JP2560377B2 - 防振機能を有した変倍光学系 - Google Patents
防振機能を有した変倍光学系Info
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- JP2560377B2 JP2560377B2 JP63015412A JP1541288A JP2560377B2 JP 2560377 B2 JP2560377 B2 JP 2560377B2 JP 63015412 A JP63015412 A JP 63015412A JP 1541288 A JP1541288 A JP 1541288A JP 2560377 B2 JP2560377 B2 JP 2560377B2
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- optical system
- lens
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- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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- G02B27/646—Imaging systems using optical elements for stabilisation of the lateral and angular position of the image compensating for small deviations, e.g. due to vibration or shake
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- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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- G02B15/14—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
- G02B15/143—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having three groups only
- G02B15/1435—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having three groups only the first group being negative
- G02B15/143503—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having three groups only the first group being negative arranged -+-
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は振動による撮影画像のブレを補正する機能、
所謂防振機能を有した変倍光学系に関し、特に防振用の
可動レンズ群を、例えば光軸と直交する方向に移動させ
て防振効果を発揮させたときの光学性能の低下の防止を
図った防振機能を有した変倍光学系に関するものであ
る。
所謂防振機能を有した変倍光学系に関し、特に防振用の
可動レンズ群を、例えば光軸と直交する方向に移動させ
て防振効果を発揮させたときの光学性能の低下の防止を
図った防振機能を有した変倍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。
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、例えば特開昭50−80147号公報や特公昭56−2
1133号公報、特開昭61−223819号公報等で提案されてい
る。
光学系が、例えば特開昭50−80147号公報や特公昭56−2
1133号公報、特開昭61−223819号公報等で提案されてい
る。
特開昭50−80147号公報では２つのアフォーカルの変
倍系を有するズームレンズにおいて第１の変倍系の角倍
率をM1、第２の変倍系の角倍率をM2としたときM1＝１−
1/M2なる関係を有するように各変倍系で変倍を行うと共
に、第２の変倍系を空間的に固定して画像のブレを補正
して画像の安定化を図っている。
倍系を有するズームレンズにおいて第１の変倍系の角倍
率をM1、第２の変倍系の角倍率をM2としたときM1＝１−
1/M2なる関係を有するように各変倍系で変倍を行うと共
に、第２の変倍系を空間的に固定して画像のブレを補正
して画像の安定化を図っている。
特公昭56−21133号公報では光学装置の振動状態を検
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。
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。
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。
この他、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。
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。
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。
一般に撮影系の一部のレンズ群を振動させて撮影画像
のブレをなくし、静止画像を得る機構には画像のブレの
補正量と可動レンズの移動量との関係を単純化し、変換
の為の演算時間の短縮化を図った簡易な構成の撮影系が
要求されている。
のブレをなくし、静止画像を得る機構には画像のブレの
補正量と可動レンズの移動量との関係を単純化し、変換
の為の演算時間の短縮化を図った簡易な構成の撮影系が
要求されている。
又、可動レンズ群を偏心させたとき偏心コマ、偏心非
点収差、そして偏心像面弯曲等が多く発生すると画像の
ブレを補正したとき偏心収差の為、画像がボケてくる。
例えば、偏心歪曲収差が多く発生すると光軸上の画像の
移動量と周辺部の画像の移動量が異ってくる。この為、
光軸上の画像を対象に画像のブレを補正しようと可動レ
ンズ群を偏心させると、周辺部では画像のブレと同様な
現象が発生してきて光学特性を著るしく低下させる原因
となってくる。
点収差、そして偏心像面弯曲等が多く発生すると画像の
ブレを補正したとき偏心収差の為、画像がボケてくる。
例えば、偏心歪曲収差が多く発生すると光軸上の画像の
移動量と周辺部の画像の移動量が異ってくる。この為、
光軸上の画像を対象に画像のブレを補正しようと可動レ
ンズ群を偏心させると、周辺部では画像のブレと同様な
現象が発生してきて光学特性を著るしく低下させる原因
となってくる。
このように防振用の撮影系、特に変倍光学系において
は可動レンズ群を光軸と直交する方向に移動させ偏心状
態にしたとき、偏心収差発生量が少なく光学性能の低下
の少ないこと及び簡易な機構であることが要求されてい
る。
は可動レンズ群を光軸と直交する方向に移動させ偏心状
態にしたとき、偏心収差発生量が少なく光学性能の低下
の少ないこと及び簡易な機構であることが要求されてい
る。
しかしながら、以上の諸条件を全て満足させた撮影系
を得るのは一般に大変困難で、特に撮影系の一部の屈折
力を有したレンズ群を偏心させると光学性能が大きく低
下し、良好なる画像が得られない欠点があった。
を得るのは一般に大変困難で、特に撮影系の一部の屈折
力を有したレンズ群を偏心させると光学性能が大きく低
下し、良好なる画像が得られない欠点があった。
（発明が解決しようとする問題点） 本発明は変倍光学系の一部のレンズ群を光軸と直交す
る方向に移動させて画像のブレを補正する際、可動レン
ズ群の機構上の簡素化を図ると共に、例えば可動レンズ
群を移動させて平行偏心させたときの前述の各種の偏心
収差の発生量が少なく良好なる光学性能が得られる防振
機能を有した変倍光学系の提供を目的とする。
る方向に移動させて画像のブレを補正する際、可動レン
ズ群の機構上の簡素化を図ると共に、例えば可動レンズ
群を移動させて平行偏心させたときの前述の各種の偏心
収差の発生量が少なく良好なる光学性能が得られる防振
機能を有した変倍光学系の提供を目的とする。
（問題点を解決する為の手段） レンズ群Ｐの物体側及び像面側に少なくとも１つのレ
ンズ群を有し、該レンズ群Ｐと隣接するレンズ群との間
隔のうち少なくとも一方の間隔が少なくとも変倍の際、
若しくはフォーカスの際に変化する構成の変倍光学系で
あって、該変倍光学系の傾きにより生ずる撮影画像のブ
レをブレ検出手段により検出し、該ブレ検出手段からの
出力信号に応じて駆動手段により前記レンズ群Ｐを光軸
と直交する方向に移動させることにより撮影画像のブレ
を補正すると共に、前記レンズ群Ｐの焦点距離をfP、望
遠端における全系の焦点距離をfT、任意の変倍位置にお
ける前記レンズ群Ｐの近軸横倍率をβＰ、レンズ群Ｐよ
りも像面側に配置されているレンズ系全体による近軸横
倍率をβｑとしたとき 0.1＜｜（１−βＰ）・βq|＜10 …（A1） 0.02＜|fP/fT|＜５ …（A2） なる条件を満足することである。
ンズ群を有し、該レンズ群Ｐと隣接するレンズ群との間
隔のうち少なくとも一方の間隔が少なくとも変倍の際、
若しくはフォーカスの際に変化する構成の変倍光学系で
あって、該変倍光学系の傾きにより生ずる撮影画像のブ
レをブレ検出手段により検出し、該ブレ検出手段からの
出力信号に応じて駆動手段により前記レンズ群Ｐを光軸
と直交する方向に移動させることにより撮影画像のブレ
を補正すると共に、前記レンズ群Ｐの焦点距離をfP、望
遠端における全系の焦点距離をfT、任意の変倍位置にお
ける前記レンズ群Ｐの近軸横倍率をβＰ、レンズ群Ｐよ
りも像面側に配置されているレンズ系全体による近軸横
倍率をβｑとしたとき 0.1＜｜（１−βＰ）・βq|＜10 …（A1） 0.02＜|fP/fT|＜５ …（A2） なる条件を満足することである。
（実施例） 第１〜第３図は本発明に係る変倍光学系において、例
えば振動により画像がブレたときの該画像のブレを補正
する方法を示す模式図である。同図に示す変倍光学系は
物体側より順に正の屈折力の第１レンズ群１と負の屈折
力のバリエーターとしての第２レンズ群２、正の屈折力
のコンベンセーターとしての第３レンズ群３、そして正
の屈折力のリレーレンズとしての第４レンズ群の４つの
レンズ群を有し、第１レンズ群１を光軸上移動させてフ
ォーカスを行う、所謂４群ズームレンズを示している。
尚、７は結像面５上の点Ａに結像する光束、６は変倍光
学系の光軸である。図中（Ａ）は広角端、（Ｂ）は望遠
端の光学配置を示している。
えば振動により画像がブレたときの該画像のブレを補正
する方法を示す模式図である。同図に示す変倍光学系は
物体側より順に正の屈折力の第１レンズ群１と負の屈折
力のバリエーターとしての第２レンズ群２、正の屈折力
のコンベンセーターとしての第３レンズ群３、そして正
の屈折力のリレーレンズとしての第４レンズ群の４つの
レンズ群を有し、第１レンズ群１を光軸上移動させてフ
ォーカスを行う、所謂４群ズームレンズを示している。
尚、７は結像面５上の点Ａに結像する光束、６は変倍光
学系の光軸である。図中（Ａ）は広角端、（Ｂ）は望遠
端の光学配置を示している。
第１図は振動がなく画像のブレがないときの光学系の
模式図である。図中、光束７は振動がなく画像のブレが
ない為、広角端及び望遠端において結像面３上の一点Ａ
に結像している。
模式図である。図中、光束７は振動がなく画像のブレが
ない為、広角端及び望遠端において結像面３上の一点Ａ
に結像している。
第２図は振動が変倍光学系に伝わり画像がブレたとき
の光学系の模式図である。同図においては簡単の為に広
角側及び望遠側において、点Ａを中心として変倍光学系
全体が角度εだけ前倒れとなり画像のブレを起こしたと
きの光束のブレによる結像状態を示している。
の光学系の模式図である。同図においては簡単の為に広
角側及び望遠側において、点Ａを中心として変倍光学系
全体が角度εだけ前倒れとなり画像のブレを起こしたと
きの光束のブレによる結像状態を示している。
即ち、本来なら点Ａに結像すべき光束７が広角側では
結像面５上の点Ｂに、又、望遠側では結像面５上の点Ｃ
に各々結像している。
結像面５上の点Ｂに、又、望遠側では結像面５上の点Ｃ
に各々結像している。
今、フィルム露光中であって第２図（Ａ）に示す状態
から第２図（Ｂ）に示す状態へ単調に変倍光学系が傾き
画像のブレが生じた場合、ブレが無ければ点Ａに点像と
して結像すべき像は広角側では線分AB、望遠側では線分
ACのボケた線像となって結像する。
から第２図（Ｂ）に示す状態へ単調に変倍光学系が傾き
画像のブレが生じた場合、ブレが無ければ点Ａに点像と
して結像すべき像は広角側では線分AB、望遠側では線分
ACのボケた線像となって結像する。
第３図は第２図の画像のブレに対して補正を行ったと
きの模式図である。同図においては第３レンズ群をブレ
補正用の可動レンズ群とし、光軸６に対して直交方向に
平行偏心させて画像のブレを補正している。図中、6aは
第３レンズ群の光軸であり、ブレ補正前の共軸であった
変倍光学系の光軸６とは平行になっている。
きの模式図である。同図においては第３レンズ群をブレ
補正用の可動レンズ群とし、光軸６に対して直交方向に
平行偏心させて画像のブレを補正している。図中、6aは
第３レンズ群の光軸であり、ブレ補正前の共軸であった
変倍光学系の光軸６とは平行になっている。
同図に示すように変倍光学系全体の前倒れによる画像
のブレに対して第３レンズ群を所定量だけ平行偏心させ
ることにより、第２図に示すように広角端で点Ｂ、望遠
端で点Ｃに結像してしまう光束を本来の結像点である点
Ａに結像させることができる。
のブレに対して第３レンズ群を所定量だけ平行偏心させ
ることにより、第２図に示すように広角端で点Ｂ、望遠
端で点Ｃに結像してしまう光束を本来の結像点である点
Ａに結像させることができる。
このように第３レンズ群を平行偏心させることにより
画像の安定化を図っている。
画像の安定化を図っている。
本実施例において第３レンズ群であるブレ補正用の可
動レンズ群の平行偏心量Ｅは画像のブレ量をδｙ、可動
レンズ群の偏心敏感度をＳとしたとき、 Ｅ＝−δy/S ……（１） となる。ここで画像のブレ量δｙは例えば第２図におい
て、広角側では線分ABの長さ、望遠側では線分ACの長さ
にマイナス符号を付したものである。
動レンズ群の平行偏心量Ｅは画像のブレ量をδｙ、可動
レンズ群の偏心敏感度をＳとしたとき、 Ｅ＝−δy/S ……（１） となる。ここで画像のブレ量δｙは例えば第２図におい
て、広角側では線分ABの長さ、望遠側では線分ACの長さ
にマイナス符号を付したものである。
これはE,δｙの符号を光軸に対して上方をプラス、下
方をマイナスとしている為である。
方をマイナスとしている為である。
偏心敏感度Ｓは可動レンズ群の平行偏心量に対する結
像面上での像点の移動量の比である。
像面上での像点の移動量の比である。
本実施例では画像のブレ量δｙをカメラ内部のブレ検
出手段により検知し、変倍光学系に固有の可動レンズ群
の偏心敏感度Ｓを基にして、画像のブレ補正の為の可動
レンズ群の平行偏心量Ｅを（１）式より得ている。そし
て駆動手段により可動レンズ群を所定量偏心させて画像
のブレを補正している。
出手段により検知し、変倍光学系に固有の可動レンズ群
の偏心敏感度Ｓを基にして、画像のブレ補正の為の可動
レンズ群の平行偏心量Ｅを（１）式より得ている。そし
て駆動手段により可動レンズ群を所定量偏心させて画像
のブレを補正している。
尚、本発明は第１図〜第３図に示す４群ズームレンズ
に限らずレンズ群Ｐ（第１図〜第３図では第３レンズ群
に相当）の物体側及び像面側に少なくとも１つのレンズ
群を有し、レンズ群Ｐと隣接するレンズ群との間隔のう
ち少なくとも一方の間隔が少なくとも変倍の際、若しく
はフォーカスの際に変化する構成の変倍光学系であれ
ば、どのような変倍光学系にも適用することができる。
に限らずレンズ群Ｐ（第１図〜第３図では第３レンズ群
に相当）の物体側及び像面側に少なくとも１つのレンズ
群を有し、レンズ群Ｐと隣接するレンズ群との間隔のう
ち少なくとも一方の間隔が少なくとも変倍の際、若しく
はフォーカスの際に変化する構成の変倍光学系であれ
ば、どのような変倍光学系にも適用することができる。
例えば、物体側より順に負、正、そして負の屈折力、
若しくは正、負、そして正の屈折力の第1,第2,第３レン
ズ群の３つのレンズ群を有し、これらのレンズ群のうち
の少なくとも２つのレンズ群を移動させて変倍を行う３
群ズームレンズや物体側より順に正、負、負、そして正
の屈折力、若しくは正、負、正、そして負の屈折力の第
1,第2,第3,第４レンズ群の４つのレンズ群を有し、これ
らのレンズ群のうち少なくとも２つのレンズ群を移動さ
せて変倍を行う４群ズームレンズ等に本発明を適用する
ことができる。
若しくは正、負、そして正の屈折力の第1,第2,第３レン
ズ群の３つのレンズ群を有し、これらのレンズ群のうち
の少なくとも２つのレンズ群を移動させて変倍を行う３
群ズームレンズや物体側より順に正、負、負、そして正
の屈折力、若しくは正、負、正、そして負の屈折力の第
1,第2,第3,第４レンズ群の４つのレンズ群を有し、これ
らのレンズ群のうち少なくとも２つのレンズ群を移動さ
せて変倍を行う４群ズームレンズ等に本発明を適用する
ことができる。
次に一般の変倍光学系において、画像のブレ量と該ブ
レ量を補正する為の補正用の可動レンズ群の移動量との
関係を示す。ブレ量は各種のブレ検知手段により種々の
形で検知されるが、以下簡単の為に全てブレ量｜δy|に
換算して説明する。
レ量を補正する為の補正用の可動レンズ群の移動量との
関係を示す。ブレ量は各種のブレ検知手段により種々の
形で検知されるが、以下簡単の為に全てブレ量｜δy|に
換算して説明する。
今、変倍光学系全体が第２図に示すように角度εだけ
傾いたとき像面上での画像のブレ量δｙは変倍光学系全
体の焦点距離をｆとしたとき δｙ＝ｆ・ε ……（２） となる。このとき画像のブレ補正用の可動のレンズ群Ｐ
の近軸横倍率をβＰ、レンズ群Ｐよりも像面側に配置さ
れているレンズ系全体の近軸横倍率をβｑとするとレン
ズ群Ｐの偏心敏感度SPは SP＝（１−βＰ）・βｑ ……（３） となる。（１）式のＳと（３）式のSPは同じものとして
取り扱うことができるからＳ＝SPとおいて（２），
（３）式より（１）式は となる。
傾いたとき像面上での画像のブレ量δｙは変倍光学系全
体の焦点距離をｆとしたとき δｙ＝ｆ・ε ……（２） となる。このとき画像のブレ補正用の可動のレンズ群Ｐ
の近軸横倍率をβＰ、レンズ群Ｐよりも像面側に配置さ
れているレンズ系全体の近軸横倍率をβｑとするとレン
ズ群Ｐの偏心敏感度SPは SP＝（１−βＰ）・βｑ ……（３） となる。（１）式のＳと（３）式のSPは同じものとして
取り扱うことができるからＳ＝SPとおいて（２），
（３）式より（１）式は となる。
（４）式において は変倍光学系の変倍位置における固有の定数であるか
ら、これを画像のブレ補正定数Ｋとおくと（４）式は Ｅ＝K.ε ……（５） と極めて簡単な式で表わすことができる。
ら、これを画像のブレ補正定数Ｋとおくと（４）式は Ｅ＝K.ε ……（５） と極めて簡単な式で表わすことができる。
ただし、実際的には種々の物体距離や種々の収差発生
状態により画像安定化を図る必要がある。従って（４）
式は近似的に取り扱うのが画像の安定化を効果的に行う
場合に好ましい。
状態により画像安定化を図る必要がある。従って（４）
式は近似的に取り扱うのが画像の安定化を効果的に行う
場合に好ましい。
本実施例では変倍光学系が全体として角度ε傾いて撮
影画像のブレが生じたとき、前記レンズ群Ｐを 程度平行偏心させたとき、該撮影画像のブレが補正され
るように前記複数のレンズ群の光学的諸定数を設定して
いることを特徴としている。
影画像のブレが生じたとき、前記レンズ群Ｐを 程度平行偏心させたとき、該撮影画像のブレが補正され
るように前記複数のレンズ群の光学的諸定数を設定して
いることを特徴としている。
又、本実施例では変倍光学系の屈折力配置を前述の条
件式（A1），（A2）の如く設定してレンズ群Ｐにより画
像のブレを補正すると共に、レンズ群Ｐを平行偏心させ
たときの光学性能の低下を防止している。
件式（A1），（A2）の如く設定してレンズ群Ｐにより画
像のブレを補正すると共に、レンズ群Ｐを平行偏心させ
たときの光学性能の低下を防止している。
次に前述の条件式（A1），（A2）の技術的意味につい
て説明する。
て説明する。
条件式（A1）の下限値を越えると画像のブレ補正用の
レンズ群Ｐの偏心敏感度が小さくなりすぎ所定の画像の
ブレ量に対するレンズ群Ｐの移動量が増大し、駆動機構
が大型化してくるので良くない。
レンズ群Ｐの偏心敏感度が小さくなりすぎ所定の画像の
ブレ量に対するレンズ群Ｐの移動量が増大し、駆動機構
が大型化してくるので良くない。
又、上限値を越えると画像のブレを補正する際のレン
ズ群Ｐの移動量は少なくなるが、偏心敏感度が増大し、
その為、非常に高精度な駆動機構が必要となってくるの
で良くない。
ズ群Ｐの移動量は少なくなるが、偏心敏感度が増大し、
その為、非常に高精度な駆動機構が必要となってくるの
で良くない。
条件式（A2）の下限値を越えてレンズ群Ｐの屈折力が
強くなると偏心敏感度が大きくなりすぎ偏心コマ収差、
偏心アス等の諸収差をバランス良く補正するのが難しく
なってくる。又、上限値を越えてレンズ群Ｐの屈折力が
弱くなりすぎると画像のブレを補正する際のレンズ群Ｐ
の移動量が増大し、駆動機構が大型化してくるので良く
ない。
強くなると偏心敏感度が大きくなりすぎ偏心コマ収差、
偏心アス等の諸収差をバランス良く補正するのが難しく
なってくる。又、上限値を越えてレンズ群Ｐの屈折力が
弱くなりすぎると画像のブレを補正する際のレンズ群Ｐ
の移動量が増大し、駆動機構が大型化してくるので良く
ない。
一般に光学系の一部のレンズ群を平行偏心させて画像
のブレを補正しようとする偏心収差の発生により結像性
能が低下してくる。
のブレを補正しようとする偏心収差の発生により結像性
能が低下してくる。
そこで、次に任意の屈折力配置において可動レンズ群
を光軸と直交する方向に移動させて画像のブレを補正す
るときの偏心収差の発生について収差論的な立場より、
第23回応用物理学講演会（1962年）に松居より示された
方法に基づいて説明する。
を光軸と直交する方向に移動させて画像のブレを補正す
るときの偏心収差の発生について収差論的な立場より、
第23回応用物理学講演会（1962年）に松居より示された
方法に基づいて説明する。
変倍光学系の一部のレンズ群をＥだけ平行偏心させた
ときの全系の収差量ΔY1は（ａ）式の如く偏心前の収差
量ΔＹと偏心によって発生した偏心収差量ΔＹ（Ｅ）と
の和になる。ここで収差量ΔＹは球面収差（Ｉ）、コマ
収差（II）、非点収差（III）、ペッツバール和
（Ｐ）、歪曲収差（Ｙ）で表わされる。
ときの全系の収差量ΔY1は（ａ）式の如く偏心前の収差
量ΔＹと偏心によって発生した偏心収差量ΔＹ（Ｅ）と
の和になる。ここで収差量ΔＹは球面収差（Ｉ）、コマ
収差（II）、非点収差（III）、ペッツバール和
（Ｐ）、歪曲収差（Ｙ）で表わされる。
又、偏心収差ΔＹ（Ｅ）は（Ｃ）式に示す様に１次の
偏心コマ収差（II E）、１次の偏心非点収差（III
E）、１次の偏心像面弯曲（PE）、１次の偏心歪曲収差
（VE1）、１次の偏心歪曲附加収差（VE2）、そして１次
の原点移動（ΔＥ）で表わされる。
偏心コマ収差（II E）、１次の偏心非点収差（III
E）、１次の偏心像面弯曲（PE）、１次の偏心歪曲収差
（VE1）、１次の偏心歪曲附加収差（VE2）、そして１次
の原点移動（ΔＥ）で表わされる。
又、（ｄ）式から、（ｉ）式の（ΔＥ）〜（VE2）ま
での収差は前述の条件を有するレンズ群Ｐを平行偏心さ
せる変倍光学系においてレンズ群Ｐへの光線の入射角を
αP,Ｐとしたときにレンズ群Ｐの収差係数IP,IIP,III
P,PP,VPと、又、同様にレンズ群Ｐより像面側に配置し
たレンズ群を全体として１つの第ｑレンズ群としたとき
の収差係数をIq,IIq,IIIq,Pq,Vqを用いて表わされる。
での収差は前述の条件を有するレンズ群Ｐを平行偏心さ
せる変倍光学系においてレンズ群Ｐへの光線の入射角を
αP,Ｐとしたときにレンズ群Ｐの収差係数IP,IIP,III
P,PP,VPと、又、同様にレンズ群Ｐより像面側に配置し
たレンズ群を全体として１つの第ｑレンズ群としたとき
の収差係数をIq,IIq,IIIq,Pq,Vqを用いて表わされる。
ΔY1＝ΔＹ＋ΔＹ（Ｅ） （ａ） （ΔＥ）＝−２（α′Ｐ−αＰ）＝−2hPφＰ （ｄ） （II E）＝α′PIIq−αＰ（IIP＋IIq） −′PIq＋Ｐ（IP＋Iq） ＝hPφPIIq−αPIIP −（ＰφPIq−PIP） （ｅ） （III E）＝α′PIIIq−αＰ（IIIP＋IIIq） −′PIIq＋Ｐ（IIP＋IIq） ＝hPφPIIIq−αPIIIP −（ＰφPIIq−PIIP） （ｆ） （PE）＝α′PPq−αＰ（PP＋Pq） ＝hPφPPq−αPPP （ｇ） （VE1）＝α′PVq−αＰ（VP＋Vq） −′PIIIq＋Ｐ（IIIP＋IIIq） ＝hPφPVq−αPVP −（ＰφPIIIq−PIIIP） （ｈ） （VE2）＝′PPq−Ｐ（PP＋Pq） ＝ＰφPPq−PPP （ｉ） 以上の式から偏心収差の発生を小さくする為にはレン
ズ群Ｐの諸収差係数IP,IIP,IIIP,PP,VPを小さな値とす
るか、若しくは（ａ）式〜（ｉ）式に示すよう諸収差係
数を互いに打ち消し合うようにバランス良く設定するこ
とが必要となってくる。そしてレンズ群Ｐにおいては球
面収差、コマ収差、ペッツバール和の他に非点収差、歪
曲収差を良好に補正することが必要となってくる。
ズ群Ｐの諸収差係数IP,IIP,IIIP,PP,VPを小さな値とす
るか、若しくは（ａ）式〜（ｉ）式に示すよう諸収差係
数を互いに打ち消し合うようにバランス良く設定するこ
とが必要となってくる。そしてレンズ群Ｐにおいては球
面収差、コマ収差、ペッツバール和の他に非点収差、歪
曲収差を良好に補正することが必要となってくる。
一般にレンズ群Ｐにおける軸上収差と共に軸外収差を
バランス良く補正するには、レンズ群Ｐ中における軸上
光線の高さｈと軸外光線の主光線の高さとが互いに異
った値をとるようにレンズ系を構成することが必要とな
ってくる。
バランス良く補正するには、レンズ群Ｐ中における軸上
光線の高さｈと軸外光線の主光線の高さとが互いに異
った値をとるようにレンズ系を構成することが必要とな
ってくる。
この為、本実施例ではレンズ群Ｐを後述する数値実施
例で示すように複数のレンズより構成すると共に、変倍
光学系中におけるレンズ群Ｐを前述の如く設定すること
によりレンズ群Ｐを偏心させたときの偏心収差の発生量
を少なくしている。
例で示すように複数のレンズより構成すると共に、変倍
光学系中におけるレンズ群Ｐを前述の如く設定すること
によりレンズ群Ｐを偏心させたときの偏心収差の発生量
を少なくしている。
一般に変倍光学系においては変倍、又はフォーカスに
際して移動させるレンズ群、又は該レンズ群に隣接する
レンズ群はレンズ群内で比較的良好に収差が補正されて
いるか、若しくはその近傍に収差をバランス良く補正す
るレンズ群が存在している場合が多い。又、該レンズ群
と隣接したレンズ群との合成系を考えた場合にも、各収
差が良好に補正されている場合が多い。
際して移動させるレンズ群、又は該レンズ群に隣接する
レンズ群はレンズ群内で比較的良好に収差が補正されて
いるか、若しくはその近傍に収差をバランス良く補正す
るレンズ群が存在している場合が多い。又、該レンズ群
と隣接したレンズ群との合成系を考えた場合にも、各収
差が良好に補正されている場合が多い。
この為、本実施例では前述の如く少なくとも変倍に際
して若しくはフォーカスの際に隣接するレンズ群間隔が
変化する位置にあるレンズ群Ｐを画像のブレ補正用の可
動レンズ群として光軸と直交する方向に移動させること
により、偏心収差の発生量を少なくしつつ画像のブレを
良好に補正している。
して若しくはフォーカスの際に隣接するレンズ群間隔が
変化する位置にあるレンズ群Ｐを画像のブレ補正用の可
動レンズ群として光軸と直交する方向に移動させること
により、偏心収差の発生量を少なくしつつ画像のブレを
良好に補正している。
これにより前述の（ｅ）式〜（ｉ）式の各偏心収差係
数の増大を防止し、所定の画像のブレを補正しつつ、光
学性能の低下を防止した変倍光学系を達成している。
数の増大を防止し、所定の画像のブレを補正しつつ、光
学性能の低下を防止した変倍光学系を達成している。
特に後述する数値実施例においてはレンズ群Ｐを光軸
と直交する方向に一体的に移動させ、画像のブレを良好
に補正する共に偏心収差の発生が極めて少ない変倍光学
系を達成している。
と直交する方向に一体的に移動させ、画像のブレを良好
に補正する共に偏心収差の発生が極めて少ない変倍光学
系を達成している。
尚、本実施例においてレンズ群Ｐを偏心させて画像の
ブレを補正したとき、更に偏心収差を良好に補正する為
には、任意の偏倍位置において前記レンズ群Ｐよりも物
体側に配置されているレンズ系全体の焦点距離をfOとし
たとき 0.1＜|fO/fP|＜10 …（A3） なる条件を満足するか、若しくは任意の変倍位置におい
て前記レンズ群Ｐよりも像面側に配置されているレンズ
系全体の焦点距離をfqとしたとき 0.1＜|fq/fP|＜10 …（A4） なる条件を満足することが好ましい。
ブレを補正したとき、更に偏心収差を良好に補正する為
には、任意の偏倍位置において前記レンズ群Ｐよりも物
体側に配置されているレンズ系全体の焦点距離をfOとし
たとき 0.1＜|fO/fP|＜10 …（A3） なる条件を満足するか、若しくは任意の変倍位置におい
て前記レンズ群Ｐよりも像面側に配置されているレンズ
系全体の焦点距離をfqとしたとき 0.1＜|fq/fP|＜10 …（A4） なる条件を満足することが好ましい。
条件式（A3），（A4）は画像のブレ補正用のレンズ群
Ｐの物体側若しくは像面側のレンズ群の屈折力を適切に
保ち、レンズ群Ｐを偏心させて画像のブレを補正したと
きの偏心収差の発生量を少なくし、良好なる光学性能を
維持する為のものである。条件式（A3），（A4）のどち
らの条件式も満足しない場合にはレンズ群Ｐを偏心させ
たとき偏心収差が多く発生し、光学性能が低下してくる
ので良くない。
Ｐの物体側若しくは像面側のレンズ群の屈折力を適切に
保ち、レンズ群Ｐを偏心させて画像のブレを補正したと
きの偏心収差の発生量を少なくし、良好なる光学性能を
維持する為のものである。条件式（A3），（A4）のどち
らの条件式も満足しない場合にはレンズ群Ｐを偏心させ
たとき偏心収差が多く発生し、光学性能が低下してくる
ので良くない。
第４図は本発明の数値実施例の変倍光学系のレンズ断
面図である。同図において（Ａ）は広角端、（Ｂ）は望
遠端である、Ｉは負の屈折力のレンズ群、IIは正の屈折
力の第２レンズ群、IIIは負の屈折力の第３レンズ群で
ある。第2,第３レンズ群、II,IIIを矢印の如く移動させ
て広角端から望遠端への変倍を行っている。
面図である。同図において（Ａ）は広角端、（Ｂ）は望
遠端である、Ｉは負の屈折力のレンズ群、IIは正の屈折
力の第２レンズ群、IIIは負の屈折力の第３レンズ群で
ある。第2,第３レンズ群、II,IIIを矢印の如く移動させ
て広角端から望遠端への変倍を行っている。
本実施例では第２レンズ群IIを平行偏心させて画像の
ブレを補正している。
ブレを補正している。
第５図（Ａ），（Ｂ）は数値実施例の広角端と望遠端
の横収差図である。同図においてy0は物体高、y1は像高
である。
の横収差図である。同図においてy0は物体高、y1は像高
である。
次に数値実施例において、レンズ系全体をフィルム面
を中心に例として９分前倒れさせ（ε＝−0.002617）こ
のときの画像のブレを補正する為の第２レンズ群を表−
１に示す値だけ平行偏心させたときの横収差図を参考例
として第６図に示す。図中（Ａ）は広角端、（Ｂ）は望
遠端である。
を中心に例として９分前倒れさせ（ε＝−0.002617）こ
のときの画像のブレを補正する為の第２レンズ群を表−
１に示す値だけ平行偏心させたときの横収差図を参考例
として第６図に示す。図中（Ａ）は広角端、（Ｂ）は望
遠端である。
又、表−２に第２レンズ群で画像のブレを補正したと
きの偏心歪曲収差の補正状態を示す為に各物体高におけ
るフィルム面上での主光線の結像位置を示す。
きの偏心歪曲収差の補正状態を示す為に各物体高におけ
るフィルム面上での主光線の結像位置を示す。
第６図及び表−２に示すように本実施例によれば、第
２レンズ群の平行偏心により偏心収差の発生量を少なく
しつつ偏心歪曲を良好に補正し、かつ所定の画像のブレ
を補正した高い光学性能を有した変倍光学系を達成して
いる。
２レンズ群の平行偏心により偏心収差の発生量を少なく
しつつ偏心歪曲を良好に補正し、かつ所定の画像のブレ
を補正した高い光学性能を有した変倍光学系を達成して
いる。
尚、以上の実施例においては第２レンズ群を平行偏心
させて画像のブレを補正した場合について示したが回転
偏心させて行っても、又、双方を同時に行っても同様に
本発明の目的を達成することができる。
させて画像のブレを補正した場合について示したが回転
偏心させて行っても、又、双方を同時に行っても同様に
本発明の目的を達成することができる。
変倍光学系の振動等によるブレはフィルム中心に限ら
ず、どの点を中心にブレていても本発明は良好に適用す
ることができる。
ず、どの点を中心にブレていても本発明は良好に適用す
ることができる。
画像のブレの補正は全変倍範囲にわたり一様に行う代
わりにブレの発生しやすい望遠側においてのみ行うよう
にしても良い。
わりにブレの発生しやすい望遠側においてのみ行うよう
にしても良い。
又、近距離物体等の所定の物体距離においてのみ画像
のブレを補正するようにしても良い。
のブレを補正するようにしても良い。
次に本発明の数値実施例を示す。数値実施例において
Riは物体側より順に第ｉ番目のレンズ面の曲率半径、Di
は物体側より第ｉ番目のレンズ厚及び空気間隔、Niとν
ｉは各々物体側より順に第ｉ番目のレンズのガラスの屈
折率とアッベ数である。
Riは物体側より順に第ｉ番目のレンズ面の曲率半径、Di
は物体側より第ｉ番目のレンズ厚及び空気間隔、Niとν
ｉは各々物体側より順に第ｉ番目のレンズのガラスの屈
折率とアッベ数である。
非球面形状は光軸方向にＸ軸、光軸と垂直方向にＨ
軸、光の進行方向を正としＲを近軸曲率半径、A,B,C,D,
Eを各々非球面係数としたとき なる式で表わしている。
軸、光の進行方向を正としＲを近軸曲率半径、A,B,C,D,
Eを各々非球面係数としたとき なる式で表わしている。
数値実施例 第２面の非球面係数 Ａ＝０ Ｂ＝ 5.319×10-6 Ｃ＝1.919×10-8 Ｄ＝−4.745×10-13 Ｅ＝1.304×10-13 第２レンズ群偏心敏感度；（１−βＰ）・βｑ表 （発明の効果） 本発明によれば変倍光学系を構成するレンズ群のう
ち、前述の条件を満す第２レンズ群を偏心させることに
より画像のブレを補正すると共に、偏心に伴う偏心収差
の発生量を極力押さえた高い光学性能を維持することの
できる防振機能を有した変倍光学系を達成することがで
きる。
ち、前述の条件を満す第２レンズ群を偏心させることに
より画像のブレを補正すると共に、偏心に伴う偏心収差
の発生量を極力押さえた高い光学性能を維持することの
できる防振機能を有した変倍光学系を達成することがで
きる。
【図面の簡単な説明】 第１〜第３図は本発明の変倍光学系において画像のブレ
を補正する方法の一実施例の模式図、第４図は本発明の
変倍光学系の数値実施例のレンズ断面図、第５図
（Ａ），（Ｂ）は本発明の数値実施例の収差図、第６図
（Ａ），（Ｂ）は本発明の数値実施例において第２レン
ズ群を偏心させたときの収差図である。 図中、I,II,IIIは各々第1,第2,第３レンズ群、y0は物体
高、y1は像高である。
を補正する方法の一実施例の模式図、第４図は本発明の
変倍光学系の数値実施例のレンズ断面図、第５図
（Ａ），（Ｂ）は本発明の数値実施例の収差図、第６図
（Ａ），（Ｂ）は本発明の数値実施例において第２レン
ズ群を偏心させたときの収差図である。 図中、I,II,IIIは各々第1,第2,第３レンズ群、y0は物体
高、y1は像高である。
Claims (4)
- 【請求項１】レンズ群Ｐの物体側及び像面側に少なくと
も１つのレンズ群を有し、該レンズ群Ｐと隣接するレン
ズ群との間隔のうち少なくとも一方の間隔が少なくとも
変倍の際、若しくはフォーカスの際に変化する構成の変
倍光学系であって、該変倍光学系の傾きにより生ずる撮
影画像のブレをブレ検出手段により検出し、該ブレ検出
手段からの出力信号に応じて駆動手段により前記レンズ
群Ｐを光軸と直交する方向に移動させることにより影響
画像のブレを補正すると共に、前記レンズ群Ｐの焦点距
離をfP、望遠端における全系の焦点距離をfT、任意の変
倍位置における前記レンズ群Ｐの近軸横倍率をβＰ、レ
ンズ群Ｐよりも像面側に配置されているレンズ系全体に
よる近軸横倍率をβｑとしたとき 0.1＜｜（１−βＰ）・βq|＜10 0.02＜|fP/fT|＜５ なる条件を満足することを特徴とする防振機能を有した
変倍光学系。 - 【請求項２】任意の変倍位置における前記変倍光学系の
焦点距離をｆ、前記変倍光学系が全体として角度ε傾い
て撮影画像のブレが生じたとき、前記レンズ群Ｐを 程度平行偏心させたとき、該撮影画像のブレが補正され
るように前記複数のレンズ群の光学的諸定数を設定した
ことを特徴とする請求項１記載の防振機能を有した変倍
光学系。 - 【請求項３】任意の変倍位置において前記レンズ群Ｐよ
りも物体側に配置されているレンズ系全体の焦点距離を
fOとしたとき 0.1＜|fO/fP|＜10 なる条件を満足することを特徴とする請求項１記載の防
振機能を有した変倍光学系。 - 【請求項４】任意の変倍位置において前記レンズ群Ｐよ
りも像面側に配置されているレンズ系全体の焦点距離を
fqとしたとき 0.1＜|fq/fP|＜10 なる条件を満足することを特徴とする請求項１記載の防
振機能を有した変倍光学系。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63015412A JP2560377B2 (ja) | 1988-01-26 | 1988-01-26 | 防振機能を有した変倍光学系 |
| US07/261,231 US5270857A (en) | 1987-10-30 | 1988-10-24 | Optical system for stabilizing an image |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63015412A JP2560377B2 (ja) | 1988-01-26 | 1988-01-26 | 防振機能を有した変倍光学系 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01191112A JPH01191112A (ja) | 1989-08-01 |
| JP2560377B2 true JP2560377B2 (ja) | 1996-12-04 |
Family
ID=11888029
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63015412A Expired - Lifetime JP2560377B2 (ja) | 1987-10-30 | 1988-01-26 | 防振機能を有した変倍光学系 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2560377B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10293237A (ja) * | 1997-04-18 | 1998-11-04 | Canon Inc | レンズ鏡筒およびこれを備えた撮像装置 |
| US7558004B2 (en) | 2006-04-06 | 2009-07-07 | Fujinon Corporation | Variable power optical system |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2581193B2 (ja) * | 1988-09-19 | 1997-02-12 | キヤノン株式会社 | 防振機能を有した変倍光学系 |
| JP2727091B2 (ja) * | 1988-11-17 | 1998-03-11 | 旭光学工業株式会社 | 振動補償型望遠レンズ |
| JP2836142B2 (ja) * | 1989-12-07 | 1998-12-14 | ミノルタ株式会社 | ズームレンズ |
| JPH04362909A (ja) * | 1991-01-23 | 1992-12-15 | Nikon Corp | 防振補正光学系を備えたズームレンズ |
| EP0592916B1 (en) * | 1992-10-14 | 1998-01-21 | Nikon Corporation | Zoom lens incorporating vibration-proofing function |
| JPH06281988A (ja) * | 1993-03-30 | 1994-10-07 | Nikon Corp | 防振光学装置 |
| EP0881516A1 (en) * | 1993-11-29 | 1998-12-02 | Nikon Corporation | Lens capable of short distance photographing with vibration reduction function |
| US5831768A (en) * | 1994-10-06 | 1998-11-03 | Nikon Corporation | Zoom lens capable of shifting an image |
| US5917663A (en) * | 1995-02-10 | 1999-06-29 | Nikon Corporation | Wide-angle lens with an image stabilizing function |
| US5774267A (en) * | 1995-10-20 | 1998-06-30 | Nikon Corporation | Zoom lens |
| US5841588A (en) * | 1996-03-06 | 1998-11-24 | Nikon Corporation | Zoom lens system with vibration reduction means |
| JP4374853B2 (ja) | 2002-12-27 | 2009-12-02 | 株式会社ニコン | 防振ズームレンズ |
| US8369642B2 (en) | 2006-11-21 | 2013-02-05 | Stmicroelectronics (Research & Development) Ltd | Artifact removal from phase encoded images |
| EP1926047A1 (en) | 2006-11-21 | 2008-05-28 | STMicroelectronics (Research & Development) Limited | Artefact Removal from Phase Encoded Images |
| EP2110702B1 (en) | 2008-04-16 | 2012-03-14 | STMicroelectronics (Research & Development) Limited | Compact optical zoom with extended depth of field through wavefront coding using a phase mask |
-
1988
- 1988-01-26 JP JP63015412A patent/JP2560377B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10293237A (ja) * | 1997-04-18 | 1998-11-04 | Canon Inc | レンズ鏡筒およびこれを備えた撮像装置 |
| US7558004B2 (en) | 2006-04-06 | 2009-07-07 | Fujinon Corporation | Variable power optical system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01191112A (ja) | 1989-08-01 |
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