JP2009008968A - 焦点検出光学系及びそれを用いた撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 焦点検出光学系において、撮影レンズ1の光軸Lを挟んで配置された一対の開口部をもつ明るさ絞りSと一対の再結像レンズL2を有し、一対の再結像レンズL2中の各々の再結像レンズL2は、凸面の入射側面L2aと凸面の射出側面L2bをもつ両凸レンズで構成され、撮影レンズ1の光軸Lと明るさ絞りSの開口部の重心SGを通る面上において、入射側面L2a、射出側面L2bの各々の凸面にて、撮影レンズ1の光軸Lと平行な方向に最も突出した位置を面頂点P3,P4とするとき、両凸レンズの入射側面L2a、射出側面L2bの各々の面頂点P3,P4が撮影レンズ1の光軸Lに対して同じ方向に離れて位置するとともに、入射側面L2aの面頂点P3の撮影レンズ1の光軸Lからの距離が、射出側面L2bの面頂点P4の撮影レンズ1の光軸Lからの距離よりも大きいことを特徴とする。
【選択図】図1
Description
ただし、h3は撮影レンズの光軸に対する再結像レンズの入射側面の面頂点の偏心量、
h4は撮影レンズの光軸に対する再結像レンズの射出側面の面頂点の偏心量
であり、再結像レンズの入射側面、射出側面の偏心量h3、h4の符号は再結像レンズに対応する明るさ絞りの開口部重心の偏心方向と同じ方向を正とする。
ただし、h3は撮影レンズの光軸に対する再結像レンズの入射側面の面頂点の偏心量、
h4は撮影レンズの光軸に対する再結像レンズの射出側面の面頂点の偏心量
であり、再結像レンズの入射側面、射出側面の偏心量h3、h4の符号は再結像レンズに対応する明るさ絞りの開口部重心の偏心方向と同じ方向を正とする。
以下の条件式を満足することを特徴とする。
ただし、hsは撮影レンズの光軸に対する明るさ絞りの開口部の重心の偏心量、
h4は撮影レンズの光軸に対する再結像レンズの射出側面の面頂点の偏心量
であり、再結像レンズの射出側面の偏心量h4の符号は再結像レンズに対応する明るさ絞りの開口部重心の偏心方向と同じ方向を正とする。
以下の条件式を満足することを特徴とする。
0.75<h4/hs<1.10 ・・・(3−1)
ただし、hsは撮影レンズの光軸に対する明るさ絞りの開口部の重心の偏心量、
h3は撮影レンズの光軸に対する再結像レンズの入射側面の面頂点の偏心量、
h4は撮影レンズの光軸に対する再結像レンズの射出側面の面頂点の偏心量
であり、再結像レンズの入射側面、射出側面の偏心量h3、h4の符号は再結像レンズに対応する明るさ絞りの開口部重心の偏心方向と同じ方向を正とする。
ただし、mgはdラインにおける焦点検出光学系の結像倍率
である。
ただし、R1はコンデンサーレンズの入射側面の近軸曲率半径、
R2はコンデンサーレンズの射出側面の近軸曲率半径
である。
ただし、R3は再結像レンズの入射側面の面頂点における曲率半径、
R4は再結像レンズの射出側面の面頂点における曲率半径
である。
ただし、h3は撮影レンズ1の光軸Lに対する再結像レンズL2の入射側面L2aの面頂点P3の偏心量、
h4は撮影レンズ1の光軸Lに対する再結像レンズL2の射出側面L2bの面頂点P4の偏心量
であり、再結像レンズL2の入射側面L2a、射出側面L2bの偏心量h3、h4の符号は再結像レンズL2に対応する明るさ絞りSの開口部重心SGの偏心方向と同じ方向を正とする。
ただし、h3は撮影レンズ1の光軸Lに対する再結像レンズL2の入射側面L2aの面頂点P3の偏心量、
h4は撮影レンズ1の光軸Lに対する再結像レンズL2の射出側面L2bの面頂点P4の偏心量
であり、再結像レンズL2の入射側面L2a、射出側面L2bの偏心量h3、h4の符号は再結像レンズL2に対応する明るさ絞りSの開口部重心SGの偏心方向と同じ方向を正とする。
ただし、hsは撮影レンズ1の光軸Lに対する明るさ絞りSの開口部の重心SGの偏心量、
h4は撮影レンズ1の光軸Lに対する再結像レンズL2の射出側面L2bの面頂点P4の偏心量
であり、再結像レンズL2の射出側面L2bの偏心量h4の符号は再結像レンズL2に対応する明るさ絞りSの開口部重心SGの偏心方向と同じ方向を正とする。
0.75<h4/hs<1.10 ・・・(3−1)
ただし、hsは撮影レンズ1の光軸Lに対する明るさ絞りSの開口部の重心SGの偏心量、
h3は撮影レンズ1の光軸Lに対する再結像レンズL2の入射側面L2aの面頂点P3の偏心量、
h4は撮影レンズ1の光軸Lに対する再結像レンズL2の射出側面L2bの面頂点P4の偏心量
であり、再結像レンズL2の入射側面L2a、射出側面L2bの偏心量h3、h4の符号は再結像レンズL2に対応する明るさ絞りSの開口部重心SGの偏心方向と同じ方向を正とする。
ただし、mgはdラインにおける焦点検出光学系の結像倍率
である。
ただし、R1はコンデンサーレンズL1の入射側面の近軸曲率半径、
R2はコンデンサーレンズL1の射出側面の近軸曲率半径
である。
ただし、R3は再結像レンズL2の入射側面L2aの面頂点P3における曲率半径、
R4は再結像レンズL2の射出側面L2bの面頂点P4における曲率半径
である。
測距範囲サイズ(a×b) 10.4 × 5.2
カバー率 58% × 39%
絞り開口サイズ(c) 1.72
である。
測距範囲サイズ(a×b) 10.4 × 5.2
カバー率 58% × 39%
絞り開口サイズ(c) 1.72
である。
測距範囲サイズ(a×b) 7.6 × 3.8
カバー率 42% × 28%
絞り開口サイズ(c) 1.64
である。
測距範囲サイズ(a×b) 8.6 × 4.2
カバー率 48% × 31%
絞り開口サイズ(c) 1.20
である。
測距範囲サイズ(a×b) 8.6 × 4.2
カバー率 48% × 31%
絞り開口サイズ(c) 1.20
である。
測距範囲サイズ(a×b) 7.6 × 3.8
カバー率 42% × 28%
絞り開口サイズ(c) 1.20
である。
条件式(1) 0.74 0.74 0.66 0.68 0.66 0.54
条件式(2) 1.29 1.27 1.43 1.40 1.43 1.74
条件式(3) 0.95 0.94 0.94 0.95 0.94 0.94
条件式(4) 0.18 0.18 0.24 0.21 0.21 0.24
条件式(5) -0.94 -0.99 -0.93 -1.28 -1.33 -1.26
条件式(6) -0.63 -0.75 0.44 -0.48 -0.48 -0.25
次に、各実施例の焦点検出光学系を構成している光学部材の数値データを示す。
本実施例の数値データにおいて、r1、r2、…は各光学作用面の近軸曲率半径、d1、d2、…は各光学部材の肉厚または空気間隔、nd1、nd2、…は各光学部材のd線での屈折率、νd1、νd2、…は各光学部材のアッべ数を表している。
これらの記号は後述の実施例の数値データにおいても共通である。
面番号 r d nd νd
1 ∞ 3.00
2 28.086(非球面) 3.52 1.52542 55.78
3 -26.518 0.30
4 ∞ 0.70 1.51633 64.14
5 ∞ 32.97
6 ∞(絞り) 0.16
7 6.592 2.74 1.52542 55.78
8 -4.158 4.16
9 ∞ 0.70 1.52310 54.49
10 ∞ 0.62
像面 ∞
非球面係数
第2面
K= -3.053
偏心量
面番号 偏心量
6 1.246
7 1.602
8 1.180
実施例2
面番号 r d nd νd
1 ∞ 3.00
2 ∞ 0.70 1.51633 64.14
3 ∞ 0.50
4 27.549(非球面) 3.50 1.52542 55.78
5 -27.230 34.23
6 ∞(絞り) 0.16
7 6.553 3.20 1.58313 59.38
8 -4.913 3.99
9 ∞ 0.70 1.52310 54.49
10 ∞ 0.62
像面 ∞
非球面係数
第2面
K= -3.858
偏心量
面番号 偏心量
6 1.251
7 1.584
8 1.171
実施例3
面番号 r d nd νd
1 ∞ 3.00
2 25.361(非球面) 3.54 1.49236 57.86
3 -23.590 22.88
4 ∞ 0.70 1.51633 64.14
5 ∞ 8.63
6 ∞(絞り) 0.16
7 10.596 2.90 1.52542 55.78
8 -4.647 6.05
9 ∞ 0.70 1.52310 54.49
10 ∞ 0.62
像面 ∞
非球面係数
第2面
K= -4.840
偏心量
面番号 偏心量
6 1.191
7 1.699
8 1.119
実施例4
面番号 r d nd νd
1 ∞ 3.00
2 18.079(非球面) 3.51 1.52542 55.78
3 -23.215 0.30
4 ∞ 0.70 1.51633 64.14
5 ∞ 22.20
6 ∞(絞り) 0.16
7 6.498 2.13 1.52542 55.78
8 -3.149 3.42
9 ∞ 0.70 1.52310 54.49
10 ∞ 0.62
像面 ∞
非球面係数
第2面
K= -2.449
偏心量
面番号 偏心量
6 0.868
7 1.212
8 0.825
実施例5
面番号 r d nd νd
1 ∞ 3.00
2 ∞ 0.70 1.51633 64.14
3 ∞ 0.50
4 17.821(非球面) 3.46 1.52542 55.78
5 -23.629 22.81
6 ∞(絞り) 0.14
7 7.206 2.26 1.58313 59.38
8 -3.453 3.35
9 ∞ 0.70 1.52310 54.49
10 ∞ 0.62
像面 ∞
非球面係数
第2面
K= -2.231
偏心量
面番号 偏心量
6 0.857
7 1.227
8 0.807
実施例6
面番号 r d nd νd
1 ∞ 3.00
2 ∞ 0.70 1.51633 64.14
3 ∞ 0.50
4 18.306(非球面) 3.53 1.52542 55.78
5 -23.130 22.99
6 ∞(絞り) 0.16
7 13.440 1.96 1.58313 59.38
8 -3.405 4.28
9 ∞ 0.70 1.52310 54.49
10 ∞ 0.62
像面 ∞
非球面係数
第2面
K= -2.382
偏心量
面番号 偏心量
6 0.862
7 1.499
8 0.808
次に、このような焦点検出光学系を用いた撮像装置の一例として、レンズ交換式の一眼レフレックスカメラの実施例を説明する。
露光時には、反射ミラー4はハーフミラー2と連動して持ち上がり、撮影光学系の光路上から外れることにより、光が撮像素子3の受光面に受光される。
M 視野マスク
L1 コンデンサーレンズ
CG カバーガラス
E 受光素子列
F 赤外カットフィルター
I 予定結像面
L2 再結像レンズ
S 明るさ絞り
1 撮影レンズ
2 ハーフミラー(光路分割手段)
3 撮像素子
4 反射ミラー(反射手段)
5 スクリーン
6 ペンタダハプリズム
7 接眼レンズ
M1、M2 反射ミラー(反射手段)
Claims (10)
- 撮影レンズの予定結像面近傍に配置されたコンデンサーレンズと、前記コンデンサーレンズの射出側に配置され、前記撮影レンズの瞳を2つの領域に分割し、それぞれの瞳を通過した光束にて一対の第2次物体像を形成する瞳分割光学系と、前記一対の瞳分割光学系の前記第2次物体像側に配置された受光素子列を備え、前記受光素子列により受光した前記一対の第2次物体像の相対的位置関係を検出することにより前記撮影レンズの焦点位置を検出する焦点検出光学系において、
前記瞳分割光学系は前記撮影レンズの光軸を挟んで配置された一対の開口部をもつ明るさ絞りと一対の再結像レンズを有し、前記一対の再結像レンズ中の各々の再結像レンズは、凸面の入射側面と凸面の射出側面をもつ両凸レンズで構成され、前記撮影レンズの光軸と明るさ絞りの開口部の重心を通る面上において、前記入射側面、前記射出側面の各々の凸面にて、前記撮影レンズの光軸と平行な方向に最も突出した位置を面頂点とするとき、前記両凸レンズの前記入射側面、前記射出側面の各々の面頂点が前記撮影レンズの光軸に対して同じ方向に離れて位置するとともに、前記入射側面の面頂点の前記撮影レンズの光軸からの距離が、前記射出側面の面頂点の前記撮影レンズの光軸からの距離よりも大きいことを特徴とする焦点検出光学系。 - 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1記載の焦点検出光学系。
0.40<h4/h3<0.90 ・・・(1)
ただし、h3は撮影レンズの光軸に対する再結像レンズの入射側面の面頂点の偏心量、
h4は撮影レンズの光軸に対する再結像レンズの射出側面の面頂点の偏心量
であり、再結像レンズの入射側面、射出側面の偏心量h3、h4の符号は再結像レンズに対応する明るさ絞りの開口部重心の偏心方向と同じ方向を正とする。 - 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1記載の焦点検出光学系。
0.60<h4/h3<0.85 ・・・(1−1)
ただし、h3は撮影レンズの光軸に対する再結像レンズの入射側面の面頂点の偏心量、
h4は撮影レンズの光軸に対する再結像レンズの射出側面の面頂点の偏心量
であり、再結像レンズの入射側面、射出側面の偏心量h3、h4の符号は再結像レンズに対応する明るさ絞りの開口部重心の偏心方向と同じ方向を正とする。 - 前記明るさ絞りが前記再結像レンズの入射側面直前に配置され、
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載の焦点検出光学系。
0.75<h4/hs ・・・(3)
ただし、hsは撮影レンズの光軸に対する明るさ絞りの開口部の重心の偏心量、
h4は撮影レンズの光軸に対する再結像レンズの射出側面の面頂点の偏心量
であり、再結像レンズの射出側面の偏心量h4の符号は再結像レンズに対応する明るさ絞りの開口部重心の偏心方向と同じ方向を正とする。 - 前記明るさ絞りが前記再結像レンズの入射側面直前に配置され、
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の焦点検出光学系。
1.10<h3/hs<1.90 ・・・(2)
0.75<h4/hs<1.10 ・・・(3−1)
ただし、hsは撮影レンズの光軸に対する明るさ絞りの開口部の重心の偏心量、
h3は撮影レンズの光軸に対する再結像レンズの入射側面の面頂点の偏心量、
h4は撮影レンズの光軸に対する再結像レンズの射出側面の面頂点の偏心量
であり、再結像レンズの入射側面、射出側面の偏心量h3、h4の符号は再結像レンズに対応する明るさ絞りの開口部重心の偏心方向と同じ方向を正とする。 - 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項2乃至5の何れか一項に記載の焦点検出光学系。
0.10<|mg|<0.30 ・・・(4)
ただし、mgはdラインにおける焦点検出光学系の結像倍率
である。 - 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項2乃至6の何れか一項に記載の焦点検出光学系。
−1.50<R2/R1<−0.75 ・・・(5)
ただし、R1はコンデンサーレンズの入射側面の近軸曲率半径、
R2はコンデンサーレンズの射出側面の近軸曲率半径
である。 - 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項2乃至7の何れか一項に記載の焦点検出光学系。
−0.90<R4/R3<−0.10 ・・・(6)
ただし、R3は再結像レンズの入射側面の面頂点における曲率半径、
R4は再結像レンズの射出側面の面頂点における曲率半径
である。 - 前記撮影レンズによる像を撮影する撮像素子と、請求項1乃至請求項8のいずれかに記載の焦点検出光学系と、前記撮影レンズからの光束を反射し前記予定結像面に前記光束を導く反射部材を有し、前記反射部材は、前記撮像素子にて撮像する際に撮影光路から退避することを特徴とする撮像装置。
- 前記撮影レンズによる像を撮影する撮像素子と、請求項1乃至請求項8のいずれかに記載の焦点検出光学系と、前記撮影レンズからの光束を反射および透過する反射部材を有し、前記反射部材の反射側又は透過側の一方に前記撮像素子を配置し、他方に前記焦点検出系を配置したことを特徴とする撮像装置。
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