JPH0420942A - 像ブレ補正手段を有したフロントコンバータレンズ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は撮影レンズの光軸上前方に装着して撮影系（撮
影レンズと装着するコンバータレンズ）全体の焦点距離
を変位させると共に、該撮影系の振動に伴う像ブレを補
正するようにした２つの機能を有した写真用カメラやビ
デオカメラ等に好適な像ブレ補正手段を有したフロント
コンバータレンズに関するものである。

（従来の技術） 従来より撮影レンズ（ズームレンズを含む）の光軸上前
方に装着して全系の焦点面を一定位置に維持した状態で
撮影系全体の焦点距離を変位させるフロントコンバータ
レンズが種々と提案されている。

このうち撮影系全体の焦点距離を長い方に変位させるテ
レコンバータレンズは大きな撮影倍率が容易に得られる
ので最近は高変倍比のズームレンズや長焦点距離の撮影
レンズ等に多く用いられている。このテレコンバータレ
ンズは多くの場合、角倍率が１よりも大きいアフォーカ
ル系より成っている。そして、このフロントコンバータ
レンズは撮影レンズに装着しても全系のＦナンバーを不
変としつつ焦点距離を変位させることが出来るといった
特長を有している。

（発明が解決しようとする問題点） 一般に撮影系の焦点距離が長いと手ブレ等により撮影系
が僅かに振動（ブレ）しても結像面トにおける画像は大
きく変位する。即ち像ブレが発生してくる。このときの
像ブレは焦点距離が長くなる程増大してくる。

例えば撮影者がカメラを手に持って撮影するとき、カメ
ラが角度θだけ回転してしまう手ブレか発生したとする
。このとき該ブレによって生じる像面上における画像の
移動量、即ち像ブレ量ｄ。

は撮影レンズの焦点距離なｆ。とじたときｄ、＝ｆｏｔ
ａｎθ となる。ここで撮影レンズの前方光軸上に角倍率γ（γ
≧１）のテレコンバータを装着し、全系の焦点距ｌＩＦ
をＦ＝γｆ０としたときは、同一のブレ角度θによって
生じる像ブレ量ｄは ｄ　−Ｆ−ｔａｎθ　−７ｆｏ−ｔａｎθ　−Ｔｄ。

となる。ここで撮影レンズの焦点距離ｆ０が手持ち撮影
が可能な範囲、即ち像ブレ量ｄ。が許容出来る範囲内と
なるように予め設定してあったとするとテレコンバータ
レンズを装着するとγ〉１である為、像ブレ量ｄは許容
値を越えてしまう。

例えば焦点距１ｍ　ｔ　ｏを１．４〜２．０倍に変位さ
せる為にテレコンバータレンズの角倍率γをγ＝１．４
〜２．０の範囲に設定したときは像ブレ量ｄは許容値を
大きく越えてしまい大変見苦しい画像となってしまう。

このようなことはテレコンバータレンズに限らず、他の
フロントコンバータレンズ（ワイドコンバータレンズ等
）を装着した場合であってもカメラの前方の重量の増加
を招き、同様の像ブレが発生してくる。

この為、従来はフロントコンバータレンズを装着したと
きは三脚等の補助手段を用いたり、防振雲台を使用する
等をして撮影しなくてはならず大変面倒であった。

本発明はフロントコンバータレンズに適切なる構成の像
ブレ補正手段を設けることにより、撮影系全体の焦点距
離を所定量変位させると共に撮影系が振動したときの像
ブレを装置全体の小型化を図りつつ効果的に補正するこ
とができる像ブレ補正手段を有したフロントコンバータ
レンズの提供を目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明の像ブレ補正手段を有したフロントコンバータレ
ンズは撮影レンズの光軸上前方に装着して撮影系全体の
焦点距離を変位させるレンズ群と、該撮影系の振動に起
因する像ブレを補正する像ブレ補正手段とを有している
ことを特徴とじている。

特に本発明に係る前記像ブレ補正手段は前記撮影系の振
動を検出する振動検出手段と、該振動による光軸の変位
を補正する為の光軸補正手段とを有していることを特徴
としている。

この他本発明では、前記光軸補正手段は可変頂角プリズ
ムを有しており、該可変頂角プリズムを、前記レンズ群
の光軸上後方に配置したことや、前記レンズ群は複数の
レンズより成り、前記光軸補正手段は該複数のレンズの
うち後方の少なくとも１つのレンズと、該レンズを偏心
駆動させる駆動手段とを有していることを特徴としてい
る。

（実施例） 第１図は本発明の第１実施例のフロントコンバータレン
ズを撮影レンズ（不図示）の光軸上前方に装着した場合
の上方から見た要部断面図である。

同図において１０１はコンバータレンズとしてのレンズ
群であり、全体として角倍率γ（γ〉１）なるアフォー
カル系より成っており、撮影レンズの光軸上前方に配置
して撮影系（撮影レンズとレンズ群１０１）全体の焦点
距離を長い方に変位させている。

４は光軸補正手段てあり、可変頂角プリズムより成って
おり、レンズ群１０１の光軸上後方に配置されている。

可変頂角プリズム４は保持枠１４ａ、１４ｂで保持され
た揺動可能の２つの透明平行板１ａ、Ｉｂにより透明ゴ
ム等の弾性体や液体等の材質２を挟持している。保持枠
１４ａは両端に開いている孔に嵌合するピン１５．ピン
１６にて揺動軸５ａ回わりに摩擦力か少なくなるように
揺動自在に軸支されている。２１は駆動手段としてのア
クチュエータであり、保持枠１４ａを揺動軸５ａを中心
に回動させて可変頂角プリズム４のプリズム頂角を変化
させている。

即ち、保持枠１４ａの一端にはフラット型のコイル１７
が固着してあ゛す、その両側にはヨーク１８、マグネッ
ト１９、ヨーク２０かコイル１７に接触しない程度のキ
ャップ（空隙）を介して配設しである。ヨーク１８ない
しヨーク２０はマグネット１９の磁束に対し閉じた磁気
回路を形成していて、その磁束は高密度にコイル１７を
透過するようになっている。

アクチュエータ２１は全体として紙面方向の推力、言い
換えると揺動軸５ａ回わりにトルクを発生させている。

そしてこのときの可変頂角プリズム４のプリズム頂角の
変化を投光手段と受光手段とを有する位置検出手段（不
図示）により検出している。

２２は振動検出手段であり、例えば角変位針や角速度計
や加速度センサー等から成っており、揺動軸５ａと平行
な軸回わりの振動（ブレ）等によるカメラ本体の回転角
度を検出している。

尚、本実施例では透明平行板１ｂに関しても透明平行板
１ａと同様の構成より成る保持枠１４ｂ、揺動軸５ｂ（
揺動軸５ａと直交している。）を有しており、又アクチ
ュエータ２１及び振動検出手段２２と同様の作用を行う
手段が紙面垂直方向に各々設けられている。

２３は鏡筒であり、前述した各要素を覆うと共に位置決
め配置している。前述のピン１５．１６は鏡筒２３に螺
合固定されている。２４はスペーサーであり、後方のレ
ンズ１３を保持すると共に前方のレンズ１２に当接し、
鏡筒２３の内周にて位置決めされている。

２５は後部カバーであり、その最後部にはカメラ取付は
用のネジ２５Ａが刻設されており、カメラ前面の付属品
取付はネジに螺合すると共に適切にネジ位相合わせかさ
れている。そしてフロントコンバータレンズが撮影レン
ズの前方の所定位置を上側にして（第１図では紙面垂直
上方）固定されるようにしている。

尚、本実施例においてフロントコンバータレンズの後方
に螺合する撮影レンズ及びカメラにおいて、紙面垂直上
方かカメラ本体に対しても上方となっている。そしてカ
メラの撮影画面の長辺方向と揺動軸５ａとは略平行にな
っている。

本発明のフロントコンバータレンズは以上の各要素より
成り、これによりカメラが振動したときの像ブレを補正
するものであるが、それらの動作を説明する前に本発明
に係る各要素の構成上の特徴について順次説明する。

まず本実施例の可変頂角プリズム４の動作原理について
説明する。

可変頂角プリズム４は前述したような構成より成ってい
る。即ち第３図に示すように対向した２枚の透明平行板
１ａ、ｌｂの間に透明な高屈折率（屈折率ｎ）の弾性体
又は不活性液体２を挟持し、その外周を樹脂フィルム等
の封止材３にて弾力的に封止し、透明平行板１ａ、ｌｂ
を揺動可能としている。

第４図は第３図の可変頂角プリズム４の一方の透明平行
板１ａを揺動軸５ａの回わりに角度δだけ回動させたと
きの入射光束７の通過状態を示している。同図に示すよ
うに光軸６に沿って入射してきた光束７は楔形プリズム
と同じ原理により角度φ＝（ｎ−１）δたけ偏向されて
射出する。

即ち、光軸は角度φだけ偏心（偏向）される。

本実施例はこれにより光軸の声更を行っている。

同様に透明平行板１ｂを揺動軸５ｂの回わりに回転させ
ることにより第４図の紙面と垂直方向への光軸の変更を
行っている。モして２方向の光軸の変更を合成すること
により任意の方向への光軸の変更を行ワている。

第５図、第６図は撮影系の光軸を変更したときの結像状
態の変位を示す説明図である。同図ではフロントコンバ
ータレンズを含む撮影系を簡単の為に単一レンズ８で示
している。

第５図においてレンズ８に入射した平行光束９は結像面
１０において光軸５１上の点１１に像を結ぶ。このとき
第６図に示すようにレンズ８かＸだけ平行偏心したとす
る。そうすると平行光束９は光軸５１から距離Ｘたけ離
れた点１２に変位して結像するようになる。

このときの光軸の偏向角度φはレンズ８の焦点距離なｆ
とすると φ岬ｘ　／　ｆ となる。

本実施例ではこのときの像点１２を像点１１に補正する
為に前述した可変頂角プリズムのプリズム頂角を変化さ
せることにより行っている。

本実施例ではこのような原理に基ついてカメラが振動し
たときに生ずる像ブレの補正を行フている。

本実施例てはフロントコンバータレンズを複数枚のレン
ズ（第１図では２枚）より構成し、このとき角倍率γの
アフォーカル系となるように構成している。そしてフロ
ントコンバータレンズに入射する光束は前方のレンズ１
２よりも後方のレンズ１３の方で強く収束している。

この為、本実施例では可変頂角プリズムをフロントコン
バータレンズの後方に配置し、可変頂角プリズム径の小
型化及びプリズム頂角を変化させる駆動手段２１の小型
化を図っている。又振動検出手段２２並ひに駆動手段２
１を第１図に示すように径が小さくなる後方のレンズ１
３のレンズ外周部に沿って配置することによりフロント
コンバータレンズ全体の径の増大を効果的に防止してい
る。

本実施例における可変頂角プリズムの径はそれが最大設
定ストローク駆動したとき（最も多くプリズム頂角が変
化したとき）にフロントコンバータレンズからの光束（
Ｊｌ影光束）がケラないように設定する必要がある。こ
のとき可変頂角プリズムへの入射光束は収束している為
に光束のケラレは可変頂角プリズムの前面でケラレない
ように設定することが条件となる。

一般にカメラの撮影画面は横長の長方形である場合が多
い。例えば３５ｍｍスチルカメラの場合、縦２４ｍｍｘ
横３６ｍｍ（アスペクト比３／２）であり、又ビデオカ
メラ等の１／２インチ撮像素子の場合、縦４．８ｍｍｘ
横６．４ｍｍ（アスペクト比４／３）でアスペクト比は
１よりも大きい。

従って可変頂角プリズムのプリズム頂角を変化させたと
きの轡影光束のケラレの影響は短辺方向（長辺と平行な
軸回わり）の方が長辺方向に比べて小さい。この為、本
実施例では可変頂角プリズムの前面（透明平行板１ａ）
が短辺方向の駆動面となるようにして可変頂角プリズム
の径の小型化を図っている。

次に本実施例の像ブレ補正手段の特長について説明する
。

まずカメラ本体に振動が加えられて角度θだけカメラが
ブしたとする（光軸が角度θ変位したとする。）。この
ときの角度θは振動検出手段２２にて検出される。

駆動手段２１は振動検出手段２２からの出力信号に応じ
て可変頂角プリズム４のプリズム頂角を変化させる。こ
のとき前述したように可変頂角プリズムのプリズム頂角
δに対する光軸の偏向角（振られ角）φは φ＝（ｎ−１）δ なる関係がある。ここでフロントコンバータレンズの角
倍率なγとしたとき φ＝γ・θ の関係が満たされれば像ブレによる影響は補正される。

即ち駆動手段２１はプリズム頂角がδ＝（γ・θ）／（
ｎ−１） となるように可変頂角プリズムを駆動すへくコイル１７
に通電をしている。そして、このときのプリズム頂角の
変化量を位置検出手段によって検出し、その検出結果を
コイル１７の通電量に負帰還している。

このように可変頂角プリズムのプリズム頂角の変化量は
所謂フィードバック制御により高鯖度、高追従性か実現
されている。

本実施例におけるコイル１７への通電はフロントコンバ
ータレンズの独自に設けた電源より行っても良く、又本
体の着脱式電源より給電しても良く、又カメラ本体とフ
ロントコンバータレンズとの着脱部に接点を設けてカメ
ラ本体側より行っても良い。このうち接点を設ける供電
方法を採用する場合は、同様の方法にて起動／停止信号
等の情報伝達を行フても良い。

第２図は本発明の第２実施例のフロントコンバータレン
ズを第１図と同様に上方から見たときの要部断面図であ
る。

本実施例では光軸補正手段としてフロントコンバータレ
ンズを構成する後方のレンズ１３（シフトレンズ）を駆
動手段１０２により偏心駆動させることにより、第１実
施例の可変頂角プリズムと同様の効果を得ている。

本実施例におけるシフトレンズ１３は前方レンズ１２よ
り小径であって、レンズ枠２６を通して弾性梁２７（４
本）にて弾力的に保持されている。即ちシフトレンズ１
３は弾性梁２７の長さか充分であるとき光軸と垂直方向
にほぼ平行移動可能に保持されていることになる。レン
ズ枠２６の一端にはコイル２７が固設してあり、その内
側ならひに外側にはヨーク２８及びマグネット２９かコ
イルに接触しないように配設しである。マグネット２９
及びヨーク２８はマグネット２９の発生する磁束に関し
て閉した磁気回路を形成しており、その磁束はコイル２
７を垂直に横切るよう設計されている。即ちコイル２７
ないしマクネット２９は所謂ボイスコイル型アクチュエ
ータを構成してあり、コイル２７に通電することにより
コイル２７はシフトレンズ１３に対し紙面上下方向の推
力を与えることかできるようになフている。

又２２は第１実施例と同様の振動検出手段である。

又、第２図においては第１実施例と同様にシフトレンズ
１３の移動量を検出する位置検出手段（不図示）か設け
られている。像ブレ補正手段の動作に関しては基本的に
は第１実施例と同様である。即ち振動検出手段２２の出
力θに応してコイル２７に対しての通電量を位置検出手
段（不図示）の出力の負帰還によって積度よ〈調節する
ことによってシフトレンズ１３を適切に偏心移動させて
振動による像ブレを相殺している。他の部分は第１実施
例と基本的に同しであるので説明は省略する。勿論本実
施例では紙面垂直方向にも全く同一の部材か配置してあ
り、垂直方向の抑制動作を行なえるようになっている。

つまりシフトレンズ１３は２方向に移動を行っていかな
る振動（ブレ）の影響を抑制するようになっている。

尚、シフトレンズ１３の２方向の移動を可能となるため
コイル２７とマグネット２９、ヨーク２８の寸法には余
裕を持たせるように配慮しである。

尚、以上の説明はテレコンバータレンズを例にとり説明
したがワイドコンバータレンズや単なるコンバータレン
ズであっても本発明は同棟に通用することができる。

（発明の効果） 本発明によればフロントコンバータレンズの一部に振動
検出手段と光軸補正手段とを有する像ブレ補正手段を設
けることにより、フロントコンバータレンズをカメラ（
撮影レンズ）に装着して焦点距離を変化させたときのカ
メラの振動に伴って発生する像ブレをレンズ系全体の大
型化を防止しつつ効果的に補正することのできる像ブレ
補正手段を有したフロントコンバータレンズを達成スる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１．第２図は各々本発明のフロントコンバータレンズ
の第１．第２実施例のカメラ本体に装着したときの上方
から見たときの要部断面図、第３．第４図は可変頂角プ
リズムの説明図、第５．第６図は光軸を変更（偏心）さ
せる前後の光束の結像状態を示す説明図である。 図中、１０１はレンズ群、１ａ、１ｂは透明平行板、２
は透明な材質、３は封止材、４は光軸補正手段、５ａ、
５ｂは揺動軸、１２．１３はレンズ、１４ａ、１４ｂは
保持枠、１５．１６はビン、１フはコイル、１８はヨー
ク、１９はマグネット、２０はヨーク、２１，１０２は
駆動手段、２３は鏡筒、２４はスペーサ、２６はレンズ
枠、２７は弾性梁、２８はヨーク、２９はマグネットで
ある。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）撮影レンズの光軸上前方に装着して撮影系全体の
   焦点距離を変位させるレンズ群と、該撮影系の振動に起
   因する像ブレを補正する像ブレ補正手段とを有している
   ことを特徴とする像ブレ補正手段を有したフロントコン
   バータレンズ。
2. （２）前記レンズ群は角倍率が１以上のアフォーカル光
   学系より成っていることを特徴とする請求項１記載の像
   ブレ補正手段を有したフロントコンバータレンズ。
3. （３）前記像ブレ補正手段は前記撮影系の振動を検出す
   る振動検出手段と、該振動による光軸の変位を補正する
   為の光軸補正手段とを有していることを特徴とする請求
   項１記載の像ブレ補正手段を有したフロントコンバータ
   レンズ。
4. （４）前記光軸補正手段は可変頂角プリズムを有してお
   り、該可変頂角プリズムを、前記レンズ群の光軸上後方
   に配置したことを特徴とする請求項３記載の像ブレ補正
   手段を有したフロントコンバータレンズ。
5. （５）前記レンズ群は複数のレンズより成っており、前
   記振動検出手段と前記可変頂角プリズムのプリズム頂角
   を変化させる駆動手段とを、該レンズ群の後方レンズの
   レンズ外周部に沿って配置したことを特徴とする請求項
   ４記載の像ブレ補正手段を有したフロントコンバータレ
   ンズ。
6. （６）前記可変頂角プリズムの水平方向と垂直方向のプ
   リズム頂角を変化させる２つの揺動軸のうち、前方の揺
   動軸を前記撮影系の撮影画面の長手方向と略平行方向に
   設けたことを特徴とする請求項４又は請求項５記載の像
   ブレ補正手段を有したフロントコンバータレンズ。
7. （７）前記レンズ群は複数のレンズより成り、前記光軸
   補正手段は該複数のレンズのうち後方の少なくとも１つ
   のレンズと、該レンズを偏心駆動させる駆動手段とを有
   していることを特徴とする請求項３記載の像ブレ補正手
   段を有したフロントコンバータレンズ。
8. （８）前記振動検出手段と、前記駆動手段とを前記レン
   ズ群の後方レンズのレンズ周辺部に沿って配置したこと
   を特徴とする請求項７記載の像ブレ補正手段を有したフ
   ロントコンバータレンズ。