(57)【要約】【課題】  鏡筒のぶれ（偏心量）を速やかに検出してぶれのない画像を撮影することができる、簡単な構成のレンズ鏡筒を提供する。【解決手段】  本発明は、レンズ２を保持する鏡筒３及び鏡筒３を収容保持するケース４からなるレンズ鏡筒１において、ケース４内に設けられた光源１１と、光源１１と相対してケース４内に設けられ、光源１１の像の位置を検出するための位置検出部１２と、ケース４内において光源１１と位置検出部１２とを結ぶ線Ｌ１上に位置して、鏡筒３に取り付けられ、光源１１からの光を位置検出部１２に結像させるブレ検出用レンズ１３と、位置検出部１２により検出された光源１１の像の位置に基づいて、ケース４に対する鏡筒３の偏心量を算出する算出手段１４とを備えて構成される。【選択図】  図１
2006349944.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズを保持する鏡筒及び前記鏡筒を収容保持するケースからなるレンズ鏡筒において、
前記ケース内に設けられた光源と、
前記光源と相対して前記ケース内に設けられ、前記光源の像の位置を検出するための位置検出部と、
前記ケース内において前記光源と前記位置検出部とを結ぶ線上に位置して、前記鏡筒に取り付けられ、前記光源からの光を前記位置検出部に結像させるブレ検出用レンズと、
前記位置検出部により検出された前記光源の像の位置に基づいて、前記ケースに対する前記鏡筒の偏心量を算出する算出手段とを備えることを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項２】
前記ブレ検出用レンズ及びこのレンズに対応した光源と位置検出部を複数組取り付け、
これらの位置検出部により検出された前記光源像の位置に基づいて、前記ケースに対する前記鏡筒の偏心量を算出することを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡筒。
【請求項３】
前記算出手段により算出された前記偏心量を打ち消すように、前記鏡筒を駆動する駆動手段を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のレンズ鏡筒。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鏡筒に加わるぶれ（偏心量）を検出・補正するレンズ鏡筒に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、レンズを保持した鏡筒のぶれに起因する像ぶれを防止する機能を有した光学系が種々提案されている。ここで重要となるのは、ぶれ（偏心量）を検出する検出手段である。例えば、検出手段としてジャイロセンサを用いて、レンズ鏡筒のぶれ（偏心量）を検出するものが開示されている（例えば、特許文献１を参照）。
【特許文献１】特開２００１−３１１８６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、特許文献１に記載のジャイロセンサは、特に電源投入時やリセット後にドリフトするため、該センサが安定してぶれを正確に検出するまでには、ある程度の待ち時間が必要であった。
【０００４】
また、上記のような光学系では、部品配置の自由度を上げ、且つ、製造コストの抑制に繋がるため、簡単な構成であることが望ましい。
【０００５】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、鏡筒のぶれ（偏心量）を速やかに検出してぶれのない画像を撮影することができる、簡単な構成のレンズ鏡筒を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような目的を達成するため、本発明は、レンズを保持する鏡筒及び前記鏡筒を収容保持するケースからなるレンズ鏡筒において、前記ケース内に設けられた光源と、前記光源と相対して前記ケース内に設けられ、前記光源の像の位置を検出するための位置検出部と、前記ケース内において前記光源と前記位置検出部とを結ぶ線上に位置して、前記鏡筒に取り付けられ、前記光源からの光を前記位置検出部に結像させるブレ検出用レンズと、前記位置検出部により検出された前記光源の像の位置に基づいて、前記ケースに対する前記鏡筒の偏心量を算出する算出手段とを備えて構成される。
【発明の効果】
【０００７】
以上説明したように、本発明によれば、鏡筒のぶれ（偏心量）を速やかに検出してぶれのない画像を撮影することができる、簡単な構成のレンズ鏡筒を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。本発明のレンズ鏡筒１は、図１に示すように、レンズ２を保持する鏡筒３及びこの鏡筒３を収容保持するケース４から構成され、光源１１と、位置検出部１２と、ブレ検出用レンズ１３と、算出手段１４と、駆動手段１５とを備える。なお、図１において、レンズ２の光軸は紙面に対して垂直である。
【０００９】
光源１１は、ケース４内に設けられている。
【００１０】
位置検出部１２は、光源１１と相対してケース４内に設けられ、光源１１の像の位置を検出する。なお、この位置検出部１２に用いられているセンサは、光学式センサであり、鏡筒３に対して非接触のため、ほぼ光源１１からの光を読み取る時間のみで、光源１１の像の位置情報を検出し、速やかに像ぶれを防ぐことができるようになっている。
【００１１】
ブレ検出用レンズ１３は、ケース４内において光源１１と位置検出部１２とを結ぶ線Ｌ１上に位置して、鏡筒３に取り付けられ、光源１１からの光を位置検出部１２に結像させる。
【００１２】
算出手段１４は、位置検出部１２により検出された光源１１の像の位置に基づいて、ケース４に対する鏡筒３の偏心量を算出する。
【００１３】
駆動手段１５は、鏡筒３に取り付けられた小型モータ等であり、これを駆動して、算出手段１４により算出された偏心量を打ち消すように移動させる。
【００１４】
続いて、上記構成の本発明に係るレンズ鏡筒１における動作について説明する。本発明のレンズ鏡筒１においては、算出手段１４によりブレ検出用レンズ１３の偏心量ｄｚを算出する。図２に示すように、ブレ検出用レンズ１３の焦点距離をｆとし、光源１１からブレ検出用レンズ１３までの距離をａとし、ブレ検出用レンズ１３から位置検出部１２までの距離をｂとし、ブレ検出用レンズ１３が偏心することなく基準の位置にある場合、次式（１）が成り立つ。
【００１５】
【数１】
2006349944.tif 000003
【００１６】
位置検出部１２上での光源像の基準位置からのずれ量を（ｄｘ´，ｄｙ´）とすると、レンズ２の光軸に垂直なブレ量（ｄｘ，ｄｙ）は以下の式で表される。
【００１７】
【数２】
2006349944.tif 000004
【００１８】
【数３】
2006349944.tif 000005
【００１９】
なお、本実施形態では、光源１１からブレ検出用レンズ１３までの距離ａと、ブレ検出用レンズ１３からの位置検出部１２までの距離ｂとを、ｂ／ａ＞１を満足するように設置して、位置検出部１２でのケース４に対する鏡筒３の偏心量を拡大して検知できるようにしている。
【００２０】
次に、本発明のレンズ鏡筒１における、算出手段１４によるブレ検出用レンズ１３の光軸方向の偏心量ｄｚの算出について説明する。
【００２１】
鏡筒３がケース４に対して偏心を生じた場合、ブレ検出用レンズ１３が光源１１と位置検出部１２との間で生じた偏心量をｄｚとし、ブレ検出用レンズ１３から位置検出部１２までの距離をｂ´としたとき、次式（４）が成り立つ。
【００２２】
【数４】
2006349944.tif 000006
【００２３】
ゆえに、ブレ検出用レンズ１３から位置検出部１２までの距離ｂ´は、次式（５）と表せる。
【００２４】
【数５】
2006349944.tif 000007
【００２５】
また、偏心したブレ検出用レンズ１３に対して焦点を合わせるために必要なデフォーカス量をΔとしたとき、図２に示すように、次式（６）が成り立つ。
【００２６】
【数６】
2006349944.tif 000008
【００２７】
ゆえに、デフォーカス量Δは、次式（７）で表せる。
【００２８】
【数７】
2006349944.tif 000009
【００２９】
上記の式（７）をｄｚについて整理すると、次式（８）で表せる。
【００３０】
【数８】
2006349944.tif 000010
【００３１】
上記の式（８）は、ｄｚの２次式であるため、位置検出部１２によるデフォーカス量Δの計測だけではｄｚを一意に決定することができない。
【００３２】
ところで、ブレ検出用レンズ１３による光源像が、位置検出部１２上で実像であるためには、次式（９）が成り立つ。
【００３３】
【数９】
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【００３４】
また、等倍以上の倍率で、ブレ検出用レンズ１３を利用するためには、次式（１０）が成り立つ。
【００３５】
【数１０】
2006349944.tif 000012
【００３６】
上記の式（５）を利用して整理すると、次式（１１）と表せる。
【００３７】
【数１１】
2006349944.tif 000013
【００３８】
上記の式（９）及び式（１１）より、偏心量ｄｚは、次式（１２）で表せる。
【００３９】
【数１２】
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【００４０】
式（１２）に示すように偏心量ｄｚの範囲が限定される。ゆえに、式（８）の解である偏心量ｄｚは、次式（１３）で表せる。
【００４１】
【数１３】
2006349944.tif 000015
【００４２】
そして、本発明に係るレンズ鏡筒１では、上記のように算出手段１４により算出されたケース４に対する鏡筒３の（ブレ検出用レンズ１３の光軸方向の移動成分である）偏心量ｄｘ，ｄｙ，ｄｚを打ち消すように、駆動手段１５を駆動して鏡筒３をブレ検出用レンズ１３の光軸上を移動させ、像ぶれを防止する。
【００４３】
なお、ｄｚの算出に用いるデフォーカス量Δの値は、位置検出部１２における光源像のボケ量から算定される。または、位置検出部１２の受光面をブレ検出用レンズ１３の光軸方向にシフト可能に構成し、合焦位置までシフトさせて基準位置と合焦位置との距離Δを測定する方式としてもよい。
【００４４】
また、もちろん、光源，ブレ検出用レンズ，位置検出部からなるもう一組のブレ量検出系をその光軸が、図１の測定系（光源１１，ブレ検出用レンズ１３，位置検出部１２）の光軸と垂直になるように配置すれば、この測定系の位置検出部上での光源像の基準位置からのずれ量（ｄｘ´，ｄｙ´）からレンズの光軸に垂直な方向のブレ量（ｄｘ，ｄｙ）を求めることができる。この構成においては、上記演算によらずに、ｄｚを求めることが可能である。
【００４５】
以上のような本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば適宜改良可能である。
【００４６】
例えば、本発明に係るレンズ鏡筒では、ブレ検出用レンズ及びこのレンズに対応した光源と位置検出部を複数組取り付けて、それぞれの位置検出部により検出された光源像の位置に基づいて、算出手段によりケースに対する鏡筒の偏心量を算出し、この算出結果に基づいて駆動手段を駆動して偏心量を打ち消すように鏡筒を移動させ、像ぶれを防止するように構成してもよい。これにより、上記実施形態におけるブレ検出用レンズの光軸方向の移動成分に加えて、回転成分の偏心量を求めることができ、より高い精度の像ぶれ防止することができる。
【００４７】
ここで、図３及び図４を用いて、上記実施形態のブレ検出用レンズ１３及びこのレンズに対応した光源１１と位置検出部１２に加えて、（これらとは異なる位置に）第２のブレ検出用レンズ２３及びこのレンズに対応した第２の光源２１と第２の位置検出部２２を取り付けた場合について説明する。
【００４８】
なお、上記実施形態と同様の機能を有するものについては、同じ番号を付し、その説明を省略する。
【００４９】
また、本実施形態では、図３及び図４に示すように、紙面に対して垂直方向に延びた軸をＸ軸とし、Ｘ軸と直交して且つ紙面上下方向に延びた軸をＹ軸とし、Ｘ軸と直交して且つ紙面左右方向に延びた軸（ブレ検出用レンズ１３，２３の光軸方向に延びた軸）をＺ軸とした座標系を用いる。また、図３及び図４に示す座標系では、Ｘ軸は紙面奥を正、Ｙ軸は紙面上方向を、Ｚ軸は紙面右方向を正として扱う。
【００５０】
第２のブレ検出用レンズ２３は、ケース４内に相対して設けられた第２の光源２１と第２の位置検出部２２とを結ぶ線Ｌ２上に位置して、鏡筒３に取り付けられている。
【００５１】
図３に一点鎖線で示すＹ軸上に２つのブレ検出用レンズ１３，２３が共に位置する初期状態から、図４に示すように鏡筒３が偏心して、ブレ検出用レンズ１３及びこのレンズに対応した光源１１と位置検出部１２により検出された偏心成分がＰ１（ｘ１，ｙ１，ｚ１）であり、第２のブレ検出用レンズ２３及びこのレンズに対応した第２の光源２１と第２の位置検出部２２により検出された偏心成分Ｐ２が（ｘ２，ｙ２，ｚ２）であった場合、Ｘ軸回りの回転成分θＸとしたとき、次式（１４）の関係を導くことができる。
【００５２】
【数１４】
2006349944.tif 000016
【００５３】
ゆえに、Ｘ軸回りの回転成分θＸは、次式（１５）で表せる。なお、Ｘ軸回りの回転成分θＸの正は、Ｘ軸の正の方向に対して反時計回りを意味する。
【００５４】
【数１５】
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【００５５】
同様に、Ｙ軸回りの回転成分θＹ及びＺ軸回りの回転成分θＺを求めると、次式（１６），（１７）で表せる。なお、Ｙ軸回りの回転成分θＹ及びＺ軸回りの回転成分θＺの正は、それぞれの軸Ｙ，Ｚ軸の正の方向に対しての反時計回りを意味する。
【００５６】
【数１６】
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【００５７】
【数１７】
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【００５８】
そして、本発明に係るレンズ鏡筒１では、上記のように算出手段１４により算出されたケース４に対する鏡筒３の回転成分（θＸ，θＹ，θＺ）を打ち消すように、駆動手段１５を駆動して（例えば、初期状態を基準に）ケース４に対して鏡筒３を回転移動させ、像ぶれを防止する。
【００５９】
なお、上記実施形態にように、ブレ検出用レンズ及びこのレンズに対応した光源と位置検出部を複数組取り付ける際には、互いのブレ検出用レンズをできるだけ離して設けるとで、さらに高い精度で偏心量を求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明に係るレンズ鏡筒の構成を示す図である。
【図２】上記レンズ鏡筒に発生する偏心（ブレ検出用レンズの光軸方向）について説明する図である。
【図３】本発明に係るレンズ鏡筒の他の構成を示す図である。
【図４】上記レンズ鏡筒に発生する偏心（回転成分）について説明する図である。
【符号の説明】
【００６１】
１  レンズ鏡筒      ２    レンズ      ３    鏡筒      ４    ケース
１１  光源          １２  位置検出部      １３  ブレ検出用レンズ
１４  算出手段      １５  駆動手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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