JPH02183216A - 手振れ補正装置 - 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、ビデオカメラなどにおける手振れによる画像
振れを防止するための手振れ補正装置に関する。

〔従来の技術〕

ビデオカメラを手持ちで使用する場合、手振れがあると
、これがカメラ本体に伝達され、撮像素子の撮像面で被
写体像が振れ、再生画像に振れが生じて画質が損われる
。最近のビデオカメラにはズームレンズが備えつけられ
ており、特にズームレンズを望遠側にして撮像する場合
、この手振れによる影響が大きな問題となる。

手振れによる影響を防止する装置としては、従来、種々
提案されているが、その−例として、特開昭６１−１４
７２２６号公報においては、対物レンズとズームレンズ
との間に逆転及び変位光学要素としてのハンフリープリ
ズムと光逆転、変位光学要素とが配置されてなり、これ
らを収納したレンズケースをカメラ本体に取りつけると
、ハンフリープリズムにより、手振れに対して被写体像
（画像）を安定化するようにした技術が開示されている
。

この技術においては、手振れに応じてハンフリープリズ
ムの姿勢を制御するようにし、これによってレンズケー
ス内の固定位置に安定化した画像が得られるようにして
いる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上記従来技術では、上記の安定した画像を得
るためには、レンズケース内の任意の位置に画像を形成
する焦点距離ｆの対物レンズの後方ｆ／２の位置にハン
フリープリズムを設置しなければならない。ここで、光
軸に垂直な無限遠の被写体をがんがえると、対物レンズ
によるこの被写体の像は光軸に垂直な面に生ずるが、こ
の対物レンズの後方上記の位置にハンフリープリズムが
あってその姿勢が変わると、レンズケース内の安定な被
写体像が得られる位置では、この被写体像は光軸に垂直
な上記面に対して傾いた面に生ずることになる。つまり
、被写体像は傾いてしまい、この被写体像がズームレン
ズによって結像される被写体像も、カメラの被写体を結
像させるための画像面に対して傾いてしまう。このため
に、この画像面では、その中心部で被写体像の焦点が合
っていても、それ以外の部分では焦点がずれ、周辺部に
なるほど焦点ずれが大きくなる。

この焦点ずれを許容するためには、口径比の逆数（Ｆ値
）が大きいレンズを使用することが必要であり、このた
めに、Ｆ値が小さい、すなわち大口径比の明るいレンズ
を用いることが困難になるという問題があった。

本発明の目的は、かかる問題点を解消し、大口径比のレ
ンズを使用して手振れによる画像振れを防止することが
できるようにした手振れ防止装置を提供することにある
。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明は、被写体からの光
線を平行光線として射出する角倍率が−定のアフォーカ
ルレンズ群と、該アフォーカルレンズ群の射出光線を反
射させる反射手段と、手振れによる該反射手段の姿勢変
動を補正し手振れ前の姿勢に該反射手段を保持する制御
手段とで構成する。

また、本発明は、被写体からの光線が入射され角倍率を
変化させてズーミングを行うためのズームアフォーカル
レンズと、該ズームアフォーカルレンズの射出光線を反
射する反射手段と、手振れによる該反射手段の姿勢変動
を補正する制御手段とで構成する。

（作　用〕 被写体からめ光線はアフォーカルレンズ群もしくはズー
ムアフォーカルレンズを通って平行光線となり、反射手
段で反射されてカメラの所望レンズ系を通り、結像面に
照射されて被写体像が結像される。

ここで、手振れがあると、アフォーカルレンズ群もしく
はズームアフォーカルレンズ、レンズ系、結像面が絶対
空間座標系に対して変位する。また、反射手段もこの座
標系中で姿勢が変動するのであるが、制御手段により、
手振れ前のアフォーカルレンズ群もしくはズームアフォ
ーカルレンズの光軸に沿う光線が、手振れによって上記
のように各部材が変位しても、レンズ系の光軸に沿うよ
うにもしくはほとんど沿うように、反射手段の姿勢が補
正される。これにより、結像面で被写体は移動すること
がなく、手振れによる画像振れが防止できる。

一方、手振れによるアフォーカルレンズ群もしくはズー
ムアフォーカルレンズの変位により、被写体が等価的に
傾くことになり、この結果、結像面に関して被写体像も
傾くことになる。しかしながら、アフォーカルレンズ群
もしくはズームアフォーカルレンズによってカメラのレ
ンズ系からみた被写体は無限遠もしくはほぼ無限遠にあ
ることになり、このことから、被写体像の結像面に対す
る傾き角は無視できる程度に充分小さくなる。

したがって、結像面全体にわたって被写体像の焦点ずれ
はなくなり、Ｆ値の小さい明るいレンズを使用すること
が可能となる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面によって説明する。

第１図は本発明による手振れ防止装置の一実施例を示す
構成図であって、１は角倍率が２のアフォーカルレンズ
群、２はズームレンズ、２ａはリング、３は撮像素子、
４は反射鏡、５．６は保持枠、６ａは係合部、７，８は
角速度検出器、９は重り部、１０．１１はモータ、１２
．１３は制御回路である。また、第２図は第１図の分断
線、Ａ、　−Ａ　’に沿う部分断面図であって、１４は
バリエータレンズ群、１５はコンペンセータレンズであ
り、第１図に対応する部分には同一符号をつけている。

第１図および第２図において、屈折力が零で焦点距離が
無匝遠にあるアフォーカルレンズ群１と、ズーム倍率を
変化させるバリエータレンズ群１４、コンベンセータレ
ンズ１５などからなるズームレンズ２とは、それらの光
軸０３，０□がたとえば直角に交わるように、保持枠５
によって位置関係が固定して保持されている。そして、
この保持枠５には、ズームレンズ２の光軸に０！を中心
に回動可能に保持枠６がジンバル構成で取りつけられ、
さらに、この保持枠６には、アフォーカルレンズ群１の
光軸Ｏ４とズームレンズ２の光軸０□に直交する軸を中
心に回動可能に反射鏡４が取りつけられている。保持枠
６には保合部６ａが設けられ、これがズームレンズ２に
設けられたリング２ａの内面に接触しながら保持部６は
回動する。第２図のＯは反射鏡４のこの回動中心軸であ
る。なお、矢印φ□は保持枠６の回動方向、φ９反射鏡
４の回動方向を表し、ρ□、ρ９は夫々水平、垂直方向
の手振れを表わしている。

保持枠５には保持枠６を矢印φ８方向に回動させるモー
タ１０が設けられ、保持枠６には反射１１１４を矢印φ
Ｖ方向に回動させるモータ１１が設けられている。また
、保持板６には水平方向の手振れρ。

を検出する角速度検出器８が設けられており、これがこ
の手振れρ、を検出すると、その検出出力に応じて制御
回路１３がモータ１０を制御し、角速度検出器８の検出
出力が零となるように、保持枠６を矢印φ８方向に回動
させる。さらに、反射鏡４には垂直方向の手振れρ、を
検出する角速度検出器７が設けられており、これが手振
れρ９を検出すると、その検出出力に応じて制御回路１
２がモータ１１を制御し、角速度検出器７の検出出力が
零となるように、反射鏡４を矢印φ９方向に回動させる
。

反射鏡４には、また、重り部９が設けられており、これ
により、反射鏡４は慣性の中心で安定した回動状態に保
持される。手振れがない初期状態（モータ１１によって
駆動されない状態）では、アフォーカルレンズ群１の光
軸０１に沿う光線がズームレンズ２の光軸０２に沿うよ
うに反射されるように、反射鏡４の姿勢が重なり部９に
よって保持され、手振れがあると、この初期状態への復
帰力を持ちつつ反射鏡４はモータ１１に回転する。

かかる構成において、図示しない被写体からの光は、ア
フォーカルレンズ群１を通って反射鏡４で反射され、ズ
ームレンズ２を通って撮像素子３に入射される。これに
より、撮像素子３の撮像面に被写体像が結像される。

次に、第３図により、この実施例の動作を説明する。な
お、この動作は垂直方向の手振れρ９についてのもので
あるが、水平方向の手振れρ□についても同様である。

同図において、いま、アフォーカルレンズ群１゜ズーム
レンズ２．撮像素子３１反射鏡４が実線で示す状態にあ
るとすると、アフォーカルレンズ群１の光軸０．上、遠
方にある被写体１６から発した光線１７は光軸０１に平
行にアフォーカルレンズ群１を通り、反射鏡４で反射さ
れてズームレンズ２に入射する。ズームレンズ２の入射
光はその光軸ａｔに平行であるから、アフォーカルレン
ズ群１による被写体１６の像（図示せず）はズームレン
ズ２に対して充分遠方に形成されていることになり、こ
のズームレンズ２によって被写体１６の像が撮像素子３
の撮像面に結像される。

この被写体１６を撮像中、垂直方向の手振れρ９により
、反射鏡４の回動軸Ｏを中心にアフォーカルレンズ群１
．ズームレンズ２および撮像素子３が夫々角度θだけ回
動し、夫々符号１’、２’３′を付して破線で示す位置
に変位したとする。

このときのアフォーカルレンズ１′、ズームレンズ２′
の光軸ｏ、’、ｏ、’は、夫々元の位置のアフォーカル
レンズ群１、ズームレンズ２の光軸０１゜０！から角度
θだけずれる。このために、元の光軸０．に沿ってアフ
ォーカルレンズ群１′に入射される被写体１６からの光
線１７は、その光軸Ｏ８から角度θだけ傾くことになる
。

ところで、−ｉに、角倍率がγのアフォーカルレンズ群
に入射される光線がその光軸に対して角度θだけ傾いて
いるときには、この光線の出射角度ψは次式で表わされ
る。

ｒ−ｔａｎθ＝ｔａｎψ　　　　　　　−（１１通常、
手振れによる入射角度θは２″程度と充分小さいから、
上記式（１）は次のように表わすことができる。

Ｔ　・　θ−ψ ・・・（２） そこで、第３図において、アフォーカルレンズ群１′の
角倍率Ｔを２とすると、その出射光線１８の出射角速度
ψは、 ψ＝２θ ・・・（３） となる。すなわち、アフォーカルレンズ群１．ズームレ
ンズ２．撮像素子３が反射鏡４０回転軸０を中心に角度
θだけ振れたのに対し、アフォーカルレンズ群１′から
出射される光１１８は２θの角度振れることになる。し
かし、アフォーカルレンズ群１′は焦点距離が無限遠で
あるから、その出射光１８は平行である。

ところで、垂直方向の手振れρ、にょって反射鏡４も、
符号４′によって破線で示すように、回転軸０を中心に
角度θだけ回動したような状態となるのであるが、この
手振れρＶが角速度検出器７（第１図）によって検出さ
れ、上記のようにして、反射鏡４は矢印φ９方向に角度
θだけ回動されて元の実線で示す状態となる。つまり、
絶対空間座標系に対して姿勢が固定して保持されること
になる。

そこで、アフォーカルレンズ群１′によって光軸０’ｌ
に対して出射角度２θで出射された光線１８は、反射鏡
４で反射されると、ズームレンズ２′の光軸０２　′と
平行になる。このとき、アフォーカルレンズ群１と反射
ｊｉｉ４との間の距離をアフォーカルレンズ群１の角倍
率γ　（＝２）に応じて適宜設定することにより、アフ
ォーカルレンズ群１′の元の光軸ｏ１に沿う入射光１７
に対する射出光線１８を反射ｗ１４の回動軸０上で反射
させることができる。これにより、この元の光軸ＯＩに
沿う入射光＆？１１７の出射光線１８はズームレンズ２
′の光軸０′２に一致し、したがって、撮像素子３′の
撮像面には、垂直方向の手振れρ９が生ずる前の撮像素
子３の撮像面と同じ被写体像が結像されることになる。

このようにして、手振れがあってもその分だけ反射鏡４
を手振れがなかった方向に回動させることにより、撮像
素子３の撮像面での被写体像の振れがなくなる。

ここで、第３図において、任意の角倍率Ｔのアフォーカ
ルレンズ群ｌの光軸ＯＩが手振れによって角度θだけ傾
いたとき、この傾いたアフォーカルレンズ群１′の光軸
０’ｌに対する元の光軸Ｏ９に沿う光線１７の出射光線
１８の出射角は、先に説明したように、γθである。ま
た、元の状態を保つように制御された反射鏡４によるア
フォーカルしたズームレンズ２′の光軸Ｏ′２は基準反
射軸Ｏ＃２に対して２θの角度傾いている。

そこで、傾いたアフォーカルレンズ群１′に入射する元
の光軸Ｏ１に沿う光線１７の出射光線１８が反射鏡４で
反射されたとき、この反射光線は基準反射軸Ｏ＃２から
光軸０′２方向にＴθだけずれており、この反射光線が
この光軸Ｏ′２により±Δθだけずれているとすると、 ２θ＝γθ±八〇 ＝Ｔθ×α ・・・（４） αを安定化率ということにする。この安定化率αは式（
４）から次のように表わされる。

α；２／γ ・・・（５） α＝１　（したがって、Ｔ＝２）のとき、移動したアフ
ォーカルレンズ群１′の元の光軸０１に沿う光′ａ１７
が反射鏡４で反射されて移動したズームレンズ２′の光
軸０′ｚ、に沿い、したがって、撮像素子３′の撮像面
での被写体像は手振れによって移動しないことになる。

α≠１のときには、手振れによってこの撮像面での被写
体像が振れることになるが、３が１に充分近いとき、こ
の撮像面での被写体像の振れによる画像の振れは目立た
ない。

このために、安定化率αは必ずしも１である必要がなく
て許容可能な実用範囲があり、その実用範囲は、撮像素
子３の撮像面の大きさ・ズームレンズの焦点距離などに
よって異なるが、これらの通常使用される範囲では、１
±０．２５とすることができる。したがって、上記式（
５）により、角倍率γは、１．６　＜　ｒ　＜２．７で
実用可能である。

また、この実施例では、被写体が反射鏡４で反射されて
撮像素子３の撮像面に結像されるから、この撮像面での
被写体像は左右反転している。いま、第３図において、
被写体１６が右手をあげた人物とすると、通常のビデオ
カメラでは、第４図（ａ）に示すように、その被写体像
１６′が正しく撮像素子３の撮像面に結像され、矢印で
示すように左側から右側へ水平掃引することにより、正
しい再生画像が得られる。

これに対し、この実施例では、反射鏡４により、撮像素
子３の撮像面には、第４図（ｂ）に示すように、左右反
転した被写体像１６“が結像される。これを第４図（ａ
）の場合と同様に水平掃引を行うと、再生画像は左右反
転したものとなる。そごで、この実施例′では、第４図
（ｂ）に矢印で示すように、右側から左側の方向に水平
掃引を行ない、撮像素子３でもって画像の左右反転を行
なう。これにより、正しい再生画像が得られることにな
る。

第５図は本発明による手振れ補正装置の他の実施例を示
す部分断面口であって、１９は角倍率が可変のズームア
フォーカルレンズ、２０．２１は内部レンズ、２２はズ
ーム環、２３はポテンショメータ、２４は保持枠、２５
はリレーレンズ群、２６はホール素子、２７は磁石、２
８は位置制御回路、２９は角速度制御回路であり、第１
図に対応する部分には同一符号をつけている。

同図において、ズームアフォーカルレンズ１９、リレー
レンズ群２５および撮像素子３は一部が図示される保持
枠２４で一体に保持されており、第１図と同様にして、
反射鏡４は保持枠６に保持され、この保持枠６は保持枠
２４にジンバル構成で保持される。

ズームアフォーカルレンズ１９では、ズーム環２２を回
転させることによって内部レンズ２０．２１が移動し、
角倍率Ｔが２．４〜０．３の範囲で変化する。

ズーム環２２にはポテンショメータ２３が連結されてお
り、ズーム環２２の回転角、したがって、角倍率γに応
じた信号を出力する。

反射鏡４と保持枠６の一方にはホール素子２６が、他方
に磁石２７が夫々対向するように設けられており、ホー
ル素子２６が磁石２７の位置に応した信号を出力する。

反射鏡４にとりつけられた角速度検出器７の検出出力信
号は角速度制御回路２９に供給され、ズームアフォーカ
ルレンズ１９の角倍率Ｔに応じたポテンショメータ２３
の出力信号に一定の重み付けされた信号に乗算される。

ホール素子２６の検出出力信号も位置制御回路２８に供
給され、ポテンショメータ２３の出力信号に一定の重み
付けされた信号と乗算される。角速度制御回路２９の出
力信号と位置制ｉ１１回路２８の出力信号とは加算され
、この加算信号がモータ１１の制御信号として制御回路
１２から出力される。この制御信号により、ズームアフ
ォーカルレンズ１９の角倍率γが２．４〜１，６のとき
、手振れがあっても、第３図で説明したように、反射鏡
４が手振れがないのと同じ状態に保持されるように、ま
た、角倍率Ｔが１．６以下のとき、反射鏡４が角倍率Ｔ
に応じた量だけ保持枠６の回動に追従して回動するよう
に、モータ１１が制御される。

リレーレンズ群２５は、ズームアフォーカルレンズ１９
を通り、反射鏡４で反射されて被写体像を撮像素子３の
撮像面に結像させるものである。

次に、この実施例の動作を説明する。

まず、ズームアフォーカルレンズ１９の角倍率γが２．
４〜１．６の範囲にある場合には、ポテンショメータ２
３の出力信号が位置制御回路２８と角速度制御回路２９
とに供給されて上記の演算処理がなされることにより、
位置制御回路２８の出力信号はほぼ零となり、制御回路
１２から出力される制御信号は角速度制御回路２９の出
力信号のみとなる。この制御信号によってモータ１１は
制御され、反射鏡４は第１図〜第３図で説明した実施例
と同様に動作する。

次に、ズームアフォーカルレンズ１９の角倍率γが１．
６以下の場合には、撮像素子３の撮像面上での被写体像
は、ズームアフォーカルレンズ１９が１゜６以上の角倍
率γが大きい望遠側にあるときよりも小さくなり、この
ために、同じ大きさの手振れに対し、この被写体像の振
れ量が小さくなって問題にはならない。

角倍率Ｔが２．４〜１．６の場合には、第３図で説明し
たように、手振れによって角度θだけ全体が傾くと、反
射鏡４はこの傾き方向とは逆方向に角度θだけ回動され
る。したがって、手振れにより、反射鏡４は保持枠６に
対して角度θだけ回動することになる。

しかし、角倍率γが１．６以下で小さいとき、これが大
きい場合と同様に反射鏡４に制御すると、第３図の説明
からも明らかなように、ズームアフォーカルレンズ１９
の手振れによる出射角度ψが小さいにもかかわらず、反
射鏡４は補正に必要な角度よりも充分大きく回動した状
態となり、かえって撮像素子３の撮像面では被写体像が
大きく振れることになる。つまり、上記式（５）での安
定化率αの実用範囲からすると、反射鏡４による補正は
限界を越えていることになる。

そこで、この実施例では、角倍率Ｔが１．６以下で小さ
い場合には、保持枠６に関しては反射鏡４が回動しない
ように、保持枠６の回動に追従して反射鏡４を回動させ
る。換言すれば、反射鏡４は保持枠６と一体となった状
態とする。このために、手振れによって撮像素子３の撮
像面で被写体像は振れるが、上記のように、この振れは
ほとんど問題とならない。このように反射鏡４が保持枠
６に追従して回動するように、ホール素子２６と磁石２
７とで反射鏡４と保持枠６との間の角度型と検出し、位
置制御回路２８からの出力信号により、この角度型が所
定の一定値とはなるように、モータ１１が制御される。

また、この実施例において、角速度検出器７を保持枠６
に設け、角速度検出器７で検出される手振れの角速度を
ωとしたとき、反射鏡４と保持枠６とのなす角度型が となるように、ホール素子２６の検出出力で反射鏡４０
回動を制御することにより、すべての角倍率Ｔにおいて
安定した画像を得ることも可能である。

なお、この実施例においては、ズームアフォーカルレン
ズ１９以外をケース内に収納することにより、手動によ
るズーミングなどの従来のビデオカメラと同様の操作が
可能となる。

第６図は本発明による手振れ補正装置のさらに他の実施
例を示す部分断面図であって、３０．３１は直角プリズ
ム、３０ａ、３１ａは反射面であり、第１図に対応する
部分には同一符号をつけている。

同図において、被写体（図示せず）からの光はアフォー
カルレンズ群１を通って直角プリズム３０の反射面３０
ａで反射され、さらに、直角プリズム３工の反射面３１
ａで反射されてズームレンズ２を通り、撮像素子３の撮
像面に照射されて被写体像が結像される。

ここで、直角プリズム３０は、第１図における反射鏡４
のように手振れに応じて軸Ｏを中心に回動し、また、直
角プリズム３１はズームレンズ２に一体に保持されてい
る。これにより、手振れがあっても、手振れがないとき
のアフォーカルレンズ群１の元の光軸ＯＩ上の光線は撮
像面の中央に照射され、撮像面での被写体像の振れがな
くなる。

第７図は本発明による手振れ補正装置のさらに他の実施
例を示す部分断面図であって、３２．３３は三重反射プ
リズム＋　３２ａ、　３２ｂ、　３２ｃ＋　３３ａ、　
３３ｂ、　３３ｃは反射面であり、第６図に対応する部
分には同一符号をつけている。

この実施例は、第６図の直角プリズムの代わりに、三重
反射プリズムを用いたものである。

第７図において、三重反射プリズム３２は３つの反射面
３２ａ　、　３２ｂ　、　３２ｃを有し、アフォーカル
レンズ群１を通った光線が入射され、反射面３２ａ　、
　３２ｃ、　３２ｂで順次反射されて出射される。三重
反射プリズム３３も３つの反射面３３ａ　、　３３ｂ　
、　３３ｃを有しており、三重反射プリズム３２から出
射された光線が入射され、反射面３３ａ　、　３３ｃ　
、　３３ｂで順次反射されて出射される。

三重反射プリズム３３はズームレンズ２に一体に保持さ
れている。三重反射プリズム３２は、手振れによって姿
勢が変動しようとすると、この姿勢の変動がないように
安定化される。

三重反射プリズムも一枚の反射鏡と等価であり、三重反
射プリズム３２を上記のように安定化することは第３図
で示した反射鏡４の動作と同等であり、手振れによる撮
像素子３の撮像面での被写体像の振れを防止できる。

ところで、第６図および第７図に示した実施例において
は、光線の反射面が偶数個であり、撮像素子３の撮像面
での被写体像の左右、上下反転は生ぜず、従来のビデオ
カメラと同様の向きの被写体像が得られるから、撮像素
子３の掃引を従来のビデオカメラと同様にできる。

なお、プリズムとしては、反射鏡と等価であれば、これ
ら以外の形状であっても、また、反射面が奇数個となっ
ても、任意のものを用いることができる。さらに、第６
図、第７図においては、夫々のプリズムの代りに反射鏡
を用いてもよいし、あるいは、反射鏡とプリズム、異な
るプリズムを用いてもよい。

第８図は本発明による手振れ補正装置のさらに他の実施
例を示す部分断面図であって、２ｂはフィルタ取付ネジ
部、３４はコンバータ鏡筒、３５は接合部、３６は突部
、３７は貫通孔１３８は円板部、３９はベアリングであ
り、第２図に対応する部分のは同一符号をつけである。

同図において、コンバータ鏡筒３４はアフォーカルレン
ズ群１と一体に取り付けられており、この中に、第１図
と同様に、反射鏡４を保持した保持枠６がジンバル構成
で取り付けられている。すな状の突部３６が設けられ、
この突部３６内に、ベアリング３９を介して保持枠６に
一体の円板部３８が嵌め込まれている。これにより、保
持枠６は貫通孔３７の中心軸を中心に回転可能となる。

また、コンバータ鏡筒３４の底部外面には、貫通孔３７
の周囲にリング状に接合部３５が設けられており、この
接合部３５がズームレンズ２の先頭部に設けられたフィ
ルタ取付ネジ部２ｂに嵌め込み可能となっている。これ
により、コンバータ鏡筒３４はズームレンズ２に着脱可
能となっているが、コンバータ鏡筒３４がズームレンズ
２に取り付けられたとき、常に撮像素子３の撮像面での
被写体像が正しい向きで結像されるように、ズームレン
ズ２に対するアフォーカルレンズ群１の向きを正しく規
制する図示しない手段が設けられている。

ズームレンズ２と撮像素子３などは従来と同様のビデオ
カメラなどを構成しており、このズームレンズ２にコン
バータ鏡筒３４を取り付けることにより、第１図に示し
た実施例のように、反射鏡４の姿勢制御により、手振れ
を補正することができる。

コンバータ鏡筒３４をズームレンズ２に取り付けると、
角倍率２のアフォーカルレンズ群１は見掛上ズームレン
ズ２の焦点距離を２倍にする効果を有するテレコンバー
タ−レンズとなる。ズームレンズ２の焦点距離が２倍に
なると、手振れによる被写体像の移動も２倍となるが、
先の第３図で説明した反射鏡４の作用により、撮像素子
３の撮像面での被写体像の移動がなくなる。

このように、この実施例では、従来のビデオカメラなど
のズームレンズに着脱可能であり、長焦点距離による撮
像時で問題となる手振れを防止することができ、望遠撮
像時にも振れのない画像を容易に得ることができる。

以上説明した各実施例においては、被写体からの光線が
入射されるアフォーカルレンズ群１やズームアフォーカ
ルレンズ２（以下、アフォーカルレンズで総称する）が
手振れによって移動すると、ビデオカメラ本体に取りつ
れられたレンズ系（第１図におけるズームレンズ２や第
５図におけるリレーレンズ群２５などであって、以下、
リレーレンズと総称する）からみた被写体は傾くことに
なり、この結果、この被写体の像は撮像素子３の撮像面
に関して傾くことになる。以下、これを第９図によって
説明するが、同図において、４０はアフォーカルレンズ
、４１はリレーレンズ、４２は反射手段（前記実施例に
おける反射鏡４や直角プリズム３０，３１、三重反射プ
リズム３２．３３の総称）であり、前出図面に対応する
部分には同一符号をつけている。

また、第９図は手振れによってアフォーカルレンズ４０
やリレーレンズ４１などが移動した状態を示しているが
、説明を簡単にするために、アフォーカルレンズ４０の
光軸０１　’　とリレーレンズ４１の光軸Ｏｔ′とを同
一直線上に示している。

第９図において、いま、手振れで移動する前のアフォー
カルレンズ４０の光軸に垂直な被写体１６を考えると、
手振れでアフォーカルレンズ４０やリレーレンズ４１な
どが移動する前では、この被写体１６の被写体像１６ａ
がリレーレンズ４１の光軸Ｏ！に垂直な撮像素子３の撮
像面上に生ずる。つまり、被写体像１６ａはリレーレン
ズ４１の光軸Ｏｔに垂直であって、この被写体像１６ａ
の各部分が撮像面上に結像することになる。

これに対し、手振れによってたとえば第３図に示したよ
うにアフォーカルレンズ４０．　　リレーレンズ４１．
撮像索子３が移動すると、アフォーカルレンズ４０の手
振れ前の光軸に沿う被写体１６からの光線は、手振れで
移動したアフォーカルレンズ４０からγθの角度で出射
する。この出射光線は反射手段４２で反射され、リレー
レンズ４１の光軸Ｏ２に沿って撮像素子３の撮像面で結
像する。

しかし、アフォーカルレンズ４０の移動による光軸Ｏ１
の角度θの傾きにより、被写体１６はこの光軸Ｏ９より
もγθだけずれた直線０１″上にあるものと等価となり
、この等価な被写体を１６′で表わすと、この等価な被
写体１６’は直線０１″に垂直である。このことは、等
価な被写体１６＃はアフォーカルレンズ４０の光軸０．
に垂直な面に対して角度γθだけｆ頃くことになる。こ
れにより、この等価な被写体１６′による被写体像１６
８′は、撮像索子３の撮像面に対して傾くことになる。

ところで、この被写体像１６８′の撮像面に対する傾き
角をβ、リレーレンズ４１のレンズ中心から被写体１６
までの距離をし、このレンズ中心から撮像面までの距離
を２とすると、 ！ β＝ｔａｎ　−’　　Ｃ−ｔａｎ　　ｒθ）・・・・・
・（７）となる。

一方、上記各実施例では、アフォーカルレンズ４０の出
射光線は平行光線であって、リレーレンズ４１からみた
被写体１６’　（したがって、被写体１６）は無限遠も
しくはほとんど無限遠とみることができ、したがって、
Ｌ＝ｏｏとすることができる。この結果、上記式（７）
により、βはほとんど零とみることができ、被写体像１
６８′は全体として撮像面に焦点ずれなく結像されるこ
とになる。

このように、上記各実施例では、手振れがあっても、撮
像面で被写体像が全体として焦点ずれなく結像され、こ
のために、Ｆ値が小さい明るいレンズを適用することが
可能となる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、結像面において
、手振れによる被写体像の振れを防止できるとともに、
該結像面全体にわたって被写体像を焦点ずれなく結像さ
せることができ、大口径比が大きい明るいレンズの通用
を可能として振れのない鮮明な画像を得ることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による手振れ補正装置の一実施例を示す
構成図、第２図は第１図の分断線Ａ−Ａ’に沿う部分断
面図、第３図はこの実施例の動作説明図、第４図は第１
図における撮像素子での被写体像と掃引方法とを示す図
、第５図〜第８図は夫々本発明による手振れ補正装置の
他の実施例を示す部分断面図、第９図は各実施例におけ
る撮像面での被写体像の傾きを示す図である。 １．１’・・・アフォーカルレンズ郡、２．２’・・・
ズームレンズ、３・・・撮像素子、４・・・反射鏡、５
゜６・・・保持枠、７．８・・・角速度検出器、１０．
１１・・・モータ、１２．１３・・・制御回路、１９・
・・ズームアフォーカルレンズ、２３・・・ポテンショ
メータ、２５・・・リレーレンズ群、２６・・・ホール
素子、２７・・・磁石、２８・・・位置制御回路、２９
・・・角速度制御回路、３０．３１・・・直角プリズム
、３２．３３・・・三重反射プリズム、３４・・・コン
バータ鏡筒、３５・・・接合部、３６・・・突起、３７
・・・貫通孔、３Ｂ・・・円板部、３９・・・ベアリン
グ。 ｊ 第１ 図 Ａ’−１ 第３ズ 第２図 第４図 第５図 第６図 １Ｂ８図 第７ａ 第９虐

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、所望のレンズ系を通して被写体の像を結像面に結像
   させるようにした装置において、被写体からの光線を平
   行光線として射出する角倍率が一定のアフオーカルレン
   ズ群と、該アフオーカルレンズ群の射出光線を反射して
   該レンズ系に入射させる反射手段と、手振れによる該反
   射手段の姿勢変動を補正し絶対空間座標系で手振れ前の
   姿勢に該反射手段を保持する制御手段とを設け、手振れ
   に対して該結像面での被写体像を安定化するように構成
   したことを特徴とする手振れ補正装置。 ２、請求項１において、前記アフオーカルレンズ群の角
   倍率を２とすることを特徴とする手振れ補正装置。 ３、請求項１において、前記アフオーカルレンズ群の角
   倍率を２．７〜１．６とすることを特徴とする手振れ補
   正装置。 ４、請求項１、２または３において、前記反射手段を一
   枚の反射鏡とすることを特徴とする手振れ補正装置。 ５、請求項１、２または３において、前記反射手段は夫
   々奇数個の反射面を有する第１、第２の反射部材からな
   り、該第１の反射部材は前記制御手段によつて姿勢が制
   御されて前記アフオーカルレンズ群の射出光線を反射し
   、該第２の反射部材は前記レンズ系に関して固定され該
   第１の反射部材の射出光線を反射させて前記レンズ系に
   入射させるように構成ことを特徴とする手振れ補正装置
   。 ６、請求項５において、前記第１、第２の反射部材は夫
   々反射鏡、直角プリズム、三重反射プリズムのいずれか
   であることを特徴とする手振れ補正装置。 ７、請求項１、２、３または４において、前記反射手段
   は前記アフオーカルレンズ群に一体に取りつけられた筐
   体内に設けられ、かつ該筐体を前記レンズ系に着脱可能
   としたことを特徴とする手振れ補正装置。 ８、所望のレンズ系を通して被写体の像を結像面に結像
   させるようにした装置において、被写体から光線が入射
   され角倍率を変化させてズーミングを行うためのズーム
   アフオーカルレンズと該ズームアフオーカルレンズの射
   出光線を反射して該レンズ系に入射させる反射手段と、
   手振れによる該反射手段の姿勢変動を補正する制御手段
   とを設け、手振れに対して該結像面での被写体像を安定
   化するように構成したことを特徴とする手振れ補正装置
   。 ９、請求項８において、前記制御手段は、前記ズームア
   フオーカルレンズの角倍率が所定の大きい範囲内で前記
   反射手段を手振れ前の姿勢に保持する制御を行い、前記
   ズームアフオーカルレンズの角倍率が該範囲よりも小さ
   い範囲内で前記反射手段を手振れに応じた姿勢に保持す
   ることを特徴とする手振れ補正装置。 １０、請求項８において、前記制御手段は、手振れによ
   る前記反射手段の姿勢変動の補正量を前記ズームアフオ
   ーカルレンズの角倍率に応じて異ならせることを特徴と
   する手振れ補正装置。