JP2008040485A - レンズユニットおよび撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第kレンズ群の像側に隣接して配置される第(k+1)レンズ群と、第kレンズ群の像側の位置と第(k+1)レンズ群の最も像側に配置されたレンズの物体側レンズ面との間に配置される絞りと、第(k+1)レンズ群の像側に隣接して配置されるシャッタを有し、該シャッタの開口形状は、非円形とし、シャッタの開口形状とシャッタ位置における光束の高さとの関係を適切な範囲に設定する。
【選択図】図3
Description
これらに対し屈曲光学系、もしくは沈胴光学系などが提案されているが、撮影に至る時間短縮などの点では屈曲光学系が有利である。
屈曲光学系をより小型化するために、絞りとシャッタの関係を定義したものとして絞りとシャッタを別体にしたもの(例えば、特許文献1参照。)、変倍時にシャッタを移動させない方法も提案されている(例えば、特許文献2参照。)。
複数のレンズ群と、絞りと、シャッタと、を有する撮像素子に結像する変倍可能なレンズユニットにおいて、
前記絞りは、前記複数のレンズ群の物体側より順に数えて第k番目の第kレンズ群の像側の位置と、第(k+1)番目の第(k+1)レンズ群の最も像側に配置されたレンズの物体側レンズ面との間に配置され、
変倍時、前記第kレンズ群と前記第(k+1)レンズ群の間隔が変化し、
前記シャッタは、前記第(k+1)レンズ群のすぐ像側に配置され、
該シャッタの開口形状は非円形で、最も開口幅の小さい方向の開口長を2HSとしたとき、
以下の条件式(1)と(2)を満たすことを特徴とするレンズユニット。
0.1<(H2H+H2L)/H1<3.0・・・・(2)
但し、H1は、シャッタの配置位置における絞り開放時の軸上に結像する光束の最も外側の光線の光軸からの高さであり、H2Hは、シャッタ配置位置における絞り開放時の最大像高位置に結像する光束の最も外側の光線の光軸からの高さであり、H2Lは、シャッタの配置位置における絞り解放時の最大像高位置に結像する光束の最も内側の光線の光軸からの高さである。
前記第kレンズ群は負のパワーを有し、前記第(k+1)レンズ群は正のパワーを有することを特徴とする1に記載のレンズユニット。
前記シャッタは前記第(k+1)レンズ群との距離が変化しないことを特徴とする1又は2に記載のレンズユニット。
以下の条件式(3)を満たすことを特徴とする1乃至3の何れか1項に記載のレンズユニット。
但し、Hmaxは、シャッタの配置位置において、絞り開放時の全変倍領域で光軸から最も離れた軸外光光束の軸上高さである。
前記複数のレンズ群の最も物体側のレンズ群は、光路を折り曲げる反射光学部材を有することを特徴とする1乃至4の何れか1項に記載のレンズユニット。
前記複数のレンズ群は、
少なくとも、物体側より順に負のパワーを有する第1レンズ群と、
正のパワーを有する第2レンズ群と、を有し、
前記第1レンズ群が前記第kレンズ群であり、変倍時、前記シャッタは前記第2レンズ群と一体的に移動することを特徴とする1乃至5の何れか1項に記載のレンズユニット。
前記複数のレンズ群は、
少なくとも、物体側より順に正のパワーを有する第1レンズ群と、
負のパワーを有する第2レンズ群と、
正のパワーを有する第3レンズ群と、を有し、
前記第2レンズ群が前記第kレンズ群であることを特徴とする1乃至5の何れか1項に記載のレンズユニット。
前記第kレンズ群の最も像側のレンズの像側レンズ面と前記第(k+1)群の最も物体側のレンズの物体側レンズ面との軸上間隔Dkmが、以下の条件式(4)を満たすことを特徴とする1乃至7の何れか1項に記載のレンズユニット。
但し、Dsは撮像素子における撮像領域の対角長である。
1乃至8の何れか1項に記載のレンズユニットと撮像素子とを備えることを特徴とする撮像装置。
0.1<(H2H+H2L)/H1<3.0・・・・(2)
従来の構成では、負のパワーを有するレンズ群と正のパワーを有するレンズ群の間にシャッタを配置する場合、配置するための光軸上での間隔を確保する必要性から、両レンズ群間の距離を離し、そのため負のパワーを有するレンズ群の発散作用により、正のパワーを有するレンズ群の有効径が増大し、小型にできないという問題があった。また、光学全長に制約がある中で、第k群と第(k+1)群の間の軸上間隔を確保しようとすると、可動群の移動領域の確保が困難となる。したがって、所望の変倍比を達成するためには、可動群のパワーを強くする必要が生じ、収差補正上好ましくない。対策として正のパワーを有するレンズ群内にシャッタを配置することも考えられるが、レンズ群内に間隔を確保することが光学設計上の制約となる。また、偏心精度を確保することが困難となる。
条件式(2’)を満たすことにより、シャッタ装置の小型化と像面上での均一な照度との両立をより高い次元で達成することができる。
また、シャッタSHの最も開口幅の小さい方向の長さHSは、下記の条件式(3)を満たすことが好ましい。
但し、Hmaxは、シャッタの配置位置において、絞り開放時の全変倍領域で光軸から最も離れた軸外光光束の軸上高さである。
但し、Dsは撮像素子における撮像領域の対角長である。
X(H)=(C0・H2)/{1+√(1−ε・C02・H2)}+Σ(Aj・Hj)…(AS)
ただし、式(AS)中、
X(H):高さHの位置での光軸AX方向の変位量(面頂点基準)、
H:光軸AXに対して垂直な方向の高さ、
C0:近軸曲率(=1/ri)、
ε:2次曲面パラメータ、
Aj:j次の非球面係数、
である。
12 レンズユニット
28、SR 撮像素子
TL ズームレンズ系(可変焦点距離レンズ)
GR1 第1レンズ群
GR2 第2レンズ群
GR3 第3レンズ群
GR4 第4レンズ群
GR5 第5レンズ群
PR プリズム
RL 反射面
SH シャッタ
ST 絞り
PT 平行平面板
SS 受光面
IM 像面
AX 光軸
Claims (9)
- 複数のレンズ群と、絞りと、シャッタと、を有する撮像素子に結像する変倍可能なレンズユニットにおいて、
前記絞りは、前記複数のレンズ群の物体側より順に数えて第k番目の第kレンズ群の像側の位置と、第(k+1)番目の第(k+1)レンズ群の最も像側に配置されたレンズの物体側レンズ面との間に配置され、
変倍時、前記第kレンズ群と前記第(k+1)レンズ群の間隔が変化し、
前記シャッタは、前記第(k+1)レンズ群のすぐ像側に配置され、
該シャッタの開口形状は非円形で、最も開口幅の小さい方向の開口長を2HSとしたとき、
以下の条件式(1)と(2)を満たすことを特徴とするレンズユニット。
H1<HS・・・・(1)
0.1<(H2H+H2L)/H1<3.0・・・・(2)
但し、H1は、シャッタの配置位置における絞り開放時の軸上に結像する光束の最も外側の光線の光軸からの高さであり、H2Hは、シャッタ配置位置における絞り開放時の最大像高位置に結像する光束の最も外側の光線の光軸からの高さであり、H2Lは、シャッタの配置位置における絞り解放時の最大像高位置に結像する光束の最も内側の光線の光軸からの高さである。 - 前記第kレンズ群は負のパワーを有し、前記第(k+1)レンズ群は正のパワーを有することを特徴とする請求項1に記載のレンズユニット。
- 前記シャッタは前記第(k+1)レンズ群との距離が変化しないことを特徴とする請求項1又は2に記載のレンズユニット。
- 以下の条件式(3)を満たすことを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載のレンズユニット。
H1<HS<Hmax・・・・(3)
但し、Hmaxは、シャッタの配置位置において、絞り開放時の全変倍領域で光軸から最も離れた軸外光光束の軸上高さである。 - 前記複数のレンズ群の最も物体側のレンズ群は、光路を折り曲げる反射光学部材を有することを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載のレンズユニット。
- 前記複数のレンズ群は、
少なくとも、物体側より順に負のパワーを有する第1レンズ群と、
正のパワーを有する第2レンズ群と、を有し、
前記第1レンズ群が前記第kレンズ群であり、変倍時、前記シャッタは前記第2レンズ群と一体的に移動することを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項に記載のレンズユニット。 - 前記複数のレンズ群は、
少なくとも、物体側より順に正のパワーを有する第1レンズ群と、
負のパワーを有する第2レンズ群と、
正のパワーを有する第3レンズ群と、を有し、
前記第2レンズ群が前記第kレンズ群であることを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項に記載のレンズユニット。 - 前記第kレンズ群の最も像側のレンズの像側レンズ面と前記第(k+1)群の最も物体側のレンズの物体側レンズ面との軸上間隔Dkmが、以下の条件式(4)を満たすことを特徴とする請求項1乃至7の何れか1項に記載のレンズユニット。
0.01<Dkm/Ds<0.50・・・・(4)
但し、Dsは撮像素子における撮像領域の対角長である。 - 請求項1乃至8の何れか1項に記載のレンズユニットと撮像素子とを備えることを特徴とする撮像装置。
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