JPH05134285A - 可変頂角プリズム装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 撮影系の振動や手ぶれ等による画像ぶれを良
好に補正することができる可変頂角プリズム装置を得る
こと。 【構成】 対向配置した透明な２つの光学部材１１，１
２の周囲を補強部材１５，１６をインサート成形した枠
体１３，１４を介して伸縮可能な弾性部材１７で周設
し、その内部に透明な物質１８を封入し、回動手段１に
より該２つの光学部材のうちの少なくとも一方の光学部
材を該補強部材に設けた軸支持部を中心に回動させて、
任意のプリズム頂角を形成し、通過光束を偏向させるよ
うにしたこと。

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装置に
関し、特にビデオカメラ及びスチルカメラ等の防振光学
系や、その他の光学機器（防振システム）に用いられる
通過光束の進行方向を任意に変え、画像のぶれを補正す
ることができる可変頂角プリズム装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、スチルカメラ、ビデオカメラ等の
カメラ装置の撮影の自動化が進み、例えば自動露出調節
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】これらの自動化機能の一つとして、様々な
原因によって発生する画面の有害なぶれ（所謂画像のぶ
れ）を軽減するぶれ補正手段が考案され、また、実用化
されつつある。

【０００４】特にビデオカメラ等のカメラ装置において
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。

【０００５】一方、カメラ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現われてきている。

【０００６】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、撮影者の手ぶ
れに起因する画面の有害なぶれが発生し、このぶれを除
去し、安定した画面を得るために、様々なぶれ防止手段
が提案されている。これらのぶれ防止手段を用いれば、
このような手ぶれによる画面の有害なぶれだけでなく、
船舶や自動車などからの撮影に際して、三脚を用いても
有害な手ぶれが除去しえないような状況においても大き
な効果を有する。

【０００７】このぶれ防止手段は、少なくともぶれを検
出するぶれ検出手段と、検出されたぶれの情報に応じて
画面としてぶれが発生しないように、補正を行なうぶれ
補正手段とを有している。

【０００８】このうちぶ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
ぶれ補正手段としては、可変頂角プリズムを用いる方法
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ぶれが補正される位置に順次変更し
ていく方法などが知られている。

【０００９】ぶれ補正手段として、前者のように可変頂
角プリズムや、その他のなん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ぶ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、後者のようにぶ
れを含んだ画像情報を電子的に加工してぶれを除去する
方法を電子的補正手段と称する。

【００１０】一般的に、光学的補正手段は撮影レンズの
焦点距離にかかわりなく、カメラのぶれ角度として定め
られた角度以内のぶれに対しての補正が可能である。従
って、ズ−ムレンズのテレ側の焦点距離が長い場合で
も、実用上問題のないぶれ除去性能を有することが出来
る。しかし、装置全体が大きくなるという欠点を有して
いる。

【００１１】これに対して、電子的な補正手段は画面上
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。従って、ズームレンズのテレ側の焦点距離
が長くなるにしたがって、ぶ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。

【００１２】次に可変頂角プリズムを用いたぶれ防止手
段について説明する。

【００１３】図５（Ａ）は撮影レンズの焦点距離とカメ
ラのぶれ角度との関係を画面上の被写体位置で説明した
説明図である。

【００１４】同図において、５３はカメラＣＡが実線５
２で示した位置にある時の撮影レンズの光軸であり、被
写体である人物５１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、手ぶれによりカメラＣＡが
回転したとする。この時のカメラＣＡの位置は実線５４
で示す位置となり、その光軸は５５で示すようになる。

【００１５】図５（Ｂ），（Ｃ）は位置５２，位置５４
におけるカメラの画面位置を示しており、同図（Ｂ）は
ズ−ムレンズのテレ端での状態を、同図（Ｃ）はワイド
端での状態を示す。５６は画面内の被写体を示してお
り、５７及び５９は各々位置５２での画面を、５８及び
５０は位置５４での画面を示している。

【００１６】図５から明らかなように、同じａ度のカメ
ラぶれであっても、当然、撮影レンズの焦点距離が長い
方が、画面上のぶれとしては害が大きい。従って、特に
テレ端の焦点距離の長い撮影レンズと組み合わせるよう
なぶれ除去手段においては、可変頂角プリズムを用いる
ような光学的手段は有効なぶれ補正手段といえる。

【００１７】図６に可変頂角プリズムの構成を示す。同
図において７１と７３は透明なガラス板であり、７７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。これらのガラス板と蛇腹で囲まれた内部に、例えば
シリコンオイル等による透明な液体７２が封入されてい
る。

【００１８】図６（Ｂ）では２枚のガラス板７１と７３
は平行な状態であり、この場合、可変頂角プリズムへの
光線７５の入射角度と出射角度は等しい。

【００１９】一方、図６（Ａ），（Ｃ）のように角度を
持つ場合にはそれぞれ光線７４，７６で示した如く光線
は或る角度をもって曲げられる。従って、カメラが手ぶ
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
線が曲がるように、撮影レンズの前に設けた可変頂角プ
リズムの角度（頂角）を制御することによって、ぶれを
除去している。

【００２０】図７はこの状態を示しており、同図（Ａ）
にて可変頂角プリズムは平行状態にあり、光軸は被写体
の頭をとらえているとすると、同図（Ｂ）のようにａ度
のぶれに対して図の様に可変頂角プリズムを駆動して光
線を曲げることにより撮影光軸は相変わらず、被写体の
頭をとらえ続けられる。

【００２１】図８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
成例を示す概略図である。

【００２２】図９は可変頂角プリズム１０１の要部断面
図である。

【００２３】実際の画像ぶれはあらゆる方向で出現する
ので、図８に示すように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側の部品は一部不図示となってい
る。

【００２４】次に図８，図９の各要素について説明す
る。

【００２５】６１，６２は各々ガラス板、６７は蛇腹部
分であり、例えばポリエチレン等の材料より成ってい
る。６３，６４は各々枠体であり、一部は接着剤等によ
りガラス板６１，６２と接着され、他方は溶着等により
蛇腹部分６７に接合されている。

【００２６】枠体６３，６４の一部には成形時に変形す
るのを防止する為のＰ．Ｃ，ＰＰＳ，Ａｌ等から成る補
強枠６５，６６が枠体６３，６４にインサート成形され
ている。ガラス板６１，６２と枠体６３，６４、そして
蛇腹部分６７によって囲まれた内部空間に、例えばシリ
コンオイル等の透明な液体６８が封入されている。

【００２７】１０２，１０３は保持枠であり、枠体６
３，６４の周囲に設けられている。保持枠１０２，１０
３にはガラス板６１，６２を回動させる為の軸支持部１
０４，１０５が接着剤等により一体的に設けられてい
る。

【００２８】保持枠１０２は不図示の固定部品との間で
回転軸１１５を構成しており、この軸回りに回動可能と
なっている。回転軸１１５ａと回転軸１１５ｂとは、９
０度方向が異なっている。保持枠１０２上にはコイル１
０７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１１２ａ、ヨ−ク１１１ａ（１１１
ｂ）、が設けられている。

【００２９】従って、コイルに電流を流すことにより可
変頂角プリズムのガラス板は軸１１５回りに回動する。
保持枠１０２から一体的に伸びた腕部分１０６の先端に
はスリット１０９があり、固定部分に設けられたｉＲＥ
Ｄ素子等の発光素子１１４と、ＰＳＤ等の受光素子１１
３との間で、頂角センサ−を構成している。

【００３０】図１０にこの可変頂角プリズムを補正手段
として有するぶれ防止手段を、撮影レンズと組み合わせ
た防振レンズシステムのブロック構成図を示す。

【００３１】同図において１０１は可変頂角プリズム、
９２，９３は頂角センサ−、９４，９５は頂角センサ−
の出力を増幅する検出回路部、９６はマイクロコンピュ
−タ−、９７，９８はぶれ検出手段である。マイクロコ
ンピュ−タ−９６では頂角センサ−９４，９５により検
出された角度状態と、ぶれ検出手段９７，９８の検出結
果に応じてぶれを除去するのに最適な角度状態に可変頂
角プリズムの角度状態を制御するために、アクチュエ−
タ−９９，１００に通電する電流を決定する。

【００３２】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方向のガラス板の
制御をそれぞれ単独に行うと仮定したためである。

【００３３】

【発明が解決しようとする課題】従来の可変頂角プリズ
ム装置は図８に示すように、２つのガラス板より成るプ
リズム頂角を画像ぶれに応じて種々と変化させる為に枠
体、補強部材、保持部材等、多くの部材を用いて構成し
ており、装置全体が複雑化してくる傾向があった。この
為カメラが振動し、画像ぶれがあったとき迅速にプリズ
ム頂角を変化させて画像ぶれを補正するのが大変難しか
った。

【００３４】本発明は部品点数の減少を図り、装置全体
の簡素化を図りつつ、透明な平行平面板等の２つの光学
部材より成るプリズム頂角を画像ぶれに対して高速にか
つ高精度に変化させることができ、画像ぶれを良好に補
正することができる防振システムに好適な可変頂角プリ
ズム装置の提供を目的とする。

【００３５】

【課題を解決するための手段】本発明の可変頂角プリズ
ム装置は、対向配置した透明な２つの光学部材の周囲を
補強部材をインサート成形した枠体を介して伸縮可能な
弾性部材で周設し、その内部に透明な物質を封入し、回
動手段により該２つの光学部材のうちの少なくとも一方
の光学部材を該補強部材に設けた軸支持部を中心に回動
させて、任意のプリズム頂角を形成し、通過光束を偏向
させるようにしたことを特徴としている。

【００３６】特に本発明では、前記補強部材の一部に前
記回動手段の一部を構成するコイル部を設け、該コイル
部を利用して前記光学部材を回動させていることや、前
記補強部材の一部に前記２つの光学部材より形成される
プリズム頂角を検出する為の頂角センサーの一部を構成
するスリット部材を設けたこと等を特徴としている。

【００３７】

【実施例】図１は本発明の実施例１の要部概略図、図２
は図１の一部分の要部断面図である。

【００３８】図中２９は可変頂角プリズムである。１
１，１２は各々透明な光学部材であり、例えば平行平面
板（ガラス板）より成っている。１７は伸縮可能なポリ
エチレン等から成る弾性部材であり、蛇腹部分を構成し
ている。

【００３９】１３，１４は各々枠体であり、一部は接着
剤等によりガラス板１１，１２と接着され、他方は溶着
等により蛇腹部分１７に接合されている。枠体１３，１
４の一部には成形時に変形するのを防止する為のＰ．
Ｃ，ＰＰＳ，Ａｌ等から成る補強枠（補強部材）１５，
１６が枠体１３，１４にインサート成形されている。

【００４０】ガラス板１１，１２と枠体１３，１４、そ
して蛇腹部分１７によって囲まれた内部空間に、例えば
シリコンオイルやシリコンゴム等の透明な液体や粘性の
物質１８が封入されている。

【００４１】補強枠１５には光学部材１１を回動させる
為の軸支持部１９が１８０度対向して２カ所、一体成形
され回転軸を構成している。同様に補強枠１６には光学
部材１２を回動させる為の軸支持部２０が軸支持部１９
に対して直交する方向に１８０度対向して２カ所に一体
成形され回転軸を構成している。

【００４２】このように本実施例では画像ぶれはあらゆ
る方向で出現するので、可変頂角プリズムの前側の光学
部材１１と後ろ側の光学部材１２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している。

【００４３】即ち、補強枠１５，１６に一体成形した軸
支持部１９，２０を各々回転軸として固定部材（不図
示）に支持した軸ビス２４を利用して回動手段１により
回動させて任意の方向でかつ任意のプリズム頂角を得て
いる。

【００４４】回動手段１はコイル２３、マグネット２
６、ヨーク２５ａ，２５ｂ等を有している。このうちコ
イル２３は補強枠１５の一部に固設されている。マグネ
ット２６、ヨーク２５ａ，２５ｂはコイル２３をはさん
で固定部材に固定している。

【００４５】本実施例ではこのような回動手段１を構成
するマグネット２６とヨーク２５ａ，２５ｂとの間でコ
イル２３に画像ぶれに応じた大きさの電流を流すことに
より、補強枠１５即ち光学部材１１を軸支持部１９を中
心に回動させている。補強枠１６に対しても補強枠１５
と同様である。

【００４６】２２はスリット部材であり、補強枠１５の
一部の腕部分２１に形成している。２８は発光素子であ
り、ｉＲＥＤ等から成っている。２７は受光素子であ
り、ＰＳＤ等から成っている。発光素子２８と受光素子
２７は固定部材に固定支持している。スリット部材２
２、発光素子２８、そして受光素子２７より頂角センサ
ー２を構成し、補強枠１５、即ち光学部材１１の回動角
を検出している。

【００４７】補強枠１６に対しても頂角センサー２と同
様の頂角センサーが設けられており、補強枠１６の回動
角を検出している。

【００４８】本実施例では補強枠１５，１６に直接軸支
持部１９，２０、コイル２３、そしてスリット部材等を
設け、従来のように保持部材を用いずに構成し、装置全
体の簡素化を図っている。そして撮影系の一部に装着し
たときに撮影系がぶれて画像ぶれが発生したとき、その
画像ぶれの大きさに対応して補強枠１５，１６を回動さ
せて可変頂角プリズム２９として所定のプリズム頂角が
得られるようにしている。これにより可変頂角プリズム
２９を通過する光束を偏向させて、画像ぶれを補正して
いる。

【００４９】尚、本実施例では補強枠１５，１６を回動
させる為の回動手段１の一要素として補強枠１５，１６
に直接固定するムービングコイルを用いた場合を示した
が、軸支持部１９，２０を中心に回動させることができ
るものであればムービングマグネット型でも良く、又補
強枠の端を前後させるプランジャー型のものであっても
良い。

【００５０】図３は本発明の実施例２の要部概略図、図
４は図３の一部分の要部断面図である。

【００５１】本実施例では補強枠１５（１６）に２つの
軸部３９（４０）を１８０度対向して一体成形して回転
軸を構成し、該回転軸と該軸部３９（４０）に対して固
定部材に設けた軸受部（不図示）とを利用して補強枠１
５（１６）を回動している点が図１の実施例と異なって
おり、その他の構成は同じである。

【００５２】

【発明の効果】本発明によれば前述の如く各要素を構成
することにより、部品点数の減少を図り、装置全体の簡
素化を図りつつ、透明な平行平面板等の２つの光学部材
より成るプリズム頂角を画像ぶれに対して高速にかつ高
精度に変化させることができ、画像ぶれを良好に補正す
ることができる防振システムに好適な可変頂角プリズム
装置を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例１の要部概略図

【図２】 図１の一部分の要部断面図

【図３】 本発明の実施例２の要部概略図

【図４】 図３の一部分の要部断面図

【図５】 カメラのぶれと画像ぶれとの関係を示す説
明図

【図６】 プリズム頂角と通過光束との関係を示す説
明図

【図７】 カメラの前方に可変頂角プリズムを配置し
たときの概略図

【図８】 従来の可変頂角プリズム装置の要部概略図

【図９】 従来の可変頂角プリズムの要部断面図

【図１０】 可変頂角プリズム装置を用いた防振システ
ムのブロック図

【符号の説明】

１１，１２ 光学部材 １３，１４ 枠体 １５，１６ 補強部材 １７ 弾性部材 １８ 物質 １９，２０ 軸支持部 ２１ スリット部材 ２３ コイル ２９ 可変頂角プリズム １ 回動手段 ２ 頂角センサー

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対向配置した透明な２つの光学部材の周
   囲を補強部材をインサート成形した枠体を介して伸縮可
   能な弾性部材で周設し、その内部に透明な物質を封入
   し、回動手段により該２つの光学部材のうちの少なくと
   も一方の光学部材を該補強部材に設けた軸支持部を中心
   に回動させて、任意のプリズム頂角を形成し、通過光束
   を偏向させるようにしたことを特徴とする可変頂角プリ
   ズム装置。
2. 【請求項２】 前記補強部材の一部に前記回動手段の一
   部を構成するコイル部を設け、該コイル部を利用して前
   記光学部材を回動させていることを特徴とする請求項１
   の可変頂角プリズム装置。
3. 【請求項３】 前記補強部材の一部に前記２つの光学部
   材より形成されるプリズム頂角を検出する為の頂角セン
   サーの一部を構成するスリット部材を設けたことを特徴
   とする請求項１の可変頂角プリズム装置。