JPH03200237A - 電子撮像装置 - Google Patents

電子撮像装置

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JPH03200237A
JPH03200237A JP1343525A JP34352589A JPH03200237A JP H03200237 A JPH03200237 A JP H03200237A JP 1343525 A JP1343525 A JP 1343525A JP 34352589 A JP34352589 A JP 34352589A JP H03200237 A JPH03200237 A JP H03200237A
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JP
Japan
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optical axis
photoelectric conversion
conversion surface
plane
transparent plate
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Pending
Application number
JP1343525A
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English (en)
Inventor
Shinichi Mihara
伸一 三原
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/0025Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for optical correction, e.g. distorsion, aberration

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Studio Devices (AREA)
  • Cameras In General (AREA)
  • Lenses (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Viewfinders (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、撮像光学系中に光軸に対して斜交された薄い
透明板又は半透明板を含んでいるカメラ等の電子撮像装
置に関するものである。
〔従来の技術〕
電子撮像素子を用いたカメラの最大の特徴の一つに、電
子撮像素子の撮像面が小さいことにより撮影レンズの変
倍比を大きくとれることが挙げられる。そのファインダ
ーには、電子ビュー式のものもあるが、「見え」などの
点で光学式のものも捨て難い。そして、変倍比の大きな
撮像光学系のためのファインダーは撮影範囲と観察範囲
とのズレの補正が容易であるため、技術的にはTTL方
式を用いるのが良い。そのため、撮像光学系から2 (
M+S)        2 (M+S)ファインダー
側へミラー等を用いて光を導くことになるが、従来は撮
影の瞬間のみミラーが撮影光路外へ外れる所謂クイック
リターンミラーを用いていた。しかしながら、電子撮像
素子を用いたカメラのもう一つの特徴として、高速速写
があげられ、この場合前記クイックリターンミラーを用
いていたのではその作動速度が遅いため、甚だ具合が悪
い。従って、電子撮像素子を用いたカメラには、ハーフ
ミラ−を用いるのが良い。ハーフミラ−としては、反射
膜コート面を二つの硝子ブロックにてサンドウィッチに
したものや、硝子板に反射膜をコートしたもの(半透明
板)を用いることになるが、前者は偏光度が高いため、
測光の面で或は撮像の面で不都合を生じやすく、これを
緩和するために、反射率を極力低くするか又は反射面の
法線と光軸とのなす角を極力小さくして用いなくてはな
らない。従って、偏光度の低い後者を用いるのが良い。
又、一部の光が全反射するようにすれば、薄いハーフミ
ラ−の代わりに薄い透明板を用いることもできる。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、それらの場合、透過側に得られる像には
非点隔差が発生する。即ち、上記反射面の法線と前記光
軸とを含む平面(子午面)に含まれる方向の成分とそれ
に垂直な面(球欠面)に含まれる方向の成分との結像点
にある一定のズレを生ずる。この差は前記ハーフミラ−
又は透明板の厚みにほぼ比例するのでそれらの材料に極
力薄い硝子板又は樹脂板等を用いることが前提となるが
、前記非点隔差は要求解像力を考えた場合無視出来なく
なる場合がある。
本発明は、上記問題点に鑑み、撮像光学系内に薄いハー
フミラ−(半透明板)又は透明板を入れたために発生す
る非点隔差による解像力の低下を撮像素子の特性を生か
すことで最小限に留めることができ、その結果高変倍撮
像光学系のためにTTL式光学ファインダーを用いても
高速速写(秒20コマ程度)が可能になるようにした電
子撮像装置を提供することを目的としている。
〔課題を解決するための手段及び作用〕本発明による電
子撮像装置は、物体側から順に、撮影レンズと、該撮影
レンズの光軸に対し斜交する薄い半透明板又は透明板と
、方形の画素が縦横に規則正しく配列された前記光軸と
ほぼ垂直な光電変換面を有する電子撮像装置とが配置さ
れて成る撮像光学系を備えた電子撮像装置において、前
記薄い半透明板又は透明板の法線と前記光軸とを含む平
面を子午面とし、前記光軸上のある物点に関する前記光
軸上の子午像点位置及び球欠像点位置を夫々IM及びI
、とし、前記方形の画素の子午面内寸法及び球欠面寸法
を夫々M及びSとした時、前記光電変換面の位置Iが以
下の条件式(1)、 (2)又は(3)、 +4)の何
れかの組を満足することを特徴としている。
L21  L>L 14]11<11 以下、これについて詳細に説明する。
第1図は本発明による電子撮像装置の撮影光学系の概念
図であって、これは物体側から順に、撮影レンズ1と、
その光軸に対し斜交する薄いノ翫−フミラー(半透明板
)2と、方形の画素が縦横に規則正しく配列された前記
光軸とほぼ垂直な光電変換面3を有する電子撮像素子と
からなり、ノ\−フミラー2を反射板としてファインダ
ー側に光を導いている。
光軸上のある物点に関し、透過側では前記ノへ−フミラ
ー2の法線と前記光軸とを含む平面(子午面)に含まれ
る方向の成分の結像点位置(子午像点位置IM)と、そ
れに垂直な面(球欠面)に含まれる方向の成分との結像
点位置(球欠像点位置IS)にある一定のズレ即ち非点
隔差が発生する。
前記撮影レンズが無収差であれば、物点像はこの二つの
結像点位置の中点においてほぼ円となるが、それ以外例
えば子午像点位置IMI球欠像点位置I5では第2図(
A)、(B)に示した如(はぼ楕円となる。又、子午像
点位置IMと球欠像点位置ISのY、 Xの内分点では
ほぼ長辺:短辺=Y : X (Y>X)の楕円になる
。そして、電子撮像素子(CCDなど)の光電変換面の
方形の画素の長辺と短辺の比と前記楕円の長辺と短辺の
比がほぼ一致すれば、撮像素子の画素数にて決まる諸性
能(解像度など)を無駄な(発揮させることができる。
即ち、第3図に示した如く画素の子午面上の寸法をM、
球欠面上の方向の寸法をSとすると、Y=M、X=Sと
なるので、子午像点位置11、Lと球欠像点位置I、と
のMisの内分点位置面3を光軸に対しほぼ垂直に配置
すれば、本光学系による点像形状が第4図に示した如く
画素形状と近くなり、縦横夫々の解像度を共に高くする
ことができる。
但し、第4図の点像の形状及び寸法は画素の寸法を第3
図に示した如くx方向9μm、y方向18μmとした時
の像面位置I即ち 9+18          3 におけるものである。その点をI BESTとする。
ここで、画素の子午面上での寸法をml、球欠面上での
寸法を81とし、子午像点位置■8と球欠像点位置■8
とをm2 dstに内分する点に光電変換面3を持って
きたとし、点像の長辺と短辺を夫々m t +  82
 とする。
前記ハーフミラ−2は薄くするにこしたことはないが、
強度の点でできるだけ厚くしなければならない。そこで
、点像が方形の画素に丁度内接する程度に即ちm* k
rrl+ +  S t #S + となるようハーフ
ミラ−2の厚さtを厚くする(1=1.、、)すると、
前記ハーフミラ−2を含む撮影光学系の解像力は、子午
方向2球欠方向夫々のナイキスト周波数となるので問題
はない。ここで光電変換面3の位置を前記位置より例え
ば子午像点位置1M側へずらすと、子午方向の撮像光学
系の解像流量行くは向上するが、モアレ縞防止フィルタ
ー等により結局解像力はたかだかナイキスト周波数どま
りである。一方、球欠方向についてはボケが広がるため
、その方向の解像力はナイキスト周波数以下となってし
まう。しかしながら、実用的には、多少のズレは許容さ
れて良いであろう。特に、前記ハーフミラ−2の厚みt
が上述のようにt ff1X以下の場合があてはまる。
その範囲は、■、とI BESTの中点からI BES
TとIMの中点までとして良い。
■、とI。5Tの中点は、 である。又、■、。、TとIMの中点は、である。従っ
て、画質上効率が良(なる像面位置■は 1+s) t(M+S) の範囲に入れることが望ましいことになる。但し、■□
> I s             ・・・・(2)
である。又、逆に 1MくI3          ・・・・(4)であれ
ば、画質上効率が良(なる像面位置1は・・・・(3) の範囲に入れることが望ましいことになる。この範囲を
外れると、点像の子午方向9球欠方向の何れかにおいて
ナイキスト周波数に比べて太き(下廻る解像力となり、
好ましくない。又、前記ハーフミラ−2が厚すぎること
によっても解像力がナイキスト周波数を太き(下廻って
しまうことになるので、 t < 0.2 F No          ”f5
)を満足するようにした方が良い。但し、FNOは撮影
レンズlのFナンバーである。もし、ハーフミラ−2の
厚さtが0.2 F Noを下廻る厚みになると、非点
隔差が拡がり、子午方向9球欠方向の何れか・・・・(
1) 又は両方の解像力がナイキスト周波数に比べて著しく低
くなる。
〔実施例〕
以下、図示した一実施例に基づき本発明の詳細な説明す
る。
第5図は本実施例の撮影光学系を示しており、そのデー
タは以下に示す通りである。
r +”58.7060 d +=1.6000   n l=1.84666 
  !/ 、=23.78r z=32.7940 d 、=0.0800 r  3二34.0170 d3”3.6000   n *1.60311   
νt”60.70r 4=−296,6310 d 4=0.1500 r a:27.3950 d s=2.9000   n zl、 6968OL
’ 3”55.52r 、=126.2960 d 6=13.857 (可変) r ?−94,2810 d 、=0.9000 r s=9.3580 d 、=2.5000 r 5=−13,1840 d 、=0.9000 r +o:13.1840 d 、 、=2.2000 r 、、=−93,3350 d II・0.600(可変) r l!”47.8’790 dl。=1.6000 r +3=−98,2020 d、、=1.300 (可変) rz・oO(絞り) d 、 、 =1.6000 rl、=13.8640 d 、 、 =2.8000 r 、、=−68,4970 d 、、=0.4600 r 、、=−13,7800 n 、=1.70154 n y4.83400 n e4.84666 n s”1.74320 n 4=1.83400 ν4 =37.16 シ、  =49.31 ν、  =23.78 ν、  =37.16 シs  =41.21 d 、 、 =6.0000 r + 1”20.9170 d  Iに0.380O r 、、=54.9350 d 、 、 =2.8000 r 、。=−14,9350 d +−=0.1500 r 21:31.2930 d 、 、 =2.500O r ++”−31,2930 a 2.=t3.1500 11 d、、=1.0000 r 2.= ■ d l 、 =4.8000 r  +s”  ″ d 2.=1.0OOO r  rh: ″ n i4.80518 n 、 。=1.69680 n  、=1.69680 n 、2=1.51633 n 1.=1.54771 ν、  =25.43 ν =55.52 ν =55.52 シ、、=64.15 ν、 3=62.83 d 、 、 =0.7000 n 、、=1.51633 ν、 、=64.15 r !+: ″ d 2 ? ”0.3100 r 2@: ″ d ss”0.6000   n l5=1.4874
9    L)++”70.20r2.=o。
f=26.14710  、    IM−H=4.2
0000゜FNO=2.713   、    t=0
.15mmθ=45@ 但し、rlは各面の曲率半径、dlは面間隔、nlは屈
折率、ν;はアツベ数である。又、fは全系の焦点距離
、IM−Hは像高、FNOは有効Fナンバー tはハー
フミラ−2の厚さ、θはハーフミラ−2の傾きである。
第6図は本実施例のM−D特性(MTFと光軸上のデフ
ォーカス量との関係)即ち非点隔差の様子を示す図であ
って、実線は球欠方向の特性を点線は子午方向の特性を
夫々示している。
この図によれば、曲面中心部においても子午像点と球欠
像点とが分離する所謂非点隔差が発生している(M−D
カーブのピーク位置に0.05 mm程の隔差が出てい
る。)様子がわかる。点像は子午像点位置■3では球欠
方向が長辺となる楕円に近い形状となり、球欠像点位置
■5では子午方向が長辺となる楕円に近い形状となる(
第2図参照)。
更に、両像点間の中点近傍にてほぼ真円になる。
そして、電子撮像素子の光電変換面の画素がM×Sの寸
法の方形だとし、その−辺(M)が子午方向に一致して
いるとすると、 M+S なる位置では、子午方向寸法;球欠方向寸法−M:Sと
なる楕円に近い形状となり、画素と相似する形に近くな
り、解像力の点から効率が良くなる。
尚、上記実施例では、電子撮像素子の画素の長辺が子午
方向、短辺が球欠方向である場合について説明している
が、逆に画素の長辺が球欠方向、短辺が子午方向である
場合にも上記条件式(1)、 (2)又は(3)、 (
4)が当てはまることは言うまでもない。
〔発明の効果〕
上述の如く、本発明による電子撮像装置は、撮像光学系
内に薄いハーフミラ−(半透明板)又は透明板を入れた
ために発生する非点隔差による解像力の低下を撮像素子
の特性を生かすことで最小限に留めることができ、その
結果高変倍撮像光学系のためにTTL式光学ファインダ
ーを用いても高速連写(秒20コマ程度)が可能になる
という実用上重要な利点を有している。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による電子撮像装置の撮影光学系の概念
図、第2図(A)及び(B)は夫々子午像点位置及び球
欠像点位置における点像形状を示す図、第3図は電子撮
像素子の画素の形状を示す図、第4図は子午像点位置と
球欠像点位置との内分点位置における点像形状を示す図
、第5図は一実施例の撮影光学系を示す図、第6図は上
記実施例のM−D特性を示す図である。 l・・・・撮影レンズ、2・・・・ハーフミラ−3・・
第1図 (A)  第2図 (B) + 1J/J l−(b) 手続補正書(自発)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 物体側から順に、撮影レンズと、該撮影レンズの光軸に
    対し斜交する薄い半透明板又は透明板と、方形の画素が
    縦横に規則正しく配列された前記光軸とほぼ垂直な光電
    変換面を有する電子撮像素子とが配置されて成る撮像光
    学系を備えた電子撮像装置において、 前記薄い半透明板又は透明板の法線と前記光軸とを含む
    平面を子午面とし、前記光軸上のある物点に関する前記
    光軸上の子午像点位置及び球欠像点位置を夫々I_M及
    びI_Sとし、前記方形の画素の子午面内寸法及び球欠
    面内寸法を夫々M及びSとした時、前記光電変換面の位
    置Iが以下の条件式(1)、(2)又は(3)、(4)
    の何れかの組を満足することを特徴とする電子撮像装置
    。 (1)[(2M+S)I_S+SI_M]/[2(M+
    S)]<I<[MI_S+(M+2S)I_M]/[2
    (M+S)] (2)I_M>I_S (3)[(2M+S)I_S+SI_M]/[2(M+
    S)]>I>[MI_S+(M+2S)I_M]/[2
    (M+S)] (4)I_M<I_S
JP1343525A 1989-12-28 1989-12-28 電子撮像装置 Pending JPH03200237A (ja)

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