JP3869895B2 - 防振機能を有した光学系 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光学系の振動による撮影画像のブレを補正する機能、所謂防振機能を有した光学系に関し、例えば光学系として望遠系の撮影光学系を用いたときに防振用の可動レンズ群を例えば光軸と直交する方向に移動させて、防振効果を発揮させたときの光学性能の低下を防止したインナーフォーカス式を採用した防振機能を有した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（撮影レンズ）に振動が伝わり撮影画像にブレが生じる。
【０００３】
特に長い焦点距離の撮影系を使用する際には、撮影系の振動を抑制することが困難となる。撮影系が振動によって傾くと、撮影画像はその傾き角と撮影系の焦点距離に応じた変位を発生する。このため静止画撮影装置においては、画質の劣化を防止するために撮影時間を十分に短くしなければならないという問題があり、又動画撮影装置においては、構図の設定を維持することが困難となるという問題がある。そのためこのような撮影の際には、撮影系が振動によって傾いた際にも撮影画像の変位所謂撮影画像のブレが発生しないように補正することが必要となる。
【０００４】
従来より撮影画像のブレを防止する機能を有した防振光学系が、例えば特開昭５０−８０１４７号公報や特公昭５６−２１１３３号公報，特開昭５６−２２３８１９号公報等で提案されている。
【０００５】
特開昭５０−８０１４７号公報では２つのアフォーカルの変倍系を有するズームレンズにおいて第１の変倍系の角倍率をＭ1 、第２の変倍系の角倍率をＭ2 としたときＭ1 ＝１−１／Ｍ2 なる関係を有するように各変倍系で変倍を行うと共に、第２の変倍系を空間的に固定して画像のブレを補正して画像の安定化を図っている。
【０００６】
特公昭５６−２１１３３号公報では光学装置の振動状態を検知する検知手段からの出力信号に応じて、一部の光学部材を振動による画像の振動的変位を相殺する方向に移動させることにより画像の安定化を図っている。
【０００７】
特開昭５６−２２３８１９号公報では最も被写体側に屈折型可変頂角プリズムを配置した撮影系において、撮影系の振動に対応させて該屈折型可変頂角プリズムの頂角を変化させて画像を偏向させて画像の安定化を図っている。
【０００８】
この他、本出願人は特開平７−１６８１３５号公報において撮影光学系の一部のレンズ群を光軸と直交する方向に移動させて全系が振動したときに生じる撮影画像のブレを補償した防振用の光学系を提案している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
一般に撮影系の一部のレンズ群を振動させて撮影画像のブレをなくし、静止画像を得る機構には画像のブレの補正量が大きいことやブレ補正の為に振動させるレンズ群（可動レンズ群）の移動量や回転量が少ないこと、そして装置全体が小型であること等が要望されている。
【００１０】
又、可動レンズ群を偏心させたとき偏心収差が多く発生すると画像のブレを補正したとき偏心収差の為、画像がボケてくる。
【００１１】
この為、防振機能を有した光学系においては可動レンズ群を光軸と直交する方向に移動させて偏心状態にしたとき偏心収差発生量が少ないこと、可動レンズ群の少ない移動量で大きな画像のブレを補正することができる、所謂偏心敏感度（単位移動量ΔＨに対する画像のブレの補正量Δｘとの比Δｘ／ΔＨ）が大きいこと等が要求されている。
【００１２】
防振機能を有した光学系として振動に対して空間的に固定となる光学部材を配置する構成の光学系は、この光学部材の支持方法が難しく、又小型の光学系を実現することが困難であるため、小型軽量の装置の構成には適していなかった。又撮影系の最も被写体側に可変頂角プリズムを配置する光学系は、変位補正時に偏心色収差以外の収差の発生がほとんどないという利点はあるが、駆動部材が大型になるという欠点と、プリズムによって発生する偏心色収差の簡易的な補正が困難であるという欠点があった。撮影系の一部のレンズ群を偏心させる光学系では、偏心させるレンズ群を適切に選択、配置することにより、装置を小型にすることができるが、偏心によって発生する諸収差、即ち、偏心コマ収差、偏心非点収差、偏心像面湾曲等を良好に補正しつつ、十分に少ない駆動量で十分に大きい変位補正を実現することが困難であるという問題点があった。
【００１３】
本発明は、光学系の一部のレンズ群を光軸と垂直な方向に偏心駆動させて撮影画像の変位（ブレ）を補正する際、各レンズ要素を適切に配置することによって各種の偏心収差を良好に補正し、又十分に少ない偏心駆動量で十分に大きい変位補正（ブレ補正）を実現することによって装置全体の小型化を可能とした、特にインナーフォーカス式を利用した望遠型の撮影光学系に好適な防振機能を有した光学系の提供を目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の防振機能を有した光学系は、
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、正の屈折力の第３群、負の屈折力の第４群そして正の屈折力の第５群の５つのレンズ群のみをレンズ群として有し、該第２群を光軸上移動させてフォーカスを行い、該第４群を光軸と直交する方向に移動させて撮像画像のブレを補正する光学系であって、全系の焦点距離を１と正規化し、無限遠物体において該第４群と第５群の球面収差係数を各々Ｉ４，Ｉ５、該第１群から第３群までの合成の焦点距離をｆ１２３、全系の焦点距離をｆ、第ｉ群の焦点距離をｆｉとしたとき、
−５．０＜Ｉ４＜−０．７ ‥‥‥（１ａ）
１．０７≦Ｉ５＜５．０ ‥‥‥（２ａ）
０．５＜｜Ｉ４／Ｉ５｜＜２．０ ‥‥‥（３ａ）
０．２５＜ｆ１２３／ｆ＜０．７５ ‥‥‥（１）
０．０７＜｜ｆ４／ｆ｜＜０．１５ ‥‥‥（２）
０．１０＜ｆ５／ｆ＜０．３０ ‥‥‥（３）
なる条件を満足することを特徴としている。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１、図４、図７、図１０は本発明の数値実施例１，２，３，４のレンズ断面図である。図中（Ａ）は無限遠物体にフォーカスしたとき、（Ｂ）は焦点距離の１０倍の物体にフォーカスしたときのレンズ断面図である。
【００１７】
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は負の屈折力の第４群、Ｌ５は正の屈折力の第５群である。無限遠物体から至近物体へのフォーカスは第２群を矢印ＬＦの如く像面側へ移動させて行っている。光学系が振動したときの撮影画像のブレ（像ブレ）の補正（振動補償）は第４群Ｌ４を可動レンズ群とし、矢印ＬＴの如く光軸と直交する方向に移動させて行っている。ＩＰは像面である。
【００１８】
又本発明においては全系の焦点距離を１と正規化し、無限遠物体にフォーカスしているときの第４群と第５群の球面収差係数を各々Ｉ４，Ｉ５としたとき、条件式（１ａ），（２ａ），（３ａ）の如く設定し、これによって防振を行ったときの偏心収差、特に偏心コマ収差を良好に補正している。
【００１９】
本実施例ではこのようにインナーフォーカス及び撮影画像のブレの補正を行うと共に各レンズ群を前述の如く設定している。これにより光学系全体の小型化を図りつつ、撮影画像のブレの補正を良好に行うと共に第４群の光軸と直交する方向の移動に伴う収差、即ち偏心に伴う偏心コマ収差、偏心非点収差、偏心像面湾曲等の偏心収差の発生を少なくし良好なる光学性能を得ている。
【００２０】
特に第３群から第５群までの各レンズ群を十分に少ないレンズ枚数で構成しているものの、各レンズ群の屈折力配置と各レンズの形状を適切に設定することによって、基準状態の収差は言うまでもなく、像ブレ補償状態の偏心コマ収差、偏心像面湾曲、偏心色収差等の諸偏心収差をも良好に補正している。
【００２１】
本発明の防振機能を有した光学系は以上の諸条件を満足させることによって達成されるが、更に防振の際の偏心収差変動を少なくし、良好なる光学性能を得るには次の諸条件のうち少なくとも１つを満足させるのが良い。
【００２２】
（イ）前記第１群から第３群までの合成の焦点距離をｆ１２３、全系の焦点距離をｆ、第２群の焦点距離をｆｉとしたとき、
０．２５＜ｆ１２３／ｆ＜０．７５ ・・・・・・（１）
０．０７＜｜ｆ４／ｆ｜＜０．１５ ・・・・・・（２）
０．１０＜ｆ５／ｆ＜０．３０ ・・・・・・（３）
なる条件を満足することである。
【００２３】
この条件式（１）の下限値を越えると前群（第１，第２，第３群）で発生する収差量が多くなって少枚数のレンズでは収差補正が困難となる。又上限値を越えると偏心敏感度を十分に大きくすることが困難となる。
【００２４】
条件式（２），（３）は、それぞれ第４群、第５群の屈折力を規定する式であって、これら条件式を満足することによって第４群を光軸と略垂直な方向に移動させて画像ブレの補正を行なう際に、諸偏心収差を良好に維持しつつも、十分に少ないレンズ群の移動量で大きな画像ブレの補正を可能とする光学系を実現している。
【００２５】
（ロ）前記第ｉ群の焦点距離をｆｉ、全系の焦点距離をｆとしたとき、
０．３５＜ｆ１／ｆ＜０．６０ ・・・・・・（４）
０．３０＜｜ｆ２／ｆ｜＜０．７０ ・・・・・・（５）
０．２５＜ｆ３／ｆ＜０．６０ ・・・・・・（６）
なる条件を満足することである。
【００２６】
条件式（４）〜（６）は、光学系を構成する第１，第２，第３群の焦点距離と光学系全体の焦点距離の比を規定する式であって、主にインナーフォーカス方式で望遠系の撮影画角を持った防振機能を有した光学系を実現する際の屈折力配置を与える式である。
【００２７】
条件式（４）は第１群の屈折力を規定する式であって、この条件式を満足することによって望遠系の撮影画角を持った撮影光学系で、特に懸案される色収差を良好に補正することを比較的容易にしている。
【００２８】
条件式（５）は第２群の屈折力を規定する式であって、この条件式を満足することによって諸収差を良好に維持しつつも、比較的少ないレンズ群の移動量で遠距離から十分に近距離までの物体の焦点調節を可能としている。
【００２９】
条件式（６）は第３群の屈折力を規定する式であって、この条件式を満足することによって第４群を光軸と略垂直な方向に移動させて画像ブレの補正を行なう際に、諸偏心収差を良好に維持しつつも、十分に少ないレンズ群の移動量で大きな画像ブレの補正を可能とする光学系を実現している。
【００３０】
（ハ）前記第５群は物体側より順に両レンズ面が凸面の正レンズと像面側に凸面を向けたメニスカス状の負レンズの２つのレンズを独立に又は貼合わせて構成しており、最も物体側のレンズ面と最も像面側のレンズ面の曲率半径を各々Ｒ５ｓ，Ｒ５ｅとしたとき、
−０．６＜（Ｒ５ｓ＋Ｒ５ｅ）／（Ｒ５ｓ−Ｒ５ｅ）＜０．１ ・・・・（７）なる条件を満足することである。
【００３１】
条件式（７）は前記第５群全体のシェイプファクターを規定する式であって、条件式（７）を満足することによって第５群は補正不足の球面収差とコマ収差を所定量だけ発生させ、これによって主として像ブレ補正時の偏心コマ収差を良好に補正している。像ブレ補正時の偏心収差の補正については数式を用いて後で簡略に説明するが、前記第５群はこのようなレンズ構成として所定量の収差を残存させておくことによって、前記第４群を光軸と略垂直な方向に移動させたときに発生する偏心収差をより良好に補正している。
【００３２】
又、第５群を１枚の正レンズと１枚の負レンズの２枚のレンズで構成して、このレンズ群に残存する色収差を所定量として、同様に前記第４群を偏心させたときに発生する偏心色収差を良好に補正している。
【００３３】
（ニ）前記第４群は物体側より順に両レンズ面が凸面の１つの正レンズと両レンズ面が凹面の２つの負レンズより構成しており、最も物体側のレンズ面と最も像面側のレンズ面の曲率半径を各々Ｒ４ｓ，Ｒ４ｅとしたとき、
−１０＜（Ｒ４ｓ＋Ｒ４ｅ）／（Ｒ４ｓ−Ｒ４ｅ）＜−１．５ ・・・・（８）なる条件を満足することである。
【００３４】
条件式（８）は前記第４群全体のシェイプファクターを規定する式であって、条件式（８）を満足することによって負の屈折力を有する第４群は補正不足の球面収差と比較的少ない量のコマ収差をそれぞれ所定量だけ発生させ、これによって上述の第５群の発生させる収差と互いに打ち消し合うようにして、像ブレ補正時の諸偏心収差、特に偏心コマ収差を良好に補正している。
【００３５】
又、第４群を１枚の正レンズと２枚の負レンズの３枚のレンズで構成して、比較的強い負の屈折力を実現する為に２枚の負レンズを用い、更にこのレンズ群に残存する色収差を所定量とする為に１枚の正レンズを用いることによって、前記第５群の発生させる色収差と互いに打ち消し合うようにして、同様に前記第４群を偏心させたときに発生する偏心色収差を良好に補正している。
【００３６】
（ホ）前記第３群は物体側より順に物体側に凸面を向けたメニスカス状の負レンズと両レンズが凸面の正レンズの２つのレンズより構成しており、最も物体側のレンズ面と最も像面側のレンズ面の曲率半径を各々Ｒ３ｓ，Ｒ３ｅとしたとき、
−１．５＜（Ｒ３ｓ＋Ｒ３ｅ）／（Ｒ３ｓ−Ｒ３ｅ）＜−０．２ ・・・・（９）なる条件を満足することである。
【００３７】
条件式（９）は前記第３群全体のシェイプファクターを規定する式であって、条件式（９）を満足することによって第３群は補正不足の球面収差と補正過剰のコマ収差をそれぞれ所定量だけ発生させ、これによってレンズ系全体の諸収差を良好に補正している。
【００３８】
又、第３群を１枚の負レンズと１枚の正レンズの２枚のレンズで構成して、前記第４群と第５群で発生する色収差をそれぞれ所定量として前記第４群を光軸と略垂直な方向に移動させたときに発生する偏心色収差を良好に補正した上で、レンズ系全体の色収差を良好に補正している。
【００３９】
（ヘ）前記第１群は２枚の正レンズと１枚の負レンズを有し、前記第２群は正レンズと負レンズを有していることである。
【００４０】
これによってフォーカスの際の収差変動を良好に補正し、高い光学性能を得ている。
【００４１】
本発明の防振機能を有した光学系は、上述したように各レンズ群の屈折力配置を適切に設定することによって上記の目的を実現しており、更に各レンズ群全体の形状を上述したように適切に設定することを組み合わせたときには、特に偏心コマ収差、偏心色収差を良好に補正して、振動補償の際にも良好な画像を維持することを可能としている。
【００４２】
次に本発明の防振機能を有した光学系の光学的特徴について説明する。一般に光学系の一部のレンズ群を平行偏心させて画像のブレを補正しようとすると偏心収差の発生により結像性能が低下してくる。そこで次に任意の屈折力配置において可動レンズ群を光軸と直交する方向に移動させて画像のブレを補正するときの偏心収差の発生について収差論的な立場より、第２３回応用物理学講演会（１９６２年）に松居より示された方法に基づいて説明する。
【００４３】
光学系の一部のレンズ群ＰをＥだけ平行偏心させたときの全系の収差量ΔＹ１は（ａ）式の如く偏心前の収差量ΔＹと偏心によって発生した偏心収差量ΔＹ（Ｅ）との和になる。ここで収差量ΔＹは球面収差（Ｉ）、コマ収差（II）、非点収差 (III)、ペッツバール和（Ｐ）、歪曲収差（Ｙ）で表される。又偏心収差ΔＹ（Ｅ）は（Ｃ）式に示すように１次の偏心コマ収差(II Ｅ) 、１次の偏心非点収差(III Ｅ) 、１次の偏心像面弯曲（ＰＥ）、１次の偏心歪曲収差（ＶＥ１）、１次の偏心歪曲附加収差（ＶＥ２）、そして１次の原点移動（ΔＥ）で表される。
【００４４】
又（ｄ）式から（ｉ）式の（ΔＥ）〜（ＶＥ２）までの収差はレンズ群Ｐを平行偏心させる光学系においてレンズ群Ｐへの光線の入射角をαP ，αａP としたときにレンズ群Ｐの収差係数ＩP ，IIP ，IIIP，ＰP ，ＶP と、又同様にレンズ群Ｐより像面側に配置したレンズ群を全体として１つの第ｑレンズ群としたときの収差係数をＩq ，IIq ，IIIq ，Ｐq ，Ｖq を用いて表される。
【００４５】
【数１】
以上の式から偏心収差の発生を小さくする為にはレンズ群Ｐの諸収差係数ＩP ，IIP , IIIP，ＰP ，ＶP を小さな値とするか、若しくは（ａ）式〜（ｉ）式に示すように諸収差係数を互いに打ち消し合うようにバランス良く設定することが必要となってくる。
【００４６】
特に上記の（ｄ）式から（ｉ）式に示される偏心収差係数が小さな値となるように、平行偏心させるレンズ群Ｐへ入射し、このレンズ群Ｐから射出する近軸光線の換算傾角αp ，α′p ，αａp ，αａp ′、平行偏心させるレンズ群Ｐの３次収差係数ＩP ，IIP ，IIIP，ＰP ，ＶP 、及び平行偏心させるレンズ群Ｐより像面側に配置されるレンズ群全体の３次収差係数Ｉq ，IIq ，IIIq ，Ｐq ，Ｖq の値をそれぞれ適切に設定することが必要となる。
【００４７】
上記課題を解決する為には、まず少ないレンズ群の移動量にもかかわらず十分に大きなブレ補正角を実現することが必要となる。そのためには上記の（ｄ）式に示される１次の原点移動の絶対値を大きくすること、即ちブレ補正レンズ群の前後における近軸光線の換算傾角の変化を大きくすることが必要となる。
【００４８】
次にレンズ群を光軸と垂直な方向に平行偏心させたときに発生する中心画像の劣化を除去する為、主として上記の（ｅ）式に示される１次の偏心コマ収差を良好に補正し、又同時に平行偏心させたときに発生する片ぼけを良好に補正する為、主として上記の（ｇ）式に示される１次の偏心像面湾曲を良好に補正することが必要となる。勿論この他の諸収差もそれぞれ良好に補正することも当然のことながら必要である。
【００４９】
本発明は各レンズ群を少ないレンズ枚数で構成してレンズ系全体のコンパクト性を維持しながらも、全系の収差を良好に補正し、かつ所定のレンズ群を光軸と垂直な方向に偏心させたときに発生する偏心収差をも上記の観点から良好に補正し、十分に良好な画像を得ることを可能としている。
【００５０】
本発明において前述の条件式（１）〜（５）は像ブレ補償の際に光軸と垂直な方向に移動させるレンズ群へ入射し、これから射出する近軸光線の換算傾角αp ，α′p を略適切に設定するものであって、これらの条件式を満足するような屈折力配置としたときには、各レンズ群を構成するレンズ枚数を少ない枚数とし、かつ概略の形状をそれぞれ適切なものとしていれば、上記の偏心収差をも含めた諸収差を良好に補正することが可能となる。
【００５１】
本発明の条件式（６）及び（７）はこの点に着目して、前記第４群を光軸と略垂直な方向に移動させたときに発生する偏心収差、特に上記の（ｅ）式に表わされる１次の偏心コマ収差を良好に補正する為の前記第５群及び前記第４群の全体の概略形状を規定したものである。条件式（６）及び（７）で規定したレンズ形状としたとき、前記第５群及び前記第４群における３次収差係数Ｉ及びIIはそれぞれ所望の値に近くなって、上記の（ｅ）式の値が０に近くなって、１次の偏心コマ収差を良好に補正することを可能としている。
【００５２】
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。又前述の各条件式と数値実施例における諸数値との関係を表−１に示す。
【００５３】
【表１】
図２（Ａ）は数値実施例１の無限遠物体にフォーカスしたときの基準状態の縦収差図、図２（Ｂ）は数値実施例１の焦点距離の１０倍程度に物体にフォーカスしたときの基準状態の縦収差図、図３（Ａ）は数値実施例１の無限遠物体にフォーカスしたときの基準状態の像高ｈ＝０ｍｍ，ｈ＝±１５ｍｍでの横収差図、図３（Ｂ）は数値実施例１の無限遠物体にフォーカスしたときの０．５°に相当する画面上の像ブレを補正したときの像高ｈ＝０ｍｍ，ｈ＝±１５ｍｍでの横収差図である。
【００５４】
図５（Ａ）は数値実施例２の無限遠物体にフォーカスしたときの基準状態の縦収差図、図５（Ｂ）は数値実施例２の焦点距離の１０倍程度に物体にフォーカスしたときの基準状態の縦収差図、図６（Ａ）は数値実施例２の無限遠物体にフォーカスしたときの基準状態の像高ｈ＝０ｍｍ，ｈ＝±１５ｍｍでの横収差図、図６（Ｂ）は数値実施例２の無限遠物体にフォーカスしたときの０．５°に相当する画面上の像ブレを補正したときの像高ｈ＝０ｍｍ，ｈ＝±１５ｍｍでの横収差図である。
【００５５】
図８（Ａ）は数値実施例３の無限遠物体にフォーカスしたときの基準状態の縦収差図、図８（Ｂ）は数値実施例３の焦点距離の１０倍程度に物体にフォーカスしたときの基準状態の縦収差図、図９（Ａ）は数値実施例３の無限遠物体にフォーカスしたときの基準状態の像高ｈ＝０ｍｍ，ｈ＝±１５ｍｍでの横収差図、図９（Ｂ）は数値実施例３の無限遠物体にフォーカスしたときの０．５°に相当する画面上の像ブレを補正したときの像高ｈ＝０ｍｍ，ｈ＝±１５ｍｍでの横収差図である。
【００５６】
図１１（Ａ）は数値実施例４の無限遠物体にフォーカスしたときの基準状態の縦収差図、図１１（Ｂ）は数値実施例４の焦点距離の１０倍程度に物体にフォーカスしたときの基準状態の縦収差図、図１２（Ａ）は数値実施例４の無限遠物体にフォーカスしたときの基準状態の像高ｈ＝０ｍｍ，ｈ＝±１５ｍｍでの横収差図、図１２（Ｂ）は数値実施例４の無限遠物体にフォーカスしたときの０．５°に相当する画面上の像ブレを補正したときの像高ｈ＝０ｍｍ，ｈ＝±１５ｍｍでの横収差図である。
【００５７】
数値実施例１，２では対角方向の撮影画角８．３°程度でＦナンバーが４程度の望遠系撮影光学系に適用した場合である。像ブレの補正の為の第４群の光軸と垂直な方向への移動量との比（第４群Ｌ４の偏心敏感度）は−２．５程度と十分に大きくなっている。数値実施例１，２において単位をｍｍで表わしたとき第４群Ｌ４を光軸と垂直な方向に１ｍｍ移動させたときに、像面上で−２．５ｍｍ程度の変位の補正、即ち数値実施例１，２の焦点距離では０．５°弱の振動補償が可能となっている。
【００５８】
数値実施例３，４では対角方向の撮影画角６．２°程度でＦナンバーが５．６程度の望遠系撮影光学系に適用した場合である。第４群Ｌ４の偏心敏感度は、どちらも−３．０程度となっている。
【００５９】
本発明はこの他様々な仕様の望遠系の撮影画角を持った光学系にも適用できる。又第４群Ｌ４の偏心敏感度も、これらの実施例よりある程度までは大きくしたり小さくしたりする変形も可能である。
【００６０】
【発明の効果】
本発明によれば以上のように、光学系の一部のレンズ群を光軸と垂直な方向に偏心駆動させて撮影画像の変位（ブレ）を補正する際、各レンズ要素を適切に配置することによって各種の偏心収差を良好に補正し、又十分に少ない偏心駆動量で十分に大きい変位補正（ブレ補正）を実現することによって装置全体の小型化を可能とした、特にインナーフォーカス式を利用した望遠型の撮影光学系に好適な防振機能を有した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の無限遠物体と至近物体のときの収差図
【図３】 本発明の数値実施例１の無限遠物体のときの基準状態を像ブレ補正したときの横収差図
【図４】 本発明の数値実施例２のレンズ断面図
【図５】 本発明の数値実施例２の無限遠物体と至近物体のときの収差図
【図６】 本発明の数値実施例２の無限遠物体のときの基準状態を像ブレ補正したときの横収差図
【図７】 本発明の数値実施例３のレンズ断面図
【図８】 本発明の数値実施例３の無限遠物体と至近物体のときの収差図
【図９】 本発明の数値実施例３の無限遠物体のときの基準状態を像ブレ補正したときの横収差図
【図１０】 本発明の数値実施例４のレンズ断面図
【図１１】 本発明の数値実施例４の無限遠物体と至近物体のときの収差図
【図１２】 本発明の数値実施例４の無限遠物体のときの基準状態を像ブレ補正したときの横収差図
【符号の説明】
Ｌ１ 第１群
Ｌ２ 第２群
Ｌ３ 第３群
Ｌ４ 第４群
Ｌ５ 第５群
ＩＰ 像面
ΔＭ メリディオナル像面
ΔＳ サジタル像面
【発明の属する技術分野】
本発明は光学系の振動による撮影画像のブレを補正する機能、所謂防振機能を有した光学系に関し、例えば光学系として望遠系の撮影光学系を用いたときに防振用の可動レンズ群を例えば光軸と直交する方向に移動させて、防振効果を発揮させたときの光学性能の低下を防止したインナーフォーカス式を採用した防振機能を有した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（撮影レンズ）に振動が伝わり撮影画像にブレが生じる。
【０００３】
特に長い焦点距離の撮影系を使用する際には、撮影系の振動を抑制することが困難となる。撮影系が振動によって傾くと、撮影画像はその傾き角と撮影系の焦点距離に応じた変位を発生する。このため静止画撮影装置においては、画質の劣化を防止するために撮影時間を十分に短くしなければならないという問題があり、又動画撮影装置においては、構図の設定を維持することが困難となるという問題がある。そのためこのような撮影の際には、撮影系が振動によって傾いた際にも撮影画像の変位所謂撮影画像のブレが発生しないように補正することが必要となる。
【０００４】
従来より撮影画像のブレを防止する機能を有した防振光学系が、例えば特開昭５０−８０１４７号公報や特公昭５６−２１１３３号公報，特開昭５６−２２３８１９号公報等で提案されている。
【０００５】
特開昭５０−８０１４７号公報では２つのアフォーカルの変倍系を有するズームレンズにおいて第１の変倍系の角倍率をＭ1 、第２の変倍系の角倍率をＭ2 としたときＭ1 ＝１−１／Ｍ2 なる関係を有するように各変倍系で変倍を行うと共に、第２の変倍系を空間的に固定して画像のブレを補正して画像の安定化を図っている。
【０００６】
特公昭５６−２１１３３号公報では光学装置の振動状態を検知する検知手段からの出力信号に応じて、一部の光学部材を振動による画像の振動的変位を相殺する方向に移動させることにより画像の安定化を図っている。
【０００７】
特開昭５６−２２３８１９号公報では最も被写体側に屈折型可変頂角プリズムを配置した撮影系において、撮影系の振動に対応させて該屈折型可変頂角プリズムの頂角を変化させて画像を偏向させて画像の安定化を図っている。
【０００８】
この他、本出願人は特開平７−１６８１３５号公報において撮影光学系の一部のレンズ群を光軸と直交する方向に移動させて全系が振動したときに生じる撮影画像のブレを補償した防振用の光学系を提案している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
一般に撮影系の一部のレンズ群を振動させて撮影画像のブレをなくし、静止画像を得る機構には画像のブレの補正量が大きいことやブレ補正の為に振動させるレンズ群（可動レンズ群）の移動量や回転量が少ないこと、そして装置全体が小型であること等が要望されている。
【００１０】
又、可動レンズ群を偏心させたとき偏心収差が多く発生すると画像のブレを補正したとき偏心収差の為、画像がボケてくる。
【００１１】
この為、防振機能を有した光学系においては可動レンズ群を光軸と直交する方向に移動させて偏心状態にしたとき偏心収差発生量が少ないこと、可動レンズ群の少ない移動量で大きな画像のブレを補正することができる、所謂偏心敏感度（単位移動量ΔＨに対する画像のブレの補正量Δｘとの比Δｘ／ΔＨ）が大きいこと等が要求されている。
【００１２】
防振機能を有した光学系として振動に対して空間的に固定となる光学部材を配置する構成の光学系は、この光学部材の支持方法が難しく、又小型の光学系を実現することが困難であるため、小型軽量の装置の構成には適していなかった。又撮影系の最も被写体側に可変頂角プリズムを配置する光学系は、変位補正時に偏心色収差以外の収差の発生がほとんどないという利点はあるが、駆動部材が大型になるという欠点と、プリズムによって発生する偏心色収差の簡易的な補正が困難であるという欠点があった。撮影系の一部のレンズ群を偏心させる光学系では、偏心させるレンズ群を適切に選択、配置することにより、装置を小型にすることができるが、偏心によって発生する諸収差、即ち、偏心コマ収差、偏心非点収差、偏心像面湾曲等を良好に補正しつつ、十分に少ない駆動量で十分に大きい変位補正を実現することが困難であるという問題点があった。
【００１３】
本発明は、光学系の一部のレンズ群を光軸と垂直な方向に偏心駆動させて撮影画像の変位（ブレ）を補正する際、各レンズ要素を適切に配置することによって各種の偏心収差を良好に補正し、又十分に少ない偏心駆動量で十分に大きい変位補正（ブレ補正）を実現することによって装置全体の小型化を可能とした、特にインナーフォーカス式を利用した望遠型の撮影光学系に好適な防振機能を有した光学系の提供を目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の防振機能を有した光学系は、
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、正の屈折力の第３群、負の屈折力の第４群そして正の屈折力の第５群の５つのレンズ群のみをレンズ群として有し、該第２群を光軸上移動させてフォーカスを行い、該第４群を光軸と直交する方向に移動させて撮像画像のブレを補正する光学系であって、全系の焦点距離を１と正規化し、無限遠物体において該第４群と第５群の球面収差係数を各々Ｉ４，Ｉ５、該第１群から第３群までの合成の焦点距離をｆ１２３、全系の焦点距離をｆ、第ｉ群の焦点距離をｆｉとしたとき、
−５．０＜Ｉ４＜−０．７ ‥‥‥（１ａ）
１．０７≦Ｉ５＜５．０ ‥‥‥（２ａ）
０．５＜｜Ｉ４／Ｉ５｜＜２．０ ‥‥‥（３ａ）
０．２５＜ｆ１２３／ｆ＜０．７５ ‥‥‥（１）
０．０７＜｜ｆ４／ｆ｜＜０．１５ ‥‥‥（２）
０．１０＜ｆ５／ｆ＜０．３０ ‥‥‥（３）
なる条件を満足することを特徴としている。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１、図４、図７、図１０は本発明の数値実施例１，２，３，４のレンズ断面図である。図中（Ａ）は無限遠物体にフォーカスしたとき、（Ｂ）は焦点距離の１０倍の物体にフォーカスしたときのレンズ断面図である。
【００１７】
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は負の屈折力の第４群、Ｌ５は正の屈折力の第５群である。無限遠物体から至近物体へのフォーカスは第２群を矢印ＬＦの如く像面側へ移動させて行っている。光学系が振動したときの撮影画像のブレ（像ブレ）の補正（振動補償）は第４群Ｌ４を可動レンズ群とし、矢印ＬＴの如く光軸と直交する方向に移動させて行っている。ＩＰは像面である。
【００１８】
又本発明においては全系の焦点距離を１と正規化し、無限遠物体にフォーカスしているときの第４群と第５群の球面収差係数を各々Ｉ４，Ｉ５としたとき、条件式（１ａ），（２ａ），（３ａ）の如く設定し、これによって防振を行ったときの偏心収差、特に偏心コマ収差を良好に補正している。
【００１９】
本実施例ではこのようにインナーフォーカス及び撮影画像のブレの補正を行うと共に各レンズ群を前述の如く設定している。これにより光学系全体の小型化を図りつつ、撮影画像のブレの補正を良好に行うと共に第４群の光軸と直交する方向の移動に伴う収差、即ち偏心に伴う偏心コマ収差、偏心非点収差、偏心像面湾曲等の偏心収差の発生を少なくし良好なる光学性能を得ている。
【００２０】
特に第３群から第５群までの各レンズ群を十分に少ないレンズ枚数で構成しているものの、各レンズ群の屈折力配置と各レンズの形状を適切に設定することによって、基準状態の収差は言うまでもなく、像ブレ補償状態の偏心コマ収差、偏心像面湾曲、偏心色収差等の諸偏心収差をも良好に補正している。
【００２１】
本発明の防振機能を有した光学系は以上の諸条件を満足させることによって達成されるが、更に防振の際の偏心収差変動を少なくし、良好なる光学性能を得るには次の諸条件のうち少なくとも１つを満足させるのが良い。
【００２２】
（イ）前記第１群から第３群までの合成の焦点距離をｆ１２３、全系の焦点距離をｆ、第２群の焦点距離をｆｉとしたとき、
０．２５＜ｆ１２３／ｆ＜０．７５ ・・・・・・（１）
０．０７＜｜ｆ４／ｆ｜＜０．１５ ・・・・・・（２）
０．１０＜ｆ５／ｆ＜０．３０ ・・・・・・（３）
なる条件を満足することである。
【００２３】
この条件式（１）の下限値を越えると前群（第１，第２，第３群）で発生する収差量が多くなって少枚数のレンズでは収差補正が困難となる。又上限値を越えると偏心敏感度を十分に大きくすることが困難となる。
【００２４】
条件式（２），（３）は、それぞれ第４群、第５群の屈折力を規定する式であって、これら条件式を満足することによって第４群を光軸と略垂直な方向に移動させて画像ブレの補正を行なう際に、諸偏心収差を良好に維持しつつも、十分に少ないレンズ群の移動量で大きな画像ブレの補正を可能とする光学系を実現している。
【００２５】
（ロ）前記第ｉ群の焦点距離をｆｉ、全系の焦点距離をｆとしたとき、
０．３５＜ｆ１／ｆ＜０．６０ ・・・・・・（４）
０．３０＜｜ｆ２／ｆ｜＜０．７０ ・・・・・・（５）
０．２５＜ｆ３／ｆ＜０．６０ ・・・・・・（６）
なる条件を満足することである。
【００２６】
条件式（４）〜（６）は、光学系を構成する第１，第２，第３群の焦点距離と光学系全体の焦点距離の比を規定する式であって、主にインナーフォーカス方式で望遠系の撮影画角を持った防振機能を有した光学系を実現する際の屈折力配置を与える式である。
【００２７】
条件式（４）は第１群の屈折力を規定する式であって、この条件式を満足することによって望遠系の撮影画角を持った撮影光学系で、特に懸案される色収差を良好に補正することを比較的容易にしている。
【００２８】
条件式（５）は第２群の屈折力を規定する式であって、この条件式を満足することによって諸収差を良好に維持しつつも、比較的少ないレンズ群の移動量で遠距離から十分に近距離までの物体の焦点調節を可能としている。
【００２９】
条件式（６）は第３群の屈折力を規定する式であって、この条件式を満足することによって第４群を光軸と略垂直な方向に移動させて画像ブレの補正を行なう際に、諸偏心収差を良好に維持しつつも、十分に少ないレンズ群の移動量で大きな画像ブレの補正を可能とする光学系を実現している。
【００３０】
（ハ）前記第５群は物体側より順に両レンズ面が凸面の正レンズと像面側に凸面を向けたメニスカス状の負レンズの２つのレンズを独立に又は貼合わせて構成しており、最も物体側のレンズ面と最も像面側のレンズ面の曲率半径を各々Ｒ５ｓ，Ｒ５ｅとしたとき、
−０．６＜（Ｒ５ｓ＋Ｒ５ｅ）／（Ｒ５ｓ−Ｒ５ｅ）＜０．１ ・・・・（７）なる条件を満足することである。
【００３１】
条件式（７）は前記第５群全体のシェイプファクターを規定する式であって、条件式（７）を満足することによって第５群は補正不足の球面収差とコマ収差を所定量だけ発生させ、これによって主として像ブレ補正時の偏心コマ収差を良好に補正している。像ブレ補正時の偏心収差の補正については数式を用いて後で簡略に説明するが、前記第５群はこのようなレンズ構成として所定量の収差を残存させておくことによって、前記第４群を光軸と略垂直な方向に移動させたときに発生する偏心収差をより良好に補正している。
【００３２】
又、第５群を１枚の正レンズと１枚の負レンズの２枚のレンズで構成して、このレンズ群に残存する色収差を所定量として、同様に前記第４群を偏心させたときに発生する偏心色収差を良好に補正している。
【００３３】
（ニ）前記第４群は物体側より順に両レンズ面が凸面の１つの正レンズと両レンズ面が凹面の２つの負レンズより構成しており、最も物体側のレンズ面と最も像面側のレンズ面の曲率半径を各々Ｒ４ｓ，Ｒ４ｅとしたとき、
−１０＜（Ｒ４ｓ＋Ｒ４ｅ）／（Ｒ４ｓ−Ｒ４ｅ）＜−１．５ ・・・・（８）なる条件を満足することである。
【００３４】
条件式（８）は前記第４群全体のシェイプファクターを規定する式であって、条件式（８）を満足することによって負の屈折力を有する第４群は補正不足の球面収差と比較的少ない量のコマ収差をそれぞれ所定量だけ発生させ、これによって上述の第５群の発生させる収差と互いに打ち消し合うようにして、像ブレ補正時の諸偏心収差、特に偏心コマ収差を良好に補正している。
【００３５】
又、第４群を１枚の正レンズと２枚の負レンズの３枚のレンズで構成して、比較的強い負の屈折力を実現する為に２枚の負レンズを用い、更にこのレンズ群に残存する色収差を所定量とする為に１枚の正レンズを用いることによって、前記第５群の発生させる色収差と互いに打ち消し合うようにして、同様に前記第４群を偏心させたときに発生する偏心色収差を良好に補正している。
【００３６】
（ホ）前記第３群は物体側より順に物体側に凸面を向けたメニスカス状の負レンズと両レンズが凸面の正レンズの２つのレンズより構成しており、最も物体側のレンズ面と最も像面側のレンズ面の曲率半径を各々Ｒ３ｓ，Ｒ３ｅとしたとき、
−１．５＜（Ｒ３ｓ＋Ｒ３ｅ）／（Ｒ３ｓ−Ｒ３ｅ）＜−０．２ ・・・・（９）なる条件を満足することである。
【００３７】
条件式（９）は前記第３群全体のシェイプファクターを規定する式であって、条件式（９）を満足することによって第３群は補正不足の球面収差と補正過剰のコマ収差をそれぞれ所定量だけ発生させ、これによってレンズ系全体の諸収差を良好に補正している。
【００３８】
又、第３群を１枚の負レンズと１枚の正レンズの２枚のレンズで構成して、前記第４群と第５群で発生する色収差をそれぞれ所定量として前記第４群を光軸と略垂直な方向に移動させたときに発生する偏心色収差を良好に補正した上で、レンズ系全体の色収差を良好に補正している。
【００３９】
（ヘ）前記第１群は２枚の正レンズと１枚の負レンズを有し、前記第２群は正レンズと負レンズを有していることである。
【００４０】
これによってフォーカスの際の収差変動を良好に補正し、高い光学性能を得ている。
【００４１】
本発明の防振機能を有した光学系は、上述したように各レンズ群の屈折力配置を適切に設定することによって上記の目的を実現しており、更に各レンズ群全体の形状を上述したように適切に設定することを組み合わせたときには、特に偏心コマ収差、偏心色収差を良好に補正して、振動補償の際にも良好な画像を維持することを可能としている。
【００４２】
次に本発明の防振機能を有した光学系の光学的特徴について説明する。一般に光学系の一部のレンズ群を平行偏心させて画像のブレを補正しようとすると偏心収差の発生により結像性能が低下してくる。そこで次に任意の屈折力配置において可動レンズ群を光軸と直交する方向に移動させて画像のブレを補正するときの偏心収差の発生について収差論的な立場より、第２３回応用物理学講演会（１９６２年）に松居より示された方法に基づいて説明する。
【００４３】
光学系の一部のレンズ群ＰをＥだけ平行偏心させたときの全系の収差量ΔＹ１は（ａ）式の如く偏心前の収差量ΔＹと偏心によって発生した偏心収差量ΔＹ（Ｅ）との和になる。ここで収差量ΔＹは球面収差（Ｉ）、コマ収差（II）、非点収差 (III)、ペッツバール和（Ｐ）、歪曲収差（Ｙ）で表される。又偏心収差ΔＹ（Ｅ）は（Ｃ）式に示すように１次の偏心コマ収差(II Ｅ) 、１次の偏心非点収差(III Ｅ) 、１次の偏心像面弯曲（ＰＥ）、１次の偏心歪曲収差（ＶＥ１）、１次の偏心歪曲附加収差（ＶＥ２）、そして１次の原点移動（ΔＥ）で表される。
【００４４】
又（ｄ）式から（ｉ）式の（ΔＥ）〜（ＶＥ２）までの収差はレンズ群Ｐを平行偏心させる光学系においてレンズ群Ｐへの光線の入射角をαP ，αａP としたときにレンズ群Ｐの収差係数ＩP ，IIP ，IIIP，ＰP ，ＶP と、又同様にレンズ群Ｐより像面側に配置したレンズ群を全体として１つの第ｑレンズ群としたときの収差係数をＩq ，IIq ，IIIq ，Ｐq ，Ｖq を用いて表される。
【００４５】
【数１】
【００４６】
特に上記の（ｄ）式から（ｉ）式に示される偏心収差係数が小さな値となるように、平行偏心させるレンズ群Ｐへ入射し、このレンズ群Ｐから射出する近軸光線の換算傾角αp ，α′p ，αａp ，αａp ′、平行偏心させるレンズ群Ｐの３次収差係数ＩP ，IIP ，IIIP，ＰP ，ＶP 、及び平行偏心させるレンズ群Ｐより像面側に配置されるレンズ群全体の３次収差係数Ｉq ，IIq ，IIIq ，Ｐq ，Ｖq の値をそれぞれ適切に設定することが必要となる。
【００４７】
上記課題を解決する為には、まず少ないレンズ群の移動量にもかかわらず十分に大きなブレ補正角を実現することが必要となる。そのためには上記の（ｄ）式に示される１次の原点移動の絶対値を大きくすること、即ちブレ補正レンズ群の前後における近軸光線の換算傾角の変化を大きくすることが必要となる。
【００４８】
次にレンズ群を光軸と垂直な方向に平行偏心させたときに発生する中心画像の劣化を除去する為、主として上記の（ｅ）式に示される１次の偏心コマ収差を良好に補正し、又同時に平行偏心させたときに発生する片ぼけを良好に補正する為、主として上記の（ｇ）式に示される１次の偏心像面湾曲を良好に補正することが必要となる。勿論この他の諸収差もそれぞれ良好に補正することも当然のことながら必要である。
【００４９】
本発明は各レンズ群を少ないレンズ枚数で構成してレンズ系全体のコンパクト性を維持しながらも、全系の収差を良好に補正し、かつ所定のレンズ群を光軸と垂直な方向に偏心させたときに発生する偏心収差をも上記の観点から良好に補正し、十分に良好な画像を得ることを可能としている。
【００５０】
本発明において前述の条件式（１）〜（５）は像ブレ補償の際に光軸と垂直な方向に移動させるレンズ群へ入射し、これから射出する近軸光線の換算傾角αp ，α′p を略適切に設定するものであって、これらの条件式を満足するような屈折力配置としたときには、各レンズ群を構成するレンズ枚数を少ない枚数とし、かつ概略の形状をそれぞれ適切なものとしていれば、上記の偏心収差をも含めた諸収差を良好に補正することが可能となる。
【００５１】
本発明の条件式（６）及び（７）はこの点に着目して、前記第４群を光軸と略垂直な方向に移動させたときに発生する偏心収差、特に上記の（ｅ）式に表わされる１次の偏心コマ収差を良好に補正する為の前記第５群及び前記第４群の全体の概略形状を規定したものである。条件式（６）及び（７）で規定したレンズ形状としたとき、前記第５群及び前記第４群における３次収差係数Ｉ及びIIはそれぞれ所望の値に近くなって、上記の（ｅ）式の値が０に近くなって、１次の偏心コマ収差を良好に補正することを可能としている。
【００５２】
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。又前述の各条件式と数値実施例における諸数値との関係を表−１に示す。
【表１】
【００５４】
図５（Ａ）は数値実施例２の無限遠物体にフォーカスしたときの基準状態の縦収差図、図５（Ｂ）は数値実施例２の焦点距離の１０倍程度に物体にフォーカスしたときの基準状態の縦収差図、図６（Ａ）は数値実施例２の無限遠物体にフォーカスしたときの基準状態の像高ｈ＝０ｍｍ，ｈ＝±１５ｍｍでの横収差図、図６（Ｂ）は数値実施例２の無限遠物体にフォーカスしたときの０．５°に相当する画面上の像ブレを補正したときの像高ｈ＝０ｍｍ，ｈ＝±１５ｍｍでの横収差図である。
【００５５】
図８（Ａ）は数値実施例３の無限遠物体にフォーカスしたときの基準状態の縦収差図、図８（Ｂ）は数値実施例３の焦点距離の１０倍程度に物体にフォーカスしたときの基準状態の縦収差図、図９（Ａ）は数値実施例３の無限遠物体にフォーカスしたときの基準状態の像高ｈ＝０ｍｍ，ｈ＝±１５ｍｍでの横収差図、図９（Ｂ）は数値実施例３の無限遠物体にフォーカスしたときの０．５°に相当する画面上の像ブレを補正したときの像高ｈ＝０ｍｍ，ｈ＝±１５ｍｍでの横収差図である。
【００５６】
図１１（Ａ）は数値実施例４の無限遠物体にフォーカスしたときの基準状態の縦収差図、図１１（Ｂ）は数値実施例４の焦点距離の１０倍程度に物体にフォーカスしたときの基準状態の縦収差図、図１２（Ａ）は数値実施例４の無限遠物体にフォーカスしたときの基準状態の像高ｈ＝０ｍｍ，ｈ＝±１５ｍｍでの横収差図、図１２（Ｂ）は数値実施例４の無限遠物体にフォーカスしたときの０．５°に相当する画面上の像ブレを補正したときの像高ｈ＝０ｍｍ，ｈ＝±１５ｍｍでの横収差図である。
【００５７】
数値実施例１，２では対角方向の撮影画角８．３°程度でＦナンバーが４程度の望遠系撮影光学系に適用した場合である。像ブレの補正の為の第４群の光軸と垂直な方向への移動量との比（第４群Ｌ４の偏心敏感度）は−２．５程度と十分に大きくなっている。数値実施例１，２において単位をｍｍで表わしたとき第４群Ｌ４を光軸と垂直な方向に１ｍｍ移動させたときに、像面上で−２．５ｍｍ程度の変位の補正、即ち数値実施例１，２の焦点距離では０．５°弱の振動補償が可能となっている。
【００５８】
数値実施例３，４では対角方向の撮影画角６．２°程度でＦナンバーが５．６程度の望遠系撮影光学系に適用した場合である。第４群Ｌ４の偏心敏感度は、どちらも−３．０程度となっている。
【００５９】
本発明はこの他様々な仕様の望遠系の撮影画角を持った光学系にも適用できる。又第４群Ｌ４の偏心敏感度も、これらの実施例よりある程度までは大きくしたり小さくしたりする変形も可能である。
【００６０】
【発明の効果】
本発明によれば以上のように、光学系の一部のレンズ群を光軸と垂直な方向に偏心駆動させて撮影画像の変位（ブレ）を補正する際、各レンズ要素を適切に配置することによって各種の偏心収差を良好に補正し、又十分に少ない偏心駆動量で十分に大きい変位補正（ブレ補正）を実現することによって装置全体の小型化を可能とした、特にインナーフォーカス式を利用した望遠型の撮影光学系に好適な防振機能を有した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の無限遠物体と至近物体のときの収差図
【図３】 本発明の数値実施例１の無限遠物体のときの基準状態を像ブレ補正したときの横収差図
【図４】 本発明の数値実施例２のレンズ断面図
【図５】 本発明の数値実施例２の無限遠物体と至近物体のときの収差図
【図６】 本発明の数値実施例２の無限遠物体のときの基準状態を像ブレ補正したときの横収差図
【図７】 本発明の数値実施例３のレンズ断面図
【図８】 本発明の数値実施例３の無限遠物体と至近物体のときの収差図
【図９】 本発明の数値実施例３の無限遠物体のときの基準状態を像ブレ補正したときの横収差図
【図１０】 本発明の数値実施例４のレンズ断面図
【図１１】 本発明の数値実施例４の無限遠物体と至近物体のときの収差図
【図１２】 本発明の数値実施例４の無限遠物体のときの基準状態を像ブレ補正したときの横収差図
【符号の説明】
Ｌ１ 第１群
Ｌ２ 第２群
Ｌ３ 第３群
Ｌ４ 第４群
Ｌ５ 第５群
ＩＰ 像面
ΔＭ メリディオナル像面
ΔＳ サジタル像面
Claims (6)
- 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、正の屈折力の第３群、負の屈折力の第４群そして正の屈折力の第５群の５つのレンズ群のみをレンズ群として有し、該第２群を光軸上移動させてフォーカスを行い、該第４群を光軸と直交する方向に移動させて撮像画像のブレを補正する光学系であって、全系の焦点距離を１と正規化し、無限遠物体において該第４群と第５群の球面収差係数を各々Ｉ４，Ｉ５、該第１群から第３群までの合成の焦点距離をｆ１２３、全系の焦点距離をｆ、第ｉ群の焦点距離をｆｉとしたとき、
−５．０＜Ｉ４＜−０．７
１．０７≦Ｉ５＜５．０
０．５＜｜Ｉ４／Ｉ５｜＜２．０
０．２５＜ｆ１２３／ｆ＜０．７５
０．０７＜｜ｆ４／ｆ｜＜０．１５
０．１０＜ｆ５／ｆ＜０．３０
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光学系。 - 前記第ｉ群の焦点距離をｆｉ、全系の焦点距離をｆとしたとき、
０．３５＜ｆ１／ｆ＜０．６０
０．３０＜｜ｆ２／ｆ｜＜０．７０
０．２５＜ｆ３／ｆ＜０．６０
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光学系。 - 前記第５群は物体側より順に正レンズと負レンズの２つのレンズより構成しており、最も物体側のレンズ面と最も像面側のレンズ面の曲率半径を各々Ｒ５ｓ，Ｒ５ｅとしたとき、
−０．６＜（Ｒ５ｓ＋Ｒ５ｅ）／（Ｒ５ｓ−Ｒ５ｅ）＜０．１
なる条件を満足することを特徴とする請求項２の防振機能を有した光学系。 - 前記第４群は物体側より順に１つの正レンズと２つの負レンズより構成しており、最も物体側のレンズ面と最も像面側のレンズ面の曲率半径を各々Ｒ４ｓ，Ｒ４ｅとしたとき、
−１０＜（Ｒ４ｓ＋Ｒ４ｅ）／（Ｒ４ｓ−Ｒ４ｅ）＜−１．５
なる条件を満足することを特徴とする請求項２又は３の防振機能を有した光学系。 - 前記第３群は物体側より順に負レンズと正レンズの２つのレンズより構成しており、最も物体側のレンズ面と最も像面側のレンズ面の曲率半径を各々Ｒ３ｓ，Ｒ３ｅとしたとき、
−１．５＜（Ｒ３ｓ＋Ｒ３ｅ）／（Ｒ３ｓ−Ｒ３ｅ）＜−０．２
なる条件を満足することを特徴とする請求項２，３又は４の防振機能を有した光学系。 - 前記第１群は２枚の正レンズと１枚の負レンズを有し、前記第２群は正レンズと負レンズを有していることを特徴とする請求項２，３，４又は５の防振機能を有した光学系。
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