JPH10170970A

JPH10170970A - ブレ補正装置

Info

Publication number: JPH10170970A
Application number: JP8331856A
Authority: JP
Inventors: Fumiya Taguchi; 文也田口
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1996-12-12
Filing date: 1996-12-12
Publication date: 1998-06-26

Abstract

(57)【要約】【課題】振動検出信号を処理回路により処理するとき
に、その処理回路の最終段においてゲイン倍されて出力
されるオフセット成分を、オフセット調整することなく
小さく抑え、出力電圧が飽和する前に、この出力電圧を
増幅基準電圧に素早く収束することができるブレ補正装
置を提供する。【解決手段】角速度センサ１の出力電圧は、ローパス
フィルタ回路４０及び加算増幅回路８０を通じて、ＣＰ
Ｕ２に入力する。加算増幅回路８０の出力電圧がダイナ
ミックレンジを越えるようなときには、ＰＷＭ制御部２
ｂは、操作信号ＳＳＷを発生し、直流電圧出力回路９０
のスイッチＳＷ９１をＯＮ動作及びＯＦＦ動作させる。
加算増幅回路８０は、直流電圧出力回路９０が発生する
直流電圧及び角速度センサ１の出力電圧に基づいて、こ
の角速度センサ１の出力電圧を基準電圧Ｖｒｅｆ近辺に
素早く収束させる。

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，ビデオな
どの撮影装置における手ブレなどによる振動を検出し、
ブレを補正するブレ補正装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば、特開平２−１８３２
１７号公報に開示されているようなブレ補正装置が知ら
れている。このブレ補正装置は、カメラやビデオなどに
生じたブレを角速度センサなどのセンサによって検出
し、センサにより検出されたブレの方向と逆方向にブレ
補正レンズを移動しブレを補正している。

【０００３】以下に、図５を参照して、従来のブレ補正
装置について説明する。図５は、従来のブレ補正装置の
ブロック図である。カメラボディ１０１は、カメラボデ
ィ１０１側及びレンズ鏡筒１０２側に給電する電池１０
３と、カメラボディ側ＤＣ／ＤＣコンバータ１０４と、
カメラボディ側の主要な制御を行うカメラボディ側ＣＰ
Ｕ１０５と、カメラの電源スイッチをＯＮするメインス
イッチ１１２と、レリーズボタンの第１ストローク（半
押し状態）でＯＮする半押しスイッチ１１１と、レリー
ズボタンの第２ストローク（全押し状態）でＯＮする全
押しスイッチ１１０と、操作スイッチ１１３と、半導体
スイッチである給電制御スイッチ１３０などを備えてい
る。

【０００４】レンズ鏡筒１０２は、レンズ鏡筒側の主要
な制御を行うレンズ鏡筒側ＣＰＵ１１９と、レンズ鏡筒
側ＤＣ／ＤＣコンバータ１２０と、ブレ補正制御モード
を選択するための２ｂｉｔの設定スイッチ１３１，１３
２と、ブレを検出し、そのブレ量に応じた出力信号を出
力するブレ検出部１１３，１１４と、第１のレンズ群１
２５と、第２のレンズ群１２６と、光軸方向に対して垂
直方向又は略垂直方向に駆動しブレを補正する第３のレ
ンズ群（以下、ブレ補正レンズという）１２７と、絞り
羽根１２８と、ブレ補正レンズ１２７を駆動するための
モータ１２３，１２４と、このモータ１２３，１２４を
それぞれ駆動制御する制御回路１２１，１２２などを備
えている。従来のブレ補正装置は、平面上に結像する像
面のブレを、例えば、互いに直交するＸ軸及びＹ軸の２
軸成分に分解し、ブレの向きを打ち消すようにそれぞれ
の軸方向に沿ってブレ補正機構部を駆動していた。この
ために、駆動源となるモータ１２３，１２４は、ブレ補
正レンズ１２７を駆動するために２軸分で２個が必要と
なるために、ブレ検出部１１３，１１４、モータ１２
３，１２４及び制御回路１２１，１２２も、それぞれ２
個づつ設けられている。以下においては、ブレ検出部１
１３を説明する。

【０００５】図６は、従来のブレ補正装置におけるブレ
検出回路の一例を示したブロック図である。図５に示し
たブレ検出部１１３は、図６に示すように、角速度セン
サ（ジャイロ）２０１と、この角速度センサ２０１に接
続されたローパスフィルタ（以下、ＬＰＦという）２０
２と、このＬＰＦ２０２に接続されたハイパスフィルタ
（以下、ＨＰＦという）２０３と、このＨＰＦ２０３に
接続された増幅器（ＡＭＰ）２０４と、このＡＭＰ２０
４に接続されたＡ／Ｄコンバータ２０５からなるブレ検
出回路を備えている。

【０００６】角速度センサ２０１は、ブレ状態を角速度
として検出し、この角速度に基づいて出力信号を出力す
るセンサであり、この出力信号は、次段のＬＰＦ２０２
に入力している。

【０００７】ＬＰＦ２０２は、角速度センサ２０１の出
力信号から高域周波数成分をカットするフィルタであ
り、高域周波数成分がカットされた信号は、次段のＨＰ
Ｆ２０３に入力している。

【０００８】ＨＰＦ２０３は、ＬＰＦ２０２により高域
周波数成分がカットされた信号から低域周波数成分をカ
ットするフィルタであり、低域周波数成分がカットされ
た信号は、次段の増幅器２０４に入力している。

【０００９】増幅器２０４は、ＨＰＦ２０３により低域
周波数成分がカットされた信号を増幅し、増幅された信
号は、次段のＡ／Ｄコンバータ２０５に入力している。

【００１０】Ａ／Ｄコンバータ２０５は、ＨＰＦ２０３
により低域周波数成分がカットされたアナログ信号をデ
ジタル信号に変換し出力する。上述した一連のアナログ
信号処理回路は、ブレの周波数域の信号に対して増幅す
るために、処理する信号の周波数領域は、数Ｈｚから数
１０Ｈｚである。

【００１１】アナログ処理されたデータは、角速度の次
元を持っているために、このデータに基づいて、ブレ補
正レンズ１２７を駆動するときには、角速度の基準値
（検出装置出力基準値）ω０（以下、オメガゼロとい
う）を算出する必要がある。このオメガゼロを算出する
ことにより、一定の速度でパンニングしたときに、ブレ
ている状態とは異なる状態であることを補正動作に反映
することができる。ブレ補正レンズ１２７は、オメガゼ
ロと検出された角速度の処理データとの差に比例した補
正量により駆動され、オメガゼロは、ω０＝（１／Ｔ）
Σω（ｔ）の式により算出される。これは、時刻０から
Ｔまでの間の各時刻の角速度ω（ｔ）の和を時間Ｔで平
均したものである。この計算式において使用する角速度
データは、角速度センサ２０１の出力が安定し、カメラ
の状態がブレ状態ではないと判断されるときに検出した
データを用いるのが理想的である。また、平均する時間
（検出時間）Ｔが長いほどデータの安定度はよい。

【００１２】カメラボディ１０１とレンズ鏡筒１０２に
は、図５に示すように、これらを互いに電気的に接続す
るための電気接点１１５，１１６，１１７，１１８が設
けられている。電気接点１１５は、電池１０３から給電
制御スイッチ１３０を介してレンズ鏡筒１０２側へ給電
するための接点である。電気接点１１６は、カメラボデ
ィ側ＤＣ／ＤＣコンバータ１０４の出力をレンズ鏡筒１
０２側に給電するための接点である。電気接点１１７
は、カメラボディ側ＣＰＵ１０５とレンズ鏡筒側ＣＰＵ
１１９との間の通信を行うための接点である。電気接点
１１８は、電池１０３の陰極端子につながるグランド
（ＧＮＤ）ラインを接続するための接点である。

【００１３】次に、従来のブレ補正装置の動作を説明す
る。メインスイッチ１１２がＯＮ動作され、半押しスイ
ッチ１１１がＯＮ動作されると、カメラボディ側ＣＰＵ
１０５の端子には、“Ｌ”レベルの信号が入力される。
そして、全押しスイッチ１１０がＯＮ動作されると、カ
メラボディ側ＣＰＵ１０５の端子には、“Ｌ”レベルの
信号が入力される。カメラボディ側ＣＰＵ１０５は、半
押しスイッチ１１１のＯＮ動作により、カメラボディ側
ＤＣ／ＤＣコンバータ１０４を起動制御し、電気接点１
１６を介して、レンズ鏡筒側ＣＰＵ１１９に給電する。

【００１４】レンズ鏡筒側ＣＰＵ１１９は、給電要求信
号を電気接点１１７を介してカメラボディ側ＣＰＵ１０
５に出力する。カメラボディ側ＣＰＵ１０５は、給電制
御スイッチ１３０をＯＮ動作させ、電池１０３は、レン
ズ鏡筒側ＤＣ／ＤＣコンバータ１２０に電気接点１１５
を介して給電する。また、レンズ鏡筒側ＣＰＵ１１９
は、電気接点１１６からの給電により、レンズ鏡筒側Ｄ
Ｃ／ＤＣコンバータ１２０を起動し、レンズ鏡筒側ＤＣ
／ＤＣコンバータ１２０は、制御回路１２１，１２２と
モータ１２３，１２４に給電する。

【００１５】設定スイッチ１３２がＯＮ動作されたとき
には、レンズ鏡筒側ＣＰＵ１１９のＤ１端子には、
“Ｌ”レベルの信号が入力され、設定スイッチ１３１が
ＯＮ動作されたときには、レンズ鏡筒側ＣＰＵ１１９の
Ｄ２端子には、“Ｌ”レベルの信号が入力される。一
方、設定スイッチ１３２がＯＦＦ動作のときには、レン
ズ鏡筒側ＣＰＵ１１９のＤ１端子は、“Ｈ”レベルであ
り、設定スイッチ１３１がＯＦＦ動作のときには、レン
ズ鏡筒側ＣＰＵ１１９のＤ２端子は、“Ｈ”レベルであ
る。

【００１６】Ｄ１端子が“Ｌ”レベルであり、Ｄ２端子
が“Ｈ”レベルのときには、ブレ補正制御モードは、
“露光中のみ補正動作を行うモード”に選択される。Ｄ
１端子が“Ｈ”レベルであり、Ｄ２端子が“Ｌ”レベル
のときには、ブレ補正制御モードは、“露光中および露
光外に補正動作を行うモード”に選択される。Ｄ１端子
が“Ｈ”レベルであり、Ｄ２端子が“Ｈ”レベルのとき
には、ブレ補正制御モードは、“ブレ補正動作を行わな
いモード”に選択される。

【００１７】ブレ検出部１１３，１１４は、検出したブ
レ量に応じた出力信号をアナログ処理し、その信号をレ
ンズ鏡筒側ＣＰＵ１１９に入力する。“露光中および露
光外に補正動作を行うモード”にブレ補正制御モードが
選択されている場合であって、半押しスイッチ１１１が
ＯＮ動作されたときには、レンズ鏡筒側ＣＰＵ１１９
は、アナログ処理されたデータに基づいて、ブレ補正レ
ンズ１２７の駆動量を演算する。ブレ検出部１１３，１
１４は、検出したブレ量に応じた出力信号を電源が印加
された時点から出力しており、レンズ鏡筒側ＣＰＵ１１
９は、ブレ検出部１１３，１１４の出力信号が出力され
た時点からオメガゼロの検出処理を始める。オメガゼロ
の検出に要する時間は、検出時間が十分にあるときに
は、およそ２秒間程度であるが、電源投入直後の撮影の
ときなどには２秒間も確保できない。このようなときに
は、オメガゼロの検出は、できるかぎり長い時間をかけ
て行われる。撮影者が撮影を行うときには、レンズ鏡筒
側ＣＰＵ１１９は、撮影直前までのオメガゼロの検出デ
ータに基づいて補正量を算出し、この補正量に基づいて
モータ１２３，１２４をフィードバック制御する。

【００１８】レンズ鏡筒側ＣＰＵ１１９は、演算した補
正量に基づいて、モータ１２３，１２４の駆動を制御回
路１２１，１２２に指示する。モータ１２３，１２４の
回転運動は、直線運動に変換され、ブレ補正レンズ１２
７を駆動する。なお、“露光中のみ補正動作を行うモー
ド”にブレ補正制御モードが選択されている場合であっ
て、全押しスイッチ１１０がＯＮ動作されたときには、
ブレ補正レンズ１２７は、露光中のみ駆動される。

【００１９】図７は、従来のブレ補正装置におけるブレ
検出回路の一例を示した回路図である。図７に示すブレ
検出回路は、初段にコンデンサＣ１１，Ｃ１２，Ｃ１
３、抵抗Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１３及びオペアンプＯＰ１
１からなる３次のＬＰＦ（直流結合）１０と、２段目に
コンデンサＣ２１及び抵抗Ｒ２１からなる１次のＨＰＦ
（交流結合）２０と、３段目にコンデンサＣ３１、抵抗
Ｒ３１及びオペアンプＯＰ３１とからなる１００倍の増
幅器３０などから構成されている。

【００２０】図７において、入力された角速度信号は、
初段のＬＰＦ１０において高域周波数成分が遮断される
が、通過帯における信号の位相も同時に遅れる。この位
相遅れは、ブレ補正制御の誤差を生じさせるために、位
相遅れは、ゼロに近いことが望ましい。このために、Ｌ
ＰＦ１０の遮断周波数は、この位相遅れが無視できる程
度、例えば、３００Ｈｚ程度に設定されている。高域周
波数成分を遮断された波形は、２段目のＨＰＦ２０に入
力する。

【００２１】図８は、従来のブレ補正装置におけるブレ
検出回路の他の例を示したブロック図である。角速度セ
ンサ２０１から出力されたブレ量に応じた出力信号に
は、周波数の低い信号（長時間に渡るドリフト成分）が
もともと含まれており、最小検出振幅も微小である。図
８に示すように、角速度センサ２０１から出力された出
力信号を増幅器２０４においてそのままゲインを掛けて
しまうと、増幅器２０４からの出力信号の成分は、低域
周波数成分により飽和し、使用に耐えないものとなって
しまう。低域周波数成分を遮断するためには、図７に示
すように、例えば、遮断周波数０．０６Ｈｚ程度のＨＰ
Ｆ２０が使用されている。このように、図７に示す回路
構成では、低域周波数成分と高域周波数成分とを遮断し
た信号を３段目の増幅器３０において増幅しており、こ
の増幅器３０は、非反転増幅回路を構成しており、１０
１倍のゲインを掛けている。角速度センサ２０１から出
力された出力信号を図７に示す回路構成により処理する
場合において、過大な入力信号が増幅器３０に印加され
たときには、増幅器３０によりゲイン倍された信号がこ
の増幅器３０から出力されてしまう。

【００２２】図９は、角速度センサの出力電圧がダイナ
ミックレンジを越えた状態を概略的に示した図である。
角速度センサ２０１から出力されたブレ量に応じた出力
電圧のダイナミックレンジは、電源電圧及び出力段の回
路構成により制限されるために、図９に示すように、増
幅器３０からの出力電圧が飽和してしまう。この状態で
放置しておくと、出力電圧は、ＨＰＦ（交流結合）２０
の特性から回路の時定数により基準点に限りなく近づい
てくる。しかし、ＨＰＦ２０の時定数は、数秒オーダー
であるために、増幅器３０からの出力電圧が基準点に達
するまでにはかなりの時間を必要とし、過大なブレが起
きた直後には、通常のブレ補正を行うことができなくな
る。これを避けるために、図７に示すブレ検出回路で
は、アナログスイッチＳＷ４１によりＨＰＦ２０の時定
数を短縮している。

【００２３】図１０は、角速度センサの出力電圧がダイ
ナミックレンジ内に引き戻された状態を概略的に示した
図である。角速度センサ２０１から出力された出力電圧
が飽和する時に、アナログスイッチＳＷ４１がＯＮ動作
されると、図１０に示すように、約２０ｍｓ程度の時間
により増幅器３０からの出力電圧を基準点まで引き戻す
ことができる。

【００２４】図１１は、従来のブレ補正装置におけるブ
レ検出回路の他の例を示した回路図である。図１１に示
すブレ検出回路は、初段にコンデンサＣ６１、抵抗Ｒ６
１及びオペアンプＯＰ６１からなり、ＬＰＦを兼ね直流
カットされた反転増幅器６０と、２段目にコンデンサＣ
７１、抵抗Ｒ７１，Ｒ７２，Ｒ７３及びオペアンプＯＰ
７１からなるＬＰＦを兼ねた反転増幅器７０と、コンデ
ンサＣ５１及び抵抗Ｒ５１からなり、直流をカットする
ＨＰＦ５０などから構成されている。

【００２５】図１１に示すブレ検出回路は、オペアンプ
ＯＰ６１の入力のゲインが掛かる抵抗連結部分を、コン
デンサＣ５１により直流的に絶縁しているために、オフ
セット調整が不要である。この回路構成によれば、初段
の反転増幅器６０のゲインは、初段のオペアンプＯＰ６
１のオフセットに対してはかからない。初段のゲインを
十分に大きくし次段のゲインを下げたときには、出力に
現れるオフセット電圧は、自ずと小さくなる。ＨＰＦ５
０の時定数は、抵抗Ｒ５１とコンデンサＣ５１により決
定されており、抵抗Ｒ５１は、抵抗Ｒ６１とともにゲイ
ンを設定する機能を担っている。

【００２６】

【発明が解決しようとする課題】図７に示す従来のブレ
検出回路において、ＨＰＦ２０と増幅器３０との間の最
終段のオペアンプＯＰ３１に入力オフセット電圧の影響
があると、このオフセット電圧は、オペアンプＯＰ３１
によりゲイン倍されて出力される。また、最終段のオペ
アンプＯＰ３１に入力バイアス電流の影響があると、ア
ナログスイッチＳＷ４１をＯＮ動作した状態とＯＦＦ動
作した状態とにより、オペアンプＯＰ３１の「＋」端子
と「−」端子のバイアス電流のバランスが変化する。こ
のバイアス電流のバランスの変化は、電圧の変化とな
り、オペアンプＯＰ３１から出力となって現れる。これ
らの出力飽和を防ぐために、図７に示すブレ検出回路
は、可変抵抗Ｒ４４によりオフセット調整を行っている
が、このオフセット調整は、コスト的に無視することが
できない。

【００２７】また、図１１に示す従来のブレ検出回路に
おいて、オフセットにかかる２段目の反転増幅器７０の
ゲインを小さくしたいときには、初段の反転増幅器６０
においてゲインを稼ぐ必要がある。その結果、ＨＰＦ５
０の時定数を設定しているコンデンサＣ５１の容量が従
属的に大きくなる。コンデンサＣ５１の容量が大きくな
ると、出力電圧が飽和した場合に、アナログスイッチＳ
Ｗ６１，ＳＷ８１をＯＮ動作したときの収束時間が長く
なってしまう。

【００２８】図１２は、時刻０でＥ＝５Ｖのステップ電
圧がＨＰＦ５０に入力したときに、経過時刻ｔにおける
定常時からの差の電圧をゲイン（１００）倍したときの
電圧を示した表である。例えば、アンプ出力変動電圧を
１６８ｍＶ（１．６８ｄｅｇ／ｓｅｃ）以下とするため
に、アナログスイッチＳＷ８１をＯＮ動作する時間は、
最大３４０ｍｓ必要となってしまう。

【００２９】本発明の課題は、第１に、振動検出信号を
処理回路により処理するときに、その処理回路の最終段
においてゲイン倍されて出力されるオフセット成分を、
オフセット調整することなく小さく抑えることができる
ブレ補正装置を提供することである。第２に、出力電圧
が飽和する前に、この出力電圧を増幅基準電圧に素早く
収束することができるブレ補正装置を提供することであ
る。

【００３０】

【課題を解決するための手段】本発明は、以下のような
解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容
易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付
して説明するが、これに限定されるものではない。すな
わち、請求項１の発明は、撮影光学系（１２５，１２
６，１２７）の少なくとも一部を光軸に対して垂直方向
に駆動することによりブレを補正するブレ補正光学系
（１２７）と、前記ブレ補正光学系を駆動する駆動部
（１２３，１２４）と、ブレを検出し、そのブレ量に応
じた出力電圧を出力するブレ検出部（１１３，１１４）
と、前記駆動部を駆動制御する制御部（１１９，１２
１，１２２）とを含むブレ検出装置において、直流電圧
を発生する直流電圧発生部（９０）と、前記ブレ検出部
の出力電圧及び前記直流電圧に基づいて所定の演算を
し、出力信号を発生する演算部（８０）とを備え、前記
制御部は、前記出力信号が所定範囲内にないときには、
操作信号（ＳＳＷ）を発生する操作信号発生部（２ａ）
を備え、前記直流電圧発生部は、前記操作信号に基づい
て直流電圧を発生し、前記演算部は、前記ブレ検出部の
出力電圧及び前記直流電圧に基づいて、出力信号を所定
範囲内とすることを特徴とする。

【００３１】請求項２の発明は、請求項１に記載のブレ
補正装置において、前記所定範囲は、ダイナミックレン
ジを越えない範囲であることを特徴とする。

【００３２】請求項３の発明は、請求項１又は請求項２
に記載のブレ補正装置において、前記ブレ検出部、前記
演算部及び前記制御部は、直流結合（４０）されている
ことを特徴とする。

【００３３】請求項４の発明は、請求項１から請求項３
までのいずれか１項に記載のブレ補正装置において、前
記直流電圧発生部は、前記操作信号に基づいて、直流電
圧値を可変する直流電圧値可変部（ＳＷ９１）を備える
ことを特徴とする。

【００３４】請求項５の発明は、請求項４に記載のブレ
補正装置において、前記制御部は、操作信号を発生する
パルス幅変調部（２ａ）を備え、前記直流電圧値可変部
は、前記操作信号により動作するスイッチ部（ＳＷ９
１）を備えることを特徴としている。

【００３５】請求項６の発明は、請求項１から請求項３
までのいずれか１項に記載のブレ補正装置において、前
記制御部は、操作信号を発生するパルス幅変調部（２
ａ）を備え、前記直流電圧発生部は、前記操作信号に基
づいて動作し、直流電圧源の出力電圧をスイッチングす
るスイッチング部（４０２）と、スイッチングされた矩
形波を平滑化するローパスフィルタ（４０３）とを備え
ることを特徴する。

【００３６】請求項７の発明は、請求項４から請求項６
までのいずれか１項に記載のブレ補正装置において、前
記操作信号発生部は、前記出力信号が前記ダイナミック
レンジを越える前に前記操作信号を発生し、前記直流電
圧値可変部、前記スイッチング部又は前記スイッチ部
は、前記操作信号のＯＮ動作時間とＯＦＦ動作時間との
比（ＤＵＴＹ）により直流電圧値を可変することを特徴
とする。

【００３７】

【発明の実施の形態】

（第１実施形態）以下、図面を参照して、本発明の実施
形態についてさらに詳しく説明する。図１は、本発明の
第１実施形態に係るブレ補正装置におけるブレ検出回路
を示したブロック図である。本発明の第１実施形態にお
けるブレ検出回路は、図１に示すように、ブレを検出
し、ブレ量に応じた出力信号（出力電圧）を出力する角
速度センサ１と、この角速度センサ１に接続され、角速
度センサ１の出力信号から高域周波数成分を遮断するＬ
ＰＦ３０２と、ＬＰＦ３０２に接続され、このＬＰＦ３
０２の出力信号を増幅する増幅器３０４と、増幅器３０
４に接続され、この増幅器３０４の出力信号が入力する
Ａ／Ｄコンバータ２ａを内蔵したＣＰＵ２とから構成さ
れている。ＣＰＵ２に内蔵されたパルス幅変調制御部
（ＰｕｌｓｅＷｉｄｔｈＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ）
（以下、ＰＷＭ制御部という）２ｂには、直流電圧出力
部３０３が接続されている。直流電圧出力部３０３は、
増幅器３０４の入力に対して負帰還となるように、直流
電圧を出力し、増幅器３０４は、この直流電圧と角速度
センサ１の出力電圧とを加算（符号により減算）し、増
幅する。レンズ鏡筒側ＣＰＵ１１９は、増幅器３０４に
より増幅された直流電圧及び角速度センサ１の出力電圧
に基づいて、モータ１２３，１２４の駆動を制御回路１
２１，１２２に指示し、ブレ補正レンズ１２７は、モー
タ１２３，１２４により駆動されブレを補正する。この
ブレ検出回路は、入力から出力にわたる間が直流結合さ
れており、増幅信号電圧が出力電圧に依存している。

【００３８】図２は、第１実施形態に係るブレ検出装置
におけるブレ検出回路を示した回路図である。図２に示
すブレ検出回路は、ブレを検出し、そのブレ量に応じた
出力電圧を出力する角速度センサ１と、抵抗Ｒ４１，Ｒ
４２、コンデンサＣ４１，Ｃ４２及びオペアンプＯＰ４
１により構成された２次のＬＰＦ４０と、インダクタＨ
９１及びコンデンサＣ９１によりＬＰＦを構成し、定電
圧直流電源Ｅ９１、スイッチＳＷ９１、ダイオードＤ９
１を備える直流電圧出力回路９０と、抵抗Ｒ８２，Ｒ８
３により加算器を構成するとともに、抵抗Ｒ８１，Ｒ８
３，Ｒ８４及びオペアンプＯＰ８１により増幅器を構成
する加算増幅回路８０と、加算増幅回路８０の出力電圧
が入力するＡ／Ｄコンバータ２ａ及び操作信号ＳＳＷを
発生するＰＭＷ部２ｂを内蔵したＣＰＵ２とからなる。

【００３９】図２に示すブレ検出回路における実際の定
数設定の具体例は、Ｒ４１：４７ｋΩ、Ｒ４２：４７ｋ
Ω、Ｒ８１：４．７ｋΩ、Ｒ８２：９．１ｋΩ、Ｒ８
３：４７０ｋΩ、Ｒ８４：３．０ｋΩ、Ｃ４１：０．０
１μＦ、Ｃ４２：４７００ｐＦである。

【００４０】次に、本発明の第１実施形態に係るブレ補
正装置におけるブレ検出回路の動作を説明する。角速度
センサ１により検出されたブレ量に応じた出力電圧は、
次段のＬＰＦ４０により高域周波数成分が遮断され、所
定帯域の信号だけが加算増幅回路８０において４０ｄＢ
のゲインをかけられる。この加算増幅回路８０の出力電
圧は、ＣＰＵ２のＡ／Ｄコンバータ２ａに入力する。角
速度センサ１に過大なブレが入力したときには、加算増
幅回路８０の出力電圧がダイナミックレンジ内に納まら
ない可能性がある。例えば、図９に示すような出力波形
のブレが角速度センサ１に入力したときには、この出力
波形は、回路のダイナミックレンジである角速度±１５
ｄｅｇ／ｓｅｃを越えてしまっている。この状態では、
回路の出力は、正常ではなく、出力波形が飽和した後に
は、回路が機能していない状態となってしまう。図９に
示すように、角速度センサ１が過大な信号を＋方向に出
力したときには、ＬＰＦ４０の出力段であるオペアンプ
ＯＰ４１の出力電圧は、ゲインが０ｄＢであるために、
同じ極性にて次段の反転増幅段であるオペアンプＯＰ８
１に入力する。過大な電圧を入力されたオペアンプＯＰ
８１は、イマジナリーショートの点Ａに対して電流を流
し込もうとする。

【００４１】ＣＰＵ２は、Ａ／Ｄコンバータ２ａに入力
する加算増幅回路８０の出力電圧のＡ／Ｄ値をモニタ
し、このモニタ値を所定値と比較する。モニタ値と所定
値との大小が入れ替わる瞬間において、ＣＰＵ２は、加
算増幅回路８０の出力電圧がダイナミックレンジを越え
る可能性があると判断し、操作信号ＳＳＷの発生をＰＷ
Ｍ制御部２ｂに指示する。スイッチＳＷ９１は、この操
作信号ＳＳＷに基づいて、ＯＮ動作及びＯＦＦ動作し、
定電圧直流電源Ｅ９１の出力電圧は、このＯＮ動作とＯ
ＦＦ動作とにより矩形波に変換される。この矩形波は、
スイッチＳＷ９１のＯＮ時間とＯＦＦ時間との比（以
下、ＤＵＴＹという）により、実効的な電圧値が決定さ
れる。インダクタＨ９１及びコンデンサＣ９１により構
成された次段のＬＰＦは、この矩形波を平滑な直流電圧
とする。ダイオードＤ９１は、スイッチＳＷ９１がＯＮ
動作からＯＦＦ動作になった瞬間に、インダクタＨ９１
に電流として蓄積されたエネルギの通路を設けるための
ものである。

【００４２】モニタ値と所定値との大小が入れ替わる瞬
間において、ＰＷＭ制御部２ｂのＤＹＴＹをＣＰＵ２が
所定の値に変更する。その結果、スイッチＳＷ９１がＯ
Ｎ動作する間における矩形波の一周期当たりの実効面積
が変更され、直流出力電圧値を可変することができる。
直流電圧出力回路９０から出力された直流電圧は、実質
的に負帰還をかけたのと同等の効果を奏するように、抵
抗Ｒ８２，Ｒ８３により決定されるゲインによって、Ｌ
ＰＦ４０からの出力電圧に加算（符号により減算）され
る。これにより、イマジナリーショートの点Ａに流れ込
もうとする電流は、抵抗Ｒ８２側に接続された直流電圧
出力回路９０により吸収される。その結果、演算増幅回
路８０の出力電圧は、ダイナミックレンジを越えて飽和
する前にレベルシフトされ、角速度センサ１の出力電圧
は、角速度センサ１の基準電圧Ｖｒｅｆ又はその近辺に
て増幅される。なお、直流電圧出力回路９０から出力さ
れる直流出力電圧値が基準電圧Ｖｒｅｆよりも低いとき
には、イマジナリーショートの点Ａに流れ込もうとする
電流をこの直流出力電圧値により吸収することができ
る。直流出力電圧値は、スイッチＳＷ９１のＯＮ動作時
間（ＤＵＴＹ比）を短縮することにより、小さくするこ
とができる。

【００４３】本発明の第１実施形態では、図１１に示す
従来のブレ検出回路のように、交流結合コンデンサＣ５
１のチャージの充放電ではなく、直流電圧出力回路９０
の直流出力電圧値を可変することにより、演算増幅回路
８０の出力電圧をレベルシフトすることができる。ま
た、本発明の第１実施形態では、角速度センサ１の出力
電圧を処理する増幅器３０４の増幅入力段に、この増幅
器３０４の最終出力値に応じた直流電圧を加算してい
る。このために、本発明の第１実施形態では、オペアン
プの入力オフセット成分を調整する必要のない回路を構
成することができる。また、角速度センサ１の出力電圧
を増幅するオペアンプにオフセットの大きい安価な部品
を使用することができ、入力オフセット成分を調整する
ことなく増幅機能を実現することができる。

【００４４】本発明の第１実施形態では、角速度センサ
１に過大なブレが入力したときに、出力電圧がレンジオ
ーバーする手前において、加算する電圧を変化し、出力
電圧を基準電圧近辺に素速く収束することができる。ま
た、本発明の第１実施形態では、出力電圧が飽和する前
に直流加算電圧値を調整することにより、ダイナミック
レンジ内において常に信号を捉えることができる。本発
明の第１実施形態では、スイッチＳＷ９１のＯＮ動作と
ＯＦＦ動作とのＤＵＴＹを変化させることにより、加算
する直流電圧を可変することができる。したがって、直
流加算電圧値を発生するために高価なＤ／Ａコンバータ
などを使用する必要がなく、コスト的に有利な安価な回
路を構成することができる。

【００４５】（第２実施形態）以下、図面を参照して、
本発明の第２実施形態について説明する。なお、以下の
説明において、本発明の第１実施形態において説明した
回路部分と同一の回路部分は、同一の符号を付して説明
し、その部分の詳細な説明については省略する。図３
は、本発明の第２実施形態に係るブレ補正装置における
ブレ検出回路を示したブロック図である。本発明の第２
実施形態におけるブレ検出回路は、角速度センサ１の出
力信号（出力電圧）を増幅器３０４により増幅した後
に、高域周波数成分をＬＰＦ３０２により遮断し、ＣＰ
Ｕ２に内蔵したＡ／Ｄコンバータ２ａに入力している。
本発明の第２実施形態において、ダイナミックレンジ内
に出力電圧が納まらない可能性があるときには、増幅器
３０４は、直流電圧出力部３０３の出力電圧及び角速度
センサ１の出力電圧を加算（符号により減算）し、増幅
する。ＬＰＦ３０２は、この増幅された出力信号から高
域周波数成分を除去する。

【００４６】本発明の第２実施形態では、増幅器３０４
の次段にＬＰＦ３０２を設けたために、増幅器３０４を
構成するオペアンプのノイズ成分もＬＰＦ３０２により
除去することができる。

【００４７】（第３実施形態）以下、図面を参照して、
本発明の第３実施形態について説明する。図４は、本発
明の第３実施形態に係るブレ補正装置におけるブレ検出
回路の直流電圧出力部を示したブロック図である。本発
明の第３実施形態における直流電圧出力部４００は、直
流電圧源４０１と、この直流電圧源４０１の出力信号
（出力電圧）をＰＷＭ制御部４０４によりスイッチング
動作するスイッチング部４０２と、このスイッチング部
４０２により変換された矩形波から高域周波数成分を遮
断し、平滑化した直流電圧を出力するＬＰＦ４０３とか
ら構成されている。

【００４８】（他の実施形態）以上説明した実施形態に
限定されることはなく、種々の変形や変更が可能であっ
て、それらも本発明の均等の範囲内である。例えば、Ｐ
ＷＭ制御部２ｂをＣＰＵが備えていないときには、ＰＷ
Ｍ制御部２ｂのＩＣをＣＰＵに外付けし、ＣＰＵにより
制御することもできる。また、ブレ検出部１１３，１１
４は、角速度センサに限らず、加速度センサやその他の
センサに関しても本発明は有効である。例えば、角加速
度センサを用いるときには、まず角加速度信号を積分
し、角速度信号に変換する。さらに、本発明の実施形態
では、スチルカメラにブレ補正装置を搭載した例を挙げ
て説明したが、これに限らず、ビデオカメラ、双眼鏡又
は望遠鏡などに対しても本発明は有効である。

【００４９】

【発明の効果】以上詳しく説明したように、請求項１記
載の発明によれば、制御部は、演算部の出力信号が所定
範囲内にないときには、直流電圧発生部に直流電圧を発
生させ、演算部は、この直流電圧及びブレ検出部の出力
電圧に基づいて所定の演算をし、ブレ検出部の出力電圧
を所定範囲内とするので、オフセット調整することなく
オフセット成分を小さく抑えることができるとともに、
ブレ検出部の出力電圧を基準電圧近傍に素早く収束する
ことができる。

【００５０】請求項２記載の発明によれば、所定範囲
は、ダイナミックレンジを越えない範囲であるので、ブ
レ検出部に過大なブレが入力されたときに、出力電圧が
レンジオーバーする前にダイナミックレンジ内に信号を
捉えることができ、基準電圧近傍に出力信号を素早く収
束することができる。

【００５１】請求項３記載の発明によれば、ブレ検出
部、演算部及び制御部は、直流結合されているので、低
域周波数成分に含まれる振動検出信号を有効に利用する
ことができる。

【００５２】請求項４記載の発明によれば、直流電圧発
生部は、直流電圧値を可変する直流電圧値可変部を備え
ているので、任意の電圧値に可変された直流電圧及び振
動検出信号に基づいて、出力信号を所定範囲内とするこ
とができる。

【００５３】請求項５記載の発明によれば、制御部は、
操作信号を発生するパルス幅変調部を備え、直流電圧値
可変部は、この操作信号により動作するスイッチ部を備
えるので、操作信号により動作するスイッチ部により、
直流電圧発生部が発生する直流電圧を任意の電圧値に可
変することができる。

【００５４】請求項６記載の発明によれば、直流電圧発
生部は、操作信号に基づいて動作し、直流電圧源の出力
電圧をスイッチングするスイッチング部と、スイッチン
グされた矩形波を平滑化するローパスフィルタとを備え
るので、直流電圧発生部が発生する直流電圧を実効的な
電圧値に決定し、平滑化した直流電圧にすることができ
る。

【００５５】請求項７記載の発明によれば、直流電圧値
可変部、スイッチング部又はスイッチ部は、操作信号の
ＯＮ動作時間とＯＦＦ動作時間との比により直流電圧値
を可変するので、直流電圧発生部が発生する直流電圧の
実効的な電圧値を任意の電圧値に決定することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係るブレ補正装置のブ
レ検出回路を示したブロック図である。

【図２】本発明の第１実施形態に係るブレ補正装置のブ
レ検出回路の回路図である。

【図３】本発明の第２実施形態に係るブレ補正装置のブ
レ検出回路を示したブロック図である。

【図４】本発明の第３実施形態に係るブレ補正装置のブ
レ検出回路における直流電圧出力部を示したブロック図
である。

【図５】従来のブレ補正装置のブロック図である。

【図６】従来のブレ補正装置のブレ検出回路の一例を示
したブロック図である。

【図７】従来のブレ補正装置のブレ検出回路の一例を示
した回路図である。

【図８】従来のブレ補正装置のブレ検出回路の他の例を
示したブロック図である。

【図９】角速度センサの出力電圧がダイナミックレンジ
を越えた状態を概略的に示した図である。

【図１０】角速度センサの出力電圧がダイナミックレン
ジ内に引き戻された状態を概略的に示した図である。

【図１１】従来のブレ補正装置のブレ検出回路の他の例
を示した回路図である。

【図１２】時刻０でＥ＝５Ｖのステップ電圧がＨＰＦに
入力したときに、経過時刻ｔにおける定常時からの差の
電圧をゲイン（１００）倍したときの電圧を示した表で
ある。

【符号の説明】

１角速度センサ２ＣＰＵ２ａＡ／Ｄコンバータ２ｂＰＷＭ制御部４０ＬＰＦ８０加算増幅器９０直流電圧出力回路１１３，１１４ブレ検出部１２１，１２２制御回路１２３，１２４モータ１２７ブレ補正レンズ２０１角速度センサ２０２ＬＰＦ２０３ＨＰＦ２０４増幅器２０５Ａ／Ｄコンバータ３０２ＬＰＦ３０３直流電圧出力部３０４増幅器４００直流電圧出力回路４０２スイッチング部４０３ＬＰＦＳＳＷ操作信号ＳＷ９１スイッチ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】撮影光学系の少なくとも一部を光軸に対
して垂直方向に駆動することによりブレを補正するブレ
補正光学系と、前記ブレ補正光学系を駆動する駆動部と、ブレを検出し、そのブレ量に応じた出力電圧を出力する
ブレ検出部と、前記駆動部を駆動制御する制御部と、を含むブレ検出装置において、直流電圧を発生する直流電圧発生部と、前記ブレ検出部の出力電圧及び前記直流電圧に基づいて
所定の演算をし、出力信号を発生する演算部とを備え、前記制御部は、前記出力信号が所定範囲内にないときに
は、操作信号を発生する操作信号発生部を備え、前記直流電圧発生部は、前記操作信号に基づいて直流電
圧を発生し、前記演算部は、前記ブレ検出部の出力電圧及び前記直流
電圧に基づいて、出力信号を所定範囲内とすること、を特徴とするブレ補正装置。
【請求項２】請求項１に記載のブレ補正装置におい
て、前記所定範囲は、ダイナミックレンジを越えない範囲で
あること、を特徴とするブレ補正装置。
【請求項３】請求項１又は請求項２に記載のブレ補正
装置において、前記ブレ検出部、前記演算部及び前記制御部は、直流結
合されていること、を特徴とするブレ補正装置。
【請求項４】請求項１から請求項３までのいずれか１
項に記載のブレ補正装置において、前記直流電圧発生部は、前記操作信号に基づいて、直流
電圧値を可変する直流電圧値可変部を備えること、を特徴とするブレ補正装置。
【請求項５】請求項４に記載のブレ補正装置におい
て、前記制御部は、操作信号を発生するパルス幅変調部を備
え、前記直流電圧値可変部は、前記操作信号により動作する
スイッチ部を備えること、を特徴とするブレ補正装置。
【請求項６】請求項１から請求項３までのいずれか１
項に記載のブレ補正装置において、前記制御部は、操作信号を発生するパルス幅変調部を備
え、前記直流電圧発生部は、前記操作信号に基づいて動作し、直流電圧源の出力電圧
をスイッチングするスイッチング部と、スイッチングされた矩形波を平滑化するローパスフィル
タと、を備えることを特徴とするブレ補正装置。
【請求項７】請求項４から請求項６までのいずれか１
項に記載のブレ補正装置において、前記操作信号発生部は、前記出力信号が前記ダイナミッ
クレンジを越える前に前記操作信号を発生し、前記直流電圧値可変部、前記スイッチング部又は前記ス
イッチ部は、前記操作信号のＯＮ動作時間とＯＦＦ動作
時間との比により直流電圧値を可変すること、を特徴とするブレ補正装置。