JP3355784B2

JP3355784B2 - 光軸補正用レンズの支持機構

Info

Publication number: JP3355784B2
Application number: JP11737594A
Authority: JP
Inventors: 和洋田中; 英司大嶋
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1994-05-09
Filing date: 1994-05-09
Publication date: 2002-12-09
Anticipated expiration: 2017-12-09
Also published as: JPH07301769A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は新規な光軸補正用レンズ
の支持機構に関する。詳しくは、例えば、ハンディタイ
プのビデオカメラ装置、あるいは望遠鏡等のように使用
状態においていわゆる手振れ補正が必要な光学系機器に
おいて好適な光軸補正用レンズの支持機構に関し、光軸
補正用レンズの主レンズ系に対する偏心を略一の平面内
で行ない、光軸補正を精度良く行うことができる新規な
光軸補正用レンズの支持機構を提供しようとするもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】例えば、ハンディタイプのビデオカメラ
装置において、その手振れを補正する方式として、撮影
レンズ系の前方に凸レンズと凹レンズとからなるアフォ
ーカルレンズを光軸補正用レンズとして配置し、これら
凸レンズ及び／又は凹レンズを光軸に直交する方向に移
動させることにより手振れを補正する方式が知られてい
る。

【０００３】かかる方式にあっては、光軸補正用レンズ
を光軸に直交する方向に移動させるために、例えば、板
バネ状のサスペンションにより光軸補正用レンズを支持
する必要がある。

【０００４】図１０及び図１１は凸レンズと凹レンズと
から成るアフォーカルレンズを光軸補正用レンズとし
て、これらレンズのうち凸レンズを光軸に直交する方向
に移動させることにより手振れを補正する方式を説明す
るための模式図である。

【０００５】尚、図１０は光軸補正用レンズを鉛直方向
に移動自在に支持したものを示したが、実際には水平方
向にも移動可能とされており、これにより、光軸補正用
レンズは光軸方向から見て光軸を中心として３６０度の
範囲で移動できるようになっている。

【０００６】ａは撮影レンズ系であり、その後方に撮像
素子（ＣＣＤ）ｂが配設されている。

【０００７】ｃはアフォーカルレンズにより構成された
光軸補正用レンズのうち撮影レンズ系ａ側に位置された
補正用凸レンズであり、該補正用凸レンズｃは上記撮影
レンズ系ａの前側に近接してサスペンションｄ、ｄを介
して配置されており、その光軸ｘ´は上記撮影レンズ系
ａの主光軸ｘと常に平行になるようにされている。

【０００８】具体的には、２つのサスペンションｄ、ｄ
は板バネ材料から成ると共に同一形状に形成される。

【０００９】また、サスペンションｄ、ｄはその一端が
補正用凸レンズｃを保持している図示しないレンズホル
ダを支持し、また、その他端が撮影レンズ系ａのレンズ
鏡筒ｅの外周面に支持されており、撮影レンズ系ａの光
軸ｘと補正用凸レンズｃの光軸ｘ´とが一致した状態で
これら光軸ｘ、ｘ´と各サスペンションｄ、ｄとが略平
行になるようになっている。

【００１０】ｆは補正用凸レンズｃを駆動するためのリ
ニアモータであり、図示しないレンズ筐体側に取着され
たヨークｇと該ヨークｇに取着されたマグネットｈと補
正用凸レンズｃ側に取着されたムービングコイルｉ等か
ら成る。尚、図１０には鉛直方向におけるリニアモータ
ｆのみ示すが、実際には水平方向におけるリニアモータ
も配設されている。

【００１１】ｊは補正用凸レンズｃの位置を検出するた
めの位置センサであり、例えば、発行ダイオード（ＬＥ
Ｄ）ｋと半導体位置検出素子（ＰＳＤ）ｌ等から成り、
ＰＳＤｌはその受光面が一方へ長い矩形状に形成されて
いる。尚、図１０には鉛直方向における位置センサｊの
み示すが、実際には水平方向における位置センサも配設
されている。

【００１２】そして、ＬＥＤｋは補正用凸レンズｃの周
縁部であって上記リニアモータｆが配置された位置から
周方向に中心角で９０度離間した位置に取着されてい
る。

【００１３】ＰＳＤｌは図示しないレンズ筐体の上記Ｌ
ＥＤｋに対向する位置に取着され、また、その向きはそ
の長手方向が補正用凸レンズｃの接線方向と略同じ方向
に延びるようにされている。

【００１４】そして、補正用凸レンズｃの垂直方向の位
置成分は水平用リニアモータ（図示は省略した。）と光
軸ｘ´を挟んで対向する位置に配置された位置センサｊ
により、また、補正用凸レンズｃの水平方向の位置成分
は鉛直用リニアモータｆと光軸ｘを挟んで対向する位置
に配置された位置センサ（図示は省略した。）により、
それぞれ検出される。

【００１５】ｍは角速度センサからなる手振れ検出セン
サであり、手振れを検出すると振れ検出信号が出力さ
れ、該振れ検出信号は角速度データであるため、これを
手振れ量演算回路ｎにて積分演算して角度の変化分を検
出する。

【００１６】手振れ量演算回路ｎにて検出された角度デ
ータは光軸補正用レンズ位置制御回路ｏにて上記位置セ
ンサｊ等により得られた光軸補正用レンズｃの位置デー
タと比較され、補正すべき角度の量が検出され、この補
正データが上記リニアモータｆ等に出力されて、光軸補
正用レンズｃが垂直方向又は水平方向へ移動されて、光
軸の補正が為されるようになっている。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな光軸補正用レンズの支持機構において、補正用凸レ
ンズｃを移動させたとき、２つのサスペンションｄ、ｄ
は同一構造のため、補正用凸レンズｃはその光軸ｘ´が
撮影レンズ系ａの光軸ｘと平行な状態を保ちながら移動
することになるが、その移動は円弧運動であり補正用凸
レンズｃが撮影レンズ系ａに対して変位した時に、図１
１に示すように、光軸方向に「ズレＬ」が生ずる。

【００１８】かかる補正用凸レンズｃの光軸方向の「ズ
レＬ」は、その分、結像位置が後方へずれてしまうこと
になり、本来、ＣＣＤｂ面上に結像しなければならない
のにＣＣＤｂ面上に結像できず、ピンボケが生ずるとい
う問題があった。

【００１９】かかる問題は、ＣＣＤｂの小型化に伴いＣ
ＣＤの被写界深度が小さくなる傾向があり、上記光軸補
正用レンズの後方への「ズレＬ」は大きな問題となって
いた。

【００２０】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明光軸補正
用レンズの支持機構は、上記した問題を解決するため
に、一端が上記光軸補正用レンズを支持し他端が光軸方
向においてレンズ側支持点に近接した固定側部材に支持
されたサスペンションに折り返し部を形成したものであ
る。

【００２１】

【作用】従って、本発明光軸補正用レンズの支持機構に
よれば、一端が上記光軸補正用レンズを支持し他端が光
軸方向においてレンズ側支持点に近接した固定側部材に
支持されたサスペンションに折り返し部を形成したの
で、サスペンションのレンズ支持点と被支持点とが近接
され、また、被支持点が固定されているため、光軸補正
用レンズの光軸に対して直交する方向への移動に伴い、
折り返し部は被支持点に対して前方へ移動し、また、レ
ンズ支持点は折り返し部に対して後方へ移動することに
なり、これら折り返し部の前方への移動とレンズ支持点
の後方への移動とが互いに相殺し合い、全体として、光
軸補正用レンズの光軸方向への移動を略無くするか又は
少なくすることができ、光軸補正時における上記ピンボ
ケを防止することができ、また、ＣＣＤの小型化にも適
応することができる。

【００２２】

【実施例】図１は本発明光軸補正用レンズの支持機構に
おけるサスペンションの原理を説明するための原理図で
ある。

【００２３】１は長さ方向における中間の部分にＶ字状
に屈曲された折り返し部２が形成されたサスペンション
であり、該サスペンション１の両端部が近接され、その
一端にはレンズ３が支持され、また、他端が図示しない
固定側部材（例えば、レンズ鏡筒）に固定され、これに
より、レンズ３は光軸に対して直交する方向に移動自在
とされる。

【００２４】そして、レンズ３が光軸に対して直交する
方向、例えば、上方へ移動されると、サスペンション１
の固定側部材に支持される被支持点１ａと折り返し部２
との間の部分（以下、「ズレ抑制バネ片」という。）４
及びレンズ支持点１ｂと折り返し部２との間の部分（以
下、「ズレ発生バネ片」という。）５がそれぞれ図１に
おいて２点鎖線で示すように撓む。

【００２５】このとき、ズレ発生バネ片５は折り返し部
２を支点として撓んだ状態となり、レンズ支持点１ｂは
折り返し部２との関係で相対的に後方へ移動されること
となり、ズレ発生バネ片５の撓みはレンズ支持点１ｂを
光軸方向において後方へずらすこと、即ち、本発明が解
決する課題であるところの光軸方向の「ズレ」を発生さ
せることとなる。

【００２６】一方、ズレ抑制バネ片４は被支持点１ａを
支点として撓んだ状態となり、被支持点１ａが固定され
ているため、折り返し部２を前方に移動させることにな
り、ズレ抑制バネ片４の撓みは折り返し部２を前方へ移
動させること、即ち、上記課題の「ズレ」をキャンセル
する方向に移動させることとなり、全体として、レンズ
支持点１ｂは折り返し部２の前方への移動とレンズ支持
点１ｂの後方への移動とが相殺されることになる。

【００２７】これにより、レンズ３は光軸方向には殆ど
移動することなく光軸に対して直交する一の平面上を移
動することとなる。

【００２８】以下に、本発明光軸補正用レンズの支持機
構の詳細をビデオカメラ装置に適用した実施の一例を図
２乃至図９に従って説明する。

【００２９】図中６は光軸補正用レンズの支持機構であ
り、アフォーカルレンズにより構成された光軸補正用レ
ンズのうち撮影レンズ系７側に位置された補正用凸レン
ズ８と該補正用凸レンズ８をその光軸Ｘ´が撮影レンズ
系７の主光軸Ｘと平行な状態を保ちながら移動可能なよ
うに支持した板バネ９、９と補正用凸レンズ８を所定の
位置に移動させる駆動手段１０、１０と補正用凸レンズ
８の位置を検出するための位置検出手段１１、１１等を
有する。

【００３０】補正用凸レンズ８はレンズホルダー１２に
支持されて撮影レンズ系７の前方に位置されると共に、
その光軸Ｘ´は撮影レンズ系７の主光軸Ｘと平行になる
ように位置される。

【００３１】尚、駆動手段１０、１０及び位置検出手段
１１、１１は従来例で示したものとその構造が略同一で
あるのでこれらの詳細については省略する。

【００３２】レンズホルダー１２は略リング状をしてお
り、その上端部及び右端部にはコイルボビンが外方へ向
かって一体に突設され、また、その下端部及び左端部に
は後述する位置センサのＬＥＤを取り付ける取付片が外
方へ向かって一体に突設されている。

【００３３】板バネ９は、前後方向に長く水平な向きに
位置され互いに上下に離間した２つの第１の垂直用バネ
片１３、１３と、各第１の垂直用バネ片１３、１３の一
方の側縁の前端部間を連結した垂直な向きの被支持片１
４と、各第１の垂直用バネ片１３、１３の反被支持片１
４側の後端部間を連結した垂直な向きの連結片１５と、
前後方向に長く水平な向きに位置され互いに上下に離間
し上記第１の垂直用バネ片１３、１３の上方又は下方に
それぞれ位置しその後端部が上記連結片１５に連結され
た２つの第２の垂直用バネ片１６、１６と、各第２の垂
直用バネ片１６、１６の前端部間を連結した垂直な向き
の支持片１７とから成る。

【００３４】このように形成された板バネ９が上記原理
説明で行なったサスペンション１に相当し、第１の垂直
用バネ片１３、１３が原理説明におけるズレ抑制バネ片
４に、また、第２の垂直用バネ片１６、１６が原理説明
におけるズレ発生バネ片５に相当すると共に、連結部１
５が上記折り返し部２に相当する。

【００３５】また、被支持片１４、連結片１５及び支持
片１７には上下方向に長い矩形孔１４ａ、１５ａ、１７
ａがそれぞれ形成されており、これにより、各被支持片
１４、連結片１５、支持片１７の各矩形孔１４ａ、１５
ａ、１７ａの上下両脇に垂直な向きで細幅の第１の水平
用バネ片１８、１８、第２の水平用バネ片１９、１９、
第３の水平用バネ片２０、２０がそれぞれ形成される。

【００３６】尚、図３に示した板バネ９はレンズ鏡筒２
１の左側に配置したものを示す。

【００３７】１３ａ、１３ａ、・・・、１６ａ、１６ａ
は第１の垂直用バネ片１３及び第２の垂直用バネ片１６
に形成されたバネ定数調整用の矩形状をした小孔であ
り、各垂直用バネ片１３、１６の長手方向に多数配列さ
れていて、該小孔１３ａ及び１６ａの大きさ、形成個数
は当該垂直用バネ片１３、１６のバネ定数が所定の値に
なるように決定される。

【００３８】このような板バネ９は所定の大きさの板バ
ネ材料に穿孔加工及び折り曲げ加工を施すことにより形
成される。

【００３９】そして、このように形成された板バネ９、
９は、その被支持片１４、１４が上記撮影レンズ系７の
レンズ鏡筒２１の左右両側面に垂直な向きで、かつ、支
持片１７、１７が撮影レンズ系７よりも前方ヘ突出した
状態で、レンズ鏡筒２１にネジ等により固定される。
尚、板バネ９が支持される部材はレンズ鏡筒２１に限ら
ず、固定側の部材であれば良く、例えば、ビデオカメラ
の筐体であっても良い。

【００４０】具体的には、板バネ９の被支持片１４の矩
形孔１４ａの後側に位置した部分がレンズ鏡筒２１にネ
ジにより固定される。

【００４１】レンズホルダー１２はその左右両端部が板
バネ９、９の支持片１７、１７の先端部間に所定の向き
でネジ等により支持され、また、板バネ９、９の各バネ
片１３、１３、・・・、１６、１６、・・・、１８、１
８、・・・、１９、１９、・・・、２０、２０、・・・
が撓んでいない状態で、上記補正用凸レンズ８の光軸Ｘ
´が撮影レンズ系７の主光軸Ｘと一致するようになって
いる。

【００４２】具体的には、板バネ９の支持片１７の矩形
孔１７ａの前側に位置した部分にレンズホルダー１２の
左右側縁がネジ止めされ、被支持片１４と支持片１７と
は近接した位置に配設される。

【００４３】これにより被支持片１４と連結片１５との
間の長さ、即ち、第１の垂直用バネ片１３の長さと連結
片１５と支持片１７との間の長さ、即ち、第２の垂直用
バネ片１６の長さとが略同じになるようになっている。

【００４４】しかして、補正用凸レンズ８が駆動手段１
０により、例えば、上方へ移動されたとき、板バネ９は
以下のように撓む（図６、図７参照）。

【００４５】即ち、補正用凸レンズ８が上方へ移動する
と、第２の垂直用バネ片１６、１６がその支持片１７側
が上方に変位するように湾曲し、この湾曲は連結片１５
が基端となるため、補正用凸レンズ８は連結片１５との
関係で相対的に後方へずれることになる。

【００４６】一方、第１の垂直用バネ片１３、１３は被
支持片１４を基端として連結片１５側が上方へ変位する
ように湾曲するため、この湾曲は連結片１５は被支持片
１４との関係で相対的に前方へずれることになる。

【００４７】これにより、第２の垂直用バネ片１６、１
６の撓みによる支持片１７の後方への移動と第１の垂直
用バネ片１３、１３の撓みによる連結片１５の前方への
移動とが相殺され、補正用凸レンズ８は、上方へ移動さ
れるものの光軸方向へは略変位せず、光軸に対して直交
する一の平面上を移動することとなる。

【００４８】尚、厳格には第２の垂直用バネ片１６、１
６の方が第１の垂直用バネ片１３、１３よりその光軸方
向における長さが稍長いため、補正用凸レンズ８が上方
へ移動したときに、ほんの僅かに後方へ移動されること
になるが、折り返し部のない従来例のように極端な後方
への「ズレ」はなく、光軸補正時においてピンボケが生
ずることはない。

【００４９】好ましくは、上記原理説明において説明し
たように、板バネ９（サスペンション２）の第１の垂直
用バネ片１３（ズレ抑制バネ片４）と第２の垂直用バネ
片１６（ズレ発生バネ片５）とが同じ長さになるように
することが良い。

【００５０】また、補正用凸レンズ８が駆動手段１０に
より、例えば、右方へ移動させられたとき、板バネ９は
以下のように撓む（図８、図９参照）。

【００５１】即ち、補正用凸レンズ８が右方へ移動する
と、第１の水平用バネ片１８、１８、第２の水平用バネ
１９、１９及び第３の水平用バネ片２０、２０が図９に
示すように湾曲する。そして、これら水平用バネ片１
８、１９、２０自体による光軸方向の「ズレ」は湾曲す
る角度が小さくかつその長さが短いため、殆ど無視する
ことができるが、これらの接線方向に延びる垂直用バネ
片１３、１６の長さが長いため、これらを考慮する必要
がある。

【００５２】かかる場合、第１の垂直用バネ片１３が上
記ズレ抑制バネ片４に、また、第２の垂直用バネ片１６
が上記ズレ発生バネ片５に相当し、連結片１５が折り返
し部２に相当することになる。

【００５３】従って、補正用凸レンズ８が右方へ移動す
ると、第２の垂直用バネ片１６は連結片１５を基端とし
て傾斜するため、補正用凸レンズ８は連結片１５との関
係で相対的に後方へずれることになる。

【００５４】一方、第１の垂直用バネ片１３は被支持片
１４を基端として傾斜するため、連結片１５は被支持片
１４との関係で相対的に前方へずれることになる。

【００５５】これにより、第２の垂直用バネ片１６の傾
斜による支持片１７の後方への移動と第１の垂直用バネ
片１３の傾斜による連結片１５の前方への移動とが相殺
され、補正用凸レンズ８は、右方へ移動されるものの光
軸方向へは略変位せず、光軸に対して直交する一の平面
上を移動することとなる。

【００５６】尚、上記実施例において折り返し部を１つ
としたが、本発明はこれに限らず、複数の折り返し部を
備えるようにしても良い。かかる場合、サスペンション
のレンズ側支持点と固定側支持点とを近接させるために
は、折り返し部の個数を奇数個にすることが好ましい。

【００５７】

【発明の効果】以上に記載したところから明らかなよう
に、本発明光軸補正用レンズの支持機構は、主レンズ系
の前方に配置され光軸に対して直交する略平面内で偏心
可能に支持された光軸補正用レンズと、一端が上記光軸
補正用レンズを支持し他端が光軸方向においてレンズ側
支持点に近接した固定側部材に支持されたサスペンショ
ンとを、備えた光軸補正用レンズの支持機構であって、
上記サスペンションに折り返し部を形成したことを特徴
とする。

【００５８】従って、本発明光軸補正用レンズの支持機
構によれば、一端が上記光軸補正用レンズを支持し他端
が光軸方向においてレンズ側支持点に近接した固定側部
材に支持されたサスペンションに折り返し部を形成した
ので、サスペンションのレンズ支持点と被支持点とが近
接され、また、被支持点が固定されているため、光軸補
正用レンズの光軸に対して直交する方向への移動に伴
い、折り返し部は被支持点に対して前方へ移動し、ま
た、レンズ支持点は折り返し部に対して後方へ移動する
ことになり、これら折り返し部の前方への移動とレンズ
支持点の後方への移動とが互いに相殺し合い、全体とし
て、光軸補正用レンズの光軸方向への移動を略無くする
か又は少なくすることができ、光軸補正時における上記
ピンボケを防止することができ、また、ＣＣＤの小型化
にも適応することができる。

【００５９】尚、上記実施例において、サスペンション
を互いに直交する２方向に各別に撓むような２つのバネ
片を有する板バネであって、レンズ鏡筒を挟んで左右に
それぞれ配置したものについて説明したが、本発明光軸
補正用レンズの支持機構はこれに限らず、サスペンショ
ンが細丸棒状のいわゆるワイヤであっても良く、要は、
光軸に対して直交する略平面内で偏心可能に光軸補正用
レンズを支持するサスペンションであれば良い。

【００６０】また、上記実施例において、本発明をビデ
オカメラ装置に適用したものについて説明したが、本発
明光軸補正用レンズの支持機構はこれに限らず、望遠
鏡、レーザポインタ等の手振れ補正をしなければならな
い光学機器に適用することができる。

【００６１】この他、上記実施例に示した各部の構造や
形状は、本発明の実施に際しての具体化のほんの一例を
示したものに過ぎず、これらによって、本発明の技術的
範囲が限定的に解釈されてはならない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明光軸補正用レンズの支持機構の原理を説
明するための模式図である。

【図２】図３乃至図９と共に本発明光軸補正用レンズの
支持機構の実施の一例を示すものであり、本図は要部の
斜視図である。

【図３】サスペンションを示す斜視図である。

【図４】全体の構成を一部を切り欠いて示す側面図であ
る。

【図５】全体の構成を示す正面図である。

【図６】光軸補正用レンズが偏心していない状態のサス
ペンションを示す側面図である。

【図７】図６の状態から光軸補正用レンズが上方へ偏心
した状態を示す側面図である。

【図８】光軸補正用レンズが偏心していない状態のサス
ペンションを示す平面図である。

【図９】図８の状態から光軸補正用レンズが右方へ偏心
した状態を示す平面図である。

【図１０】従来の光軸補正用レンズの支持機構の一例を
示す概略図である。

【図１１】従来の光軸補正用レンズの支持機構の問題点
を説明するための模式図である。

【符号の説明】

Ｘ主レンズ系の光軸１サスペンション１ａ被支持点（固定側支持点）１ｂレンズ支持点（レンズ側支持点）２折り返し部３レンズ（光軸補正用レンズ）６光軸補正用レンズの支持機構７撮影レンズ系（主レンズ系）８補正用凸レンズ（光軸補正用レンズ）９板バネ（サスペンション）１４被支持片（固定側支持点）１５連結片（折り返し部）１７支持片（レンズ側支持点）２１レンズ鏡筒（固定側部材）

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03B 5/00 G02B 7/02 G02B 27/64 H04N 5/232

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】主レンズ系の前方に配置され光軸に対し
て直交する略平面内で偏心可能に支持された光軸補正用
レンズと、一端が上記光軸補正用レンズを支持し他端が
光軸方向においてレンズ側支持点に近接した固定側部材
に支持されたサスペンションとを、備えた光軸補正用レ
ンズの支持機構であって、上記サスペンションに折り返
し部を形成したことを特徴とする光軸補正用レンズの支
持機構。
【請求項２】サスペンションのレンズ側支持点と折り
返し部及び固定側支持点と折り返し部のバネ定数が光軸
方向の変位を相殺する所定値になるようにしたことを特
徴とする請求項１に記載の光軸補正用レンズの支持機
構。
【請求項３】サスペンションのレンズ側支持点と折り
返し部及び固定側支持点と折り返し部のバネの長さが略
同じになるようにしたことを特徴とする請求項１又は請
求項２に記載の光軸補正用レンズの支持機構。