JP6742807B2 - Photographing optical system and imaging device - Google Patents

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Description

本発明は、撮影光束の光量を制御可能な撮影光学系に関する。 The present invention relates to a photographing optical system capable of controlling the light amount of a photographing light flux.

一般的に、撮影光学系は、焦点外れ像(ボケ像)の輪郭に光量が集中せず、中心部から周辺部にかけて滑らかに光量が分布するボケ像を形成可能であることが好ましい。しかしながら、ピントの合った被写体と被写界深度外にある被写体の撮影光学系からの距離や撮影光学系の収差に応じて、ボケ像の見え方は変化する。このため、全撮影領域で好ましいボケ像を形成することは困難である。 In general, it is preferable that the photographing optical system can form a blurred image in which the light amount is not concentrated on the contour of the out-of-focus image (blurred image) and the light amount is smoothly distributed from the central portion to the peripheral portion. However, the appearance of the blurred image changes depending on the distance between the in-focus subject and the subject outside the depth of field from the photographing optical system and the aberration of the photographing optical system. Therefore, it is difficult to form a preferable blurred image in the entire photographing area.

特許文献1、2には、アポダイゼーションフィルタを備えた光学系が開示されている。特許文献1、2において、アポダイゼーションフィルタは、光軸と直交する方向において光軸から離れるに従って透過光量が減少するように構成された透過率分布フィルタである。このようなアポダイゼーションフィルタにより、撮影光束内に強度分布を付加することができ、良好な焦点外れ像(ボケ像)を形成することが可能となる。 Patent Documents 1 and 2 disclose optical systems including an apodization filter. In Patent Documents 1 and 2, the apodization filter is a transmittance distribution filter configured such that the amount of transmitted light decreases in a direction orthogonal to the optical axis as the distance from the optical axis increases. With such an apodization filter, an intensity distribution can be added to the photographing light flux, and a good defocus image (blurred image) can be formed.

特開平09−236740号公報JP-A-09-236740 特開平11−231195号公報JP-A-11-231195

一般的に、アポダイゼーションフィルタが光束に与える透過率分布は、光軸に対して中心対称であることが好ましい。特許文献1、2では、各画角の光束に中心対称性の高い透過率分布を与えるため、アポダイゼーションフィルタは絞りの近傍に配置されている。 In general, it is preferable that the transmittance distribution given to the light flux by the apodization filter be centrosymmetric with respect to the optical axis. In Patent Documents 1 and 2, the apodization filter is arranged in the vicinity of the diaphragm in order to give the luminous flux of each angle of view a transmittance distribution with high central symmetry.

しかしながら、特許文献1、2の光学系では、口径食がある場合に得られる効果が低減してしまう。口径食とは、光束の一部がケラレることを意味し、ビネッティングとも呼ばれる。撮影光学系における結像性能の向上や撮影レンズ系の小型化・軽量化のためには、口径食を完全になくすことは困難である。しかしながら、口径食のある撮影光学系では、軸上光束と軸外光束との間で絞りを通過する領域が一致しない。このため、得られる効果が画角に応じて異なる。一般的に、軸外光束は、軸上光束よりも絞りの狭い範囲を通過する。このため、軸上光束に合わせた透過率分布を形成すると、軸外光束では透過率分布の効果を得ることができない。 However, the optical systems of Patent Documents 1 and 2 reduce the effect obtained when vignetting occurs. Vignetting means that part of a light beam is vignetting, and is also called vignetting. It is difficult to completely eliminate vignetting in order to improve the imaging performance of the photographing optical system and to reduce the size and weight of the photographing lens system. However, in a photographic optical system with vignetting, the regions passing through the diaphragm do not match between the on-axis light beam and the off-axis light beam. Therefore, the obtained effect differs depending on the angle of view. Generally, the off-axis light beam passes through a narrower range than the on-axis light beam. Therefore, if the transmittance distribution is formed to match the on-axis light flux, the effect of the transmittance distribution cannot be obtained with the off-axis light flux.

そこで本発明は、口径食がある場合でも全画角の光束の焦点外れ像を良好に取得可能な撮影光学系および撮像装置を提供する。 Therefore, the present invention provides an image pickup optical system and an image pickup apparatus capable of satisfactorily obtaining an out-of-focus image of a light flux at all angles of view even when vignetting occurs.

本発明の一側面としての撮影光学系は、絞りと、前記絞りの物体側に配置された第1のアポダイゼーションフィルタと、前記絞りの像面側に配置された第2のアポダイゼーションフィルタと、を有し、前記第1のアポダイゼーションフィルタおよび前記第2のアポダイゼーションフィルタの両方に関し、光軸に直交する径方向における光軸からの距離をr1、r2(r1<r2)、該光軸から該距離r1、r2だけ離れた位置における透過率をT(r1)、T(r2)とするとき、
T(r1)≧T(r2)
なる関係を満たし、前記絞りを開放した状態において最大画角のメリジオナル光束が入射する前記第1のアポダイゼーションフィルタ上の領域と、前記絞りを開放した状態において前記最大画角のメリジオナル光束が入射する前記第2のアポダイゼーションフィルタ上の領域と、の少なくとも一方は、光軸上の点含まないことを特徴とする。

An imaging optical system according to one aspect of the present invention includes a diaphragm, a first apodization filter arranged on the object side of the diaphragm, and a second apodization filter arranged on the image plane side of the diaphragm. However, regarding both the first apodization filter and the second apodization filter, distances from the optical axis in the radial direction orthogonal to the optical axis are r1 and r2 (r1<r2), and the distance r1 is from the optical axis. When the transmittances at positions separated by r2 are T(r1) and T(r2),
T(r1)≧T(r2)
And a region on the first apodization filter where the maximum angle of view of the meridional light beam is incident when the diaphragm is opened, and the meridional light beam of the maximum angle of view is incident when the diaphragm is opened. and the region on the second apodization filter, at least one of, wherein the go and such include a point on the optical axis.

本発明の他の側面としての撮像装置は、前記撮影光学系と、前記撮影光学系を介して形成される光学像を光電変換する撮像素子とを有する。 Imaging apparatus as another aspect of the present invention comprises said imaging optical system and an imaging element you photoelectrically convert an optical image formed through the photographic optical system.

本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施例において説明される。 Other objects and features of the invention are described in the examples below.

本発明によれば、口径食がある場合でも全画角の光束の焦点外れ像を良好に取得可能な撮影光学系および撮像装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an image pickup optical system and an image pickup apparatus capable of satisfactorily obtaining an out-of-focus image of a light flux at all angles of view even when vignetting occurs.

本実施形態における撮影光学系の断面図である。It is a cross-sectional view of a photographing optical system in the present embodiment. 本実施形態における条件式(4)の説明図である。It is explanatory drawing of conditional expression (4) in this embodiment. 実施例1における撮影光学系の断面図である。3 is a cross-sectional view of a photographing optical system in Example 1. FIG. 実施例1における透過率分布フィルタの透過率分布を示す図である。6 is a diagram showing a transmittance distribution of a transmittance distribution filter in Example 1. FIG. 実施例1における透過率分布フィルタが軸外光束に与える透過率分布を示す図である。6 is a diagram showing a transmittance distribution given to an off-axis light beam by a transmittance distribution filter in Example 1. FIG. 実施例1における軸上光束および軸外光束の瞳透過率分布を示す図である。5 is a diagram showing pupil transmittance distributions of an on-axis light beam and an off-axis light beam in Example 1. FIG. 実施例2における撮影光学系の断面図である。6 is a cross-sectional view of a photographing optical system in Example 2. FIG. 実施例2における透過率分布フィルタの透過率分布を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a transmittance distribution of a transmittance distribution filter in the second embodiment. 実施例2における軸上光束および軸外光束の瞳透過率分布を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing pupil transmittance distributions of an on-axis light beam and an off-axis light beam in the second embodiment. 実施例3における撮影光学系の断面図である。7 is a cross-sectional view of a photographing optical system in Example 3. FIG. 実施例3における透過率分布フィルタの透過率分布を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a transmittance distribution of a transmittance distribution filter in Example 3. 実施例3における軸上光束および軸外光束の瞳透過率分布を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing pupil transmittance distributions of an on-axis light beam and an off-axis light beam in the third embodiment. 実施例4における撮影光学系の断面図である。9 is a cross-sectional view of a photographing optical system in Example 4. FIG. 実施例4における透過率分布フィルタの透過率分布を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a transmittance distribution of a transmittance distribution filter in Example 4. 実施例4における軸上光束および軸外光束の瞳透過率分布を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing pupil transmittance distributions of an on-axis light beam and an off-axis light beam in Example 4. 実施例5における撮影光学系の断面図である。16 is a cross-sectional view of the taking optical system in Example 5. FIG. 実施例5における透過率分布フィルタの透過率分布を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a transmittance distribution of a transmittance distribution filter in Example 5. 実施例5における軸上光束および軸外光束の瞳透過率分布を示す図である。FIG. 16 is a diagram showing pupil transmittance distributions of an on-axis light beam and an off-axis light beam in Example 5; 実施例6における撮影光学系の断面図である。16 is a cross-sectional view of the taking optical system in Example 6. FIG. 実施例6における透過率分布フィルタの透過率分布を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a transmittance distribution of a transmittance distribution filter in Example 6. 実施例6における軸上光束および軸外光束の瞳透過率分布を示す図である。FIG. 16 is a diagram showing pupil transmittance distributions of an on-axis light beam and an off-axis light beam in Example 6. 本実施形態において、条件式(7)を示す図である。In this embodiment, it is a figure which shows conditional expression (7). 本実施形態において、フィルタAに関する条件式(8)を示す図である。In this embodiment, it is a figure which shows the conditional expression (8) regarding the filter A. 本実施形態において、フィルタBに関する条件式(8)を示す図である。In this embodiment, it is a figure which shows the conditional expression (8) regarding the filter B. 本実施形態において、フィルタCに関する条件式(8)を示す図である。In this embodiment, it is a figure which shows the conditional expression (8) regarding the filter C. 本実施形態において、フィルタEに関する条件式(8)を示す図である。In this embodiment, it is a figure which shows the conditional expression (8) regarding the filter E. 本実施形態における撮像装置の構成図である。It is a block diagram of the imaging device in this embodiment.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

本実施形態の撮影光学系は、立体被写体の撮影時にボケ像(焦点外れ像)を制御可能な撮影レンズであって、複数のレンズ群(光学要素)および絞りを有する。また撮影光学系は、絞りの前後にそれぞれ少なくとも一つの透過率分布フィルタ(アポダイゼーションフィルタ)を有する。ここで立体被写体とは、距離の異なる複数の部分からなる被写体であり、特に撮影時に撮影レンズの焦点面から被写界深度以上離れた点を有する被写体を意味する。このとき、結像面(像面)には焦点外れ像(ボケ像)が形成される。 The photographing optical system of the present embodiment is a photographing lens capable of controlling a blurred image (out-of-focus image) when photographing a stereoscopic subject, and has a plurality of lens groups (optical elements) and a diaphragm. Further, the photographing optical system has at least one transmittance distribution filter (apodization filter) before and after the diaphragm. Here, the three-dimensional subject is a subject including a plurality of portions having different distances, and particularly means a subject having a point separated from the focal plane of the photographing lens by a depth of field or more at the time of photographing. At this time, an out-of-focus image (blurred image) is formed on the image plane (image plane).

焦点面から被写界深度より大きく離れるほどボケ像は大きくなるため、ボケ像を良好に形成する必要がある。具体的には、ボケ像の直径が撮影光学系のイメージサークルの半径に対して約1〜2%よりも大きくなると、ボケ像を認識可能となる。ここでイメージサークルとは、撮影レンズの有効径内を通過した光線が結像する円である。結像面は、ビデオカメラやデジタルカメラなどの撮影レンズが用いられる場合、像を受光するCCDセンサやCMOSセンサなどの固体撮像素子(光電変換素子)の撮像面に相当する。また結像面は、銀遠カメラ用の撮影レンズが用いられる場合、フィルム面に相当する。なお、前述のイメージサークルの半径は、撮像装置においては撮像面またはフィルム面の最大像高としてもよい。 Since the blurred image becomes larger as the distance from the focal plane is larger than the depth of field, it is necessary to form the blurred image well. Specifically, when the diameter of the blurred image becomes larger than about 1 to 2% with respect to the radius of the image circle of the photographing optical system, the blurred image can be recognized. Here, the image circle is a circle on which a light ray passing through the effective diameter of the taking lens forms an image. The imaging surface corresponds to the imaging surface of a solid-state imaging device (photoelectric conversion element) such as a CCD sensor or a CMOS sensor that receives an image when a taking lens such as a video camera or a digital camera is used. Further, the image forming surface corresponds to the film surface when a taking lens for a silver distant camera is used. The radius of the image circle may be the maximum image height of the image pickup surface or the film surface in the image pickup apparatus.

本実施形態において、ボケ像を「制御する」とは、前述の透過率分布フィルタを用いて各画角の光束に透過率分布を与え、透過率分布フィルタがない場合と比較して、ボケ像の光量分布を変化させることである。外周部(周辺部)において光量が大きいボケ像は、輪郭が強くなり好ましくない。このため、ボケ像の周辺部の透過率を中心部よりも低くすることが好ましい。 In the present embodiment, “controlling” a blurred image means giving a transmittance distribution to the light flux of each angle of view using the above-mentioned transmittance distribution filter, and comparing with the case without the transmittance distribution filter, the blurred image Is to change the light intensity distribution of. A blurred image with a large amount of light in the outer peripheral portion (peripheral portion) has a strong contour, which is not preferable. Therefore, it is preferable to make the transmittance of the peripheral portion of the blurred image lower than that of the central portion.

従来から、ボケ像を改善する方法として透過率分布フィルタを絞りの近傍に配置して構成された撮影光学系が知られている。絞りの近傍に透過率分布フィルタを配置することにより、各画角の光束の透過率分布フィルタを通過する領域を一致させることができ、有効にアポダイゼーション効果を得ることができる。しかしながら、一般的に撮影光学系では、軸外光束に関して口径食が生じ、軸外光束は絞りの周辺部を通過しない。このとき、絞りの近傍に透過率分布フィルタを配置すると、有効にアポダイゼーション効果を得ることができない。そこで、本実施形態の撮影光学系は、複数のレンズ群および絞りを有し、絞りの前後にそれぞれ少なくとも一つの透過率分布フィルタを有する。このような構成により、軸外光束に関しても有効にアポダイゼーション効果を得ることができる。 2. Description of the Related Art Conventionally, as a method for improving a blurred image, a photographing optical system configured by disposing a transmittance distribution filter in the vicinity of a diaphragm is known. By disposing the transmittance distribution filter in the vicinity of the stop, it is possible to match the regions of the light flux of each angle of view that pass through the transmittance distribution filter, and to effectively obtain the apodization effect. However, generally, in the photographing optical system, vignetting occurs with respect to the off-axis light beam, and the off-axis light beam does not pass through the peripheral portion of the diaphragm. At this time, if a transmittance distribution filter is arranged in the vicinity of the diaphragm, the apodization effect cannot be effectively obtained. Therefore, the photographing optical system of the present embodiment has a plurality of lens groups and a diaphragm, and has at least one transmittance distribution filter before and after the diaphragm. With such a configuration, an apodization effect can be effectively obtained even with respect to off-axis light flux.

以下、図1を参照して、撮影光学系(撮影レンズ)における軸上光束および軸外光束の通過範囲について説明する。図1は、本実施形態における撮影光学系100の断面図である。撮影光学系100は、絞りSP、絞りSPよりも物体側に配置されたレンズ41(前群、第1の光学要素)、および、絞りSPの像面IP側に配置されたレンズ42(後群、第2の光学要素)を有する。また撮影光学系100の断面31、32に、透過率分布フィルタ(アポダイゼーションフィルタ)が配置されている。 Hereinafter, with reference to FIG. 1, the passing ranges of the on-axis light flux and the off-axis light flux in the image-taking optical system (shooting lens) will be described. FIG. 1 is a sectional view of a photographing optical system 100 according to this embodiment. The photographic optical system 100 includes a diaphragm SP, a lens 41 (front group, first optical element) arranged on the object side of the diaphragm SP, and a lens 42 (rear group) arranged on the image plane IP side of the diaphragm SP. , A second optical element). A transmittance distribution filter (apodization filter) is arranged on the cross sections 31 and 32 of the photographing optical system 100.

絞りSPから離れた位置において、軸上光束10と軸外光束20(最軸外光束)が通過する光軸OAからの高さは互いに異なる。軸外光束20は、光軸外に結像する光束であり、図1では、軸上(光軸OA上)よりも下側から撮影光学系100に入射して通過する光束を代表的に示している。従来、絞りの近傍に透過率分布フィルタを配置しているのは、各画角の光束が重なる位置に透過率分布フィルタを配置するためである。絞りから離れた位置に透過率分布フィルタを配置すると、軸外光束が光軸から離れた位置を通過するため、軸外光束は非対称な透過率分布の影響を受ける。以下、透過率分布フィルタの透過率分布が中心対称(光軸OAに関して対称)であり、中心部よりも周辺部で透過率が小さい場合を前提として説明する。 The heights from the optical axis OA through which the on-axis light flux 10 and the off-axis light flux 20 (the most off-axis light flux) pass are different from each other at a position away from the stop SP. The off-axis light beam 20 is a light beam that forms an image outside the optical axis, and in FIG. 1, a light beam that is incident on and passes through the photographing optical system 100 from below the axis (on the optical axis OA) is representatively shown. ing. Conventionally, the transmittance distribution filter is arranged in the vicinity of the stop because the transmittance distribution filter is arranged at a position where the light fluxes at respective angles of view overlap. When the transmittance distribution filter is arranged at a position away from the stop, the off-axis light flux passes through a position away from the optical axis, so that the off-axis light flux is affected by the asymmetric transmittance distribution. The following description will be made on the assumption that the transmittance distribution of the transmittance distribution filter is centrally symmetric (symmetrical with respect to the optical axis OA) and the transmittance is smaller in the peripheral portion than in the central portion.

軸外光束20が透過率分布フィルタを通過する際、光軸OAから遠い光線ほど透過率が低くなる。透過率分布フィルタが絞りSPの前の断面31(絞りSPよりも物体側)に配置されると、軸上光束10に関しては光線12および光線13が互いに同一の透過率となる。一方、軸外光束20に関しては、光線22の透過率が最も高く、光線23に近いほど透過率が低くなる。反対に、透過率分布フィルタが絞りSPの後ろの断面32(絞りSPよりも像面IP側)に配置されると、軸上光束10に関しては、断面31上に透過率分布フィルタを配置した場合と同様に、光線12および光線13は互いに同一の透過率となる。一方、軸外光束20に関しては、光線23の透過率が最も高く、光線22に近いほど透過率が低くなる。これが、軸外光束20の透過率が光軸OAに関して非対称になる理由である。 When the off-axis light beam 20 passes through the transmittance distribution filter, the transmittance becomes lower as the light beam is farther from the optical axis OA. When the transmittance distribution filter is arranged on the cross section 31 in front of the diaphragm SP (on the object side of the diaphragm SP), the light rays 12 and the light rays 13 have the same transmittance with respect to the axial light flux 10. On the other hand, regarding the off-axis light beam 20, the light ray 22 has the highest transmittance, and the lighter the ray 23, the lower the transmittance. On the contrary, when the transmittance distribution filter is arranged on the cross section 32 (on the image plane IP side of the diaphragm SP) behind the diaphragm SP, when the transmittance distribution filter is arranged on the cross section 31 for the axial light flux 10. Similarly, the light ray 12 and the light ray 13 have the same transmittance as each other. On the other hand, regarding the off-axis light flux 20, the transmittance of the light ray 23 is the highest, and the transmittance is lower as it is closer to the light ray 22. This is the reason why the transmittance of the off-axis light flux 20 is asymmetric with respect to the optical axis OA.

そこで本実施形態では、絞りSPの前後において、軸外光束20の光線22と光線23の透過率の高低が逆の関係となることを利用する。例えば断面31と断面32のように、絞りSPの前後に少なくとも一つの透過率分布フィルタを組み合わせて配置することにより、軸外光束20の透過率分布(瞳透過率分布)を等価的に中心対称に近づけることができる。また、絞りSPから離れた位置では、軸上光束10と軸外光束20の通過位置が互いに異なる。このため、透過率分布フィルタの配置および透過率分布をそれぞれ変化させることにより、軸上光束10と軸外光束20の瞳透過率分布を独立に決定することができる。 Therefore, in the present embodiment, it is utilized that the high and low transmittances of the light ray 22 and the light ray 23 of the off-axis light flux 20 are opposite to each other before and after the stop SP. For example, like the cross section 31 and the cross section 32, by disposing at least one transmittance distribution filter before and after the stop SP, the transmittance distribution (pupil transmittance distribution) of the off-axis light flux 20 is equivalently center-symmetrical. Can be approached to. Further, at positions apart from the stop SP, the passing positions of the on-axis light beam 10 and the off-axis light beam 20 are different from each other. Therefore, the pupil transmittance distributions of the on-axis light beam 10 and the off-axis light beam 20 can be independently determined by changing the arrangement of the transmittance distribution filter and the transmittance distribution.

本実施形態の撮影光学系100は、立体被写体の撮影時にボケ像を制御可能であり、レンズ41(前群)とレンズ42(後群)とを含む複数の光学要素、および、絞りSPを有する。また撮影光学系100は、絞りSPの前後(物体側および像面側)にそれぞれ少なくとも一つの透過率分布フィルタ(アポダイゼーションフィルタ)を有する。すなわち撮影光学系100は、絞りSPの物体側に配置された第1のアポダイゼーションフィルタ、および、絞りSPの像面IP側に配置された第2のアポダイゼーションフィルタを有する。第1のアポダイゼーションフィルタおよび第2のアポダイゼーションフィルタはそれぞれ、被写体(立体被写体)のボケ像(焦点外れ像)の光量分布を変化させるように(すなわち、ボケ像を制御可能なように)所定の透過率分布を有する。 The photographing optical system 100 of the present embodiment can control a blurred image when photographing a stereoscopic subject, and has a plurality of optical elements including a lens 41 (front group) and a lens 42 (rear group), and a diaphragm SP. .. Further, the photographing optical system 100 has at least one transmittance distribution filter (apodization filter) before and after the diaphragm SP (on the object side and the image plane side). That is, the photographing optical system 100 has a first apodization filter arranged on the object side of the diaphragm SP and a second apodization filter arranged on the image plane IP side of the diaphragm SP. The first apodization filter and the second apodization filter each have a predetermined transmission so as to change the light amount distribution of the blurred image (out-of-focus image) of the subject (stereoscopic subject) (that is, to control the blurred image). Has a rate distribution.

本実施形態において、各透過率分布フィルタ(第1のアポダイゼーションフィルタおよび第2のアポダイゼーションフィルタの両方)は、以下の条件式(1)を満たす。 In the present embodiment, each transmittance distribution filter (both the first apodization filter and the second apodization filter) satisfies the following conditional expression (1).

T(r1)≧T(r2) (ただし、r1<r2) … (1)
条件式(1)において、各透過率分布フィルタの中心(光軸OA)から径方向(光軸OAに直交する方向)に距離r1、r2(r1<r2)だけ離れた位置における透過率をそれぞれT(r1)、T(r2)とする。すなわち、各透過率分布フィルタは、光軸OAから離れるに従って透過率が低くなるような透過率分布を有する。ただし、各透過率分布フィルタは、その一部の領域において、条件式(1)を満たさないような透過率分布を有していてもよく、全体として実質的に条件式(1)を満たすと評価される透過率分布を有していればよい。
T(r1)≧T(r2) (where r1<r2) (1)
In conditional expression (1), the transmittances at positions separated by distances r1 and r2 (r1<r2) from the center (optical axis OA) of each transmittance distribution filter in the radial direction (direction orthogonal to the optical axis OA) are respectively calculated. Let T(r1) and T(r2). That is, each transmittance distribution filter has a transmittance distribution in which the transmittance decreases as the distance from the optical axis OA increases. However, each transmittance distribution filter may have a transmittance distribution that does not satisfy the conditional expression (1) in a part of its area, and if the conditional expression (1) is satisfied as a whole, It suffices if it has an evaluated transmittance distribution.

本実施形態において、ボケ像(焦点外れ像)は、手振れや被写体振れによりボケた像ではなく、撮影光学系100の焦点面から被写界深度以上離れた物点が像面IPに結ぶ像(デフォーカス像)を意味する。立体被写体の撮影時に生じるボケ像の制御は、前述のとおり、絞りSPの前後に少なくとも一つの透過率分布フィルタ(アポダイゼーションフィルタ)を配置し、対称性の高い透過率分布を形成することにより実現可能である。 In the present embodiment, the blurred image (out-of-focus image) is not an image that is blurred due to camera shake or subject shake, but is an image formed by an object point separated from the focal plane of the photographing optical system 100 by a depth of field or more on the image plane IP ( Defocused image). As described above, control of a blurred image generated when a stereoscopic object is photographed can be realized by arranging at least one transmittance distribution filter (apodization filter) before and after the aperture stop SP to form a highly symmetrical transmittance distribution. Is.

本実施形態において、透過率分布フィルタ(アポダイゼーションフィルタ)は、透明ガラス平板やレンズ面に所定の透過率分布を形成するため、吸収物質や反射物質を蒸着し、または、感光材料を塗布して所定の濃度となるように露光することにより得られる。また、光吸収物質(NDガラス)で作成された凹レンズを用いることができ、または光吸収分布を有する平板を用いてもよい。また、エレクトロクロミック材料などを利用して透過率分布を可変にしてもよい。 In the present embodiment, the transmittance distribution filter (apodization filter) forms a predetermined transmittance distribution on a transparent glass plate or lens surface, so that an absorbing substance or a reflecting substance is vapor-deposited or a photosensitive material is applied to form a predetermined transmittance distribution. It is obtained by exposing so that the density becomes. Further, a concave lens made of a light absorbing material (ND glass) can be used, or a flat plate having a light absorption distribution may be used. Further, the transmittance distribution may be made variable by utilizing an electrochromic material or the like.

条件式(1)は、透過率分布フィルタの透過率分布に関する。周辺部(光軸OAから離れた領域)で光量が大きいエッジの効いたボケを改善するには、光束の中心部(光軸OAに近い領域)よりも光束の周辺部における瞳透過率を低くする必要がある。条件式(1)を満たさない場合、光束の周辺部での光量を光束の中心部より強め、よりエッジの効いた汚いボケとなってしまう。なお、所定の範囲内において透過率を一定にしてもよい。中心部(光軸OA)から所定の範囲内において透過率を低下させないことにより、撮影光学系100が取り込む光量を増加させることができる。また、例えばエレクトロクロミック材料を用いた透過率分布フィルタを用いる場合であって、滑らかに変化するような透過率分布を作成することは困難な場合、透過率を段階的に変えてもよい。 Conditional expression (1) relates to the transmittance distribution of the transmittance distribution filter. In order to improve the edge-blurring in which the amount of light is large in the peripheral portion (area away from the optical axis OA), the pupil transmittance in the peripheral portion of the light flux is set lower than that in the central portion of the light flux (area near the optical axis OA). There is a need to. If the conditional expression (1) is not satisfied, the amount of light at the peripheral portion of the light flux is made stronger than that at the central portion of the light flux, resulting in a dirty blur with more edges. The transmittance may be constant within a predetermined range. By not lowering the transmittance within a predetermined range from the central portion (optical axis OA), it is possible to increase the amount of light taken in by the photographing optical system 100. In addition, for example, when a transmittance distribution filter using an electrochromic material is used and it is difficult to create a transmittance distribution that changes smoothly, the transmittance may be changed stepwise.

本実施形態において、条件式(1)は、光軸OAを通る一断面で満たされればよい。ただし必要に応じて、条件式(1)は、光軸OAに関して対称な領域(全領域)で満たされるように、すなわち透過率分布が中心対称となるようにしてもよい。なお、製造ばらつきなどにより、透過率の最も大きい点が光軸OAからずれる場合や透過率分布にムラができる場合がある。このような場合、透過率の誤差は5〜10%以内であることが好ましい。 In the present embodiment, the conditional expression (1) may be satisfied in one cross section passing through the optical axis OA. However, if necessary, the conditional expression (1) may be satisfied in a region (entire region) symmetrical with respect to the optical axis OA, that is, the transmittance distribution may be center-symmetrical. It should be noted that, due to manufacturing variations and the like, the point having the highest transmittance may be displaced from the optical axis OA, or the transmittance distribution may be uneven. In such a case, the transmittance error is preferably within 5 to 10%.

本実施形態において、少なくとも一つの透過率分布フィルタ(第1のアポダイゼーションフィルタまたは第2のアポダイゼーションフィルタの少なくとも一方)の透過率は、以下の条件式(2)を満たすことが好ましい。 In the present embodiment, the transmittance of at least one transmittance distribution filter (at least one of the first apodization filter and the second apodization filter) preferably satisfies the following conditional expression (2).

T1/T0≦0.5 … (2)
条件式(2)において、T0は透過率分布フィルタ(第1のアポダイゼーションフィルタまたは第2のアポダイゼーションフィルタ)の有効径内における最大透過率、T1は有効径内における最小透過率である。
T1/T0≦0.5 (2)
In the conditional expression (2), T0 is the maximum transmittance within the effective diameter of the transmittance distribution filter (the first apodization filter or the second apodization filter), and T1 is the minimum transmittance within the effective diameter.

条件式(2)は、透過率分布フィルタの透過率分布に関する。条件式(2)の上限値を上回ると、エッジの効いたボケを改善して周辺部における光量を落とすことが困難になる。 Conditional expression (2) relates to the transmittance distribution of the transmittance distribution filter. When the value exceeds the upper limit of the conditional expression (2), it becomes difficult to improve the blurring with an edge and reduce the light amount in the peripheral portion.

本実施形態において、二つの透過率分布フィルタの間の光軸上の距離をe、撮影光学系100の最も物体側のレンズ面の面頂点から結像面(近軸結像面)までの距離をLとすると、以下の条件式(3)を満たすことが好ましい。 In the present embodiment, the distance on the optical axis between the two transmittance distribution filters is e, and the distance from the apex of the most object-side lens surface of the photographing optical system 100 to the image plane (paraxial image plane). When L is L, it is preferable to satisfy the following conditional expression (3).

e/L>0.1 … (3)
条件式(3)は、撮影光学系100に配置された二つの透過率分布フィルタの間の距離に関する。条件式(3)の下限値を下回ると、二つの透過率分布フィルタの間の距離が互いに近くなるため、軸上光束10と軸外光束20の瞳透過率分布を独立に決定することが困難になる。このため、軸上光束10と軸外光束20の瞳透過率分布を適切に設定することが難しくなる。更に好ましくは、条件式(3)は、以下の条件式(3a)を満たすように設定される。
e/L>0.1 (3)
Conditional expression (3) relates to the distance between the two transmittance distribution filters arranged in the photographing optical system 100. When the value goes below the lower limit of the conditional expression (3), the distances between the two transmittance distribution filters become close to each other, so that it is difficult to independently determine the pupil transmittance distributions of the on-axis light flux 10 and the off-axis light flux 20. become. Therefore, it is difficult to properly set the pupil transmittance distributions of the on-axis light beam 10 and the off-axis light beam 20. More preferably, the conditional expression (3) is set so as to satisfy the following conditional expression (3a).

e/L>0.2 … (3a)
なお、条件式(3)、(3a)において、撮影光学系に三つ以上の透過率分布フィルタが配置されている場合、距離eは、複数の透過率分布フィルタのうち光軸上の位置が最も離れた二つの透過率分布フィルタの距離である。
e/L>0.2 (3a)
In the conditional expressions (3) and (3a), when three or more transmittance distribution filters are arranged in the photographing optical system, the distance e is the position on the optical axis of the plurality of transmittance distribution filters. It is the distance between the two most distant transmittance distribution filters.

絞りSPを開放した(最も開いた)状態において、最軸外光束の上線と軸上光束の上線との交点を通る垂線(光軸OAの垂線)が光軸OAと交わる点(垂線の足)をHbとする。同様に、最軸外光束の下線と軸上光束の下線との交点を通る垂線(光軸OAの垂線)が光軸OAと交わる点(垂線の足)をHfとする。また、第1のアポダイゼーションフィルタおよび第2のアポダイゼーションフィルタの一方と絞りSPとの間の光軸上における距離をdj(j=1、2)とする。また、点Hf、Hbのうち光軸上において第1のアポダイゼーションフィルタおよび第2のアポダイゼーションフィルタの一方に近い点と絞りSPとの間の該光軸上における距離をDj(j=1、2)とする。このとき、第j番目の透過率分布フィルタ(第1のアポダイゼーションフィルタおよび第2のアポダイゼーションフィルタ)は、以下の条件式(4)を満たすことが好ましい。 In a state where the aperture stop SP is opened (fully opened), a perpendicular line (a perpendicular line of the optical axis OA) passing through an intersection of the upper line of the most off-axis light beam and the upper line of the on-axis light beam intersects with the optical axis OA (foot of the perpendicular line) Is Hb. Similarly, a point (leg of a perpendicular line) where a perpendicular line (a perpendicular line of the optical axis OA) passing through an intersection point between the underline of the most off-axis light beam and the underline of the on-axis light beam intersects with the optical axis OA is defined as Hf. Further, the distance on the optical axis between one of the first apodization filter and the second apodization filter and the stop SP is dj (j=1, 2). Further, the distance on the optical axis between the stop SP and a point near one of the first apodization filter and the second apodization filter on the optical axis of the points Hf and Hb is Dj (j=1, 2). And At this time, it is preferable that the j-th transmittance distribution filter (first apodization filter and second apodization filter) satisfy the following conditional expression (4).

−0.2<(dj−Dj)/L<0.3 (ただし、j=1、2) … (4)
図2は、条件式(4)の説明図である。本実施形態の撮影光学系100には、透過率分布フィルタF1、F2が配置されている。透過率分布フィルタF1は、絞りSPよりも物体側(前側)に配置された第1番目(j=1)の透過率分布フィルタ(第1のアポダイゼーションフィルタ)である。透過率分布フィルタF2は、絞りSPよりも像面IP側(後側)に配置された第2番目(j=2)の透過率分布フィルタ(第2のアポダイゼーションフィルタ)である。
-0.2<(dj-Dj)/L<0.3 (where j=1, 2) (4)
FIG. 2 is an explanatory diagram of conditional expression (4). The transmittance distribution filters F1 and F2 are arranged in the taking optical system 100 of the present embodiment. The transmittance distribution filter F1 is a first (j=1) transmittance distribution filter (first apodization filter) arranged on the object side (front side) of the aperture stop SP. The transmittance distribution filter F2 is a second (j=2) transmittance distribution filter (second apodization filter) arranged on the image plane IP side (rear side) of the diaphragm SP.

軸上光束の上線および最軸外光束の上線は、それぞれ、図2中の光線12および光線22に相当し、光線図上において光束の最も上側の光線を示す。同様に、軸上光束の下線および最軸外光束の下線は、それぞれ、図2中の光線13および光線23に相当し、光線図上において光束の最も下側の光線を示す。最軸外光束は、像面IP(撮像面)上の、光軸OAから最も遠い点に結像する画角を有する光束である。点Hbは、光線12と光線22との交点から光軸OAに下ろした垂線の足である。点Hfは、光線13と光線23との交点から光軸OAに下ろした垂線の足である。本実施形態において、第1番目の透過率分布フィルタF1は第1レンズ面(最も物体側のレンズ面)、第2番目の透過率分布フィルタF2はレンズ最終面(最も像面IP側のレンズ面)にそれぞれ形成されている。 The upper line of the on-axis light beam and the upper line of the most off-axis light beam correspond to the light beam 12 and the light beam 22 in FIG. 2, respectively, and indicate the uppermost light beam of the light beam on the ray diagram. Similarly, the underline of the on-axis light flux and the underline of the most off-axis light flux correspond to the light ray 13 and the light ray 23 in FIG. 2, respectively, and indicate the lowest ray of the light flux in the ray diagram. The most off-axis light flux is a light flux having an angle of view for forming an image at a point farthest from the optical axis OA on the image plane IP (imaging surface). The point Hb is a foot of a perpendicular line drawn from the intersection of the light ray 12 and the light ray 22 to the optical axis OA. The point Hf is a foot of a perpendicular line drawn from the intersection of the light ray 13 and the light ray 23 to the optical axis OA. In this embodiment, the first transmittance distribution filter F1 is the first lens surface (the lens surface closest to the object side), and the second transmittance distribution filter F2 is the lens final surface (the lens surface closest to the image plane IP side). ) Are formed respectively.

条件式(4)は、透過率分布フィルタF1、F2の配置に関する。条件式(4)の下限値を下回ると、透過率分布フィルタF1、F2が絞りSPに近すぎるため、軸上光束10と軸外光束20の瞳透過率分布を独立に決定することが困難になる。一方、条件式(4)の上限値を上回ると、透過率分布フィルタF1、F2の位置において各画角の光束が分離しすぎるため、あらゆる光束に適切な瞳透過率分布を与えることが困難になる。更に好ましくは、条件式(4)は以下の条件式(4a)を満たすように設計される。 Conditional expression (4) relates to the arrangement of the transmittance distribution filters F1 and F2. When the value goes below the lower limit of conditional expression (4), the transmittance distribution filters F1 and F2 are too close to the aperture stop SP, which makes it difficult to independently determine the pupil transmittance distributions of the on-axis light flux 10 and the off-axis light flux 20. Become. On the other hand, when the value exceeds the upper limit value of the conditional expression (4), the light flux of each angle of view is separated too much at the positions of the transmittance distribution filters F1 and F2, which makes it difficult to give an appropriate pupil transmittance distribution to every light flux. Become. More preferably, the conditional expression (4) is designed to satisfy the following conditional expression (4a).

−0.1<(dj−Dj)/L<0.2 … (4a)
無限遠にフォーカスした際において、撮影光学系100の焦点距離をf(mm)、開放F値をFnoとすると、以下の条件式(5)を満たすことが好ましい。
-0.1<(dj-Dj)/L<0.2 (4a)
When focusing at infinity, assuming that the focal length of the photographing optical system 100 is f (mm) and the open F value is Fno, it is preferable to satisfy the following conditional expression (5).

10mm≦f/Fno≦75mm … (5)
条件式(5)は、撮影光学系100の入射瞳径に関する。条件式(5)の下限値を下回ると、像面IP(撮像面)上での各ボケ像が占める領域が小さくなりすぎる。このとき、ボケ像に与える透過率分布が撮像面上において小さくなりすぎるため、透過率分布フィルタによるボケ像を改善する効果が低減する。またボケが小さいため、汚いボケが撮影時に問題となりにくい。一方、条件式(5)の上限値を上回ると、ボケ像が大きくなり、撮像面上において各ボケ像が占める領域が大きくなりすぎる。このとき、ボケ像に与える透過率分布が大きくなりすぎるため、透過率分布フィルタによりボケ像を改善する効果が低減する。なお、エッジの効いたボケ像は、撮影光学系の収差に対応して形成される。ただし、条件式(5)の上限値を上回るような大きいボケ像では、収差がボケ像の光量分布に与える影響が小さくなるため、汚いボケが撮影時に問題となりにくい。更に好ましくは、条件式(5)は以下の条件式(5a)を満たすように設計される。
10 mm≦f/Fno≦75 mm (5)
Conditional expression (5) relates to the entrance pupil diameter of the photographing optical system 100. If the lower limit of conditional expression (5) is not reached, the area occupied by each blurred image on the image plane IP (imaging plane) becomes too small. At this time, since the transmittance distribution given to the blurred image becomes too small on the imaging surface, the effect of improving the blurred image by the transmittance distribution filter is reduced. Also, since the blur is small, dirty blur is less likely to cause a problem during shooting. On the other hand, when the value exceeds the upper limit of conditional expression (5), the blurred image becomes large, and the area occupied by each blurred image on the imaging surface becomes too large. At this time, since the transmittance distribution given to the blurred image becomes too large, the effect of improving the blurred image by the transmittance distribution filter is reduced. Note that the blurred image with an edge is formed corresponding to the aberration of the photographing optical system. However, in a large blurred image that exceeds the upper limit of conditional expression (5), the influence of aberration on the light amount distribution of the blurred image is small, and dirty blurring is unlikely to be a problem during shooting. More preferably, the conditional expression (5) is designed to satisfy the following conditional expression (5a).

12mm≦f/Fno≦70mm … (5a)
また本実施形態において、撮影光学系100の焦点距離f(mm)は、以下の条件式(6)を満たすことが好ましい。
12 mm≦f/Fno≦70 mm (5a)
Further, in the present embodiment, it is preferable that the focal length f (mm) of the photographing optical system 100 satisfies the following conditional expression (6).

10mm≦f≦140mm … (6)
条件式(6)は、撮影光学系の焦点距離fに関する。条件式(6)の下限値を下回ると、撮像面上において各ボケ像が占める領域が小さくなりすぎる。このとき、ボケ像に与える透過率分布が撮像面上で小さくなりすぎるため、透過率分布フィルタによるボケ像を改善する効果が低減する。また、ボケが小さいため、汚いボケが撮影時に問題となりにくい。一方、条件式(6)の上限値を上回ると、ボケ像が大きくなり、撮像面上において各ボケ像が占める領域が大きくなりすぎる。このとき、ボケ像に与える透過率分布が大きくなりすぎるため、透過率分布フィルタによりボケ像を改善する効果が低減する。なお、エッジの効いたボケ像は撮影光学系100の収差に対応して形成される。このとき、条件式(6)の上限値を上回るような撮影光学系では、ボケ像の光量分布を劣化させる収差が設計の際に抑制されやすい。このため、汚いボケが生じにくく、透過率分布フィルタの効果が低減する。なお、条件式(6)の上限値を満たす場合、撮影光学系100のパースペクティブによる背景圧縮効果のため、背景に小さい点状または細い線状の光源や被写体が生じやすい。このような被写体は、ボケ像の輪郭が目立ちやすく、透過率分布フィルタがより効果的である。
10 mm≦f≦140 mm (6)
Conditional expression (6) relates to the focal length f of the photographing optical system. When the value goes below the lower limit of conditional expression (6), the area occupied by each blurred image on the imaging surface becomes too small. At this time, since the transmittance distribution given to the blurred image becomes too small on the imaging surface, the effect of improving the blurred image by the transmittance distribution filter is reduced. Also, since the blur is small, dirty blur is less likely to cause a problem during shooting. On the other hand, when the value exceeds the upper limit of conditional expression (6), the blurred image becomes large, and the area occupied by each blurred image on the imaging surface becomes too large. At this time, since the transmittance distribution given to the blurred image becomes too large, the effect of improving the blurred image by the transmittance distribution filter is reduced. The blurred image with an edge is formed in correspondence with the aberration of the photographing optical system 100. At this time, in a taking optical system that exceeds the upper limit of conditional expression (6), aberrations that deteriorate the light amount distribution of a blurred image are easily suppressed during design. Therefore, dirty blur is unlikely to occur, and the effect of the transmittance distribution filter is reduced. When the upper limit value of the conditional expression (6) is satisfied, a small dot-shaped or thin linear light source or subject is likely to occur in the background due to the background compression effect by the perspective of the photographing optical system 100. For such a subject, the contour of the blurred image is easily noticeable, and the transmittance distribution filter is more effective.

また本実施形態において、少なくとも一つの透過率分布フィルタ(第1および第2のアポダイゼーションフィルタの少なくとも一方)に関し、同一位置で比較した場合、430nm以上かつ700nm以下の波長域での透過率差は、20%以内であることが好ましい。この条件は、透過率の波長分散に関する。この条件を満たさない場合、ボケ像の周辺部が色づき、ボケ像の改善効果が低減する。 Further, in the present embodiment, regarding at least one transmittance distribution filter (at least one of the first and second apodization filters), when compared at the same position, the transmittance difference in the wavelength range of 430 nm or more and 700 nm or less is: It is preferably within 20%. This condition relates to wavelength dispersion of transmittance. If this condition is not satisfied, the peripheral portion of the blurred image is colored, and the effect of improving the blurred image is reduced.

また本実施形態において、少なくとも一つの透過率分布フィルタ(第1および第2のアポダイゼーションフィルタの少なくとも一方)の有効径をrmax、径方向における光軸OAからの距離をrとするとき、以下の条件式(7)を満たすことが好ましい。 Further, in the present embodiment, when the effective diameter of at least one transmittance distribution filter (at least one of the first and second apodization filters) is rmax and the distance from the optical axis OA in the radial direction is r, the following conditions are satisfied. It is preferable to satisfy the formula (7).

min(0.9,max(0,−1.6r+1))≦T(r/rmax)≦min(1,−5r+5.5) … (7)
条件式(7)において、min(A,B)はAとBのうち小さいほうの値をとること、max(A,B)はAとBのうち大きいほうの値をとることをそれぞれ意味する。
min(0.9, max(0,-1.6r+1))≤T(r/rmax)≤min(1,-5r+5.5) (7)
In conditional expression (7), min (A, B) means that the smaller value of A and B is taken, and max (A, B) means that the larger value of A and B is taken. ..

条件式(7)は、透過率分布フィルタの透過率分布に関する。条件式(7)の下限値を下回ると、透過率が低いために撮影光学系100が取り込む光量が小さくなる。このとき、撮影時の露光時間が長くなり、手ぶれや被写体ぶれが起きやすくなる。更に好ましくは、全ての透過率分布フィルタが条件式(7)を満たすように設計される。 Conditional expression (7) relates to the transmittance distribution of the transmittance distribution filter. When the value goes below the lower limit of conditional expression (7), the light amount taken in by the photographing optical system 100 becomes small because the transmittance is low. At this time, the exposure time at the time of shooting becomes long, and camera shake and subject shake easily occur. More preferably, all the transmittance distribution filters are designed so as to satisfy the conditional expression (7).

少なくとも一つの透過率分布フィルタ(第1および第2のアポダイゼーションフィルタの少なくとも一方)に関し、透過率T0/√eとなる径をr0*rmaxとするとき、r<0.8*rmaxの範囲内において、以下の条件式(8)を満たすことが好ましい。 With respect to at least one transmittance distribution filter (at least one of the first and second apodization filters), when the diameter of the transmittance T0/√e is r0*rmax, within the range of r<0.8*rmax It is preferable that the following conditional expression (8) is satisfied.

0.8*exp(−(1/2)*(r/(0.8*r0)))≦T(r/rmax)≦1.2*exp(−(1/2)*(r/(1.2*r0))) … (8)
条件式(8)は、透過率分布フィルタの透過率分布に関する。条件式(8)を満たすと、透過率分布がガウス分布に近くなる。一般的に、透過率分布フィルタは、ガウス分布型の透過率分布を有することが好ましい。絞りSPよりも物体側に透過率分布フィルタを配置する場合、下線側の透過率分布をガウス分布に近づけることができる。一方、絞りSPよりも像側(像面IP側)に透過率分布フィルタを配置する場合、上線側の透過率分布をガウス分布に近づけることができる。
0.8*exp(-(1/2)*(r/(0.8*r0)) 2 )≤T(r/rmax)≤1.2*exp(-(1/2)*(r/ (1.2*r0)) 2 ) (8)
Conditional expression (8) relates to the transmittance distribution of the transmittance distribution filter. When the conditional expression (8) is satisfied, the transmittance distribution becomes close to the Gaussian distribution. In general, the transmittance distribution filter preferably has a Gaussian distribution type transmittance distribution. When the transmittance distribution filter is arranged on the object side of the stop SP, the transmittance distribution on the underline side can be approximated to a Gaussian distribution. On the other hand, when the transmittance distribution filter is arranged on the image side (image surface IP side) of the stop SP, the transmittance distribution on the upper line side can be approximated to a Gaussian distribution.

より好ましくは、絞りSPの前後に、条件式(8)を満たす少なくとも一つの透過率分布フィルタを配置する。このとき、絞りSPの前後に配置された透過率分布フィルタに関し、透過率分布フィルタの組み合わせによる各画角光束の瞳透過率分布を、ガウス分布に近づけることができる。また、絞りSPの前後に配置された各透過率分布フィルタの透過率分布がガウス分布でない場合、各透過率分布フィルタの透過率分布が中心対称であっても、組み合わせにより得られる軸外光束20の瞳強度分布は中心(光軸OA)に関して対称とはならない。絞りSPの前後の透過率分布フィルタが条件式(8)を満たすように設計することにより、あらゆる画角の光束に対して中心に関して対称に近い瞳透過率分布を与えることができる。 More preferably, at least one transmittance distribution filter that satisfies the conditional expression (8) is arranged before and after the stop SP. At this time, with respect to the transmittance distribution filters arranged before and after the diaphragm SP, the pupil transmittance distribution of each angle-of-view light beam by combining the transmittance distribution filters can be approximated to a Gaussian distribution. Further, when the transmittance distributions of the transmittance distribution filters arranged before and after the stop SP are not Gaussian distributions, even if the transmittance distributions of the transmittance distribution filters are centrosymmetric, the off-axis light flux 20 obtained by the combination is obtained. The pupil intensity distribution of is not symmetrical about the center (optical axis OA). By designing the transmittance distribution filters before and after the aperture stop SP so as to satisfy the conditional expression (8), it is possible to give a pupil transmittance distribution that is nearly symmetrical with respect to the center with respect to a light flux of any angle of view.

本実施形態では、絞りを開放した状態で、二つの透過率分布フィルタ(アポダイゼーションフィルタ)の一方において、最大画角光束の上線の透過率は下線の透過率よりも高く、他方において、最大画角光束の下線の透過率は上線の透過率よりも高いことが好ましい。ここで、最大画角光束とは、イメージサークルの最も外側に結像する光束である。なお、撮像装置においては、像面IP(撮像面またはフィルム面)の最大像高に結像する光束としてもよい。この条件は、透過率分布フィルタと透過率分布フィルタを通過する光束との関係に関する。この条件を満たさない場合、二つの透過率分布フィルタが最大画角光束に与える透過率分布の非対称性が強まり、上線または下線の一方のみの透過率が小さくなる。一方、この条件を満たすと、二つの透過率分布フィルタが最大画角光束に与える透過率分布の非対称性が弱まり、より中心対称性の高い瞳透過率分布が得られる。 In the present embodiment, with the diaphragm open, in one of the two transmittance distribution filters (apodization filters), the transmittance of the upper line of the maximum angle of view of the luminous flux is higher than the transmittance of the underline thereof, and the maximum angle of view of the other one is used. The transmittance of the lower line of the light flux is preferably higher than the transmittance of the upper line. Here, the maximum angle-of-view light flux is a light flux that forms an image on the outermost side of the image circle. In the image pickup apparatus, the light flux may be a light flux that forms an image at the maximum image height of the image plane IP (image pickup plane or film plane). This condition relates to the relationship between the transmittance distribution filter and the light flux that passes through the transmittance distribution filter. If this condition is not satisfied, the asymmetry of the transmittance distribution given to the maximum angle-of-view light flux by the two transmittance distribution filters becomes stronger, and the transmittance of only one of the upper line and the lower line becomes smaller. On the other hand, if this condition is satisfied, the asymmetry of the transmittance distribution given to the maximum angle of view light flux by the two transmittance distribution filters is weakened, and a pupil transmittance distribution with higher central symmetry can be obtained.

本実施形態では、絞りを開放した状態で、二つの透過率分布フィルタ(アポダイゼーションフィルタ)の一方において、最大画角のメリジオナル光束の上線の透過率は最大透過率、メリジオナル光束の下線の透過率は最小透過率であることが好ましい。また、他方において、最大画角のメリジオナル光束の下線の透過率は最大透過率、メリジオナル光束の上線は最小透過率であることが好ましい。この条件は、透過率分布フィルタと透過率分布フィルタを通過する光束との関係に関する。この条件は、メリジオナル光束が透過率分布フィルタの光軸上の点を通過しないことに等しい。この条件を満たさないと、二つの透過率分布フィルタが最大画角光束に与える透過率分布の非対称性が強まり、上線または下線の一方のみの透過率が小さくなる。一方、この条件を満たすと、二つの透過率分布フィルタが最大画角光束に与える透過率分布の非対称性が弱まり、より中心対称性の高い瞳透過率分布が得られる。また、この条件を満たすことにより、軸上光束と軸外光束がより分離する位置に透過率分布フィルタを配置することができ、軸上光束と軸外光束の瞳透過率分布を独立に制御することが容易となる。 In the present embodiment, with the diaphragm open, in one of the two transmittance distribution filters (apodization filter), the transmittance of the upper line of the meridional light flux at the maximum angle of view is the maximum transmittance, and the transmittance of the lower line of the meridional light flux is The minimum transmittance is preferable. On the other hand, it is preferable that the transmittance of the underline of the meridional luminous flux having the maximum angle of view is the maximum transmittance, and the upper line of the meridional luminous flux is the minimum transmittance. This condition relates to the relationship between the transmittance distribution filter and the light flux that passes through the transmittance distribution filter. This condition is equivalent to the meridional light flux not passing through a point on the optical axis of the transmittance distribution filter. If this condition is not satisfied, the asymmetry of the transmittance distribution given to the maximum angle of view light flux by the two transmittance distribution filters becomes stronger, and the transmittance of only one of the upper line and the lower line becomes smaller. On the other hand, if this condition is satisfied, the asymmetry of the transmittance distribution given to the maximum angle of view light flux by the two transmittance distribution filters is weakened, and a pupil transmittance distribution with higher central symmetry can be obtained. By satisfying this condition, the transmittance distribution filter can be arranged at a position where the on-axis light flux and the off-axis light flux are further separated, and the pupil transmittance distributions of the on-axis light flux and the off-axis light flux are independently controlled. It will be easy.

本実施形態において、絞りを開放した状態で、最大画角のメリジオナル光束が二つの透過率分布フィルタ(第1および第2のアポダイゼーションフィルタ)の光軸上の点の少なくとも一方を含まない光路を通ることが好ましい。最大画角のメリジオナル光束が二つの透過率分布フィルタの光軸上の点の両方を含まない光路を通る場合、二つの透過率分布フィルタが最大画角光束に与える透過率分布の非対称性が弱まる。このため、中心対称性の高い瞳透過率分布が得られる。また、軸上光束と軸外光束が分離する位置に透過率分布フィルタを配置することができ、軸上光束と軸外光束の瞳透過率分布を独立に制御することが容易となる。 In the present embodiment, the meridional light flux with the maximum angle of view passes through the optical path that does not include at least one of the points on the optical axis of the two transmittance distribution filters (first and second apodization filters) with the diaphragm open. It is preferable. When the meridional light flux with the maximum angle of view passes through the optical path that does not include both points on the optical axis of the two transmittance distribution filters, the asymmetry of the transmittance distribution that the two transmittance distribution filters give to the maximum angle of view light beam is weakened. .. Therefore, a pupil transmittance distribution with high central symmetry can be obtained. Further, the transmittance distribution filter can be arranged at a position where the on-axis light flux and the off-axis light flux are separated, and it becomes easy to control the pupil transmittance distributions of the on-axis light flux and the off-axis light flux independently.

絞りSPの前後で軸外光束に対する口径食の程度が大きく異なる場合、ボケ像の非対称性が強くなる。この場合、最大画角のメリジオナル光束が二つの透過率分布フィルタの光軸上の点の一方を含まない光路を通るようにすればよい。これにより、軸上光束のボケ像への影響を抑えつつ軸外光束のボケ像を制御して、非対称性を改善することができる。 When the degree of vignetting with respect to the off-axis light flux is largely different before and after the stop SP, the asymmetry of the blurred image becomes strong. In this case, the meridional light flux with the maximum angle of view may pass through the optical path that does not include one of the points on the optical axis of the two transmittance distribution filters. As a result, it is possible to improve the asymmetry by controlling the blurred image of the off-axis light flux while suppressing the influence of the axial light flux on the blurred image.

絞りSPを開放した状態において、撮影光学系100の像高をy、最大像高をYmaxとするとき、y=0.9Ymaxを満たす像高yにおける周辺光量比Rは、以下の条件式(9)を満たすことが好ましい。ここで、周辺光量比Rは、軸外光束の軸上光束に対する光量比であり、第1および第2のアポダイゼーションフィルタの透過率を考慮せずに口径食のみを考慮した場合の周辺光量比である。 When the image height of the photographic optical system 100 is y and the maximum image height is Ymax with the stop SP open, the peripheral light amount ratio R at the image height y satisfying y=0.9Ymax is expressed by the following conditional expression (9). ) Is preferably satisfied. Here, the peripheral light amount ratio R is a light amount ratio of an off-axis light beam to an on-axis light beam, and is a peripheral light amount ratio when only vignetting is considered without considering the transmittances of the first and second apodization filters. is there.

R≦0.5 … (9)
条件式(9)は、撮影光学系100の周辺減光に関する。条件式(9)を満たす場合、口径食が大きいため、軸上光束と軸外光束がより分離している。このとき、軸上光束と軸外光束が分離する位置に透過率分布フィルタを配置することができ、軸上光束と軸外光束の瞳透過率分布を独立に制御することが容易となる。
R≦0.5 (9)
Conditional expression (9) relates to peripheral dimming of the photographing optical system 100. When the conditional expression (9) is satisfied, vignetting is large, so that the on-axis light flux and the off-axis light flux are further separated. At this time, the transmittance distribution filter can be arranged at a position where the on-axis light flux and the off-axis light flux are separated, and it becomes easy to control the pupil transmittance distributions of the on-axis light flux and the off-axis light flux independently.

次に、図3乃至図6を参照して、本発明の実施例1における撮影光学系について説明する。図3は、本実施例における撮影光学系100aの断面図である。撮影光学系100aは、レンズ41(前群、第1の光学要素)、レンズ42(後群、第2の光学要素)、および、絞りSPを有する。撮影光学系100aにおいて、第5面(絞りSPよりも物体側であって絞りSPに最も近いレンズ面)に透過率分布フィルタF1(第1のアポダイゼーションフィルタ)が配置されている。また撮影光学系100aにおいて、第7面(絞りSPよりも像面IP側であって絞りSPに最も近いレンズ面)に透過率分布フィルタF2(第2のアポダイゼーションフィルタ)が配置されている。透過率分布フィルタF1、F2により、軸上光束10から軸外光束20(最軸外光束)までの全画角の光束に瞳強度分布を与え、ボケ像を改善することができる。 Next, with reference to FIG. 3 to FIG. 6, a photographing optical system in Embodiment 1 of the present invention will be described. FIG. 3 is a sectional view of the taking optical system 100a in this embodiment. The imaging optical system 100a includes a lens 41 (front group, first optical element), a lens 42 (rear group, second optical element), and a diaphragm SP. In the photographing optical system 100a, the transmittance distribution filter F1 (first apodization filter) is arranged on the fifth surface (the lens surface closer to the diaphragm SP than the diaphragm SP). Further, in the photographing optical system 100a, the transmittance distribution filter F2 (second apodization filter) is arranged on the seventh surface (lens surface on the image plane IP side of the diaphragm SP and closest to the diaphragm SP). With the transmittance distribution filters F1 and F2, a pupil intensity distribution can be given to the light flux of all angles of view from the on-axis light flux 10 to the off-axis light flux 20 (the most off-axis light flux) to improve the blurred image.

図4は、透過率分布フィルタF1、F2の透過率分布を示す図である。図4中の外周部が各透過率分布フィルタの有効径を表している。透過率分布フィルタの有効径とは、光束が通過する領域の光軸OAからの最大径である。図5(A)、(B)は、それぞれ、透過率分布フィルタF1、F2が軸外光束20に与える瞳透過率分布を示す図である。図5(A)、(B)からわかるように、透過率分布フィルタF1、F2のそれぞれが軸外光束20に与える瞳強度分布は、対称性が低い。図6(A)、(B)は、それぞれ、透過率分布フィルタF1、F2を組み合わせた状態で、軸上光束10および軸外光束20に与える瞳透過率分布を示す図である。図6(A)、(B)からわかるように、軸上光束10(図6(A))だけでなく、軸外光束20(図6(B))に対しても対称性の高い瞳透過率分布が与えられている。 FIG. 4 is a diagram showing the transmittance distributions of the transmittance distribution filters F1 and F2. The outer peripheral portion in FIG. 4 represents the effective diameter of each transmittance distribution filter. The effective diameter of the transmittance distribution filter is the maximum diameter from the optical axis OA of the region through which the light flux passes. 5A and 5B are diagrams showing pupil transmittance distributions given to the off-axis light flux 20 by the transmittance distribution filters F1 and F2, respectively. As can be seen from FIGS. 5A and 5B, the pupil intensity distribution given to the off-axis light flux 20 by each of the transmittance distribution filters F1 and F2 has low symmetry. FIGS. 6A and 6B are diagrams showing pupil transmittance distributions given to the on-axis light flux 10 and the off-axis light flux 20, respectively, in a state where the transmittance distribution filters F1 and F2 are combined. As can be seen from FIGS. 6(A) and 6(B), pupil transmission with high symmetry not only for the on-axis light flux 10 (FIG. 6(A)) but also for the off-axis light flux 20 (FIG. 6(B)). The rate distribution is given.

次に、図7乃至図9を参照して、本発明の実施例2における撮影光学系について説明する。図7は、本実施例における撮影光学系100bの断面図である。図8は、透過率分布フィルタF1、F2の透過率分布を示す図である。図9(A)、(B)は、それぞれ、透過率分布フィルタF1、F2を組み合わせた状態で、軸上光束10および軸外光束20に与える瞳透過率分布を示す図である。 Next, with reference to FIG. 7 to FIG. 9, an image pickup optical system in Embodiment 2 of the present invention will be described. FIG. 7 is a sectional view of the taking optical system 100b in this embodiment. FIG. 8 is a diagram showing the transmittance distributions of the transmittance distribution filters F1 and F2. 9A and 9B are diagrams showing pupil transmittance distributions given to the on-axis light flux 10 and the off-axis light flux 20, respectively, in a state where the transmittance distribution filters F1 and F2 are combined.

本実施例の撮影光学系100bは、透過率分布フィルタF1、F2の透過率分布が異なる点で、図3を参照して説明した実施例1の撮影光学系100aとは異なる。撮影光学系100bの他の構成は、撮影光学系100aと同様である。透過率分布フィルタF1、F2がそれぞれ第5面および第7面に配置されている点も、撮影光学系100aと同様である。図9(A)、(B)からわかるように、絞りSPから離れた位置に透過率分布フィルタF1、F2を配置しているにも関わらず、軸上光束10だけでなく、最軸外光束20に対しても対称性の高い瞳透過率分布が与えられる。 The taking optical system 100b of the present embodiment is different from the taking optical system 100a of the first embodiment described with reference to FIG. 3 in that the transmittance distribution filters F1 and F2 have different transmittance distributions. Other configurations of the photographing optical system 100b are the same as those of the photographing optical system 100a. The transmittance distribution filters F1 and F2 are arranged on the fifth surface and the seventh surface, respectively, similarly to the photographing optical system 100a. As can be seen from FIGS. 9A and 9B, not only the on-axis light beam 10 but also the most off-axis light beam is arranged, although the transmittance distribution filters F1 and F2 are arranged at positions distant from the stop SP. A pupil transmittance distribution with high symmetry is also given to 20.

次に、図10乃至図12を参照して、本発明の実施例3における撮影光学系について説明する。図10は、本実施例における撮影光学系100cの断面図である。図11は、透過率分布フィルタF1、F2の透過率分布を示す図である。図12(A)、(B)は、それぞれ、透過率分布フィルタF1、F2を組み合わせた状態で、軸上光束10および軸外光束20に与える瞳透過率分布を示す図である。 Next, with reference to FIG. 10 to FIG. 12, a photographing optical system in Embodiment 3 of the present invention will be described. FIG. 10 is a sectional view of the photographing optical system 100c in this embodiment. FIG. 11 is a diagram showing the transmittance distributions of the transmittance distribution filters F1 and F2. 12A and 12B are diagrams showing pupil transmittance distributions given to the on-axis light flux 10 and the off-axis light flux 20, respectively, in a state where the transmittance distribution filters F1 and F2 are combined.

本実施例の撮影光学系100cにおいて、第10面に透過率分布フィルタF1、第22面に透過率分布フィルタF2が配置されている。透過率分布フィルタF1、F2により、軸上光束10から最軸外光束20までの全画角の光束に瞳強度分布を与え、ボケ像を改善することができる。図12(A)、(B)からわかるように、絞りSPから離れた位置に透過率分布フィルタF1、F2を配置しているにも関わらず、軸上光束10だけでなく、最軸外光束20に対しても対称性の高い瞳透過率分布が与えられる。 In the photographing optical system 100c of the present embodiment, the transmittance distribution filter F1 is arranged on the tenth surface and the transmittance distribution filter F2 is arranged on the twenty-second surface. With the transmittance distribution filters F1 and F2, it is possible to give a pupil intensity distribution to the luminous flux of all angles of view from the axial luminous flux 10 to the most off-axis luminous flux 20 to improve the blurred image. As can be seen from FIGS. 12(A) and 12(B), not only the on-axis light beam 10 but also the most off-axis light beam is arranged, although the transmittance distribution filters F1 and F2 are arranged at positions distant from the stop SP. A pupil transmittance distribution with high symmetry is also given to 20.

次に、図13乃至図15を参照して、本発明の実施例4における撮影光学系について説明する。図13は、本実施例における撮影光学系100dの断面図である。撮影光学系100dは、三つの透過率分布フィルタF1、F2、F3を有する。撮影光学系100dにおいて、第1面(最も物体側のレンズ面)に透過率分布フィルタF1(第1のアポダイゼーションフィルタ)が配置されている。また、第17面に透過率分布フィルタF2(第2のアポダイゼーションフィルタ)が配置されている。また、第13面(絞りSPよりも像面IP側であって絞りSPに最も近いレンズ面と、絞りSPとの間)に、透過率分布フィルタF3(第3のアポダイゼーションフィルタ)が配置されている。 Next, with reference to FIG. 13 to FIG. 15, an image pickup optical system in Embodiment 4 of the present invention will be described. FIG. 13 is a cross-sectional view of the taking optical system 100d in this embodiment. The imaging optical system 100d has three transmittance distribution filters F1, F2, and F3. In the photographing optical system 100d, a transmittance distribution filter F1 (first apodization filter) is arranged on the first surface (lens surface closest to the object). Further, a transmittance distribution filter F2 (second apodization filter) is arranged on the 17th surface. Further, a transmittance distribution filter F3 (third apodization filter) is arranged on the thirteenth surface (between the lens surface closest to the diaphragm SP and closer to the image surface IP than the diaphragm SP). There is.

本実施例において、透過率分布フィルタF3は第13面上に透過率分布を形成しているが、前述のように光吸収量に分布を持たせたNDフィルタとしてもよい。透過率分布フィルタF1、F2、F3により、軸上光束10から軸外光束20(最軸外光束)までの全画角の光束に瞳強度分布を与え、ボケ像を改善することができる。 In the present embodiment, the transmittance distribution filter F3 forms the transmittance distribution on the 13th surface, but it may be an ND filter having a distribution in the amount of light absorption as described above. With the transmittance distribution filters F1, F2, and F3, the pupil intensity distribution can be given to the luminous flux of all angles of view from the on-axis luminous flux 10 to the off-axis luminous flux 20 (the most off-axis luminous flux) to improve the blurred image.

図14(A)は、透過率分布フィルタF1、F2の透過率分布を示す図である。図14(B)は、透過率分布フィルタF3の透過率分布を示す図である。図15(A)、(B)は、それぞれ、透過率分布フィルタF1、F2、F3を組み合わせた状態で、軸上光束10および軸外光束20に与える瞳透過率分布を示す図である。図15(A)、(B)からわかるように、絞りSPから離れた位置に透過率分布フィルタF1、F2を配置しているにも関わらず、軸上光束10だけでなく、軸外光束20(最軸外光束)に対しても対称性の高い瞳透過率分布が与えられる。また本実施例では、透過率分布フィルタF1、F2を用いてボケ像の輪郭を改善するとともに、透過率分布フィルタF3を用いてボケ像全体の光量分布を適切な分布にすることができる。 FIG. 14A is a diagram showing the transmittance distributions of the transmittance distribution filters F1 and F2. FIG. 14B is a diagram showing the transmittance distribution of the transmittance distribution filter F3. FIGS. 15A and 15B are diagrams showing pupil transmittance distributions given to the on-axis light flux 10 and the off-axis light flux 20, respectively, in a state where the transmittance distribution filters F1, F2, and F3 are combined. As can be seen from FIGS. 15(A) and 15(B), not only the on-axis light beam 10 but also the off-axis light beam 20 is provided, although the transmittance distribution filters F1 and F2 are arranged at positions distant from the stop SP. A pupil transmittance distribution having high symmetry is also given to (the most off-axis light flux). In addition, in the present embodiment, the contours of the blurred image can be improved by using the transmittance distribution filters F1 and F2, and the light amount distribution of the entire blurred image can be made an appropriate distribution by using the transmittance distribution filter F3.

次に、図16乃至図18を参照して、本発明の実施例5における撮影光学系について説明する。図16は、本実施例における撮影光学系100eの断面図である。図17は、透過率分布フィルタF1、F2の透過率分布を示す図である。図18(A)、(B)は、それぞれ、透過率分布フィルタF1、F2を組み合わせた状態で、軸上光束10および軸外光束20に与える瞳透過率分布を示す図である。 Next, with reference to FIG. 16 to FIG. 18, a photographing optical system in Embodiment 5 of the present invention will be described. FIG. 16 is a sectional view of the taking optical system 100e in this embodiment. FIG. 17 is a diagram showing the transmittance distributions of the transmittance distribution filters F1 and F2. 18A and 18B are diagrams showing pupil transmittance distributions given to the on-axis light flux 10 and the off-axis light flux 20, respectively, in a state where the transmittance distribution filters F1 and F2 are combined.

本実施例の撮影光学系100eにおいて、第7面に透過率分布フィルタF1が配置されており、第21面(レンズ最終面、すなわち最も像面IP側のレンズ面)に透過率分布フィルタF2が配置されている。透過率分布フィルタF1、F2により、軸上光束10から最軸外光束20までの全画角の光束に瞳強度分布を与え、ボケ像を改善することができる。図18(A)、(B)からわかるように、絞りSPから離れた位置に透過率分布フィルタF1、F2を配置しているにも関わらず、軸上光束10だけでなく、軸外光束20に対しても対称性の高い瞳透過率分布が与えられる。 In the photographing optical system 100e of the present embodiment, the transmittance distribution filter F1 is arranged on the seventh surface, and the transmittance distribution filter F2 is arranged on the twenty-first surface (lens final surface, that is, the lens surface closest to the image plane IP). It is arranged. With the transmittance distribution filters F1 and F2, it is possible to give a pupil intensity distribution to the luminous flux of all angles of view from the axial luminous flux 10 to the most off-axis luminous flux 20 to improve the blurred image. As can be seen from FIGS. 18(A) and 18(B), not only the on-axis light beam 10 but also the off-axis light beam 20 is provided, even though the transmittance distribution filters F1 and F2 are arranged at positions distant from the stop SP. A pupil transmittance distribution with high symmetry is also given to.

次に、図19乃至図21を参照して、本発明の実施例6における撮影光学系について説明する。図19は、本実施例における撮影光学系100fの断面図である。図20は、透過率分布フィルタF1、F2の透過率分布を示す図である。図21(A)、(B)は、それぞれ、透過率分布フィルタF1、F2を組み合わせた状態で、軸上光束10および軸外光束20に与える瞳透過率分布を示す図である。 Next, with reference to FIG. 19 to FIG. 21, a photographing optical system in Embodiment 6 of the present invention will be described. FIG. 19 is a sectional view of the taking optical system 100f in this embodiment. FIG. 20 is a diagram showing the transmittance distributions of the transmittance distribution filters F1 and F2. 21A and 21B are diagrams showing pupil transmittance distributions given to the on-axis light flux 10 and the off-axis light flux 20, respectively, in a state where the transmittance distribution filters F1 and F2 are combined.

本実施例の撮影光学系100fにおいて、第1面(最も物体側のレンズ面)に透過率分布フィルタF1が配置されており、第21面(レンズ最終面、すなわち最も像面IP側のレンズ面)に透過率分布フィルタF2が配置されている。透過率分布フィルタF1、F2により、軸上光束10から軸外光束20(最軸外光束)までの全画角の光束に瞳強度分布を与え、ボケ像を改善することができる。図21(A)、(B)からわかるように、絞りSPから離れた位置に透過率分布フィルタF1、F2を配置しているにも関わらず、軸上光束10だけでなく、軸外光束20に対しても対称性の高い瞳透過率分布が与えられる。 In the photographing optical system 100f of the present embodiment, the transmittance distribution filter F1 is arranged on the first surface (lens surface closest to the object side), and the 21st surface (lens final surface, that is, the lens surface closest to the image plane IP side). ) Is provided with the transmittance distribution filter F2. With the transmittance distribution filters F1 and F2, the pupil intensity distribution can be given to the light flux of all angles of view from the on-axis light flux 10 to the off-axis light flux 20 (the most off-axis light flux) to improve the blurred image. As can be seen from FIGS. 21(A) and 21(B), not only the on-axis light beam 10 but also the off-axis light beam 20 despite the transmittance distribution filters F1 and F2 being arranged at the positions distant from the stop SP. A pupil transmittance distribution with high symmetry is also given to.

以下、前述の実施例1乃至6にそれぞれ対応する数値実施例1乃至6を示す。各数値実施例において、rは物体側より第i番目の面の曲率半径(mm)、dは物体側より第i番目と第i+1番目の軸上の面間隔(mm)、ndとνdはそれぞれ第i番目の光学部材の屈折率とアッベ数である。焦点距離f、FナンバーFno、画角2ω(度)は、それぞれ、無限遠物体に焦点を合わせた場合の値である。BFは、バックフォーカスである。レンズ全長は、第1面から像面までの距離を表す。 Numerical Examples 1 to 6 corresponding to the above-described Examples 1 to 6 will be shown below. In each numerical example, r is the radius of curvature of the i-th surface from the object side (mm), d is the surface spacing (mm) on the i-th and i+1-th axes from the object side, and nd and vd are respectively. The refractive index and the Abbe number of the i-th optical member. The focal length f, the F number Fno, and the angle of view 2ω (degrees) are values when an object at infinity is focused. BF is the back focus. The total lens length represents the distance from the first surface to the image plane.

また非球面は、面番号の後に、「*」の符号を付加して表している。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、A12を各々非球面係数としたとき、以下の式(10)のように表される。 Further, the aspherical surface is represented by adding a symbol "*" after the surface number. As for the aspherical shape, X is the amount of displacement from the surface vertex in the optical axis direction, h is the height from the optical axis in the direction perpendicular to the optical axis, R is the paraxial radius of curvature, k is the conic constant, A4, A6, When A8, A10, and A12 are aspherical surface coefficients, they are represented by the following expression (10).

また、例えば「e±Z」の表示は、「10±Z」を意味する。 Further, for example, the display of “e±Z” means “10 ±Z ”.


(数値実施例1)
単位 mm
面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1 35.778 2.93 1.80100 35.0 29.78
2 80.155 0.49 28.89
3 22.367 5.02 1.69680 55.5 24.75
4 ∞ 1.01 1.62588 35.7 22.98
5 15.375 8.35 19.20
6(絞り) ∞ 8.91 17.99
7 -16.157 3.86 1.71736 29.5 16.42
8 -252.032 0.53 23.30
9 -85.452 3.95 1.77250 49.6 23.31
10 -22.034 0.10 24.59
11 190.588 4.69 1.77250 49.6 30.11
12 -40.055 36.00 30.67
像面 ∞

各種データ

焦点距離 50.00
Fナンバー 2.00
画角 23.40
像高 21.64
レンズ全長 75.84
BF 36.00


入射瞳位置 21.21
射出瞳位置 -37.27
前側主点位置 37.09
後側主点位置 -14.00

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 78.37
2 3 32.10
3 4 -24.57
4 7 -24.23
5 9 37.42
6 11 43.23

(数値実施例2)
単位 mm

面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1 35.778 2.93 1.80100 35.0 29.78
2 80.155 0.49 28.89
3 22.367 5.02 1.69680 55.5 24.75
4 ∞ 1.01 1.62588 35.7 22.98
5 15.375 8.35 19.20
6(絞り) ∞ 8.91 17.99
7 -16.157 3.86 1.71736 29.5 16.42
8 -252.032 0.53 23.30
9 -85.452 3.95 1.77250 49.6 23.31
10 -22.034 0.10 24.59
11 190.588 4.69 1.77250 49.6 30.11
12 -40.055 36.00 30.67
像面 ∞

各種データ

焦点距離 50.00
Fナンバー 2.00
画角 23.40
像高 21.64
レンズ全長 75.84
BF 36.00

入射瞳位置 21.21
射出瞳位置 -37.27
前側主点位置 37.09
後側主点位置 -14.00

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 78.37
2 3 32.10
3 4 -24.57
4 7 -24.23
5 9 37.42
6 11 43.23

(数値実施例3)
単位 mm

面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1 61.880 2.99 1.83481 42.7 54.05
2 27.026 8.34 43.43
3 71.747 3.00 1.58313 59.4 43.00
4* 25.706 6.93 38.64
5 92.706 4.95 1.88300 40.8 38.40
6 -127.713 0.70 37.98
7 -97.467 2.50 1.49700 81.5 37.74
8 39.023 5.83 1.83481 42.7 34.40
9 -1070.546 3.79 33.54
10 46.333 5.98 1.83481 42.7 27.33
11 -47.248 1.90 1.54814 45.8 25.69
12 21.482 5.07 23.10
13 -53.687 1.40 1.65412 39.7 23.15
14 197.561 0.15 23.88
15 29.239 6.73 1.43387 95.1 25.17
16 -44.333 2.59 25.22
17(絞り) ∞ 7.21 24.21
18 -17.904 3.78 1.60311 60.6 23.58
19 -15.383 2.15 1.80518 25.4 24.59
20 -48.206 0.25 28.74
21 97.922 8.54 1.61800 63.3 31.70
22 -29.308 0.25 33.27
23* -162.434 5.28 1.80400 46.6 34.68
24 -36.488 38.80 36.15
像面 ∞

非球面データ
第4面
K = 0.00000e+000 A 4=-5.57660e-006 A 6=-9.40593e-009
A 8= 5.84881e-012 A10=-3.17028e-014

第23面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.09975e-005 A 6=-1.48146e-009
A 8=-9.36205e-012 A10=-5.31145e-015

各種データ

焦点距離 24.55
Fナンバー 1.45
画角 41.39
像高 21.64
レンズ全長 129.11
BF 38.80

入射瞳位置 29.97
射出瞳位置 -56.16
前側主点位置 48.18
後側主点位置 14.25

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -59.81
2 3 -70.39
3 5 61.48
4 7 -55.73
5 8 45.21
6 10 28.86
7 11 -26.68
8 13 -64.40
9 15 41.76
10 18 115.85
11 19 -28.90
12 21 37.46
13 23 57.46

(数値実施例4)
単位 mm

面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1 131.189 10.84 1.48749 70.2 67.56
2 -264.579 0.90 65.84
3 53.910 9.80 1.49700 81.5 58.70
4 260.718 3.20 56.95
5 -623.694 3.80 1.83400 37.2 56.04
6 105.942 2.53 52.84
7 63.907 8.04 1.49700 81.5 51.35
8 -609.143 0.20 50.27
9 27.722 3.23 1.71736 29.5 41.72
10 23.809 12.30 37.67
11(絞り) ∞ 3.00 35.48
12 ∞ 0.70 1.48749 70.2 33.33
13 ∞ 0.50 33.00
14 -1002.290 5.00 1.84666 23.9 32.66
15 -65.695 1.78 1.72000 50.2 31.52
16 39.690 21.66 28.82
17 -34.937 2.72 1.74077 27.8 25.91
18 130.139 8.68 1.77250 49.6 30.42
19 -43.302 0.50 33.58
20 97.410 5.67 1.83400 37.2 37.12
21 -205.341 53.99 37.55
像面 ∞

各種データ

焦点距離 130.98
Fナンバー 2.06
画角 9.38
像高 21.64
レンズ全長 159.05
BF 53.99


入射瞳位置 74.80
射出瞳位置 -102.26
前側主点位置 95.99
後側主点位置 -76.99

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 181.54
2 3 134.63
3 5 -108.33
4 7 116.84
5 9 -358.95
6 12 0.00
7 14 82.83
8 15 -34.12
9 17 -36.92
10 18 43.00
11 20 79.90

(数値実施例5)
単位 mm

面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1 400.000 2.80 1.58313 59.4 52.58
2 40.544 6.91 45.50
3 606.181 2.30 1.58313 59.4 45.32
4 50.282 10.31 43.04
5 61.687 6.50 1.71300 53.9 43.03
6 -188.040 5.20 42.59
7 47.477 5.06 1.71300 53.9 35.38
8 -490.980 0.20 34.36
9 31.299 3.00 1.51633 64.1 31.66
10 25.382 9.27 29.20
11 -72.820 3.77 1.83481 42.7 27.77
12 -27.213 1.50 1.63980 34.5 27.70
13 -1242.161 3.70 26.64
14(絞り) ∞ 7.07 25.33
15 -18.961 1.60 1.80518 25.4 24.41
16 759.560 3.30 1.83481 42.7 27.71
17* -65.346 0.20 28.81
18 -172.700 5.94 1.77250 49.6 29.37
19 -30.321 0.20 30.66
20 -160.598 6.81 1.77250 49.6 33.22
21 -32.418 38.65 34.86
像面 ∞

非球面データ
第17面
K = 2.39046e+000 A 4= 1.36838e-005 A 6= 3.28097e-010
A 8=-1.14450e-011

各種データ
焦点距離 34.30
Fナンバー 1.45
画角 32.25
像高 21.64
レンズ全長 124.29
BF 38.65

入射瞳位置 35.68
射出瞳位置 -39.73
前側主点位置 54.97
後側主点位置 4.36

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -77.59
2 3 -94.17
3 5 65.86
4 7 60.96
5 9 -314.29
6 11 50.16
7 12 -43.51
8 15 -22.95
9 16 72.21
10 18 46.76
11 20 51.39

(数値実施例6)
単位 mm

面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1 131.189 10.84 1.48749 70.2 67.56
2 -264.579 0.90 65.84
3 53.910 9.80 1.49700 81.5 58.70
4 260.718 3.20 56.95
5 -623.694 3.80 1.83400 37.2 56.04
6 105.942 2.53 52.84
7 63.907 8.04 1.49700 81.5 51.35
8 -609.143 0.20 50.27
9 27.722 3.23 1.71736 29.5 41.72
10 23.809 12.30 37.67
11(絞り) ∞ 3.00 35.48
12 ∞ 0.70 1.48749 70.2 33.33
13 ∞ 0.50 33.00
14 -1002.290 5.00 1.84666 23.9 32.66
15 -65.695 1.78 1.72000 50.2 31.52
16 39.690 21.66 28.82
17 -34.937 2.72 1.74077 27.8 25.91
18 130.139 8.68 1.77250 49.6 30.42
19 -43.302 0.50 33.58
20 97.410 5.67 1.83400 37.2 37.12
21 -205.341 53.99 37.55
像面 ∞

各種データ

焦点距離 130.98
Fナンバー 2.06
画角 9.38
像高 21.64
レンズ全長 159.05
BF 53.99

入射瞳位置 74.80
射出瞳位置 -102.26
前側主点位置 95.99
後側主点位置 -76.99

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 181.54
2 3 134.63
3 5 -108.33
4 7 116.84
5 9 -358.95
6 12 0.00
7 14 82.83
8 15 -34.12
9 17 -36.92
10 18 43.00
11 20 79.90

表1は、各数値実施例について、条件式(2)〜(6)および条件式(9)に相当する数値を示している。図22は、各数値実施例について、条件式(7)に相当する数値を示している。図23、図24、図25、図26は、各数値実施例について、条件式(8)に相当する数値を示している。図22乃至図26において、フィルタAは、実施例1のF1、F2、および、実施例4のF3に相当する。フィルタBは、実施例2のF1、F2、および、実施例4のF1、F2に相当する。フィルタCは、実施例3のF1、F2に相当する。フィルタDは、実施例5のF1、F2に相当する。フィルタEは、実施例6のF1、F2に相当する。なおフィルタDは、条件式(8)を満たさない。

(Numerical Example 1)
Unit mm
Surface data Surface number rd nd vd Effective diameter
1 35.778 2.93 1.80100 35.0 29.78
2 80.155 0.49 28.89
3 22.367 5.02 1.69680 55.5 24.75
4 ∞ 1.01 1.62588 35.7 22.98
5 15.375 8.35 19.20
6 (aperture) ∞ 8.91 17.99
7 -16.157 3.86 1.71736 29.5 16.42
8 -252.032 0.53 23.30
9 -85.452 3.95 1.77250 49.6 23.31
10 -22.034 0.10 24.59
11 190.588 4.69 1.77250 49.6 30.11
12 -40.055 36.00 30.67
Image plane ∞

Various data

Focal length 50.00
F number 2.00
Angle of view 23.40
Image height 21.64
Lens total length 75.84
BF 36.00


Entrance pupil position 21.21
Exit pupil position -37.27
Front principal point position 37.09
Rear principal point position -14.00

Single lens Data lens Start surface Focal length
1 1 78.37
2 3 32.10
3 4 -24.57
4 7 -24.23
5 9 37.42
6 11 43.23

(Numerical example 2)
Unit mm

Surface data Surface number rd nd vd Effective diameter
1 35.778 2.93 1.80100 35.0 29.78
2 80.155 0.49 28.89
3 22.367 5.02 1.69680 55.5 24.75
4 ∞ 1.01 1.62588 35.7 22.98
5 15.375 8.35 19.20
6 (aperture) ∞ 8.91 17.99
7 -16.157 3.86 1.71736 29.5 16.42
8 -252.032 0.53 23.30
9 -85.452 3.95 1.77250 49.6 23.31
10 -22.034 0.10 24.59
11 190.588 4.69 1.77250 49.6 30.11
12 -40.055 36.00 30.67
Image plane ∞

Various data

Focal length 50.00
F number 2.00
Angle of view 23.40
Image height 21.64
Lens total length 75.84
BF 36.00

Entrance pupil position 21.21
Exit pupil position -37.27
Front principal point position 37.09
Rear principal point position -14.00

Single lens Data lens Start surface Focal length
1 1 78.37
2 3 32.10
3 4 -24.57
4 7 -24.23
5 9 37.42
6 11 43.23

(Numerical example 3)
Unit mm

Surface data Surface number rd nd vd Effective diameter
1 61.880 2.99 1.83481 42.7 54.05
2 27.026 8.34 43.43
3 71.747 3.00 1.58313 59.4 43.00
4* 25.706 6.93 38.64
5 92.706 4.95 1.88300 40.8 38.40
6 -127.713 0.70 37.98
7 -97.467 2.50 1.49700 81.5 37.74
8 39.023 5.83 1.83481 42.7 34.40
9 -1070.546 3.79 33.54
10 46.333 5.98 1.83481 42.7 27.33
11 -47.248 1.90 1.54814 45.8 25.69
12 21.482 5.07 23.10
13 -53.687 1.40 1.65412 39.7 23.15
14 197.561 0.15 23.88
15 29.239 6.73 1.43387 95.1 25.17
16 -44.333 2.59 25.22
17 (Aperture) ∞ 7.21 24.21
18 -17.904 3.78 1.60311 60.6 23.58
19 -15.383 2.15 1.80518 25.4 24.59
20 -48.206 0.25 28.74
21 97.922 8.54 1.61800 63.3 31.70
22 -29.308 0.25 33.27
23* -162.434 5.28 1.80400 46.6 34.68
24 -36.488 38.80 36.15
Image plane ∞

Aspherical data 4th surface
K = 0.00000e+000 A 4=-5.57660e-006 A 6=-9.40593e-009
A 8= 5.84881e-012 A 10=-3.17028e-014

Surface 23
K = 0.00000e+000 A 4=-1.09975e-005 A 6=-1.48146e-009
A 8=-9.36205e-012 A 10=-5.31145e-015

Various data

Focal length 24.55
F number 1.45
Angle of view 41.39
Image height 21.64
Total lens length 129.11
BF 38.80

Entrance pupil position 29.97
Exit pupil position -56.16
Front principal point position 48.18
Rear principal point position 14.25

Single lens Data lens Start surface Focal length
1 1 -59.81
2 3 -70.39
3 5 61.48
4 7 -55.73
5 8 45.21
6 10 28.86
7 11 -26.68
8 13 -64.40
9 15 41.76
10 18 115.85
11 19 -28.90
12 21 37.46
13 23 57.46

(Numerical Example 4)
Unit mm

Surface data Surface number rd nd vd Effective diameter
1 131.189 10.84 1.48749 70.2 67.56
2 -264.579 0.90 65.84
3 53.910 9.80 1.49700 81.5 58.70
4 260.718 3.20 56.95
5 -623.694 3.80 1.83400 37.2 56.04
6 105.942 2.53 52.84
7 63.907 8.04 1.49 700 81.5 51.35
8 -609.143 0.20 50.27
9 27.722 3.23 1.71736 29.5 41.72
10 23.809 12.30 37.67
11 (aperture) ∞ 3.00 35.48
12 ∞ 0.70 1.48749 70.2 33.33
13 ∞ 0.50 33.00
14 -1002.290 5.00 1.84666 23.9 32.66
15 -65.695 1.78 1.72000 50.2 31.52
16 39.690 21.66 28.82
17 -34.937 2.72 1.74077 27.8 25.91
18 130.139 8.68 1.77250 49.6 30.42
19 -43.302 0.50 33.58
20 97.410 5.67 1.83400 37.2 37.12
21 -205.341 53.99 37.55
Image plane ∞

Various data

Focal length 130.98
F number 2.06
Angle of view 9.38
Image height 21.64
Total lens length 159.05
BF 53.99


Entrance pupil position 74.80
Exit pupil position -102.26
Front principal point position 95.99
Rear principal point position -76.99

Single lens Data lens Start surface Focal length
1 1 181.54
2 3 134.63
3 5 -108.33
4 7 116.84
5 9 -358.95
6 12 0.00
7 14 82.83
8 15 -34.12
9 17 -36.92
10 18 43.00
11 20 79.90

(Numerical Example 5)
Unit mm

Surface data Surface number rd nd vd Effective diameter
1 400.000 2.80 1.58313 59.4 52.58
2 40.544 6.91 45.50
3 606.181 2.30 1.58313 59.4 45.32
4 50.282 10.31 43.04
5 61.687 6.50 1.71300 53.9 43.03
6 -188.040 5.20 42.59
7 47.477 5.06 1.71300 53.9 35.38
8 -490.980 0.20 34.36
9 31.299 3.00 1.51633 64.1 31.66
10 25.382 9.27 29.20
11 -72.820 3.77 1.83481 42.7 27.77
12 -27.213 1.50 1.63980 34.5 27.70
13 -1242.161 3.70 26.64
14 (aperture) ∞ 7.07 25.33
15 -18.961 1.60 1.80518 25.4 24.41
16 759.560 3.30 1.83481 42.7 27.71
17* -65.346 0.20 28.81
18 -172.700 5.94 1.77250 49.6 29.37
19 -30.321 0.20 30.66
20 -160.598 6.81 1.77250 49.6 33.22
21 -32.418 38.65 34.86
Image plane ∞

Aspheric surface data surface 17
K = 2.39046e+000 A 4= 1.36838e-005 A 6= 3.28097e-010
A 8=-1.14450e-011

Various data focal length 34.30
F number 1.45
Angle of view 32.25
Image height 21.64
Total lens length 124.29
BF 38.65

Entrance pupil position 35.68
Exit pupil position -39.73
Front principal point position 54.97
Rear principal point position 4.36

Single lens Data lens Start surface Focal length
1 1 -77.59
2 3 -94.17
3 5 65.86
4 7 60.96
5 9 -314.29
6 11 50.16
7 12 -43.51
8 15 -22.95
9 16 72.21
10 18 46.76
11 20 51.39

(Numerical Example 6)
Unit mm

Surface data Surface number rd nd vd Effective diameter
1 131.189 10.84 1.48749 70.2 67.56
2 -264.579 0.90 65.84
3 53.910 9.80 1.49700 81.5 58.70
4 260.718 3.20 56.95
5 -623.694 3.80 1.83400 37.2 56.04
6 105.942 2.53 52.84
7 63.907 8.04 1.49 700 81.5 51.35
8 -609.143 0.20 50.27
9 27.722 3.23 1.71736 29.5 41.72
10 23.809 12.30 37.67
11 (aperture) ∞ 3.00 35.48
12 ∞ 0.70 1.48749 70.2 33.33
13 ∞ 0.50 33.00
14 -1002.290 5.00 1.84666 23.9 32.66
15 -65.695 1.78 1.72000 50.2 31.52
16 39.690 21.66 28.82
17 -34.937 2.72 1.74077 27.8 25.91
18 130.139 8.68 1.77250 49.6 30.42
19 -43.302 0.50 33.58
20 97.410 5.67 1.83400 37.2 37.12
21 -205.341 53.99 37.55
Image plane ∞

Various data

Focal length 130.98
F number 2.06
Angle of view 9.38
Image height 21.64
Total lens length 159.05
BF 53.99

Entrance pupil position 74.80
Exit pupil position -102.26
Front principal point position 95.99
Rear principal point position -76.99

Single lens Data lens Start surface Focal length
1 1 181.54
2 3 134.63
3 5 -108.33
4 7 116.84
5 9 -358.95
6 12 0.00
7 14 82.83
8 15 -34.12
9 17 -36.92
10 18 43.00
11 20 79.90

Table 1 shows numerical values corresponding to the conditional expressions (2) to (6) and the conditional expression (9) for each numerical example. FIG. 22 shows numerical values corresponding to the conditional expression (7) for each numerical example. 23, 24, 25, and 26 show numerical values corresponding to the conditional expression (8) for each numerical example. 22 to 26, the filter A corresponds to F1 and F2 of the first embodiment and F3 of the fourth embodiment. The filter B corresponds to F1 and F2 of the second embodiment and F1 and F2 of the fourth embodiment. The filter C corresponds to F1 and F2 in the third embodiment. The filter D corresponds to F1 and F2 in the fifth embodiment. The filter E corresponds to F1 and F2 in the sixth embodiment. The filter D does not satisfy the conditional expression (8).

次に、図27を参照して、本実施形態における撮影光学系(撮影レンズ)を備えた撮像装置(カメラシステム)について説明する。図27は、本実施形態における撮像装置200(一眼レフカメラ)の構成図である。 Next, with reference to FIG. 27, an image pickup apparatus (camera system) including the photographing optical system (photographing lens) according to the present embodiment will be described. FIG. 27 is a configuration diagram of the image pickup apparatus 200 (single-lens reflex camera) according to the present embodiment.

レンズ鏡筒110(交換レンズ)は、撮影レンズとしての撮影光学系100(光学系)を有する。撮影光学系100は、実施例1〜6のいずれか1つの撮影光学系である。撮影光学系100は、保持部材であるレンズ鏡筒110に保持されている。 The lens barrel 110 (interchangeable lens) has a photographing optical system 100 (optical system) as a photographing lens. The photographing optical system 100 is the photographing optical system according to any one of Examples 1 to 6. The taking optical system 100 is held by a lens barrel 110 that is a holding member.

220はカメラ本体(撮像装置本体)である。カメラ本体220は、クイックリターンミラー203、焦点板204、ペンタダハプリズム205、および、接眼レンズ206などを備えて構成されている。クイックリターンミラー203は、撮影光学系100を介して形成された光束を上方に反射する。焦点板204は、撮影光学系100の像形成位置に配置されている。ペンタダハプリズム205は、焦点板204に形成された逆像を正立像に変換する。ユーザは、その正立像を、接眼レンズ206を介して観察することができる。207は感光面であり、感光面207には、像を受光するCCDセンサやCMOSセンサなどの光電変換素子(撮像素子)や銀塩フィルムが配置される。撮影時には、クイックリターンミラー203が光路から退避して、撮影光学系100により感光面207上に像(光学像)が形成される。このように撮像素子は、撮影光学系100により形成される光学像を光電変換して画像データを出力する。 Reference numeral 220 denotes a camera body (imaging device body). The camera body 220 includes a quick return mirror 203, a focusing screen 204, a penta roof prism 205, and an eyepiece lens 206. The quick return mirror 203 reflects upward the light flux formed via the photographing optical system 100. The focusing screen 204 is arranged at the image forming position of the photographing optical system 100. The penta roof prism 205 converts the reverse image formed on the focusing screen 204 into an erect image. The user can observe the erected image through the eyepiece lens 206. Reference numeral 207 denotes a photosensitive surface. On the photosensitive surface 207, a photoelectric conversion element (imaging element) such as a CCD sensor or a CMOS sensor that receives an image and a silver salt film are arranged. At the time of photographing, the quick return mirror 203 is retracted from the optical path, and the photographing optical system 100 forms an image (optical image) on the photosensitive surface 207. In this way, the image sensor photoelectrically converts the optical image formed by the photographing optical system 100 and outputs image data.

本実施形態のレンズ鏡筒110を一眼レフカメラなどの撮像装置200に適用することにより、高い光学性能を有する光学機器を実現することができる。また、レンズ鏡筒110は、カメラ本体220と着脱可能に構成された交換レンズであるが、本実施形態はレンズ鏡筒110とカメラ本体220とが一体的に構成された撮像装置にも適用可能である。またレンズ鏡筒110は、クイックリターンミラーのないミラーレスの一眼レフカメラ(ミラーレスカメラ)にも適用することができる。 By applying the lens barrel 110 of this embodiment to the image pickup apparatus 200 such as a single-lens reflex camera, an optical device having high optical performance can be realized. Further, although the lens barrel 110 is an interchangeable lens configured to be attachable to and detachable from the camera body 220, this embodiment is also applicable to an image pickup apparatus in which the lens barrel 110 and the camera body 220 are integrally configured. Is. The lens barrel 110 can also be applied to a mirrorless single-lens reflex camera (mirrorless camera) without a quick return mirror.

このように各実施例の撮影光学系を、写真用カメラ、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラなどの撮像装置に適用することにより、全画角の光束に対して良好な焦点外れ像が得られる撮像装置を実現することができる。各実施例によれば、口径食がある場合でも全画角の光束の焦点外れ像を良好に取得可能な撮影光学系および撮像装置を提供することが可能である。 In this way, by applying the taking optical system of each embodiment to an image pickup device such as a camera for photography, a video camera, a digital still camera, etc., an image pickup device capable of obtaining a good defocus image for a light flux of all angles of view. Can be realized. According to each of the embodiments, it is possible to provide an imaging optical system and an imaging device that can satisfactorily obtain an out-of-focus image of a light flux at all angles of view even when vignetting occurs.

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist thereof.

100 撮影光学系
F1 透過率分布フィルタ(第1のアポダイゼーションフィルタ)
F2 透過率分布フィルタ(第2のアポダイゼーションフィルタ)
SP 絞り
100 Photographing optical system F1 Transmittance distribution filter (first apodization filter)
F2 Transmittance distribution filter (second apodization filter)
SP aperture

Claims (17)

絞りと、
前記絞りの物体側に配置された第1のアポダイゼーションフィルタと、
前記絞りの像面側に配置された第2のアポダイゼーションフィルタと、を有し、
前記第1のアポダイゼーションフィルタおよび前記第2のアポダイゼーションフィルタの両方に関し、光軸に直交する径方向における光軸からの距離をr1、r2(r1<r2)、該光軸から該距離r1、r2だけ離れた位置における透過率をT(r1)、T(r2)とするとき、
T(r1)≧T(r2)
なる関係を満たし、
記絞りを開放した状態において最大画角のメリジオナル光束が入射する前記第1のアポダイゼーションフィルタ上の領域と、前記絞りを開放した状態において前記最大画角のメリジオナル光束が入射する前記第2のアポダイゼーションフィルタ上の領域と、の少なくとも一方は、光軸上の点含まないことを特徴とする撮影光学系。
Aperture,
A first apodization filter arranged on the object side of the diaphragm,
A second apodization filter arranged on the image plane side of the diaphragm,
For both the first apodization filter and the second apodization filter, distances from the optical axis in the radial direction orthogonal to the optical axis are r1 and r2 (r1<r2), and only the distances r1 and r2 are from the optical axis. When the transmittances at distant positions are T(r1) and T(r2),
T(r1)≧T(r2)
Satisfy the relationship
The second apodization meridional light beam of the maximum angle of view in an open state the previous SL diaphragm and the region on the first apodization filter incident, meridional light beam of the maximum angle in the opened state of the aperture is incident an area on the filter, at least one of the photographing optical system, characterized in go and that contains a point on the optical axis.
前記透過率T(r1)、T(r2)の前記関係は、前記光軸を通る一断面において満たされていることを特徴とする請求項1に記載の撮影光学系。 The photographing optical system according to claim 1, wherein the relationship between the transmittances T(r1) and T(r2) is satisfied in one cross section passing through the optical axis. 前記透過率T(r1)、T(r2)の前記関係は、前記光軸に関して対称な領域において満たされていることを特徴とする請求項1に記載の撮影光学系。 The photographing optical system according to claim 1, wherein the relationship between the transmittances T(r1) and T(r2) is satisfied in a region symmetrical with respect to the optical axis. 前記第1のアポダイゼーションフィルタおよび前記第2のアポダイゼーションフィルタの少なくとも一方に関し、有効径内における最大透過率をT0、該有効径内における最小透過率をT1とするとき、
T1/T0≦0.5
を満たすことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の撮影光学系。
Regarding at least one of the first apodization filter and the second apodization filter, when the maximum transmittance within the effective diameter is T0 and the minimum transmittance within the effective diameter is T1,
T1/T0≦0.5
The photographing optical system according to any one of claims 1 to 3, wherein:
前記第1のアポダイゼーションフィルタと前記第2のアポダイゼーションフィルタとの間の光軸上の距離をe、前記撮影光学系のうち最も物体側のレンズ面の面頂点から近軸結像面までの距離をLとするとき、
e/L>0.1
を満たすことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の撮影光学系。
The distance on the optical axis between the first apodization filter and the second apodization filter is e, and the distance from the surface apex of the lens surface closest to the object side of the photographing optical system to the paraxial image formation surface. When we say L,
e/L>0.1
The photographic optical system according to any one of claims 1 to 4, characterized in that:
前記絞りを開放した状態において、最軸外光束の上線と軸上光束の上線との交点を通る前記光軸の垂線が該光軸と交わる点をHb、該最軸外光束の下線と該軸上光束の下線との交点を通る該光軸の垂線が該光軸と交わる点をHf、前記第1のアポダイゼーションフィルタおよび前記第2のアポダイゼーションフィルタの一方と該絞りとの間の光軸上における距離をdj(j=1、2)、該点Hf、Hbのうち該光軸上において該第1のアポダイゼーションフィルタおよび該第2のアポダイゼーションフィルタの一方に近い点と該絞りとの間の該光軸上における距離をDj(j=1、2)とするとき、
−0.2<(dj−Dj)/L<0.3
(ただし、j=1、2)
を満たすことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の撮影光学系。
In the state where the diaphragm is opened, Hb is a point where a perpendicular line of the optical axis that passes through an intersection of an upper line of the most off-axis light beam and an upper line of the on-axis light beam intersects the optical axis, and an underline of the most off-axis light beam and the axis. Hf is a point at which a perpendicular line of the optical axis passing through an intersection with the underline of the upper light flux intersects with the optical axis, and on the optical axis between one of the first apodization filter and the second apodization filter and the diaphragm. The distance is dj (j=1, 2), and the light between the stop and the point near one of the first apodization filter and the second apodization filter on the optical axis of the points Hf and Hb. When the distance on the axis is Dj (j=1, 2),
-0.2<(dj-Dj)/L<0.3
(However, j=1, 2)
The photographing optical system according to any one of claims 1 to 5, characterized in that:
無限遠にフォーカスした際において、前記撮影光学系の焦点距離をf(mm)、前記絞りの開放F値をFnoとするとき、
10≦f/Fno≦75
を満たすことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の撮影光学系。
When focusing at infinity, when the focal length of the photographing optical system is f (mm) and the open F value of the diaphragm is Fno,
10≦f/Fno≦75
The photographic optical system according to any one of claims 1 to 6, which satisfies the following condition.
前記撮影光学系の焦点距離をf(mm)とするとき、
10≦f≦140
を満たすことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の撮影光学系。
When the focal length of the photographing optical system is f (mm),
10≦f≦140
The photographic optical system according to any one of claims 1 to 7, characterized in that:
前記第1のアポダイゼーションフィルタおよび前記第2のアポダイゼーションフィルタの少なくとも一方に関し、同一位置で比較した場合における430nm以上かつ700nm以下の波長域での透過率差は20%以内であることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の撮影光学系。 Regarding at least one of the first apodization filter and the second apodization filter, a difference in transmittance in a wavelength range of 430 nm or more and 700 nm or less when compared at the same position is within 20%. Item 9. The photographing optical system according to any one of items 1 to 8. 前記第1のアポダイゼーションフィルタおよび前記第2のアポダイゼーションフィルタの少なくとも一方に関し、有効径をrmax、前記径方向における前記光軸からの距離をrとするとき、
min(0.9,max(0,−1.6r+1))≦T(r/rmax)≦min(1,−5r+5.5)
を満たすことを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の撮影光学系。
For at least one of the first apodization filter and the second apodization filter, when the effective diameter is rmax and the distance from the optical axis in the radial direction is r,
min(0.9,max(0,-1.6r+1))≤T(r/rmax)≤min(1,-5r+5.5)
The photographic optical system according to any one of claims 1 to 9, characterized in that:
前記第1のアポダイゼーションフィルタおよび前記第2のアポダイゼーションフィルタの少なくとも一方に関し、有効径をrmax、有効径内における最大透過率をT0、前記透過率がT0/√eとなる径をr0×rmaxとするとき、r<0.8×rmaxの範囲内において、
0.8×exp(−(1/2)×(r/(0.8×r0)))≦T(r/rmax)≦1.2×exp(−(1/2)×(r/(1.2×r0)))を満たすことを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載の撮影光学系。
Regarding at least one of the first apodization filter and the second apodization filter, the effective diameter is rmax, the maximum transmittance within the effective diameter is T0, and the diameter at which the transmittance is T0/√e is r0×rmax. Then, within the range of r<0.8×rmax,
0.8×exp(−(1/2)×(r/(0.8×r0)) 2 )≦T(r/rmax)≦1.2×exp(−(1/2)×(r/ (1.2*r0)) 2 ) is satisfy|filled, The imaging optical system of any one of Claim 1 thru|or 10 characterized by the above-mentioned.
前記絞りを開放した状態において、
前記第1のアポダイゼーションフィルタおよび前記第2のアポダイゼーションフィルタの一方において、最大画角光束の上線の透過率は下線の透過率よりも高く、
前記第1のアポダイゼーションフィルタおよび前記第2のアポダイゼーションフィルタの他方において、前記最大画角光束の前記下線の透過率は前記上線の透過率よりも高い、ことを特徴とする請求項1乃至11のいずれか1項に記載の撮影光学系。
With the diaphragm open,
In one of the first apodization filter and the second apodization filter, the transmittance of the upper line of the maximum field angle light flux is higher than the transmittance of the underline thereof,
12. The other of the first apodization filter and the second apodization filter, wherein the transmittance of the underline of the maximum angle of view light flux is higher than the transmittance of the upper line. Or the photographic optical system according to item 1.
前記絞りを開放した状態において、
前記第1のアポダイゼーションフィルタおよび前記第2のアポダイゼーションフィルタの一方において、前記メリジオナル光束の上線の透過率は最大透過率、前記メリジオナル光束の下線の透過率は最小透過率であり、
前記第1のアポダイゼーションフィルタおよび前記第2のアポダイゼーションフィルタの他方において、前記メリジオナル光束の前記下線の透過率は最大透過率、前記メリジオナル光束の前記上線は最小透過率である、ことを特徴とする請求項12に記載の撮影光学系。
With the diaphragm open,
In one of the first apodization filter and the second apodization filter, the transmittance of the upper line of the meridional light flux is the maximum transmittance, the transmittance of the underline of the meridional light flux is the minimum transmittance,
In the other of the first apodization filter and the second apodization filter, the transmittance of the underline of the meridional light flux is the maximum transmittance, and the upper line of the meridional light flux is the minimum transmittance. Item 12. The photographing optical system according to item 12.
前記絞りを開放した状態において、像高をy、最大像高をYmaxとするとき、前記撮影光学系が前記第1のアポダイゼーションフィルタおよび前記第2のアポダイゼーションフィルタを含まないとした場合のy=0.9Ymaxである像高yでの周辺光量比Rは、
R≦0.5
を満たすことを特徴とする請求項1乃至13のいずれか1項に記載の撮影光学系。
When the image height is y and the maximum image height is Ymax in the state where the diaphragm is open, y=0 when the photographing optical system does not include the first apodization filter and the second apodization filter. The peripheral light amount ratio R at the image height y of 9.9Ymax is
R≦0.5
The photographing optical system according to any one of claims 1 to 13, characterized in that:
前記絞りの前記物体側に配置されたレンズから成る前群と、
前記絞りの前記像面側に配置されたレンズから成る後群と、を更に有し、
前記第1のアポダイゼーションフィルタは、前記前群に設けられており、
前記第2のアポダイゼーションフィルタは、前記後群に設けられている、ことを特徴とする請求項1乃至14のいずれか1項に記載の撮影光学系。
A front group consisting of a lens arranged on the object side of the diaphragm;
A rear group consisting of lenses arranged on the image plane side of the diaphragm,
The first apodization filter is provided in the front group,
The photographing optical system according to any one of claims 1 to 14, wherein the second apodization filter is provided in the rear group.
前記第1のアポダイゼーションフィルタおよび前記第2のアポダイゼーションフィルタの間に第3のアポダイゼーションフィルタを更に有することを特徴とする請求項1乃至15のいずれか1項に記載の撮影光学系。 16. The photographing optical system according to claim 1, further comprising a third apodization filter between the first apodization filter and the second apodization filter. 請求項1乃至16のいずれか1項に記載の撮影光学系と、
前記撮影光学系を介して形成される光学像を光電変換する撮像素子と、を有することを特徴とする撮像装置。
A photographing optical system according to any one of claims 1 to 16,
An image pickup device comprising: an image pickup device that photoelectrically converts an optical image formed via the photographing optical system.
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