行われる。この積分演算の
方法については、図９のフローチャート、及び、図１０
（ｂ）の演算条件を用いて説明を行う。

【００４８】図１０（ｂ）で示した回路構成は、抵抗Ｒ
₂ ，コンデンサＣ₂ で実現出来る１次のローパスフィル
タの構成で、ｆ＝１／（２πＣ₂ Ｒ₂ ）以上の周波数で
は、１次の積分特性となるが、その伝達特性Ｈ（Ｓ）
は、Ｈ（Ｓ）＝Ｖ_OUT ／Ｖ_IN ＝１／（１＋ＳＣ₂ Ｒ₂ ）で表される。この伝達特性を前述としたのと同様に公知
のＳ−Ｚ変換により各定数値はとなる。従って、この定数値に基づき、上述したのと同
様にステップ３００〜３０９の演算が実行され、最終的
にはステップ２１０で積分演算結果が、ＣＰＵ内部のＩ
レジスタに転送される事になる。

【００４９】次に、図６のステップ２１１においては、
位置検出手段９を介して補正光学系１１の位置情報に対
するＡ／Ｄ変換動作が開始され、続く図６のステップ２
１２において、このＡ／Ｄ変換が終了したか否かの判定
が為された後、ステップ２１３において、この結果がＡ
レジスタに設定される。次のステップ２１４において
は、上記積分結果、即ち振れセンサ４の角変位量に相当
する値が設定されているＩレジスタの値と上記補正光学
系１１の位置情報が設定されているＡレジスタの値との
差分が求められ、その結果が再びＩレジスタに設定され
る。

【００５０】ステップ２１５においては、電源電圧Ｖ
_BAT に相当する値が出力されているＯＰアンプ７の出力
値に対するＡ／Ｄ変換が開始され、次のステップ２１６
において、このＡ／Ｄ変換が完了したか否かの判定が為
され、完了した場合にはステップ２１７でこの結果がＡ
レジスタに転送される。続いて、ステップ２１８におい
ては、この補正光学系１１のフィードバック制御全体の
ループゲインを設定する為の定数値ＬＰＧ（この値は固
定データとしてＲＯＭ２３に書込まれている場合、若し
くは、工程等で調整可能な様にＥＥＰＲＯＭ８内のデー
タが用いられる場合がある）の値がＢレジスタにある基
準電圧、例えば「Ｖ_BAT ＝５Ｖ」を基準とした場合、こ
の電圧のＡ／Ｄ変換値に相当する定数値ＲＥＦがＣレジ
スタに各々設定される。

【００５１】この電源電圧変動に対する補正方法として
は、まずステップ２２０において、上記Ｂ，Ｃレジスタ
の乗算が為され、その結果が再びＢレジスタに設定され
た後、続くステップ２２１において、このＢレジスタの
値が電源電圧Ｖ_BAT に相当する値がＡレジスタの値によ
って割算が為され、その結果がＢレジスタに設定され
る。

【００５２】この方法だと電源電圧の変動分を計算によ
って算出し、その分ソフト的に設定されるループゲイン
を増加／減少させれば、常にフィードバック系のループ
ゲインは一定に保たれる事になる。

【００５３】次のステップ２２２においては、上述した
振れセンサ４５の角変位出力値と現在の補正光学系の位
置の差分情報が設定されているＩレジスタの値に対し
て、上記電源電圧を補正した後のループゲインデータが
設定されているＢレジスタの値との乗算が為され、その
結果が再びＩレジスタに転送される。次いでステップ２
２３において、補正光学系１１のフィードバック制御時
に補正系が発振するのを防ぐ為の位相補償演算が為され
る。

【００５４】この位相補償の方法については、図９のフ
ローチャート、及び、図１０（ｃ）の演算条件を用いて
説明を行う。

【００５５】図１０（ｃ）で示した回路構成は、抵抗Ｒ
₃ ，Ｒ₄ 、コンデンサＣ₃ で実現出来る位相進み補償回
路で、その伝達特性Ｈ（Ｓ）は、Ｈ（Ｓ）＝Ｖ_OUT ／Ｖ_IN ＝（Ｒ₄ ＋ＳＣ₃ Ｒ₃ Ｒ₄ ）／（Ｒ₃ ＋Ｒ₄ ＋ＳＣ_３Ｒ
₃ Ｒ₄ ）で表される。この伝達特性によりデジタル制御時の各定
数値はとなる。従って、この定数値に基づき、上述したのと同
様の方法でステップ３００〜３０９の演算が実現され、
最終的にステップ２２４でこの位相進み補償の演算結果
が、ＣＰＵ内部のＸレジスタに転送される事になる。

【００５６】次に図７のステップ２２５においては、こ
のＸレジスタの符号判定が為され、正数の場合には続く
ステップ２２６において、内部ラッチＰＯＬが１にセッ
トされ、ステップ２２７において、上記Ｘレジスタの値
がＰＷＭ制御時のデューティーデータとして設定され
る。次のステップ２２８において、ＰＷＭの周期時間ｔ
が設定された後、ステップ２２９，２３０において、こ
の設定されたタイマ値に基づき、ＰＷＭデューティータ
イマ及びＰＷＭ周期タイマが各々スタートする。そし
て、最後にステップ２３１において、ＰＯＲＴａがＨ，
ＰＯＲＴｂがＬ，ＰＯＲＴｃがＨ，ＰＯＲＴｄがＬとな
るので、駆動コイル１０には図４（ｂ）の矢印で示した
方向に電流が流れる事になる。

【００５７】一方、ステップ２２５において、Ｘレジス
タの値が負数の場合には続くステップ２３２において、
内部ラッチＰＯＬが０にリセットされ、ステップ２３３
において、Ｘレジスタに設定されている値の補数（即
ち、絶対値に相当）値がＰＷＭ制御時のデューティーデ
ータとして設定される。次に、ステップ２３４におい
て、ＰＷＭの周期時間ｔが設定された後、ステップ２３
５，２３６において、この設定されたタイマ値に基づ
き、ＰＷＭデューティータイマ及びＰＷＭ周期タイマが
各々スタートする。最後に、ステップ２３７でＰＯＲＴ
ａがＬ，ＰＯＲＴｂがＨ、ＰＯＲＴｃがＬ，ＰＯＲＴｄ
がＨとなるので、この場合駆動コイル１０には図４
（ｂ）の矢印で示した方向と反対方向に電流が流れる事
になる。

【００５８】この様に、振れセンサ４，補正光学系１０
及び電源電池１の情報から決定されるＰＷＭ駆動情報に
基づき、補正光学系１１の駆動条件が決定した後は、図
８（ａ），（ｂ）に示したＰＷＭタイマ割込み動作によ
って、一定周期、一定デューティーの時間を保つパルス
が出力される事になる。

【００５９】図８（ａ）のステップ２６０においては、
上記ステップ２２７，２３３で設定されたＰＷＭデュー
ティー時間経過での割込み処理が為され、ＰＯＲＴａ〜
ｄが全てＨとなり、図４（ｃ）のように下のＮ−ＭＯＳ
トランジスタのみがＯＮ状態の為、駆動コイル１０には
それ迄と同じ方向に電流が流れ続ける。

【００６０】一方、図８（ｂ）のステップ２７０以降で
は、上記ステップ２２８，２３４で設定したＰＷＭ周期
割込みが発生し、まず上述したＰＷＭデューティータイ
マがクリアされ、続いてステップ２７１において、ＰＷ
Ｍ周期タイマがクリアされ、各々次のパルスを発生する
為の初期状態に設定される。ステップ２７２において
は、上記ステップ２２６，２３２で設定されたＰＯＬの
状態により、ＰＯＬが１の場合には前述した位相補償演
算結果が正であると判断して、再びＰＯＲＴａがＨ，Ｐ
ＯＲＴｂがＬ，ＰＯＲＴｃがＨ，ＰＯＲＴｄがＬとな
り、図４（ｂ）と全く状態となる。

【００６１】又、ＰＯＬが０の場合には、前述した位相
補償演算が負であると判断して、ＰＯＲＴａがＬ，ＰＯ
ＲＴｂがＨ，ＰＯＲＴｃがＬ，ＰＯＲＴｄがＨとなり、
図４（ｂ）と反対方向に電流が流れる事になる。

【００６２】以上の様に電圧値をデジタルデータに変換
し、これらの情報から電源電圧に依らず常にＰＷＭを用
いたフィードバックの制御が実現する事が可能となる。

【００６３】尚、本実施例では、電源電圧のサンプリン
グを振れセンサや補正光学系のサンプリングと同一タイ
ミングで実現していたが、通常電源電圧のサンプリング
は電源電圧の変動がそれ程短時間で変動しない場合が多
いので、もう少し時間間隔を開けても、特に問題はな
い。

【００６４】また、電源にノイズ成分が含まれ変動が大
きい場合には、ある程度電源で電圧情報の平均値から補
正を行った方がいい場合もあり、この場合はもう少しサ
ンプリングの回数を増やす必要がある。

【００６５】（第２の実施例）図１１（ａ）のフローチ
ャート及び図１１（ｂ）のデータテーブルは本発明の第
２の実施例に関する図であり、上記第１の実施例で行っ
た補正光学系のフィードバックループゲインの補正に関
する別の方法を示したものである。

【００６６】第１の実施例のステップ２１７〜２２１に
相当する部分が、ステップ３５０〜３５４に置換えられ
ている。

【００６７】まず、ステップ３５０においては、上記ス
テップ２１７と同様に、カメラの電源電圧Ｖ_BAT の値に
対するＡ／Ｄ結果がＡレジスタに設定される。続いて、
ステップ３５１においては、Ｖ_BAT の値を順々に比較す
る為のカウンタＮが０にリセットされ、続くステップ３
５２において、上記Ａレジスタの値とカウンタＮで指示
されるテーブルデータＶ_BAT （Ｎ）の値が比較される。

【００６８】ここで、テーブルデータは、図１１（ｂ）
で示した様に、Ｖ_BAT （Ｎ）｛Ｖ_BAT （０）＜Ｖ_BAT
（Ｎ）＜Ｖ_BAT （Ｘ）｝とＬＰＧ（Ｎ）｛ＬＰＧ（０）
＞ＬＰＧ（Ｎ）＞ＬＰＧ（Ｘ）｝が一体となって、カウ
ンタ値Ｎによりそのアドレスが設定される構成となって
いる。

【００６９】ステップ３５２において、Ａレジスタの値
がＶ_BAT （Ｎ）の値より大きい場合には、次のステップ
３５３において、カウンタ値Ｎ値が１つカウントアップ
し、再びステップ３５２において、次のテーブルデータ
との比較が行われる。

【００７０】こうして、順々に比較が行われ、Ａレジス
タの値がテーブルデータＶ_BAT （Ｎ）より小さくなった
時点で、ステップ３５４に進み、ここでカウンタＮで指
示されるＬＰＧ（Ｎ）の値が、最終的なループゲインデ
ータとしてＢレジスタに設定される事になる。

【００７１】この様にテーブルデータより決定されるＬ
ＰＧ（Ｎ）の値は、電源電圧が高くなる程、小さくなる
様に設定されているので、ＰＷＭ駆動によるフィードバ
ック制御が為された場合でも、電源電圧補正が行われ、
常に一定の特性を保つ事が可能となる。

【００７２】（第３の実施例）図１２のフローチャート
は本発明の第３の実施例に係わる図で、補正光学系で消
費する電力を電源電圧に依らず略一定とする為の補正方
法に関するものであり、図７に示した第１の実施例にお
けるステップ２２４〜２３７の一部を新たに変更したも
のである。

【００７３】まず、ステップ４００においては、前述し
たのと同様に補正光学系１１の位相補償演算結果がＸレ
ジスタに設定され、続くステップ４０１においては、電
源電圧Ｖ_BAT に相当する値がＡレジスタに設定される。
続いてステップ４０２において、ＰＷＭ駆動の場合のデ
ューティの最大値（通常ＲＯＭに設定されている固定
値、若しくはＥＥＰＲＯＭ８に電気的に書換え可能な形
として設定されている定数値）ＤＵＴＹＭＡＸがＢレジ
スタに、又ステップ４０３においては、電源電圧の基準
値としてのＲＥＦが各々Ｃレジスタに設定される。

【００７４】次にステップ４０４において、上記電源電
圧の基準値ＲＥＦの値が設定されているＣレジスタの値
を、上記現在の電源電圧値の設定されているＡレジスタ
の値で割算した結果とＰＷＭのデューティーのＭＡＸの
基準となるデータの設定されているＢレジスタとの乗算
が行われ、最終的にその結果がＭレジスタに設定され
る。

【００７５】ステップ４０５においては、Ｘレジスタの
値の符号判定が為され、正数の場合にはステップ４０６
において、内部ラッチＰＯＬが１がセットされ、次のス
テップ４０７において、位相補償演算結果のＸレジスタ
の値が、上記電源電圧補正の為されたデューティー制限
値との比較が為され、Ｘレジスタの値がＭレジスタの値
より小さい場合にはそのままステップ４０９に進むが、
Ｘレジスタの値がＭレジスタの値より大きい場合には、
ステップ４０８において、Ｍレジスタの値がＸレジスタ
に設定され、最後にステップ４０９において、このＸレ
ジスタの値がＰＷＭデューティーデータとして決定され
る。

【００７６】その後の動作は、ステップ２２８〜２３１
と全く同じなので、ここでの説明は省略する。

【００７７】一方、ステップ４０５において、Ｘレジス
タの値が負数の場合には、ステップ４１０へ進んで、こ
こで内部ラッチＰＯＬの内容が０にクリアされ、次にス
テップ４１１において、Ｘレジスタの値の補数値（即ち
絶対値に相当）が、再びＸレジスタに設定される。更
に、ステップ４１２〜４１４においては、ステップ４０
７〜４０９と全く同様にＸレジスタの値とＭレジスタと
の値との比較が為され、デューティー制限値以上の結果
が得られている場合には、制限値以内となる様に駆動デ
ータが設定される事になる。

【００７８】この様に本実施例では、補正光学系１１で
の無駄なエネルギー消費を防ぐ為に、予め最大消費電力
を設定しておき、そして、電源電圧によってこの最大消
費電力が変化しない様に、電源電圧補正を行ったもので
ある。

【００７９】尚、本実施例では計算により駆動系の最大
デューティー値を決定したが、第１の実施例に対する第
２の実施例の様に、テーブル比較によってその最大デュ
ーティー値を算出できることは言う迄もない。

【００８０】以上の各実施例によれば、補正光学系の駆
動方法として、ＰＷＭ駆動を用いた場合に生ずる電源電
圧変動に伴う周波数特性の変動を、電源電圧監視回路か
らの出力に基づいて補正するため、電源電圧に拘らず常
に所望の特性を得る事が出来る。

【００８１】また、補正光学系の駆動方法としてＰＷＭ
駆動を用いた場合に生ずる電源電圧変動に伴う最大消費
電力の変動を、電源電圧監視回路からの出力に基づき補
正するため、電源電圧に拘らず常に一定の消費電力範囲
内に抑える事が出来る。

【００８２】更に、電源電圧に応じた最適な定電力リミ
ッタを設けている為、ＰＷＭ駆動を用いた場合に不要な
電力消費を防止することができる。

【００８３】（発明と実施例の対応）本実施例におい
て、トランジスタ１６〜１９，駆動コイル１０が本発明
のＰＷＭ駆動手段に相当し、抵抗１４，１５及びＯＰア
ンプ７が本発明の電源電圧監視手段に相当し、ＣＰＵ３
が本発明の演算手段及びＰＷＭ駆動制御手段に相当し、
振れセンサ４が本発明の振れ検出手段に相当する。

【００８４】以上が実施例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、これら実施例の構成に限
定されるものではなく、請求項で示した機能、又は実施
例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。

【００８５】（変形例）本発明は、振れ検出手段として
は、既に述べた、角加速度センサ、加速度センサ、角速
度センサ以外にも、速度センサ、角変位センサ、変位セ
ンサ、更には振れ自体を検出する方法等、振れが検出で
きるものであればどのようなものであっても良い。

【００８６】また、本発明は、振れ検出手段と補正光学
系は、互いに装着可能な複数の装置、例えばカメラとそ
れに装着可能な交換レンズにそれぞれわけて設けること
も可能である。

【００８７】また、本発明は、クレームまたは実施例の
各構成または一部の構成が別個の装置に設けられていて
もよい。例えば、振れ検出手段がカメラ本体に、補正光
学系が前記カメラに装着されるレンズ鏡筒に、それらを
制御する制御装置が中間アダプタに設けられていてもよ
い。

【００８８】更に、本発明は、補正光学系として、光軸
に垂直な面内で光学部材を動かすシフト光学系や可変頂
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、ＰＷＭ駆動が可能な構成のもので
あればどのようなものであってもよい。

【００８９】さらに、本発明は、一眼レフカメラ，レン
ズシャッタカメラ，ビデオカメラ等のカメラに適用した
場合を述べているが、その他の光学機器や他の装置、更
には構成ユニットとしても適用することができるもので
ある。

【００９０】更に又、本発明は、以上の各実施例、又は
それらの技術を適当に組み合わせた構成にしてもよい。

【００９１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電源電圧の変動の割合に応じて、ＰＷＭ駆動手段の駆動
条件を変更するようにしている。

【００９２】また、本発明によれば、電源電圧の変動の
割合に応じて、補正光学系の駆動出力を算出する演算手
段での増幅率を変化させ、周波数特性の変化を補償する
ようにしている。

【００９３】よって、ＰＷＭ駆動時に生じる電源電圧変
動にも拘らず、常に所望とされる周波数特性を得ること
ができる。

【００９４】また、本発明によれば、補正光学系等で消
費する最大電力量を、電源電圧の状態に依らず、制限手
段によって略一定にするようにしている。

【００９５】よって、ＰＷＭ駆動時における電源電圧状
態に依らず、消費電力を常に一定の範囲内に抑えること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における防振装置の概略
構成を示すブロック図である。

【図２】本発明の第１の実施例装置を具備したカメラの
要部を示す斜視図である。

【図３】本発明の第１の実施例における防振装置の要部
構成を示す斜視図である。

【図４】本発明の第１の実施例における防振装置の駆動
手段について説明する為の図である。

【図５】本発明の第１の実施例における防振装置の動作
の一部を示すフローチャートである。

【図６】図５の動作の続きを示すフローチャートであ
る。

【図７】図６の動作の続きを示すフローチャートであ
る。

【図８】本発明の第１の実施例におけるＰＷＭ駆動に関
する動作を示すフローチャートである。

【図９】本発明の第１の実施例における演算サブルーチ
ンを示すフローチャートである。

【図１０】図９の演算サブルーチンの動作説明を助ける
為の図である。

【図１１】本発明の第２の実施例における防振装置の主
要部の動作について説明する為の図である。

【図１２】本発明の第３の実施例における防振装置の主
要部の動作を示すフローチャートである。

【図１３】従来のカメラの防振装置の概略構成を示すブ
ロック図である。

【図１４】一般的な補正光学系の特性を示す図である。

【符号の説明】

３ＣＰＵ４振れセンサ６ＡＤコンバータ７ＯＰアンプ９位置検出手段１０駆動コイル１２撮影光学系１１補正光学系１４，１５抵抗１６〜１９トランジスタ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】搭載される光学機器の振れを検出する振
れ検出手段と、該振れ検出手段の出力に基づいて光学系
に入射する光線を補正する補正光学系と、該補正光学系
を時系列的パルスにより駆動するＰＷＭ駆動手段とを備
えた防振装置において、ＰＷＭ駆動に用いられる電源電
圧を監視する電源電圧監視手段と、該電源電圧監視手段
の出力結果に基づき、前記ＰＷＭ駆動手段の駆動条件を
変更するＰＷＭ駆動制御手段とを設けたことを特徴とす
る防振装置。
【請求項２】搭載される光学機器の振れを検出する振
れ検出手段と、該振れ検出手段の出力に基づいて光学系
に入射する光線を補正する補正光学系と、前記振動検出
手段の出力と前記補正光学手段の位置出力を基に所定の
信号増幅を行い、前記補正光学系の駆動出力を算出する
演算手段と、該演算手段からの出力に基づき、前記補正
光学系を時系列的パルスにより駆動するＰＷＭ駆動手段
とを備えた防振装置において、ＰＷＭ駆動に用いられる
電源電圧を監視する電源電圧監視手段と、該電源電圧監
視手段の出力結果に基づき、前記演算手段における増幅
率を変化させるＰＷＭ駆動制御手段とを設けたことを特
徴とする防振装置。
【請求項３】搭載される光学機器の振れを検出する振
れ検出手段と、該振れ検出手段の出力に基づいて光学系
に入射する光線を補正する補正光学系と、前記振動検出
手段の出力と前記補正光学手段の位置出力を基に所定の
信号増幅を行い、前記補正光学系の駆動出力を算出する
演算手段と、該演算手段からの出力を所定値以内に制限
する制限手段と、該制限手段及び前記演算手段からの出
力に基づき、前記補正光学系を時系列的パルスにより駆
動するＰＷＭ駆動手段とを備えた防振装置であって、Ｐ
ＷＭ駆動に用いられる電源電圧を監視する電源電圧監視
手段と、該電源電圧監視手段の出力結果に基づき、前記
制限手段における制限値を変化させるＰＷＭ駆動制御手
段とを設けたことを特徴とする防振装置。