JPH09218346A

JPH09218346A - 光学系

Info

Publication number: JPH09218346A
Application number: JP2288596A
Authority: JP
Inventors: Kenji Konno; 賢治金野
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1996-02-08
Filing date: 1996-02-08
Publication date: 1997-08-19

Abstract

(57)【要約】【課題】手ぶれ補正を行っても、性能劣化を起こさな
い望遠レンズを提供する。【解決手段】物体側より順に正の屈折力を有する第１
レンズ群Ｇｒ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ
ｒ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇｒ３とを有
する。無限遠物体から有限距離物体への合焦は第２レン
ズ群Ｇｒ２を像側に移動させることで行い、手ぶれ補正
レンズ群である第３レンズ群Ｇｒ３を光軸に対し垂直に
動かすことによって手ぶれ補正を行う光学系で、以下の
条件式を満足する。 1.1 < |βb(1-βa)| < 4.5 ただし、βaは手ぶれ補正レンズ群の倍率 βbは手ぶれ補正レンズ群より像側のレンズ群の倍率である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学系に関するも
のであり、更に詳しくは、手ぶれ（例えば、カメラの手
持ち撮影時の振動）による像のぶれを防ぐことができる
手ぶれ補正機能を有する望遠系の光学系に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、写真撮影の失敗の原因は、そのほ
とんどが手ぶれとピンボケであった。ところが、近年、
カメラのほとんどにオートフォーカス機構が採用される
ようになり、さらにオートフォーカス機構のピント精度
が向上するに従って、ピンボケによる写真撮影の失敗は
ほとんど解消されている。しかし、手ぶれによる写真撮
影の失敗の課題は依然、解決されないままで、特に焦点
距離が長い望遠レンズの場合は手ぶれを起こす可能性が
高いので、望遠撮影光学系には手ぶれ補正機能に対する
要望は高まるばかりである。

【０００３】手ぶれ補正機能を有する望遠光学系とし
て、一部のレンズ群を偏心させることによって補正を行
うものが提案されている。例えば、特開昭63-115126号
公報には、望遠単焦点レンズを物体側から順に固定レン
ズ群と補正レンズ群とに分け、補正レンズ群を光軸と垂
直方向に移動させることで、手ぶれ補正を行う光学系が
提案されている。また、特開平2-135408号公報では、正
負正負の構成で第２レンズ群または第３レンズ群を光軸
と垂直方向に移動させることで手ぶれ補正を行う光学系
が提案されている。さらに、特開平7-270724号公報で
は、正負正の構成で、第２レンズ群をフォーカシングに
使用し、第３レンズ群を光軸と垂直方向に移動させるこ
とで、手ぶれ補正を行う光学系が提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記特開昭63-115126
号公報記載の光学系は、像面上で２mmの画像ぶれを補正
するのに、手ぶれ補正レンズ群を２mm移動させている。
これは、約0.4度のぶれを補正するのに２mmの移動量が
必要であることを意味する。つまり、特開昭63-115126
号公報記載の光学系では手ぶれ補正レンズ群の補正感度
が小さいので、手ぶれ角が大きいと、手ぶれ補正レンズ
群の移動量が大きくなり過ぎる。レンズの移動量が大き
くなると、その分だけレンズ径を広げなければならず、
全体を大型化してしまうという問題がある。

【０００５】また、特開平7-270724号公報では、手ぶれ
補正角を0.2度程度で評価しているが、夜景などを手持
ち撮影する場合には、より大きな手ぶれが発生する。こ
のため、夜景などの手持ち撮影を可能とするためには、
手ぶれ補正角を0.2度よりもさらに大きくしなければな
らないが、その場合は収差劣化を許容出来なくなってし
まう。

【０００６】さらに、特開平2-135408号公報記載の光学
系は、レンズの口径比が大きくないので、大口径の望遠
レンズを提供できないという問題があった。

【０００７】本発明は、これらの点に鑑みてなされたも
のであり、手ぶれ補正レンズ群の補正感度が大きく、十
分に大きな手ぶれ角まで対応して満足のいく光学性能を
有し、手ぶれ補正機能を有する、大口径比望遠系に好適
な光学系を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、物体側より順に正の屈折力を有する第１レン
ズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折
力を有する第３レンズ群とを有し、無限遠物体から有限
距離物体への合焦は前記第２レンズ群を像側に移動させ
ることで行い、前記第３レンズ群に含まれる手ぶれ補正
レンズ群を光軸に対し垂直に移動させることによって手
ぶれ補正を行うとともに、以下の条件式を満足すること
を特徴とする。

【０００９】1.1 < |βb(1-βa)| < 4.5

【００１０】

【発明の実施の形態】図１〜図３は、第１乃至第３実施
形態の無限遠合焦状態でのレンズ配置を示している。

【００１１】本発明の第１実施形態は、物体側より順に
正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇｒ１と、負の屈折力
を有する第２レンズ群Ｇｒ２と、正の屈折力を有する第
３レンズ群Ｇｒ３と、負の屈折力を有する第４レンズ群
Ｇｒ４とからなり、第２レンズ群Ｇｒ２を像側に移動さ
せることで無限遠物体から有限距離物体へのフォーカシ
ングを行い、第３レンズ群Ｇｒ３を光軸と垂直に平行偏
心させることで手ぶれ補正を行っている。第１レンズ群
Ｇｒ１は両凸正の第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、両
凹負の第３レンズＬ３、第４レンズＬ４、物体側に凸面
を向けた正メニスカスの第５レンズＬ５よりなる。第２
レンズ群Ｇｒ２は物体側に凹面を向けた正メニスカスの
第６レンズＬ６と両凹負の第７レンズＬ７との貼り合わ
せレンズ、両凹負の第８レンズＬ８よりなる。第３レン
ズ群Ｇｒ３は絞り、物体側に凹面を向けた正メニスカス
の第９レンズＬ９と物体側に凹面を向けた負メニスカス
の第１０レンズＬ１０との貼り合わせレンズよりなる。
第４レンズ群Ｇｒ４は物体側に凸面を向けた負メニスカ
スの第１１レンズＬ１１、物体側に凹面を向けた正メニ
スカスの第１２レンズＬ１２よりなる。また最像側には
保護ガラスを有している。

【００１２】第２実施形態は、物体側より順に正の屈折
力を有する第１レンズ群Ｇｒ１と、負の屈折力を有する
第２レンズ群Ｇｒ２と、正の屈折力を有する第３レンズ
群Ｇｒ３と、負の屈折力を有する第４レンズ群Ｇｒ４と
からなり、第２レンズ群Ｇｒ２を像側に移動させること
で無限遠物体から有限距離物体へのフォーカシングを行
い、第３レンズ群Ｇｒ３を光軸と垂直な方向に平行偏心
させることで手ぶれ補正を行っている。第１レンズ群Ｇ
ｒ１は両凸正の第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、両凹
負の第３レンズＬ３、物体側に凹面を向けた正メニスカ
スの第４レンズＬ４、物体側に凸面を向けた正メニスカ
スの第５レンズＬ５よりなる。第２レンズ群Ｇｒ２は物
体側に凹面を向けた正メニスカスの第６レンズＬ６と両
凹負の第７レンズＬ７との貼り合わせレンズ、両凹負の
第８レンズＬ８よりなる。第３レンズ群Ｇｒ３は絞り
と、両凸正の第９レンズＬ９、物体側に凹面を向けた正
メニスカスの第１０レンズＬ１０と物体側に凹面を向け
た負メニスカスの第１１レンズＬ１１との貼り合わせレ
ンズよりなる。第４レンズ群Ｇｒ４は物体側に凸面を向
けた負メニスカスの第１２レンズＬ１２、物体側に凹面
を向けた正メニスカスの第１３レンズＬ１３よりなる。
また最像側には保護ガラスを有している。

【００１３】第３実施形態は、物体側より順に正の屈折
力を有する第１レンズ群Ｇｒ１と、負の屈折力を有する
第２レンズ群Ｇｒ２と、正の屈折力を有する第３レンズ
群Ｇｒ３と、負の屈折力を有する第４レンズ群Ｇｒ４と
からなり、第２レンズ群Ｇｒ２を像側に移動させること
で無限遠物体から有限距離物体へのフォーカシングを行
い、第３レンズ群Ｇｒ３を光軸と垂直に平行偏心させる
ことで手ぶれ補正を行っている。第１レンズ群Ｇｒ１は
両凸正の第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、両凹負の第
３レンズＬ３、物体側に凹面を向けた正メニスカスの第
４レンズＬ４、物体側に凸面を向けた正メニスカスの第
５レンズＬ５よりなる。第２レンズ群Ｇｒ２は物体側に
凹面を向けた正メニスカスの第６レンズＬ６と両凹負の
第７レンズＬ７との貼り合わせレンズ、両凹負の第８レ
ンズＬ８よりなる。第３レンズ群Ｇｒ３は絞り、両凸正
の第９レンズＬ９、物体側に凹面を向けた正メニスカス
の第１０レンズＬ１０と物体側に凹面を向けた負メニス
カスの第１１レンズＬ１１との貼り合わせレンズよりな
る。第４レンズ群Ｇｒ４は物体側に凸面を向けた負メニ
スカスの第１２レンズＬ１２、物体側に凸面を向けた負
メニスカスの第１３レンズＬ１３と物体側に凸面を向け
た正メニスカスの第１４レンズＬ１４との貼り合わせレ
ンズ、物体側に凹面を向けた正メニスカスの第１５レン
ズＬ１５よりなる。また最像側には保護ガラスを有して
いる。

【００１４】一般に、物体側より順に正の屈折力を有す
る第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群、正
の屈折力を有する第３レンズ群を有する光学系は、物体
側のレンズほど大型であり、重量も物体側のレンズほど
重くなっている。従って、第１レンズ群を手ぶれ補正レ
ンズ群として用いることは、手ぶれ補正駆動系に大きな
負担となるので、好ましくない。また、第２レンズ群は
フォーカシングのために移動するレンズ群であり、この
レンズ群を手ぶれ補正に使用すると、フォーカス駆動系
ごと光軸と垂直方向に移動させる必要が生じるので、手
ぶれ補正駆動系にかかる負担は非常に大きくなる。本発
明では、第３レンズ群を手ぶれ補正時に光軸と垂直方向
に移動させている。これは、最も軽量であるレンズ群で
あるとともに、フォーカシング中固定であるので、補正
駆動系にかかる負担も小さく、補正駆動系を配置するの
にも容易である。このとき、以下の条件式（１）を満足
することが好ましい。

【００１５】1.1 < |βb(1-βa)| < 4.5 ・・・（１）ただし、βaは手ぶれ補正レンズ群の倍率 βbは手ぶれ補正レンズ群より像側のレンズ群の倍率である。

【００１６】因みに、上記第１乃至第３実施形態におい
ては、第３レンズ群Ｇｒ３が「手ぶれ補正レンズ群」に
相当し、第４レンズ群Ｇｒ４が「手ぶれ補正レンズ群よ
り像側のレンズ群」に相当する。

【００１７】上記条件式（１）は、手ぶれ補正レンズ群
の手ぶれ感度を示している。条件式（１）の上限を上回
ると、手ぶれ補正感度が弱くなり過ぎるために、手ぶれ
補正レンズ群の移動量が大きくなり過ぎる。このため、
手ぶれ補正レンズ群のレンズ径を大きく広げる必要があ
り、全体を大型化させてしまうので、好ましくない。一
方、条件式（１）の下限を下回ると、手ぶれ補正感度が
強くなり過ぎるために、補正駆動系の移動精度及び補正
レンズ群の位置検出精度を非常に高くする必要が生じ、
製造コストを高くするので好ましくない。下限を1.3に
すると、更にコストを軽減できる。また、上限を2.5に
すると手ぶれ補正レンズ群のレンズ径をより小さくする
ことができる。尚、手ぶれ補正レンズ群より像側にレン
ズ群が存在しない光学系、即ち正負正３群構成の光学系
の場合には、βｂ＝１として条件式（１）を適用すれば
よい。

【００１８】本発明は、物体側より順に正の屈折力を有
する第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群、
正の屈折力を有する第３レンズ群を有し、無限遠物体か
ら有限距離物体への合焦に際し、第２レンズ群を像側に
移動させることでフォーカシングを行っている。このタ
イプの望遠レンズは、全体としてテレフォト型をしてい
るので、長い焦点距離でありながら全長を小さくするこ
とができる。また、フォーカシングを第２レンズ群で行
うことで、比較的軽量のレンズ群でフォーカシングを行
うことができ、かつフォーカシングに必要なレンズ移動
量が小さく、近接距離合焦時の光学性能を十分高く保つ
ことができる。このとき、次の条件式（２）を満足する
ことが好ましい。

【００１９】0.4 < D/ｆ1 < 1.0 ・・・（２）ただし、ｆ1：第１レンズ群の焦点距離 D：第１レンズ群の最物体面から最像側面までの軸上距
離である。

【００２０】上記条件式（２）は、コンパクトな大口径
望遠レンズを得るために望ましい条件を示すものであ
る。条件式（２）の下限を下回ると、第２レンズ群以降
のレンズ径がより増大し、レンズ系が大型化する。一
方、条件式（２）の上限を上回ると、軸上光と軸外光と
のバランスが第２レンズ群以降で悪くなり、第２レンズ
群以降での補正が困難になり、良好な結像性能の光学系
が得られない。上限を0.9にすると更に良好な結像性能
を得ることができる。また、下限を0.5にすると、より
コンパクトな光学系を得ることができる。

【００２１】また、さらに以下の条件式（３）を満足す
ることが好ましい。

【００２２】-3.1 < ｆ1/ｆ2 < -2.2 ・・・（３）ただし、ｆ1は第１レンズ群の焦点距離ｆ2は第２レンズ群の焦点距離である。

【００２３】上記条件式（３）は、第１レンズ群と第２
レンズ群との焦点距離の比を表している。条件式（３）
の上限を上回ると、全長をコンパクトにすることが困難
になり、フォーカシング時の第２レンズ群の移動量も大
きくなる。一方、条件式（３）の下限を下回ると、テレ
フォトの度合いが強くなり過ぎて、十分なバックフォー
カスを確保することが困難になる。

【００２４】また、さらに以下の条件式（４）を満足す
ることが好ましい。

【００２５】3.5 < ｆT/ｆD < 8.0 ・・・（４）ただし、ｆTは全系の焦点距離ｆDは手ぶれ補正レンズ群の焦点距離である。

【００２６】上記条件式（４）は、全系の焦点距離に占
める手ぶれ補正レンズ群の焦点距離の割合を示してい
る。条件式（４）の上限を上回ると、手ぶれ補正レンズ
群の屈折力が強くなり過ぎるために、手ぶれ補正レンズ
群内で発生する収差が大きくなり過ぎる。そして、この
手ぶれ補正レンズ群内で発生する収差を抑えるためには
多くのレンズを使用する必要があるので、補正レンズ群
の重量を大きくするので好ましくない。一方、条件式
（４）の下限を下回ると、手ぶれ補正感度が弱くなり過
ぎるために、手ぶれ補正レンズ群の移動量が大きくなり
過ぎる。このため、手ぶれ補正レンズ群のレンズ径を大
きく広げる必要があり、全体を大型化させてしまうの
で、好ましくない。上限を6.0にすると手ぶれ補正レン
ズ群で発生する収差量をより抑えることができる。下限
を4.0にすると、補正感度をより強く出来るので好まし
い。

【００２７】手ぶれ補正レンズ群は、正の屈折力を持っ
たレンズ群であるが、手ぶれ補正時に発生する色収差を
抑えるためには、手ぶれ補正レンズ群が自身色補正され
ている必要がある。そのためには、手ぶれ補正レンズ群
には、正レンズと負レンズの接合レンズが含まれること
が好ましい。また、手ぶれ補正レンズ群が、正負の接合
レンズのみで構成されていると、手ぶれ補正レンズ群が
非常にコンパクトかつ軽量であるので、補正駆動系の負
担を非常に軽く出来るので、好ましい。

【００２８】手ぶれ補正のためにレンズ群を光軸と垂直
に移動させると、通常状態では光線の通らない所を、手
ぶれ補正状態では通ることになる。これが有害光線とな
って、結像性能を低下させてしまうおそれがある。その
ため、手ぶれ補正レンズ群の物体側、又は手ぶれ補正レ
ンズ群中、あるいは手ぶれ補正レンズ群の像側に、固定
絞りを設けることによって、手ぶれ補正時の有害光線を
遮断させると、手ぶれ補正状態においても、良好な結像
性能を得ることができる。

【００２９】本発明の各実施形態は、開口絞りの像側に
手ぶれ補正レンズ群が位置している。このような構成に
すると、補正駆動系の部材を絞り機構の像側即ちレンズ
マウント側に配置することができるので、比較的自由に
補正駆動系を配置させることができるので、好ましい。
また、絞り機構と補正駆動系を一体化すると、部品点数
の削減に非常に有効である。

【００３０】

【実施例】以下の表１〜４は、本発明に係わるズームレ
ンズの実施例１〜３を示す。具体的には、表１が実施例
１を示し、表２が実施例２を示し、表３，４が実施例３
を示す。これら、実施例１〜３は、上記第１乃至第３実
施形態に対応する。尚、各実施例において、ri(i=1,2,
3,...)は物体側から数えてi番目の面の曲率半径、di(i=
1,2,3...)は物体側から数えてｉ番目の軸上面間隔を示
し、Ni(i=1,2,3...)，νi(i=1,2,3...)は物体側から数
えてｉ番目のレンズのｄ線に対する屈折率，アッベ数を
示す。また、ｆは全系の焦点距離、FNOはＦナンバーを
示す。また、軸上面間隔d10,d15については左から順
に、無限遠合焦状態での値、最近接距離合焦状態での値
を示す。尚、実施例１の最近接物体距離は1774.67mm、
実施例２の最近接物体距離は1774.95mm、実施例３の最
近接物体距離は1775.48mmである。

【００３１】尚、各実施例中、曲率半径に＊印を付した
面は非球面で構成された面であることを示し、非球面の
面形状を表す以下の数１の式で定義するものとする。

【００３２】

【数１】

【００３３】ここで、Ｘ：光軸と垂直な方向の高さＹ：光軸方向の基準面からの変位量Ｃ：近軸曲率 ε：２次曲面パラメータＡi：ｉ次の非球面係数である。

【００３４】

【表１】

【００３５】

【表２】

【００３６】

【表３】

【００３７】

【表４】

【００３８】図４〜図６は、それぞれ前記実施例１〜３
に対応する縦収差図である。各図中、上段が無限遠合焦
状態での収差、下段が最近接合焦状態での収差を示して
いる。尚、球面収差図において、実線（ｄ）はｄ線に対
する球面収差を示し、破線（ＳＣ）は正弦条件を示して
いる。また、非点収差図において、破線(DM)と実線(DS)
はメリディオナル面とサジタル面での非点収差をそれぞ
れ表している。

【００３９】図７〜図９は夫々前記実施例１〜３に対応
する無限遠合焦状態での横収差図、図１０〜図１２は夫
々前記実施例１〜３に対応する最近接距離合焦状態での
横収差図である。各図において、上３段は手ぶれ補正角
０．７度で手ぶれ補正した状態での横収差を示し、下２
段は手ぶれ補正しない状態での横収差を示している。

【００４０】また、表５は、実施例１〜実施例３におけ
る前記条件式(１)〜(４)に対応する値を示す。

【００４１】

【表５】

【００４２】

【発明の効果】本発明によれば、手ぶれ補正レンズ群の
補正感度が大きくなる。このため、十分に大きな手ぶれ
角まで十分に手ぶれ補正を行うことができるとともに、
手ぶれ補正の前も後も良好な光学性能を得ることがで
き、また、大口径比望遠系にも好適な光学系となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１のレンズ構成図。

【図２】本発明の実施例２のレンズ構成図。

【図３】本発明の実施例３のレンズ構成図。

【図４】本発明の実施例１の収差図。

【図５】本発明の実施例２の収差図。

【図６】本発明の実施例３の収差図。

【図７】本発明の実施例１の無限遠合焦状態での収差
図。

【図８】本発明の実施例２の無限遠合焦状態での収差
図。

【図９】本発明の実施例３の無限遠合焦状態での収差
図。

【図１０】本発明の実施例１の最近接距離合焦状態での
収差図。

【図１１】本発明の実施例２の最近接距離合焦状態での
収差図。

【図１２】本発明の実施例３の最近接距離合焦状態での
収差図。

【符号の説明】

Ｇｒ１・・・第１レンズ群Ｇｒ２・・・第２レンズ群Ｇｒ３・・・第３レンズ群（手ぶれ補正レンズ群）Ｇｒ４・・・第４レンズ群

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】物体側より順に正の屈折力を有する第１
レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の
屈折力を有する第３レンズ群とを有し、無限遠物体から有限距離物体への合焦は前記第２レンズ
群を像側に移動させることで行い、前記第３レンズ群に含まれる手ぶれ補正レンズ群を光軸
に対し垂直に移動させることによって手ぶれ補正を行う
とともに、以下の条件式を満足することを特徴とする光学系， 1.1 < |βb(1-βa)| < 4.5 ただし、 βa：手ぶれ補正レンズ群の倍率 βb：手ぶれ補正レンズ群より像側のレンズ群の倍率である。