JPH0764025A - コンパクトな防振ズームレンズ - Google Patents

コンパクトな防振ズームレンズ

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JPH0764025A
JPH0764025A JP5235499A JP23549993A JPH0764025A JP H0764025 A JPH0764025 A JP H0764025A JP 5235499 A JP5235499 A JP 5235499A JP 23549993 A JP23549993 A JP 23549993A JP H0764025 A JPH0764025 A JP H0764025A
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lens
lens group
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image
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Susumu Sato
佐藤  進
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Nikon Corp
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/14Optical 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
    • G02B15/16Optical 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 with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group
    • G02B15/177Optical 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 with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group having a negative front lens or group of lenses
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/64Imaging systems using optical elements for stabilisation of the lateral and angular position of the image
    • G02B27/646Imaging 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
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B2205/00Adjustment of optical system relative to image or object surface other than for focusing
    • G03B2205/0007Movement of one or more optical elements for control of motion blur

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 防振補正群の寸法を小さくすることにより、
鏡筒構造のコンパクト化を図り、撮影光学系全体の小型
化を達成し、携帯性および操作性に優れた防振ズームレ
ンズを提供することを目的とする。 【構成】 本発明の防振ズームレンズは、物体側より順
に、負の屈折力を有する第1レンズ群G1と、正の屈折
力を有する第2レンズ群G2とを備え、前記第2レンズ
群G2は物体側より順に、正の屈折力を有する前群G2
1と負の屈折力を有する後群G22とを有し、前記第2
レンズ群G2の前群G21の少なくとも一部を光軸とほ
ぼ直交する方向に移動させて像位置の補正を行うための
変位手段を備えていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は防振機能を備えたズーム
レンズに関する。
【0002】
【従来の技術】従来は、特開平第1−191113号公
報のように、2群以上のレンズ群で構成されるズームレ
ンズの任意のレンズ群を光軸と直交する方向に変位させ
て、手振れ等に起因する像位置の変動を補正(以下、
「防振補正」または「像位置補正」という)するズーム
レンズが開示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の技術では、像位置補正のために光軸と直交
する方向に移動するレンズ群すなわち防振補正群のレン
ズ径が大きく且つ光軸方向の総厚が大きい。このため、
防振補正機構が大型化し、鏡筒の形状をコンパクトに構
成することが困難であった。すなわち、従来の防振ズー
ムレンズでは、撮影光学系全体が大型化し、携帯性およ
び操作性が悪いという不都合があった。本発明は、前述
の課題に鑑みてなされたものであり、防振補正群の寸法
を小さくすることにより、鏡筒構造のコンパクト化を図
り、撮影光学系全体の小型化を達成し、携帯性および操
作性に優れた防振ズームレンズを提供することを目的と
する。
【0004】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明においては、物体側より順に、負の屈折力を
有する第1レンズ群G1と、正の屈折力を有する第2レ
ンズ群G2とを備え、前記第2レンズ群G2は物体側よ
り順に、正の屈折力を有する前群G21と負の屈折力を
有する後群G22とを有し、前記第2レンズ群G2の前
群G21の少なくとも一部を光軸とほぼ直交する方向に
移動させて像位置の補正を行うための変位手段を備えて
いることを特徴とするズームレンズを提供する。
【0005】本発明の好ましい態様によれば、前記第2
レンズ群G2の前群G21中またはその近傍に開口絞り
を備えている。さらに、前記第2レンズ群G2の全体の
屈折力をφ2 とし、前記第2レンズ群G2の前群G21
の屈折力をφ21としたとき、 0.5 < φ2 /φ21 < 1.5 の条件を満足するのが好ましい。
【0006】
【作用】一般に、物体側より順に、負の屈折力を有する
第1レンズ群G1と、正の屈折力を有する第2レンズ群
G2からなる2群構成のズームレンズは、SLRカメラ
システムの交換レンズ中で寸法の小型化を図る場合、メ
カ構造まで考慮すれば非常に有利である。本発明では、
負・正型の2群ズームレンズにおいて、レンズ系の小型
化を達成しつつ像位置補正を可能にする最適条件を見い
出した。
【0007】像位置補正を行う光学系すなわち防振補正
群の周囲には、防振補正群を光軸とほぼ直交する方向に
変位させるための変位手段としてたとえばアクチュエー
タを備える必要がある。したがって、光軸に対して外周
方向に小さい、換言すればレンズ径の小さい第2レンズ
群G2を防振補正群とするのが好ましい。しかしなが
ら、第2レンズ群G2全体を防振補正群にすると、防振
補正群を構成するレンズ群の光軸に沿った総厚が大きい
ため、アクチュエータの大型化を招き好ましくない。
【0008】そこで、本発明では、第2レンズ群G2を
正の屈折力を有する前群G21と負の屈折力を有する後
群G22とで構成し、前群G21の少なくとも一部を防
振補正のために光軸とほぼ直交する方向に移動させて像
位置を補正する。こうして、本発明により、防振補正群
の光軸方向の寸法も小さくすることが可能になる。
【0009】ここで、第2レンズ群前群G21が正の屈
折力を有し第2レンズ群後群G22が負の屈折力を有す
るように構成した理由は、以下の通りである。すなわ
ち、全光学系を通じてパワー配置を考慮した場合、負の
屈折力を有する第1レンズ群G1を先行させ、正の屈折
力を有する第2レンズ群前群G21および負の屈折力を
有する第2レンズ群後群G22を後続させることによ
り、第2レンズ群前群G21の光軸に沿った全長を短く
してズーミングによる変倍時の第1レンズ群G1と第2
レンズ群G2との間の移動間隔を確保するとともに、収
差補正を有利にし、さらにレンズ枚数の減少を図ること
ができるからである。
【0010】また、第2レンズ群前群G21の少なくと
も一部を防振補正群とした理由は、負・正・負タイプの
光学系の正レンズ群は、絞りをその近傍に配設すること
により画面中央に結像する光線の通過位置および画面周
辺に結像する光線の通過位置を光軸の近傍にまとめ易い
ため、レンズ径を小さくして防振補正群を径方向に小型
化することができるからである。
【0011】さらに良好な結像性能を得るために、本発
明の上記構成に加えて、次の条件式(1)を満足するこ
とが好ましい。 0.5 < φ2 /φ21 < 1.5 (1) ここで、 φ2 : 第2レンズ群G2の全体の屈折力 φ21: 第2レンズ群G2の前群G21の屈折力
【0012】条件式(1)は、第2レンズ群G2におけ
る前群G21のパワー配置に関して適切な範囲を規定し
ている。条件式(1)の下限値を下回ると、第2レンズ
群G2ひいてはズームレンズ全径の大型化を招くととも
に、ペッツバール和が負方向に過大となり好ましくな
い。逆に、条件式(1)の上限値を上回ると、ペッツバ
ール和が正方向に過大となり球面収差も曲がりを生じる
ので不都合である。
【0013】さらに小型化を図るには、第2レンズ群G
2の前群G21中あるいはその近傍に開口絞りを配置す
るのが好ましい。開口絞りを配置することにより、第2
レンズ群前群G21の有効径は、FナンバーFNOで決定
する有効径(有効径の最小値)としても、画面周辺に入
射する光線束の主光線(開口絞りの中央を通る光線)に
対する対称性が良好になる。したがって、防振補正群を
構成する第2レンズ群前群G21の有効径を最小にする
ことができる。換言すれば、防振補正群を径方向に小型
化することが可能になる。
【0014】防振補正時においてさらに良好な結像性能
を得るためには、第2レンズ群前群G21全体を防振補
正群として光軸とほぼ直交する方向に移動させるのが好
ましい。すでに述べたように、本発明のズームレンズで
は、第2レンズ群G2全体を前群G21と後群G22と
に大別しているので、第2レンズ群前群G21を第2レ
ンズ群G2に必要な正の屈折力を有しかつ高次収差の少
ないレンズ群として構成し、第2レンズ群後群G22を
第1レンズ群G1で発生する高次収差をキャンセルする
ためのレンズ群として構成することが可能である。した
がって、第2レンズ群前群G21は、第1レンズ群G1
および前記第2レンズ群後群G22との高次収差の相互
依存が比較的少ないので、第2レンズ群前群G21全体
を防振補正群とするのが像位置補正に有利になる。
【0015】さらに良好な結像性能を得るためには、上
述の諸条件に加えて、次の条件式(2)を満足すること
が好ましい。 0.01 < D/R1 < 0.2 (2) ここで、 R1: 第2レンズ群前群の最像側面の曲率半径 D : 第2レンズ群前群の最像側面と開口絞りとの軸
上間隔
【0016】条件式(2)の上限値を上回ると、Dを固
定して考えればR1が小さくなり球面収差の曲がりが大
きくなりすぎて好ましくない。逆に、条件式(2)の下
限値を下回ると、Dを固定して考えるとR1が大きくな
り防振補正時の像面湾曲の変動が大きくなりすぎて不都
合である。
【0017】
【実施例】本発明による防振ズームレンズは各実施例に
おいて、物体側より順に、負の屈折力を有する第1レン
ズ群G1と、正の屈折力を有する第2レンズ群G2とを
備え、前記第2レンズ群G2は物体側より順に、正の屈
折力を有する前群G21と負の屈折力を有する後群G2
2とを有し、前記第2レンズ群G2の前群G21の少な
くとも一部を光軸とほぼ直交する方向に移動させて像位
置の補正を行うための変位手段を備えている。
【0018】以下、本発明の各実施例を、添付図面に基
づいて説明する。 〔実施例1〕図1は、本発明の第1実施例にかかるズー
ムレンズの構成を示す図である。図示のズームレンズ
は、物体側より順に、保護用の板ガラス、物体側に凸面
を向けた負メニスカスレンズ、両凹レンズおよび物体側
に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第1レンズ
群G1と、両凸レンズ、および物体側に凸面を向けた正
メニスカスレンズと物体側に凸面を向けた負メニスカス
レンズとの貼合わせレンズからなる第2レンズ群前群G
21と、開口絞りS、物体側に凹面を向けた負メニスカ
スレンズと物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズお
よび両凸レンズからなる第2レンズ群後群G22とから
構成されている。なお、第2レンズ群後群G22の像側
には固定絞りFSが設けられている。
【0019】図1は、焦点距離f=36.0における各
レンズ群の位置関係を示しており、焦点距離f=68.
0への変倍時には第1レンズ群G1および第2レンズ群
G2はそれぞれ図中矢印で示すズーム軌道に沿って光軸
上を移動する。また、第2レンズ群前群G21全体が、
変位手段である防振機構1によって光軸とほぼ直交する
方向に適宜移動され、ズームレンズの振動に起因する像
位置の揺れが補正されるようになっている。本実施例で
は、片側で0.2度、両側で合計0.4度の全光学系の
回転方向のぶれに対する像位置補正を行っている。な
お、フォーカシングは、第1レンズ群G1を物体側に繰
り出すことにより行っている。次の表(1)に、本発明
の実施例1の諸元の値を掲げる。表(1)において、f
は焦点距離を、FNOはFナンバーを、2ωは画角を、B
fはバックフォーカスを表す。さらに、左端の数字は物
体側からの各レンズ面の順序を、rは各レンズ面の曲率
半径を、dは各レンズ面間隔を、nおよびνはそれぞれ
d線(λ=587.6nm)に対する屈折率およびアッ
ベ数を示している。
【0020】
【表1】 f=36.0〜68.0 FNO=3.32〜4.60 2ω=62.0°〜35.2° r d ν n 1 ∞ 2.000 58.74 1.52216 2 ∞ 1.200 3 33.177 1.700 50.188 1.72000 4 16.693 7.400 5 -113.680 1.200 50.188 1.72000 6 49.947 0.400 7 28.363 3.600 31.623 1.75692 8 130.696 (d8= 可変) 9 37.413 2.500 60.140 1.62041 10 -64.669 0.100 11 16.727 4.100 58.497 1.65160 12 325.097 1.100 38.183 1.65128 13 17.000 2.500 14 ∞ 1.500 15 -23.459 1.400 28.341 1.72825 16 -60.009 0.100 17 139.184 1.400 28.341 1.72825 18 21.995 1.283 19 47.830 2.600 36.270 1.62004 20 -23.035 1.500 21 ∞ (Bf) (変倍における可変間隔) f 36.0 51.6 68.0 d8 23.261 8.565 0.386 Bf 43.690 54.610 66.090 (条件対応値) φ2 =1/35.0 φ21=1/29.196 R1=17 D =2.5 (1)φ2 /φ21=0.83 (2) D/R1=0.15 (防振データ) 焦点距離f 36.0 51.6 68.0 防振群の移動量(mm) 0.0637 0.0778 0.0888 像の移動量(mm) 0.126 0.180 0.237
【0021】図2、図3および図4は、それぞれ焦点距
離f=36.0、51.6および68.0における諸収
差図である。各収差図において、FNOはFナンバーを、
Yは像高を、Dはd線(λ=587.6nm)を、Cは
C線(λ=656.3nm)を、FはF線(λ=48
6.1nm)を、Gはg線(λ=435.6nm)をそ
れぞれ示している。なお、非点収差を示す収差図におい
て実線はサジタル像面を示し、破線はメリディオナル像
面を示している。また、球面収差を示す収差図において
破線は正弦条件(サインコンディション)を示し、倍率
色収差を示す収差図はd線を基準として示されている。
さらに、像位置補正時の横収差を示す収差図は、全光学
系が各側に0.2度の回転方向ぶれをしたときの収差図
である。各収差図から明らかなように、本実施例では、
防振時も含めて諸収差が良好に補正されていることがわ
かる。
【0022】〔実施例2〕図5は、本発明の第2実施例
にかかるズームレンズの構成を示す図である。図示のズ
ームレンズは、物体側より順に、保護用の板ガラス、物
体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ、物体側に凸非
球面を向けた負メニスカスレンズおよび物体側に凸面を
向けた正メニスカスレンズからなる第1レンズ群G1
と、開口絞りS、両凸レンズおよび物体側に凸面を向け
た正メニスカスレンズからなる第2レンズ群前群G21
と、両凸レンズと両凹レンズとの貼合わせレンズおよび
両凸レンズからなる第2レンズ群後群G22とから構成
されている。なお、第2レンズ群後群G22の像側には
可動の視野絞りMSが設けられている。
【0023】図5は、焦点距離f=28.8における各
レンズ群の位置関係を示しており、焦点距離f=68.
0への変倍時には第1レンズ群G1および第2レンズ群
G2はそれぞれ図中矢印で示すズーム軌道に沿って光軸
上を移動する。また、第2レンズ群前群G21の全体
が、変位手段である防振機構1によって光軸とほぼ直交
する方向に適宜移動され、ズームレンズの振動に起因す
る像位置の揺れが補正されるようになっている。本実施
例では、片側で0.2度、両側で合計0.4度の全光学
系の回転方向のぶれに対する像位置補正を行っている。
なお、フォーカシングは、第1レンズ群G1を物体側に
繰り出すことにより行っている。
【0024】実施例2のズームレンズは、上述した実施
例1のズームレンズと同様な構成を有するが、各レンズ
群の屈折力および形状等が異なっている。次の表(2)
に、本発明の実施例2の諸元の値を掲げる。表(2)に
おいて、fは焦点距離を、FNOはFナンバーを、2ωは
画角を、Bfはバックフォーカスを表す。さらに、左端
の数字は物体側からの各レンズ面の順序を、rは各レン
ズ面の曲率半径を、dは各レンズ面間隔を、nおよびν
はそれぞれd線(λ=587.6nm)に対する屈折率
およびアッベ数を示している。
【0025】非球面は、光軸に垂直な方向の高さをy、
高さyにおける光軸方向の変位量をS(y)、基準の曲
率半径をR、円錐係数をk、n次の非球面係数をCn と
したとき、以下の数式(a)で表される。
【数1】 S(y)=(y2 /R)/〔1+(1−k・y2 /R2 1/2 〕 +C2 ・y2 +C4 ・y4 +C6 ・y6 +C8 ・y8 +C10・y10+・・・ (a) また、非球面の近軸曲率半径rは、次の数式(b)で定
義される。 r=1/(2・C2 +1/R) (b) 各実施例の諸元表中の非球面には、面番号の右に*印を
付している
【0026】
【表2】f=28.8〜68.0 FNO=3.44〜4.57 2ω=73.7°〜35.2° r d ν n 1 ∞ 2.000 64.12 1.51680 2 ∞ 0.700 3 166.620 1.800 49.44 1.77279 4 22.658 5.800 *5 66.081 2.000 56.46 1.50137 6 87.945 4.100 7 33.728 5.400 31.15 1.68893 8 167.208 (d8= 可変) 9 ∞ 0.750 10 42.441 4.000 70.24 1.48749 11 -102.151 0.100 12 45.311 3.100 70.24 1.48749 13 169.942 1.000 14 18.696 5.500 65.79 1.46450 15 -78.099 7.100 33.89 1.80384 16 16.734 2.600 17 284.772 3.000 42.69 1.56732 18 -33.969 (d18=可変) 19 ∞ (Bf) (変倍における可変間隔) f 28.8 50.0 68.0 d8 40.647 11.428 0.921 d18 -0.210 8.800 11.800 Bf 41.100 48.588 59.596 (非球面データ) k C2 4 5面 1.0000 0.0000 0.78690×10-56 8 10 0.55300×10-8 0.15710×10-10 0.50930×10-13 (条件対応値) φ2 =1/39.3 φ21=1/41.835 R1=169.9417 D =7.95 (1)φ2 /φ21=1.0649 (2) D/R1=0.047 (防振データ) 焦点距離f 28.8 50.0 68.0 防振群の移動量(mm) 0.0651 0.0875 0.0995 像の移動量(mm) 0.101 0.175 0.237
【0027】図6、図7および図8は、それぞれ焦点距
離f=28.8、50.0および68.0における諸収
差図である。各収差図において、FNOはFナンバーを、
Yは像高を、Dはd線(λ=587.6nm)を、Cは
C線(λ=656.3nm)を、FはF線(λ=48
6.1nm)を、Gはg線(λ=435.6nm)をそ
れぞれ示している。なお、非点収差を示す収差図におい
て実線はサジタル像面を示し、破線はメリディオナル像
面を示している。また、球面収差を示す収差図において
破線は正弦条件(サインコンディション)を示し、倍率
色収差を示す収差図はd線を基準として示されている。
さらに、像位置補正時の横収差を示す収差図は、全光学
系が各側に0.2度の回転方向ぶれをしたときの収差図
である。各収差図から明らかなように、本実施例では、
防振時も含めて諸収差が良好に補正されていることがわ
かる。
【0028】なお、上述の実施例では、第2レンズ群前
群G21の全体を変位手段である防振機構1によって光
軸とほぼ直交する方向に移動させて、ズームレンズの振
動に起因する像位置の揺れを補正しているが、第2レン
ズ群前群G21の一部だけを防振補正群としても本発明
の効果を発揮することができる。また、上述の実施例で
は、第1レンズ群G1でフォーカシングを行ったが、第
2レンズ群G2またはズームレンズ全体を物体側に繰り
出して行ってもよいことは明らかである。
【0029】
【効果】以上説明したように、本発明では防振補正群で
ある第2レンズ群前群が小型であるため、防振機構等に
必要なメカスペースを十分に確保することができる。し
たがって、最終製品状態における撮影光学系の小型化も
達成することができる。また、防振補正群が小型でかつ
軽量であるため、これを駆動するためのアクチュエータ
の負荷が少なくなり、アクチュエータの小型化および消
費電力の省量化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例にかかるズームレンズの構
成を示す図である。
【図2】図1の第1実施例の焦点距離f=36.0のと
きの諸収差図である。
【図3】図1の第1実施例の焦点距離f=51.6のと
きの諸収差図である。
【図4】図1の第1実施例の焦点距離f=68.0のと
きの諸収差図である。
【図5】本発明の第2実施例にかかるズームレンズの構
成を示す図である。
【図6】図5の第2実施例の焦点距離f=28.8のと
きの諸収差図である。
【図7】図5の第2実施例の焦点距離f=50.0のと
きの諸収差図である。
【図8】図5の第2実施例の焦点距離f=68.0のと
きの諸収差図である。
【符号の説明】
G1 第1レンズ群 G2 第2レンズ群 G21 第2レンズ群前群 G22 第2レンズ群後群 1 変位手段(防振機構) S 開口絞り

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 物体側より順に、負の屈折力を有する第
    1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群とを備
    え、 前記第2レンズ群は物体側より順に、正の屈折力を有す
    る前群と負の屈折力を有する後群とを有し、 前記第2レンズ群の前群の少なくとも一部を光軸とほぼ
    直交する方向に移動させて像位置の補正を行うための変
    位手段を備えていることを特徴とするズームレンズ。
  2. 【請求項2】 前記第2レンズ群の前群中またはその近
    傍に、開口絞りを備えていることを特徴とする請求項1
    に記載のズームレンズ。
  3. 【請求項3】 前記第2レンズ群の全体の屈折力をφ2
    とし、前記第2レンズ群の前群の屈折力をφ21としたと
    き、 0.5 < φ2 /φ21 < 1.5 の条件を満足することを特徴とする請求項1または2に
    記載のズームレンズ。
  4. 【請求項4】 前記変位手段は、第2レンズ群の前群の
    全部を光軸とほぼ直交する方向に移動させることを特徴
    とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のズームレ
    ンズ。
  5. 【請求項5】 前記第2レンズ群の前群の最も像側の面
    の曲率半径をR1とし、前記開口絞りと前記最も像側の
    面との間の軸上間隔をDとしたとき、 0.01 < D/R1 < 0.2 の条件を満足することを特徴とする請求項2乃至4のい
    ずれか1項に記載のズームレンズ。
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