JP2605393B2 - 防振光学系 - Google Patents

防振光学系

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JP2605393B2 JP1058669A JP5866989A JP2605393B2 JP 2605393 B2 JP2605393 B2 JP 2605393B2 JP 1058669 A JP1058669 A JP 1058669A JP 5866989 A JP5866989 A JP 5866989A JP 2605393 B2 JP2605393 B2 JP 2605393B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は防振光学系に関し、特に撮影系の前方に配置
し、該撮影系が振動(傾動)したときの撮影画像のブレ
を光学的に補正して静止画像を得るようにし撮影画像の
安定化を図った写真用カメラやビデオカメラ等に好適な
防振光学系に関するものである。
(従来の技術) 進行中の車や航空機等移動物体上から撮影をしようと
すると撮影系に振動が伝わり撮影画像にブレが生じる。
従来より撮影画像のブレを防止する機能を有した防振
光学系が、種々と提案されている。
例えば特公昭56−21133号公報では光学装置に振動状
態を検知する検知手段からの出力信号に応じて、一部の
光学部材を振動による画像の振動的変位を相殺する方向
に移動させることにより画像の安定化を図っている。
特開昭61−223819号公報では最も被写体側に屈折型可
変頂角プリズムを配置した撮影系において、撮影系の振
動に対応させて該屈折型可変頂角プリズムの頂角を変化
させて画像を偏向させて画像の安定化を図っている。
特公昭56−34847号公報、特公昭57−7414号公報等で
は撮影系の一部に振動に対して空間的に固定の光学部材
を配置し、この光学部材の振動に対して生ずるプリズム
作用を利用することにより撮影画像を偏向させ結像面上
で静止画像を得ている。
又、加速度センサーを利用して撮影系の振動を検出
し、このとき得られる信号に応じ、撮影系の一部のレン
ズ群を光軸と直交する方向に振動させることにより静止
画像を得る方法も行なわれている。
この他米国特許第2959088号では焦点距離fの絶対値
が等しい負と正の屈折力の第1群と第2群の2つのレン
ズ群より成るアフォーカル系を撮影系の前方に配置し、
撮影系が振動したとき、該第2群を防振用の可動レンズ
群とし、その焦点位置でギンバル支持した慣性振り子方
式を利用した防振光学系を提案している。
(発明が解決しようとする問題点) 一般に防振光学系を撮影系の前方に配置し、防振光学
系の一部の可動レンズ群を振動させて撮影画像のブレを
なくし、静止画像を得ようとすると装置全体が大型化
し、又撮影画像のブレの補正量と可動レンズ群の移動量
との関係が複雑となり装置全体の機構が複雑化してくる
という問題点があった。
又可動レンズ群を振動させたときの偏心収差の発生量
が多くなり光学性能が大きく低下してくるという問題点
があった。
例えば前述の米国特許第2959088号では可動レンズ群
である第2群をその主点から焦点距離fだけ離れた光軸
上の位置でギンバル支持している。
第2群を振動させたときの収差変動を小さくする為に
は第2群の焦点距離fはできるだけ大きい方が良い。し
かしながら焦点距離fを大きくするとその支持点が撮影
系の後方に変位し、例えばカウンターウエイトの位置が
第2群から遠くなり装置全体が大型化してくる。
一方装置全体の小型化を図るには第2群の焦点距離f
を小さくすれば良いが、そうすると第2群を振動させた
ときの偏心収差変動が増加してくるという問題点があっ
た。
本発明は撮影系の前方に配置して撮影系が振動したと
き生ずる撮影画像のブレを撮影系の振動に伴う可動レン
ズ群の回動関係の簡素化を図り、又可動レンズ群を偏心
させたときの偏心収差発生が少なく、かつ装置全体の小
型化を図りつつ、良好に補正した防振光学系の提供を目
的とする。
(問題点を解決するための手段) 本発明の防振光学系は物体側より順に負の屈折力の第
1群と正の屈折力の第2群の2つのレンズ群を有し、全
体として所定の屈折力を有した光学系であって、該第1
群の焦点距離をf1、該第2群の結像倍率をβ2としたと
き、 −100<β2<−0.3 を満足し、該第2群の像側主点から像面側に略β2・f1
/(1−β2)だけ離れた光軸上の点を支点として該第
2群が回動可能となるようにして撮影系の前方に配置
し、該撮影系が傾動したときの撮影画像のブレを該第2
群を回動させることにより補正するようにしたことを特
徴としている。
特に本発明では、前記第2群を保持する保持部材に
は、前記支点に対して該第2群の重さとバランスがとれ
るようなカウンターウエイトが設けられていることを特
徴としている。
(実施例) 第1図は本発明の防振光学系を撮影系(固定焦点距離
レンズやズームレンズ等)の前方に装着したときの一実
施例の要部概略図である。
図中、10は防振光学系であり撮影系11の前方に装着し
ている。防振光学系10は物体側より順に負の屈折力の第
1群(焦点距離f1)と回動可能の正の屈折力の第2群
(焦点距離f2)の2つのレンズ群を有している。
第1群1は不図示の鏡筒に保持され撮影系(カメラ本
体)に固定されている。第2群2は第1群1によって焦
点面内に形成される物体像(虚像)を倍率β2で所定面
上に結像している。
3は第2群を回動させる光軸11a上の支点であり、第
2群2の像側主点から距離β2・f1/(1−β2)だけ
離れた位置にある。5は第2群を保持する保持部材であ
る。4はカウンターウエイトであり保持部材5の他端に
設けられており、第2群を支点3を中心に回動するよう
な第2群の重さと釣り合うような重さを有している。6
は結像面である。
本実施例では例えば撮影系11(カメラ本体)が角度θ
傾いたとき、第1群1は撮影系11と共に同じ角度θ傾
く。これに対して第2群はカウンターウエイト4により
空間的に固定されるようにしている。即ち最初の姿勢を
保つようにしている。そしてこのとき第1群と第2群を
前述の如く構成し、第2群を撮影系の傾き角度と同じ角
度の光線偏角を生じさせるようにし、回動関係の簡素化
を図り、又第2群を回動させる支点がなるべく物体側に
位置するようにし、装置全体の小型化を図りつつ撮影画
像のブレを補正し、静止画像を得ている。
第2図はこのときの防振光学系10の防振効果を説明す
る為の概略図であり、同図では防振光学系を薄肉レンズ
として示している。
今撮影系が傾いていないときの第1群と光軸11aとの
交点をA、第2群2と光軸11aとの交点をBとする。
撮影系が振動等により上方に微小角度θ1傾いたと
き、第1群1は同様に角度θ1傾くが第2群2は最初の
姿勢を維持している。
第2図では簡単のため相対的に撮影系を固定とし被写
体が下方に角度−θ1度傾いた方向に移動し、点Bも支
点3を中心に下方に−θ1度傾いた点B1に移動した状態
を示している。
(但し である。) ここで画面中心の点Cの結像状態について考える。最
初の振動していない状態の被写体は光軸11a上の点Dに
ある。点Cから逆に光線を追跡すると点Cと点B1を結ぶ
光線は屈折作用を受けない為直進し、第1群1の後側焦
点位置、即ち第2群の物点位置Dから下方に離れた点D1
に結像する。ここで▲▼=(1−β2)・f2, であるから となる。
このときの像の第1群による結像状態を考えると第1
群の像側焦点面で光軸11aから距離f1・θ1だけ離れた
点D1にある結像光は第1群から平行に射出され傾きを∠
D・A・D1=θとすると結像関係式、 からθ=−θ1となる。
即ち、初期状態の被写体と同じ方向に平行に射出され
る。このことは逆に被写体は撮影系が傾いても画面中心
の点Cから移動しないことを意味している。
次に画面中心以外の点の結像状態について考える。
第3図は第2図と同様に撮影系が角度θ1傾いたとき
の防振光学系10の防振効果を説明する為の概略図であ
る。同図において第2図と同じ符号は同じ意味を有して
いる。
点C2は画面周辺の一点を示す。第1群1の像側焦点面
上の任意の点をD2とする。∠D1・A・D2=ωとすると となる。点D2,B1の延長と全系の焦点面の交点をC2とす
ると倍率関係より となる。
防振光学系の全系の焦点距離fTはfT=f1・β2である
から初期状態における光軸11aと傾きωを持つ光束は焦
点面で光軸から距離f1・β2・ω離れた位置に結像す
る。これは前述の と同じである。
ところで、∠D・A・D1=−θ1であり画面中心の被
写体Dは撮影系(カメラ本体)の傾きにかかわらず一定
点Cに結像する。
これより画面周辺の任意の点C2もカメラ本体の傾きに
かかわらず一定の点に結像し防振効果が得られる。
本実施例では第2群の像側主点から支点3までの距離
が第1群の焦点距離f1の逆符号値より短かくする為、 を満足するように構成している。
これはf1<0であるからβ2<1となる。しかしなが
ら0<β2<1の範囲ではβ2・f1/(1−β2)は負
となる。即ち支点3が第2群よりも物体側に位置するよ
うになり、防振機構が構造的に困難になってくる。
又β2≒0ではβ2・f1/(1−β2)≒0となる。
この為本実施例では−100<β2<−0.3程度に設定
し、これにより支点3の位置を適切に設定し、装置全体
の小型化を図っている。
次に本実施例の具体的な数値実施例を示す。但しeは
第1群と第2群の主点間隔、lは第2群の像側主点から
第2群を回動させる際の支点3までの距離である。
f1=−90 f2=33.33 β2=−0.5 e =10 l =30 尚、本実施例において第2群を回動させる支点位置は
厳密に第2群の像側主点からβ2・f1/(1−β2)だ
け離れていなくても、振動により許容出来る程度の静止
画像が得られる範囲であれば、例えば±10%の許容範囲
内に設定しておけば良い。
又、本実施例において第2群を支点に保持する為の補
助的な機構や端点の当接による悪影響を防止する為にダ
ンビング機構を設けるようにしても良い。
(発明の効果) 本発明によれば前述のような光学的性質の第1群と第
2群を有する光学系を撮影系の前方に配置することによ
り、回動関係の簡素化や第2群を回動させる際の支点を
第2群に近ずけ、装置全体の小型化を図った防振光学系
を達成することができる。
又第2群に対してカウンターウエイトを設けることに
より加速度センサー等の振動検出手段を用いずに撮影画
像のブレを補正し、静止画像が容易に得られる防振光学
系を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の防振光学系を撮影系の前方に装着した
ときの一実施例の要部概略図、第2,第3図は各々本発明
の防振光学系の防振効果を説明する為の概略図である。 図中、10は防振光学系、11は撮影系、1は第1群、2は
第2群、3は支点、4はカウンターウエイト、5は保持
部材、6は結像面である。
フロントページの続き (72)発明者 荻野 滋 神奈川県川崎市高津区下野毛770番地 キヤノン株式会社玉川事業所内 (72)発明者 野口 和宏 神奈川県川崎市高津区下野毛770番地 キヤノン株式会社玉川事業所内 (72)発明者 小林 崇史 神奈川県川崎市高津区下野毛770番地 キヤノン株式会社玉川事業所内 (56)参考文献 特開 昭50−53058(JP,A) 特開 昭50−72642(JP,A) 米国特許2959088(US,A)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】物体側より順に負の屈折力の第1群と正の
    屈折力の第2群の2つのレンズ群を有し、全体として所
    定の屈折力を有した光学系であって、該第1群の焦点距
    離をf1、該第2群の結像倍率をβ2としたとき、 −100<β2<−0.3 を満足し、該第2群の像側主点から像面側に略β2・f1
    /(1−β2)だけ離れた光軸上の点を支点として該第
    2群が回動可能となるようにして撮影系の前方に配置
    し、該撮影系が傾動したときの撮影画像のブレを該第2
    群を回動させることにより補正するようにしたことを特
    徴とする防振光学系。
  2. 【請求項2】前記第2群を保持する保持部材には、前記
    支点に対して該第2群の重さとバランスがとれるような
    カウンターウエイトが設けられていることを特徴とする
    請求項1記載の防振光学系。
  3. 【請求項3】前記第1群の焦点距離f1と前記第2群の結
    像倍率β2は −f1>β2・f1/(1−β2) なる条件を満足していることを特徴とする請求項1又は
    請求項2記載の防振光学系。
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US2959088A (en) 1956-11-02 1960-11-08 Hensoldt & Soehne Optik Levelling instrument with means for the automatic compensation of small inclinations of the instrument

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