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Vibration isolator

阅读:797发布:2021-11-21

专利汇可以提供Vibration isolator专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且PURPOSE:To improve the traceability of vibration isolation for vibration without generating oscillation. CONSTITUTION:This isolator is composed in such a way that an actuator 4 controlled by a pulse signal, and control means 12, 13, and 14 which calculate the driving quantity of an optical correction means 1 by signals from vibration detecting means 10, 11, and control the driving of the actuator based on a calculation result and prescribed position information detected by a reset position detecting means are provided, and the optical correction means is displaced by quantity in accordance with the vibration detected by the vibration detecting means by open loop control.,下面是Vibration isolator专利的具体信息内容。

【特許請求の範囲】
  • 【請求項1】 該装置に加わる振れを検出する振動検出手段と、前記振れに起因する撮像面上での像振れを補正する為の光学的補正手段と、該光学的補正手段が所定の位置に来たことを検出するリセット位置検出手段と、パルス信号により制御される、前記光学的補正手段の駆動用のアクチュエータと、前記振動検出手段からの信号より前記光学的補正手段の駆動量を算出し、この算出結果及び前記リセット位置検出手段にて検出された所定の位置情報に基づいて前記アクチュエータの駆動を制御する制御手段とを備えた防振装置。
  • 【請求項2】 光学的補正手段の駆動用のアクチュエータは、モータであることを特徴とする請求項1記載の防振装置。
  • 【請求項3】 アクチュエータの駆動を制御する制御手段は、リセット位置検出手段の出力信号により得られる光学的補正手段のリセット位置から所定の範囲内で該光学補正手段の駆動を行う手段であることを特徴とする請求項1又は2記載の防振装置。
  • 说明书全文

    【発明の詳細な説明】

    【0001】

    【産業上の利用分野】本発明は、ビデオカメラ等に配置され、記録される映像が手振れ等による振動の影響を受けることを防止する防振装置の改良に関するものである。

    【0002】

    【従来の技術】近年、特にビデオカメラにおいて、手振れ等の振動の影響が記録映像に及ぶことを防止する防振装置を搭載したものが普及し始めている。

    【0003】この種の防振装置の一例として例えば特開昭60−143330号を挙げることができる。 ここに開示される防振装置は、手振れを電気的に処理して補正するものである。 即ち、撮像装置であるところのビデオカメラは像信号の蓄積と出を繰返して連続した画像を得ているが、この特開昭60−143330号に開示されている防振撮影装置は、該カメラの撮像素子上に得られた画像信号と前回得られた画像信号を比較し、撮像素子上での像の移動を検出することにより手振れを検出し、撮像素子上の画像信号を取出す範囲を変化させて、
    手振れの影響のない画像信号を与えようとするものである。

    【0004】また、光学的補正手段を用いて手振れに起因する像振れを補正する防振装置も本出願人により種々提案されている。

    【0005】この種の防振装置は、一般に、光学的補正手段としての例えば可変頂プリズムと、該装置が搭載されるビデオカメラ等に加わる振動を検出する振動センサと、前記可変頂角プリズムの頂角(可動中心に対する変位量)を変化させる為のアクチュエータと、前記可変頂角プリズムの頂角を検出する変位検出センサと、前記振動センサにて検出された振れ方向とその量のデータに基づいて前記可変頂角プリズムの駆動信号を算出して前記アクチュエータを駆動する制御回路とを備えた構成となっている。

    【0006】

    【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の特開昭60−143330号に開示される様な電気的に像振れ補正を行う防振装置においては、撮像素子上の所定の範囲にて得られた信号を画像信号とするため、該撮像素子上の全ての素子を使用できず、これは撮像素子の密度が低下したのと等価になり、得られる画質が低下するという問題点があった。

    【0007】また、後者の光学的に像振れ補正を行う防振装置においては、振動に対する追従性を向上させようとすると発振し易くなるために、振動に対する高い追従性を得るのが困難であるという問題点があった。

    【0008】さらに、後者の可変頂角プリズムを光学的補正手段として備えた防振装置においては、可変頂角プリズムを直接コイルに機械的に接続し、該コイルに通電した際に、レンズ鏡筒に固定された永久磁石とコイルとの間に作用する電磁力により、この可変頂角プリズムの頂角を変化させるものであるので、防振機能を切ってカメラを使用する際にも、該可変頂角プリズムの頂角が外部から加わる振動によって変化しない様、頂角を一定の状態に保つ(可動中心に保持する)べく電流を流し続ける等の制御(電気的ロック)が必要であり、結果として電池の消耗を増大してしまうという問題点があった。

    【0009】又、電池の消耗を避けると共に防振機能が切られた際に可変頂角プリズムの頂角を一定の状態に保つ目的で、ロック機構(機械的ロック手段)を設ける構成にすることも考えられるが、この様なロック機構を取付けると、該ロック機構の大きさ分だけ該装置が搭載されるカメラも大型化し、携帯性を損なうという問題を生じてしまう。

    【0010】(発明の目的)本発明の第1の目的は、発振を生じることなく振動に対する防振の追従性を向上させることのできる防振装置を提供することである。

    【0011】本発明の第2の目的は、光学的補正手段を所定の位置に保持するための電気的或は機械的手段を不要とし、該装置の小型化及び省電化を達成することのできる防振装置を提供することである。

    【0012】

    【課題を解決するための手段】本発明は、パルス信号により制御されるアクチュエータと、振動検出手段からの信号より光学的補正手段の駆動量を算出し、この算出結果及びリセット位置検出手段にて検出された所定の位置情報に基づいてアクチュエータの駆動を制御する制御手段とを設け、振動検出手段にて検出された振動に応じた量だけ光学的補正手段をオープンループ制御により変位させるようにしている。

    【0013】また、光学的補正手段の駆動を行うためのアクチュエータとしてモータを用い、光学的補正手段の所定の位置における停止状態を、該モータのトルクを利用することにより保持するようにしている。

    【0014】

    【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。

    【0015】図1乃至図5は本発明の第1の実施例の防振装置に係る図であり、図1は防振装置の機械的構成部分を示す分解斜視図、図2はその断面及び電気ブロックを示す機構図、図3は図1に示した動力伝達部分の要部断面図、図4及び図5はこの実施例における防振装置の動作を示すフローチャートである。

    【0016】上記図1乃至図3において、先ず機械的構成部分について説明する。

    【0017】1は可変頂角プリズム、2はカバー、3は撮影レンズ、4は第1のステッピングモータ、5は第1
    の動力伝達レバー、6は第2のステッピングモータ、7
    は第2の動力伝達レバー、8は第1のフォトインタラプタ、9は第2のフォトインタラプタである。

    【0018】上記可変頂角プリズム1は、第1のガラス板1a、第2のガラス板1b、ベローズ1c、第1の保持鏡筒1e、第2の保持鏡筒1kより成り、第1,第2
    のガラス板1a,1bとベローズ1cと第1,第2の保持鏡筒1e,1kによって密閉された内部には、例えばシリコンオイルの様な透明な液体1dが充填されている。

    【0019】上記第1の保持鏡筒1eは例えばポリカーボネイト樹脂を成形して作られ、略円環形状を成している。 この第1の保持鏡筒1eの外周部分には、第1の軸1g、第1の突出部1h、第2の軸1fが嵌合される第1の穴f'、及び、第2の突出部1jがそれぞれ設けられており、前記第1の突出部1hの先端部1iは球状を成している。 又、第1及び第2の突出部1h,1jは、
    第1の軸1gと第1の穴1f'を結んだ軸に対して略垂直な方向に設けられている。

    【0020】上記第2の保持鏡筒1kは例えばポリカーボネイト樹脂を成形して作られ、略円環形状を成している。 この第2の保持鏡筒1kの外周部分には、第4の軸1qが嵌合される第2の穴1q'、不図示の第3の軸1
    p(前記第1の軸1gと第2の軸1fの位置関係と同様、前記第4の軸1qに対向した位置に設けられている)、第3の突出部1r、及び、不図示の第4の突出部1n(前記第1の突出部1hと第2の突出部1jの位置関係と同様、第3の突出部1rに対向した位置に設けられている)がそれぞれ設けられており、前記第3の突出部1rの先端部1mは球状を成している。 又、第3及び第4の突出部1r,1nは、不図示の第3の軸1pと第4の軸1qを結んだ軸に対して略垂直な方向に設けられている。

    【0021】上記ベローズ1cは例えばポリエチレン樹脂により作られ、いわゆる蛇腹形状を成している。

    【0022】また、前記第1の保持鏡筒1eには、透明なガラスで出来た第1のガラス板1aが隙間が生じない様に接着により固定されており、前記第2の保持鏡筒1
    kには、透明なガラスで出来た第2のガラス板1bが隙間を生じない様に接着により固定されている。 又、前記ベローズ1cの一端は上記第1の保持鏡筒1eに隙間のない様に接着されており、他端は上記第2の保持鏡筒1
    kに隙間のない様に接着されている。 したがって、前述した様に、第1の保持鏡筒1eと第1のガラス板1aとベローズ1cと第2の保持鏡筒1kと第2のガラス板1
    bによって密閉された空間が形成され、ここにシリコンオイルの様な液体1dが充填される。

    【0023】上記カバー2は例えばポリカーボネイト樹脂で作られ、略円環形状をなし、第1の軸受け部2a、
    第2の軸受け部2b、第3の軸受け部2cと、第4の軸受け部2d、第1のスリット部2e、第2のスリット部2f、第1の穴2g、第2の穴2h、第1乃至第4の取付けリブ2i,2j,2k,2r(2j,2k,2rは2iと同一の形状をしており、図1では図示せず)、及び、第1,第2のピン2m,2nを有する。

    【0024】前記第1乃至第4の取付けリブ2i,2
    j,2k,2rには、それぞれビス穴が設けられている。 また、第1の軸受け部2aと第2の軸受け部2bを結んだ方向と、第3の軸受け部2cと第4の軸受け部2
    dを結んだ方向は、光軸に垂直で且つ互いに垂直になる様になっている。

    【0025】また、前記第1の軸受け部2aは所定の深さを有する穴であり、前記第2の軸受け部2bはカバー2の内径側と外形側を貫通する穴である。 そして、前記第1の軸受け部2aには可変頂角プリズム1の第1の軸1gが嵌合され、前記第2の軸受け部2bには可変頂角プリズム1の第2の軸1f(尚、該第2の軸1fは第1
    の穴1f'に圧入等の手段により固定される)が嵌合される。 この様な状態において、前記第2の軸受け部2b
    よりカバー2の外部へ露出した第2の軸1fの頭部は、
    図2に示すように、カバー2に固定された第1の板バネ1sによりその軸方向に付勢されている。 この第1の板バネ1sは、カバー2に設けられたピン2mにその穴1
    s'が嵌合され、熱カシメを行う等の手段により固定されている。

    【0026】また、前記第3の軸受け部2cは上記第1
    の軸受け部2aと同様に所定の深さを有する穴であり、
    前記第4の軸受け部2dは上記第2の軸受け部2bと同様にカバー2の内径側と外径側を貫通する穴である。 そして、前記第3の軸受け部2cには可変頂角プリズム1
    の第3の軸1p(不図示)が嵌合され、前記第4の軸受け部2dには可変頂角プリズム1の第2の軸1q(尚、
    該第4の軸1qは第2の穴1q'に圧入等の手段により固定される)が嵌合される。 この様な状態において、前記第4の軸受け部2dよりカバー2の外部へ露出した第4の軸1qの頭部は、上記第2の軸1fの頭部と同様、
    カバー2に固定された第2の板バネ1tによりその軸方向に付勢されている。 この第2の板バネ1sは、カバー2に設けられたピン2nにその穴1t'が嵌合され、熱カシメを行う等の手段により固定されている。

    【0027】上記第1のフォトインタラプタ8はカバー2の第1の穴2gに嵌め込まれ、接着等の手段により固定されている。 そして、該第1のフォトインタラプタ8
    のスリット部は可変頂角プリズム1の第1の保持鏡筒1
    eに設けられた第2の突出部1jが通る様に構成されており、更に該突出部1jは可変頂角プリズム1の平方向の頂角が0度の近傍でフォトインタラプタ8の発光部と受光部の間を「遮光する」,「遮光しない」各状態に切り換えることが可能な寸法形状となっている。

    【0028】また、上記第2のフォトインタラプタ9はカバー2の第2の穴2hに嵌め込まれ、接着等の手段により固定されている。 そして、該第2のフォトインタラプタ9のスリット部は可変頂角プリズム1の第2の保持鏡筒1kに設けられた不図示の第4の突出部1nが通る様に構成されており、更に該突出部1nは可変頂角プリズム1の垂直方向の頂角が0度の近傍でフォトインタラプタ9の発光部と受光部の間を「遮光する」,「遮光しない」各状態に切り換えることが可能な寸法形状となっている。

    【0029】以上の様な構成にすることにより、可変頂角プリズム1の第1の保持鏡筒1eは第1及び第2の軸1g,1fを介してカバー2により略垂直方向に軸支され、また、第2の保持鏡筒1kは第3,第4の軸1p,
    1qを介してカバー2により略水平方向に軸支され、前記第1の保持鏡筒1eの第1の突出部1hに光軸と平行な方向の力が作用すると、可変頂角プリズム1の水平方向の頂角(以下、ヨー角と記す)が変化し、又前記第2
    の保持鏡筒1kに設けられた第3の突出部1rに光軸と平行な方向の力が作用すると、可変頂角プリズム1の垂直方向の頂角(以下、ピッチ角と記す)が変化する。

    【0030】上記撮影レンズ3は、レンズ鏡筒3a、撮影光学系3s,3t,3u,3v(図2参照)、絞り3
    w、不図示の変倍用アクチュエータ、及び、不図示のピント合せ用アクチュエータを有する周知の撮影レンズである。

    【0031】前記レンズ鏡筒3aの前方部分の外周部には第1乃至第4のフランジ3i,3j,3k,3r(3
    iは不図示)が設けられ、これら第1n乃至第4のフランジ3i,3j,3k,3rには穴が設けられており、
    不図示のビスをこれら穴に貫通させ、前記カバー2に設けられた第1乃至第4の取付けリブ2i,2j,2k,
    2r(図2i以外は不図示)に設けられたネジ穴に締める事により、前述の可変頂角プリズム1が装着されたカバー2は該レンズ鏡筒3aに固定されるされることになる。 また、該レンズ鏡筒3aには第1,第2のステッピングモータ4,5を固定するための穴3b,3c,3
    d,3eが設けられており、該穴3b,3c,3d,3
    eにビスを介して第1及び第2のステッピングモータ4,6が固定される。 さらにレンズ鏡筒3aにはCCD
    ホルダ部3mが設けられ、固体撮像素子(CCD)が固定される。

    【0032】上記第1のステッピングモータ4は、周知のPM型ステッピングモータであるモータ部4a、該モータ部4aのロータの回転軸に一体で設けられたリードスクリュ4b、該リードスクリュ4bを軸支する軸受けを有する取付けアングル4f、該取付けアングル4fに固定されたガイドバー4c、及び、該ガイドバー4cと嵌合するスリーブを有し且つ前記リードスクリュ4bと嵌合するネジ部を有するリードナット部4dにより構成されている。 そして、前記リードナット4dは前記モータ部4aのロータの回転に応じて光軸方向に移動する。

    【0033】上記第1の動力伝達レバー5は例えばポリアセタール樹脂を成形して作られており、第1の軸受け部5aと第2の軸受け部5bを有する。

    【0034】前記第1の軸受け部5aは、前述の第1のステッピングモータ4のリードナット部4dに設けられた球状をした先端部4eをガタなく軸支し、前記第2の軸受け部5bは、前述の可変頂角プリズム1の第2の保持鏡筒1kに設けられた第3の突出部1rの球形状を成す先端部1mをガタなく軸支する。

    【0035】ここで、図3により前記第1の動力伝達レバー5の第1及び第2の軸受5a,5bと可変頂角プリズム1の第3の突出部1rの先端部1m、及び、第1のステッピングモータ4のリードナット部4dに設けられた球状の先端部4eの関係について説明する。

    【0036】なお、図3においては、動力伝達レバー5
    の第2の軸受部5bと可変頂角プリズム1の第3の突出部3rに設けられた球形の先端部1mの関係のみを示しているが、動力伝達レバー5の第1の軸受部5aと第1
    のステッピングモータ4のリードナット部4dに設けられた球状の先端部4eの関係も全く同様である。

    【0037】図3に示す様に、動力伝達レバー5の第2
    の軸受部5bには、第1乃至第4のバネ部5b 1 ,5b
    2 ,5b 3 ,5b 4 (5b 2 ,5b 4は不図示)、球面状の摺動部5b 5 、及び、顎部5b 6が設けられており、前記顎部5b 6の内径は可変頂角プリズム1の第3
    の突出部1rの球状の先端部1mの外径よりも所定の量だけ小さく、また、前記球面状の摺動部5b 5の径は上記第3の突出部1rの球状の先端部1mの径と同じである。

    【0038】この様な寸法形状であるために、可変頂角プリズム1の第3の突出部1rの先端部1mは、動力伝達レバー5の第2の軸受部5bに圧入により取付けられる。 そして、組立て状態において、動力伝達レバー5の第1乃至第4のバネ部5b 1 ,5b 2 ,5b 3 ,5b 4
    は可変頂角プリズム1の第3の突出部1rの球状部1m
    を該動力伝達レバー5の球面状の摺動部5b 5に付勢する働きを持つ。

    【0039】上記の様な構成であるために、動力伝達レバー5は可変頂角プリズム1の第3の突出部1rの先端部1mを中心として、いずれの方向にも回転自由度を有する。 また、同様に、動力伝達レバー5は第1のステッピングモータ4のリードナット部4dに設けられた球状の先端部4eを中心として、いずれの方向にも回転自由度を有する。

    【0040】この様に、第1のステッピングモータ4のリードナット部4dと可変頂角プリズム1の第2の保持鏡筒1kが動力の損失を生じず、且つ、ガタなく連結されるために、第1のステッピングモータ4の回転に応じて正確に可変頂角プリズム1のピッチ角が変化する。

    【0041】上記第2のステッピングモータ6は、周知のPM型ステッピングモータであるモータ部6a、該モータ部6aのロータの回転軸に一体で設けられたリードスクリュ6b、該リードスクリュ6bを軸支する軸受けを有する取付けアングル6f、該取付けアングル6fに固定されたガイドバー6c、及び、該ガイドバー6cと嵌合するスリーブを有し且つ前記リードスクリュ6bと嵌合するネジ部を有するリードナット部6dにより構成されている。 そして、前記リードナット6dは前記モータ部6aのロータの回転に応じて光軸方向に移動する。

    【0042】上記第1の動力伝達レバー7は例えばポリアセタール樹脂を成形して作られており、第1の軸受け部6aと第2の軸受け部6bを有する。

    【0043】前記第1の軸受け部6aは、前述の第2のステッピングモータ6のリードナット部6dに設けられた球状をした先端部6eをガタなく軸支し、前記第2の軸受け部6bは、前述の可変頂角プリズム1の第1の保持鏡筒1eに設けられた第1の突出部1hの球形状を成す先端部1iをガタなく軸支する。

    【0044】上記の様な構成であるために、動力伝達レバー7は可変頂角プリズム1の第1の突出部1hの先端部1iを中心として、いずれの方向にも回転自由度を有する。 また、同様に、動力伝達レバー7は第2のステッピングモータ6のリードナット部6dに設けられた球状の先端部6eを中心として、いずれの方向にも回転自由度を有する。

    【0045】この様に、第2のステッピングモータ6のリードナット部6dと可変頂角プリズム1の第1の保持鏡筒1eが動力の損失を生じず、且つ、ガタなく連結されるために、第2のステッピングモータ6の回転に応じて正確に可変頂角プリズム1のヨー角が変化する。

    【0046】次に、本発明の第1の実施例における防振装置の回路構成について、図2を用いて説明する。

    【0047】図2において、10,11は振動センサであるところの例えば第1,第2の振動ジャイロであり、
    第1の振動ジャイロ10は、レンズ鏡筒3aもしくは不図示のビデオカメラ本体に、図1に示すピッチ方向にレンズが揺れた場合のみに該レンズが揺れる速度に応じた電圧を出力するべく固定されており、第2の振動ジャイロ11は、同じくレンズ鏡筒3aもしくは不図示のビデオカメラ本体に、図1に示すヨー方向にレンズが揺れた場合のみに該レンズが揺れる速度に応じた電圧を出力するべく固定されている。

    【0048】12は上記振動ジャイロ10,11からの角速度信号がバッファアンプ15,16を介して入力されるマイクロコンピュータ等の制御回路であり、第1乃至第4の入力端子12a,12b,12c,12dと第1乃至第4の出力端子12e,12f,12g,12h
    を有する。

    【0049】そして、前記第1の入力端子22aは前記第1の振動ジャイロ10の出力を増幅するバッファアンプ15の出力端子に接続されており、第2の入力端子1
    2bは前記第2のフォトインタラプタ9の出力端子に接続されている。 又、前記第3の入力端子12cは前記第2の振動ジャイロ11の出力を増幅するバッファアンプ16の出力端子に接続されており、第4の入力端子12
    dは前記第1のフォトインタラプタ8の出力端子に接続されている。

    【0050】また、前記制御回路12の第1の出力端子12eは第1の駆動回路13の第1の入力端子13aに接続され、第2の出力端子12fは第1の駆動回路13
    の第2の入力端子13bに接続されている。 又、制御回路12の第3の出力端子12gは第2の駆動回路14の第1の入力端子14aに接続され、第4の出力端子12
    fは第1の駆動回路14の第2の入力端子24bに接続されている。

    【0051】前記第1の駆動回路23の第1乃至第4の出力端子13c,13d,13e,13f(図2では1
    3d〜13fは不図示)は第1のステッピングモータ4
    に接続されている。 また、第2の駆動回路24の第1乃至第4の出力端子14c,14d,14e,14f(1
    4d〜14fは不図示)は第2のステッピングモータ6
    (図1には不図示)に接続されている。 これら第1,第2の駆動回路23,24は周知の駆動回路であり、第1
    の入力端子13a,14aの出力がハイレベルかローレベルかでステッピングモータの回転方向が決定され、第2の入力端子13b,14bにパルスが入力する毎にステッピングモータを回転せしめるものである。

    【0052】次に、上記構成における防振装置の本発明に係る部分の動作について、図4及び図5のフローチャートにしたがって説明する。 なお、図4は本実施例の防振装置の防振動作(以下、メインループと呼ぶ)を示すフローチャートであり、図5は図4のメインループに割込み、メインループの情報に基づいてモータ駆動させる割込み処理を示すプログラムである。

    【0053】図2に示す制御回路12に電源が投入されることにより、図4のステップ100からのピッチ,ヨーのステッピングモータ4,6の制御を行う。 [ステップ100] 第1,第2の駆動回路13,14を介してピッチ,ヨーのステッピングモータ4,6を初期位置(リセット位置)に移動させる。 このリセット動作は、
    可変頂角プリズムを他の部材にぶつけないために、リセット位置からある所定の範囲内で可変頂角プリズムを制御するために行う。 また、防振を切る場合には、リセット位置に可変頂角プリズムを移動させ、リセット位置に静止させる。 [ステップ101] ピッチ,ヨーカウンタをリセットする。 [ステップ102] 振動ジャイロ10,11よりバッファアンプ15,16を通してヨー,ピッチ方向の角速度信号を取り込み、内蔵するA/D変換部にてA/D変換する。 [ステップ103] 上記ステップ102でA/D変換したヨー,ピッチ方向の角速度信号を積分し、角変位信号に変換する。

    【0054】ここで、上記角変位信号はステッピングモータ4,6の位置情報であり、これにしたがって該ステッピングモータ4,6を駆動することにより、上記の様にして可変頂角プリズム1のヨー角、ピッチ角が設定され、後述するようにして防振が可能となる。 [ステップ104] ここではヨー方向の角変位信号とヨーカウンタの値とを比較し、等しければステップ10
    8へ進み、等しくなければステップ105へ進む。 [ステップ105] ここではヨー方向の角変位信号がヨーカウンタの値よりも大きいか否かを判別し、大きければステップ106へ進み、そうでなければステップ1
    07へ進む。 [ステップ106] ヨー方向の角変位信号がヨーカウンタの値よりも大きいので、ヨー方向駆動用のステッピングモータ6を時計回りに駆動する。 そしてステップ1
    09へ進む。 [ステップ107] ヨー方向の角変位信号がヨーカウンタの値に等しいか小さいため、ヨー方向駆動用のステッピングモータ6を反時計回りに駆動する。 そしてステップ109へ進む。 [ステップ108] ヨー方向の角変位信号とヨーカウンタの値が等しいため、ヨー方向駆動用のステッピングモータ6は所望の位置にあるとして、該ステッピングモータ6を停止させる。 そしてステップ109へ進む。 [ステップ109] ここではピッチ方向の角変位信号とピッチカウンタの値とを比較し、等しければステップ113へ進み、等しくなければステップ110へ進む。 [ステップ110] ここではピッチ方向の角変位信号がピッチカウンタの値よりも大きいか否かを判別し、大きければステップ111へ進み、そうでなければステップ112へ進む。 [ステップ111] ピッチ方向の角変位信号がピッチカウンタの値よりも大きいので、ピッチ方向駆動用のステッピングモータ4を時計回りに駆動する。 そしてステップ114へ進む。 [ステップ112] ピッチ方向の角変位信号がピッチカウンタの値に等しいか小さいため、ピッチ方向駆動用のステッピングモータ4を反時計回りに駆動する。 そしてステップ114へ進む。 [ステップ113] ピッチ方向の角変位信号とピッチカウンタの値が等しいため、ピッチ方向駆動用のステッピングモータ4は所望の位置にあるとして、該ステッピングモータ4を停止させる。 そしてステップ114へ進む。 [ステップ114] サンプリングタイム1msecを経過したか否かを判別し、経過していなければこのステップに留まり、経過することによりステップ102へ戻り、
    再び同様の動作を繰り返す。

    【0055】次に、図5を用いてピッチ,ヨー方向の駆動を行うステッピングモータ4,6を実際に駆動する為の信号を作成する割込み処理について説明する。

    【0056】図5に示す割込み処理は、前述の通り、図4に示されるメインループの情報によってモータを駆動するクロックパルスを作ると共に、ヨー,ピッチのカウンタをアップダウンカウントさせるものであり、図4に示すメインループの任意のタイミングに所定の時間間隔で発生する。 なお、この図5はヨー方向の防振動作のみを示すフローチャートであるが、ピッチ方向の防振動作も全く同様にしておこなわれるため、ここでは省略している。 [ステップ200] ヨー方向駆動の割込みが入ったか否かを判別し、割込みがあった場合にはステップ201
    へ進む。 [ステップ201] ヨー方向のメインループで作られた駆動情報がステッピングモータ6を停止させるべく情報であるか否かを判別し、そうであった場合にはステップ202へ進み、そうでなければステップ203へ進む。 [ステップ202] ここではヨー方向のメインループで作られた駆動情報がステッピングモータ6を停止させるべく情報であるため、該ステッピングモータ6を停止させる。 これは、図2の制御回路12の出力端子12f
    から駆動回路13の入力端子13bへの駆動パルスを停止することにより実現される。 そしてステップ212へ進む。 [ステップ203] ここではヨー方向のメインループで作られた駆動情報がステッピングモータ6を駆動させるべく情報であるため、次にこの駆動方向が時計回りであるか否かの判別を行う。 この結果、時計回りであればステップ204へ進み、反時計回りであればステップ2
    08へ進む。 [ステップ204] ステッピングモータ6を時計回りに回転させる。 これは、制御回路12の出力端子12e
    から駆動回路13の入力端子13aへ出力する駆動方向信号をローレベルにし、制御回路12の出力端子12f
    から駆動回路13の入力端子13bへ駆動パルスを出力することにより実現される。 [ステップ205] ヨー割込みカウンタを「1」アップさせる。 [ステップ206] 上記ヨー割込みカウンタの値が任意の定数Aに達したか否かを判別し、≠Aであるならばステップ213へ進み、任意の定数Aに達した、つまり=Aであるならばステップ207へ進む。 [ステップ207] ヨーカウンタの値を「1」アップさせる。

    【0057】上記ステップ203においてステッピングモータ6を反時計回りに駆動させることが判別された場合には、前述した様にステップ208へと進む。 [ステップ208] ステッピングモータ6を反時計回りに回転させる。 これは、制御回路12の出力端子12
    eから駆動回路13の入力端子13aへ出力する駆動方向信号をハイレベルにし、制御回路12の出力端子12
    fから駆動回路13の入力端子13bへ駆動パルスを出力することにより実現される。 [ステップ209] ヨー割込みカウンタを「1」アップさせる。 [ステップ210] 上記ヨー割込みカウンタの値が任意の定数Aに達したか否かを判別し、≠Aであるならばステップ213へ進み、任意の定数Aに達した、つまり=Aであるならばステップ211へ進む。 [ステップ211] ヨー駆動方向が反時計回りなので、ヨーカウンタの値を「1」ダウンさせる。 [ステップ212] メインループで作られた駆動情報(モータ駆動方向、モータ停止)を割込みプログラムに取り込む。 [ステップ213] ヨーモータを駆動するためのクロックを作る次の割込みまでの時間を設定する。

    【0058】以上の動作を割込みが入った毎に行う。 また、前述した様に、ピッチ方向の駆動もヨー方向とタイミングのずれた同様の割込み処理によって行われる。

    【0059】以上の図4及び図5の一連の動作を行う事によって防振が行われるが、図6(a),(b)を用いて上記防振装置の動作を概説すると、以下の様になる。

    【0060】図6(a),(b)のそれぞれ横軸は時間を、図6(a)の縦軸は電圧を、又図6(b)の縦軸は可変頂角プリズム1の頂角(可動中心よりの変位角)
    を、それぞれ表している。

    【0061】ビデオカメラに手振れ等により振動が加わると、第1又は第2の振動ジャイロ10,11は図6
    (a)の様な電圧(角速度信号)を出力する。 すると、
    これを受ける制御回路12は内部で積分処理を行い、これにて生成される変位信号を第1又は第2の駆動回路1
    3,14へ出力し、時刻に対し図6(b)に実線で示す位置に可変頂角プリズム1を動かす為に第1又は第2のステッピングモータ4,6を制御する。 ことにより、図6(b)に破線で示すように可変頂角プリズム1の頂角が変化し、防振動作が行われる。

    【0062】本実施例では、第1又は第2のステッピングモータ4,6の駆動制御にカウントを用いており、そして、この制御は該カウントのリセット値(可変頂角プリズムが可動中心時における値及びこれより防振動作中に変化した値を含む)と角変位信号とによって行い、可変頂角プリズムの頂角制御を行うようにしている。

    【0063】以上述べて来た様に、この第1の実施例では、可変頂角プリズム1を振動センサ(振動ジャイロ1
    0,11)の出力に基づいてステッピングモータ4,6
    で動力伝達レバー5,7で動かし、防振を行う構成のため、撮影環境等の変化により可変頂角プリズム1を動かすのに必要な力が変化しても制御系の発振を招くことなく、防振撮影を行う事が可能である。

    【0064】また、光軸と平行になる様に配設されたステッピングモータ4,6の回転を光軸方向の動きに変換して可変頂角プリズム1を動かしているため、防振機能を切った際には該モータに通電を行ったり、特別なロック機構を設けなくても、可変頂角プリズム1を所定の位置(可動中心位置)に保持することが可能となる。

    【0065】(第2の実施例)上記の第1の実施例では可変頂角プリズム1を動かす動力源としてステッピングモータを用いたが、直流モータを動力源とすることも可能である。 以下、この構成より成る防振装置を本発明の第2の実施例として説明する。

    【0066】図5は本発明の第2の実施例における防振装置の断面及び電気ブロックを示す機構図であり、上記の様にこの実施例においては、可変頂角プリズムを直流モータの回転により動かし、該直流モータの回転はこの直流モータのロータに固定したパルス板とフォトインタラプタにより検出する構成のものである。 なお、図1と同じ部分は同一符号を付してあり、その部分の説明は省略する。

    【0067】図7において、20は第1の直流モータであり、20aはモータ部、20bはリードスクリュー、
    20cはガイドバー、20dはリードナットである。 また、21は第3のフォトインタラプタであり、22は第1のパルス板である。

    【0068】前記リードスクリュー20bはモータ部2
    0aのロータと一体になっており、前述の第1の実施例と同様、この直流モータ20の回転に伴い該リードナット20dが光軸方向に移動し、可変頂角プリズム1の頂角を変化せしめる。 また、モータ部20aのロータにはパルス板22が固定されており、該パルス板22は第3
    のフォトインタラプタ21の発光部と受光部間のスリット部に入る様になっており、第3のフォトインタラプタ21は直流モータ20の回転に応じたパルス出力を制御回路31に出力する。

    【0069】また、32は第1の直流モータ21を駆動するための第1の駆動回路であり、33は不図示の第2
    の直流モータを駆動するための第2の駆動回路である。

    【0070】図7においては、ピッチ側の直流モータ2
    0のみを図示しているが、ヨー側も同様の機構を有する。

    【0071】上記構成において、制御回路31の第1の出力端子31aの出力がハイレベルとなると、第1の駆動回路32は直流モータ20を駆動し、第1の出力端子31aの出力がローレベルとなると、第1の駆動回路3
    2は直流モータ20にブレーキをかける様になっており、また、制御回路31の第2の出力端子31bがハイレベルとなると、第1の駆動回路32は直流モータ20
    を時計回りに回転させ、制御回路31の第2の出力端子31bがローレベルとなると、第1の駆動回路32は直流モータ20を反時計回りに回転させる様に構成されており、先に述べた第1の実施例における制御回路がモータを回転させる際にパルス列を出力したのに対し、本実施例における制御回路31は、駆動回路への出力をハイレベルにするかローレベルにするかによって直流モータを回転させるかブレーキをかけるか、また、時計回りに回転させるか反時計回りに回転させるかを切り換える構成となっている。

    【0072】この第2の実施例によれば、動力源として直流モータであることから、ステッピングモータを動力源とした上記第1の実施例に比べて、より高速応答が可能になる。

    【0073】また、モータを停止する際には、所望の位置の所定量手前でブレーキをかける等の手段を用いれば、より高速応答が可能となる。

    【0074】(第3の実施例)以上の第1及び第2の実施例においては、光軸と平行な位置にロータ軸を配置したリードスクリュー付きのモータを動力源とし、リードナットの光軸方向の動きを動力伝達レバーにより可変頂角プリズムに伝える構成としていたが、モータの回転により直接可変頂角プリズムを動かす構成にすることも可能である。 以下、この構成より成る防振装置を本発明の第3の実施例として説明する。

    【0075】図は本発明の第3の実施例における防振装置の断面及び電気ブロックを示す機構図であり、上記の様にこの実施例においては、可変頂角プリズムを直接モータにより駆動する構成のものである。 なお、図1と同じ部分は同一符号を付してあり、その部分の説明は省略する。

    【0076】図8において、41は第1のステッピングモータであり、可変頂角プリズム40の第1の保持鏡筒40eの第1の軸40fとロータの回転軸が一体となって回転する様になっている。

    【0077】また、51は制御回路、52は前記制御回路からの信号に基づいて第1のステッピングモータ41
    を駆動する第1の駆動回路、53は不図示の第2のステッピングモータを駆動する第2の駆動回路である。

    【0078】上記構成において、制御回路51は振動ジャイロ10又は11からの角速度信号を受けることにより、これを積分して変位信号に変換し、第1又は第2の駆動回路52,53を駆動して直接第1のステッピングモータ41又は不図示の第2のステッピングモータを駆動して可変頂角プリズム41の頂角制御を行い、防振を抑制する。 また、防振機能を切る際は、第1又は第2のステッピングモータを停止させることにより、可変頂角プリズム40は該モータのディテントトルクによりロックされることになる。

    【0079】この第3の実施例においては、可変頂角プリズム40の頂角を直接ステッピングモータの回転により変化させるので、高い応答周波数を得ることができる。 なお、本実施例においては、1ステップ当りの光軸補整量を十分細かくするために、いわゆるマイクロステップ駆動を行う事が望ましい。

    【0080】以上述べた様に、第1乃至第3の実施例によれば、振動センサであるところの振動ジャイロの出力に基づき、オープンループ制御(閉ループ制御ではない)で可変頂角プリズムの頂角を制御するようにしている為、撮影環境の変化による負荷トルクの変化によって、発振を生じたりする事なく、常に安定した防振効果を得ることが可能となる。

    【0081】また、防振機能を切った際にも、アクチュエータであるステッピングモータや直流モータのディテントトルク,コキングトルクによって可変頂角プリズムをロックできるので、可変頂角プリズムを電気的ロックする従来タイプのものに比べて消費電力を軽減させることができ、且つ、特別なロック機構(機械的ロック手段)を必要としないので小型な防振装置とすることができ、該装置が組み込まれるビデオカメラ等の撮影装置の小型化を図ることが可能となる。

    【0082】つまり、防振機能を有し、1つの電池で長時間使用可能な、小型で携行性にすぐれたビデオカメラ等の撮影装置を実現させることが可能となる。

    【0083】(変形例)本実施例では、光学的補正手段として可変頂角プリズムを用いているが、これに限定されるものではなく、撮影光軸に対して垂直方向の異なる2方向にシフトして防振を行うシフト光学系や、慣性を利用して防振を行う光学系を用いたものであっても同様の効果を得ることができる。

    【0084】また、光学的補正手段(可変頂角プリズム)を駆動する為の動力源として電磁モータを用いているが、これに限定されるものではなく、パルス制御によって駆動可能なアクチュエータであれば、例えば超音波モータのようなアクチュエータでも良い。

    【0085】

    【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
    パルス信号により制御されるアクチュエータと、振動検出手段からの信号より光学的補正手段の駆動量を算出し、この算出結果及びリセット位置検出手段にて検出された所定の位置情報に基づいて前記アクチュエータの駆動を制御する制御手段とを設け、振動検出手段にて検出された振動に応じた量だけ光学的補正手段をオープンループ制御により変位させるようにしている。

    【0086】よって、発振を生じることなく振動に対する防振の追従性を向上させることが可能となる。

    【0087】また、光学的補正手段の駆動を行うためのアクチュエータとしてモータを用い、光学的補正手段の所定の位置における停止状態を、該モータのトルクを利用することにより保持するようにしている。

    【0088】よって、光学的補正手段を所定の位置に保持するための電気的或は機械的手段を不要とし、該装置の小型化及び省電化を達成することが可能となる。

    【図面の簡単な説明】

    【図1】本発明の第1の実施例における防振装置の機械的部分を示す分解斜視図である。

    【図2】図1の防振装置の断面及び電気ブロックを示す機構図である。

    【図3】図1の動力伝達レバーと可変頂角プリズムの突出部との関係を示す断面図である。

    【図4】図1の防振装置の本発明に係る部分の動作を示すフローチャートである。

    【図5】同じく図1の防振装置の本発明に係る部分の動作を示すフローチャートである。

    【図6】図1の防振装置の概略動作を説明するための信号波形を示す図である。

    【図7】本発明の第2の実施例における防振装置の断面及び電気ブロックを示す機構図である。

    【図8】本発明の第3の実施例における防振装置の断面及び電気ブロックを示す機構図である。

    【符号の説明】

    1,40 可変頂角プリズム 4,6 第1及び第2のステッピングモータ 5,7 第1及び第2の動力伝達レバー 8,9 第1及び第2のフォトインタラプタ 10,11 振動ジャイロ 12,31,51 制御回路 13,14,32,33,52,53 第1及び第2
    の駆動回路 20 第1の直流モータ 41 第1のステッピングモータ

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