JP6470745B2 - 複数の撮像光学系及びそれを有する撮像装置 - Google Patents

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Description

本発明は複数の撮像光学系に関し、特に、各撮像光学系を構成するレンズ群の一部を複数の撮像光学系で共通にした、複数の撮像光学系に関する。また、本発明は複数の撮像光学系を有する撮像装置に関する。
近年、様々な仕様の撮像光学系が開発されている。特にレンズ交換式カメラにおいては、シーンに応じて撮像光学系を交換することができる。そのため、ユーザーは、様々なシーンを撮影することができる。撮像光学系の選択肢が増えることは、ユーザーにとって好ましい状況と言える。
一方で、撮像光学系の種類の増加に従い、撮像光学系を構成する部品数も増加している。そのため、撮像光学系の開発に要する期間やコスト、更には、生産ライン数や生産設備費用も増加している。このように、撮像光学系の種類の増加は、メーカーにとって負荷の増加になっている。
この様な問題を解決するために、光学系を共通で使用する技術が考案されている。仕様の違う撮像光学系において部品の共通化をもくろんだ技術が、特許文献１〜３で提案されている。
特開平７−１９９０６７号公報 特開２０１０−１９１２１１号公報 特開２００６−１２６８０６号公報
特許文献１〜３では、何れも拡大光学系を光路内に出し入れして焦点距離を変える手段をとっている。このような手段では、拡大光学系を光路に挿入すると、それに合わせて収差も拡大することになる。そのため、拡大光学系を光路に入れない時の光学性能を予め高くしておかないと、拡大光学系を挿入した後の光学性能を十分に確保することができない。すなわち、拡大光学系を光路に入れない状態であれば十分な光学性能であるにもかかわらず、それ以上に高い光学性能が要求されることになる。
それを達成するためには、必要以上に各レンズの屈折力を緩めて（小さくして）光学系の全長を伸ばし、更に拡大光学系の挿入スペースを確保することが必要となる。つまり、拡大光学系を光路内に出し入れする構成はメーカーにとっての負荷は減らせるものの、ユーザーにとってのメリットである小型化を達成することは困難な構成である。
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであって、撮像光学系におけるレンズの主要部品について複数の撮像光学系で共通化を図りつつも、それらの主要部品の小型化と軽量化を図ることでメーカーの開発負荷を減らし、しかも製品の小型化と軽量化も図ることができる複数の撮像光学系を提供することを目的とする。また、複数の撮像光学系を有する撮像装置を提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の複数の撮像光学系は、
焦点距離が異なる２つの撮像光学系を少なくとも有する複数の撮像光学系であって、
複数の撮像光学系における各撮像光学系は、物体側から順に、
正屈折力を有する前側レンズ群と、
絞り部材と、
負屈折力を有するフォーカスレンズ群と、
後側レンズ群と、からなり、
前側レンズ群は、共通レンズとして正レンズ又は負レンズを有し、
複数の撮像光学系のうち、少なくとも２つの撮像光学系は、各々、共通レンズを少なくとも１つ有し、
フォーカシング時は、フォーカスレンズ群のみが光軸上を移動し、
各撮像光学系が以下の条件式（１）’’’を満たし、且つ、
複数の撮像光学系が以下の条件式（２）を満たすことを特徴とする。
０．０６＜｜ｆfo／ｆ｜≦０．２４ （１）’’’
１．０２＜ｆfoLA／ｆfoSM＜２．５０ （２）
但し、
ｆfoは、各撮像光学系におけるフォーカスレンズ群の焦点距離、
ｆは、各撮像光学系における無限遠物点合焦時の全系の焦点距離、
ｆfoLAは、複数の撮像光学系におけるフォーカスレンズ群の焦点距離のうちで最大となる焦点距離、
ｆfoSMは、複数の撮像光学系におけるフォーカスレンズ群の焦点距離のうちで最小となる焦点距離、であって、
最大となる焦点距離と最小となる焦点距離は、焦点距離を絶対値で比較して求めるものとする。
また、本発明の撮像装置は、
撮像光学系と、
撮像面を持ち且つ撮像光学系により撮像面上に形成された像を電気信号に変換する撮像素子と、を有し、
撮像光学系が、上記の複数の撮像光学系のうちの１つであることを特徴とする。
本発明によれば、撮像光学系におけるレンズの主要部品について複数の撮像光学系で共通化を図りつつも、それらの主要部品の小型化と軽量化を図ることでメーカーの開発負荷を減らし、しかも製品の小型化と軽量化も図ることができる複数の撮像光学系を提供することができる。また、複数の撮像光学系を有する撮像装置を提供することができる。
実施例Ａの撮像光学系の無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図である。 実施例Ａの無限遠物点合焦時の収差図と至近物点合焦時の収差図である。 実施例Ｂの撮像光学系の無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図である。 実施例Ｂの無限遠物点合焦時の収差図と至近物点合焦時の収差図である。 実施例Ｃの撮像光学系の無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図である。 実施例Ｃの無限遠物点合焦時の収差図と至近物点合焦時の収差図である。 撮像装置の断面図である。 撮像装置の概観を示す前方斜視図である。 撮像装置の後方斜視図である。 撮像装置の主要部の内部回路の構成ブロック図である。
以下に、本発明に係る複数の撮像光学系の実施形態及び実施例を、図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態及び実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、これらの実施形態の複数の撮像光学系では、撮像光学系における主要部品について複数の撮像光学系で共通化が図られている。主要部品としては、例えば、レンズ又はレンズ群がある。
第１実施形態の複数の撮像光学系と第２実施形態の複数の撮像光学系（以下、「本実施形態の複数の撮像光学系」という）における、共通構成について説明する。
本実施形態の複数の撮像光学系は、焦点距離が異なる２つの撮像光学系を少なくとも有する複数の撮像光学系であって、共通構成として、複数の撮像光学系における各撮像光学系は、物体側から順に、正屈折力を有する前側レンズ群と、絞り部材と、負屈折力を有するフォーカスレンズ群と、後側レンズ群と、を有し、前側レンズ群は、共通レンズとして正レンズ又は負レンズを有し、複数の撮像光学系のうち、少なくとも２つの撮像光学系は、各々、共通レンズを少なくとも１つ有し、フォーカシング時は、フォーカスレンズ群のみが光軸上を移動する。
本実施形態の複数の撮像光学系では、各撮像光学系において、少なくとも一部のレンズが共通で使用されている。このような撮像光学系を採用することで、各撮像光学系において、光束が収斂した後に、フォーカスレンズ群を配置することができる。これにより、フォーカスレンズ群の結像倍率を高めることができるので、フォーカス感度も高めることができる。更に、フォーカスレンズ群の小径化と軽量化が図られると共に、フォーカス時のフォーカスレンズ群の移動距離を少なくすることができる。
更に、前側レンズ群の像側に絞り部材を配置することで、光束が収斂した位置に、径の小さな光学絞りを配置することができる。そのため、フォーカスレンズ群の移動に必要なスペースの最小化と駆動手段の配置の省スペース化を、共に行うことができる。駆動手段は、第１の駆動アクチュエータと第２の駆動アクチュエータの少なくとも一方である。
絞り部材は、少なくとも３つの部品で構成されている。３つの部品は、絞り径を決める部材、絞りハネ部材及び第１の駆動アクチュエータである。第１の駆動アクチュエータは、絞りの駆動に用いられる。また、開口絞りは、絞り径を決める部材又は絞りハネ部材である。また、フォーカスレンズ群の移動には、第２の駆動アクチュエータが用いられる。
各撮像光学系を２つのレンズ群に分けると、前側レンズ群と像側レンズ群とに分けることができる。像側レンズ群には、絞り部材、負屈折力を有するフォーカスレンズ群及び後側レンズ群が含まれる。
光学系の全長の短縮のためには、前側レンズ群の正屈折力を大きくすると共に、像側レンズ群内に負屈折力のレンズ群を配置することが望ましい。このようにすると、光学系の構成がテレフォトタイプの構成になるので、テレフォトタイプの構成によって生じる効果、すなわち、光学系の全長を短縮する効果を強めることができる。このようなことから、像側レンズ群にフォーカスレンズ群が配置されている。
また、前側レンズ群の収束光を、開口絞りを有する像側レンズ群に導くことで、特に像側レンズ群において、開口絞りよりも像側に位置するレンズの径を小径化することができる。また、開口絞りよりも像側にフォーカスレンズ群を配置することで、フォーカスレンズ群の駆動機構を含んだ部材を、小型軽量にすることが可能になる。
また、フォーカスレンズ群の屈折力を強めることで、テレフォトタイプの構成によって生じる効果が強まる。これにより、フォーカスレンズ群の結像倍率が高められるので、フォーカス感度を高くすることができる。フォーカスレンズ群が小径化できる像側レンズ群内であることで、容易にそれが可能になる。これにより、フォーカスレンズ群の軽量化と共に、フォーカス時のフォーカスレンズ群の移動距離を短くすることができるので、フォーカススピードの高速化ができる。
また、前側レンズ群にはフォーカスに関与するレンズが存在しない。そのため、前側レンズ群の屈折力を大きくしても、前側レンズ群内の各レンズの収差補正作用を強めることで、前側レンズ群内で球面収差、コマ収差、非点収差及び軸上色収差（以下、「球面収差等」という）を良好に補正することができる。
また、前側レンズ群にフォーカスに関与するレンズが存在しないことで、像側レンズ群において、球面収差等に対する補正の関与を減らすことができる。この場合、良好な結像性能を保ったままフォーカスレンズ群の屈折力を大きくすることができるので、テレフォトタイプの構成によって生じる効果を強めることができる。
また、この効果が強まることで、前側レンズ群を小型化しつつも、前側レンズ群において、球面収差等に対する補正能力に余裕が生まれやすくなる。望遠系を含む光学系では、球面収差等は光学系の主要な結像性能に関与する。球面収差等に対する補正能力に関して前側レンズ群に余裕を持たせることで、球面収差等に対して補正作用を持つ正レンズ又は負レンズを複数の撮像光学系で共通化することが、設計的に容易になる。更に、レンズの共通化により、各撮像光学系の製造時に、レンズの加工に用いる冶工具類を共通で使用できるので、各撮像光学系で低コスト化が図れる。
第１実施形態の複数の撮像光学系について説明する。第１実施形態の複数の撮像光学系は、上述の共通構成を備えると共に、各撮像光学系が、以下の条件式（１）を満たし、且つ、複数の撮像光学系が、以下の条件式（２）を満たすことを特徴とする。
０．０６＜｜ｆfo／ｆ｜＜０．４ （１）
１．０２＜ｆfoLA／ｆfoSM＜２．５０ （２）
但し、
ｆfoは、各撮像光学系におけるフォーカスレンズ群の焦点距離、
ｆは、各撮像光学系における無限遠物点合焦時の全系の焦点距離、
ｆfoLAは、複数の撮像光学系におけるフォーカスレンズ群の焦点距離のうちで最大となる焦点距離、
ｆfoSMは、複数の撮像光学系におけるフォーカスレンズ群の焦点距離のうちで最小となる焦点距離、であって、
最大となる焦点距離と最小となる焦点距離は、焦点距離を絶対値で比較して求めるものとする。
条件式（１）は、各撮像光学系におけるフォーカスレンズ群の屈折力について規定した条件式である。条件式（１）では、各撮像光学系における全系の焦点距離で規格化を行っている。
条件式（１）の下限値を下回ると、光学系の全長短縮には有利となるが、前側レンズ群の屈折力の比率が増大する。前側レンズ群は大口径のレンズ群であるため、前側レンズ群の重量が増加する。その結果、全体重量の軽量化が困難になる。
また条件式（１）の上限を上回ると、後側レンズ群の屈折力の比率が増大するので、光学系の全長短縮が困難になる。
条件式（２）は、複数の撮像光学系におけるフォーカスレンズ群の焦点距離の最大値と最小値の比について規定した条件式である。
条件式（２）の下限値を下回ると、フォーカスレンズ群の焦点距離が最も長い撮像光学系とフォーカスレンズ群の焦点距離が最も短い最小値を持つ撮像光学系とで、両者の全系の焦点距離の差を広げられない。そのため、撮像光学系としての有効なスペック差が得られない。特に、撮像光学系としての有効なスペック差を持たせながら、各撮像光学系において、球面収差や像面湾曲を良好に保ちつつ、フォーカシング時の収差変動を減らして光学系を小型化することが困難になる。
また、条件式（２）の上限値を上回ると、フォーカスレンズ群の径が各撮像光学系で大きく異なってしまう。すなわち、フォーカスレンズ群の径が最も大きい撮像光学系とフォーカスレンズ群の径が最も小さい撮像光学系とで、フォーカスレンズ群の径の差が大きくなりすぎてしまう。この場合、駆動手段の配置場所や配置スペースが各撮像光学系で変わってしまうため、絞り部材の共通化が難しくなる。
例えば、フォーカスレンズ群の径の差が大きくなることで、撮像光学系のＦナンバーを所望の値に設定するために、絞り部材を光軸方向へずらす必要が生じる。上述のように、絞り部材はフォーカスレンズ群の近傍に配置されている。また、絞り部材の前後には、他のレンズやレンズの枠部材が存在する。絞り部材の前後に十分なスペースが確保されている場合は、絞り部材の移動に問題は生じない。しかしながら、小型化を狙った光学系では、絞り部材の前後で確保できるスペースは限られてくる。このようなことから、レンズや枠部材との干渉を防ぐために、絞り部材自体の変更が必要になる。
特に、第１の駆動アクチュエータによる絞り部材の駆動では、光軸方向のスペースを広く使う。光軸方向のスペースを広くすると、光軸方向において、レンズや枠部材等と絞り部材とが干渉し易くなるので、アクチュエータ自体の変更、又は絞り部材内でのアクチュエータ位置の変更が必要となる。そのため、絞り部材の共通化が難しくなる。このようなことから、条件式（２）を満足することが好ましい。
条件式（１）に代えて、以下の条件式（１）’を満足することが好ましい。
０．１＜｜ｆfo／ｆ｜＜０．３ （１）’
また、条件式（１）に代えて、以下の条件式（１）’’を満足することがより好ましい。
０．１＜｜ｆfo／ｆ｜＜０．２５ （１）’’
条件式（２）に代えて、以下の条件式（２）’を満足することが好ましい。
１．０３＜ｆfoLA／ｆfoSM＜２．００ （２）’
また、条件式（２）に代えて、以下の条件式（２）’’を満足することがより好ましい。
１．０４＜ｆfoLA／ｆfoSM＜１．５０ （２）’’
第２実施形態の複数の撮像光学系は、上述の共通構成を備えると共に、後側レンズ群が正屈折力を有し、複数の撮像光学系が以下の条件式（２）、（３）を満たすことを特徴とする。
１．０２＜ｆfoLA／ｆfoSM＜２．５０ （２）
１≦Ｋmax／Ｋmin≦１．６０ （３）
但し、
ｆfoLAは、複数の撮像光学系におけるフォーカスレンズ群の焦点距離のうちで最大となる焦点距離、
ｆfoSMは、複数の撮像光学系におけるフォーカスレンズ群の焦点距離のうちで最小となる焦点距離、であって、
最大となる焦点距離と最小となる焦点距離は、焦点距離を絶対値で比較して求めるものとし、
Ｋmaxは、Ｋのうちで最大となるＫ、
Ｋminは、Ｋのうちで最小となるＫ、
Ｋは、Ｋ＝ｆｂLD／ＭＧfoで表される値（単位はｍｍ）であり、
ｆｂLDは、ｆｂLD＝ｆ２／２０００ｍｍで表され、
ｆは、各撮像光学系における無限遠物点合焦時の全系の焦点距離、
ＭＧfoは、各撮像光学系におけるフォーカス感度、
フォーカス感度は、無限遠物点合焦時のフォーカスレンズ群の単位移動量に対する像面の移動量、
である。
条件式（２）の技術的意義については既に説明したので、ここでの説明は省略する。
条件式（３）は、フォーカスユニットにおける駆動量の最大値と最小値の比について規定した条件式である。この駆動量は、フォーカスレンズ群の移動量に基づいて求めることができる。
条件式（３）の上限値を上回ると、レンズの共通化を行う複数の撮像光学系おいて、各撮像光学系で、フォーカスレンズ群の移動に必要なスペースの最小化と駆動手段の配置の省スペース化を、共に行うことが難しくなる。その結果、光学系の小型化が難しくなる。
条件式（３）に代えて、以下の条件式（３）’を満足することが好ましい。
１≦Ｋmax／Ｋmin≦１．５０ （３）’
また、条件式（３）に代えて、以下の条件式（３）’’を満足することがより好ましい。
１≦Ｋmax／Ｋmin≦１．３０ （３）’’
また、本実施形態の複数の撮像光学系では、各撮像光学系が以下の条件式（４）を満たすことが好ましい。
０．５＜ｆff／ｆfb＜１．８ （４）
但し、
ｆffは、各撮像光学系における前側レンズ群の焦点距離、
ｆfbは、各撮像光学系における後側レンズ群の焦点距離、
である。
条件式（４）は、各撮像光学系における前側レンズ群と後側レンズ群の屈折力のバランスに関する条件式である。
条件式（４）の上限値を上回ると、前群レンズ群の屈折力が小さくなるので、光学系の全長の短縮が困難になると共に、フォーカス感度が低下する。フォーカス感度が低下することで、フォーカスレンズ群の移動量が増加するので、フォーカスユニットのスペースを十分に確保することが難しくなる。また、球面収差や像面湾曲が良好に補正できなくなる。
また、条件式（４）の下限値を下回ると、前群レンズ群の屈折力が大きくなるので、球面収差や像面湾曲が良好に補正できなくなる。
条件式（４）に代えて、以下の条件式（４）’を満足することが好ましい。
０．６０＜ｆff／ｆfb＜１．７５ （４）’
また、条件式（４）に代えて、以下の条件式（４）’’を満足することがより好ましい。
０．６５＜ｆff／ｆfb＜１．６５ （４）’’
また、第２実施形態の撮像光学系では、各撮像光学系が以下の条件式（１）を満たすことが好ましい。
０．０６＜｜ｆfo／ｆ｜＜０．４ （１）
但し、
ｆfoは、各撮像光学系におけるフォーカスレンズ群の焦点距離、
ｆは、各撮像光学系における無限遠物点合焦時の全系の焦点距離、
である。
条件式（１）の技術的意義は既に説明したので、ここでの説明は省略する。
また、第１実施形態の複数の撮像光学系では、複数の撮像光学系が以下の条件式（３）を満たすことが好ましい。
１≦Ｋmax／Ｋmin≦１．６０ （３）
但し、
Ｋmaxは、Ｋのうちで最大となるＫ、
Ｋminは、Ｋのうちで最小となるＫ、
Ｋは、Ｋ＝ｆｂLD／ＭＧfoで表される値（単位はｍｍ）であり、
ｆｂLDは、ｆｂLD＝ｆ２／２０００ｍｍで表され、
ｆは、各撮像光学系における無限遠物点合焦時の全系の焦点距離、
ＭＧfoは、各撮像光学系におけるフォーカス感度、
フォーカス感度は、無限遠物点合焦時のフォーカスレンズ群の単位移動量に対する像面の移動量、
である。
条件式（３）の技術的意義は既に説明したので、ここでの説明は省略する。
また、本実施形態の複数の撮像光学系では、各撮像光学系が以下の条件式（５）を満たすことが好ましい。
１．０＜ΦLD／Φc＜１．２５ （５）
但し、
ΦLDは、各撮像光学系におけるフォーカスレンズ群での最大有効口径、
Φcは、各撮像光学系におけるフォーカスレンズ群での最大軸上結像光束径、
である。
条件式（５）は、各撮像光学系におけるフォーカスレンズ群の有効口径と軸上結像光束径の比について規定した条件式である。
条件式（５）の下限値を下回ると、Ｆナンバーがフォーカスレンズ群で決まることになる。この場合、フォーカスレンズの移動に伴ってＦナンバーが変化するが、その変化量が大きくなる。条件式（５）の上限値を上回ると、フォーカスレンズ群の有効口径が大きくなりすぎるので、光学系の小径化が難しくなる。
条件式（５）に代えて、以下の条件式（５）’を満足することが好ましい。
１．０３＜ΦLD／Φc＜１．２０ （５）’
また、条件式（５）に代えて、以下の条件式（５）’’を満足することがより好ましい。
１．０４＜ΦLD／Φc＜１．１５ （５）’’
また、本実施形態の複数の撮像光学系は、以下の条件式（６）を満たすことが好ましい。
１≦ＬＤＷmax／ＬＤＷmin≦１．６５ （６）
但し、
ＬＤＷmaxは、複数の撮像光学系におけるフォーカスレンズ群のレンズ総重量のうちで最大となる総重量、
ＬＤＷminは、複数の撮像光学系におけるフォーカスレンズ群のレンズ総重量のうちで最小となる総重量、
である。
条件式（６）は、複数の撮像光学系におけるフォーカスレンズ群の総重量に関する条件式であって、総重量の最大値と最小値の比について規定した条件式である。
条件式（６）の上限値を上回ると、第２の駆動アクチュエータを共通で使用した際に、フォーカスレンズ群の総重量が最大値となる撮像光学系でフォーカス駆動速度の低下が大きくなる。よって、条件式（６）の上限を上回ることは好ましくない。
条件式（６）に代えて、以下の条件式（６）’を満足することが好ましい。
１≦ＬＤＷmax／ＬＤＷmin≦１．５０ （６）’
また、条件式（６）に代えて、以下の条件式（６）’’を満足することがより好ましい。
１≦ＬＤＷmax／ＬＤＷmin≦１．４０ （６）’’
また、本実施形態の複数の撮像光学系では、各撮像光学系が以下の条件式（７）を満たすことが好ましい。
−２＜ｆfo／ｆfb＜−０．２７ （７）
但し、
ｆfoは、各撮像光学系におけるフォーカスレンズ群の焦点距離、
ｆfbは、各撮像光学系における後側レンズ群の焦点距離、
である。
条件式（７）は、フォーカスレンズ群の後側レンズ群の焦点距離の比について規定した条件式であって、特に後側レンズ群の担う屈折力と収差バランスについて考慮した条件式である。
条件式（７）の下限値を下回ると、フォーカス感度が小さくなりすぎる。この場合、フォーカスユニットを配置するスペースが増えるので、光学系の小型化が難しくなる。また、条件式（７）の上限値を上回ると、後側レンズ群の収差補正効果を十分得ることができないため、主に球面収差と像面湾曲が悪化する。
条件式（７）に代えて、以下の条件式（７）’を満足することが好ましい。
−１．７＜ｆfo／ｆfb＜−０．３ （７）’
また、条件式（７）に代えて、以下の条件式（７）’’を満足することがより好ましい。
−１．５＜ｆfo／ｆfb＜−０．３ （７）’’
また、本実施形態の複数の撮像光学系では、各撮像光学系は同一の絞り部材を有し、以下の条件式（８）を満たすことが好ましい。
１≦ＡＰΦmax／ＡＰΦmin≦１．１５ （８）
但し、
ＡＰΦmaxは、複数の撮像光学系における開口絞りの直径のうちで最大となる直径、
ＡＰΦminは、複数の撮像光学系における開口絞りの直径のうちで最小となる直径、
である。
各撮像光学系の絞り部材に、同一の部品を使用することが好ましい。このようにすることで、フォーカスレンズ群の結像倍率を高めることができる。その結果、フォーカス感度を高めることができると共に、フォーカスレンズ群の小径化を図ることができる。また、フォーカスレンズ群の軽量化が図られると共に、フォーカス時のフォーカスレンズ群の移動距離を少なくできる。
更に、フォーカスレンズ群の近傍に絞り部材を配置することで、小型の絞り部材を配置できるだけでなく、絞りの径自体も小径にすることができる。これにより、フォーカスレンズ群と駆動手段の配置を省スペースで行うことができる。その結果、複数の撮像光学系について、絞り部材を共通で使用する構成が容易に実現できる。
条件式（８）は、複数の撮像光学系における開口絞りの直径の最大値と最小値の比について規定した条件式である。条件式（８）の上限値を上回ると、少なくとも１つの撮像光学系で、開放絞りの状態での開口の形状が多角形になる。開口の形状が多角形だと、ボケ味を悪化させる。よって、条件式（８）の下限値を下回ることや、上限値を上回ることは好ましくない。
また、本実施形態の複数の撮像光学系では、共通レンズのうちの正レンズが以下の条件式（９）を満たすことが好ましい。
８０＜νｄP （９）
但し、
νｄPは、共通レンズのうちの正レンズのアッベ数、
である。
複数の撮像光学系では、共通レンズとして、正レンズ又は負レンズを有することが好ましい。
条件式（９）を満たすことで、各撮像光学系の共通設計において、良好な色収差を確保できる。正レンズが複数の場合、１つの正レンズが条件式（９）を満たしていれば良い。
また、本実施形態の複数の撮像光学系では、各撮像光学系が以下の条件式（１０）を満たすことが好ましい。
０．０２３≦ＳＣ／Ｌ≦０．１１０ （１０）
但し、
ＳＣは、各撮像光学系における絞り部材からフォーカスレンズ群の物体側に位置するレンズ面までの距離であって、無限遠物点合焦時の距離、
Ｌは、各撮像光学系における光学系の全長、
である。
条件式（１０）は、絞り部材からフォーカスレンズ群の物体側に位置するレンズ面までの長さについて規定した条件式である。条件式（１０）では、光学系の全長で規格化を行なっている。また、ＳＣを算出する際の絞り部材側の基準は、絞り部材のうちのＦナンバーを決める部材が基準になる。
条件式（１０）の下限値を下回ると、絞り（絞り部材）よりも物体側に位置するレンズ群の正屈折力による光束の収束効果を十分得ることができない。そのため、フォーカスレンズ群の径が大きくなる。また、条件式（１０）の上限値を上回ると、フォーカスレンズ群の小径化は容易となるが、光学系の全長の短縮が困難になる。
条件式（１０）に代えて、以下の条件式（１０）’を満足することが好ましい。
０．０２５≦ＳＣ／Ｌ≦０．１００ （１０）’
また、条件式（１０）に代えて、以下の条件式（１０）’’を満足することがより好ましい。
０．０４０≦ＳＣ／Ｌ≦０．０９０ （１０）’ ’
また、本実施形態の複数の撮像光学系では、複数の撮像光学系のうち、２つの撮像光学系が以下の条件式（１１）を満たすことが好ましい。
１．２＜ｆL／ｆS （１１）
但し、
ｆLは、２つの撮像光学系の全系の無限遠物点合焦時の焦点距離のうちで長い方の焦点距離、
ｆSは、２つの撮像光学系の全系の無限遠物点合焦時の焦点距離のうちで短い方の焦点距離、
である。
条件式（１１）は、複数の撮像光学系のうちの任意の２つの撮像光学系における焦点距離の比について規定した条件式である。
条件式（１１）の下限値を下回ると、２つの撮像光学系において、各々、有効なスペックを得ることができない。
また、本実施形態の複数の撮像光学系では、各撮像光学系における絞り部材の開口絞りの直径をＡＰΦmaxとすることが好ましい。
但し、
ＡＰΦmaxは、複数の撮像光学系における開口絞りの直径のうちで最大となる直径、
である。
絞り部材を複数の撮像光学系で共通化する際には、各撮像光学系における開口絞りの直径を、複数の撮像光学系における開口絞りの直径のうちで最大となる直径にする。そして、ＡＰΦmaxよりも小さい開口径が必要な撮像光学系には、ＡＰΦmaxよりも小さい開口径を持つ開口部材を用いる。その際、例えば、開口部材として絞りハネ等を用い、絞りハネ等で開口径を絞ることで、ＡＰΦmaxよりも小さい開口径を実現すれば良い。このようにすることで、絞り部材を効率良く構成することができる。２つの開口部材を用いる場合、固定開口と可変開口の組み合わせ、２つの可変開口の組み合わせが考えられる。
また、本実施形態の複数の撮像光学系では、絞り部材よりも光学絞り径の小さい撮像光学系においては、開放Ｆナンバーに絞った絞りハネで設定し、絞りハネは７枚以上の奇数枚で構成されていることが好ましい。
絞りハネを７枚以上とすることで、絞りハネによる開放絞り形状を真円に近い形状とすることができる。また、絞りハネ枚数を７枚以上の奇数枚とすることで、絞りによる回折強度を減らすことができる。
また、本実施形態の複数の撮像光学系では、同一の絞り部材よりも光学絞り径が小さい撮像光学系においては、絞り枠部材近傍に、所定の開放Ｆナンバーとなる様に円形の開口部を持つ遮光部材が追加配置されていることが好ましい。
このような構成を取ることにより、より真円に近い開放絞りとすることができる。
また、本実施形態の撮像装置は、撮像光学系と、撮像面を持ち且つ撮像光学系により撮像面上に形成された像を電気信号に変換する撮像素子と、を有し、撮像光学が、上記のいずれかの複数の撮像光学系のうちの１つであることを特徴とする。
本実施形態の撮像装置によれば、本実施形態の複数の撮像光学系を用いることができるので、小型軽量でありながら、様々な被写体を撮像することができる。
なお、上述の各構成は、複数の構成を同時に満足してもよい。このようにすることが、良好な複数の撮像光学系を得る上で好ましい。また、好ましい構成の組み合わせは任意である。また、各条件式について、より限定した条件式の数値範囲の上限値あるいは下限値のみを限定しても構わない。
本発明に係る複数の撮像光学系の実施例を、図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
ゴースト、フレア等の不要光をカットするために、明るさ絞り以外にフレア絞りを配置してもかまわない。フレア絞りは、前側レンズ群の物体側、前側レンズ群とフォーカスレンズ群との間、フォーカスレンズ群と後側レンズ群との間、後側レンズ群と像面との間のいずれの場所に配置しても良い。
枠部材をフレア絞りの遮光部として用い、この枠部材によりフレア光線を遮光するように構成しても良いし、別の部材で遮光部を構成しても良い。また、遮光部は光学系に直接印刷しても、塗装しても良い。また、シールなどを遮光部として光学系に接着してもかまわない。
また、遮光部の形状は円形、楕円形、矩形、多角形、関数曲線で囲まれる範囲等、いかなる形状でもかまわない。また有害光束をカットするだけでなく画面周辺のコマフレア等の光束をカットしても良い。
また、各レンズには反射防止コートを行い、ゴースト、フレアを軽減してもかまわない。マルチコートであれば効果的にゴースト、フレアを軽減できるので望ましい。また赤外カットコートをレンズ面、カバーガラス等に行ってもかまわない。
ゴースト・フレアの発生を防止するためにレンズの空気接触面に反射防止コートを施すことは一般的に行われている。一方、接合レンズの接合面では接着材の屈折率が空気の屈折率よりも十分高い。そのため、接合レンズの接合面の屈折率は、もともと単層コート並み、あるいはそれ以下の反射率となっていることが多い。そのため、接合レンズの接合面に、あえてコートを施すことは少ない。しかしながら、接合面にも積極的に反射防止コートを施せばさらにゴースト・フレアを軽減できるので、なお良好な画像を得ることができるようになる。
特に、最近では高屈折率硝材が普及している。高屈折率硝材は収差補正効果が高いため、カメラ光学系に多用されるようになってきている。ただし、高屈折率硝材を接合レンズとして用いた場合、接合面での反射も無視できなくなってくる。そのような場合、接合面に反射防止コートを施しておくことは特に効果的である。
接合面コートの効果的な使用法に関しては、特開平２−２７３０１号公報、特開２００１−３２４６７６号公報、特開２００５−９２１１５号公報、ＵＳＰ７１１６４８２公報等に開示されている。
これらの文献では、特に正先行ズームレンズの第１群内の接合レンズ面コートについて述べられている。そこで、本発明の正屈折力の前側レンズ群内の接合レンズ面についても、これら文献に開示されているごとく接合面コートを実施すればよい。
使用するコート材としては、基盤となるレンズの屈折率と接着材の屈折率に応じて、比較的高屈折率なＴａ2Ｏ5、ＴｉＯ2、Ｎｂ2Ｏ5、ＺｒＯ2、ＨｆＯ2、ＣｅＯ2、ＳｎＯ2、Ｉｎ2Ｏ3、ＺｎＯ、Ｙ2Ｏ3などのコート材、比較的低屈折率なＭｇＦ2、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3などのコート材、などを適宜選択し、位相条件を満たすような膜厚に設定すれば良い。
当然のことながら、レンズの空気接触面へのコーティング同様、接合面コートをマルチコートとしても良い。２層あるいはそれ以上の膜数のコート材や膜厚を適宜組み合わせることで、更なる反射率の低減や、反射率の分光特性・角度特性等のコントロールなどを行うことが可能となる。また前側レンズ群以外のレンズ接合面についても、同様の思想に基づいて接合面コートを行うことが効果的なのは言うまでもない。
実施例１の複数の撮像光学系は、実施例Ａの撮像光学系、実施例Ｂの撮像光学系、及び実施例Ｃの撮像光学系を有する。
実施例２の複数の撮像光学系は、実施例Ｂの撮像光学系と実施例Ｃの撮像光学系を有する。
実施例Ａの撮像光学系について説明する。図１は、実施例Ａの撮像光学系の無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図（レンズ断面図）である。実施例Ａ〜Ｃの全てにおいて、前側レンズ群はＧＦ、フォーカスレンズ群はＦｏ、後側レンズ群はＧＲ、開口絞り（明るさ絞り）はＳ、像面（撮像面）はＩで示してある。
図２は、実施例Ａの撮像光学系の収差図である。ここで、ＦＩＹは像高である。なお、収差図における記号は、後述の実施例Ｂ、Ｃにおいても共通である。
また、これらの収差図において、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、それぞれ、無限遠物点合焦時における球面収差（ＳＡ）、非点収差（ＡＳ）、歪曲収差（ＤＴ）、倍率色収差（ＣＣ）を示している。
また、（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）、（ｈ）は、それぞれ、至近物点合焦時における球面収差（ＳＡ）、非点収差（ＡＳ）、歪曲収差（ＤＴ）、倍率色収差（ＣＣ）を示している。
実施例Ａの撮像光学系は、図１に示すように、物体側から像側に順に、正屈折力を有する前側レンズ群ＧＦと、負屈折力を有するフォーカスレンズＦｏと、正屈折力を有する後側レンズ群ＧＲと、で構成されている。開口絞りＳは、前側レンズ群ＧＦとフォーカスレンズＦｏとの間に配置されている。
前側レンズ群ＧＦは、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１と、両凸正レンズＬ２と、両凹負レンズＬ３と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ４と、両凸正レンズＬ５と、両凸正レンズＬ６と、両凹負レンズＬ７と、両凹負レンズＬ８と、両凸正レンズＬ９と、で構成されている。ここで、両凸正レンズＬ２と両凹負レンズＬ３とが接合されている。また、負メニスカスレンズＬ４と両凸正レンズＬ５とが接合されている。また、両凸正レンズＬ６と両凹負レンズＬ７とが接合されている。また、両凹負レンズＬ８と両凸正レンズＬ９とが接合されている。正メニスカスレンズＬ１から両凸正レンズＬ５までは、実施例Ｂや実施例Ｃと同一である。
フォーカスレンズＦｏは、両凸正レンズＬ１０と、両凹負レンズＬ１１と、で構成されている。
後側レンズ群ＧＲは、両凹負レンズＬ１２と、両凸正レンズＬ１３と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１４と、両凸正レンズＬ１５と、で構成されている。ここで、両凹負レンズＬ１２と両凸正レンズＬ１３とが接合されている。
フォーカシング時、フォーカスレンズＦｏが光軸に沿って移動する。より詳しくは、無限遠物体から至近物体へのフォーカシング時、フォーカスレンズＦｏは像側に移動する。
実施例Ｂの撮像光学系について説明する。図３は、実施例Ｂの撮像光学系の無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図である。図４は、実施例Ｂの無限遠物点合焦時の収差図と至近物点合焦時の収差図である。
実施例Ｂの撮像光学系は、図３に示すように、物体側から像側に順に、正屈折力を有する前側レンズ群ＧＦと、負屈折力を有するフォーカスレンズＦｏと、正屈折力を有する後側レンズ群ＧＲと、で構成されている。開口絞りＳは、前側レンズ群ＧＦとフォーカスレンズＦｏとの間に配置されている。
前側レンズ群ＧＦは、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１と、両凸正レンズＬ２と、両凹負レンズＬ３と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ４と、両凸正レンズＬ５と、両凸正レンズＬ６と、両凹負レンズＬ７と、両凹負レンズＬ８と、両凸正レンズＬ９と、で構成されている。ここで、両凸正レンズＬ２と両凹負レンズＬ３とが接合されている。また、負メニスカスレンズＬ４と両凸正レンズＬ５とが接合されている。また、両凸正レンズＬ６と両凹負レンズＬ７とが接合されている。また、両凹負レンズＬ８と両凸正レンズＬ９とが接合されている。
フォーカスレンズＦｏは、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１０と、両凹負レンズＬ１１と、で構成されている。
後側レンズ群ＧＲは、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１２と、両凸正レンズＬ１３と、両凸正レンズＬ１４と、両凹負レンズＬ１５と、両凹負レンズＬ１６と、両凸正レンズＬ１７と、両凸正レンズＬ１８と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１９と、で構成されている。ここで、負メニスカスレンズＬ１２と両凸正レンズＬ１３とが接合されている。また、両凸正レンズＬ１４と両凹負レンズＬ１５とが接合されている。また、両凸正レンズＬ１８と負メニスカスレンズＬ１９とが接合されている。
フォーカシング時、フォーカスレンズＦｏが光軸に沿って移動する。より詳しくは、無限遠物体から至近物体へのフォーカシング時、フォーカスレンズＦｏは像側に移動する。
実施例Ｃの撮像光学系について説明する。図５は、実施例Ｃの撮像光学系の無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図である。図６は、実施例Ｃの無限遠物点合焦時の収差図と至近物点合焦時の収差図である。
実施例Ｃの撮像光学系は、図５に示すように、物体側から像側に順に、正屈折力を有する前側レンズ群ＧＦと、負屈折力を有するフォーカスレンズＦｏと、正屈折力を有する後側レンズ群ＧＲと、で構成されている。開口絞りＳは、前側レンズ群ＧＦとフォーカスレンズＦｏとの間に配置されている。
前側レンズ群ＧＦは、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１と、両凸正レンズＬ２と、両凹負レンズＬ３と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ４と、両凸正レンズＬ５と、両凸正レンズＬ６と、両凹負レンズＬ７と、両凹負レンズＬ８と、両凸正レンズＬ９と、で構成されている。ここで、両凸正レンズＬ２と両凹負レンズＬ３とが接合されている。また、負メニスカスレンズＬ４と両凸正レンズＬ５とが接合されている。また、両凸正レンズＬ６と両凹負レンズＬ７とが接合されている。また、両凹負レンズＬ８と両凸正レンズＬ９とが接合されている。実施例Ｃの前側レンズ群ＧＦと実施例Ｂの前側レンズ群ＧＦは同一である。
フォーカスレンズＦｏは、両凸正レンズＬ１０と、両凹負レンズＬ１１と、で構成されている。ここで、両凸正レンズＬ１０と両凹負レンズＬ１１とが接合されている。
後側レンズ群ＧＲは、両凹負レンズＬ１２と、両凸正レンズＬ１３と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１４と、両凹負レンズＬ１５と、両凹負レンズＬ１６と、両凸正レンズＬ１７と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１８と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１９と、で構成されている。ここで、両凹負レンズＬ１２と両凸正レンズＬ１３とが接合されている。また、正メニスカスレンズＬ１４と両凹負レンズＬ１５とが接合されている。また、両凸正レンズＬ１７と負メニスカスレンズＬ１８とが接合されている。
フォーカシング時、フォーカスレンズＦｏが光軸に沿って移動する。より詳しくは、無限遠物体から至近物体へのフォーカシング時、フォーカスレンズＦｏは像側に移動する。
以下に、実施例Ａ〜Ｃの数値データを示す。記号は上記の外、ｒは各レンズ面の曲率半径、ｄは各レンズ面間の間隔、ｎｄは各レンズのｄ線の屈折率、νｄは各レンズのアッベ数、＊印は非球面である。また、ｆは撮像光学系全系の焦点距離、ＦＮＯ．はＦナンバー、ωは半画角、ＦＢはバックフォーカスである。ＦＢは、レンズ最終面から近軸像面までの距離を空気換算して表したものである。また、無限遠は無限遠物点合焦時、至近は至近物点合焦時を意味する。至近の横に記載されている数値は、物点までの距離である。
数値実施例Ａ
単位 ｍｍ

面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 105.798 5.500 1.48749 70.23
2 192.463 31.336
3 67.537 11.600 1.49700 81.54
4 -650.917 2.000 1.73400 51.47
5 292.344 27.708
6 86.044 2.000 1.83400 37.16
7 41.513 9.800 1.48749 70.23
8 -234.925 1.115
9 45.444 7.900 1.49700 81.54
10 -132.611 2.000 1.80400 46.58
11 72.964 3.759
12 -111.443 2.000 1.67300 38.15
13 199.859 3.500 1.84666 23.78
14 -144.420 10.755
15(絞り) ∞ 可変
16 1232.351 1.800 1.84666 23.78
17 -114.388 0.100
18 -114.388 1.000 1.69680 55.53
19 29.907 可変
20 -43.009 1.000 1.63980 34.46
21 59.800 4.877 1.88300 40.76
22 -48.263 0.200
23 93.666 1.200 1.75520 27.51
24 34.987 5.875
25 37.030 4.362 1.59270 35.31
26 -321.365
像面 ∞

各種データ
無限遠 至近（1.4m）
f 196.005 171.872
ＦＮＯ． 2.890 3.36
２ω 6.3
ＦＢ 32.764 32.764
d15 7.194 20.821
d19 23.263 9.635
数値実施例Ｂ
単位 ｍｍ

面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 105.798 5.500 1.48749 70.23
2 192.463 31.336
3 67.537 11.600 1.49700 81.54
4 -650.917 2.000 1.73400 51.47
5 292.344 27.708
6 86.044 2.000 1.83400 37.16
7 41.513 9.800 1.48749 70.23
8 -234.925 1.115
9 49.500 7.900 1.43875 94.93
10 -120.588 2.000 1.75500 52.32
11 85.250 3.176
12 -159.120 2.000 1.80440 39.59
13 185.280 3.500 1.80810 22.76
14 -182.761 2.755
15(絞り) ∞ 可変
16 1235.721 1.800 1.84666 23.78
17 -129.241 0.100
18 -129.241 1.000 1.71300 53.87
19 32.003 可変
20 35.348 1.000 1.92286 18.90
21 23.584 5.300 1.53996 59.46
22 -95.147 3.100
23 210.359 3.300 1.84666 23.78
24 -34.267 0.900 1.77250 49.60
25 26.998 3.917
26 -40.458 0.800 1.72916 54.68
27 52.932 3.300
28 64.666 3.850 1.72047 34.71
29 -94.366 1.022
30 53.290 8.100 1.56732 42.82
31 -28.431 1.500 1.92286 18.90
32 -43.962
像面 ∞

各種データ
無限遠 至近（1.4m）
f 294.894 214.374
ＦＮＯ． 4.141 4.59
２ω 4.2
ＦＢ 33.351 33.351
d15 21.854 39.925
d19 22.511 4.439
数値実施例Ｃ
単位 ｍｍ

面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 105.798 5.500 1.48749 70.23
2 192.463 31.336
3 67.537 11.600 1.49700 81.54
4 -650.917 2.000 1.73400 51.47
5 292.344 27.708
6 86.044 2.000 1.83400 37.16
7 41.513 9.800 1.48749 70.23
8 -234.925 1.115
9 49.500 7.900 1.43875 94.93
10 -120.588 2.000 1.75500 52.32
11 85.250 3.176
12 -159.120 2.000 1.80440 39.59
13 185.280 3.500 1.80810 22.76
14 -182.761 13.755
15(絞り) ∞ 可変
16 101.605 2.200 1.69895 30.13
17 -89.326 1.000 1.81600 46.62
18 34.780 可変
19 -144.791 1.000 1.92286 18.90
20 38.776 5.300 1.84666 23.78
21 -59.700 3.100
22 -328.811 3.300 1.84666 23.78
23 -34.760 0.100
24 -34.760 0.900 1.77250 49.60
25 55.939 1.692
26 -199.510 0.800 1.77250 49.60
27 46.239 3.000
28 51.079 12.000 1.64769 33.79
29 -32.908 1.200 1.84666 23.78
30 -119.520 29.615
31 37.374 5.000 1.51633 64.14
32 226.417
像面 ∞

各種データ
無限遠 至近（2.5m）
f 392.014 345.512
ＦＮＯ． 5.681 6.10
２ω 3.2
ＦＢ 32.938 32.938
d15 11.280 21.348
d18 16.121 6.053
次に、各実施例における条件式（１）〜（１１）の値を掲げる。なお、-（ハイフン）は該当する構成がないことを示す。
実施例１ 実施例２
(2)ffoLA/ffoSM 1.21 1.16
(3)Kmax/Kmin 1.40 1.12
(6)LDWmax/LDWmin 1.33 1.33
(8)APΦmax/APΦmin 1.01 1.00
(11)fL/fS 表１を参照
Figure 0006470745
 実施例Ａ 実施例Ｂ 実施例Ｃ
(1)|ffo/f| 0.24 0.17 0.14
(4)fff/ffb 1.52 0.99 0.68
(5)ΦLD/Φc 1.05 1.07 1.11
(7)ffo/ffb -0.62 -0.38 -0.30
(9)νdP 81.54 81.54 81.54
(10)SC/L 0.035 0.095 0.044
APΦ 24 24.2 24.2
ffo -47.0911 -48.7731 -56.818
K 7.474 9.387 10.496
f 196 294.89384 392.014
図７は、撮像装置としての一眼ミラーレスカメラの断面図である。図７において、一眼ミラーレスカメラ１の鏡筒内には撮影光学系２が配置される。マウント部３は、撮影光学系２を一眼ミラーレスカメラ１のボディに着脱可能とする。マウント部３としては、スクリュータイプのマウントやバヨネットタイプのマウント等が用いられる。この例では、バヨネットタイプのマウントを用いている。また、一眼ミラーレスカメラ１のボディには、撮像素子面４、バックモニタ５が配置されている。なお、撮像素子としては、小型のＣＣＤ又はＣＭＯＳ等が用いられている。
そして、一眼ミラーレスカメラ１の撮影光学系２として、例えば上記実施例Ａ〜Ｃに示した撮像光学系が用いられる。
図８、図９は、撮像装置の構成の概念図を示す。図８は撮像装置としての一眼ミラーレスカメラ４０の外観を示す前方斜視図、図９は同後方斜視図である。この一眼ミラーレスカメラ４０の撮影光学系４１に、上記実施例Ａ〜Ｃに示した撮像光学系が用いられている。
この実施形態の一眼ミラーレスカメラ４０は、撮影用光路４２上に位置する撮影光学系４１、シャッターボタン４５、液晶表示モニター４７等を含み、一眼ミラーレスカメラ４０の上部に配置されたシャッターボタン４５を押圧すると、それに連動して撮影光学系４１、例えば実施例Ａの撮像光学系を通して撮影が行われる。撮影光学系４１によって形成された物体像が、結像面近傍に設けられた撮像素子（光電変換面）上に形成される。この撮像素子で受光された物体像は、処理手段によって電子画像としてカメラ背面に設けられた液晶表示モニター４７に表示される。また、撮影された電子画像は記憶手段に記録することができる。
図１０は、一眼ミラーレスカメラ４０の主要部の内部回路を示すブロック図である。なお、以下の説明では、前述した処理手段は、例えばＣＤＳ／ＡＤＣ部２４、一時記憶メモリ１７、画像処理部１８等で構成され、記憶手段は、記憶媒体部１９等で構成される。
図１０に示すように、一眼ミラーレスカメラ４０は、操作部１２と、この操作部１２に接続された制御部１３と、この制御部１３の制御信号出力ポートにバス１４及び１５を介して接続された撮像駆動回路１６並びに一時記憶メモリ１７、画像処理部１８、記憶媒体部１９、表示部２０、及び設定情報記憶メモリ部２１を備えている。
上記の一時記憶メモリ１７、画像処理部１８、記憶媒体部１９、表示部２０、及び設定情報記憶メモリ部２１は、バス２２を介して相互にデータの入力、出力が可能とされている。また、撮像駆動回路１６には、ＣＣＤ４９とＣＤＳ／ＡＤＣ部２４が接続されている。
操作部１２は、各種の入力ボタンやスイッチを備え、これらを介して外部（カメラ使用者）から入力されるイベント情報を制御部１３に通知する。制御部１３は、例えばＣＰＵなどからなる中央演算処理装置であって、不図示のプログラムメモリを内蔵し、プログラムメモリに格納されているプログラムにしたがって、一眼ミラーレスカメラ４０全体を制御する。
ＣＣＤ４９は、撮像駆動回路１６により駆動制御され、撮影光学系４１を介して形成された物体像の画素ごとの光量を電気信号に変換し、ＣＤＳ／ＡＤＣ部２４に出力する撮像素子である。
ＣＤＳ／ＡＤＣ部２４は、ＣＣＤ４９から入力する電気信号を増幅し、かつ、アナログ／デジタル変換を行って、この増幅とデジタル変換を行っただけの映像生データ（ベイヤーデータ、以下ＲＡＷデータという。）を一時記憶メモリ１７に出力する回路である。
一時記憶メモリ１７は、例えばＳＤＲＡＭ等からなるバッファであり、ＣＤＳ／ＡＤＣ部２４から出力されるＲＡＷデータを一時的に記憶するメモリ装置である。画像処理部１８は、一時記憶メモリ１７に記憶されたＲＡＷデータ又は記憶媒体部１９に記憶されているＲＡＷデータを読み出して、制御部１３にて指定された画質パラメータに基づいて歪曲収差補正を含む各種画像処理を電気的に行う回路である。
記憶媒体部１９は、例えばフラッシュメモリ等からなるカード型又はスティック型の記録媒体を着脱自在に装着して、これらのフラッシュメモリに、一時記憶メモリ１７から転送されるＲＡＷデータや画像処理部１８で画像処理された画像データを記録して保持する。
表示部２０は、液晶表示モニター４７などにて構成され、撮影したＲＡＷデータ、画像データや操作メニューなどを表示する。設定情報記憶メモリ部２１には、予め各種の画質パラメータが格納されているＲＯＭ部と、操作部１２の入力操作によってＲＯＭ部から読み出された画質パラメータを記憶するＲＡＭ部が備えられている。
このように構成された一眼ミラーレスカメラ４０では、撮影光学系４１として本発明の複数の撮像光学系を採用することで、小型軽量でありながら、様々な被写体を撮像することができる。なお、本発明の複数の撮像光学系は、クイックリターンミラーを持つタイプの撮像装置にも用いることができる。
以上のように、本発明は、撮像光学系における主要部品について複数の撮像光学系で共通化を図りつつも、それらの主要部品の小型化と軽量化を図ることでメーカーの開発負荷を減らし、しかも製品の小型化と軽量化も図ることができる複数の撮像光学系に有用である。また、複数の撮像光学系を有する撮像装置に有用である。
ＧＦ 前側レンズ群
Ｆｏ フォーカシングレンズ群
ＧＲ 後側レンズ群
Ｓ 明るさ（開口）絞り
Ｉ 像面
１ 一眼ミラーレスカメラ
２ 撮影光学系
３ 鏡筒のマウント部
４ 撮像素子面
５ バックモニタ
１２ 操作部
１３ 制御部
１４、１５ バス
１６ 撮像駆動回路
１７ 一時記憶メモリ
１８ 画像処理部
１９ 記憶媒体部
２０ 表示部
２１ 設定情報記憶メモリ部
２２ バス
２４ ＣＤＳ／ＡＤＣ部
４０ 一眼ミラーレスカメラ
４１ 撮影光学系
４２ 撮影用光路
４５ シャッターボタン
４７ 液晶表示モニター
４９ ＣＣＤ

Claims (14)

  1. 焦点距離が異なる２つの撮像光学系を少なくとも有する複数の撮像光学系であって、
    前記複数の撮像光学系における各撮像光学系は、物体側から順に、
    正屈折力を有する前側レンズ群と、
    絞り部材と、
    負屈折力を有するフォーカスレンズ群と、
    後側レンズ群と、からなり、
    前記前側レンズ群は、共通レンズとして正レンズ又は負レンズを有し、
    前記複数の撮像光学系のうち、少なくとも２つの撮像光学系は、各々、前記共通レンズを少なくとも１つ有し、
    フォーカシング時は、前記フォーカスレンズ群のみが光軸上を移動し、
    前記各撮像光学系が以下の条件式（１）’’’を満たし、且つ、
    前記複数の撮像光学系が以下の条件式（２）を満たすことを特徴とする複数の撮像光学系。
    ０．０６＜｜ｆfo／ｆ｜≦０．２４ （１）’’’
    １．０２＜ｆfoLA／ｆfoSM＜２．５０ （２）
    但し、
    ｆfoは、前記各撮像光学系における前記フォーカスレンズ群の焦点距離、
    ｆは、前記各撮像光学系における無限遠物点合焦時の全系の焦点距離、
    ｆfoLAは、前記複数の撮像光学系における前記フォーカスレンズ群の焦点距離のうちで最大となる焦点距離、
    ｆfoSMは、前記複数の撮像光学系における前記フォーカスレンズ群の焦点距離のうちで最小となる焦点距離、であって、
    前記最大となる焦点距離と前記最小となる焦点距離は、焦点距離を絶対値で比較して求めるものとする。
  2. 前記各撮像光学系が以下の条件式（４）を満たすことを特徴とする請求項１に記載の複数の撮像光学系。
    ０．５＜ｆff／ｆfb＜１．８ （４）
    但し、
    ｆffは、前記各撮像光学系における前記前側レンズ群の焦点距離、
    ｆfbは、前記各撮像光学系における前記後側レンズ群の焦点距離、
    である。
  3. 前記複数の撮像光学系が以下の条件式（３）を満たすことを特徴とする請求項１に記載の複数の撮像光学系。
    １≦Ｋmax／Ｋmin≦１．６０ （３）
    但し、
    Ｋmaxは、Ｋのうちで最大となるＫ、
    Ｋminは、Ｋのうちで最小となるＫ、
    前記Ｋは、Ｋ＝ｆｂLD／ＭＧfoで表される値（単位はｍｍ）であり、
    前記ｆｂLDは、ｆｂLD＝ｆ２／２０００ｍｍで表され、
    ｆは、前記各撮像光学系における無限遠物点合焦時の全系の焦点距離、
    ＭＧfoは、前記各撮像光学系におけるフォーカス感度、
    前記フォーカス感度は、無限遠物点合焦時の前記フォーカスレンズ群の単位移動量に対する像面の移動量、
    である。
  4. 前記各撮像光学系が以下の条件式（５）を満たすことを特徴とする請求項１に記載の複数の撮像光学系。
    １．０＜ΦLD／Φc＜１．２５ （５）
    但し、
    ΦLDは、前記各撮像光学系における前記フォーカスレンズ群での最大有効口径、
    Φcは、前記各撮像光学系における前記フォーカスレンズ群での最大軸上結像光束径、
    である。
  5. 以下の条件式（６）を満たすことを特徴とする請求項１に記載の複数の撮像光学系。
    １≦ＬＤＷmax／ＬＤＷmin≦１．６５ （６）
    但し、
    ＬＤＷmaxは、前記複数の撮像光学系における前記フォーカスレンズ群のレンズ総重量
    のうちで最大となる総重量、
    ＬＤＷminは、前記複数の撮像光学系における前記フォーカスレンズ群のレンズ総重量
    のうちで最小となる総重量、
    である。
  6. 前記各撮像光学系が以下の条件式（７）を満たすことを特徴とする請求項１に記載の複数の撮像光学系。
    −２＜ｆfo／ｆfb＜−０．２７ （７）
    但し、
    ｆfoは、前記各撮像光学系における前記フォーカスレンズ群の焦点距離、
    ｆfbは、前記各撮像光学系における前記後側レンズ群の焦点距離、
    である。
  7. 前記各撮像光学系は同一の絞り部材を有し、
    以下の条件式（８）を満たすことを特徴とする請求項１に記載の複数の撮像光学系。
    １≦ＡＰΦmax／ＡＰΦmin≦１．１５ （８）
    但し、
    ＡＰΦmaxは、前記複数の撮像光学系における開口絞りの直径のうちで最大となる直径
    、
    ＡＰΦminは、前記複数の撮像光学系における開口絞りの直径のうちで最小となる直径
    、
    である。
  8. 共通レンズのうちの正レンズが以下の条件式（９）を満たすことを特徴とする請求項１に記載の複数の撮像光学系。
    ８０＜νｄP （９）
    但し、
    νｄPは、前記共通レンズのうちの前記正レンズのアッベ数、
    である。
  9. 前記各撮像光学系が以下の条件式（１０）を満たすことを特徴とする請求項１に記載の複数の撮像光学系。
    ０．０２３≦ＳＣ／Ｌ≦０．１１０ （１０）
    但し、
    ＳＣは、前記各撮像光学系における前記絞り部材から前記フォーカスレンズ群の物体側に位置するレンズ面までの距離であって、無限遠物点合焦時の距離、
    Ｌは、前記各撮像光学系における光学系の全長、
    である。
  10. 前記複数の撮像光学系のうち、２つの撮像光学系が以下の条件式（１１）を満たすことを特徴とする請求項１に記載の複数の撮像光学系。
    １．２＜ｆL／ｆS （１１）
    但し、
    ｆLは、前記２つの撮像光学系の全系の無限遠物点合焦時の焦点距離のうちで長い方の
    焦点距離、
    ｆSは、前記２つの撮像光学系の全系の無限遠物点合焦時の焦点距離のうちで短い方の
    焦点距離、
    である。
  11. 前記各撮像光学系における前記絞り部材の開口絞りの直径をＡＰΦmaxとすることを特
    徴とする請求項７に記載の複数の撮像光学系。
    但し、
    ＡＰΦmaxは、前記複数の撮像光学系における開口絞りの直径のうちで最大となる直径
    、
    である。
  12. 前記絞り部材よりも光学絞り径の小さい撮像光学系においては、開放Ｆナンバーに絞った絞りハネで設定し、
    前記絞りハネは７枚以上の奇数枚で構成されていることを特徴とする請求項１１に記載の複数の撮像光学系。
  13. 前記同一の絞り部材よりも光学絞り径が小さい撮像光学系においては、絞り枠部材近傍に、所定の開放Ｆナンバーとなる様に円形の開口部を持つ遮光部材が追加配置されていることを特徴とする請求項１１に記載の複数の撮像光学系。
  14. 撮像光学系と、
    撮像面を持ち且つ前記撮像光学系により前記撮像面上に形成された像を電気信号に変換する撮像素子と、を有し、
    前記撮像光学系が、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の複数の撮像光学系のうちの１つであることを特徴とする撮像装置。
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