(57)【要約】【課題】高精度の加速度検出を可能にすると共に、構造上の信頼性を高めることのできる加速度計を提供する。【解決手段】弾性部材により片持ち弾性支持され、加速度により変位する可動部１３と、弾性部材を保持する保持部材１２と、可動部の変位を検出する変位検出手段１７と、変位検出手段にて検出された情報に応じて可動部を駆動させる駆動手段１５と、駆動手段の出力から加速度を検出する加速度検出手段と、可動部の変位方向と平行に設けられた可動部ロック用永久磁石１８と、可動部ロック用永久磁石に発生する磁力を打ち消す磁力相殺手段１９と、加速度計の非駆動時には、磁力相殺手段を機能させず、可動部ロック用永久磁石の磁力により前記可動部を係止させる可動部ロック制御手段とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
弾性部材により片持ち弾性支持され、加速度により変位する可動部と、
弾性部材を保持する保持部材と、
前記可動部の変位を検出する変位検出手段と、
前記変位検出手段にて検出された情報に応じて前記可動部を駆動させる駆動手段と、
前記駆動手段の出力から加速度を検出する加速度検出手段とを備えた加速度計において、
前記可動部の変位方向と平行に設けられた可動部ロック用永久磁石と、
前記可動部ロック用永久磁石に発生する磁力を打ち消す磁力相殺手段と、
当該加速度計の非駆動時には、前記磁力相殺手段を機能させず、前記可動部ロック用永久磁石の磁力により前記可動部を係止させる可動部ロック制御手段とを有することを特徴とする加速度計。
【請求項２】
前記可動部ロック制御手段は、当該加速度計の駆動時には、前記磁力相殺手段を機能させ、前記可動部ロック用永久磁石の磁力によらず、前記可動部が加速度に応じて変位可能にすることを特徴とする請求項１に記載の加速度計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置等の光学機器に具備される像振れ補正装置に好適な加速度計に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在のカメラは露出決定やピント合わせ等の撮影にとって重要な作業は全て自動化され、カメラ操作に未熟な人でも撮影失敗を起こす可能性は非常に少なくなっている。また、最近では、カメラに加わる手振れ等の振れを防ぐシステムも研究されており、撮影者の撮影ミスを誘発する要因は殆ど無くなってきている。
【０００３】
ここで、手振れ等の振れ（振動）による像振れを防ぐシステムについて簡単に説明する。撮影時のカメラの振れは、周波数として通常１Ｈｚないし１０Ｈｚの振動である。シャッタのレリーズ時点においてこのような振れを起こしていても像振れの無い写真を撮影可能とするための基本的な考えとして、上記振れによるカメラの振れを検出し、その検出値に応じて像振れを抑制する方向に例えば補正レンズを変位させなければならない。従って、カメラ振れが生じても像振れが生じない写真を撮影するためには、第１に、カメラの振れを正確に検出し、第２に、振れによる光軸変化を補正することが必要となる。
【０００４】
上記カメラの振れ検出は、原理的にいえば、加速度、角加速度、角速度、角変位等を検出し、カメラの振れ補正の為にその出力を適宜演算処理する手段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き撮影光軸を偏心させるための例えば補正レンズを具備する像振れ補正装置を駆動させて像振れ抑制が行われる。
【０００５】
手振れによるカメラの並進変位方向の振動は、特にマクロ撮影時において撮影失敗を起こす大きな原因と得る。しかし、手振れ時の加速度は非常に小さいため、カメラに具備される加速度計は精度の高いものが求められる。
【０００６】
高精度の加速度計として、サーボ型加速度計が挙げられる。ここで、従来のサーボ型加速度計の構成について、図５（ａ），（ｂ）を用いて説明する。なお、図５（ａ）は磁気を利用したサーボ型加速度計の平面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【０００７】
図５（ａ），（ｂ）において、１１はサーボ型加速度計の地板基板、１２は保持枠である。１３は、板ばね１６によって片持ち弾性支持され、加速度によって変位をする可動部（振り子）であり、保持枠１２の後述する板バネ１６の保持位置を中心とした振り子運動をする。１４は駆動コイル１５に発生する磁界を受けることで可動部１３を稼動させる永久磁石である。１６は板ばねであり、一端が可動部１３を片持ち弾性支持しており、もう一方端が保持枠１２によって保持されている。この板ばね１６により、可動部１３及び永久磁石１４は矢印２０の方向とその逆の矢印２１の方向に変位可能である。
【０００８】
地板基板１１上には、図５（ｂ）に示すように、永久磁石１４の下方位置に駆動コイル１５が配置されると共に、可動部１３の変位を検出する変位検出部１７が配置されている。上記駆動コイル１５の各端子と変位検出部１７の端子は、地板基板１１上のプリント配線に対して電気的に接続される。
【０００９】
図６は、図５に示すサーボ型加速度計の電気的構成の概略を示すブロック図である。このサーボ型加速度計に対して図５の矢印２１の方向に加速度を受けると、可動部１３および永久磁石１４は慣性力により矢印２０方向に移動を行う。この時の可動部１３の変位を変位検出部３１（図５の変位検出部１７に相当）により検出する。変位検出部３１の出力信号はアナログ回路で構成される増幅部３２により増幅される。増幅部３２の出力信号は位相進み補償部３３に入力され、ここで位相進みが補償される。そして、コイル駆動部３４を介して増幅された電流が駆動コイル３５（図５の駆動コイル１５に相当）に供給される。このとき、駆動コイル３５により発生した磁界は、フレミングの法則により可動部１３及び永久磁石１４に矢印２０とは逆方向（図５の矢印２１の方向）に力を与える。これにより、可動部１３は受けた加速度と駆動コイル３５によって発生した磁界による力とのつり合った位置まで変位する。
【００１０】
この時、駆動コイル３５に流れた電流量はサーボ型加速度計が受けた加速度に比例するので、電流量を電圧に変換し、加速度検出部３６によって増幅することで、加速度信号が出力される。
【００１１】
図５及び図６で示したサーボ型加速度計は、可動部１３、永久磁石１４の形状と重量、板ばね１６の素材と形状によって定められる系のばね係数を低くすることで、非常に精度を高くすることができる。よって、カメラのマクロ撮影時などの手振れを検出するのに最適な振れ検出用の装置と成り得る。その反面、持ち運び時や手振れによる像振れ補正機能のオフなど、サーボ型加速度計が駆動されていない状態でも、常に可動部１３は振動により変位し、板ばね１６には振動による負荷がかかり、破壊する虞があった。
【００１２】
さらに、サーボ型加速度計が駆動されていない時は、駆動コイル３５には電流が流れていないため、可動部１３の変位に対して該変位と逆方向への力が可動部１３に加えられず、可動部１３の変位が大きくなり、板ばね１６に対する負荷も大きくなる。
【００１３】
また、図７に示すように、サーボ型加速度計に矢印２２方向の衝撃を受けたとき、板ばね１６は図示のように座屈し、破壊する虞もある。
【００１４】
加速度計の構造（板ばね１６の破損等）に対する信頼性を高める為には、系のばね係数を上げることが考えられるが、これは加速度検出の精度が下がることになる。これを解決するために、特許文献１には、加速度計の振り子（可動部）を板ばねとは別に磁気的に吸引して外乱に強くすることが開示されている。また、特許文献２には、加速度計が加速度検出を行うときのみ退避する振り子付勢機構を設けることが開示されている。
【特許文献１】特開昭６２−５４１６８号公報
【特許文献２】特開昭６２−１５７５７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、特許文献１においては、板ばねによるばね力に磁気的なばね力が加わり、総合としたばね力が大きくなるので、加速度の検出感度が劣化してしまう。また、特許文献２においては、加速度検出時にのみ振り子の付勢機構を退避させる機構を具備する必要となり、大型化してしまう。
【００１６】
（発明の目的）
本発明の目的は、高精度の加速度検出を可能にすると共に、構造上の信頼性を高めることのできる加速度計を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するために、本発明は、弾性部材により片持ち弾性支持され、加速度により変位する可動部と、弾性部材を保持する保持部材と、前記可動部の変位を検出する変位検出手段と、前記変位検出手段にて検出された情報に応じて前記可動部を駆動させる駆動手段と、前記駆動手段の出力から加速度を検出する加速度検出手段とを備えた加速度計において、前記可動部の変位方向と平行に設けられた可動部ロック用永久磁石と、前記可動部ロック用永久磁石に発生する磁力を打ち消す磁力相殺手段と、当該加速度計の非駆動時には、前記磁力相殺手段を機能させず、前記可動部ロック用永久磁石の磁力により前記可動部を係止させる可動部ロック制御手段とを有する加速度計とするものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、高精度の加速度検出を可能にすると共に、構造上の信頼性を高めることのできる加速度計をできるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明を実施するための最良の形態は、以下の実施例に示す通りである。
【実施例】
【００２０】
図１及び図２は本発明の一実施例に係るサーボ型加速度計を示す図である。詳しくは、図１は加速度計の平面図、図２は図１のＡ−Ａ断面図である。図４の従来のサーボ型加速度計と同じ構成部分は同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００２１】
図１及び図２において、１８はサーボ型加速度計の非駆動時に可動部１３をロックするための可動部ロック用永久磁石である。１９は磁気キャンセルコイルであり、加速度計を駆動するために電源投入がされると同時に電流が流され、可動部ロック用永久磁石１８によって発生した磁界を打ち消す方向の磁界を発生する。
【００２２】
可動部ロック用永久磁石１８は保持枠１２の端に設置されており、磁気キャンセルコイル１９は可動部ロック用永久磁石１８に隣接して設置されている。
【００２３】
図３は、図１のサーボ型加速度計を搭載したカメラの概略構成を示すブロック図である。図３において、４１はメインスイッチ、４２はカメラの各種の動作を制御するカメラＣＰＵである。４３は図１の構造を持つサーボ型加速度計であり、加速度検出部４３ａと可動部１３のロック状態を解除させる際に磁気キャンセルコイル１９に電流を流す（詳細は後述）ロック部４３ｂを有する。４４はフォーカスレンズを駆動するＡＦ（オートフォーカス）装置、４５はフォーカスレンズの位置を検出するレンズ位置検出部である。４６はシャッタボタンを半押しにしたときするオンするスイッチＳ１であり、該スイッチＳ１のオンによりＡＦ装置４４によりフォーカスレンズの駆動が開始される。
【００２４】
次に、図１ないし図３の構成のサーボ型加速度計４３の動作について、図４のフローチャートにしたがって説明する。
【００２５】
サーボ型加速度計４３の非駆動時には、可動部ロック用永久磁石１８の発生する磁界によって永久磁石１４が力を受け、可動部１３はその位置を拘束されている。このような状態において、メインスイッチ４１がオンされると、カメラＣＰＵ４２に電源が供給され、シャッタボタンが半押しされてスイッチＳ１（４６）がオンすると、カメラＣＰＵ４２は図４のステップ＃１０１からの動作を開始する。
【００２６】
ステップ＃１００１では、カメラＣＰＵ４２は、ＡＦ装置４４を駆動し、被写体に対しピントが合うようにフーカスレンズの位置を調節する。次のステップ＃１００２では、上記ステップ＃１００１によって駆動したフォーカスレンズの位置をレンズ位置検出部４５により検出し、サーボ型加速度計４３を用いて手振れ補正を行う必要があるマクロ撮影に設定されているか否かを判定する。フォーカスレンズ位置より撮影倍率が０．２を超えた場合、マクロ撮影に設定されていると判定してステップ＃１００３へ進む。撮影倍率が０．２未満であり、マクロ撮影に設定されていない場合はステップ＃１００１へ戻る。
【００２７】
マクロ撮影に設定されているとしてテップ＃１００３へ進むと、カメラＣＰＵ４２は、サーボ型加速度計４３を起動し、駆動コイル１５に電流を流して可動部１３の位置制御を行う。そして、次のステップ＃１００４にて、サーボ型加速度計４３のロック部４３ｂにより磁気キャンセルコイル１９に電流を流し、磁界（磁力）を発生させる。この磁界は可動部ロック用永久磁石１８が発生する磁界と反する向きに発生するため、二つの磁力は打ち消し合う。その結果、可動部ロック用永久磁石１８によりロックされていた可動部１３のロックが解除され、サーボ型加速度計４３が受ける加速度に対して該可動部１３が敏感に可動するようになる。
【００２８】
次のステップ＃１００５では、カメラＣＰＵ４２は、カメラに発生している手振れ量を、サーボ型加速度計４３の加速度検出部４３ａによって駆動コイル１５に流れた電流量を読み取ることにより検出する。その後はステップ＃１００１へ戻る。
【００２９】
以上のように、サーボ型加速度計４３を用いて手振れ検出が必要な撮影状態であるか否かを判定し、手振れ検出が必要な撮影状態である場合は、可動部１３のロック解除（位置拘束の解除）を行うようにしている。
【００３０】
上記の実施例においては、サーボ型加速度計４３の系のばね係数を高めることなく高精度の加速度検出を行うことを可能にしている。また、サーボ型加速度計４３の非駆動時には可動部１３を係止することで、サーボ型加速度計の構造の信頼性を高めることを実現している。また、可動部１３を係止するのに押さえバネなどの機械的な係止手段を必要としないため、部品点数を減らせ、小型化が可能である。詳しくは、特許文献２では、加速度計が加速度検出を行うときのみ退避する振り子付勢機構を有しているが、本実施例では必要ないので、部品数を減らせ、小型化できる。
【００３１】
上記の効果を得るために、本実施例のサーボ型加速度計４３は以下のような構成要素より成る。つまり、板ばね１６により片持ち弾性支持され、加速度により変位する可動部１３と、板ばね１６を保持する保持枠１２と、可動部１３の変位を検出する変位検出部１７とを有する。さらに、変位検出部１７で検出された情報から可動部１３を駆動させる駆動コイル１５と、駆動コイル１５の出力から加速度を検出する加速度検出部４３ａとを有する。さらに、保持枠１２の板ばね保持端と反対側に可動部変位方向と平行に設けられた可動部ロック用永久磁石１８と、可動部ロック用永久磁石１８と隣接して可動部側に設けられた、磁力を打ち消すための磁気キャンセルコイル１９とを有する。さらに、サーボ型加速度計４３の非駆動時には、磁気キャンセルコイル１９を駆動させないことで、可動部ロック用永久磁石１８の磁力により可動部１３の変位を係止するロック部４３ｂを有する。
【００３２】
図１では、可動部ロック用永久磁石１８と磁気キャンセルコイル１９を保持枠１２の板ばねを保持していない側の端に設置してある。しかし、これらはサーボ型加速度計４３の駆動時に駆動用コイル１５が発生する磁界に対して大きな影響を与えない場所、且つ、可動部１３の位置を磁力によって拘束できる場所ならば、他の場所に設置しても良い。
【００３３】
（本発明と実施例の対応）
板ばね１６が本発明の弾性部材に、可動部１３が本発明の可動部に、保持枠１２が本発明の保持部材に、変位検出部１７が本発明の変位検出手段に、駆動コイル１５が本発明の駆動手段に、加速度検出部４３ａが本発明の加速度検出手段に、それぞれ相当する。また、可動部ロック用永久磁石１８が本発明の可動部ロック用永久磁石に、磁気キャンセルコイル１９が本発明の磁力相殺手段に、ロック部４３ｂが本発明の可動部ロック制御手段に、それぞれ相当する。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施例に係るサーボ型加速度計を示す平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図１の加速度計を具備したカメラの概略構成を示すブロック図である。
【図４】図３のカメラの主要部分の動作を示すフローチャートである。
【図５】従来のサーボ型加速度計を示す図である。
【図６】図５の加速度計の概略構成を示すブロック図である。
【図７】従来のサーボ型加速度計の不具合を説明するための平面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１１    地板基板
１２    保持枠
１３    可動部
１４    永久磁石
１５    駆動コイル
１６    板ばね
１７    変位検出部
１８    可動部ロック用永久磁石
１９    磁気キャンセルコイル
４２    カメラＣＰＵ
４３    サーボ型加速度計
４３ａ  加速度検出部
４３ｂ  ロック部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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