JPH03122629A - 防振装置 - 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、手振れによる像ブレを防ぐ防振装置の改良に
関するものである。

（発明の背景） 従来よりあるこの種の防振装置のうち、代表として第７
図及び第８図に示す２種類を取り上げ、以下説明を行う
。

まず、第７図、第８図の方式についてそれぞれ概略を説
明する。

第７図に示す防振装置は、カメラレンズ鏡筒に取り付け
られ振動検出装置４２により矢印へ方向（以下これを紙
面回転方向と記す）の手振れ信号を検出し、この信号に
応じて補正レンズ３６を駆動して、見かけ上結像面で手
振れにより像がブレるのを防ぐ構成である。

この様な方式の防振装置の従来例としては、例えば特開
昭６２−４７０１２号があげられる。

第８図は他の従来例装置を示すもので、レンズ４４及び
像面（すなわち撮像素子４８）が光軸上の１点０で回転
できる様にフレーム５０上に構成されたもので、角速度
検出装置４７もフレーム５０上に回転軸と感度軸が平行
になる様に固定されている。そして、角速度センサ４７
の出力はフレーム回転方向に駆動するアクチュエータへ
送られ、フィードバックループを構成している。これに
より、レンズ４４全体が手振れにより揺れてもそれによ
り生じる角速度センサ４７の出力信号が小さくなる様に
上記アクチュエータが動き、これに応じてフレーム５０
が回転するので、レンズ鏡筒（不図示）が手振れで揺れ
てもレンズ４４．撮像素子４８は回転方向に関して常に
ほぼ静止した状態が保たれ、像ブレのない画像が得られ
る構成となっている。

この方式の公知例としては、例えば特公昭６０−１４３
３３０号等があげられる。

なお、以上２つの第７図、第８図に示す従来装置におい
ては、図面簡略化のため紙面回転方向の像ブレを防止す
る系のみを描いているが、勿論光軸な含む紙面に垂直な
面の防振系を備わっていることは言うまでもない。

ここで、各々の動作について説明を付は加える。

先ず、第７図において、３５はバネで、一端はレンズ鏡
筒に固定され、他端はレンズ３６に接続され、レンズ３
６を中央で保持する働きを持っている。３７は像面上の
フィルムである。４２は前述したように振動検出装置で
あって、手振れによるレンズ全体の紙面回転方向の角度
信号を出力する。３８はコイル、３９はレンズ３６に固
定されたマグネットである。４０はポテンショメータで
、マグネット３９と連動して動き、レンズ３６の位置信
号を出力する。４１は差動アンプであり、該差動アンプ
４１、ポテンショメータ４０、コイル３８、マグネット
３９、バネ３５でレンズ３６の位置を紙面上下方向に駆
動するための位置制御方式のアクチュエータを構成して
いる。

上記振動検出装置４２で検出された角度信号は差動アン
プ４１に入力され、手振れによるフィルム３７面上の揺
れを見かけ上静止させる様にレンズ３６は駆動され、全
体として防振装置を構成している。

次に、第８図の防振装置について説明を行う。

第８図において、レンズ４４及び撮像装置４８は共にフ
レーム５０に固定され、点Ｏを中心として紙面回転方向
に動くことができる。４３はバネで、一端は図中不図示
のレンズ鏡筒に固定され、他端はフレーム５０に固定さ
れ、フレーム５０を中央に保持する働きを持っている。

４７は前述したように角速度センサであって、感度軸が
フレーム５０の回転軸と一致する様に一該フレーム５０
に固定されている。４６はアンプ、４５はフレーム５０
に取り付けられたマグネット、４９はコイルで、これら
はバネ４３とともにフレーム５０・及びそれに取り付け
られたレンズ４４、撮像素子４８、角速度センサ４７を
点Ｏを中心に紙面回転方向に駆動するアクチュエータを
構成している。

上記角速度センサ４７により角速度が検出されると、ア
クチュエータの働きにより、それと反対方向にセンサ４
７自身も含めフレーム５０全体を回転する力が作用する
。このサーボ機構により、フレーム５０全体はそれを囲
むレンズ鏡筒が動いても鏡筒内で点Ｏを中心とした回転
運動方向に関して静止した状態となる。

前述の第７図及び第８図に示した従来例装置においては
、サーボ回路を使用し、レンズを駆動して結像面上の像
が手振れにより動くのをアクチュエータにより逆方向に
動かして、見かけ上伸のブレを止めるわけだが、より正
確にレンズを駆動するためには、サーボゲインを十分高
くする必要がある。

しかしながら、アクチュエータの可動範囲は比較的狭い
ため、撮影中にストロークを使いきり、駆動範囲の端に
しばしば突き当ることがあり、このように突き当った場
合、サーボゲインが高いほど大きなショックを受け、ま
た同時に過大な電流がアクチュエータに流れる（中央位
置へ戻すための）等の不都合があった。

この問題を避けるため、本願出願人は特願昭６３−３１
１２９０号等で、サーボ回路の人力信号をアクチュエー
タの駆動位置に応じて制限することで、アクチュエータ
の駆動範囲を制限するもの等について提案している。し
かしながら、入力信号をコントロールしてアクチュエー
タの駆動範囲の限界近くでレンズの動きを止めることは
、サーボ回路に対して５ＴＥＰ人力（パルス人力）を加
えるのと同等であり、サーボゲインが高く十分に安定で
ないサーボ系では、この時ハンチング状態になるなどの
問題もあり、精度の高い防振を行うために高いサーボゲ
インをとるという要求と矛盾することがあった。

（発明の目的） 本発明の目的は、上述した問題点を解決し、補正光学系
が中央付近で動く場合には、高精度な防振動作を行い、
駆動限界付近で動く場合には、ハンチングの生じない、
安定した防振動作を行うことのできる防振装置を提供す
ることである。

（発明の特徴） 上記目的を達成するために、本発明は、防振手段内に、
補正光学系の駆動位置に応じて、サーボゲインを変化さ
せるサーボゲイン可変手段を設け、以て、前記補正光学
系が中心付近の位置で動く時にはサーボゲインを自動的
に高くし、前記補正光学系が駆動範囲の限界付近で動く
時はサーボゲインを自動的に低くするようにしたことを
特徴とする。

（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
。

第１図は本発明の一実施例を示すもので、１はバネで、
一端はレンズ鏡筒に固定され、他端はレンズ２に接続さ
れ、該レンズ２を中央に保持する機能を持っている。３
はレンズ２に取り付けられた磁石、４はコイル、１３は
結像面上にあるフィルム、５は位置変化するレンズ２の
位置信号を出力するポテンショメータ、６は微分器、７
は差動増幅器、８は可変ゲイン増幅器である。上記バネ
１、コイル４、磁石３、ポテンショメータ５、微分器６
、差動増幅器７及び可変ゲイン増幅器８により、速度制
御のアクチュエータ１４を構成している。１０は角加速
度検出装置、すなわち角加速度計で、紙面回転方向が感
度軸と一致する様に配置されている。

前記角加速度計１０で検出された角加速度信号は、積分
器９で積分され、角速度信号に変換され、ストロークリ
ミッタ１５を通して速度制御のアクチュエータ１４に入
力されている。また、前記ストロークリミッタ１５は、
ポテンショメータ５よりレンズ２の位置が第２図に示す
所定の範囲１を越えることを示す信号が入力した場合に
は、積分器９からの角速度信号をアクチュエータ１４に
伝達するのを止める様に働き、その後バネｌの中心力で
レンズ２が駆動可能な範囲！内に戻ると、再び角速度信
号をアクチュエータ１４に伝達して防振のためのレンズ
駆動が行われる様に働く。

前記可変ゲイン増幅器８は、レンズ２の位置が第２図範
囲２に示す中心近くの場合には、ゲインが高く、それ以
外ではゲインが低くなる様に構成されている。この様子
を第３図に示す。また、範囲２と前述の範囲１の関係は
、範囲１〉範囲２となる様に構成されている。

以上の構成により、レンズ鏡筒が手で保持されることに
より手振れが発生し、防振装置が作動状態となると、角
加速度計１０に手振れにより生じた角加速度信号が発生
し、積分器９へと出力される。レンズ２の速度を制御す
るアクチュエータ１４は、該レンズ２が中心に近い第２
図の範囲２内にある場合には、この時可変ゲイン増幅器
８のゲインは２倍であって高いサーボゲインであるので
、前記積分器９よりの角速度信号に対しレンズ２を高精
度で駆動する。これにより、高い防振効果を得ることが
できる。

また、レンズ２が第２図の範囲２を越えた場合には、可
変ゲイン増幅器８のゲインは自動的に１倍となり、アク
チュエータ１４は低いサーボゲインで安定動作をするよ
うにレンズ２を駆動する。

又、あらかじめ設定した範囲１のストロークリミットを
越える場合には、ストロークリミッタ１５によりアクチ
ュエータ１４に入力される角速度信号は断たれ、レンズ
２の速度が零になる様にコントロールされる為、電気的
な駆動制限がなされる。この時アクチュエータ１４内の
可変ゲイン増幅器８のゲインは低く、アクチュエータ１
４は安定状態でストロークリミットをかけることができ
る。

第４図及び第５図はそれぞれ可変ゲイン増幅器８とスト
ロークリミッタ１５の具体的な構成例を示す図である。

第４図中、６２．６３，７０．７１は抵抗、６１．６５
．６８はダイオード、６４．６７．７２はオペアンプ、
６６はボリウムである。６９はアナログスイッチで、ハ
イレベルの信号が入力することにより図示の状態、すな
わちオン状態となる。

第５図中、７７．７８は抵抗、８０，８１．８４はダイ
オード、８２はボリウム、７９．８３はオペアンプであ
る。８５はアナログスイッチで、ハイレベルの信号が入
力することにより図示の状態、すなわちオン状態となる
。

第６図は本発明の他の実施例を示すものであり、２０は
バネで、一端はレンズ鏡筒に固定され、他端はフレーム
２１に取り付けられており、フレーム全体をほぼ中心位
置で保持する機能を持っている。フレーム２１は点Ｏを
中心に回転可能となっており、レンズ２３と撮像素子２
２は該フレーム２１に固定されている。２８は角速度セ
ンサであり、感度軸がフレーム２１の回転軸と同一にな
る様に該フレーム２１に取り付けられている。２４は不
図示のレンズ鏡筒に固定されるコイル、２５は磁石で、
前記フレーム２１に取り付けられている。２７は第１の
実施例と同様の可変ゲイン増幅器、２６はポテンショメ
ータで、磁石２５と連動してフレーム２１の、つまりは
レンズ２３の位置信号を発生する。

上記構成において、不図示のレンズ鏡筒が手で保持され
ることにより手振れが生じ、防振装置が作動状態となる
と、角速度計２８に角速度信号が発生する。この角速度
信号は可変ゲイン増幅器２７を通ってコイル２４へ伝達
され、これによりフレーム２１及びセンサ２８自身が静
止状態になる方向の駆動力が発生する。この結果、フレ
ーム２１は手振れによらず点０を中心として絶対空間で
静止した状態のままで回転せず、よって静止したブレの
ない像を得ることができる。

上記フレーム２１の回転範囲は前述した通り物理的制限
があるが、この円中心近傍で駆動される時には可変ゲイ
ン増幅器２７は最大ゲインで働き、またストロークの端
では低いゲインで働く。

これにより、フレーム２１がストロークの端に物理的に
突き当る時はサーボゲインが低いので、ショックを和ら
げることができる。

本実施例によれば、防振装置のアクチュエータを駆動す
るサーボ回路に、サーボゲインを変化できる機能を付加
し、防振動作中、レンズが中心付近にある場合には高い
サーボゲインをかけるようにしているので、高精度で駆
動でき、又ストロークの端近例にレンズがある場合には
低いサーボゲインをかけるようにしているので、ハンチ
ング等の生じない、安定した防振装置を構成可能となる
。

また、前述従来提案の特願昭６３−２５３２４７号、特
願昭６３−３１１２９０号等の方式を併用することで、
実際の撮影中にはアクチュエータのストロークの中心に
近い位置、すなわちサーボゲインの高い範囲で該アクチ
ュエータを使用でき、高精度な防振撮影を行うことがで
きる。

（発明と実施例の対応） 本実施例において、レンズ２或はレンズ２３が本発明の
補正光学系に、角加速度計１０或は角速度計２８が振動
検出手段に、バネｌ、磁石３、コイル４、ポテンショメ
ータ５、微分器６、差動増幅器７、可変ゲイン増幅器８
、或はバネ２０、フレーム２１．コイル２４、磁石２５
、ポテンショメータ２６、可変ゲイン増幅器２７が防振
手段に、可変ゲイン増幅器８或は可変ゲイン増幅器２８
がサーボゲイン可変手段に、それぞれ相当する。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、防振手段内に、
補正光学系の駆動位置に応じて、サーボゲインを変化さ
せるサーボゲイン可変手段を設け、以て、前記補正光学
系が中心付近の位置で動く時にはサーボゲインを自動的
に高くし、前記補正光学系が駆動範囲の限界付近で動く
時はサーボゲインを自動的に低くするようにしたから、
補正光学系が中央付近で動く場合には、高精度な防振動
作を行いことができ、駆動限界付近で動く場合には、ハ
ンチングの生じない、安定した防振動作を行うことが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す電気ブロックを含む構
成図、第２図及び第３図は第１図図示可変ゲイン増幅器
のゲイン可変範囲及び各範囲におけるゲインの状態を説
明するための図、第４図は第１図図示可変ゲイン増幅器
の構成例を示す回路図、第５図は第１図図示ストローク
リミッタの構成例を示す回路図、第６図は本発明の他の
実施例を示す電気ブロックを含む構成図、第７図は従来
装置を示す電気ブロックを含む構成図、第８図は従来装
置の他の例を示す電気ブロックを含む構成図である。 ■・・・・・・バネ、２・・・・・・レンズ、３・・・
・・・磁石、４・・・・・・コイル、５・・・・・・ポ
テンショメータ、６・・・・・・微分器、７・・・・・
・差動増幅器、８・・・・・・可変ゲイン増幅器、１０
・・・・・・角加速度計、２０・・・・・・バネ、２１
・・・・・・フレーム、２３・・・・・・レンズ、２４
・・・・・・コイル、２５・・・・・・磁石、２６・・
・・・・ポテンショメータ、２７・・・・・・可変ゲイ
ン増幅器、 ２８・・・・・・角速度計。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）レンズ鏡筒に対し相対的に駆動されて撮影光軸を
   偏心させる補正光学系と、振動を検出する振動検出手段
   と、該振動検出手段よりの信号に基づいて前記補正光学
   系をサーボ駆動する防振手段とを備えた防振装置におい
   て、前記防振手段内に、前記補正光学系の駆動位置に応
   じて、サーボゲインを変化させるサーボゲイン可変手段
   を設けたことを特徴とする防振装置。