JPS63117267A - 加速度計 - 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機器の振動検
出に適したサーボ加速度計に関し、特には、カメラ等の
機器に搭載されて、例えばＩＨｚないし１２Ｈｚ程度の
周波数の手プレ振動を検出することで像プレ防止を図る
システムに好適に利用できるサーボ加速度計に関するも
のである。

［発明の背景］ 現代のカメラでは、撮影にとって重要な作業である露出
決定やピント合せ等は自動化される傾向にあり、このよ
うにすることで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。しかし、このよう
な自動化されたカメラにあっても、カメラブレによる）
最影失敗（つまり像ブレ）を自動釣に防ぐようにしたも
のは未だ提供されていない。

その故、最近ではカメラブレに起因する上記の撮影失敗
をも防止することのできるカメラが研究されており、特
に撮影者の手ブレによる撮影失敗を防止することのでき
るカメラについての開発、研究が進められている。

ここで、上記のカメラにおける手ブレの現象および像ブ
レにつき考えると、手ブレの振動は通常ＩＨｚないし１
２Ｈｚ程度の周波数の振動であり、カメラシャッターの
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
、手ブレによるカメラの振動を検知しその検出値に応じ
て像をカメラボディの振動方向とは逆向きに変位させて
やれば、撮影像の像ブレは防止できると言える。

したがって上記目的（すなわ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
めにはカメラの振動（特に手ブレによる振動）を正確に
検出することが必要となり、このカメラブレの検出は、
原理的にいえば、加速度信号を出力する加速度計と、該
加速度信号を１階積分もしくは２階積分して速度信号も
しくは変位信号を出力する公知の積分器とを含むカメラ
ブレ検出システムを、カメラに搭載させることで可能に
なると言える。

ところで、カメラの振動は、前述したように１Ｈｚない
しは１２）１ｚと低周波数領域に分布しており、又、非
常に微妙な振動であるため、その検出を行なうためには
高精度な加速度センナが必要であり、第３図はこのよう
な目的に適した従来のサーボ加速度計の構造図を示して
いる。

第３図において、３１は外枠モあり、この外枠３１の天
井部から剛性の小さい２枚一対の６間した板バネ３２に
より、コイル３３を取り付けたベース３４が吊り下げら
れている。このコイル３３及びベース３４は重錘も兼ね
ており、これらコイル３３．ベース３４及び板バネ３２
により振り子を構成している。そして該コイル３３、ベ
ース３４の上下には、これらと離隔的に磁路板３５と永
久磁石３６ａ、３６ｂが対向して配置されていて、磁路
板３５は外枠３１に固定されており、永久磁石３６ａ、
３６ｂは外枠３１の底部に固定されている磁路背板３７
上に取り付けられている。ベース４の中央部には厚み方
向に貫通したスリット３８が設けられており、このスリ
ット３８の上方の磁路板３５には赤外発光ダイオード３
９等の投光器が配置され、他方スリット３８の下方の磁
路背板３７上にはＰＳＤ等の光電式の変位測定器３０が
配置されている。

以上の構成において、いま加速度ａが外枠３１に対し矢
印で示すように働いたとすると、コイル３３、ベース３
４から成る振り子は加速度ａと反対の方向に傾き、この
振れ角はスリット３８を介する投光器である発光ダイオ
ード３９からのビームの変位測定器３０上の位置により
検出できる。

そして、上記永久磁石３６ａからの磁束は永久磁石３６
ａ−コイル３３→磁路板３５→コイル３３→永久磁石３
６ｂに、他方永久磁石３６ｂからの磁束は永久磁石３６
ｂ→磁路背板３７→永久磁石３６ｂを通り全体として閉
磁気回路を形成しており、コイル３３に電流を流すこと
により、振り子を振れ方向に動かすことが出来る。従っ
て変位検出器３０の出力に応答してコイル３３に流す電
流の向き、大きさをフィードバック制御すれば振り子に
電気的バネ性を持たせることが出来、振り子の板バネ３
２の剛性を十分に小さくしかつ電気的バネのバネ剛性を
十分大きくすることで、板バネ３２に起因するヒステリ
シス、非直線性等の問題を実質的に無視でき、加速度が
加わった時の電気バネの力（コイル３３に流す電流値）
を読むことで高精度な加速度検知が実現可能となる。

しかし、上記のような高精度な加速度検知の目的で板バ
ネ３２の剛性を十分に小さくした構造のものでは矢印Ｆ
−力方向衝撃が加わった場合に、第４図に示すように板
バネ３２座屈を招く虞れが高くなり、このような座屈を
生ずれば加速度計として機能しなくなるという欠点があ
った。

［発明の目的コ 本発明の目的は、上記した構造の加速度針において、コ
イルを支持するバネの剛性を大きくすることなく、外部
からの撃力による座屈等のバネの変形は防止した高精度
な加速度計を提供するところにある。

［発明の概要コ 而して上記した目的を実現するためになされた本発明よ
りなる加速度計の特徴は、コイルが固着されている振り
子と、該振り子を磁界中で撮り子運動可能に支持する撮
り子支持手段と、上記コイルに電気的に接続されていて
、振り子の振り子運動を検出しながらその振り子運動を
抑制するように該コイルに電流を流す制御回路とを備え
、該電流値を上記振り子に作用した加速度の情報とする
ようにした加速度計において、上記振り子の支持手段は
、ねじりに対し易変形性の板バネにより、そのねじり方
向及び板バネの厚み方向を上記振り子の振り子運動方向
に一致させて該撮り子を支持させた構造をなすところに
ある。

［発明の実施例コ 以下本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明す
る。

第１図は本発明よりなる加速度計の構成概要−例を示し
たものであり、振り子であるベースの構造及びその支持
構造が、上記第３図で示したものと異なる他は、実質的
に同時の構成をなしているものである。

第１図に示された本例においては、ケースを構成するケ
ース枠１ａ〜１ｃのうち１ａ及び１ｂは高透磁性材料に
よって形成されており、永久磁石６ａ、６ｂ、磁路板５
ａ、５ｂと共に、コイル３が振り子運動する空間を含め
て閉磁気回路を構成している。すなわち、永久磁石６ａ
からの磁束は永久磁石６ａ→コイル３→磁路板５ａ−ケ
ース１ｂ→磁路板５ｂ→コイル３→永久磁石６ｂに、ま
た永久磁石６ｂからの磁束は永久磁石６ｂ→ケ一ス１ａ
→永久磁石６ａを通り閉磁気回路を形成し、コイル３に
電流を流すことで振り子１２を矢印１３に示す振れ方向
に動かせるようにしている。

次ぎに上記コイル３の固着されている振り子１２、及び
その支持構造について述べると、本例においては、比較
的短尺な寸法の薄肉板バネ２がその中間部を振り子つめ
１２ａ、１２ｂにより挟持されて振り子１２に固定され
ていると共に、該板バネ２の図の上端側の斜線部２ａが
ケース枠の斜線部１ｅ、ｉｆとで挟持され、また下端側
の斜線部２ｂが同様にしてｌｄ、Ｉｇに挟まれて固定さ
れ、バネ部２ｃ、２ｄをねじれ部として撮り子１２の矢
印１３方向の振動を可能としている。

そして本例の特徴は、上記板バネ１２のケース枠１ａ〜
１ｃへの取着に際し、該板バネ１２に引張力（図の１７
方向の引張力）が作用した状態で組付は状態が得られる
ようにしたことと、振り子１２の支持が、そのつめ１２
ａ。

１２ｂの板バネの挟持によるのみであること、更に板バ
ネの厚み方向が撮り千振動方向にあることとにある。な
お第１図中の他の構成である振り子１２のスリット８、
発光ダイオード９、変位測定器１０は、第３図で示した
従来例のものと同じであり、またこの変位測定器１０か
らの出力に依存して、振り子に電気的バネ特性を与える
ための電流をコイルに流すことも従来例のものと同様で
あり、したがって該電流を流すための制御回路（図示せ
ず）公知のものをそのまま利用することができる。

なお本例においては、２ａ、２ｃより構成されるバネ部
２ｅと、２ｄ、２ｂより構成されるバネ部２ｆとは互い
に電気的に絶縁されてコイル３の電流線として利用でき
るようにしている。

以上の構成によれば、振り子ねじり板バネ２のねじり剛
性を十分に小さくし、かつ電気的バネ剛性を十分大きく
することで板バネ２に起因するヒステリシス、非直線性
等の問題は無視でき、図中の方向の加速度が加わった時
の電気バネの力（コイル３に流す電流値）を読むことで
高精度な加速度検知が行なえるものとなると共に、図の
Ｆ方向あるいはＦ′力方向ら加えられる外力に対しては
次のように十分な耐強度を示すことができる。

すなわち、今、仮りに加速度計に軍刀Ｆが加わった場合
を考えると、振子１２には力Ｆａが加わり振り子１２ａ
、１２ｂを中心としたモーメントが発生する。しかし薄
肉板バネ２は図示の如く厚み方向１６が振り子１２の振
れ方向１３と一致し、したがって前記モーメントの面と
薄肉板バネ２の板面が一致しているため、前記モーメン
ト方向の曲げ剛性は極めて大きい。また、加速度計に加
わる撃力Ｆ′についても、これは薄肉板バネの巾方向１
５と一致しているから、これに対する曲げ剛性は大きく
、結局加速度検知方向にのみ剛性の小さいバネ支持振り
子が実現出来るのである。

なお、本例では上記した板バネ２には既述の如くプレテ
ンションを与えているため、上記撃力ＦないしＦ′によ
る外力に由来して該板バネ２に曲げ応力（特に曲げ圧縮
応力）が作用したとしても、該板バネ２の座屈の虞れは
大幅に軽減される効果もある。

第２図は本発明の他の実施例を示し、この例では薄肉板
バネ２に切り欠き１４ａ、１４ｂを設けて薄肉板バネ２
のねじりバネ部２ｃ、２ｄとケースとの結合部２ａ、２
ｂとの境界を明確にして、上記ケース枠との形状誤差に
起因するねじりバネ定数のバラツキを少なくできるとい
う効果がある。

［発明の効果］ 以上述べたように、本発明よりなる加速度計は、振り子
の振り子運動を保証するための支持構造において、従来
座屈等の問題があったのに対し、このような支持構造の
難点が解消されて耐久性に優れ、また板バネの一層の薄
肉化による精度の向上にも効果があるなど、その有用性
は極めて大なるものである。

【図面の簡単な説明】

図面第１図は本発明よりなる加速度計の構成概要−例を
示す図、第２図は本発明の他の実施例を示す図、第３図
は従来の加速度計の一例を示す図、第４図は同従来例の
加速度計における支持バネの座屈状態を示した図である
。 １ａ〜１ｃ：ケース枠 １ｄ〜１ｇ：挟持固定部 ２ａ、２ｂ：固定部　　２ｃ、２ｄ：ねじれ部２ｅ、２
ｆ：板バネ　　３：コイル ５ａ、５ｂ：磁路板　　６ａ、６ｂ：永久磁石８ニスリ
ット　　　　　９：発光ダイオード１０：変位測定器　
　　１２：娠っ子 １２ａ、１２ｂ：振り子つめ １３：振り子運動方向 １４ａ、１４ｂ：切欠き １７：バネ引張り方向　３１：外枠 ３２：板バネ　　　　　３３：コイル ３４：ベース　　　　　３５：磁路板 ３６ａ、３６ｂ：永久磁石 ３７：磁路背板　　　　３８ニスリット３９：発光ダイ
オード　３０：変位測定器第３図 １′

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. コイルが固着されている振り子と、該振り子を磁界中で
   振り子運動可能に支持する振り子支持手段と、上記コイ
   ルに電気的に接続されていて、振り子の振り子運動を検
   出しながらその振り子運動を抑制するように該コイルに
   電流を流す制御回路とを備え、該電流値を上記振り子に
   作用した加速度の情報とするようにした加速度計におい
   て、上記振り子の支持手段は、ねじりに対し易変形性の
   板バネにより、そのねじり方向及び板バネの厚み方向を
   上記振り子の振り子運動方向に一致させて該振り子を支
   持させたものであることを特徴とする加速度計。