JP2754547B2 - 画像偏向手段を有した撮影系 - Google Patents
画像偏向手段を有した撮影系Info
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Description
【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εｖ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）＝cosφＶ・Ｖ・εＶ・fT/αＫ′ 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、Ｖ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）＝−cosφＰ・εＰ・fT・ ｛（NP−１）（PL2−hPT2）＋hP（δNP）｝／
αＫ′ 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）（Ｐ−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Ｐ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）Ｐは △（△Ｙ）Ｐ∝ 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）２は第２レンズ群の倍率色収差係数
をT2とすると、 △（△Ｙ）２∝−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β２でリレーされて生ずる。す
なわち、 △Y1＝Ｓ・tan｛（NP−１）・εＰ｝ △Ｙ＝（△Y1）・β２ ＝Ｓ・β２・tan｛NP−１）・εＰ｝ 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′β２′・tan｛（NP′−１）・εＰ｝ これから偏心倍率色収差△（△Ｙ）＝△Ｙ′−△Ｙ
が０になる条件は、 Ｓ′β２′／（Ｓ・β２） ＝tan｛（NP−１）・εＰ｝/tan｛（NP′−１）
εＰ｝ ≒（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、 β２′／β２≒（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β２及びβ２′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）・εＰ｝ と表わされる。同様に第２波長に付いても △Ｙ′＝f2′・tan｛（NP′−１）・εＰ｝ 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）・εＰ）/tan｛（NP′−１）・ε
Ｐ｝ ≒（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及
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。
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εｖ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）＝cosφＶ・Ｖ・εＶ・fT/αＫ′ 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、Ｖ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）＝−cosφＰ・εＰ・fT・ ｛（NP−１）（PL2−hPT2）＋hP（δNP）｝／
αＫ′ 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）（Ｐ−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Ｐ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）Ｐは △（△Ｙ）Ｐ∝ 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）２は第２レンズ群の倍率色収差係数
をT2とすると、 △（△Ｙ）２∝−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β２でリレーされて生ずる。す
なわち、 △Y1＝Ｓ・tan｛（NP−１）・εＰ｝ △Ｙ＝（△Y1）・β２ ＝Ｓ・β２・tan｛NP−１）・εＰ｝ 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′β２′・tan｛（NP′−１）・εＰ｝ これから偏心倍率色収差△（△Ｙ）＝△Ｙ′−△Ｙ
が０になる条件は、 Ｓ′β２′／（Ｓ・β２） ＝tan｛（NP−１）・εＰ｝/tan｛（NP′−１）
εＰ｝ ≒（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、 β２′／β２≒（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β２及びβ２′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）・εＰ｝ と表わされる。同様に第２波長に付いても △Ｙ′＝f2′・tan｛（NP′−１）・εＰ｝ 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）・εＰ）/tan｛（NP′−１）・ε
Ｐ｝ ≒（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及
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。
【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。
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。
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,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。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62335219A JP2754547B2 (ja) | 1987-12-29 | 1987-12-29 | 画像偏向手段を有した撮影系 |
| US07/701,326 US5140462A (en) | 1987-12-29 | 1991-05-07 | Optical system having image deflecting function |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62335219A JP2754547B2 (ja) | 1987-12-29 | 1987-12-29 | 画像偏向手段を有した撮影系 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01178916A JPH01178916A (ja) | 1989-07-17 |
| JP2754547B2 true JP2754547B2 (ja) | 1998-05-20 |
Family
ID=18286093
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62335219A Expired - Fee Related JP2754547B2 (ja) | 1987-12-29 | 1987-12-29 | 画像偏向手段を有した撮影系 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2754547B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3052250B2 (ja) * | 1990-01-05 | 2000-06-12 | キヤノン株式会社 | 画像ぶれ補正装置 |
| JPH04207481A (ja) * | 1990-11-30 | 1992-07-29 | Canon Inc | 動き検出装置 |
| US5661597A (en) * | 1993-07-29 | 1997-08-26 | Canon Kabushiki Kaisha | Image deflection apparatus |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5621133A (en) * | 1979-07-31 | 1981-02-27 | Ricoh Co Ltd | Electrophotographic receptor |
-
1987
- 1987-12-29 JP JP62335219A patent/JP2754547B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01178916A (ja) | 1989-07-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |