JPH0363633A

JPH0363633A - 光束偏向装置

Info

Publication number: JPH0363633A
Application number: JP1199654A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Ogino; 滋荻野; Tatsuzo Ujo; 鵜城　達三; Kazuhiro Noguchi; 和宏野口
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1989-08-01
Filing date: 1989-08-01
Publication date: 1991-03-19
Anticipated expiration: 2014-05-10
Also published as: JP2888550B2

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、ビデオカメラ等の撮像装置に関し、詳しくは
撮像装置に外乱振動が加わった場合に像ブレのない安定
した画像を得るための光路補正装置をもった撮像装置に
関するものである。

（従来の技術）従来より、撮像装置においては、撮像画面上に形成され
る画像にブレがあることは画像劣化の原因となることか
ら、これを防止してブレのない画像形成ができるように
する工夫としていわゆる防振機構が種々提案され、また
実際に実施されている。

このような防振機構の代表的なものとしては、例えば撮
像装置（以下簡単のために「カメラ」という）本体（対
してカウンタウェイトを連結して、これらの支持部が振
動してもカウンタウエイトの慣性力でカメラ本体の防振
を図るカウンタウェイト式によるもの、あるいは垂直及
び水牛方向の二つのジャイロを設けて、ジャイロ効果に
よりカメラ本体の姿勢を保持し、振動に対するカメラ本
体の防振を図るようにしたジャイロ式のものなどが知ら
れている。

しかしこれらの防振機構はいずれも、カメラ本体に影響
する振動自体を外部的な機構で吸収することで、カメラ
本体の振動を抑制させる方式のものであり、このため（
、例えば前者のカウンタウェイト式では防振のための機
構が大型で重いという問題を招き、小型軽量な装置用と
しては適当でないために犬がかりな装置として用いる用
途に限定されるという難がある。また後者のジャイロ式
も、同様に機構が大型化するという難がある。

これらに対し、透明液体を間に介挿保持した透明板の対
を、相対的に可変傾動させることで光路を可変させるよ
うじした可変頂角プリズム（一般にｒＶＡＰＪと略記す
る）を用いた撮像装置のための防振機構も提案されてい
る。このＶＡＰを用いた防振機構は、カメラ本体に作用
する振動を抑制するのではなく、カメラ本体に振動が発
生してもこの振動が撮像画面上の画像にもたらす影響を
光学的に補正吸収し、画像の振動を防振する方式のもの
である。上記ＶＡＰは、このような光学的な防振を行な
う光路補正装置を構成するためのものであり、具体的に
は、撮影光学系を有する鏡筒内の撮影光路中に配置され
たＶＡＰの頂角に可変により、鏡筒中心光軸に対する撮
影画像の光軸を可変できることを利用して、カメラ本体
に作用した振動に由来の画像ブレに見合って、これを吸
収できる量、タイよングでＶＡＰの頂角を可変制御する
ようにしたものである。したがってＶＡＰを用いた光路
補正装置は、カメラ本体の振動を検出するセンサ（加速
度、速度又は位置を検出するセンサ）、このセンサの検
出情報に基ツいてＶＡＰの頂角可変量等を演算算出する
電子制御装置、この電子制御装置からの信号に基づいて
ＶＡＰの頂角を可変制御する駆動手段を組合せて構成さ
れ、またＶＡＰの頂角可変が不都合なく円滑に行なわれ
得るようにこれを支持する懸架する懸架装置の構成も重
要となる。

第５図は従来のＶＡＰの構造の一例を原理的に示したも
のであり、この図において符号３８および３ｇは円形な
透明ガラス板であり、これらの間には、周囲をリング状
の弾性体からなるベローズ４０で封止して透明液体４１
が充填密封される。そして一方の透明ガラス板３８につ
いては、これの水平軸回りの回転を許容するために軸受
け３７．３７’で支持され、他方の透明ガラス板３９は
これの垂直軸回りの回転を許容するために軸受け３６．
３８’で支持されている。これらの双方の軸支持により
、両者の透明ガラス板３８．３９は相対的に任意の方向
に傾動することが可能とされ、カメラの振動で生じた画
像ブレに見合った光路角度の補正を行なう、すなわち図
示しない駆動手段により、一方の透明ガラス板３８を水
平軸回りに回転させることでカメラの上下方向のブレ（
ピッチング）に対応した光路補正を行ない、また他方の
透明ガラス板３９を垂直軸回りに回転させることでカメ
ラの左右方向のブレ（ヨーイング）に対応した光路補正
を行ない、これら２成分の合成により任意の方向に対す
るブレに対応できるようになっている。

（発明が解決しようとする課Ｂ）しかし、第５図に示した従来のＶＡＰは、小型の撮像装
置に用いるには更に改善すべき問題がある。

すなわち、ＶＡＰは二枚の透明ガラス板の間で液体が保
持されるという構成をなしていて、この液体が周囲の温
度変化によって膨張、収縮という体積変化を生ずること
は避けられない。

このために、透明ガラス板を回転可能に支持するための
軸受は機構を用いると、例えば、固定側の開口の軸芯と
これに回転可能に嵌挿するピボットビンの芯の位置関係
が上記体積変化で偏芯し、これがＶＡＰの透明ガラス板
を傾動させる際の大きな抵抗となるという問題があり、
この体積変化による影響が著しい場合には駆動ができな
きなってしまうことがある。この問題は、気候や地域環
境等の変化にかかわらず安定した性能を発揮することが
要求される撮像装置の像プレ防止のための機構としては
大きな問題となる。

また軸受は機構における偏芯の問題は、二枚の透明ガラ
ス板やベローズ、封入液体という複数の要素の組合せか
らなるＶＡＰでは、製造上にある程度の寸法公差を考慮
しなければならない点からも問題となる。すなわちこの
ような公差によって製品毎にＶＡＰの厚み寸法がバラツ
ク結果、必要な駆動力が一定しない。

これらの問題を解消するには、軸受は機構において互い
に嵌合し合う開口とビンの偏芯の影響を吸収できる機構
、構造、例えばピンの径方向移動を許容するように弾性
体を介して支持する構造などを設けることが考えられる
が、このようにすると支持構造が大きくなって小型の撮
像装置に組込む薄型の装置に向かないという欠点がある
。

本発明は以上のような問題を解消し、撮像装置における
像プレ防止のための機構として、簡易で小型、薄型の構
造をなしかつ、像プレ防止のために大きな駆動力を必要
としない好適な光路補正装置を提供することを目的とす
る。

また本発明の他の目的は、温度変化や製造上の加工公差
等によるＶＡＰの厚み変化があっても、これによる光路
補正のための駆動力に大きな変化を生じないように工夫
された撮像装置における光路補正装置を提供することに
ある。

本発明の更に別の目的は、撮像装置に組込まれたＶＡＰ
の保護のために、特別の保護構造を必要としない撮像装
置の光路補正装置を提供することにある。

（課題を解決するための手段及び作用）上記のような目
的を実現する本発明の撮像装置の特徴は、撮像光学系を
もつ鏡筒の撮影光路に配置されかつ、透明液体を間に介
挿保持した透明板の対の相対的な傾動により撮像光路を
傾斜させる可変頂角プリズムと、該透明板の対を相対的
に可変傾動させる駆動手段とを備えた光路補正装置を有
する撮像装置社おいて、前記可変頂角プリズムを構成す
る透明板の一方は鏡筒に固定し、透明板の他方は、鏡筒
の光軸に直角な面内での直交２軸回りの傾動回転を許容
するジンバルばねを介して前記鏡筒に懸架させると共に
、傾動駆動力を受けるように前記駆動手段に連係させた
という構成をなすところにある。

上記において、特に鏡筒に固定の前記透明板の一方を鏡
筒前面に位置させかつ、傾動回転可能の透明板の他方を
鏡筒内部側に位置させることによって、光路補正装置の
駆動部等に対する外部からの抑圧等を、固定透明板によ
って阻止できるので特別の保護構造を必要としないとい
う利点がある。

本発明の上記光路補正装置は、ジンバルばねを、一つの
透明板の傾動回転を許容した支持に用いているため、軸
受けによる支持の場合のロスがなく、シかもこのジンバ
ルばねの弾性を可及的に小さく設定することによって、
温度変化等によるＶＡＰの厚み寸法の変化を、抵抗の増
加を招くことなく吸収することができる。

本発明において用いるジンバルばねは、−殻内（は金属
薄板を所定の形状に打ち抜きすることで形成することが
できる。

（実施例）以下本発明を図面に示す実施例に基づいて説明する。

実施例１本実施例は第１図及び第１図Ａ−Ａ線の断面を示した第
２図によって説明される。

第１図は、本発明のＶＡＰ（可変頂角プリズム）を用い
た光路補正装置を有する撮像装置の構成概要−例を示し
たものであり、この図において、１は撮像装置であり、
図示しない撮影レンズ等の撮影光学系を内蔵したレンズ
鏡筒１ａと、撮像素子等の撮像手段の内蔵部１ｂとを備
えている。なおレンズ鏡筒１ａの内部には、後述するよ
うに撮像装置に生じた振動の影響（傾斜の角加速度、角
速度あるいは角度）を検出するためのセンサが内蔵（図
示せず）されている。

２はＶＡＰ３を含む光路補正装置を示し、ハウジング２
０がレンズ鏡筒１ａの前面部に一体に固定されていて、
該レンズ鏡筒１ａの前面位置に設けられている開口２０
ａには、ＶＡＰ３の固定透明板３ｂの周縁リング３ｂ′
が固定されている。またこのＶＡＰ３のもう一方の透明
板である傾動透明板３ａは、第２図に示したジンバルば
ね１０からなる懸架装置を介してその周縁リング３ａ’
がハウジング２０によって支持されている。

３Ｃは前記固定透明板３ｂと傾動透明板３ａの各周縁リ
ング３ａ、３ｂ’間に架設された環状の弾性ベローズで
あり、中間部が径内方にくびれた形状をなしていること
で傾動透明板３ａの固定透明板３ｂに対する姿勢傾動を
許容することができるようになっていると共に、このベ
ローズ３Ｃと両側の透明板３ａ、　３ｂで囲まれた空間
に充填封入された所定の屈折率を有する液体（図示せず
）を保持するようになっている。

次に傾動透明板を支持する懸架装置の構造について説明
すると、本例のジンバルばねｌＯは、第２図に示してい
るように一つのリング部１１を有していて、このリング
部１１の直交する２つの直径方向を水平方向（図示した
Ｘ−Ｙ座標のＸ軸方向）及び垂直方向（Ｙ軸方向）に一
致させてると共に、その一方のＸ軸方向についてはリン
グ部１１の内側に突出させた易ねじれ性のバネ部１２．
１３を介して傾！！］透明板３８の周縁リング３ａ’に
連結固着させ、他方のＸ軸方向についてはリング部１１
の外側に突出させた易ねじれ性のバネ部１４．１５を介
してハウジング２０に連結固着させてなっている。

このようなジンバルばね１０により傾動透明板３ａを支
持させた構成により、該傾動透明板３ａは易ねじれ性の
バネ部１２．１３及び１４．１５によって水平軸１６と
垂直軸１７それぞれの軸回りに容易に回転できることに
なる。そしてこれらジンバルばね１０の易ねじれ性のバ
ネ部１２．１３及び１４．１５は、その材質や厚み寸法
、形状の設計等によって、前記軸１６．１７の二軸回り
のねじり剛性を小さく設定することと、これらの軸回り
以外の回転や移動を十分拘束させることができる。した
がって適当な傾動駆動手段との組合せにより、該傾動透
明板３ａの適当な傾動制御を行なうことができる。

第１図において示した符号４，７はこの傾動透明板３ａ
の傾動を行なわせる駆動手段としてのアクチュエータを
示している。すなわち第１の駆動手段４は、傾動透明板
３ａの周縁リング３ａに後述発光素子５の組付は位置（
軸１７が周縁リング３ａ’と第２図の下方で交叉する位
置）で対向させたピッチング制御用のアクチュエータで
あり、第２の駆動手段７は、同様に周縁リング３ａ’に
後述発光素子８の組付は位置（軸１６が周縁リング３ａ
’と第２図の左方で交叉する位置）で対向させたヨーイ
ング制御用のアクチュエータである。これらのアクチュ
エータは例えばボイスコイルを用いて構成することがで
きるが特にこれに限定されるものではない。

５は、軸１７が周縁リング３８′と第２図の下方で交叉
する位置で該周縁リング３ａ’に組付けられている発光
素子であり、これに対向してジンバルばねｌＯの環状リ
ング１１には受光素子６が組付けられている。そして発
光素子５からの光を受光素子６が受光することで、これ
らの間の相対的な変位量、したがって傾動透明板３ａに
生じたピッチング方向の傾斜を検出できるようになって
いる。

またヨーイング方向の傾斜検出のために同様の構成の発
光素子８と受光素子９が設けられていて、この場合の発
光素子８はジンバルばね１０の環状リング１１に、また
受光素子９はハウジング２０＆：、軸１６が周縁リング
３ａ’と第２図の左方で交叉する位置で組付けられてい
る。

これらの発光素子及び受光素子の組合せからなる位置検
出センサで検出された信号は、ＶＡＰ可動部相対位置検
出部２１に入力され、アクチュエータ駆動制御部２２に
人力されるようになっている。またこのアクチュエータ
駆動制御部２２に人力されるもう一つの信号は、前記し
たレンズ鏡筒１ａに内蔵された撮像装置傾斜センサ等か
らの信号であり、これらの信号に基づいて撮像画面上の
撮像が見掛は上静止しているように、傾動透明板の傾動
制御による光路補正が行なわれる。このための制御方法
には既知方法を用いることができ、特に限定されるもの
ではない。

第３図はこのような構成の光路補正装置において、ＶＡ
Ｐにピッチング方向の像プレ防止の制御が行なわれてい
る状態を説明的に示したものであり、傾動透明板３ａの
傾動によって撮像光路がθだけ傾斜されていることを示
している。

以上のような構成からなる撮像装置の光路補正装置（お
いては、傾動透明板を回転可能に支持するために軸受は
構造をもっておらず、したがって同軸受は部分での摩擦
によるロスがないという効果が得られることは勿論のこ
と、懸架装置を構成しているジンバルばねｌＯの易ねじ
れ性のバネ部１２．１３及び１４．１５の光軸方向に関
するたわみ剛性を小さく設定させることができるため、
例えばＶＡＰの充填封入液体が温度変化によって体積変
化を生じ、これによって厚み寸法に変化を生ずることに
対して懸架装置が容易社追従することができ、これによ
って傾動透明板の傾動に過大な駆動力が必要心なったり
、著しい場合にその傾動が拘束されてしまうという問題
を招く虞れがないという効果がある。

また、ＶＡＰ製造上の加工公差による厚み寸法のバラツ
キがあっても、これは前記した懸架装置を構成している
ジンバルばねの光軸方向の易たわみ変形性によって吸収
できるので、光路補正装置を構成するＶＡＰの寸法上の
精度管理の要求が緩和されるという効果がある。

また本発明の光路補正装置は、懸架装置が、金属薄板を
打ち抜く等によって容易に形成できるジンバルばねを用
いて構成でき、しかもこれを組付けて構成される懸架装
置は前記のようじＶＡＰの厚み変化の影響を吸収するた
めの格別の機構を必要としないので、厚みを極めて薄く
構成することができるため、像プレ防止機能をもった小
型で軽量な撮像装置を形成するのに極めて通していると
いう効果もある。

更にまた前記説明から理解されるように、光路補正装置
を構成しているＶＡＰの固定透明板はレンズ鏡筒と一体
のハウジングに固定されるものであるため、光路補正装
置の浮動的な構成部分が該固定透明板によって外部から
遮蔽されることになり、第５図で説明した従来の光路補
正装置では、浮動的な構成部分を外部から遮蔽するため
には更に別の保護ガラス等を鏡筒に組付けることが必要
になっていたことに比べて、構造上安定かつ簡易となる
効果もある。

実施例２本例は、第４図に示したジンバルばね３ｏを、実施例１
のジンバルばね１０に代えて用いて懸架装置を一構成し
たものであり、それ以外の構成は実施例１と全く同様に
構成されているので、図示及び説明は省略する。

本例におけるジンバルばね３ｏは、約１／４円ｅ相当す
る長さの弧状バネの四枚が円周状に等間隔で配置された
組合せ構成をなしているものであり、各ばね３０は若干
曲率半径が漸減するようになっていて、その曲率半径の
最大の端部で径方向外側に延出した易ねじり変形性のば
ね部３１を有していてこれを介しハウジング２ｏに固定
され、また曲率半径の最小の端部で径方向内側に延出し
た易ねじり変形性のばね部３２を有していてこれを介し
傾動透明板３ａの周縁リング３ａ’に固定されている。

このような構成の組合せ構造のジンバルばねを用いた場
合においても、前記実施例１と同様の効果を得ることが
できる。

（発明の効果）以上説明したように本発明の撮像装置は、光路補正装置
構成するＶＡＰが傾動透明板を回転可能に支持するため
の懸架装置が軸受は構造をもっておらず、したがって同
軸受は部分での摩擦によるロスがないという効果がある
。

また充填封入液体が温度変化によって体積変化を生じ、
これによってＶＡＰの厚み寸法に変化を生ずることがあ
っても、懸架装置が容易にこれに追従でき、したがって
傾動透明板の傾動に過大な駆動力が必要になったり、著
しい場合にその傾動が拘束されてしまうという問題を招
く虞れがないという効果がある。

また本発明の光路補正装置は、金属薄板を打ち抜く等し
たジンバルばねを用い懸架装置を構成でき、しかも懸架
装置は前記のようにＶＡＰの厚み変化の影響を吸収する
ための格別の機構を必要としないので、光路補正装置を
極めて薄く構成することができ、像プレ防止機能をもっ
た小型で軽量な撮像装置を形成するのに極めて適してい
るという効果もある。

更にまた光路補正装置を構成するＶＡＰの固定透明板は
、鏡筒と一体に固定できため、光路補正装置の浮動的な
構成部分が該固定透明板によって外部から遮蔽され、従
来の光路補正装置ように遮蔽のためには更に別の保護ガ
ラス等を鏡筒に組付けるという必要性がなく、構造上安
定かつ簡易となる効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例１の撮像装置の構成概要−例を
示した図、第２図は同実施例のＶＡＰの傾動透明板の懸
架装置を説明するための図、第３図は同傾動透明板のビ
ンッチング方向の傾動を生じた状態を説明するための図
、第４図は本発明の別の実施例を説明する図、第５図は
従来のＶＡＰの構成を説明するための図である。１：撮像装置１ａ：レンズ鏡筒　　　　１ｂ：撮像手段の内蔵部２；
光路補正装置３：ＶＡＰ（可変頂角プリズム〉３ａ：固定透明板　　　　３ａ：周縁リング部３ｂ：傾
動透明板　　　　３ｂ′二周縁リング部３Ｃ：ベローズ４．７：アクチュエータ５．８：発光素子　　　６．９：受光素子１０、３０ニ
シンパルばね　１１：環状リング部２０：ハウジング第１図他４名１２３第２図第図第図６

Claims

【特許請求の範囲】１、撮像光学系をもつ鏡筒の撮影光路に配置されかつ、
透明液体を間に介挿保持した透明板の対の相対的な傾動
により撮像光路を傾斜させる可変頂角プリズムと、該透
明板の対を相対的に可変傾動させる駆動手段とを備えた
光路補正装置を有する撮像装置において、前記可変頂角
プリズムを構成する透明板の一方は鏡筒に固定し、透明
板の他方は、鏡筒の光軸に直角な面内での直交２軸回り
の傾動回転を許容するジンバルばねを介して前記鏡筒に
懸架させると共に、傾動駆動力を受けるように前記駆動
手段に連係させたことを特徴とする撮像装置。２、請求項１において、前記透明板の一方を鏡筒前面に
位置させ、透明板の他方を鏡筒内部側に位置させたこと
を特徴とする撮像装置。