JP3417851B2 - 像振れ補正制御装置および像振れ補正制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば単眼鏡等の
光学器械に設けられ、振れ等に起因する像振れの補正制
御に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、手振れ等に起因する像振れの補正
機能を備えた光学器械が知られている。像振れの補正機
能は観察像のずれを補正する補正光学系を有しており、
光学器械の光軸の角度振れによる観察像のずれを打ち消
す方向にアクチュエータで補正光学系を駆動することに
より、光学器械の像振れを相殺する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような光学器械に
おいてアクチュエータによる補正光学系の駆動の最高速
度を越えるような速さの像振れが発生すると、補正光学
系は像振れを補正すべく、手振れによる光学器械の光軸
の移動を相殺する方向に最高速度で駆動される。このよ
うな状況では、像振れの速度が次第に落ちて補正光学系
の駆動の最高速度よりも遅くなったり、あるいは別方向
に振れ始めたりしても、補正光学系は依然として同一方
向に最高速度で駆動され続けるという現象が発生する。
すなわち、補正光学系が本来駆動されるべき速度よりも
速い速度で駆動される、あるいは駆動されなければなら
ない方向と逆方向に駆動されるという現象が発生する。
その結果、激しい像振れを引き起こし、視認される観察
像が使用者にとって極めて不快なものとなるという問題
があった。

【０００４】本発明は、以上の問題を解決するものであ
り、像振れ補正制御が常に安定して行われる像振れ補正
制御装置およびその方法を提供することを目的としてい
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明にかかる像振れ補
正制御装置は、光学器械の光軸の振れの角速度検出手段
と、角速度検出手段の出力を積分して光軸の振れ角度情
報に変換する積分手段と、観察像のぶれを補正する補正
光学系と、補正光学系の位置情報取得手段と、積分手段
が出力する光軸の振れ角度情報と位置情報取得手段が出
力する補正光学系の位置情報との差分が解消されるよう
に補正光学系を駆動する制御手段と、光軸の振れの速度
が補正光学系の駆動の最高速度を越えた値から前記最高
速度より低い値に変化した時、積分手段の出力値を位置
情報取得手段の出力値と略等しい値に置き換える置換手
段とを有することを特徴とする。

【０００６】

【０００７】また、本発明にかかる像振れ補正制御装置
は、光学器械の光軸の振れの角速度検出手段と、角速度
検出手段の出力を積分して光軸の振れ角度情報に変換す
る積分手段と、観察像のぶれを補正する補正光学系と、
補正光学系の位置情報取得手段と、積分手段が出力する
光軸の振れ角度情報と位置情報取得手段が出力する補正
光学系の位置情報との差分が解消されるように補正光学
系を駆動する制御手段と、補正光学系の駆動開始後、所
定の時間が経過する度に、積分手段の出力値を位置情報
取得手段の出力値と略等しい値に置き換える置換手段と
を有することを特徴とする。

【０００８】好ましくは、置換手段は、積分手段の出力
値を前記位置情報取得手段の出力値と略等しい値に置き
換える時点におけるそれまでの補正光学系の駆動方向が
維持されるよう、位置情報取得手段の出力値に所定値を
加算若しくは減算して積分手段の出力値に置き換える。

【０００９】駆動方向が第１の方向である場合、例えば
所定値を位置情報取得手段の出力値に加算し、駆動方向
が第１の方向と１８０度反対の第２の方向である場合、
所定値を位置情報取得手段の出力値から減算する。

【００１０】好ましくは、補正光学系が制御手段により
所定量分駆動する１ステップ単位で駆動され、補正光学
系をステップ駆動させるか否かの基準となる閾値よりも
所定値が大きく設定されている。

【００１１】

【００１２】

【００１３】本発明に係る像振れ補正制御方法は、光学
器械の光軸の振れの角速度を検出する第１ステップと、
角速度を積分して光軸の振れ角度情報に変換する第２ス
テップと、観察像のずれを補正する補正光学系の位置を
検出する第３ステップと、光軸の振れ角度情報と補正光
学系の位置情報との差分が解消されるように補正光学系
を駆動して像振れを補正する第４ステップとを備え、第
４ステップにおいて、光軸の振れの速度が補正光学系の
駆動の最高速度を越えた値から最高速度より低い値に変
化した時、光軸の振れ角度情報を補正光学系の位置情報
に置き換えることを特徴とする。

【００１４】

【００１５】また、本願発明に係る像振れ補正制御方法
は、光学器械の光軸の振れの角速度を検出する第１ステ
ップと、角速度を積分して光軸の振れ角度情報に変換す
る第２ステップと、観察像のずれを補正する補正光学系
の位置を検出する第３ステップと、光軸の振れ角度情報
と補正光学系の位置情報との差分が解消されるように補
正光学系を駆動して像振れを補正する第４ステップとを
備え、第４ステップにおいて、周期的に一定時間が経過
する度に、光軸の振れ角度情報を補正光学系の位置情報
に置き換えることを特徴とする。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。尚、本明細書において「縦」とは
本発明の実施形態に係る像振れ補正機構を備えた光学機
器の通常の使用状態における鉛直方向を指し、「横」と
は「縦」に直交する方向を指す。図１は、本発明に係る
第１実施形態を適用した単眼鏡やカメラレンズ用の像振
れ補正機構を示す斜視図である。補正レンズ２８はレン
ズ支持枠２５に保持されている。レンズ支持枠２５は補
正レンズ２８の光軸ＯＰに直交する平面２５Ｘを有する
平板であり、その平面と平行な面における断面外輪郭の
形状は略方形である。レンズ支持枠２５の図１における
上端面２５Ａは、平面２５Ｘに対して垂直であり、かつ
光軸ＯＰを含む横方向に延びる面と平行である。また、
レンズ支持枠２５の図１における右端面２５Ｂは、平面
２５Ｘに対して垂直であり、かつ光軸ＯＰを含む縦方向
に延びる面と平行である。上端面２５Ａと右端面２５Ｂ
は隣接し互いに直交しており、それぞれ凹部２６、２７
が設けられている。

【００１７】尚、本実施形態が適用される光学機器にお
いて、対物レンズを通過した光束は補正レンズ２８を通
過し、例えばポロプリズムやダハプリズム等で構成され
る像反転光学系を介して接眼レンズに導かれる。すなわ
ち、補正レンズ２８が対物レンズと像反転光学系の間に
位置決めされるよう、レンズ支持枠２５は光学機器内に
配設される。また、本明細書において「基準位置」と
は、補正レンズ２８の光軸ＯＰが他の光学系の光軸と一
致する位置を指す。

【００１８】凹部２６には、第１の直動型アクチュエー
タ１３１が配設されている。第１の直動型アクチュエー
タ１３１は例えば直動型のソレノイドで、駆動コイル収
納部１３１ａと、駆動コイル収納部１３１ａに対して進
退の移動動作を行うシャフト１３１ｂとから成る。シャ
フト１３１ｂの進退の方向および駆動力は、駆動コイル
収納部１３１ａ内の駆動コイル（図示せず）へ印加され
る電圧の方向と大きさにより決定される。駆動コイル収
納部１３１ａは光学機器の外枠の内壁面（図示せず）に
固定されており、シャフト１３１ｂの先端は面２６ａに
当接している。

【００１９】凹部２７には、第２の直動型アクチュエー
タ１３２が配設されている。第２の直動型アクチュエー
タ１３２は第１の直動型アクチュエータ１３１と同様の
構成を有しており、シャフト１３２ｂは駆動コイル収納
部１３２ａ内の駆動コイル（図示せず）への印加電圧の
大きさと方向に基づいて、進退の移動動作を行う。駆動
コイル収納部１３２ａは光学機器の外枠の内壁面（図示
せず）に固定されており、シャフト１３２ｂの先端は面
２７ａに当接している。

【００２０】右端面２５Ｂにはレンズ支持枠２５の内部
に向かって、上端面２５Ａと平行に延び、所定の深さを
有する穴２９ａ、２９ｂが上端部および下端部近傍に穿
設されている。コの字型のガイドバー６１は、それぞれ
の軸方向が平行である横方向ガイド部６１ａ、６１ｂ
と、横方向ガイド部６１ａと６１ｂを連結する縦方向ガ
イド部６１ｃとからなる。縦方向ガイド部６１ｃの軸方
向の長さは、穴２９ａ、２９ｂの間の距離に略等しい。
穴２９ａにはガイドバー６１の横方向ガイド部６１ａ、
穴２９ｂには横方向ガイド部６１ｂがそれぞれ摺動可能
に挿入されている。

【００２１】ガイドバー６１の縦方向ガイド部６１ｃは
光学機器の外枠の内壁面に形成された突起部１１を挿通
し、縦方向に往復動可能に突起部１１に支持されてい
る。

【００２２】レンズ支持枠２５の上端面２５Ａと右端面
２５Ｂが直交する角部の近傍にはピン１５１が突出して
いる。ピン１５１にはコイルバネ１５２の端部１５２ａ
が固定されている。コイルバネ１５２のもう一方の端部
１５２ｂは、光学機器の外枠の内壁の突起部（図示せ
ず）に掛けられており、レンズ支持枠２５を光軸ＯＰに
垂直な面において光軸点に向かって４５度方向で近づく
方向に付勢している。すなわち、コイルバネ１５２は、
第１の直動型アクチュエータ１３１のシャフト１３１ｂ
および第２の直動型アクチュエータ１３２のシャフト１
３２ｂの先端部のボールが、常に凹部２６の面２６ａ、
凹部２７の面２７ａにそれぞれ均等の付勢力で当接する
ように、レンズ支持枠２５を付勢している。

【００２３】レンズ支持枠２５には、横方向位置検出用
の第１のスリット２０８と、縦方向位置検出用の第２の
スリット２１１が穿設されている。第１のスリット２０
８は面２５Ｘと平行な面で切断した断面形状の長手方向
が第１の直動型アクチュエータ１３１のシャフト１３１
ｂの進退方向と直交する方向に延び、第２のスリット２
１１は面２５Ｘと平行な面で切断した断面形状の長手方
向が第２の直動型アクチュエータ１３２のシャフト１３
２ｂの進退方向と直交する方向に延びている。第１のＬ
ＥＤ２０７は、レンズ支持枠２５から所定の間隔だけ離
れかつ第１のスリット２０８に対応する位置に配設さ
れ、レンズ支持枠２５を挟んで第１のＬＥＤ２０７の反
対側には第１の１次元ＰＳＤ（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｅ
ｎｓｉｔｉｖｅ Ｄｅｖｉｃｅ）２０４が配設されてい
る。第２のＬＥＤ２１０は、レンズ支持枠２５から所定
の間隔だけ離れかつ第２のスリット２１１に対応する位
置に配設され、レンズ支持枠２５を挟んで第２のＬＥＤ
２１０の反対側には第２の１次元ＰＳＤ２０９が配設さ
れている。

【００２４】レンズ支持枠２５の横方向の位置は、第１
のＬＥＤ２０７から出射される光束が第１のスリット２
０８を通過し第１の１次元ＰＳＤ２０４上に照射される
位置により検出され、レンズ支持枠２５の縦方向の位置
は、第２のＬＥＤ２１０から出射される光束が第２のス
リット２１１を通過し第２の１次元ＰＳＤ２０９上に照
射される位置により検出される。

【００２５】第１の直動型アクチュエータ１３１の駆動
コイル収納部１３１ａの駆動コイルに特定方向の電圧を
印加するとシャフト１３１ｂはｘ１方向に突出し、レン
ズ支持枠２５はｘ１方向に変位される。駆動コイルに反
対方向の電圧を印加するとシャフト１３１ｂはｘ２方向
に引き込まれ、コイルバネ１５２の付勢力によりレンズ
支持枠２５はｘ２方向に変位される。

【００２６】第２の直動型アクチュエータ１３２の駆動
コイル収納部１３２ａの駆動コイルに特定方向の電圧を
印加するとシャフト１３２ｂはｙ１方向に突出し、レン
ズ支持枠２５はｙ１方向に変位される。駆動コイルに反
対方向の電圧を印加するとシャフト１３２ｂはｙ２方向
に引き込まれ、コイルバネ１５２の付勢力によりレンズ
支持枠２５はｙ２方向に変位される。

【００２７】図２は、第１実施形態の単眼鏡の像振れ補
正の制御回路において横方向の像振れ補正を行う回路構
成を示す図である。ＣＰＵ２００は像振れ補正制御の全
体を制御するマイクロコンピュータである。スイッチ２
０１はオンの時像振れ補正制御を開始させるスイッチで
あり、その出力信号はＣＰＵ２００の入力ポートＰＩ１
に入力される。横方向ジャイロセンサ２０２からは、手
振れ等による横方向における単眼鏡の光軸の移動方向及
びその移動量、すなわち角速度を示す信号が出力され
る。横方向ジャイロセンサ２０２には横方向増幅器２０
３が接続されており、横方向ジャイロセンサ２０２から
出力された光軸の角速度信号が増幅される。横方向増幅
器２０３はＣＰＵ２００に接続されており、横方向増幅
器２０３から出力される横方向の光軸の角速度の増幅信
号は第１のＡＤ変換入力端子ＡＤ１に入力される。

【００２８】第１の１次元ＰＳＤ２０４は上述のように
補正レンズ２８の横方向の位置情報示す信号を出力す
る。第１の１次元ＰＳＤ２０４はＣＰＵ２００に接続さ
れており、第１の１次元ＰＳＤ２０４から出力される位
置情報の信号は第２のＡＤ変換入力端子ＡＤ２に入力さ
れる。尚、ＡＤ変換入力端子とは、アナログ信号をデジ
タル信号に変換するＡＤ変換回路を備えており、入力さ
れたアナログ信号をＣＰＵ２００の命令に基づいてＡＤ
変換回路によりデジタル信号に変換する端子である。

【００２９】発信器２０５は、第１のＡＤ変換入力端子
ＡＤ１および第２のＡＤ変換入力端子ＡＤ２におけるＡ
Ｄ変換のタイミングを決定する割り込み信号を出力す
る。発信器２０５はＣＰＵ２００に接続されており、割
り込み信号は外部割り込み端子ＩＮＴに入力される。す
なわち、外部割り込み端子ＩＮＴに入力される割込み信
号に従って、例えば１ｍｓｅｃ（ミリ秒）おきに割り込
み処理がかかり、第１のＡＤ変換入力端子ＡＤ１および
第２のＡＤ変換入力端子ＡＤ２に入力された信号がデジ
タルに変換されてＣＰＵ２００に読み込まれる。

【００３０】第１のＡＤ変換入力端子ＡＤ１および第２
のＡＤ変換入力端子ＡＤ２でデジタル変換された信号
は、所定の処理を施され、ＤＡ変換出力端子ＤＡ１から
出力される。ＤＡ変換出力端子ＤＡ１には横方向電力増
幅器２０６が接続されており、ＤＡ変換出力端子ＤＡ１
からの出力信号が電力増幅される。尚、ＤＡ変換出力端
子とは、デジタル信号をアナログ信号に変換するＤＡ変
換回路を備えており、ＣＰＵ２００の各レジスタに格納
されたデジタル信号をＣＰＵ２００の命令に基づいてＤ
Ａ変換回路によりアナログ信号に変換して出力する端子
である。さらに横方向電力増幅器２０６には補正レンズ
２８を横方向において駆動する第１のアクチュエータ１
３１が接続されている。すなわち、補正レンズ２８はＤ
Ａ変換出力端子ＤＡ１の出力信号を電力増幅した信号に
基づいて、第１のアクチュエータ１３１により横方向に
おいて駆動される。

【００３１】またＣＰＵ２００は、積分レジスタ２２
１、補正光学系位置レジスタ２２２、及びＲＯＭ２２３
を備えている。積分レジスタ２２１は横方向ジャイロセ
ンサ２０２から出力された角速度信号を時間積分した値
を格納するレジスタであり、単眼鏡の振れ（光軸の振
れ）角度情報を得るために利用される。補正光学系位置
レジスタ２２２は第１の１次元ＰＳＤ２０４から出力さ
れた補正レンズ２８の位置情報を格納するレジスタであ
る。ＲＯＭ２２３には補正レンズ２８の最高速度情報等
が格納される。補正レンズ２８の最高速度とは、第１及
び第２の直動型アクチュエータ１３１、１３２により駆
動可能な補正レンズ２８の速度の最高値であり、予め実
験等により求められた値がＲＯＭ２２３に格納されてい
る。

【００３２】尚、図２には図示していないが、ＣＰＵ２
００には縦方向における像振れを補正するための縦方向
ジャイロセンサ、縦方向増幅器、縦方向電力増幅器が接
続されており、上述の横方向の像振れ補正と同様の処理
が行われる。横方向電力増幅器２０６に第１のアクチュ
エータ１３１が接続されているのと同様に、縦方向電力
増幅器には第２のアクチュエータ１３２が接続されてお
り、縦方向電力増幅器から出力される駆動信号に基づい
て第２のアクチュエータ１３２が駆動され、縦方向にお
ける像振れが補正される。

【００３３】図３は本実施形態における補正制御の処理
手順を示すフローチャート、図４は本実施形態の補正制
御における割り込み処理を示すフローチャートである。
尚、フローチャートにおいて、過大速度フラグとは、像
振れの速度が補正レンズ２８の駆動の最高速度を超える
場合にセットされるフラグであり、特定メモリ中の特定
ビットに設定されている。

【００３４】本プログラムは単眼鏡本体に電源が投入さ
れることによりＣＰＵ２００により実行開始する。ステ
ップ３０１では、スイッチ２０１が押されているか否か
が判断され、押されていればステップ３０２へ進み、押
されていない場合は新たな処理は行われない。ステップ
３０２では過大速度フラグと積分レジスタ２２１が初期
化され、次いでステップ３０３で割り込み許可モードが
設定される。

【００３５】ステップ３０４では、スイッチ２０１が押
されているか否かが判断され、押されていない状態であ
ればステップ３０５へ進み、割り込み不許可モードが設
定される。一方、スイッチ２０１が押されている状態で
あれば、割り込み許可モードが設定されたまま、新たな
処理は行われない。すなわち、割り込み許可モードが設
定されると、スイッチ２０１が押された状態が保持され
ている間は常に割り込み許可モードが維持される。

【００３６】図４に示すプログラムが起動され割り込み
処理がかかると、ステップ４０１では、第１のＡＤ変換
入力端子ＡＤ１の入力信号（横方向ジャイロセンサ２０
２の出力信号）がデジタル変換され積分レジスタ２２１
において加算される。積分レジスタ２２１における加算
処理は、光軸の振れ方向を考慮して行われる。すなわ
ち、例えば右方向への振れを正、左方向への振れを負と
して、最初右方向に振れた後左方向に振れたような場
合、右方向への振れの場合は前の値に正の値を加算し、
左方向への振れの場合は前の値に負の値を加算、すなわ
ち減算する。以上のようにして単眼鏡の振れ角度情報、
すなわち元の光軸の角度位置からの振れ角度を示すデー
タが積分レジスタ２２１に格納される。また、ステップ
４０２では、第２のＡＤ変換入力端子ＡＤ２の入力信号
がデジタル変換され、補正レンズ２８の位置情報、すな
わち単眼鏡の光軸の位置からの距離を示すデータが補正
光学系位置レジスタ２２２に格納される。

【００３７】次いで、ステップ４０３で、像振れの速度
とＲＯＭ２２３に格納された補正レンズ２８の駆動の最
高速度が比較される。像振れの速度とは、第１のＡＤ変
換入力端子ＡＤ１に入力される、横方向ジャイロセンサ
２０２から出力される単眼鏡の光軸の角速度を電力増幅
した信号を適正倍し、結像面における像振れ速度に対応
させたものである。すなわち、ステップ４０３では、ジ
ャイロセンサ出力から求められる像振れ速度が補正レン
ズ２８の所定の最高駆動速度を超えているか否かを判別
する処理が行われる。もし、像振れ速度が補正レンズ２
８の駆動の最高速度を上回っていれば、ステップ４０４
へ進み過大速度フラグに「１」がセットされ、ステップ
４０８へ進む。

【００３８】一方、像振れ速度が補正レンズ２８の駆動
の最高速度を上回っていなければ、ステップ４０５へ進
み、過大速度フラグに「１」がセットされているか否か
が判断される。ステップ４０５において過大速度フラグ
に「１」がセットされていたら、ステップ４０６で補正
光学系位置レジスタ２２２に格納された位置情報を積分
レジスタ２２１にコピーする。次いで、ステップ４０７
で過大速度フラグが初期化され、ステップ４０８へ進
む。ステップ４０５で過大速度フラグに「１」がセット
されていなければ、ステップ４０６の処理は行われず、
ステップ４０７へ進み、過大速度フラグが初期化されス
テップ４０８へ進む。

【００３９】過大速度フラグに「１」がセットされた状
態、すなわち像振れ速度が補正レンズ２８の駆動の最高
速度を上回った状態から、像振れ速度が補正レンズ２８
の駆動の最高速度を下回った時、補正光学系位置レジス
タ２２２の位置情報が積分レジスタ２２１にコピーされ
る。

【００４０】ステップ４０８では、積分レジスタ２２１
に格納されている単眼鏡の振れ角度情報と補正光学系位
置レジスタ２２２に格納されている補正レンズ２８の位
置情報の差分が演算され、適正倍率をかけてＤＡ変換出
力端子ＤＡ１から出力され、図３のフローチャートのス
テップ３０４へ戻る。

【００４１】以上のように、像振れの速度が補正レンズ
２８の駆動の最高速度を上回り続けている状態、あるい
は逆に像振れの速度が補正レンズ２８の駆動の最高速度
を下回り続けている状態においては、実際の単眼鏡の光
軸の振れ角度情報と、補正レンズ２８の位置が比較され
その差分を解消すべく、第１のアクチュエータ１３１が
駆動される。しかしながら、像振れの速度が補正レンズ
２８の駆動の最高速度を上回った状態から下回った状態
に転じると、補正レンズ２８の位置情報を単眼鏡の光軸
の振れ角度情報にコピーした上で、補正レンズ２８を駆
動するための演算処理が行われる。その結果、補正レン
ズ２８は現在の位置に強制的に停止され、その停止位置
は次の割込み処理が発生するまで維持される。さらに、
次の割込み処理で積分レジスタ２２１の値が変化し、補
正レンズ２８の位置情報と単眼鏡の光軸の振れ角度情報
の差分値が０でなくなると、強制的に停止された位置か
ら通常の補正制御が行われる。

【００４２】割り込み処理から図３の像振れ補正処理へ
戻り、ステップ３０４からステップ３０５へ進み割り込
み不許可モードが設定されると、ステップ３０６におい
て、第２のＡＤ変換入力端子ＡＤ２の入力信号、すなわ
ち補正レンズ２８の位置情報がデジタル変換されてＣＰ
Ｕ２００に読み込まれる。次いで、ステップ３０７にお
いてデジタル変換された第２のＡＤ変換入力端子ＡＤ２
の入力信号を適正倍し反転したうえで、ＤＡ変換出力端
子ＤＡ１から横方向電力増幅器２０６に出力され、第１
のアクチュエータ１３１が駆動される。第１のアクチュ
エータ１３１を駆動する信号は、第２のＡＤ変換入力端
子ＡＤ２の入力信号を反転したものであるため、補正レ
ンズ２８はその光軸が単眼鏡の光軸と一致する方向へ駆
動される。

【００４３】ステップ３０８では、補正レンズ２８の光
軸が基準位置にあるか否かを判断し、基準位置にある場
合はステップ３０９へ進み、補正レンズ２８の駆動を停
止しステップ３０１へ戻る。補正レンズ２８の光軸が基
準位置にない場合は、ステップ３０６へ戻る。すなわ
ち、ステップ３０６からステップ３０８において、補正
レンズ２８を基準位置に戻す処理が行われる。

【００４４】図５は上述した横方向における像振れ補正
が行われる際の単眼鏡の光軸の振れ角度と補正レンズ２
８の位置の変化、および像振れの速度と補正レンズ２８
の移動速度の差分を示すグラフである。図５において実
線ａは横方向ジャイロセンサ２０２から出力された単眼
鏡の光軸の角速度を積分するＣＰＵ２００の積分レジス
タ２２１のデータの変化を示す波形である。すなわち、
単眼鏡の光軸の振れ角度情報の変化量を示す波形であ
る。以下、これを像振れ波形と呼ぶ。破線ｂは補正レン
ズ２８の位置の変化量を示す移動波形である。実線ｃは
像振れの速度から補正レンズ２８の移動速度を引いた差
分の変化を示す波形である。

【００４５】時間ｔ０で補正レンズ２８の駆動が開始さ
れた後、時間ｔ１までは単眼鏡の光軸の振れ角度情報の
変化量と補正レンズ２８の位置の変化量は略同一であ
る。すなわち、像振れの速度に補正レンズ２８の駆動の
速度が追従しており、その差分はゼロを示している。

【００４６】時間ｔ１から時間ｔ２にかけて、像振れの
速度が次第に速くなり、補正レンズ２８の駆動の最大速
度を超えた状態を示している。時間ｔ２以降、実線ａが
示すように単眼鏡の位置の変化量は次第に増加するにも
かかわらず、補正レンズ２８の位置の変化量は最大値に
達しているため、破線ｂの波形は一定の変化量を示して
いる。像振れ速度が補正レンズ２８の駆動の最大速度を
超えて増加し続けているため、両者の速度の差分を示す
波形はマイナス方向に転じる。

【００４７】時間ｔ２から時間ｔ３にかけては像振れの
速度が減速し始め、時間ｔ３において補正レンズ２８の
駆動の最大速度を下回り、像振れの速度に補正レンズ２
８の駆動の速度が追従可能となる。すなわち、両者の速
度の差分は再びゼロを示している。この時点で、上述の
ように補正レンズ２８の位置情報が、単眼鏡の振れ角度
情報を格納している積分レジスタ２２１にコピーされ
る。従って、図５に示すように時間ｔ３において実線ａ
の値は破線ｂの値に一致する。時間ｔ３以降は、像振れ
の速度が補正レンズ２８の駆動の最大速度を下回った状
態を示しており、両者の速度の差分がゼロの状態が持続
している。

【００４８】以上のように、本実施形態によれば、横方
向の像振れの速度が補正レンズ２８の駆動の最大速度を
上回った状態から減速し補正レンズ２８の駆動の最大速
度を下回った時点で、補正レンズ２８の位置情報を単眼
鏡の振れ角度情報にコピーしている。すなわち、補正レ
ンズ２８の位置情報と単眼鏡の振れ角度情報の差分値が
０に置換えられる。その結果、補正レンズ２８はそれ以
上駆動はされず、差分値が０に置換えられた時点での位
置に瞬間的に停止される。このようにして強制的に停止
された補正レンズ２８は、積分レジスタ２２１の値が変
化し差分値が０でなくなるまでの間、その停止位置に停
止したままとなる。その後、割込み制御がかかり差分値
が０でなくなると補正制御が再開される。そのため、像
振れの速度が減速したにもかかわらず補正レンズ２８が
最大速度で駆動され続けるという現象が防止される。
尚、縦方向においても横方向と同様のジャイロセンサ、
位置情報取得手段等がＣＰＵ２００に接続されており、
同様の補正制御が行われる。

【００４９】図６は、本発明の第２実施形態における補
正制御の処理手順を示すフローチャートであり、図７は
第２実施形態の補正制御における割り込み処理を示すフ
ローチャートである。尚、第２実施形態の光学器械の構
成は第１実施形態の単眼鏡と同様である。また、図６お
よび図７のフローチャート中において用いられている積
分レジスタ２２１、補正光学系位置レジスタ２２２等の
用語は第１実施形態と同義である。

【００５０】単眼鏡本体に電源が投入されプログラムが
実行開始すると、ステップ６０１では、スイッチ２０１
が押されているか否かが判断され、押されていればステ
ップ６０２へ進み、押されていない場合は新たな処理は
行われない。ステップ６０２では割り込み回数を示す変
数Ｎと積分レジスタ２２１が初期化され、次いでステッ
プ６０３で割り込み許可モードが設定される。

【００５１】ステップ６０４では、スイッチ２０１が押
されているか否かが判断され、押されていない状態であ
ればステップ６０５へ進み、割り込み不許可モードが設
定される。一方、スイッチ６０１が押されている状態で
あれば、割り込み許可モードが設定されたまま、新たな
処理は行われない。すなわち、割り込み許可モードが設
定されると、スイッチ２０１が押された状態が保持され
ている間は常に割り込み許可モードが維持される。

【００５２】図７に示すプログラムが起動され割り込み
処理がかかると、ステップ７０１では、第１のＡＤ変換
入力端子ＡＤ１の入力信号、すなわち横方向ジャイロセ
ンサ２０２から出力される単眼鏡の光軸の角速度を電力
増幅した信号がデジタル変換され、積分レジスタ２２１
において加算され単眼鏡の振れ角度情報が格納される。
また、ステップ７０２では、第２のＡＤ変換入力端子Ａ
Ｄ２の入力信号、すなわち第１の１次元ＰＳＤ２０４か
ら出力される補正レンズ２８の位置情報がデジタル変換
され、補正光学系位置レジスタ２２２に格納される。

【００５３】ステップ７０３で変数Ｎが１インクリメン
トされ、次いでステップ７０４で変数Ｎの値が１０に達
しているか否かが判断される。変数Ｎの値が１０に達し
ていない場合、ステップ７０７へ進む。

【００５４】一方、変数Ｎの値が１０に達している場
合、ステップ７０５へ進む。ステップ７０５において、
補正光学系位置レジスタ２２２に格納された補正レンズ
２８の位置情報が積分レジスタ２２１にコピーされ、次
いでステップ７０６へ進み変数Ｎの値がクリアされ、ス
テップ７０７へ進む。

【００５５】ステップ７０７では、積分レジスタ２２１
に格納されている単眼鏡の振れ角度情報と補正光学系位
置レジスタ２２２に格納されている補正レンズ２８の位
置情報の差分が演算され、適正倍率をかけてＤＡ変換出
力端子ＤＡ１から出力され、図７のフローチャートのス
テップ６０４へ戻る。

【００５６】以上のように、本実施形態では、像振れの
速度が補正レンズ２８の駆動の最高速度を上回っている
か否かにかかわらず、所定の間隔で常に補正光学系位置
レジスタ２２２のデータが積分レジスタ２２１にコピー
され、補正レンズ２８を駆動するための演算処理が行わ
れる。

【００５７】割り込み処理から図７の像振れ補正処理へ
戻った後の、ステップ６０５以降の処理は、図３に示し
た第１実施形態の補正制御のフローチャートのステップ
３０６からステップ３０９の処理と同様である。

【００５８】図８は本実施形態の補正レンズ２８処理の
駆動時における単眼鏡の光軸および補正レンズ２８の位
置の変化を示すグラフである。図８中の実線ａ、破線ｂ
および実線ｃは、図５と同様である。

【００５９】時間ｔ１３から時間ｔ１４にかけて、およ
び時間ｔ１４から時間ｔ１５にかけて、像振れの速度が
補正レンズ２８の駆動の最高速度を上回っており、時間
ｔ１４および時間ｔ１５の時点で補正光学系位置レジス
タ２２２のデータが積分レジスタ２２１にコピーされ
る。また、時間ｔ１０から時間ｔ１３、および時間ｔ１
５から時間ｔ２１にかけては像振れの速度は補正レンズ
２８の駆動の最高速度を下回っているが、所定の間隔で
常に時間ｔ１４、時間ｔ１５の時点と同様に補正光学系
位置レジスタ２２２のデータが積分レジスタ２２１にコ
ピーされる。

【００６０】以上のように、本実施形態によれば、像振
れの速度が補正レンズ２８の駆動の最高速度を上回って
いるか否かを判断する必要がないため、処理が簡略化さ
れる。

【００６１】尚、第２実施形態では図７に示すように、
変数Ｎの値が１０に達するとステップ７０５へ進みコピ
ー処理を行なっているがこれに限るものではない。ステ
ップ７０４における条件判断を変数Ｎの値が１であるか
否かとし、割り込み処理がかかるたびにコピー処理を行
なってもよい。すなわち、コピー処理の間隔を第１及び
第２のＡＤ変換端子ＡＤ１、ＡＤ２におけるＡＤ変換の
間隔と一致させてもよい。

【００６２】図９は本発明に係る第３実施形態を適用し
た単眼鏡やカメラレンズ用の像振れ補正機構を示す斜視
図である。第１の直動型アクチュエータ２３１は、モー
タケース２３１ａとシャフト２３１ｂを有する。モータ
ケース２３１ａ内には、ステッピングモータ（図示せ
ず）が配設されている。ステッピングモータの正逆転に
応じてシャフト２３１ｂは進退する。同様に、第２の直
動型アクチュエータ２３２はモータケース２３２ａとシ
ャフト２３２ｂを有し、モータケース２３２ａ内にはス
テッピングモータ（図示せず）が配設されており、ステ
ッピングモータの正逆転に応じてシャフト２３２ｂは進
退する。尚、他の構成は第１実施形態と同様であり、同
一の部材には同一の符号を付してある。

【００６３】図１０は、第３実施形態の単眼鏡の像振れ
補正の制御回路において横方向の像振れ補正を行う回路
構成を示す図である。図２に示す第１実施形態の回路構
成と同一の構成要素には同一の符号を付してある。ＣＰ
Ｕ２００においてＡＤ変換入力端子ＡＤ１により変換さ
れたデジタル値をもとに積分演算等の所定の処理が行わ
れ、出力ポートＰＯ０、ＰＯ１から２ビットの制御信号
が出力される。出力ポートＰＯ０、ＰＯ１には横方向駆
動回路２１４が接続されている。横方向駆動回路２１４
では、ＣＰＵ２００から入力された２ビットの制御信号
をもとに第１の直動型アクチュエータ２３１のステッピ
ングモータの駆動信号を生成して出力する。また、ステ
ッピングモータの累積ステップ数とステッピングモータ
の１ステップの回転に対応するレンズ支持枠２５の駆動
量を掛けることにより補正レンズ２８の位置が算出さ
れ、補正光学系位置レジスタ２２２に格納される。

【００６４】尚、図１０には図示していないが、ＣＰＵ
２００には縦方向における像振れを補正するための縦方
向ジャイロセンサ、縦方向増幅器、縦方向駆動回路が接
続されている。横方向駆動回路２１４に第１の直動型ア
クチュエータ２３１が接続されているのと同様に、縦方
向駆動回路には第２の直動型アクチュエータ２３２が接
続されており、縦方向駆動回路から出力される駆動信号
に基づいて第２の直動型アクチュエータ２３２のステッ
ピングモータが駆動され、縦方向における像振れが補正
される。

【００６５】図１１は第３実施形態における補正制御の
処理手順を示すフローチャート、図１２は第３実施形態
の補正制御における割り込み処理を示すフローチャート
である。図１１においてステップ８０１〜８０５まで
は、図３に示すフローチャートのステップ３０１〜３０
５までと同一の処理が行なわれる。ステップ８０３で割
り込み許可モードが設定されると、スイッチ２０１が押
された状態が保持されている間は割り込み許可モードが
維持される。割り込み許可モード中に、図１２に示すプ
ログラムが起動され割り込み処理がかかる。

【００６６】図１２のステップ９０１では、図４のフロ
ーチャートのステップ４０１と同様、第１のＡＤ変換入
力端子ＡＤ１の入力信号がデジタル変換され積分レジス
タ２２１において加算され、単眼鏡の振れ角度情報が積
分レジスタ２２１に格納される。また、ステップ９０２
では、ステッピングモータの１ステップの回転に対応す
るレンズ支持枠２５の駆動量に現時点までのステッピン
グモータの累積ステップ数を掛けることにより現時点の
補正レンズ２８の位置が算出され、補正光学系位置レジ
スタ２２２に格納される。

【００６７】ステップ９０３〜ステップ９０５までの処
理は、図４のステップ４０３〜４０５までの処理と同様
の処理が行なわれる。ステップ９０５において過大速度
フラグに「１」がセットされていたら、ステップ９０６
へ進み、補正光学系位置レジスタ２２２の値に対して所
定値βを加算若しくは減算する。所定値βは、ステッピ
ングモータをステップ駆動させるか否かの判別基準とな
る所定の閾値よりも大きく設定されている。また、所定
値βの加算若しくは減算は補正レンズ２８の駆動方向を
考慮して行われる。すなわち、例えば右方向への駆動を
正とし左方向への駆動を負とすると、補正レンズ２８が
右方向へ駆動されていた場合は所定値βが加算され、左
方向へ駆動されていた場合は所定値βが減算される。

【００６８】次いで、ステップ９０７で所定値βを加算
若しくは減算された位置情報を積分レジスタ２２１にコ
ピーする。ステップ９０８で過大速度フラグが初期化さ
れステップ９０９へ進む。ステップ９０９では、ステッ
プ９０９では、積分レジスタ２２１に格納されている単
眼鏡の振れ角度情報と補正光学系位置レジスタ２２２に
格納されている補正レンズ２８の位置情報の差分が演算
され、その差分を相殺するようステッピングモータの駆
動ステップ数が算出され、出力ポートＰＯ０、ＰＯ１か
ら対応する制御信号が出力される。

【００６９】割り込み処理から図１１の像振れ補正処理
へ戻り、ステップ８０４からステップ８０５へ進み割り
込み不許可モードが設定されると、ステップ８０６にお
いて、ステッピングモータの累積駆動ステップ数に基づ
いて、補正レンズ２８を基準位置に戻す処理が行われ
る。次いで、ステップ８０７において出力ポートＰＯ
０、ＰＯ１の値に「０」をセットし、補正レンズ２８の
駆動を停止しステップ８０１へ戻る。

【００７０】以上のように第３実施形態において、補正
光学系位置レジスタ２２２のデータに、１ステップ駆動
を行なわせるか否かの判断基準となる閾値よりも大きい
所定値βを加算あるいは減算して積分レジスタ２２１に
コピーしている。従って、両レジスタのデータに差がな
くなり一時的にアクチュエータへの入力電圧が低下する
現象が防止され、補正レンズ２８の駆動制御が円滑に行
なわれる。

【００７１】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、像振れ
の速度が補正光学系の駆動の最大速度を超えたとしても
安定した補正制御が行われる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態が適用される補正制御機
構の斜視図である。

【図２】第１実施形態のブロック図である。

【図３】第１実施形態の像振れ補正制御のフローチャー
トである。

【図４】第１実施形態の像振れ補正制御における割り込
み処理のフローチャートである。

【図５】第１実施形態の像振れ補正制御における単眼鏡
の位置および補正レンズの位置の変化量を示すグラフで
ある。

【図６】本発明の第２実施形態の像振れ補正制御のフロ
ーチャートである。

【図７】第２実施形態の像振れ補正制御における割り込
み処理のフローチャートである。

【図８】第２実施形態の像振れ補正制御における単眼鏡
の位置および補正レンズの位置の変化量を示すグラフで
ある。

【図９】本発明の第３実施形態が適用される補正制御機
構の斜視図である。

【図１０】第３実施形態のブロック図である。

【図１１】第３実施形態の像振れ補正制御のフローチャ
ートである。

【図１２】第３実施形態の像振れ補正制御における割り
込み処理のフローチャートである。

【符号の説明】

２５ レンズ支持枠 ２８ 補正レンズ １３１、２３１ 第１の直動型アクチュエータ １３２、２３２ 第２の直動型アクチュエータ ２００ ＣＰＵ ２０１ スイッチ ２０２ 横方向ジャイロセンサ ２０４ 第１の１次元ＰＳＤ ２０５ 発信器 ２０７ 第２の１次元ＬＥＤ ２０８ 第１のスリット ２０９ 第２の１次元ＰＳＤ ２１０ 第２のＬＥＤ ２１１ 第２のスリット

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−39616（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−80556（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−80506（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−34526（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−294990（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−131521（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−130476（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−245136（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−249187（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03B 5/00 H04N 5/222 - 5/257 G02B 23/00

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光学器械の光軸の振れの角速度検出手段
   と、前記角速度検出手段の出力を積分して前記光軸の振
   れ角度情報に変換する積分手段と、観察像のぶれを補正
   する補正光学系と、前記補正光学系の位置情報取得手段
   と、前記積分手段が出力する前記光軸の振れ角度情報と
   前記位置情報取得手段が出力する前記補正光学系の位置
   情報との差分が解消されるように前記補正光学系を駆動
   する制御手段と、前記光軸の振れの速度が前記補正光学
   系の駆動の最高速度を越えた値から前記最高速度より低
   い値に変化した時、前記積分手段の出力値を前記位置情
   報取得手段の出力値と略等しい値に置き換える置換手段
   とを有することを特徴とする像振れ補正制御装置。
2. 【請求項２】 光学器械の光軸の振れの角速度検出手段
   と、前記角速度検出手段の出力を積分して前記光軸の振
   れ角度情報に変換する積分手段と、観察像のぶれを補正
   する補正光学系と、前記補正光学系の位置情報取得手段
   と、前記積分手段が出力する前記光軸の振れ角度情報と
   前記位置情報取得手段が出力する前記補正光学系の位置
   情報との差分が解消されるように前記補正光学系を駆動
   する制御手段と、前記補正光学系の駆動開始後、所定の
   時間が経過する度に、前記積分手段の出力値を前記位置
   情報取得手段の出力値と略等しい値に置き換える置換手
   段とを有することを特徴とする像振れ補正制御装置。
3. 【請求項３】 前記置換手段は、前記積分手段の出力値
   を前記位置情報取得手段の出力値と略等しい値に置き換
   える時点におけるそれまでの前記補正光学系の駆動方向
   が維持されるよう、前記位置情報取得手段の出力値に所
   定値を加算若しくは減算して前記積分手段の出力値に置
   き換えることを特徴とする請求項１または２に記載の像
   振れ補正制御装置。
4. 【請求項４】 前記駆動方向が第１の方向である場合、
   前記所定値を前記位置情報取得手段の出力値に加算し、
   前記駆動方向が前記第１の方向と１８０度反対の第２の
   方向である場合、前記所定値を前記位置情報取得手段の
   出力値から減算することを特徴とする請求項３に記載の
   像振れ補正制御装置。
5. 【請求項５】 前記補正光学系が前記制御手段により所
   定量分駆動する１ステップ単位で駆動され、前記補正光
   学系をステップ駆動させるか否かの基準となる閾値より
   も前記所定値が大きく設定されていることを特徴とする
   請求項４に記載の像振れ補正制御装置。
6. 【請求項６】 光学器械の光軸の振れの角速度を検出す
   る第１ステップと、前記角速度を積分して前記光軸の振
   れ角度情報に変換する第２ステップと、観察像のずれを
   補正する補正光学系の位置を検出する第３ステップと、
   前記光軸の振れ角度情報と前記補正光学系の位置情報と
   の差分が解消されるように前記補正光学系を駆動して像
   振れを補正する第４ステップとを備え、前記第４ステッ
   プにおいて、前記光軸の振れの速度が前記補正光学系の
   駆動の最高速度を越えた値から前記最高速度より低い値
   に変化した時、前記光軸の振れ角度情報を前記補正光学
   系の位置情報に置き換えることを特徴とする像振れ補正
   制御方法。
7. 【請求項７】 光学器械の光軸の振れの角速度を検出す
   る第１ステップと、前記角速度を積分して前記光軸の振
   れ角度情報に変換する第２ステップと、観察像のずれを
   補正する補正光学系の位置を検出する第３ステップと、
   前記光軸の振れ角度情報と前記補正光学系の位置情報と
   の差分が解消されるように前記補正光学系を駆動して像
   振れを補正する第４ステップとを備え、前記第４ステッ
   プにおいて、周期的に一定時間が経過する度に、前記光
   軸の振れ角度情報を前記補正光学系の位置情報に置き換
   えることを特徴とする像振れ補正制御方法。