JPH0394214A - 像安定化装置 - Google Patents

像安定化装置

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JPH0394214A
JPH0394214A JP23105689A JP23105689A JPH0394214A JP H0394214 A JPH0394214 A JP H0394214A JP 23105689 A JP23105689 A JP 23105689A JP 23105689 A JP23105689 A JP 23105689A JP H0394214 A JPH0394214 A JP H0394214A
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JP
Japan
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optical system
prism
image
stabilizing device
axis
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Application number
JP23105689A
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English (en)
Inventor
Koichi Maruyama
晃一 丸山
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Pentax Corp
Original Assignee
Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
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Priority to GB9019426A priority patent/GB2235788A/en
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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】 [産業上の利用分野コ この発明は、撮影レンズの撮影時の不本意な傾きによる
画像劣化を防止することができる撮影レンズに関するも
のである。
[従来の技術〕 自動車、航空機上からの撮影の際、あるいは長焦点レン
ズを使用する際には振動の影響による画像劣化が顕著と
なりやすく、従来から振動による影響を補償する手段に
ついて種々の提案がなされている. 例えば、特開昭62−153816号公報に示されるよ
うに2枚の透明板の間に弾性透明体を配置し、光学系の
傾きに応じて透明板の角度を変化させることによって像
位置を補正するもの、あるいは、特開昭63−1698
14号公報に示されるように2枚のプリズムを光軸回り
に回転させることにより、その合或偏角を変化させるこ
とによって像位置を補正するもの等が知られている. [発明が解決しようとする課題] しかしながら、上述した従来の像安定化装置には以下の
ような問題点がある。
すなわち、特開昭62−153816号公報の構成によ
れば、光束を2次元的に偏向させるため、それぞれの可
変頂角プリズムについて2つの駆動手段が必要となり、
機構が複雑化し、装置が大形化するという問題がある。
また、特開昭63−169614号公報の構成では、第
4図に示したように、光学系の光軸に垂直な面に投影さ
れた2つのプリズムの偏角作用を示す軸のなす角が標準
状態で180″′である.従って、2つのブリズムが微
小角度回転した場合の像の変位方向がこれらの偏角作用
軸とは直交する方向となる.なお、プリズムの偏角作用
を示す軸とは、第5図に示したように、光学系の光軸A
xに対して垂直な平面H上において、光軸Axと千面H
との交点0から、光軸Ax上を通ってプリズムに入射し
て偏向された光線と千面Hとの交点Pに向けてひかれた
ベクトルOPをいう.像の移動を考慮する場合、千面H
は一般的には結像光学系における像面である. 第4図は、像面上でのプリズムの偏向作用を示したもの
であり、原点0はレンズ系の光軸と像面との交点である
。なお、両プリズムの偏角作用の量は同一である. 図中、標準状態における第1プリズムによる像面上での
偏角作用をベクトルh1  同じく第2プリズムの偏角
作用をベクトルBeで表現する.標準状態においては2
つのベクトルは180°をなしており、両ベクトルは互
いに打ち消し合うように作用して像の移動量は0となる
. 第lプリズムが時計回りに回転し、あるいは第2プリズ
ムが反時計回りに回転した場合、各プリズムの偏角作用
を示すベクトルは、原点0を始点とし、太線で示された
円弧R上の点を終点とするベクトルとして表わされる.
図中、細線の各円弧は、両プリズムによる偏角作用を合
威したベクトルを説明するための座標であり、半径がベ
クトルAs , Bsと同一であり、中心が円弧R上の
10@単位で分割された点である。
プラスの角度で示されている円弧座標は、ベクトルA@
がその角度回転した際に合威された偏角を示すベクトル
の終点となり得る点の集合であり、同じくマイナスの角
度で表されている円弧座標は、ベクトルBl1がその角
度回転した際に合戒ベクトルの終点となり得る点の集合
である.従って、両ベクトルの回転角度が明らかであれ
ば、その角度が示す座標の交点へ向けて原点0からひい
たベクトルが、画像の移動量を表現することとなる。
例えば、標準状態から第1プリズム(ベクトルAs)が
30゜回転し、第2プリズム(ベクトルBs)が−20
゜回転した際の画像の移動はベクトルCで示される通り
である。
このような構或では、撮影画像の移動方向が標準状態に
おけるプリズムの偏角作用或分と一致しているような場
合は、第lプリズムと第2プリズムとを一瞬に90°前
後回転させなければならず、応答性に問題がある。
また、プリズムの回転を制御する信号はプリズムの初期
位置に基づく複雑な関数となる.[発明の目的コ この発明は上記の各課題に鑑みてなされたものであり、
レンズの傾きにより撮影画像がいずれの方向に移動した
場合にも瞬時に補正することが可能な像安定化装置の提
供を目的とする。
[課題を解決するための手段コ この発明に係る像安定化装置は、プリズムの回転による
画像移動補正法を前提として、標準状態でのプリズムの
偏角作用を示す軸のなす角θが45゜〈θ〈l35゜と
なるように2つの可動プリズム群を設定したことを特徴
としている. このような構成によれば、第1、第2のプリズム群の標
準状態からの微小回転による像変位方向が一直線上に乗
らないため、いずれの方向の画像の移動に対しても瞬時
に補正することが可能である.また、両プリズム群の偏
角作用を同一とした場合には、微分的には撮影画像の移
動或分に比例した角度回転させるだけで像の移動を補正
することができ、プリズム群の回転制御が容易となる.
なお、この明細書中で使用される「プリズム群」なる用
語は、色消しのために複数枚組み合わされたプリズムの
他に、単独のプリズムをも含む意で用いられている. [実施例] 以下、この発明を図面に基づいて説明する.第1図〜第
3図は、この発明に係る像安定化装置の一実施例を示し
たものである。
まず、第1図に基づいてこの発明の像安定化装置の概略
構或を説明する. この実施例で示した光学系はカメラの撮影レンズとして
利用されるものであり、フィルム、CCD等の撮像面1
0上に撮影画像を形成する結像レンズ系20と、撮影光
学系全体の振動等に基づく傾きに対して撮影画像の位置
を補正する像安定化装置の光路偏向部30とを備えてい
る. 光路偏向部30は、結像レンズ系20の光軸Ax回りに
回動自在に支持された第1、第2可動プリズム群31、
32を備えている.これらの可動プリズム群は、光学系
の光軸Axに垂直な面に投影された偏角作用を示す軸の
なす角θが標準状態で45゜〈θ〈135゜となるよう
配置されている. これらの可動プリズム群31. 32の外周には、ギア
31a,32aが設けられており、これらのギアに回動
機構としてのモータ40、41の回転軸に取り付けられ
た駆動ギア40a, 41aが噛合している.このよう
な構或により、可動プリズム群31. 32は、それぞ
れモータ40, 41により回動されて光路を偏向し、
光学系全体の傾きに基づく撮影画像の移動を補正する.
上記のモータ40、41を制御する制御手段は、撮影レ
ンズ全体の傾斜角度を検出する傾斜検出手段としてのセ
ンサー51と、このセンサー51の出力に基づき、撮像
面10上での撮影画像の移動を補正するために必要とさ
れる可動プリズム群31、32の回動量を演算してモー
タ40,  41を制御するコントローラー52とを備
えている. センサー51は、被写体が存在する空間座標内でのレン
ズ系全体の傾斜を測定するものであり、例えばジャイロ
スコープの安定化された位置と撮影レンズとの偏差を検
出する. 上記構成によれば、レンズ系が傾斜した場合に、センサ
ー5lが傾斜を検知すると共に、コントローラー52が
モータ40、4lを介してプリズム群31132を回転
させ、撮像面10上に静止画像を形成する.可動プリズ
ム群の回転を制御する信号は、プリズム群の回転角度位
置を利用した演算によって生成される. 次に、第2図に基づいて2つの可動プリズム群の回転に
よる像移動原理を説明する.第2図では、標準状態にお
ける各プリズム群の偏向作用を示すベクトルh% B8
のなす角度θをθ:90゜とし、両プリズム群による偏
角作用量が等しい例を示している.第2図中の原点Oは
、レンズ系の光軸と像面との交点であり、ベクトルAa
 s  ベクトルB11は標準状態における第1プリズ
ム群、第2プリズム群の偏角作用を表現している. fs1プリズム群、第2プリズム群が回転した場合、各
プリズム群の偏角作用を示すベクトルは、原点0を始点
とし、太線で示された円弧R上の点を終点として回転す
る.図中、細線の各円弧は、両プリズム群による偏角作
用を合成したベクトルを説明するための座標であり、半
径がベクトルA9 , Beと同一であり、中心が円弧
R上の10゜単位で分割された点である。
図の中心を境として左側の円弧座標は、ベクトルAがそ
の角度回転した際に合威された偏角を示すベクトルの終
点となり得る点の集合であり、同じく右側の円弧座標は
、ベクトルBがその角度回転した際に合或ベクトルの終
点となり得る点の集合である.従って、両ベクトルの回
転角度が明らかであれば、その角度が示す座標の交点へ
向けて原点0から引いたベクトルが、画像の移動量を表
現することとなる. 上述したように2つのプリズム群の偏角作用方向を直交
させる構成とすれば、各プリズム群の微小回転による像
の移動方向は、ベクトルAs,Bsを合成したベクトル
Cノの先端を中心として互いにほぼ直交する戒分となる
ため、レンズの傾きから求められる像の移動量を標準状
態における各プリズム群の偏向方向に相当する直交2戒
分に分解し、これらの各成分に基づきそれぞれのプリズ
ム群を独立して回転駆動することによって像位置の補正
を行うことができる. 但し、像の移動方向は厳密には直交する直線戒分ではな
く、円弧に沿った戒分となるため誤差が生じるが、両プ
リズム群の回転角±5゜のラインで囲まれた領域内にお
いては、この誤差を4χ以内に抑えることが可能である
ところで、可動プリズム群2枚のみの構成では、標準状
態において既に像はベクトルC@で示したようにシフト
している.しかし、比較的焦点距離の短いレンズ等、画
面のシフトが問題とならないような場合には、可動プリ
ズム群の色収差発生を抑えておけば良好な性能を得るこ
とができる.このとき、高アッペ数(低分散)の硝材を
用いるか、あるいはそれぞれの可動プリズム群を貼合わ
せプリズムとすることにより、色収差補正を行うことが
できる. 反対に、望遠レンズ等で像のシフトや倍率色収差による
影響が顕著となる場合には、上記の構或にベクトルDで
示したような偏角作用を有する固定プリズム群を1つ加
え、可動プリズム群による標準状態の画像シフトをキャ
ンセルし、原点を中心とした像位置補正を行う構成とす
ればよい。
第3図は、結像レンズ系20の物体側に2つの可動プリ
ズム群31. 32と固定プリズム群33とから構或さ
れる像安定化装置の光路偏向部30を設けた撮影レンズ
の具体例を示している. ここで、可動プリズム群31. 32と固定プリズム群
33とのアッペ数を同一にした場合には、像位置のシフ
トをキャンセルすることにより倍率色収差の補正をも行
うことができる. また、固定プリズム群33をレンズの最も物体側に配置
することにより、可動プリズム群31. 32の作動中
の接触によるトラブルを防ぐことができる.更に、超望
遠レンズ等に用いる場合でプリズム群の色収差が画像性
能に大きく影響を与える場合には、全てのプリズム群に
ついてそれぞれ色収差補正がなされていることが望まし
い。
[効果コ 以上説明したように、この発明の像安定化装置によれば
、レンズの傾きにより撮影画像がいずれの方向に移動し
た場合にも瞬時に補正することが可能であり、応答性の
高い補正を行うことができる. また、2つの可動プリズム群に加えて固定プリズム群を
設けた場合には、可動プリズム群による標準状態におけ
る像のシフトを相殺することができ、望遠レンズ等の像
のシフトによる性能劣化が無視できないレンズにも適用
することができる.
【図面の簡単な説明】
第1図は、この発明に係る像安定化装置の一実施例の概
略構成を示す説明図である. 第2図は、この発明の像安定化装置のプリズム群による
偏角作用を示す説明図である. 第3図は、この発明の像安定化装置を備える撮影レンズ
系の具体例を示すレンズ断面図である.第4図は、従来
の像安定化装置のプリズムによる偏角作用を示す説明図
である. 第5図は、プリズムの偏角作用を定義する説明図である
。 10・・・撮像面 31. 32・・・可動プリズム群 33・・・固定プリズム群 40. 41・・・モータ(回動機構)51・・・セン
サー(傾斜検出手段) 第 2 図 厘zプリズムによる偏角作用 第4

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)光学系の光路内に該光学系の光軸と平行な軸回り
    に回転可能に配置され、光学系の光軸に垂直な面に投影
    された偏角作用を示す軸のなす角θが標準状態で45゜
    <θ<135゜となる2つの可動プリズム群と、 前記光学系の傾きを検出する傾斜検出手段と、該傾斜検
    出手段の出力に基づき、前記光学系の傾斜による撮影画
    像の移動を補正する方向に前記可動プリズム群を独立し
    て回転駆動する回動機構とを有することを特徴とする像
    安定化装置。
  2. (2)前記可動プリズム群が、光学系のほぼアフォーカ
    ルな光路中に配置されていることを特徴とする請求項1
    に記載の像安定化装置。
  3. (3)前記可動プリズム群が、光学系の最も物体側に配
    置されていることを特徴とする請求項1に記載の像安定
    化装置。
  4. (4)偏角作用を示す軸のなす角θが標準状態でθ=9
    0゜であることを特徴とする請求項1に記載の像安定化
    装置。
  5. (5)前記可動プリズム群は、それぞれ複数のプリズム
    体を貼合わせて構成される色収差補正プリズムであるこ
    とを特徴とする請求項1に記載の像安定化装置。
  6. (6)光学系の光路内に該光学系の光軸と平行な軸回り
    に回転可能に配置され、光学系の光軸に垂直な面に投影
    された偏角作用を示す軸のなす角θが標準状態で45゜
    <θ<135゜となる2つの可動プリズム群と、 標準状態での可動プリズム群の偏角作用を相殺する偏角
    作用を有する固定プリズム群と、 前記光学系の傾きを検出する傾斜検出手段と、該傾斜検
    出手段の出力に基づき、前記光学系の傾斜による撮影画
    像の移動を補正する方向に前記可動プリズム群を独立し
    て回転駆動する回動機構とを有することを特徴とする像
    安定化装置。
  7. (7)前記固定プリズム群は光学系の最も物体側に配置
    されていることを特徴とする請求項6に記載の像安定化
    装置。
  8. (8)前記可動プリズム群と前記固定プリズム群とはほ
    ぼ同一の分散を有していることを特徴とする請求項6に
    記載の像安定化装置。
  9. (9)前記可動プリズム群及び前記固定プリズム群は、
    それぞれ複数のプリズム体を貼合わせて構成される色収
    差補正プリズムであることを特徴とする請求項6に記載
    の像安定化装置。
JP23105689A 1989-09-06 1989-09-06 像安定化装置 Pending JPH0394214A (ja)

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US07/578,202 US5280387A (en) 1989-09-06 1990-09-06 Image stabilizing apparatus
GB9019426A GB2235788A (en) 1989-09-06 1990-09-06 Image stabilizing apparatus
US08/026,752 US5461513A (en) 1989-09-06 1993-03-05 Image stabilizing apparatus
GB9318926A GB2268285B (en) 1989-09-06 1993-09-13 Image stabilizing apparatus

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