JPH01223413A - 像安定化光学系 - 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〕 本発明は写真撮影の際に発生する像ブレを補正する自動
像安定化光学系に関し、ことに対物レンズの焦点距離の
変化にも対応できる光学系に関する。

〔従来技術〕

自動車やヘリコプタ−上でカメラ撮影したり、手持ちで
望遠撮影したりする機会は多くあるが、このような場合
、像ブレが生じゃすく、画像を著しく劣化させることが
多い。三脚などを使用し、影響を少なくすることはでき
るが、現代では電子技術の進歩により機動性が重要視さ
れ、かつ手持ちでも像ブレの発生がないコンパクトなカ
メラが必要となっている。

一方、近年、変倍機能を有する光学系所謂ズームレンズ
においては、高倍率比、そして望遠側の焦点距離が長く
なる傾向にある。

ズームレンズの像プレ量は同じ傾動に対し、焦点距離が
長くなるに応じて大きくなるため、ズーミング状態のワ
イド、ミドル、テレ各々に応じた像プレ補正が必要とな
ってくる。

例えば、撮影光学系中に平行平板を配置して、この平行
平板を傾けることで、像を偏向させ像を移動させる技術
があるが、この方式をズームレンズに適用して像安定化
を行った場合、焦点距離の変化に応じて平行平板の傾き
角も変化させる必要がある。具体的には、ワイド側とテ
レ側に於けるズーム位置で、撮影レンズが同量傾いたと
してもテレ側での像のプレ量が大きいため、テレ側での
平行平板の傾き角を大きくする必要が生じてくる。

従って、大きく傾けた場合を想定してあらかじめ十分な
スペースを確保したレンズ設計が必要になってくると共
に、撮影レンズ自体が大型化してくるといった問題点が
あった。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上述した問題点を解決すべく撮影レンズの小型
化を図りながら、簡単な構成で像を安定させることが可
能な光学系を提供することにある。

そして本発明は、変倍機能を有する撮影レンズ中に像ブ
レを補正する補正光学系を有する像安定化光学系におい
て、前記補正光学系の厚さを、前記撮影レンズの焦点距
離に応じて変化させるとともに、前記補正光学系を傾け
ることによって像を安定化させている。

〔実施例〕

まず、第１図に基づいて本発明に係る補正光学系につい
て説明する。

Ｐは撮影レンズ（不図示）の、例えば像面側の撮影光軸
Ｏ上に配置されるガラス板状の補正光学系である。補正
光学系は例えばジンバル機構で、図面内及び図面に垂直
な面内で独立または重畳して傾動させられる様に保持さ
れている。Ｌは補正光学系Ｐの面間隔、ｉは光線の射出
角、φは回転角、ｎは０点とＢ点との距離、ｄは光線ｉ
の変位量を示す。

この補正光学系を像プレ量に応じて適宜回転させること
により、光線ｉを偏向、つまり像を光軸０に対して垂直
方向に移動させて移動を相殺させることができる。この
ことを定量的に示すと以下の式の様になる。

ｄ　　＝　ヒｓｉｎ　（φ・ｉ）ζｍ（φ・１）　　・
・・■ここで■■より ｄ＃Ｌ　（φ・ｉ）・・・・・・・・・・■■式が得ら
れる。

また、この補正光学系のｄ線の屈折率をｎｄとした時、
スネルの法則より ■式が成り立ち、■式へ代入すると １ｄ 上式■が得られる。

この式■は、屈折率を一定とした場合、光線ｉの変位ｆ
ｉｄは、回転角φと、面間隔りとの関数で示されるから
回転角と面間隔りの一方又は両方を変化させることによ
り制御することができることを意味する。

尚、この回転角φと面間隔りは共に加速度検出器等によ
り検出されたプレ量に応じて決定されることになるが、
例えば面間隔りを一定のまま回転角φを制御しようとす
る場合、撮影レンズがズームレンズであると焦点距離の
変化に応じて、その回転角も変化させる必要が生じて（
る。そこで、次に焦点距離に関係なく回転量を一定とす
る本発明の具体的な実施例を説明する。

第２図は本発明の第１の実施例を示す図である。

Ｌはズームレンズを示し、Ｐａ、Ｐｂは夫々（さび形光
学素子（プリズム）で、境界面Ｓで摺接させる様に組み
合せることにより補正光学系としての平行平面板を構成
している。Ｆはフィルム面である。

件の補正光学系Ｐのくさび形光学素子Ｐａ、Ｐｂはズー
ムレンズＬの焦点距離に応じて、その境界面Ｓに沿って
スライドされ、光軸方向の厚さ、つまり面間隔の長さし
を変化できる様に構成されている。

そしてこの補正光学系Ｐは不図示の加速度検出器により
カメラのプレ量が検知された際に、このブし量に応じて
像ブレが打ち消される方向に回転され、像ブレを補正し
ている。

つまりズームレンズの焦点距離が変化しても回転角を変
化させることなく、ある一定量の回転角で像を偏向、つ
まり防振を行っている。

以下、第２図、第３図をもとに具体的な数値を示す。図
中、１．２．３で撮影系全体で、１はズーム部、２は前
述した通りの補正光学系、３は結像系である。

Ｆはフィルム面、５は加速度検出器等の振動検出装置、
４は振動検出装置の出力に応じて補正光学系を回転させ
るとともに、ズーム倍率検出器６で検出した倍率に応じ
て補正光学系のプリズムＰａ、Ｐｂ同士をスライドさせ
厚さＬを変化させるアクチュエーターである。

そして第２図は、例えば焦点距離が１００　ｍ　ｍの時
の状態を示し、第３図は焦点距離が３００　ｍ　ｍの時
の状態を示す図である。第２図（ａ）、第３図（ａ）は
、夫々各焦点距離に於ける基準状態を示し、第２図（ｂ
）、第３図（ｂ）は、共に同じ振動（プレ量）に対して
同じ回転角で補正光学系４を回転させた時の状態を示す
図である。

次に撮影レンズの焦点距離をｆ１撮影レンズの傾き量を
θ、像プレ量をｔとすると、この像プレｆｆ１ｔはπ と表される。従って、今、仮に撮影レンズが０．５゜傾
いたとすると、θ＝０．５°で、第２図に示す様な、焦
点距離ｆが１００　ｍ　ｍの撮影レンズの場合には、像
プレ量ｔは０　、８７２　ｍ　ｍとなる。一方、第３図
に示す様な焦点距離「が３００ｍｍの撮影レンズの場合
には像プレｆｉｔは２．６１７ｍｍとなる。

これらの像プレ量に対して補正光学系２を同じ傾き（回
転）量で夫々の像ブレを補正する際に、例え、ば物体側
のくさび型プリズムＰａのガラス材料にＬａＰＯ４、像
側の（さび型プリズムＰｂのガラス材料に５Ｆ１４を使
用したとすると、焦点距離が１００　ｍ　ｍの状態では
、補正光学系の面間隔りを１０ｍｍ、−方焦点距離が３
００　ｍ　ｍの状態では面間隔りを３０ｍｍとしている
。尚この時の回転角は夫々１１．５６６である。以上の
ことを表１にまとめる。

表１＝カメラがθ＝０．５°傾いた場合以上説明した通
り、焦点距離にかかわらず補正光学系の回転量を一定に
しながら安定した像を得ることができる。

次に第４図に基づき本発明の第２の実施例を説明する。

この実施例に於いては一対の（さび型プリズムを使用せ
ず、第４図に示すように平行平板の２枚の保護がラス１
０の間に、シリコンゴムやベローズにｌ大した液体等の
弾性体から成る光学素子を入れ、焦点距離に応じて補正
光学系の面間隔（保護ガラス板間隔）Ｌを変化させるこ
とで焦点距離全域にわたって外部からの振動量に対する
補正光学系の補正量の比を一定にしている。

尚、本発明は本実施例に於いては焦点距離により補正光
学系の面間隔を変化させるため、その面間隔変化に応じ
て焦点面が光軸方向にずれて（るため、この光軸方向の
ずれをキャンセルするに面間隔の変化に連動する光学系
、例えばフォーカシングレンズが光路中に存在する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る光学系の原理を説明する図。 第２図は、広角端で本発明の補正光学系を適用した時の
図。 第３図は、望遠端で本発明の補正光学系を適用した時の
図。 第４図は、本発明の別の実施例を示す図。 Ｃ・・・・・・・・・・・・・・・補正光学系特許出願
人　　キャノン株式会社

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）変倍機能を有する撮影レンズ中に像ブレを補正す
   る補正光学系を有する像安定化光学系において、前記補
   正光学系の厚さを、前記撮影レンズの焦点距離に応じて
   変化させるとともに、前記補正光学系を傾けることを特
   徴とする像安定化光学系。
2. （２）前記補正光学系は、２つのくさび型光学素子から
   成り、境界面にそって移動可能であることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の像安定化光学系。
3. （３）前記補正光学系は、互いに平行な２枚の保護板と
   、該保護板に挟持され弾性を有する物質材料で構成され
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の像安定
   化光学系。