JPH0643517A - カメラ用像振れ防止装置 - Google Patents

カメラ用像振れ防止装置

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JPH0643517A
JPH0643517A JP4217392A JP21739292A JPH0643517A JP H0643517 A JPH0643517 A JP H0643517A JP 4217392 A JP4217392 A JP 4217392A JP 21739292 A JP21739292 A JP 21739292A JP H0643517 A JPH0643517 A JP H0643517A
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JP
Japan
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image
shake
gradient index
camera
optical axis
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JP4217392A
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Shosuke Haraguchi
彰輔 原口
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Canon Inc
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 コンパクト化を達成し、しかも駆動応答性の
良いものとする。 【構成】 光軸からの距離の2乗に比例して屈折率が小
さくなる屈折率分布を有したレンズを配列して成る第1
及び第2の屈折率分布型レンズアレイ15,17と、該
第1と第2の屈折率分布型レンズアレイの少なくとも一
方を撮影光軸と直交する方向に移動させる駆動手段19
と、振れ検出手段24からの振れ信号に基づいて前記駆
動手段を駆動し、カメラに加わる振れに起因する像振れ
を補正する像振れ補正手段とを備え、振れ検出手段から
の振れ信号に基づいて第1と第2の屈折率分布型レンズ
アレイの少なくとも一方を撮影光軸と直交する方向に移
動させ、像振れ補正を行うようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、一眼レフカメラ等の各
種カメラに配置されるカメラ用像振れ防止装置の改良に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、交換レンズを有するカメラに適す
る像振れ防止装置の一つとして、特開平3−17613
号公報に記載の方式のものが提案されている。図11,
12はその方式を示す図である。
【0003】これらの図において、101は被写体、1
02は結像レンズ、103は光ファイバ束、104はレ
ンズ、105はフィルム、106はセンサ、107は演
算装置、108はアクチュエ−タを示している。
【0004】上記構成において、結像レンズ102の結
像面の像を光ファイバ束103、レンズ104を介して
フィルム105へ導くものであり、光ファイバ束103
の一端を光軸に直交する方向に移動させることにより、
像振れ補正を行なうものである。
【0005】この方式によれば、交換レンズを有するカ
メラに於ても、像振れ補正量の検出さえ可能であれば、
交換レンズに特殊な装置を設けることなく、像振れ補正
を行なうことが可能である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では、光ファイバ束103を屈曲させて像シフトを
行う方式であるために、次のような問題点があった。
【0007】1)撮影全画面をカバーする光ファイバ束
103の一端を固定して、他端を平行移動させるために
は、光ファイバ束103の長さをかなり長くしないと屈
曲性能が向上せず、コンパクト化が困難であった。
【0008】2)光ファイバ束103は、像面に他端を
合わせることが要求されるため、フィルム面へ光を導く
ためには傷防止等の理由で非接触とするために、更に等
倍光学系を設ける必要があり、コンパクト化が困難であ
った。
【0009】3)撮影画面の像振れ補正量と同量の光フ
ァイバ束103のシフトが必要であり、駆動ストロ−ク
が大きく、駆動の応答性を良くするのが困難であった。
【0010】(発明の目的)本発明の目的は、上記の点
に鑑み、コンパクトにでき、しかも駆動応答性の良いカ
メラ用像振れ防止装置を提供することである。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、光軸からの距
離の2乗に比例して屈折率が小さくなる屈折率分布を有
したレンズを配列して成る第1及び第2の屈折率分布型
レンズアレイと、該第1と第2の屈折率分布型レンズア
レイの少なくとも一方を撮影光軸と直交する方向に移動
させる駆動手段と、振れ検出手段からの振れ信号に基づ
いて前記駆動手段を駆動し、カメラに加わる振れに起因
する像振れを補正する像振れ補正手段とを備え、振れ検
出手段からの振れ信号に基づいて第1と第2の屈折率分
布型レンズアレイの少なくとも一方を撮影光軸と直交す
る方向に移動させ、像振れ補正を行うようにしている。
【0012】
【実施例】以下、本発明を図示の実施例に基づいて詳細
に説明する。
【0013】図1〜図8は本発明の第1の実施例に係る
図であり、図1,図2は、レンズ交換式一眼レフカメラ
のファインダ観察状態時の断面を、図2は露光動作状態
時の断面を、それぞれ示している。
【0014】図1において、1はカメラ本体、2は交換
式撮影レンズを示しており、カメラマウント3部で着脱
可能に結合されている。4は撮影レンズ群を示し、5は
絞りを示す。6は反射ミラーを示し、保持枠7に固定さ
れ、軸7aを中心に揺動可能に支持されている。8は光
軸を示し、図1においては、入射光は反射ミラー6で反
射し、ピント板9,ペンタプリズム10,接眼レンズ1
1を介して観察者の目に到達することにより、ファイン
ダ観察可能になっている。
【0015】12はフォーカルプレーンシャッタを示
し、13は先羽根、14は後羽根を示している。15は
第1の屈折率分布型レンズアレイを示し、保持枠16に
固定されている。17は第2の屈折率分布型レンズアレ
イを示し、保持枠18に固定されている。
【0016】前記保持枠18は、バネ37で保持枠16
側へ引き付けられ、第1,第2の屈折率分布型レンズア
レイ15,17が密着するように保持されている。保持
枠16は本体20へビス21で固着されている。本体2
0は不図示のミラーボックスと結合して、カメラ本体1
の基本構造体を形成している。
【0017】19はアクチュエータを示し、保持枠18
を介して第2の屈折率分布型レンズアレイ17を光軸8
と直交する2次元平面方向に駆動可能に構成されてい
る。その駆動方式については、電磁駆動方式等、種々の
方法が考えられるが詳細な説明は省略する。20aは撮
影画面枠、20bは外レール、20cは内レールを示
す。22がフィルムであり、圧着板23と本体20の間
で形成されるトンネル内に保持されている。24は角変
位検出ユニットを示し、カメラ本体1の傾き情報を検出
する。この検出方式等の詳細な説明は省略する。
【0018】図2においては、反射ミラー6は軸7aを
中心に時計回転方向に揺動し、ミラーアップ状態とな
り、シャッタ12の先羽根13が走行し、遮光状態が解
除されフィルム22への露光動作状態にある。
【0019】25は撮影レンズによる1次結像面を示
し、フォーカルプレーンシャッタ12の先羽根13,後
羽根14のスリット形成部を前述の1次結像面25近傍
に配置している。本構成により、シャッタ効率が向上
し、物体停止能力が極限まで高められている。26は中
心光束の結像状態を示している。
【0020】撮影レンズ群4を通過した光束は、1次結
像面25で一度結像し、その後第1の屈折率分布型レン
ズアレイ15、第2の屈折率分布型レンズアレイ17を
通過し、フィルム22の乳剤面上に再結像する。
【0021】固定された第1の屈折率分布型レンズアレ
イ15に対し、第2の屈折率分布型レンズアレイ17を
光軸8と直交する平面内でアクチュエータ19により移
動させることにより、フィルム面上の像をδ(任意)だ
けシフトさせることが可能である。動作原理については
後述する。
【0022】図3は第1,第2の屈折率分布型レンズ1
5,17の構成を示す図であり、図中、15a,17a
は屈折率分布型レンズ単体を示し、15b,17bは樹
脂材料よりなる光吸収体である。また、27は単セル単
位の最大シフト範囲を示しており、最大シフト状態に於
ても確実な像を保証するために隣接セルに光が洩れない
ように前述の光吸収体15b,17bが充填されてい
る。
【0023】前述の像シフト量δが「0」のときは、屈
折率分布型レンズ単体15a,17aのそれぞれの光軸
は、すべて一致するように保持されている。像シフトを
行なうときは、前述の屈折率分布型レンズ単体15a,
17aの光軸を相対的にシフトさせる。
【0024】図4は前記アクチュエータ19の制御を示
す概略ブロック図である。
【0025】29はカメラ本体1内に設けられたMPU
である。28はレンズMPUであり、交換式撮影レンズ
2の射出瞳位置等の情報を前記MPU29に伝達する。
また、角変位検出ユニット24からもMPU29へカメ
ラ本体1の傾きに関する情報が伝達され、前述の情報に
より該MPU29は、最適な像面シフトコントロール演
算を行い、この演算結果をドライブ回路30に指令とし
て与え、アクチュエータ19を駆動する。
【0026】次に、図5乃至図8を用いて、像面シフト
の原理について説明する。
【0027】図5は、屈折率分布型レンズの屈折率分布
を示す図である。本実施例で扱う屈折率分布型レンズ
は、光軸からの距離の2乗に比例して屈折率が小さくな
る屈折率分布を有したレンズであり、屈折率分布は、 n=no{1−(A/2)r2 } no:中心軸上の屈折率 A :屈折率分布定数 r :中心からの半径方向の距離で表される。
【0028】図6は、蛇行周期P〔2π/√(A)〕の
長さの屈折率分布型レンズを示す図である。
【0029】端面31から入射した光は、屈折率の大き
な方へ曲げられながら進み、端面32へ達する。端面3
1と端面32は、正立等倍結像の関係にある。しかし、
屈折率分布型レンズの用途としての最大の特徴は、一般
の光ファイバ等と違って非接触で正立等倍結像が得られ
る点にある。
【0030】図7は、屈折率分布型レンズを使用した非
接触タイプの正立等倍結像を示す図である。
【0031】屈折率分布型レンズの長さZについては、
後に示す計算例を簡単にするために蛇行周期Pの4分の
3とする。
【0032】33は1次結像面25上の像とし、像高を
hとする。34が等倍正立像である。この場合のレンズ
端面から像までの距離Lを求める。
【0033】入射条件を(r1 ,r2 ’)とする。r1
は半径方向座標、r1 ’は角度を表すものとし、以下も
同様の記載方式とする。
【0034】出射条件を(r2 ,r2 ’)とすると、次
のような関係になる。
【0035】 r2 = cos{√(A)Z}r1 + sin{√(A)Z} /n0 √(A)・r1 ’ …(1) r2 ’=−n0 √(A) sin{√(A)Z}r1 + cos{√(A)Z}・r1 ’ …(2) 上記(1),(2)式に、「z=3π/2√(A)」,
「r1 ’=(r1 −h)/l」を代入すると、 r2 =(h−r1 )/r0 √(A)L r2 ’=r0 √(A)r1 となり、等倍正立像34の像高hは、 h =r2 +r2 ’・L で表されるため、以下の式が成立しなければならない。
【0036】 h =(h−r1 )/r0 √(A)L+r0 √(A)r1 L …(3) 上記の(3)式より L =1/n0 √(A) が導かれる。
【0037】次に、図8を使って像シフトの原理を説明
する。
【0038】屈折率分布型レンズ単体15aは、第1の
屈折率分布型レンズアレイ15の1セルであり、固定さ
れている。屈折率分布型レンズ単体17aは、第2の屈
折率分布型レンズアレイ17の1セルであり、光軸15
cに対して光軸17cを、前述の構成によりシフトさせ
ることが可能である。
【0039】シフト量が「0」のときは図7と全く同じ
光学特性を有している。それぞれのレンズの長さZは
(3/8)Pで密着している。シフト量をCとして像3
5に対する像36のシフト量を求める。
【0040】最初に入射条件(r1 ,r1 ’)として、
屈折率分布型レンズ15aによる射出条件(r2 ,r
2 ’)を求める。
【0041】 r2 =r1 cos{√(A)Z}+r1 ’ sin{√(A)Z} /r0 √(A) =r1 {−1/√(2)}+(r1 −h)/L ・1/√(2)・1/n0 √(A) =−{h/√(2)} となる。また、 r2 ’=−r10 √(A) sin{√(A)Z} +r1 ’ cos{√(A)Z} =−r10 √(A)・1/√(2)+(r1 −h)/L ・{−1/√(2)} =(h−2r1 )/√(2)L =〔r0 √(A){hー2r1 }〕/√(2) ∵L=1/{no √(A)} が導かれる。
【0042】次に、屈折率分布型レンズ単体17aの光
軸17bを基準にした座標に置き換えた入射条件(R
1 ,R1 ’)に対する出射条件(R2 ,R2 ’)を求め
る。つまり、 R2 =R1 cos{√(A)Z}+R2 ’ sin{√(A)Z} /n0 √(A) =(r2 +c){−1/√(2)}+r2 ’ ・L/√(2)・1/{n0 √(A)} …(4) 上記の(4)式に「r2 =−{h/√(2)}」,「r
2 =〔n0 √(A){h−2r1 }〕を代入して R2 =h−r1 −{C/√(2)} を求める。また、 R2 ’=−R10 √(A) sin{√(A)Z} +R1 cos{√(A)Z} =−{r1 +C}n0 √(A)・1/√(2) +r2 ’{−1/√(2)} …(5) 上記の(5)式に「r2 =−{h/√(2)}」,「r
2 =〔n0 √(A){h−2r1 }〕を代入して R2 ’=〔r0 √(A){2r1 ー√(2)C}〕/2 を求める。
【0043】次に、像36の像高Hを求める。つまり、 H =R2 +LR2 ’ …………(6) 上記(6)式に「R2 =h−r1 −C/√(2)」,
「R2 ’=〔n0 √(A){2r1 −√(2)C}/
2」,「L=1/{r0 √(A)}を代入して H =h−√(2)C 以上より、像シフト量δは、 δ =−{1+√(2)}C となり、第2の屈折率分布型レンズ17のシフト量に対
し、像面シフト量δは「{1+√(2)}」倍に拡大さ
れる。
【0044】(第2の実施例)図9は本発明の第2の実
施例に係る図である。
【0045】図9において、51は第1の屈折率分布型
レンズアレイ、53は第2の屈折率分布型レンズアレイ
であり、第1の実施例に於ては、密着させることにより
隣接レンズ間の光洩れ防止に有利な構成をとっていた
が、この第2の実施例では、シフト動作時の摩擦抵抗の
削減、傷防止の目的で、有効光学系内では非接触となる
ように隙間を設けたものである。
【0046】第1の実施例と同様、51a,53aは屈
折率分布型レンズ単体を示し、51b,53bは光吸収
体を示している。52,54は保持枠であり、バネ56
により互いに引き付けられている。 56はスペーサで
あり、保持枠52,54の間に配置し、第1,第2の屈
折率分布型レンズアレイ51,53を非接触に保ってい
る。その他の構成については、第1の実施例と同じであ
り、説明は省略する。
【0047】図10は、第2の実施例における像シフト
原理を示す図である。
【0048】像57は光軸53cの光軸51cに対する
シフトにより、像58のようにシフトされる。ここでは
第1,第2の屈折率分布型レンズ51a,53aの長さ
は第1実施例と同様、Z=(3/8)Pとして像57,
58が正立等倍実像となるためのL1 ,L2 の関係につ
いて示す。
【0049】L1 は像57,58からレンズ外側端面ま
での距離、L2 は中間面59からレンズ内側端面までの
距離とする。
【0050】第1の屈折率分布型レンズ単体51aへの
入射条件(r1 ,r1 ’)に対する出射条件(r1 ,r
2 ’)は、以下の関係式となる。
【0051】 r2 =r1 cos{√(A)Z}+r1 ’ sin{√(A)Z} /n0 √(A) ={−{1/√(2)}+1/〔√(2)n0 √(A)L1 〕 ・(r1 ーh) r2 ’=−r10 √(A) sin{√(A)Z} +r1 ’ cos{√(A)Z} =−{n0 √(A)}/√(2)・r1 −1/{√(2)L1 }・(r1 −h) 次に、中間面59上の(r3 ,r3 ’)のr3 を求める
と r3 =r2 +L22 ’ …………(7) 上記の(7)式に上述のr2 ,r2 ’を代入すると r3 =1/〔√(2)n0 √(A)L1 ・〔{−n0 √(A)L1 +1−n0 2 AL12 −n0 √(A)L2 }r1 +{(n0 √(A)L2 −1}h〕 となり、r3 で結像するための条件としては、r1 の係
数が「0」、つまり L1 /{n0 √(A)}+L12 +L2 /{n0 √(A) −1/{n0 √(A)}2 =0 を満足するように、L1 ,L2 を決定すれば良い。
【0052】以上の第1及び第2の実施例で説明したよ
うに屈折率分布型レンズアレイの相対シフトにより、像
シフトを行なうようにしたため 1)すべての交換レンズに対応でき、かつコンパクトな
像振れ補正装置が実現できる(屈折率分布型レンズアレ
イを一次結像面の後方に置くから)。
【0053】2)フィルム面上の像シフト量に対して駆
動部の移動量は、十分に小さくできるので駆動の応答性
を良くすることが可能である(再結像系に屈折率分布型
レンズアレイを用いるから)。 等の効果がある。
【0054】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
光軸からの距離の2乗に比例して屈折率が小さくなる屈
折率分布を有したレンズを配列して成る第1及び第2の
屈折率分布型レンズアレイと、該第1と第2の屈折率分
布型レンズアレイの少なくとも一方を撮影光軸と直交す
る方向に移動させる駆動手段と、振れ検出手段からの振
れ信号に基づいて前記駆動手段を駆動し、カメラに加わ
る振れに起因する像振れを補正する像振れ補正手段とを
備え、振れ検出手段からの振れ信号に基づいて第1と第
2の屈折率分布型レンズアレイの少なくとも一方を撮影
光軸と直交する方向に移動させ、像振れ補正を行うよう
にしている。
【0055】よって、コンパクト化を達成でき、しかも
駆動応答性の良いものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例装置を適用した一眼レフ
カメラのファインダ観察時の断面図である。
【図2】同じく撮影状態時の断面図である。
【図3】本発明の第1の実施例における屈折率分布型レ
ンズアレイを示す正面図である。
【図4】図1のカメラの制御回路の概略構成を示すブロ
ック図である。
【図5】本発明の第1の実施例における屈折率分布型レ
ンズについて説明するための図である。
【図6】同じく屈折率分布型レンズについて説明するた
めの図である。
【図7】同じく屈折率分布型レンズについて説明するた
めの図である。
【図8】本発明の第1の実施例における屈折率分布型レ
ンズによる像シフトについて説明するための図である。
【図9】本発明の第2の実施例装置を適用した一眼レフ
カメラのファインダ観察時の断面図である。
【図10】本発明の第2の実施例における屈折率分布型
レンズによる像シフトについて説明するための図であ
る。
【図11】従来のカメラに配置される像振れ防止装置の
構成を示す図である。
【図12】図11の装置において像振れ補正を行った時
の様子を示す図である。
【符号の説明】
1 カメラ本体 4 撮影レンズ群 12 フォーカスプレーンシャッタ 15 第1の屈折率分布型レンズアレイ 17 第2の屈折率分布型レンズアレイ 19 アクチュエータ 22 フィルム 24 角変位検出ユニット 25 1次結像面

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光軸からの距離の2乗に比例して屈折率
    が小さくなる屈折率分布を有したレンズを配列して成
    り、撮影レンズによる結像面の後方に配置され、入射す
    る光束を後方のフィルム面に結像させる第1及び第2の
    屈折率分布型レンズアレイと、該第1と第2の屈折率分
    布型レンズアレイの少なくとも一方を撮影光軸と直交す
    る方向に移動させる駆動手段と、カメラに加わる振れを
    検出する振れ検出手段と、該振れ検出手段からの振れ信
    号に基づいて前記駆動手段を駆動し、前記カメラに加わ
    る振れに起因する像振れを補正する像振れ補正手段とを
    備えたカメラ用像振れ防止装置。
JP4217392A 1992-07-24 1992-07-24 カメラ用像振れ防止装置 Pending JPH0643517A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7787016B2 (en) 2003-12-06 2010-08-31 BODENSEEWERK GERäTETECHNIK GMBH Imaging device for the stabilized imaging of an object onto a detector
WO2015005055A1 (ja) * 2013-07-11 2015-01-15 コニカミノルタ株式会社 撮像装置

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