JP5625876B2 - 焦点検出光学系 - Google Patents
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Description
(1) 0.068<m1/m2<0.090
(2) −1.18<(f1/(s1+f1))/(f2/(s2+f2))<−0.88
ここで、「空気換算長」とは、媒質の光軸に沿った長さをその媒質の屈折率で除したものである。撮影レンズの予定結像面から補助レンズの第1面までの間、または撮影レンズの予定結像面から補助レンズの第2面までの間に複数の媒質がある場合の空気換算長は、各媒質の空気換算長の総和になる。
(3) 1.8<p1/p2<2.2
(4) −0.47<m0/m3<−0.37
(5) 0<(m4−1)・p・t・F/m0<0.05[mm]
ここで、「線膨張」とは、線膨張率に温度変化量である30を乗じた数値である。
df1=−(1−1/m1)2・f1・q・(1/mc)2
df2=−(1−1/m2)2・f2・q・(1/mc)2・(1/m1)2
dfs=−(1−m4)・p・t・F/m0
但し、
f1:補助レンズ20の第1面(撮影レンズ側の面)の焦点距離、
f2:補助レンズ20の第2面(イメージセンサー40側の面)の焦点距離、
fs:セパレーターレンズ30の焦点距離、
mc:コンデンサーレンズ10の倍率、
m0:焦点検出光学系の全系の倍率、
m1:補助レンズ20の第1面(撮影レンズ側の面)の倍率、
m2:補助レンズ20の第2面(イメージセンサー40側の面)の倍率、
m4:セパレーターレンズ30の倍率、
p:セパレーターレンズ30の一対のレンズ31の頂点間距離(一対のレンズ31の光軸方向に最も突出した点を結んだ距離)、
q:温度が30℃変化した場合の樹脂補助レンズ20の焦点距離変化率(線膨張による形状変化と屈折率変化を合わせた値)、
F:セパレーターマスク25の一対の開口のそれぞれの中心を通過する主光線によって決まる焦点検出光学系のFナンバー、
t:温度が30℃変化した場合のセパレーターレンズ30のガラス基板30Aの線膨張、
である。
(A) |df1+df2|<0.03
但し、焦点位置変化に関する許容量は撮像素子のピクセルサイズなどから決まる焦点深度幅などによって変わると考えられ、許容量としては例えば一眼レフカメラの場合、撮影レンズのFナンバーによっても変化するが、一般的には0.02mm乃至0.05mm程度とされる。つまり、各光学要素による焦点位置変化の和の絶対値が0.05mm未満、好ましくは0.02mm未満であればよい。
条件式(1)及び(3)の上限を超えると、高温環境下において、主要被写体に対し焦点検出光学系による検出結果が合焦判定になるように撮影レンズのフォーカシングを行っても、撮影レンズが実際の撮像面に対しては合焦できていない前ピン状態(主要被写体が撮像面よりも物体側に結像した状態)となってしまう。条件式(1)及び(3)の下限を超えると、高温環境下において、主要被写体に対し焦点検出光学系による検出結果が合焦判定になるように撮影レンズのフォーカシングを行っても、撮影レンズが実際の撮像面に対しては合焦できていない後ピン状態(主要被写体が撮像面よりも奥側に結像した状態)となってしまう。
条件式(2)の上限を超えると、高温環境下において、主要被写体に対し焦点検出光学系による検出結果が合焦判定になるように撮影レンズのフォーカシングを行っても、撮影レンズが実際の撮像面に対しては合焦できていない後ピン状態(主要被写体が撮像面よりも奥側に結像した状態)となってしまう。条件式(2)の下限を超えると、高温環境下において、主要被写体に対し焦点検出光学系による検出結果が合焦判定になるように撮影レンズのフォーカシングを行っても、撮影レンズが実際の撮像面に対しては合焦できていない前ピン状態(主要被写体が撮像面よりも物体側に結像した状態)となってしまう。
条件式(4)の上限を超えると、補助レンズ20の負の屈折力が小さくなりすぎて、焦点検出光学系の全長が長くなってしまう。条件式(4)の下限を超えると、コンデンサーレンズ10と補助レンズ20の間の距離が短くなりすぎて、実施例6のように、コンデンサーレンズ10と補助レンズ20の間に焦点検出光学系を折り返すためのミラー50を配置することが困難になる。
条件式(5)の上限を超えると、セパレーターレンズの線膨張による芯間変化の為、高温環境下において、主要被写体に対し焦点検出光学系による検出結果が合焦判定になるように撮影レンズのフォーカシングを行っても、撮影レンズが実際の撮像面に対しては合焦できていない前ピン状態(主要被写体が撮像面よりも物体側に結像した状態)となってしまう。条件式(5)の下限を超えると、セパレーターレンズの線膨張による芯間変化の為、高温環境下において、主要被写体に対し焦点検出光学系による検出結果が合焦判定になるように撮影レンズのフォーカシングを行っても、撮影レンズが実際の撮像面に対しては合焦できていない後ピン状態(主要被写体が撮像面よりも奥側に結像した状態)となってしまう。
20 補助レンズ
25 セパレーターマスク(絞り)
30 セパレーターレンズ
30A ガラス基板
30B 樹脂レンズ
31 一対のレンズ
40 イメージセンサー(ラインセンサー)
50 折り返し用ミラー
Claims (6)
- 撮影レンズの予定結像面の後方に配置されたコンデンサーレンズと、該コンデンサーレンズの光軸に沿った後方に配置された補助レンズと、該補助レンズの後方に配置された少なくとも一対のレンズを有するセパレーターレンズとを有し、上記予定結像面上の被写体像を一対のセンサー領域上に再結像させる焦点検出光学系であって、
上記補助レンズは1枚の負の屈折力を有する樹脂製のレンズであり、
上記セパレーターレンズはガラスの基板と樹脂の曲面からなるハイブリッドレンズ、又はガラスレンズであり、
上記補助レンズの第1面の倍率をm1、上記補助レンズの第2面の倍率をm2としたとき、以下の条件式(1)を満足することを特徴とする焦点検出光学系。
(1) 0.068<m1/m2<0.090 - 撮影レンズの予定結像面の後方に配置されたコンデンサーレンズと、該コンデンサーレンズの光軸に沿った後方に配置された補助レンズと、該補助レンズの後方に配置された少なくとも一対のレンズを有するセパレーターレンズとを有し、上記予定結像面上の被写体像を一対のセンサー領域上に再結像させる焦点検出光学系であって、
上記補助レンズは1枚の負の屈折力を有する樹脂製のレンズであり、
上記セパレーターレンズはガラスの基板と樹脂の曲面からなるハイブリッドレンズ、又はガラスレンズであり、
上記補助レンズの第1面の焦点距離をf1、上記予定結像面から上記補助レンズの第1面までの空気換算長をs1、上記補助レンズの第2面の焦点距離をf2、上記予定結像面から上記補助レンズの第2面までの空気換算長をs2としたとき、以下の条件式(2)を満足することを特徴とする焦点検出光学系。
(2) −1.18<(f1/(s1+f1))/(f2/(s2+f2))<−0.88 - 撮影レンズの予定結像面の後方に配置されたコンデンサーレンズと、該コンデンサーレンズの光軸に沿った後方に配置された補助レンズと、該補助レンズの後方に配置された少なくとも一対のレンズを有するセパレーターレンズとを有し、上記予定結像面上の被写体像を一対のセンサー領域上に再結像させる焦点検出光学系であって、
上記補助レンズは1枚の負の屈折力を有する樹脂製のレンズであり、
上記セパレーターレンズはガラスの基板と樹脂の曲面からなるハイブリッドレンズ、又はガラスレンズであり、
上記補助レンズの第1面の屈折力をp1、上記補助レンズの第2面の屈折力をp2としたとき、以下の条件式(3)を満足することを特徴とする焦点検出光学系。
(3) 1.8<p1/p2<2.2 - 請求項1から3の何れか一項記載の焦点検出光学系において、焦点検出光学系全系の倍率をm0、上記補助レンズの倍率をm3としたとき、以下の条件式(4)を満足することを特徴とする焦点検出光学系。
(4) −0.47<m0/m3<−0.37 - 請求項1から4の何れか一項記載の焦点検出光学系において、上記セパレーターレンズは、ガラスの基板と樹脂の曲面からなるハイブリッドレンズ又は単一ガラスから成るガラスレンズであり、上記補助レンズと上記セパレーターレンズとの間には、該セパレーターレンズの一対のレンズに対向した一対の開口を有するセパレーターマスクが配置されており、上記セパレーターレンズの倍率をm4、上記セパレーターレンズの一対のレンズの頂点間距離をp[mm]、温度が30℃変化した場合の上記セパレーターレンズのガラス基板又は単一ガラスの線膨張をt、上記セパレーターマスクの一対の開口のそれぞれの中心を通過する主光線によって決まる焦点検出光学系のFナンバーをF、上記焦点検出光学系全系の倍率をm0としたとき、以下の条件式(5)を満足することを特徴とする焦点検出光学系。
(5) 0<(m4−1)・p・t・F/m0<0.05[mm] - 請求項1から5の何れか一項記載の焦点検出光学系において、上記セパレーターレンズはガラス材料をプレス成形によって製造したガラスモールド製であることを特徴とする焦点検出光学系。
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