(57)【要約】【課題】電力消費を抑えつつ、防振システムの再起動後に短時間で精度の良い防振動作を再開する。【解決手段】光学機器２は、像振れを抑制する動作を行う防振手段５１９と、角速度センサを用いて第１の変位信号を生成する第１の振れ検出手段５０１，５０８と、加速度センサを用いて第２の変位信号を生成する第２の振れ検出手段５０４，５０９と、防振開始信号が入力された場合は、第１及び第２の変位信号に基づいて防振手段の動作を制御し、防振停止信号が入力された場合は、第１及び第２の振れ検出手段への電源供給を停止する制御手段５１２とを有する。制御手段は、防振停止信号が入力された場合は、第１の振れ検出手段への電源供給を停止し、その後、第２の振れ検出手段への電源供給を停止する  【選択図】図２
2009104017.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像振れを抑制する動作を行う防振手段と、
角速度センサを用いて      第１の変位信号を生成する第１の振れ検出手段と、
加速度センサを用いて第２の変位信号を生成する第２の振れ検出手段と、
防振開始信号が入力された場合は、前記第１及び第２の変位信号に基づいて前記防振手段の動作を制御し、防振停止信号が入力された場合は、前記第１及び第２の振れ検出手段への電源供給を停止する制御手段とを有し、
前記制御手段は、前記防振停止信号が入力された場合は、前記第１の振れ検出手段への電源供給を停止し、その後、前記第２の振れ検出手段への電源供給を停止することを特徴とする光学機器。
【請求項２】
前記制御手段は、前記防振停止信号の入力後、所定時間が経過したことに応じて前記第２の振れ検出手段への電源供給を停止させ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】
前記制御手段は、前記第１の振れ検出手段への電源供給の停止後、前記第２の振れ検出手段への電源供給の停止前に前記防振開始信号が入力された場合は、前記第１の振れ検出手段への電源供給を開始することを特徴とする請求項１又は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、角速度センサと加速度センサを用いて振れの変位信号を生成し、該変位信号に基づいて防振動作を行う光学機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
カメラや交換レンズ等の光学機器に搭載される防振システムには、角速度センサを用いて該機器の回転方向の振れを検出するものがある（特許文献１参照）。また、角速度センサを用いて回転方向の振れを検出するだけでなく、加速度センサをも用いて該機器の平行方向の振れを検出するものもある（特許文献２参照）。平行方向の振れ検出は、特に撮影距離が短い接写における防振動作の精度を高めるのに有効である。
【０００３】
図４に示す回転振れ検出系では、角速度センサ１０１から出力された角速度信号は、ハイパスフィルタ１０２によって低周波数成分（不安定なゆらぎ成分）が除去された後、積分器１０３により角変位の振れ信号に変換される。図５には、角速度センサ１０１からの出力と、ハイパスフィルタ１０２からの出力と、積分器１０３からの出力とを示している。
【０００４】
一方、図６に示す平行振れ検出系では、加速度センサ３０１から出力された加速度信号は、ハイパスフィルタ３０２によって低周波成分が除去された後、第１の積分器３０３によって速度信号に変換される。該速度信号は、さらに第２の積分器３０４によって位置変位信号に変換される。図７には、加速度センサ３０１からの出力と、ハイパスフィルタ３０２からの出力と、第１及び第２の積分器３０３，３０４からの出力とを示している。
【０００５】
ここで、図５及び図７に示すように、防振システムの起動（電源投入：オン）時ｔ０から各積分器による安定した出力が得られるまでにはある程度の時間が必要になる。これは、各センサ自体の初期不安定要因と、ハイパスフィルタや積分器の時定数によるキャパシタの充電時間を原因とする。
【０００６】
したがって、防振システムのオン直後では正確な変位信号を得ることができず、この結果、精度の良い防振動作を行うことができない。特に、加速度センサを用いて平行振れの変位信号を得る系では、角速度センサを用いて回転振れの変位信号を得る系に比べて、１回多く積分を行わなければならないため、安定した出力が得られるまでに、より長い時間が必要となる。
【０００７】
特許文献３にて開示された光学機器では、防振システムがオフされても所定時間の間は振れ検出系に対する電源供給を続ける。これにより、該所定時間中にシステムが再度オン（再起動）された場合の不安定期間を除去し、短時間で精度の良い防振動作を再開することが可能となる。
【特許文献１】特開平７−２１８９６７号公報
【特許文献２】特開２００６−３８９２５号公報
【特許文献３】特開平７−１９９１２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献２で開示されているように角速度センサと加速度センサをそれぞれ用いた２つの振れ検出系を有する場合に、特許文献３にて開示されたように防振システムのオフ後にもこれら振れ検出系に電源供給をし続けると、消費電力が大きくなる。つまり、電源として用いられる電池の消耗が早くなる。
【０００９】
本発明は、電力消費を抑えつつ、防振システムの再起動後に短時間で精度の良い防振動作を再開できるようにした光学機器を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一側面しての光学機器は、像振れを抑制する動作を行う防振手段と、角速度センサを用いて第１の変位信号を生成する第１の振れ検出手段と、加速度センサを用いて第２の変位信号を生成する第２の振れ検出手段と、防振開始信号が入力された場合は、第１及び第２の変位信号に基づいて防振手段の動作を制御し、防振停止信号が入力された場合は、第１及び第２の振れ検出手段への電源供給を停止する制御手段とを有する。そして、制御手段は、防振停止信号が入力された場合は、第１の振れ検出手段への電源供給を停止し、その後、第２の振れ検出手段への電源供給を停止することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、防振停止信号が入力された場合には、電源供給開始後に比較的短い時間で安定動作が可能な角速度センサ側の第１の振れ検出手段への電源供給をまず停止させることで、電力消費を抑えることができる。その後、電源供給開始後に安定動作するまでに比較的長い時間を要する加速度センサ側の第２の振れ検出手段への電源供給を停止させる。これにより、第１の振れ検出手段への電源供給停止から第２の振れ検出手段への電源供給停止までに防振開始信号が入力された場合に、第１の振れ検出手段から安定した出力が得られるまでの時間が短いので、短時間で精度の良い防振動作を再開することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
【００１３】
図１には、本発明の実施例である光学機器としての交換レンズと、該交換レンズが着脱可能に装着されるデジタル一眼レフカメラとにより構成されるカメラシステムの構成を示している。
【００１４】
図１において、１はカメラ、２は該カメラ１に装着された交換レンズである。カメラ１において、３はクイックリターンミラーである。該クイックリターンミラー３は、被写体観察状態では交換レンズ２内の撮像光学系からの光路（撮像光路）内に配置され、光束の一部を後述するファインダ光学系に導くと共に、残りの光束をサブミラー４を介して焦点検出ユニット５へと導く。また、クイックリターンミラー３は、撮像時には、撮像光路外に退避するよう回動し、撮像終了後に再び撮像光路内に戻るよう回動する。
【００１５】
焦点検出ユニット５は、入射した光束を２分割するコンデンサレンズと、各分割光束を再結像させる２つのセパレータレンズと、結像された被写体像を光電変換するＣＣＤセンサ等のラインセンサとにより構成される。これにより、いわゆるＴＴＬ位相差検出方式で撮像光学系の焦点状態を検出する。
【００１６】
６は撮像時において撮像光学系により形成された被写体像を光電変換する撮像素子であり、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の光電変換素子により構成されている。
【００１７】
ファインダ光学系は、ペンタプリズム７と接眼レンズ８とを含み、クイックリターンミラー３によって反射された被写体像を撮影者の目に導く。
【００１８】
１９はフォーカルプレーンシャッタであり、先幕と後幕を駆動することで、撮像素子６の露光を制御する。
【００１９】
交換レンズ２において、１１は固定の第１レンズユニット、１２はフォーカスレンズとしての第２レンズユニット、１３は変倍レンズとしての第３レンズユニットである。さらに、１４は防振レンズユニットとしての第４レンズユニットである。これら第１〜第４レンズユニット１１〜１４を通る光束の光量は、絞りユニット１５によって制限される。
【００２０】
第２レンズユニット１２は、ＡＦ駆動モータ１６からの駆動力を受けて光軸方向に移動し、ピント合わせを行う。
【００２１】
第３レンズユニット１３は、撮影者によるズーム操作を伝達する不図示の伝達機構によって光軸方向に駆動され、変倍を行う。
【００２２】
第４レンズユニット（以下、防振レンズユニットという）１４は、防振アクチュエータ１８からの駆動力を受けて撮像光軸に対して直交する方向に移動（シフト）する。これにより、撮像素子６上に形成される被写体像の振れ（像振れ）を抑制するための防振動作が行われる。図には防振アクチュエータ１８を１つしか示していないが、実際には、防振レンズユニット１４を撮像光軸に直交して互いに直交する２軸方向にシフトさせるため、２つ設けられている。
【００２３】
なお、本実施例では、防振レンズユニット１４を光軸に直交する方向にシフトさせて防振動作を行う場合について説明する。ただし、これに代えて、レンズユニットを光軸上の１点を中心に回動させたり、２枚の透明板の間に液体を満たした可変頂角プリズムを光軸方向にて変形させたりして防振動作を行うようにしてもよい。
【００２４】
絞りユニット１５は、絞りアクチュエータ１７によって絞り羽根が駆動されることにより、絞り開口径を増減させる。
【００２５】
５０１は角速度センサであり、交換レンズ２（つまりはカメラシステム）の回転振れに応じた角速度信号を出力する。
【００２６】
５０４は加速度センサであり、交換レンズ２の平行振れに応じた加速度信号を出力する。
【００２７】
一般に撮像倍率が０．１倍以下の場合は、撮像面が傾く方向の回転振れに対する防振を行えば十分であるが、撮像倍率がそれよりも大きくなると、撮像面に対して平行な方向やピント方向（光軸方向）への平行振れに対する防振も必要となる。このため、本実施例では、回転振れを検出するための角速度センサ５０１に加えて、平行振れを検出するための加速度センサ５０４も設けている。
【００２８】
図２には、本実施例における防振システムの回路構成を示す。
【００２９】
角速度センサ５０１から出力された角速度信号は、ハイパスフィルタ５０２と積分器５０３により構成される回転振れ演算回路５０８に入力される。回転振れ演算回路５０８は、図４に示した回転振れ検出系と同様に、角速度信号に基づいて角変位信号（第１の変位信号）を生成する。角速度センサ５０１と回転振れ演算回路５０８により第１の振れ検出系（第１の振れ検出手段）が構成される。
【００３０】
また、加速度センサ５０４から出力された加速度信号は、ハイパスフィルタ５０５、第１の積分器５０６及び第２の積分器５０７により構成される平行振れ演算回路５０９に入力される。平行振れ演算回路５０９は、図６に示した回転振れ検出系と同様に、加速度信号に基づいて位置変位信号（第２の変位信号）を生成する。加速度センサ５０４と平行振れ演算回路５０９により第２の振れ検出系（第２の振れ検出手段）が構成される。
【００３１】
これら回転振れ演算回路５０８及び平行振れ演算回路５０９はそれぞれ、後述する電源回路５１３から供給される動作電源に基づいて動作する。
【００３２】
５１０は振れ制御部であり、両振れ演算回路５０８，５０９から出力された角変位信号及び位置変位信号を入力として、被写体像の振れをキャンセルする方向に防振レンズユニット１４をシフトさせるための振れ補正信号を出力する。振れ制御部５１０は、後述する電源制御部５１１とともに、制御手段としてのマイクロコンピュータ５１２により構成されている。
【００３３】
振れ制御部５１０は、マイクロコンピュータ５１２内に設けられた不図示のＡ／Ｄ変換器を通じて角変位信号及び位置変位信号を取り込み、０．０１Ｈｚから５０Ｈｚまでの周波数帯域で振れ補正信号を出力する。
【００３４】
５１９は防振レンズユニット１４をシフト駆動する防振ユニット（防振手段）である。防振ユニット５１９は、それぞれ振れ制御部５１０から出力される振れ補正信号に基づいて防振レンズユニット１４を前述した２軸方向にシフトさせる駆動回路５１６ａ，５１６ｂを有する。これら駆動回路５１６ａ，５１６ｂはそれぞれ、前述した防振アクチュエータ１８を含む。また、防振ユニット５１９は、駆動回路５１６ａ，５１６ｂのフィードバック制御を行うために、防振レンズユニット１４の位置を検出する位置検出回路５１７ａ，５１７ｂも含む。防振ユニット５１９は、電源回路５１３から供給される動作電源に基づいて動作する。
【００３５】
５１４はカメラシステム全体の電源供給源としての電池であり、ニカド二次電池やリチウムイオン二次電池等により構成されている。電池５１４は、カメラ１内に搭載されており、カメラ１と交換レンズ２とのマウント接点を介して交換レンズ２（防振システム）に電源を供給する。
【００３６】
５１５は交換レンズ２に設けられた防振スイッチ（以下、ＩＳスイッチという）であり、防振開始信号（例えば、Ｈｉｇｈレベルの信号）を出力するオン側と、防振停止信号（例えば、Ｌｏｗレベルの信号）を出力するオフ側とに切り換え操作が可能である。撮影者は、該ＩＳスイッチ５１５を操作することで、防振システムを動作させるか停止させるかを選択することができる。以下の説明において、ＩＳスイッチ５１５における防振開始信号を出力させる操作をオンといい、防振停止信号を出力させる操作をオフという。
【００３７】
電源制御部５１１は、ＩＳスイッチ５１５からの信号を受けて、電源タイマ５２０のセット及びリセットを行うとともに、電源回路５１３を制御する。
【００３８】
電源回路５１３は、電池５１４から供給される電源電圧を安定化させるレギュレータと、防振システムを含む各動作部への動作電源の供給及び遮断（供給停止）を切り換える半導体スイッチとを含む。
【００３９】
次に、防振システム（マイクロコンピュータ５１２）の動作について、図３のフローチャートに従って説明する。この動作は、マイクロコンピュータ５１２内の不図示のメモリに格納されたコンピュータプログラムに従って実行される。
【００４０】
ステップ（図ではＳと略記する）６０１において、電源制御部５１１がＩＳスイッチ５１５のオン（すなわち、防振開始信号の入力）を検知すると、ステップ６０２に進む。
【００４１】
ステップ６０２では、電源制御部５１１は、電源回路５１３に、まず加速度センサ５０４と平行振れ演算回路５０９とにより構成される平行振れ検出系に対する動作電源の供給を開始させる。これは、平行振れ検出系の方が、回転振れ検出系に比べて、安定した変位信号を出力するまでに要する時間が長いことによる。その後、ステップ６０３に進む。
【００４２】
ステップ６０３では、電源制御部５１１は、電源回路５１３に、角速度センサ５０１と回転振れ演算回路５０８とにより構成される回転振れ検出系に対する動作電源の供給を開始させる。その後、ステップ６０４に進む。
【００４３】
ステップ６０４では、電源制御部５１１は、電源回路５１３に、防振ユニット５１９に対する動作電源の供給を開始させる。
【００４４】
次にステップ６０５では、電源制御部５１１は、電源タイマ５２０をリセットし、該タイマ５２０の動作を停止させる。
【００４５】
次にステップ６０６では、振れ制御部５１０は、角変位信号及び位置変位信号に基づく防振動作処理を開始する。
【００４６】
その後、ステップ６０７で、振れ制御部５１０がＩＳスイッチのオフ（防振停止信号の入力）を検知すると、振れ制御部５１０は、防振動作処理を停止する。さらに、ステップ６０８では、電源制御部５１１は、防振ユニット５１９への電源供給を停止する。
【００４７】
続いて、ステップ６０９では、電源制御部５１１は、電源タイマ５２０をセットし、所定時間のカウントを開始する。
【００４８】
さらにステップ６１０では、電源制御部５１１は、電源回路５１３に、回転振れ検出系への電源供給を停止させる。これは、平行振れ検出系に比べて、電源供給の開始後に安定した変位信号を出力するまでに要する時間が短い回転振れ検出系への電源供給を停止することで、無駄な電力消費を抑えるためである。
【００４９】
ステップ６１１では、電源制御部５１１は、電源タイマ５２０の所定時間のカウント中に、ＩＳスイッチ５１５が再びオンされたか否かを判定する。ＩＳスイッチ５１５が所定時間内に再びオンされた場合には、ステップ６０３に戻る。これにより、回転振れ検出系への電源供給が再開される。前述したように、回転振れ検出系は電源供給の開始後に安定した角変位信号を出力するまでに要する時間が短く、かつ平行振れ検出系への電源供給は継続されているので、短時間のうちに回転振れ検出系と平行振れ検出系を用いた精度の良い防振動作が再開される。
【００５０】
一方、ステップ６１１で、ＩＳスイッチ５１５がオフであった場合はステップ６１２に進む。
【００５１】
ステップ６１２では、電源制御部５１１は、電源タイマ５２０が所定時間のカウントを終了したか否か、すなわち防振停止信号の入力後、所定時間が経過したか否かを判定する。所定時間が経過していない場合は、再びステップ６１１へ戻る。所定時間が経過した場合は、ステップ６１３に進む。
【００５２】
ステップ６１３では、電源制御部５１１は、所定時間が経過したことに応じて、電源回路５１３に、平行振れ検出系への電源供給も停止させる。これにより、防振システム全体への電源供給が停止する。
【００５３】
以上説明したように、本実施例によれば、ＩＳスイッチ５１５がオフされた場合には、電源供給開始後に比較的短い時間で安定動作が可能な回転振れ検出系への電源供給をまず停止させることで、電力消費を抑えることができる。その後、所定時間の経過を待ってから、電源供給開始後に安定動作するまでに比較的長い時間を要する平行振れ検出系への電源供給を停止させる。これにより、回転振れ検出系への電源供給の停止後、平行振れ検出系への電源供給の停止前までの所定時間内にＩＳスイッチ５１５がオンされると、回転振れ検出系からの出力が安定するまでの時間が短いため、短時間で精度の良い防振動作を再開することができる。
【００５４】
以上説明した実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、上記実施例に対して種々の変形や変更が可能である。例えば、上記実施例では、一眼レフカメラに装着される交換レンズ内に防振ユニットが搭載されている場合について説明したが、本発明は、レンズ一体型のカメラやビデオカメラ等の他の光学機器にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の実施例である交換レンズを含むカメラシステムの構成を示す概略図。
【図２】実施例の交換レンズ内に設けられた防振システムの構成を示すブロック図。
【図３】実施例の防振システムの動作を示すフローチャート。
【図４】実施例と従来の光学機器に共通した回転振れ検出系の構成を示すブロック図。
【図５】回転振れ検出系での出力波形を示すグラフ。
【図６】実施例と従来の光学機器に共通した平行振れ検出系の構成を示すブロック図。
【図７】平行振れ検出系での出力波形を示すグラフ。
【符号の説明】
【００５６】
１４  防振レンズユニット
５０１  角速度センサ
５０２  ハイパスフィルタ
５０３  積分器
５０４  加速度センサ
５０５  ハイパスフィルタ
５０６  第１の積分器
５０７  第２の積分器
５０８  回転振れ演算回路
５０９  平行振れ演算回路
５１０  振れ制御部
５１１  電源制御部
５１２  マイクロコンピュータ
５１５  防振スイッチ
５１９  防振ユニット
５２０  電源タイマ
【図４】
2009104017.tif 000003
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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