JPH0553058A - 防振機能を有するレフレツクスレンズ系 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 全長が短かく、小型で軽量な防振光学系を備
えたレフレックスレンズを提供する。 【構成】 本発明の光学系は、物体側より光線が入射す
る順に、正の前群と負の後群とを有し全体としてほぼア
フォーカル系を構成する第１群Ｇ₁ と、正屈折力の第２
群Ｇ₂ とからなり、第１群Ｇ₁ は物体側から光線が入射
する順に凹面反射面Ｒ₁ と凸面反射面Ｒ₂ を有し、正屈
折力の第２群Ｇ₂ の全体もしくは一部分が光軸を横切っ
て変位することにより防振を可能にする構成であり、諸
条件を満足するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、１眼レフレックスカメ
ラや電子スチルカメラの交換レンズに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来は、特開昭63−201623号公報に記載
の屈折式望遠レンズのように第１群と第２群で収差を補
正をおこない、これ以外では、第３群のみを単独で収差
補正に用いている。そして、これらの群は光軸に対して
垂直に移動して防振を行なっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の如
き従来の技術は、レンズ構成枚数の増大に伴い全長が長
くなり、レンズ重量が重くなる傾向にあった。そこで本
発明は、全長の短かい防振レンズを提供することを目的
としている。

【０００４】

【課題を解決する為の手段】上記問題点の解決の為に、
物体側より光線が入射する順に、正の前群と負の後群と
を有し全体としてほぼアフォーカル系を構成する第１群
Ｇ₁ と、正屈折力の第２群Ｇ₂ とからなり、第１群Ｇ₁
は物体側から光線が入射する順に凹面反射面Ｒ₁ と凸面
反射面Ｒ₂ を有し、正屈折力の第２群Ｇ₂ の全体もしく
は一部分が光軸を横切って変位することにより防振を可
能にする構成にした。

【０００５】そして、前群は凹面反射面Ｒ₁ と凸面反射
面Ｒ₂ を有し、前群の焦点距離をｆ ₁₁、後群の焦点距離
をｆ₁₂、第２群Ｇ₂ の焦点距離をｆ₂ 、全光学系の焦点
距離をＦとするとき、（１）式を満足する。 0.7 ＜（ｆ₁₁・ｆ₂ ）／（｜ｆ₁₂｜・Ｆ）＜1.3 （１） 更に、前群と後群の幾何光学計算上の主点間隔をＤ₁ と
するとき、（２）式を満足する。

【０００６】 0.7 ＜（ｆ₁₁＋ｆ₁₂）／Ｄ₁ ＜1.3 （２） また後群と第２群Ｇ₂ は、１つ以上の正レンズ成分と１
つ以上の負レンズ成分から構成し、第１群Ｇ₁ 中の凹面
反射面Ｒ₁ は、メニスカスレンズの像側裏面反射鏡であ
り、屈折面は負の屈折力を有する。そして、後群が光軸
上を移動して合焦を行なう尚、第２群Ｇ₂ の最物体側面
は、凹面反射面Ｒ₁ を含むレンズ成分よりも実空間上像
側に位置する。

【０００７】

【作用】防振機能を有する光学系は、防振光学系とその
他の光学系との収差依存をなるべく排除する必要がある
ことから、防振光学系とその他の光学系に構成を分ける
必要がある。今、反射型レンズを用いて全長の短かい光
学系にした場合、反射光学系の部分（以下、反射部分と
いう。）と屈折光学系部分（以下、屈折部分という。）
に分けられる。この時、屈折部分の有効径は、反射部分
の有効径の約１／３にできるので屈折部分を防振光学系
にすることが好ましい。ここで、反射部分を第１群
Ｇ ₁ 、屈折部分を第２群Ｇ₂ とする。そして光学系の全
長を短くする為に、例えばテレフォトタイプを採用した
場合、第１群Ｇ₁ は強い正屈折力を持つ。

【０００８】ところで、前述したように防振光学系であ
る第２群Ｇ₂ と第１群Ｇ₁ との収差依存をなくす必要か
ら、第１群Ｇ₁ の反射光学系内部に屈折光学系を付加し
て、第１群Ｇ₁ の単独で収差補正をする必要がある。そ
こで反射光学系の第１群Ｇ₁ を正成分の反射部分の前群
と、負成分の屈折部分の後群にすれば、第１群Ｇ₁ は、
正成分と負成分で相互に収差補正が可能になり、単独で
良好な収差を得ることができる。

【０００９】そして、屈折光学系の第２群Ｇ₂ を反射光
学系の像面側に配置すれば、第２群Ｇ₂ の有効系を小さ
くすることができる為、屈折光学系の第２群Ｇ₂ を防振
光学系にすることが好ましい。また第２群Ｇ₂ は、比較
的強い屈折力が必要である。そこで第２群Ｇ₂ が負屈折
力を持つ場合、全系が所定の正屈折力を持つために、第
１群Ｇ₁ はかなり強い正屈折力を持たなければならな
い。その結果、第１群Ｇ ₁ は単独で収差補正をすること
が困難になる。従って、第２群Ｇ₂ は正屈折力を持つこ
とが必要である。

【００１０】上記から本発明の防振機能を有する光学系
は、正の前群と負の後群からなり全体としてほぼアフォ
ーカル系を構成する第１群Ｇ₁ と、正屈折力の第２群Ｇ
₂ との２群構成にした。そして、第１群Ｇ₁ は物体側か
ら光線が入射する順に、凹面反射面Ｒ₁ と凸面反射面Ｒ
₂ を持ち、第２群Ｇ₂ の全部あるいは一部が光軸を横切
って変位して防振を行うものである。

【００１１】さらに光学系全体として良好な収差を得る
ためには、以下の条件式（１）を満足すれば良い。 0.7 ＜（ｆ₁₁・ｆ₂ ）／（｜ｆ₁₂｜・Ｆ）＜1.3 （１） 本発明の原理図を図４に示す。前群の焦点距離ｆ₁₁、後
群の焦点距離ｆ₁₂、第２群Ｇ₂ の焦点距離ｆ₂ 、全光学
系の焦点距離Ｆが一定とした場合、図４中の図(a) は第
１群Ｇ₁ がアフォーカル系の場合を示し、図(b) は第１
群Ｇ₁ が強い発散作用を持った場合を示し、図(c) は第
１群Ｇ₁ が収斂作用を持った場合を示している。

【００１２】言い換えれば、図(a) は、条件式（１）を
満足している状態を示し、図(b) は、条件式（１）の下
限の状態を示し、図(c) は、条件式（１）の上限の状態
を示している。条件式（１）の下限を越えた場合、図
(a) と図(b) を比較してみれば、第１群Ｇ₁ 中の前群の
焦点距離ｆ₁₁と後群の焦点距離ｆ₁₂との間隔が広がり、
第１群Ｇ ₁ は強い負の屈折力を持つことになる。従っ
て、防振光学系としての第２群Ｇ₂ の屈折力が、図(a)
の第２群Ｇ₂ の屈折力に比べ、正に強くなる。

【００１３】その結果、第２群Ｇ₂ は、単独でしかも少
ないレンズ枚数の構成では収差補正をすることが困難に
なる。また、第１群Ｇ₁ が強い発散作用を持つ為、防振
光学系としての第２群Ｇ₂ の有効径が大きくなり、防振
用の保持機構及び駆動機構等が大型化してしまうので好
ましくない。逆に条件式（１）の上限を越えた場合、図
(c) に示したとおり、第２群Ｇ₂ の屈折力は第１群Ｇ₁
がアフォーカル系である時の第２群Ｇ₂ の屈折力に対
し、第２群Ｇ₂ の正の屈折力が弱くなるので、全光学系
のバックフォーカスが長くなり、全長の増大を招くため
好ましくない。

【００１４】前述した通り、第１群Ｇ₁ は、単独で収差
補正をしなければならない。しかし、第１群Ｇ₁ 中前群
は反射光学系である為、基本的に色収差は少ない。故
に、第１群Ｇ₁ 全体の色収差を少なくするため、第１群
Ｇ₁ 中後群は単独に色収差を少なくすることが好まし
い。そのため後群は、１枚以上の正レンズ成分と１枚以
上の負レンズ成分で色消し状態にした方が良い。

【００１５】一方、第２群Ｇ₂ は前述した通り、単独で
収差補正する。ゆえに、１枚以上の正レンズ成分と１枚
以上の負レンズ成分で構成して色消し状態にした方が良
い。今、前記前群と前記後群の主点間隔をＤ₁ とすれ
ば、 0.7 ＜（ｆ₁₁＋ｆ₁₂）／Ｄ₁ ＜1.3 （２） を満足することが好ましい。

【００１６】条件式（２）の上限を超えると、第１群Ｇ
₁ よりの光束が強い発散作用を有する為、防振群である
第２群Ｇ₂ の有効径を大きくしなければならず、防振用
の保持機構及び駆動機構が大型化してしまうので好まし
くない。逆に条件式（２）の下限を超えると防振光学系
は防振の為の防振光学系の補正量を大きくしなければな
らず、レンズ枚数を少なくした構成にすることが困難に
なり好ましくない。また、有効径も大きくなり保持機構
及び駆動機構が大型化してしまい好ましくない。

【００１７】さらに、良好な単色収差を得る為には、第
１反射面である凹面反射面Ｒ₁ を含むレンズ成分を裏面
反射鏡とし、屈折面を凹面とすることが好ましい。凹面
反射面Ｒ₁ は強い正の屈折力を有する為、単色収差が発
生しやすい。そこで、光線の入射する順に、強い正の屈
折力を有する反射面の直前と直後に負の屈折力を持った
屈折面を持たせれば、反射面による単色収差が効率良く
補正できる。

【００１８】尚、防振を行なう際、第２群Ｇ₂ の外径の
回りに、保持機構と駆動機構を付加する為、第２群Ｇ₂
の回りに十分な空間がある方が良い。ゆえに、第２群Ｇ
₂ の最物体側面は、第１群Ｇ₁ と光軸方向に干渉しない
ように、凹面反射面Ｒ₁ を含むレンズ成分よりも実空間
上像側に位置すれば、第２群Ｇ₂ の回りには鏡筒構造物
がない為、防振機構を含む鏡筒構成は簡素化できるので
好ましい。第１群Ｇ₁ 中の後群は、単独で色収差を補正
している為、第１群Ｇ₁ 中の後群で合焦をすれば色収差
の変動を少なくできる。また、レンズ外径も小さく、軽
量化もはかれ、好ましい。

【００１９】ここで、第１群Ｇ₁ は、画面周辺に至る光
線束を制限する部材を有し、同時に、防振群である第２
Ｇ₂ の最小有効径φ₁は、第１群Ｇ₁ の光線束を制限す
る部材で決定される第２群Ｇ₂ の有効径をφ₀ 、全光学
系の焦点距離をＦとすれば、 φ₁ ＞φ₀ ＋ 0.004Ｆ （３） であることが好ましい。

【００２０】第２群Ｇ₂ は、光軸方向に移動して防振を
行うため、光線束を制限する固定部材を配置し得ない。
仮に配置しても、機構が複雑化するため、防振群として
は不向きである。よって、光線束制限部材は、物体側か
ら順に第２群Ｇ₂ の前後のどちらかに配置しなければな
らない。ここで、第２群Ｇ₂ の後方に光束制限部材を配
置すると、画面最周辺近くの光線束の制限しかできない
ために好ましくない。よって、第２群Ｇ₂ の前方、即
ち、第１群Ｇ₁ 中に光束制限部材があることが好まし
い。

【００２１】一方、第２群Ｇ₂ は光軸に対して垂直に移
動するため、有効径を静止時よりも大きくしたほうが好
ましい。仮に有効径を静止時のままで決定すれば、防振
をしたとき、周辺光量の不対称がおこる。それゆえ、
（３）式を満足することが好ましい。

【００２２】

【実施例】実施例１の第１群Ｇ₁ の前群は、物体側から
光線の入る順に両凸の正レンズＬ ₁ 、凹面反射面Ｒ₁ を
有し、負屈折力の屈折面を有する裏面鏡Ｌ₂ 、凸面反射
面Ｒ₂ を持ち正屈折力の屈折面を有する裏面鏡Ｌ₃ 、正
レンズＬ₄ と負レンズＬ₅ から成り全体として正成分の
貼り合わせレンズ、後群は物体側から順に、正レンズＬ
₆ と負レンズＬ₇ から成り負成分の貼り合わせレンズ、
両凹の負レンズＬ₈ より成る。第２群Ｇ₂ は、物体側か
ら順に両凸の正レンズＬ₉ 、物体側に凸面を向けた負メ
ニスカスレンズＬ₁₀、両凸レンズＬ₁₁、物体側に凹面を
向けた負メニスカスレンズＬ₁₂より成る。

【００２３】そして、第１群Ｇ₁ 中の後群は合焦群であ
り、凹面反射面Ｒ₁ よりも実空間上の物体側に位置して
いる。しかし、鏡筒構造を簡略にする為に、第１群Ｇ₁
中の後群を凹面反射面Ｒ₁ より実空間上の像側にするこ
とも有効である。一方、後群は、凹面反射面Ｒ₁を含む
裏面鏡Ｌ₂ よりも物体側に干渉しないように配置するこ
とも同様に有効である。

【００２４】また、第２群Ｇ₂ の最物体側面は、凹面反
射面Ｒ₁よりも像側に位置しており、光軸に対して垂直
方向に最大２mm移動することにより防振効果を得てい
る。尚、本実施例の合焦は、第１群Ｇ₁ 中の後群で行っ
ているが、第１群Ｇ₁ や第２群Ｇ₂ を独立に、あるいは
一体に動かして行なってもかまわない。更には、第１群
Ｇ₁ の最物体側レンズ成分の正レンズＬ₁ 、あるいはこ
の正レンズＬ₁ と反射面Ｒ₂ を有する裏面鏡Ｌ₃ とを一
体に動かして行なっても良い。

【００２５】但し、ここで言う反射鏡は、表面反射鏡で
も裏面反射鏡でも可能である。以下に本発明の実施例の
諸元の値を掲げる。実施例の諸元表中の左端の数字は、
物体側からの順序を表し、ｒはレンズ面の曲率半径、ｄ
はレンズ面間隔、屈折率ｎ及びアッベ数νはｄ線（λ=5
87.6nm）に対する値である。そして、Ｆは全系の焦点距
離、ｆ₁₁は第１群Ｇ₁ の前群の焦点距離、ｆ₁₂は後群の
焦点距離、ｆ₂ は第２群Ｇ₂ の焦点距離、Ｄ₁ は第１群
Ｇ₁ 中の前群と後群の主点間隔、Ｄ₂ は第１群Ｇ₁ 中の
後群と第２群Ｇ₂ の主点間隔。

【００２６】

【表１】 実施例１の諸元値 Ｆ＝1000；ｆ₁₁＝＋362.87；ｆ₁₂＝−50.00 ；ｆ₂ ＝137.79 Ｄ₁ ＝＋312.87；Ｄ₂ ＝−5.538 第２群Ｇ₂ のシフト量；−2 〜＋2 mm 像の補正量；−2 〜＋2 mm （条件対応数値） （１） （ｆ₁₁・ｆ₂ ）／（｜ｆ₁₂｜・Ｆ）＝1.00 （２） （ｆ₁₁＋ｆ₁₂）／Ｄ＝1.00 尚、実施例１の収差図を図２及び図３に示す。そして収
差図においてｄをｄ線（λ=587.6nm）及びｇをｇ線（λ
=435.6nm）として収差図に示している。

【００２７】但し、収差図においてＨを入射高、ＦN を
Ｆナンバー、Ｙを像高、Ａを無限遠時においては入射角
で示すとともに近距離時には物体高として示している。
そして、非点収差図において波線を子午（メリジオナ
ル）像面、実線を球欠（サジタル）像面として示してい
る。収差図よりも明らかなように、本発明は、諸収差が
良好に補正されている。

【００２８】

【発明の効果】本発明によれば、小型で軽量な防振光学
系を備えた全長の短いレンズを提供する事ができる。さ
らに防振光学系の外径回りに、アクチュエータ等を付加
する空間が確保でき、かつ合焦群である第１群Ｇ₁ 中の
後群は、前群に対して小型になっているため、合焦駆動
系の負担が少ない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１のレンズ構成図

【図２】本発明の実施例１の収差図

【図３】本発明の実施例１の防振最大時におけるｄ線の
横収差

【図４】本発明を示す原理図 (a)第１群Ｇ₁ がアフォーカル状態を示す図 (b)第１群Ｇ₁ が強い負屈折力を持っている状態を示す
図 (c)第１群Ｇ₁ が強い正屈折力を持っている状態を示す
図

【主要部分の符号の説明】

Ｇ₁ ・・・第１群 Ｇ₂ ・・・第２群 Ｒ₁ ・・・凹面反射面 Ｒ₂ ・・・凸面反射面

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】物体側より光線が入射する順に、正の前群
   と負の後群とを有し全体としてほぼアフォーカル系を構
   成する第１群Ｇ₁ と、正屈折力の第２群Ｇ₂ とからな
   り、前記第１群Ｇ₁ は物体側から光線が入射する順に凹
   面反射面Ｒ₁ と凸面反射面Ｒ₂ を有し、前記正屈折力の
   第２群Ｇ₂ の全体もしくは一部分が光軸を横切って変位
   することにより防振を可能にすることを特徴とするレフ
   レックスレンズ系。
2. 【請求項２】前記前群は前記凹面反射面Ｒ₁ と前記凸面
   反射面Ｒ₂ を有し、該前群の焦点距離をｆ₁₁、前記後群
   の焦点距離をｆ₁₂、前記第２群Ｇ₂ の焦点距離をｆ₂ 、
   全光学系の焦点距離をＦとするとき、以下の条件を満足
   することを特徴とする請求項１記載のレフレックスレン
   ズ系。 0.7 ＜（ｆ₁₁・ｆ₂ ）／（｜ｆ₁₂｜・Ｆ）＜1.3 （１）
3. 【請求項３】前記後群と前記第２群Ｇ₂ は、１つ以上の
   正レンズ成分と１つ以上の負レンズ成分から構成するこ
   とを特徴とする請求項１乃至２記載のレフレックスレン
   ズ系。
4. 【請求項４】前記第１群Ｇ₁ 中の前群の焦点距離を
   ｆ₁₁、前記後群の焦点距離をｆ₁₂、前群と後群の幾何光
   学計算上の主点間隔をＤ₁ とするとき、以下の条件を満
   足することを特徴とする請求項１記載のレフレックスレ
   ンズ系。 0.7 ＜（ｆ₁₁＋ｆ₁₂）／Ｄ₁ ＜1.3 （２）
5. 【請求項５】前記第１群Ｇ₁ 中の凹面反射面Ｒ₁ は、メ
   ニスカスレンズの像側裏面反射鏡であり、屈折面は負の
   屈折力を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３
   記載のレフレックスレンズ系。
6. 【請求項６】前記第２群Ｇ₂ の最物体側面は、前記凹面
   反射面Ｒ₁ を含むレンズ成分よりも実空間上像側に位置
   することを特徴とする請求項１乃至４記載のレフレック
   スレンズ系。
7. 【請求項７】前記後群が光軸上を移動して合焦を行なう
   ことを特徴とする請求項１乃至５記載のレフレックスレ
   ンズ系。