JPH11174329A - 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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- JPH11174329A JPH11174329A JP9363193A JP36319397A JPH11174329A JP H11174329 A JPH11174329 A JP H11174329A JP 9363193 A JP9363193 A JP 9363193A JP 36319397 A JP36319397 A JP 36319397A JP H11174329 A JPH11174329 A JP H11174329A
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Abstract
を光学的に補正して静止画像を得るようにした防振機能
を有した変倍光学系を得ること。 【解決手段】 物体側より順に負の屈折力の第1群、正
の屈折力の第2群、負の屈折力の第3群、そして正の屈
折力の第4群の4つのレンズ群を有し、各レンズ群間隔
を変えて変倍を行い、該第3群を光軸と垂直方向に移動
させて該変倍光学系が振動したときの撮影画像のブレを
補正し、第i群と第i+1群の広角端と望遠端における
間隔Di、第i群の焦点距離fi等を適切に設定したこ
と。
Description
倍光学系に関し、特に変倍光学系の一部のレンズ群を光
軸と垂直方向に移動させることにより、該変倍光学系が
振動(傾動)したときの撮影画像のブレを光学的に補正
して静止画像を得るようにし、撮影画像の安定化を図っ
た写真用カメラや電子スチルカメラ、そしてビデオカメ
ラ等に好適な防振機能を有した変倍光学系に関するもの
である。
影をしようとすると撮影系に振動が伝わり手振れとなり
撮影画像にブレが生じる。撮影画像のブレは、撮影系の
焦点距離が長い望遠型のレンズ系のときに特に多く発生
してくる。
する機能を有した防振機能を有した変倍光学系が種々と
提案されている。
側より順に正、負、正、そして正の屈折力の第1〜第4
群の4つのレンズ群を有した望遠型のズームレンズにお
いて、第2群を光軸と垂直方向に移動させて防振を行っ
ている。
り順に負、正、負、そして正の屈折力の第1〜第4群の
4つのレンズ群を有したズームレンズにおいて第3群を
光軸と垂直方向に移動させて防振を行っている。
正、そして正の屈折力の4つのレンズ群より成る4群構
成の変倍光学系において、第3群全体を光軸と垂直方向
に振動させて防振を行っている。
のレンズを光軸に対して垂直方向に平行偏心させて防振
を行なう防振光学系においては、防振の為に特別な光学
系は要しないという利点がある。
ズの為の空間を必要とし、又防振時における偏心収差の
発生量が多くなってくるという問題点がある。
較的小型軽量のレンズ群を光軸と垂直方向に移動させ
て、該変倍光学系が振動(傾動)したときの画像のブレ
を補正する際、各レンズ群のレンズ構成を適切に構成す
ることにより、装置全体の小型化、機構上の簡素化及び
駆動手段の負荷の軽減化を図りつつ該レンズ群を偏心さ
せたときの偏心発生量を少なく抑え、偏心収差を良好に
補正した広角端の撮影画角73度程度、変倍比3程度の
防振機能を有した変倍光学系の提供を目的とする。
た変倍光学系は (1−1)物体側より順に負の屈折力の第1群、正の屈
折力の第2群、負の屈折力の第3群、そして正の屈折力
の第4群の4つのレンズ群を有し、各レンズ群間隔を変
えて変倍を行い、該第3群を光軸と垂直方向に移動させ
て該変倍光学系が振動したときの撮影画像のブレを補正
し、第i群と第i+1群の広角端と望遠端における間隔
をDi、第i群の焦点距離をfi、としたとき D1W>D1T ・・・(1) D2W<D2T ・・・(2) D3W>D3T ・・・(3) 1.5<|f3|/f2<2.5・・・(4) 2.1< f4 /f2<10 ・・・(5) なる条件を満足することである。
値実施例1〜4の広角端のレンズ断面図である。
正の屈折力の第2群、L3は負の屈折力の第3群、L4
は正の屈折力の第4群である。SPは絞りである。
では広角端から望遠端への変倍に際して矢印のように第
1群L1を像面側に凸状の軌跡を有するように移動さ
せ、又、第2群L2〜第4群L4を物体側へ移動させて
いる。
側に凸状の軌跡を有するように移動させ、第2群と第4
群を物体側へ移動させている。尚、各数値実施例におい
ては、第2群と第4群は一体的に移動させている。
体的に移動させている。尚、図中、Pは設計上用いたダ
ミーの平面を表している。
垂直方向に移動させて変倍光学系が振動したときの像ブ
レを補正している。尚、防振時には絞りSPは固定であ
る。
直前に配置し、変倍と共に第3群と一体的に移動させる
ことにより可動レンズ群による収差変動を少なくしてい
る。又、絞りより前方のレンズ群の間隔を望遠側にいく
に従って短くすることにより前玉レンズ径の縮小化を容
易に達成している。フォーカスは第1群を移動させて行
っているが、他のレンズ群を用いて行っても良い。
変倍及び防振の際の各レンズ群を前述の如く設定すると
ともに条件式(1)〜(5)を満足させることによって
所定の変倍比を効果的に確保しつつ、防振時に発生する
偏心収差を少なくして標準時(防振しないとき)と防振
時に良好なる光学性能を得ている。
て説明する。
への変倍に際して所定の屈折力を有する各レンズ群の移
動条件を設定したものであり、これによって、所定の変
倍比を効果的に確保しつつ、レンズ系全体の小型化を図
っている。
に対する第3群、第4群の焦点距離を規定するものであ
り、主に防振時の光学性能を良好に保つためのものであ
る。条件式(4)、(5)の下限値を超えて第3群、第
4群の屈折力が強くなりすぎると、防振時に偏心収差が
発生し好ましくなく、又条件式(4)、(5)の上限値
を超えて第3群、第4群の屈折力が弱くなりすぎると、
レンズ全長が長くなってしまうので良くない。
折力配置の求めかたについて説明する。広角端、望遠端
での全系のパワーをφw、φt、第1 群のパワーφ1、
第2群のパワーφ2、第i群と第i+1群の広角端、望
遠端での主点間隔をEiw、Eitとし、前記各数値を
既知数とし、第3 群のパワーφ3、第4群のパワーφ4
を未知数として求めと、Aijw、Cijtを第i群か
ら第j群までの広角端、望遠端でのガウシアンブラケッ
トとすると、 φw=C14w =−A13w・E3w・φ3・φ4−C12w・E3w・φ4 +A13w・φ4+A13w・φ3+C12w・・・(イ) φt=C14t =−A13t・E3t・φ3・φ4−C12t・E3t・φ4 +A13t・φ4+A13t・φ3+C12t ・・・(ロ) Vw≡C12w・E3w−A13w Ww≡φw−C12w Xw≡−E3w・A13w Yw≡A13w Vt≡C12t・E3t−A13t Wt≡φt−C12t Xt≡−E3t・A13t Yt≡A13t とし、上記(イ)、(ロ)式より、 φ3=(Vw・φ4+Ww)/(Xw・φ4+Yw)・・・(ハ) φ3=(Vt・φ4+Wt)/(Xt・φ4+Yt)・・・(ニ) (ハ)、(ニ)式より、φ4は、 (VwXt−VtXw)φ42+ (VwYt+XtWw−VtYw−XwWt)φ4+ (WwYt−WtYw)=0 ・・・(ホ) の2つの解として求まり、φ3も(ハ)式より前記φ4
に対応して2つ求まる。
なわち屈折力の弱い方の解の組みを第3群、第4群に与
えることで、防振時にも良好な収差補正を可能としてい
る。本発明の防振機能を有した変倍光学系は以上のよう
な条件を満足することにより実現されるが、更にレンズ
全長の短縮を図りつつ、良好な光学性能を達成する為に
は、以下の条件のうち少なくとも1つを満足することが
望ましい。
ズより成り、前記第4群は負レンズと正レンズを有して
いることである。
選択した場合、良好に収差補正を行っている。
OK4としたとき 0<OK4・・・(6) なる条件を満足することである。
るときを正としている。条件式(6)は第4群をレトロ
タイプの構成とし、これによってレンズ系全体の小型化
を図りつつ、諸収差を良好に補正している。
非球面を有していることである。
面に施し、レンズ中心からレンズ周辺にいくに従って負
の屈折力が強くなる形状としている。これによって広角
側で発生する高次のサジタル像面湾曲を良好に補正して
いる。
に防振の際に固定の絞りを設けていることである。
径を小さくするとともにバランス良く収差補正を行って
いる。
に一体的に移動していることである。
変倍機構の簡素化を図っている。
像面側に凹面を向けたメニスカス状の負レンズ、像面側
に凹面を向けた負レンズ、そして物体側に凸面を向けた
メニスカス状の正レンズより成り、前記第2群は像面側
に凹面を向けたメニスカス状の負レンズ、両レンズ面が
凸面の正レンズ、そして物体側に凸面を向けた正レンズ
より成り、前記第3群は像面側に凸面を向けたメニスカ
ス状の正レンズと、両レンズ面が凹面の負レンズより成
り、前記第4群は像面側に凹面を向けたメニスカス状の
負レンズと、両レンズ面が凸面の正レンズより成ってい
ることである。
構上の簡素化及び駆動手段の負荷の軽減化を図りつつ、
該レンズ群を偏心させたときの偏心発生量を少なく抑
え、偏心収差を良好に補正した防振機能を有した変倍光
学系を達成している。
心敏感度をTS3t、全系の広角端と望遠端での焦点距
離を各々fW、fT、全系の望遠端でのFナンバーをF
NOt、広角端から望遠端への変倍における前記第1群
と第2群の間隔変化量と前記第2群と第3群の間隔変化
量を各々Δ12、Δ23としたとき 1.1<|TS3t| ・・・(7)
防振のための駆動機構を小型化し、消費エネルギーを少
なく押さえるためには、防振レンズ群には平行偏心敏感
度が大きく、レンズ重量が軽いことが必要である。
向のレンズ群の移動量に対する像面上での像点の移動量
の比である。
は、各レンズ群の倍率をβiとしたとき、 TSi=(1−βi)βi+1……βn で計算される。
ズ構成としている。条件式(7)の下限値を超えて防振
レンズ群の平行偏心敏感度が小さくなると、防振のため
の駆動機構が大きくなり好ましくない。そして、防振群
の重量を軽くするために開口絞りは、防振時、光軸と垂
直方向に固定している。
正、負、正の屈折力の4つのレンズ群を有するズームレ
ンズに於いて、所望のスペックを達成しつつ、レンズ系
全体のコンパクト化を図りつつ良好な光学性能を満足す
るためのものである。
の屈折力が強くなると良好なる収差補正が困難となり、
又、上限値を超えて第1群の負の屈折力が弱くなると、
レンズ系が大きくなり好ましくない。条件式(9)の下
限値を超えて第2群の正の屈折力が強くなるとレンズ全
長の短縮には好ましいが、第2群で発生する諸収差が増
大しこれをバランス良く補正することが困難となり、
又、上限値を超えるとレンズ全長が長くなり好ましくな
い。条件式(10)の下限値を超えて広角端から望遠端
へ変倍する際の第2群と第3群との間隔変化量が第1群
と第2群との間隔変化量に対して小さくなると、負と正
の屈折力の2群ズームレンズに近くなり、多群化してレ
ンズ系のコンパクト化を図った効果が小さくなり、又、
上限値を超えると第4群のレンズ外径が大きくなり好ま
しくない。
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νi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。
諸数値との関係を表−1に示す。
方向にH軸、光の進行方向を正とし、Rを近軸曲率半
径、b、c、d、eを各々非球面係数としたとき
している。
系の一部を構成する比較的小型軽量のレンズ群を光軸と
垂直方向に移動させて、該変倍光学系が振動(傾動)し
たときの画像のブレを補正する際、各レンズ群のレンズ
構成を適切に構成することにより、装置全体の小型化、
機構上の簡素化及び駆動手段の負荷の軽減化を図りつつ
該レンズ群を偏心させたときの偏心発生量を少なく抑
え、偏心収差を良好に補正した広角端の撮影画角73度
程度、変倍比3程度の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
図
図
図
端の無限遠物体のときの標準を0.5°傾けたときの防
振時の収差図
端の無限遠物体のときの標準を0.5°傾けたときの防
振時の収差図
端の無限遠物体のときの標準を0.5°傾けたときの防
振時の収差図
端の無限遠物体のときの標準を0.5°傾けたときの防
振時の収差図
端の無限遠物体のときの標準を0.5°傾けたときの防
振時の収差図
遠端の無限遠物体のときの標準を0.5°傾けたときの
防振時の収差図
角端の無限遠物体のときの標準を0.5°傾けたときの
防振時の収差図
遠端の無限遠物体のときの標準を0.5°傾けたときの
防振時の収差図
Claims (9)
- 【請求項1】 物体側より順に負の屈折力の第1群、正
の屈折力の第2群、負の屈折力の第3群、そして正の屈
折力の第4群の4つのレンズ群を有し、各レンズ群間隔
を変えて変倍を行い、該第3群を光軸と垂直方向に移動
させて該変倍光学系が振動したときの撮影画像のブレを
補正し、第i群と第i+1群の広角端と望遠端における
間隔をDi、第i群の焦点距離をfi、としたとき D1W>D1T D2W<D2T D3W>D3T 1.5<|f3|/f2<2.5 2.1< f4 /f2<10 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】 前記第3群は正レンズと負レンズより成
り、前記第4群は負レンズと正レンズを有していること
を特徴とする請求項1の防振機能を有した変倍光学系。 - 【請求項3】 前記第4群の後側主点の距離をOK4と
したとき0<OK4なる条件を満足することを特徴とす
る請求項1の防振機能を有した変倍光学系。 - 【請求項4】 前記第4群は少なくとも1つの非球面を
有していることを特徴とする請求項1の防振機能を有し
た変倍光学系。 - 【請求項5】 前記第3群の物体側又は像面側に防振の
際に固定の絞りを設けていることを特徴とする請求項1
の防振機能を有した変倍光学系。 - 【請求項6】 前記第2群と第4群は変倍の際に一体的
に移動していることを特徴とする請求項1の防振機能を
有した変倍光学系。 - 【請求項7】 前記第3群は変倍の際、固定であること
を特徴とする請求項1の防振機能を有した変倍光学系。 - 【請求項8】 物体側より順に、前記第1群は像面側に
凹面を向けたメニスカス状の負レンズ、像面側に凹面を
向けた負レンズ、そして物体側に凸面を向けたメニスカ
ス状の正レンズより成り、前記第2群は像面側に凹面を
向けたメニスカス状の負レンズ、両レンズ面が凸面の正
レンズ、そして物体側に凸面を向けた正レンズより成
り、前記第3群は像面側に凸面を向けたメニスカス状の
正レンズと、両レンズ面が凹面の負レンズより成り、前
記第4群は像面側に凹面を向けたメニスカス状の負レン
ズと、両レンズ面が凸面の正レンズより成っていること
を特徴とする請求項1の防振機能を有した変倍光学系。 - 【請求項9】 前記第3群の望遠端での平行偏心敏感度
をTS3t、全系の広角端と望遠端での焦点距離を各々
fW、fT、全系の望遠端でのFナンバーをFNOt、
広角端から望遠端への変倍における前記第1群と第2群
の間隔変化量と前記第2群と第3群の間隔変化量を各々
Δ12、Δ23としたとき 1.1<|TS3t| 【数1】 1.3< f2・FNot/fT <3.5 0.2< |Δ23/Δ12| <0.6 なる条件を満足することを特徴とする請求項1の防振機
能を有した変倍光学系。
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JPH11174329A true JPH11174329A (ja) | 1999-07-02 |
Family
ID=18478730
Family Applications (1)
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JP9363193A Pending JPH11174329A (ja) | 1997-12-15 | 1997-12-15 | 防振機能を有した変倍光学系 |
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