JPH02183216A - Blurring correcting device - Google Patents
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Landscapes
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Abstract
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。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a camera shake correction device for preventing image shake caused by camera shake in a video camera or the like.
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。When using a video camera hand-held, if there is camera shake, this is transmitted to the camera body, causing the subject image to shake on the imaging surface of the image sensor, causing shake in the reproduced image and deteriorating the image quality. Modern video cameras are equipped with zoom lenses, and the influence of camera shake poses a major problem, especially when capturing images with the zoom lens set to the telephoto side.
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
。Various devices have been proposed to prevent the effects of camera shake, but one example is the Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-14
In Japanese Patent Publication No. 7226, a Humphrey prism as a reversing and displacing optical element and a light reversing and displacing optical element are arranged between an objective lens and a zoom lens, and when a lens case containing these is attached to a camera body. , a technique is disclosed in which a Humphrey prism is used to stabilize a subject image (image) against camera shake.
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。In this technique, the attitude of the Humphrey prism is controlled in response to camera shake, thereby making it possible to obtain a stabilized image at a fixed position within the lens case.
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。By the way, in the above-mentioned conventional technology, in order to obtain the above-mentioned stable image, the Humphrey prism must be installed at a position f/2 behind the objective lens with a focal length f that forms an image at an arbitrary position within the lens case. Must be. Here, if we look at an object at infinity perpendicular to the optical axis, the image of this object by the objective lens will be formed on a plane perpendicular to the optical axis, but there is a Humphrey prism at the position above behind this objective lens. When the position of the lens changes, at a position within the lens case where a stable object image can be obtained, this object image will be formed on a plane that is inclined with respect to the above-mentioned plane perpendicular to the optical axis. In other words, the subject image is tilted, and the subject image formed by the zoom lens is also tilted with respect to the image plane of the camera on which the subject is imaged. For this reason, on this image plane, even if the subject image is in focus at the center, other parts are out of focus, and the out-of-focus becomes larger toward the periphery.
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。In order to tolerate this defocus, it is necessary to use a lens with a large reciprocal of the aperture ratio (F number), and for this purpose, it is necessary to use a lens with a small F number, that is, a bright lens with a large aperture ratio. The problem was that it was difficult.
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
。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a camera shake prevention device that solves these problems and can prevent image blur caused by camera shake by using a lens with a large aperture ratio.
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。In order to achieve the above object, the present invention provides an afocal lens group with a constant angular magnification that emits light rays from a subject as parallel rays, a reflecting means that reflects the emitted light rays of the afocal lens group, and a camera shaker. and a control means for correcting the change in the posture of the reflecting means caused by the camera shake and maintaining the reflecting means in the posture before camera shake.
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。The present invention also provides a zoom afocal lens for performing zooming by changing the angular magnification when a light beam from a subject is incident, a reflecting means for reflecting the emitted light beam of the zoom afocal lens, and a reflecting means for reflecting the emitted light beam from the zoom afocal lens. and control means for correcting posture fluctuations.
(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。(Operation) The light rays from the subject pass through the afocal lens group or the zoom afocal lens, become parallel rays, are reflected by the reflecting means, pass through the desired lens system of the camera, and are irradiated onto the imaging plane to form the subject image. be done.
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。Here, when there is camera shake, the afocal lens group, the zoom afocal lens, the lens system, and the imaging plane are displaced with respect to the absolute spatial coordinate system. In addition, the reflection means also changes its attitude within this coordinate system, but the control means
The light rays along the optical axis of the afocal lens group or the zoom afocal lens before camera shake will be reflected along or almost along the optical axis of the lens system even if each member is displaced as described above due to camera shake. The attitude of the means is corrected. As a result, the subject does not move on the imaging plane, and image blur due to camera shake can be prevented.
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。On the other hand, displacement of the afocal lens group or the zoom afocal lens due to camera shake causes the subject to be equivalently tilted, and as a result, the subject image is also tilted with respect to the imaging plane. However, due to the afocal lens group or the zoom afocal lens, the subject seen from the camera lens system is at infinity or nearly infinity, and for this reason, the angle of inclination of the subject image with respect to the imaging plane is negligible. It becomes small enough.
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。Therefore, there is no out-of-focus of the subject image over the entire image plane, and it becomes possible to use a bright lens with a small F number.
以下、本発明の実施例を図面によって説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
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。FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of the camera shake prevention device according to the present invention, in which 1 is an afocal lens group with an angular magnification of 2, 2 is a zoom lens, 2a is a ring, 3 is an image sensor,
4 is a reflecting mirror, 5.6 is a holding frame, 6a is an engaging part, 7 and 8 are angular velocity detectors, 9 is a weight part, 10.11 is a motor, 12
.. 13 is a control circuit. FIG. 2 is a partial sectional view taken along the dividing lines A and -A' in FIG. It is marked with a sign.
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。In FIGS. 1 and 2, an afocal lens group 1 with zero refractive power and an infinite focal length, and a zoom lens 2 consisting of a variator lens group 14, a convencator lens 15, etc. that change the zoom magnification. The holding frame 5 is arranged so that the optical axes 03 and 0□ intersect at right angles, for example.
The positional relationship is maintained fixed. and,
This holding frame 5 has a 0! on the optical axis of the zoom lens 2! The holding frame 6 is attached in a gimbal configuration so as to be rotatable around the
Further, a reflecting mirror 4 is attached to the holding frame 6 so as to be rotatable about an axis perpendicular to the optical axis O4 of the afocal lens group 1 and the optical axis 0□ of the zoom lens 2. The holding frame 6 is provided with a holding part 6a, and the holding part 6 rotates while the holding part 6a contacts the inner surface of a ring 2a provided on the zoom lens 2. O in FIG. 2 is the central axis of rotation of the reflecting mirror 4. Note that the arrow φ□ represents the rotation direction of the holding frame 6 and the rotation direction of the φ9 reflecting mirror 4, and ρ□ and ρ9 represent camera shake in the horizontal and vertical directions, respectively.
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。The holding frame 5 is provided with a motor 10 that rotates the holding frame 6 in the direction of arrow φ8.
A motor 11 for rotating in the V direction is provided. In addition, the holding plate 6 has horizontal camera shake 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
。An angular velocity detector 8 is provided to detect the camera shake ρ, and when this detects the camera shake ρ, a control circuit 13 controls the motor 10 according to the detection output so that the detection output of the angular velocity detector 8 becomes zero. Then, the holding frame 6 is rotated in the direction of arrow φ8. Further, the reflector 4 is provided with an angular velocity detector 7 that detects a vertical hand shake ρ, and when this detects a hand shake ρ9, a control circuit 1
2 controls the motor 11 and rotates the reflecting mirror 4 in the direction of arrow φ9 so that the detection output of the angular velocity detector 7 becomes zero.
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。The reflecting mirror 4 is also provided with a weight portion 9, whereby the reflecting mirror 4 is held in a stable rotating state at the center of inertia. In the initial state without camera shake (not driven by the motor 11), the posture of the reflecting mirror 4 is set so that the light rays along the optical axis 01 of the afocal lens group 1 are reflected along the optical axis 02 of the zoom lens 2. is held by the overlapping portion 9, and when there is a camera shake, the reflector 4 is rotated by the motor 11 while having the force to return to this initial state.
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。In this configuration, light from a subject (not shown) passes through the afocal lens group 1, is reflected by the reflecting mirror 4, passes through the zoom lens 2, and enters the image sensor 3. As a result, a subject image is formed on the imaging surface of the image sensor 3.
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。Next, the operation of this embodiment will be explained with reference to FIG. Note that although this operation is related to the vertical camera shake ρ9, the same applies to the horizontal camera shake ρ□.
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。In the figure, afocal lens group 1° zoom lens 2. Assuming that the image sensor 31 and the reflecting mirror 4 are in the state shown by the solid line, the optical axis of the afocal lens group 1 is 0. Above, a light ray 17 emitted from a distant object 16 passes through the afocal lens group 1 in parallel to the optical axis 01, is reflected by the reflecting mirror 4, and enters the zoom lens 2. Since the incident light of the zoom lens 2 is parallel to its optical axis at, the image of the subject 16 (not shown) formed by the afocal lens group 1 is formed sufficiently far away from the zoom lens 2. This zoom lens 2 allows the image of the subject 16 to be transferred to the image sensor 3.
The image is formed on the imaging plane.
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。While imaging this subject 16, due to vertical camera shake ρ9, the afocal lens group 1 moves around the rotation axis O of the reflector 4.
.. It is assumed that the zoom lens 2 and the image pickup device 3 are each rotated by an angle θ and are displaced to the positions indicated by broken lines labeled 1' and 2'3', respectively.
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
。Afocal lens 1' and zoom lens 2' at this time
The optical axes o, ', o, ' are the optical axes of the afocal lens group 1 and the zoom lens 2 at their original positions, respectively, 01°0! deviates from the angle θ. For this purpose, the original optical axis 0. The light ray 17 from the subject 16 that is incident on the afocal lens group 1' along the angle θ is inclined from the optical axis O8.
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。By the way, when a light ray entering an afocal lens group with an angular magnification of γ is inclined at an angle θ with respect to the optical axis at -i, the exit angle ψ of this light ray is expressed by the following equation.
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。r-tanθ=tanψ-(11 usually,
Since the incident angle θ due to camera shake is sufficiently small at around 2″,
The above formula (1) can be expressed as follows.
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。T ・θ−ψ (2) Therefore, in FIG. 3, if the angular magnification T of the afocal lens group 1' is 2, the output angular velocity ψ of the output ray 18 is ψ=2θ (2) 3) It becomes. That is, afocal lens group 1. Zoom lens 2. While the image sensor 3 is deflected by an angle θ about the rotation axis 0 of the reflecting mirror 40, the light 118 emitted from the afocal lens group 1' is deflected by an angle 2θ. However, since the afocal lens group 1' has an infinite focal length, the emitted light 18 is parallel.
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。By the way, the vertical camera shake ρ, and the reflector 4,
As indicated by the broken line 4', the camera is rotated by an angle θ around the rotation axis 0, but this camera shake ρV is detected by the angular velocity detector 7 (Fig. 1), and the above-mentioned In this way, the reflecting mirror 4 is rotated by an angle θ in the direction of the arrow φ9, and returns to the original state shown by the solid line. In other words,
The posture is held fixed with respect to the absolute spatial coordinate system.
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。Therefore, the optical axis 0'l is set by the afocal lens group 1'.
When the light ray 18 emitted at an emission angle 2θ is reflected by the reflecting mirror 4, it becomes parallel to the optical axis 02' of the zoom lens 2'. At this time, by appropriately setting the distance between the afocal lens group 1 and the reflection jii4 according to the angular magnification γ (=2) of the afocal lens group 1, the original optical axis of the afocal lens group 1' can be adjusted. Incident light 17 along o1
The emitted light ray 18 can be reflected on the rotation axis 0 of the reflection w14. This allows the incident light &? along this original optical axis OI. The outgoing light beam 18 of 117 is transmitted through the zoom lens 2
Therefore, the same subject image is formed on the imaging surface of the imaging device 3' as the imaging surface of the imaging device 3 before the vertical camera shake ρ9 occurs. .
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。In this way, even if there is camera shake, the reflector 4
By rotating the camera in the direction in which there was no camera shake, the shake of the subject image on the imaging surface of the image sensor 3 is eliminated.
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。Here, in FIG. 3, when the optical axis OI of the afocal lens group l with an arbitrary angular magnification T is tilted by an angle θ due to camera shake, the original axis of the tilted afocal lens group 1' relative to the optical axis 0'l is The exit angle of the outgoing light ray 18 of the light ray 17 along the optical axis O9 is γθ, as explained above. Further, the optical axis O'2 of the afocal zoom lens 2' formed by the reflecting mirror 4 which is controlled so as to maintain its original state is inclined at an angle of 2θ with respect to the reference reflecting axis O#2.
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。Therefore, when the outgoing light ray 18 of the light ray 17 along the original optical axis O1 that enters the tilted afocal lens group 1' is reflected by the reflecting mirror 4, this reflected light ray moves from the reference reflection axis O#2 to the optical axis 0. If the reflected light beam is shifted by ±Δθ due to the optical axis O'2, then 2θ=γθ±80=Tθ×α...(4) Stabilize α Let's call it the rate. This stabilization rate α is calculated by the formula (
4), it can be expressed as follows.
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; 2/γ ... (5) When α=1 (therefore, T=2), the light 'a17 along the original optical axis 01 of the moved afocal lens group 1'
is reflected by the reflecting mirror 4 and moved along the optical axis 0'z of the zoom lens 2', and therefore, the subject image on the imaging surface of the image sensor 3' will not move due to camera shake.
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。When α≠1, the subject image on this imaging plane will be shaken due to camera shake, but when 3 is sufficiently close to 1, the image shake due to the shaking of the subject image on this imaging plane will not be noticeable.
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。For this reason, the stabilization rate α does not necessarily have to be 1, and there is an acceptable practical range, which varies depending on the size of the imaging surface of the image sensor 3, the focal length of the zoom lens, etc. In these commonly used ranges, 1
It can be set to ±0.25. Therefore, the above formula (
5), the angular magnification γ is 1.6 < r < 2.7 for practical use.
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。Further, in this embodiment, since the subject is reflected by the reflecting mirror 4 and imaged on the imaging surface of the image sensor 3, the subject image on this imaging surface is horizontally reversed. Now, in Figure 3,
Assuming that the subject 16 is a person with his right hand raised, in a normal video camera, the subject image 16' is correctly formed on the imaging surface of the image sensor 3, as shown by the arrow, as shown in FIG. A correct reproduced image can be obtained by horizontally sweeping from left to right.
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。In contrast, in this embodiment, a horizontally inverted subject image 16'' is formed on the imaging surface of the image sensor 3 by the reflecting mirror 4, as shown in FIG. 4(b). Figure 4 (a
) If a horizontal sweep is performed in the same way as in the case of ), the reproduced image will be left and right reversed. Therefore, in this embodiment', a horizontal sweep is performed from the right side to the left side, as shown by the arrow in FIG. As a result, a correct reproduced image can be obtained.
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。FIG. 5 is a partial cross-sectional view showing another embodiment of the image stabilization device according to the present invention, in which 19 is a zoom afocal lens with variable angular magnification, 20 and 21 are internal lenses, 22 is a zoom ring, and 23 is a zoom afocal lens with variable angular magnification; Potentiometer, 24, holding frame, 25
is a relay lens group, 26 is a Hall element, 27 is a magnet, 2
8 is a position control circuit, 29 is an angular velocity control circuit, and the first
Parts corresponding to the figures are given the same reference numerals.
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。In the figure, the zoom afocal lens 19, the relay lens group 25, and the image sensor 3 are held together by a holding frame 24, a part of which is shown.
The reflecting mirror 4 is held by a holding frame 6, and this holding frame 6 is held by a holding frame 24 in a gimbal configuration.
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。In the zoom afocal lens 19, the internal lens 20.21 moves by rotating the zoom ring 22,
The angular magnification T changes within the range of 2.4 to 0.3.
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。A potentiometer 23 is connected to the zoom ring 22, and outputs a signal corresponding to the rotation angle of the zoom ring 22, and hence the angular magnification γ.
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。A Hall element 26 is provided on one of the reflecting mirror 4 and the holding frame 6, and a magnet 27 is provided on the other so as to face each other, and the Hall element 26 outputs a signal corresponding to the position of the magnet 27.
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。The detection output signal of the angular velocity detector 7 attached to the reflector 4 is supplied to the angular velocity control circuit 29, which controls the potentiometer 23 according to the angular magnification T of the zoom afocal lens 19.
The output signal of is multiplied by a constant weighted signal.
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。The detection output signal of the Hall element 26 is also supplied to the position control circuit 28, and the output signal of the potentiometer 23 is multiplied by a predetermined weighted signal. The output signal of the angular velocity control circuit 29 and the output signal of the position control i11 circuit 28 are added, and this added signal is outputted from the control circuit 12 as a control signal for the motor 11. With this control signal, when the angular magnification γ of the zoom afocal lens 19 is between 2.4 and 1.6, even if there is camera shake, the reflector 4 will be the same as there is no camera shake, as explained in FIG. In addition, when the angular magnification T is 1.6 or less, the reflector 4 is maintained at the angular magnification T.
The motor 11 is controlled so that it rotates by an amount corresponding to the rotation of the holding frame 6.
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。The relay lens group 25 includes a zoom afocal lens 19
, and is reflected by a reflecting mirror 4 to form a subject image on the imaging surface of the image sensor 3.
次に、この実施例の動作を説明する。Next, the operation of this embodiment will be explained.
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。First, the angular magnification γ of the zoom afocal lens 19 is 2.
If it is in the range of 4 to 1.6, potentiometer 2
The output signal of No. 3 is transmitted to the position control circuit 28 and the angular velocity control circuit 29.
By being supplied to and performing the above arithmetic processing,
The output signal of the position control circuit 28 becomes almost zero, and the control signal output from the control circuit 12 is only the output signal of the angular velocity control circuit 29. The motor 11 is controlled by this control signal, and the reflecting mirror 4 operates in the same manner as the embodiment described in FIGS. 1 to 3.
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。Next, the angular magnification γ of the zoom afocal lens 19 is 1.
6 or less, the subject image on the imaging surface of the image sensor 3 will be smaller than when the zoom afocal lens 19 is on the telephoto side with a large angular magnification γ of 1°6 or more, and for this reason, Compared to camera shake of the same magnitude, the amount of shake of the subject image is small and does not pose a problem.
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。When the angular magnification T is 2.4 to 1.6, as explained in FIG. 3, when the entire body is tilted by an angle θ due to camera shake, the reflector 4 is tilted by an angle θ in the opposite direction to this tilt direction. Rotated. Therefore, due to camera shake, the reflecting mirror 4 rotates by an angle θ with respect to the holding frame 6.
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。However, when the angular magnification γ is small (1.6 or less), if the reflector 4 is controlled in the same way as when it is large, the zoom afocal lens 19
Even though the exit angle ψ due to camera shake is small, the reflecting mirror 4 is rotated by a sufficiently larger angle than the angle required for correction, and the subject image on the imaging surface of the image sensor 3 is shaken considerably. That is, considering the practical range of the stabilization rate α in the above equation (5), the correction by the reflecting mirror 4 exceeds the limit.
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。Therefore, in this embodiment, when the angular magnification T is small (1.6 or less), the reflecting mirror 4 follows the rotation of the holding frame 6 so that the reflecting mirror 4 does not rotate with respect to the holding frame 6. Rotate. In other words, the reflecting mirror 4 is integrated with the holding frame 6. For this reason, the subject image on the imaging surface of the image sensor 3 is shaken due to camera shake, but as described above, this shake hardly causes a problem. In this way, the Hall element 26 and the magnet 2 are arranged so that the reflecting mirror 4 follows the holding frame 6 and rotates.
7 detects the angle between the reflecting mirror 4 and the holding frame 6, and the motor 11 is controlled by the output signal from the position control circuit 28 so that this angle becomes a predetermined constant value. .
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。Further, in this embodiment, the angular velocity detector 7 is connected to the holding frame 6.
When the angular velocity of camera shake detected by the angular velocity detector 7 is ω, the reflecting mirror 40 is adjusted by the detection output of the Hall element 26 so that the angle formed by the reflecting mirror 4 and the holding frame 6 is as follows.
By controlling the rotation, it is also possible to obtain stable images at all angular magnifications T.
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。In this embodiment, by storing everything other than the zoom afocal lens 19 in the case, operations similar to those of a conventional video camera, such as manual zooming, are possible.
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。FIG. 6 is a partial cross-sectional view showing still another embodiment of the image stabilization device according to the present invention, in which 30 and 31 are right angle prisms, 30a and 31a are reflective surfaces, and the parts corresponding to FIG. They are given the same code.
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。In the figure, light from a subject (not shown) passes through the afocal lens group 1 and reaches the reflecting surface 30 of the right-angle prism 30.
a, and is further reflected by the reflecting surface 31 of the three rectangular prisms.
The light is reflected by a, passes through the zoom lens 2, and is irradiated onto the imaging surface of the image sensor 3 to form a subject image.
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。Here, the right angle prism 30 is the reflecting mirror 4 in FIG.
The right-angle prism 31 rotates around the axis O in response to camera shake, and the right-angle prism 31 is held integrally with the zoom lens 2. As a result, even if there is a camera shake, the light rays on the original optical axis OI of the afocal lens group 1 when there is no camera shake are irradiated to the center of the imaging surface, and the shake of the subject image on the imaging surface is eliminated.
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。FIG. 7 is a partial cross-sectional view showing still another embodiment of the image stabilization device according to the present invention, in which 32.33 denotes triple reflection prisms +32a, 32b, 32c+33a,
33b and 33c are reflective surfaces, and parts corresponding to those in FIG. 6 are given the same reference numerals.
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。In this embodiment, a triple reflection prism is used in place of the right angle prism shown in FIG.
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。In FIG. 7, the triple reflection prism 32 has three reflection surfaces 32a, 32b, and 32c, into which the light beam that has passed through the afocal lens group 1 is incident.
The light is sequentially reflected by 32c and 32b and emitted. The triple reflective prism 33 also has three reflective surfaces 33a and 33b.
, 33c, and the light beam emitted from the triple reflection prism 32 is incident on the reflection surfaces 33a, 33c.
, 33b and are sequentially reflected and emitted.
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。The triple reflection prism 33 is held integrally with the zoom lens 2. The triple reflection prism 32 is stabilized so that the posture does not change even if the posture changes due to camera shake.
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。The triple reflecting prism is also equivalent to a single reflecting mirror, and stabilizing the triple reflecting prism 32 as described above is equivalent to the operation of the reflecting mirror 4 shown in FIG. Shaking of the subject image on the imaging surface can be prevented.
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。By the way, in the embodiments shown in FIGS. 6 and 7, there is an even number of light reflecting surfaces, and the subject image on the imaging surface of the image sensor 3 is not flipped horizontally or vertically, which is different from that of a conventional video camera. Since a subject image in the same orientation as that can be obtained, the sweeping of the image sensor 3 can be performed in the same manner as in a conventional video camera.
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。Note that any prism can be used as long as it is equivalent to a reflecting mirror, even if it has a shape other than these or has an odd number of reflecting surfaces. Furthermore, the sixth
In FIG. 7, a reflecting mirror may be used instead of each prism, or a reflecting mirror and a prism, or different prisms may be used.
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。FIG. 8 is a partial cross-sectional view showing still another embodiment of the image stabilization device according to the present invention, in which 2b is a filter mounting screw portion, 34 is a converter lens barrel, 35 is a joint portion, 36 is a protrusion, and 37 is a The through hole 138 is a disk portion, 39 is a bearing, and the parts corresponding to those in FIG. 2 are given the same reference numerals.
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。In the same figure, the converter barrel 34 is attached integrally with the afocal lens group 1, and the holding frame 6 holding the reflecting mirror 4 is attached therein in a gimbal configuration, as in FIG. . A hook-shaped protrusion 36 is provided,
A disc portion 38 that is integrated with the holding frame 6 is fitted into the protrusion 36 via a bearing 39 . Thereby, the holding frame 6 becomes rotatable around the central axis of the through hole 37.
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。Further, a through hole 37 is provided on the bottom outer surface of the converter barrel 34.
A ring-shaped joint 35 is provided around the periphery of the zoom lens 2, and this joint 35 can be fitted into the filter mounting thread 2b provided at the top of the zoom lens 2. As a result, the converter barrel 34 can be attached to and detached from the zoom lens 2, but when the converter barrel 34 is attached to the zoom lens 2, the subject image on the imaging surface of the image sensor 3 is always focused in the correct direction. A means (not shown) is provided for correctly regulating the orientation of the afocal lens group 1 with respect to the zoom lens 2 so that the image is imaged.
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。The zoom lens 2, the image sensor 3, etc. constitute a conventional video camera, etc., and by attaching the converter lens barrel 34 to the zoom lens 2, it can be used as a reflector as in the embodiment shown in FIG. By the posture control in step 4, camera shake can be corrected.
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。When the converter barrel 34 is attached to the zoom lens 2,
The afocal lens group 1 with an angular magnification of 2 serves as a teleconverter lens that apparently has the effect of doubling the focal length of the zoom lens 2. When the focal length of the zoom lens 2 doubles, the movement of the subject image due to camera shake also doubles.
Due to the action of the reflecting mirror 4 described above in FIG. 3, there is no movement of the subject image on the imaging surface of the image sensor 3.
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。In this way, this embodiment can be attached to and detached from the zoom lens of a conventional video camera, etc., and can prevent camera shake, which is a problem when taking images with a long focal length, and can also produce shake-free images when taking telephoto images. can be obtained easily.
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。In each of the embodiments described above, when the afocal lens group 1 and the zoom afocal lens 2 (hereinafter collectively referred to as afocal lenses) into which light rays from the subject are incident move due to camera shake, they become attached to the video camera body. (The zoom lens 2 in FIG. 1 and the relay lens group 25 in FIG. 5, etc.)
The object seen through the lens (generally referred to as a relay lens) is tilted, and as a result, the image of the object is tilted with respect to the imaging surface of the image sensor 3. This will be explained below with reference to FIG. 9, in which 40 is an afocal lens, 41 is a relay lens, and 42 is a reflecting means (the reflecting mirror 4, the right-angle prisms 30, 31, and the triple reflecting prism 32 in the above embodiment). .33), and parts corresponding to those in the previous drawings are given the same reference numerals.
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。In addition, Fig. 9 shows that the afocal lens 40 is
, the relay lens 41, etc. are shown moving, but for the sake of simplicity, the optical axis 01' of the afocal lens 40 and the optical axis Ot' of the relay lens 41 are shown on the same straight line. .
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。In FIG. 9, if we consider the subject 16 perpendicular to the optical axis of the afocal lens 40 before it moves due to camera shake,
Before the afocal lens 40, relay lens 41, etc. move due to camera shake, the subject image 16a of the subject 16
is the optical axis O of the relay lens 41! This occurs on the imaging surface of the image sensor 3 perpendicular to . That is, the subject image 16a is perpendicular to the optical axis Ot of the relay lens 41, and this subject image 16a
Each part will be imaged on the imaging plane.
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。On the other hand, due to camera shake, the afocal lens 40, for example, as shown in FIG. Relay lens 41.
When the imaging probe 3 moves, the light ray from the subject 16 along the optical axis of the afocal lens 40 before the camera shake exits from the afocal lens 40 that has moved due to the camera shake at an angle of γθ. This emitted light beam is reflected by the reflecting means 42 and forms an image on the imaging surface of the image sensor 3 along the optical axis O2 of the relay lens 41.
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。However, the optical axis O1 due to the movement of the afocal lens 40
Due to the inclination of the angle θ, the object 16 is equivalent to being on a straight line 01'' that is shifted by γθ from the optical axis O9.If this equivalent object is represented by 16', this equivalent object 16' is on the straight line 01''. 01''. This means that the equivalent subject 16# is at the optical axis of the afocal lens 40.
The angle γθ is about f with respect to the plane perpendicular to . As a result, a subject image 16 based on this equivalent subject 16' is obtained.
8' is inclined with respect to the imaging plane of the imaging rope 3.
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。By the way, if the inclination angle of this subject image 168' with respect to the imaging plane is β,
If we take the distance from the center of this lens to the imaging surface as 2, then ! β=tan-'C-tan rθ)...
・(7) becomes.
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。On the other hand, in each of the embodiments described above, the light rays emitted from the afocal lens 40 are parallel rays, and the subject 16' (therefore, the subject 16) seen from the relay lens 41 can be viewed as infinite or almost infinite; ,
It is possible to set L=oo. As a result, the above formula (7)
Therefore, β can be considered to be almost zero, and the subject image 1
68' will be imaged as a whole on the imaging plane without defocusing.
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。In this manner, in each of the above embodiments, even if there is camera shake, the subject image is formed on the imaging surface without defocusing as a whole, making it possible to use a bright lens with a small F number.
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
。As explained above, according to the present invention, it is possible to prevent blurring of the subject image due to camera shake on the imaging plane, and
A subject image can be formed over the entire image plane without defocusing, and a bright lens with a large aperture ratio can be used to obtain a clear image without shake.
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FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of an image stabilization device according to the present invention, FIG. 2 is a partial sectional view taken along the dividing line AA' in FIG. 1, and FIG. 3 is an explanatory diagram of the operation of this embodiment. , Figure 4 is the first
5 to 8 are partial cross-sectional views showing other embodiments of the image stabilization device according to the present invention, and FIG. FIG. 3 is a diagram showing the inclination of a subject image on an imaging plane. 1.1'...Afocal lens group, 2.2'...
Zoom lens, 3... Image sensor, 4... Reflector, 5
゜6... Holding frame, 7.8... Angular velocity detector, 10.
11...Motor, 12.13...Control circuit, 19.
...Zoom afocal lens, 23... Potentiometer, 25... Relay lens group, 26... Hall element, 27... Magnet, 28... Position control circuit, 29
...Angular velocity control circuit, 30.31...Right angle prism, 32.33...Triple reflection prism, 34...Converter lens barrel, 35...Joint portion, 36...Protrusion, 37
...Through hole, 3B...Disc part, 39...Bearing. j 1st Figure A'-1 3rd Figure 2 Figure 4 Figure 5 Figure 6 1B8 Figure 7a 9th Troop
Claims (1)
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。[Claims] 1. In a device that forms an image of a subject on an imaging plane through a desired lens system, an afocal lens group with a constant angular magnification that emits light rays from the subject as parallel rays. a reflecting means for reflecting the emitted light beam from the afocal lens group and making it enter the lens system; What is claimed is: 1. An image stabilization device, comprising: a control means for holding the image, and is configured to stabilize a subject image on the imaging plane against camera shake. 2. The camera shake correction device according to claim 1, wherein the angular magnification of the afocal lens group is 2. 3. The image stabilization device according to claim 1, wherein the angular magnification of the afocal lens group is 2.7 to 1.6. 4. The image stabilization device according to claim 1, 2 or 3, wherein the reflecting means is a single reflecting mirror. 5. In claim 1, 2 or 3, the reflecting means includes first and second reflecting members each having an odd number of reflecting surfaces, and the attitude of the first reflecting member is controlled by the control means. the second reflecting member is fixed with respect to the lens system and is configured to reflect the exiting light ray of the first reflecting member and make it incident on the lens system. An image stabilization device characterized by: 6. The image stabilization device according to claim 5, wherein each of the first and second reflecting members is a reflecting mirror, a right-angle prism, or a triple reflecting prism. 7. Claims 1, 2, 3, or 4 provide that the reflecting means is provided in a housing that is integrally attached to the afocal lens group, and that the housing is detachable from the lens system. Features an image stabilization device. 8. In an apparatus that forms an image of a subject on an imaging plane through a desired lens system, a zoom afocal lens and a zoom affocal lens are used to perform zooming by changing the angular magnification when light rays are incident from the subject. a reflecting means for reflecting the emitted light beam from the ocal lens and making it enter the lens system;
An image stabilization device comprising: a control means for correcting posture fluctuations of the reflecting means due to hand shake, and configured to stabilize a subject image on the imaging plane against hand shake. 9. In claim 8, the control means performs control to maintain the reflection means in a pre-shake posture within a predetermined large angular magnification range of the zoom afocal lens, and An image stabilization device characterized in that the reflecting means is held in a posture corresponding to camera shake within a range in which an angular magnification is smaller than the above range. 10. The image stabilization device according to claim 8, wherein the control means varies the amount of correction for the attitude change of the reflecting means due to camera shake depending on the angular magnification of the zoom afocal lens.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1002073A JPH02183216A (en) | 1989-01-10 | 1989-01-10 | Blurring correcting device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP1002073A JPH02183216A (en) | 1989-01-10 | 1989-01-10 | Blurring correcting device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02183216A true JPH02183216A (en) | 1990-07-17 |
Family
ID=11519166
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1002073A Pending JPH02183216A (en) | 1989-01-10 | 1989-01-10 | Blurring correcting device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02183216A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04211230A (en) * | 1989-10-20 | 1992-08-03 | Fuji Photo Film Co Ltd | Compensator for camera shake by hand |
JP2000010139A (en) * | 1998-06-18 | 2000-01-14 | Asahi Optical Co Ltd | Image shake correcting camera and image shake correcting method for camera |
JP2002290810A (en) * | 2001-03-22 | 2002-10-04 | Takami Hasegawa | Shake correcting device for camera |
JP2015011353A (en) * | 2013-07-01 | 2015-01-19 | 台湾東電化股▲ふん▼有限公司 | Optical anti-shake mechanism with switchable light path |
-
1989
- 1989-01-10 JP JP1002073A patent/JPH02183216A/en active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US9258486B2 (en) | 2013-07-01 | 2016-02-09 | Tdk Taiwan Corp. | Optical anti-shake apparatus with switchable light path |
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