JP3109815B2 - 像安定撮影レンズ系 - Google Patents
像安定撮影レンズ系Info
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- JP3109815B2 JP3109815B2 JP02127887A JP12788790A JP3109815B2 JP 3109815 B2 JP3109815 B2 JP 3109815B2 JP 02127887 A JP02127887 A JP 02127887A JP 12788790 A JP12788790 A JP 12788790A JP 3109815 B2 JP3109815 B2 JP 3109815B2
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- Japan
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- lens
- lens group
- apex angle
- lens system
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- G—PHYSICS
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- G02B27/64—Imaging systems using optical elements for stabilisation of the lateral and angular position of the image
- G02B27/646—Imaging 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
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/04—Prisms
- G02B5/06—Fluid-filled or evacuated prisms
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lenses (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光学系が傾動することで生じる像ブレを補
正し像安定を図るのに適した変倍光学系、殊に小型の変
倍光学系に関する。
正し像安定を図るのに適した変倍光学系、殊に小型の変
倍光学系に関する。
進行中の車上、船上或いは航空機上で撮影する場合あ
るいは歩きながら撮影をする場合には画像に激しい動揺
を与え易く画像を見難くするもので、特に露出時間の長
い場合には役に立つ画像が得られない。
るいは歩きながら撮影をする場合には画像に激しい動揺
を与え易く画像を見難くするもので、特に露出時間の長
い場合には役に立つ画像が得られない。
一般に焦点距離の長いレンズを一眼レフカメラに取付
けて撮影する場合はカメラを三脚に固定するのが普通で
あるが、機動性が悪くなるので手持ちで使用することも
多く像ブレのために良好な画像が得られない場合があ
り、また最近、ビデオカメラに取付けられた撮影レンズ
の倍率が高まるにつれて良好な画像が得られないという
問題が顕著になって来ている。
けて撮影する場合はカメラを三脚に固定するのが普通で
あるが、機動性が悪くなるので手持ちで使用することも
多く像ブレのために良好な画像が得られない場合があ
り、また最近、ビデオカメラに取付けられた撮影レンズ
の倍率が高まるにつれて良好な画像が得られないという
問題が顕著になって来ている。
この様な像ブレを防止するためにいわゆる防振光学系
あるいは像安定化光学系が種々提案されているが、例え
ば撮影レンズの前方に所定屈折率の透明液体を封入した
ベローズを設け、このベローズの入射面を出射面が成す
角を制御してベローズが形成する光学楔の光屈折角が撮
影レンズの傾角を補正する様にした構成は良く知られて
いる。
あるいは像安定化光学系が種々提案されているが、例え
ば撮影レンズの前方に所定屈折率の透明液体を封入した
ベローズを設け、このベローズの入射面を出射面が成す
角を制御してベローズが形成する光学楔の光屈折角が撮
影レンズの傾角を補正する様にした構成は良く知られて
いる。
しかしながら、撮影レンズがズームレンズであり、こ
とに高倍のズームであると前方に配置するベローズの径
は大型化してそれ自身邪魔になるし、また高速で頂角を
変えることが難しく、高い周波数に良好な追従が難しく
なる問題も発生する。
とに高倍のズームであると前方に配置するベローズの径
は大型化してそれ自身邪魔になるし、また高速で頂角を
変えることが難しく、高い周波数に良好な追従が難しく
なる問題も発生する。
この様な問題を解消するためズームレンズのアフオー
カル部、具体的一例としては変倍部とリレーレンズの間
にベローズを配置することが別途提案されているが、別
の問題が派生した。即ち、ビデオカメラあるいはステイ
ルビデオカメラでは受像部にCCDあるいはMOS等の固体撮
像素子を使用するが、素子受光面は反射率が高いため結
像光束の一部がそこで反射して、光路を遡行しベローズ
の入射面あるいは出射面もしくは両者で反射して再び固
体撮像素子へ入射しゴーストやフレアーを形成して画質
を低下させる問題である。勿論、銀塩フイルムの場合も
程度の差はあれ同様の問題はある。
カル部、具体的一例としては変倍部とリレーレンズの間
にベローズを配置することが別途提案されているが、別
の問題が派生した。即ち、ビデオカメラあるいはステイ
ルビデオカメラでは受像部にCCDあるいはMOS等の固体撮
像素子を使用するが、素子受光面は反射率が高いため結
像光束の一部がそこで反射して、光路を遡行しベローズ
の入射面あるいは出射面もしくは両者で反射して再び固
体撮像素子へ入射しゴーストやフレアーを形成して画質
を低下させる問題である。勿論、銀塩フイルムの場合も
程度の差はあれ同様の問題はある。
本発明は、上述の問題を解消するもので、装置が小型
であり且つ、画質を低下させることもない様にするもの
である。
であり且つ、画質を低下させることもない様にするもの
である。
上記目的を達成するため、本発明は複数のレンズ群の
少なくとも1箇所のレンズ間隔を変更して焦点距離を変
えるレンズ系内に光軸を屈折する為に頂角の変更駆動さ
れる可変頂角プリズムユニツトを配する際に、物体側第
1面から可変頂角プリズムユニットの直前の面までの広
角端での合成焦点距離をFa、全系の望遠端に於ける焦点
距離をFtとすると、|Fa|<10Ftなる条件を満足し、後方
に少なくとも1つのレンズ群が存在するアフォーカルで
ない位置に、光軸を屈折する為に頂角が変更駆動される
可変頂角プリズムユニットを配置すると共に、レンズ系
の傾きと変倍情報とに基づいて可変頂角プリズムユニッ
トの頂角を制御することを特徴としている。|Fa|<10Ft
なる条件は像面に実質上問題となる程度のゴーストやフ
レアーを発生させることのないパワー配置を、後述する
種々のズームレンズを含む光学解析の結果より求められ
たものである。尚、使用したズームレンズは全てレンズ
から構成されているが、球面鏡を含むズームレンズにも
本発明は適用可能である。
少なくとも1箇所のレンズ間隔を変更して焦点距離を変
えるレンズ系内に光軸を屈折する為に頂角の変更駆動さ
れる可変頂角プリズムユニツトを配する際に、物体側第
1面から可変頂角プリズムユニットの直前の面までの広
角端での合成焦点距離をFa、全系の望遠端に於ける焦点
距離をFtとすると、|Fa|<10Ftなる条件を満足し、後方
に少なくとも1つのレンズ群が存在するアフォーカルで
ない位置に、光軸を屈折する為に頂角が変更駆動される
可変頂角プリズムユニットを配置すると共に、レンズ系
の傾きと変倍情報とに基づいて可変頂角プリズムユニッ
トの頂角を制御することを特徴としている。|Fa|<10Ft
なる条件は像面に実質上問題となる程度のゴーストやフ
レアーを発生させることのないパワー配置を、後述する
種々のズームレンズを含む光学解析の結果より求められ
たものである。尚、使用したズームレンズは全てレンズ
から構成されているが、球面鏡を含むズームレンズにも
本発明は適用可能である。
第1図は本発明の第1実施例を示している。図中、左
側に被写体があるものとし、f1が正屈折力の第1レンズ
群でフオーカシングの為に光軸方向へ前後する。f2は変
倍機能を有する負屈折力の第2レンズ群で図示しない駆
動機構により光軸方向へ移動する。f3は像面移動を打ち
消すための負屈折力の第3レンズ群で第2レンズ群f2と
同時に且つ独立に図示の軌跡に沿って移動する。f4は結
像作用を持ついわゆるリレーレンズ群である。Iは像面
で、固体撮像素子の受像面が位置する。SPは系の明るさ
を定める絞りである。
側に被写体があるものとし、f1が正屈折力の第1レンズ
群でフオーカシングの為に光軸方向へ前後する。f2は変
倍機能を有する負屈折力の第2レンズ群で図示しない駆
動機構により光軸方向へ移動する。f3は像面移動を打ち
消すための負屈折力の第3レンズ群で第2レンズ群f2と
同時に且つ独立に図示の軌跡に沿って移動する。f4は結
像作用を持ついわゆるリレーレンズ群である。Iは像面
で、固体撮像素子の受像面が位置する。SPは系の明るさ
を定める絞りである。
Vは可変頂角プリズムユニツトで、第2図に駆動部と
共に拡大して示す。10と11は透光性の入射端板と出射端
板を示す。12はベローズ状の折り曲げ自在な薄膜筒、13
は所望の屈折率を持った透光性の液体で、液体13は薄膜
筒12と端板10と11の成す空間に封入されている。従っ
て、例えば端板10を固定とし端板11の縁に加圧すると端
板11は傾いて頂角θの光学楔が形成される。
共に拡大して示す。10と11は透光性の入射端板と出射端
板を示す。12はベローズ状の折り曲げ自在な薄膜筒、13
は所望の屈折率を持った透光性の液体で、液体13は薄膜
筒12と端板10と11の成す空間に封入されている。従っ
て、例えば端板10を固定とし端板11の縁に加圧すると端
板11は傾いて頂角θの光学楔が形成される。
14はアクチユエータで、駆動軸が端板11とフレキシブ
ルに連絡されている。図ではアクチユエータ14を1個示
しているが、例えば光軸を中心に120度分離して3個設
けるとか、ジンバル機構を介して端板11に対しもう1個
設ける等、すべての半径方向について所望の光学楔が形
成される様になっているものとする。15は傾角検出セン
サーで、例えばジヤイロや加速度センサーを使用でき
る。傾角検出センサー15も光軸回りに複数個設けるもの
とし、いずれの方向への撮影レンズの傾きも検出し得
る。16はマイクロコンピユータで、各傾角検出センサー
15の出力と可変頂角プリズムユニツトの配置位置を考慮
した変倍情報17とに基づき各アクチユエータ14の駆動軸
の出入量を算出し、出力信号でアクチユエータ14を制御
している。なお、液体と薄膜筒の代わりに軟弾性の樹脂
板を使っても良い。
ルに連絡されている。図ではアクチユエータ14を1個示
しているが、例えば光軸を中心に120度分離して3個設
けるとか、ジンバル機構を介して端板11に対しもう1個
設ける等、すべての半径方向について所望の光学楔が形
成される様になっているものとする。15は傾角検出セン
サーで、例えばジヤイロや加速度センサーを使用でき
る。傾角検出センサー15も光軸回りに複数個設けるもの
とし、いずれの方向への撮影レンズの傾きも検出し得
る。16はマイクロコンピユータで、各傾角検出センサー
15の出力と可変頂角プリズムユニツトの配置位置を考慮
した変倍情報17とに基づき各アクチユエータ14の駆動軸
の出入量を算出し、出力信号でアクチユエータ14を制御
している。なお、液体と薄膜筒の代わりに軟弾性の樹脂
板を使っても良い。
第1図へ戻り、可変頂角プリズムユニツトVは第2レ
ンズ群f2の直前に第2レンズ群f2の図示しない移動内筒
に固定しているので第2レンズ群と一体に移動すること
になり、変倍を行ってもプリズム頂角θの修正量が少な
くて済み、制御し易い利点がある。
ンズ群f2の直前に第2レンズ群f2の図示しない移動内筒
に固定しているので第2レンズ群と一体に移動すること
になり、変倍を行ってもプリズム頂角θの修正量が少な
くて済み、制御し易い利点がある。
第3図と第4図は第1図と同様のズームレンズである
が、可変頂角プリズムユニツトVの配置位置が第1図の
場合とは異なり且つ固定されているものとする。尚、各
レンズ群は図では1枚のレンズ成分で示しているが、実
際には1枚あるいは複数枚で構成されているものとす
る。
が、可変頂角プリズムユニツトVの配置位置が第1図の
場合とは異なり且つ固定されているものとする。尚、各
レンズ群は図では1枚のレンズ成分で示しているが、実
際には1枚あるいは複数枚で構成されているものとす
る。
第5図は別の実施例を示しており、後述の第4数値例
に対応する。第4レンズ群f4は3つの副レンズ群に分割
されており、可変頂角プリズムユニツトVは第2、第3
副レンズ群f42、f43の間に固定している。リレーレンズ
群には通常、比較的大きな空気間隔が存在するので、可
変頂角プリズムユニツトを設けるためにレンズ全長が伸
びることがない利点がある。また固定レンズ群内なので
プリズムユニツトの固定が容易となり、鏡筒機構等構造
が簡単になる。更に光学的には頂角を変えた際の敏感度
が高くなる箇所なので、頂角の変化範囲が小さく成り駆
動の迅速化に役立つと共に小型化に有利である。第6図
は第1の参考例であって、ズームレンズと像面Iの間に
可変頂角プリズムユニツトVを固設している。ズームレ
ンズと像面の間にはバツクフオーカスとして既に空間が
確保されているので、レンズ全長が長くならない利点が
ある。
に対応する。第4レンズ群f4は3つの副レンズ群に分割
されており、可変頂角プリズムユニツトVは第2、第3
副レンズ群f42、f43の間に固定している。リレーレンズ
群には通常、比較的大きな空気間隔が存在するので、可
変頂角プリズムユニツトを設けるためにレンズ全長が伸
びることがない利点がある。また固定レンズ群内なので
プリズムユニツトの固定が容易となり、鏡筒機構等構造
が簡単になる。更に光学的には頂角を変えた際の敏感度
が高くなる箇所なので、頂角の変化範囲が小さく成り駆
動の迅速化に役立つと共に小型化に有利である。第6図
は第1の参考例であって、ズームレンズと像面Iの間に
可変頂角プリズムユニツトVを固設している。ズームレ
ンズと像面の間にはバツクフオーカスとして既に空間が
確保されているので、レンズ全長が長くならない利点が
ある。
第7図は第5実施例であり、物体側より順に正屈折力
の第1レンズ群f1、負屈折力の第2レンズ群f2、正屈折
力の第3レンズ群f3そして正屈折力の第4レンズ群f4の
4つのレンズ群を有し、第2レンズ群を移動させて変倍
を行い、変倍に伴う像面変動を第4レンズ群を移動させ
て補正すると共に、第4レンズ群を移動させてフオーカ
スを行う光学系の第1レンズ群と第2レンズ群の間に可
変頂角プリズムユニツトVを配置したものである。先の
第1実施例と同様プリズムユニツトは第2レンズ群と一
体に移動する様になっているので、小型軽量化に役立つ
し、変倍に伴うプリズム頂角の変化量の差が少なく、プ
リズムユニツトの制御が容易となる。
の第1レンズ群f1、負屈折力の第2レンズ群f2、正屈折
力の第3レンズ群f3そして正屈折力の第4レンズ群f4の
4つのレンズ群を有し、第2レンズ群を移動させて変倍
を行い、変倍に伴う像面変動を第4レンズ群を移動させ
て補正すると共に、第4レンズ群を移動させてフオーカ
スを行う光学系の第1レンズ群と第2レンズ群の間に可
変頂角プリズムユニツトVを配置したものである。先の
第1実施例と同様プリズムユニツトは第2レンズ群と一
体に移動する様になっているので、小型軽量化に役立つ
し、変倍に伴うプリズム頂角の変化量の差が少なく、プ
リズムユニツトの制御が容易となる。
第8図と第9図は夫々第6、第7実施例を示してい
る。ズームレンズの構成は第7図図示のものと同様であ
るが、可変頂角プリズムユニツトVは第3レンズ群f3の
前方又は後方に配しており、また第3レンズ群f3が絞り
SPの近傍に位置するため通過光束は絞られているのでプ
リズムユニツトの外径を小さくできる利点がある。また
固定レンズ群の近傍なので、プリズムユニツトの固定構
造も簡単になる利点がある。更にこの位置はプリズム頂
角を変えたときの像移動に与える感度が高いため可変角
度範囲を小さくできる効果がある。
る。ズームレンズの構成は第7図図示のものと同様であ
るが、可変頂角プリズムユニツトVは第3レンズ群f3の
前方又は後方に配しており、また第3レンズ群f3が絞り
SPの近傍に位置するため通過光束は絞られているのでプ
リズムユニツトの外径を小さくできる利点がある。また
固定レンズ群の近傍なので、プリズムユニツトの固定構
造も簡単になる利点がある。更にこの位置はプリズム頂
角を変えたときの像移動に与える感度が高いため可変角
度範囲を小さくできる効果がある。
第10図の第2の参考例はズームレンズと像面の間にプ
リズムユニツトVを配置したもので、第6図の参考例と
同等の利点がある。
リズムユニツトVを配置したもので、第6図の参考例と
同等の利点がある。
以下、第1図、第3図〜第10図に対応する実施例1〜
7及び参考例1,2の屈折力(1/f)配置と広角端及び望遠
端の各レンズ群の主点間隔(eW、eT)を示す。また各実
施例と条件式との対応関係は次の通りである。
7及び参考例1,2の屈折力(1/f)配置と広角端及び望遠
端の各レンズ群の主点間隔(eW、eT)を示す。また各実
施例と条件式との対応関係は次の通りである。
尚、上述した実施例で、プリズムユニツトの端板の外
側面に曲率を付与してレンズ作用を持たせ ても良い。
側面に曲率を付与してレンズ作用を持たせ ても良い。
またプリズムユニツトの液体に赤外光を吸収カツトす
る材料を混合させておくことで赤外カツトフイルターの
作用を兼用させることもできるし、プリズムユニツトの
端板の表面に赤外カツト層を蒸着しておけば、別に赤外
カツトフイルターを設ける場合に比して材料、組立コス
トを低減させることができる。
る材料を混合させておくことで赤外カツトフイルターの
作用を兼用させることもできるし、プリズムユニツトの
端板の表面に赤外カツト層を蒸着しておけば、別に赤外
カツトフイルターを設ける場合に比して材料、組立コス
トを低減させることができる。
他方、本発明を防振系の他に追尾系に利用することも
可能である。
可能である。
以上説明した本発明は、変倍可能な撮影レンズであり
ながら可変頂角プリズムユニツトが大型化することもな
く、特にゴーストやフレアーで画質が低下することのな
いと云う優れた効果を奏する。
ながら可変頂角プリズムユニツトが大型化することもな
く、特にゴーストやフレアーで画質が低下することのな
いと云う優れた効果を奏する。
第1図は本発明の第1実施例を示す光学断面図、 第2図は可変頂角プリズムユニツトを説明するための説
明図、 第3図乃至第10図までは順に第2実施例から第4実施
例、第1参考例、第5実施例から第7実施例、第2参考
例を示す光学断面図である。 f1……第1レンズ群 f2……第2レンズ群 f3……第3レンズ群 f4……第4レンズ群 V……可変頂角プリズムユニツト SP……絞り I……像面
明図、 第3図乃至第10図までは順に第2実施例から第4実施
例、第1参考例、第5実施例から第7実施例、第2参考
例を示す光学断面図である。 f1……第1レンズ群 f2……第2レンズ群 f3……第3レンズ群 f4……第4レンズ群 V……可変頂角プリズムユニツト SP……絞り I……像面
Claims (1)
- 【請求項1】複数のレンズ群が順置され、少なくとも1
箇所のレンズ間隔を変更して焦点距離を変えるレンズ系
と、このレンズ系の第1面から所定面までの広角端での
合成焦点距離をFa、レンズ系全系の望遠端での焦点距離
をFtとするとき、|Fa|<10Ftを満足する前記所定面の直
後であって、その後方に少なくとも1つのレンズ群が存
在するアフォーカルでない位置に、光軸を屈折する為に
頂角が変更駆動される可変頂角プリズムユニットを有
し、前記レンズ系の傾きと変倍情報とに基づいて前記可
変頂角プリズムユニットの頂角を制御することを特徴と
する像安定撮影レンズ系。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP02127887A JP3109815B2 (ja) | 1990-05-16 | 1990-05-16 | 像安定撮影レンズ系 |
US07/700,609 US5315435A (en) | 1990-05-16 | 1991-05-15 | Image stabilizing optical system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP02127887A JP3109815B2 (ja) | 1990-05-16 | 1990-05-16 | 像安定撮影レンズ系 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0421815A JPH0421815A (ja) | 1992-01-24 |
JP3109815B2 true JP3109815B2 (ja) | 2000-11-20 |
Family
ID=14971118
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP02127887A Expired - Fee Related JP3109815B2 (ja) | 1990-05-16 | 1990-05-16 | 像安定撮影レンズ系 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5315435A (ja) |
JP (1) | JP3109815B2 (ja) |
Families Citing this family (32)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JPH0682888A (ja) * | 1992-08-31 | 1994-03-25 | Canon Inc | 可変頂角プリズムを有する防振装置 |
US5844719A (en) * | 1992-12-11 | 1998-12-01 | Canon Kabushiki Kaisha | Light deflection apparatus |
JPH06281988A (ja) * | 1993-03-30 | 1994-10-07 | Nikon Corp | 防振光学装置 |
US5661597A (en) * | 1993-07-29 | 1997-08-26 | Canon Kabushiki Kaisha | Image deflection apparatus |
JP3072815B2 (ja) * | 1993-10-08 | 2000-08-07 | キヤノン株式会社 | 変倍光学系 |
US5579177A (en) * | 1993-11-01 | 1996-11-26 | Dolan-Jenner Industries, Inc. | Optical dispersion apparatus and method |
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JPH09230234A (ja) * | 1996-02-27 | 1997-09-05 | Canon Inc | 防振機能を有するズームレンズ |
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DE19821365C2 (de) * | 1998-05-13 | 2001-09-13 | Man Turbomasch Ag Ghh Borsig | Kühlung einer Wabendichtung im mit Heißgas beaufschlagten Teil einer Gasturbine |
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JP4749586B2 (ja) | 2001-04-02 | 2011-08-17 | 富士フイルム株式会社 | 撮影用レンズ |
JP2002365550A (ja) | 2001-06-06 | 2002-12-18 | Canon Inc | ズームレンズ及びそれを有する光学機器 |
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KR101505699B1 (ko) * | 2007-10-08 | 2015-03-24 | 블랙아이 옵틱스, 엘엘씨 | 액체 옵틱스 줌 렌즈 시스템 및 이미징 장치 |
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