JP2004163564A

JP2004163564A - ブレ補正装置

Info

Publication number: JP2004163564A
Application number: JP2002327857A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Matsumoto; 豪松本
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2002-11-12
Filing date: 2002-11-12
Publication date: 2004-06-10

Abstract

【課題】小型のブレ補正装置を提供すると共に、ブレ補正光学系が光軸を中心に回転した場合であっても、ブレ補正光学系の位置を正確に検出することができるブレ補正装置を提供する。
【解決手段】光学系の一部であるブレ補正レンズ１を光軸に対して略直交する方向に変位し像のブレを補正するブレ補正装置において、ブレ補正レンズ１のレンズ面に検出光を投光するＸ軸方向投光部１１，Ｙ軸方向投光部２１と、ブレ補正レンズ１のレンズ面から反射した検出光を受光するＸ軸方向受光部１２，Ｙ軸方向受光部２２とを備え、Ｘ軸方向受光部１２，Ｙ軸方向受光部２２が受光した検出光によりブレ補正レンズ１の位置を検出する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮影装置等において像のブレを補正するブレ補正装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光学系の一部にブレ補正光学系を設け、このブレ補正光学系を光軸と略直交する方向に変位させ、手ぶれ等による像ブレを抑制する装置が知られている。このようなブレ補正装置では、そのブレ補正光学系の位置を正確に知る必要があるため、ブレ補正光学系を含む可動部に位置センサの一部（センサ、光源、スリット、等）を搭載する必要があった。
また、ブレ補正光学系は、光軸に対し略直交する方向に２次元的に変位するため、位置センサの一部はＸ軸、Ｙ軸方向の略軸上に配置する必要があった（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−３９３０３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述した従来のブレ補正装置では、ブレ補正光学系を含む可動部に位置センサの一部を搭載するので、可動部が大型化するという問題があった。
また、前述した従来のブレ補正装置では、ブレ補正光学系を含む可動部のＸ軸、Ｙ軸方向の略軸上に位置センサの一部が配置されているため、ブレ補正光学系が光軸に対して略垂直な面内で回転したときに、Ｘ軸、Ｙ軸の検出位置に誤差が生じてしまうという問題があった。
図４は、従来のブレ補正装置において、ブレ補正光学系が光軸を中心に回転した場合を示す図である。
図４に示すように、センサの光軸からの距離をｒとし、光軸を中心にθ回転した場合を想定すると、ｒ（１−ｃｏｓθ）が誤差となって生じてしまっていた。
【０００５】
本発明の課題は、小型のブレ補正装置を提供すると共に、ブレ補正光学系が光軸を中心に回転した場合であっても、ブレ補正光学系の位置を正確に検出することができるブレ補正装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。すなわち、請求項１の発明は、光学系の一部であるブレ補正光学系（１）を光軸に対して略直交する方向に変位し像のブレを補正するブレ補正装置において、前記ブレ補正光学系のレンズ面に検出光を投光する投光部（１１，２１，３１）と、前記ブレ補正光学系のレンズ面から反射した前記検出光を受光する受光部（１２，２２，３２）と、を備え、前記ブレ補正光学系の移動に伴う前記レンズ面の変化に応じて変化する前記受光部における前記検出光の受光位置の変化に基づいて前記ブレ補正光学系の位置を検出すること、を特徴とするブレ補正装置である。
【０００７】
請求項２の発明は、光学系の一部であるブレ補正光学系（１）を光軸に対して略直交する方向に変位し像のブレを補正するブレ補正装置において、前記ブレ補正光学系と一体で移動し、前記ブレ補正光学系の光軸を中心とする回転体形状の一部を成す反射部と、前記反射部に検出光を投光する投光部（１１，２１，３１）と、前記反射部から反射した前記検出光を受光する受光部（１２，２２，３２）と、を備え、前記ブレ補正光学系の移動に伴う前記反射部の反射面形状の変化に応じて変化する前記受光部における前記検出光の受光位置の変化に基づいて前記ブレ補正光学系の位置を検出すること、を特徴とするブレ補正装置である。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載のブレ補正装置において、前記検出光は、ブレ補正装置が搭載される機器の撮像手段及び／又は観察手段が感度を有していない波長であること、を特徴とするブレ補正装置である。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のブレ補正装置において、前記受光部（１２，２２，３２）が受光した前記検出光の中心位置に基づいて前記ブレ補正光学系の位置を検出すること、を特徴とするブレ補正装置である。
【００１０】
請求項５の発明は、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のブレ補正装置において、前記受光部（３２）は、２次元方向で前記検出光の位置を検出できるセンサであること、を特徴とするブレ補正装置である。
【００１１】
請求項６の発明は、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載のブレ補正装置において、前記ブレ補正光学系（１）のレンズ面又は前記反射部は、前記検出光の波長と略一致する波長を反射する反射膜を有すること、を特徴とするブレ補正装置である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面等を参照しながら、本発明の実施の形態について、更に詳しく説明する。
（第１実施形態）
図１は、本発明によるブレ補正装置の第１実施形態の構成を示す図である。図１（ａ）は、光軸方向から見た図であり、図１（ｂ）は、Ｘ軸に沿って切断した断面図である。
本実施形態におけるブレ補正装置は、ブレ補正レンズ１，可動レンズ枠２，固定筒３，ベアリング４，Ｘ軸方向駆動部５，Ｙ軸方向駆動部６，Ｘ軸方向投光部１１，Ｘ軸方向受光部１２，Ｙ軸方向投光部２１，Ｙ軸方向受光部２２等を備え、不図示のカメラ本体に着脱可能な交換レンズ内に設けられ、像のブレを補正する装置である。
【００１３】
ブレ補正レンズ１は、光軸に略直交する方向に移動してブレを補正するブレ補正光学系であり、不図示の撮影光学系の一部を形成し、可動レンズ枠２に固定されている凸レンズである。ブレ補正レンズ１の表面には、後述のＸ軸方向投光部１１，Ｙ軸方向投光部２１から投光される検出光の波長と略一致する波長を反射する反射膜がコーティングされている。
【００１４】
可動レンズ枠２は、ブレ補正レンズ１を保持し、ブレ補正レンズ１の光軸に略直交する方向に移動する部材であり、Ｘ軸方向駆動部５，Ｙ軸方向駆動部６が設けられている。可動レンズ枠２は、不図示の付勢部材により、ベアリング４を介して固定筒３の支持部３ａ上に当てつけられている。
【００１５】
固定筒３は、内径側に支持部３ａが突出しており、さらに、内壁部分にＸ軸方向投光部１１，Ｘ軸方向受光部１２，Ｙ軸方向投光部２１，Ｙ軸方向受光部２２が固定されている。
【００１６】
Ｘ軸方向駆動部５，Ｙ軸方向駆動部６は、可動レンズ枠２をそれぞれＸ軸方向，Ｙ軸方向へ駆動する駆動力を発生する部分であり、ボイスコイルモータ等により形成されている。
【００１７】
Ｘ軸方向投光部１１は、Ｘ軸に沿った方向からブレ補正レンズ１へ検出光を投光するＬＥＤ（発光ダイオード）であり、本実施形態では赤外光を発光する。なお、Ｘ軸方向投光部１１に用いる光源としては、ＬＥＤの他に、レーザ発振器を用いてレーザを投光してもよい。ここで、投光する光は、後述のＸ軸方向受光部１２，Ｙ軸方向受光部２２により検出可能な光であることが当然必要であるが、さらに、不図示のカメラ本体に設けられた撮像手段又はフィルムが感度を有していない波長であることが望ましい。また、本実施形態のＸ軸方向投光部１１は、ブレ補正レンズ１の光軸が不図示の撮影光学系の光軸と一致する位置におけるレンズ頂点（中央）付近に検出光を投光するようになっている。
【００１８】
Ｘ軸方向受光部１２は、Ｘ軸方向投光部１１が投光してブレ補正レンズ１の表面で反射した検出光を受光する１次元ＰＳＤ（ＰｏｓｉｔｉｏｎＳｅｎｓｉｔｉｖｅＤｅｖｉｃｅ：位置検出素子）である。Ｘ軸方向受光部１２が検出した信号は、不図示の演算部へ伝えられる。なお、Ｘ軸方向受光部１２に使用するセンサとしては、ＰＳＤの他に、ＣＣＤを用いることもできる。
【００１９】
Ｙ軸方向投光部２１及びＹ軸方向受光部２２は、それぞれ、Ｘ軸方向投光部１１及びＸ軸方向受光部１２と同様な部材であり、Ｙ軸方向に沿って配置されている。
【００２０】
図２は、本実施形態のブレ補正装置におけるブレ補正レンズ１のＸ軸方向の位置検出動作を説明する図である。図２（ａ）は、ブレ補正レンズ１が中央（ブレ補正レンズ１の光軸と撮影光学系の光軸とが一致する位置）にある状態を示し、図２（ｂ）は、ブレ補正レンズ１がＸ軸の＋方向に移動している状態を示し、図２（ｃ）は、ブレ補正レンズ１がＸ軸の−方向に移動している状態を示している。
ブレ補正レンズ１が図２（ａ）に示す中央に位置するときには、Ｘ軸方向投光部１１より投光された検出光Ａ１は、レンズ表面で反射されて検出光Ａ２となり、Ｘ軸方向受光部１２の略中央に入射している。
【００２１】
ブレ補正レンズ１が図２（ｂ）に示すＸ軸−方向に移動した状態では、Ｘ軸方向投光部１１より投光される検出光Ａ１は、図２（ａ）の場合と同一であるが、ブレ補正レンズ１のレンズ表面が球面であることから、レンズ表面への入射角が大きくなり、反射角も大きくなる。従って、ブレ補正レンズ１のレンズ表面により反射される検出光Ａ３は、図２（ａ）に示した検出光Ａ２とは異なる位置へ向かって反射される。具体的には、Ｘ軸方向受光部１２の下方（図中における下方）に入射する。
【００２２】
逆に、ブレ補正レンズ１が図２（ｃ）に示すＸ軸＋方向に移動した状態では、レンズ表面への入射角が小さくなり、反射角も小さくなる。従って、ブレ補正レンズ１のレンズ表面により反射される検出光Ａ４は、図２（ｂ）に示した検出光Ａ３とは反対に、Ｘ軸方向受光部１２の上方（図中における上方）に入射する。一方、図２（ａ）〜（ｃ）のいずれの状態においても、ブレ補正レンズ１が光軸を中心として回転しても入射角も反射角も変化することはない。
【００２３】
ブレ補正レンズ１のレンズ表面形状の曲率は、既知であり、ブレ補正レンズ１のＸ軸方向位置とＸ軸方向受光部１２上の検出光（反射光）の位置とは、１対１で対応するので、Ｘ軸方向受光部１２上の検出光の位置（上下方向）を読みとれば、レンズの正確な位置を算出することができる。
また、Ｙ軸方向についても、Ｘ軸方向の場合と同様にしてブレ補正レンズ１の位置を正確に検出することができる。
【００２４】
本実施形態によれば、ブレ補正レンズ１のレンズ面により反射した検出光により、ブレ補正レンズ１の位置を検出するので、ブレ補正レンズ１が光軸を中心として回転した場合であっても、ブレ補正レンズ１の位置を正確に検出することができる。また、可動レンズ枠２において位置検出に必要な部位は、ブレ補正レンズ１のレンズ面のみであるので、ブレ補正装置を小型にすることができる。
【００２５】
（第２実施形態）
図３は、本発明によるブレ補正装置の第２実施形態を光軸方向から見た図である。図３（ａ）は、ブレ補正レンズ１がＹ軸＋方向に移動している状態を示し、図３（ｂ）は、ブレ補正レンズ１がＹ軸−方向に移動している状態を示している。
第１実施形態におけるブレ補正装置が、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に対応して投光部と受光部との組み合わせを２組設けていたのに対して、本実施形態は、１組の投光部及び受光部により、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の位置検出を行う形態である。なお、前述した第１実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
【００２６】
本実施形態におけるブレ補正装置は、投光部３１と、受光部３２とを有している。
投光部３１は、第１実施形態におけるＸ軸方向投光部１１と同様なＬＥＤである。
受光部３２は、投光部３１が投光してブレ補正レンズ１の表面で反射した検出光を受光する２次元ＰＳＤ（ＰｏｓｉｔｉｏｎＳｅｎｓｉｔｉｖｅＤｅｖｉｃｅ：位置検出素子）である。受光部３２が検出した信号は、不図示の演算部へ伝えられる。
【００２７】
本実施形態では、ブレ補正レンズ１のＸ軸方向の位置検出方法は、受光部３２が２次元ＰＳＤに変わっているが、第１実施形態と同様であるので、詳細な説明は省略する。
一方、ブレ補正レンズ１のＹ軸方向の位置検出は、第１実施形態と異なり、Ｘ軸方向の位置検出にも用いている投光部３１及び受光部３２により行う。投光部３１より投光される検出光Ｃ１は、光軸方向から見るとＸ軸方向に沿って進む。しかし、ブレ補正レンズ１が図３（ａ）に示すＹ軸＋方向に移動した状態では、ブレ補正レンズ１のレンズ表面が球面であることから、検出光Ｃ１は、ブレ補正レンズ１のレンズ表面において反射されるときにＹ軸−方向に進行方向が曲げられて、検出光Ｃ２となる。従って、受光部３２上で検出光Ｃ２が到達する位置は、ブレ補正レンズ１が中心位置にあるときよりもＹ軸−方向に寄った位置となる。
【００２８】
逆に、ブレ補正レンズ１が図３（ｂ）に示すＹ軸−方向に移動した状態では、検出光Ｃ１は、ブレ補正レンズ１のレンズ表面において反射されるときにＹ軸＋方向に進行方向が曲げられて、検出光Ｃ３となる。従って、受光部３２上で検出光Ｃ２が到達する位置は、ブレ補正レンズ１が中心位置にあるときよりもＹ軸＋方向に寄った位置となる。
ブレ補正レンズ１のレンズ表面形状の曲率は、既知であり、ブレ補正レンズ１の位置と受光部３２上の検出光（反射光）の位置とは、１対１で対応するので、受光部３２上の検出光の位置を読みとれば、レンズの正確な位置を算出することができる。
【００２９】
本実施形態によれば、１組の投光部３１及び受光部３２によりブレ補正レンズ１の位置を正確に検出することができるので、構造を単純化することができ、より小型のブレ補正装置とすることができる。
【００３０】
（変形形態）
以上説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の均等の範囲内である。
例えば、各実施形態において、Ｘ軸方向投光部１１，Ｙ軸方向投光部２１及び投光部３１は、ブレ補正レンズ１の光軸が不図示の撮影光学系の光軸と一致する位置におけるレンズ頂点（中央）付近に検出光を投光するようになっているが、これに限らず、例えば、レンズ形状、投光部及び受光部のレイアウトによっては、レンズ頂点以外の部分に投光する方が好ましい場合もあり、製品毎に最適な位置を設定すればよい。
【００３１】
また、各実施形態において、ブレ補正レンズ１のレンズ表面に検出光を投光し、レンズ表面により反射した検出光からブレ補正レンズ１の位置を検出する例を示したが、これに限らず、例えば、ブレ補正レンズ１と一体で移動し、ブレ補正レンズ１の光軸を中心とする回転体形状からなる部分を反射部として、この反射部に検出光を投光・反射させてブレ補正レンズ１の位置を検出してもよい。
【００３２】
【発明の効果】
以上詳しく説明したように、本発明によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）ブレ補正光学系のレンズ面に検出光を投光する投光部とブレ補正光学系のレンズ面から反射した検出光を受光する受光部とを備え、ブレ補正光学系の移動に伴うレンズ面の変化に応じて変化する受光部における検出光の受光位置の変化に基づいてブレ補正光学系の位置を検出するので、ブレ補正光学系が光軸を中心として回転した場合であっても、ブレ補正光学系の位置を正確に検出することができる。また、ブレ補正装置を小型にすることができる。
【００３３】
（２）ブレ補正光学系と一体で移動し、ブレ補正光学系の光軸を中心とする回転体形状の一部を成す反射部を備え、ブレ補正光学系の移動に伴う反射部の反射面形状の変化に応じて変化する受光部における検出光の受光位置の変化に基づいてブレ補正光学系の位置を検出するので、投光部及び受光部配置の自由度が増し、ブレ補正装置をさらに小型にすることができる。
【００３４】
（３）検出光は、ブレ補正装置が搭載される機器の撮像手段及び／又は観察手段が感度を有していない波長であるので、撮影や観察に影響を及ぼすことなく、ブレ補正光学系の位置を検出することができる。
【００３５】
（４）受光部が受光した検出光の中心位置に基づいてブレ補正光学系の位置を検出するので、簡単かつ確実に検出を行うことができる。
【００３６】
（５）受光部は、２次元方向で検出光の位置を検出できるセンサであるので、１組の投光部及び受光部により検出を行うことができ、ブレ補正装置をさらに小型にすることができる。
【００３７】
（６）ブレ補正光学系のレンズ面又は反射部は、検出光の波長と略一致する波長域が他の波長域よりも高反射となっている反射膜を有するので、効率よく検出光を反射することができ、より確実に検出を行うことができる。また、投光部の発光量を少なくすることができ、小型の投光部とすることができると共に、撮影や観察に影響を及ぼすことなく、ブレ補正光学系の位置を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるブレ補正装置の第１実施形態の構成を示す図である。
【図２】本実施形態のブレ補正装置におけるブレ補正レンズ１のＸ軸方向の位置検出動作を説明する図である。
【図３】本発明によるブレ補正装置の第２実施形態を光軸方向から見た図である。
【図４】従来のブレ補正装置において、ブレ補正光学系が光軸を中心に回転した場合を示す図である。
【符号の説明】
１ブレ補正レンズ
２可動レンズ枠
３固定筒
４ベアリング
５Ｘ軸方向駆動部
６Ｙ軸方向駆動部
１１Ｘ軸方向投光部
１２Ｘ軸方向受光部
２１Ｙ軸方向投光部
２２Ｙ軸方向受光部
３１投光部
３２受光部

Claims

光学系の一部であるブレ補正光学系を光軸に対して略直交する方向に変位し像のブレを補正するブレ補正装置において、
前記ブレ補正光学系のレンズ面に検出光を投光する投光部と、
前記ブレ補正光学系のレンズ面から反射した前記検出光を受光する受光部と、
を備え、
前記ブレ補正光学系の移動に伴う前記レンズ面の変化に応じて変化する前記受光部における前記検出光の受光位置の変化に基づいて前記ブレ補正光学系の位置を検出すること、
を特徴とするブレ補正装置。
光学系の一部であるブレ補正光学系を光軸に対して略直交する方向に変位し像のブレを補正するブレ補正装置において、
前記ブレ補正光学系と一体で移動し、前記ブレ補正光学系の光軸を中心とする回転体形状の一部を成す反射部と、
前記反射部に検出光を投光する投光部と、
前記反射部から反射した前記検出光を受光する受光部と、
を備え、
前記ブレ補正光学系の移動に伴う前記反射部の反射面形状の変化に応じて変化する前記受光部における前記検出光の受光位置の変化に基づいて前記ブレ補正光学系の位置を検出すること、
を特徴とするブレ補正装置。
請求項１又は請求項２に記載のブレ補正装置において、
前記検出光は、ブレ補正装置が搭載される機器の撮像手段及び／又は観察手段が感度を有していない波長であること、
を特徴とするブレ補正装置。
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のブレ補正装置において、
前記受光部が受光した前記検出光の中心位置に基づいて前記ブレ補正光学系の位置を検出すること、
を特徴とするブレ補正装置。
請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のブレ補正装置において、
前記受光部は、２次元方向で前記検出光の位置を検出できるセンサであること、
を特徴とするブレ補正装置。
請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載のブレ補正装置において、
前記ブレ補正光学系のレンズ面又は前記反射部は、前記検出光の波長と略一致する波長を反射する反射膜を有すること、
を特徴とするブレ補正装置。