JP3226586B2 - 画像振れ防止装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、手振れ等により光学機
器の画像が振れるのを防止する画像振れ防止装置の改良
に関するものであり、特にレンズとカメラ本体との間に
中間アクセサリの装着が可能なレンズ交換型ビデオカメ
ラ等に有効な画像振れ防止装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より手振れ等により生じる画像の振
れを防止する機能を具備した光学機器が知られている。
たとえば、米国特許第２９５９０８８号や同第２８２９
５５７号等では、補正光学系を可動に配し、その慣性に
よって画像振れを防止するものが開示されている。

【０００３】これら従来の画像振れ防止装置について以
下説明する。図１３は、画像振れ防止装置の基本構成を
示す断面図である。図１３において、焦点面１４上に画
像を結像するためのレンズ鏡筒（以下単に鏡筒と記す）
４に固定された主レンズ１２，１３に対し、レンズ１，
２が画像振れを補正するための補正光学系である。これ
ら補正光学系の焦点距離は鏡筒４に固定された負のパワ
ーを持つレンズ１の焦点距離をｆ１とし、可動支持部３
に支えられている正のパワーを持つレンズ２の焦点距離
をｆ２とすると、 ｆ１＝−ｆ２ の関係を満足するように設定されている。

【０００４】可動支持部３は、２軸可動の支持を行う為
のジンバル５によりレンズ２の像側主点から、該焦点距
離ｆ２（＝−ｆ１）の位置で鏡筒４に支持されている。

【０００５】図１４は、上記ジンバル５の２軸可動支持
の構成を示す部分拡大図である。レンズ２を保持する可
動支持部材３はｙ軸回りの自由度を有する支持部材５ｙ
に支持され、支持部材５ｙはｙ軸方向とは垂直のｘ軸回
りの自由度を有する支持部材５ｘに支持され、更に該支
持部材５ｘは鏡筒４により支持していることにより、２
軸の自由度を有する補正光学系が構成されている。

【０００６】上述のように、補正光学系の焦点位置で振
り子を支持し、通常の安定した状態にて釣合が取れるよ
うなバランサーとして、部材１０が取り付けられてい
る。

【０００７】即ち、図１３において、１０は可動支持部
材３の釣合が取れるようにする為のバランサーとしての
カウンター・ウェイトで、ジンバル５を挟んで可動支持
部材３のレンズ２とは反対側に取り付けられて、ジンバ
ル５に対しレンズ２とのバランスが取れるようにしてあ
る。そして以上の構成により、所謂慣性振り子型の防振
光学系を構成している。即ち、図１３に示す基本構成に
より、以下に示すようにして画像振れが防止できる。

【０００８】例えば、図１３に示す構成が望遠鏡だとし
て目標物に向けられた鏡筒４の内部では、主レンズ１
２，１３及び補正光学系１，２により目標物の光学像が
焦点面１４上に結像される。

【０００９】拡大率の高い望遠鏡では、手持ちで使用の
場合、手振れ等により鏡筒４に０．１〜１０Ｈｚ程度の
範囲の周波数成分を有する振動が発生し、この振動によ
り画像振れが生ずる。

【００１０】ところが、上記慣性振り子型の光学機構に
よれば、上記の振動に対し可動支持部材３の慣性により
レンズ２とレンズ１との間に相対的な変位が生じ、レン
ズ２とレンズ１との相対変位により上記画像の振れが抑
制されることになる。

【００１１】図１３において、可動支持部材３に取り付
けられた部材９はアルミ片等の非磁性体の導体で、鏡筒
４に固定されたマグネット６及び７にて形成される磁気
的効果により、鏡筒４の振動速度に応じた抑制力（ダン
ピング・フォース）が発生する。これは、例えば構図を
変えるために鏡筒４を急激に変位させた場合に、可動支
持部材３が鏡筒４の内壁に突き当たるのを防止するため
のダンピング作用を発生させるためのものである。

【００１２】具体的には、図１５の要部拡大図に示すよ
うに、マグネット６，７により導体９に発生する渦電流
が、レンズ２の光軸と主レンズ１２，１３の光軸（主光
軸１５）とが一致する可動中心位置からの可動支持部材
３の変位量を小さくする方向に力を発生し、ダンピング
効果を得ることができる。

【００１３】なお、図１５ではマグネット６，７は鏡筒
４の上部に取り付けたものだけを示してあるが、これは
説明の便宜を図るための省略であり、鏡筒４の下部及び
左右にも同様のマグネットが設けられて２軸制御が行わ
れていることは言うまでもない。

【００１４】また、図１３において、１１は可動支持部
材３に前記カウンター・ウェイト１０と一体的に取り付
けられた磁性体であり、鏡筒４に固定されたマグネット
８との間で構成される磁気的効果によりレンズ２の光軸
が主光軸１５に一致する可動中心位置に可動支持部材３
を戻すセンタリング動作を行う。このセンタリング動作
は、振れのない場合にはレンズ２の中心部を用いた方が
光学的特性が良好であるので、製造誤差や上記変位の周
波数成分で直流成分に当たる変位の除去を行い、レンズ
２の光軸を主光軸１５に一致させるようにするためのも
のである。

【００１５】具体的には、図１５の拡大図に示すよう
に、磁性体１１とマグネット８とが互いに同極（Ｎ極同
士）の面で相対しており、互いに磁気的に反発する様に
構成されている。そして、該マグネット８の中心が主光
軸１５と一致しているので、レンズ２の光軸を主光軸１
５に一致させるような求心力（センタリング・フォー
ス）を発生している。

【００１６】以上の様に、上記ダンピングの構成や上記
センタリングの構成は慣性振り子型による画像振れ防止
装置の特性を向上させることができる基本的な構成の例
である。

【００１７】しかし、実際の撮影時には被写体を追跡し
たり被写体を変える為、パンニング（構図を変えるため
に鏡筒４を水平方向に動かすこと）やティルティング
（構図を変えるために鏡筒４を垂直方向に動かすこと）
等の動作が頻繁に行われる。

【００１８】前述の画像振れ防止装置の基本構成は防振
動作のみのシステムであり、手振れ等の振動については
防振効果を有するが、一方向に連続して移動する現実的
なパンニング，ティルティング動作等の挙動に関し防振
効果が低下したり、補正光学系が大きく一方向に移動し
たままになったり、鏡筒４の内壁に衝突したりして、不
自然な画像の動きになることがあった。

【００１９】そこで、前述の画像振れ補正系においてパ
ンニング，ティルティング対策として、ｘ軸，ｙ軸の動
作に最適な制御関数を設定し、該関数に応じた補正光学
系の制御を実現する構成のものがある。

【００２０】次に、この従来例を以下に説明する。即
ち、パンニング，ティルティング等の動作時に発生し易
い鏡筒の内壁への突き当たり防止の為に補正光学系の動
きを制御するトルク発生手段、該トルク発生手段を制御
する制御信号発生手段、及び制御信号発生のための演算
処理の入力信号として該補正光学系の移動を検出するた
めの位置検出手段が主要な構成手段でとなっている。

【００２１】上記の制御信号発生手段からは、防振とパ
ンニングやティルティングに関するレンズ部の過度な動
きの防止、という相反する２つの要素を満足させるため
に、慣性振り子である可動支持部材３の変位に対して非
線形な制御トルクが出力できるように構成されている。

【００２２】この制御トルク出力の基本特性を図１６に
示す。図１６の制御トルクの特性によれば、可動支持部
材３が可動中心付近に位置する場合には、慣性振り子に
よる防振作用を妨げないようにセンタリング及びダンピ
ングのためのトルクを殆ど発生させない。

【００２３】しかし、パンニング等の様に鏡筒４をある
方向へ大きく動かした場合等、可動支持部材３が慣性振
り子の作用によって可動中心から大きく変位すると、そ
の変位量が大きくなるに従い可動支持部材３を可動中心
に引き戻す為の急激に増大するセンタリング及びダンピ
ング力を発生、つまり大きな制御トルクを発生させる様
に構成されている。このことにより、可動支持部材３が
鏡筒４に突き当たるのを防止することができる。

【００２４】次に、上記画像振れ防止装置の構成例を説
明する。図４は従来の画像振れ防止装置の構成を示す断
面図であり、該装置は前記図１３の画像振れ防止装置と
同様の慣性振り子型のものであり、図１３と同一または
相当部分には同一符号で示し、重複説明を省略する。

【００２５】図４において、主撮像光学系が前玉レンズ
９１，変倍レンズ９２，結像用の固定レンズ９３，９４
により構成されており、変倍レンズ９２は可動の移動環
９６により焦点距離変化のために移動可能に配設されて
いる。該変倍レンズ９２の移動位置は変倍エンコーダ
（以下ＥＮＣと記す）９５により検出可能で、このＥＮ
Ｃ９５の出力により撮像光学系の焦点距離がどのような
状態にあるかを把握可能である。因に図４においては、
ＥＮＣ９５は２ｂｉｔの光学反射式を例示している。

【００２６】鏡筒４の内壁及び可動支持部材３にセンサ
系（３０，３１，３２）が、そして軸対称部にトルク発
生器系（４１，４２，４３）が配設されている。また、
ｘ軸とｙ軸は各々同様の構成で、かつｘ軸とｙ軸とは直
交する位置に配設される。

【００２７】前記センサ系（３０，３１，３２）の構成
を図５の斜視図を参照して説明する。この系は、鏡筒４
の内壁に取り付けられたＬＥＤ等の発光素子３０、発光
素子３０のための電源３４とこれを受光するＰＳＤ等の
一次元受光位置検出素子３２と、可動支持部材３に取り
付けられたスリット幕３１とから成っている。

【００２８】発光素子３０と一次元の受光位置検出素子
３２の間に設けられたスリット幕３１は補正光学系であ
るレンズ２を保持する可動支持部材３の移動に伴い図の
矢印方向に動くので、受光位置検出素子３２から振れ角
に応じた信号を検出しセンサアンプ３３から可動支持部
材３の鏡筒４に対する変位信号として出力する。

【００２９】次に、前記トルク発生器系（４１，４２，
４３）の構成をボイスコイル型の構成とした場合の例を
図６の斜視図を参照して説明する。入力端子４３に制御
信号が入力されると、その電流量と極性に応じボイスコ
イル４２とマグネット４１の間で磁気的結合力（あるい
は磁気的反発力）が発生し、図６の矢印方向にトルクを
発生させることが出来る。前述した様に、センサ系（３
０，３１，３２）とトルク発生器系（４１，４２，４
３）はｘ軸とｙ軸を直交させた配置と成っており、ジン
バル支持と相まり、可動支持部材３の移動をダンピング
及びセンタリングすべく可動支持部材３をｘ軸回り及び
ｙ軸回りにトルク制御が出来る。

【００３０】図３は、上記センサ系（３０，３１，３
２）およびトルク発生器系（４１，４２，４３）により
構成した規制手段を備えた画像振れ防止装置例のブロッ
ク図である。

【００３１】図３において、前記可動支持部材３のｘ軸
回り及びｙ軸回りに対するセンサアンプ３３、詳しくは
図３において可動支持部材３のｘ軸回りに対するセンサ
系（ここでは３０〜３２の他、センサアンプ３３、電源
３４も含める）３０ｘ，３１ｘ，３２ｘ，３３ｘ，３４
ｘおよびｙ軸回りに対するセンサ系３０ｙ，３１ｙ，３
２ｙ，３３ｙ，３４ｙからの可動支持部材３の鏡筒４に
対する変位信号は、マイクロコンピュータ等により構成
される制御回路５０内のＡ／Ｄ変換器５１１および５１
２によりディジタル・データに変換され、該制御回路５
０により処理される。

【００３２】上記のようにしてＡ／Ｄ変換され、後述す
るように処理された信号はＤ／Ａ変換器５２４および５
２５にてアナログ・データに変換され、制御回路５０よ
り出力される。そして、このアナログ・データに基づい
て駆動回路５３ｘ，５３ｙにより前記トルク発生器系４
１，４２、詳しくは図３では前記可動支持部材３のｘ軸
回りに対するものを４１ｘ，４２ｘで示し、ｙ軸回りに
対するものを４１ｙ，４２ｙで示してあるトルク発生器
系が駆動制御される。

【００３３】上記の制御回路５０による制御の基本は、
画像振れ防止と、パンニングやティルティング時の補正
光学系レンズの過度な動きの防止、という相反する２つ
の要件を満足させるために、慣性振り子である可動支持
部材３の鏡筒４に対する変位に対して、トルク発生器系
４１ｘ，４２ｘ及び４１ｙ，４２ｙにダンピング及びセ
ンタリングのための非線形な制御トルクを発生させるこ
とにある。

【００３４】図７は、撮影光学系の焦点距離が望遠時に
おける前記制御トルクの特性例を示す特性図であり、鏡
筒４に対する可動支持部材３の振れ角に対する制御トル
クの非線形トルクを示している。

【００３５】即ち、可動支持部材３が可動中心付近に位
置する場合には、慣性振り子による防振作用を妨げない
ようにトルク発生器系４１ｘ，４２ｘ及び４１ｙ，４２
ｙにはダンピングの為のトルクは殆ど発生させていな
い。

【００３６】一方、パンニングやティルティングのよう
に鏡筒４をある方向へ大きく動かしたような場合等、可
動支持部材３が慣性振り子の作用によって可動中心から
大きく変位すると、その変位量が大きくなるに従いトル
ク発生器系４１ｘ，４２ｘ及び４１ｙ，４２ｙに可動支
持部材３を可動中心に引き戻すための急激に増大するセ
ンタリング及びダンピング力を発生させ、可動支持部材
３が鏡筒４の内壁にぶつかるのを防止する。

【００３７】図７に示すトルクカーブを主光軸１５の方
向から見ると、図８のようなイメージ図になる。一つの
同心円が一定量のトルク変化を示しているので、外周つ
まり鏡筒４の端に近づくにつれ、同心円の間隔が密にな
り、可動支持部材３が可動中心から変位するに従ってト
ルク特性の傾きが急になることが分かる。すなわち、図
７に示す非線形のカーブを描いてトルクが上昇する様子
を示している。

【００３８】上記のようにセンタリング及びダンピング
トルクを制御することにより、可動支持部材３が鏡筒４
に近接した時点でセンタリング及びダンピング作用を大
きく働かせて該可動支持部材３が鏡筒４の内壁にぶつか
るのを防止し、それ以外では、このセンタリング及びダ
ンピング作用を極力少なくし、慣性振り子による防振作
用を妨げないようにしている。

【００３９】図７および図８に示す制御特性を実現する
ために制御回路５０では、例えばセンサアンプ３３ｘ，
３３ｙより入力される慣性振り子の変位量（振れ角θ）
に応じて図７に示すトルクカーブが得られるような係数
Ｋ１，Ｋ２を制御回路５０内のメモリに格納されたルッ
ク・アップ・テーブル（以下ＬＵＴと記す）５１６，５
１７より選択して、制御関数 ＤＡＴＡ＝Ｋ１＊θ＋Ｋ２＊ｄθ／ｄｔ＋Ｋ３＊∫θｄｔ を演算し（但し係数Ｋ３は一定の小さな値であり、又＊
は乗算を意味する）、上記のＤＡＴＡを制御トルクとし
てトルク発生器系４１ｘ，４２ｘ及び４１ｙ，４２ｙに
発生させるようにする。

【００４０】上記制御関数において、「Ｋ１＊θ」の項
は図３に示すＬＵＴ５１６，合成器５１９，乗算器５２
１により求められ、これは慣性振り子の可動中心から変
位量に応じたセンタリング・フォースを発生させるスプ
リング項として作用する。

【００４１】「Ｋ２＊ｄθ／ｄｔ」項はダンピング項
で、図３に示すＬＵＴ５１７，合成器５２０，乗算器５
２２，微分器５１８により求められ、急激なパンニング
やティルティング等に対する抑制効果を有する。

【００４２】「Ｋ３＊∫θｄｔ」項はセンタリングの為
のもので積分器５１５内にて求められ、蓄積誤差や量産
時の製造誤差などの各種要因にて発生する誤差をキャン
セルして可動支持部材３を可動中心位置に復帰させる効
果を有する。このような積分行為は、制御系に対する影
響度を低く設定するので、他項のような非線形処理は行
わない。

【００４３】そして、前記それぞれの項が図３に示す加
算器５２３にて加算され、次段のＤ／Ａ変換器５２４に
てアナログ信号に再び変換されてトルク発生器４２ｘ，
４２ｙへ直接出力される。なお、図３の制御回路５０内
の点線５１，５２で示した枠内の構成は上記ＬＵＴ５１
６，５１７内の係数データを除き同一構成であるので片
側（点線５２の枠内）は詳細図示を省略してある。ま
た、点線５１の枠内の構成のうち積分器５１５から加算
器５２３までの部分は制御回路５０の処理内容をハード
的に示したものである。

【００４４】本構成例では、変倍エンコーダ（ＥＮＣ９
５）の出力に応じて前記制御トルクの与え方を、望遠時
に対して広角時を強くするようにしている。この様子を
示したのが図１０に示す焦点距離、振れ角に対する制御
トルクの特性図である。

【００４５】即ち、撮影光学系の焦点距離が望遠（長焦
点距離）端から広角（短焦点距離）端へ変化するにつれ
て制御トルクカーブを（ｃ）→（ｂ）→（ａ）のよう
に、より強いトルクが与えられる非線形特性となるよう
に変化させる。

【００４６】その為、制御回路５０内では、ＬＵＴ５１
６，５１７に広角端のトルクカーブ（ａ）を与える為の
可動支持部材３の振れ角θに応じた前記制御関数の係数
Ｋ１，Ｋ２が設定されており、これら係数を可動支持部
材３の振れ角θに応じて選択し、ＥＮＣ９５の値に応じ
て上述のようなトルクカーブが得られるように合成演算
して前記制御関数Ｋ１，Ｋ２とするようにしている。

【００４７】上記は、通常、望遠での手持ち撮影では広
角撮影時に比べ手振れが目立つことが知られているの
で、パンニングのような大きな動きへの対策であって、
防振という本来の目的にとってはマイナス作用である制
御トルクを光学機器の使用状況に合わせ、望遠撮影時の
特性を広角撮影時に比べ弱くして防振効果に適したもの
としている。

【００４８】上記の制御トルクにより、望遠端付近での
防振特性を損なうことなく、光学系全体の小型化と軽量
化を達成することができる。

【００４９】上記の点について、図１１に示す防振光学
系の振れ量説明図を参照して説明を補足する。図１１に
おいて、Ｉ，IIは、それぞれ図４に示すレンズ１，２に
相当する補正光学系の第一レンズ群及び第二レンズ群、
III は主撮像系である。IV, Ｖはそれぞれ軸外の光線を
表し、（Ａ）は防振の為の第二レンズ群の振れ量が大き
い時、（Ｂ）は同振れ量が小さい時である。

【００５０】防振光学系の第一レンズ群と、第二レンズ
群の各レンズの大きさはそれぞれ軸外の光線IV, Ｖがレ
ンズ系を通る高さによって決定される。従って、図１１
に示すように、振れ角の小さい時は振れ角が大きい時に
比べて軸外光束が通る高さが低くなる為に光学系の大き
さを小さくすることができる。

【００５１】光学系の大きさを決定する軸外光線は通常
広角端或はその付近のズーム域における最大像高に結像
する光線である。

【００５２】望遠端付近では画角が小さくなる為に広角
端付近である程度の振れ角の光線を確保しておけば（広
角側では望遠側に比してそれ程画像振れは気にならない
為）十分な防振範囲を得ることができる。

【００５３】従って、図１０に示したようなトルク特性
によって広角端付近の防振時における振れ角すなわち制
御範囲を望遠端よりも小さくすれば、望遠端付近での防
振特性を損なうことなく、図１１の（Ａ）より（Ｂ）の
光学系が小さいように光学系全体の小型化と軽量化を達
成することができるのである。

【００５４】次に、上記図３に示す制御系の動作を、図
９に示すフローチャートに従って説明する。 「ステップ１」 焦点距離検出のためにＥＮＣ９５の値
（ＥＮＣデータ）を取り込む。

【００５５】「ステップ２」 可動支持部材３のｘ軸回
りの制御トルク信号を演算する処理のためモードｉをｘ
と指定する。

【００５６】「ステップ３」 ＬＵＴ選択モードｊ＝１
に設定し、上記制御関数の係数をメモリしたＬＵＴのど
れを使用するかを選択する。

【００５７】「ステップ４」 可動支持部材３のｘ軸回
りの振れ角θ（以下θｘと記す）に応じたセンサーアン
プ３３ｘの出力をＡ／Ｄ変換器５１１によりディジタル
・データとして取り込む。

【００５８】「ステップ５」 ステップ３のＬＵＴ選択
モードｊ＝１の設定に従い、可動支持部材３のｘ軸回り
に対して図１０に示すような広角端時の制御トルクカー
ブ（ａ）及び望遠端時の制御トルク（ｃ）が得られる上
記制御関数の係数Ｋ１をメモリしたＬＵＴ−１ｘ−Ｗ及
びＬＵＴ−１ｘ−Ｔから、前述の振れ角θｘに対応した
係数Ｋ１Ｗ及びＫ１Ｔを読み出す。

【００５９】「ステップ６」 現在の焦点距離に対する
上記制御関数の係数Ｋ１を、前述の係数Ｋ１Ｗ及びＫ１
Ｔに対する前述のＥＮＣ９５の値に応じた合成演算によ
り求める。

【００６０】上記の合成演算を行う合成器の一例を図１
２のブロック図に示す。図１２において、合成器５１９
（合成器５２０も同様）では、ＥＮＣ９５の分解能に応
じた係数１を発生する係数発生器８１と１の補数（１−
１）を発生する演算器８２と「Ｋ１Ｔ＊１」及び「Ｋ１
Ｗ＊（１−１）」を演算する乗算器の８４と８３を有
し、該乗算器の出力を加算演算する加算器８５により焦
点距離に応じた係数Ｋ１を出力する。

【００６１】なお、ＥＮＣ９５の出力に対応し、ＥＮＣ
のステップ数（分解能）と同数のＬＵＴを用意し、この
合成器を省略するようにしても良い。

【００６２】「ステップ７」 ＬＵＴ選択モードｊが
１、２の設定に対し、共に処理が終了したか否かを確認
する。もし、終了していない場合（ｊ＝２）はステップ
８へ進む。

【００６３】「ステップ８」 ここではＬＵＴ選択モー
ドｊ＝２と設定し直してステップ５に戻り、ＬＵＴ選択
モードｊ＝２に従い、可動支持部材３のｘ軸回りに対し
て図１０に示すような広角端時の制御トルクカーブ
（ａ）及び望遠端時の制御トルクカーブ（ｃ）の得られ
る上記制御係数Ｋ２をメモリしたＬＵＴ−２ｘ−Ｗ及び
ＬＵＴ−２ｘ−Ｔから前述のθｘに対応した係数Ｋ２Ｗ
及びＫ２Ｔを読みだし、ステップ６にて前述の合成演算
により上記制御関数の係数Ｋ２を求める。

【００６４】「ステップ９」 前述のθｘを微分（ｄθ
ｘ／ｄｔ）してデータΔとする。

【００６５】「ステップ１０」 前述のθｘを積分（θ
ｘｄｔ）してこれに係数Ｋ３を乗算し、データｄ１とす
る。なお、係数Ｋ３は、前記したように制御系に対する
影響度を低く設定すべく一定の小さな値とし、他の係数
Ｋ１、Ｋ２のような非線形処理は行わない。

【００６６】「ステップ１１」 前述のθｘに先に求め
た係数Ｋ１を乗算し、これをデータｄ２とする。

【００６７】「ステップ１２」 前述のデータΔに先に
求めた係数Ｋ２を乗算し、これをデータｄ３とする。

【００６８】「ステップ１３」 上記データｄ１、ｄ
２、ｄ３を加算し、これを“ＤＡＴＡ”として一時格納
する。

【００６９】即ち、ここで ＤＡＴＡ＝ｄ１＋ｄ２＋ｄ３ ＝ｋ１＊θｘ＋ｋ２＊ｄθｘ／ｄｔ＋Ｋ３＊∫θｘｄｔ により前記制御関数の演算結果が得られる。

【００７０】「ステップ１４」 現在の処理モードｉが
可動支持部材３のｘ軸回りに関するものかを判別する。

【００７１】奇数回目であればｘ軸回りに関するもので
あり（ｎｏの場合）、ステップ１５へ進む。偶数回目で
あればｙに関するものであり（ｙｅｓの場合）、ステッ
プ１７へ進む。

【００７２】「ステップ１５」 演算結果の“ＤＡＴ
Ａ”をｘ軸回りに対する制御トルクデータとしてＤｘに
格納する。

【００７３】「ステップ１６」 処理モードｉをｙに変
更し、ステップ３へ戻り、次に可動支持部材３のｙ軸回
りの制御トルク信号の演算のための処理を上記ｘ軸回り
の場合と同様に行う。

【００７４】但し、この場合、ステップ５では、可動支
持部材３のｙ軸回りに対して図１０に示すような広角端
時の制御トルクカーブ（ａ）及び望遠端時の制御トルク
カーブ（ｃ）の得られる上記制御関数の係数Ｋ１をメモ
リしたＬＵＴ−１ｙ−Ｗ及びＬＵＴ−１ｙ−Ｔから可動
支持部材３のｙ軸回りの振れ角θ（以下θｙと記す）に
対応した係数Ｋ１Ｗ及び係数Ｋ１Ｔを読み出すと共に、
図１０に示すような広角端時の制御トルクカーブ（ａ）
及び望遠端時の制御トルクカーブ（ｃ）の得られる上記
制御関数の係数Ｋ２をメモリしたＬＵＴ−１ｙ−Ｗ及び
ＬＵＴ−１ｙ−Ｔから前述した振れ角θｙに対応した係
数Ｋ１Ｗ及び係数Ｋ１Ｔを読み出すことになる。

【００７５】「ステップ１７」 演算結果の“ＤＡＴ
Ａ”をｙ軸回りに対する制御トルクデータとしてＤｙに
格納する。

【００７６】「ステップ１８」 制御トルクデータＤｘ
とＤｙをＤ／Ａ変換器５２４，５２５によりアナログ・
データに変換し、これを直接振れ角データ（トルク制御
信号）として駆動回路５３ｘ，５３ｙへ出力し、可動支
持部材３のｘ軸回り及びｙ軸回りのトルク制御を行う。

【００７７】「ステップ１９」 画像振れ補正動作を終
了してよいか否かを判断する。終了ならば（ＹＥＳの場
合）一連の動作を終了し、継続ならば（ＮＯの場合）ス
テップ１へ戻り、上述の処理を終了するまで繰り返す。

【００７８】上記のようにして、焦点距離が望遠から広
角側になるに従って強いトルクを与える前記制御関数の
トルクカーブに従い、可動支持部材３がパンニングやテ
ィルティングの動作等によって鏡筒４の内壁に近付くに
つれて、ｘ軸回りのトルク発生器系（４１ｘ，４２ｘ）
及びｙ軸回りのトルク発生器系（４１ｙ，４２ｙ）に可
動支持部材３を可動中心位置へ戻すための非線形に急増
する制御トルクが発生し、これにより可動支持部材３は
可動中心方向へ戻される。

【００７９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では、レンズとカメラが一体となっているいわゆる
カメラ一体型ＶＴＲが前提となっており、レンズとカメ
ラ本体の間に中間アクセサリが入る可能性のあるレンズ
交換型ビデオカメラ等では、焦点距離が自由に変えれる
ため上述の図１０に示すように望遠端時、広角端時とい
う制御関数係数の区切り方だけでは必ずしも最適な防振
効果及びパンニングやティルティングができない場合が
ある。

【００８０】この発明は、上記従来技術の問題点を解消
するために成されたもので、レンズとカメラ本体の間に
中間アクセサリを装着したため、真の焦点距離が変化し
た時も最適な防振効果を有し、且つパンニングやティル
ティングも支障なくできる画像振れ防止装置を提供する
ことを目的とするものである。

【００８１】

【課題を解決するための手段】このため、この発明に係
る画像振れ防止装置は、レンズとカメラ本体との間に装
着された中間アクセサリの種類を識別する中間アクセサ
リ識別手段と、レンズ鏡筒内に配され、画像の振れを補
正する補正光学手段と、前記レンズ鏡筒に対する前記補
正光学手段の相対変移量が大きくなるに従って大なる規
制トルクを発生して補正光学手段のレンズ鏡筒に対する
相対変移を規制する規制手段と、焦点距離を変化させて
変倍を行う変倍手段と、該変倍手段の変倍位置情報を検
出する変倍位置検出手段とを備え、かつ前記変倍位置検
出手段と中間アクセサリ識別手段からの情報により真の
焦点距離を算出する焦点距離判別手段と、算出した真の
焦点距離に対応させて前記規制手段を制御する制御手段
とを備えたことを特徴とする構成によって、前記の目的
を達成しようとするものである。

【００８２】

【作用】以上の構成により、中間アクセサリ識別手段か
らの中間アクセサリ識別情報と変倍位置検出手段からの
変倍位置情報とを入力して判別手段は真の焦点距離を求
め、制御手段は上記求めた真の焦点距離に対応させて規
制手段を制御して補正光学手段のレンズ鏡筒に対する相
対変移を規制し、補正光学手段による画像振れ防止を実
施する。

【００８３】即ち、中間アクセサリを装着したときも最
適な画像振れ防止効果を発揮し、かつ補正光学手段がレ
ンズ鏡筒に突き当たることなくパンニング、およびティ
ルティングが実施できる。

【００８４】

【実施例】以下、本発明に係る画像振れ防止装置を実施
例により説明する。図１は、本発明に係る一実施例の構
成を示すブロック図であり、該装置は前記図３，図４等
に示す従来の慣性振り子型による画像振れ防止装置を発
展させたものであり、図３，図４等により説明した従来
装置の部分と同一または相当部分には同一符号で示し、
重複説明を省略する。

【００８５】図１において、１００は中間アクセサリ識
別手段であり、該中間アクセサリ識別手段によりレンズ
とカメラ本体との間に装着された中間アクセサリの種類
を識別する。

【００８６】１０１は、焦点距離判別回路であり、前記
中間アクセサリ識別手段１００と、ＥＮＣ９５のデータ
から中間アクセサリが装着された場合の真の焦点距離を
演算により求め、新たなエンコーダ情報として後記する
演算に使用する。

【００８７】次に、図１に示す本実施例の制御動作を図
２のフローチャートを参照して説明する。図２のフロー
チャートは、図１の構成をフロー化しているため、前記
図１の説明と同様に従来例のフローチャート図９と同じ
部分については同一記号を用い、重複説明を省略する。

【００８８】「ステップ１」 真の焦点距離検出のため
にＥＮＣ９５の値（ＥＮＣデータ）を取り込み、更に中
間アクセサリ識別手段１００より中間アクセサリの種類
より変倍率を求め、焦点距離判別回路１０１により現状
態の焦点距離を演算する。

【００８９】「ステップ２」から「ステップ４」までは
図９説明と同様である。

【００９０】「ステップ５」 ステップ３のＬＵＴ選択
モードｊ＝１の設定に従い、ステップ１で求めた焦点距
離をパラメータとして現在の焦点距離のＬＵＴを決定す
る。

【００９１】「ステップ６」 現在の焦点距離と前述の
振れ角θｘに対応した上記制御関数の係数Ｋ１を、前述
のＬＵＴより読み出す。

【００９２】「ステップ７」から「ステップ１９」まで
は図９説明と同様である。

【００９３】本実施例によれば、任意の中間アクセサリ
がレンズとカメラ本体の間に装着されても、防振特性は
真の焦点距離によって最適化されるため防振効果を損な
うことなくパンニングやティルティングにも効果のある
画像振れ防止効果を実現することができる。

【００９４】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、中間アクセサリ識別手段からの中間アクセサリ識別
情報と変倍位置検出手段からの変倍位置情報とを入力し
て判別手段は真の焦点距離を求め、制御手段は上記求め
た真の焦点距離に対応させて規制手段を制御して補正光
学手段のレンズ鏡筒に対する相対変移を規制し、補正光
学手段による画像振れ防止を実施する。

【００９５】即ち、中間アクセサリを装着したときも最
適な画像振れ防止効果を発揮し、かつ補正光学手段がレ
ンズ鏡筒に突き当たることなくパンニング、およびティ
ルティングが実施できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 一実施例のブロック図

【図２】 一実施例のフローチャート

【図３】 従来の画像振れ防止装置例のブロック図

【図４】 従来の画像振れ防止装置の断面図

【図５】 センサ系の構成例を示す斜視図

【図６】 トルク発生器系の具体的な構成例を示す斜視
図

【図７】 振れ角に対する制御トルクの特性図

【図８】 主光軸側から見た制御トルクのイメージ図

【図９】 従来の画像振れ防止装置のフローチャート

【図１０】 焦点距離・振れ角に対する制御トルクの特
性図

【図１１】 防振光学系の振れ量説明図

【図１２】 合成器の構成を示すブロック図

【図１３】 画像振れ防止装置の基本構成を示す断面図

【図１４】 ジンバル支持の構成を示す部分拡大図

【図１５】 ダンピング・センタリング基本構成の要部
拡大図

【図１６】 画像振れ防止装置の基本となる制御トルク
特性図

【符号の説明】

１，２ 補正光学系 ３ 可動支持部材 ４ レンズ鏡筒（鏡筒） ５ ジンバル １２，１３ 主レンズ １４ 焦点面 ３０，３１，３２， センサ系 ４１，４２ トルク発生器系 ５０ 制御回路 ９２ 変倍レンズ ９５ 変倍エンコーダ（ＥＮＣ） ９６ 移動環 １００ 中間アクセサリ識別器 １０１ 焦点距離判別器 ５１６，５１７ ルック・アップ・テーブル（ＬＵＴ） なお、図中、同一符号は同一または相当する部分を示
す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 5/222 - 5/257

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レンズとカメラ本体との間に装着された
   中間アクセサリの種類を識別する中間アクセサリ識別手
   段と、レンズ鏡筒内に配され、画像の振れを補正する補
   正光学手段と、前記レンズ鏡筒に対する前記補正光学手
   段の相対変移量が大きくなるに従って大なる規制トルク
   を発生して補正光学手段のレンズ鏡筒に対する相対変移
   を規制する規制手段と、焦点距離を変化させて変倍を行
   う変倍手段と、該変倍手段の変倍位置情報を検出する変
   倍位置検出手段とを備え、かつ前記変倍位置検出手段と
   中間アクセサリ識別手段からの情報により真の焦点距離
   を算出する焦点距離判別手段と、算出した真の焦点距離
   に対応させて前記規制手段を制御する制御手段とを備え
   たことを特徴とする画像振れ防止装置。