JP2023007874A - レンズ装置、及び撮像装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レンズ装置に関し、デジタルビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、放送用カメラ、銀塩フィルム用カメラ、監視用カメラ等に好適なものである。
近年、バーチャルリアリティー等の臨場感のある映像を撮影するための撮像装置が求められている。特に、180°程度の全画角を有し、人間に近い視差のついた2視点からの画像を撮影する立体映像撮像装置が求められている。特許文献1には、光路を折り曲げることで2つの広角レンズのイメージサークルを1枚の撮像素子内に収め、立体映像撮影可能なレンズ装置が提案されている。
より小型な撮像素子でこの構成を実現しようとした場合、並列に配置された2つ光学系の像面に最も近い反射面より後ろのレンズ群同士をより近接に配置する必要がある。しかしながら、特許文献1に開示された従来技術では、並列に配置された2つの光学系の像面に最も近い反射面より後ろのレンズ群同士が干渉する。さらに、立体視に適切な基線長を確保するために物体に最も近い反射面より物体側のレンズ群の光軸と、像面に最も近い反射面より像側のレンズ群の光軸の間隔をより広くする必要がある。しかしながら、特許文献1に開示された従来技術では、立体視に適切な基線長が確保されていない。
本発明は、2つの光学系による撮影を1枚のより小型な撮像素子で行う立体映像撮影可能なレンズ装置を提供することを目的とする。
本発明の一側面としてのレンズ装置は、2つの光学系を有し、前記2つの光学系は、共に物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力の第1レンズ群、第1反射部材、第2反射部材、正の屈折力の第2レンズ群を有し、前記第1反射部材の反射面から前記第2反射部材の反射面までの光軸上の距離をDR、前記光学系の焦点距離をf、前記第2レンズ群の焦点距離をf2、前記第2反射部材の反射面から像面までの光軸上の距離をD2とするとき、
5.9<DR/f<13.6
0.7<D2/f2<5.2
なる条件を満足することを特徴とする。
5.9<DR/f<13.6
0.7<D2/f2<5.2
なる条件を満足することを特徴とする。
本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施形態において説明される。
本発明によれば、2つの光学系による撮影を1枚のより小型な撮像素子で行う立体映像撮影可能なレンズ装置を提供することができる。
以下、各実施例に係るレンズ装置について、添付の図面に基づいて説明する。各実施例では、立体視可能な画像を取得するため2つの光学系が撮像素子に対して並列に配置している。
図9は、2つの光学系(広角レンズ)を備えたレンズ装置100の要部断面図である。図9に示すように、各実施例のレンズ装置100は、2つの光学系101,102を有し、2つの光学系101,102は撮像素子200に対して並列に配置されている。図10は、光学系101,102に入射した光線を反射プリズムで折り曲げ、1つの撮像素子200内に2つの光学系101,102のイメージサークル201,202を結像させた状態を示した図である。図10に示すように、1つの撮像素子200上に2つの光学系のイメージサークル201、202が横並びに配置される。撮像素子200の像面には、光学系101、102によって像(光学像)が形成される。すなわち、本実施例のレンズ装置100において、2つの光学系による2つの光学像は1つの撮像素子200上に形成される。2つの光学系101,102は不図示の筐体によって保持されている。各実施例において光学系101,102は、後に述べる反射部材の反射方向を除いて同一であるため、以降の説明では代表として光学系101について述べる。以下、本願明細書において光学系101,102が同一であるという場合、反射部材の反射方向を除いてレンズ構成等が同一であることを意味する。
各実施例のレンズ装置100は、パノラマ撮影といった広画角の被写体を立体視可能な撮影画像として取得可能な撮像装置に用いられるレンズ装置である。
図1、図3、図5、図7はそれぞれ、実施例1、2、3、4の光学系101の断面図である。各実施例の光学系101は、後述するが、2つの反射部材としての反射プリズムPR1(第1反射部材)とPR2(第2反射部材)を有しており、実際には光路を2回反射している(光路の折り曲げ回数は2回である)。
図2、図4、図6、図8はそれぞれ、実施例1、2、3、4の光学系101の無限遠合焦時の収差図である。
各レンズ断面図において、左方が物体側(前方)で、右方が像側(後方)である。各実施例の光学系101は複数のレンズ群を有して構成されている。レンズ群は1枚のレンズから構成されていても良いし、複数のレンズから成っていても良い。また、レンズ群は開口絞りを含んでいても良い。
各レンズ断面図において、Liは物体側から数えてi番目(iは自然数)のレンズ群を表している。SPは開口絞りである。IPは像面である。像面IPは、各実施例の光学系101をデジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラの撮影光学系として使用する際にはCCDセンサやCMOSセンサ等の固体撮像素子(光電変換素子)の撮像面が配置される。各実施例の光学系101を銀塩フィルム用カメラの撮影光学系として使用する際には像面IPにはフィルム面に相当する感光面が置かれる。各実施例の光学系101には、図示していないが像面IPの物体側に、光学フィルター、フェースプレート、ローパスフィルター、赤外カットフィルターなどに相当する光学ブロックが配置されてもよい。PR1、PR2はともにプリズムである。
球面収差図においてFnoはFナンバーであり、d線(波長587.6nm)、g線(波長435.8nm)に対する球面収差量を示している。非点収差図においてΔSはサジタル像面における非点収差量、ΔMはメリディオナル像面における非点収差量を示している。歪曲収差図においてd線に対する歪曲収差量を示している。色収差図ではg線における色収差量を示している。ωは撮像半画角(°)である。
撮影画像をヘッドマウントディスプレイ等で観察する際、臨場感ある立体映像を体感するためには、撮影時の2つの光学系の入射側の光軸間の距離(基線長)を人間の目の間隔と同程度にするのが良い。一般に、人間の目の間隔は60~65mm程度である。人間の目の間隔とのズレが大きくなるほど、人間の体感、経験に基づく立体感覚からのズレが大きくなり、違和感を生じてしまう。基線長が短すぎると、左右の光学系で視差がつかず、撮影画像を観察する際、立体感を得られない。逆に基線長が長すぎると、視差がつきすぎて、撮影画像を観察する際、立体感が強調され、観察者に疲労を感じさせる可能性が高くなる。
次に、各実施例の光学系101における特徴的な構成について述べる。
各実施例のレンズ装置100において、光学系101は、物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力の第1レンズ群L1、第1反射部材PR1、第2反射部材PR2、正の屈折力の第2レンズ群L2を有する。第1反射部材PR1の反射面を第1反射面SR1、第2反射部材PR2の反射面を第2反射面SR2とする。これにより、各実施例のレンズ装置100は、2つの広角な光学系の基線長を確保しつつ、イメージサークルを1枚の撮像素子内に収めることができる構成が可能となる。
さらに、各実施例のレンズ装置100において、光学系101は、以下の条件式(1)及び(2)を満足する。ここで、第1反射部材PR1の反射面(SR1)から第2反射部材PR2の反射面(SR2)までの光軸上の距離をDRとする。光学系101の焦点距離をf、第2レンズ群L2の焦点距離をf2とする。また、第2反射部材PR2の反射面(SR2)から像面IPまでの光軸上の距離をD2とする。
5.9<DR/f<13.6 (1)
0.7<D2/f2<5.2 (2)
条件式(1)は、第1反射面SR1から第2反射面SR2までの光軸上の距離と光学系101の焦点距離との比を規定するものである。条件式(1)の下限値を下回ると、並列に配置される2つの光学系の第1レンズ群L1の光軸間の間隔が狭くなり、基線長は短くなる。その結果、2つの光学系で得られる映像の視差は小さくなり、立体感が得られない。条件式(1)の上限値を上回ると、並列に配置される2つの光学系の第1レンズ群L1の光軸間の間隔が広くなりすぎ、視差が過大となる。
0.7<D2/f2<5.2 (2)
条件式(1)は、第1反射面SR1から第2反射面SR2までの光軸上の距離と光学系101の焦点距離との比を規定するものである。条件式(1)の下限値を下回ると、並列に配置される2つの光学系の第1レンズ群L1の光軸間の間隔が狭くなり、基線長は短くなる。その結果、2つの光学系で得られる映像の視差は小さくなり、立体感が得られない。条件式(1)の上限値を上回ると、並列に配置される2つの光学系の第1レンズ群L1の光軸間の間隔が広くなりすぎ、視差が過大となる。
さらに、条件式(1)の数値範囲は、以下の条件式(1a)の範囲とすることが好ましい。また、条件式(1)の数値範囲は、以下の条件式(1b)の範囲とすることがさらに好ましい。
6.2<DR/f<12.9 (1a)
6.6<DR/f<12.3 (1b)
条件式(2)は、第2反射面SR2から像面IPまでの光軸上の距離と光学系101の焦点距離との比を規定するものである。条件式(2)の下限値を下回ると、第2レンズ群L2の屈折力が弱まることで第2レンズ群L2における軸外光束の高さが高くなり、第2レンズ群L2のレンズ径が大きくなる。このため並列に配置される2つ光学系の第2レンズ群L2同士が干渉する。条件式(2)の上限値を上回ると、第2レンズ群L2の屈折力が強まる。このため、第1レンズ群L1を射出して第2レンズ群L2に入射する軸外光束の角度を大きくする必要がある。これにより、第1レンズ群L1のレンズ径が大きくなり、並列に配置される光学系同士が干渉する。または、これを回避するために、第1反射面SR1から第2反射面SR2までの光軸上の距離DRを短くすると適切な基線長を確保できなくなる。また、第2反射面SR2から像面IPまでの距離D2が短くなり、レンズ装置や撮像装置のグリップ性(持ちやすさ)に支障が出る。
6.6<DR/f<12.3 (1b)
条件式(2)は、第2反射面SR2から像面IPまでの光軸上の距離と光学系101の焦点距離との比を規定するものである。条件式(2)の下限値を下回ると、第2レンズ群L2の屈折力が弱まることで第2レンズ群L2における軸外光束の高さが高くなり、第2レンズ群L2のレンズ径が大きくなる。このため並列に配置される2つ光学系の第2レンズ群L2同士が干渉する。条件式(2)の上限値を上回ると、第2レンズ群L2の屈折力が強まる。このため、第1レンズ群L1を射出して第2レンズ群L2に入射する軸外光束の角度を大きくする必要がある。これにより、第1レンズ群L1のレンズ径が大きくなり、並列に配置される光学系同士が干渉する。または、これを回避するために、第1反射面SR1から第2反射面SR2までの光軸上の距離DRを短くすると適切な基線長を確保できなくなる。また、第2反射面SR2から像面IPまでの距離D2が短くなり、レンズ装置や撮像装置のグリップ性(持ちやすさ)に支障が出る。
さらに、条件式(2)の数値範囲は、以下の条件式(2a)の範囲とすることが好ましい。また、条件式(2)の数値範囲は、以下の条件式(2b)の範囲とすることがさらに好ましい。
0.8<D2/f2<4.6 (2a)
1.0<D2/f2<3.8 (2b)
以上の構成により、2つの光学系による撮影を、1枚のより小型な撮像素子で行う立体映像撮影可能なレンズ装置を提供することができる。
1.0<D2/f2<3.8 (2b)
以上の構成により、2つの光学系による撮影を、1枚のより小型な撮像素子で行う立体映像撮影可能なレンズ装置を提供することができる。
次に、各実施例のレンズ装置100が満足することが好ましい条件および構成について述べる。以下に述べる好ましい条件および構成は、2つの光学系101,102のうち少なくとも一方が満たしていれば良い。より好ましくは、2つの光学系101,102を同一の構成とするなどして、2つの光学系101,102の両方で以下に述べる好ましい条件および構成を満足していると良い。
各実施例のレンズ装置100において、各実施例の光学系101は、反射部材による光路の折り曲げにより、以下の条件式(3)を満足することが好ましい。ここで、2つの光学系101,102において最も物体側に配置されたレンズの面頂点同士の間隔をDin、最も像側に配置されたレンズの面頂点同士の間隔をDoutとする。
0.03<Dout/Din<0.50 (3)
条件式(3)は、2つの光学系101、102の物体側のレンズ面同士の距離と像側のレンズ面同士の距離の間隔を規定するものである。条件式(3)の下限値を下回ると、基線長が不足し、自然な立体映像を撮影することが困難となる。条件式(3)の上限値を上回ると、視差が過大となり、この場合も自然な立体映像を撮影することが困難となる。
条件式(3)は、2つの光学系101、102の物体側のレンズ面同士の距離と像側のレンズ面同士の距離の間隔を規定するものである。条件式(3)の下限値を下回ると、基線長が不足し、自然な立体映像を撮影することが困難となる。条件式(3)の上限値を上回ると、視差が過大となり、この場合も自然な立体映像を撮影することが困難となる。
さらに、条件式(3)の数値範囲は、以下の条件式(3a)の範囲とすることが好ましい。また、条件式(3)の範囲は、以下の条件式(3b)の範囲とすることがさらに好ましい。
0.05<Dout/Din<0.40 (3a)
0.09<Dout/Din<0.30 (3b)
また、各実施例のレンズ装置100において、光学系101は、最も物体側に配置されたレンズの物体側の面から像面IPまでの光軸上の距離をDtotalとするとき、以下の条件式(4)を満足することが好ましい。
0.09<Dout/Din<0.30 (3b)
また、各実施例のレンズ装置100において、光学系101は、最も物体側に配置されたレンズの物体側の面から像面IPまでの光軸上の距離をDtotalとするとき、以下の条件式(4)を満足することが好ましい。
28.2<Dtotal/f<52.0 (4)
条件式(4)は、光学系101の最も物体側に配置されたレンズの物体側の面から像面IPまでの光軸上の距離と光学系101の焦点距離との比を規定するものである。条件式(4)の下限値を下回ると、光学系101の全長が短くなり、立体視に適切な基線長の確保や、そのための反射面の配置、グリップ性の確保が難しくなる。条件式(4)の上限値を上回ると、第1レンズ群L1や第2レンズ群L2が開口絞りSPから離れるため、レンズ径が大きくなり、並列に配置する光学系同士の干渉が避けられなくなる。
条件式(4)は、光学系101の最も物体側に配置されたレンズの物体側の面から像面IPまでの光軸上の距離と光学系101の焦点距離との比を規定するものである。条件式(4)の下限値を下回ると、光学系101の全長が短くなり、立体視に適切な基線長の確保や、そのための反射面の配置、グリップ性の確保が難しくなる。条件式(4)の上限値を上回ると、第1レンズ群L1や第2レンズ群L2が開口絞りSPから離れるため、レンズ径が大きくなり、並列に配置する光学系同士の干渉が避けられなくなる。
さらに、条件式(4)の数値範囲は、以下の条件式(4a)の範囲とすることが好ましい。また、条件式(4)の数値範囲は、以下の条件式(4b)の範囲とすることがさらに好ましい。
29.2<Dtotal/f<49.5 (4a)
30.2<Dtotal/f<47.2 (4b)
また、各実施例のレンズ装置100において、光学系101は、第1レンズ群L1の最も物体側のレンズの物体側の面から第1反射部材PR1の反射面(SR1)までの光軸上の距離をD1とするとき、以下の条件式(5)を満足することが好ましい。
30.2<Dtotal/f<47.2 (4b)
また、各実施例のレンズ装置100において、光学系101は、第1レンズ群L1の最も物体側のレンズの物体側の面から第1反射部材PR1の反射面(SR1)までの光軸上の距離をD1とするとき、以下の条件式(5)を満足することが好ましい。
8.4<D1/f<23.5 (5)
条件式(5)は、第1レンズ群L1の最も物体側のレンズの物体側の面から第1反射面SR1までの光軸上の距離と光学系101の焦点距離との比を規定するものである。条件式(5)の下限値を下回ると、第1レンズ群L1が第2レンズ群L2に近づき、適切な基線長を確保することができない。条件式(5)の上限値を上回ると、第1レンズ群L1から開口絞りSPが遠くなり、第1レンズ群L1のレンズ径が大きくなることで、並列に配置される2つの光学系の第1レンズ群L1同士が干渉する。
条件式(5)は、第1レンズ群L1の最も物体側のレンズの物体側の面から第1反射面SR1までの光軸上の距離と光学系101の焦点距離との比を規定するものである。条件式(5)の下限値を下回ると、第1レンズ群L1が第2レンズ群L2に近づき、適切な基線長を確保することができない。条件式(5)の上限値を上回ると、第1レンズ群L1から開口絞りSPが遠くなり、第1レンズ群L1のレンズ径が大きくなることで、並列に配置される2つの光学系の第1レンズ群L1同士が干渉する。
さらに、条件式(5)の数値範囲は、以下の条件式(5a)の範囲とすることが好ましい。また、条件式(5)の数値範囲は、以下の条件式(5b)の範囲とすることがさらに好ましい。
9.8<D1/f<21.0 (5a)
11.1<D1/f<18.5 (5b)
また、各実施例のレンズ装置100において、光学系101は、第1レンズ群L1の焦点距離をf1とするとき、以下の条件式(6)を満足することが好ましい。
11.1<D1/f<18.5 (5b)
また、各実施例のレンズ装置100において、光学系101は、第1レンズ群L1の焦点距離をf1とするとき、以下の条件式(6)を満足することが好ましい。
-4.3<f1/f<-0.8 (6)
条件式(6)は、第1レンズ群L1の焦点距離と光学系101の焦点距離との比を規定するものである。条件式(6)の下限値を下回ると、第1レンズ群L1の屈折力が弱まり、第1レンズ群L1のレンズ径が大きくなる。このため、並列に配置される2つの光学系の第1レンズ群L1同士が干渉しやすくなる。条件式(6)の上限値を上回ると、第1レンズ群L1の屈折力が強まり、第2レンズ群L2に入射する軸上光束の径が大きくなり、第2レンズ群L2のレンズ径が大きくなる。このため、並列に配置される2つの光学系の第2レンズ群L2同士が干渉する。
条件式(6)は、第1レンズ群L1の焦点距離と光学系101の焦点距離との比を規定するものである。条件式(6)の下限値を下回ると、第1レンズ群L1の屈折力が弱まり、第1レンズ群L1のレンズ径が大きくなる。このため、並列に配置される2つの光学系の第1レンズ群L1同士が干渉しやすくなる。条件式(6)の上限値を上回ると、第1レンズ群L1の屈折力が強まり、第2レンズ群L2に入射する軸上光束の径が大きくなり、第2レンズ群L2のレンズ径が大きくなる。このため、並列に配置される2つの光学系の第2レンズ群L2同士が干渉する。
さらに、条件式(6)の数値範囲は、以下の条件式(6a)の範囲とすることが好ましい。また、条件式(6)の数値範囲は、以下の条件式(6b)の範囲とすることがさらに好ましい。
-3.7<f1/f<-0.9 (6a)
-3.3<f1/f<-1.1 (6b)
また、各実施例のレンズ装置100において、光学系101は、第1反射部材PR1の反射面(SR1)と第2反射部材PR2の反射面(SR2)の間に開口絞りSPを有することが好ましい。第1反射面SR1より物体側に開口絞りSPがあると、第2レンズ群L2が開口絞りSPから遠くなり、第2レンズ群L2のレンズ径が大きくなる。これにより、並列に配置される2つの光学系の第2レンズ群L2同士が干渉する。また、第2反射面SR2より像側に開口絞りSPがあると、並列に配置される2つの光学系の開口絞りSP同士が干渉する。
-3.3<f1/f<-1.1 (6b)
また、各実施例のレンズ装置100において、光学系101は、第1反射部材PR1の反射面(SR1)と第2反射部材PR2の反射面(SR2)の間に開口絞りSPを有することが好ましい。第1反射面SR1より物体側に開口絞りSPがあると、第2レンズ群L2が開口絞りSPから遠くなり、第2レンズ群L2のレンズ径が大きくなる。これにより、並列に配置される2つの光学系の第2レンズ群L2同士が干渉する。また、第2反射面SR2より像側に開口絞りSPがあると、並列に配置される2つの光学系の開口絞りSP同士が干渉する。
また、各実施例のレンズ装置100において、光学系101は、開口絞りSPから像面IPまでの光軸上の距離をDPとするとき、以下の条件式(7)を満足することが好ましい。
10.4<DP/f<22.5 (7)
条件式(7)は、開口絞りSPから像面IPまでの光軸上の距離と光学系101の焦点距離との比を規定するものである。条件式(7)の下限値を下回ると、開口絞りSPが第2反射面SR2に近づき、第2レンズ群L2を保持する鏡筒と開口絞りSPが干渉する。条件式(7)の上限値を上回ると、第2レンズ群L2が開口絞りSPから遠くなり、第2レンズ群L2のレンズ径が大きくなることで、並列に配置される2つの光学系の第2レンズ群L2同士が干渉し易くなる。
条件式(7)は、開口絞りSPから像面IPまでの光軸上の距離と光学系101の焦点距離との比を規定するものである。条件式(7)の下限値を下回ると、開口絞りSPが第2反射面SR2に近づき、第2レンズ群L2を保持する鏡筒と開口絞りSPが干渉する。条件式(7)の上限値を上回ると、第2レンズ群L2が開口絞りSPから遠くなり、第2レンズ群L2のレンズ径が大きくなることで、並列に配置される2つの光学系の第2レンズ群L2同士が干渉し易くなる。
さらに、条件式(7)の数値範囲は、以下の条件式(7a)の範囲とすることが好ましい。また、条件式(7)の数値範囲は、以下の条件式(7b)の範囲とすることさらに好ましい。
11.8<DP/f<21.3 (7a)
12.3<DP/f<19.8 (7b)
また、各実施例のレンズ装置100において、光学系101は、第1レンズ群L1の焦点距離をf1とするとき、以下の条件式(8)を満足することが好ましい。
12.3<DP/f<19.8 (7b)
また、各実施例のレンズ装置100において、光学系101は、第1レンズ群L1の焦点距離をf1とするとき、以下の条件式(8)を満足することが好ましい。
-1.25<f1/f2<-0.05 (8)
条件式(8)は、第1レンズ群L1の焦点距離と第2レンズ群L2の焦点距離との比を規定するものである。条件式(8)の下限値を下回ると、第1レンズ群L1の屈折力が弱まり、開口絞りSPが光学系101の比較的像側に配置される。このため、開口絞りSPが第2反射面SR2に近づき、第2レンズ群L2を保持する鏡筒と開口絞りSPが干渉する。条件式(8)の上限値を上回ると、第1レンズ群L1の屈折力が強まり、開口絞りSPが光学系101の物体側に配置される。このため、第2レンズ群L2が開口絞りSPから遠くなり、第2レンズ群L2のレンズ径が大きくなることで、並列に配置される2つの光学系の第2レンズ群L2同士が干渉し易くなる。
条件式(8)は、第1レンズ群L1の焦点距離と第2レンズ群L2の焦点距離との比を規定するものである。条件式(8)の下限値を下回ると、第1レンズ群L1の屈折力が弱まり、開口絞りSPが光学系101の比較的像側に配置される。このため、開口絞りSPが第2反射面SR2に近づき、第2レンズ群L2を保持する鏡筒と開口絞りSPが干渉する。条件式(8)の上限値を上回ると、第1レンズ群L1の屈折力が強まり、開口絞りSPが光学系101の物体側に配置される。このため、第2レンズ群L2が開口絞りSPから遠くなり、第2レンズ群L2のレンズ径が大きくなることで、並列に配置される2つの光学系の第2レンズ群L2同士が干渉し易くなる。
さらに、条件式(8)の数値範囲は、以下の条件式(8a)の範囲とすることが好ましい。また、条件式(8)の数値範囲は、以下の条件式(8b)の範囲とすることさらに好ましい。
-1.03<f1/f2<-0.06 (8a)
-0.80<f1/f2<-0.07 (8b)
次に、各実施例のレンズ装置100について述べる。
-0.80<f1/f2<-0.07 (8b)
次に、各実施例のレンズ装置100について述べる。
各実施例のレンズ装置100において、画角95°の2つの光学系101,102が並列に配置される。2つの光学系101,102はともに、物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力の第1レンズ群L1、第1反射部材PR1、第2反射部材PR2、正の屈折力の第2レンズ群L2を有する。第1反射部材PR1と第2反射部材PR2の間に開口絞りSPを有する。
実施例1では、像高は5.25mmであり、基線長は60mmである。
実施例2では、像高は5.25mmであり、基線長は55mmである。
実施例3では、像高は4.00mmであり、基線長は65mmである。
実施例4では、像高は4.00mmであり、基線長は60mmである。
以下に、実施例1~4にそれぞれ対応する数値実施例1~4を示す。
各数値実施例の面データにおいて、rは各光学面の曲率半径、d(mm)は第m面と第(m+1)面との間の軸上間隔(光軸上の距離)を表わしている。ただし、mは光入射側から数えた面の番号である。また、ndは各光学部材のd線に対する屈折率、νdは光学部材のアッベ数を表わしている。なお、ある材料のアッベ数νdは、フラウンホーファ線のd線(587.6nm)、F線(486.1nm)、C線(656.3nm)における屈折率をNd、NF、NCとするとき、
νd=(Nd-1)/(NF-NC)
で表される。
νd=(Nd-1)/(NF-NC)
で表される。
なお、各数値実施例において、d、焦点距離(mm)、Fナンバー、半画角(°)は全て各実施例の光学系が無限遠物体に焦点を合わせた時の値である。「バックフォーカス」は、レンズ最終面(最も像側のレンズ面)から近軸像面までの光軸上の距離を空気換算長により表記したものである。「レンズ全長」は、光学系の最前面(最も物体側のレンズ面)から最終面までの光軸上の距離にバックフォーカスを加えた長さである。「レンズ群」は、複数のレンズから構成される場合に限らず、1枚のレンズから構成される場合も含むものとする。
数値実施例1~4は、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシング時、光学系全体を繰り出す方式としている。しかしながら、駆動部の軽量化のため、光学系の一部のレンズを駆動することで、フォーカシングすることも可能である。
また、光学面が非球面の場合は、面番号の右側に、*の符号を付している。非球面形状は、Xを光軸方向の面頂点からの変位量、hを光軸と垂直な方向の光軸からの高さ、Rを近軸曲率半径、kを円錐定数、A4、A6、A8、A10を各次数の非球面係数とするとき、
x=(h2/R)/[1+{1-(1+k)(h/R)2}1/2 +A4×h4+A6×h6+A8×h8+A10×h10]
で表している。なお、各非球面係数における「e±XX」は「×10±XX」を意味している。
x=(h2/R)/[1+{1-(1+k)(h/R)2}1/2 +A4×h4+A6×h6+A8×h8+A10×h10]
で表している。なお、各非球面係数における「e±XX」は「×10±XX」を意味している。
[数値実施例1]
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 58.435 1.50 1.95375 32.3
2 11.589 11.88
3* 80.003 1.50 1.53110 55.9
4* 19.808 1.93
5 134.790 4.03 1.84666 23.8
6 -23.935 1.00
7 -232.303 1.00 1.90043 37.4
8 11.486 12.73
9 ∞ 5.09 2.00100 29.1
10(反射面) ∞ 5.09
11 ∞ 7.59
12 20.947 1.35 1.72825 28.5
13 123.806 1.00
14(絞り) ∞ 4.65
15 ∞ 4.51 2.00100 29.1
16(反射面) ∞ 4.51
17 ∞ 1.00
18 17.730 3.13 1.53172 48.8
19 -11.272 0.95 1.91082 35.3
20 -122.331 0.50
21 24.195 2.32 1.51742 52.4
22 -21.125 0.50
23* 23.883 1.98 1.49700 81.5
24* 55.605 1.39
25 -65.413 0.80 2.00069 25.5
26 13.474 4.02 1.49700 81.5
27 -14.610 13.50
像面 ∞
非球面データ
第3面
K = 0.00000e+00 A 4=-1.12559e-04 A 6= 8.80679e-08 A 8= 8.84499e-10
A10=-4.41464e-12
第4面
K = 0.00000e+00 A 4=-1.70848e-04 A 6=-2.47322e-07 A 8= 6.13977e-09
A10=-2.57395e-11
第23面
K = 0.00000e+00 A 4= 1.69563e-04 A 6=-1.84891e-05 A 8= 2.10218e-06
A10=-1.02425e-07 A12= 1.95774e-09
第24面
K = 0.00000e+00 A 4= 3.65709e-04 A 6=-2.61691e-05 A 8= 3.31846e-06
A10=-1.79555e-07 A12= 3.81587e-09
各種データ
焦点距離 3.19
Fナンバー 2.80
半画角(°) 95.0
像高 5.25
BF 13.50
レンズ群データ
群 始面 終面 焦点距離
L1 1 8 -5.15
L2 18 27 23.01
[数値実施例2]
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 60.042 1.50 1.95375 32.3
2 11.746 12.15
3* 43.358 1.50 1.53110 55.9
4* 16.280 1.62
5 71.826 3.99 1.84666 23.8
6 -25.902 1.00
7 -107.934 1.00 1.90043 37.4
8 10.969 14.01
9 ∞ 5.07 2.00100 29.1
10(反射面) ∞ 5.07
11 ∞ 5.10
12 20.096 1.36 1.72825 28.5
13 118.601 1.00
14(絞り) ∞ 4.66
15 ∞ 4.50 2.00100 29.1
16(反射面) ∞ 4.50
17 ∞ 1.00
18 17.734 3.14 1.53172 48.8
19 -10.903 0.95 1.91082 35.3
20 -105.912 0.50
21 22.009 2.35 1.51742 52.4
22 -21.155 0.50
23* 24.891 1.92 1.49700 81.5
24* 43.102 1.40
25 -79.465 0.80 2.00069 25.5
26 12.802 4.09 1.49700 81.5
27 -14.100 13.50
像面 ∞
非球面データ
第3面
K = 0.00000e+00 A 4=-1.84379e-04 A 6= 1.15914e-06 A 8=-5.95233e-09
A10= 1.31321e-11
第4面
K = 0.00000e+00 A 4=-2.74423e-04 A 6= 8.94202e-07 A 8=-1.50307e-09
A10=-6.84730e-12
第23面
K = 0.00000e+00 A 4= 1.74548e-04 A 6=-2.25293e-05 A 8= 2.39561e-06
A10=-1.14506e-07 A12= 2.14783e-09
第24面
K = 0.00000e+00 A 4= 3.77778e-04 A 6=-2.84287e-05 A 8= 3.37725e-06
A10=-1.80434e-07 A12= 3.82065e-09
各種データ
焦点距離 3.19
Fナンバー 2.80
半画角(°) 95.0
像高 5.25
BF 13.50
レンズ群データ
群 始面 終面 焦点距離
L1 1 8 -4.90
L2 18 27 22.78
[数値実施例3]
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 47.656 1.50 1.90043 37.4
2 11.393 11.43
3* -32.750 1.50 1.53110 55.9
4* 142.609 6.96
5 -188.682 4.05 1.80518 25.4
6 -18.835 1.00
7 -69.772 1.00 2.00100 29.1
8 9.671 12.03
9 ∞ 4.01 2.00100 29.1
10(反射面) ∞ 4.01
11 ∞ 9.15
12 -286.515 2.07 1.80518 25.4
13 -20.203 3.31
14(絞り) ∞ 4.41
15 ∞ 3.55 2.00100 29.1
16(反射面) ∞ 3.55
17 ∞ 1.41
18 16.136 2.67 1.53172 48.8
19 -7.681 0.95 1.95375 32.3
20 95.771 0.98
21 15.372 2.61 1.64769 33.8
22 -16.828 0.50
23 -26.800 2.09 1.84666 23.8
24 -19.252 1.75
25 53.571 0.80 2.00069 25.5
26 6.136 3.23 1.49700 81.6
27 -15.725 14.80
像面 ∞
非球面データ
第3面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.82668e-004 A 6=-6.27594e-007 A 8= 1.68239e-009
A10=-8.54689e-012
第4面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.48208e-004 A 6= 5.23490e-007 A 8=-6.34100e-009
A10= 2.94229e-011
焦点距離 2.44
Fナンバー 4.12
半画角(°) 95.0
像高 4.00
BF 14.80
レンズ群データ
群 始面 終面 焦点距離
L1 1 8 -3.34
L2 18 27 28.15
[数値実施例4]
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 52.026 1.50 1.95375 32.3
2 11.875 11.11
3* -70.530 1.50 1.53110 55.9
4* 44.705 4.89
5 -46.470 4.36 1.84666 23.8
6 -18.673 1.08
7 -39.477 1.00 1.83481 42.7
8 32.001 2.20
9 ∞ 8.06 2.00100 29.1
10(反射面) ∞ 8.06
11 ∞ 8.01
12 -456.978 1.45 1.83481 42.7
13 11.638 1.00
14(絞り) ∞ 4.03
15 ∞ 3.95 2.00100 29.1
16(反射面) ∞ 3.94
17 ∞ 1.08
18 13.236 3.07 1.80518 25.4
19 -8.221 0.95 2.00100 29.1
20 -183.054 0.50
21 12.214 2.96 1.49700 81.6
22 -14.644 0.56
23* 38.206 2.15 1.53110 55.9
24* -1351.203 1.03
25 -211.102 0.80 2.00069 25.5
26 5.353 3.04 1.48749 70.2
27 -10.898 16.83
像面 ∞
非球面データ
第3面
K = 0.00000e+000 A 4= 2.37623e-004 A 6=-2.54505e-006 A 8= 1.28437e-008
A10=-4.59056e-011
第4面
K = 0.00000e+000 A 4= 2.50792e-004 A 6=-2.48114e-006 A 8= 4.49008e-009
A10= 6.50975e-012
第23面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.06779e-003 A 6=-2.53375e-005 A 8= 1.97387e-006
A10=-1.61074e-007 A12= 3.59609e-009
第24面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.16434e-003 A 6=-1.83981e-005 A 8= 1.59211e-006
A10=-1.56490e-007 A12= 4.38431e-009
焦点距離 2.44
Fナンバー 4.12
半画角(°) 95.1
像高 4.00
BF 16.83
レンズ群データ
群 始面 終面 焦点距離
L1 1 8 -7.11
L2 18 27 11.58
各数値実施例における種々の値を、以下の表1にまとめて示す。なお、全ての実施例ともd線を基準波長としており、下記の表1に示す値はこの基準波長におけるものである。
[撮像装置]
次に本発明の撮像装置の実施例について述べる。図11は、本実施例の撮像装置(デジタルスチルカメラ)300の概略図である。撮像装置300は、撮像素子310を有するカメラ本体320と、上述した実施例1乃至4のいずれかと同様である光学系101,102を備えるレンズ装置100を備える。レンズ装置100とカメラ本体320は一体に構成されていても良いし、着脱可能に構成されていても良い。カメラ本体320はクイックターンミラーを有する所謂一眼レフカメラでも良いし、クイックターンミラーを有さない所謂ミラーレスカメラでも良い。撮像素子310は、光学系101,102によって形成された光学像を受光して光電変換するCCDセンサやCMOSセンサ等の固体撮像素子(光電変換素子)である。なお、図11には1つの光学系しか図示していないのは、奥行方向に2つの光学系が並んで配置されているためである。
次に本発明の撮像装置の実施例について述べる。図11は、本実施例の撮像装置(デジタルスチルカメラ)300の概略図である。撮像装置300は、撮像素子310を有するカメラ本体320と、上述した実施例1乃至4のいずれかと同様である光学系101,102を備えるレンズ装置100を備える。レンズ装置100とカメラ本体320は一体に構成されていても良いし、着脱可能に構成されていても良い。カメラ本体320はクイックターンミラーを有する所謂一眼レフカメラでも良いし、クイックターンミラーを有さない所謂ミラーレスカメラでも良い。撮像素子310は、光学系101,102によって形成された光学像を受光して光電変換するCCDセンサやCMOSセンサ等の固体撮像素子(光電変換素子)である。なお、図11には1つの光学系しか図示していないのは、奥行方向に2つの光学系が並んで配置されているためである。
本実施例の撮像装置300は、レンズ装置100を有することによって、2つの光学系による撮影を1枚のより小型な撮像素子で行うことが可能な、立体映像撮影可能な撮像装置となっている。
なお、上述した各実施例の光学系は、図11に示したデジタルスチルカメラに限らず、放送用カメラ、銀塩フィルム用カメラ、監視用カメラ等の種々の撮像装置に適用することができる。
以上、本発明の好ましい実施形態及び実施例について説明したが、本発明はこれらの実施形態及び実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の組合せ、変形及び変更が可能である。
L1 第1レンズ群
L2 第2レンズ群
PR1 第1反射部材
PR2 第2反射部材
L2 第2レンズ群
PR1 第1反射部材
PR2 第2反射部材
Claims (14)
- 2つの光学系を有し、
前記2つの光学系は、共に物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力の第1レンズ群、第1反射部材、第2反射部材、正の屈折力の第2レンズ群を有し、
前記第1反射部材の反射面から前記第2反射部材の反射面までの光軸上の距離をDR、前記光学系の焦点距離をf、前記第2レンズ群の焦点距離をf2、前記第2反射部材の反射面から像面までの光軸上の距離をD2とするとき、
5.9<DR/f<13.6
0.7<D2/f2<5.2
なる条件を満足することを特徴とするレンズ装置。 - 前記2つの光学系において最も物体側に配置されたレンズの面頂点同士の間隔をDin、前記2つの光学系において最も像側に配置されたレンズの面頂点同士の間隔をDoutとするとき、
0.03<Dout/Din<0.50
なる条件を満足することを特徴とする請求項1に記載のレンズ装置。 - 前記2つの光学系の少なくとも一方において、最も物体側に配置されたレンズの物体側の面から前記像面までの光軸上の距離をDtotalとするとき、
28.2<Dtotal/f<52.0
なる条件を満足することを特徴とする請求項1または2に記載のレンズ装置。 - 前記2つの光学系の少なくとも一方において、前記第1レンズ群の最も物体側のレンズの物体側の面から前記第1反射部材の反射面までの光軸上の距離をD1とするとき、
8.4<D1/f<23.5
なる条件を満足することを特徴とする請求項1から3の何れか一項に記載のレンズ装置。 - 前記2つの光学系の少なくとも一方において、前記第1レンズ群の焦点距離をf1とするとき、
-4.3<f1/f<-0.8
なる条件を満足することを特徴とする請求項1から4の何れか一項に記載のレンズ装置。 - 前記2つの光学系の少なくとも一方は、前記第1反射部材と前記第2反射部材との間に開口絞りを更に有することを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載のレンズ装置。
- 前記少なくとも一方の光学系において、前記開口絞りから像面までの光軸上の距離をDPとするとき、
10.4<DP/f<22.5
なる条件を満足することを特徴とする請求項6に記載のレンズ装置。 - 前記2つの光学系の少なくとも一方において、前記第1レンズ群の焦点距離をf1とするとき、
-1.25<f1/f2<-0.05
なる条件を満足することを特徴とする請求項1から7のいずれか一項に記載のレンズ装置。 - 前記2つの光学系は、並列に配置されていることを特徴とする請求項1から8のいずれか一項に記載のレンズ装置。
- 前記2つの光学系の少なくとも一方において、光路の折り曲げ回数は2回であることを特徴とする請求項1から9のいずれか一項に記載のレンズ装置。
- 前記2つの光学系は、互いに同一の光学系であることを特徴とする請求項1から10のいずれか一項に記載のレンズ装置。
- 前記2つの光学系は、共に物体側から像側へ順に配置された、前記第1レンズ群、前記第1反射部材、開口絞り、前記第2反射部材、前記第2レンズ群から成ることを特徴とする請求項1から11のいずれか一項に記載のレンズ装置。
- 請求項1から12のいずれか一項に記載のレンズ装置と、前記2つの光学系によって形成される光学像を撮像する撮像素子を有することを特徴とする撮像装置。
- 前記2つの光学系による光学像は、一つの前記撮像素子によって撮像されることを特徴とする請求項13に記載の撮像装置。
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