(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光軸を有する撮影レンズと、
前記撮影レンズからの像を撮像する撮像手段と、
ぶれを検出するぶれ検出手段と、
可動することにより前記光軸を傾けて像ぶれを補正する像ぶれ防止手段と、
前記撮像手段によって撮像する像の処理形式における解像度を検出する手段と、
前記ぶれ検出手段からの出力に応じて前記像ぶれ防止手段の駆動を制御する制御手段と
を備え、
前記制御手段は、
前記解像度を検出する手段が第１の解像度を検出した場合に、前記像ぶれ防止手段の可動範囲を第１の可動範囲に設定し、
前記解像度を検出する手段が前記第１の解像度より高い第２の解像度を検出した場合に、前記像ぶれ防止手段の可動範囲を前記第１の可動範囲より小さい第２の可動範囲に設定する
ことを特徴とする像ぶれ防止装置を有する光学機器。
【請求項２】
光軸を有するズームレンズと、
前記ズームレンズからの像を撮像する撮像手段と、
前記ズームレンズの焦点距離を検出する焦点距離検出手段と、
ぶれを検出するぶれ検出手段と、
可動することにより前記光軸を傾けて像ぶれを補正する像ぶれ防止手段と、
前記撮像素子によって撮像する像の処理形式における解像度を検出する手段と、
前記ぶれ検出手段からの出力に応じて前記像ぶれ防止手段の駆動を制御する制御手段と
を備え、
前記制御手段は、
前記解像度を検出する手段が第１の解像度を検出した場合に、前記像ぶれ防止手段の可動範囲を第１の可動範囲に設定し、
前記解像度を検出する手段の検出結果が第１の解像度より高い第２の解像度を検出した場合に、前記像ぶれ防止手段の可動範囲を前記焦点距離検出手段により検出される焦点距離が長くなることに応じて前記第１の可動範囲より小さくなる第２の可動範囲に設定する
ことを特徴とする像ぶれ防止装置を有する光学機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、カメラ、ビデオカメラ、他の光学機器等における像ぶれ防止装置を有する光学機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ビデオカメラ、スチルカメラ等のカメラ装置分野では、近年、小型軽量化が目覚ましく、また、同時に高機能化も計られている。この高機能化の一つとして、撮影レンズの高倍化が挙げられ、倍率も１０倍や１２倍といったズームレンズが、家庭用のカメラの分野でも一般化してきている。
【０００３】
しかしながら、このようなズーム比の拡大に伴い、長焦点側の焦点距離が大きな数値になってくると、記録される画像に与える影響が大きくなってきており、ビデオカメラのような動画においては、主被写体が画面内で見苦しく動いてしまったり、静止画においては、振れ画像が記録されることになってしまう。また、静止画においては、例えばシャッタ速度を高速化していくことにより、問題の回避がある程度可能であるとしても動画記録においては、そもそもが時間軸の記録であるので、手振れの影響はシャッタ速度の設定では回避できない。このような状況から、主にビデオカメラの分野では、手振れの影響を取り除くぶれ防止装置の実用化が行なわれてきた。
【０００４】
この振れ防止装置は、ぶれ成分を検出する振れ検出手段と、この検出手段の検出結果に応じて、振れを補正する振れ補正手段を少なくとも含んでいる。このうち振れ検出手段としては、連続する２画面間の画像を比較する、いわゆる電子的な検出方法や、角速度計、角加速度計などを用いて、実際のカメラの動きを直接測定する方法が挙げられる。
【０００５】
また、振れ補正手段としては、得られた画像の中から実際に記録する範囲（切り出し範囲）を電子的に選択する、所謂電子的な補正方法の他に、光学的に撮影光軸の角度を手振れが除去される方向に調整する光学的振れ補正手段が挙げられる。
【０００６】
この光学的な振れ補正手段のうち、特に可変頂角プリズムを用いた方式について、図１９〜図２３を用いて、以下に説明する。
【０００７】
図１９に可変頂角プリズムの構成を示す。図１９（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）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２１、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２２が封入されている。
【０００８】
図１９（Ｂ）では２枚のガラス板２１と２３は平行な状態であり、この場合、可変頂角プリズムの光線２５の入射角度と出射角度は等しい。一方、（Ａ）、（Ｃ）のように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。
【０００９】
従って、カメラが手ぶ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ように、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、ぶれが除去できるものである。
【００１０】
図２０はこの状態を示しており、図２０（Ａ）にて可変頂角プリズムは平行状態にあり、光軸は被写体の中心をとらえているとすると、図２０（Ｂ）のようにａ度のぶ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ことにより撮影光軸は相変わらず、被写体の中心をとらえ続けられる。
【００１１】
図２１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および、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。
【００１２】
実際のぶ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。
【００１３】
４１は可変頂角プリズムの本体で、ガラス板２１、２３、蛇腹部２７および内部液体からなる。ガラス板は保持枠２８に一体的に接着剤等を用いて取り付けられる。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３６、ヨーク３７、３８が設けられている。したがって、コイルに電流を流すことにより可変頂角プリズムは軸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素子等の発光素子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。
【００１４】
図２２にはこの可変頂角プリズムを振れ補正手段として備えたぶれ防止装置を、レンズと組み合わせた防振レンズシステムのブロック構成図を示す。
【００１５】
図２２において４１は可変頂角プリズム、４３、４４は頂角センサ、５３、５４は頂角センサの出力を増幅する検出回路部、４５はマイクロコンピュータ、４６、４７は角加速度計等よりなるぶれ検出手段、４８、４９は前記コイル３５からヨーク３８まで等よりなるアクチュエータ、５２はレンズである。
【００１６】
マイクロコンピュータ４５では頂角センサ４３、４４により検出された角度状態と、ぶれ検出手段４６、４７の検出結果に応じて、ぶれを除去するのに最適な角度状態に可変頂角プリズムを制御するために、アクチュエータ４８、４９に通電する電流を決定する。
【００１７】
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なうと仮定したためである。
【００１８】
図２３は従来の可変頂角プリズムのより詳細な構造を示した図である。図２３において、２１、２３はガラス板、２２は内部に封入された液体、２７は蛇腹部分、２５は光軸である。また、５９〜６２は、蛇腹部分２７を形作るための４枚のドーナツ形状の部品からなるフイルムであり、５７はこのフイルム間の結合部、５８はフイルムと枠体の結合部を示す。また、枠体５５と枠芯材５６の２部品より成り立っている。
【００１９】
このうち、フイルム間の結合部５７は、溶着により結合される。このため、フイルム５９〜６２の材質は、少なくともその表面の層は両面共に、ヒートシール性の優れた材料が望ましく、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等が一般的となる。また、枠５５とガラス板２１または２３は、接着剤を用いて固定されるが、この枠５５とベローズを構成するフイルム５９、６２の結合部５８は結合部５７と同じく溶着を用いる場合には、フイルムの表面と同一材料であることが必要である。しかしながら、ヒートシール性に優れる前記の材料は、所謂このような鏡筒回りに多用される例えばポリカーボネート（ＰＣ）と比べると部品精度が出しずらく、また、剛性が低く、変形し易い等の欠点を有している。したがって、５６はこの問題を回避する為に設けられた枠芯材である。この枠芯材５６は、枠５５の材料より高剛性で、また熱変形温度の高いプラスチックまたはアルミ、ステンレス等の金属により作られており、この枠芯材５６を基準に、例えばインサート成形にて、枠芯材５６の周辺に枠５５を形成する。これにより枠５５の例えばフイルムが溶着される部分の平面性やガラス板２１、２３の胴付き部分の強度もしくは寸法精度、あるいはガラスの嵌合径の寸法精度を得ている。
【００２０】
以上、光学的な振れ補正手段として可変頂角プリズムを用いた場合の構成について説明した。
【００２１】
次に、光学的振れ補正手段の他の一例として、例えばＵＳＰ２９５９０８８に開示されたような補正光学系を可動に配置する方法を説明する。
【００２２】
図２４にその全体の構成を示す。
【００２３】
図２４において、主レンズ８２、８３に対しレンズ７１、７２が補正光学系である。補正光学系の焦点距離は各々次の様に設定されている。レンズ鏡筒７４に固定された負のパワーを持つレンズ７１の焦点距離をｆ1 とし、可動支持部７３に支えられている正のパワーを持つレンズ７２の焦点距離をｆ2 とすると、
ｆ1 ＝−ｆ2
の関係を満足する様に各レンズの焦点距離が設定されている。
【００２４】
更に、２軸可動の支持を行なう為のギンバル７５によりレンズ７２が支持されている。
【００２５】
また、補正光学系のバランスを取る為に、カウンターウエイト８０が設けられている。
【００２６】
この様な光学的条件を満足させることにより所謂慣性振り子型の光学的振れ補正手段を含む振れ防止装置が実現出来る。
【００２７】
次に、前記ギンバル７５の２軸可動についての説明を図２５を用いて示す。
【００２８】
レンズ７２はｙ軸方向に自由度を有する支持部材７５ｙに支持され、更に支持部材７５ｙはｙ軸方向とは垂直のｘ軸方向に自由度を有する支持部材７５ｘに支持され、更に該支持部材７５ｘはレンズ鏡筒７４により支持されている。
【００２９】
この様な構成により２軸の自由度を有する補正光学系が構成できる。
【００３０】
次に、前述した可変頂角プリズムを有する振れ補正手段をズームレンズと組み合わせる際のズームレンズの代表的な一例を示す。ここでは、変倍の為のバリエーターレンズ群より後方のレンズ群でフォーカシングを行なう、所謂インナーフォーカスまたはリアフォーカスのズームレンズに関して説明する。
【００３１】
この様なレンズタイプは種々知られているが、ここでは最も後方のレンズ群をフォーカシングに用いる様な構成を例にして図２６に示す。図において、１１１は固定の前玉レンズ群、１１２はバリエータレンズ群、１１３は固定のレンズ群で、１１４がフォーカシング（コンペンセータ）のレンズ群である。１３３は回り止め用の案内棒、１３４はバリエータ送り棒、１３５は固定鏡筒、１３６は絞りユニット（ここでは紙面と直角に挿入されている）１３７はフォーカスモータであるところのステップモータ、１３８はステップモータの出力軸でレンズを移動する為のオネジ加工が施されている。１３９はこのオネジと噛み合うメネジ部分で、レンズ４の移動枠１４０と一体となっている。１４１、１４２はレンズ４移動枠の案内棒であり、１４３は案内棒を位置決めして押さえる為の後ろ板、１４４はリレーホルダーである。１４５はズームモータ、１４６はズームモータの減速機ユニット１４７、１４８は連動ギア、１４８のギアはズームの送り棒１３４に固定されている。
【００３２】
以上の構成によってステップモータ１３７が駆動すると、フォーカスレンズ４はネジ送りによって光軸方向に移動する。又、ズームモータ１４５が駆動するとギア１４７、１４８が連動し軸１３４が回転することによってバリエータ２が光軸方向に移動する。
【００３３】
この様なレンズにおけるバリエータレンズとフォーカシングレンズの位置関係をいくつかの距離に応じて示したものが図２７である。ここでは例として、無限、２ｍ、１ｍ８０ｃｍ、０ｃｍの各被写体に対しての合焦位置関係を示した。インナーフォーカスの場合、このように、被写体距離によって、バリエータとフォーカスレンズの位置関係が異なってくる為に、前玉フォーカスレンズのカム環の様に簡単なメカ構造でレンズ群を連動させることはできない。
【００３４】
従って、図２６の様な構造のもとで単純にズームモータ１４５を駆動しただけではピンボケが発生してしまう。
【００３５】
以上の様な特性を持っていることから、インナーフォーカスレンズは前玉フォーカスレンズに比べて、「至近撮影能力に優れる」という前述の利点の他、「レンズ構成枚数が少ない」などの利点があるにもかかわらず実用化が遅れていた。
【００３６】
しかし近年になって、図２７に示した様なレンズ位置関係を被写体距離に応じながら最適に制御する様な技術が開発されつつあり、又、製品化も行われている。
【００３８】
本出願人による特開平１−２８０７０９号公報では図２８〜図３０に示した様な方法でバリエータとコンペンセータ（フォーカスレンズ）の位置関係が維持される。
【００３９】
図２８はブロック構成図を示す。１１１〜１１４は図２６に示すものと同一のレンズ群である。バリエータレンズ群１１２の位置はズームエンコーダ１４９によって位置検出される。ここでエンコーダの種類としては例えばバリエータ移動環に一体的に取り付けられたブラシを抵抗パターンが印刷された基板上を摺動する様に構成されたボリュームエンコーダが考えられる。１５０は絞り値を検出する絞りエンコーダで例えば絞りメータの中に設けられたホール素子出力を用いる。１５１はＣＣＤ等の撮像素子、１５２はカメラ処理回路であり、Ｙ信号はＡＦ回路１５３に取り込まれる。ＡＦ回路では合焦、非合焦の判別、非合焦の場合はそれが前ピンか後ピンか、又、非合焦の程度はどれくらいかなどが判定される。これらの結果はＣＰＵ１５４に取り込まれる。
【００４０】
１５５はパワーオンリセット回路で、電源ＯＮ時の各種リセット動作を行う。１５６はズーム操作回路で、操作者によってズームスイッチ１５７が操作された際、その内容をＣＰＵ１５４に伝える。１５８〜１６０が図２９に示した軌跡データをメモリ部分で、方向データ１５８、速度データ１５９、境界データ１６０からなる。１６１はズームモータドライバ、１６２はステップモータドライバで、ステップモータの入力パルス数は連続してＣＰＵ内にカウントし、フォーカスレンズの絶対位置のエンコーダとして用いている。このように構成したものにおいて、バリエータ位置とフォーカスレンズ位置がそれぞれズームエンコーダ１４９とステップモータ入力パルス数によって求まるので、図２７に示したマップ上の一点が決定される。一方、図２７に示したマップは境界データ１６０によって図２９に示した様にタンザク状の小領域に分割されている。ここで斜線部分はレンズが配置されることを禁止した領域である。このようにマップ上の一点が決まると、小領域のどこにその一点が属しているかの領域の確定を行なうことが出来る。
【００４１】
速度データ、方向データはこのそれぞれの領域の中心を通る軌跡より求めたステップモータの回転速度と方向がそれぞれの領域ごとにメモリされている。例えば図２９の例では横軸は１０個のゾーンに分割されている。今、ズーム時間を１０秒であると仮定すると、一つのゾーンの通過時間は当然、１秒となる。図２９のブロックＩＩＩを拡大した図を図３０とすると、このブロックの中央には軌跡１６４、左下には軌跡１６５、右上に１６６が通っている。ここで中央の軌跡はｘｍｍ／ｓｅｃの速度で動けば、ほぼ誤差なく軌跡のトレースが出来る。
【００４２】
この様にして求めた速度を、領域代表速度と称すると、速度メモリには小領域の数だけそれぞれの領域に応じた値がメモリされている。又、この速度を１６８として示すと自動焦点調節装置の検出結果によって１６７、１６９というふうに代表速度を微調整してステップモータ速度を設定するものである。又、方向データは同じテレからワイド（ワイドからテレ）のズームでも領域に応じてステップモータの回転方向が変わってくるので、この符号がメモリされるものである。
【００４３】
以上のようにバリエータとフォーカスレンズ位置より求めた領域代表速度に対して更に、自動焦点検出回路の検出結果によって、この速度を補正して定めたステップモータ速度を用いて、ズーム駆動中にステップモータを駆動して、フォーカスレンズ位置を制御すれば、インナーフォーカスレンズであっても、ズーム中にもピンボケが発生しないことができる。
【００４４】
ここで、図３０の１６８の代表速度以外に各ブロックごとに１６７、１６９のような速度をメモリして、自動焦点検出装置の検出結果に応じて３種類の速度の中から一つの速度を選択していく方法も本出願人による特開平２−１７３６０５号にて提示されている。
【００４５】
またこのような速度をメモリしておく方法以外に、図２７で示した∞、２ｍ、１ｍのように何本かのカーブを複数のバリエータ位置に応じたフォーカスレンズ位置のメモリとして記憶しておき、メモリされたカーブの中間の距離の場合には上下のメモリされたカーブのデータからとるべき両レンズ群の位置関係を内装演算して求めていく方法なども知られている。
【００４６】
図３１はこのズームレンズと可変頂角プリズムを用いた振れ補正手段を前述したズームレンズに結合する場合の構成の一例を示すものである。
【００４７】
図３１において、２６３は保持枠２８と一体に設けられた回転軸部、２６７は回転軸２６３と反対側の回転軸で組み込みの為に保持枠２８と一体には設けず、ステンレス等の金属製の軸などを保持枠に厚入することで構成する。２６８は板バネ、２６９はこの板バネを固定する為のネジ、２６６は平面ガラスで撮影者などが直接可変頂角プリズムに触れ破損することを回避する為に設けられる。２６５は付属品の取り付けネジ、２６４は可変頂角プリズムの回転軸受けの穴を含む固定の鏡筒部品である。
【００４８】
この鏡筒部品２６４はビス２７０によりズームレンズの固定鏡筒１３５に締結される。
【００４９】
なお図３１では簡単の為に、可変頂角プリズムの前側のガラスを回動する為の保持枠や、アクチュエータ、頂角検出の為のセンサ部等の部品は不図示した。
【００５０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、可変頂角プリズムを用いたり、補正光学系を可動とするなどの前述した光学的な振れ補正手段を用いると、特にその補正角度が大きい状態や、あるいは組み合わせたズームレンズの焦点距離が大きくあるいはさらに電子的なズーミングなどで、画面の一部を拡大記録するなどの状況においては、光軸を曲げることで原理的に発生する色収差の影響による色ずれが目立つという懸念がある。
【００５１】
この問題は従来はほとんど問題となるレベル以下に押えられていたが、今後、イメージセンサであるＣＣＤの画素数の向上により画質が向上していく傾向にあること、上述した電子的な拡大機能（所謂電子ズーム）が一般化していく傾向にあること、３ＣＣＤカメラなど画質を向上したカメラが現われてきていること、などの背景を考えると従来は問題とならなかったような色収差のレベルでも今後は画質劣化の要因として寄与してきてしまうという可能性がある。
【００５６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、光軸を有する撮影レンズと、前記撮影レンズからの像を撮像する撮像手段と、ぶれを検出するぶれ検出手段と、可動することにより前記光軸を傾けて像ぶれを補正する像ぶれ防止手段と、前記撮像手段によって撮像する像の処理形式における解像度を検出する手段と、前記ぶれ検出手段からの出力に応じて前記像ぶれ防止手段の駆動を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記解像度を検出する手段が第１の解像度を検出した場合に、前記像ぶれ防止手段の可動範囲を第１の可動範囲に設定し、前記解像度を検出する手段が前記第１の解像度より高い第２の解像度を検出した場合に、前記像ぶれ防止手段の可動範囲を前記第１の可動範囲より小さい第２の可動範囲に設定することを特徴としている。
【００５７】
また、本発明は、光軸を有するズームレンズと、前記ズームレンズからの像を撮像する撮像手段と、前記ズームレンズの焦点距離を検出する焦点距離検出手段と、ぶれを検出するぶれ検出手段と、可動することにより前記光軸を傾けて像ぶれを補正する像ぶれ防止手段と、前記撮像素子によって撮像する像の処理形式における解像度を検出する手段と、前記ぶれ検出手段からの出力に応じて前記像ぶれ防止手段の駆動を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記解像度を検出する手段が第１の解像度を検出した場合に、前記像ぶれ防止手段の可動範囲を第１の可動範囲に設定し、前記解像度を検出する手段の検出結果が第１の解像度より高い第２の解像度を検出した場合に、前記像ぶれ防止手段の可動範囲を前記焦点距離検出手段により検出される焦点距離が長くなることに応じて前記第１の可動範囲より小さくなる第２の可動範囲に設定することを特徴としている。
【００６０】
【実施例】
（第１の実施例）
図１に本件の第１の実施例のブロック図を示す。なお、図１において、図２２と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。図１において１は焦点距離センサであり、ズームレンズのバリエータレンズの位置などを検出するセンサである。検出方法としては種々考えられるが、例えば、このレンズを固定する鏡筒に一体的にブラシを設け固定された可変抵抗パターンの上を摺動させることにより検出する方法や、このレンズ群の移動にステップモータを設け、基準位置から、ステップモータに入力した駆動パルス数を連続的にカウントすることにより位置検出を行なう方法などが挙げられる。
【００６１】
２は最大振れ角度データで焦点距離に応じたテーブルとして例えばマイクロコンピュータ内にメモリされている。
【００６２】
即ち従来は図２２で示したように可変頂角プリズムを含む振れ防止装置には撮影レンズの情報はなにも使われてはいなかったが、本第１の実施例では、焦点距離の情報をぶれ防止のための可変頂角制御のマイクロコンピュータに取り込みこの検出結果から使用する可変頂角プリズムの使用最大振れ角度の規制を与えるものである。
【００６３】
尚、前述した補正光学系をギンバルを用いて可動するような方法など、他の光学的な振れ補正手段を用いる場合でも、可動部分の可動範囲を規制することにより同様に本件の実施が可能となる。
【００６４】
図２にて、プリズムを用いることにより発生する倍率の色収差に関して説明する。図の様にある角度をもったプリズムに白色光が入射した場合に、その出射光は波長に応じて角度ずれを起こす。従って、もし結像光学系の前にこのようなプリズムが配置されると波長に応じて結像位置が変化することにより色のにじむような画像となってしまう。特にコントラストの高い白黒のエッジなどに色ずれが目立ちやすい。
【００６５】
一般にズームレンズの設計などではこの色収差の影響を押えた設計（色消し）が行なわれるが、可変頂角プリズムを用いるような場合にはその頂角状態によって色ずれの量も変わることとなる。即ち、標準状態（２枚のガラスが平行である状態）では可変頂角プリズムに起因する色ずれは０となるが、頂角が大きくなるにつれて色ずれの量が増していくことになる。
【００６６】
図３に可変頂角プリズムが使用最大角度状態にある時の、焦点距離と色ずれ、焦点距離と光軸補正角度の関係を示す。
【００６７】
ここで言う色ずれとは結像面での二つの波長の光間の結像位置ずれを意味する。
【００６８】
図において焦点距離と色ずれの関係は両対数グラフ上に書かれてあるものとする。光軸補正角度がどの焦点距離でも１°であるとする。これは可変頂角プリズムの角度をθ、光軸補正角度をεとし、可変頂角プリズムの内部液体の屈折率をｎとすると、ε＝（ｎ−１）×θとして示されるので、焦点距離とは無関係に一定の最大頂角を設定すれば、同一の値になるからである。これに対して、色収差の影響は焦点距離が長くなるほど目立ってくる（焦点距離と色ずれのグラフは一点鎖線）。
【００６９】
これに対して、本発明の第１の実施例の場合を図４（Ａ）（Ｂ）に示す。図４（Ａ）では、所定の色ずれの量に達する焦点距離を境界とし、それより長焦点側では最大振れ角度を色ずれが所定値になるように小さく設定する例である。
【００７０】
図４（Ｂ）では最長焦点距離にて所定の色ずれになるように、焦点距離に応じてなだらかに最大使用頂角の設定値を可変する場合である。
【００７１】
このように最大使用振れ角度を長焦点距離側で小さくするのは、以下の理由からも好ましい。即ち、発明者らの検討によれば、通常の手持ち状態で静止する被写体を撮影するような場合に発生する手ぶれの量は、光軸角度で±０．３°からせいぜい０．５°程度が支配的である。これに対してパンニングなどでカメラを振る場合、違和感なく可変頂角プリズムを駆動制御するためにはこの静止被写体の手ぶれの影響を除去するために必要な光軸補正角度に対してはるかに大きな使用角度範囲を設けて、パンニング制御を行うために充分な可動領域を確保しておかないと、パンニング時に可変頂角プリズムの傾きがその使用角度範囲端に達してしまい画面がコツコツとぶつかる様な印象を生じてしまうことになる。ところが逆にその使用角度範囲を大きく設定しておくと、通常の手ぶれ補正時に、低周波、大振幅の振動が残ることがある。これはぶれ検出センサの特性や、ぶれ検出センサの出力に対して設けられるフィルタ特性などによる場合が多い。
【００７２】
一方、実際の撮影を考えると、パンニングなどを多用するのはワイドからミドルの焦点距離においてが多く、テレ端（最長焦点距離）では（勿論その数値にもよるが例えばフイルムカメラの３５ｍｍフォーマットの４００ｍｍ相当といった状況）パンニングを多用するようなことは少ない。
【００７３】
以上より、一般的には、本発明のようにテレ端での最大頂角範囲を規制しても補正不足にならない範囲（例えば１°）にしておけば、静止被写体を静止して撮影するような場合には十分な手ぶれ防止が行なえる上に、パンニング時でのコツコツ感は若干発生したとしても低周波大振幅の画面の振れ残りの軽減にも寄与できることとなり、トータルなぶれ防止性能としてはより好ましいものとなる。
【００７４】
尚、特殊な場合（車上や船上からの撮影など）でぶれ補正により大きな角度を必要とする時には後述する実施例の撮影者による振れ角のマニュアル設定等による対応が可能である。
【００７５】
図５に第１の実施例のマイクロコンピュータ４５の目標頂角値設定のフローチャートを示す。
【００７６】
ステップ１でスタートする。ステップ２でその時の焦点距離情報を焦点距離センサ１の検出結果から読み込む。次にステップ３で最大振れ角（頂角）データ２のテーブルからその時の焦点距離に応じた最大振れ角値を読み出す。ステップ４にてその値θM を設定する。ステップ５ではぶれ検出センサからの検出結果をそれを補正する頂角θP として読み込む。ステップ６にて両方の値を比較する。その結果、θP の方が小さければステップ７にて目標頂角位置θとしてθPが設定される。ステップ６の結果、θP の方が大きければ、ステップ８にて目標頂角位置としてθM が設定されることになる。
【００７７】
（第２の実施例）
第１の実施例においては、焦点距離情報に基づいて使用最大頂角（振れ角）を変化させる内容を示した。本発明の第２の実施例においては、この使用最大頂角のみではなく、合わせて、制御上用いている角度上の閾値、もしくはぶれ検出手段の出力と頂角変位量との間の係数なども設定を変えることによりより高性能なぶれ防止装置を提供するものである。
【００７８】
図６は第２の実施例の要部構成を示すブロック図をである。この構成は、第１の実施例に対して、更に、Ｋ、θT データ３を有しており、焦点距離の検出結果に応じて、最大振れ角と合わせぶれ検出手段の出力と頂角変位量との間の係数である。Ｋ値、θT を可変とすることによりより違和感のないぶれ防止装置を達成するものである。なお、同図において図１と同様の構成についてはここでは説明を省略する。
【００７９】
Ｋ値に関して図７を用いて説明する。図７において、横軸は可変頂角プリズムもしくは補正光学系を駆動することにより撮影光軸の角度変化を示す（０°が標準位置）。前述したように、静止状態で静止被写体を撮影する様な場合には±１°程度の補正角度範囲があれば、ぶれ補正が可能である。これに対して、パンニングなどで大きな振れ角度がぶれ検出手段で検出された場合に、それを完全に補正してしまってはパンニングスタート時にカメラを振っても被写体が止まって撮影されたり、逆に、パンニングストップ時に、カメラを止めても、パンニングを続けてるが如く記録されることになる。
【００８０】
従って、多くの場合、このような大振幅に対しては、マイクロコンピュータ４５内で目標位置をぶれ検出手段の検出結果通りとはせず、より小さい目標位置に設定し直すことを行なっている。このための手法としては種々あるが、例えば、ぶれ検出手段の検出結果を、θP とし、目標位置をθとし、また、閾値角度としてθT1、係数Ｋを設定した上で、
θP ≦θT1の時、θ＝θP
θT1＜θP ＜θM の時、θ＝θT1＋（θP −θT1）×Ｋ
といった算出を行なうことにより、目標頂角（振れ角）を設定する（但し各値とも正の時）。
【００８１】
図７はこの場合のθとθP の関係を示したもので閾値角度θT1より絶対値の大きい範囲では、目標頂角（振れ角）が小さめに設定される。図８により実際的な設定値を示してみる。焦点距離がｆW からｆT の焦点距離のズームレンズを中間の焦点距離ｆM1とｆM2でＩ〜ＩＩＩの３領域に分けて考える（対数グラフ上で均等分割が望ましい）。それぞれの領域の焦点距離にある時には、図８の様な各値の設定を行なうものとする。その結果、θとθP の関係は、図９のようになる。図中、実線は領域Ｉの場合、破線は領域ＩＩの場合一点鎖線は領域ＩＩＩの場合を示している。
【００８２】
図１０は図８，９に示した特性にて可変頂角プリズムの駆動制御を行うためのマイクロコンピュータの動作を示すフローチャートである。ステップ１でスタート、ステップ９にて焦点距離状態を検出する。ステップ１０にて図８に示したようなマイクロコンピュータ内に設けられた情報から閾値θT1、 Ｋ、θM をそれぞれ決定する。ステップ１２でぶれ検出手段からの検出結果を頂角または振れ角のディメンジョンとした値θP が読み込まれる。ステップ１３にてこのθP の絶対値とθT1の比較が行なわれ、その結果絶対値θP が小さい場合には、ステップ１４にて目標値θとしてθP が設定される。また、絶対値θP がθT1より大きい場合には、更にステップ１５でθM との大小比較が行なわれる。絶対値θP がθM より大きい場合には、ステップ１６で正負判断を行ない、正なら、ステップ１８でθとしてθM を、負なら、ステップ１７で−θM を設定する。また、ステップ１５で絶対値θP がθM 以下であった場合には、ステップ１９で正負判断を行ない、正ならステップ２０で、負ならステップ２１でそれぞれ前述した式にのっとり、目標位置の算出を行なうものである。
【００８３】
尚、この例では、焦点距離を３領域に分割したが、より多い分割や、２分割でも構わない。また、閾角度も一つではなく複数設けてそれぞれに応じてきめ細かくＫ値を設定することも構わない。さらに、本例のようなテーブルで係数や閾値を決めるのではなく、目標角度θとぶれ検出角度θP の間の演算式を設け、算出によって目標頂角（振れ角）を求める方式も考えられる。
【００８４】
また、θとθP の関係も図８のような１次の関係のみでなく種々考えられることは言うまでもない。
【００８５】
（第３の実施例）
第１、２の実施例においては、最大頂角、あるいは制御上の閾値やぶれ検出手段の出力と頂角変位量との間の係数を焦点距離に応じて可変とすることにより、色ずれ量を所定値以下に押えると同時に、実用上望まれるぶれ防止性能を達成した。
【００８６】
本発明の第３の実施例においては焦点距離情報のみでなく、色ずれが目立つ被写体かどうかを映像信号の高周波成分を用いる自動焦点調節装置の焦点電圧の値から判断しこの情報をもとに、あるいは、この情報と前述の焦点距離情報の両方から、第１，２の実施例で示したような最大頂角（振れ角）、あるいは制御上の閾値や前述の係数の設定を行なうことを提示するものである。
【００８７】
図１１は第３の実施例の要部構成を示すブロック図である。なお、図１と同様の構成についてはここでは説明を省略する。ＣＣＤ１５１上に結像した情報はカメラ処理回路１５２により所定のＴＶ信号、例えば日本の場合はＮＴＳＣ信号、に処理される。このうち輝度に相応するＹ信号はＡＦ回路１５３に取り込まれ、ここでＹ信号の高周波成分が焦点電圧として求められる。図１２（Ａ）〜（Ｃ）はこの焦点電圧を説明する。
【００８８】
図１２（Ａ）にて、被写体に黒の部分２７２とそれ以外の白の部分があり、自動焦点検出のための信号取り込みエリア２７１のＹ信号は図１２（Ｂ）の２７３のようになる。図１２の（Ｃ）の２７４はこの信号２７３を微分した信号で、この信号のピーク高さＶF が、焦点電圧となる。
【００８９】
一般に色ずれが目立つのは白黒のエッジの部分であり、即ちコントラストの高い被写体であるといえる。従って、マイクロコンピュータ４５にて焦点電圧に対してある閾値を設け、それを上回った焦点電圧が得られている時にはコントラストの高い被写体であると判断し、例えば、図８のＩの領域の焦点距離でも、ＩＩＩの各値に設定を変えるなどの方法をとることにより色ずれの発生を押えることが可能となる。
【００９０】
図１３はこの選択テーブルの一例で、図８に示したＩ〜ＩＩＩの各値の組み合わせを、焦点距離と焦点電圧から判断したコントラスト状態の両方から選択するようにしたものである。
【００９１】
コントラストの検出には上記のような自動焦点調節装置の焦点電圧を用いる方法のほかにも種々考えられる。例えば一般的には、暗い被写体より明るい被写体の方がコントラストが高い場合が多い。この点から、他に絞り情報でもって、コントラストをおおまかに判断することも考えられる。
【００９２】
図１４はこの制御を行うための構成を示すブロック図で、図１と同様の構成についてはここでは説明を省略する。そして、この構成において、絞りエンコーダ１５０の検出結果をマイクロコンピュータ４５に取り込みこの情報で、最大頂角（振れ角）を設定する。
【００９３】
尚、図１４に対して、合わせて、焦点距離情報や焦点電圧情報を判断の材料として用いても勿論構わない。また、図１１、図１４では、最大振れ角データのブロック１のみを記したが、第２の実施例で記したＫ、θT データのブロック３を加えていても構わない。
【００９４】
（第４の実施例）
本発明は色ずれによる画質の劣化がないように光学的なぶれ補正手段を制御するものであるが、色ずれが画質に影響を及ぼすかどうかはビデオカメラ等における解像度である記録のフォーマットにもよる。よく知られている様に、家庭用ビデオフォーマットとしては、８ｍｍとそのハイバンドバージョンとしてのＨｉ８、ＶＨＳとそのハイバンドバージョンとしてのＳ−ＶＨＳが挙げられる。色ずれの影響はノーマルバージョンの解像度の方が、ハイバンドバージョンの解像度より分かりにくい。このことから、第４の実施例では、解像度である記録フォーマットに応じて、第１〜第３の実施例で示したような制御の変更を行なう場合と行なわない場合を切り替えることを提案する。
【００９５】
図１５は第４の実施例の要部構成を示すブロック図である。なお、図６，１１，１４と同様の構成についてはここでは説明を省略する。図１５の構成において、ブロック２７６にて記録フォーマットが検出され、この情報が、マイクロコンピュータ４５に送られる。
【００９６】
図１６が目標値決定のフローチャートである。ステップ２２にてスタートする。ステップ２３にて記録フォーマットがこの例の場合は８ｍｍかＨｉ８かが判別され、８ｍｍの場合には第１〜３の実施例で示したような制御の変更は行なわずステップ２４でθ＝θP としている。Ｈｉ８の場合は例えば、図１０で示したフローチャートにつなげるものとする。
【００９７】
尚、図１６は一例であり、標準（８ｍｍ，ＶＨＳ）の場合には、たとえば図８で示したＩＩの各値の組み合わせを固定して用いるなども考えられる。さらに、記録フォーマットの検出結果も、焦点距離や焦点電圧、絞り値と同列に用いることも可能である。
【００９８】
（第５の実施例）
第５の実施例ではカメラの信号処理をデジタル化し、これに伴う電子的な拡大機能（所謂電子ズーム機能）を有する場合のビデオカメラ等に本発明を実施する場合について述べる図１７、図１８に第５の実施例を示す。
【００９９】
図１７において、図１５、図２８と同一番号の部分は同一の機能を示す。２７８はＡ／Ｄ変換を含むカメラのデジタル信号処理回路で、内部に、ＡＦ回路を取り込んでいる。２７９はデジタルイフェクト用のＩＣで、電子ズームのための拡大や、その他の、各種効果を得るための処理を行なう。２８０は撮影者により操作されるデジタルイフェクトの操作部、２８１はＤ／Ａ変換である。
【０１００】
この場合、上述の実施例で、最大頂角（振れ角）やＫ、θT などの選択のための情報は、レンズ制御用のＣＰＵ１５４より、ぶれ防止装置用のマイクロコンピュータ４５に送られる。撮影者がズームの外部操作キー１５７を操作する際に、既に光学的なテレ端にあるのに更にテレ方向の操作が続くと、デジタルイフエクトＩＣに命令が行き、電子ズーム域に入るとともに、その情報も、ＣＰＵ１５４からマイコン４５に伝えられる。マイコン４５ではこれらの情報から、最大頂角、あるいはＫ、θT の値を設定する。
【０１０１】
図１８（Ａ）、（Ｂ）は光学ズームのテレ端の先に電子ズーム域を連続的に有する場合の最大頂角の設定を示す。図４（Ａ）では電子ズーム域に入ると共に最大頂角の設定を可変とし、色ずれの影響を所定値以下にするものである。
【０１０２】
図１８（Ｂ）は光学ズーム域から電子ズーム域までなだらかに最大頂角（振れ角）の設定を可変とするものである。
【０１０３】
（第６の実施例）
上述したような焦点距離等の各種情報により手ぶれ防止装置の各種制御上の値を可変とすることで、色ずれの影響を取り除くほか、焦点距離に則した制御が可能となるが、実際の撮影において、例えば色ずれがある程度発生しても大きな振幅の手ぶれ防止まで行ないたいなどの場合も考えられる。
【０１０４】
例えば船上からの撮影などがそれに相当する。
【０１０５】
このような場合の時は、図１７の撮影者によるモード切り替え２７７にて第５の実施例にて行われている制御の変更をオフする様に構成することが可能となるものである。
【０１０６】
本発明は、クレームまたは実施例の各構成また一部の構成が別個の装置に設けられていてもよい。例えば、振れ検出装置がカメラ本体に、振れ補正装置が前記カメラに装着されるレンズ鏡筒に、それらを制御する制御装置が中間アダプタに設けられていてもよい。
【０１０７】
本発明は、振れ防止手段としては、直接振れを防止するものに限られるものではなく、振れが発生していること、または発生する可能性があることを光、音等により警告して使用者にそのことを注意させることにより間接的に振れが発生しないようにするものであってもよい。
【０１０８】
本発明は、振れ検出手段として、角加速度計、加速度計、角速度計、速度計、角変位計、変位計、更には画像の振れ自体を検出する方法等、振れが検出できるものであればどのようなものであってもよい。
【０１０９】
本発明は、振れ防止手段として、光軸に垂直な面内で光学部材を動かすシフト光学系や可変長角プリズム等の光束変更手段や、光軸に垂直な面内で撮影面を動かすもの、更には画像処理により振れを補正するもの等、振れが防止できるものであればどのようなものであってもよい。
【０１１０】
また、本発明を可変頂角プリズムのような像ぶれ防止手段を銀塩カメラ及びビデオカメラのどちらにも装着可能な交換レンズ内に設けた場合にも適用し、その交換レンズをビデオカメラに装着したときは、銀塩カメラに装着したときよりも、像ぶれ防止手段の動作範囲を大きくするようにしてもよい。
【０１１１】
つまり、ビデオカメラの像面（ＣＣＤ）は一般に銀塩カメラの像面より小さいので、収差を考慮しなければならない領域も当然小さくなり、像ぶれ防止手段をより大きく変位させることが可能になる。上述のような例は、このことを利用して動作範囲を異ならせて、可能であれば広い範囲で像ぶれ防止を行うようにしたものである。
【０１１２】
上述の実施例において、マイクロコンピュータ４５が本発明の制御手段に相当する。
【０１１３】
以上が実施例の各構成と本発明の各構成の対応関係であるが、本発明は、これら実施例の構成に限られるものではなく、請求項で示した機能、または、実施例の構成が持つ機能が達成できる構成であればどのようなものであってもよい。
【０１１４】
また、各実施例またはそれら技術要素を必要に応じて組み合わせてもよい。
【０１１７】
【発明の効果】
本発明の像ぶれ防止装置を有する光学機器は、解像度（記録フォーマット）に応じて像ぶれ防止手段の動作範囲を変化させるようにしたので、解像度（記録フォーマット）の変化によって収差の影響の目立つ程度が変化しても、常に、その影響の目立つ程度を許容範囲内に収めることができるようになり、像の劣化を防ぐことができるものである。また、本発明によれば、焦点距離が長くなることに応じて像ぶれ防止手段の動作範囲を小さくするようにしたので、焦点距離が長くなることにより収差の影響が大きくなるような場合でも、収差の発生の程度が大きくなりすぎないようにすることができるようになり、像の劣化を防ぐことができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例の装置の要部構成を示すブロック図である。
【図２】色収差の発生原理を説明するための図である。
【図３】従来の焦点距離と色ずれの関係を示すグラフである。
【図４】本発明の第１の実施例装置における色ずれと焦点距離の関係を示すグラフである。
【図５】本発明の第１の実施例の装置の動作を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第２の実施例の装置の要部構成を示すブロック図である。
【図７】従来のぶれ補正手段の目標頂角を示すグラフである。
【図８】本発明の第２の実施例装置における各係数の設定例を示す表である。
【図９】本発明の第２の実施例の装置における目標頂角を示すグラフである。
【図１０】本発明の第２の実施例の装置の動作を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の第３の実施例の装置の要部構成を示すブロック図である。
【図１２】自動焦点調節装置の焦点電圧の概略説明図である。
【図１３】本発明の第３の実施例の各係数の設定組み合わせ表である。
【図１４】本発明の第３の実施例の変形例の要部構成を示すブロック図である。
【図１５】本発明の第４の実施例の要部構成を示すブロック図である。
【図１６】本発明の第４の実施例の装置の動作を示すフローチャートである。
【図１７】本発明の第５、６の実施例の要部構成を示すブロック図である。
【図１８】本発明の第５の実施例においての色ずれと焦点距離の関係を示すグラフである。
【図１９】可変頂角プリズムの原理を説明するための図である。
【図２０】可変頂角プリズムを用いた像ぶれ補正手段による像ぶれ補正の原理を説明するための図である。
【図２１】可変頂角プリズム駆動ユニットを示す斜視図である。
【図２２】可変頂角プリズムを用いた像ぶれ防止装置の要部構成を示すブロック図である。
【図２３】可変頂角プリズムの断面図である。
【図２４】補正光学系を有するレンズを示す図である。
【図２５】補正光学系のギンバル支持構造を示す図である。
【図２６】ビデオカメラの一般的なズームレンズの断面図である。
【図２７】ズームトラッキングカーブを説明するための図である。
【図２８】ズームレンズ制御システムの要部構成を示すブロック図である。
【図２９】ズームトラッキングのための領域分割の一例を示す図である。
【図３０】ズームトラッキングの速度設定の一例を示す図である。
【図３１】ズームレンズと可変頂角プリズム駆動ユニットとを結合させた状態を示す図である。
【符号の説明】
１  焦点距離センサ
２  最大振れ角度データ
３  Ｋ，θTデータ
４１  可変頂角プリズム
４５  マイクロコンピュータ
１５０  絞りエンコーダ
１５２  カメラ処理回路１５３  ＡＦ回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
0003543999.tif 000020
【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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