JPH01130144A - Vibration detector - Google Patents
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- JPH01130144A JPH01130144A JP28913787A JP28913787A JPH01130144A JP H01130144 A JPH01130144 A JP H01130144A JP 28913787 A JP28913787 A JP 28913787A JP 28913787 A JP28913787 A JP 28913787A JP H01130144 A JPH01130144 A JP H01130144A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は例えばIHz〜30Hz程度の低し)周波数の
振動を受ける機器の振動検出に使用される振動検出装置
に関し、特にカメラ撮影時における手ブレを検知して、
この検知情報に基づいて結像を見掛は上静止させるよう
にした像プレ防止装置を構成するのに好適に利用される
振動検出装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a vibration detection device used to detect vibrations of equipment that is subject to vibrations at frequencies as low as 1Hz to 30Hz. Detect the shake,
The present invention relates to a vibration detection device that is suitably used to construct an image blur prevention device that keeps an image apparently stationary based on this detection information.
(従来の技術)
撮影時におけるカメラの手ブレによる画像の劣化(像ブ
レ)を防ぐシステムの場合を例にして低周波振動の検出
方法を説明すると、従来、この像プレ防止システムため
に様々な振動検出方法、装置が提案されてきている。(Prior Art) To explain how to detect low-frequency vibrations using a system that prevents image deterioration (image blur) due to camera shake during shooting as an example, various methods have been used for this image blur prevention system. Vibration detection methods and devices have been proposed.
このような像プレ防止システムの一つとして、加速度検
知装置を使用してカメラに生じた手ブレを検出し、この
検出信号に依存させて補正光学系を補正振動させること
により結像面上の像の振動を見掛は上止め、像プレ防止
を図るようにした装置がある。特開昭62−47013
号や特開昭62−47012号による提案は、検出した
加速度信号を積分した速度信号(あるいは2階積分した
変位信号)を用いて上記補正光学系を像プレ補正のため
に振動駆動させるようにしたものである。One such image blur prevention system uses an acceleration detection device to detect camera shake that occurs in the camera, and uses this detection signal to vibrate the correction optical system to correct the image blur on the image plane. There is a device that apparently stops the vibration of the image and prevents the image from tilting. Japanese Patent Publication No. 62-47013
The proposal in JP-A No. 62-47012 is to vibrate the correction optical system for image pre-correction using a velocity signal (or a second-order integrated displacement signal) obtained by integrating the detected acceleration signal. This is what I did.
またこのような像プレ防止システムでは、振動検出にお
いて手ブレに由来しない加速度成分等の信号(直流成分
等)が加速度検知装置の信号中に含まれると、積分後の
速度信号や変位信号の精度は著しく低いものとなるので
、積分器の入力信号からこれら直流成分等の信号を除去
するためのバイパスフィルタを設けて、積分出力の・精
度を上げるようにした提案もされている。In addition, in such an image blur prevention system, if a signal such as an acceleration component (DC component, etc.) not derived from camera shake is included in the signal of the acceleration detection device during vibration detection, the accuracy of the velocity signal or displacement signal after integration may be affected. is extremely low, so some proposals have been made to provide a bypass filter to remove signals such as these DC components from the input signal of the integrator, thereby increasing the accuracy of the integral output.
また更に、このような像プレ防止装置を搭載したカメラ
では該装置を使用した場合の特有の問題、すなわちカメ
ラを第1の被写体に向けて撮影を行なった後、第2の被
写体にカメラを向は直しくいわゆるパン操作)して撮影
を行なう場合には、この向は直し操作の際に生ずる加速
度検出器の出力信号のクリップ等による積分器出力の誤
差がなくなるまでに出力安定待ちの時間を要するという
問題がある。これは上述したように、カメラの像プレ防
止システムが対象とする振動は相当に低い周波数(1〜
30Hz程度)のものであるから、バイパスフィルタの
精度を向上させようとするとその時定数は大きな値とす
ることが必要となり、この結果バイパスフィルタを含む
積分装置の出力安定に時間がかかるためである。かか゛
る時定数を大きな値として設定することに伴なう問題は
積分器自体にも同様に存在する。なお積分器が飽和する
現象は、上記パン操作つまり連続写真やパノラマ写真を
撮る場合のカメラの向きを換える操作を行なった時に生
じ易いことが知られている。Furthermore, a camera equipped with such an image pre-prevention device has a unique problem when using the device, namely, after pointing the camera at a first subject and taking a picture, pointing the camera at a second subject. When shooting with a so-called panning operation, it takes a long time to wait for the output to stabilize before the error in the integrator output due to clipping of the output signal of the acceleration detector that occurs during the adjustment is eliminated. There is a problem that it is necessary. This is because, as mentioned above, the vibrations targeted by the camera's image pre-prevention system have fairly low frequencies (1 to 1).
(approximately 30 Hz), therefore, in order to improve the accuracy of the bypass filter, the time constant must be set to a large value, and as a result, it takes time to stabilize the output of the integrating device including the bypass filter. The problems associated with setting such a large time constant also exist in the integrator itself. It is known that the phenomenon in which the integrator becomes saturated is likely to occur when the panning operation described above, that is, the operation of changing the direction of the camera when taking continuous photographs or panoramic photographs, is performed.
そこでこのような積分器の長時間の安定待ちの問題を解
消するための提案もされており、例えば本出願人は特願
昭62−121494号によって、積分器の時定数を可
変にし、(角)速度信号または変位“(角度)信号を検
出して積分器の時定数を変化させ、これによって積分器
を迅速に飽和状態から回復させると共に、それにより生
じたオフセットエラーも迅速に軽減させるという方法を
提案している。Therefore, proposals have been made to solve the problem of long-time stabilization of the integrator. For example, the present applicant has made the time constant of the integrator variable in Japanese Patent Application No. 121494/1983, and ) A method in which the time constant of the integrator is changed by detecting a velocity signal or a displacement (angle) signal, thereby quickly recovering the integrator from saturation and quickly reducing the offset error caused by it. is proposed.
第9図はこのような時定数可変可能な積分器の例を示し
たものであり、同図において、15゜17、26は抵抗
、18はコンデンサ、19は演算増幅器(以下オペアン
プという)、27はCdSフォトカブラを示し、これら
によって積分器25が構成されている。Figure 9 shows an example of such an integrator with a variable time constant. indicates a CdS photocoupler, which constitutes an integrator 25.
21は本積分器25の入力端子を示し、この端子から加
速度信号が入力した場合、出力端子23から速度信号が
出力される。モして24は時定数を変化させるためのコ
ントロール信号の入力端子を示している。Reference numeral 21 indicates an input terminal of the integrator 25, and when an acceleration signal is input from this terminal, a speed signal is output from the output terminal 23. Furthermore, 24 indicates an input terminal for a control signal for changing the time constant.
以上のように構成された積分器25のカットオフ周波数
は、コンデンサ18の容量C1抵抗17および入力電流
に逆比例して抵抗が小さくなるCdSフォートカブラの
出力抵抗の合成抵抗をRとした場合、
で表わすことができる。The cut-off frequency of the integrator 25 configured as described above is determined by the following equation, where R is the combined resistance of the capacitor C1 resistor 17 of the capacitor 18 and the output resistance of the CdS fort coupler whose resistance decreases in inverse proportion to the input current. It can be expressed as
ここで該積分器25は、上記構成によって信号線24か
らの入力電流の値に応じて特性が連続的に変化するもの
となっているから、CdSフォトカブラ27の抵抗値が
高い状態(信号線24からの入力電流が小さい状態の時
)に比べ、CdSフォトカブラの抵抗値が低い状態(入
力電流が大きい状態の時)ではカットオフ周波数は大と
なり、これらの間で連続的にカットオフ周波数が変化す
るので迅速な積分器の出力安定が得られることになる。Here, since the integrator 25 has the above-mentioned configuration so that its characteristics change continuously according to the value of the input current from the signal line 24, the resistance value of the CdS photocoupler 27 is high (signal line When the resistance value of the CdS photocoupler is low (when the input current is large), the cutoff frequency is higher than when the input current from 24 is small (when the input current from 24 is small). changes, so rapid stabilization of the integrator output can be achieved.
(発明が解決しようとする問題点)
しかし、上記第9図で示した積分器25は、その時定数
の変化にCdSフォトカブラ27を使用しているため、
時間経過による特性の劣化という問題が考えられ、また
信号線24から入力される信号に対する該積分器25の
カットオフ周波数の変化曲線が、CdSフォトカブラの
特性に依存してしまい、時定数の変化を正確にコントロ
ールしたり、あるいは変化曲線の形を変化させたりする
ことに限界があるという問題がある。(Problems to be Solved by the Invention) However, since the integrator 25 shown in FIG. 9 uses the CdS photocoupler 27 to change its time constant,
There may be a problem of deterioration of characteristics over time, and the change curve of the cutoff frequency of the integrator 25 with respect to the signal input from the signal line 24 depends on the characteristics of the CdS photocoupler, resulting in changes in the time constant. There is a problem in that there are limits to accurately controlling the curve or changing the shape of the curve.
(問題点を解決するための手段)
本発明は上記の問題に鑑み、低周波振動を検出する振動
検出装置に用いられる積分器に時定数の大きな積分器を
使用する場合の弊害を解消し、該積分器の時定数を可変
可能に設けて積分出力の早期安定が得られるようにした
振動検出装置を提供することを目的とする。(Means for Solving the Problems) In view of the above problems, the present invention eliminates the adverse effects when using an integrator with a large time constant as an integrator used in a vibration detection device that detects low frequency vibrations, It is an object of the present invention to provide a vibration detection device in which the time constant of the integrator is made variable so that early stabilization of the integrated output can be obtained.
また本発明の他の目的は、回路構成要素の経年変化が小
さく経時的に安定した制御ができる振動検出装置を提供
するところにある。Another object of the present invention is to provide a vibration detection device that can perform stable control over time with minimal deterioration of circuit components over time.
また更に本発明の他の目的は、装置のrc化に適し低コ
ストな装置の実現に有効な振動検出装置を提供するとこ
ろにある。Still another object of the present invention is to provide a vibration detection device that is suitable for RC conversion and is effective in realizing a low-cost device.
而して、かかる目的の実現のためになされた本発明より
なる振動検出装置の特徴は、低周波の振動入力信号を積
分出力する積分器を備えた振動検出装置において、断続
動作されるスイッチ手段の該断続の比率により時定数が
可変可能に設けられた前記積分器の積分可能な周波数帯
域の下限周波数変化回路と、該積分器が積分対象とする
周波数より高周波のパルス信号を前記スイッチ手段の断
続動作信号として出力するスイッチ駆動手段と、該スイ
ッチ駆動手段の出力するパルス信号のデユーティ比を前
記積分器からの出力信号値に依存して可変させるパルス
幅変調手段とを有するという構成をなすところにある。The vibration detection device according to the present invention, which has been made to achieve the above object, is characterized in that the vibration detection device includes an integrator that integrates and outputs a low-frequency vibration input signal, and includes a switch means that is operated intermittently. a lower limit frequency changing circuit of the integrable frequency band of the integrator, the time constant of which is variable according to the ratio of the on/off; The device has a switch driving means for outputting an intermittent operation signal, and a pulse width modulating means for varying the duty ratio of the pulse signal outputted by the switch driving means depending on the output signal value from the integrator. It is in.
上記時定数設定回路としては、例えばスイッチ手段を設
けた抵抗、コンデンサからなる回路を例示することがで
きる。As the above-mentioned time constant setting circuit, for example, a circuit including a resistor and a capacitor provided with a switch means can be exemplified.
(作 用)
本発明は前記の構成をなすことによって、積分器が飽和
状態に陥っても時定数を可変させる制御を行なうことで
、該積分器を迅速に飽和状態から回復させることができ
、同時にオフセットエラーも迅速に軽減できることにな
る。(Function) By having the above-described configuration, the present invention can quickly recover the integrator from the saturated state by performing control to vary the time constant even if the integrator falls into the saturated state, At the same time, offset errors can also be quickly reduced.
したがって積分器を飽和させるような入力信号が該積分
器に入っても長い安定待ちの時間を要することなく迅速
に正確な振動検出信号を得ることが可能となる。Therefore, even if an input signal that saturates the integrator enters the integrator, it is possible to quickly obtain an accurate vibration detection signal without requiring a long stabilization wait time.
(実施例) 以下本発明を図面に示す実施例に基づいて説明する。(Example) The present invention will be described below based on embodiments shown in the drawings.
第1図ないし第3図は本発明の振動検出装置を適用して
構成されたカメラの像プレ防止装置の構成−例を示した
ものであり、第1図中において18〜1jは全体として
アフォーカル系のレンズ群をなしている。2は平行光束
を収束すると共に径方向にシフトすることで像面F上の
結像を駆動させる補正光学系のレンズ群を示している。1 to 3 show an example of the configuration of an image blur prevention device for a camera configured by applying the vibration detection device of the present invention, and in FIG. It forms a group of focal lenses. Reference numeral 2 indicates a lens group of a correction optical system that drives an image on the image plane F by converging a parallel light beam and shifting it in the radial direction.
本例ではこの補正光学系2のシフト量と像面上の結像の
シフトは1:1となるように設定されている。In this example, the shift amount of the correction optical system 2 and the shift of the image formed on the image plane are set to be 1:1.
3は補正光学系2に連係して設けられたアクチュエータ
であり、可動磁石3a、 3a’、コイル3b、 3b
’およびレンズ位置を検出するポジションセンサ3cで
構成されている。なお補正光学系を構成しているレンズ
群は、非通電時には径方向の中央位置に保持されるよう
に不図示の板バネにより支持されている。3 is an actuator provided in conjunction with the correction optical system 2, which includes movable magnets 3a, 3a' and coils 3b, 3b.
' and a position sensor 3c that detects the lens position. Note that the lens group constituting the correction optical system is supported by a plate spring (not shown) so as to be held at the center position in the radial direction when not energized.
4はレンズ鏡筒2に設けられた角加速度センサであり紙
面と同じ平面内のレンズの回転運動の角速度を検知する
。5は角加速度センサ4の出力信号のDCオフセット成
分を除去するバイパスフィルタである。Reference numeral 4 denotes an angular acceleration sensor provided in the lens barrel 2, which detects the angular velocity of the rotational movement of the lens within the same plane as the paper surface. 5 is a bypass filter that removes the DC offset component of the output signal of the angular acceleration sensor 4.
このバイパスフィルタ5の出力信号は、信号線21から
本例の特徴的構成部分をなしている時定数の可変可能な
積分器6に入力され、入力角加速度信号は角速度信号に
変換され、信号線23から該角速度信号が出力される。The output signal of this bypass filter 5 is inputted from a signal line 21 to an integrator 6 with a variable time constant, which is a characteristic component of this example, and the input angular acceleration signal is converted into an angular velocity signal. The angular velocity signal is output from 23.
そしてこの積分器6の出力信号は、分岐されてその一つ
は後述する補正光学系の駆動制御回路に伝えられ、もう
一つは、積分器6の時定数を変更させる手段である積分
器10.絶対値回路9.コンバレータフおよび三角波発
振器8からなる時定数変更制御回路に伝えられる。本例
のこの時定数変更制御回路は、積分器6中に設けた後記
スイッチ20をオン/オフ動作させるための高周波パル
ス信号を出力するスイッチ駆動手段と、このバルス信号
のデユーティ比を変更させるパルス幅変調手段との組合
せとして形成されている。The output signal of this integrator 6 is branched, one of which is transmitted to a drive control circuit of a correction optical system which will be described later, and the other is transmitted to an integrator 10 which is a means for changing the time constant of the integrator 6. .. Absolute value circuit 9. The signal is transmitted to a time constant change control circuit consisting of a converter tough and a triangular wave oscillator 8. This time constant change control circuit of this example includes a switch driving means for outputting a high frequency pulse signal for turning on/off a switch 20 provided in the integrator 6, which will be described later, and a pulse signal for changing the duty ratio of this pulse signal. It is formed in combination with width modulation means.
本例におけるこの時定数変更制御回路は、積分器6から
の角速度信号を積分器lOによりて角度信号に積分し、
この角度信号の絶対値に応じた出力を、公知の絶対値回
路9から出力させ、この絶対値回路9からの出力と三角
波発振器8の出力とをコンパレータ7で比較して、これ
により与えられる所定のデユーティ比のオン/オフパル
ス信号を信号線22から前記積分器6に入力させ、これ
を時定数変更のためのスイッチ20のオン/オフ動作信
号としているものである。This time constant change control circuit in this example integrates the angular velocity signal from the integrator 6 into an angle signal by the integrator lO,
An output corresponding to the absolute value of this angle signal is outputted from a known absolute value circuit 9, and the output from this absolute value circuit 9 and the output of the triangular wave oscillator 8 are compared by a comparator 7, and a predetermined value given thereby is output. An on/off pulse signal with a duty ratio of is inputted to the integrator 6 from the signal line 22, and is used as an on/off operation signal for the switch 20 for changing the time constant.
なお上記三角波発振器8の発振周波数は、本例の積分器
6が積分対象とする周波数帯域に比べて十分高い周波数
のものとすることが望ましい。Note that it is desirable that the oscillation frequency of the triangular wave oscillator 8 is sufficiently higher than the frequency band to be integrated by the integrator 6 of this example.
一方本例の前記補正光学系の駆動制御回路は、次のよう
に構成されている。On the other hand, the drive control circuit for the correction optical system of this example is configured as follows.
すなわち積分器6からの信号を受けるポジションフィル
タ11は、同時に補正光学系2の径方向位置を検出する
前記ポジションセンサ3cからの信号を受け、これらに
より補正光学系2が径方向に6動可能な状態にある場合
(つまり補正移動が可能な場合)にのみ、積分器6から
の角速度をアクチュエータ側に伝達できるようになって
いる。つまりこのために該ポジションフィルタ11のゲ
イン特性は、第3図に図示しているように補正光学系が
径方向の限界位置の範囲内にある時はゲイン1で限界位
置に達している時はゲイン0として設定されている。That is, the position filter 11 that receives the signal from the integrator 6 simultaneously receives the signal from the position sensor 3c that detects the radial position of the correction optical system 2, and by these signals, the correction optical system 2 can move six times in the radial direction. The angular velocity from the integrator 6 can be transmitted to the actuator only when the actuator is in the correct state (that is, when corrective movement is possible). In other words, for this reason, the gain characteristic of the position filter 11 is, as shown in FIG. 3, when the correction optical system is within the limit position in the radial direction, the gain is 1; The gain is set to 0.
12は補正光学系2を速度制御で動かすためのフィード
バックループを構成する差動増幅器、13は前記ポジシ
ョンセンサ3cによって検出された補正光学系の位置信
号を速度信号に変換する微分器であり、可動磁石センサ
3a、 3a′、コイル3b、 3b’、ポジションセ
ンサ3c、微分器13および差動増幅器12により速度
サーボをかけて、補正光学系の動きをコントロールして
いる。12 is a differential amplifier that constitutes a feedback loop for moving the correction optical system 2 under speed control; 13 is a differentiator that converts the position signal of the correction optical system detected by the position sensor 3c into a speed signal; Speed servo is applied by magnet sensors 3a, 3a', coils 3b, 3b', position sensor 3c, differentiator 13, and differential amplifier 12 to control the movement of the correction optical system.
14は補正光学系2の位置が径方向の中央位置になるよ
うに該補正光学系2に対して負方向の弱い速度信号を出
す弱いポジションフィードバックを構成している差動増
幅器を示している。Reference numeral 14 designates a differential amplifier that constitutes a weak position feedback that outputs a weak velocity signal in the negative direction to the correction optical system 2 so that the position of the correction optical system 2 is at the center position in the radial direction.
第2図は前記積分器6の具体的な構成を示した図であり
、この図において符合15.16.17は抵抗、18は
コンデンサ、19はオペアンプである。20は本例の特
徴的な構成部分であるアナログスイッチを示し、前記コ
ンパレータ7に接続されて信号線22からの信号により
オン/オフ動作されるようになっているものである。FIG. 2 is a diagram showing a specific configuration of the integrator 6. In this figure, numerals 15, 16, and 17 are resistors, 18 is a capacitor, and 19 is an operational amplifier. Reference numeral 20 denotes an analog switch which is a characteristic component of this embodiment, and is connected to the comparator 7 and turned on/off by a signal from a signal line 22.
なお以上の構成の説明は、第1図のレンズ系をもつカメ
ラに関して図の上下方向についての振動に係わる像プレ
防止の系を説明しているが、これは図の紙面に垂直な方
向にも同様に構成されている。The above explanation of the configuration describes a system for preventing image blur related to vibrations in the vertical direction of the figure for a camera having the lens system shown in Figure 1, but this also applies in the direction perpendicular to the plane of the figure. are configured similarly.
次に以上の構成をなす像プレ防止装置の作動につき説明
する。Next, the operation of the image blur prevention device having the above structure will be explained.
上記回路に通電し、通常の撮影操作を行なう場合であっ
て、撮影者が静止目標に対してカメラをかまえている状
態を考えると、カメラには、一般に一点の方向を中心と
して手プレによる微小な加速度運動が生じている。この
とき目標とする方向とレンズの中心線のなす角は手ブレ
により変化する(ただしこの手ブレによる角速度、角加
速度は平均すれば零である)。。When the above circuit is energized and normal photographing operations are performed, and considering that the photographer is holding the camera against a stationary target, the camera generally has a small An accelerated motion is occurring. At this time, the angle between the target direction and the center line of the lens changes due to camera shake (however, the angular velocity and angular acceleration due to camera shake are zero on average). .
角加速度センサ4で検出された角加速度信号は、そのオ
フセット成分等をバイパスフィルタ5で除去された後、
積分器6で角速度信号に変換され、この角速度信号に基
づいてアクチュエータにより補正光学系2を像プレ防止
振動される。この作用は上述の通りである。The angular acceleration signal detected by the angular acceleration sensor 4 has its offset components etc. removed by the bypass filter 5, and then
It is converted into an angular velocity signal by an integrator 6, and based on this angular velocity signal, the correction optical system 2 is vibrated by an actuator to prevent image distortion. This effect is as described above.
なおこの通常時には時積分器6のアナログスイッチ20
はオフの状態となっているが、これについては更に後述
する。Note that during this normal time, the analog switch 20 of the time integrator 6
is in an off state, which will be discussed further later.
通常の撮影状態の場合の像プレ防止装置の差動は以上の
ように説明されるが、この通常の撮影状態(第1の静止
被写体に向けてカメラを構えている状態)から次の撮影
ポイントにカメラの向きを換えた状態(第2の静止被写
体に向けてカメラを構えた状態)にパン操作して次の撮
影を行なう場合について次に説明する。The differential movement of the image pre-prevention device in the normal shooting condition is explained as above, but from this normal shooting condition (the state where the camera is held facing the first still subject) to the next shooting point Next, a case will be described in which the direction of the camera is changed (the camera is held toward a second still subject) and the panning operation is performed to perform the next photographing.
本例では、この場合に次のようにして時定数が変更可能
に構成されている積分器6の機能が効果的に発揮される
特徴がある。In this case, the present example is characterized in that the function of the integrator 6 whose time constant is configured to be changeable in the following manner is effectively exhibited.
すなわち上記積分器6からの角速度信号は、時定数変更
制御回路を構成している積分器10に入力されて更に角
度信号に変換され、絶対値回路9にこの角度信号が入力
される。この絶対値回路9は入力された角度信号の値に
比例した所定レベルの絶対値信号を出力する。That is, the angular velocity signal from the integrator 6 is input to an integrator 10 constituting a time constant change control circuit, further converted into an angle signal, and this angle signal is input to the absolute value circuit 9. This absolute value circuit 9 outputs an absolute value signal of a predetermined level proportional to the value of the input angle signal.
そして本例の時定数変更制御回路は、この絶対値信号と
三角波発振器8からの信号をコンパレータ7で比較する
ことにより、上記絶対値回路9からの絶対値信号の大き
さに応じてデユーティ比が決まるオン/オフのパルス信
号が該コンパレータの出力信号として出力され、これが
信号線22により積分器6のアナログスイッチ20に該
スイッチの断続のための動作信号として与えられて該ア
ナログスイッチ20をオン/オフ制御させる。The time constant change control circuit of this example compares this absolute value signal with the signal from the triangular wave oscillator 8 using the comparator 7, thereby adjusting the duty ratio according to the magnitude of the absolute value signal from the absolute value circuit 9. The determined on/off pulse signal is output as the output signal of the comparator, and this is given to the analog switch 20 of the integrator 6 as an operating signal for turning on/off the switch through the signal line 22, turning the analog switch 20 on/off. Control off.
上記のように構成された本例の時定数変更制御回路の構
成において、コンバレータフの出力は、絶対値回路9か
らの出力との関係で第6図のように説明される。In the configuration of the time constant change control circuit of this example configured as described above, the output of the converter tough is explained in relation to the output from the absolute value circuit 9 as shown in FIG.
すなわち本例の三角波発振器8の出力波形が第6図(a
)の■のように設定されているとして、絶対値回路9か
らの出力(信号線24の信号)が、三角波発振器8の出
力波形の最大値Hと最小値りの間でいま■となっている
場合と■となっている場合とを考えると、絶対値回路9
の出力が比較的小さい■の場合には、絶対値回路9の出
力が三角波を上回っている範囲でコンバレータフの出力
はオン、反対に下回っている範囲でオフとなってその波
形は第6図(b)のようになる、他方、絶対値回路9の
出力が比較的大きい■である場合にはコンパレータ7の
出力は第6図(C) となる。つまり予め定められてい
る三角波発生器8からの三角波出力を、絶対値回路9の
出力信号がとのし゛ベルで切るかにより、コンバレータ
フから出力されるパルス信号のデユーティ比が決まるこ
とになるのであり、このデユーティ比は三角波出力の最
大値Hと最小値りの間で絶対値回路の出力信号の大きさ
(したがって積分器6からの出力信号の大きさ)に依存
して零%〜100%に連続的に変化する。That is, the output waveform of the triangular wave oscillator 8 of this example is shown in FIG.
), the output from the absolute value circuit 9 (signal on the signal line 24) is now between the maximum value H and the minimum value of the output waveform of the triangular wave oscillator 8. Considering the case where it is and the case where it is, the absolute value circuit 9
When the output of is relatively small (■), the output of the converter tough is on in the range where the output of the absolute value circuit 9 exceeds the triangular wave, and on the contrary, it is off in the range where it is below the triangular wave, and the waveform is as shown in Figure 6 ( On the other hand, when the output of the absolute value circuit 9 is relatively large (2), the output of the comparator 7 becomes as shown in FIG. 6(C). In other words, the duty ratio of the pulse signal output from the converter tough is determined by the level at which the output signal of the absolute value circuit 9 cuts the predetermined triangular wave output from the triangular wave generator 8. , this duty ratio varies from 0% to 100% between the maximum value H and the minimum value of the triangular wave output depending on the magnitude of the output signal of the absolute value circuit (therefore, the magnitude of the output signal from the integrator 6). Continuously changing.
このようなデユーティ比の変化したオン/オフのパルス
信号の入力により、積分器6のアナログスイッチ20が
オン/オフされる。The analog switch 20 of the integrator 6 is turned on/off by inputting such an on/off pulse signal with a changed duty ratio.
次に絶対値回路9からの出力信号がL以下である場合と
、H以上である場合、の積分器6の動作を夫々説明する
と、前者の場合(出力信号がL以下の場合)には、第6
図からも分るようにコンバレータフの出力は常時オフと
なり、したがってアナログスイッチ20はオフ状態を継
続する。この時の積分器6の周波数に対する増幅率Aの
特性は第4図の■のようになり、この時のカットオフ周
波数f1は次のように与えられ、
積分動作は該カットオフ周波数f1よりも高い周波数帯
の入力信号に対して行なわれる。Next, we will explain the operation of the integrator 6 when the output signal from the absolute value circuit 9 is below L and when it is above H. In the former case (when the output signal is below L), 6th
As can be seen from the figure, the output of the converter tough is always off, so the analog switch 20 continues to be off. At this time, the characteristics of the amplification factor A with respect to the frequency of the integrator 6 are as shown in (■) in Fig. 4, and the cutoff frequency f1 at this time is given as follows, and the integral operation is performed more than the cutoff frequency f1. This is done for input signals in high frequency bands.
他方後者の場合(出力信号がH以下の場合)には、同様
に第6図からも分るようにコンバレータフの出力は常時
オンとなり、したがってアナログスイッチ20はオン状
態を継続する。この時の積分器6の周波数に対する増幅
率への特性は第4図の■のようになり、この時のカット
オフ周波数fzは上記f1の場合とは異なって次のよう
に与えられ、
積分動作は該カットオフ周波数f2よりも高い周波数帯
の入力信号に対して行なわれる。On the other hand, in the latter case (when the output signal is H or lower), as can also be seen from FIG. 6, the output of the converter tough is always on, and therefore the analog switch 20 continues to be on. At this time, the characteristic of the integrator 6 against the frequency and the amplification factor is as shown in ■ in Figure 4, and the cutoff frequency fz at this time is different from the case of f1 above, and is given as follows, and the integration operation is performed for an input signal in a frequency band higher than the cutoff frequency f2.
そしてこれらの中間では、第7図で示されるように絶対
値回路9の出力の大きさとパルス信号のデユーティ比の
関係特性から与えられる比に従って、積分器の時定数は
実質的に連続的に変化する。そのパルス信号の中間的な
デユーティ比(オン/オフ)のいくつかをし)ま0:2
0,1:19,2=18,4:16,10:10,19
:1,20:0 としたとすれば、これらの各場合のカ
ットオフ周波数特性は第5図で示したように第4図の■
から■の間で実質的に連続的に変化することが分る。In between these, as shown in FIG. 7, the time constant of the integrator changes substantially continuously according to the ratio given from the relationship between the magnitude of the output of the absolute value circuit 9 and the duty ratio of the pulse signal. do. Some of the intermediate duty ratios (on/off) of the pulse signal are 0:2.
0,1:19,2=18,4:16,10:10,19
:1, 20:0, the cutoff frequency characteristics in each of these cases are shown in Figure 4, as shown in Figure 4.
It can be seen that the value changes substantially continuously between .
以上説明したように、本例のパルス信号のデユーティ比
制御による時定数変更可能な積分器をもった振動検出装
置によれば、該積分器6の出力状態によって、その積分
出力が飽和等によりその出力の時間平均値が大きくなり
てしまったときには、積分器lOの出力も大きくなり、
絶対値回路9とコンバレータフの特性により所定の値に
選択されたデユーティ比のパルス信号が、アナログスイ
ッチ20のオン/オフ断続のための動作信号として該積
分器6に入力され、これによって該積分器の時定数は小
さくしたがってカットオフ周波数は大きくなり、4−点
を目標とした通常の撮影状態で積分器6はその出力の時
間平均値が大きな異常な状態から出力の時間平均値が0
に近い正常な状態へ迅速に回復する傾向となる。そして
これに伴なって積分器1oに接続された絶対値回路9の
出力値が小さくなるにつれ、第5図の■側から■側に次
第に積分器の特性が移行して通常状態に円滑に移行する
ことがで、きる。As explained above, according to the vibration detection device of the present example having an integrator whose time constant can be changed by controlling the duty ratio of the pulse signal, the integral output may be saturated or the like depending on the output state of the integrator 6. When the time average value of the output becomes large, the output of the integrator lO also becomes large,
A pulse signal with a duty ratio selected to a predetermined value based on the characteristics of the absolute value circuit 9 and the converter tough is input to the integrator 6 as an operation signal for turning on/off the analog switch 20. The time constant of is small, so the cut-off frequency becomes large, and in a normal shooting state with a 4-point target, the integrator 6 changes from an abnormal state where the time average value of its output is large to 0.
There is a tendency to quickly recover to a normal state close to that of normal. Along with this, as the output value of the absolute value circuit 9 connected to the integrator 1o becomes smaller, the characteristics of the integrator gradually shift from the ■ side to the ■ side in Fig. 5, resulting in a smooth transition to the normal state. can do.
そしてこのような積分器の出力特性を可変させるための
制御が、絶対値回路からの出力値に依存して積分器20
の断続の比率を決めるパルス信号のデユーティ比を変更
させるという方式で行なわれるものであるため、パルス
発生器等の回路をIC化するのに適し、回路構成が小型
で量産化できるようになると共に、回路要素の経時的な
安定性にも優れたものとなる特徴がある。Control for varying the output characteristics of such an integrator is performed by controlling the integrator 20 depending on the output value from the absolute value circuit.
Since this method is performed by changing the duty ratio of the pulse signal that determines the intermittent ratio of the , the circuit elements also have excellent stability over time.
なお本発明が以上の実施例のものに限定される趣旨のも
のでないことは言うまでもない。例えば積分器のアナロ
グスイッチをオン/オフ断続動作させる゛ためのパルス
信号を出力する回路は、上記の三角波発振器に限定され
るものでないことは当然であり、この発振器の波形を別
のものとすることで様々な時定数の変更態様を与えるこ
とが可能である。It goes without saying that the present invention is not limited to the above embodiments. For example, a circuit that outputs a pulse signal for intermittent on/off operation of an analog switch of an integrator is, of course, not limited to the above-mentioned triangular wave oscillator, and the waveform of this oscillator may be different. This makes it possible to provide various ways of changing the time constant.
第8図(a)はこのような他の波形の発振出力をもつ発
振器の例をその出力波形で示したものであり、これを上
記絶対値回路の出力に依存してアナログスイッチの断続
動作信号とした場合のパルスのデユーティ比は第8図(
b)のようになる。積分器のカットオフ周波数もこれと
略同様の変化を示すことになる。FIG. 8(a) shows an example of an oscillator having an oscillation output with another waveform, and this output waveform is used as an intermittent operation signal for an analog switch depending on the output of the absolute value circuit. The pulse duty ratio in this case is shown in Figure 8 (
b) The cutoff frequency of the integrator will also show a change similar to this.
(発明の効果)
以上述べたように、本発明よりなる振動検出装置によれ
ば、積分器のカットオフ周波数を決めるCR共振回路の
特性を、デユーティ比の変更可能なパルス信号に依存し
てそのCR共振回路に並列な抵抗を断続動作し、特性を
可変させ、これによって実質的に該積分器のカットオフ
周波数を連続可変させることができ、したがって積分器
が長時間飽和状態に陥いることがなく、常に迅速に正確
な振動検出を行なうことができるという効果がある。こ
のため手ブレによるカメラ像プレ防止装置を好適に構成
できる効果も得られる。(Effects of the Invention) As described above, according to the vibration detection device according to the present invention, the characteristics of the CR resonant circuit that determines the cutoff frequency of the integrator can be changed depending on the pulse signal whose duty ratio can be changed. A resistor in parallel with the CR resonance circuit is operated intermittently to vary the characteristics, thereby making it possible to substantially continuously vary the cutoff frequency of the integrator, thereby preventing the integrator from falling into a saturated state for a long time. This has the advantage that vibration detection can always be performed quickly and accurately. Therefore, it is possible to suitably configure a camera image blur prevention device due to camera shake.
また本発明の振動検出装置は、CdSフォトカブラを使
用した方式の同様の装置に比べて、IC化が容易でコス
トが安価とでき、経年変化に対しても影響が少ないとい
う効果がある。Further, the vibration detection device of the present invention has the advantage that it can be easily integrated into an IC, can be manufactured at a low cost, and is less affected by aging than a similar device using a CdS photocoupler.
図面第1図は本発明よりなる振動検出装置を適用したカ
メラの像プレ防止装置の構成概要−例を示す図、第2図
は積分器の構成概要図、第3図は像プレ防止のために補
正光学系のアクチュエータに入力される補正信号の増幅
特性を説明するための図、第4図は第2図の積分器のカ
ットオフ周波数の特性を説明するための図、第5図はパ
ルス幅変調の度合と積分器のカットオフ周波数の特性の
関係を説明するための図、第6図(a)はコンパレータ
への人力信号の関係を示した図、第6図(b) 、 (
c)はパルス幅変調されたパルス信号の波形を示した図
、第五図は絶対値回路とパルス信号のデユーティ比の関
係を示した図、第8図(a)は他の発振器の出力波形を
示した図、第8図(b)は同絶対値回路とパルス信号の
デユーティ比の関係を示した図、第9図は比較例の積分
器の構成概要を示した図である。
2:補正光学系
3:アクチュエータ 3a:可!II磁石3b:コイル
3C:ポジションセンサ4:加速度センサ
5:バイパスフィルタ6:積分器 ゛7:コン
パレータ8:三角波発振器 9:絶対値回路
10:積分器 11:ポジションフィルタ12
:差動増幅器 13:微分器
14:差動増幅器 is、16,17 :抵抗18
:コンデンサ 19:オベアンプ20:アナログス
イッチ
22:信号線 25 : CdSフォトカブラ
第1図
第5図
1o9f
第6図
第7図
1コ)パし−97の出力のテ?ティ比
□
第8図
喝Figure 1 is a diagram showing an example of the configuration of an image blur prevention device for a camera to which the vibration detection device according to the present invention is applied, Figure 2 is a schematic diagram of the configuration of an integrator, and Figure 3 is a diagram showing an example of the configuration of an integrator. Figure 4 is a diagram to explain the amplification characteristics of the correction signal input to the actuator of the correction optical system, Figure 4 is a diagram to explain the characteristics of the cutoff frequency of the integrator in Figure 2, and Figure 5 is the pulse A diagram for explaining the relationship between the degree of width modulation and the cutoff frequency characteristics of the integrator, Figure 6 (a) is a diagram showing the relationship of the human input signal to the comparator, Figure 6 (b), (
c) is a diagram showing the waveform of a pulse width modulated pulse signal, Figure 5 is a diagram showing the relationship between the absolute value circuit and the duty ratio of the pulse signal, and Figure 8 (a) is the output waveform of another oscillator. FIG. 8(b) is a diagram showing the relationship between the absolute value circuit and the duty ratio of the pulse signal, and FIG. 9 is a diagram showing an outline of the configuration of an integrator of a comparative example. 2: Correction optical system 3: Actuator 3a: Possible! II magnet 3b: Coil 3C: Position sensor 4: Acceleration sensor
5: Bypass filter 6: Integrator 7: Comparator 8: Triangular wave oscillator 9: Absolute value circuit 10: Integrator 11: Position filter 12
: Differential amplifier 13 : Differentiator 14 : Differential amplifier is, 16, 17 : Resistor 18
: Capacitor 19: Ober amplifier 20: Analog switch 22: Signal line 25: CdS photocoupler Fig. 1 Fig. 5 Fig. 1o9f Fig. 6 Fig. 7 Fig. 1 Co) Output Te? of Pashi-97? Tee ratio □ Figure 8
Claims (1)
動検出装置において、断続動作されるスイッチ手段の該
断続の比率により時定数が可変可能に設けられた前記積
分器の積分可能な周波数帯域の下限周波数変化回路と、
該積分器が積分対象とする周波数より高周波のパルス信
号を前記スイッチ手段の断続動作信号として出力するス
イッチ駆動手段と、該スイッチ駆動手段の出力するパル
ス信号のデューティ比を前記積分器からの出力信号値に
依存して可変させるパルス幅変調手段とを有することを
特徴とする振動検出装置。In a vibration detection device equipped with an integrator that integrates and outputs a low-frequency vibration input signal, a frequency band in which the integrator can integrate is provided, the time constant of which is variable according to the ratio of the intermittence of the switching means that is intermittently operated. a lower limit frequency change circuit,
switch driving means for outputting a pulse signal with a higher frequency than the frequency to be integrated by the integrator as an intermittent operation signal of the switch means; and a duty ratio of the pulse signal outputted by the switch driving means as an output signal from the integrator. 1. A vibration detection device comprising: pulse width modulation means for varying the pulse width depending on the value.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28913787A JPH01130144A (en) | 1987-11-16 | 1987-11-16 | Vibration detector |
US07/195,278 US5099694A (en) | 1987-05-19 | 1988-05-18 | Vibration detecting apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28913787A JPH01130144A (en) | 1987-11-16 | 1987-11-16 | Vibration detector |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01130144A true JPH01130144A (en) | 1989-05-23 |
Family
ID=17739232
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP28913787A Pending JPH01130144A (en) | 1987-05-19 | 1987-11-16 | Vibration detector |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01130144A (en) |
-
1987
- 1987-11-16 JP JP28913787A patent/JPH01130144A/en active Pending
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