(57)【要約】【課題】モータに起因しない磁界の変化などの外乱の影響を低減し、好適な像振れ補正を行うことを可能にした光学機器を提供すること。【解決手段】像振れ補正機能を有する光学機器であって、前記光学機器の振れを検出する振れ検出手段と、前記光学機器の像振れを抑制するように動作する防振手段と、前記振れ検出手段の出力を基に前記防振手段の目標位置を算出するカットオフ周波数を変更可能なフィルタを含む算出手段と、前記算出手段出力を基に前記防振手段を駆動させる駆動手段と、前記光学機器の焦点位置を調整する焦点調整手段と、前記光学機器の焦点位置を検出する焦点検出手段と、を有し、前記算出手段は前記焦点検出手段により光学機器の焦点位置が変化しているとき前記算出手段に含まれるフィルタのカットオフ周波数を変更する特性変更手段とを備えることを特徴とする。【選択図】図１
2018005140.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像振れ補正機能を有する光学機器であって、
前記光学機器の振れを検出する振れ検出手段と、
前記光学機器の像振れを抑制するように動作する防振手段と、
前記振れ検出手段の出力を基に前記防振手段の目標位置を算出するカットオフ周波数を変更可能なフィルタを含む算出手段と、
前記算出手段出力を基に前記防振手段を駆動させる駆動手段と、
前記光学機器の焦点位置を調整する焦点調整手段と、
前記光学機器の焦点位置を検出する焦点検出手段と、を有し、
前記算出手段は前記焦点検出手段により光学機器の焦点位置が変化しているとき前記算出手段に含まれるフィルタのカットオフ周波数を変更する特性変更手段とを備えることを特徴とする光学機器。
【請求項２】
前記特性変更手段は前記焦点検出手段により光学機器の焦点位置が変化していとき前記算出手段に含まれるフィルタのカットオフ周波数を高周波側に変更することを特徴とする請求項１に記載の光学機器。
【請求項３】
前記特性変更手段は前記焦点検出手段により光学機器の焦点位置の変化速度を検出し、前記算出手段に含まれるフィルタのカットオフ周波数を焦点位置の変化速度に応じて変更することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光学機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学機器及びその制御方法に関し、特に光学機器に加わる振れを補正する像振れ補正機能に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の像振れ補正機能は、例えば振動ジャイロにより角速度を検出して、この情報を元に像振れの演算を行い、使用者の像振れを打ち消す方向に光学系の一部を駆動させている。
【０００３】
しかしながら、像振れ補正機能を有効にした状態で、他のモータを駆動させた場合、振動や磁気などの外乱が生じてしまい、振動ジャイロが誤検出してしまうことがある。
【０００４】
そこで、これらの外乱の影響を抑えるために、特許文献１ではズームモータが駆動することによる外乱の大きさを推測し、その大きさに応じてフィルタのカットオフ周波数を高くすることでノイズの影響を低減させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−８４６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述の特許文献１に開示された従来技術では、モータ起因ではない外乱の影響を低減することができない。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、モータに起因しない磁界の変化などの外乱の影響を低減し、好適な像振れ補正を行うことを可能にした光学機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明に係る光学機器は、
像振れ補正機能を有する光学機器であって、前記光学機器の振れを検出する振れ検出手段と、前記光学機器の像振れを抑制するように動作する防振手段と、前記振れ検出手段の出力を基に前記防振手段の目標位置を算出するカットオフ周波数を変更可能なフィルタを含む算出手段と、前記算出手段出力を基に前記防振手段を駆動させる駆動手段と、前記光学機器の焦点位置を調整する焦点調整手段と、前記光学機器の焦点位置を検出する焦点検出手段と、を有し、前記算出手段は前記焦点検出手段により光学機器の焦点位置が変化しているとき前記算出手段に含まれるフィルタのカットオフ周波数を変更する特性変更手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、モータに起因しない外乱の影響を低減し、好適な像振れ補正を行うことを可能にした光学機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施例である双眼鏡を示す図
【図２】実施例１における焦点調整及び検出方法を示す図
【図３】実施例１における像振れ補正の処理を示すフローチャート
【図４】実施例１における焦点位置変化量算出の処理を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【００１２】
［実施例１］
以下、図１には、本発明の実施例１である光学機器としての双眼鏡（観察機器）の構成を示す。
【００１３】
１０１は光学機器としての双眼鏡であり、その内部には、以下に説明する観察時の像振れによる像振れを抑制するための像振れ補正機能有する。尚、本実施例では双眼鏡１０１のピッチ方向（垂直方向）の補正についてのみ説明するが、ヨー方向（水平方向）も同様の処理を行っている。１０２は双眼鏡１０１のピッチ方向（垂直方向）の振れに応じた角速度信号を出力する振れ検出手段としてのジャイロセンサである。１０３は抵抗とコンデンサから成る１次のローパスフィルタであり、前述したジャイロセンサ１０２から出力された角速度信号のうち、低周波の成分（例えば２００Ｈｚ以下）を抜き出す。
【００１４】
１０４は１チップマイクロコンピュータ（以下、マイクロコンピュータ）である。マイクロコンピュータ１０４内には、算出手段としての積分演算部１０５、特性変更手段としてのフィルタ変更部１０６、制御信号生成部１０７を有している。積分演算部１０５は、ローパスフィルタ１０３を通してマイクロコンピュータ１０４に入力された角速度信号を、マイクロコンピュータ１０４内にある不図示のＡ／Ｄコンバータを介してデジタル信号として読み込み、ハイパスフィルタ演算及び積分演算を行うことで、低周波成分を除去し、角速度信号を角変位信号に変換する。
【００１５】
フィルタ変更部１０６は後述するフォーカス検知手段１１１の出力が入力されており、フォーカスが駆動していると判断した場合、積分演算部１０５のフィルタ特性を高周波側に変更する。詳細については後述する。制御信号生成手段１０７は積分演算手段１０５出力である角変位信号を元に、後述する防振手段としての可変頂角プリズム１０９を動作させるための制御信号を生成する。１０８は駆動手段としてのモータドライバＩＣであり、制御信号生成手段１０７の出力である制御信号を駆動信号に変換し、不図示のコイルに通電することで、可変頂角プリズム１０９を駆動させて振れ補正を行っている。
【００１６】
可変頂角プリズム１０９は対抗する２枚の透明板と、それらの外周部を取り囲む蛇腹状のフィルムと、これら透明板及びフィルムの内側に充填された高屈折率の透明液体により構成されている。少なくとも一方の透明板は、ピッチ軸周りで回動可能な保持枠によって保持されており、保持枠とともに透明板が回動することで、２枚の透明板がなす角度（頂角）が変化して、可変頂角プリズム１０９に入射して射出していく光束の向きを変化させている。これにより、観察する像の振れを抑制することができる。
【００１７】
１１０は焦点調整手段であり、回転させることで対物レンズ１１２が光軸方向に駆動し、焦点位置の調整を行うことができる。１１１は焦点検出手段としてのスライド式の可変抵抗であり、対物レンズ１１２の駆動と同期して抵抗値が変化する。可変抵抗には電圧を印加してあり、抵抗値の変化に伴い、出力電圧が変化する構成となっており、マイクロコンピュータ１０４に不図示のＡ／Ｄコンバータを介してデジタル信号として読み込まれている。
【００１８】
次に、図２を用いて焦点調整手段１１０及び焦点検出手段１１１について詳細に説明する。
【００１９】
図２は双眼鏡１０１の内部構造を上面から表した図であり、（ａ）は焦点位置が最も短い場合の状態を表しており、（ｂ）は焦点位置が最も長い状態を表している。
【００２０】
２０１は固定板金であり、焦点調整手段１１０の操作に関わらず固定されている。２０２は可動板金であり、前述した対物レンズ１１２と結合されている。可動板金２０２は焦点調整手段１１０にある螺旋状のタップにより、焦点調整手段１１０を回転させることで光軸方向に駆動する。可動板金２０２には可変抵抗１１１のスライダ部が嵌合されており、可動板金２０２の駆動に伴い、可変抵抗１１１の出力である電圧値が変化する。
【００２１】
２０３ａ、２０３ｂ、２０３ｃ、２０３ｄは固定板金２０１、可動板金２０２を光軸方向以外に駆動しないようにするためのビスである。特にビス２０３ａ及びビス２０３ｂは可動板金２０２が光軸方向に駆動する範囲を規制する機能を兼ねている。
【００２２】
次に、図３を用いてマイクロコンピュータ１０４内で行っている像振れ補正の処理について説明する。
【００２３】
（ステップ３０１）ローパスフィルタ１０３の出力であるジャイロセンサ出力をＡ／Ｄ変換し、不図示のＲＡＭ領域に格納する。
【００２４】
（ステップ３０２）焦点位置の検出ルーチンに入る。焦点位置の検出ルーチンについては、図４で説明を行う。
【００２５】
（ステップ３０３）ステップ３０２で求めた焦点位置変化が所定値Ａ未満かどうかを判断する。Ａ未満だった場合はステップ３０５へ、そうでない場合はステップ３０４へ進む。
【００２６】
（ステップ３０４）ステップ３０２で求めた焦点位置変化がＡ以上だった場合、ステップ３０１で得たジャイロセンサのＡ／Ｄ変換結果に対して、１０Ｈｚのデジタルハイパスフィルタをかける。
【００２７】
（ステップ３０５）ステップ３０２で求めた焦点位置変化が所定値Ｂ未満かどうかを判断する。Ｂ未満だった場合は、ステップ３０７へ進み、そうでない場合は、ステップ３０６へ進む。
【００２８】
（ステップ３０６）ステップ３０２で求めた焦点位置変化がＢ以上だった場合、ステップ３０１で得たジャイロセンサのＡ／Ｄ変換結果に対して、５Ｈｚのデジタルハイパスフィルタをかけて揺らぎ成分を除去する。
【００２９】
（ステップ３０７）ステップ３０２で求めた焦点位置変化がＢ未満の場合、ステップ３０１で得られたジャイロセンサのＡ／Ｄ変化に対して、０．１Ｈｚのデジタルハイパスフィルタをかけて、センサのドリフト成分を除去する。
【００３０】
（ステップ３０８）デジタルハイパスフィルタ後のジャイロセンサ信号を積分演算して、角変位信号に変換する。
【００３１】
（ステップ３０９）算出した角変位信号と不図示のＲＡＭ領域に格納されている角変位を可変頂角プリズム１０９の駆動量に換算するための係数から制御信号を算出する。
【００３２】
次に、図４のフローチャートを用いて焦点位置の検出ルーチンについて説明する。なお、Ａ／Ｄ変換結果を１０ビット（０〜１０２３までを出力）として説明を行う。
【００３３】
（ステップ４０１）可変抵抗の出力電圧をＡ／Ｄ変換し、不図示のＲＡＭ領域ＮＯＷ＿ＰＯＳＩに結果を格納する。
【００３４】
（ステップ４０２）Ａ／Ｄ変換が１回目の場合はステップ４０３に進み、そうでない場合はステップ４０４に進む。
【００３５】
（ステップ４０３）焦点位置変化はＢ未満とし、ステップ４１０に進む。
【００３６】
（ステップ４０４）前回の位置情報(ＬＡＳＴ＿ＰＯＳＩ）と今回の位置情報（ＮＯＷ＿ＰＯＳＩ）の差分を算出し、不図示のＲＡＭ領域ＤＥＦＦ＿ＰＯＳＩに格納する。
【００３７】
（ステップ４０５）ステップ４０４で算出したＤＥＦＦ＿ＰＯＳＩが２０以上であるかを判断する。２０以上の場合、ステップ４０６に進み、そうでない場合は、ステップ４０７に進む。
【００３８】
（ステップ４０６）焦点位置変化をＡ以上とし、ステップ４１０に進む。
【００３９】
（ステップ４０７）ステップ４０４で算出したＤＥＦＦ＿ＰＯＳＩが５以上であるかを判断する。５以上の場合、ステップ４０８に進み、そうでない場合は、ステップ４０９に進む。
【００４０】
（ステップ４０８）焦点位置変化をＢ以上とし、ステップ４１０に進む。
【００４１】
（ステップ４０９）焦点位置変化をＢ未満とし、ステップ４１０に進む。
【００４２】
（ステップ４１０）ＮＯＷ＿ＰＯＳＩをＬＡＳＴ＿ＰＯＳＩに格納する。
【００４３】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【００４４】
例えば、上記実施例では、防振手段としての可変頂角プリズムを用いた場合について説明したが、本発明はレンズをシフトさせる防振手段を用いた場合にも適用することができる。また、上記実施例では、防振手段の位置情報を用いない、所謂オープン制御による場合について説明したが、ホール素子などの位置検出手段を用いて防振手段の位置情報を使用する、所謂フィードバック制御を用いても良い。
【００４５】
上記実施例では、双眼鏡について説明したが、本発明は望遠鏡、交換用レンズなど、防振機能を有する他の光学機器にも適用することができる。
【符号の説明】
【００４６】
１０１  双眼鏡、１０２  ジャイロセンサ、１０５  積分演算部、
１０６  フィルタ変更部、１０８  モータドライバＩＣ、１０９  可変頂角プリズム、
１１０  焦点調整手段、１１１  可変抵抗
【図１】
2018005140.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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