JPH0418514A

JPH0418514A - 補正光学機構用位置検出装置

Info

Publication number: JPH0418514A
Application number: JP12347890A
Authority: JP
Inventors: Itaru Otani; 格大谷; Koichi Washisu; 晃一鷲巣
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1990-05-14
Filing date: 1990-05-14
Publication date: 1992-01-22

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光学機器の
振動抑制の為に用いられる補正光学機構に、補正レンズ
と共に具備され、該補正レンズの位置を検出する補正光
学機構用位置検出装置の改良に関するものである。

（発明の背景）本発明の対象となる従来技術をカメラの場合を例にして
以下に説明する。

現代のカメラでは、露出決定やピント合せ等の撮影にと
って重要な作業はすへて自動化されているため、カメラ
操作に未熟な人でも撮影の失敗を起す可能性は非常に少
なくなっているが、カメラブレによる撮影の失敗だけは
自動的に防ぐことが困難とされていた。

最近ではこのカメラブレに起因する撮影失敗をも防止す
るカメラが意欲的に研究され、特に撮影者の手ブレによ
る撮影失敗を防止する目的のカメラについてその開発、
研究が進められている。

撮影時のカメラの手ブレは周波数として通常１）１２乃
至１２Ｈ２の振動であるが、シャックのレリーズ時点に
おいてこのような手ブレを起していても像ブレのない写
真を撮影可能とするだめの基本的な考え方として、上記
手ブレによるカメラの振動を検出し、その検出値に応じ
て補正レンズを変位させる事が必要とされている。従っ
て、上記目的（即ち、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、
第１にカメラの振動を正確に検出し、手ブレによる光軸
変化を補正することが必要となる。

この振動Ｃカメラブレ）の検出は、原理的にいえば、角
加速度、角速度等を検出する振動センサ及び該センサ信
号を電気的或は機械的に積分して角変位を出力するカメ
ラブレ検出システムをカメラに搭載することによって行
うことができる。そして、この検出情報に基づいて撮影
光軸な偏心させる補正光学機構を駆動させ、像プレ抑制
を行うことになる。

ここで、角加速度計を用いた像プレ抑制システムについ
て、第２図を用いてその概要を説明する。この例は、図
示矢印４１方向のカメラ縦ブレ４１ｐ及びカメラ横ブレ
４１ｙに由来する像ブレを抑制するシステムの図である
。

同図中、４２はレンズ鏡筒、４３ｐ、４３ｙは各々カメ
ラ縦プレ角加速度計、カメラ横ブレ角速度を検出する角
加速度計で、それぞれの角加速度検出方向を４４ｐ、４
４ｙで示しである。４５ｐ４５ｙは公知のアナログ積分
回路を用いて構成された積分器であり、角加速度計４３
ｐ、４３ｙの出力信号を積分して手プレ角変位に変換し
、該信号により補正光学機構４６　（４７ｐ、４７ｙは
各々その駆動部、４８ｐ、４８ｙは補正光学位置検出セ
ンサ）を駆動させて像面４９での安定を確保する。尚、
補正光学機構自体に機械的積分作用を持たせ、上記の積
分器４５ｐ、４５ｙを省くことも出来る。

第３図はかかるシステムに好適に用いられる補正光学機
構の構造図であり、補正レンズ２１は光軸と直交する互
いに直角な２方向（ピッチ方向２２ｐとヨ一方向２２ｙ
）に自在に駆動可能である。以下にその構成を示す。

第３図において、補正レンズ２１を保持する固定枠２３
はポリアセタール樹脂（以下ＰＯＭと略記する）等のす
べり軸受２４ｐを介してピッチスライド軸２５ｐ上を摺
動出来る様になっている。

又、ピッチスライド軸２５ｐは保持枠２６に取り付けら
れている。

固定枠２３はピッチスライド軸２５ｐと同軸のピッチコ
イルバネ２７ｐに挟まれており、中立位置付近に保持さ
れる。

固定枠２３にはピッチコイル２８ｐを取り付けである。

ピッチコイル２８ｐはピッチマグネット２９ｐとピッチ
ヨーク２１０ｐで構成される磁気回路中に置かれており
、電流を流すことで固定枠２３はピッチ方向２２ｐに駆
動される。

ピッチコイル２８ｐにはスリット２１１ｐが設けられて
おり、投光器２１２ｐ（赤外発光ダイオードＩＲＥＤ）
と受光器２１３ｐ（半導体装置検出素子ＰＳＤ）とによ
り該スリット２１１ｐを介して固定枠２３のピッチ方向
２２ｐの位置検出を行う。

保持枠２６にはＰＯＭ等のすべり軸受２４．ｙが嵌合さ
れており、ヨースライド軸２５ｙが取り付けられたハウ
ジング２１４内を摺動可能となっている。該ハウジング
２１４は不図示のレンズ鏡筒に取り付けである為、保持
枠２６は該レンズ鏡筒に対しヨ一方向２２ｙに移動可能
となる。又、ヨースライド軸２５ｙと同軸にヨーコイル
バネ２７ｙが設けられており、固定枠２３と同様中立位
置付近に保持される。

又、固定枠２３にはヨーコイル２８ｙが設けられており
、ヨーコイル２８ｐを挟むヨーマグネット２９ｙとヨー
ヨーク２１０ｙの関連で固定枠２３はヨ一方向２２ｙに
も駆動される。

ヨーコイル２８ｙにはスリット２１１ｙが設けられてお
り、ピッチ方向２２ｐと同様固定枠２３のヨ一方向２２
ｙの位置検出を行う。

上記補正レンズ２１のピッチ方向２２ｐとヨー方向２２
ｙの駆動系はこの第３図で示す構成となっている。

第３図において、受光器２１３ｐ、２１．３．ｙの出力
が増幅器２１５ｐ　、２１５．ｙで増幅され、コイル（
ピッチコイル２８ｐ、ヨーコイル２８ｙ）に入力される
と、固定枠２３が駆動されて前記受光器２１３ｐ、２１
３ｙの出力が変化する。ここで、コイル２８ｐ、２８ｙ
の駆動方向（極性）を受光器２１３ｐ　、２１３ｙの出
力が小さくなる方向にすると、破線２１８ｐ　、２１８
ｙで示す閉じた系が形成され、受光器２１３ｐ　、２１
３ｙの出力がほぼゼロになる時点で安定する。

ここで、補償回路２１６ｐ　、２１６ｙは第３図の系を
より安定化させる為の回路であり、駆動回路２１７ｐ　
、２１７ｙはコイル２８ｐ、２８ｙへの印加電流を補う
回路である。

この様な系に外部から指令信号２１９ｐ、２１９ｙが与
えられると、補正レンズ２１はピッチ方向２２ｐとヨ一
方向２２ｙに該指令信号２１９ｐ、２１．９ｙに極めて
忠実に駆動される。

第４図は上述の各回路の詳細な構成を示す図であり、同
図において、増幅器２１５ｐ、２１５ｙは抵抗Ｒ１〜Ｒ
８、演算増幅器ＯＰＩ〜ＯＰ３にて構成され、補償回路
２１６ｐ、２１７ｙは抵抗Ｒ９〜Ｒ１２、キャパシタＣ
１、演算増幅器○Ｐ４にて構成され、駆動回路２１７ｐ
、２１７ｙは抵抗Ｒ１７、トランジスタＴＲＩ、ＴＲ２
、演算増幅器ＯＰ６にて構成される。

受光器２１３ｐ、２１３ｙの出力は増幅器２１５ｐ、２
１５ｙ内の演算増幅器○Ｐｉ、ＯＰ２で電流−電圧変換
され、演算増幅器ＯＰ３で差動増幅される。そして補償
回路２１６ｐ、　２ｔｅｙにおいて公知の位相進み補償
が行われ、指令信号２１９ｐ、２１９ｙと演算増幅器Ｏ
Ｐ５で加算され、駆動回路２１７ｐ、２１７．ｙに送ら
れる。駆動回路２１７ｐ、２１７ｙではトランジスタＴ
Ｒ１、ＴＲ２による電流補償が行われ、コイル２８ｐ、
２８ｙに入力する。又、投光器２１２ｐ、２１２ｙには
抵抗Ｒ１８が接続されており、この抵抗値は投光器２１
２ｐ、２１２；ｙの内部抵抗よりも大きく設定して、投
光器側の内部抵抗変化による投光器への印加電流の変化
を小さくし、見かけ止定電流回路を構成している。尚、
投光器２１２ｐ、２１２ｙの駆動回路は上記だけに限ら
ず、例えばトランジスタ等を用いた定電流回路を構成し
て使用する場合もある。

しかしながら、上記従来例における補正光学機構用位置
検出装置は、投光器、受光器で構成され、投光器からの
受光器面への光線の入射位置を読み取る構成となってい
るため、以下の様な問題点があった。

第４図において、光線３１が受光器２１３ｐ。

２１３ｙの位置に入射すると、光電流ｘ１及びｘ２が流
れ、増幅器２１５ｐ、２１５ｙより（ＸＩ　　Ｘ２）に
見合う電圧が発生する。

そして、例えば入射する光線の光量が増加すると、光電
流Ｘｌ　、Ｘ２共に大きくなり、増幅器２１５ｐ、２１
．５ｙの出力は大きくなる。即ち光線の受光器２１３ｐ
、２１３．ｙへの入射位置（矢印３１）が同じでも光量
の変化により出力が変化してしまう事になる。

ところが、この投光器２１’２ｐ、　２１２ｙから受光
器２１３ｐ、２１３ｙへ入射する光量は実際には大きく
変化してしまっている。これは第５図で示す様に受光器
２１３ｐ、２１３；ｙがスリット２１１ｐ、２１１ｙに
対して傾いて取付けられた場合に生じる。

第５図において、スリット２１１ｐ、２１１．ｙからの
光線が受光器２１３ｐ、２１３ｙに入射する迄の光路長
をβ１、該スリットが２１１ｐ２１１：Ｙ”で示す破線
の位置の時の光路長を１２２とすると、氾、と１２２は
等しくならず、又光線は直線ではなく広がってゆくため
、受光器２１３ｐ２１３ｙへの光量はスリットが２１１
ｐ。

２１１ｙの位置の方が破線にて示すスリット２１１ｐ′
、２１１ｙ＝位置時に比べて大きい。その為、このスリ
ットが３２Ｒ方向に動いた場合は動き量に比べ増幅器２
１５ｐ、２１５．ｙの出力は小さくなり、逆にスリット
が３２Ｌ方向に動いた場合は動き量より大きな出力とな
ってしまう。

すなわち、前記受光器２１３ｐ、２１３ｙをスリット移
動方向と厳密に平行に取付ける事は困難であり、上記従
来例においては前述のような出力が増幅器２１５ｐ、２
１５ｙより得られていた。

このため、精度の良い位置検出を行えなかった。

又、補正光学機構は２軸方向に駆動される為、第６図（
ａ）　（ｂ）に示す問題も生じて来る。

第６図（ａ）はピッチコイル２８ｐ及びスリット２１１
ｐの動きを示しており、ピッチコイル２８ｐに電流を流
す事でスリット２１１ｐはピッチ方向２２ｐに駆動され
、受光器２１３ｐとスリット２１１ｐの位置が変化する
為にピッチ方向の位置変化を検知出来る。

ところが、ピッチコイル２８ｐ及びスリット２１１ｐは
不図示のヨーコイルによってヨ一方向２２ｙにも駆動さ
れ、破線で示す様にスリット２１ｐの位置は２１１ｐ’
の位置へと変化する。その為、投光器２１２ｐからの光
線３１（第６図（ｂ）受光範囲Ａ）から光線３１′　（
受光範囲Ｂ）に変化する。そしていずれの場合でも光線
は受光器２１３ｐをカバーしているが、この受光範囲Ａ
、　Ｂ内の光の分布は一様ではない為、受光器２１３ｐ
への光量は変化する。つまり、実際にはピッチ方向２２
ｐには駆動されていないのにヨ一方向２２ｙの位置変化
がピッチ方向２２ｐの位置検出出力の変化として現れて
来る事になる。このことは、ピッチ、ヨー２軸同時駆動
の系においては避けられない問題であった。

（発明の目的）本発明の目的は、上述した問題点を解決し、受光手段の
取付は誤差や２軸間時駆動の系を用いる事による位置検
出誤差を無くすと共に、該装置の生産性の向上を達成し
、しかも電源投入直後においても安定した位置検出を行
うことのできる補正光学機構用位置検出装置を提供する
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、受光手段に入射
される光量総和を検知し、該光量総和が所定の値となる
ように投光手段への入力を制御する制御手段を設け、以
て、光量総和が常に所望の値となるように投光出力を制
御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含む補正光学機構の回路図
であり、第４図と同じ部分は同一符号な付しである。

第４図の従来例に比べて異なる点は、演算増幅器ＯＰＩ
、○Ｐ２により電流−電圧変換された受光器２１３ｐ、
２１３ｙの出力に基づいて投光器２１２ｐ、２１２ｙの
駆動を制御してその光量を変化させる、抵抗Ｒ５１−Ｒ
５７、演算増幅器０Ｐ５１．○Ｐ５２、キャパシタＣ５
１、トランジスタＴＲ５１より成る制御手段３０１を付
加したところである。

ここで、上記制御手段３０１での動作を説明すると、演
算増幅器ＯＰＩ、ＯＰ２により電流−電圧変換された受
光器２１３ｐ、２１３ｙの出力を演算増幅器ＯＰ５１に
より加算し、演算増幅器０Ｐ５２へと導く。そして演算
増幅器○Ｐ５２により受光器２１３ｐ、２１３ｙの出力
の和と一定電圧ＶｇＨの比較を行い、その差で投光器２
１２ｐ２１２ｙの駆動を行う。即ち、演算増幅器０Ｐ５
１で求めた光量総和が小さくなると一定電圧ＶＳ＋どの
差が大きくなり、投光器２１２ｐ、２１２ｙへの印加電
流が大きくなる為、その光量は増加し、逆に光量総和が
大きくなると一定電圧■５．との差が小さくなり、印加
電流が小さくなる為、その光量は減少する。

よって、この様な手段を付加することにより、どの様な
状態においても常に一定の光量が得られる。

又、実際においては受光器２１３ｐ、２１３ｙの個体差
もあるため、補正光学機構ごとの位置検出感度が異なっ
てしまい、又ビッヂとヨーの位置検出感度さえも異なる
為、それらの感度を個々に調整してゆく必要があるが、
この事は極めて煩雑な作業であり、生産性を著しく損ね
るものであった。この点においても、上記実施例の様に
光量総和を一定にすれば、受光器個体差は投光側で自動
的に補償できる為、感度は揃い、上記の如き調整は不要
となる利点がある。又電圧投入直後の様に投光器の温度
が急激に変化し、その内部抵抗が大きく変化する場合に
おいても、常に光量総和は一定に保たれろ為、受光器の
感度変化は生じない。

本実施例によれば、制御手段３０１の働きにより受光器
２１３ｐ、２１３ｙ面上の光量総和は常に一定となるた
め、受光器２１３ｐ、２１３ｙのスリット２１１ｐ、２
１１ｙに対する取り付は誤差による位置検出誤差や２軸
位置検出間の干渉が無くなるばかりではなく、感度が揃
うことによる生産性の向上、電源投入後直に安定した位
置検出を行えるという効果がある。

（変形例）本実施例では、投光器、受光器間にスリットを設けた透
過型の光学式位置検出装置を例にしているが、本発明は
これに限られるものではなく、補正レンズに反射板を設
け、投光器の光を反射板に照射し、その反射光を受光器
で検出する反射型の光学式位置検出装置にも適応出来る
事は言うまでもない。

（発明の効果）以上説明したように、本発明によれば、受光手段に入射
される光量総和を検知し、該光量総和が所定の値となる
ように投光手段への入力を制御する制御手段を設け、以
て、光量総和が常に所望の値となるように投光出力を制
御するようにしたから、受光手段の取付は誤差や２軸間
時駆動の系を用いる事による位置検出誤差を無くすこと
ができ、且つ該装置の生産性の向上を達成でき、しかも
電源投入直後においても安定した位置検出を行うことが
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含む補正光学機構の構成を
示す回路図、第２図はこの種の補正光学機構をカメラに
適用した場合の斜視図、第３図は従来の補正光学機構の
構成を示す斜視図、第４図は第３図の各回路の詳細な構
成を示す回路図、第５図乃至第６図は従来の問題点を説
明するための図である。２１・・・・・・補正レンズ、２８ｐ、２８ｙ・・・・
・・ピッチ、ヨーコイル、４３ｐ、４３ｙ・・・・・・
角加速度計、２１１．ｐ、２１１ｙ・・・・・・スリッ
ト、２１２ｐ２１２ｙ・・・・・・投光器、２１３ｐ、
２１３ｙ・・・・・・受光器、３０１・・・・・・制御
手段。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）投光手段と、該投光手段より投射された光を受光
して補正レンズの位置情報を出力する受光手段とを備え
、補正レンズと共に比較的低い周波数の振動を受ける光
学機器の振動抑制の為に用いられる補正光学機構内に具
備される補正光学機構用位置検出装置において、前記受
光手段に入射される光量総和を検知し、該光量総和が所
定の値となるように前記投光手段への入力を制御する制
御手段を設けたことを特徴とする補正光学機構用位置検
出装置。