JP2754547B2 - Imaging system having image deflection means - Google Patents

Imaging system having image deflection means

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JP2754547B2
JP2754547B2 JP62335219A JP33521987A JP2754547B2 JP 2754547 B2 JP2754547 B2 JP 2754547B2 JP 62335219 A JP62335219 A JP 62335219A JP 33521987 A JP33521987 A JP 33521987A JP 2754547 B2 JP2754547 B2 JP 2754547B2
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lens group
apex angle
chromatic aberration
lens
magnification
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【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は画像偏向手段を有した撮影系に関し、特にレ
ンズ系中にプリズム頂角を可変とする可変頂角プリズム
を設け、該可変頂角プリズムにより撮影画像を偏向させ
振動等による画像のブレを補正した写真用カメラやビデ
オカメラ等に好適な画像偏向手段を有した撮影系に関す
るものである。 (従来の技術) 進行中の車上等から撮影すると撮影系に振動が伝わ
り、撮影画像にブレが生じてくる。従来よりこのときの
画像のブレを光学系中に平行平面板や可変頂角プリズム
を配置して補正した画像偏向手段を有した撮影系が種々
と提案されている。 例えば、可変頂角プリズムを利用して画像のブレを補
正した撮影系が特公昭56−21133号公報で提案されてい
る。同公報では2枚の平行平面ガラスの間に液体や透明
弾性体を封入し、2枚の平行平面板のなす角度を可変と
して画像のブレを補正している。 この他、同公報では曲率を有する平凸レンズと平凹レ
ンズを球面間で摺動させることにより、相対する平面の
なす角度を可変にして画像のブレを補正した撮影系を提
案している。 一般に画像のブレを補正する為に可変頂角プリズムを
レンズ系の前方やレンズ系中に配置した場合、可変頂角
プリズムの頂角にある程度の角度がついてくると、プリ
ズムの色分散により画像の偏向と共に偏心倍率色収差が
発生してくる。 この作用を第10図に示す。Pは可変頂角プリズムであ
り、第10図(A)の様に頂角を変化させた状態になる
と、d線よりg線の方が大きく偏向される。従って、第
10図(B)の様に可変頂角をマスターレンズMに取り付
け像の偏向を行なおうとすると偏心倍率色収差が発生す
ることになる。 この偏心倍率色収差は画面中心から周辺まで全画面に
わたり略同一量、同一方向に発生し、コントラストの低
下や色のにじみの原因となってくる。このように偏心倍
率色収差は通常の倍率色収差と異なり主被写体の画面中
心にも発生してくるので画質低下の大きな原因となって
いる。 これに対して米国特許第3514192号や特公昭57−7116
号公報では分散の異なる可変頂角プリズムを2つ用い、
色消し条件を満足するように一定の角度比を保ちつつ駆
動させて、偏心倍率色収差の発生を少なくした撮影系を
提案している。 しかしながら、この方法は2つの可変頂角プリズムを
必要とし、偏向素子の厚さが長くなり、又、2つのプリ
ズムを一定の頂角比を保ちつつ駆動させる構造が比較的
複雑になる傾向があった。 又、特開昭61−223819号公報においては、可変頂角プ
リズムとは別に撮影系の後方に屈折力が殆どゼロに等し
い接合レンズを設け、可変頂角プリズムの動きと同調し
て光軸と垂直方向に偏心駆動することにより、可変頂角
プリズム方式で偏心倍率色収差を補正した撮影系を提案
している。 この方法は離れた場所にある2つの光学素子を正確に
同調して駆動しなければならず制御構造が複雑となり、
装置が大型化し、又、光学系中に動かす部材が増え、更
に接合レンズの傾きによる影響も発生してくる等の問題
点があった。 この他、特公昭56−40805号公報では平凸レンズと平
凹レンズの回転摺動方式を利用して、実質的に頂角を可
変としたプリズムを形成して画像のブレを補正した撮影
系を提案している。 しかしながら、この方式は偏心倍率色収差の発生は小
さくすることが出来るが可変頂角プリズムが比較的大型
化する傾向があった。 (発明が解決しようとする問題点) 本発明はレンズ系中に頂角が可変の可変頂角プリズム
を配置し、撮影画像のブレを補正する際、該可変頂角プ
リズムより物体側に配置した第1レンズ群と画像側に配
置した第2レンズ群のレンズ構成及び該可変頂角プリズ
ムの構成を適切に設定することにより、画面全体の光学
性能、特に倍率色収差の変動を良好に補正しつつ撮影画
像のブレを補正することのできる画像偏向手段を有した
撮影系の提供を目的とする。 (問題点を解決するための手段) 物体側より順に固定の第1レンズ群、頂角が可変の可
変頂角プリズム、そして固定の第2レンズ群を有し、該
可変頂角プリズムの頂角を変化させることにより撮影画
像を偏向させるようにした画像偏向手段を有した撮影系
において、前記可変頂角プリズムの近傍に絞りを配置
し、全系の焦点距離を1と正規化したときの前記第1レ
ンズ群と第2レンズ群の倍率色収差係数を各々T1,T2
前記可変頂角プリズムの基準波長と第2波長に対する屈
折率を各々NP,NP′とし δNP=|NP−NP|としたとき −0.012<T2−(δNP)/(NP−1)<0.012 ……(1) なる条件を満足することである。 (実施例) 第1図,第2図,第3図は本発明の数値実施例1,2,3
のレンズ断面図である。同図においてIは固定の第1レ
ンズ群、Pは頂角が可変の可変頂角プリズムで画像偏向
手段の一部を構成している。IIは固定の第2レンズ群で
ある。 本実施例では可変頂角プリズムPのプリズム頂角を変
化させることにより、撮影画像のブレを補正している。
このうち第1,第2図に示す実施例では2枚の硝子板の間
に透明なシリコンゴムを封入し、可変頂角プリズムを構
成し、その頂角をアクチュエーターで駆動して変化させ
画像ブレを補正している。 本実施例においては第1レンズ群を射出する光線が略
アフォーカルになっている。可変頂角プリズムに入射す
る光束の軸上光束がアフォーカルに近いと、即ち全系の
焦点距離をfTとしたとき軸上近軸光線の傾角αが略|α
|<0.3<fTの条件を満たす程度に小さいと、アフォー
カル光束でない場合に比べて可変頂角プリズムに於ける
偏心コマ収差、偏心非点収差、偏心像面湾曲の発生が小
さく、第2レンズ群の部分系の球面収差、コマ収差及び
非点収差を小さく補正しておけば偏心コマ収差、偏心非
点収差、偏心像面湾曲の発生を原理的に小さくでき、第
2レンズ群の構成レンズ枚数を少なくすることができ
る、。 又、本実施例の様に2枚の硝子板の間に透明なシリコ
ンゴムを封入したもので可変頂角プリズムを構成する
と、厚さの薄い可変頂角プリズムを達成することができ
る特長がある。 第3図に示す実施例では相対するレンズ面が同じ曲率
半径を有する平凸レンズと平凹レンズより可変頂角プリ
ズムを形成し、対向するレンズ面を互いに摺動すること
によって相対する平面のなす角度を可変とし実質的に頂
角を変化させている。 本発明では以上のような構成において第1レンズ群と
第2レンズ群のレンズ構成、及び可変頂角プリズムの構
成を前述の如く設定することにより、画面全体の光学性
能を良好に維持しつつ撮影画像のブレを補正している。 第7図はレンズ系中の任意に1つのレンズ面νが角度
εv偏心したときの偏心収差係数の説明図、第8図は本
発明に係る撮影系において可変頂角プリズムの頂角を変
化させない場合、第9図は可変頂角プリズムの頂角を変
化させた場合の説明図である。 このうち第8図は基準波長としてのd線と第2波長と
してのg線の2つの波長における軸上光束と軸外光束の
光路を示している。又、第9図は可変頂角プリズムの頂
角をε変化させたとき、d線とg線の2つの波長におけ
る軸上光束の光路が△Y偏向した状態を示している。 まず本実施例における偏心収差について第7図を用い
て説明する。第7図に示すようにレンズ系中の第νレン
ズ面νが角度ε傾いたときの偏心収差については『三
次の偏心収差と公差の設定、1975年、レンズ設計セミナ
ー,chapter 7;尾関』に述べられている。それによると
偏心倍率色収差△(△Y)は △(△Y)=cosφ・ε・fTと表わせる。ここで収差係数及び近軸量は全系の焦点距
離を1に正規化したときの値であり、fTは全系の焦点距
離、は第νレンズ面νが傾いたときの偏心倍率色収
差係数である。 次にこの式を可変頂角プリズムに適用し、変形して整
理する。プリズム面を添字P、可変頂角プリズム以後の
固定レンズ群、即ち第2レンズ群を添字2で表わすと、 △(△Y)=−cosφ・ε・fT・ {(NP−1)(PL2−hPT2)+hP(δNP)}/
α′ となる。ここでNPは可変頂角プリズムに対する基準波
長、例えばd線の屈折率、(δNP)は可変頂角プリズム
の第2波長、例えばg線の屈折率をN2としたときの基準
波長d線の屈折率の差|NP−N2|である。偏心倍率色収差
が発生しないためには△(△Y)≒0である必要がある
から (NP−1)(−LPT2)+hP(δNP)≒0 の条件を第2レンズ群の係数L2及びT2が満たせば良い。
この式では第2レンズ群の軸上色収差と倍率色収差の両
者が関係するようになっているが、本発明の様にレンズ
内部に可変頂角プリズムを設ける場合には絞りの近傍と
みなせることが多く、その場合にはは小さな値とな
り第2レンズ群の倍率色収差が偏心倍率色収差の補正に
対して支配的になってくる。従って、一般には T2≒(δNP)/(NP−1) の条件を満足するように第2レンズ群の色収差補正を行
なえば良い。 この式の右辺は正の値なので、第2レンズ群の倍率色
収差をアンダーに大きく発生する様に補正しておけば偏
心倍率色収差の発生が小さくなることができる。実際に
は、係数T2が前述の如く −0.012<T2−(δNP)/(NP−1)<0.012 ……(1) の条件式を満足する程度になっていれば偏心倍率色収差
の発生を影響ない程度に小さくすることができる。条件
式(1)の下限値を越えると偏心倍率色収差の補正が不
足であり、上限値を越えると偏心倍率色収差が補正過剰
であり、補正していないときとは逆の方向に偏心倍率色
収差が発生する。 さらに、基準状態の倍率色収差を補正するためには、
T1を第1レンズ群の倍率色収差係数とすると の条件式を満足することが良い。これは第1レンズ群の
倍率色収差を第2レンズ群とは逆方向に発生させ、バラ
ンス良く補正することを意味している。 条件式(2)の下限値を外れると基準状態で倍率色収
差がオーバー方向に残存し、条件式(2)の上限値を外
れると基準状態で倍率色収差がアンダー方向に残存し、
基準状態の倍率色収差が大きく、満足な画質が得られな
くなっている。 尚、以上の式で各レンズ面の倍率色収差係数Tiは松居
の『レンズ設計法』('81共立出版社)によると全系の
焦点距離を1と正規化すると 但し、 と表わせ、全系の倍率色収差△(△y)は で表わせる。 次に第8図,第9図を用いて可変頂角プリズムによる
倍率色収差係数について説明する。 楔角εがついた可変頂角プリズムに於いては、d線よ
りもg線の光線のほうが大きく屈折するため可変頂角プ
リズムによる倍率色収差(これは偏心倍率色収差でもあ
る)△(△Y)は △(△Y)∝ tan(△ω) △ω≒−ε・(NP−1) (NPはプリズムの屈折率) と可変頂角プリズムの偏向角に比例してオーバー方向に
発生する。一方、倍率色収差は画角に比例する。頂角を
変化させた偏心の状態では上記光線が第2レンズ群に入
射するときの画角は可変頂角プリズムを通過する光線の
偏向角に相当する。第2レンズ群で倍率色収差が発生す
るようにし補正し、このとき第2レンズ群で発生する倍
率色収差△(△Y)は第2レンズ群の倍率色収差係数
をT2とすると、 △(△Y)∝−T2tan(△ω) と画角に比例する値だけ発生する。 本実施例では第2レンズ群の倍率色収差係数T2を正の
値に選び、即ち第2レンズ群で倍率色収差をアンダーに
発生するように補正し、これにより可変頂角プリズムで
発生した倍率色収差を打ち消し、全系ではバランス良く
偏心倍率色収差を補正している。 軸外光の主光線も偏向方向と同じ側では第2レンズ群
への入射角が基準状態よりも偏心状態の方が大きくな
り、第2レンズ群で発生するアンダーの倍率色収差が大
きくなる。これにより可変頂角プリズムで発生するオー
バーの倍率色収差を補正している。 又、本実施例では第1レンズ群では倍率色収差がオー
バーに発生するような色収差の補正をし、第2レンズ群
で倍率色収差がアンダーに大きく発生するような色収差
の補正をし、全体的にバランス良く倍率色収差を補正し
ている。 本実施例にように2つの固定レンズ群の間に可変頂角
プリズムを設けた撮影系においては可変頂角プリズムに
よる像面上の画像の偏向△Yは第1レンズ群の像が可変
頂角プリズムにより△Y1だけ偏向されて然る後に第2レ
ンズ群によって結像倍率βでリレーされて生ずる。す
なわち、 △Y1=S・tan{(NP−1)・ε} △Y=(△Y1)・β =S・β・tan{NP−1)・ε} となる。 ここでSは可変頂角プリズムから第1レンズ群の結像
面迄の距離である。同様に第2波長の像の偏向△Y′
は、 △Y′=S′β′・tan{(NP′−1)・ε} これから偏心倍率色収差△(△Y)=△Y′−△Y
が0になる条件は、 S′β′/(S・β) =tan{(NP−1)・ε}/tan{(NP′−1)
ε} ≒(NP−1)/(NP′−1) である。 第1レンズ群の色収差が小さいときはS′≒Sなの
で、 β′/β≒(NP−1)/(NP′−1) と近似できる。これから第2レンズ群の各波長の結像倍
率を、可変頂角プリズムの各波長の(NP−1)に反比例
するように設計すれば良い。 本実施例では第1レンズ群がアフォーカルでないと
き、即ち第1レンズ群の全系の焦点距離を各々f1,fとし
たとき|f1|<20fのとき結像倍率β及びβ′が を満足するように設定し、これにより偏心倍率色収差の
発生を影響ない程度に小さくしている。 条件式(3)の上限値を越えると偏心倍率色収差の補
正が不足となり、下限値を越えると偏心倍率色収差が補
正過剰であり、補正していないときとは逆の方向に偏心
倍率色収差が発生するので良くない。 又、第1レンズ群を射出する光束がアフォーカルの場
合、特に|f1|>20fのときは第2レンズ群の焦点距離をf
2とすると、 △Y=f2・tan{(NP−1)・ε} と表わされる。同様に第2波長に付いても △Y′=f2′・tan{(NP′−1)・ε} と表わされる。これから偏心倍率色収差 △(△Y)
=△Y′−△Yが0になる条件は、 f2′/f2 =tan{(NP−1)・ε)/tan{(NP′−1)・ε
} ≒(NP−1)/(NP′−1) となる。 第2レンズ群の各波長の焦点距離を、可変頂角プリズ
ムの各波長の(NP−1)に反比例するように設定すれば
良い。これも第2レンズ群で倍率色収差をアンダーに発
生して可変頂角プリズムで発生する偏心倍率色収差を補
正することを意味している。 本実施例では第2レンズ群の基準波長の焦点距離f2
び第2波長の焦点距離f2′が の条件式を満足するように設定し、偏心倍率色収差の発
生を影響ない程度に小さくしている。 条件式(4)の上限値を越えると偏心倍率色収差の補
正が不足であり、下限値を越えると偏心倍率色収差が補
正過剰であり、補正していないときとは逆の方向に偏心
倍率色収差が発生するので良くない。 尚、本実施例において撮影系が写真レンズの場合は基
準波長にd線をとり、第2波長にg線を選ぶのが良いが
第2波長としてd線より長い波長の光を選択しても良
い。その他の光学機器に於いては、基準波長はその光学
機器に於ける主波長をとり、第2波長は使用する最も短
い波長の光を選択するのが良い。 本実施例に於いて、第1,第2レンズ群は偏心駆動に関
して固定であるが、該レンズ群にフォーカスレンズ群や
変倍レンズ群の様な光軸方向に移動するレンズ群を有し
ていても良い。 尚、本実施例において更に良好なる倍率色収差の補正
を行う為には第2レンズ群で倍率色収差をアンダー方向
に発生させるのが良く、この為には第2レンズ群を次に
如く構成するのが良い。 即ち、第2レンズ群をレンズ群中の最も大きな空気間
隔を境にして物体側より第2Aレンズ群と第2Bレンズ群の
2つのレンズ群に分け、該第2Bレンズ群を構成する各レ
ンズの屈折力をφ2Bi、材質のアッベ数をν2Bi、等価ア
ッベ数をV2Bとし、 としたとき V2B < 40 ……(5) なる条件を満足することである。 条件式(5)を外れて等価アッベ数V2Bが大きくなっ
てくると、第2Bレンズ群の屈折力を増加させねばなら
ず、この結果、コマ収差や非点収差が多く発生してくる
ので良くない。 尚、以上の各実施例において可変頂角プリズムの両側
の面は全くの平面でなくても緩い曲率が付いていても良
い。 本実施例のおける撮影系はシフトレンズやオートレベ
ル等の光学機器にも適用することができる。 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。 尚、比較参考の為に数値実施例1の可変頂角プリズム
を第1レンズ群の物体側に配置した場合(第11図)の諸
収差図を第12図(A),(B)に示す。 (発明の効果) 本発明によれば前述の如く各レンズ群及び可変頂角プ
リズムを構成することにより、特別な機構を設けること
なく可変頂角プリズム方式を利用したときの問題点であ
った偏心倍率色収差の発生を小さく補正することがで
き、偏心駆動したときの色のにじみが少なくコントラス
トの高い、高画質の画像も得られ、しかも基準状態の倍
率色収差も小さく補正した画像偏向手段を有した撮影系
を達成することができる。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a photographing system having an image deflecting means, and more particularly, to a variable vertex angle prism for changing a prism vertex angle in a lens system, and the variable vertex angle. The present invention relates to a photographing system having image deflecting means suitable for a photographic camera, a video camera, or the like, in which a photographed image is deflected by a prism to correct image blur due to vibration or the like. (Prior Art) When an image is taken from a vehicle or the like in progress, vibrations are transmitted to a photographing system, and the photographed image is blurred. Conventionally, various imaging systems having image deflection means for correcting image blurring at this time by disposing a parallel plane plate or a variable apex prism in an optical system have been proposed. For example, Japanese Patent Publication No. 56-21133 proposes a photographing system in which image blur is corrected using a variable apex angle prism. In this publication, a liquid or a transparent elastic body is sealed between two parallel flat glass plates, and the angle between the two parallel flat plates is made variable to correct image blur. In addition, the publication proposes an imaging system in which the angle between the opposing planes is made variable by sliding a plano-convex lens and a plano-concave lens having a curvature between spherical surfaces to correct image blurring. Generally, when a variable apex angle prism is arranged in front of or in a lens system to correct image blur, if the apex angle of the variable apex angle prism has a certain angle, the chromatic dispersion of the prism causes the image to be distorted. The eccentric magnification chromatic aberration occurs along with the deflection. This effect is shown in FIG. P is a variable apex angle prism. When the apex angle is changed as shown in FIG. 10 (A), the g-line is deflected more than the d-line. Therefore,
As shown in FIG. 10 (B), when the variable apex angle is attached to the master lens M to deflect the image, chromatic aberration of eccentric magnification occurs. The eccentric magnification chromatic aberration is generated in substantially the same amount and in the same direction over the entire screen from the center to the periphery of the screen, which causes a decrease in contrast and color bleeding. As described above, the eccentric magnification chromatic aberration is also generated at the center of the screen of the main subject unlike the normal chromatic aberration of magnification, and is a major cause of image quality deterioration. In contrast, U.S. Pat. No. 3,514,192 and Japanese Patent Publication No. 57-7116
In the publication, two variable apex prisms having different dispersions are used,
There has been proposed an imaging system in which eccentric magnification chromatic aberration is reduced by driving while maintaining a constant angle ratio so as to satisfy the achromatic condition. However, this method requires two variable apex angle prisms, increases the thickness of the deflecting element, and tends to have a relatively complicated structure for driving the two prisms while maintaining a constant apex angle ratio. Was. In Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-223819, a cemented lens having a refractive power almost equal to zero is provided at the rear of the imaging system separately from the variable apex angle prism, and the optical axis is synchronized with the movement of the variable apex angle prism. An imaging system has been proposed in which eccentric magnification chromatic aberration is corrected by a variable apex angle prism system by eccentric driving in the vertical direction. In this method, two optical elements located at remote locations must be driven in precise synchronization, and the control structure is complicated,
There have been problems such as an increase in the size of the apparatus, an increase in the number of members to be moved in the optical system, and the influence of the inclination of the cemented lens. In addition, Japanese Patent Publication No. Sho 56-40805 proposes a photographing system that corrects image blur by forming a prism with a substantially variable apex angle using a rotating sliding method of a plano-convex lens and a plano-concave lens. doing. However, although this method can reduce the occurrence of eccentric magnification chromatic aberration, the variable apex angle prism tends to be relatively large. (Problems to be Solved by the Invention) According to the present invention, a variable apex angle prism having a variable apex angle is arranged in a lens system, and is arranged on the object side with respect to the variable apex angle prism when correcting blurring of a photographed image. By appropriately setting the lens configuration of the first lens group and the second lens group disposed on the image side and the configuration of the variable apex angle prism, it is possible to satisfactorily correct the optical performance of the entire screen, particularly the fluctuation of the chromatic aberration of magnification. It is an object of the present invention to provide a photographing system having an image deflecting unit capable of correcting a blur of a photographed image. (Means for Solving the Problem) A fixed first lens group, a variable apex prism with a variable apex angle, and a fixed second lens group in that order from the object side, and the apex angle of the variable apex prism In a photographing system having an image deflecting means for deflecting a photographed image by changing the distance, a diaphragm is arranged in the vicinity of the variable apex angle prism, and when the focal length of the entire system is normalized to 1, The magnification chromatic aberration coefficients of the first lens group and the second lens group are T 1 and T 2 , respectively.
Each N P refractive index with respect to the reference wavelength and the second wavelength of the variable apex angle prism, and N P 'δNP = | N P -N P | time was -0.012 <T 2 - (δNP) / (N P - 1) <0.012 ... (1) Satisfying the following conditions. (Embodiment) FIGS. 1, 2 and 3 show numerical embodiments 1, 2, and 3 of the present invention.
It is a lens sectional view of. In the figure, I is a fixed first lens group, and P is a variable apex angle prism with a variable apex angle, which constitutes a part of the image deflecting means. II is a fixed second lens group. In this embodiment, the blur of the photographed image is corrected by changing the prism apex angle of the variable apex angle prism P.
In the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, transparent silicon rubber is sealed between two glass plates to form a variable apex prism, and the apex angle is changed by driving the apex angle with an actuator to correct image blur. doing. In this embodiment, the light beam emitted from the first lens group is substantially afocal. When the axial light beam of the light beam incident on the variable apex angle prism is close to an afocal, that of the axial paraxial ray when the focal length of the whole system is f T inclination alpha is approximately | alpha
If it is small enough to satisfy the condition of | <0.3 <f T , the occurrence of eccentric coma, eccentric astigmatism, and eccentric field curvature in the variable apex angle prism is smaller than in the case where the afocal light beam is not used. If the spherical aberration, coma and astigmatism of the sub-system of the lens group are corrected to be small, the occurrence of eccentric coma, eccentric astigmatism and eccentric field curvature can be reduced in principle, and the configuration of the second lens group The number of lenses can be reduced. Further, when the variable apex angle prism is formed by enclosing transparent silicon rubber between two glass plates as in this embodiment, there is a feature that a variable apex angle prism having a small thickness can be achieved. In the embodiment shown in FIG. 3, a variable apex angle prism is formed by a plano-convex lens and a plano-concave lens whose opposing lens surfaces have the same radius of curvature, and the angle between the opposing planes is formed by sliding the opposing lens surfaces together. It is variable and the apex angle is substantially changed. In the present invention, by setting the lens configurations of the first lens unit and the second lens unit and the configuration of the variable apex angle prism as described above in the above-described configuration, shooting is performed while maintaining the optical performance of the entire screen in a good condition. Image blur is corrected. FIG. 7 is an explanatory view of an eccentric aberration coefficient when any one lens surface ν in the lens system is decentered by an angle εv, and FIG. 8 does not change the apex angle of the variable apex prism in the imaging system according to the present invention. FIG. 9 is an explanatory diagram in the case where the apex angle of the variable apex angle prism is changed. FIG. 8 shows the optical paths of the on-axis light beam and the off-axis light beam at two wavelengths, the d-line as the reference wavelength and the g-line as the second wavelength. FIG. 9 shows a state in which the optical path of the axial luminous flux at two wavelengths, d-line and g-line, is deflected by ΔY when the apex angle of the variable apex angle prism is changed by ε. First, the eccentric aberration in the present embodiment will be described with reference to FIG. For decentering aberration when the ν lens surface of the lens system as shown in FIG. 7 ν is inclined angle epsilon v "Setting tertiary decentering aberrations and tolerances, 1975, lens design seminars, chapter 7; Ozeki" It is described in. An eccentric lateral chromatic aberration according to which △ (△ Y) is △ (△ Y) = cosφ V · V · ε V · f T / α K ' Can be expressed as Here, the aberration coefficient and the paraxial amount are values when the focal length of the entire system is normalized to 1, f T is the focal length of the entire system, and V is the eccentric magnification chromatic aberration when the ν lens surface ν is inclined. It is a coefficient. Next, this equation is applied to a variable apex angle prism, modified and arranged. When the prism surface is represented by a suffix P and the fixed lens group after the variable apex prism, that is, the second lens group is represented by a suffix 2, Δ (△ Y) = − cos φ P · ε P · f T · {(N P −1) ) (P L 2 -h P T 2) + h P (δN P)} /
α K ′. Where N P is variable apex angle reference wavelength for the prism, for example, the refractive index of the d-line, (.delta.N P) is reference wavelength d line when the second wavelength of the variable apex angle prism, for example, the refractive index of the g-line and an N2 Is the difference | N P −N 2 | For eccentric lateral chromatic aberration is not generated △ (△ Y) because there must be ≒ 0 (N P -1) ( P -L P T 2) + h P (δN P) ≒ 0 proviso second lens What is necessary is that the group coefficients L 2 and T 2 are satisfied.
In this equation, both the axial chromatic aberration and the chromatic aberration of magnification of the second lens group are related. However, when a variable apex angle prism is provided inside the lens as in the present invention, it can be regarded as near the stop. In many cases, P becomes a small value in this case, and the chromatic aberration of magnification of the second lens group becomes dominant in correcting the eccentric chromatic aberration. Therefore, in general, the chromatic aberration of the second lens group should be corrected so as to satisfy the condition of T 2 ≒ (δN P ) / (N P −1). Since the right side of this equation is a positive value, if the chromatic aberration of magnification of the second lens group is corrected so as to generate a large under value, the occurrence of eccentric chromatic aberration can be reduced. Actually, if the coefficient T 2 satisfies the condition of −0.012 <T 2 − (δN P ) / (N P −1) <0.012 (1) as described above, the chromatic aberration of eccentric magnification is obtained. Can be reduced to such an extent as not to affect the occurrence. If the lower limit value of conditional expression (1) is exceeded, the correction of the eccentric magnification chromatic aberration is insufficient. If the upper limit value is exceeded, the eccentric magnification chromatic aberration is excessively corrected. Occur. Furthermore, in order to correct the lateral chromatic aberration in the reference state,
If T 1 is the chromatic aberration of magnification of the first lens group, It is better to satisfy the conditional expression (1). This means that the chromatic aberration of magnification of the first lens group is generated in a direction opposite to that of the second lens group, and is corrected with good balance. If the lower limit of conditional expression (2) is exceeded, lateral chromatic aberration will remain in the over direction in the reference condition, and if the upper limit value of conditional expression (2) is not satisfied, lateral chromatic aberration will remain in the under direction in the reference condition,
The chromatic aberration of magnification in the reference state is large, and satisfactory image quality cannot be obtained. According to the above formula, according to Matsui's “Lens Design Method” ('81 Kyoritsu Shuppan), the magnification chromatic aberration coefficient T i of each lens surface is obtained by normalizing the focal length of the entire system to 1. However, And the chromatic aberration of magnification △ (△ y) of the entire system is Can be represented by Next, the magnification chromatic aberration coefficient by the variable apex angle prism will be described with reference to FIGS. In the variable apex angle prism with the wedge angle ε, the chromatic aberration of magnification due to the variable apex angle prism (this is also the eccentric magnification chromatic aberration) △ (△ Y) because the ray of the g-line is refracted more than the d-line. P is △ (△ Y) P α tan (△ ω) △ ω ≒ -ε · (N P -1) (N P is the refractive index of the prism) in the over direction in proportion to the deflection angle of the variable apex angle prism Occur. On the other hand, chromatic aberration of magnification is proportional to the angle of view. In an eccentric state in which the apex angle is changed, the angle of view when the light ray enters the second lens group corresponds to the deflection angle of the light ray passing through the variable apex angle prism. When the magnification chromatic aberration in the second lens group is corrected so as to generate, at this time magnification chromatic aberration △ (△ Y) 2 generated in the second lens group to the magnification chromatic aberration coefficient of the second lens group and T 2, △ (△ Y) 2 ∝−T 2 tan (△ ω) and a value proportional to the angle of view are generated. In the present embodiment, the magnification chromatic aberration coefficient T 2 of the second lens group is selected to be a positive value, that is, the magnification chromatic aberration is corrected so as to generate under chromatic aberration in the second lens group. And the eccentric magnification chromatic aberration is corrected in a well-balanced manner in the entire system. On the same side of the deflection direction as the principal ray of the off-axis light, the angle of incidence on the second lens group is greater in the decentered state than in the reference state, and the under magnification chromatic aberration generated in the second lens group is increased. This corrects over-magnification chromatic aberration generated by the variable apex angle prism. In this embodiment, the first lens group corrects chromatic aberration such that chromatic aberration of magnification occurs excessively, and the second lens group corrects chromatic aberration such that chromatic aberration of magnification largely occurs under. The chromatic aberration of magnification is corrected in a well-balanced manner. In a photographing system in which a variable apex angle prism is provided between two fixed lens groups as in this embodiment, the deflection ΔY of the image on the image plane by the variable apex angle prism is such that the image of the first lens group has a variable apex angle. It generated upon relayed imaging magnification beta 2 by the second lens group and thereafter is deflected by △ Y 1 by a prism. That is, ΔY 1 = S · tan {(N P −1) · ε P } Δ = Y = (・ Y 1 ) · β 2 = S · β 2 · tan {N P -1) · ε P } . Here, S is the distance from the variable apex angle prism to the image plane of the first lens group. Similarly, deflection of the image of the second wavelength △ Y ′
Is, △ Y '= S'β 2' · tan {(N P '-1) · ε P} now decentering lateral chromatic aberration △ (△ Y) = △ Y'- △ Y
Is 0 (S′β 2 ′ / (S · β 2 ) = tan {(N P −1) · ε P } / tan {(N P −1)
ε P } ≒ (N P −1) / (N P ′ −1). When the chromatic aberration of the first lens group is small 'so ≒ S, β 2' S / β 2 ≒ can be approximated by (N P -1) / (N P '-1). From imaging magnification of each wavelength of the second lens group which may be designed so as to be inversely proportional to the (N P -1) of each wavelength of the variable apex angle prism. In the present embodiment, when the first lens unit is not afocal, that is, when the focal lengths of the entire system of the first lens unit are f 1 and f, respectively, | f 1 | <20 f, the imaging magnifications β 2 and β 2 'But Is set so as to satisfy the condition (1), whereby the occurrence of the eccentric magnification chromatic aberration is reduced to such an extent that the influence is not exerted. When the value exceeds the upper limit of conditional expression (3), the correction of the eccentric magnification chromatic aberration becomes insufficient. When the value exceeds the lower limit, the eccentric magnification chromatic aberration is overcorrected. Not so good. When the light beam emitted from the first lens group is afocal, particularly when | f 1 |> 20f, the focal length of the second lens group is set to f.
If it is 2 , it is expressed as ΔY = f 2 · tan ・ (N P -1) · ε P }. Similarly, with the second wavelength △ Y is expressed as' = f 2 '· tan { (N P' -1) · ε P}. Eccentric magnification chromatic aberration △ (ΔY)
= △ Y'- △ Y becomes 0 when f 2 // f 2 = tan {(N P -1) ・ ε P ) / tan {(N P −1-1) ・ ε
P} ≒ becomes (N P -1) / (N P '-1). The focal length of each wavelength of the second lens group, may be set to be inversely proportional to (N P -1) of each wavelength of the variable apex angle prism. This also means that the chromatic aberration of magnification is generated under the second lens group and the chromatic aberration of eccentricity of magnification generated by the variable apex angle prism is corrected. In the present embodiment, the focal length f 2 of the reference wavelength of the second lens group and the focal length f 2 ′ of the second wavelength are Is set so as to satisfy the following conditional expression, and the occurrence of eccentric magnification chromatic aberration is reduced to such an extent as not to be affected. When the value exceeds the upper limit of conditional expression (4), the correction of the eccentric magnification chromatic aberration is insufficient. When the value exceeds the lower limit, the eccentric magnification chromatic aberration is overcorrected. Not good because it occurs. In this embodiment, when the photographing system is a photographic lens, it is preferable to take d-line as the reference wavelength and select g-line as the second wavelength, but it is also possible to select light having a wavelength longer than d-line as the second wavelength. good. In other optical instruments, the reference wavelength is the dominant wavelength in the optical instrument, and the second wavelength is preferably the light of the shortest wavelength used. In the present embodiment, the first and second lens groups are fixed with respect to eccentric driving, but the lens groups include a lens group that moves in the optical axis direction, such as a focus lens group and a variable power lens group. May be. In this embodiment, in order to perform better correction of the chromatic aberration of magnification, it is preferable that the chromatic aberration of magnification is generated in the under direction by the second lens group. For this purpose, the second lens group is configured as follows. Is good. That is, the second lens group is divided into two lens groups of a 2A lens group and a 2B lens group from the object side with the largest air gap in the lens group as a boundary, and each lens constituting the second B lens group is divided into two. The refractive power is φ2Bi, the Abbe number of the material is ν2Bi, the equivalent Abbe number is V2B, In this case, the following condition is satisfied: V2B <40. If the equivalent Abbe number V2B increases as a result of deviating from the conditional expression (5), the refracting power of the second B lens unit must be increased. As a result, a large amount of coma and astigmatism is generated, which is good. Absent. In each of the above embodiments, the surfaces on both sides of the variable apex angle prism are not necessarily flat, but may have a gentle curvature. The photographing system according to the present embodiment can be applied to optical devices such as a shift lens and an automatic level. Next, numerical examples of the present invention will be described. In numerical examples
Ri is the radius of curvature of the i-th lens surface in order from the object side,
Is the i-th lens thickness and air gap from the object side, Ni and ν
i is the refractive index and Abbe number of the glass of the i-th lens in order from the object side. 12A and 12B show various aberration diagrams when the variable apex angle prism of Numerical Example 1 is disposed on the object side of the first lens unit (FIG. 11) for comparison. . (Effects of the Invention) According to the present invention, by configuring each lens group and the variable apex angle prism as described above, the eccentricity which is a problem when the variable apex angle prism method is used without providing a special mechanism. It has an image deflecting means capable of correcting the occurrence of chromatic aberration of magnification to a small extent, obtaining a high-quality image with less color blur and high contrast when driven eccentrically, and also correcting the chromatic aberration of magnification in the reference state to be small. A photography system can be achieved.

【図面の簡単な説明】 第1,第2,第3図は各々本発明の数値実施例1,2,3のレン
ズ断面図、第4,第5,第6図は各々本発明の数値実施例,
1,2,3の諸収差図、第7図は本発明における偏心収差係
数の説明図、第8,第9図は各々本発明における倍率色収
差係数についての説明図である。第10図(A),(B)
は従来の可変頂角プリズムの説明図、第11,第12図は数
値実施例1において可変頂角プリズムを第1レンズ群の
物体側に配置したときのレンズ断面図と収差図である。 収差図において(A)は物体距離15m、(B)は画像を
△Y=1mm偏向させたときの横収差である。 図中、Iは第1レンズ群、IIは第2レンズ群、Pは可変
頂角プリズム、△Mはメリディオナル像面、△Sはサジ
タル像面である。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIGS. 1, 2 and 3 are lens cross-sectional views of Numerical Examples 1, 2, and 3 of the present invention, and FIGS. 4, 5, and 6 are numerical implementations of the present invention, respectively. For example,
FIGS. 1, 2, and 3 are diagrams illustrating various aberrations, FIG. 7 is a diagram illustrating an eccentric aberration coefficient according to the present invention, and FIGS. Fig. 10 (A), (B)
FIG. 11 is an explanatory view of a conventional variable apex prism, and FIGS. 11 and 12 are a lens cross-sectional view and an aberration diagram when the variable apex prism is disposed on the object side of the first lens group in Numerical Embodiment 1. In the aberration diagrams, (A) is an object distance of 15 m, and (B) is a lateral aberration when the image is deflected by ΔY = 1 mm. In the figure, I is a first lens group, II is a second lens group, P is a variable apex prism, ΔM is a meridional image plane, and ΔS is a sagittal image plane.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 1.物体側より順に固定の第1レンズ群、頂角が可変の
可変頂角プリズム、そして固定の第2レンズ群を有し、
該可変頂角プリズムの頂角を変化させることにより撮影
画像を偏向させるようにした画像偏向手段を有した撮影
系において、前記可変頂角プリズムの近傍に絞りを配置
し、前記第1レンズ群の倍率色収差を補正過剰に発生さ
せると共に前記第2レンズ群の倍率色収差を補正不足に
発生させ、全系の焦点距離を1と正規化したときの前記
第1レンズ群と第2レンズ群の倍率色収差係数を各々
T1,T2、前記可変頂角プリズムの基準波長と第2波長に
対する屈折率を各々NP,NP′とし δNP=|NP−NP′|としたとき −0.012<T2−(δNP)/(NP−1)<0.012 なる条件を満足することを特徴とする画像偏向手段を有
した撮影系。 2.前記第1レンズ群の焦点距離f1が|f1|≦20fのと
き、前記第2レンズ群の基準波長と第2波長に対する結
像倍率を各々β2′としたとき なる条件を満足することを特徴とする特許請求の範囲第
1項記載の画像偏向手段を有した撮影系。 3.前記第1レンズ群の焦点距離f1が|f1|>20fのと
き、前記第2レンズ群の基準波長と第2波長に対する焦
点距離を各々f2,f2′としたとき なる条件を満足することを特徴とする特許請求の範囲第
1項記載の画像偏向手段を有した撮影系。 4.前記第2レンズ群をレンズ群中の最も大きな空間間
隔を境にして物体側より第2Aレンズ群と第2Bレンズ群の
2つのレンズ群に分け、該第2Bレンズ群を構成する各レ
ンズの屈折力をφ2Bi、材質のアッベ数をν2Bi、等価ア
ッベ数をV2Bとし、 としたとき V2B < 40 なる条件を満足することを特徴とする特許請求の範囲第
2項、又は第3項記載の画像偏向手段を有した撮影系。
(57) [Claims] A fixed first lens group, a variable apex angle prism having a variable apex angle, and a fixed second lens group in order from the object side;
In a photographing system having an image deflecting unit that deflects a photographed image by changing the apex angle of the variable apex angle prism, an aperture is arranged near the variable apex angle prism, and the first lens group The chromatic aberration of magnification of the first lens group and the second lens group when the chromatic aberration of magnification of the second lens group is overcorrected and the chromatic aberration of magnification of the second lens group is undercorrected and the focal length of the entire system is normalized to 1 Coefficient
T 1, T 2, wherein the variable angle prism reference wavelength and each N P refractive index for the second wavelength, 'and δNP = | N P -N P' | N P and the time -0.012 <T 2 - ( δNP) / (N P -1) <0.012 An imaging system having image deflecting means, characterized by satisfying the following conditions. 2. When the focal length f 1 of the first lens group is | f 1 | ≦ 20f, and the imaging magnifications of the second lens group with respect to the reference wavelength and the second wavelength are β 2 and β 2 ′, respectively. 2. A photographing system having image deflecting means according to claim 1, wherein the following conditions are satisfied. 3. When the focal length f 1 of the first lens group is | f 1 |> 20f, and when the focal lengths of the second lens group for the reference wavelength and the second wavelength are f 2 and f 2 ′, respectively. 2. A photographing system having image deflecting means according to claim 1, wherein the following conditions are satisfied. 4. The second lens group is divided into two lens groups, a 2A lens group and a 2B lens group, from the object side with the largest spatial interval in the lens groups as a boundary, and the refraction of each lens constituting the 2B lens group The force is φ2Bi, the Abbe number of the material is ν2Bi, and the equivalent Abbe number is V2B. 4. A photographing system having image deflecting means according to claim 2 or 3, wherein the following condition is satisfied: V2B <40.
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