JPH0281020A - 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

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JPH0281020A
JPH0281020A JP63234093A JP23409388A JPH0281020A JP H0281020 A JPH0281020 A JP H0281020A JP 63234093 A JP63234093 A JP 63234093A JP 23409388 A JP23409388 A JP 23409388A JP H0281020 A JPH0281020 A JP H0281020A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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像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
補正レンズ群を、複数のレンズ群より成る変倍部のうち
の少なくとも１つのレンズ群より選択し、該補正レンズ
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
発揮させるときの像プレ量と補正レンズ群の補正量との
関係の簡素化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＆） 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
ると撮影系に振動か伝わり特に露出時間が長い場合には
撮影画像に大きなブレが生じる。
従来より撮影画像のブレをＵｊ　＋１＝する機能を有し
た防振光学系か、例えば特開昭５０−８０１４７号公報
や特公昭５６−２１１３３号公報　特開昭６１−２２３
８１９号公報等で提案されている。
特開昭５０−８０１４７号公報ては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Ｍｌ、第２の変倍系の角倍率をＭ、としたとき
Ｍ、＝１−１／Ｍｔなる関係を有するように各変倍系て
変倍を行うと共に、第２の変倍系な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して、一部の光
学部材を振動による画像の振動的ＩＩ　（Ｑ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１％ってい
る。
特開昭６１−２２３８１９号公報では最も被写体側に屈
折型ＩＪｆ　Ｉ１１角プリズムを配置した撮影系におい
て、撮影系のＦｉ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。
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
像ブレをなくシ、静止画像を得る機構には画像のブレの
補正量と補正レンズの移動量との関係を中線化し、変換
の為の演算時間の短縮化をＩＡっだ簡易な構成の撮影系
か要求されている。
しかしながら、変倍光学系においては該変Ｉｎ尤・ア系
の傾き角０に対する像面りの像ツレΔＹか変倍伎ｔ、即
ち焦へ距離に比例して大きくなってくる。又補正レンズ
群の光軸とＩＲ直方向の偏心！ｄＥに勾する画像の偏向
槍ΔＹの比である偏心敏感度Ｓも変倍部ｔにより異って
くる６ 特に第ｔｎ以降に配置したレンズ群のうち変倍中に結像
倍率か変化するレンズ群を有する所謂変倍部のうちの一
部のレンズ群を補正レンズ群として用いた場合はｆＦＳ
１群を補正レンズ群とした場合に比ベレンズ系全体の小
型化は容易となるか像ブレ睦ΔＹに対する補正レンズ群
の偏心移動１１１Ｅか変倍部ごにより大きく変化し、こ
のため防振系の構成か複雑化してくるという問題点かあ
った。
（発明か解決しようとする問題点） 本発明は第１群以降に複数のレンズ群より成る変倍部を
配置した変倍光学系において、該変倍部のうちの少なく
とも１つのレンズ群を補正レンズ群とすると共に、各レ
ンズ群の光学的作用を適切に設定することにより、変倍
光学系の傾きが同じであれば変倍位置にかかわらず補正
レンズ群の光軸と直交する方向の偏心移動鏝Ｅが常に同
じとなるようにし、補正レンズ群の移動に関する機構Ｆ
の簡素化を図った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） 複数のレンズ群より成る変倍部を配ｌした変倍光学系で
あって該変倍部のうちの結像倍率の変化するレンズ群又
は該レンズ群よりも後方のレンズ群を補正レンズ群とし
該補正レンズ群を偏心駆動させることによ、す、該変倍
光学系の傾きにより生する撮影画像の像ブレを補正する
際、基準状態にレンズ群の結像倍率を各々ＦＯβＣＯ１
任仕の変倍位置における全系の焦へ距離と該補正レンズ
の結像倍率を各々Ｆ、βＣ５該補正レンズ群よりも像面
側にレンズ群が配置されているときは該レンズ群りの該
基準状態と該任意の変倍部δにおける結像倍率を各ｌ？
βＤｏ、βＤ、変倍比ＺをＺ　＝　Ｆ／Ｆ　Ｏとしたと
き （ｆｊｉ　Ｌレンズ群りか配置されていないときはβＤ
Ｏ＝βＤ＝１＞ なる条件を満足することである。
（実施例） 第１図は末完ＩＪ１に係る変倍光学系の光学的配器を示
す一実施例の模式図である。
同図においてｌｉは変倍中固定の第１Ｊｆｆ、１．０は
変倍部であり変倍中光軸方向に移動する複数のレンズ群
、本実施例では３つのレンズ１１７１２゜１３．１４よ
り成っている。モして変倍ＰＩＩＩＯのうちの結像倍率
の変化するレンズ群又は該レンズおける該変倍光学系の
全体の焦点距離と該補正詳よりも後方の１つのレンズ群
１３を補正レンズＪＴＣとし、光軸と直交する方向に及
び光軸Ｃ対して所定角度回転させて、所謂偏心駆動させ
、変倍光学系か傾いたときの像ブレを補正している。
尚、本実施例においては補正レンズｎＣを変倍の際、増
倍するようなレンズ群で構成するのか好ましい。
補正レンズ群Ｃよりも像面側に配置したレンズ群１４は
補正レンズｎＣの偏心駆動に対して固定となっている。
本実施例ではこのようなレンズＪｌＩＩ成において、各
レンズＪＴの光学的作用を前述の如く設定することによ
り、変倍光学系か丁ブレ等て傾いたとき回し傾き角度で
あれば、どのような変倍位置であっても補正レンズＪＴ
　Ｃの偏心駆動縁か常に１７４となるようにしている。
尚、本実施例において、レンズＪＴ１４の後方に変倍中
固定のレンズ群を配置しても良い。
次に本発明に係る変倍光学系において補止レンズ群によ
り像ブレを補正する方法について示ず。
変ｆａ光学系かｆｆ＋度Ｏ傾いた時の基準状態１例えば
広角端での像面ｌ−に於ける像ブレ播ΔＹＯは基準状態
の全系の焦点距離をＦＯとするとΔ　Ｙロ　−　トＱ・
Ｌａｎ　　Ｏ となる。金糸か変倍して成る焦点距離Ｆになったとき、
同し角度０＃１いた時の像面」二に於ける像プレ１誹Δ
Ｙは ΔＹ　−Ｆ−ｔａｎ　Ｏ となる、変倍比な２とし、Ｚ＝Ｆ／ＦＯと表わずと Δ　Ｙ　　−Ｚ−ＦＯ・Ｌａｎ　　θ となる。ここて回し角度θ傾いた時でも像面にに於ける
像ブレ量ΔＹは基準状態のＺ（Δになる。
方、光軸と「（交する方向に成るレンズ群を微少なｆ１
偏心させたときの偏心着に対する画像の偏向値の比すな
わち偏心敏感度Ｓは全系の焦へ距離が変化すると変化す
る。）Ａ準状態の偏心敏感度ＳＯ焦点距離がＦのときの
偏心敏感度Ｓは、補正レンズ群の基準状態と焦点距離Ｆ
状態のときの結像倍率を各々βＣＯ１βＣとし、補正レ
ンズ群よりも像面側に配とされているレンズＪｉＤの基
準状態と焦点距離Ｆ状態のときの結像倍率を各ｔｚａｏ
。
ＢＤとしたとき ５Ｏ−（１−βｃｏ）　ａｏｏ　、　ｓ諺（！−βＣ）
　ａＯと表わせる。ここで上記像ブレ縫ΔＹＯ及びΔＹ
を補正するために心穴な補正レンズ群の偏心移動縫ＥＯ
及びＥは ＥＯ−ΔＹＯ／ＳＯ＝ＦＯ・Ｌａｎ　Ｏ／（１−βＣ０
）ＩＩＤＯＥＩｌΔＹ　／Ｓ　　−Ｚ４０４ａｎθ／（
１−ＢＣ）ＢＤで求められる。従って、変倍光学系か手
プレ茅で傾く角度か同じ角度のときには全系の焦点距離
が変化しても、補正レンズ群の偏心移動橡Ｅを常に回じ
にするためには （１−βＣＯ）βＤＣ−（＋−βＣ）βＤ／Ｚの関係を
満たす様に各レンズ群を構成すれば良い、実際にはこの
関係が２割程度の誤差を持っていても焦点距離の情報を
読み取る機構及び演算する機構を極めて簡単で精度もあ
まり感賞でない構造で構成することかできる。即ち条件
式（１）の如く、補正レンズ群及び補正レンズ群より像
面側−の偏心駆動に対して不動の固定のレンズ群りの結
像倍率を満足させるように構成すれば良い。
尚、変倍光学系にレンズＪＴＤか配置されていない場合
にはレンズ群りの結像倍率βＤＯ１βＤは各々 βＤＯ哀βＤ−１１ とし、前述の条件式（１）を の如く設定すれば良い。
次に本発明に係る変倍光学系の具体的なレンズ構成につ
いて説明する。
第２１４は本発明の後述する数値実施例１のレンズ断面
ｌ′Ａである。同図においてＩは負の屈折力の第ＩＬ　
■は正の屈折力の第２ｎ、ＩＩＩは負の屈折力の第３Ｊ
Ｔである。
本実施例では広角端から望遠端への変倍を第２群と第３
ｎを矢印２ａの如く移動させて行っている。又第３ｎを
補正レンズ群とじ光軸と直交する方向に矢印２ｂの如く
移動させて像ツレを補正している。
本実施例では変倍光学系が例えばｌ／３８傾いたときに
生ずる撮影画面上の像ブレを補正レンズ群である第３群
を光軸と垂直方向に０．３５４２〜０．３１０５　（ｍ
ｍｌ程度偏心駆動させれば全変倍範囲にわたり最大１３
％の誤差で補正することかできる。
第３．第４図は各々本発明に係る変倍光学系の１５１　
（（＋実施例２，３のレンズ構成の模式図である。
第３図において３１は負の屈折力の第１群３２は正の屈
折力の第２ＪＴ、３３は負の屈折力の第３１１である。
第１．第２．第３ｎを矢印３ａ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。又、第３群を補正レ
ンズ群とし、光軸と直交する方向に矢印２ｂの如く移動
させて像ブレを補正している。
本実施例に係る変倍光学系は補正レンズｎｍの偏心敏感
度が全系の広角端の焦点距離に対する４に点距離の比（
ｆ倍比）に比例する様なパワー配置としている。これに
より、全ての焦点距離に於て、例えば全系がｌ°傾いた
ときに生した像ブレな１ｙＳａ群を光軸と直交する方向
に−１，２２１９の偏心駆動により補正している。
本実施例では補正レンズより物体側に変倍用のレンズ群
を配とし、全焦点距離にわたって同じ角度の傾きによる
像ブレの補正を全く同じイ１の補正レンズ群の偏心駆動
により補正することができるようにし焦点距離毎に駆動
量を補正しなくても良いようにしている。
第４図において４１は負の屈折力の第１群４２は正の屈
折力の第２群である。
本実施例では矢印４ａの如く両レンズ群の間隔を縮少し
つつ両レンズ群を物体側へ移動させて広角端から望遠端
への変倍を行っている。又、第２群を補正レンズ群とし
矢印４ｂの如く光軸と直交する方向に偏心駆動させて像
ブレを補正している。
本実施例では変倍光学系か例えばｌ°傾いたときに生ず
る像ツレを補正レンズ群を０．２７９３〜０．３２２２
ｍｍ程度偏心駆動させて全変倍範囲にわたり最大１５％
の誤差で補正している。
第６図は未発ＩＩに係る変倍光学系の他の−・実施例の
屈折力配置を示す厩略図である。
四【Ａにおいて６１は正の第ルンズＪｉ、６２は負の第
２レンズＪＩ７，６３は正のｔｉＩＪ３レンズ、６４は
負の第４レンズ群で構成され、広角端から望遠端にかけ
て第１〜第４レンズ群を各々異なった軌跡で移動して変
倍を行なっている。
本実施例では図示されていないプレ検出装置の出力に従
い、第３レンズ群を像プレ補正レンズとして光軸と直交
する方向へ偏心駆動させて像ブレを補正する像プレ補正
光学系としている０本実施例では前述の条件式（１）に
おける （１　　／３　　［：０）　　β　ＤＯ・　Ｚ／（Ｉｆ
　　Ｃ）−β　Ｄ　　−１となる様なパワー配置になっ
ており１例えば手ブレで１０光学系か傾くとした時の補
正レンズで補正する駆動量は全焦点距離範囲で０．４３
６４ｍｍと同値である。従って焦点距離の変化による駆
動量の補正を行なう必要かない。
尚、本発明において第７図（Ａ）に示すようにズーミン
グの際移動する２つのレンズ１１（その後方にズーミン
グ時移動しない固定レンズか設けられていても良い）で
構成されるズームレンズの場合、第２レンズ群を補正レ
ンズとして光軸と直交する方向に偏心して像ブレを補正
する防振光学系に於ては像プレ補正の作動する焦点距離
のうち最も広角端の焦点距離をＦｏ、そのときの第２レ
ンズ群の結像倍率をβ、θ　、Ｍも望遠端の焦点距離を
Ｆｒ、そのときの第２レンズ群の結像倍率なβｔ７とし
、Ｆ、／Ｆθ　＝Ｚ　Ｔぎ　とすると０．２　　　　　
　　　　１　　　　０．２７、ｒ６　−１．２　　　　
　　β　ｓｒ　　　　Ｚｒ２−０．８　　　（Ｚｔｅン
ｌ）の条件を満足する槌に第２レンズ群の最も望遠端に
おける結像倍率を選べばズーミングによる駆動量補正を
簡略化することができる。
又第７図（Ｂ）に示す様に物体側より負レンズｎ７３．
正レンズ群７４の順に配されている（その像面側に固定
レンズが設けられていても良い）ズームレンズてはｌ−
式の内 ０．２ ｉ、、　　−１，２βｘｒ　　　　　Ｃ１ｒＢ　）ｌ）
を満足する様に倍率β、アを選べば良い０例えばＩＴｅ
　−２の時は倍率β、アは−４より小さな埴（負イ１で
は絶対値は大きい）を選べば良い。
方、第７図（Ｃ）に示す様に物体側よりＩＦレンズｎ７
５、負レンズＪＴ７６の順に配されている（像面側に固
定レンズが設けられていても良い）ズームレンズではＬ
式の内 β　２Ｔ　　　　　　ＩＴｅ　　−０，８（Ｚｔｅ　　
）ｌ）を満足する様に倍率β、アを選べば良い０例えば
Ｚ、、＝２の時はβ、７は６より大きな値を選べば良い 第８１′Ａ（Ａ）に小す様に第３レンズＪＩＴ８７（ズ
ーミング中移動しても固定であっても良い）、ズーミン
グ中に結像倍率の変化する第２及び第３レンズ群８２．
８３で構成されるズームレンズ（さらに像面側に固定レ
ンズ８４か配設されていても良い）の第３レンズ群８３
を補１Ｆレンズとして光軸と直交する方向に６７動の防
振光学系に於ては第３レンズ群の広角端と申遠端におけ
る結像倍率を各々β□。、β、アとするとβｚｙ　−１
−ＺＴＯ（１−βｘｅ　）を満足する様なパワー配置と
すれば焦へ距離による駆動μ補正は全く不要である。又
この２戊から２０％程度外れていても焦？ヱ距離による
偏心駆動値補ＩＥは簡略化される。第８ｔＸｌ（Ｂ＋は
この様な構成の一例であり数値実施例１及び２て示され
ているものかこの構成に相当する。
尚　本実施例においては第８図（Ｃ１に示すように第３
レンズＪＩＴ８７を補正レンズＪ１とし回転中心Ｏを中
心に回＠呵能に設けておき偏心駆動して像ブレを補正す
るようにしても良い、この様に回転中心Ｏを中心に回動
する構造のものは保持機構及び駆動機構が筒中になると
いう利点がある。
補正レンズ群８７は像ツレを検出する像プレ検出器から
の信号でｆｆｉ動されるボイスコイル等のアクチュエー
ターで駆動しても良いし、補正レンズ８７にジャイロを
直結したり回転中心Ｏに対して補正レンズとは逆の側に
カウンターバランスを取り付けて光学系の振動に対し補
正レンズを空間的に固定する構造にしたりしても良い。
この他第９Ｉ５Ａに示す様に第ルンズＪｒｊ９１（ズー
ミング中移動しても不動でも良い）、ズーミング中結像
倍率の変化する第２．第３及び第４レンズｎ９２．９３
．９４で構成されるズームレンズ（さらに像面側に固定
レンズか配設されていても良い）の第３レンズ群９３を
補正レンズ群として光軸と直交する方向に可動の防振光
学系に於ては βｔθ）　　１　β２７ の条件を満足する様なパワー配置とすれば焦点距離が変
化した時の補正レンズ駆＊ｉ変化をより小さくすること
かできる。この構成のズームレンズの例として数値実施
例４がある。ｔ５９図の構成で、さらに多群のズームレ
ンズとなって第２レンズａ１か２つの変倍レンズ第２ル
ンズ１Ｔ及び第２２レンズＪ１で構成される場合には一
ヒ式でβ、１θ・β２２６をβ２とみなして取り扱い、
β２１Ｔβ２２アをβ２７とみなして取り扱えば良い、
第４レンズ群か２つ以りの変４３レンズ群に分かれる場
合も同様にして堆り扱う。
次に本発明の数値実施例１〜３の数値例を示す、数ｆＩ
ｌ＋実施例１においてＲｉは物体側より順に第１ｌｌｔ
目のレンズ面の曲率半径、Ｄｉは物体側より第１番目の
レンズ厚及び空気間隔、Ｎｉとν１は各々物体側より順
に第ｉ＃ｉ目のレンズのガラスの屈折率とアンベ数であ
る。
数イ１実施例２．３．４においてｆｌは第ｉｔ＃の焦へ
距離、ｅＩは第１群と第ｉ＋１ｉとのＦ点間隔である。
又、変倍位置における手ブレ等による傾きによる像ブレ
着ΔＹとそのときの補正レンズ群の偏心駆ｌ！Ｊａｔ等
についても参考の為示す。
尚、本実施例では補正レンズ群を平行移動させた場合を
示したか平行移動させつつ回転させてた偏心駆動を行な
っても良い。
１：：： ４２．９２ ０．０ ０１８＋ （補ＩＦレンｉ　ＪＴ） 数ｆ１実施例 Ｆ−１５，７〜７７．１ ＦＮＯ−１：３．５　〜６．０ ２ω弓１．３　°〜６２．４゜ ８７箇 ２２．７１ Ｄ　７胃 ３．２Ｏ Ｎ　４−１．６０１１１ ν　４−　６０．７ 群 Ｒ１７愈 −１９，０１ １，０Ｏ Ｎ　９−１．６５８４４ ９譚５０．９ ＼ 数値実施例 数値実施例 （補１Ｆ−レンズ 第３群） 補正レンズ 第２１１ 欽イ１実施例４ （、−８０ １２−−２２ｊ４０４ Ｔｌ−２８，５４１７ 「１・−１５２，１１５４ 「エフ０１■ ｅ　　−２１，９１４９ ｅｚ”　２０．７８旧 ｅｘ−１１，６２１８ （補ＩＪ−レンズ群 ｆ−７ｉ１−＋ｎ ｒ〕してｌ′傾いた 吟の像フレ睦ΔＹ ？！ＩＩＩＦレンズの 偏心敏纏度 像ブレ補＋Ｆに必安な 浦皇Ｆレンズの 偏心駆動縁 １．２２１９＋＋ｎ Ｉ］−４３６４ｓ＋ｍ （１−β□）β４ ）−１１１０ｍ＠ ｅ　　−１５，５８９４ Ｊ＋　１４．２９７１ ｅ、−９，６５１１４ 第３正レンズＩＩ？＋ １−１ｔｌｏａｓ 、７４５５−− ０　４］５４ｍ■ ｆ−１４０識霧 Ｃリロ ５ｚ＋　　ｌ。
ｅｘ”　　ｌ５ ｆ＝Ｉ４ｆ１−霞 ２　、４１１３７曽鵬 ０４４６４ｍ５ （発明の効果） 未発ＩＩによれば前述の如く変倍光学系の各レンズ群の
光学的作用を特定することにより、光学系かトツレ等で
傾いたとき回し角度の傾きてあれば補ｉＥレンズＷ？光
軸と直交する方向に移動させる偏心縫は全系の焦点距離
か変化しても、常に同しＶて補ＩＦすることかできるの
で焦点距離の情報を読み取る必要や演算する必要等がな
くなり制御系や駆動系の簡素化を図った防振機能を有し
た変倍光学系を達成することかできる。
又焦点距離の情報を読み取る機構及び演算する機構を用
いた場合でも焦点距離情報を読み取るピウチか粗くて良
く、又精度の余り必要とされない簡易な構成の変倍光学
系を連成することかできる等の特長を有している。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の変ず８光学系の光学的配置を示す一実
施例の模式図、第２−第４［Ｚは本発明の数値実施例１
〜３のレンズ構成の１１１１１図、第５図は未発１（の
数値実施例１の収差［Ａである。第６図は未発１月の数
イ１実施例４の屈折力配置図、第７１ｍ（Ａ）、（Ｂ）
、（Ｃ１，第８［Ｊ（Ａ）（Ｂ）、ＦＣ）、第９Ｉ７１
は本発明に係る変倍光学系の屈折力配を図である。 収差図において（Ａ）は広角端、（Ｂ）は９１端、（Ｃ
）は広角端において補ｌＩ−、レンズ群で像ブレな補正
したとき、（Ｄ）は望遠端において補正レンズ群で像ブ
レを補正したとき、ｙは像高を示す、レンズ構ｌ＆図に
おいてＩ　■、■は順に第１．１ｌＲ２，第３ｎ　Ｃは
補正レンズ群を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）複数のレンズ群１より成る変倍部を有した変倍光
    学系であって、該変倍部のうちの結像倍率の変化するレ
    ンズ群又は該レンズ群よりも後方のレンズ群を補正レン
    ズ群とし該補正レンズ群を偏心駆動させることにより、
    該変倍光学系の傾きにより生ずる撮影画像の像ブレを補
    正する際、基準状態における該変倍光学系の全体の焦点
    距離と該補正レンズ群の結像倍率を各々Ｆ０、βＣ０、
    任意の変倍位置における全系の焦点距離と該補正レンズ
    の結像倍率を各々Ｆ、βＣ、該補正レンズ群よりも像面
    側にレンズ群が配置されているときは該レンズ群Ｄの該
    基準状態と該任意の変倍位置における結像倍率を各々β
    Ｄ０、βＤ、変倍比ＺをＺ＝Ｆ／Ｆ０としたとき ０．８＜｛（１−βＣ０）・βＤ０・Ｚ｝／｛（１−β
    Ｃ）・βＤ｝＜１．２ （但しレンズ群Ｄが配置されていないときはβＤ０＝β
    Ｄ＝１） 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。
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