(57)【要約】【課題】複数の振れ検出センサの出力を加算した振れ信号を１つの振れ検出センサからの出力された振れ信号とすることにより、振れ検出センサから出力される振れ信号のＳ／Ｎ比の向上を図り、像振れ補正装置に使用する場合には、ノイズにより生じる像振れ補正による揺らぎ現象を適切に防止することができるようにした振れ検出センサ及び像振れ補正装置を提供する。【解決手段】例えば４つの振れ検出センサ（ジャイロセンサ）Ｓ１〜Ｓ４の出力を加算回路３０により加算する。そして、振れ検出センサ１４′により検出された振動を示す振れ信号として加算回路３０により加算した信号を出力する。【選択図】図５
2010191316.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動を検出する複数の振れ検出センサと、該複数の振れ検出センサの各々から出力された振れ信号を加算する加算回路とを備え、該加算回路によって加算された信号を１つのセンサからの振れ信号として出力することを特徴とする振れ検出センサ。
【請求項２】
前記複数の振れ検出センサ、又は、前記複数の振れ検出センサ及び前記加算回路を１つのパッケージに収容したことを特徴とする請求項１の振れ検出センサ。
【請求項３】
前記複数の振れ検出センサは、ジャイロセンサであることを特徴とする請求項１又は２の振れ検出センサ。
【請求項４】
光学系に生じた振動に応じた振れ信号を出力する振れ検出センサと、
前記光学系により結像される像を結像面上で変位させる像変位手段と、
前記振れ信号に基づいて前記光学系に生じた振動に起因する像振れを前記像変位手段により打ち消す像振れ補正手段と、を備えた像振れ補正装置において、
前記振れ検出センサは、振動を検出する複数の振れ検出センサと、該複数の振れ検出センサの各々から出力された振れ信号を加算する加算回路とを備え、該加算回路によって加算された信号を１つのセンサからの振れ信号として出力することを特徴とする像振れ補正装置。
【請求項５】
前記複数の振れ検出センサ、又は、前記複数の振れ検出センサ及び前記加算回路を１つのパッケージに収容したことを特徴とする請求項４の像振れ補正装置。
【請求項６】
前記振れ検出センサは、ジャイロセンサであることを特徴とする請求項４又は５の像振れ補正装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振れ検出センサ及び像振れ補正装置に係り、特に振れ検出センサの出力信号（振れ信号）のＳ／Ｎ比の向上を図る振れ検出センサ及び像振れ補正装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
テレビカメラの像振れ補正装置として、撮影光学系に防振レンズを光軸と直交する面内で移動可能に配置し、カメラ（カメラの撮影光学系）に振動が生じると、その振動に起因する像振れを打ち消すように防振レンズをアクチュエータで駆動して像振れを補正するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１、２等参照）。また、光軸に直交する面内で移動する防振レンズを使用する方法以外にも像振れを補正する方法が知られている。いずれの像振れ補正の方法においても、光学系により結像される像の結像位置を光学的又は電子的に結像面内で水平方向又は垂直方向に変位させる像変位手段を備えており、その像変位手段による像の変位量を、像振れを打ち消すように制御することによって像振れ補正が行われている。
【０００３】
また、カメラに生じた振動は、カメラにジャイロセンサ等の振れ検出センサが設置され、その振れ検出センサから出力される振れ信号により検出されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１４２１０３号公報
【特許文献２】特開２００３−１０７５５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、振れ検出センサからは、振動が生じていない静止状態であるにもかかわらず、一定電圧ではないノイズが発生する。このノイズは実際に振動が生じたときに振れ検出センサから出力される振れ信号との区別が難しい。そのため、振れ検出センサから出力されたノイズも振動により生じた振れ信号として処理され、ノイズに対しても像振れ補正が行われる。その結果、振動が生じていないにもかかわらず逆に像振れが発生する「揺らぎ現象」が起こるという問題があった。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、振れ検出センサから出力される振れ信号のＳ／Ｎ比の向上を図り、像振れ補正装置に使用する場合には、ノイズにより生じる像振れ補正による揺らぎ現象を適切に防止することができるようにした振れ検出センサ及び像振れ補正装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するために、請求項１に係る振れ検出センサは、振動を検出する複数の振れ検出センサと、該複数の振れ検出センサの各々から出力された振れ信号を加算する加算回路とを備え、該加算回路によって加算された信号を１つのセンサからの振れ信号として出力することを特徴としている。
【０００８】
請求項２に係る振れ検出センサは、請求項１に係る発明において、前記複数の振れ検出センサ、又は、前記複数の振れ検出センサ及び前記加算回路を１つのパッケージに収容したことを特徴としている。
【０００９】
請求項３に係る振れ検出センサは、請求項１又は２に係る発明において、前記複数の振れ検出センサは、ジャイロセンサであることを特徴としている。
【００１０】
請求項４に係る像振れ補正装置は、光学系に生じた振動に応じた振れ信号を出力する振れ検出センサと、前記光学系により結像される像を結像面上で変位させる像変位手段と、前記振れ信号に基づいて前記光学系に生じた振動に起因する像振れを前記像変位手段により打ち消す像振れ補正手段と、を備えた像振れ補正装置において、前記振れ検出センサは、振動を検出する複数の振れ検出センサと、該複数の振れ検出センサの各々から出力された振れ信号を加算する加算回路とを備え、該加算回路によって加算された信号を１つのセンサからの振れ信号として出力することを特徴としている。
【００１１】
請求項５に係る像振れ補正装置は、請求項４に係る発明において、前記複数の振れ検出センサ、又は、前記複数の振れ検出センサ及び前記加算回路を１つのパッケージに収容したことを特徴としている。
【００１２】
請求項６に係る像振れ補正装置は、請求項４又は５に係る発明において、前記振れ検出センサは、ジャイロセンサであることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、振れ検出センサから出力される振れ信号のＳ／Ｎ比の向上が図られ、像振れ補正装置に使用する場合には、ノイズにより生じる像振れ補正による揺らぎ現象を適切に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、像振れ補正装置の基本的な構成を示した構成図である。
【図２】図２は、本発明に係る像振れ補正装置の一実施の形態の構成を示した構成図である。
【図３】図３は、図１の振れ検出センサにおける出力信号のＳ／Ｎ比の説明に使用した説明図である。
【図４】図４は、図２の振れ検出センサにおける出力信号のＳ／Ｎ比の説明に使用した説明図である。
【図５】図５は、本発明に係る振れ検出センサの回路構成を示した構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照して、本発明に係る防振用シフトレンズを備えたレンズ装置を実施するための形態について詳細に説明する。
【００１６】
図１は、像振れ補正装置の基本的な構成を示した構成図である。像振れ補正装置は、例えば、テレビカメラ用のレンズ装置（撮影レンズ）、ムービカメラ、又は、スチルカメラ等に搭載され、同図に示す防振レンズ１０は、本像振れ補正装置が搭載されるレンズ装置又はカメラの撮影光学系において、光軸に対して直交する面内の上下方向（鉛直方向）及び左右方向（水平方向）に移動自在に配置される。また、防振レンズ１０は、モータ１２により上下方向及び左右方向に駆動されるようになっており、カメラ（撮影光学系）に振動が生じた場合には、防振レンズ１０がモータ１２により像振れを防止する位置（振動を打ち消す位置）に移動するようになっている。尚、防振レンズ１０は上下方向と左右方向のいずれの方向についても各方向に生じた振動に基づいて同様の処理により駆動される構成となっているため、本実施の形態では、上下方向と左右方向のいずれか一方の方向についての構成のみを説明し、振動の方向及びそれに対する防振レンズ１０の移動方向については明示しないものとする。
【００１７】
同図に示す振れ検出センサ１４は、カメラの振動を検出するためのセンサであり、例えばジャイロセンサ（角速度センサ）が用いられる。この振れ検出センサ１４は、例えばレンズ鏡胴の上面に設置され、レンズ鏡胴に生じた振動を検出し、検出した振動に応じた電圧の電気信号を出力する。尚、振れ検出センサ１４から出力される信号を振れ信号と称し、振れ検出センサ１４としてジャイロセンサを使用した場合には角速度を示す信号（角速度信号）が出力される。
【００１８】
振れ検出センサ１４から出力された振れ信号は、Ａ／Ｄ変換器１６によってデジタル信号に変換される。そして、ＣＰＵ１８に与えられる。ＣＰＵ１８は、振れ検出センサ１４から取得した振れ信号に基づいて防振レンズ１０を移動させるべき目標位置を示す位置データを算出する。例えば、振れ検出センサ１４としてジャイロセンサを使用した場合、ジャイロセンサからの振れ信号として角速度信号がＣＰＵ１８に取り込まれる。このときＣＰＵ１８は、取得した角速度信号に積分処理等を施して角度を示す信号（角度信号）に変換し、その角度信号に基づいて像振れを補正するための防振レンズ１０の位置（目標位置を示す位置データ）を算出する。
【００１９】
このようにＣＰＵ１８において算出された目標位置を示す位置でデータは、上述のようにＤ／Ａ変換器２０に位置指令信号として出力される。Ｄ／Ａ変換器２０は、その位置指令信号をアナログの電圧信号に変換した後、駆動回路２２にその位置指令信号を出力する。
【００２０】
駆動回路２２は、防振レンズ１０が位置指令信号が示す目標位置となるようにモータ１２を駆動する。これによって、防振レンズ１０がＣＰＵ１８で算出された目標位置に移動し、カメラに生じた振動に起因する像振れが補正（防止）される。
【００２１】
ところで、振れ検出センサ１４からは、振動が生じていない静止状態であるにもかかわらず、一定電圧ではないノイズが発生する。このノイズは実際に振動が生じたときに振れ検出センサ１４から出力される振れ信号との区別が難しい。そのため、振れ検出センサ１４から出力されたノイズも振動により生じた振れ信号として処理され、ノイズに対しても像振れ補正が行われる。その結果、振動が生じていないにもかかわらず逆に像振れが発生する「揺らぎ現象」が起こる。
【００２２】
このような不具合を防止するため、本発明に係る像振れ補正装置は、図１における１つのセンサからなる振れ検出センサ１４の代わりに、図２に示すように複数の振れ検出センサＳ１、Ｓ２、…からなる振れ検出センサ１４′を使用する。図２において図１と同一の構成要素には同一符号を付しており、説明を省略する。
【００２３】
図２において、振れ検出センサ１４′は、複数の振れ検出センサＳ１、Ｓ２、・・・と加算回路３０を備えている。振れ検出センサＳ１、Ｓ２、・・・は、各々が図１に示した振れ検出センサ１４と同じものであり、振動に応じた電圧の振れ信号を出力する。また、振れ検出センサＳ１、Ｓ２、・・・は、特性が同一の同一種類のセンサが望ましく、本実施の形態では、同一種類のセンサが使用されている。
【００２４】
各振れ検出センサＳ１、Ｓ２、・・・から出力された振れ信号は加算回路３０に入力され、加算回路３０により全ての振れ検出センサＳ１、Ｓ２、・・・から出力された振れ信号が加算される。そして、１つの振れ検出センサ１４からの出力として加算回路３０で加算された振れ信号がＡ／Ｄ変換器１６に出力される。Ａ／Ｄ変換器１６以降の処理は図１で説明した内容と同じであるため説明を省略する。
【００２５】
これによれば、振れ検出センサ１４′の出力として加算回路３０から出力される振れ信号は、図１の１つのセンサからなる振れ検出センサ１４から出力される振れ信号と比較してＳ／Ｎ比が向上する。即ち、図１のように１つのセンサからなる振れ検出センサ１４の場合、図３に示すように振れ検出センサ１４から出力される振れ信号の信号レンジをＶｓ、ノイズの信号レンジをＶｎとすると、Ｓ／Ｎ比はＶｓ／Ｖｎとなる。
【００２６】
一方、図２のように複数の振れ検出センサＳ１、Ｓ２、・・・の出力を加算して１つの振れ検出センサ１４′の出力とした場合、各振れ検出センサＳ１、Ｓ２、・・・の特性を図１の振れ検出センサ１４と同じであると仮定すれば、図２の振れ検出センサ１４′から出力される振れ信号の信号レンジＶｓ′は、次式（１）、
【００２７】
【数１】
2010191316.tif 000003
【００２８】
となる。但し、Ｈは、振れ検出センサＳ１、Ｓ２、・・・の個数を示す。
【００２９】
そして、図２の振れ検出センサ１４′から出力されるノイズの信号レンジＶｎ′は、次式（２）、
【００３０】
【数２】
2010191316.tif 000004
【００３１】
となる。
【００３２】
従って、図２の振れ検出センサ１４′から出力される振れ信号のＳ／Ｎ比は、Ｈ＾（１／２）×Ｖｓ／Ｖｎとなる。図１のように振れ検出センサが１つの場合のＳ／Ｎ比と比較すると、図２の振れ検出センサ１４′のＳ／Ｎ比はＨ＾（１／２）倍に向上し、図４のように信号レンジに対してノイズレンジが小さくなることが分かる。例えば、図２の振れ検出センサ１４′を２つの振れ検出センサＳ１、Ｓ２で構成したとすると、Ｓ／Ｎ比は２＾（１／２）倍になり、図２の振れ検出センサ１４′を構成する振れ検出センサの個数Ｈが増えるほど、Ｓ／Ｎ比が向上することがわかる。
【００３３】
以上のように、本発明に係る像振れ補正装置は、複数の振れ検出センサの出力を加算して得られた振れ信号を、１つの振れ検出センサの出力として扱うことによって、Ｓ／Ｎ比の高い振れ信号に基づいて像振れ補正を行うことができ、上記の「揺らぎ現象」のような不具合を防止することが可能となる。また、Ｓ／Ｎ比が良くない安価なセンサを使用してＳ／Ｎ比の高い性能の良いセンサを安価に構成することができる。
【００３４】
図５は、図２の振れ検出センサ１４′内の回路構成を具体的に例示した図であり、４つの振れ検出センサＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４を用いて１つの振れ検出センサ１４′を構成した場合を示した図である。
【００３５】
同図に示すように振れ検出センサＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４の出力を加算する図２に示した加算回路３０は、オペアンプＯＰ、帰還抵抗Ｒｆと、抵抗Ｒｓ、Ｒｓ、Ｒｓ、Ｒｓとから構成されている。抵抗Ｒｓ、Ｒｓ、Ｒｓ、Ｒｓは、加算する信号が入力される各振れ検出センサＳ１〜Ｓ４の出力端子とオペアンプＯＰの反転入力端子（−端子）との間に接続され、帰還抵抗Ｒｆは、オペアンプＯＰの反転入力端子と出力端子との間に接続される。また、オペアンプＯＰの非反転入力端子（＋端子）には、所定の基準電圧Ｅが印加されている。
【００３６】
一方、各振れ検出センサＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４には、これらを作動させるための電源端子とグランド端子を有しており、それらの電源端子が電源とグランドに接続される。また、各振れ検出センサＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４の振れ信号を出力する出力端子は、上記のように各抵抗Ｒｓ、Ｒｓ、Ｒｓ、Ｒｓに接続される。
【００３７】
これによれば、図２のＡ／Ｄ変換器１６の入力端子に接続されるオペアンプＯＰの出力端子からは次のような電圧Ｖｏの振れ信号が出力される。まず、各振れ検出センサＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４から出力される振れ信号の電圧をＶ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４とする。そして、オペアンプＯＰの非反転入力端子に印加される基準電圧をＥ、帰還抵抗Ｒｆ及び各抵抗Ｒｓの抵抗値を符号と同じくＲｆ、Ｒｓとする。
【００３８】
このとき、各抵抗Ｒｓ、Ｒｓ、Ｒｓ、Ｒｓに流れる電流は、（Ｖ１−Ｅ）／Ｒｓ、（Ｖ２−Ｅ）／Ｒｓ、（Ｖ３−Ｅ）／Ｒｓ、（Ｖ４−Ｅ）／Ｒｓであるから、帰還抵抗Ｒｆに流れる電流は、これらを加算した電流｛（Ｖ１−Ｅ）＋（Ｖ２−Ｅ）＋（Ｖ３−Ｅ）＋（Ｖ４−Ｅ）｝／Ｒｓとなる。従って、オペアンプＯＰの出力端子から出力される振れ信号の電圧Ｖｏは、次式（３）、
Ｖｏ＝Ｅ−｛（Ｖ１−Ｅ）＋（Ｖ２−Ｅ）＋（Ｖ３−Ｅ）＋（Ｖ４−Ｅ）｝・Ｒｆ／Ｒｓ＝（１−４・Ｒｆ／Ｒｓ）・Ｅ−（Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３＋Ｖ４）・Ｒｆ／Ｒｓ＝Ａ−（Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３＋Ｖ４）・Ｂ  …（３）
（但し、Ａ、Ｂは定数）
により得られる。即ち、各振れ信号の電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４を加算した電圧に応じた振れ信号が振れ検出センサ１４′の出力信号として出力される。
【００３９】
図５の振れ検出センサ１４′は４つの振れ検出センサＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４の出力を加算するものであるが、振れ検出センサの出力端子を抵抗Ｒｓ介してオペアンプＯＰの反転入力端子に接続すれば任意の数の振れ検出センサの出力を加算した振れ信号を出力する１つの振れ検出センサを構成することができる。
【００４０】
また、振れ検出センサ１４′を構成する複数の振れ検出センサＳ１、Ｓ２、・・・と、加算回路３０を１つのパッケージに収容したものを１つの振れ検出センサ１４′として製品化することもできる。即ち、図５の場合、点線５０内の回路（振れ検出センサＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、加算回路３０等）を１つのパッケージ内に収容し、そのパッケージ外部に必要な端子（電源端子、グランド端子、出力端子等）を設けて、外見上、恰も１つのセンサであるかのように構成することができる。また、図５の点線６０に示すように振れ検出センサＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４のみを１つのパッケージ内に収容し（振れ検出センサが４つ以外の場合にも同様）、加算回路３０はその外部の回路として構成するようにしてもよい。
【００４１】
以上、上記実施の形態では、振れ検出センサとしてジャイロセンサを例示したが、本願発明は、ジャイロセンサ以外にも振動を検出する任意のセンサに適用することができる。
【００４２】
また、上記実施の形態で示した振れ検出センサ１４′は、像振れ補正装置に限らず、他の装置におい適用できる。
【符号の説明】
【００４３】
１０…防振レンズ、１２…モータ、１４、１４′、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４…振れ検出センサ、１６…Ａ／Ｄ変換器、１８…ＣＰＵ、２０…Ｄ／Ａ変換器、２２…駆動回路、３０…加算回路、ＯＰ…オペアンプ、Ｒｆ…帰還抵抗、Ｒｓ…抵抗
【図１】
2010191316.tif 000005
【図２】
2010191316.tif 000006
【図３】
2010191316.tif 000007
【図４】
2010191316.tif 000008
【図５】
2010191316.tif 000009