JPH06230446A

JPH06230446A - ぶれ補正装置

Info

Publication number: JPH06230446A
Application number: JP1546693A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Matsuzawa; 良紀松澤
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1993-02-02
Filing date: 1993-02-02
Publication date: 1994-08-19
Anticipated expiration: 2016-06-11
Also published as: JP3174184B2

Abstract

(57)【要約】【目的】小型で収差の発生を抑えたぶれ補正装置を提供
すること。【構成】結像光学系１ａとＤ．Ｏ．Ｅ光学系１ｂとが撮
影光学系１に一体となって構成されている。そして、ぶ
れ検出部３は駆動部２に接続されており、該駆動部２は
撮影光学系１のＤ．Ｏ．Ｅ光学系１ｂに接続されてい
る。そして、ぶれ検出部がぶれ量を検出し、駆動部が撮
影光学系１の一部に設けられたＤ．Ｏ．Ｅ光学系１ｂを
上記ぶれ検出部の出力に基づいて駆動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばカメラ等の光学
系を含む装置に発生するぶれを補正するぶれ補正装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、結像面上の像を移動する光学系
は、例えば撮影装置の手ぶれによる振動を補正する光学
系として利用されている。

【０００３】そして、この手ぶれ補正のための像移動可
能な光学系に関する技術としては、光軸を平行にシフト
させる技術や光軸を傾ける技術等がある。さらに、この
光軸をシフトさせる技術としては、一部の光学系を光軸
から放射方向に偏芯させる技術や平行なガラス板を傾け
る事により像を平行シフトさせる技術がある。そして、
光軸を傾ける技術としてはプリズムを用いる技術があ
り、更にはプリズムの頂角を可変にした可変頂角プリズ
ムの技術も提案されている。例えば、特開昭６３−２０
２７１４号公報では、一部のレンズを光軸に対してシフ
トすることで像を移動させる撮影光学系に関する技術が
開示されている。

【０００４】さらに、特開平２−１３７８１２号公報で
は、一部のレンズを傾けることによりＦナンバーが小さ
く明るい像を得て、更には画面周辺において諸収差を適
性に補正する撮影レンズに関する技術が開示されてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一部の
光学系を光軸から放射方向に偏芯させ光軸をシフトさせ
る場合には、収差の増大による画質の劣化が問題とな
る。そして、この画質の劣化を抑えるために光学系の構
成をアフォーカル光学系にして、後段を偏芯させる技術
を採用すると、収差の発生を十分に抑えられるがアフォ
ーカル光学系が光学系自体の大型化を招いてしまう。

【０００６】一方、平行なガラス板を傾けることにより
像を平行シフトさせる技術では、光軸の移動可能な量は
比較的小さく、また色収差や非点収差の発生を伴うため
手ぶれ補正のために十分な像のシフトが行えない。さら
に、プリズムを用いて光軸を傾ける技術でも色収差が発
生し、光軸を傾ける事により結像面が傾いてしまうとい
う問題も生じる。

【０００７】また、特開昭６３−２０２７１４号公報に
より開示された技術では、アフォーカス光学系を採用す
るため、収差を小さくするためには光学系全体を大きく
する必要がある。さらに、特開平２−１３７８１２号公
報により開示された技術では色収差、非点収差が発生す
るため、像のシフト量が大きいといった問題がある。本
発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、その目的と
するところは、結像面上の像を移動する光学系において
の諸問題を解決し、小型で収差の発生を抑えたぶれ補正
装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の第１の態様によるぶれ補正装置は、光学系
を含む装置に発生する光学像のぶれ量を検出するぶれ検
出手段と、上記光学系の一部に設けられ、上記光学像の
ぶれ補正のために像移動が可能でディフラクティヴ・オ
プチカル・エレメントを有するぶれ補正光学手段と、上
記ぶれ検出手段の出力に基づいて上記ぶれ補正光学手段
を駆動する駆動手段とを具備することを特徴とする。

【０００９】また、第２の態様によるぶれ補正装置は、
光学系を含む装置に発生する光学像のぶれ量を検出する
ぶれ検出手段と、上記光学系の一部に設けられ、上記光
学像のぶれ補正のための像移動が可能で光軸をそれぞれ
逆方向に傾ける特性を有する一対のディフラクティヴ・
オプチカル・エレメントを有するぶれ補正光学手段と、
上記ぶれ検出手段の出力に基づいて上記一対のディフラ
クウティヴ・オプチカル・エレメントの光軸方向の間隔
を変更する駆動手段とを具備することを特徴とする。

【００１０】

【作用】即ち、本発明の第１の態様によるぶれ補正装置
では、ぶれ検出手段が光学系を含む装置に発生する光学
像のぶれ量を検出し、駆動手段が上記光学系の一部に設
けられディフラクティヴ・オプチカル・エレメントを有
するぶれ補正のための像移動可能なぶれ補正光学手段を
上記ぶれ検出手段の出力に基づいて駆動する。

【００１１】また、第２の態様によるぶれ補正装置で
は、ぶれ検出手段が光学系を含む装置に発生する光学像
のぶれ量を検出する。そして、ぶれ補正光学手段は、上
記光学系の一部に設けられており、光軸をそれぞれ逆方
向に傾ける特性を有する一対のディフラクティヴ・オプ
チカル・エレメントを有しており、ぶれ補正のための像
移動を可能とする。そして、駆動手段が上記ぶれ検出手
段の出力に基づいて上記一対のディフラクウティヴ・オ
プチカル・エレメントの光軸方向の間隔を変更する。

【００１２】

【実施例】図１は、本発明の第１の実施例に係るぶれ補
正装置の構成を示す図である。

【００１３】同図に示すように、本実施例は、結像光学
系１ａとディフラクティブ・オプチカル・エレメント
(D.O.E;Diffractive Optical Element) 光学系１ｂとが
撮影光学系１として一体となって構成されている。そし
て、ぶれ検出部３は駆動部２に接続されており、該駆動
部２は撮影光学系１のＤ．Ｏ．Ｅ光学系１ｂに接続され
ている。このような構成において、上記ぶれ検出部３が
ぶれ量を検出し、上記駆動部２が上記撮影光学系１の一
部に設けられたＤ．Ｏ．Ｅ光学系１ｂを、該ぶれ検出部
３の出力に基づいて駆動する。

【００１４】本実施例では、このように像の移動を起こ
す光学要素にＤ．Ｏ．Ｅを採用した事に特徴を有してい
る。このＤ．Ｏ．Ｅは回折格子の一種であり波面変換特
性を有している。以下、図２（ａ）及び（ｂ）を参照し
て、本実施例が採用した波面変換の原理について詳細に
説明する。

【００１５】先ず、図２（ａ）に示すように、一般的な
回折格子１０は遮蔽部１０ａと間隙部１０ｂとが所定の
周期Ｔで繰り返し形成された構造となっている。そし
て、この回折格子１０の放線方向に対する入射角をθi
n、射出角をθout とし、入射光の波長をλ、Ｎを整数
とすると、次式（１）の関係が成立する。Ｔ・｛ｓｉｎ（θout ）−ｓｉｎ（θin）｝＝Ｎ・λ …（１）さらに、上記（１）式において、第１次の回折光に着目
し、簡略化のためにθin＝０とすると次式が成立する。Ｔ・ｓｉｎ（θout ）＝λ …（２） θout ＝ａｒｃｓｉｎ（λ／Ｔ） …（３）そして、初期状態でＴ＝２・λとし、そのときの射出角
度をθout0とすると、θout0＝３０度となる。

【００１６】一方、Ｄ．Ｏ．Ｅを用いることで、光学要
素に対する入射光線の角度を可変自在に設定することが
できる。即ち、図２（ｂ）に示すように、Ｄ．Ｏ．Ｅの
一種であるブレーズドグレーティングＤ．Ｏ．Ｅ５を用
いることで、回折効率を高めることができる。そして、
この回折による光路の変更は、上式からも解るように波
長依存性を有しており、該波長依存性は屈折により派生
する色週差と逆方向に色が滲む特性を有しているため、
Ｄ．Ｏ．Ｅを屈折率を利用したプリズムと併用すること
で、全体の色収差を小さくする事も可能である。

【００１７】尚、光学ガラスの波長による屈折率の違い
の特性を表すためにアッベ数νｄが用いられる。このア
ッベ数νｄは、水素の輝線スペクトルである波長６５６
ｎｍのＣ線、ヘリウムの輝線スペクトルである波長５８
８ｎｍのｄ線、水素の輝線スペクトルである波長４８６
ｎｍのＦ線に対する屈折率をそれぞれｎＣ、ｎｄ，ｎＦ
とすると、次式（４）で示される。 νｄ＝（ｎｄ−１）／（ｎＦ−ｎｃ） …（４）そして、例えば光学ガラスＢＫ７では、ｎｃ＝１．５１
３８５、ｎｄ＝１．５１６３３、ｎＦ＝１．５２１９
１、νｄ＝６４となる。

【００１８】ここで、Ｄ．Ｏ．Ｅについて光学ガラスの
場合と同様に考えて、アッベ数νｄ(D.O.E) を求める。
今、格子間隔Ｔをｄ線の波長の２倍の（２・λｄ）と
し、Ｃ線、ｄ線、Ｆ線に対する射出角度をそれぞれθ
Ｃ、θｄ、θＦとすると、上記式（３）よりθＣ＝３
３．９度、θｄ＝３０．０度、θＦ＝２４．４度とな
る。また、そのときの分散特性をアッベ数は次式（５）
で示される。 νｄ( D.O.E)＝−３．４５ …（５）本実施例では、この分散特性の符号が違う事を利用して
光学系の色消しを行うものである。

【００１９】次に、図３（ａ）及び（ｂ）は、一般的な
光学ガラスによるプリズムの例と光学ガラスとＤ．Ｏ．
Ｅを組み合わせて色消しを行ったプリズムの例とをそれ
ぞれ示す図である。図３（ａ）に示すように、一般的な
プリズムでは、発生した光線の波長による広がりは、プ
リズム６を抜けた後もその広がりの角度をそのまま広が
り続ける。

【００２０】これに対し、図３（ｂ）に示すように、プ
リズム６の後面にＤ．Ｏ．Ｅ７を結合した場合、その
Ｄ．Ｏ．Ｅ７の特性とプリズム６の屈折率、分散特性、
頂角を制御することで、発生した色の違いによる光線の
滲みはプリズム６内で収まり、プリズム６を出た光線
は、それ以上の波長の違いによる広がりを起こさないよ
うにする事ができる。次に、図４（ａ）及び（ｂ）を参
照して、同一の特性を有する１対プリズムを光軸方向に
対称に組み合わせた光学系について説明する。先ず、図
４（ａ）に示すように、光学ガラスのみからなるプリズ
ム６ａ，６ｂの場合には、色の滲みは解消できない．

【００２１】これに対して、図４（ｂ）に示すように、
Ｄ．Ｏ．Ｅ７ａ，７ｂと光学ガラスを組み合わせたプリ
ズムを光軸に対して対称に配した場合には、入射光と平
行で且つ色の滲みの無い光線を得ることができる。これ
は、プリズム６ａ内で発生した波長による滲みのみがプ
リズム６ｂに伝わり、これをプリズム６ｂが打ち消すた
めである。さらに、光学ガラスのみで構成した場合に
は、プリズムの空気間隔内での広がりがありプリズム６
ｂではこれを取り除く事ができないためである。そし
て、図４（ｂ）において、プリズムの間隔を変更する場
合には、図５に示すような光軸の移動が生じる。これを
撮影光学系に用いた場合、結像する被写体像を光軸に平
行に移動させる事ができる。このような光学系を採用す
る事で手ぶれ防止の像移動に色収差の無い手ぶれ防止光
学系を得ることが可能になる。次に、本発明のぶれ補正
装置を実際にカメラに採用した第２の実施例について説
明する。図６は、第２の実施例の構成を示すブロック図
である。

【００２２】同図に示すように、本実施例は、焦点調節
レンズ部１６とそれを駆動するための焦点調節光学系駆
動部１７とからなる焦点調節光学系１５を有する撮影光
学系９と、銀塩フィルムを給送するフィルム給送部１０
と、撮影者が被写体を確認するためのファインダ部１１
と、カメラの動作を制御するためのカメラシーケンス制
御部１２と、角速度センサあるいは加速度センサからな
るカメラの手ぶれによる振動状態を検出する手ぶれ検出
部１３と、プリズム光学系１８と後群のプリズムに接続
される手ぶれ補正駆動部１９とからなる手ぶれ補正光学
系１４とで構成されている。

【００２３】このような構成において、上記フィルム給
送部１０により給送されるフィルムの画面の中心は、プ
リズム光学系１８の基本位置によりシフトされる光軸の
ずれ分、撮影光学系９の光軸とずれた量オフセットされ
ている。さらに、上記手ぶれ検出部１３により検出され
る手ぶれは、画面の縦方向と横方向の両方向に発生する
が、この実施例では簡略化のために１方向のみに限定す
る。尚、２方向化は本実施例を二重に構成する事で簡単
に達成できる。

【００２４】本実施例により手ぶれを補正するために
は、手ぶれにより発生した像の移動を打ち消すために手
ぶれによる像移動と逆方向に同じ量だけ像を移動させて
やれば良い。そのために、手ぶれ検出部１３で検出した
手ぶれ量分逆方向に像を移動させるため、カメラシーケ
ンス制御部１２が手ぶれ補正駆動部１９を駆動し、プリ
ズム光学系１８のプリズム間隔を変更する。

【００２５】このプリズム間隔の移動に応じてプリズム
光学系１８に入射する被写体からの光線の光軸に対して
射出する光軸がシフトする。そして、この光軸のシフト
で手ぶれによる像の移動が抑制される。さらに、手ぶれ
検出部１３が角速度センサで構成される場合には、セン
サ自体の生の検出信号はカメラの回転の角速度である
が、この角速度ｖθと画像の移動する速度ｖｉの間に
は、次式（６）の関係が成立する。ｖｉ＝ｆ・ｖθ …（６）

【００２６】ここで、ｆは撮影光学系の焦点距離であ
る。いま、プリズム光学系１８のプリズムによる光線の
軸の傾く角度をθとする場合、この初期位置では光軸は
シフト量ｘは２つのプリズムの間隔ｄに対して次式
（７）で示される。ｘ＝ｄ・ｓｉｎ（θ） …（７）また、この間隔が、Δｄ変化した場合、変化する光軸の
量Δｘも次式（８）で示される。 Δｘ＝Δｄ・ｓｉｎ（θ） …（８）

【００２７】そして、プリズム光学系１８のプリズムに
よる光線の軸の傾く角度を３０度とする場合、この初期
位置では２つのプリズムの間隔ｄの半分光軸がシフトし
ている。この間隔がΔｄ変化した場合にはΔｄ／２だけ
更にシフトする。この場合に手ぶれを補正するために
は、上記で求めた手ぶれによる画面の移動速度ｖｉの２
倍の速度で逆方向にプリズム間隔を変化させる事で達成
される。一般的には、プリズムを移動させる速度ｖｐは
次式（９）で示される。ｖｐ＝ｖｉ／ｓｉｎ（θ）＝ｆ・ｖθ／ｓｉｎ（θ） …（９）

【００２８】いま、プリズム光学系を通過してフィルム
に達する光線の光路長を考えると、プリズム間隔がΔｄ
変化した場合、プリズム光学系１８からフィルム２０ま
での光路長は、ほぼΔｄ変化する。そして、プリズム光
学系１８の内部では、ほぼΔｄ・（１／ｃｏｓ（θ））
だけ光路長が変化する。これにより、光路長の変化Δｚ
は次式（１０）で示される。 Δｚ＝Δｄ・（１／ｃｏｓ（θ）−１） …（１０）尚、１／ｃｏｓ（θ）は定数なので、光路長の変化はプ
リズム間隔の変化に比例する。

【００２９】以上のように、第２の実施例では光軸をシ
フトする場合に光路長も同時に変化するためピント状態
も変化する。そのために、カメラシーケンス制御部１２
は、手ぶれ補正駆動部１９を用いてプリズム光学系１８
を駆動すると同時に、焦点調節光学系駆動部１７を用い
て焦点調節レンズ部１６を移動させる。この焦点調節光
学系に移動量はプリズム光学系の移動量におおよそ比例
する値で与えられる。よって、本実施例によれば、手ぶ
れ信号に基づいて、Ｄ．Ｏ．Ｅを用いた手ぶれ補正光学
系で手ぶれを補正することが可能になる。

【００３０】以上詳述したように、本発明のぶれ補正装
置では、Ｄ．Ｏ．Ｅを用いて手ぶれ防止のための光学系
を構成する事で、小型で収差の発生の無い手ぶれ防止光
学系を構成することができる。尚、本発明は、前述した
実施例に限定されることなく、その要旨を逸脱しない範
囲で種々の改良、変更が可能であることは勿論である。

【００３１】

【発明の効果】本発明によれば、小型で収差の発生を抑
えたぶれ補正装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係るぶれ補正装置の構
成を示す図である。

【図２】基本的な回折格子による波面変換による回折現
象について示す図である。

【図３】（ａ），（ｂ）は一般的な光学ガラスによるプ
リズムの例と光学ガラスとＤ．Ｏ．Ｅを組み合わせて色
消しを行ったプリズムの例とをそれぞれ示す図である。

【図４】（ａ），（ｂ）は、同一の特性を有する１対プ
リズムを光軸方向に対称に組み合わせた光学系について
説明するための図である。

【図５】図４（ａ）においてプリズムの間隔を変更する
場合に生じる光軸の移動について説明するための図であ
る。

【図６】第２の実施例の構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１…撮影光学系、２…駆動部、３…ぶれ検出部、４…回
折格子、５…Ｄ．Ｏ．Ｅ、６…プリズム、７…Ｄ．Ｏ．
Ｅ、８…カメラ本体、９…撮影光学系、１０…フィルム
給送部、１１…ファインダ部、１２…カメラシーケンス
制御部、１３…手ぶれ検出部、１４…手ぶれ補正光学
系、１５…焦点調節光学系、１６…焦点調節レンズ部、
１７…焦点調節光学系駆動部、１８…プリズム光学系、
１９…手ぶれ補正駆動部、２０…フィルム。

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【手続補正書】

【提出日】平成５年３月２３日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１７

【補正方法】変更

【補正内容】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光学系を含む装置に発生する光学像のぶ
れ量を検出するぶれ検出手段と、上記光学系の一部に設けられ、上記光学像のぶれ補正の
ために像移動が可能でディフラクティヴ・オプチカル・
エレメントを有するぶれ補正光学手段と、上記ぶれ検出手段の出力に基づいて上記ぶれ補正光学手
段を駆動する駆動手段と、を具備することを特徴とする
ぶれ補正装置。
【請求項２】光学系を含む装置に発生する光学像のぶ
れ量を検出するぶれ検出手段と、上記光学系の一部に設けられ、上記光学像のぶれ補正の
ための像移動が可能で光軸をそれぞれ逆方向に傾ける特
性を有する一対のディフラクティヴ・オプチカル・エレ
メントを有するぶれ補正光学手段と、上記ぶれ検出手段の出力に基づいて上記一対のディフラ
クウティヴ・オプチカル・エレメントの光軸方向の間隔
を変更する駆動手段と、を具備することを特徴とするぶ
れ補正装置。