JP2018180133A - リアアタッチメントシステム及びそれを有する撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】動画撮影に適した合焦状態を検出する機能を有し、バックフォーカスの確保、高性能化を両立したリアアタッチメントシステムを提供すること。【解決手段】交換レンズの像側に装着され、交換レンズを通過した被写体光を撮影用と合焦用とに分離する分岐光学系を備えたリアアタッチメントシステムにおいて、分岐光学系の物体側に負の屈折力の前群を有し、分岐光学系で分岐された光束を撮影用撮像素子に結像させる後群1が分岐光学系の像側に配置され、分岐光学系で分岐された光束を合焦用撮像素子に結像させる後群2が分岐光学系の像側に配置され、合焦用撮像素子の映像信号または位相差信号に基づいて合焦位置検出を行う合焦検出手段を有し、後群1及び後群2は少なくとも1枚の正レンズと少なくとも1枚の負レンズを有すること。【選択図】図1
Description
本発明は、リアアタッチメントシステムに関し、特に交換レンズに装着し、交換レンズの合焦位置を検出可能な機能を有するリアアタッチメントシステム及びそれを有する撮像装置に関する。
従来、テレビカメラや映画用カメラ、写真用カメラ等の撮像装置の合焦状態を判別する手法が種々提案されている。
特許文献1には、交換レンズに入射した被写体光をハーフミラーによって、撮像装置の撮像素子と合焦状態検出用の撮像素子に分岐させるオートフォーカスシステムが提案されている。特許文献2には、交換レンズの像側に装着され、レンズ群を光軸方向に移動させることで合焦の方向を判別する機能を持つアタッチメントレンズが提案されている。特許文献3には、位相差検出方式のオートフォーカスが提案されている。
近年、テレビカメラや映画用カメラ、写真用カメラ、ビデオカメラ等の撮像装置は、より高精細な映像を撮影可能にするため、撮像素子の高画素化が進んでいる。そのため、被写体に対するピント合わせがシビアになってきており、オートフォーカス機能や交換レンズの合焦状態を確認できる機能の要望が強い。
しかしながら、特許文献1では、交換レンズの内部に合焦状態検出用の撮像素子を有したシステムのため、このシステムを持たない交換レンズに対しては合焦状態を検出することができない。どの交換レンズに対しても合焦状態を検出する機能を持たせるためには、交換レンズの像側に装着するリアアタッチメントで合焦状態を検出することが有効である。
一方、特許文献2では、アタッチメントレンズ内に合焦状態を検出する機能を有しているが、合焦の方向を判別するためにレンズ群を光軸方向に移動させる必要があり、その動作により撮影映像が変化してしまう。そのため、動画撮影にはあまり適さない。また、レンズ群を高速で動かすための駆動機構も必要となる。
そこで、本発明は、動画撮影に適した合焦状態を検出する機能を有し、バックフォーカスの確保、高性能化を両立したリアアタッチメントシステムの提供を目的とする。
上記の目的を達成するために、本発明に係るリアアタッチメントシステム及びそれを有する撮像装置は、
交換レンズの像側に装着され、交換レンズを通過した被写体光を撮影用と合焦用とに分離する分岐光学系を備えたリアアタッチメントシステムにおいて、前記分岐光学系の物体側に負の屈折力の前群を有し、前記分岐光学系で分岐された光束を撮影用撮像素子に結像させる後群1が前記分岐光学系の像側に配置され、前記分岐光学系で分岐された光束を合焦用撮像素子に結像させる後群2が前記分岐光学系の像側に配置され、前記合焦用撮像素子の信号に基づいて合焦位置検出を行う合焦検出手段を有し、前記後群1及び後群2は少なくとも1枚の正レンズと少なくとも1枚の負レンズを有することを特徴とする。
交換レンズの像側に装着され、交換レンズを通過した被写体光を撮影用と合焦用とに分離する分岐光学系を備えたリアアタッチメントシステムにおいて、前記分岐光学系の物体側に負の屈折力の前群を有し、前記分岐光学系で分岐された光束を撮影用撮像素子に結像させる後群1が前記分岐光学系の像側に配置され、前記分岐光学系で分岐された光束を合焦用撮像素子に結像させる後群2が前記分岐光学系の像側に配置され、前記合焦用撮像素子の信号に基づいて合焦位置検出を行う合焦検出手段を有し、前記後群1及び後群2は少なくとも1枚の正レンズと少なくとも1枚の負レンズを有することを特徴とする。
本発明によれば、動画撮影に適した合焦状態を検出する機能を有し、バックフォーカスの確保、高性能化を両立したリアアタッチメントシステムが得られる。
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
まず、本発明のリアアタッチメントシステムの特徴について、各条件式に沿って説明する。本発明のリアアタッチメントシステムは、動画撮影に適した合焦状態を検出する機能を有し、バックフォーカスの確保、高性能化を両立するために、各レンズ群や分岐光学系の配置やレンズ構成を規定することを特徴とする。
本発明のリアアタッチメントシステム及びそれを有する撮像装置は、交換レンズの像側に装着され、交換レンズを通過した被写体光を撮影用と合焦用とに分離する分岐光学系を備えたリアアタッチメントシステムにおいて、前記分岐光学系の物体側に負の屈折力の前群を有し、前記分岐光学系で分岐された光束を撮影用撮像素子に結像させる後群1が前記分岐光学系の像側に配置され、前記分岐光学系で分岐された光束を合焦用撮像素子に結像させる後群2が前記分岐光学系の像側に配置され、前記合焦用撮像素子の信号に基づいて合焦位置検出を行う合焦検出手段を有し、前記後群1及び後群2は少なくとも1枚の正レンズと少なくとも1枚の負レンズを有することを特徴としている。ここで、分岐光学系は、例えばハーフミラーや分岐プリズムが挙げられる。
本発明において、分岐光学系の物体側に負の屈折力の前群を有する構成による光学的作用に関して説明する。リアアタッチメントシステムの最も物体側に負レンズ成分を配置することにより、いわゆるレトロフォーカス型の配置となり、リアアタッチメントシステムの像側主点を像側に設定することが可能となる。その結果、交換レンズにリアアタッチメントシステム装着した際のバックフォーカスを十分に確保することができ、交換レンズ用の撮像装置に対応可能なリアアタッチメントシステムを達成できる。さらに、後群1及び後群2は少なくとも1枚の正レンズと少なくとも1枚の負レンズを有している。分岐光学系を挟んで前群と後群1、前群と後群2は光軸上に離れて配置されるため、前群と後群1及び後群2のそれぞれの群内で色収差を補正する必要がある。よって、後群1及び後群2は少なくとも1枚の正レンズと負レンズを配置し、軸上色収差や倍率色収差を良好に補正することにより、高性能化を達成している。また、本発明では、撮影用と合焦状態検出用に被写体光を分離しているため、撮影映像に影響することなく合焦状態を検出することが可能となる。よって、動画撮影に適した合焦状態を検出する機能を達成できる。
更なる本発明のリアアタッチメントシステムの態様として、合焦用撮像素子の位相差信号に基づいて合焦位置検出を行う合焦検出手段を有することを特徴としている。位相差信号の取得に関しては、例えば、特許文献3の図3から図5で説明されているような方法を用いれば良い。得られた一対の位相差信号に対して信号のズレ量を算出し、予め記憶されているデフォーカス量への換算係数を用いて、デフォーカス量を算出、合焦位置の検出を行う。このように位相差信号を利用することで、レンズ群や撮像素子を移動させることなく合焦位置を検出することが可能となる。
更なる本発明のリアアタッチメントシステムの態様として、撮影光学系と合焦光学系の横倍率の比を規定している。前群、分岐光学系、後群1で構成される撮影光学系と前群、分岐光学系、後群2で構成される合焦光学系において、交換レンズにリアアタッチメントシステムが装着された状態における撮影光学系と合焦光学系の横倍率をそれぞれβ1、β2としたとき、
0.3<β2/β1<1.3・・・(1)
を満たしている。(1)式を満たすことで、リアアタッチメントシステムの高性能化と合焦状態検出の高精度化を達成している。(1)式の上限の条件が満たされないと、撮影光学系に対して合焦光学系の拡大率が大きくなり、合焦光学系のFナンバーが大きくなる。合焦光学系のFナンバーが大きくなると、合焦用撮像素子に入射する光束の角度が小さくなり、一対の位相差信号のズレ量が小さくなるため、合焦位置の検出精度が落ちてしまう。(1)式の下限の条件が満たされないと、撮影光学系と合焦光学系で拡大率の差が大きくなる。前群は撮影光学系と合焦光学系で共通のため、拡大率の差が大きくなると収差補正が困難となり、高い光学性能が達成できなくなる。更に好ましくは(1)式は次の如く設定するのが良い。
0.3<β2/β1<1.3・・・(1)
を満たしている。(1)式を満たすことで、リアアタッチメントシステムの高性能化と合焦状態検出の高精度化を達成している。(1)式の上限の条件が満たされないと、撮影光学系に対して合焦光学系の拡大率が大きくなり、合焦光学系のFナンバーが大きくなる。合焦光学系のFナンバーが大きくなると、合焦用撮像素子に入射する光束の角度が小さくなり、一対の位相差信号のズレ量が小さくなるため、合焦位置の検出精度が落ちてしまう。(1)式の下限の条件が満たされないと、撮影光学系と合焦光学系で拡大率の差が大きくなる。前群は撮影光学系と合焦光学系で共通のため、拡大率の差が大きくなると収差補正が困難となり、高い光学性能が達成できなくなる。更に好ましくは(1)式は次の如く設定するのが良い。
0.4<β2/β1<1.1・・・(1a)
更なる本発明のリアアタッチメントシステムの態様として、撮影光学系と合焦光学系のバックフォーカスの比を規定している。交換レンズにリアアタッチメントシステムを装着した際の撮影光学系と合焦光学系の空気換算のバックフォーカスをそれぞれBF1、BF2としたとき、
0.2<BF2/BF1<1.1・・・(2)
を満たしている。(2)式を満たすことで、撮影光学系のバックフォーカスの確保と合焦光学系の小型化の両立を成している。(2)式の上限の条件が満たされないと、合焦光学系のバックフォーカスが長くなってしまうため、撮影光学系の光軸に対して垂直方向にリアアタッチメントシステムが大型化してしまう。(2)式の下限の条件が満たされないと、合焦光学系のバックフォーカスが短くなり、合焦光学系のレンズと合焦用撮像素子の配置が困難となる。更に好ましくは(2)式は次の如く設定するのが良い。
更なる本発明のリアアタッチメントシステムの態様として、撮影光学系と合焦光学系のバックフォーカスの比を規定している。交換レンズにリアアタッチメントシステムを装着した際の撮影光学系と合焦光学系の空気換算のバックフォーカスをそれぞれBF1、BF2としたとき、
0.2<BF2/BF1<1.1・・・(2)
を満たしている。(2)式を満たすことで、撮影光学系のバックフォーカスの確保と合焦光学系の小型化の両立を成している。(2)式の上限の条件が満たされないと、合焦光学系のバックフォーカスが長くなってしまうため、撮影光学系の光軸に対して垂直方向にリアアタッチメントシステムが大型化してしまう。(2)式の下限の条件が満たされないと、合焦光学系のバックフォーカスが短くなり、合焦光学系のレンズと合焦用撮像素子の配置が困難となる。更に好ましくは(2)式は次の如く設定するのが良い。
0.3<BF2/BF1<1.0・・・(2a)
更なる本発明のリアアタッチメントシステムの態様として、リアアタッチメントシステムを構成する光学材料の屈折率を規定している。前群を構成する負レンズの屈折率の平均値をNaveとしたとき、
1.80<Nave・・・(3)
を満たしている。(3)式を満たすことで、リアアタッチメントシステムの小型化と高い光学性能の両立を達成している。(3)式は前群を構成する負レンズの屈折率を規定しており、負の屈折力を有した前群に高屈折率の材料を用いることで、ペッツバール和の補正が有利になり、画面周辺部の像面湾曲の補正が可能となる。(3)式の下限の条件が満たされないと、ペッツバール和の補正が困難となり、高い光学性能を達成することが困難となる。また、負レンズ成分を構成する負レンズの曲率が強くなり、球面収差を良好に補正できなくなる。更に好ましくは、(3)式は次の如く設定するのが良い。
更なる本発明のリアアタッチメントシステムの態様として、リアアタッチメントシステムを構成する光学材料の屈折率を規定している。前群を構成する負レンズの屈折率の平均値をNaveとしたとき、
1.80<Nave・・・(3)
を満たしている。(3)式を満たすことで、リアアタッチメントシステムの小型化と高い光学性能の両立を達成している。(3)式は前群を構成する負レンズの屈折率を規定しており、負の屈折力を有した前群に高屈折率の材料を用いることで、ペッツバール和の補正が有利になり、画面周辺部の像面湾曲の補正が可能となる。(3)式の下限の条件が満たされないと、ペッツバール和の補正が困難となり、高い光学性能を達成することが困難となる。また、負レンズ成分を構成する負レンズの曲率が強くなり、球面収差を良好に補正できなくなる。更に好ましくは、(3)式は次の如く設定するのが良い。
1.85<Nave<2.10・・・(3a)
更なる本発明のリアアタッチメントシステムの態様として、合焦検出手段の情報を交換レンズに送信する送信手段1を有することを特徴としている。例えば、交換レンズのフォーカスレンズ群を駆動させる手段に合焦検出手段の情報を送信し、フォーカスレンズ群を駆動させることによって、オートフォーカス機能を達成することができる。
更なる本発明のリアアタッチメントシステムの態様として、合焦検出手段の情報を交換レンズに送信する送信手段1を有することを特徴としている。例えば、交換レンズのフォーカスレンズ群を駆動させる手段に合焦検出手段の情報を送信し、フォーカスレンズ群を駆動させることによって、オートフォーカス機能を達成することができる。
更なる本発明のリアアタッチメントシステムの態様として、合焦検出手段の情報を撮像装置に送信する送信手段2を有することを特徴としている。例えば、合焦検出手段の情報を撮像装置に送信しモニター等に表示させることにより、撮影被写体にピントが合っているかどうかユーザーが判別できる機能を付加することが可能となる。
更なる本発明のリアアタッチメントレンズの態様として、リアアタッチメントレンズの拡大率を規定している。交換レンズにリアアタッチメントシステムが装着された状態における撮影光学系のリアアタッチメントシステムの横倍率をβとしたとき、
β<4.0・・・(4)
を満たしている。(4)式の上限の条件が満たされないと、諸収差の拡大率が大きく、それを補正するためにレンズ枚数が増加し、リアアタッチメントシステムの小型化が困難となる。更に好ましくは(4)式は次の如く設定するのが良い。
β<4.0・・・(4)
を満たしている。(4)式の上限の条件が満たされないと、諸収差の拡大率が大きく、それを補正するためにレンズ枚数が増加し、リアアタッチメントシステムの小型化が困難となる。更に好ましくは(4)式は次の如く設定するのが良い。
1.2<β<3.0・・・(4a)
さらに、本発明の撮像装置は、交換レンズと各実施例のリアアタッチメントシステムによって形成された像を受光する所定の有効撮像範囲を有する固体撮像素子を有することを特徴とする。
さらに、本発明の撮像装置は、交換レンズと各実施例のリアアタッチメントシステムによって形成された像を受光する所定の有効撮像範囲を有する固体撮像素子を有することを特徴とする。
以下に本発明のリアアタッチメントシステムの具体的な構成について、実施例1〜4の特徴により説明する。
図1は、本発明の実施例1(数値実施例1)であるリアアタッチメントシステムのレンズ断面図である。図2は、本発明の各実施例の撮像装置に装着される、一例としての交換レンズの広角端で無限遠に合焦しているときのレンズ断面図である。図3は、交換レンズの広角端で無限遠に合焦しているときの縦収差図である。また、焦点距離の値は、後述する数値実施例をmm単位で表したときの値である。これは以下の数値実施例においても、全て同じである。
図2において、物体側から順に、合焦用の正の屈折力の第1レンズ群(フォーカスレンズ群)U1を有している。さらに、広角端から望遠端への変倍に際して、像側へ移動する変倍用の負の屈折力の第2レンズ群(バリエータ)U2を有している。さらに、第2レンズ群U2の移動に連動して光軸上を非直線的に移動し、変倍に伴う像面変動を補正する正の屈折力の第3レンズ群(コンペンセータ)U3を有している。さらに、変倍に際して固定の結像作用をする正の屈折力の第4レンズ群(リレーレンズ群)U4を有している。第2レンズ群U2と第3レンズ群U3とで変倍系を構成している。SPは開口絞りであり、第4レンズ群U4の物体側に配置されている。Pは色分解光学系や光学フィルタであり、ガラスブロックとして示している。Iは撮像面であり、固体撮像素子の撮像面に相当する。
縦収差図において、球面収差における直線と一点鎖線は各々e線、g線である。非点収差における点線と実線は各々メリディオナル像面,サジタル像面であり、倍率色収差における一点鎖線は各々g線である。ωは半画角、FnoはFナンバーである。縦収差図では、球面収差は0.5mm、非点収差は0.5mm、歪曲は10%、倍率色収差は0.1mmのスケールで描かれている。また、交換レンズは、2/3インチフォーマット用の交換レンズで、イメージサークルは11mmである。
図4は、本実施例のリアアタッチメントシステムが交換レンズの像側に装着された状態のレンズ断面図である。図4において、MLは交換レンズ、CVはリアアタッチメントシステムである。I1は撮影用撮像素子、I2は合焦用撮像素子であり、固体撮像素子の撮像面に相当する。図5は、本実施例のリアアタッチメントシステムを交換レンズに装着した状態で、交換レンズが広角端で無限遠に合焦しているときの撮影光学系の縦収差図である。本実施例のリアアタッチメントシステムは、交換レンズの最も像側の面である第55面から像側に12mmの位置に配置されている。図6は、本実施例のリアアタッチメントシステムを交換レンズに装着した状態で、交換レンズが広角端で無限遠に合焦しているときの合焦光学系の縦収差図である。縦収差図では、球面収差は1.0mm、非点収差は1.0mm、歪曲は10%、倍率色収差は0.1mmのスケールで描かれている。
次に、本実施例におけるリアアタッチメントシステムについて説明する。リアアタッチメントシステムの撮影光学系は、物体側から順に前群、分機光学系、後群1で構成され、合焦光学系は、物体側から順に前群、分岐光学系、後群2で構成される。前群は第56面から第60面に対応し、物体側に凸のメニスカス凹レンズG1、物体側に凸のメニスカス凹レンズG2と像側に凹のメニスカス凸レンズG3との接合レンズで構成されている。分岐光学系は第61面から第62面で構成されている。後群1は第63面から第68面に対応し、両凹レンズG4と両凸レンズG5との接合レンズ、両凹レンズG6と両凸レンズG7との接合レンズで構成されている。また、後群2は第69面から第73面に対応し、両凹レンズG8と両凸レンズG9との接合レンズ、両凸レンズG10で構成されている。本実施例のリアアタッチメントシステムを交換レンズに装着することで、交換レンズのイメージサークルを撮影光学系側は2.83倍、合焦光学系側は1.45倍に拡大させている。I1は対角31.1mm、I2は対角16mmの撮像素子を用いている。
さらに、本実施例におけるリアアタッチメントシステムは、合焦用撮像素子I2の位相差信号に基づいて合焦位置検出を行う合焦検出手段IDを有している。
以下に本発明の実施例に対応する数値実施例を示す。各数値実施例においていずれも、iは物体側からの面の順序を示し、riは物体側より第i番目の面の曲率半径、diは物体側より第i番目と第i+1番目の間隔、ndi、νdiは第i番目の光学部材の屈折率とアッベ数である。BFは空気換算のバックフォーカスである。最後の3つの面は、フィルタ等のガラスブロックである。
非球面形状は光軸方向にX軸、光軸と垂直方向にH軸、光の進行方向を正とし、Rを近軸曲率半径、kを円錐常数、A4、A6、A8、A10をそれぞれ非球面係数としたとき、次式で表している。また、「e−Z」は「×10−Z」を意味する。
本実施例の各条件式対応値を表1に示す。本実施例は(1)〜(4)の条件式を満足しており、動画撮影に適した合焦状態を検出する機能を有し、バックフォーカスの確保、高性能化を両立したリアアタッチメントシステムを達成している。
図7は、本発明の実施例2(数値実施例2)であるリアアタッチメントシステムのレンズ断面図である。図8は、本実施例のリアアタッチメントシステムが交換レンズの像側に装着された状態のレンズ断面図である。図8において、MLは交換レンズ、CVはリアアタッチメントシステムである。I1は撮影用撮像素子、I2は合焦用撮像素子であり、固体撮像素子の撮像面に相当する。図9は、本実施例のリアアタッチメントシステムを交換レンズに装着した状態で、交換レンズが広角端で無限遠に合焦しているときの撮影光学系の縦収差図である。本実施例のリアアタッチメントシステムは、交換レンズの最も像側の面である第55面から像側に12mmの位置に配置されている。図10は、本実施例のリアアタッチメントシステムを交換レンズに装着した状態で、交換レンズが広角端で無限遠に合焦しているときの合焦光学系の縦収差図である。縦収差図では、球面収差は1.0mm、非点収差は1.0mm、歪曲は10%、倍率色収差は0.1mmのスケールで描かれている。
次に、本実施例におけるリアアタッチメントシステムについて説明する。リアアタッチメントシステムの撮影光学系は、物体側から順に前群、分機光学系、後群1で構成され、合焦光学系は、物体側から順に前群、分岐光学系、後群2で構成される。前群は第56面から第60面に対応し、物体側に凸のメニスカス凹レンズG1、物体側に凸のメニスカス凹レンズG2と像側に凹のメニスカス凸レンズG3との接合レンズで構成されている。分岐光学系は第61面から第62面で構成されている。後群1は第63面から第65面に対応し、両凹レンズG4と両凸レンズG5との接合レンズで構成されている。また、後群2は第66面から第68面に対応し、物体側の凸のメニスカス凹レンズG6と両凸レンズG7との接合レンズで構成されている。本実施例のリアアタッチメントシステムを交換レンズに装着することで、交換レンズのイメージサークルを撮影光学系側は1.68倍、合焦光学系側は1.45倍に拡大させている。I1は対角18.5mm、I2は対角16mmの撮像素子を用いている。
さらに、本実施例におけるリアアタッチメントシステムは、合焦用撮像素子I2の位相差信号に基づいて合焦位置検出を行う合焦検出手段IDを有している。
本実施例の各条件式対応値を表1に示す。本実施例は(1)〜(4)の条件式を満足しており、動画撮影に適した合焦状態を検出する機能を有し、バックフォーカスの確保、高性能化を両立したリアアタッチメントシステムを達成している。しかしながら、本発明のリアアタッチメントシステムは、請求項1の構成を満足することは必須であるが、(1)〜(4)式については満足していなくても構わない。但し、(1)〜(4)式について少なくとも1つでも満足していれば更に良い効果を奏することができる。これは他の実施例についても同様である。
図11は、本発明の実施例3(数値実施例3)であるリアアタッチメントシステムのレンズ断面図である。図12は、本実施例のリアアタッチメントシステムが交換レンズの像側に装着された状態のレンズ断面図である。図12において、MLは交換レンズ、CVはリアアタッチメントシステムである。I1は撮影用撮像素子、I2は合焦用撮像素子であり、固体撮像素子の撮像面に相当し、Pは色分解光学系や光学フィルタであり、ガラスブロックとして示している。図13は、本実施例のリアアタッチメントシステムを交換レンズに装着した状態で、交換レンズが広角端で無限遠に合焦しているときの撮影光学系の縦収差図である。本実施例のリアアタッチメントシステムは、交換レンズの最も像側の面である第55面から像側に12mmの位置に配置されている。図14は、本実施例のリアアタッチメントシステムを交換レンズに装着した状態で、交換レンズが広角端で無限遠に合焦しているときの合焦光学系の縦収差図である。縦収差図では、球面収差は1.0mm、非点収差は1.0mm、歪曲は10%、倍率色収差は0.1mmのスケールで描かれている。
次に、本実施例におけるリアアタッチメントシステムについて説明する。リアアタッチメントシステムの撮影光学系は、物体側から順に前群、分機光学系、後群1で構成され、合焦光学系は、物体側から順に前群、分岐光学系、後群2で構成される。前群は第56面から第60面に対応し、物体側に凸のメニスカス凹レンズG1、物体側に凸のメニスカス凹レンズG2と像側に凹のメニスカス凸レンズG3との接合レンズで構成されている。分岐光学系は第61面から第62面で構成されている。後群1は第63面から第67面に対応し、物体側の凹のメニスカス凸レンズG4、両凸レンズG5と像側の凸のメニスカス凹レンズG6との接合レンズで構成されている。また、後群2は第71面から第75面に対応し、両凸レンズG7と両凸レンズG8と像側に凸のメニスカス凹レンズG9との接合レンズで構成されている。本実施例のリアアタッチメントシステムを交換レンズに装着することで、交換レンズの焦点距離を撮影光学系側は1.3倍、合焦光学系側は1.4倍に拡大させている。I1は対角11mm、I2は対角11mmの撮像素子を用いている。
さらに、本実施例におけるリアアタッチメントシステムは、合焦用撮像素子I2の位相差信号に基づいて合焦位置検出を行う合焦検出手段IDを有している。
本実施例の各条件式対応値を表1に示す。本実施例は(1)〜(4)の条件式を満足しており、動画撮影に適した合焦状態を検出する機能を有し、バックフォーカスの確保、高性能化を両立したリアアタッチメントシステムを達成している。
図15は交換レンズ及び各実施例のリアアタッチメントレンズを撮影光学系として用いた撮像装置(テレビカメラシステム)の概略図である。図15において101は交換レンズ、102は実施例1〜3のいずれかのリアアタッチメントシステムである。124はカメラである。交換レンズ101はリアアタッチメントシステム102に対して、リアアタッチメントシステム102はカメラ124に対して着脱可能となっている。125はカメラ124に交換レンズ101及びリアアタッチメントシステム102を装着することで構成される撮像装置である。交換レンズ101は第1レンズ群F、変倍部LZ、結像用の第4レンズ群Rを有している。第1レンズ群Fは合焦用レンズ群が含まれている。変倍部LZはズーミングのために光軸上を移動する第2レンズ群と、ズーミングに伴う像面変動を補正するために光軸上を移動する第3レンズ群が含まれている。SPは開口絞りである。114、115は各々第1レンズ群F、変倍部LZを光軸方向に駆動するヘリコイドやカム等の駆動機構である。116〜118は駆動機構114、115および開口絞りSPを電動駆動するモータ(駆動手段)である。119〜121は、第1レンズ群Fや変倍部LZの光軸上の位置や、開口絞りSPの絞り径を検出するためのエンコーダやポテンショメータ、あるいはフォトセンサ等の検出器である。リアアタッチメントシステム102は光学系CVを有している。109はカメラ124内の光学フィルタに相当するガラスブロック、110は交換レンズ101及びリアアタッチメントシステム102によって形成された被写体像を受光するCCDセンサやCMOSセンサ等の固体撮像素子(撮影用撮像素子に対応)である。また、111、122はカメラ124及び交換レンズ101の各種の駆動を制御するCPUである。131はリアアタッチメントシステムに構成されている固体撮像素子(合焦用撮像素子に対応)であり、132は合焦用撮像素子I2の位相差信号に基づいて合焦位置検出を行う合焦検出手段である。133は合焦検出手段の情報を交換レンズ101や撮像装置124へ送信する送信手段である。
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。
<交換レンズ>
単位 mm
面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1* 17634.271 4.70 1.69680 55.5 183.19
2 109.899 46.92 152.38
3 -201.325 4.50 1.69680 55.5 151.93
4 1829.577 0.15 155.00
5 283.523 12.64 1.80518 25.4 158.03
6 2167.464 5.15 157.76
7 -2805.896 18.49 1.48749 70.2 157.47
8 -196.467 0.20 157.29
9 -1000.469 4.40 1.80518 25.4 149.49
10 603.998 16.55 1.48749 70.2 146.78
11 -307.782 32.56 146.03
12 315.156 17.48 1.48749 70.2 155.94
13 -596.320 0.15 156.09
14 191.137 4.40 1.80518 25.4 155.18
15 118.065 0.39 149.21
16 119.291 35.44 1.48749 70.2 149.24
17 -534.941 0.15 148.58
18* 200.940 12.13 1.62041 60.3 141.59
19 826.607 (可変) 140.30
20 129.425 1.50 1.88300 40.8 52.29
21 64.705 6.90 48.69
22 -200.592 1.50 1.72916 54.7 47.84
23 41.776 10.46 1.84666 23.8 43.43
24 -106.134 1.50 1.72916 54.7 42.53
25 86.715 6.25 41.00
26 -81.264 1.50 1.88300 40.8 40.91
27 227.627 (可変) 41.93
28 600.754 6.75 1.62041 60.3 51.99
29 -114.148 0.15 52.85
30 117.668 11.71 1.48749 70.2 53.85
31 -75.558 0.09 53.66
32 -76.874 1.60 1.80518 25.4 53.57
33 -134.820 0.15 53.89
34 86.226 1.60 1.80518 25.4 52.65
35 48.805 10.30 1.48749 70.2 50.88
36 2324.271 0.15 50.18
37 94.553 6.65 1.62041 60.3 49.18
38 -6865.358 (可変) 47.86
39(絞り) ∞ 3.42 29.98
40 -46.195 1.50 1.77250 49.6 29.29
41 36.572 7.11 1.78472 25.7 28.98
42 -43.549 1.50 1.77250 49.6 28.89
43 69.864 5.93 28.57
44 -41.024 19.74 1.77250 49.6 28.98
45 -41.228 8.40 37.08
46 -195.562 4.78 1.62041 60.3 37.58
47 -59.391 0.20 37.84
48 277.984 1.80 1.88300 40.8 36.81
49 37.998 7.73 1.48749 70.2 35.68
50 -82.491 0.20 35.71
51 81.354 8.17 1.48749 70.2 34.96
52 -31.106 1.80 1.83400 37.2 34.70
53 -201.103 0.20 35.02
54 180.091 6.65 1.48749 70.2 34.93
55 -40.373 5.00 34.74
56 ∞ 33.00 1.60859 46.4 40.00
57 ∞ 13.20 1.51633 64.2 40.00
58 ∞ 12.00 40.00
像面 ∞
非球面データ
第1面
K = 1.68492e+004 A 4= 2.64785e-008 A 6=-1.47610e-012 A 8= 8.96960e-017 A10=-3.30657e-021
第18面
K =-1.44619e-001 A 4=-7.46282e-009 A 6=-2.04300e-013 A 8= 1.70939e-017 A10=-3.75331e-021
各種データ
焦点距離 6.70
Fナンバー 1.50
半画角 39.38
像高 5.50
レンズ全長 606.22
BF 12.00
d19 3.93
d27 173.49
d38 1.30
入射瞳位置 107.96
射出瞳位置 328.64
前側主点位置 114.80
後側主点位置 5.30
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 120.59 216.39 131.11 72.76
2 20 -30.00 29.61 13.82 -6.54
3 28 50.00 39.16 11.50 -15.21
4 39 40.05 130.33 45.82 10.33
<数値実施例1>
撮影光学系
単位 mm
面データ
面番号 r d nd vd 有効径
56 80.995 1.00 2.00100 29.1 25.90
57 25.531 1.76 24.67
58 40.292 1.00 1.95375 32.3 24.85
59 16.574 6.60 1.80809 22.8 24.17
60 115.850 3.00 24.15
61 ∞ 27.00 1.51633 64.1 24.52
62 ∞ 4.05 27.28
63 -706.905 1.00 1.92286 18.9 27.89
64 45.211 9.36 1.51742 52.4 28.23
65 -23.409 0.13 28.90
66 -68.866 1.00 1.88300 40.8 27.64
67 18.235 8.62 1.85478 24.8 27.81
68 -809.951 49.94 27.92
像面 ∞
各種データ
焦点距離 18.94
Fナンバー 4.24
半画角 39.38
像高 15.55
BF 49.94
合焦光学系
単位 mm
面データ
面番号 r d nd vd 有効径
56 80.995 1.00 2.00100 29.1 25.90
57 25.531 1.76 24.67
58 40.292 1.00 1.95375 32.3 24.85
59 16.574 6.60 1.80809 22.8 24.17
60 115.850 3.00 24.15
61 ∞ 27.00 1.51633 64.1 24.52
62 ∞ 4.37 27.28
69 -41.093 1.00 1.72825 28.5 27.60
70 108.730 12.00 1.53172 48.8 29.31
71 -24.634 0.14 31.82
72 55.162 7.93 1.51823 58.9 30.90
73 -165.666 25.27 29.52
像面 ∞
焦点距離 9.75
Fナンバー 2.18
半画角 39.38
像高 8.00
BF 25.27
<数値実施例2>
撮影光学系
単位 mm
面データ
面番号 r d nd vd 有効径
56 103.136 1.00 2.00100 29.1 25.82
57 23.249 6.74 24.53
58 45.280 1.00 1.88300 40.8 27.80
59 25.912 5.22 1.89286 20.4 27.77
60 119.959 2.00 27.73
61 ∞ 30.00 1.51633 64.1 27.93
62 ∞ 2.05 31.28
63 -144.748 1.00 1.72825 28.5 31.48
64 63.976 8.73 1.58913 61.1 32.23
65 -31.434 39.85 32.76
像面 ∞
各種データ
焦点距離 11.27
Fナンバー 2.52
半画角 39.38
像高 9.25
BF 39.85
合焦光学系
単位 mm
面データ
面番号 r d nd vd 有効径
56 103.136 1.00 2.00100 29.1 25.80
57 23.249 6.74 24.52
58 45.280 1.00 1.88300 40.8 27.79
59 25.912 5.22 1.89286 20.4 27.76
60 119.959 2.00 27.72
61 ∞ 30.00 1.51633 64.1 27.92
62 ∞ 1.09 31.28
66 97.926 1.00 1.84666 23.8 31.69
67 39.671 12.68 1.51633 64.1 31.51
68 -32.282 31.76 32.12
像面 ∞
各種データ
焦点距離 9.75
Fナンバー 2.18
半画角 39.38
像高 8.00
BF 31.76
<数値実施例3>
撮影光学系
単位 mm
面データ
面番号 r d nd vd 有効径
56 226.888 1.00 2.00100 29.1 26.23
57 30.339 2.57 25.13
58 146.820 1.00 1.88300 40.8 25.23
59 23.726 4.78 1.89286 20.4 25.45
60 97.500 2.00 25.53
61 ∞ 30.00 1.51633 64.1 25.91
62 ∞ 2.20 32.41
63 -111.622 3.82 1.77250 49.6 32.75
64 -68.702 0.18 33.70
65 34.674 10.19 1.60311 60.6 35.00
66 -45.596 1.00 1.75520 27.5 34.34
67 -138.629 5.00 33.63
68 ∞ 33.00 1.60859 46.4 40.00
69 ∞ 13.20 1.51633 64.2 40.00
70 ∞ 4.23 40.00
像面 ∞
各種データ
焦点距離 8.71
Fナンバー 1.95
半画角 32.27
像高 5.50
BF 4.23
合焦光学系
単位 mm
面データ
面番号 r d nd vd 有効径
56 226.888 1.00 2.00100 29.1 26.23
57 30.339 2.57 25.13
58 146.820 1.00 1.88300 40.8 25.23
59 23.726 4.78 1.89286 20.4 25.45
60 97.500 2.00 25.53
61 ∞ 30.00 1.51633 64.1 25.91
62 ∞ 3.89 32.31
71 129.804 4.99 1.48749 70.2 33.94
72 -174.712 7.90 34.33
73 32.898 10.87 1.48749 70.2 35.65
74 -45.600 1.00 1.84666 23.8 34.90
75 -83.451 38.06 34.62
像面 ∞
焦点距離 9.38
Fナンバー 2.10
半画角 30.39
像高 5.50
BF 38.06
CV リアアタッチメントレンズ、I1 撮影用撮像素子、
I2 合焦用撮像素子、ID 合焦検出手段
I2 合焦用撮像素子、ID 合焦検出手段
Claims (9)
- 交換レンズの像側に装着され、交換レンズを通過した被写体光を撮影用と合焦用とに分離する分岐光学系を備えたリアアタッチメントシステムにおいて、前記分岐光学系の物体側に負の屈折力の前群を有し、前記分岐光学系で分岐された光束を撮影用撮像素子に結像させる後群1が前記分岐光学系の像側に配置され、前記分岐光学系で分岐された光束を合焦用撮像素子に結像させる後群2が前記分岐光学系の像側に配置され、前記合焦用撮像素子の信号に基づいて合焦位置検出を行う合焦検出手段を有し、前記後群1及び後群2は少なくとも1枚の正レンズと少なくとも1枚の負レンズを有することを特徴とするリアアタッチメントシステム。
- 前記合焦用撮像素子の位相差信号に基づいて合焦位置検出を行う合焦検出手段を有することを特徴とする請求項1に記載のリアアタッチメントシステム。
- 前記前群、分岐光学系、後群1で構成される撮影光学系と前記前群、分岐光学系、後群2で構成される合焦光学系において、交換レンズに前記リアアタッチメントシステムが装着された状態における前記撮影光学系と前記合焦光学系の横倍率をそれぞれβ1、β2としたとき、以下の式を満たすことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のリアアタッチメントシステム。
0.3<β2/β1<1.3 - 交換レンズに前記リアアタッチメントシステムを装着した際の前記撮影光学系と前記合焦光学系の空気換算のバックフォーカスをそれぞれBF1、BF2としたとき、以下の式を満たすことを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか一項に記載のリアアタッチメントシステム。
0.2<BF2/BF1<1。1 - 前記前群を構成する負レンズの屈折率の平均値をNaveとしたとき、以下の式を満たすことを特徴とする請求項1乃至請求項4の何れか一項に記載のリアアタッチメントシステム。
1.80<Nave - 前記合焦検出手段の情報を前記交換レンズに送信する送信手段1を有することを特徴とする請求項1乃至請求項5の何れか一項に記載のリアアタッチメントシステム。
- 前記合焦検出手段の情報を撮像装置に送信する送信手段2を有することを特徴とする請求項1乃至請求項5の何れか一項に記載のリアアタッチメントシステム。
- 前記交換レンズに前記リアアタッチメントシステムが装着された状態における前記撮影光学系の横倍率をβ1としたとき、以下の式を満たすことを特徴とする請求項1乃至請求項7の何れか一項に記載のリアアタッチメントレンズ。
β1<4.0 - 前記交換レンズと請求項1乃至請求項8の何れか一項に記載のリアアタッチメントシステムと前記交換レンズ及びリアアタッチメントシステムによって形成された像を受光する固体撮像素子を有することを特徴とする撮像装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017076342A JP2018180133A (ja) | 2017-04-07 | 2017-04-07 | リアアタッチメントシステム及びそれを有する撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017076342A JP2018180133A (ja) | 2017-04-07 | 2017-04-07 | リアアタッチメントシステム及びそれを有する撮像装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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Family
ID=64275265
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017076342A Pending JP2018180133A (ja) | 2017-04-07 | 2017-04-07 | リアアタッチメントシステム及びそれを有する撮像装置 |
Country Status (1)
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---|---|
JP (1) | JP2018180133A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP4194922A1 (en) * | 2021-12-07 | 2023-06-14 | Canon Kabushiki Kaisha | Zoom lens and image pickup apparatus |
-
2017
- 2017-04-07 JP JP2017076342A patent/JP2018180133A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP4194922A1 (en) * | 2021-12-07 | 2023-06-14 | Canon Kabushiki Kaisha | Zoom lens and image pickup apparatus |
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