JPH05142500A - 振れ防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 振れ防止装置を小型化することができる。 【構成】 第１の回転軸（２１）を回転中心として頂角
を可変できる角度範囲と第２の回転軸（２３）を回転中
心として頂角を可変できる角度範囲が異なるよう、可変
頂角プリズムを構成している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ビデオカメラ等の撮影
装置などに配置される、可変頂角プリズムを用いた振れ
防止装置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制御される振れ補正手段等から
構成されている。

【０００７】上記の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おいて、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７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７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で示し、光軸を１５で示して
いる。

【００１３】図７（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７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８に可変頂角プリズムの構成を示す。

【００１６】図８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８（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。

【００１８】一方、図８（Ａ），（Ｃ）のような角度を
持つ場合には、それぞれ光線２４，２６で示した如く光
線は或る角度をもって曲げられる。

【００１９】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。

【００２０】図９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。

【００２１】図１０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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】図１１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。

【００２５】図１１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
４３，４４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。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】

【発明が解決しようとする課題】上述した様な可変頂角
プリズムを用いた振れ防止装置を実際のビデオカメラ等
の撮影装置に搭載する場合に、撮影装置をどのような状
態で保持して撮影を行うか、或は、どのような保持方法
を前提として撮影装置全体のレイアウト設計が行われる
か、によって手振れの発生し易い方向が明確となる場合
が考えられる。これは、手持ち撮影における場合のみな
らず、三脚取付け状態でも、例えば、自動車上に三脚を
据える場合などではピッチ方向の振れが、ヨ−方向の振
れに比較して大きいことが多いなど、方向と振れの大き
さに相関が見られる事もある。

【００３０】このような場合一般的には最も振れが発生
し易い方向を考慮して、十分な効果が得られるようにそ
の方向での可変頂角プリズムの回転角度を設定し、そこ
で設定された数値が、例えば「５°」であったとする
と、その方向と多くの場合直交したもう一つの回転方向
においても同じ「５°」と設定することが一般的であっ
た。

【００３１】しかし、前述した様に可変頂角プリズムを
用いた振れ防止装置では、極力装置全体の小型化を図る
事が求められている。

【００３２】小型化を考えた場合、このように両方向と
も最大回転角度を揃えておくことは、撮影装置の振れに
対する特性によっては、得策とは云えない。

【００３３】本発明の目的は、上記の点に鑑み、小型化
することのできる振れ防止装置を提供することである。

【００３４】

【課題を解決するための手段】本発明は、第１の回転軸
を回転中心として頂角を可変できる角度範囲と第２の回
転軸を回転中心として頂角を可変できる角度範囲が異な
るよう、可変頂角プリズムを構成し、また、頂角を可変
できる角度範囲が小さく設定されている方の回転軸を物
体側に配置するようにしている。

【００３５】

【作用】振れ補正を行う二方向の角度範囲は必ずしも同
一とする必要のない点に着目し、振れ補正を多く必要と
する方向の回転軸の角度範囲を大きくし、前記の方向程
必要としない他の方向の回転軸の角度範囲を小さくする
ようにし、また、外形寸法を大きく取る必要がなくなる
様に、角度範囲が小さく設定されている方の回転軸を物
体側に配置するようにしている。

【００３６】

【実施例】以下、本発明を図示の実施例に基づいて詳細
に説明する。

【００３７】まず、図１乃至図３により可変頂角プリズ
ムの回転角度とその厚みの関係について説明する。

【００３８】ここでは簡単の為に、蛇腹部分やガラス板
を保持する枠体部分を省き、単純に２枚のガラス板の幾
何学的な配置にのみ着目することにする。

【００３９】図１はガラス板２１と２３が共に「３°」
回転する場合を示す。

【００４０】ここでは、両方のガラス板２１，２３が最
大の回転角度を取った状態で接すると仮定する。

【００４１】図１からわかる様に、外形を「４０ｍ
ｍ」、ガラス板２１，２３の板厚を「1.6 ｍｍ」とした
場合に、両方のガラス板２１，２３の回転軸の距離は
「1.48ｍｍ」、平行状態でのガラス板２１とガラス板２
３の間隔は「4.68ｍｍ」、共に「３°」振れている時の
最大幅は「6.78ｍｍ」となる。

【００４２】図２は同じ外形寸法とガラス板２１，２３
の板厚の条件の元で、最大振れ角度を共に「５°」に設
定した時の同様の図を示している。

【００４３】図１と図２を比較して明らかな様に、最大
振れ角度を大きくしていくと、可変頂角プリズムに必要
な厚みは徐々に大きくなっていくことがわかる。

【００４４】また、図３では同じ外形寸法とガラス板２
１，２３の板厚の条件の元で、ガラス板２１の最大回転
角度を「５°」、ガラス板２３の最大回転角度を「３
°」に設定した時の同様の図を示している。

【００４５】これらの結果から、片側を「５°」、もう
片側を「３°」という設定をした場合には、両側共「３
°」で設定した場合と、両側共「５°」で設定した場合
との中間の値に可変頂角プリズムの厚さが設定出来るこ
とがわかる。

【００４６】次に、図４で可変頂角プリズムの厚みと必
要な外形寸法に関して説明する。

【００４７】図４において、５５，５６はレンズ５２の
最も外側の有効光線を示しており、この光線より内側に
何らかの部品が配置されると、ケラレが発生してしま
う。レンズ５２がズ−ムレンズの場合には、ワイド端で
の光線に相当する。

【００４８】ここで、レンズ５２から所定距離離れた位
置に可変頂角プリズムの片側のガラス２３を配置した場
合、回転角度が「３°」に設定されたようなものだと、
もう片側のガラス２１は２１’に示す位置になる。「５
°」の場合は「３°」より被写体側の２１”の位置にな
る。

【００４９】即ち、設定された最大回動角度が大きい
と、図１〜図３で説明した様に可変頂角プリズムの厚さ
は厚くなり、その結果、レンズ５２の例えば結像位置か
ら見た最前部のガラス板２１の位置は遠くなり、有効光
線をケラないようにするには可変頂角プリズムの径を大
きくしていく必要があることになる。

【００５０】例えば、可変頂角プリズムの両側のガラス
板面が、設定された最大回動振れ状態である場合を想定
すると、図１〜図３の例で、「6.78ｍｍ」、「9.15ｍ
ｍ」、「8.03ｍｍ」という数値が全幅と考えられるが、
レンズ５２から所定距離離された位置からこの数値を加
算した位置まで有効光線がケラレないようにするには、
可変頂角プリズムの径で考えると、両側共「３°」のも
のが一番小さく、次いで片側が「３°」、もう片側が
「５°」のもの、そして最も大きいのが両側共「５°」
のものとなる。

【００５１】以上の考察より、本発明の第１の実施例で
は、撮影装置のデザイン等により、手持ち状態で手振れ
の大きさとその出現方向に相関があるような場合に、そ
れぞれの回転軸での最大回転角度を必要最小限に設定す
ることにより、従来同一値としていたものに対して、小
型化を図れるものである。

【００５２】（第２の実施例）図５に示す様に、撮影装
置１を肩の上に載せて保持するような、所謂肩載せタイ
プの撮影装置の場合、ヨ−方向の振れがピッチ方向の振
れに対して出現し易いと考えられる。従ってこのような
場合には、ピッチ方向の回転角度をヨ−方向より小さく
設定しても構わない。例えばピッチ方向「３°」、ヨ−
方向「５°」といった設定が考えられる。

【００５３】本発明の第２の実施例では、このように二
つの最大回転角度が異なっている場合に、レンズに近い
側に最大回転角度を大きく設定した方の回転軸を配置
し、物体側の最大回転角度を小さく設定した方の回転軸
を配置するレイアウトを提案するものである。

【００５４】図６にこのような構成を示す。

【００５５】図６において、撮影レンズの前部に可変頂
角プリズムを配置しており、撮影レンズの最前部のレン
ズ部を２とすると、可変頂角プリズムとレンズ部２の間
隔をＬとしている。

【００５６】ここで、可変頂角プリズムとレンズ部２の
間隔Ｌを一定に保ったまま、「３°」可変頂角プリズム
を傾けた場合の位置を３、「５°」傾けた場合を４とす
ると、図中斜線で示した領域５にレンズ鏡筒等の部品が
ないように、すなわち「５°」の回転が可能と構成しさ
えすれば、前側の回転軸回りに「３°」の回転を与えた
場合の状態（図中６）で、可変頂角プリズムの最前部の
位置はＥとなる。これに対して、撮影レンズ側「３
°」、物体側「５°」とした場合にはＦとなる。「ｄ＝
Ｆ−Ｅ」とすると、大まかに、 ｄ＝Ｒ（ｓｉｎ５−ｓｉｎ３） と示される。ここで、Ｒは可変頂角プリズムの半径を示
す。

【００５７】以上により、可変頂角プリズムとレンズ部
２の間隔Ｌを一定となるように配置した際、撮影レンズ
側に最大回転角度が大きい回転軸（ガラス板）を配置
し、物体側に小さい回転軸（ガラス板）を配置すること
により、ｄだけ全長を短くでき、結果として径も小さく
することができる。

【００５８】以上の各実施例によれば、可変頂角プリズ
ムを用いた振れ防止装置において、撮影装置全体の振れ
の大きさとその振れ方向の関係を考慮した上で、二つの
回転軸のそれぞれの最大回転角度設定を必要最小限の値
とすることで、従来の二つの方向の最大回転角度を同一
とした場合と比較して、小型化できるという効果があ
る。

【００５９】また、第２の実施例においては、更に、最
大回転角度が大きい方の回転軸を撮影レンズ側に、小さ
い方を物体側に配置するようにしている為、一層の小型
化を達成することができる。

【００６０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
振れ補正を行う二方向の角度範囲は必ずしも同一とする
必要のない点に着目し、振れ補正を多く必要とする方向
の回転軸の角度範囲を大きくし、前記の方向程必要とし
ない他の方向の回転軸の角度範囲を小さくするようにし
ている。

【００６１】また、外形寸法を大きく取る必要がなくな
る様に、角度範囲が小さく設定されている方の回転軸を
物体側に配置するようにしている。

【００６２】よって、振れ補正装置の小型化を達成する
ことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係る可変頂角プリズム
の回転角度とその厚みの関係の一例について説明する図
である。

【図２】本発明の第１の実施例に係る可変頂角プリズム
の回転角度とその厚みの関係の他の例について説明する
図である。

【図３】本発明の第１の実施例に係る可変頂角プリズム
の回転角度とその厚みの関係の別の例について説明する
図である。

【図４】本発明の第１の実施例に係る可変頂角プリズム
の回転角度とその外形寸法の関係について説明する図で
ある。

【図５】本発明の第２の実施例に係る撮影装置の保持方
法について説明する図である。

【図６】本発明の第２の実施例装置を撮影装置に取付け
た時の各回転角度状態について説明する図である。

【図７】焦点距離とカメラ振れの角度との一般的な関係
を画面上の被写体位置で示した図である。

【図８】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９】図８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１０】図８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１１】図１０の振れ防止装置の電気ブロック図であ
る。

【符合の説明】

１ 撮影装置 ２ レンズ部 ２１，２３ ガラス板 ５２ レンズ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木村 研一 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 振れを検出する振れ検出手段と、対物レ
   ンズの光軸に略垂直な平面内に配置され、それぞれ異な
   る方向への頂角可変を行う第１，第２の回転軸を有する
   可変頂角プリズムとを備えた振れ防止装置において、前
   記第１の回転軸を回転中心として頂角を可変できる角度
   範囲と前記第２の回転軸を回転中心として頂角を可変で
   きる角度範囲が異なるよう、前記可変頂角プリズムを構
   成したことを特徴とする振れ防止装置。
2. 【請求項２】 頂角を可変できる角度範囲が小さく設定
   されている方の回転軸を物体側に配置するようにしたこ
   とを特徴とする請求項１記載の振れ防止装置。