JPH06130472A - 光学機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 可動なぶれ補正手段を有する光学機器におい
て、ぶれ補正手段を機能させないときに、より効率よく
ぶれ補正手段を保持することを可能とする。 【構成】 光学機器において、可動なぶれ補正光学手段
と、少なくとも該ぶれ補正光学手段を略保持した状態と
保持をしない状態とに選択的に保持状態切換を行うこと
が可能な保持手段と、少なくとも光学機器への入射光束
を遮断する第１の位置と遮断しない第２の位置とへの移
動が可能なバリア手段と、該バリア手段の該移動に連動
して該保持手段の該保持状態切換を行う連動手段を設け
たことを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はぶれ補正を行うための可
動なぶれ補正光学部材と、ぶれ補正機能非作動時にぶれ
補正光学部材を保持する保持手段を有する光学機器に関
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ームレンズを用いる
のが一般的であり、そのズー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
コーダメカシャー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れてきている。

【０００５】しかしながら、このようなズームレンズを
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は、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、ズー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、振れ防止の性能は劣化する。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１１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１１において、カメラが１１２で示した
位置にある時のレンズの光軸は１１３であり、被写体で
ある人物１１１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１１４で、光軸を１１５
で、それぞれ示している。

【００１３】図１１（Ｂ）と（Ｃ）はこの１１２と１１
４のカメラ位置での画面位置を示しており、（Ｂ）はズ
ー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。１１６は画面内の被写体を示しており、１
１７及び １１９はカメラ位置が１１２の時の、１１８
及び１２０はカメラ位置が１１４の時の、それぞれ画面
を示している。

【００１４】図１１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１２に可変頂角プリズムの構成を示す。

【００１６】図１２において、１２１と１２３はガラス
板であり、１２７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１２１，１２３
と蛇腹１２７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１２（Ｂ）では、２枚のガラス板１２１
と１２３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１２４，１２６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１３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１４はこの可変頂角プリズムとそれを駆
動するアクチュエータ部、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】１４１は可変頂角プリズムで、ガラス板１
２１，１２３、蛇腹部１２７及び液体１２２等から成
る。ガラス板１２１，１２３は保持枠１２８に一体的に
接着剤等を用いて取付けられる。保持枠１２８は不図示
の固定部品との間で回転軸１３３を構成しており、この
軸回りに回動可能となっている。軸１３３ａと軸１３３
ｂは、９０度方向が異なっている。保持枠１２８上には
コイル１３５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１３６，ヨーク１３７，１
３８が設けられている。したがって、コイル１３５に電
流を流すことにより、可変頂角プリズム１４１はその軸
１３３回りに回動する。保持枠１２８から一体的に伸び
た腕部分１３０の先端にはスリット１２９があり、固定
部分に設けられたｉＲＥＤ等の発光素子１３１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１５にはこの可変頂角プリズム１４１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１５において、１４１は可変頂角プリズ
ム、１４３，１４４は頂角センサ、１５３，１５４は頂
角センサ１４３，１４４の出力を増幅する増幅回路、１
４５はマイクロコンピュータ、１４６，１４７は角加速
度計等より成る振れ検出手段、１４８，１４９は前記コ
イル１３５からヨーク１３８まで等より成るアクチュエ
ータ、１５２はレンズである。

【００２５】マイクロコンピュータ１４５では頂角セン
サ１４３，１４４により検出された角度状態と振れ検出
手段１４６，１４７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１４１を制御
するために、アクチュエータ１４８，１４９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
ぞれ単独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】

【発明が解決しようとする課題】このようなぶれ補正装
置のうちで、可変頂角プリズムや撮影レンズの一部又は
全部を可動することによりぶれを補正する光学的ぶれ補
正手段を有するものにおいては、カメラの主電源をオフ
する等により、アクチュエーター（例えば図１４では１
３５ａのコイル）への通電が断たれると、可変頂角プリ
ズムや可動レンズは可動範囲内で保持する力を失い、そ
の結果、力学的につり合った位置で静止する。従って次
の様な問題が生じる。

【００２９】１．外部より衝撃や振動を加えると、可変
頂角プリズムや可動レンズが、可動範囲内で移動し、そ
して、その移動量が大きい場合、メカ的な可動端への衝
突により、異常音を生じたり破損したりする。

【００３０】２．特にぶれ補正手段として可変頂角プリ
ズムを用いている場合、内部液体の重量によって可変頂
角プリズムを構成している２枚のガラス板（図１２の１
２１と１２３）が平行状態を保てなくなり、ある相対角
度を持つことになる。そして、ある相対角度を持った状
態での長期の放置又は、高温高湿下放置により、この状
態が固定されてしまい、以後の動特性が劣化するおそれ
がある。

【００３１】この点に関して、解決手段として本件同一
出願人によって、特願平３−３１１４４８、３−３３９
３６５等が提案されているが、この提案によると直流モ
ーターを配し、電源に連動して、この直流モーターの駆
動力をレバーに伝達し、可変頂角プリズムや可動レンズ
などの可動な補正光学部材を可動範囲の略中心に略保持
するよう構成されている。つまり、上記の構成において
は、可動な補正光学部材を略保持する保持部材としての
レバーを動かすためにモータなどの駆動源を設けてある
が、このように保持部材の駆動のみのために駆動源を余
分に設けることは、小型化、省エネルギーを考慮した場
合には不利である。

【００３２】

【課題を解決するための手段】光学機器において可動な
ぶれ補正光学手段と、少なくとも該ぶれ補正光学手段を
略保持した状態と保持をしない状態とに選択的に保持状
態切換を行うことが可能な保持手段と、少なくとも光学
機器への入射光束を遮断する第１の位置と遮断しない第
２の位置とへの移動が可能なバリア手段と、該バリア手
段の該移動に連動して該保持手段の該保持状態切換を行
う連動手段を設けたことにより、光学機器が使用されな
いとき（バリアを光束を遮断する位置に位置させるのが
一般的である。）保持手段により可動なぶれ補正光学手
段が保持され、上述の問題点を回避することができるよ
うになった。

【００３３】また、バリア手段と光学機器の主電源を連
動させればより確実に前述の問題点を回避することがで
きる。

【００３４】

【実施例】

（実施例１）図１〜図２は本発明の第１実施例を示し、
図１にて、１は撮影レンズ、２は例えば可変頂角プリズ
ムを含む光学的ぶれ補正手段、３は光路を遮断するレン
ズバリア部、４はバリアと一体の回転軸、５及び６はバ
リア及び回転軸と一体の保持手段としての保持爪部、７
及び８はカムと板バネでこれにより回転軸４は、後述の
指標１４が後述のＯＰＥＮ，ＣＬＯＳＥの各文字を差し
示す２位置にて安定する。９は固定の軸受部分である。
又１０はカバーの一部を示し、１１，１２等のＯＰＥ
Ｎ，ＣＬＯＳＥの印刷又は刻印が施される。１３はつま
みで回転軸４とカバーをはさんで一体となる。１４はつ
まみ１３上に印刷又は刻印された指標である。即ち、つ
まみ１３を回すことによってバリア部３と保持爪５，６
が一体に回動することとなる。

【００３５】この回動により、バリア部３が光路遮断位
置（ＣＬＯＳＥ位置）と、遮断していない位置（ＯＰＥ
Ｎ位置）をとることは図１より明らかである。次に図２
にて、保持爪５，６が回動によって、可変頂角プリズム
を保持する構造を説明する。

【００３６】図２（Ａ）は、非保持状態であり、この
際、不図示のバリア３もＯＰＥＮとなっている。この位
置よりつまみ１３を回し、バリア３をＣＬＯＳＥにする
と図２（Ｂ）の様に保持爪５，６にて、可変頂角プリズ
ム１４１の保持枠１２８ａと１２８ｂをはさみ込む。こ
れによって保持がなされる。

【００３７】また、逆に、バリア３をＣＬＯＳＥからＯ
ＰＥＮにすると、可変頂角プリズム１４１の保持枠１２
８ａ，１２８ｂを保持していた保持爪５，６が保持位置
からはずれ、保持を解除する。

【００３８】実際には、可変頂角プリズム１４１の保持
枠１２８ａ，１２８ｂの位置は図３の１６又は１７の様
に、保持すべき位置（可動範囲の略中心位置）にあると
は限らないことから、保持爪５又は６の先端に１５の様
なテーパを設け、保持枠が１２８ａ，１２８ｂがどの位
置にあっても、保持すべき位置に呼び込めるよう構成す
るのが望ましい。

【００３９】（実施例２）第１の実施例の図３にて説明
した様な保持爪先端の呼び込みの為のテーパ１５は、し
かしながら、スペース上大きくなり易く、実際に構成す
るのが困難な場合も考えられる。

【００４０】第２の実施例においては、レンズバリアの
動きを検出する検出手段を設け、その検出手段がレンズ
バリアが閉じられることを検出するのに応答して、駆動
手段が可変頂角プリズム等の可動な補正光学部材を保持
位置まで持っていき、その後、保持部材が可動な補正光
学部材を保持するような制御を行うものの一例について
説明する。なお、本実施例におけるブレ補正動作および
そのための構成は図１１〜１５に示した従来の装置の動
作および構成と同様であり、さらに保持部材の保持機構
についても第１の実施例の図２と同様であるので、本実
施例を説明するために、本実施例の特徴的な部分を示す
後述の図４〜６の他に従来例を示す図１５および第１の
実施例の図２を用いる。

【００４１】図４はバリア位置検出センサの一例を示し
たものであり、以下の部材１８〜２０より構成される。
図４にて、１８はバリア部先端に設けた凸部、１９は受
光センサ、２０は投光素子を示している。これによって
バリアの位置を検出する。次に図５を用いて、図４のバ
リア位置検出センサの検出方法を説明する。図５はバリ
ア３の位置と受光センサ１９の出力の対応を示すもの
で、横軸はバリア３の位置を示し、縦軸は受光センサ１
９の出力を示す。バリア３がＯＰＥＮの時は凸部１８も
退避しているので、受光センサ１９は投光素子２０から
の光をそのまま受光し、その出力はしきい値Ｔｈを越え
ており、ここでは、この状態を出力１とする。次にバリ
アが光路遮蔽の方向へ回動すると、その中間位置より凸
部が徐々に受光センサ１９の前に覆いかぶさり投光素子
２０からの光を遮断していくため、その結果受光センサ
１９の出力は低下していき、しきい値Ｔｈを下回る。こ
こでは、この状態を出力０とする。上記のように、バリ
ア３の位置が検出される。そして、上記のようなバリア
位置検出センサによってバリア３が閉じられつつあるこ
とが検出されると、従来例の図１５で示したマイコン１
４５にその検出結果を取り込み、それに応じてマイコン
１４５にて、保持爪５，６が入る前に、可変頂角プリズ
ムの保持枠１２８ａ，１２８ｂを保持すべき位置に持っ
ていくよう、可変頂角プリズムを制御し、その後、保持
爪５，６が入り、可変頂角プリズムが保持される。

【００４２】図６は、マイコン１４５内のフローチャー
トの可変頂角プリズムの保持に関する部分のみを示した
ものである。ステップ２１でスタートする。ステップ２
２にて、受光センサ１９の出力が上述の１又は０のどち
らであるかが判別される。受光センサ１９の出力が１の
時はＯＰＥＮであるのでステップ２４へ進み、可変頂角
プリズム１４１は振れ検出手段１４６，１４７のぶれ検
出結果に応じて（又は手ぶれ補正装置がオフの時は、中
心位置に保持するように）アクチュエータ１４８，１４
９へ通電し、位置の制御が行なわれる。

【００４３】これに対し、受光センサ１９の出力が０と
なるとバリア３を閉じる動作が行なわれつつあることに
なるので、ステップ２３にて手ぶれ補正装置の動作、非
動作にかかわらず、保持されるべき位置（可動範囲の中
心位置）へ可変頂角プリズム１４１が、アクチュエータ
ーによって駆動され、その位置で静止保持される。ステ
ップ２５にて所定時間、この状態を継続した後、ステッ
プ２６で可変頂角プリズムを中心位置に保持するための
アクチュエーター１４８，１４９への通電が断たれる
が、所定時間が適当に設定することによりステップ２６
で通電が断たれた際に、既に保持爪５，６により、保持
状態を達成できるものである。

【００４４】以上説明したように、本実施例においては
保持部材が可変頂角プリズムを保持する際に、前もって
可変頂角プリズムの保持枠を保持部材によって保持可能
な位置へ強制的に移動させるように制御しており、これ
により、保持状態へ状態変移する際に可変頂角プリズム
や保持部材が本来突き当るべきでない箇所に突き当り破
損してしまうことなどを防ぎ、スムーズな保持状態変位
が可能になる。

【００４５】（実施例３）実施例１及び２では、レンズ
バリア部と保持機構との連動方法を説明したが、図７で
はこれに対し、バリアの位置と、主電源と連動する構成
を示す。

【００４６】図７のバリアの例は図１、４で示した回動
タイプではなくスライド式とした。スライドバリア２７
には一体的に、図１同様の保持爪部２８を有しており、
上下することによりバリアＣＬＯＳＥ位置３２では図２
（Ｂ）同様の保持が行なわれるよう構成されている。

【００４７】この際スライドバリアの裏面矢印Ａ方向
に、図８に示すごとく、ブラシ３３が固定されており、
このブラシが基板３４上に設けられたパターン上を摺動
する。このブラシと基板でカメラ等の主電源を構成すれ
ば、バリアＣｌｏｓｅ時には必ず電源オフとなり、又、
ぶれ補正手段は中心位置に保持されるものである。

【００４８】図９は、この関連を表に示している。以上
の説明では主電源とバリア及び保持機構の連動を示した
が、図９に示すごとくモード（再生又は録画の）選択ス
イッチとバリア及び保持機構を連動させても構わない。

【００４９】尚、今までの実施例の説明では、主に可変
頂角プリズムをぶれ補正手段として用いる例を示してき
たが、他の光学的補正手段でも同様である。

【００５０】例えば図１０（Ａ）は撮影レンズ１の最前
部に補正の為の回転軸３６を有する回動機構によって保
持されたレンズ群を配する例であるが、この場合も、回
転軸とレンズ群の間のアーム等を、保持爪で中心位置に
保持すれば全く同様の構成が実現できる。

【００５１】また、図１０（Ｂ）のような光軸の略垂直
方向に動く補正光学部材３７によりぶれ補正を行うタイ
プに関しても同様である。

【００５２】さらに、図１０（Ｃ）では、撮影レンズ１
の中の一部のレンズ群３８を可動とするタイプである
が、この様な物でも同様である。

【００５３】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明の光学機器
は、バリア手段の動作と、ぶれ補正光学手段の保持状態
切換を連動させることにより、 １．外部より衝撃や振動を加えた際の、メカ的な当たり
による異常音や破損 ２．長期又は高温高湿下放置での可変頂角プリズムの平
行以外の位置での「クセ」に伴う性能劣化 を回避すると共に、同じ目的でモーター等を使用する構
成に対しても小型、省エネルギーの利点を有する。

【００５４】さらに、保持手段がぶれ補正光学手段を保
持する状態へ移行する際、前もってぶれ補正光学手段を
保持手段により保持されうる位置へ強制的に動かすよう
にしたことにより、ぶれ補正光学手段や保持手段が接触
すべきでない箇所に接触して破損したりすることを防ぐ
ことができ、よりスムーズな保持状態への移行が可能に
なった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例におけるレンズバリアと
可変頂角プリズム保持部材の連動機構を示す図である。

【図２】図１の保持部材による可変頂角プリズム保持状
態と非保持状態を示す図である。

【図３】図１の保持部材の先端部の形状の一例を示す図
である。

【図４】第２の実施例におけるレンズバリアの動きを検
出する検出センサの概略構成を示す図である。

【図５】図４の検出センサの出力を示す図である。

【図６】本発明の第２の実施例における保持動作を行う
手順を示すフローチャートである。

【図７】本発明の第３の実施例におけるスライドタイプ
のレンズバリアと補正光学系保持部材の連動機構を示す
図である。

【図８】図７のスライドタイプのレンズバリアの裏面の
ブラシとそのブラシに接触する基板を示す図である。

【図９】ぶれ補正手段の可動な補正光学部材の保持、非
保持状態と他の部材の状態との対応を示す表である。

【図１０】可変頂角プリズム以外の補正光学手段を示す
図である。

【図１１】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１２】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１３】図１４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１４】図１２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１５】図１４の振れ防止装置の電気ブロック図であ
る。

【符号の説明】 １ 撮影レンズ ２ 光学的ぶれ補正手段 ３ レンズバリア ５，６ 保持部材としての保持爪部 １９ 受光素子 ２０ 投光素子 ２７ スライドタイプのレンズバリア ２８ 保持部材としての保持爪部 １４１ 可変頂角プリズム

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 可動なぶれ補正光学手段と、少なくとも
   該ぶれ補正光学手段を略保持した状態と保持しない状態
   とに選択的に保持状態切換を行うことが可能な保持手段
   と、少なくとも光学機器への入射光束を遮断する第１の
   位置と遮断しない第２の位置とへの移動が可能なバリア
   手段と、該バリア手段の該移動に連動して該保持手段の
   該保持状態切換を行う連動手段を設けたことを特徴とす
   る光学機器。
2. 【請求項２】 可動なぶれ補正光学手段と、少なくとも
   該ぶれ補正光学手段を略保持した状態と保持しない状態
   とに選択的に保持状態切換を行うことが可能な保持手段
   と、少なくとも光学機器への入射光束を遮断する第１の
   位置と遮断しない第２の位置とへの移動が可能なバリア
   手段と、該バリア手段の該移動に連動して該保持手段の
   該保持状態切換を行う連動手段と、該保持手段が該ぶれ
   補正光学手段を略保持する状態に移行する前に該ぶれ補
   正光学手段が該保持手段によって略保持されることが可
   能な位置へ、該ぶれ補正光学手段を強制的に移動させる
   移動手段を設けたことを特徴とする光学機器。