JP2011017984A - 撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】結像光学系の物体側にアフォーカル光学系を配置し、物体距離が無限遠から極至近まで変化してもアフォーカル光学系に専用のフォーカス機構を使用せずに撮影を可能な撮像装置を提供する。
【解決手段】カメラは、結像光学系MLと、結像光学系の物体側に配置されて撮影画角を広角に変化させるアフォーカル光学系ATと、結像光学系の焦点調節手段と、を有する。アフォーカル光学系は、正の屈折力を有する対物光学系Lと正の屈折力を有する補正レンズ群Hを有する。結像光学系からの至近距離をM0、物体距離が無限遠からアフォーカル光学系の最も物体側のレンズ面位置まで変化した場合の状態での結像位置の変化量をΔX、補正レンズ群の焦点距離をFh、結像光学系から補正レンズ群Hの最も物体側のレンズ面までの光軸上の距離をDとすると、D+ Fh・(Fh−ΔX)/ΔX ≧ M0>0(ΔX>0、単位は全てmm)を満たす。
【選択図】図1
【解決手段】カメラは、結像光学系MLと、結像光学系の物体側に配置されて撮影画角を広角に変化させるアフォーカル光学系ATと、結像光学系の焦点調節手段と、を有する。アフォーカル光学系は、正の屈折力を有する対物光学系Lと正の屈折力を有する補正レンズ群Hを有する。結像光学系からの至近距離をM0、物体距離が無限遠からアフォーカル光学系の最も物体側のレンズ面位置まで変化した場合の状態での結像位置の変化量をΔX、補正レンズ群の焦点距離をFh、結像光学系から補正レンズ群Hの最も物体側のレンズ面までの光軸上の距離をDとすると、D+ Fh・(Fh−ΔX)/ΔX ≧ M0>0(ΔX>0、単位は全てmm)を満たす。
【選択図】図1
Description
本発明は、撮像装置に関する。
特許文献1〜3は、レンズ外径を大型化せずに超広角な撮影画角を得るために、2回結像を行なう撮影光学系を有する撮像装置を提案している。
しかしながら、従来は、2回結像を行なう撮影光学系を有する撮像装置において、物体距離が無限から超至近まで撮影可能な提案はされていなかった。ここで、2回結像を行なう撮影光学系は、結像光学系の物体側に、平行光線を一回結像を行った後に略平行光線を射出するアフォーカル光学系を着脱可能に取り付けるものも含む。
本発明は、結像光学系の物体側にアフォーカル光学系を配置し、物体距離が無限遠から極至近まで変化してもアフォーカル光学系に専用のフォーカス機構を使用せずに撮影を可能な撮像装置を提供することを例示的な目的とする。
本発明の一側面としての撮像装置は、結像光学系と、当該結像光学系の物体側に配置されて撮影画角を広角に変化させるアフォーカル光学系と、を有する撮影光学系と、前記結像光学系のレンズ群を光軸方向に移動して焦点調節を行なう焦点調節手段と、を有し、前記アフォーカル光学系は、物体側に全体として正の屈折力を有する対物光学系と、前記対物光学系よりも前記結像光学系に近い正の屈折力を有する補正レンズ群と、を有し、前記結像光学系の最も物体側のレンズ面からの前記焦点調節手段で焦点調節が可能な至近距離をM0、物体距離が無限遠から前記アフォーカル光学系の最も物体側のレンズ面位置まで変化した場合の前記アフォーカル光学系の結像位置の変化量をΔX、前記補正レンズ群の焦点距離をFh、前記結像光学系の最も物体側のレンズ面から前記補正レンズ群の最も物体側のレンズ面までの光軸上の距離をDとすると、D+ Fh・(Fh−ΔX)/ΔX ≧ M0>0(但し、ΔX>0、単位は全てmm)を満たすことを特徴とする。
本発明は、2回結像を行なう撮影光学系において物体距離が無限遠から極至近まで変化しても撮影が行なえるフォーカス機構を提案することができる。また、本発明は、撮影光学系の物体側にアフォーカル光学系を配置可能で、物体距離が無限遠から極至近まで変化してもアフォーカル光学系に専用のフォーカス機構を使用せずに撮影が可能な撮像装置を提供することができる。
本実施例は、デジタルコンパクトカメラ(撮像装置又は光学装置)に本来備わっていてそれ自身で撮影光学系として機能する結像光学系の物体側にアフォーカル光学系を配置し、結像光学系とアフォーカル光学系からなる撮影光学系を構成している。これにより、本実施例は、全体として2回結像を行なって被写体像を形成する撮影光学系を実現している。アフォーカル光学系は、撮影画角を広角に変化させ、2回結像を行なう撮影光学系により、レンズ外形を大型にせずに超広角な撮影画角を得ることができる。
更に、撮像装置は、結像光学系のレンズ群を光軸方向に移動して焦点調節を行なう焦点調節手段(フォーカス機能)を本来備えている。そして、アフォーカル光学系は、その焦点調節手段を使用して無限遠方からアフォーカル光学系の最も物体側のレンズ面位置近傍の極至近まで物体距離が変化しても合焦が可能になる。アフォーカル光学系は専用のフォーカス機構(レンズ群の移動機構)を必要としないので撮像装置を小型にすることができる。
なお、アフォーカル光学系は結像光学系に着脱可能なアタッチメント光学系として構成する以外に、結像光学系と一体に構成されてもよい。
図1は、アフォーカル光学系(光学装置)ATが結像光学系MLの物体側に装着されたデジタルカメラ(撮像装置)の光路図であり、図2は図1の部分拡大図である。図1において、IPは結像光学系MLの結像面である。結像光学系MLは、カメラに本来備わっている撮影光学系であり、高変倍光学系である。
本実施例のデジタルカメラ(撮像装置)は、結像光学系MLの物体側にアフォーカル光学系ATを収納したアタッチメント光学装置を交換可能に(例えば、ネジにより)固定している。なお、2回結像時には画像が倒立像となるためカメラ側の電子表示装置に画像を正立させるための電気的な機構を取り入れている。
アフォーカル光学系ATは、物体側から順に、対物光学系L、フィールドレンズ群F及び補正レンズ群Hを有する。対物光学系Lは全体が正の屈折力を有する。フィールドレンズ群Fは、必須ではないが対物光学系Lの結像位置近傍に配置され、正の屈折力を有して軸外光線を偏向して結像光学系MLに導光する。補正レンズ群Hは、軸上光線を略平行光線としてアフォーカル光学系ATから射出し、正の屈折力を有する。補正レンズ群Hは、対物光学系Lよりも結像光学系MLに近い。
ΔXは、物体距離が無限状態と0mm状態(最も物体側のレンズ面位置状態)でのアフォーカル光学系AT内での結像位置の変化量(変化距離)である。M0は、結像光学系MLにおいて、その焦点調節手段で焦点調節が可能な至近距離を結像光学系MLの最も物体側のレンズ面からの光軸上の距離で表したものである。Dは、結像光学系MLの最も物体側のレンズ面から補正レンズ群Hの最も物体側のレンズ面までの光軸上の距離である。Mは距離M0から距離Dを差し引いた距離である。Fhは、補正レンズ群Hの焦点距離である。
図1から次式が成立する。
今、物体距離が無限遠方から極至近状態に変化して対物光学系Lが1回目の結像を行なう場合の結像位置の変化を考える。物体距離が無限である場合、補正レンズ群Hから結像光学系MLに射出される光線は略平行光線であるため、1回目の結像位置は補正レンズ群Hから、その焦点距離Fhに近似した距離に対応する位置である。
次に、結像光学系MLが撮影可能な至近距離Mの位置からの光線と補正レンズ群Hを介しての撮影可能な物体距離A(対物光学系(L)による1回目の結像位置)からの光線は、図2に示す関係になっている。補正レンズ群Hの焦点距離はFhであるため、ニュートンの結像公式から次式が成立する。
この式を変形すると次式が成立する。
数式1と数式3から次式が成立する。
この式を変形すると次式が成立する。
ここで、M0 = M+D より、次式が成立する。
数式6は、更に至近側に条件が拡大するのは問題がなくまた至近距離が結像光学系内の距離になってしまうことはないので次式が成立する。
数式7を満たせば、アフォーカル光学系ATは、一般撮影が可能な結像光学系MLに着脱し、結像光学系MLの焦点調節手段を用いることで、無限遠方から極至近に物体距離が変化しても合焦が可能になる。
好ましくは、対物光学系は、物体側から順に互いに像側のレンズ面が強い凹面である2枚の負レンズで構成された負の屈折力を有した前レンズ群を有し、各レンズ面の曲率を弱めて非点収差の発生を低減する。また、対物光学系は、物体側から順に空気間隔を挟んで正レンズ負レンズが接合された全体が正の屈折力である接合レンズと凸レンズで構成された正の屈折力を有した後レンズ群を有する。
また、フィールドレンズ群は、物体側から順に物体側に凸形状を有した正レンズと空気間隔を挟んで物体側に凹形状を有した負レンズを有する。正レンズにより、入射光線の偏向作用を行なった後に、その像側の負レンズが球面収差の補正を行なう。その結果、フィールドレンズ群から射出される光線は近平行光となり、その後リレーレンズ群を介して再結像される像の周辺ケラレを防止することができる。
補正レンズ群は色収差の発生を押えるために正レンズと負レンズを組み合わせたダブレットを有することが好ましい。
数値実施例1は、アフォーカル光学系ATを2群移動方式の至近撮影距離が50mmの結像光学系MLに装着した例である。数値実施例2は、本実施例のアフォーカル光学系ATを4群移動方式の至近撮影距離が600mmの結像光学系MLに装着した例である。表1は、数値実施例1及び2の各アフォーカル光学系において、数式7及びそれを構成する各変数の値を示したものである。
各数値実施例においてRiは物体側から順に第i番目のレンズ厚及び空気間隔、Niとνiは各々物体側から順に第i番目に配置されるレンズのガラスの屈折率とアッベ数である。非球面係数K,A,B,C,Dは次式で非球面形状を与える。但し、Xはレンズ頂点光軸から方向への変位量、Hは光軸からの距離、Rは曲率半径である。
(数値実施例1)
f= 1.12 〜2.64 Fno= 3.28〜5.45
(17〜27面のf= 5.94〜14.04 Fno= 3.28〜5.59 2ω=62.0°〜28.5)
R 1= 8.777 D 1= 0.80 N 1= 1.69680 ν 1= 55.5
R 2= 1.626 D 2= 1.50
R 3= -7.672 D 3= 0.80 N 2= 1.77250 ν 2= 49.6
R 4= 41.895 D 4= 2.22
R 5= -9.279 D 5= 1.50 N 3= 1.48749 ν 3= 70.2
R 6= -1.320 D 6= 0.50 N 4= 1.84666 ν 4= 23.9
R 7= -2.099 D 7= 0.15
R 8= 65.826 D 8= 1.40 N 5= 1.48749 ν 5= 70.2
R 9= -5.208 D 9= 7.97
R10= 5.205 D10= 3.80 N 6= 1.60311 ν 6= 60.6
R11= -3.578 D11= 0.50 N 7= 1.84666 ν 7= 23.9
R12= -25.426 D12= 9.19
R13= 10.191 D13= 0.80 N 8= 1.84666 ν 8= 23.9
R14= 8.137 D14= 0.25
R15= 20.868 D15= 1.80 N 9= 1.77250 ν 9= 49.6
R16= -10.161 D16= 可変
* R17= 89.080 D17= 1.00 N10= 1.85300 ν10= 41.0
* R18= 3.651 D18= 1.15
R19= 6.879 D19= 1.50 N11= 2.00330 ν11= 28.3
R20= 22.911 D20= 可変
* R21= 3.146 D21= 2.30 N12= 1.48749 ν12= 70.2
R22= -11.076 D22= 0.20
R23= 16.212 D23= 0.90 N13= 1.82114 ν13= 24.1
* R24= 5.301 D24= 0.70
R25= 絞り D25= 可変
R26= ∞ D26= 1.70 N14= 1.51633 ν14= 64.1
R27= ∞
焦点距離 1.12 1.59 2.64
(17〜27面の焦点距離 5.94 8.45 14.04)
可変間隔-----------------------------------------
D16 2.00 4.13 3.74
D20 9.14 5.15 1.40
D25 6.65 8.51 12.65
非球面係数
第17面 : K= 0.00000e+000 A= 0.00000e+000 B=-4.60564e-004
C= 2.14338e-005 D= 1.63593e-007 E=-1.78694e-008
第18面 : K=-1.33788e+000 A= 0.00000e+000 B= 9.90444e-004
C= 3.01472e-005 D= 1.78011e-006 E=-1.14335e-007
第21面 : K= 6.76779e-002 A= 0.00000e+000 B=-1.95399e-003
C=-1.47877e-004 D=-1.22905e-005 E=-3.07398e-006
第24面 : K=-1.39106e-001 A= 0.00000e+000 B= 5.46066e-003
C= 9.85838e-004 D=-4.10843e-005 E= 1.79299e-005
図3は、数値実施例1において、第17〜27面で表される結像光学系MLの物体側に第1〜16面で表されるアフォーカル光学系ATを装着した撮像装置の光路図である。アフォーカル光学系ATは、物体側から順に、対物光学系L、フィールドレンズ群F及び補正レンズ群Hを有する。対物光学系Lは、負の屈折力の前レンズ群B1と正の屈折力の後レンズ群B2から構成され、全体として正の屈折力を有する。フィールドレンズ群Fは、対物光学系Lの結像位置近傍に配置されて正の屈折力を有する。補正レンズ群Hは、正の屈折力を有し、対物光学系Lが結像する空中像を結像光学系MLの結像面IPの位置に焦点を合わせる機能を有する。SPは虹彩絞り、FILは赤外カットやローパス等のフィルタ類、IPは結像面、Focusは焦点調節手段を示している。
f= 1.12 〜2.64 Fno= 3.28〜5.45
(17〜27面のf= 5.94〜14.04 Fno= 3.28〜5.59 2ω=62.0°〜28.5)
R 1= 8.777 D 1= 0.80 N 1= 1.69680 ν 1= 55.5
R 2= 1.626 D 2= 1.50
R 3= -7.672 D 3= 0.80 N 2= 1.77250 ν 2= 49.6
R 4= 41.895 D 4= 2.22
R 5= -9.279 D 5= 1.50 N 3= 1.48749 ν 3= 70.2
R 6= -1.320 D 6= 0.50 N 4= 1.84666 ν 4= 23.9
R 7= -2.099 D 7= 0.15
R 8= 65.826 D 8= 1.40 N 5= 1.48749 ν 5= 70.2
R 9= -5.208 D 9= 7.97
R10= 5.205 D10= 3.80 N 6= 1.60311 ν 6= 60.6
R11= -3.578 D11= 0.50 N 7= 1.84666 ν 7= 23.9
R12= -25.426 D12= 9.19
R13= 10.191 D13= 0.80 N 8= 1.84666 ν 8= 23.9
R14= 8.137 D14= 0.25
R15= 20.868 D15= 1.80 N 9= 1.77250 ν 9= 49.6
R16= -10.161 D16= 可変
* R17= 89.080 D17= 1.00 N10= 1.85300 ν10= 41.0
* R18= 3.651 D18= 1.15
R19= 6.879 D19= 1.50 N11= 2.00330 ν11= 28.3
R20= 22.911 D20= 可変
* R21= 3.146 D21= 2.30 N12= 1.48749 ν12= 70.2
R22= -11.076 D22= 0.20
R23= 16.212 D23= 0.90 N13= 1.82114 ν13= 24.1
* R24= 5.301 D24= 0.70
R25= 絞り D25= 可変
R26= ∞ D26= 1.70 N14= 1.51633 ν14= 64.1
R27= ∞
焦点距離 1.12 1.59 2.64
(17〜27面の焦点距離 5.94 8.45 14.04)
可変間隔-----------------------------------------
D16 2.00 4.13 3.74
D20 9.14 5.15 1.40
D25 6.65 8.51 12.65
非球面係数
第17面 : K= 0.00000e+000 A= 0.00000e+000 B=-4.60564e-004
C= 2.14338e-005 D= 1.63593e-007 E=-1.78694e-008
第18面 : K=-1.33788e+000 A= 0.00000e+000 B= 9.90444e-004
C= 3.01472e-005 D= 1.78011e-006 E=-1.14335e-007
第21面 : K= 6.76779e-002 A= 0.00000e+000 B=-1.95399e-003
C=-1.47877e-004 D=-1.22905e-005 E=-3.07398e-006
第24面 : K=-1.39106e-001 A= 0.00000e+000 B= 5.46066e-003
C= 9.85838e-004 D=-4.10843e-005 E= 1.79299e-005
図3は、数値実施例1において、第17〜27面で表される結像光学系MLの物体側に第1〜16面で表されるアフォーカル光学系ATを装着した撮像装置の光路図である。アフォーカル光学系ATは、物体側から順に、対物光学系L、フィールドレンズ群F及び補正レンズ群Hを有する。対物光学系Lは、負の屈折力の前レンズ群B1と正の屈折力の後レンズ群B2から構成され、全体として正の屈折力を有する。フィールドレンズ群Fは、対物光学系Lの結像位置近傍に配置されて正の屈折力を有する。補正レンズ群Hは、正の屈折力を有し、対物光学系Lが結像する空中像を結像光学系MLの結像面IPの位置に焦点を合わせる機能を有する。SPは虹彩絞り、FILは赤外カットやローパス等のフィルタ類、IPは結像面、Focusは焦点調節手段を示している。
図3は、結像光学系MLの変倍位置が望遠端状態においての物体距離が無限状態と0mmである至近状態での光路図を示している。図4は数値実施例1の物体距離が無限状態の収差図であり、図5は数値実施例1の物体距離が至近状態の収差図であり、良好な光学特性を有している。
結像光学系MLは変倍光学系であり、その広角端、中間、望遠端の焦点距離域の光路図を図9、各変倍域での収差図を図10、図11、図12に示す。これらの図に示すように、結像光学系MLは、単体で良好な画質の一般撮影が可能である。結像光学系MLは、物体側から順に、負レンズ群MB1と正レンズ群MB2からなる2群構成を有する。結像光学系MLは、負レンズ群MB1と正レンズ群MB2の相対的な間隔変化と共に結像面IPからの位置を変化させることで変倍中も焦点移動を起さない変倍構造を有し、フォーカス作用はレンズ群MB1を光軸方向に移動させることで行なう。
(数値実施例2)
f= 0.80〜3.75 Fno= 2.88〜4.90
(18〜36面のf= 7.62〜35.53 Fno= 2.88〜4.90 2ω=63.3°〜15.1°)
R 1= 15.439 D 1= 1.20 N 1= 1.77250 ν 1= 49.6
R 2= 8.892 D 2= 3.93
R 3= 45.734 D 3= 1.20 N 2= 1.69680 ν 2= 55.5
R 4= 6.469 D 4= 16.78
R 5= -42.355 D 5= 4.17 N 3= 1.48749 ν 3= 70.2
R 6= -6.265 D 6= 0.80 N 4= 1.84666 ν 4= 23.9
R 7= -9.462 D 7= 0.20
R 8= 49.361 D 8= 2.50 N 5= 1.48749 ν 5= 70.2
R 9= -19.515 D 9= 26.66
R10= 21.284 D10= 5.50 N 6= 1.60311 ν 6= 60.6
R11= -70.473 D11= 1.93
R12= -18.401 D12= 1.40 N 7= 1.77250 ν 7= 49.6
R13= -35.756 D13= 70.04
R14= 46.332 D14= 1.50 N 8= 1.84666 ν 8= 23.9
R15= 42.173 D15= 1.01
R16= 132.191 D16= 3.00 N 9= 1.69680 ν 9= 55.5
R17= -64.052 D17= 可変
R18= 25.758 D18= 0.97 N10= 1.84666 ν10= 23.9
R19= 18.488 D19= 3.45 N11= 1.69680 ν11= 55.5
R20= 206.825 D20= 可変
R21= 28.479 D21= 0.70 N12= 1.88300 ν12= 40.8
R22= 6.693 D22= 3.41
R23= -21.529 D23= 0.65 N13= 1.69680 ν13= 55.5
R24= 20.660 D24= 0.65
R25= 14.781 D25= 1.94 N14= 1.84666 ν14= 23.9
R26= -990.152 D26= 可変
R27= 絞り D27= 0.86
* R28= 7.941 D28= 2.48 N15= 1.58313 ν15= 59.4
* R29= -24.952 D29= 0.22
R30= 5.513 D30= 1.72 N16= 1.48749 ν16= 70.2
R31= 10.653 D31= 0.86 N17= 1.84666 ν17= 23.9
R32= 4.204 D32= 可変
R33= 10.934 D33= 2.15 N18= 1.58313 ν18= 59.4
R34= 53.668 D34= 可変
R35= ∞ D35= 2.15 N19= 1.51633 ν19= 64.1
R36= ∞
焦点距離 0.80 2.11 3.75
(18〜36面の焦点距離 7.62 19.99 35.53)
可変間隔----------------------------------
D17 22.14 12.03 5.00
D20 0.43 13.80 17.54
D26 14.03 5.42 2.01
D32 7.75 12.08 20.61
D34 2.15 3.19 1.35
非球面係数
第28面 : K=-2.51604e-001 A= 0.00000e+000 B=-9.78818e-005
C= 2.38159e-006 D= 2.80967e-007 E= 0.00000e+000
第29面 : K= 9.03719e+000 A= 0.00000e+000 B= 2.77596e-004
C= 4.38159e-006 D= 3.26865e-007 E= 0.00000e+000
図6は、数値実施例2において、第18〜36面で表される結像光学系MLの物体側に第1〜17面で表されるアフォーカル光学系ATを装着した撮像装置の光路図である。アフォーカル光学系ATの構成は数値実施例1と同様である。SPなどの符号も図3と同様である。
(数値実施例2)
f= 0.80〜3.75 Fno= 2.88〜4.90
(18〜36面のf= 7.62〜35.53 Fno= 2.88〜4.90 2ω=63.3°〜15.1°)
R 1= 15.439 D 1= 1.20 N 1= 1.77250 ν 1= 49.6
R 2= 8.892 D 2= 3.93
R 3= 45.734 D 3= 1.20 N 2= 1.69680 ν 2= 55.5
R 4= 6.469 D 4= 16.78
R 5= -42.355 D 5= 4.17 N 3= 1.48749 ν 3= 70.2
R 6= -6.265 D 6= 0.80 N 4= 1.84666 ν 4= 23.9
R 7= -9.462 D 7= 0.20
R 8= 49.361 D 8= 2.50 N 5= 1.48749 ν 5= 70.2
R 9= -19.515 D 9= 26.66
R10= 21.284 D10= 5.50 N 6= 1.60311 ν 6= 60.6
R11= -70.473 D11= 1.93
R12= -18.401 D12= 1.40 N 7= 1.77250 ν 7= 49.6
R13= -35.756 D13= 70.04
R14= 46.332 D14= 1.50 N 8= 1.84666 ν 8= 23.9
R15= 42.173 D15= 1.01
R16= 132.191 D16= 3.00 N 9= 1.69680 ν 9= 55.5
R17= -64.052 D17= 可変
R18= 25.758 D18= 0.97 N10= 1.84666 ν10= 23.9
R19= 18.488 D19= 3.45 N11= 1.69680 ν11= 55.5
R20= 206.825 D20= 可変
R21= 28.479 D21= 0.70 N12= 1.88300 ν12= 40.8
R22= 6.693 D22= 3.41
R23= -21.529 D23= 0.65 N13= 1.69680 ν13= 55.5
R24= 20.660 D24= 0.65
R25= 14.781 D25= 1.94 N14= 1.84666 ν14= 23.9
R26= -990.152 D26= 可変
R27= 絞り D27= 0.86
* R28= 7.941 D28= 2.48 N15= 1.58313 ν15= 59.4
* R29= -24.952 D29= 0.22
R30= 5.513 D30= 1.72 N16= 1.48749 ν16= 70.2
R31= 10.653 D31= 0.86 N17= 1.84666 ν17= 23.9
R32= 4.204 D32= 可変
R33= 10.934 D33= 2.15 N18= 1.58313 ν18= 59.4
R34= 53.668 D34= 可変
R35= ∞ D35= 2.15 N19= 1.51633 ν19= 64.1
R36= ∞
焦点距離 0.80 2.11 3.75
(18〜36面の焦点距離 7.62 19.99 35.53)
可変間隔----------------------------------
D17 22.14 12.03 5.00
D20 0.43 13.80 17.54
D26 14.03 5.42 2.01
D32 7.75 12.08 20.61
D34 2.15 3.19 1.35
非球面係数
第28面 : K=-2.51604e-001 A= 0.00000e+000 B=-9.78818e-005
C= 2.38159e-006 D= 2.80967e-007 E= 0.00000e+000
第29面 : K= 9.03719e+000 A= 0.00000e+000 B= 2.77596e-004
C= 4.38159e-006 D= 3.26865e-007 E= 0.00000e+000
図6は、数値実施例2において、第18〜36面で表される結像光学系MLの物体側に第1〜17面で表されるアフォーカル光学系ATを装着した撮像装置の光路図である。アフォーカル光学系ATの構成は数値実施例1と同様である。SPなどの符号も図3と同様である。
図6は、結像光学系MLの変倍位置が望遠端状態においての物体距離が無限状態と0mmである至近状態での光路図を示している。図7は数値実施例2の物体距離が無限状態の収差図であり、図8は数値実施例2の物体距離が至近状態の収差図であり、良好な光学特性を有している。
結像光学系MLは変倍光学系であり、その広角端、中間、望遠端の焦点距離域の光路図を図13、各変倍域での収差図を図14、図15、図16に示す。これらの図に示すように、結像光学系MLは、単体で良好な画質の一般撮影が可能である。結像光学系MLは、物体側から順に、正レンズ群MB1、負レンズ群MB2、正レンズ群MB3、正レンズ群MB4からなる4群構成を有する。結像光学系MLは、各レンズ群間隔を変化させて変倍作用を行なうと同時に結像面の位置変化がないように各レンズ群移動を行なう。また、結像光学系MLは、図6のレンズ群MB4を光軸方向に移動させることでフォーカス作用を行なう。
数式7の条件を満たせば、どの変倍域においても無限遠方から0mm近傍の極至近までの物体距離変化に対して撮影が行なえる。
以上、本実施例によれば、アフォーカル光学系ATに特別な焦点調節手段を用いなくとも、結像光学系MLの焦点調節手段を用いて無限遠方から極至近まで物体距離が変化しても合焦が可能になる。
撮像装置は、被写体の撮像に適用することができる。
AT アフォーカル光学系
L 対物光学系
B1 前レンズ群
B2 後レンズ群
F フィールドレンズ群
H 補正レンズ群
ML 結像光学系
Focus 焦点調節手段
L 対物光学系
B1 前レンズ群
B2 後レンズ群
F フィールドレンズ群
H 補正レンズ群
ML 結像光学系
Focus 焦点調節手段
Claims (5)
- 結像光学系と、当該結像光学系の物体側に配置されて撮影画角を広角に変化させるアフォーカル光学系と、を有し、被写体像を形成する撮影光学系と、
前記結像光学系のレンズ群を光軸方向に移動して焦点調節を行なう焦点調節手段と、
を有し、
前記アフォーカル光学系は、物体側に全体として正の屈折力を有する対物光学系と、前記対物光学系よりも前記結像光学系に近い正の屈折力を有する補正レンズ群と、を有し、
前記結像光学系の最も物体側のレンズ面からの前記焦点調節手段で焦点調節が可能な至近距離をM0、物体距離が無限遠から前記アフォーカル光学系の最も物体側のレンズ面位置まで変化した場合の前記アフォーカル光学系の結像位置の変化量をΔX、前記補正レンズ群の焦点距離をFh、前記結像光学系の最も物体側のレンズ面から前記補正レンズ群の最も物体側のレンズ面までの光軸上の距離をDとすると、
D+ Fh・(Fh−ΔX)/ΔX ≧ M0>0
(但し、ΔX>0、単位は全てmm)
を満たすことを特徴とする撮像装置。 - 前記アフォーカル光学系は前記結像光学系に着脱可能に構成されていることを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
- 前記アフォーカル光学系は、前記対物光学系と前記補正レンズ群との間に、正の屈折力を有するフィールドレンズ群を更に有することを特徴とする請求項1又は2に記載の撮像装置。
- 前記フィールドレンズ群は、物体側から順に、物体側に凸形状を有する正レンズと、空気間隔を挟んで物体側に凹形状を有する負レンズで構成されることを特徴とする請求項3に記載の撮像装置。
- 前記対物光学系は、負の屈折力を有する前レンズ群と、正の屈折力を有する後レンズ群と、を有することを特徴とする請求項4に記載の撮像装置。
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- 2009-07-10 JP JP2009163795A patent/JP2011017984A/ja active Pending
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