JPH09292641A - 防振装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 安価であり、かつコンパクトな防振装置とす
る。 【解決手段】 チルトする事でレンズ鏡筒の光軸を偏心
させる偏心光学系１１ｐ，１１ｙ、７２ｐ，７２ｙと、
該偏心光学系に加わるコリオリの力より前記レンズ鏡筒
に加わる角速度を求める角速度演算手段（１６，６２
３，６２４）と、該角速度演算手段の出力を基に前記偏
心光学系をチルト駆動する駆動手段１６，１７，１８を
設け、振動検出を行う手段と振れ補正を行う手段を一体
化するようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カメラ等の機器に
生じる１Ｈｚ乃至１２Ｈｚ程度の周波数の振動を検出し
て、これを振れ防止の情報として用い、防振を図る防振
装置の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】現在のカメラ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全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失敗を起す可能性は
非常に少なくなっている。

【０００３】また、最近では、カメラに加わる手振れを
防ぐシステムも研究されており、撮影者の撮影ミスを誘
発する要因は殆ど無くなってきている。

【０００４】ここで、手振れを防ぐシステムについて簡
単に説明する。

【０００５】撮影時のカメラの手振れは、周波数として
通常１Ｈｚ乃至１２Ｈｚ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振れを起していても像
振れのない写真を撮影可能とするための基本的な考えと
して、上記手振れ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を変位させてやらなければなら
ない。従って、カメラの振れが生じても像振れを生じな
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、第２に手振れによる光軸変
化を補正することが必要となる。

【０００６】この振動（カメラ振れ）の検出は、原理的
にいえば、角加速度、角速度、角変位等を検出する振動
センサと該センサの出力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振れ検出手段をカメラに搭
載することによって行うことができる。そして、この検
出情報に基づき撮影光軸を偏心させる補正光学装置を駆
動させて像振れ抑制が行われる。

【０００７】ここで、振動検出手段を用いた防振システ
ムについて、図５を用いてその概要を説明する。

【０００８】図５の例は、図示矢印８１方向のカメラ縦
振れ８１ｐ及びカメラ横振れ８１ｙに由来する像振れを
抑制するシステムの図である。

【０００９】同図中、８２はレンズ鏡筒、８３ｐ，８３
ｙは各々カメラ縦振れ角変位、カメラ横振れ角変位を検
出する角変位検出手段で、それぞれの角変位検出方向を
８４ｐ，８４ｙで示してある。８５は補正光学装置（８
６ｐ，８６ｙは各々補正光学装置８５に推力を与えるコ
イル、８７ｐ，８７ｙは補正光学装置８５の位置を検出
する位置検出素子）であり、該補正光学装置８５には後
述する位置制御ループを設けており、角変位検出手段８
３ｐ，８３ｙの出力を目標値として駆動され、像面８８
での安定を確保する。

【００１０】図６は、図５の角変位検出手段を構成する
振動検出手段の一例であるサーボ角加速度検出装置の構
造図を示すものである。

【００１１】図６において、５２３は外枠底部であり、
この外枠底部５２３と一体的に固着される支持部５２４
及びボールベアリング等摩擦の少ない軸受５２５ａ，５
２５ｂによりシャフト５２６の両端が支持されていて、
該シャフト５２６によってコイル５２７ａ，５２７ｂを
取付けられたシーソ５２８が揺動可能に支持されてい
る。

【００１２】上記コイル５２７ａ，５２７ｂ及びシーソ
５２８の上下には、これらと離隔されて蓋部としての磁
気回路板５３０ａ，５３０ｂと永久磁石５３１ａ，５３
１ｂ，５３２ａ，５３２ｂが対向して配置されていて、
磁気回路板５３０ａ，５３０ｂは上述の如く外枠の蓋部
も兼ねている。永久磁石５３１ａ，５３１ｂ，５３２
ａ，５３２ｂは各々外枠５２３の底部に固定される磁気
回路背板５３３ａ，５３３ｂ上に取付けられている。

【００１３】また、上記シーソ５２８のコイル５２７ａ
の上部には厚み方向に貫通したスリット５３４ａを形成
するスリット板５３４が設けられており、このスリット
５３４ａの上方の外枠の蓋部を兼ねる磁気回路板５３０
ａにはＳＰＣ（Separate Photo Diode）等の光電式の変
位測定器５３５が配置され、スリット５３４ａの下方の
磁気回路背板５３３ａ上には赤外発光ダイオード等の投
光素子５３６が配置されている。

【００１４】以上の構成において、いま角加速度ａが図
６の外枠に対して矢印５３７で示すように働いたとする
と、シーソ５２８は相対的に角加速度ａと反対の方向に
傾き、この振れ角はスリット５３４ａを介する投光素子
５３６からのビームの変位測定器５３５上の位置により
検出できる。

【００１５】ところで、上記永久磁石５３１ａ，５３１
ｂからの磁束は、各々永久磁石５３１ａ，５３１ｂ→コ
イル５２７ａ，５２７ｂ→磁気回路板５３０ａ，５３０
ｂ→コイル５２７ａ，５２７ｂ→永久磁石５３２ａ，５
３２ｂに、他方永久磁石５３２ａ，５３２ｂからの磁束
は、各々永久磁石５３２ａ，５３２ｂ→磁気回路背板５
３３ａ，５３３ｂ→永久磁石５３１ａ，５３１ｂを通
り、全体として閉磁気回路を形成しており、コイル５２
７ａ，５２７ｂに対し垂直な方向の磁束を形成するよう
になっている。そしてコイル５２７ａ，５２７ｂに制御
電流を流すことにより、フレミングの法則によって、シ
ーソ５２８を上記角加速度ａの振れ方向に沿って両側に
動かすことが出来るように設けられている。

【００１６】図７は上記構成のサーボ角加速度検出装置
に具備される角加速度検出回路の構成の一例を示したも
のである。

【００１７】この回路は、上記変位検出器５３５からの
出力を増幅する変位検出増幅器５３８と、このフィード
バック回路を安定な回路系とするための補償回路５３９
と、上記変位検出増幅器５３８からの増幅された出力を
更に電流増幅してコイル５２７ａ，５２７ｂに通電する
駆動回路５４０と、コイル５２７ａ，５２７ｂとが直列
的に接続されて成っている。

【００１８】そして本例においては、上記コイル５２７
ａ，５２７ｂに通電がなされた場合は、外部角加速度ａ
によるシーソ５２８の振れ方向とは反対方向に力が発生
するよう該コイル５２７ａ，５２７ｂの巻線方向及び永
久磁石５３１ａ，５３１ｂ，５３２ａ，５３２ｂの極性
が設定されている。

【００１９】以上の構成のサーボ角加速度検出装置の作
動原理を説明すると、いま上記構成の角加速度センサに
外部から図７に示す様に角加速度ａが加わったとする
と、シーソ５２８は慣性力によって外枠に対して相対的
に反対回転方向に振れ、従ってシーソ５２８に設けられ
ているスリット５３４ａがＬ方向に移動する。このため
に投光素子５３６から変位検出器５３５に入射する光束
の中心が変位し、変位検出器５３５から、その変位量に
比例した出力が発生する。

【００２０】その出力は上述の如く変位検出増幅器５３
８で増幅され、更に補償回路５３９を介して駆動回路５
４０により電流増幅され、コイル５２７ａ，５２７ｂに
通電される。

【００２１】以上のようにコイル５２７ａ，５２７ｂに
制御電流の通電があると、シーソ５２８には外部角加速
度ａのＬ方向とは逆の方向であるＲ方向への力が発生
し、変位検出器５３５に入射する光束が上記外部角加速
度ａの加わらない時の初期位置に戻るように制御電流が
調整して発生される。

【００２２】尚、この際コイル５２７ａ，５２７ｂを流
れる制御電流の値はシーソ５２８に加わる回転力に比例
しており、更にシーソ５２８に加わる回転力は該シーソ
５２８を原点に戻す力、つまり外部角加速度ａの大きさ
に比例しているから、抵抗５４１を通して電流を電圧Ｖ
として読み取ることにより、例えばカメラの像振れ抑制
システム等に必要な制御情報としての角加速度ａの大き
さを求めることができる。

【００２３】そして、この得られた角加速度出力を公知
のアナログ積分回路、或は、ディジタル積分回路で２階
積分して角変位出力に変換して手振れ出力とする。

【００２４】図８は前記図７の角加速度検出回路をより
具体的に示した図である。

【００２５】図８において、増幅アンプ５３８ａ，抵抗
５３８ｂ，５３８ｃは図７の変位検出増幅器５３８に相
当し、変位測定器５３５からの光電流を電圧変換増幅し
て位置検出を行う。コンデンサ５３９ａ及び抵抗５３９
ｂ，５３９ｃは補償回路５３９に相当し、駆動アンプ５
４０ａ，トランジスタ５４０ｂ，５４０ｃ，抵抗５４０
ｄ，５４０ｅ，５４０ｆはコイル５２７ａ，５２７ｂの
駆動を行う駆動回路５４０に相当する。

【００２６】図９はかかる目的に適した角速度センサで
ある振動ジャイロの構造図を示している。

【００２７】振動ジャイロは、振動機構６１と該振動機
構６１を基台に対して支持する支持機構６２、前記振動
機構６１に接続される制御回路部６３により構成されて
いる。

【００２８】振動機構６１は、音叉状に形成された振動
駆動部６４と該振動駆動部６４の先端から延出し、振動
面と直角方向の剛性が弱くなる様に配置された一対の振
動片６５ａ，６５ｂにより形成されている。

【００２９】前記振動駆動部６４には振動駆動用の第１
の圧電変換素子６６及び振動駆動検知用の第２の圧電変
換素子６７（不図示）が固着され、制御回路部６３から
第１の圧電変換素子６６に入力される加振信号により、
振動駆動部６４及びそれと一体に形成された振動片６５
ａ，６５ｂは矢印６８ａ，６８ｂの方向に互いに逆向き
に振動する。第２の圧電変換素子６７は振動を検知し、
制御回路部６３へ出力する。

【００３０】振動片６５ａ，６５ｂの先端には集中質量
部６９ａ，６９ｂが形成されており、振動駆動部６４の
振動により交番速度を持つ。この状態で振動機構６１に
沿う軸６１０回りに角速度Ωが加わると、集中質量と交
番速度と入力角速度の積で求まるコリオリの力が矢印６
１１ａ，６１１ｂの方向に加わる。ここで、矢印６１１
ａ，６１１ｂの方向が互いに逆向きになるのは、一対の
振動片６５ａ，６５ｂは互いに逆向きに振動しているか
らである。

【００３１】ここで交番速度は後述の制御回路部６３に
より常に一定振幅に保たれており、集中質量は変化しな
いため、コリオリの力は入力角速度に比例して変化す
る。

【００３２】振動片６５ａ，６５ｂは上記コリオリの力
により歪ませられ、振動片６５ａ，６５ｂの歪み方向を
検知する如く固着された第３の圧電変換素子６１２ａ，
６１２ｂにより歪みを検知し、この出力を制御回路部６
３で処理することで角速度を求めることが出来る。

【００３３】又、第２及び第３の圧電変換素子６７，６
１２ａ，６１２ｂの端子出力は各々抵抗６１３，６１４
で接地した後に、非反転増幅器６１５，６１６に入力さ
れ、増幅検出電圧を発生する。

【００３４】移相回路６１７は非反転増幅器６１５から
の増幅検出電圧に応答し、この増幅検出電圧の位相を９
０度だけ移相し、移相電圧を発生する。この移相回路６
１７の役割を以下に述べる。

【００３５】振動機構６４は第１の圧電変換素子６６に
入力される加振信号により振動をするわけであるが、加
振信号に対する振動振幅の最も効率の良いのは振動機構
６４の共振周波数で振動させることである。ところが、
共振状態においては第１の圧電変換素子６６に入力され
る加振信号に対し実際の振動の位相は９０°遅れる。そ
のため、第２の圧電変換素子６７を介した非反転増幅器
６１５からの増幅検出電圧は加振信号に対し位相が９０
°遅れており、移相回路６１７により位相を９０°進め
て加振信号と位相を揃える。

【００３６】この位相を揃えた信号を第１の圧電変換素
子６６に入力して、いわゆる正帰還回路を構成し、なお
かつ入力信号電圧より非反転増幅器６１５の増幅検出電
圧を大きくすると、振動機構６４は自励振動を始める。

【００３７】次に、整流回路６１９は移相回路６１７か
らの移相電圧に応答して移相電圧を整流し、整流電圧を
発生する。基準信号発生器６２０は非反転増幅器６１５
からの増幅検出信号を一定にすべく第１の圧電変換素子
６６への加振信号を制御するための基準電圧を発生す
る。

【００３８】差動増幅器６２１は整流回路６１９からの
整流電圧と基準信号発生器６２０からの基準電圧との差
を増幅し、差動増幅電圧を発生する。乗算回路６２２は
移相回路６１７からの移相電圧に差動増幅器６２１から
の差動増幅電圧を乗じ、この乗算結果を前記第１の圧電
変換素子６６への加振信号に相当する帰還電圧とする。

【００３９】前述した様に加振信号電圧より非反転増幅
器６１５の増幅検出電圧を大きくすることで、振動機構
６４は自励振動を始めるわけであるが、このままでは振
動は次第に増大し、最終的には電源電圧で制限を受ける
ため、歪んだ波形で不安定な振動となる。

【００４０】ところが、非反転増幅器６１５からの増幅
検出電圧を整流回路６１９で整流し、これと基準信号発
生器６２０からの基準電圧との差を正帰還内で乗ずる
と、振動が大きくなって整流電圧が増大して基準電圧に
近づくと乗算回路６２２の乗算結果は小さくなってゆ
き、加振信号電圧と非反転増幅器６１５の増幅電圧の比
が小さくなってゆく。つまり、正帰還回路の増幅率が振
動振幅と基準信号により制御され、振動機構６４は一定
振幅で安定振動を行うことになる。

【００４１】非反転増幅器６１６の出力は、振動周波数
成分のみを通過させる帯域通過回路６２３を介すること
で、振動周波数に比べて極めて低い周波数帯域にある外
乱信号（例えば重力加速度により振動片６５ａ，６５ｂ
が歪み、その歪みを第３の圧電変換素子６１２ａ，６１
２ｂが検知して生ずる加速度信号）は除去される。

【００４２】同期検波回路６２４は移相回路６１７から
の移相電圧に応答し、移相電圧との関連により帯域通過
回路６２３からの帯域増幅検出電圧を同期検波し、この
同期検波結果を同期検波電圧として発生する。

【００４３】ここで、図１０（ａ）は同期検波の様子を
説明する図であり、実線で示される振動機構部６４の振
動６２５に対し、交番速度は１点鎖線６２６で示される
様に位相が９０度進んでいる。

【００４４】角速度Ωが生ずることによる第３の圧電変
換素子６１２ａ，６１２ｂの出力は２点鎖線６２７に示
される如く交番速度と同位相となる。破線は振動機構部
６４の振動検知を行う第２の圧電変換素子６７の出力６
２８であり、この出力６２８を移相回路６１７で９０度
進ませた移相電圧で第３の圧電変換素子６１２ａ，６１
２ｂの出力を同期検波する。

【００４５】図１０（ｂ）は以上によって得られた同期
検波電圧を示しており、この斜線で表される面積を平滑
回路６２９で積分することで角速度Ωを表す角速度電圧
を得る。

【００４６】そして、この得られた角速度出力を公知の
アナログ積分器あるいはディジタル積分器で積分するこ
とで、手振れ量（手振れ角変位）を求めることが出来
る。

【００４７】図１１は可変頂角プリズムを用いた補正光
学装置の構造図である。

【００４８】図１１において、７１は屈折率の高い、例
えばシリコン系の液体であり、２枚の平面ガラス７２
ｐ，７２ｙとポリエチレンフィルム７３により、気泡な
く封じられている。

【００４９】前記平面ガラス７２ｐはピッチ保持枠７４
ｐで保持され、このピッチ保持枠７４ｐはピッチ軸７５
ｐ回りに回転可能に軸止されている。前記平面ガラス７
２ｙはヨー保持枠７４ｙで保持され、このヨー保持枠７
４ｙはヨー軸７５ｙ回りに軸止されている。これらピッ
チ，ヨー保持枠７４ｐ，７４ｙには、各々ピッチコイル
７６ｐ，ヨーコイル７６ｙが設けられている。

【００５０】前記ピッチ，ヨーコイル７６ｐ，７６ｙ
は、固定されたピッチ，ヨーマグネット７７ｐ，７７
ｙ、ピッチ，ヨーヨーク７８ｐ，７８ｙで形成される閉
磁路中に置かれる為、これらピッチ，ヨーコイル７６
ｐ，７６ｙに各々電流を流す事でピッチ，ヨー保持枠７
４ｐ，７４ｙは各々ピッチ，ヨー軸まわりに回転駆動さ
れる。

【００５１】また、ピッチ，ヨー保持枠７４ｐ，７４ｙ
の腕７９ｐ，７９ｙには各々変位検出受光素子７１０
ｐ，７１０ｙが取り付けられており、これらは固定され
た赤外発光素子７１１ｐ，７１１ｙから孔７１２ｐ，７
１２ｙを通して照射される絞られた光線により、各々ピ
ッチ軸７５ｐ，ヨー軸７５ｙ回りの回転検出を行う。こ
の変位検出受光素子７１０ｐ，７１０ｙとピッチ，ヨー
コイル７６ｐ，７６ｙの間には公知の位置制御が行われ
ている。

【００５２】以上の様な構成において、ピッチ保持枠７
４ｐがピッチ軸まわりに回転し、平面ガラス７２ｐがピ
ッチ軸７５ｐまわりに傾くと、屈折率の高い液体７１内
を通る光線は矢印６２ｐの方向（ピッチ方向）に偏心さ
せられ、又、ヨー保持枠７４ｙがヨー軸まわりに回転
し、平面ガラス７２ｙがヨー軸まわりに傾くと、光線は
矢印６２ｙの方向（ヨー方向）に偏心させられる。そし
て、この様な可変頂角プリズムの最大の特徴は、光軸方
向の該可変頂角プリズムの前後がどの様な光学系であっ
ても光軸の偏心が可能な事であり、例えばどの様なレン
ズの前面に取り付けても光軸の補正が可能である。

【００５３】

【発明が解決しようとする課題】以上説明した様に、従
来の防振システム（防振装置）においては、振動検出手
段，補正光学装置とも複雑な構造をしており、一般ユー
ザーが気軽に使いこなすには大き過ぎ、又値段も高くな
ってしまうものであった。

【００５４】（発明の目的）本発明の第１の目的は、専
用の手段を具備することなく、振動検出を行うことので
きる防振装置を提供することにある。

【００５５】本発明の第２の目的は、安価であり、かつ
コンパクトな防振装置を提供することにある。

【００５６】

【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、レンズ鏡筒内の光
学構成要素の少なくとも一部を振動光学要素とし、該振
動光学要素を前記レンズ鏡筒の略光軸まわりに振動さ
せ、該振動光学要素に加わるコリオリの力を検出して、
前記レンズ鏡筒に加わる振動角速度を求めるようにして
いる。

【００５７】また、上記第２の目的を達成するために、
請求項２記載の本発明は、振動光学要素は、チルトする
事でレンズ鏡筒の光軸を偏心させる偏心光学系であり、
該偏心光学系に加わるコリオリの力より前記レンズ鏡筒
に加わる角速度を求める角速度演算手段と、該角速度演
算手段の出力を基に前記偏心光学系をチルト駆動する駆
動手段とを設け、振動検出を行う手段と振れ補正を行う
手段を一体化する構成にしている。

【００５８】同じく上記第２の目的を達成するために、
請求項３記載の本発明は、振動光学要素は、光軸方向に
垂直で互いに直交する第１，第２の軸まわりにチルトす
る第１，第２の光学部材で構成される可変頂角プリズム
であり、前記第１，第２の光学部材を光軸まわりに互い
に反対方向にねじり振動させる励振手段と、前記第１，
第２の軸まわりの前記第１，第２の光学部材の変動を検
出する変動検出手段と、前記第１，第２の光学部材を各
々第１，第２の軸まわりに回転駆動させる駆動手段とを
設け、振動検出を行う手段と振れ補正を行う手段を一体
化するようにしている。

【００５９】また、上記第１の目的を達成するために、
請求項４記載の本発明は、レンズ鏡筒内の光学要素に加
わる角加速度を検出して、該レンズ鏡筒に加わる振動を
検出するようにしている。

【００６０】また、上記第２の目的を達成するために、
請求項５及び６記載の本発明は、光学要素は、チルトす
る事でレンズ鏡筒の光軸を偏心させる偏心光学系であ
り、角加速度の検出を前記偏心光学系のチルト状態で検
出、或は、駆動手段に入力される目標値と前記偏心光学
系のチルト状態の関係より検出する変動検出手段と、該
変動検出手段からの信号を基に前記偏心光学系をチルト
駆動する駆動手段とを設け、偏心光学系を角加速度を検
出する為の手段として用いるようにしている。

【００６１】

【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。

【００６２】図１は本発明の実施の第１の形態に係る防
振装置を示す構成図、図２は図１に示す可変頂角プリズ
ムの正面及び断面を示す図であり、図９及び図１１と同
機能の部分は同一の符号を付し、その説明は省略する。

【００６３】図１と図１１の可変頂角プリズムの違い
は、以下の点にある。

【００６４】第１は、２方向（軸７５ｐ，７５ｙまわ
り）の駆動部（ヨーク７８ｐ，７８ｙ、マグネット７７
ｐ，７７ｙ、コイル７６ｐ，７６ｙ）が各々対になって
いる事である。

【００６５】第２は、保持枠７４ｐ，７４ｙに内周嵌合
する回転枠１１ｐ，１１ｙを有し、該回転枠１１ｙ，１
１ｐに平面ガラス７２ｐ，７２ｙが取り付けられている
事（図２（Ｂ）の断面図を参照）、又コイル７６ｐ，７
６ｙも回転枠１１ｙ，１１ｐに取り付けられている事
（同じく図２（Ｂ）の断面図を参照）である。

【００６６】第３は、位置検出用に、フォトリフレクタ
１２ｐ，１２ｙが各々のコイル７６ｐ，７６ｙに対向し
て設けられ、コイル中心の明暗パターン１４ｐ，１４ｙ
（１４ｙはヨーク７８ｙに隠れて見えない。尚、コイル
７６ｐ、フォトリフレクタ１２ｐ、明暗パターン１４ｐ
はヨーク７８ｐを外して見える様にしている）の動きを
検出している事である。

【００６７】第４は、図１に示す様に、保持枠７４ｙ，
７４ｐの突起７４ｙａ，７４ｙｂ，７４ｐａ，７４ｐｂ
と回転枠１１ｐ，１１ｙのコイル保持部１１ｙａ，１１
ｙｂ，１１ｐａ，１１ｐｂ（見えない）の各々の間に
は、圧電素子１４ｙａ，１４ｙｂ，１４ｐａ，１４ｐｂ
（見えない）が設けられている。

【００６８】前述したように、回転枠１１ｐ，１１ｙは
保持枠７４ｐ，７４ｙに嵌合している為に光軸１５まわ
りに回転可能であり、圧電素子１４ｙａ，１４ｐａに交
番電圧（例えば４Ｖ，１ＫＨｚ）を加えると、回転枠１
１ｐ，１１ｙ及び平面ガラス７２ｐ，７２ｙはこの方向
に振動を始める。

【００６９】圧電素子１４ｙｂ，１４ｐｂ（見えない）
はこの振動を検出しており、励振手段（増幅回路６１
５，帯域通過回路６２３，位相回路６１７，乗算回路６
２２，整流回路６１９，基準信号発生回路６２０，比較
回路６２１，駆動回路６１８で構成される）は、図９で
説明したのと同様に自励発振を行う。

【００７０】尚、図１では回転枠１１ｙの励振手段の制
御回路しか示していないが、回転枠１１ｐも同様の構成
で設けてある。

【００７１】以降、矢印６２ｙ（ヨー方向）の偏心の為
のチルト（保持枠７４ｙの駆動と制御）について説明
し、矢印６２ｐ（ピッチ）方向は同様の為に説明は省
く。

【００７２】フォトリフレクタ１２ｙの２出力の差は差
動増幅回路１６で求められ、この出力を補償回路１７で
安定化して駆動回路１８でコイル７６ｙに負帰還して保
持枠７４ｙの公知の位置制御を行っている（保持枠７４
ｐも同様）。

【００７３】上述した様に回転枠１１ｙは光軸まわりに
回転振動しており、回転枠１１ｐも同様である。但し、
回転枠１１ｙと１１ｐの振動は逆相になっており、ポリ
エチレンフィルム７３を挟んで互いにねじり振動してい
る。

【００７４】今、図１に示した様に振れ角速度Ωｐが加
わると、回転枠１１ｙはその振動方向、例えば矢印１１
２ｙに伴って矢印１９ｙ方向（回転枠１１ｙの軸７５ｐ
方向の両端で逆方向）にコリオリの力が生ずる（矢印１
１２ｙと反対に回転しているときは矢印１９ｙと逆方向
にコリオリの力が発生する）。

【００７５】よって、フォトリフレクタ１２ｙはこの力
による回転枠１１ｙの振動（励振周波数と同期）を検出
できる。

【００７６】フォトリフレクタ１２ｙの出力は差動増幅
回路１６を介して帯域通過回路６２３に入力する。帯域
通過回路６２３は励振周波数（回転枠１１ｐ，１１ｙの
振動周波数）のみ通し、それ以外は減衰させる。例えば
１ＫＨｚのバンドパスフィルタで励振１ＫＨｚより下の
周波数、例えば１〜１００Ｈｚの手振れ補正駆動周波数
や１ＫＨｚ以上のノイズを除去し、純粋にコリオリの力
だけを抽出する。この出力を同期検波回路６２４で検波
すれば、専用の振動検出手段を設けることなく、図９で
説明したのと同様に角速度出力が得られる。

【００７７】目標値演算回路１１１ｐは、例えば0.1 Ｈ
ｚ以下の周波数を減衰させるハイパスフィルタと0.1 Ｈ
ｚ以上を積分する積分器が直列接続されており、同期検
波回路６２４の出力のオフセット（ＤＣバイアス）分を
ハイパスフィルタで除去し、積分して角度目標値にす
る。この角度目標値は角速度Ωｐにより生じる光転の偏
心角（振れ角）に比例する為、保持枠７４ｐ（矢印６２
ｐ方向に光転を偏心させて振れ補正）へ駆動目標値とし
て入力し、この方向の振れ補正を行う。

【００７８】保持枠７４ｐの回転枠１１ｐも同様に振動
し、こちらは角速度Ωｙを検出できる為、矢印６２ｙ方
向の振れ角が求まり、これによる駆動目標値を差動増幅
回路１６に入力して、保持枠７４ｙを駆動制御し、この
方向の振れ補正を行う。

【００７９】上述した様に振れ補正の駆動は１〜１０Ｈ
ｚ、高くても１００Ｈｚであるのに対し、入力角速度に
よって発生するコリオリの力は１ＫＨｚ（回転枠１１
ｐ，１１ｙの励振周波数にＡＭ変調されている）の為、
帯域通過回路６２３で分離でき、純粋な角速度出力のみ
検出可能である。

【００８０】また、回転枠１１ｙにおいて角速度Ωｙに
よりコリオリ力１１３ｙも発生しており、又、回転枠１
１ｐにおいても角速度Ωｐによるコリオリ力も発生して
おり、各々保持枠７４ｐ，７４ｙをその方向に振動させ
ようとする。しかし、各々の保持枠７４ｐ，７４ｙはこ
の方向には軸支されて動かない事、又、フォトリフレク
タ１２ｐ，１２ｙはこの方向には感度が無い事により、
この方向の角速度は検出しない。

【００８１】よって、回転枠１１ｙで角速度Ωｐを検出
して保持枠７４ｐを駆動制御し、又、回転枠１１ｐで角
速度Ωｙを検出して保持枠７４ｙを駆動制御し、振れ補
正を行うことが出来る。

【００８２】以上の様に、補正光学装置と振動検出手段
を一体化し、回転枠及び平面ガラス、つまり振動する光
学要素、及び偏心光学系に加わるコリオリ力を補正光学
装置の位置検出を行う手段を兼用して検出する事で、防
振装置を格段にコンパクト、かつ、低価格に提供するこ
とが出来る。

【００８３】又、回転枠１１ｐ，１１ｙは互いにねじり
振動し、その振動が互いに打ち消し合って外部鏡筒に伝
搬しない為に、撮影者は上述振動による不快感を感じる
ことが無い。

【００８４】（実施の第２の形態）図３は本発明の実施
の第２の形態に係る防振装置を示す機構図であり、上記
実施の第１の形態である図１と異なるのは、圧電素子１
４ｐａ，１４ｐｂ，１４ｙａ，１４ｙｂが省かれ、回転
枠１１ｐ，１１ｙの励振もコイル７６ｐ，７６ｙが行っ
ている点である。

【００８５】その為に、例えば、回転枠１１ｙの対のコ
イル７６ｙは各々別の駆動回路１８ａ，１８ｂに接続さ
れており（コイル７６ｐも同様）、両コイルに同相に駆
動信号を与えると保持枠７４ｙは１１０ｙまわりに駆動
され、逆相に与えると回転枠１１ｙが矢印１１２ｙまわ
りに駆動される。

【００８６】よって、振れ補正用には同相に、励振用に
は逆相に信号を作り、これらを混合してコイル７６ｙに
与える事で、矢印１１０ｙまわりの振れ補正駆動と矢印
１１２ｙ方向の振動の両者を行うことが出来る。

【００８７】対のフォトリフレクタ１２ｙの出力はその
出力を加算増幅回路３１で加算する事で矢印１１０ｙま
わりの振れ補正駆動成分（互いに逆相）が打ち消され、
矢印１１２ｙまわりの振動成分のみ得られる。そして、
この出力を基に図１と同様に励振手段で正帰還して自励
発振を行っている。

【００８８】尚、励振指令信号は駆動回路１８ａ及び反
転回路３２を介して駆動回路１８ｂに入力しており、対
のコイル７６ｙには逆相に信号が加わり矢印１１２ｙ方
向に振動を行う。

【００８９】差動増幅回路１６は対のフォトリフレクタ
１２ｙの出力の差をとることで同相成分である矢印１１
２ｙ方向の信号を打ち消し、矢印１１０ｙまわりの変位
のみ出力し、矢印１１０ｙまわりに公知の位置制御駆動
を行っている。

【００９０】角速度の検出は、図１と同様に、矢印１１
０ｙまわりに励振周波数で振動するコリオリ力の成分を
帯域通過回路６２３に入力し、同期検波する事で角速度
Ωｐを求め、目標値信号を作って保持枠７４ｐの駆動目
標値として保持枠７４ｐの振れ補正駆動に利用し、反対
に回転枠１１ｐの振動によりフォトリフレクタ１２ｐが
求める角速度Ωｙから保持枠７４ｙの駆動目標値を算出
し（不図示の目標値演算回路１１１ｙより求める）、差
動増幅回路１６に入力している。

【００９１】以上によって、圧電素子１４ｐａ，１４ｙ
ａ，１４ｐｂ，１４ｙｂを用いなくても矢印１１２ｙま
わりに安定した自励発振制御が出来る為、メカニカルな
機構をより簡素化でき、コンパクト、かつ、信頼性の高
い防振装置となる。

【００９２】（実施の第３の形態）図４は本発明の実施
の第３の形態に係る防振装置を示す機構図であり、上記
実施の第１及び第２の形態と異なり、ここでは振動検出
を、角加速度を利用して検出するようにしている。

【００９３】図４において、保持枠７４ｙは図１，図
３，図１１と同様、公知の位置制御が行われている（差
動増幅回路１６，補償回路１７，駆動回路１８で構
成）。

【００９４】本構成において、可変頂角プリズムを有す
るレンズ鏡筒に全く振動が加わっていない時、差動増幅
回路１６の出力は一定値（殆どゼロ出力）となってい
る。

【００９５】今、レンズ鏡筒に矢印βｙで示す角加速度
が加わると、保持枠７４ｙ，平面ガラス１１ｙの慣性力
の為に軸７５ｙまわりにトルクが発生する。このトルク
とコイル７６ｙの電磁力の釣り合う点まで保持枠７４ｙ
は変位し、この変位は差動増幅回路１６で検出可能であ
る。

【００９６】よって、可変頂角プリズムを振れ補正駆動
制御していない時（駆動制御は行っているが、振れ補正
目標値を入力していない時）には、振れによる角加速度
検出が可能である。

【００９７】しかしながら、保持枠７４ｙを振れ補正駆
動すると、この駆動によるフォトリフレクタ１２ｙの出
力と上述した角加速度によるフォトリフレクタ１２ｙの
出力の区別を行わないと、正確な角加速度検出は行えな
い。

【００９８】ここで、振れ補正駆動により軸７５ｙまわ
りに生ずる角加速度はコイルへの入力電圧に対するトル
クの定数Ｔに比例し、保持枠７４ｙや平面ガラス１１ｙ
等の軸７５ｙまわりの慣性モーメントＪに反比例した定
数である。即ち、生ずる角加速度はコイルへの入力電圧
に比例関係となる。

【００９９】そこで、振れ補正を行っている時、これに
より生ずる角加速度を算出し、フォトリフレクタ１２ｙ
の出力から減算する事で、純粋に振れにより加わる角加
速度を求めることが出来る。

【０１００】図４において、角加速度演算回路４１に
は、差動増幅回路１６の信号と目標値演算回路４２から
の振れ補正目標値電圧を駆動角加速度発生回路４３（上
述したコイル入力により発生する角加速度を算出する様
に目標値演算回路４２の出力を一定比に増，減衰する）
を介した信号が入力している。即ち、角加速度演算回路
４１は、フォトリフレクタ１２ｙに発生する角加速度成
分から振れ補正駆動で生じる角加速度成分を差し引い
て、純粋な振れによる角加速度を求めるものである。

【０１０１】目標値演算回路４２は図１等の目標値演算
回路１１１ｐと同様であるが、２階積分して角加速度を
角度にしている点が異なる。

【０１０２】この様にして求められた目標値信号を差動
増幅回路１６に入力して保持枠７４ｙを振れ補正駆動さ
せて、この方向の振れ抑制を行う。尚、図示していない
が保持枠７４ｐも同様の構成になっている。

【０１０３】以上の様に可変頂角プリズムを角加速度計
として利用して防振装置を構築する事で、コンパクト、
かつ、低価格なものとすることができる。

【０１０４】（発明と実施の形態の対応）上記実施の各
形態において、回転枠１１ｐ，１１ｙ及び平面ガラス７
２ｐ，７２ｙが本発明の振動光学要素に相当し、差動増
幅回路１６，帯域通過回路２３，同期検波回路６２４が
本発明の角速度演算手段に相当し、差動増幅回路１６，
補償回路１７，駆動回路１８が本発明の駆動手段に相当
し、加算増幅回路３１，増幅回路６１５，移相回路６１
７，駆動回路６１８，整流回路６１９，基準信号発生回
路６２０，比較回路６２１，乗算回路６２２が本発明の
励振手段に相当する。

【０１０５】また、角加速度演算回路４１，目標値演算
回路４２，駆動角速度発生回路４３が本発明の変動検出
手段に相当する。

【０１０６】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。

【０１０７】（変形例）上記の実施の第１及び第２の形
態においては、振動角速度検出の為に、光学構成要素の
うちの一部、つまり可変頂角プリズムをレンズ鏡筒の光
軸まわりに振動させ、コリオリの力を発生させるように
しているが、その他の光学要素をも振動させ、コリオリ
の力を発生させる構成にしても良い。

【０１０８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
専用の手段を具備することなく、振動検出を行うことが
できるものである。

【０１０９】また、本発明によれば、安価であり、かつ
コンパクトな防振装置を提供できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の第１の形態に係る防振装置を示
す構成図である。

【図２】図１の補正光学装置の正面及び断面を示す図で
ある。

【図３】本発明の実施の第２の形態に係る防振装置を示
す構成図である。

【図４】本発明の実施の第３の形態に係る防振装置を示
す構成図である。

【図５】従来の防振装置の概略構成を示す斜視図であ
る。

【図６】図１の振動検出手段の一例であるサーボ角加速
度検出装置の構造を示す分解斜視図である。

【図７】図６のサーボ角加速度検出装置に具備される角
加速度検出回路の構成を示すブロック図である。

【図８】図７の角加速度検出回路の具体的な構成例を示
す回路図である。

【図９】従来の角速度センサである振動ジャイロを示す
構成図である。

【図１０】図９の振動ジャイロにおける同期検波及び同
期検波電圧を示す波形図である。

【図１１】従来の可変頂角プリズムを用いた補正光学装
置の構成を示す斜視図である。

【符号の説明】

１１ｐ，１１ｙ 回転枠 １６ 差動増幅回路 １７ 補償回路 １８ 駆動回路 １９ｙ コリオリの力 ３１ 加算増幅回路 ７２ｐ，７２ｙ 平面ガラス ６１５ 増幅回路 ６１７ 移相回路 ６１８ 駆動回路 ６１９ 整流回路 ６２０ 基準信号発生回路 ６２２ 乗算回路 ６２３ 帯域通過回路 ６２３ 帯域通過回路 ６２４ 同期検波回路

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レンズ鏡筒内の光学構成要素の少なくと
   も一部を振動光学要素とし、該振動光学要素を前記レン
   ズ鏡筒の略光軸まわりに振動させ、該振動光学要素に加
   わるコリオリの力を検出して、前記レンズ鏡筒に加わる
   振動角速度を求めることを特徴とする防振装置。
2. 【請求項２】 前記振動光学要素は、チルトする事でレ
   ンズ鏡筒の光軸を偏心させる偏心光学系であり、 前記偏心光学系に加わるコリオリの力より前記レンズ鏡
   筒に加わる角速度を求める角速度演算手段と、該角速度
   演算手段の出力を基に前記偏心光学系をチルト駆動する
   駆動手段とを設けたことを特徴とする請求項１記載の防
   振装置。
3. 【請求項３】 前記振動光学要素は、光軸方向に垂直で
   互いに直交する第１，第２の軸まわりにチルトする第
   １，第２の光学部材で構成される可変頂角プリズムであ
   り、 前記第１，第２の光学部材を光軸まわりに互いに反対方
   向にねじり振動させる励振手段と、前記第１，第２の軸
   まわりの前記第１，第２の光学部材の変動を検出する変
   動検出手段と、前記第１，第２の光学部材を各々第１，
   第２の軸まわりに回転駆動させる駆動手段とを設けたこ
   とを特徴とする請求項１記載の防振装置。
4. 【請求項４】 レンズ鏡筒内の光学要素に加わる角加速
   度を検出して、該レンズ鏡筒に加わる振動を検出する防
   振装置。
5. 【請求項５】 前記光学要素は、チルトする事で前記レ
   ンズ鏡筒の光軸を偏心させる偏心光学系であり、 角加速度の検出を前記偏心光学系のチルト状態で検出す
   る変動検出手段と、該変動検出手段からの信号を基に前
   記偏心光学系をチルト駆動する駆動手段とを設けたこと
   を特徴とする請求項４記載の防振装置。
6. 【請求項６】 前記変更検出手段は、前記駆動手段に入
   力される目標値と前記偏心光学系のチルト状態の関係よ
   り、角加速度を演算する手段を具備したことを特徴とす
   る請求項５記載の防振装置。