JPH0511304A - 振れ補正機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 様々な使用環境において、可変頂角プリズム
の回転軸やこの回転支持部材に変形が及ぶことを防止す
る。 【構成】 保護ガラス６６と付属品取付け部６５の少な
くとも一方を保持した保持部材７１と可変頂角プリズム
の回転軸を支持する回転支持部材６４とを別部材とし、
以て、保持部材と回転支持部材は同一の部材上に構成さ
れないようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、可変頂角プリズムの回
転軸を支持する回転支持部材と、可変頂角プリズムの前
に設けられる保護ガラスと、付属品を取り付ける為の付
属品取付け部とを備えた振れ補正機構の改良に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】近年、スチルカメラ、ビデオカメラ等の
撮影装置の自動化が進み、自動露出調整手段や自動焦点
調節手段など、様々な機能が実用化されている。

【０００３】特に、ビデオカメラ等の撮影装置において
は、使用される撮影レンズとしてズ−ムレンズを用いる
のが一般的であり、そのズ−ム比も年々大きくなる傾向
が強い。

【０００４】一方、撮影装置の小型化も顕著であり、撮
像画面サイズの小型化、高密度実装技術の発展、小型レ
コ−ダメカシャ−シの開発などを背景に、片手で撮影が
可能な小型機種まで表れてきている。

【０００５】しかしながら、このようなズ−ムレンズを
備えた小型のビデオカメラを用いる場合、撮影者の手振
れに起因する画面の有害な振れが発生し易い。そこで、
この振れを除去し、安定した画面を得る為に、様々な振
れ防止装置が提案されている。この種の振れ防止装置を
用いれば、このような手振れによる画面の有害な振れだ
けでなく、船舶や自動車などからの撮影に際して、三脚
を用いても有害な手振れが除去し得ないような状況にお
いても、大きな効果を有する事は云うまでもない。

【０００６】この振れ防止装置は、振れを検出する振れ
検出手段と、検出された振れの情報に応じて画面として
振れが発生しないように、何らかの補正を行う振れ補正
手段を、少なくとも含んで構成されている。

【０００７】振れ検出手段としては、例えば、角加速度
計、角速度計、角変位計などが知られている。又、振れ
補正手段としては、本願出願人による可変頂角プリズム
（詳細は後述する）を用いるものや、得られた撮像画面
情報の中から実際に画面として用いる領域を切り出すよ
うに構成したビデオカメラにて、その切り出し位置を振
れが補正される位置に順次変更（追尾）していく方法な
どが知られている。

【０００８】振れ補正手段として、前者のように可変頂
角プリズムやその他の何らかの光学的手段を用いて、撮
像素子上に結像する像の段階で振れを除去するような方
法をここでは光学的補正手段と称し、後者の様に振れを
含んだ画像情報を電子的に加工して振れを除去する方法
を電子的補正手段と称している。

【０００９】一般的に、光学的補正手段は、レンズの焦
点距離にかかわりなく、カメラの振れ角度として定めら
れた角度以内の振れに対しての補正が可能であり、した
がって、ズ−ムレンズのテレ側の焦点距離が長い場合で
も、実用上問題のない振れ除去性能を有することができ
る。しかし、カメラの大型化を招いてしまうという欠点
を有している。

【００１０】これに対して、電子的補正手段は、画面上
での例えば画面の縦寸法に対する補正率といったものが
一定である。したがって、テレ側の焦点距離が長くなる
にしたがって、振れ除去の性能は劣化する。電子式の場
合、一般に小型化に対しては有利となることが多い。

【００１１】図３は焦点距離とカメラの振れ角度との関
係を画面上の被写体位置で説明した図である。

【００１２】図３において、カメラが１２で示した位置
にある時のレンズの光軸は１３であり、被写体である人
物１１の顔をほぼ中心にとらえていることになる。この
状態から、ａ度手振れによりカメラが回転したとする。
この時のカメラ位置を１４で、光軸を１５で、それぞれ
示している。

【００１３】図３（Ｂ）と（ｃ）はこの１２と１４のカ
メラ位置での画面位置を示しており、（Ｂ）はズ−ムレ
ンズのテレ端での状態を、（Ｃ）はワイド端での状態を
示す。１６は画面内の被写体を示しており、１７及び１
９はカメラ位置が１２の時の、１８及び２０はカメラ位
置が１４の時の、それぞれ画面を示している。

【００１４】図３から明らかなように、同じａ度のカメ
ラ振れであっても、当然、レンズの焦点距離が長い方
が、画面上の振れとしては害が大きい。したがって、特
にテレ端の焦点距離の長いレンズと組み合せる振れ補正
手段としては、可変頂角プリズム等の光学的手段が有効
となる。

【００１５】図４に可変頂角プリズムの構成を示す。

【００１６】図４において、２１と２３はガラス板であ
り、２７は例えばポリエチレン等の材料で作られた蛇腹
部分である。これらのガラス板１，２３と蛇腹２７で囲
まれた内部に、例えばシリコンオイル等による透明な液
体が封入されている。

【００１７】図４（Ｂ）では、２枚のガラス板２１と２
３は平行な状態であり、この場合、可変頂角プリズムの
光線の入射角度と出射角度は等しい。一方、（Ａ），
（Ｃ）のような角度を持つ場合には、それぞれ光線２
４，２６で示した如く光線は或る角度をもって曲げられ
る。

【００１８】したがって、カメラが手振れ等の原因によ
り傾いた場合に、その角度に相当する分光線が曲がる様
に、レンズの前に設けた可変頂角プリズムの角度を制御
することによって、振れが除去出来るものである。

【００１９】図５はこの状態を示しており、（Ａ）にて
可変頂角プリズムは平行状態になり、光線は被写体の頭
をとらえているとすると、（Ｂ）のようにａ度の振れに
対して図の様に可変頂角プリズムを駆動して光線を曲げ
る事により、撮影光軸は相変わらず、被写体の頭をとら
え続けている。

【００２０】図６はこの可変頂角プリズムとそれを駆動
するアクチュエ−タ部、及び、角度状態を検出する頂角
センサを含む、可変頂角プリズムユニットの実際の構成
例を示す図である。

【００２１】実際の振れはあらゆる方向で出現するの
で、可変頂角プリズムの前側のガラス面と後ろ側のガラ
ス面はそれぞれ９０度ずれた方向を回転軸として回転可
能なように構成されている。ここでは、添え字ａとｂと
してこれらを二つの回転方向のそれぞれの構成部品を示
しているが、同一番号のものは全く同じ機能を有する。
又、ｂ側の部品は一部図示していない。

【００２２】４１は可変頂角プリズムで、ガラス板２
１，２３、蛇腹部２７及び液体３等から成る。ガラス板
２１，２３は保持枠２８に一体的に接着剤等を用いて取
付けられる。保持枠２８は不図示の固定部品との間で回
転軸３３を構成しており、この軸回りに回動可能となっ
ている。軸３３ａと軸３３ｂは、９０度方向が異なって
いる。保持枠２８上にはコイル３５が一体的に設けられ
ており、一方、不図示の固定部分には、マグネット３
６，ヨ−ク３７，３８が設けられている。したがって、
コイル３５に電流を流すことにより、可変頂角プリズム
４１はその軸３３回りに回動する。保持枠２８から一体
的に伸びた腕部分３０の先端にはスリット２９があり、
固定部分に設けられたiRED等の発光素子３１とＰＳＤ等
の受光素子との間で、頂角センサを構成している。

【００２３】図７にはこの可変頂角プリズム４１を振れ
補正手段として備えた振れ防止装置を、レンズと組み合
せて示すブロック構成図である。

【００２４】図７において、４１は可変頂角プリズム、
４３，４４は頂角センサ、５３，５４は頂角センサ４
３，４４の出力を増幅する増幅回路、４５はマイクロコ
ンピュ−タ、４６，４７は角加速度計等より成る振れ検
出手段、４８，４９は前記コイル３５からヨ−ク３８ま
で等より成るアクチュエ−タ、５２はレンズである。

【００２５】マイクロコンピュ−タ４５では頂角センサ
４３，４４により検出された角度状態と振れ検出手段４
６，４７の検出結果に応じて、振れを除去するのに最適
な角度状態に可変頂角プリズム４１を制御するために、
アクチュエ−タ４８，４９に通電する電流を決定する。

【００２６】尚、おもだった要素が二つのブロックより
成り立っているのは、９０度ずれた２方向の制御をそれ
ぞれ単属に行うと仮定したためである。

【００２７】以上、可変頂角プリズムを用いた、振れ防
止装置に関して説明してきた。

【００２８】次に、ビデオカメラに用いられている一般
的なズ−ムレンズに関する構成例について説明する。

【００２９】ビデオカメラ等に用いられる撮影用ズ−ム
レンズの種類の内、一般的なレンズタイプとして、第１
群を焦点調節の為のレンズ群（フォ−カシングレンズ）
として用い、第２群が変倍の為のバリエ−タレンズ、第
３群が変倍を行った際にも結像位置を一定に保つ為のコ
ンペンセ−タレンズ、第４群が結像の為のリレ−レンズ
とした様な「前玉フォ−カス」のズ−ムレンズが挙げら
れる。この前玉フォ−カスレンズの第２群（バリエ−
タ）と第３群（コンペンセ−タ）の位置関係は、前玉レ
ンズ位置、即ち合焦距離よらずに所定の関係が決まって
おり、したがって第１群及び第３群の多くの場合、カメ
ラ環と称するメカ部品を用いて運動している。

【００３０】図８はこの前玉フォ−カスレンズの一般的
な構成を示す図である。

【００３１】図８において、１０１は第１群フォ−カシ
ングレンズ、１０２はバリエ−タレンズ、１０３はコン
ペンセ−タレンズ、１０４はリレ−レンズであり、それ
ぞれ前述したような機能を有する。１０５は固定鏡筒、
１０６はメスヘリコイド、１０７は前玉鏡筒、１０８は
リレ−ホルダ、１０９はリレ−鏡筒、１１０は絞り羽根
ユニット、１１１は絞りモ−タ、１１２はズ−ムモ−タ
本体、１１３はズ−ムモ−タ用ギアヘッド部、１１４は
フォ−カスモ−タ本体、１１５はフォ−カスモ−タギア
ヘッド部、１１６はズ−ムモ−タ出力ギア、１１７はフ
ォ−カスモ−タ出力ギア、１１８はメスヘリコイド上に
一体成型されたギア部、１１９はズ−ム環、１２０はズ
−ム環１１９上に一体成型されたギア部、１２１はズ−
ム環の回転をカム環に伝達する為の凸部、１２２はカメ
ラ環、１２３はカメラ環１２２に切られたバリエ−タ等
のカム環、１２４はコンペンセ−タ用のカム溝、１２５
はバリエ−タ移動環、１２６はコンペンセ−タ移動環、
１２７はバリエ−タ移動環に一体的に設けられたカムフ
ォロワ部、１２８はコンペンセ−タ移動環に一体的に設
けられたカムフォロワ部、１２９，１３０は各移動環の
案内バ−、１３１はフォ−カスモ−タスリップユニッ
ト、１３２はズ−ムモ−タスリップユニットである。

【００３２】即ち、前玉フォ−カスレンズでフォ−カシ
ングを行う際には、フォ−カシングレンズ１０１を光軸
方向に動かせば良く、その為、第１群フォ−カシングレ
ンズ１０１は熱加締め等の手段により、前玉鏡筒１０７
に固定され、この前玉鏡筒１０７の外径はメスヘリコイ
ド１０６の内径にガタなく嵌合し、光軸方向の位置調整
後に、接着剤等を用いて固定される。メスヘリコイド１
０６は固定鏡筒１０５とヘリコイドネジで嵌合してい
る。したがって、メスヘリコイド１０６を回転する事に
よって、フォ−カシングレンズは光軸方向に移動でき
る。

【００３３】この様な前玉フォ−カスレンズに対してバ
リエ−タレンズより後方のレンズ群を使ってフォ−カシ
ングを行う、所謂インナ−フォ−カス又はリアフォ−カ
スのズ−ムレンズが知られており、又、製品にも用いら
れている。この様なレンズにおいては前玉フォ−カスレ
ンズよりも至近距離の撮影が可能であり、特にワイド側
ではレンズ直前から無限距離まで、連続して合焦するよ
うに構成することも容易である。

【００３４】この様なレンズタイプは種々知られている
が、ここでは最も後方のレンズ群をフォ−カシングに用
いる様な構成を例を図９により示す。

【００３５】図９において、１は固定の前玉レンズ、２
はバリエ−タレンズ、３は固定レンズ、４はフォ−カシ
ング（コンペンセ−タ）のレンズ群（フォ−カスレン
ズ）である。１３３は回り止め用の案内棒、１３４はバ
リエ−タ送り棒、１３５は固定鏡筒、１３６は絞りユニ
ット（ここでは紙面と直角に挿入されている）、１３７
はフォ−カスモ−タであるところのステップモ−タ、１
３８はステップモ−タ１３７の出力軸で、レンズを移動
するためのオネジ加工が施されている。１３９はこのオ
ネジと噛み合うメネジ分で、レンズ４の移動枠１４０と
一体となっている。１４１，１４２はレンズ４の移動枠
１４０の案内棒であり、１４３は案内棒を位置決めして
押える為の後板、１４４はリレ−ホルダである。１４５
はズ−ムモ−タ、１４６はズ−ムモ−タ１４５の減速機
ユニット、１４７，１４８はギアであり、このうちの１
４８のギアはズ−ムの送り棒であるバリ−タ送り棒１３
４に固定されている。

【００３６】以上の構成において、ステッピングモ−タ
１３７が駆動すると、フォ−カスレンズ４はネジ送りに
よって光軸方向に移動する。又、ズ−ムモ−タ１４５が
駆動すると、ギア１４７，１４８がこれに連動し、軸１
３４が回転することによってバリエ−タレンズ２が光軸
方向に移動する。

【００３７】以上より、ビデオカメラ用に一般的な撮影
レンズにおいては、前玉フォ−カスレンズでは一番前の
部品はメスヘリコイドとなっていることが多く、したが
って、フォ−カシングに伴って回転することになる。こ
れに対してバリエ−タより後方のレンズ群がフォ−カシ
ングの為のレンズとなるものにおいては、一番前の部分
は固定された鏡筒であることが多い。

【００３８】このことから考えて、可変頂角プリズム４
１をレンズの前に配置して防振を図るには、図６で示し
たような可変頂角プリズムユニット及びこのユニットを
保持する部材、即ち振れ補正機構を撮影レンズの不動の
部分に固定的に取付ける必要があり、この点から考える
と、前玉フォ−カスレンズよりも、バリエ−タよりも後
方のレンズ群をフォ−カシングに用いる様なレンズと組
み合せた方が構成が簡単になるという利点を有する。

【００３９】図１０はこのようなレンズと可変頂角プリ
ズムユニット及びこのユニットを保持する部材（振れ補
正機構）とを組み合せた構成例である。

【００４０】図１０において、固定鏡筒１３５にはビス
７０により、振れ補正機構の固定筒６４が固定されてい
る。この図ではビス７０は一本のみ図示してあるが、実
際には複数本のビスを用いることにより二つの鏡筒は強
固に固定されるものである。固定筒６４は可変頂角プリ
ズムの回転軸受け部を有している。可変頂角プリズム
は、図６等で説明したものと同様の構成であるが、ここ
ではより実際的に、前後のガラスは、例えばポリエチレ
ンより成る枠体６１に接着され、蛇腹部分２７も同様に
枠体６１に溶着される。又、枠体６１の変形を防止し、
接着部分、溶着部分の強度を増す目的で、ポリエチレン
による枠体６１と一体的にアルミニュ−ム、又はポリエ
チレンよりも機械的強度に優れたエンジニアリングプラ
スチック材料より成る補強リング６２が設けられてい
る。本構成例では、この補強リング６２に保持枠２８が
固定される。

【００４１】従って、固定筒６４に設けられた回転軸受
け部には、保持枠２８に一体的に設けられた回転軸６３
が嵌合し、又、逆側は保持枠２８に一体的に圧入された
平行ピン６７が軸部となり、この平行ピン６７の先端は
板バネ６８により押され、がたを除去している。バネ６
８はビス６９により、固定筒６４に固定される。図では
ピッチ側の回転軸構成が示されない断面となっている
が、ピッチ側もヨ−側と同様の構成であることは云うま
でもない。

【００４２】又、回転軸６３の構成が両側で異なるの
は、組立て性を考慮した結果である。

【００４３】更に、枠体６４には最前部の保護ガラス６
６が固定され、付属品取付けネジ部６５が設けられてい
る。

【００４４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１０
のような構成をとった場合、保護ガラス部分に静圧（押
されたり、この部分が布により拭かれる等により）が加
わったり、レンズ最前部分に付属品（テレ或はワイドコ
ンバ−タ等）が取付けられる等、固定筒６４に何らかの
力が加わった場合などに固定筒６４が変形し、その結
果、可変頂角プリズムの回転トルクが増大することが懸
念される。この結果、頂角センサの出力に対しての可変
頂角プリズムの応答に遅れが発生し、振れ補正機構が正
常に動作しないことも考えられる。

【００４５】このことを考えて、固定筒６４の強度を向
上させることが必要であるが、付属品の重量に制限があ
るわけでもなく、つまりどのような重量の付属品を取付
けるかは撮影者の自由であり、全ての場合を考えて問題
のない強度を確保するのは困難である。

【００４６】本発明は上記の点に鑑み、様々な使用環境
において、可変頂角プリズムの回転軸やこの回転支持部
材に変形が及ぶことを防止することのできる振れ補正機
構を提供することである。

【００４７】

【課題を解決するための手段】本発明は、保護ガラスと
付属品取付け部の少なくとも一方を保持した保持部材と
可変頂角プリズムの回転軸を支持する回転支持部材とを
別部材とし、以て、保持部材と回転支持部材は同一の部
材上に構成されないようにしている。

【００４８】

【実施例】図１は本発明の第１の実施例を示す図であ
り、図１０と同じ機能を持つ部分は同一符合を付してあ
る。

【００４９】図１において、可変頂角プリズムの軸受け
部分を有する固定筒６４は、図１０で示す様に一体的に
保護ガラス、付属品取付けネジ部を持たず、単に、軸受
け機能としてのみ機能する。

【００５０】７１はビデオカメラ等の撮影装置のカバ−
部品である。カバ−部品７１は最前部に、保護ガラス６
６と、付属品取付けネジ部６５を有している。

【００５１】このように構成することにより、保護ガラ
ス部分に静圧が加わったり、付属品を取付けた場合など
でも、固定筒６４、即ち可変頂角プリズム回転軸受け部
分の寸法変化は、図１０の例に比較すると大幅に軽減さ
れるため、振れ防止機能の性能劣化も少なくなり、有効
である。

【００５２】上記の第１の実施例では、撮影装置のカバ
−部品７１に、保護ガラスと付属品取付けネジ部を設け
ている。この場合、カバ−部品７１の固定方法によって
は、光軸に対する保護ガラス６６の傾きや偏心に対して
精度が期待できないなどの問題点が考えられる。

【００５３】そこで、図２に示す本発明の第２の実施例
では、保護ガラス６６、及び、付属品取付けネジ部６５
を、固定筒６４とは別に、固定鏡筒１３５に一体的に設
けられた保護筒７２に設けるようにしている。

【００５４】この様な構成にした場合、第１の実施例と
違って、固定鏡筒１３５をベ−スにして固定筒６４と保
護筒７２を取付けるため、第１の実施例と比較して、各
光学要素の位置精度が維持できる他、保護筒７２はその
まま外観部品と考えることも可能であり、撮影装置のデ
ザインの自由度も増すことが期待できる。又、保護筒７
２と保護ガラス６６によって可変頂角プリズム部分がユ
ニット化される段階で完全に覆われるので、ごみの侵入
等に対しても有利となっている。

【００５５】（変形例）以上の各実施例では、保護ガラ
ス６６と付属品取付けネジ部６５の両方を、固定筒６４
とは別部品に構成する例を示したが、例えば付属品取付
けネジ部を不要とする（テレコンバ−タ等を使用しない
事を前提とした）例えば安価なビデオカメラ等も考えら
れることから、少なくともいずれか一方を固定筒６４と
は別部品に構成するようにすることにより同様の、或は
ほぼ同様の、効果を得ることができる。

【００５６】又、本実施例では、全て撮影レンズと振れ
補正機構部分は一体的に取付けて構成する例を示した
が、振れ補正機構のみ、アダプタ形式に着脱自在に構成
するようにしてもよい。このような場合にも、回転軸受
け部分を有する部品と、保護ガラス、付属品取付けネジ
部を有する部分とを別の部品としておくことにより、振
れ防止性能の維持に対して有効になることは云うまでも
ない。

【００５７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
保護ガラスと付属品取付け部の少なくとも一方を保持し
た保持部材と可変頂角プリズムの回転軸を支持する回転
支持部材とを別部材とし、以て、保持部材と回転支持部
材は同一の部材上に構成されないようにしている。よっ
て、様々な使用環境において、可変頂角プリズムの回転
軸やこの回転支持部材に変形が及ぶことを防止すること
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例装置を備えたカメラの断
面図である。

【図２】本発明の第２の実施例装置を備えたカメラの断
面図である。

【図３】焦点距離とカメラ振れの角度との関係を画面上
の被写体位置で示した図である。

【図４】一般的な可変頂角プリズム等の概略構成につい
て説明する図である。

【図５】図４の可変頂角プリズムの機能について説明す
る図である。

【図６】図４の可変頂角プリズムを振れ補正手段として
持つ振れ防止装置の概略構成を示す斜視図である。

【図７】図６の振れ防止装置の電気ブロック図である。

【図８】前玉フォ−カスレンズを備えた一般的なカメラ
の断面図である。

【図９】リアフォ−カスレンズを備えた一般的なカメラ
の断面図である。

【図１０】図９のカメラに図４の可変頂角プリズムを装
着した状態を示す断面図である。

【符合の説明】

１ 前玉レンズ ２ バリエ−タレンズ ２１，２３ ガラス板 ２２ 液体 ２７ 蛇腹部 ６１ 枠体 ６２ 補強リング ６３ 回転軸 ６４ 固定筒 ６５ 部品取付けネジ ６６ 保護ガラス ７１ カバ−部品 ７２ 保護筒 １３５ 固定鏡筒

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 撮影レンズの前部に配置され、像振れ防
   止を図る為に撮影光軸を変位させる可変頂角プリズム
   と、該可変頂角プリズムの回転軸を支持する回転支持部
   材と、可変頂角プリズムの前に設けられる保護ガラス
   と、付属品を取り付ける為の付属品取付け部とを備えた
   振れ補正機構において、前記保護ガラスと前記付属品取
   付け部の少なくとも一方を保持した保持部材と前記回転
   支持部材とを別部材としたことを特徴とする振れ補正機
   構。