JPH03237438A - カメラの像安定化装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ブレ検出手段に応答して結像系を駆動させ、
ブレを補正するカメラの像安定化装置の改良に関するも
のである。

〔従来の背景〕

従来から、カメラの像安定化のための制御装置は種々提
案されており、例えば特開昭６３−４９７２９号公報等
がある。

これらにおいては、カメラの振動に由来して生じる結像
面上の像のブレを防ぐために、被制御対象である結像系
をフィードバック制御機構により移動させ、像のブレを
抑制する方法が採られている。

例えばカメラのブレ振動（通常は撮影光軸に対するカメ
ラの傾斜振動）を加速度信号として検出し、この加速度
信号を信号処理系により積分して速度信号（さらには変
位信号）を得、これに依存して前記結像系を振動抑圧方
向（結像の見掛は上の振動を抑圧する方向）に駆動させ
るものとして構成される。

第８図はこのような従来の信号処理系を含む像安定化装
置の原理的構成を一例的に示したものであり、この図に
おいて、１は加速度計であり、不図示のカメラの撮影光
軸に対する傾動を加速度信号として検出する。この検出
された加速度信号ａは第１の積分器２て速度信号Ｖに積
分され、さらに第２の積分器３て変位信号ｄに変換され
る。

５はアクチュエータであり、像プレ防止のために、径方
向の移動か可能に設けられているカメラの結像系４（通
常は結像レンズ系）を前記変位信号ｄの入力によって径
方向に駆動制御させるように動作する。

６は前記結像系４の実際の位置変位を検出する位置検知
手段を構成している位置検出センサであり、この位置検
出センサ６からの信号をオペアンプ７を介してアクチュ
エータ５の入力系にフィードバックさせて、結像系４の
駆動制御を振動変位に対応させるフィードバックループ
を構成させている。

一方、カメラ等において補正すべきプレの方向は２方向
ある。すなわち、プレ振動とは撮影画面上において上下
及び左右方向の２次元のプレが組合わさったものである
から、プレを補正するためには第８図に示した装置が２
組必要となる。そして従来はこの２次元、のプレを撮影
画面の上下方向（これをピッチと称する）と左右方向（
これをヨーと称する）に分離し、ピッチ方向のプレ補正
系とヨ一方向のプレ補正系とで画面上の２次元のプレを
補正していた。この様に分離する理由は、（１）　カメ
ラ、レンズ等を設計する際、通常は上下・左右の直交軸
を基準としている。

（２）　左右方向にパンニングしながらプレ補正を行う
ときには上下方向と左右方向でプレ補正の特性を変えた
いといつ要求があるので、プレ補正装置の２軸をピッチ
とヨ一方向に分解して設置すれば、信号処理上有利な場
合がある。

等である。

しかしながら、上記従来のものではプレ補正方向を上下
と左右に分解して、この方向に２組のプレ補正装置を設
けたため以下の様な欠点があった。

（１）プレ補正装置では、プレ補正光学系を上下方向ζ
こも動かす必要があるため重力の影響は避は得ない。の
みならず、スチルカメラではカメラを撮影光軸まわりに
９０’回転させて構える事もあるので重力の影響も変わ
り、プレ防止制御上の外乱要因が変化する事になる。そ
して、この変化の程度はプレ補正軸を上下（ピッチ）及
びを右（ヨー）方向に分解した時が一番大きい。これを
第９図〜第１１図を用いて説明する。

第９図はカメラを通常の姿勢で構えた部分にカメラ背面
より見た図である。４は結像系、５Ｐはピッチ方向のア
クチュエータ、５Ｙはヨ一方向のアクチュエータである
。そしてこの姿勢では結像系４の自重Ｗが図ぺて５．に
かかり、５Ｙには自重：よ作用しない・ 第１０図はカメラのレリーズボタンを上にして構えた場
合で、５７には自重Ｗが作用するが、５Ｐには作用しな
い。

第１１図はレリーズボタンを下にして構えた場合で、や
はり５Ｙに自重Ｗが作用するが、第１０図とは異なって
結像系４が５Ｙにぶら下がる向きになるので、この場合
の自重を−Ｗとする。

すると第９図から第１１図において５Ｐにおける荷重変
化はｏ−Ｗ、５Ｙにおいては−Ｗ〜Ｗとなり、変化量は
絶対値で５Ｆ、５ｖ共Ｗ、符号も考慮すると５ＰはＷ、
５Ｙは２Ｗとなる。この様な外乱の大きな変化は制御上
好ましくない。これをアクチュエータに印加する制御電
圧Ｖで説明すると第１２図の様になる。

第１２図は第９図における姿勢にてプレ補正を行う時の
アクチュエータ５ｐ、５ｙに印加される電圧を概念的に
示したものでＶＰは５Ｐへの印加電圧、ｖ７は５Ｖへの
印加電圧を示している。

５Ｙには重力Ｗが作用していないので■、はＯを中心に
変化するが、ＶＰは自重Ｗを持ち上げるのに相当する電
圧Ｖ￥Ｗを中心に変化する。よってピッチ、ヨ一方向に
同程度のブレがある場合でも■、の方が回路上の電圧上
限値Ｖ￥Ｍに達し易い。一方、第１０図の姿勢では５Ｙ
への印加電圧Ｖ′７は−Ｖｗを中心に変化するので回路
上の電圧下限値−Ｖ２へ達し易い。すなわち、上下左右
に同程度のブレがある場合でも、カメラの姿勢により、
アクチュエータに印加される電圧の平均のレベルが異な
り、制御性に差が出てしまう。

また、荷重が大きく変わるという事は摺動部の摩擦抵抗
も大きくなりかつピッチとヨーの摩擦抵抗のバランスも
崩れるので制御上好ましくない。

（２）例えば、第９図に示す姿勢でブレ補正を行わずに
カメラを使用する場合、ブレあるいは意識的なパンニン
グにより結像系４に加速度が加わった際結像系４が不用
意に動いてしまう恐れがある。特にアクチュエータ５Ｙ
には重力による拘束が働いていないので動き易く、プレ
補正を全く行わない場合よりもかえって悪い結果を招く
事がある。

〔発明の目的］ 本発明は以上の事情に鑑み為されたもので、補正光学系
を駆動して結像面上の画像のブレを補正するカメラの像
安定化装置において、前記補正光学系を駆動する第１、
第２の駆動手段を備え、該第１、第２の駆動手段は該第
１、第２の駆動手段の前記補正光学系への作用方向が互
いに直交し且つ正常な撮影姿勢において重力方向と一致
しないように配置し、上記従来の欠点を解決できるカメ
ラの像安定化装置を提供しようとするものである。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面を基に説明する。

第１図及び第２図は本発明に係わる像安定化装置の駆動
機構を示したもので、第１図は光軸を含む水平面上で斜
め前方より見た斜視図、第２図はそのうちのｌ軸分の駆
動機構を示した断面図である。まず第１図にて概略を説
明する。

矢印Ｇは重量方向であり１１．ＩＪは撮影光軸Ｃの■方
向とＪ方向の角度ブレを検知する角加速度計て１方向の
ブレすなわち角加速度ａ、を１゜にて検知し、Ｊ方向の
ブレすなおち角加速度ａＪを１」にて検知する。３１は
撮影レンズ鏡筒本体に固定された固定枠、３７は移動枠
でプレート３５．３６及乙（可撓性舌３７〜４０により
固定枠３１に結合され、矢印ｄ１の方向に移動可能とな
っている。３２：まレンズ保持枠で結像系３３を保持し
、プレート４１．４２及び可撓性舌４３〜４６により移
動枠３７に結合され、移動枠３７に対して矢印ｄ、方向
に移動可能となっている。

５１はｄ１方向駆動用モータでモータ台４７を介して固
定枠３１の平坦部３１＋に固定される。

モータ５１の出力軸５１．　ａにはカム５２及びブーツ
５３が固着されており、カム５２のカム面５２ａが固定
枠３７に取付けられたカムフォロワ５４と当接し、モー
タ軸５１ａ及びカム５２の回転により固定枠３７をｄ＋
方向に移動せしめる。なお、プーリ５３に巻かれたワイ
ヤ５５の先端にはバネ５６の一端が結合され、他端が固
定枠３７に植設されたバネ掛け５７にかけられる事によ
りカム５２とカムフォロワ５４の間に当接力Ｆが働く様
になっている。この当接力発生のためにプーリ５３とワ
イヤ５５を用いるのは該当重力により、カム５２にトル
クが発生するのを防ぐためであり、その詳しい機構は本
出願人による出願Ｎｏ。

０１−１７１９０８に記載されているのでここでは説明
を省略する。

５８は移動枠３７に固設されたスリット板で赤外発光ダ
イオード（以下Ｉ　ＲＥＤと略す）５９とポジション・
センシング・デバイス（以下ＰＳＤと略す）６０及びス
リット板５８のスリット５８ａにより公知の方法にて移
動枠３７のｄ＋方向の位置を検出する。

６１はレンズ保持枠３２をｄ、方向に駆動するモータで
モータ台４８を介して固定枠の平坦部３１、に固定され
る。モしてモータ軸が６１ａには同様にカム６２、プー
リ６３が固着され、ワイヤ６５、バネ６６、バネ掛け６
７によりカム６２とカムフォロワ６４を当接せしめてい
る。ここでカムフォロワ６４はレンズ保持枠３２ではな
く中間レバー７１上に設けられている。そして中間レバ
ー７１は可撓性舌７２を介して固定枠３１に結合され、
矢印θ４方向に揺動可能になっていると共に、該レバー
７１上には中間ヘアリング７３．７４が取り付けられ、
該ヘアリングはレンズ保持枠３２の平坦部３２ｊと当接
している。よってカム６２の回転によりカムフォロワ６
４、中間レバー７１及び中間へアリング７３．７４が一
体となってθ、力方向変位し、これがレンズ保持枠３２
をｄ、方向に移動せしめる事になる。そして、移動枠３
７のｄ１方向の変位はレンズ保持枠３２の平坦部３２　
Ｊと中間ベアリング７３．７４との間で吸収されるので
、ｄ、方向とｄ、方向の動きの干渉が回避される。また
、レンズ保持枠にはスリット板６８が固設され、ＩＲＥ
Ｄ６９とＰＳＤ７０：こよりレンズ保持枠３２のｄｊ方
向の変位を検知する。

以上の構成にてレンズの１方向のブレを角加速度計ＩＩ
で検知し、このブレ信号に基づいてモータ５１を駆動す
る事により固定枠３７及びレンズ保持枠３２をｄ、方向
に駆動し、またＪ方向のブレを角加速度計１．で検知し
てモータ６１を駆動する事により、中間レバー７１を介
してレンズ保持枠３２をｄ、方向に駆動する。そして、
これら２軸方向のブレ補正動作により撮影画面上の２次
元のブレを補正する事ができる。

第２図はｄ、方向の駆動機構部を表わした断面図である
。第２図において、モータ６１及びカム６２にかかる荷
重を説明する。ｄ、方向は重力方向に対して４５°傾い
ているので結像系３３の自重Ｗのｄ、方向分力はＷ／ｒ
丁となる。一方力ムロ２とカムフォロワ６４を当接させ
るバネ６６のバネ力をＦとする。するとカム６２がカム
フォロワ６４より受ける力Ｐ、は Ｐ、＝Ｆ＋Ｗ／ｒ丁 となる。しかしＦは部材６２．６３．６５．６６．６７
．３２．７４．７１．６４の間のみで働く一種の内力と
なるのでモータ６１の軸６１ａと軸受６１ｂに働く力Ｐ
、４′は外力成分であるＷ／ｒ丁のみすなわち Ｐｖ”ＨＷ／Ｊ巴丁 となる、また力Ｐ、にょってカム６２に発生するトルク
のうちＦに起因する成分はプーリ６３とワイヤ６５によ
り発生するトルクで打消されるので残りはＷ／′！丁に
起因するトルクのみとなる。

第３［１〜第５図は第１図の像安定化装置を備えたカメ
ラの各姿勢におけるモータへの荷重の大きさを示した図
で、前記従来例の第９図〜第１１図に対応する。

第３図に示す正位置ではモータにかかる荷重は５１．６
１ともにＷ／ｆｆであり、第４図あるいは第５図の掻に
姿勢を変えた時の各モータへの荷重変化：：−Ｖ）”　
／’　ｉ　／　〜Ｗ　／　ｆテテソ（”差ハＪ″ｌｙ′
″Ｖｉ’となり、従来例が２Ｗであったのでそれの１／
！てにたっている。さらにモータ荷重の絶対値は常にＷ
　／　１丁と一定不変であり、これはモータの軸受等に
発生する摩擦抵抗が常に一定である事を意味している。

第６図は第１図の像安定化装置におけろモータ５１及び
６１の制御電圧説明図で従来例の第１２図に対応する。

Ｖｌは第３図の■方向のブレを補正するモータ５１に印
加する制御電圧、ＶＪはＪ方向すなわちモータ６１の制
御電圧で共にＶ　ｗ　／　！７を中心に変化する。この
Ｖｗ／Ｆ丁とはカムが荷重Ｗ／、’７を持ち上げて保持
するのに要する電圧である。一方、■、′は第４図のモ
ータ６１あるいは第５図のモータ５１に印加する制御電
圧で荷重が−Ｗ／ｒ丁のため、−Ｖｗ　／Ｊ２−を中心
に変化する。

以上の様に本実施例によれば （１）　　使用頻度の高い正位置（第３図）において２
軸のモータの制御特性は同じで、電圧飽和に対する余裕
は従来例第１２図のＶＰより良い。

（２）　カメラを９０°回転させて使用する場合（第４
図又は第５図）、２軸モータの制御電圧のバイアス成分
上Ｖｖｔ／ｒＴは互いに符号が反対となるが飽和電圧±
Ｖ−に対する余裕は等しい。

（３）　荷重（±Ｗ／７Ｔ））に起因するモータ軸の摩
擦抵抗等はどの様な姿勢においても一定。

という利点が生じ、２軸の制御回路に同じ定数の物を用
いる事ができ、製造上も都合が良い。

次に、第７図のブロック図を用いて第１図の像安定化装
置を備えたカメラの動作について説明する。尚、第１図
及び第８図と同じ部分は同一符号を付し、その説明は省
略する。

第７図において、９はクイックリターンミラー、１０は
絞り、１１はシャッタ、１２はフィルム面である。

１３はレリーズ制御回路であり、後述するバラＬ／ルＩ
１０．　１５、ゲート回路１４を通して入力されるレリ
ーズ信号が“Ｌ”−“Ｈ”となった時に、前記クイック
リターンミラー９、絞り１０、シャッタ１１の動作を制
御し、一連のレリーズ信号を行わせ、その後レリーズ動
作が終了すると、レリーズ動作終了信号をパラレルｌ１
０１１５を通して後述のメインＣＰＵ、１６に出力する
。

１４は後述のワンショット回路２０の出力が“Ｈ”の時
、後述のパラレルＩ１０．１５からレリーズ制御回路１
３に対して出力されるレリーズ信号を制御するゲート回
路、１５はレリーズ制御回路１３等との間の信号のやり
とりを行うパラレルＩ１０．．１６はレリーズスイッチ
１７が押されたことを検知してレリーズ信号を発生した
り、カメラ内部での露出演算、測距演算などを行うメイ
ンＣＰＵ、である。

１７はレリーズスイッチで不図示のレリーズボタンの抑
圧動作の第１ストロークでオンとなるスイッチ１７ａと
第２ストロークでオンとなるスイッチ１７ｂにて構成さ
れる。そして、スイッチ１７ａはカメラの露出演算、測
距演算と像安定化動作を開始させるスイッチで、スイッ
チ１７ｂはカメラのレリーズ動作（露光動作）開始スイ
ッチである。

１８は像安定化装置用のＣＰＵ２であり、レリーズスイ
ッチ１７ａが押されたことをパラレルＩ／’Ｑ２１９を
通して検知すると、センタリング動作を実行させる。な
お、センタリング動作とは、像安定化動作の開始に先立
って結像系３３をその移動可能範囲の中央に位置せしめ
る動作、すなわち像安定化動作開始に際しての初期位置
設定の動作を指す。

２０はパラレルｌ１０２１９からの出力が”Ｌ”−“Ｈ
“となる立上がりで“Ｈ”パルスを出力するワンショッ
ト回路、２１は積分器３と位置検出センサ６よつの信号
に基づいて結像系３３をモータ５１あるいは６１を用い
て駆動するバフ−アンプである。

上記構成において、レリーズスイッチ１７ａが押される
と、ＣＰＵ２１８はパラレルｌ１０２１９の出力を“Ｈ
“にし、後述のセンタリング動作を開始させる。

前記パラレルエ１０２１９の出力がＨ”となると、ワン
ショット回路２０はその立上がりに同期してセンタリン
グに要する所定の時間“Ｈ′パルスを出力し続ける。こ
の“Ｈ”パルス発生の間、積分器３はリセットされその
出力がｒＯＪになるため、パワーアンプ２１に入力する
指令電圧はＰＳＤ６０あるいは７０からの電圧だけにな
り、ＰＳＤ６０あるいは７０の出力がＯになる位置すな
わち中央位置へ結像系３３は動かされる。つまり、セン
タリング動作が行われる。ワンショット回路２０の出力
が“Ｈ“の状態時には、ゲート回路１４はレリーズ制御
回路１３へのレリーズ信号の送出を禁止するため、もし
この状態でスイッチ１７ｂがオンとなってもレリーズ動
作は禁止される。その後ワンショット回路２０の出力が
“Ｌ”になると、積分器３のリセットは解除され、積分
器３からは変位信号ｄが出力されるようになり、センタ
リング動作後の像安定化動作が開始される。同時にゲー
ト回路１４に対する人力も“Ｌ”となるため、レリーズ
制御回路１３へのゲート回路１４よりのレリーズ信号の
送出禁止は解除される。

その後レリーズスイッチ１７が更に押込まれてスイッチ
１７ｂがオンとなるとＣＰＵＩで演算された露出結果に
基づき、ミラーアップ、シャッター制御、ミラーダウン
等の露出制御が行われる。

以上の様にセンタリング動作−像安定化動作開始−レリ
ーズ動作開始−露光という動作が行われるので、ファイ
ンダー観察中及び露光中の像のプレを防ぐ事ができる。

以上の実施例では結像系の駆動減にモータとカムを組合
わせたものを用いているが、その代わりに磁界中のコイ
ルが通電により並進連動をする。

いわゆるボイスフィルタイブのアクチュエータを用いて
も本発明が同様に適用できることは言うまでもない。

また、本発明が上記実施例に示したプレ検知法、信号処
理に限定されるものでないことも言うまでもない。

〔発明の効果ｊ 以上説明した様に本発明によれば、撮影画面上の２次元
のプレ補正を直交する２軸に分離して補正する際に、該
２軸補正光学系を駆動する駆動手段の作用方向のいずれ
もが重力方向と一致しない様に配置したため、両２軸間
のアクチュエータにかかる補正用結像系等の荷重のアン
バランスが軽減され、より正確な像安定化動作が行える
様になった。

また本発明によれば像安定化動作を行わない時には、補
正用結像系が重力によって、両袖正方向共に片寄せ状態
で落ちついているので、バンニング等を行って補正用結
像系に加速度が加わっても不用意に動く事がない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の像安定化装置の要部斜視図、 第２図は第１図の装置の１軸部分の断面図、第３図〜第
５図は第１図の装置を備えたカメラの各姿勢におけるア
クチュエータへの荷重説明図、 第６図は第１の装置の像安定化動作中のモータ印加電圧
概念図、 第７図は第１図の装置を備えたカメラのブロック図、 第８図は従来の像安定化装置の原理的説明図、第９図〜
第１１図は第８図の装置を備えたカメラの各姿勢にあけ
るアクチュエータへの荷重説明図、 第１２図は第８図の装置の像安定化動作中のモータ印加
を圧概念図である。 １．１．．１．・・・加速度計 ２．３・・・第１、第２の積分回路 ２１・・・パワーアップ ３１・・・固定枠 ３２・・・レンズ保持枠 ３３・・・結像系 ３７・・・移動枠 ５１．６１・・・モータ ５２．６２・・・カム 喘２図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）補正光学系を駆動して結像面上の画像のブレを補
   正するカメラの像安定化装置において、前記補正光学系
   を駆動する第１、第２の駆動手段を備え、該第１、第２
   の駆動手段は該第１、第２の駆動手段の前記補正光学系
   への作用方向が互いに直交し且つ正常な撮影姿勢におい
   て重力方向と一致しないように配置されることを特徴と
   するカメラの像安定化装置。
2. （２）前記第１、第２の駆動手段は、該第１、第２の駆
   動手段の前記作用方向が撮影光軸を含む鉛直面に対して
   互いに４５°の傾きをもって左右対称となるように配置
   される特許請求の範囲第（１）項記載のカメラの像安定
   化装置。
3. （３）前記第１、第２の駆動手段は、撮影光軸よりも重
   力方向において下側に配置される特許請求の範囲第（２
   ）項記載のカメラの像安定化装置。