JP3278783B2 - 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

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は振動による撮影画像の像
ブレを補正する機能、所謂防振機能を有した変倍光学系
に関し、特に防振用に可変頂角プリズムを用い、該可変
頂角プリズムの頂角を変倍光学系の振動に応じて変化さ
せることにより像ブレを補正するようにした防振機能を
有した変倍光学系に関するものである。
【0002】
【従来の技術】進行中の車や航空機等移動物体上から撮
影をしようとすると撮影系に振動が伝わり、特に露出時
間が長い場合には撮影画像に大きな像ブレが生じる。こ
れらの像ブレはビデオカメラやシネカメラの撮影に限ら
ずスチルカメラの撮影の時にも、特に焦点距離が長くな
るほど顕著になってくる。
【0003】一般に焦点距離の長いレンズをカメラに取
り付けて撮影する場合にはカメラを三脚に固定して行っ
てい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、この場合像ブレのために良好な画像が得られない
場合が多かった。
【0004】このような像ブレを解消するため、レンズ
系の中に可変頂角プリズムを有し該可変頂角プリズムの
頂角が変化するように偏心駆動することにより像ブレを
補正する防振機能を有する変倍光学系が、例えば特公昭
56−21133等で提案されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】一般に可変頂角プリズ
ムを撮影系の一部に設け、撮影系が振動したとき、それ
に伴って可変頂角プリズムのプリズム頂角を変えて撮影
画像の像ブレを補正する方法は比較的容易に静止画像が
得られるという特長がある。
【0006】しかしながら可変頂角プリズムのプリズム
頂角を変化させたときに、偏心コマや偏心非点収差等の
偏心収差が多く発生してくるという問題点がある。
【0007】特に変倍光学系では長焦点距離側(望遠
側)において、プリズム作用による偏心倍率色収差が多
く発生してくるという問題点がある。
【0008】本発明は変倍光学系の一部に所定形状の可
変頂角プリズムを適切に配置することにより、変倍光学
系が振動等で傾いたときに発生する撮影画像の像ブレを
偏心収差の発生量を小さく押えつつ良好に補正し、高画
質の静止画像が容易に得られる防振機能を有した変倍光
学系の提供を目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の防振機能を有し
た変倍光学系は、 (イ)絞りよりも物体側に複数のレンズ群より成る変倍
部を有した変倍光学系であって、該絞りの近傍に可変頂
角プリズムを設け、該可変頂角プリズムのプリズム頂角
を変化させることにより、該変倍光学系が傾いたときに
生ずる撮影画像の像ブレを補正する防振機能を有した変
倍光学系であって、該可変頂角プリズムから該絞りまで
の実距離をd、該変倍光学系の望遠端における焦点距離
をfTとしたとき 0.0005<d/fT<0.01‥‥‥(1) なる条件を満足することを特徴としている。
【0010】(ロ)物体側より順に正の屈折力の第1
群、負の屈折力の第2群、絞り、正の屈折力の第3群、
そして正の屈折力の第4群の4つのレンズ群と、該絞り
の物体側又は像面側に配置された可変頂角プリズムとを
有し、該第2群を像面側へ移動させて広角端から望遠端
への変倍を行い、変倍に伴う像面変動を該第4群を移動
させて補正すると共に、該第4群を移動させてフォーカ
スを行う変倍光学系であって該可変頂角プリズムのプリ
ズム頂角を変化させることにより、該変倍光学系が傾い
たときに生ずる撮影画像の像ブレを補正する際、該可変
頂角プリズムから該絞りまでの実距離をd、該変倍光学
系の望遠端の焦点距離をfTとしたとき 0.0005<d/fT<0.01‥‥‥(1) なる条件を満足することを特徴としている。
【0011】
【実施例】図1は本発明の後述する数値実施例1の光学
系の要部概略図である。
【0012】図中L1は正の屈折力の第1群、L2は負
の屈折力の第2群、L3は正の屈折力の第3群、L4は
正の屈折力の第4群である。SPは開口絞りであり、第
3群3の前方に配置している。
【0013】KPは可変頂角プリズムである。
【0014】11と12は透明なガラス板であり、13
は、例えばポリエチレン等の材料で作られた蛇腹部分で
ある。これらのガラス板と蛇腹で囲まれた内部に、例え
ばシリコンオイル等による透明な液体14が封入されて
いる。
【0015】これらの各要素、11,12,13,14
は可変頂角プリズムKPの一部を構成している。
【0016】図1では2枚のガラス板11と12は平行
な状態であり、この場合、可変頂角プリズムKPへの光
線の入射角度と出射角度は等しい。
【0017】透明部材11,12の少なくとも一方は外
部からの付勢力により各々独立に回動可能となってい
る。例えば、透明部材11は点11a又は点11bを回
転軸として回動可能となっている。これにより2つの透
明部材11,12とで任意のプリズム頂角を有した可変
プリズムを形成している。
【0018】本実施例ではこのような構成の可変頂角プ
リズムKPを絞りSPの前方に配置している。そして変
倍光学系が振動して撮影画像に像ブレが発生したときは
公知のブレ検知手段で検知し、そのときのブレ量に応じ
て公知の駆動手段で可変頂角プリズムKPのプリズム頂
角を変えて通過光束を所定量偏向させて、これにより像
ブレを補正している。
【0019】本実施例の変倍光学系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2群L2を像面側へ
移動させると共に、変倍に伴う像面変動を第4群L4を
移動させて補正している。
【0020】又、第4群L4を光軸上移動させてフォー
カスを行うリヤーフォーカス式を採用している。同図に
示す第4群の実線の曲線4aと点線の曲線4bは各々無
限遠物体と近距離物体にフォーカスしているときの広角
端から望遠端への変倍に伴う際の像面変動を補正する為
の移動軌跡を示している。尚、第1群L1と第3群L3
は変倍及びフォーカスの際固定である。
【0021】本実施例では以上のような構成の変倍光学
系において絞りSPの前方の条件式(1)を満足する所
定位置に可変頂角プリズムKPを配置して変倍光学系が
振動したときに発生する像ブレを可変頂角プリズムKP
のプリズム頂角を変えて補正している。
【0022】このとき可変頂角プリズムKPの絞り側の
面から絞りSPまでの距離、所謂実距離dが前述の条件
式(1)を満足するように各要素を設定している。
【0023】これにより光束が可変頂角プリズムを通過
するときの光軸からの高さが低くなるようにしてプリズ
ム作用による偏心コマや偏心球面収差等の偏心収差の発
生を少なくしつつ、又フレアーやゴースト等の発生を防
止しつつ像ブレを効果的に補正している。
【0024】又可変頂角プリズムKPを絞りSPに条件
式(1)を満足するように近接配置することにより外形
寸法の縮少化を図り、プリズム頂角の変化の高速化を図
っている。
【0025】条件式(1)の上限値を越えて可変頂角プ
リズムKPを絞りSPよりも遠くに位置させると、可変
頂角プリズムの外径が大きくなり、プリズム頂角を高速
に変化させるのが難しくなり、又偏心による偏心収差が
多く発生してくるので良くない。
【0026】図2(A),(B)に数値実施例1の望遠
端と広角端の縦収差図を示す。
【0027】図3,図4に数値実施例1の望遠端での可
変頂角プリズムが偏心する前と偏心後の横収差図を、図
5,図6に数値実施例1の広角端での可変頂角プリズム
が偏心する前と偏心後の横収差図を示す。
【0028】これらの収差図より明らかのようにプリズ
ム頂角を変えて偏心させ、像ブレを補正しても偏心収差
が少ないことがわかる。
【0029】図7は本発明の後述する数値実施例2の光
学系の要部概略図である。
【0030】図中、図1で示した要素と同一要素には同
符番を付している。
【0031】本実施例では図1の数値実施例1に比べて
可変頂角プリズムKPを絞りSPの像面側に条件式
(1)を満足するように配置した点が異っており、その
他の構成は同じである。
【0032】本実施例では可変頂角プリズムKPを絞り
SPよりも像面側に配置して、前述した数値実施例1と
同様の効果を得ている。
【0033】図8(A),(B)に数値実施例2の望遠
端と広角端の縦収差図を示す。
【0034】図9,図10に数値実施例2の望遠端での
可変頂角プリズムが偏心する前と偏心後の横収差図を、
図11,図12に数値実施例2の広角端での可変頂角プ
リズムが偏心する前と偏心後の横収差図を示す。
【0035】これらの収差図より明らかのようにプリズ
ム頂角を変えて偏心させ、像ブレを補正しても偏心収差
が少ないことがわかる。
【0036】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。
【0037】数値実施例1,2において、R13〜R1
6は可変頂角プリズムを示している。 数値実施例 1 f =9.45376 fno =1:1.9 2ω=5.9〜52.0 r 1 = 10.858 d 1= 1.58 n 1=1.51454 ν 1= 54.7 r 2 = 170.490 d 2= 0.02 r 3 = 9.024 d 3= 0.15 n 2=1.80518 ν 2= 25.4 r 4 = 6.281 d 4= 0.33 r 5 = 6.982 d 5= 1.31 n 3=1.51633 ν 3= 64.2 r 6 = 17.690 d 6= 可変 r 7 = 7.790 d 7= 0.15 n 4=1.69680 ν 4= 55.5 r 8 = 2.970 d 8= 1.29 r 9 = 149.669 d 9= 0.56 n 5=1.69680 ν 5= 55.5 r10 = 2.899 d 10= 0.30 r11 = 3.255 d 11= 0.32 n 6=1.84666 ν 6= 23.9 r12 = 5.808 d 12= 可変 r13 = ∞ d 13= 0.15 n 7=1.51633 ν 7= 64.2 r14 = ∞ d 14= 可変 n 8=1.41650 ν 8= 52.2 r15 = ∞ d 15= 0.15 n 9=1.51633 ν 9= 64.2 r16 = ∞ d 16= 0.05 r17 = ∞( 絞り) d 17= 0.01 r18 = 8.199 d 18= 0.27 n10=1.63854 ν10= 55.4 r19 = -4.488 d 19= 0.27 r20 = 3.074 d 20= 0.23 n11=1.49782 ν11= 66.8 r21 = -87.069 d 21= 0.34 r22 = -3.602 d 22= 0.15 n12=1.69895 ν12= 30.1 r23 = 10.967 d 23= 可変 r24 =1130.885 d 24= 0.70 n13=1.49700 ν13= 81.6 r25 = -2.480 d 25= 0.02 r26 = 2.255 d 26= 0.30 n14=1.49700 ν14= 81.6 r27 = -5.642 d 27= 0.04 r28 = -4.075 d 28= 0.15 n15=1.84666 ν15= 23.9 r29 = -11.070 d/fT = 0.0053
【0038】
【表1】 数値実施例 2 f =8.52 fno =1:1.9〜2.0 2ω=7.0〜55.0 r 1 = 14.467 d 1= 2,38 n 1=1.51454 ν 1= 54.7 r 2 = -138.895 d 2= 0.09 r 3 = 9.640 d 3= 0.17 n 2=1.80518 ν 2= 25.4 r 4 = 6.883 d 4= 0.46 r 5 = 7.514 d 5= 1.59 n 3=1.51728 ν 3= 69.6 r 6 = 17.055 d 6= 可変 r 7 = 10.575 d 7= 0.23 n 4=1.69680 ν 4= 56.5 r 8 = 3.146 d 8= 1.49 r 9 = 76.082 d 9= 0.64 n 5=1.69680 ν 5= 56.5 r10 = 3.231 d 10= 0.29 r11 = 3.632 d 11= 0.42 n 6=1.84666 ν 6= 23.9 r12 = 6.955 d 12= 可変 r13 = ∞( 絞り) d 13= 0.01 r14 = ∞ d 14= 0.16 n 7=1.51633 ν 7= 64.2 r15 = ∞ d 15= 可変 n 8=1.41650 ν 8= 52.2 r16 = ∞ d 16= 0.16 n 9=1.51633 ν 9= 64.2 r17 = ∞ d 17= 0.02 r18 = 7.836 d 18= 0.30 n10=1.63854 ν10= 55.4 r19 = -4.585 d 19= 0.21 r20 = 3.550 d 20= 0.29 n11=1.49782 ν11= 66.8 r21 = -51.757 d 21= 0.27 r22 = -3.725 d 22= 0.28 n12=1.69895 ν12= 30.1 r23 = 10.431 d 23= 可変 r24 =-2617.105 d 24= 0.55 n13=1.45600 ν13= 90.3 r25 = -2.411 d 25= 0.04 r26 = 1.996 d 26= 0.49 n14=1.45600 ν14= 90.3 r27 = -10.275 d 27= 0.16 r28 = -4.378 d 28= 0.33 n15=1.84666 ν15= 23.9 r29 = -12.038 d/fT= 0.0012
【0039】
【表2】
【0040】
【発明の効果】本発明によれば以上のように変倍光学系
の一部に所定形状の可変頂角プリズムを適切に配置する
ことにより、変倍光学系が振動等で傾いたときに発生す
る撮影画像の像ブレを偏心収差の発生量を小さく押えつ
つ良好に補正し、高画質の静止画像が容易に得られる防
振機能を有した変倍光学系を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の数値実施例1のレンズ断面図
【図2】本発明の数値実施例1の望遠端と広角端の収差
【図3】本発明の数値実施例1の望遠端での偏心前の収
差図
【図4】本発明の数値実施例1の望遠端での偏心後の収
差図
【図5】本発明の数値実施例1の広角端での偏心前の収
差図
【図6】本発明の数値実施例1の広角端での偏心後の収
差図
【図7】本発明の数値実施例2のレンズ断面図
【図8】本発明の数値実施例2の望遠端と広角端の収差
【図9】本発明の数値実施例2の望遠端での偏心前の収
差図
【図10】本発明の数値実施例2の望遠端での偏心後の
収差図
【図11】本発明の数値実施例2の広角端での偏心前の
収差図
【図12】本発明の数値実施例2の広角端での偏心後の
収差図
【符号の説明】
L1 第1群 L2 第2群 L3 第3群 L4 第4群 KP 可変頂角プリズム SP 絞り

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 絞りよりも物体側に複数のレンズ群より
    成る変倍部を有した変倍光学系であって、該絞りの近傍
    に可変頂角プリズムを設け、該可変頂角プリズムのプリ
    ズム頂角を変化させることにより、該変倍光学系が傾い
    たときに生ずる撮影画像の像ブレを補正する防振機能を
    有した変倍光学系であって、該可変頂角プリズムから該
    絞りまでの実距離をd、該変倍光学系の望遠端における
    焦点距離をfTとしたとき 0.0005<d/fT<0.01 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。
  2. 【請求項2】 物体側より順に正の屈折力の第1群、負
    の屈折力の第2群、絞り、正の屈折力の第3群、そして
    正の屈折力の第4群の4つのレンズ群と、該絞りの物体
    側又は像面側に配置された可変頂角プリズムとを有し、
    該第2群を像面側へ移動させて広角端から望遠端への変
    倍を行い、変倍に伴う像面変動を該第4群を移動させて
    補正すると共に、該第4群を移動させてフォーカスを行
    う変倍光学系であって該可変頂角プリズムのプリズム頂
    角を変化させることにより、該変倍光学系が傾いたとき
    に生ずる撮影画像の像ブレを補正する際、該可変頂角プ
    リズムから該絞りまでの実距離をd、該変倍光学系の望
    遠端の焦点距離をfTとしたとき 0.0005<d/fT<0.01 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。
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