JPH06130280A - 振動補償ズームレンズ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 コンパクトカメラに好適な、コンパクトな振
動補償ズームレンズを提供することを目的とす。 【構成】 光軸に沿って相対的な位置を変化させること
により焦点距離を変化させるレンズ群１,２,３から構成
され、望遠側へのズーミング時に像側の第３レンズ群３
が物体側へ繰り出すズームレンズにおいて、最も像側の
第３レンズ群３より像側に、外部からの駆動により光路
を偏向する可変頂角プリズム４を設け、ズーミングによ
る第３レンズ群３の移動に応じ、可変頂角プリズム４を
光軸に沿って移動させることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、撮影時の振動による
像のブレを補償する振動補償ズームレンズに関し、特
に、コンパクトカメラに好適なズームレンズに関する。

【０００２】

【従来の技術】ズームレンズを有するレンズシャッター
カメラは、コンパクト性、ズーム倍率を向上させるた
め、望遠側の焦点距離が長くなり、Ｆ値が大きくなる傾
向にあり、僅かな振動によってもブレのある写真が撮ら
れる可能性が高い。そこで、ブレによる像の移動を抑え
られる振動補償ズームレンズが求められている。

【０００３】従来の振動補償レンズは、例えば特開昭５
０−８０８４６号公報に開示されるように、光束がほぼ
アフォーカルとなる部分に可変頂角プリズムを設けて構
成される。レンズ系中の光が収束する部分に偏向部材を
配置すると、非点隔差、像面湾曲が発生し易いため、こ
れを避けるためにアフォーカルな部分に設けている。

【０００４】また、偏向部材の前後のレンズ群が互いに
収差を補正し合うよう設計されている場合には、光路が
偏向されると補正し合っている収差の差分量の収差が発
生する。このため、偏向部材の前後のレンズ群は、それ
ぞれのレンズ群内で良好に収差補正されていることが望
ましい。

【０００５】上記公報に記載される振動補償レンズは、
レンズの最も物体側に可変頂角プリズムを設けているた
め、プリズムの頂角の変化による収差変化がほとんどな
く、良好にブレを補正することができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、プリズ
ムを最も物体側に設ける場合には、プリズムの径を大き
くする必要があるため、レンズ系、駆動機構が大型とな
りカメラ本体をコンパクトにすることができないという
問題がある。

【０００７】

【発明の目的】この発明は、上述した従来技術の課題に
鑑みてなされたものであり、コンパクトカメラに好適
な、コンパクトな振動補償ズームレンズを提供すること
を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明にかかる振動補
償ズームレンズは、上記の目的を達成させるため、光軸
に沿って相対的な位置を変化させることにより焦点距離
を変化させる２以上のレンズ群から構成され、望遠側へ
のズーミング時に最も像側のレンズ群が物体側へ繰り出
すズームレンズにおいて、像側レンズ群より像側に、外
部からの駆動により光路を偏向する偏向部材を設け、ズ
ーミングによる像側レンズ群の移動に応じ、偏向部材を
光軸に沿って移動させることを特徴とする。

【０００９】

【実施例】以下、この振動補償ズームレンズの実施例を
説明する。

【００１０】実施例の振動補償ズームレンズは、レンズ
系の最も像側に可変頂角プリズムから成る偏向部材を配
置して構成される。レンズの最も像側は残存収差がほと
んどなく、光路の偏向により発生する新たな収差が小さ
いため、収差補正の観点からは、偏向部材を配置するの
には最も物体側の位置に次いで適した位置である。

【００１１】また、可変頂角プリズムをレンズ系の最も
像側に配置する場合には、プリズムをカメラ本体内に配
置できるため、カメラ全体の大きさを大きくすることな
く振動によるブレを補償することができる。

【００１２】一般に、コンパクトカメラのズームレンズ
は、広角側ではバックフォーカスが短く、像側のレンズ
が像面と極めて接近するため、プリズムを最も像側に設
ける場合には広角側ではプリズムがより像面に近接す
る。プリズムの偏向作用による像の移動量は、プリズム
の偏角作用面から像面までのみかけ上の距離に比例する
ため、このようにプリズムと像面とが近接する場合に
は、像移動のためのプリズムの頂角が相対的に大きくな
り、補正により他の収差や周辺部でのピントズレが発生
する。

【００１３】また、レンズ系の傾きによる像の移動量
は、レンズ系の倒れ角と焦点距離とに比例するため、焦
点距離が短く開放Ｆ値が明るい広角側では、ブレ補正の
必要性は少なく、逆に焦点距離の長い望遠側ではブレ補
正の必要性が大きい。

【００１４】したがって、焦点距離が長くなるにしたが
ってバックフォーカスが長くなる形式のズームレンズの
最も像側に可変頂角プリズムを設け、ズーミングに伴っ
てプリズムを繰り出す場合には、焦点距離の短い広角側
ではプリズムの偏角作用を用いずに、焦点距離がブレ補
正の必要な値を越えたときにレンズ系の傾きによる像の
移動を補正するようにプリズムを駆動する構成とするこ
とが望ましい。

【００１５】像のブレを補正するためのプリズムの頂角
は、焦点距離の情報に基づいて定められた比例係数と、
カメラの姿勢検出機構または運動検出機構から得られる
レンズ系の傾き情報とに基づいて計算され、プリズム駆
動機構に対してプリズムを駆動する信号として出力され
る。

【００１６】なお、広角側でのプリズムの偏向作用が不
要な場合には、駆動不要な焦点距離における比例係数を
０としておけば、演算手段、駆動機構を常に作動させて
おいても結果的には広角側ではプリズムは駆動されな
い。

【００１７】可変頂角プリズムをズーミングに伴って移
動させる場合、これを最も像側のレンズ群と一体に移動
させる構成とすれば、移動機構を簡素化する上で有利で
ある。

【００１８】また、プリズム頂角と像の移動量の関係
は、前述したように偏向作用を持つ面から像面までの見
かけの距離に比例する。そこで、焦点距離と偏向作用面
から像面までの見かけ上の距離とが比例するよう、ズー
ミングに伴って可変頂角プリズムを光軸に沿って移動さ
せる構成とすれば、上述の比例係数は一定となり、焦点
距離の変化によらず常に撮影系の倒れ角に比例した頂角
で像の移動を補正できる。

【００１９】なお、可変頂角プリズムとしては、頂角角
度可変の液状物質を内包するプリズムを利用することが
できる。また、その他の偏向部材としては、対向したプ
リズムを光軸まわりに回転させるもの、平凸レンズ、平
凹レンズを対向させていずれか一方を傾けるもの等が考
えられるが、制御の容易さと全体の小型化のためには、
液体を内包するプリズムを用いた方が有利である。

【００２０】

【実施例１】図１は、実施例にかかる振動補償レンズ系
の偏心していないときの焦点距離３９mmにおけるレンズ
構成図である。このレンズ系は、第１レンズ群１、第２
レンズ群２、第３レンズ群３から構成される３群構成の
ズームレンズであり、望遠側への変倍時に、全体を像面
から離れる方向に移動させつつ、第２レンズ群を相対的
に像側に移動させる。また、最も像側に設けられた可変
頂角プリズム４は、全体の移動に伴って光軸方向に移動
する。プリズム４と第３レンズ群３との間隔は固定され
ている。

【００２１】実施例の具体的な数値構成は表１及び表２
に示される。表中、面番号は図中左側となる物体側から
の番号、ｒは曲率半径、ｄはレンズ厚若しくは空気間
隔、ｎはd-line(588nm)での屈折率、νはアッベ数、FN
O.はFナンバー、ｆは焦点距離、ωは半画角である。

【００２２】図２は、実施例の振動補償レンズの偏心し
ていないときの焦点距離３９mmにおける球面収差SA、正
弦条件SC、ｄ線、ｇ線、Ｃ線における球面収差によって
示される色収差、倍率色収差、非点収差(S:サジタル、
M:メリディオナル)、歪曲収差を示している。

【００２３】

【表１】

【００２４】

【表２】

【００２５】図３及び図４は、実施例１の偏心していな
いときの焦点距離７０mmにおけるレンズ図とその諸収差
図、図５及び図６は、同じく焦点距離１０２mmにおける
レンズ図とその諸収差図である。

【００２６】実施例１では、可変頂角プリズム４は、広
角側の所定の焦点距離以下の範囲ではレンズ系が傾いた
場合にも駆動されず、所定の焦点距離以上となったとき
に焦点距離と傾き角度とを基に決定される頂角となるよ
う駆動される。

【００２７】望遠端でレンズ系が０．５°傾いた場合、
プリズム４の頂角を２．１６°とすることで傾きによる
像の移動を補正できる。図７は、補正後の状態を示すレ
ンズ図である。

【００２８】図８は、図７の状態、すなわち、レンズ系
の倒れをプリズム４の頂角変化により補正した後の像面
上でのスポットダイアグラムである。(ａ),(ｂ),(ｃ)
は、それぞれレンズ系が倒れていなければ像高２１．６
mm、０mm(入射角度０°)、−２１．６mmに結像する光束
の倒れ後の状態を示す。

【００２９】図９は、参考のため、広角端でレンズ系の
０．５°傾きによる像の移動をプリズムの頂角を５．１
１°とすることにより補正した場合の図８と同様の補正
後のスポットダイアグラムである。

【００３０】図９から理解できるように、広角側では、
可変頂角プリズムの頂角を変角させても像移動効果が小
さい上、変角により像面湾曲が発生するため、画面の周
辺部では偏角による像位置補正のプラスの効果よりも、
像面の倒れによるピントズレのマイナスの効果の方が大
きくなる。したがって、広角側では倒れ補正は必ずしも
必要ではないと言える。ただし、ブレによる点像の流れ
より周辺部の像面倒れによるボケの方が好まれる場合に
は、広角側でも倒れ補正をしてもよい。

【００３１】

【実施例２】図１０は、実施例１と同一のレンズ系を用
いつつ、可変頂角プリズム４を望遠側の所定の範囲でプ
リズムから像面までの見かけの距離と焦点距離とが比例
関係になるように移動させる実施例２を示す。図１０
(ａ),(ｂ),(ｃ)は、それぞれ焦点距離３９,７０,１０２
mmにおけるレンズ群の配置を示す。

【００３２】実施例２では、第３レンズ群と可変頂角プ
リズム４との間隔を焦点距離３９mmから７０mmまでの広
角側では１．００mmで固定し、焦点距離７０mmから１０
２mmの間の望遠側で第３レンズ群との間隔を漸次一次関
数的に変化させ、焦点距離１０２mmで８．５０mmとなる
よう移動させる。望遠端でのバックフォーカスは３９．
２０mmとなる。

【００３３】これにより、レンズ全系の倒れ角１に対し
可変頂角プリズム４の変角５．１４の定数で焦点距離７
０mmから１０２mmまでの範囲でブレを補正できる。

【００３４】図１１は、実施例１、実施例２の振動補償
レンズを作動させるためのシステムを示す図である。レ
ンズ系の傾きを検出する傾き検出器１０、焦点距離を検
出する焦点距離検出器１１からのデータは、演算回路２
０に入力され、プリズムの頂角が求められる。このと
き、比例係数データ記憶手段１２、変角作動点データ記
憶手段１３から比例係数、変角作動点が読み込まれて演
算に利用される。

【００３５】比例係数データは、レンズ系の傾きとそれ
による像の移動量を補正するためのプリズムの頂角との
関係を規定するデータであり、実施例１の構成では焦点
距離毎に異なる値となり、実施例２の構成では一定値と
なる。

【００３６】また、変角作動点データは、傾き補正によ
る像補正効果が得られ難い広角側のプリズムを作動させ
ない範囲を規定するデータであり、いずれの実施例にお
いても焦点距離７０mmが設定されている。

【００３７】なお、実施例１の場合には、３９mmから７
０mmの範囲で比例定数データを０に設定しておけば、変
角作動点データ記憶手段１３を設けなくとも足りる。

【００３８】演算手段２０によりプリズムの頂角が算出
されると、プリズム４は駆動手段２１により駆動され、
算出された頂角となるよう制御される。これにより、レ
ンズ系全体の傾きによる像の移動を、制御範囲内のいず
れの焦点距離においても適正に補償することができる。

【００３９】図１２及び図１３は、偏向部材の変形例を
示す。図１２の例では、２枚の同じ大きさの変角作用を
持つくさび型プリズム５,６が、それぞれ光軸回りに回
転自在に設けられている。レンズ系の傾きがない場合に
は、図１２(ａ)に示されるように、プリズム５,６は変
角作用を打ち消し合うように配置されている。レンズ系
が傾いた場合には、図１２(ｂ)に示されるように、少な
くとも一方のプリズムが光軸回りに所定角度回転され、
光路を偏向して傾きによる像の移動を補正する。

【００４０】図１３の例では、平凸レンズ７と凹平レン
ズ８とが曲面を対向させて配置されている。各レンズの
曲面の曲率半径は、絶対値が等しく逆符号である。レン
ズの傾きがない場合には、図１３(ａ)に示されるよう
に、互いの光軸がレンズ系の光軸に一致しており、パワ
ーを持たない状態となっている。レンズ系が傾いた場合
には、図１３(ｂ)に示すように凹平レンズ８を球面に沿
って傾けることによりプリズム効果を発生させる。

【００４１】パワーを相殺する正、負のレンズを設けて
偏向部材を構成する場合、図１３の例のように物体側に
平凸レンズを配置すると共に、像側に凹平レンズを配置
すると２つの球面間の空気間隔による収差の発生が少な
いので好ましい。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば偏
向部材を像側に配置することにより偏向部材及び駆動機
構を小型化することができ、コンパクトなズームレンズ
シッャターカメラに好適なコンパクトな振動補償レンズ
系を構成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例１にかかる振動補償ズームレンズの焦
点距離３９mmにおける傾きがない場合のレンズ構成図で
ある。

【図２】 図１に示した状態での諸収差図である。

【図３】 実施例１にかかる振動補償ズームレンズの焦
点距離７０mmにおける傾きがない場合のレンズ構成図で
ある。

【図４】 図３に示した状態での諸収差図である。

【図５】 実施例１にかかる振動補償ズームレンズの焦
点距離１０mmにおける傾きがない場合のレンズ構成図で
ある。

【図６】 図５に示した状態での諸収差図である。

【図７】 実施例１の振動補償レンズの焦点距離１０２
mmの状態でレンズ系の傾きをプリズムの変角により補正
した状態を示すレンズ図である。

【図８】 実施例１の振動補償ズームレンズの倒れを偏
心で補正したときの焦点距離１０２mmにおけるスポット
ダイアグラムである。

【図９】 実施例１の振動補償ズームレンズの倒れを偏
心で補正したときの焦点距離３９mmにおけるスポットダ
イアグラムである。

【図１０】 実施例２の振動補償ズームレンズのレンズ
図であり、(ａ),(ｂ),(ｃ)はそれぞれ焦点距離３９,７
０,１０２mmにおける状態を示す。

【図１１】 実施例１、２の振動補償ズームレンズのシ
ステムを示すブロック図である。

【図１２】 偏向部材の変形例として回転プリズムを２
枚設けた例を示すレンズ図である。

【図１３】 偏向部材の変形例として平凸レンズと凹平
レンズとを対向させて設けた例を示すレンズ図である。

【符号の説明】

１，２，３…第１、第２、第３レンズ群 ４…可変頂角プリズム

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光軸に沿って相対的な位置を変化させるこ
   とにより焦点距離を変化させる２以上のレンズ群から構
   成され、望遠側へのズーミング時に最も像側のレンズ群
   が物体側へ繰り出すズームレンズにおいて、 前記像側レンズ群より像側に、外部からの駆動により光
   路を偏向する偏向部材を設け、ズーミングによる前記像
   側レンズ群の移動に応じ、前記偏向部材を光軸に沿って
   移動させることを特徴とする振動補償ズームレンズ。
2. 【請求項２】前記偏向部材は、ズーミングの際に前記像
   側レンズ群と一体に光軸に沿って移動することを特徴と
   する請求項１に記載の振動補償ズームレンズ。
3. 【請求項３】前記偏向部材は、ズーミングの際に、少な
   くとも長焦点距離側では前記偏向部材の偏向作用を持つ
   面から像側までの見かけの距離が焦点距離と概ね比例関
   係を保つよう光軸に沿って移動することを特徴とする請
   求項１に記載の振動補償ズームレンズ。
4. 【請求項４】前記偏向部材は、長焦点距離側では撮影時
   のレンズ系の傾きによる像のブレを補正するよう駆動さ
   れ、短焦点距離側では駆動されないことを特徴とする請
   求項１に記載の振動補償ズームレンズ。
5. 【請求項５】前記偏向部材は、頂角を変化させることが
   可能な液体を内包するプリズムであることを特徴とする
   請求項１に記載の振動補償ズームレンズ。