JP5313700B2 - 交換レンズ - Google Patents

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本発明は、レンズ交換式カメラシステムを構成する交換レンズに関するものであり、特に防振機能を備えた交換レンズに関する。

従来、撮影時の使用者による手振れを補正する手振れ補正システムが実用化されている。特に手振れ補正システムには、カメラ本体の撮像素子を光軸に垂直な平面でシフトさせ手振れを補正する撮像素子シフト方式と、交換レンズのレンズ光学系の一部の防振レンズ群を光軸に垂直な平面でシフトさせ手振れを補正する光学レンズシフト方式が一般的である。

撮像素子シフト方式を採用したカメラ本体は、カメラ本体に設置された手振れ検知装置で手振れを検知し、この手振れをキャンセルするように撮影の瞬間にカメラ本体の撮像素子を光軸に垂直な平面でシフトさせる。

光学レンズシフト方式を採用した交換レンズは、交換レンズに設置された手振れ検知装置で手振れを検知し、この手振れをキャンセルするように撮影中に交換レンズのレンズ光学系における一部の防振レンズ群を光軸に垂直な平面でシフトさせる。

撮像素子シフト方式と光学レンズシフト方式のどちらの手振れ補正システムにもそれぞれ一長一短がある。

撮像素子シフト方式では、カメラ本体に防振機能を備えるため、特にレンズ交換式カメラシステムにおいて撮像素子シフト方式を採用すれば、使用者は光学レンズシフト方式を採用しない従来の交換レンズを装着しても撮影時に手振れを補正することが可能である。しかしながら、交換可能性のある様々な交換レンズに対してカメラ本体に備えられた共通の手振れ補正システムを採用せざるを得ないため、交換レンズの特徴に最適な手振れ補正をすることが難しい。撮像素子シフト方式では、撮像素子面で手振れを補正するため、望遠レンズになるほど手振れ補正量が大きくなり、カメラ本体の備えられた共通の手振れ補正システムでは手振れ補正が間に合わなくなってしまう。

光学レンズシフト方式では、交換レンズそれぞれのレンズ光学系に最適な手振れ補正システムを採用しているため、望遠レンズであっても最適な手振れ補正システムを構築することが可能である。光学レンズシフト方式を採用することにより、偏心させるのに最適なレンズ光学系及び防振レンズ群を考慮した交換レンズの設計が可能である。また、光学レンズシフト方式を採用した交換レンズの手振れ補正の様子は、使用者がリアルタイムにファインダで観察することができるため、構図の決定が行いやすい。しかしながら、光学レンズシフト方式では、交換可能性のある交換レンズそれぞれに手振れ補正ユニットを設けなければならないので、コスト高やレンズ光学系設計の制約が生じる。

上記説明の通り、撮像素子シフト方式はカメラ本体に搭載され、光学レンズシフト方式は交換レンズに搭載されているので、これらを組み合わせて両システムのメリットを利用するシステムが考えられる。すなわち、撮像素子シフト方式を採用したカメラ本体へ光学レンズシフト方式を採用した交換レンズを装着可能にするカメラシステムが考えられる。

しかしながら、両システムはそれぞれ独立に使用者の手振れを補正するシステムを有しているため、両システムの手振れ補正を組み合わせると結果として手振れ補正の過剰な写真が撮影されてしまう。

この問題を解決するため、特開2006−113443号公報には、撮影時以外は光学レンズシフト方式によって手振れを補正し、撮影時には光学レンズシフト方式による手振れ補正を停止して、撮像素子シフト方式による手振れ補正に切り換えることができるカメラシステムが記載されている。

また、特開2007−010895号公報には、カメラ本体の防振スイッチの有効/無効及び撮影レンズの防振スイッチの有効/無効により選択する手振れ補正システムを予め決定されているカメラシステムが記載されている。

特開2006−113443号公報 特開2007−010895号公報

特開2006−113443号公報に記載されたカメラシステムでは、撮像素子シフト方式と光学レンズシフト方式とを組み合わせることを前提とし、撮影時以外は光学レンズシフト方式により手振れ補正を行うことで使用者がファインダで手振れ補正状態を観察することが可能であり、且つ、撮影時はシャッタ速度によって両システムのうち最適なシステムを選択し、最適な手振れ補正を行うことが可能である。しかし、特開2006−113443号公報に記載されたカメラシステムにおいては、最初から撮像素子シフト方式と光学レンズシフト方式とを組み合わせることを前提としているため、カメラ本体に、防振機能を有する交換レンズが取り付けられたことを検出する検出手段や、シャッタ速度により最適な手振れ補正システムを選択し、その他方を作動させないようにする像ぶれ補正機能選択手段を必要とする。そのため、使用者が既に所有している従来の撮像素子シフト方式を採用したカメラ本体と光学レンズシフト方式を採用した交換レンズを用いて特開2006−113443号公報に記載されたカメラシステムを実現することができない。このカメラシステムを実現するには新たに対応したカメラ本体が必要であり、カメラ本体はカメラシステムにおいて中心的な装置であるため、これを買い替えることは使用者にとって負担である。

特開2007−010895号公報に記載されたカメラシステムでは、撮像素子シフト方式を採用したカメラ本体の防振スイッチの有効/無効と光学レンズシフト方式を採用した交換レンズの防振スイッチの有効/無効とにより優先的にどちらかの手振れ補正システムを選択して撮影するため、撮影された写真が過剰に手振れ補正されることはない。しかし、特開2007−010895号公報に記載されたカメラシステムも、特開2006−113443号公報に記載されたカメラシステムと同様に手振れ補正システムを選択し、その他方を停止させる防振選択処理部をカメラシステムに設けなければならない。既に使用者が所有するカメラ本体及び交換レンズに対して、双方向間で他方の手振れ補正システムを停止させたり、作動させないようにしたりすることは困難である。

本発明は、撮像素子シフト方式を採用したカメラ本体に光学レンズシフト方式を採用した交換レンズを装着した際のカメラシステムであっても、簡単な構成で手振れ補正の過剰な写真が撮影されることを防止できる光学レンズシフト方式を採用した交換レンズの提供を課題とする。

上記課題を解決するために、本発明は、撮像素子シフト方式を採用したカメラ本体に装着可能な光学レンズシフト方式を採用した交換レンズにおいて、防振レンズ群と、該防振レンズ群を光軸に垂直な平面で駆動するレンズ側駆動手段と、防振機能を有効又は無効にするレンズ側防振スイッチと、前記カメラ本体に設けられたカメラ側制御手段とのデータ通信、該レンズ側駆動手段の駆動制御、該レンズ側防振スイッチの有効又は無効の状態の判断を行うレンズ側制御手段と、を有し、該カメラ本体に設けられたカメラ側防振スイッチが有効であり、且つ、該レンズ側防振スイッチが有効である場合には、該防振レンズ群を手振れ補正時よりも高い周波数で所定時間振動させ、バイブレーションによる警告を行うことを特徴とする交換レンズを提供する。

特に本実施例を参照して、レンズ側駆動手段は補正レンズ群シフト用VCM、カメラ側制御手段はカメラCPU、レンズ側制御手段はレンズCPU、に対応するが、本実施例に限定されるものではない。

本発明により、使用者に対して、カメラ本体の防振機能が有効であり、且つ、交換レンズの防振機能が有効であることにより、手振れの過剰に補正された写真が撮影されてしまうことを警告することができる。

本発明により、撮像素子シフト方式の防振機能を備えたカメラ本体に光学レンズシフト方式の防振機能を備えた交換レンズを装着し、両方の防振機能が有効に設定されている場合であっても、手振れ補正時よりも高い周波数で防振レンズ群を振動させ、バイブレーションによる警告を行うことにより、使用者に対して、撮影時に手振れを過剰に補正してしまい、失敗写真が撮影されるおそれがあることを知らせることができる。

これにより、使用者に対して、カメラ本体と交換レンズでの防振機能設定ミスを撮影前に知らせることができ、撮影の失敗を未然に防ぐため、少なくともどちらかの防振機能を無効にするように促すことができる。

また、警告となるバイブレーションは、手振れ補正ユニットのVCMによって発せられるので、交換レンズの制御を変更するだけで警告を発することができ、警告のための物理的な専用部品を追加する必要はない。

以下、図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明する。各図面において同一部材は同一記号で示す。

図1は本発明の実施例に係るカメラシステムを示すブロック図である。図2、図3及び図4は本発明の実施例に係るカメラシステムにおけるレンズCPUの制御フローを示すフローチャート、図5は手振れ補正ユニットの断面図、図6はカメラ本体と交換レンズとのデータ通信をあらわすタイミングチャートである。

図1を用いて本発明の実施例に係るカメラシステムの各構成要素について説明する。

100は本発明の実施例に係るカメラシステムにおけるカメラ本体である。200は本発明の実施例に係るカメラシステムにおける交換レンズである。

101はカメラ側バッテリ、102はカメラCPU、103はカメラ側防振スイッチ、104は撮像素子、105は撮像素子シフト用VCM、106はVCM用ドライバである。カメラ本体100には、図1に示した構成要素以外にも各種のユーザインターフェイス、表示装置、シャッタ装置、特にデジタルスチルカメラの場合は、これらの制御装置や画像処理装置、記録メディア等を有していることが公知であるが、本実施例の説明では、カメラ本体100及び交換レンズ200それぞれが有する防振機能の部分の説明に絞るため、その他各構成要素の詳細な説明は省略する。

201はレンズCPU、202はレンズ側防振スイッチ、203は交換レンズ200の不図示のレンズ光学系の一部要素である補正レンズ群、204は補正レンズ群シフト用VCM、205はVCM用ドライバである。

カメラCPU102には、カメラ側バッテリ101から電源が供給されている。カメラCPU102は、カメラ本体100に設けられたカメラ側防振スイッチ103、不図示のレリーズスイッチ、モードダイヤル、各種設定ボタン等のユーザインターフェイスから伝達されてくる様々なカメラ本体設定信号を把握したり、撮像素子シフト用VCM105、不図示の表示装置、シャッタ装置、クイックリターンミラー等の被駆動装置を駆動制御したり、レンズCPU201とデータ通信を行ったりしている。特にカメラCPU102は、カメラ側防振スイッチ103がONであることを認識すると、通常、撮像素子シフト用VCM105をVCM用ドライバ106で制御することにより撮像素子104を光軸に垂直な平面で駆動させて、カメラ本体100に設けられた不図示の手振れ検出手段により検出された手振れをキャンセルする。

レンズCPU201には、交換レンズ200がカメラ本体100へ装着され、カメラ本体100と交換レンズ200とにそれぞれ設けられた不図示の電源端子が正しく接続されることにより、カメラ側バッテリ101から電源が供給される。レンズCPU201は、交換レンズ200に設けられたレンズ側防振スイッチ202、不図示のズームエンコーダ、フォーカスエンコーダから伝達されてくる様々な交換レンズ設定信号を把握したり、補正レンズ群シフト用VCM204、不図示の自動焦点調節用モータ、絞り調節用モータ等の被駆動装置を駆動制御したり、カメラCPU102とデータ通信を行ったりしている。特にレンズCPU201は、レンズ側防振スイッチ202がONであると認識すると、通常、補正レンズ群シフト用VCM204をVCM用ドライバ205で制御することにより補正レンズ群203を光軸に垂直な平面で駆動させて、交換レンズ200に設けられた不図示の手振れ検出手段により検出された手振れをキャンセルする。

図5を用いて補正レンズ群203が光軸に垂直な平面で駆動される原理について説明する。図5は補正レンズ群203を光軸に垂直な平面で駆動させる手振れ補正ユニット300を、光軸を含む平面から見た断面図である。

手振れ補正ユニット300は大きく分けて可動側部材310と固定側部材320とからなる。可動側部材310は、補正レンズ群311(203と同じ)とレンズ鏡枠312とマグネット313からなり、固定側部材320は、ベース321とコイル322とヨーク323からなる。また、可動側部材310は、固定側部材320に対して複数のボール331で支えられている。

特にマグネット313、コイル322及びヨーク323はボイスコイルモータ(VCM)を構成し、コイル322に電流を流すことで、コイル322とマグネット313との間に電磁力が発生する。ひいてはマグネット313が固定された可動側部材310とコイル322が固定された固定側部材320との間に電磁力を源とする駆動力が発生する。この駆動力は、不図示の手振れ検出手段で検出された手振れをキャンセルさせるように、レンズCPU201及びレンズ側のVCM用ドライバ205で制御される。

後に説明する本発明に係るバイブレーションを発生させる際には、コイルに高周波数の電流を流し、可動側部材310を手振れ補正時よりも高速に固定側部材320に対して振動させ、固定側部材320に振動による慣性力をより高い周波数で伝達させることで、交換レンズ200及びカメラ本体100にバイブレーションを伝達する。

なお、手振れ補正ユニットの機構及び原理は、上記説明の手振れ補正ユニット300に限定されない。例えば、手振れ補正レンズ群311を光軸に垂直な平面上で駆動させることが可能であれば、駆動源をVCMではなくDCモータを採用したり、可動側部材310の固定側部材320への支持をボール331ではなくシャフトを採用したりしてもよい。また本実施例のVCMの機構とは逆に、可動側部材310にコイル322を配置し、固定側部材320にマグネット313を配置する機構としてもよい。

次にカメラ本体100に本発明にかかる交換レンズ200が正しく装着された場合におけるレンズCPU201の制御について説明する。

本発明にかかる交換レンズ200は手振れ補正ユニット300を有している。

まず、本発明にかかる交換レンズ200がカメラ本体100に正しく装着され、さらにカメラ本体100の電源がオンになると、カメラ本体100のカメラ側バッテリ101からカメラCPU102に電源が供給され、カメラCPU102は初期設定等を行い起動する。

その後、カメラ本体100のカメラ側バッテリ101からの電源は、カメラ本体100と交換レンズ200との正しい装着により接続された不図示の各端子、すなわちカメラ側電源端子及びレンズ側電源端子を通してレンズCPU201に供給され、レンズCPU201は初期設定等を行い起動する。

カメラCPU102とレンズCPU201とが起動し、データ通信可能状態に準備されると、カメラ本体100と交換レンズ200との正しい装着により接続された不図示の各端子、例えばカメラCPU102からレンズCPU201へクロック信号CLKを送信するカメラ側クロック信号端子C.CLK及びレンズ側クロック信号端子L.CLK、カメラCPU102がレンズCPU201へレンズデータを要求するコマンド信号CMDを送信するカメラ側コマンド信号端子C.CMD及びレンズ側コマンド信号端子L.CMD、レンズCPU201からカメラCPU102へレンズデータをアンサ信号ANSとして送信するカメラ側アンサ信号端子C.ANS及びレンズ側アンサ信号端子L.ANS等を通して、カメラCPU102とレンズCPU201との間でデータ通信が開始される。

カメラCPU102とレンズCPU201とのデータ通信が開始されると、第一に、レンズCPU201は、カメラCPU102がカメラ本体100のカメラデータを送信するためのコマンド信号CMDを送信してくるかどうかを監視する(S001)。レンズCPU201は、カメラデータを送信するためのコマンド信号CMDが送信され、カメラCPU102が現在のカメラ本体100のカメラデータを送信してくる場合には、送信されたカメラデータをクロック信号CLKに同期して受信する(S002)。

カメラデータには、ISO感度、撮影モード、カメラ側防振スイッチ等のカメラ設定情報、シャッタ速度、絞り値、レリーズボタン等のカメラ撮影情報が含まれる。

第二に、レンズCPU201は、カメラ本体100から交換レンズ200のレンズデータを要求するコマンド信号CMDが送信されてくるかどうか監視する(S003)。レンズCPU201は、カメラCPU102がレンズデータを要求するコマンド信号CMDを送信してくる場合には、要求されたレンズデータをカメラCPU102へ送信する(S004)。

レンズデータには、可変焦点距離範囲、開放絞りF値等のレンズ固有情報、現在の焦点距離、フォーカス距離等のレンズステータス情報が含まれる。

第三に、レンズCPU201は、交換レンズ200に設けられた不図示のオートフォーカス用モータを駆動させる駆動コマンド信号CMDがカメラCPU102から送信されてくるかどうかを監視する(S005)。レンズCPU201は、カメラCPU102が駆動コマンド信号CMDが送信され、カメラCPU102が駆動データをしてくる場合には、送信された駆動データをクロック信号CLKに同期して受信し、オートフォーカス用モータを駆動データに応じて制御する(S006)。

上記三段階に分けて説明したデータ通信をタイミングチャートを図6に示す。CMDは、カメラCPU102のカメラ側コマンド信号端子C.CMDからレンズCPU201のレンズ側コマンド信号端子L.CMDへ送信されるコマンド信号の様子を示したタイミングチャートである。CLKは、カメラCPU102のカメラ側クロック信号端子C.CLKからレンズCPU201のレンズ側クロック信号端子L.CLKへ送信されるクロック信号の様子を示したタイミングチャートである。ANSは、レンズCPU201のレンズ側アンサ信号端子L.ANSからカメラCPU102のカメラ側アンサ信号端子C.ANSへ送信されるアンサ信号の様子を示したタイミングチャートである。

カメラ本体100から交換レンズ200へカメラデータが送信される場合には、カメラCPU102のカメラ側クロック信号端子C.CLKから出力されるクロック信号CLKに同期して、カメラCPU102のカメラ側コマンド信号端子C.CMDからレンズCPU201のレンズ側コマンド信号端子L.CMDへ、カメラデータを送信するコマンド信号CMDに続いてカメラデータが送信される。

カメラ本体100から交換レンズ200へレンズデータを要求するコマンド信号CMDが送信される場合には、カメラCPU102のカメラ側クロック信号端子C.CLKから出力されるクロック信号CLKに同期して、まずカメラCPU102のカメラ側コマンド信号端子C.CMDからレンズCPU201のレンズ側コマンド信号端子L.CMDへレンズデータを要求するコマンド信号CMDが送信され、レンズCPU201は受信したコマンド信号CMDに応じたレンズデータを、カメラCPU102が送信したコマンド信号CMDに続いてレンズ側アンサ信号端子L.ANSからカメラCPU102のカメラ側アンサ信号端子C.ANSへ返答する。

カメラ本体100から交換レンズ200へ駆動コマンド信号CMDが送信される場合には、カメラCPU102のカメラ側クロック信号端子C.CLKから出力されるクロック信号CLKに同期して、カメラCPU102のカメラ側コマンド信号端子C.CLKからレンズCPU201のレンズ側コマンド信号端子L.CMDへ、駆動コマンド信号CMDに続いて駆動データが送信される。駆動データを受信したレンズCPU201は、駆動データに応じてオートフォーカス用モータ等を制御する。

カメラ本体100のカメラCPU102と交換レンズ200のレンズCPU201とのデータ通信が完了したならば、データ通信で得られたカメラデータからカメラ本体100のレリーズボタンが押下されているか否かを確認する(S007)。押下されていないと確認された場合には、再びS001に戻ってデータ通信が開始されるのをまつ。押下されていると確認された場合には、後述する防振スイッチのON/OFFの確認と警告の制御を行う。

次に図3を用いてカメラ側防振スイッチ103とレンズ側防振スイッチ202の状態に応じて、警告を発するレンズCPU201の制御について説明する。

まず、カメラCPU102とデータ通信を行ったレンズCPU201は、レンズ側防振スイッチ202がONであるか否かを確認する(S008)。レンズ側防振スイッチ202の状態はレンズCPU201に伝達される。

レンズ側防振スイッチ202がOFFである場合には、後述する交換レンズ200による警告は行わない。レンズ側防振スイッチ202がOFFであれば、カメラ側防振スイッチ103がONであろうとOFFであろうと、カメラ本体100の防振機能と交換レンズ200の防振機能とが重複し、手振れを過剰補正するようなことはありえないからである。

S008でレンズ側防振スイッチ202がONであると判断された場合には、S002で得られたカメラデータからカメラ本体100のカメラ側防振スイッチ103がONになっているか否かを確認する(S009)。

カメラ側防振スイッチ103がOFFである場合には、後述する交換レンズ200による警告は行わない。S008でレンズ側防振スイッチ202がONであると判断されたとしても、カメラ側防振スイッチ103がOFFであれば、カメラ本体100の防振機能と交換レンズ200の防振機能とが重複し、手振れを過剰補正するようなことはありえないからである。

S008でレンズ側防振スイッチ202がONであり、且つ、S009でカメラ側防振スイッチ203がONであると確認された場合には、交換レンズ200の防振機能とカメラ本体100の防振機能とがともにはたらき、手振れを過剰補正してしまうおそれがある。そのため、使用者にどちらかの防振スイッチをOFFにするように警告を行う(S010)。

S010の警告を行う制御について、図4を用いて説明する。まず、交換レンズ200に設けられた手振れ補正ユニット300の構成要素であるVCMの制御周波数を、通常の防振機能がはたらく時の周波数よりも十分大きい周波数に設定する(S011)。通常、手振れ補正ユニット300は1〜10Hz程度の手振れを防止することを目的として制御されているが、使用者に警告を行う場合には、この制御周波数よりも十分大きい所定の周波数でVCMを振動させ、バイブレーションを交換レンズ200及びカメラ本体100に発生させる。本実施例では、十分大きい所定の周波数を100Hzとしている。

次にS011で設定した十分大きい所定の周波数でVCMを所定時間駆動させ、使用者にレンズ側防振スイッチ202とカメラ側防振スイッチ103とがともにONになっていることを気づかせるための上記バイブレーションによる警告を行う(S012)。本実施例では所定時間を3sとしている。VCMを所定時間駆動させた後、警告制御を完了し、S001に戻り次のデータ通信をまつ。

本発明により、撮像素子シフト方式の防振機能を備えたカメラ本体に光学レンズシフト方式の防振機能を備えた交換レンズを装着し、両方の防振機能が有効に設定されている場合であっても、防振レンズ群をバイブレーションさせることにより使用者に撮影時において手振れを過剰補正してしまうおそれがあることを警告することができる。これにより使用者の設定ミスによる撮影の失敗を未然に防ぐことができる。また警告となるバイブレーションは、手振れ補正ユニットのVCMによって発せられるため、交換レンズの制御を変更するだけで足り、警告のための物理的な専用部品を追加することないため、コストを抑えることができる。

本発明の実施例に係るカメラシステムを示すブロック図である。 本発明の実施例に係るカメラシステムにおけるレンズCPUの制御フローを示すフローチャートである。 本発明の実施例に係るカメラシステムにおけるレンズCPUの制御フローを示すフローチャートである。 本発明の実施例に係るカメラシステムにおけるレンズCPUの制御フローを示すフローチャートである。 本発明の実施例に係る手振れ補正ユニットの断面図である。 カメラ本体と交換レンズとのデータ通信をあらわすタイミングチャートである。

100 カメラ本体
101 カメラ側バッテリ
102 カメラCPU
103 カメラ側防振スイッチ
104 撮像素子
105 撮像素子シフト用VCM
106 VCM用ドライバ
200 交換レンズ
201 レンズCPU
202 レンズ側防振スイッチ
203 補正レンズ群
204 補正レンズ群シフト用VCM
205 VCM用ドライバ
300 手振れ補正ユニット
310 可動側部材
311 補正レンズ群
312 レンズ鏡枠
313 マグネット
320 固定側部材
321 ベース
322 コイル
323 ヨーク

Claims (1)

  1. 撮像素子シフト方式を採用したカメラ本体に装着可能な光学レンズシフト方式を採用した交換レンズにおいて、
    防振レンズ群と、
    該防振レンズ群を光軸に垂直な平面で駆動するレンズ側駆動手段と、
    防振機能を有効又は無効にするレンズ側防振スイッチと、
    前記カメラ本体に設けられたカメラ側制御手段とのデータ通信、該レンズ側駆動手段の駆動制御、該レンズ側防振スイッチの有効又は無効の状態の判断を行うレンズ側制御手段と、を有し、
    該カメラ本体に設けられたカメラ側防振スイッチが有効であり、且つ、該レンズ側防振スイッチが有効である場合には、該防振レンズ群を手振れ補正時よりも高い周波数で所定時間振動させ、バイブレーションによる警告を行うことを特徴とする交換レンズ。
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