JP7062398B2 - 光学機器 - Google Patents

Description

本発明は、光学機器に関する。

手振れなどによる像振れを補正する像振れ補正装置を備えたカメラ（撮像装置）、レンズ装置などの光学機器として、特許文献１に記載の撮像装置が知られている。特許文献１に記載された撮像装置は、像振れ補正用の補正手段を保持する可動部材を固定部材に対して移動させることで像振れを補正している。この撮像装置は、可動部材を移動させるボールを受け部内で転動させており、前回起動時とは異なる位置にボールを移動させることで、転動による受け部の受け面の荒れに対する耐久性を向上させている。

特開２０１０－７２５６２号公報

しかしながら、上記特許文献１の撮像装置では、ボールの移動に伴い撮影方向が移動前の方向からずれる可能性がある。つまり、像振れ補正によって撮影方向に影響が出る可能性がある。

本発明は、例えば、像振れ補正による撮影方向への影響を抑えることが可能な光学機器を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、光学素子を保持する保持部および、保持部を光軸と交差する方向に移動可能に支持する支持部を有し、保持部を移動させて撮影画像の像振れを補正する像振れ補正部を備えた光学機器であって、保持部は、像振れの補正に際して、支持部に対する基準位置を基準に移動し、像振れを補正するタイミングとは異なるタイミングで基準位置が変更され、基準位置の変更により、光学素子が光軸と交差する方向に移動することに伴う撮影方向の変化を調整するための調整部を有することを特徴とする。

本発明によれば、例えば、像振れ補正による撮影方向への影響を抑えることが可能な光学機器を提供することができる。

第１実施形態に係る光学機器の全体図である。 レンズ装置、カメラ本体および、アダプタ装置の概略構成を示すブロック図である。 像振れ補正部を構成する振れ補正ユニットの斜視図である。 振れ補正ユニットの外観図である。 振れ補正ユニットのうちの移動群ユニットを示す。 振れ補正ユニットのうちの固定ユニット（支持部）を示す。 像振れ補正部および調整部の光学素子の支持位置を説明する図である。 本実施形態に係る光学機器の全体図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面などを参照して説明する。
（第１実施形態）

＜光学機器＞
図１は、本実施形態に係る光学機器１００の全体図である。光学機器１００は、カメラ本体５００およびレンズ装置２００を含むカメラシステムである。本実施形態において、レンズ装置２００は、交換レンズであり、アダプタ装置６００を介してカメラ本体５００に接続されている。

＜レンズ装置＞
図２は、レンズ装置２００、カメラ本体５００および、アダプタ装置６００の概略構成を示すブロック図である。まず、レンズ装置２００の構成について説明する。レンズ装置２００は、レンズ制御部２０１と、接点２０２と、像振れ補正部２０３と、フォーカス部２０７と、ズーム部２１０と、絞り部２１３と、を含む。

（レンズ制御部）
レンズ制御部２０１は、接点２０２を通じてカメラ本体５００側からの通信を受け、カメラ本体５００からの指令値によって振れ補正部２０３、フォーカス部２０７、ズーム部２１０および、絞り部２１３の制御を行う。レンズ制御部２０１は、接点２０２を通じてレンズに関する情報をカメラ本体５００側に伝達する。

（振れ補正部）
振れ補正部２０３は、撮影画像の像振れを補正する。振れ補正部２０３は、振れ検出部２０４と、振れ補正制御部２０５と、振れ補正駆動部２０６と、を含む。振れ検出部２０４は、レンズ装置２００の振れを検知する。振れ補正制御部２０５は、振れ検出部２０４からの信号に基づいて制御を行う。振れ補正駆動部２０６は、振れ補正制御部２０５からの信号に基づいて振れ補正動作を行う。

（フォーカス部）
フォーカス部２０７は、フォーカス位置検出部２０８および、フォーカス駆動部２０９を含む。フォーカス位置検出部２０８は、フォーカスレンズの位置を検出する。フォーカス駆動部２０９は、レンズ制御部２０１からの指令値によってフォーカスレンズを指定された位置に駆動する。

（ズーム部）
ズーム部２１０は、ズーム位置検出部２１１および、ズーム駆動部２１２を含む。ズーム位置検出部２１１は、ズームレンズの位置を検出する。ズーム駆動部２１２は、レンズ制御部２０１からの指令値によってズームレンズを指定された位置に駆動する。

（絞り部）
絞り部２１３は、絞り位置検出部２１４および、絞り駆動部２１５を含む。絞り位置検出部２１４は、絞りの位置を検出する。絞り駆動部２１５は、レンズ制御部２０１からの指令値によって絞りを設定された位置まで駆動する。

＜アダプタ装置＞
次に、アダプタ装置６００の構成について説明する。アダプタ装置６００は、アダプタ制御部６０１と、接点６０２および６０３と、調整部６０４と、を含む。なお、調整部６０４は、アダプタ装置６００に設けられる代わりにレンズ装置２００に設けられてもよく、カメラ本体５００に設けられてもよい。アダプタ装置６００は、レンズ装置２００に装着可能である。

（アダプタ制御部）
アダプタ制御部６０１は、接点６０３を通じてカメラ本体５００側からの通信を受け、カメラ本体５００からの指令値によって調整部６０４の制御を行う。

（調整部）
調整部６０４は、レンズ装置２００の振れ補正部２０３と同様の構成である。調整部６０４は、アダプタ装置６００の振れを検知する振れ検出部６０５、振れ検出部６０５からの信号に基づいて制御を行う振れ補正制御部６０６、振れ補正制御部６０６からの信号に基づいて振れ補正動作を行う振れ補正駆動部６０７を含む。なお、振れ補正部２０３をアダプタ装置６００に設け、調整部６０４をレンズ装置２００に設けてもよい。

アダプタ装置６００は、調整部６０４に関する情報を、接点６０３を通じてカメラ本体５００側に伝達する。また、接点６０２および、接点６０３を通じてレンズ装置２００側の情報をカメラ本体５００に、カメラ本体５００の情報をレンズ装置２００に伝達することも行う。

＜カメラ本体＞
次に、カメラ本体５００の構成について説明する。カメラ本体５００は、カメラ制御部５０１、接点５０２、測光部５０３、測距部５０４、シャッタ部５０５、表示部５０６、撮像部５０７および、制御部５０８を含む。カメラ本体５００は、接点５０２を通じてアダプタ装置６００と通信を行う。

（像振れ補正）
振れ補正部２０３について図３～図６を用いて説明する。光軸方向をＺ軸にとる。なお、調整部６０４も同様の構成を有する。図３は、振れ補正部２０３を構成する振れ補正ユニット２５０の斜視図である。振れ補正ユニット２５０は、フレキシブル基板２５９を有する。図４は、振れ補正ユニット２５０の外観図である。図５は、振れ補正ユニット２５０のうちの移動群ユニット２５１を示す。図６は、振れ補正ユニット２５０のうちの固定ユニット（支持部）２５２を示す。

図５に示す通り、移動群ユニット２５１の振れ補正レンズ保持枠（保持部）２５３には、振れ補正レンズ（第１の光学素子）２５４が保持されている。振れ補正レンズ保持枠２５３にはマグネット２５５とヨーク２５６（図４に図示）とが設けられている。マグネット２５５は、Ｚ方向（光軸）に着磁され、内周側マグネット２５５ａと外周側マグネット２５５ｂから成り、内周側マグネット２５５ａと外周側マグネット２５５ｂの極性は逆向きになっている。

マグネット２５５のヨーク２５６に対する光軸方向反対側にはコイル２５７（図６に図示）が配置されており、コイル２５７はベース部材２５８に取り付けられている。コイル２５７は、フレキシブル基板２５９（図３に図示）を介して不図示の制御基板に接続され、コイル２５７に電流を流すことにより電磁力が発生して、振れ補正レンズ保持枠２５３を光軸と交差する方向（例えば、直交する方向）に駆動することができる。

振れ補正レンズ保持枠２５３とベース部材２５８との間は、スプリング２６０によって径方向に連結されている。２つのスプリング２６０は、振れ補正レンズ保持枠２５３を光軸方向に略平行に付勢しており、振れ補正レンズ保持枠２５３の光軸周りの回転と光軸方向への離面を防止している。

振れ補正レンズ保持枠２５３は、２つのスプリング２６０により、光軸方向にボール（ボール部材）２６１（図６に図示）を間に挟んでベース部材２５８に対して付勢されている。そして、挟まれたボール２６１がボール受け部２６２内で転がることにより振れ補正レンズ保持枠２５３は光軸と交差する方向に移動することを可能とし、これにより、振れ補正レンズ２５４を光軸からシフトさせることができる。本実施形態では、ボール２６１にセラミックボール、ボール受け部２６２にモールド材を使用している。なお、ボール受け部２６２は、移動群ユニット２５１側に設けられていてもよい。

ホール素子２６３は、フレキシブル基板２５９上に実装されている素子であり、周方向に互いに９０°離間して２箇所配置され、フレキシブル基板２５９を介して図示しない制御装置に接続されている。

マグネット２５４による磁界は２つのホール素子２６３の出力として制御基板で検出される。振れ補正レンズ保持枠２５３が移動すると、ホール素子２６３を通る磁界が変化し、これにより、ホール素子出力が変化して、振れ補正レンズ保持枠２５３の位置を検出することができる。

（撮影方向の調整）
図７は、振れ補正部２０３および調整部６０４の光学素子の支持位置を説明する図である。振れ補正部２０３の振れ補正レンズ（光学素子）２５４は、振れ補正レンズ保持枠（保持部）２５３に保持されている。振れ補正レンズ保持枠２５３は、固定ユニット（第１の支持部）２５２が備えるボール受け部２６２内を転動するボール２６１により支持される。

図７に示す場合は、ボール２６１の中心がボール受け部２６２内の中心位置２６２ａを中心とする矩形領域の左上の頂点２６２ｂにある。振れ補正レンズ保持枠２５３は、頂点２６２ｂにてボール２６１と振れ補正レンズ保持枠２５３とが接する位置を支持位置として固定ユニット２５２により第１の光学素子の光軸と交差する方向に移動可能に支持される。振れ補正レンズ保持枠２５３は、頂点２６２ｂを基準に移動する。

一方、調整部６０４の光学素子（第２の光学素子）を保持する保持部は、固定ユニット（第１の支持部）２５２と同様の第２の支持部により支持される。第２の支持部は、図７に示すボール受け部６６２内を転動するボール６６１を有する。図７に示す場合は、ボール６６１の中心がボール受け部６６２内の中心位置６６２ａを中心とする矩形領域の右下の頂点６６２ｄにある。調整部６０４の光学素子は、頂点６６２ｄにてボール６６１と保持部とが接する位置を支持位置として、第２の支持部により第２の光学素子の光軸と交差する方向に移動可能に支持される。第２の光学素子を保持する保持部は、頂点６６２ｂを基準に移動する。

振れ補正ユニット２５０を長期間駆動すると、ボール２６１によってボール受け部２６２の受け面が摩耗して荒れてしまい、振れ補正性能が低下しうる。そのため、固定ユニット２５２は、ボール２６１の位置を変更して、振れ補正レンズ保持枠２５３を支持する支持位置を所定のタイミングで変更する。このように駆動することで、ボール２６１がボール受け部２６２内の同じ位置を中心位置として動き続け摩耗することによる耐久性の低下を抑制することができる。

ここで、振れ補正レンズ保持枠２５３の支持位置を変更することにより、光学機器１００の撮影方向がずれる。本実施形態では、振れ補正レンズ保持枠２５３の支持位置が変更された後の撮影方向を変更の前の撮影方向に近づかせるような調整を調整部６０４が行う。例えば、図７で示したような、光学素子の支持位置の変更によって調整がなされる。これによって像振れ補正による撮影方向への影響を抑えることが可能な光学機器を実現することができる。

振れ補正レンズ保持枠２５３の支持位置は、例えば、所定のタイミングで左上の頂点２６２ｂ、右上の頂点２６２ｅ、右下の頂点２６２ｄ、左下の頂点２６２ｃに変更される。振れ補正レンズ保持枠２５３の支持位置の変更に対応して、調整部６０４の光学素子の支持位置も変更される。なお、図７の例では、各支持位置の位置関係が、ボール受け部の中心に対して対称となっているがこれに限られない。

振れ補正レンズ保持枠２５３の支持位置を変更する所定のタイミングは、像振れの補正の頻度または光学機器１００の使用期間に基づいて決定されうる。例えば、光学機器１００が壁に固定された監視カメラの場合、所定のタイミングを１か月ごとに設定しうる。また、光学機器１００を使用期間が未定な固定カメラとする場合は、常時支持位置を変更してもよい。
（第２実施形態）

本実施形態では、撮影方向のずれを調整する調整部をカメラ本体に設け、アダプタを省略する。図８は、本実施形態に係る光学機器７００の全体図である。光学機器７００は、カメラ本体８００およびレンズ装置２００を含むカメラシステムである。なお、第１実施形態と同様の構成には同符号を付して説明は省略する。

カメラ本体８００は、カメラ制御部８０１、接点８０２、調整部８０４、測光部８１３、測距部８１４、シャッタ部８１５、表示部８１６および、制御部８１８を含む。カメラ本体８００は、接点８０２を通じてレンズ装置２００と通信を行う。

調整部８０４は、振れを検知する振れ検出部８０５、振れ検出部８０５からの信号に基づいて制御を行う振れ補正制御部８０６、振れ補正制御部８０６からの信号に基づいて撮像部８１７を駆動し振れ補正動作を行う振れ補正駆動部８０７を含む。

像振れ補正および撮影方向の調整は第１実施形態と同様にして行われる。なお、調整部８０４と振れ補正部２０３との配置を入れ替えてもよい。また、調整部８０４をレンズ装置２００に設けてもよい。

また、本実施形態では、調整部８０４は、撮像部８１７を駆動して撮影方向を調整しているが、撮像部８１７で入力画像上での切り出し範囲を上下左右にシフトさせることで調整してもよい。

なお、上記実施形態では、光学素子を備えた調整部を用いていたが、レンズまたはカメラをパン方向またはチルト方向に駆動させることで撮影方向を調整する調整部を用いてもよい。例えば、第１実施形態の構成において、アダプタ装置６００にレンズをパン方向またはチルト方向に駆動する駆動部を調整部としうる。また、第２実施形態において、カメラ本体８００をパン方向又はチルト方向に駆動する駆動部をさらに備えさせ、当該駆動部を調整部としうる。

上記実施形態における振れ補正部２０３および調整部６０４をアダプタ装置６００に設けてもよい。この場合、アダプタ装置６００は、光学素子（振れ補正レンズ）を保持する保持部と、保持部を光学素子の光軸と交差する方向に移動可能に支持する支持部と、保持部を移動させて撮影画像の像振れを補正する振れ補正部と、を備える。保持部は、支持部による支持位置を基準に移動し、支持部は、支持位置を所定のタイミングで変更させる。アダプタ装置６００は、支持位置を変更した後の撮影方向を変更の前の撮影方向に近づかせることが可能な調整部を備える。また、アダプタ装置６００が備えるアダプタ制御部６０１は、レンズ装置から受信する振れ補正部に関する情報に基づいて調整部を制御する。

（その他の実施形態）
以上、本発明の実施の形態を説明してきたが、本発明はこれらの実施の形態に限定されず、その要旨の範囲内において様々な変更が可能である。

１００ 光学機器
２０３ 振れ補正部
２５２ 固定ユニット（支持部）
２５３ 振れ補正レンズ保持枠（保持部）
６０４ 調整部

Claims (12)

1. 光学素子を保持する保持部と、
   前記保持部を前記光学素子の光軸と交差する方向に移動可能に支持する支持部と、
   前記保持部を移動させて撮影画像の像振れを補正する振れ補正部と、を備え、
   前記保持部は、前記像振れの補正に際して、前記支持部に対する基準位置を基準に移動し、
   前記像振れを補正するタイミングとは異なるタイミングで前記基準位置が変更され、
   前記基準位置の変更により、前記光学素子が前記光軸と交差する方向に移動することに伴う撮影方向の変化を調整するための調整部を有することを特徴とする光学機器。
2. 前記保持部が保持する前記光学素子を第１の光学素子とし、前記支持部を第１の支持部とするとき、
   前記調整部は、前記第１の光学素子とは異なる第２の光学素子と、前記第２の光学素子を前記第２の光学素子の光軸と交差する方向に移動可能に支持する第２の支持部と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の光学機器。
3. 前記光学機器は、レンズ装置であることを特徴とする請求項１または２に記載の光学機器。
4. 前記光学機器はレンズ装置を含み、
   前記調整部は、前記レンズ装置をパン方向またはチルト方向に駆動させることを特徴とする請求項１または２に記載の光学機器。
5. 前記光学機器はカメラ本体を含み、
   前記調整部は、前記カメラ本体をパン方向またはチルト方向に駆動させることを特徴とする請求項１または２に記載の光学機器。
6. 前記光学機器は、カメラ本体およびレンズ装置を含むカメラシステムであって、
   前記振れ補正部は、前記レンズ装置に設けられ、
   前記調整部は、前記カメラ本体に設けられることを特徴とする請求項１または２に記載の光学機器。
7. 前記光学機器は、カメラ本体とレンズ装置と前記カメラ本体と前記レンズ装置の間に設けられたアダプタ装置を含むカメラシステムであって、
   前記振れ補正部は、前記レンズ装置に設けられ、
   前記調整部は、前記アダプタ装置に設けられることを特徴とする請求項１または２に記載の光学機器。
8. 前記光学機器は、カメラ本体およびレンズ装置を含むカメラシステムであって、
   前記振れ補正部は、前記レンズ装置に設けられ、
   前記調整部は、前記カメラ本体をパン方向またはチルト方向に駆動させることを特徴とする請求項１に記載の光学機器。
9. 前記支持部と前記保持部との間に配置されるボール部材を有し、
   前記基準位置は、前記ボール部材と前記保持部とが接する位置であり、
   前記像振れを補正するタイミングとは異なるタイミングで前記ボール部材の位置が変更されることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の光学機器。
10. 前記像振れを補正するタイミングとは異なるタイミングは、前記補正の頻度または前記光学機器の使用期間に基づいて決定されることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の光学機器。
11. 光学素子を保持する保持部と、前記保持部を前記光学素子の光軸と交差する方向に移動可能に支持する支持部と、前記保持部を移動させて撮影画像の像振れを補正する振れ補正部と、を備え、前記保持部は、前記像振れの補正に際して、前記支持部に対する基準位置を基準に移動し、前記像振れを補正するタイミングとは異なるタイミングで前記基準位置が変更されレンズ装置に装着可能なアダプタ装置であって、
    前記基準位置の変更により、前記光学素子が前記光軸と交差する方向に移動することに伴う撮影方向の変化を調整するための調整部を備えることを特徴とするアダプタ装置。
12. 前記レンズ装置から受信する前記振れ補正部に関する情報に基づいて前記調整部を制御する制御部をさらに備える、
    ことを特徴とする請求項１１に記載のアダプタ装置。

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