カメラ装置及びそれを有する撮像装置
【課題】 レンズ装置が着脱可能なカメラ装置であって、光学系を含むカメラ装置において、厚みを持つ光学素子を挿抜しても、画質が劣化しないことを可能にした撮像装置を提供する。
【解決手段】 レンズ装置が着脱可能なカメラ装置であって、該カメラ装置は、光学系と、該光学系の光路に挿入したり抜去したりすることが可能な光学素子と、を有し、前記光学素子は正の屈折力を有する面を有し、前記光学系は負の屈折力を有する面を有する、ことを特徴とする。
【解決手段】 レンズ装置が着脱可能なカメラ装置であって、該カメラ装置は、光学系と、該光学系の光路に挿入したり抜去したりすることが可能な光学素子と、を有し、前記光学素子は正の屈折力を有する面を有し、前記光学系は負の屈折力を有する面を有する、ことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カメラ装置に関し、光学系を有し、特に該光学系の光路内に挿抜可能な光学素子を有するカメラ装置およびそれを有する撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、光路中に挿入する光学素子に屈折力を付与することにより、挿抜による結像位置の変動を抑制する撮像装置が知られている。
例えば、特許文献１では光学素子挿入時の結像位置変化を補正するために、挿入する光学素子に屈折力を付与する発明が開示されている。撮像レンズと結像面の間、又は撮像レンズのレンズ系中に平行平板の光学素子を挿入すると結像位置がオーバー側（すなわち物体側と逆側）にシフトする。特許文献１では、その結像位置の移動をキャンセルするように挿入する光学素子に正の屈折力を付与している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６３−２５６１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示された従来技術では、光学素子の挿抜による光学特性の変化が発生してしまう。例えば、特許文献１のように挿入する光学素子に屈折力を付与して結像位置のシフトをキャンセルさせると、光学素子挿入時にアンダー側の球面収差が発生する。特許文献１のように結像位置のシフトをキャンセルさせた場合の球面収差の模式図を図９に示す。図９において、一点鎖線９０２は光学素子を光路中に挿入していない場合の収差、鎖線９０１は光学素子を光路中に挿入している場合の収差、２０５は撮像面位置を示す。この球面収差により、得られる画像の品質が悪化することに加え、軸上光束のスポットダイアグラム９０１におけるスポット径の平均二乗偏差（ＲＭＳ）が最小となる位置として表すことができるベストフォーカス位置（９０３、９０４）が焦点深度内に入らなくなる（９０３）と、光学素子の挿抜による画像への影響がさらに顕著になり、得られる画像は大きく変化してしまう。
そこで、本発明の目的は、厚みを有する光学素子を挿抜しても画質の劣化を抑制できる撮像装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明のレンズ装置が着脱可能なカメラ装置は、光学系と、該光学系の光路に挿抜可能な光学素子と、を有し、該光学素子は正の屈折力を有する面を有し、該光学系は負の屈折力を有する面を有する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、厚みを有する光学素子を挿抜しても画質の劣化を抑制できる撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明における光学系構成の模式図
【図２】本発明における縦収差の模式図
【図３】本発明における縦収差の模式図
【図４】見かけの射出瞳位置、および、見かけの像面の関係の模式図
【図５】実施例１におけるレンズ断面図
【図６】実施例１における縦収差図、（Ａ）光学素子抜去時、（Ｂ）光学素子挿入時
【図７】実施例２におけるレンズ断面図
【図８】実施例２における縦収差図、（Ａ）光学素子抜去時、（Ｂ）光学素子挿入時
【図９】従来例における縦収差の模式図
【発明を実施するための形態】
【０００８】
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。
【０００９】
図１は、本発明の実施形態にかかわる光学系構成の模式図である。図１は、本発明の実施形態にかかわる光学系構成の模式図である。ここでは、１０２は物体（被写体）からの（撮像レンズからの）撮像光束を互いに異なる複数の色の光束に分解する色分解光学系、ＮＤフィルターや偏光フィルター等の特殊効果フィルターなどから構成されるカメラ光学系である。１０１はカメラ光学系１０２を含むカメラ装置に着脱可能な撮像レンズを示している。図１には、撮像素子１０４は模式的に記載されているが、色分解光学系で分解された異なる複数の色に対応する複数の撮像素子１０４を有することができる。この図１（Ａ）は、撮像素子１０４を含む光学系の光路に光学素子１０３を挿入した状態で、図１（Ｂ）は、光学素子１０３を抜去した状態（Ｂ）の構成を示している。挿抜する光学素子１０３は、減光フィルター、色温度変換フィルター、クロス・スクリーンフィルター、ソフトフォーカスフィルター、赤外カットフィルターといった光学特性変換フィルターである。本発明においては、挿抜する光学素子１０３に正の屈折力を付与し、さらに光軸上に固定されるカメラ光学系は負の屈折力を持つことを特徴としている。図１においては、カメラ光学系内の面１０５に負の屈折力、挿抜する光学素子１０３の面１０６に正の屈折力を付与している。挿抜する光学素子１０３に正の屈折力を付与することで、素子の挿抜による結像位置の変化を抑制している。さらに、カメラ光学系１０２に負の屈折力を付与することで、光学素子１０３を挿入した際に発生するアンダー側の球面収差を抑制している。
【００１０】
図２は図１の光学構成において、光学素子１０３を光路に挿入したときと抜去したときの近軸像位置を同一とした場合の球面収差の模式図である。破線２０１は光学素子１０３挿入時、一点鎖線２０２は抜去時の球面収差を表している。面１０５に付与した負の屈折力により、抜去時にオーバー側の球面収差を発生させることで、光学素子１０３挿入時に生じるアンダー側への球面収差変化を低減することができる。なお、撮像素子に対し物体側をアンダー側、それと相対する方向をオーバー側とする。また、二点鎖線２０３は光学素子１０３挿入時のベストフォーカス位置、二点鎖線２０４は抜去時のベストフォーカス位置を表している。このベストフォーカス位置を焦点深度内に抑えることが望ましい。それにより、球面収差変動の画像への影響を抑制できる。図９に示した従来の球面収差の模式図と比較すると明らかなように、本発明の構成においては、光学素子の挿抜による球面収差量の変動を小さく抑制することができ、ベストフォーカス位置を焦点深度内にとどめることができる。さらには、ベストフォーカス位置を撮像面上に位置させることにより、光学素子の挿抜によらず、最良の合焦状態を維持することができる。なお、ベストフォーカス位置は、軸上光束のスポットダイアグラムにおけるスポット径の平均二乗偏差（ＲＭＳ）が最小となる位置として定義されるものとする。
【００１１】
図３は図１の光学構成において、撮像面にベストフォーカス位置を揃えるように近軸像位置をずらした場合の球面収差の模式図である。破線３０１は光学素子１０３挿入時、一点鎖線３０２は抜去時の球面収差を表している。抜去時の球面収差をオーバー側の球面収差とすることについては、図２の場合と同様である。ただし、近軸像位置を撮像面よりアンダー側にずらし、ベストフォーカス位置を撮像面に揃えることで抜去時の球面収差の画像への影響を抑制している。また、素子を挿入した場合の近軸像位置を撮像面よりオーバー側にずらし、ベストフォーカス位置を撮像面に揃えることで挿入時の球面収差に起因する画像への影響を抑制している。このような構成とすることで、光学素子の挿抜による画像への影響をさらに抑制することができる。また、一般に、挿抜するガラスの厚みが厚いと、結像位置の変動を抑制するための正の屈折力が強くなり、球面収差の発生量が増加するため、光学素子の挿抜による画像の劣化が大きくなる。しかし、本発明の構成においては、光学素子の挿入時及び抜去時の両方において撮像面とベストフォーカス位置を揃えることで、画像を劣化させることなく、挿抜する光学素子の厚みの制約を緩和することが可能となる。
【００１２】
光学素子から見かけの射出瞳までの距離をＸ、光学素子から見かけの像面までの距離をＹ、光学素子の正の屈折力を有する面より像側を正、物体側を負とするとき、
（Ｘ／Ｙ）≧０
もしくは、
（Ｘ／Ｙ）＜０、かつ、｜Ｘ｜≧｜Ｙ｜
のときは、光学素子の正の屈折力を有する面を物体側の面とし、
（Ｘ／Ｙ）＜０、かつ、｜Ｘ｜＜｜Ｙ｜
のときは、光学素子の正の屈折力を有する面を像側の面とするように、構成することにより、光線入射角をより小さくすることよって収差を小さくすることができる。
【００１３】
図４は、撮像光学系４０１、撮像用カメラ内のカメラ光学系４０２、挿抜可能な光学素子４０３、撮像面４０４の光学系において、正の屈折力を付与する面１０６に対する見かけの射出瞳までの距離Ｘ、および、面１０６に対する見かけの像面までの距離Ｙの関係を図示した模式図である。なお、図４中、４０５は軸上マージナル光線、４０６は軸外主光線を示し、曲率を付与する面より像側を＋、物体側を−とする。
【００１４】
図４（Ａ）は、見かけの像面および見かけの射出瞳位置がいずれも光学素子より像側に存在する場合である。Ｘ／Ｙ≧０であることから、光学素子の凸面は物体側を向いている。光学素子の凸面が像側を向く場合に比べ、軸上光線、軸外光線ともに光線入射角がゆるくなり、発生する収差を低減することができる。
【００１５】
図４（Ｂ）は、Ｘ／Ｙ＜０、且つ、｜Ｘ｜≧｜Ｙ｜、となる場合である。光学素子の凸面は物体側を向いている。光学素子の凸面が像側を向く場合に比べ、軸上光線の光線入射角を小さくすることができる。なお、軸外光線に対しては光線入射角が若干きつくなるが、射出瞳位置が十分離れているため影響は少ない。この構成によって、発生する収差を低減することができる。
【００１６】
図４（Ｃ）は、Ｘ／Ｙ＜０、且つ、｜Ｘ｜＜｜Ｙ｜となる場合である。光学素子の凸面は像側を向いている。光学素子の凸面が物体側を向く場合に比べ、軸外光線の光線入射角を小さくすることが可能である。なお、軸上光線に対しては光線入射角が若干きつくなるが、像面が十分離れているため影響は少ない。この構成によって、発生する収差を低減することができる。
【００１７】
レンズ交換式の撮像装置の場合、これらの条件を考慮し交換するレンズの仕様に合わせて最適化することで、光学素子の挿抜による画質の劣化を抑えることができる。
【実施例１】
【００１８】
以下、図５、６を参照して、本発明の第１の実施例による撮像装置について説明する。図５は実施例１のレンズ断面図である。ズームレンズ５０１の撮像面側に、撮像カメラ内に構成されるカメラ光学系５０２が配置される。カメラ光学系５０２は色分解光学系やＮＤフィルター、ＣＣフィルターといった光学特性変換フィルターで構成される。挿抜可能な光学素子５０３はカメラ光学系内に構成される。光学素子５０３の物体側の面５０４は正の屈折力を有するように凸面となっており、光学素子５０３の挿抜による近軸像位置の変化がないように構成されている。また、光学素子５０３が光路に挿入されたときに光学素子５０３の凸面５０４と物体側に向かい合わせの面５０５は、光学素子５０３と隣接する面であって、負の屈折力を有するように凹面を構成している。この凹面により、光学素子５０３挿入時のアンダー側の球面収差を抑制し、光学素子挿抜による球面収差変化を緩和している。光学素子５０３の凸面の近傍に凹面を構成することで、コマ収差、像面湾曲等の軸外収差への影響を少なくしている。
【００１９】
この実施例においてはＸ／Ｙ＝１１．４であり、挿抜する光学素子の凸面は物体側を向いている。また、面５０４の曲率半径をＲＡ、面５０５の曲率半径をＲＢとすると、｜ＲＡ／ＲＢ｜＝０．５４である。この値が０．１より小さいと挿抜する光学素子に付与する正の屈折力が強すぎるため、正の球面収差が大きくなってしまう。また０．８より大きいとカメラ光学系内に付与する負の屈折力が強すぎてしまい、負の球面収差が大きくなってしまう。
【００２０】
図６（Ａ）は光学素子５０３抜去時の縦収差図である。非点収差の実線はメリディオナル断面、破線はサジタル断面を表す。また、倍率色収差はｇ線のものを示している。カメラ光学系に凹面を構成することでオーバー側の球面収差が発生している。しかし、ベストフォーカス位置の変動が焦点深度内であるため、画像への影響は抑制されている。また、近軸像位置の変化がないために、絞りを絞ることでベストフォーカス位置の変動が減少する。従ってさらに画像への影響が減少する。
【００２１】
図６（Ｂ）は光学素子５０３挿入時の縦収差図である。アンダー側の球面収差が発生しているが、カメラ光学系内の凹面の効果でベストフォーカス位置変動を焦点深度内としたため、画像への影響を抑制している。
【００２２】
なお、本実施例においては、光学素子５０３が光路に挿入されたときに光学素子５０３の凸面５０４と物体側に向かい合わせの面５０５は、光学素子５０３と隣接する面であって、負の屈折力を有する凹面である場合を例示したが、本発明はこれに限定されることはない。光学素子５０３が光路に挿入されたときに光学素子５０３の凸面５０４と向かい合わせの面（隣接する面）でない面が、負の屈折力を有する面であっても本発明の効果を享受できることに留意されたい。
【実施例２】
【００２３】
以下、図７、８を参照して、本発明の第２の実施例による撮像装置について説明する。図７は実施例２のレンズ断面図である。ズームレンズ５０１の撮像面側に、撮像カメラ内に構成されるカメラ光学系７０２が配置される。カメラ光学系７０２は色分解光学系やＮＤフィルター、ＣＣフィルターといった光学特性変換フィルターで構成される。挿抜可能な光学素子７０３はカメラ光学系内に構成される。光学素子７０３の物体側の面７０４は凸面となっている。本実施例は光学素子７０３挿入時の近軸像位置を撮像面に対し、オーバー側にシフトさせることで絞り開放時のベストフォーカス位置が撮像面に一致している。また、光学素子７０３の凸面７０４と物体側に向かい合わせの面７０５は凹面となっている。この凹面により、光学素子７０３挿入時のアンダー側の球面収差を抑制し、光学素子挿抜による球面収差変化を緩和している。さらに光学素子抜去時の近軸像位置をアンダー側にシフトさせることで絞り開放時のベストフォーカス位置が撮像面に一致している。絞りを絞ることでベストフォーカス位置が変動するが、同時に焦点深度も深くなるため画像への影響は少ない。
【００２４】
この実施例においてはＸ／Ｙ＝１１．４であり、挿抜する光学素子の凸面は物体側を向いている。また、面７０４の曲率半径をＲＡ、面７０５の曲率半径をＲＢとすると、｜ＲＡ／ＲＢ｜＝０．５４である。この値が０．１より小さいと挿抜する光学素子に付与する正の屈折力が強すぎるため、正の球面収差が大きくなってしまう。また０．８より大きいとカメラ光学系内に付与する負の屈折力が強すぎてしまい、負の球面収差が大きくなってしまう。
【００２５】
図８（Ａ）は光学素子７０３抜去時の縦収差図である。カメラ光学系に構成した凹面の影響でややオーバー側の球面収差が発生している。しかし、近軸像位置が撮像面に対し５μmアンダー側にシフトされているため、画像への影響は抑制されている。
【００２６】
図８（Ｂ）は光学素子７０３挿入時の縦収差図である。アンダー側の球面収差が発生しているが、カメラ光学系内の凹面の効果で球面収差は抑制されている。さらに、撮像面に対し近軸像位置が２０μmオーバー側にシフトすることで、ベストフォーカス位置を撮像面に一致させるため、画像への影響は抑制されている。近軸像位置からのシフト量は、撮像レンズのＦナンバーや光学系全体が有する軸上収差及び軸外収差を考慮して最適化する必要がある。例えば、Ｆナンバーが小さくなると、発生する球面収差が大きくなるため、近軸像位置からのシフト量を大きくする必要がある。すなわち、シフト量を適切にとることで、挿抜する光学素子の厚みに制約を持たない撮像装置を提供できる。
【００２７】
上記の実施例において、光学素子の物体側の面が正の屈折力を有するように凸面として構成し、光学素子が光路に挿入されたときに光学素子の凸面と物体側に向かい合わせの面が負の屈折力を有するように凹面として構成する例を示したが、本発明はこれに限定されることはない。挿入する光学素子の像側の面が正の屈折力を有するように凸面として構成し、光学素子が光路に挿入されたときに光学素子の凸面と像側に向かい合わせの面が負の屈折力を有するように凹面として構成するようにしても、本発明の効果を享受することができる。さらに、必ずしも、凹面と凸面を向かい合わせる位置に構成しなければならないことはないが、上記したように、光学素子の凸面の近傍に凹面を構成することで、コマ収差、像面湾曲等の軸外収差への影響を少なくすることができ、より良好な光学性能を確保することができる。
【００２８】
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。
【００２９】
（数値実施例１）
単位 mm
面データ(撮像光学系)
面番号 r d nd vd 有効径
1 600.261 2.20 1.75520 27.5 72.83
2 81.461 11.42 1.49700 81.6 69.52
3 -290.956 7.63 69.08
4 86.701 7.86 1.62041 60.3 65.46
5 3044.710 0.15 64.99
6 66.016 6.01 1.72916 54.7 61.52
7 145.708 (可変) 60.42
8 111.445 0.80 1.88300 40.8 23.69
9 16.812 4.65 20.03
10 -47.842 0.70 1.81600 46.6 19.80
11 33.779 2.24 19.27
12 28.944 5.20 1.80518 25.4 19.72
13 -29.192 0.54 19.31
14 -24.664 0.70 1.78800 47.4 18.93
15 132.572 (可変) 18.45
16 -28.806 0.75 1.74320 49.3 20.25
17 37.218 3.81 1.84666 23.9 22.24
18 449.023 (可変) 23.13
19(絞り) ∞ 1.80 27.20
20 -231.233 3.33 1.67003 47.2 28.33
21 -49.133 0.20 29.14
22 -170.365 4.05 1.51742 52.4 29.94
23 -38.625 0.20 30.51
24 36.315 10.16 1.48749 70.2 31.27
25 -35.564 1.66 1.83400 37.2 30.52
26 ∞ 36.00 30.51
27 97.385 6.35 1.50137 56.4 30.32
28 -44.438 0.20 30.04
29 -535.653 1.40 1.83400 37.2 28.54
30 21.016 7.22 1.50137 56.4 26.76
31 -424.093 1.50 26.79
32 38.505 8.29 1.51823 58.9 26.75
33 -27.482 1.40 1.77250 49.6 26.50
34 91.360 0.30 26.93
35 38.429 6.84 1.53172 48.8 27.63
36 -52.407 5.00 27.55
面データ(カメラ光学系、光学素子抜去時)
37 ∞ 19.00 1.60342 38.0 36.00
38 991.000 1.00 36.00
39 ∞ 2.00 36.00
40 ∞ 1.00 36.00
41 ∞ 11.00 1.60342 38.0 36.00
42 ∞ 14.20 1.51633 64.2 36.00
43 ∞ (可変) 36.00
像面 ∞
面データ(カメラ光学系、光学素子挿入時)
37 ∞ 19.00 1.60342 38.0 36.00
38 991.000 1.00 36.00
39※ 539.090 2.00 1.51633 64.2 36.00
40※ ∞ 1.00 36.00
41 ∞ 11.00 1.60342 38.0 36.00
42 ∞ 14.20 1.51633 64.2 36.00
43 ∞ (可変) 36.00
像面 ∞
※39、40面が挿抜光学素子
【００３０】
各種データ
ズーム比 19.50
焦点距離（光学素子抜去時） 9.66 15.46 39.52 93.05 188.43
焦点距離（光学素子挿入時) 9.42 15.07 38.52 90.70 183.66
Fナンバー（光学素子抜去時） 1.88 1.88 1.88 1.88 2.90
Fナンバー（光学素子挿入時） 1.83 1.83 1.83 1.83 2.83
画角（光学素子抜去時） 29.65 19.58 7.92 3.38 1.67
画角（光学素子挿入時） 30.28 20.05 8.13 3.47 1.72
像高 5.50 5.50 5.50 5.50 5.50
レンズ全長 266.06 266.06 266.06 266.06 266.06
BF 7.80 7.80 7.80 7.80 7.80
d 7 0.65 15.69 35.96 46.91 52.03
d15 53.75 36.74 13.38 3.88 6.32
d18 5.10 7.07 10.15 8.71 1.15
d43 7.80 7.80 7.80 7.80 7.80
【００３１】
（数値実施例２）
単位 mm
面データ(撮像光学系)
面番号 r d nd vd 有効径
1 600.261 2.20 1.75520 27.5 72.83
2 81.461 11.42 1.49700 81.6 69.52
3 -290.956 7.63 69.08
4 86.701 7.86 1.62041 60.3 65.46
5 3044.710 0.15 64.99
6 66.016 6.01 1.72916 54.7 61.52
7 145.708 (可変) 60.42
8 111.445 0.80 1.88300 40.8 23.69
9 16.812 4.65 20.03
10 -47.842 0.70 1.81600 46.6 19.80
11 33.779 2.24 19.27
12 28.944 5.20 1.80518 25.4 19.72
13 -29.192 0.54 19.31
14 -24.664 0.70 1.78800 47.4 18.93
15 132.572 (可変) 18.45
16 -28.806 0.75 1.74320 49.3 20.25
17 37.218 3.81 1.84666 23.9 22.24
18 449.023 (可変) 23.13
19(絞り) ∞ 1.80 27.20
20 -231.233 3.33 1.67003 47.2 28.33
21 -49.133 0.20 29.14
22 -170.365 4.05 1.51742 52.4 29.94
23 -38.625 0.20 30.51
24 36.315 10.16 1.48749 70.2 31.27
25 -35.564 1.66 1.83400 37.2 30.52
26 ∞ 36.00 30.51
27 97.385 6.35 1.50137 56.4 30.32
28 -44.438 0.20 30.04
29 -535.653 1.40 1.83400 37.2 28.54
30 21.016 7.22 1.50137 56.4 26.76
31 -424.093 1.50 26.79
32 38.505 8.29 1.51823 58.9 26.75
33 -27.482 1.40 1.77250 49.6 26.50
34 91.360 0.30 26.93
35 38.429 6.84 1.53172 48.8 27.63
36 -52.407 5.00 27.55
面データ(カメラ光学系、光学素子抜去時)
37 ∞ 19.00 1.60342 38.0 36.00
38 991.000 1.00 36.00
39 ∞ 2.00 36.00
40 ∞ 1.00 36.00
41 ∞ 11.00 1.60342 38.0 36.00
42 ∞ 14.20 1.51633 64.2 36.00
43 ∞ (可変) 36.00
像面 ∞
面データ(カメラ光学系、光学素子挿入時)
37 ∞ 19.00 1.60342 38.0 36.00
38 991.000 1.00 36.00
39※ 560.000 2.00 1.51633 64.2 36.00
40※ ∞ 1.00 36.00
41 ∞ 11.00 1.60342 38.0 36.00
42 ∞ 14.20 1.51633 64.2 36.00
43 ∞ (可変) 36.00
像面 ∞
※39、40面が挿抜光学素子
【００３２】
各種データ
ズーム比 19.50
焦点距離（光学素子抜去時） 9.66 15.46 39.52 93.05 188.43
焦点距離（光学素子挿入時） 9.43 15.08 38.56 90.79 183.84
Fナンバー（光学素子抜去時） 1.88 1.88 1.88 1.88 2.90
Fナンバー（光学素子挿入時） 1.84 1.83 1.83 1.83 2.83
画角（光学素子抜去時） 29.65 19.58 7.92 3.38 1.67
画角（光学素子挿入時） 30.26 20.03 8.12 3.47 1.71
像高 5.50 5.50 5.50 5.50 5.50
レンズ全長 266.06 266.06 266.06 266.06 266.06
BF 7.80 7.80 7.80 7.80 7.80
d 7 0.65 15.69 35.96 46.91 52.03
d15 53.75 36.74 13.38 3.88 6.32
d18 5.10 7.07 10.15 8.71 1.15
d43 7.80 7.80 7.80 7.80 7.80
【００３３】
【表１】
【符号の説明】
【００３４】
１０１ 撮像レンズ
１０２ カメラ光学系（撮像カメラ内に構成）
１０３ 挿抜する光学素子
１０５ 負の屈折力を有する面
１０６ 正の屈折力を有する面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カメラ装置に関し、光学系を有し、特に該光学系の光路内に挿抜可能な光学素子を有するカメラ装置およびそれを有する撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、光路中に挿入する光学素子に屈折力を付与することにより、挿抜による結像位置の変動を抑制する撮像装置が知られている。
例えば、特許文献１では光学素子挿入時の結像位置変化を補正するために、挿入する光学素子に屈折力を付与する発明が開示されている。撮像レンズと結像面の間、又は撮像レンズのレンズ系中に平行平板の光学素子を挿入すると結像位置がオーバー側（すなわち物体側と逆側）にシフトする。特許文献１では、その結像位置の移動をキャンセルするように挿入する光学素子に正の屈折力を付与している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６３−２５６１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示された従来技術では、光学素子の挿抜による光学特性の変化が発生してしまう。例えば、特許文献１のように挿入する光学素子に屈折力を付与して結像位置のシフトをキャンセルさせると、光学素子挿入時にアンダー側の球面収差が発生する。特許文献１のように結像位置のシフトをキャンセルさせた場合の球面収差の模式図を図９に示す。図９において、一点鎖線９０２は光学素子を光路中に挿入していない場合の収差、鎖線９０１は光学素子を光路中に挿入している場合の収差、２０５は撮像面位置を示す。この球面収差により、得られる画像の品質が悪化することに加え、軸上光束のスポットダイアグラム９０１におけるスポット径の平均二乗偏差（ＲＭＳ）が最小となる位置として表すことができるベストフォーカス位置（９０３、９０４）が焦点深度内に入らなくなる（９０３）と、光学素子の挿抜による画像への影響がさらに顕著になり、得られる画像は大きく変化してしまう。
そこで、本発明の目的は、厚みを有する光学素子を挿抜しても画質の劣化を抑制できる撮像装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明のレンズ装置が着脱可能なカメラ装置は、光学系と、該光学系の光路に挿抜可能な光学素子と、を有し、該光学素子は正の屈折力を有する面を有し、該光学系は負の屈折力を有する面を有する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、厚みを有する光学素子を挿抜しても画質の劣化を抑制できる撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明における光学系構成の模式図
【図２】本発明における縦収差の模式図
【図３】本発明における縦収差の模式図
【図４】見かけの射出瞳位置、および、見かけの像面の関係の模式図
【図５】実施例１におけるレンズ断面図
【図６】実施例１における縦収差図、（Ａ）光学素子抜去時、（Ｂ）光学素子挿入時
【図７】実施例２におけるレンズ断面図
【図８】実施例２における縦収差図、（Ａ）光学素子抜去時、（Ｂ）光学素子挿入時
【図９】従来例における縦収差の模式図
【発明を実施するための形態】
【０００８】
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。
【０００９】
図１は、本発明の実施形態にかかわる光学系構成の模式図である。図１は、本発明の実施形態にかかわる光学系構成の模式図である。ここでは、１０２は物体（被写体）からの（撮像レンズからの）撮像光束を互いに異なる複数の色の光束に分解する色分解光学系、ＮＤフィルターや偏光フィルター等の特殊効果フィルターなどから構成されるカメラ光学系である。１０１はカメラ光学系１０２を含むカメラ装置に着脱可能な撮像レンズを示している。図１には、撮像素子１０４は模式的に記載されているが、色分解光学系で分解された異なる複数の色に対応する複数の撮像素子１０４を有することができる。この図１（Ａ）は、撮像素子１０４を含む光学系の光路に光学素子１０３を挿入した状態で、図１（Ｂ）は、光学素子１０３を抜去した状態（Ｂ）の構成を示している。挿抜する光学素子１０３は、減光フィルター、色温度変換フィルター、クロス・スクリーンフィルター、ソフトフォーカスフィルター、赤外カットフィルターといった光学特性変換フィルターである。本発明においては、挿抜する光学素子１０３に正の屈折力を付与し、さらに光軸上に固定されるカメラ光学系は負の屈折力を持つことを特徴としている。図１においては、カメラ光学系内の面１０５に負の屈折力、挿抜する光学素子１０３の面１０６に正の屈折力を付与している。挿抜する光学素子１０３に正の屈折力を付与することで、素子の挿抜による結像位置の変化を抑制している。さらに、カメラ光学系１０２に負の屈折力を付与することで、光学素子１０３を挿入した際に発生するアンダー側の球面収差を抑制している。
【００１０】
図２は図１の光学構成において、光学素子１０３を光路に挿入したときと抜去したときの近軸像位置を同一とした場合の球面収差の模式図である。破線２０１は光学素子１０３挿入時、一点鎖線２０２は抜去時の球面収差を表している。面１０５に付与した負の屈折力により、抜去時にオーバー側の球面収差を発生させることで、光学素子１０３挿入時に生じるアンダー側への球面収差変化を低減することができる。なお、撮像素子に対し物体側をアンダー側、それと相対する方向をオーバー側とする。また、二点鎖線２０３は光学素子１０３挿入時のベストフォーカス位置、二点鎖線２０４は抜去時のベストフォーカス位置を表している。このベストフォーカス位置を焦点深度内に抑えることが望ましい。それにより、球面収差変動の画像への影響を抑制できる。図９に示した従来の球面収差の模式図と比較すると明らかなように、本発明の構成においては、光学素子の挿抜による球面収差量の変動を小さく抑制することができ、ベストフォーカス位置を焦点深度内にとどめることができる。さらには、ベストフォーカス位置を撮像面上に位置させることにより、光学素子の挿抜によらず、最良の合焦状態を維持することができる。なお、ベストフォーカス位置は、軸上光束のスポットダイアグラムにおけるスポット径の平均二乗偏差（ＲＭＳ）が最小となる位置として定義されるものとする。
【００１１】
図３は図１の光学構成において、撮像面にベストフォーカス位置を揃えるように近軸像位置をずらした場合の球面収差の模式図である。破線３０１は光学素子１０３挿入時、一点鎖線３０２は抜去時の球面収差を表している。抜去時の球面収差をオーバー側の球面収差とすることについては、図２の場合と同様である。ただし、近軸像位置を撮像面よりアンダー側にずらし、ベストフォーカス位置を撮像面に揃えることで抜去時の球面収差の画像への影響を抑制している。また、素子を挿入した場合の近軸像位置を撮像面よりオーバー側にずらし、ベストフォーカス位置を撮像面に揃えることで挿入時の球面収差に起因する画像への影響を抑制している。このような構成とすることで、光学素子の挿抜による画像への影響をさらに抑制することができる。また、一般に、挿抜するガラスの厚みが厚いと、結像位置の変動を抑制するための正の屈折力が強くなり、球面収差の発生量が増加するため、光学素子の挿抜による画像の劣化が大きくなる。しかし、本発明の構成においては、光学素子の挿入時及び抜去時の両方において撮像面とベストフォーカス位置を揃えることで、画像を劣化させることなく、挿抜する光学素子の厚みの制約を緩和することが可能となる。
【００１２】
光学素子から見かけの射出瞳までの距離をＸ、光学素子から見かけの像面までの距離をＹ、光学素子の正の屈折力を有する面より像側を正、物体側を負とするとき、
（Ｘ／Ｙ）≧０
もしくは、
（Ｘ／Ｙ）＜０、かつ、｜Ｘ｜≧｜Ｙ｜
のときは、光学素子の正の屈折力を有する面を物体側の面とし、
（Ｘ／Ｙ）＜０、かつ、｜Ｘ｜＜｜Ｙ｜
のときは、光学素子の正の屈折力を有する面を像側の面とするように、構成することにより、光線入射角をより小さくすることよって収差を小さくすることができる。
【００１３】
図４は、撮像光学系４０１、撮像用カメラ内のカメラ光学系４０２、挿抜可能な光学素子４０３、撮像面４０４の光学系において、正の屈折力を付与する面１０６に対する見かけの射出瞳までの距離Ｘ、および、面１０６に対する見かけの像面までの距離Ｙの関係を図示した模式図である。なお、図４中、４０５は軸上マージナル光線、４０６は軸外主光線を示し、曲率を付与する面より像側を＋、物体側を−とする。
【００１４】
図４（Ａ）は、見かけの像面および見かけの射出瞳位置がいずれも光学素子より像側に存在する場合である。Ｘ／Ｙ≧０であることから、光学素子の凸面は物体側を向いている。光学素子の凸面が像側を向く場合に比べ、軸上光線、軸外光線ともに光線入射角がゆるくなり、発生する収差を低減することができる。
【００１５】
図４（Ｂ）は、Ｘ／Ｙ＜０、且つ、｜Ｘ｜≧｜Ｙ｜、となる場合である。光学素子の凸面は物体側を向いている。光学素子の凸面が像側を向く場合に比べ、軸上光線の光線入射角を小さくすることができる。なお、軸外光線に対しては光線入射角が若干きつくなるが、射出瞳位置が十分離れているため影響は少ない。この構成によって、発生する収差を低減することができる。
【００１６】
図４（Ｃ）は、Ｘ／Ｙ＜０、且つ、｜Ｘ｜＜｜Ｙ｜となる場合である。光学素子の凸面は像側を向いている。光学素子の凸面が物体側を向く場合に比べ、軸外光線の光線入射角を小さくすることが可能である。なお、軸上光線に対しては光線入射角が若干きつくなるが、像面が十分離れているため影響は少ない。この構成によって、発生する収差を低減することができる。
【００１７】
レンズ交換式の撮像装置の場合、これらの条件を考慮し交換するレンズの仕様に合わせて最適化することで、光学素子の挿抜による画質の劣化を抑えることができる。
【実施例１】
【００１８】
以下、図５、６を参照して、本発明の第１の実施例による撮像装置について説明する。図５は実施例１のレンズ断面図である。ズームレンズ５０１の撮像面側に、撮像カメラ内に構成されるカメラ光学系５０２が配置される。カメラ光学系５０２は色分解光学系やＮＤフィルター、ＣＣフィルターといった光学特性変換フィルターで構成される。挿抜可能な光学素子５０３はカメラ光学系内に構成される。光学素子５０３の物体側の面５０４は正の屈折力を有するように凸面となっており、光学素子５０３の挿抜による近軸像位置の変化がないように構成されている。また、光学素子５０３が光路に挿入されたときに光学素子５０３の凸面５０４と物体側に向かい合わせの面５０５は、光学素子５０３と隣接する面であって、負の屈折力を有するように凹面を構成している。この凹面により、光学素子５０３挿入時のアンダー側の球面収差を抑制し、光学素子挿抜による球面収差変化を緩和している。光学素子５０３の凸面の近傍に凹面を構成することで、コマ収差、像面湾曲等の軸外収差への影響を少なくしている。
【００１９】
この実施例においてはＸ／Ｙ＝１１．４であり、挿抜する光学素子の凸面は物体側を向いている。また、面５０４の曲率半径をＲＡ、面５０５の曲率半径をＲＢとすると、｜ＲＡ／ＲＢ｜＝０．５４である。この値が０．１より小さいと挿抜する光学素子に付与する正の屈折力が強すぎるため、正の球面収差が大きくなってしまう。また０．８より大きいとカメラ光学系内に付与する負の屈折力が強すぎてしまい、負の球面収差が大きくなってしまう。
【００２０】
図６（Ａ）は光学素子５０３抜去時の縦収差図である。非点収差の実線はメリディオナル断面、破線はサジタル断面を表す。また、倍率色収差はｇ線のものを示している。カメラ光学系に凹面を構成することでオーバー側の球面収差が発生している。しかし、ベストフォーカス位置の変動が焦点深度内であるため、画像への影響は抑制されている。また、近軸像位置の変化がないために、絞りを絞ることでベストフォーカス位置の変動が減少する。従ってさらに画像への影響が減少する。
【００２１】
図６（Ｂ）は光学素子５０３挿入時の縦収差図である。アンダー側の球面収差が発生しているが、カメラ光学系内の凹面の効果でベストフォーカス位置変動を焦点深度内としたため、画像への影響を抑制している。
【００２２】
なお、本実施例においては、光学素子５０３が光路に挿入されたときに光学素子５０３の凸面５０４と物体側に向かい合わせの面５０５は、光学素子５０３と隣接する面であって、負の屈折力を有する凹面である場合を例示したが、本発明はこれに限定されることはない。光学素子５０３が光路に挿入されたときに光学素子５０３の凸面５０４と向かい合わせの面（隣接する面）でない面が、負の屈折力を有する面であっても本発明の効果を享受できることに留意されたい。
【実施例２】
【００２３】
以下、図７、８を参照して、本発明の第２の実施例による撮像装置について説明する。図７は実施例２のレンズ断面図である。ズームレンズ５０１の撮像面側に、撮像カメラ内に構成されるカメラ光学系７０２が配置される。カメラ光学系７０２は色分解光学系やＮＤフィルター、ＣＣフィルターといった光学特性変換フィルターで構成される。挿抜可能な光学素子７０３はカメラ光学系内に構成される。光学素子７０３の物体側の面７０４は凸面となっている。本実施例は光学素子７０３挿入時の近軸像位置を撮像面に対し、オーバー側にシフトさせることで絞り開放時のベストフォーカス位置が撮像面に一致している。また、光学素子７０３の凸面７０４と物体側に向かい合わせの面７０５は凹面となっている。この凹面により、光学素子７０３挿入時のアンダー側の球面収差を抑制し、光学素子挿抜による球面収差変化を緩和している。さらに光学素子抜去時の近軸像位置をアンダー側にシフトさせることで絞り開放時のベストフォーカス位置が撮像面に一致している。絞りを絞ることでベストフォーカス位置が変動するが、同時に焦点深度も深くなるため画像への影響は少ない。
【００２４】
この実施例においてはＸ／Ｙ＝１１．４であり、挿抜する光学素子の凸面は物体側を向いている。また、面７０４の曲率半径をＲＡ、面７０５の曲率半径をＲＢとすると、｜ＲＡ／ＲＢ｜＝０．５４である。この値が０．１より小さいと挿抜する光学素子に付与する正の屈折力が強すぎるため、正の球面収差が大きくなってしまう。また０．８より大きいとカメラ光学系内に付与する負の屈折力が強すぎてしまい、負の球面収差が大きくなってしまう。
【００２５】
図８（Ａ）は光学素子７０３抜去時の縦収差図である。カメラ光学系に構成した凹面の影響でややオーバー側の球面収差が発生している。しかし、近軸像位置が撮像面に対し５μmアンダー側にシフトされているため、画像への影響は抑制されている。
【００２６】
図８（Ｂ）は光学素子７０３挿入時の縦収差図である。アンダー側の球面収差が発生しているが、カメラ光学系内の凹面の効果で球面収差は抑制されている。さらに、撮像面に対し近軸像位置が２０μmオーバー側にシフトすることで、ベストフォーカス位置を撮像面に一致させるため、画像への影響は抑制されている。近軸像位置からのシフト量は、撮像レンズのＦナンバーや光学系全体が有する軸上収差及び軸外収差を考慮して最適化する必要がある。例えば、Ｆナンバーが小さくなると、発生する球面収差が大きくなるため、近軸像位置からのシフト量を大きくする必要がある。すなわち、シフト量を適切にとることで、挿抜する光学素子の厚みに制約を持たない撮像装置を提供できる。
【００２７】
上記の実施例において、光学素子の物体側の面が正の屈折力を有するように凸面として構成し、光学素子が光路に挿入されたときに光学素子の凸面と物体側に向かい合わせの面が負の屈折力を有するように凹面として構成する例を示したが、本発明はこれに限定されることはない。挿入する光学素子の像側の面が正の屈折力を有するように凸面として構成し、光学素子が光路に挿入されたときに光学素子の凸面と像側に向かい合わせの面が負の屈折力を有するように凹面として構成するようにしても、本発明の効果を享受することができる。さらに、必ずしも、凹面と凸面を向かい合わせる位置に構成しなければならないことはないが、上記したように、光学素子の凸面の近傍に凹面を構成することで、コマ収差、像面湾曲等の軸外収差への影響を少なくすることができ、より良好な光学性能を確保することができる。
【００２８】
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。
【００２９】
（数値実施例１）
単位 mm
面データ(撮像光学系)
面番号 r d nd vd 有効径
1 600.261 2.20 1.75520 27.5 72.83
2 81.461 11.42 1.49700 81.6 69.52
3 -290.956 7.63 69.08
4 86.701 7.86 1.62041 60.3 65.46
5 3044.710 0.15 64.99
6 66.016 6.01 1.72916 54.7 61.52
7 145.708 (可変) 60.42
8 111.445 0.80 1.88300 40.8 23.69
9 16.812 4.65 20.03
10 -47.842 0.70 1.81600 46.6 19.80
11 33.779 2.24 19.27
12 28.944 5.20 1.80518 25.4 19.72
13 -29.192 0.54 19.31
14 -24.664 0.70 1.78800 47.4 18.93
15 132.572 (可変) 18.45
16 -28.806 0.75 1.74320 49.3 20.25
17 37.218 3.81 1.84666 23.9 22.24
18 449.023 (可変) 23.13
19(絞り) ∞ 1.80 27.20
20 -231.233 3.33 1.67003 47.2 28.33
21 -49.133 0.20 29.14
22 -170.365 4.05 1.51742 52.4 29.94
23 -38.625 0.20 30.51
24 36.315 10.16 1.48749 70.2 31.27
25 -35.564 1.66 1.83400 37.2 30.52
26 ∞ 36.00 30.51
27 97.385 6.35 1.50137 56.4 30.32
28 -44.438 0.20 30.04
29 -535.653 1.40 1.83400 37.2 28.54
30 21.016 7.22 1.50137 56.4 26.76
31 -424.093 1.50 26.79
32 38.505 8.29 1.51823 58.9 26.75
33 -27.482 1.40 1.77250 49.6 26.50
34 91.360 0.30 26.93
35 38.429 6.84 1.53172 48.8 27.63
36 -52.407 5.00 27.55
面データ(カメラ光学系、光学素子抜去時)
37 ∞ 19.00 1.60342 38.0 36.00
38 991.000 1.00 36.00
39 ∞ 2.00 36.00
40 ∞ 1.00 36.00
41 ∞ 11.00 1.60342 38.0 36.00
42 ∞ 14.20 1.51633 64.2 36.00
43 ∞ (可変) 36.00
像面 ∞
面データ(カメラ光学系、光学素子挿入時)
37 ∞ 19.00 1.60342 38.0 36.00
38 991.000 1.00 36.00
39※ 539.090 2.00 1.51633 64.2 36.00
40※ ∞ 1.00 36.00
41 ∞ 11.00 1.60342 38.0 36.00
42 ∞ 14.20 1.51633 64.2 36.00
43 ∞ (可変) 36.00
像面 ∞
※39、40面が挿抜光学素子
【００３０】
各種データ
ズーム比 19.50
焦点距離（光学素子抜去時） 9.66 15.46 39.52 93.05 188.43
焦点距離（光学素子挿入時) 9.42 15.07 38.52 90.70 183.66
Fナンバー（光学素子抜去時） 1.88 1.88 1.88 1.88 2.90
Fナンバー（光学素子挿入時） 1.83 1.83 1.83 1.83 2.83
画角（光学素子抜去時） 29.65 19.58 7.92 3.38 1.67
画角（光学素子挿入時） 30.28 20.05 8.13 3.47 1.72
像高 5.50 5.50 5.50 5.50 5.50
レンズ全長 266.06 266.06 266.06 266.06 266.06
BF 7.80 7.80 7.80 7.80 7.80
d 7 0.65 15.69 35.96 46.91 52.03
d15 53.75 36.74 13.38 3.88 6.32
d18 5.10 7.07 10.15 8.71 1.15
d43 7.80 7.80 7.80 7.80 7.80
【００３１】
（数値実施例２）
単位 mm
面データ(撮像光学系)
面番号 r d nd vd 有効径
1 600.261 2.20 1.75520 27.5 72.83
2 81.461 11.42 1.49700 81.6 69.52
3 -290.956 7.63 69.08
4 86.701 7.86 1.62041 60.3 65.46
5 3044.710 0.15 64.99
6 66.016 6.01 1.72916 54.7 61.52
7 145.708 (可変) 60.42
8 111.445 0.80 1.88300 40.8 23.69
9 16.812 4.65 20.03
10 -47.842 0.70 1.81600 46.6 19.80
11 33.779 2.24 19.27
12 28.944 5.20 1.80518 25.4 19.72
13 -29.192 0.54 19.31
14 -24.664 0.70 1.78800 47.4 18.93
15 132.572 (可変) 18.45
16 -28.806 0.75 1.74320 49.3 20.25
17 37.218 3.81 1.84666 23.9 22.24
18 449.023 (可変) 23.13
19(絞り) ∞ 1.80 27.20
20 -231.233 3.33 1.67003 47.2 28.33
21 -49.133 0.20 29.14
22 -170.365 4.05 1.51742 52.4 29.94
23 -38.625 0.20 30.51
24 36.315 10.16 1.48749 70.2 31.27
25 -35.564 1.66 1.83400 37.2 30.52
26 ∞ 36.00 30.51
27 97.385 6.35 1.50137 56.4 30.32
28 -44.438 0.20 30.04
29 -535.653 1.40 1.83400 37.2 28.54
30 21.016 7.22 1.50137 56.4 26.76
31 -424.093 1.50 26.79
32 38.505 8.29 1.51823 58.9 26.75
33 -27.482 1.40 1.77250 49.6 26.50
34 91.360 0.30 26.93
35 38.429 6.84 1.53172 48.8 27.63
36 -52.407 5.00 27.55
面データ(カメラ光学系、光学素子抜去時)
37 ∞ 19.00 1.60342 38.0 36.00
38 991.000 1.00 36.00
39 ∞ 2.00 36.00
40 ∞ 1.00 36.00
41 ∞ 11.00 1.60342 38.0 36.00
42 ∞ 14.20 1.51633 64.2 36.00
43 ∞ (可変) 36.00
像面 ∞
面データ(カメラ光学系、光学素子挿入時)
37 ∞ 19.00 1.60342 38.0 36.00
38 991.000 1.00 36.00
39※ 560.000 2.00 1.51633 64.2 36.00
40※ ∞ 1.00 36.00
41 ∞ 11.00 1.60342 38.0 36.00
42 ∞ 14.20 1.51633 64.2 36.00
43 ∞ (可変) 36.00
像面 ∞
※39、40面が挿抜光学素子
【００３２】
各種データ
ズーム比 19.50
焦点距離（光学素子抜去時） 9.66 15.46 39.52 93.05 188.43
焦点距離（光学素子挿入時） 9.43 15.08 38.56 90.79 183.84
Fナンバー（光学素子抜去時） 1.88 1.88 1.88 1.88 2.90
Fナンバー（光学素子挿入時） 1.84 1.83 1.83 1.83 2.83
画角（光学素子抜去時） 29.65 19.58 7.92 3.38 1.67
画角（光学素子挿入時） 30.26 20.03 8.12 3.47 1.71
像高 5.50 5.50 5.50 5.50 5.50
レンズ全長 266.06 266.06 266.06 266.06 266.06
BF 7.80 7.80 7.80 7.80 7.80
d 7 0.65 15.69 35.96 46.91 52.03
d15 53.75 36.74 13.38 3.88 6.32
d18 5.10 7.07 10.15 8.71 1.15
d43 7.80 7.80 7.80 7.80 7.80
【００３３】
【表１】
【符号の説明】
【００３４】
１０１ 撮像レンズ
１０２ カメラ光学系（撮像カメラ内に構成）
１０３ 挿抜する光学素子
１０５ 負の屈折力を有する面
１０６ 正の屈折力を有する面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズ装置が着脱可能なカメラ装置であって、
該カメラ装置は、光学系と、該光学系の光路に挿抜可能な光学素子と、を有し、
該光学素子は正の屈折力を有する面を有し、該光学系は負の屈折力を有する面を有する、
ことを特徴とするカメラ装置。
【請求項２】
前記光学素子を前記光路に挿入した時と該光路から抜去した時の近軸像位置は同じである、ことを特徴とする請求項１に記載のカメラ装置。
【請求項３】
前記光学素子の挿入時の近軸像位置は前記カメラ装置の撮像面に対しオーバー側であり、抜去時の近軸像位置は該撮像面に対しアンダー側である、ことを特徴とする請求項１に記載のカメラ装置。
なお、撮像素子に対し物体側をアンダー、それと相対する方向をオーバーとする。
【請求項４】
該光学素子が前記光路に挿入されたときに、前記光学系の前記負の屈折力を有する面と前記光学素子の前記正の屈折力を有する面とは互いに隣接する面である、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のレンズ装置。
【請求項５】
前記光学素子から見かけの射出瞳までの距離をＸ、該光学素子から見かけの像面までの距離をＹ、該光学素子の正の屈折力を有する面より像側を正、物体側を負とするとき、
（Ｘ／Ｙ）≧０
もしくは、
（Ｘ／Ｙ）＜０、かつ、｜Ｘ｜≧｜Ｙ｜
のとき、該光学素子の前記正の屈折力を有する面は物体側の面であり、
（Ｘ／Ｙ）＜０、かつ、｜Ｘ｜＜｜Ｙ｜
のとき、該光学素子の該正の屈折力を有する面は像側の面である、ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のカメラ装置。
【請求項６】
前記光学素子の前記正の屈折力を有する面の曲率半径をＲＡ、前記光学系の前記負の屈折力を有する面の曲率半径をＲＢとするとき、
０．１＜｜ＲＡ／ＲＢ｜＜０．８、
であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のカメラ装置。
【請求項７】
前記正の屈折力を有する面が、物体側に凸の面であることを特徴とする請求項１乃至６いずれか１項に記載のカメラ装置。
【請求項８】
前記負の屈折力を有する面が、像側に向けられた凹面であることを特徴とする請求項１乃至７いずれか１項に記載のレンズ装置。
【請求項９】
互いに異なる複数の色に対応する複数の撮像素子と、
物体からの光束を前記複数の色の光束に分解する色分解光学系と、を備えており、
前記色分解光学系が、前記負の屈折力を有する面を有していることを特徴とする請求項１乃至６いずれか１項に記載のレンズ装置。
【請求項１０】
前記負の屈折力を有する面は物体側に凹であり、前記正の屈折力を有する面は像側に凸面を有することを特徴とする請求項１乃至６いずれか１項に記載のレンズ装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のカメラ装置と、該カメラ装置に記載のレンズ装置を備える、撮像装置。
【請求項１】
レンズ装置が着脱可能なカメラ装置であって、
該カメラ装置は、光学系と、該光学系の光路に挿抜可能な光学素子と、を有し、
該光学素子は正の屈折力を有する面を有し、該光学系は負の屈折力を有する面を有する、
ことを特徴とするカメラ装置。
【請求項２】
前記光学素子を前記光路に挿入した時と該光路から抜去した時の近軸像位置は同じである、ことを特徴とする請求項１に記載のカメラ装置。
【請求項３】
前記光学素子の挿入時の近軸像位置は前記カメラ装置の撮像面に対しオーバー側であり、抜去時の近軸像位置は該撮像面に対しアンダー側である、ことを特徴とする請求項１に記載のカメラ装置。
なお、撮像素子に対し物体側をアンダー、それと相対する方向をオーバーとする。
【請求項４】
該光学素子が前記光路に挿入されたときに、前記光学系の前記負の屈折力を有する面と前記光学素子の前記正の屈折力を有する面とは互いに隣接する面である、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のレンズ装置。
【請求項５】
前記光学素子から見かけの射出瞳までの距離をＸ、該光学素子から見かけの像面までの距離をＹ、該光学素子の正の屈折力を有する面より像側を正、物体側を負とするとき、
（Ｘ／Ｙ）≧０
もしくは、
（Ｘ／Ｙ）＜０、かつ、｜Ｘ｜≧｜Ｙ｜
のとき、該光学素子の前記正の屈折力を有する面は物体側の面であり、
（Ｘ／Ｙ）＜０、かつ、｜Ｘ｜＜｜Ｙ｜
のとき、該光学素子の該正の屈折力を有する面は像側の面である、ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のカメラ装置。
【請求項６】
前記光学素子の前記正の屈折力を有する面の曲率半径をＲＡ、前記光学系の前記負の屈折力を有する面の曲率半径をＲＢとするとき、
０．１＜｜ＲＡ／ＲＢ｜＜０．８、
であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のカメラ装置。
【請求項７】
前記正の屈折力を有する面が、物体側に凸の面であることを特徴とする請求項１乃至６いずれか１項に記載のカメラ装置。
【請求項８】
前記負の屈折力を有する面が、像側に向けられた凹面であることを特徴とする請求項１乃至７いずれか１項に記載のレンズ装置。
【請求項９】
互いに異なる複数の色に対応する複数の撮像素子と、
物体からの光束を前記複数の色の光束に分解する色分解光学系と、を備えており、
前記色分解光学系が、前記負の屈折力を有する面を有していることを特徴とする請求項１乃至６いずれか１項に記載のレンズ装置。
【請求項１０】
前記負の屈折力を有する面は物体側に凹であり、前記正の屈折力を有する面は像側に凸面を有することを特徴とする請求項１乃至６いずれか１項に記載のレンズ装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のカメラ装置と、該カメラ装置に記載のレンズ装置を備える、撮像装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−１８１４００（Ｐ２０１２−１８１４００Ａ）
【公開日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４４８３７（Ｐ２０１１−４４８３７）
【出願日】平成２３年３月２日（２０１１．３．２）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２日（２０１１．３．２）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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