撮像装置
【課題】厚みを持つ光学素子を光路内に挿抜しても画質が劣化しない撮像装置を提供する。
【解決手段】レンズ装置と、該レンズ装置に着脱可能なカメラ装置と、を有する撮像装置は、撮像素子１０１と、光路に挿抜可能な光学素子１０３と、を有し、該光学素子は正の屈折力を有する面１０６を有し、該正の屈折力を有する面の曲率半径ｒは、
を満たすことを特徴とする。ただし、Ｒは、該光学素子の厚み、該光学素子のｄ線における屈折率、該撮像素子の撮像面から正の屈折力を有する面までの光軸上の空気換算長、該撮像装置の光学系全体のＦナンバー、から定まる値。
【解決手段】レンズ装置と、該レンズ装置に着脱可能なカメラ装置と、を有する撮像装置は、撮像素子１０１と、光路に挿抜可能な光学素子１０３と、を有し、該光学素子は正の屈折力を有する面１０６を有し、該正の屈折力を有する面の曲率半径ｒは、
を満たすことを特徴とする。ただし、Ｒは、該光学素子の厚み、該光学素子のｄ線における屈折率、該撮像素子の撮像面から正の屈折力を有する面までの光軸上の空気換算長、該撮像装置の光学系全体のＦナンバー、から定まる値。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置に関し、特に、レンズ装置と、レンズ装置に着脱可能であって光路内に挿抜可能な光学素子を有するカメラ装置と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。
【０００３】
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、挿入する光学素子が屈折力を有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】
【０００４】
【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】
【０００５】
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８に示す。図８において、一点鎖線８０２は光学素子を光路中に挿入していない場合の収差、鎖線８０１は光学素子を光路中に挿入している場合の収差、ＳＡ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（８０３、８０４）が焦点深度内に入らなくなる（８０３）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。
【０００６】
また、特許文献１のように挿入する光学素子が正の屈折力を有さず、平行平板である場合、該光学素子を挿入すると、結像位置がオーバー側に変化することに加え、オーバー側の球面収差が発生する。平行平板を挿入した時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は平行平板である光学素子を光路中に挿入している場合の収差、ＳＡは撮像面位置を示す。近軸合焦位置は、近軸光線に対して撮像面上となるように、レンズユニットの光軸方向移動、もしくは、撮像面の移動で調整した図であるが、この図より明らかなようにベストフォーカス位置９０３、９０４の内、光学素子を挿入した場合のベストフォーカス位置９０３は焦点深度内にはなく、この球面収差により挿抜による画像の変化が生じることがわかる。特にＦナンバーが小さい光学系において顕著に変化する。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、厚みを持つ光学素子が挿抜しても画質の変化を抑えることを可能にした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】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の撮像装置は、レンズ装置と、該レンズ装置に着脱可能なカメラ装置と、を有し、該カメラ装置は、撮像素子と、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、該正の屈折力を有する面の曲率半径ｒは、
【数１】
を満たすことを特徴とする。ただし、Ｒは、ｄを光学素子の厚み、Ｎを光学素子のｄ線における屈折率、Ｋを撮像素子の撮像面から光学素子の正の屈折力を有する面の光軸上の空気換算長、Ｆを撮像装置の光学系全体のＦナンバー、以下の式で表される。
【０００９】
【数２】
【数３】
【数４】
【数５】
【数６】
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、厚みを持つ光学素子が挿抜しても画質の劣化を抑えることを可能にした撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明における撮像装置の構成の模式図
【図２】本発明における撮像装置の構成の模式図
【図３】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４】実施例１の撮影光学系のレンズ断面図
【図５】実施例１の撮影光学系における縦収差図、（Ａ）光学素子の抜去時、（Ｂ）光学素子の挿入時
【図６】実施例２の撮影光学系のレンズ断面図
【図７】実施例２の撮影光学系における縦収差図、（Ａ）光学素子の抜去時、（Ｂ）光学素子の挿入時
【図８】従来例における屈折力を有する光学素子の挿抜時の縦収差の模式図
【図９】従来例における平行平板の光学素子の挿抜時の縦収差の模式図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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。
【００１３】
図１は、本発明の実施形態である撮像装置の構成を示す模式図である。本発明の撮像装置は、レンズ装置１０１、１０５と、該レンズ装置に着脱可能なカメラ装置とを有する。カメラ装置は、光路内に挿抜可能な光学素子を有する。図１（Ａ）は光路中に光学素子１０３を挿入した状態、（Ｂ）は抜去した状態の構成である。本発明の撮像装置は、交換可能な撮像レンズ１０１、１０５、カメラ光学系（例えば色分解光学系、特殊効果フィルターなど）１０２、撮像素子１０４、及び、挿抜する光学素子１０３を含む。光学素子１０３としては、例えば、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。本発明の撮像光学系においては、挿抜する光学素子１０３に正の屈折力を有し、正の屈折力を与える曲率半径ｒは以下の条件式を満たすことを特徴とする。
【００１４】
【数７】
なお、条件式内のＲは、３次収差論において補正したい球面収差量ＳＡを補正するのに必要な曲率半径であって、以下の式から求める。
【００１５】
【数８】
【数９】
【数１０】
【数１１】
【数１２】
【００１６】
ここで、ｄは光学素子の厚み、Ｎは光学素子のｄ線に対する屈折率、Ｋは撮像素子の撮像面から該光学素子の正の屈折力を有する面までの光軸上の空気換算長、Ｆは撮像装置の光学系全体のＦナンバーである。この条件式を満たすことによって、光学素子の挿入による球面収差を良好に補正することができる。さらに好ましくは、以下の条件式を満たすことが望ましい。
【数１３】
この条件式（１）さらに好ましくは（７）を満たすことによって、特にＦナンバーが小さい（Ｆ＜２．０）光学系においても良好な球面収差補正を行うことができる。
【００１７】
さらに、本発明の撮像装置においては、光学素子１０３をカメラ光学系への挿抜に起因する結像位置の移動を補正する手段を有することを特徴とする。図１に示すように、挿抜する光学素子１０３の面１０６が正の屈折力を有することで、光学素子の挿入による球面収差の発生を抑制しているが、さらに、光学素子１０３の挿抜による結像位置の移動を補正する像位置補正手段として、光学系１０５を撮像レンズ内に構成している。撮像レンズ内の光学系１０５を光軸方向にシフトさせることにより、光学素子１０３を挿入したことによる結像位置の移動を補正している。
【００１８】
図２は、光学素子２０３の挿抜による結像位置の移動を補正する手段をカメラ光学系２０２内に構成した例である。この図では撮像素子２０４を光軸方向に移動させることで光学素子２０３の挿抜による結像位置の移動に対応している。この像位置補正手段は撮像素子の移動に限定されず、例えばカメラ光学系内に補正のためのレンズを有するように光学系を設計してもよい。その場合、光学素子の挿抜に応じて、補正レンズを光軸方向にシフトさせることによって結像位置を補正する。
【００１９】
図３を参照しながら、カメラ光学系内に挿抜する光学素子に構成する、球面収差を補正するための凸面（正の屈折力を有する面）を、該光学素子の物体側の面と撮像素子側の面のいずれに構成するのかについて考える。図３は、撮像光学系３０１、撮像用カメラ内のカメラ光学系の一部３０２、挿抜可能な光学素子３０３、撮像面３０４の光学系において、正の屈折力を有する面１０６に対する見かけの射出瞳までの光軸上の距離Ｘ、及び、面１０６に対する見かけの像面までの光軸上の距離Ｙの関係を図示した模式図である。なお、図３中において３０５は軸上マージナル光線、３０６は軸外主光線を示し、距離Ｘ及びＹの符号については、光学素子３０３の曲率を有する面より像側を正、物体側を負として示す。
【００２０】
図３（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（Ｘ／Ｙ≧０）である。光学素子の凸面が物体側を向いている場合は、像側を向いている場合に比べ、軸上光線、軸外光線ともに凸面への入射角が小さくなるので、発生する収差を低減することができる。したがって、Ｘ／Ｙ≧０の場合には、光学素子の物体側に凸面を構成することが望ましい。
【００２１】
図３（Ｂ）は、見かけの像面が像側にあり、見かけの射出瞳が物体側に存在する場合（Ｘ／Ｙ＜０）であって、且つ、｜Ｘ｜≧｜Ｙ｜となる場合である。この場合においては、光学素子の凸面が物体側を向いている場合は、像側を向いている場合に比べ、軸上光線の凸面への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、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その影響量は少ない。従って、Ｘ／Ｙ＜０、且つ、｜Ｘ｜≧｜Ｙ｜の場合には、光学素子の物体側の面に凸面を構成することによって、発生する収差を低減することができる。
【００２２】
図３（Ｃ）は、見かけの像面が光学素子よりも像側にあり、見かけの射出瞳が物体側に存在する場合（Ｘ／Ｙ＜０）であって、且つ、｜Ｘ｜＜｜Ｙ｜となる場合である。この場合においては、光学素子の凸面が像側を向いている場合は、物体側を向いている場合に比べ、軸外光線の凸面への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。従って、Ｘ／Ｙ＜０、且つ、｜Ｘ｜＜｜Ｙ｜の場合には、光学素子の像側の面に凸面を構成することによって、発生する収差を低減することができる。
【００２３】
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変化を抑えることができる。
【実施例１】
【００２４】
以下、図４，５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４は実施例１のレンズ断面図である。ズームレンズ４０１の撮像面側に、撮像カメラ内に構成されるカメラ光学系４０２が配置される。カメラ光学系４０２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４０４はカメラ光学系内に構成される。光学素子４０４の物体側の面４０５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４０４の挿入による球面収差の悪化がないように構成されている。本実施例における面４０５の曲率半径は７００ｍｍ、光学素子４０４の厚みは２ｍｍ、ｄ線屈折率Ｎは１．５１６３３である。正の屈折力を有する面４０５から撮像面までの光軸上の空気換算長Ｘは１９．０１ｍｍ、開放Ｆナンバーは１．８５である。
【００２５】
式（１）乃至（７）に関係する数値を表１に示す。条件式（１）さらに（７）を満足していることがわかる。さらに、Ｘ／Ｙ＝１１．４である。
【００２６】
また、光学素子挿入時の結像位置移動を補正する像位置補正手段４０３を撮像レンズ内に構成している。光学素子４０４が光路に挿入されている時には、この光学素子４０３を物体側に０．４１ｍｍシフトさせる。これにより、光学素子４０４挿入による結像位置の変動を抑制している。本実施例の構成においては、光学素子４０４が光路内に挿抜に応じてその状態を検知し、撮像レンズ装置内の像位置補正手段を駆動する制御手段を有することにより、操作者が像位置補正手段の駆動を意識することなく、光学素子の挿抜に迅速に対応した像位置補正を実現することができる。
【００２７】
本実施例においては、Ｘ／Ｙ＝１１．４であるので、挿抜する光学素子の凸面は物体側を向く面に構成されている。
【００２８】
本実施例の光学系の数値データを（数値実施例１）に記載する。また、図５に、本実施例の光学系における縦収差図であって、（Ａ）光学素子の抜去時、（Ｂ）光学素子の挿入時、を示す。非点収差の実線はサジタル断面、破線はメリディオナル断面を表す。倍率色収差はｇ線に対する収差を示す。なお、光学素子抜去時の光学データにおける面３９、４０は、光学素子挿入時における挿抜光学素子との比較を行いやすくするために記載しただけであり、面３９、４０の位置には何も存在しない。つまり、面３８と面４１との間は空気であり、その間の間隔ｄは4.0mmである。
【００２９】
挿入する光学素子４０４の物体側の面である面４０５を凸面で構成し正の屈折力を付与し、その曲率半径を条件式（１）さらには（７）を満足する構成とすることで、光学素子の挿抜による球面収差の変化が抑制されている。
【実施例２】
【００３０】
以下、図６，７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６は実施例２のレンズ断面図である。ズームレンズ６０１の撮像面側に、撮像カメラ内に構成されるカメラ光学系６０２が配置される。カメラ光学系６０２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６０３はカメラ光学系内に構成される。光学素子６０３の物体側の面６０４は正の屈折率を有するように凸面となっており、光学素子６０３の挿入による球面収差の悪化がないように構成されている。本実施例における面６０４の曲率半径は７００ｍｍ、光学素子６０３厚みは２ｍｍ、ｄ線屈折率Ｎは１．５１６３３である。正の屈折力を有する面６０４から撮像面までの光軸上の空気換算長Ｘは１９．０１ｍｍ、開放Ｆナンバーは１．８５である。
【００３１】
式（１）乃至（７）に関係する諸数値を表１に示す。条件式（１）さらに（７）を満足していることがわかる。なお、本実施例においてＸ／Ｙ＝１１．４である。
【００３２】
また、光学素子挿入時の結像位置移動を補正する像位置補正手段として撮像素子６０５をカメラ光学系内に構成している。光学素子６０３が光路に挿入されている時には、この光学素子６０３を像側に０．４ｍｍシフトさせる。これにより、光学素子６０３挿入による結像位置の変動を抑制している。本実施例の構成においては、光学素子４０４が光路内に挿抜に応じてその状態を検知し、カメラ装置内の像位置補正手段を駆動する制御手段を有することにより、操作者が像位置補正手段の駆動を意識することなく、光学素子の挿抜に迅速に対応した像位置補正を実現することができる。
【００３３】
本実施例においては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。
【００３４】
本実施例の光学系の数値データを（数値実施例２）に記載する。また、図７に、本実施例の光学系における縦収差図であって、（Ａ）光学素子の抜去時、（Ｂ）光学素子の挿入時、を示す。なお、光学素子抜去時の光学データにおける面３９、４０は、光学素子挿入時における挿抜光学素子との比較を行いやすくするために記載しただけであり、面３９、４０の位置には何も存在しない。つまり、面３８と面４１との間は空気であり、その間の間隔ｄは4.0mmである。
【００３５】
挿入する光学素子６０３の物体側の面である面６０４を凸面で構成し正の屈折力を付与し、その曲率半径を条件式（１）さらには（７）を満足する構成とすることで、光学素子の挿抜による球面収差の変化が抑制されている。
【００３６】
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。
【００３７】
（数値実施例１）
単位 mm
面データ(光学素子抜去時)
面番号 r d nd vd
1 600.261 2.20 1.75520 27.5
2 81.461 11.42 1.49700 81.6
3 -290.956 7.63
4 86.701 7.86 1.62041 60.3
5 3044.710 0.15
6 66.016 6.01 1.72916 54.7
7 145.708 (可変)
8 111.445 0.80 1.88300 40.8
9 16.812 4.65
10 -47.842 0.70 1.81600 46.6
11 33.779 2.24
12 28.944 5.20 1.80518 25.4
13 -29.192 0.54
14 -24.664 0.70 1.78800 47.4
15 132.572 (可変)
16 -28.806 0.75 1.74320 49.3
17 37.218 3.81 1.84666 23.9
18 449.023 (可変)
19(絞り) ∞ 1.80
20 -231.233 3.33 1.67003 47.2
21 -49.133 0.20
22 -170.365 4.05 1.51742 52.4
23 -38.625 0.20
24 36.315 10.16 1.48749 70.2
25 -35.564 1.66 1.83400 37.2
26 ∞ 36.00
27 97.385 6.35 1.50137 56.4
28 -44.438 0.20
29 -535.653 1.40 1.83400 37.2
30 21.016 7.22 1.50137 56.4
31 -424.093 1.50
32 38.505 8.29 1.51823 58.9
33 -27.482 1.40 1.77250 49.6
34 91.360 0.30
35 38.442 6.84 1.53172 48.8
36 -52.407 5.00
37 ∞ 30.00 1.60342 38.0
38 ∞ 1.00
39 ∞ 2.00
40 ∞ 1.00
41 ∞ 16.20 1.51633 64.2
42 ∞ (可変)
像面 ∞
【００３８】
面データ(光学素子挿入時)
面番号 r d nd vd
1 600.261 2.20 1.75520 27.5
2 81.461 11.42 1.49700 81.6
3 -290.956 7.63
4 86.701 7.86 1.62041 60.3
5 3044.710 0.15
6 66.016 6.01 1.72916 54.7
7 145.708 (可変)
8 111.445 0.80 1.88300 40.8
9 16.812 4.65
10 -47.842 0.70 1.81600 46.6
11 33.779 2.24
12 28.944 5.20 1.80518 25.4
13 -29.192 0.54
14 -24.664 0.70 1.78800 47.4
15 132.572 (可変)
16 -28.806 0.75 1.74320 49.3
17 37.218 3.81 1.84666 23.9
18 449.023 (可変)
19(絞り) ∞ 1.80
20 -231.233 3.33 1.67003 47.2
21 -49.133 0.20
22 -170.365 4.05 1.51742 52.4
23 -38.625 0.20
24 36.315 10.16 1.48749 70.2
25 -35.564 1.66 1.83400 37.2
26 ∞ 35.59
27 97.385 6.35 1.50137 56.4
28 -44.438 0.20
29 -535.653 1.40 1.83400 37.2
30 21.016 7.22 1.50137 56.4
31 -424.093 1.50
32 38.505 8.29 1.51823 58.9
33 -27.482 1.40 1.77250 49.6
34 91.360 0.30
35 38.442 6.84 1.53172 48.8
36 -52.407 5.41
37 ∞ 30.00 1.60342 38.0
38 ∞ 1.00
39※ 700.000 2.00 1.51633 64.2
40※ ∞ 1.00
41 ∞ 16.20 1.51633 64.2
42 ∞ (可変)
像面 ∞
※39、40面が挿抜光学素子
【００３９】
各種データ
ズーム比 19.50
焦点距離（光学素子抜去時） 9.50 15.20 38.86 91.50 185.29
焦点距離（光学素子挿入時） 9.37 14.99 38.31 90.20 182.65
Fナンバー（光学素子抜去時） 1.85 1.85 1.85 1.85 2.85
Fナンバー（光学素子挿入時） 1.85 1.85 1.85 1.85 2.81
画角（光学素子抜去時） 30.06 19.89 8.06 3.44 1.70
画角（光学素子挿入時） 30.42 20.15 8.17 3.49 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 6.02 6.02 6.02 6.02 6.02
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
【００４０】
（数値実施例２）
単位 mm
面データ(光学素子抜去時)
面番号 r d nd vd
1 600.261 2.20 1.75520 27.5
2 81.461 11.42 1.49700 81.6
3 -290.956 7.63
4 86.701 7.86 1.62041 60.3
5 3044.710 0.15
6 66.016 6.01 1.72916 54.7
7 145.708 (可変)
8 111.445 0.80 1.88300 40.8
9 16.812 4.65
10 -47.842 0.70 1.81600 46.6
11 33.779 2.24
12 28.944 5.20 1.80518 25.4
13 -29.192 0.54
14 -24.664 0.70 1.78800 47.4
15 132.572 (可変)
16 -28.806 0.75 1.74320 49.3
17 37.218 3.81 1.84666 23.9
18 449.023 (可変)
19(絞り) ∞ 1.80
20 -231.233 3.33 1.67003 47.2
21 -49.133 0.20
22 -170.365 4.05 1.51742 52.4
23 -38.625 0.20
24 36.315 10.16 1.48749 70.2
25 -35.564 1.66 1.83400 37.2
26 ∞ 36.00
27 97.385 6.35 1.50137 56.4
28 -44.438 0.20
29 -535.653 1.40 1.83400 37.2
30 21.016 7.22 1.50137 56.4
31 -424.093 1.50
32 38.505 8.29 1.51823 58.9
33 -27.482 1.40 1.77250 49.6
34 91.360 0.30
35 38.442 6.84 1.53172 48.8
36 -52.407 5.00
37 ∞ 30.00 1.60342 38.0
38 ∞ 1.00
39 ∞ 2.00
40 ∞ 1.00
41 ∞ 16.20 1.51633 64.2
42 ∞ (可変)
像面 ∞
【００４１】
面データ(カメラ光学系、光学素子挿入時)
面番号 r d nd vd
1 600.261 2.20 1.75520 27.5
2 81.461 11.42 1.49700 81.6
3 -290.956 7.63
4 86.701 7.86 1.62041 60.3
5 3044.710 0.15
6 66.016 6.01 1.72916 54.7
7 145.708 (可変)
8 111.445 0.80 1.88300 40.8
9 16.812 4.65
10 -47.842 0.70 1.81600 46.6
11 33.779 2.24
12 28.944 5.20 1.80518 25.4
13 -29.192 0.54
14 -24.664 0.70 1.78800 47.4
15 132.572 (可変)
16 -28.806 0.75 1.74320 49.3
17 37.218 3.81 1.84666 23.9
18 449.023 (可変)
19(絞り) ∞ 1.80
20 -231.233 3.33 1.67003 47.2
21 -49.133 0.20
22 -170.365 4.05 1.51742 52.4
23 -38.625 0.20
24 36.315 10.16 1.48749 70.2
25 -35.564 1.66 1.83400 37.2
26 ∞ 36.00
27 97.385 6.35 1.50137 56.4
28 -44.438 0.20
29 -535.653 1.40 1.83400 37.2
30 21.016 7.22 1.50137 56.4
31 -424.093 1.50
32 38.505 8.29 1.51823 58.9
33 -27.482 1.40 1.77250 49.6
34 91.360 0.30
35 38.442 6.84 1.53172 48.8
36 -52.407 5.00
37 ∞ 30.00 1.60342 38.0
38 ∞ 1.00
39※ 700.000 2.00 1.51633 64.2
40※ ∞ 1.00
41 ∞ 16.20 1.51633 64.2
42 ∞ (可変)
像面 ∞
※39、40面が挿抜光学素子
【００４２】
各種データ
ズーム比 19.50
焦点距離（光学素子抜去時） 9.50 15.20 38.86 91.50 185.29
焦点距離（光学素子挿入時） 9.37 14.98 38.30 90.19 182.62
Fナンバー（光学素子抜去時） 1.85 1.85 1.85 1.85 2.85
Fナンバー（光学素子挿入時） 1.85 1.85 1.85 1.85 2.81
画角（光学素子抜去時） 30.06 19.89 8.06 3.44 1.70
画角（光学素子挿入時） 30.42 20.16 8.17 3.49 1.73
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（光学素子抜去時） 6.02 6.02 6.02 6.02 6.02
BF（光学素子挿入時） 6.42 6.42 6.42 6.42 6.42
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
【００４３】
【表１】
【符号の説明】
【００４４】
１０１、１０５、３０１ 撮像レンズ
１０２、３０２、４０２ カメラ光学系（撮像カメラ内に構成）
１０３、３０３ 挿抜する光学素子
１０４、３０４ 撮像面
１０６ 正の屈折力を有する面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置に関し、特に、レンズ装置と、レンズ装置に着脱可能であって光路内に挿抜可能な光学素子を有するカメラ装置と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。
【０００３】
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、挿入する光学素子が屈折力を有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】
【０００４】
【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】
【０００５】
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８に示す。図８において、一点鎖線８０２は光学素子を光路中に挿入していない場合の収差、鎖線８０１は光学素子を光路中に挿入している場合の収差、ＳＡ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（８０３、８０４）が焦点深度内に入らなくなる（８０３）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。
【０００６】
また、特許文献１のように挿入する光学素子が正の屈折力を有さず、平行平板である場合、該光学素子を挿入すると、結像位置がオーバー側に変化することに加え、オーバー側の球面収差が発生する。平行平板を挿入した時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は平行平板である光学素子を光路中に挿入している場合の収差、ＳＡは撮像面位置を示す。近軸合焦位置は、近軸光線に対して撮像面上となるように、レンズユニットの光軸方向移動、もしくは、撮像面の移動で調整した図であるが、この図より明らかなようにベストフォーカス位置９０３、９０４の内、光学素子を挿入した場合のベストフォーカス位置９０３は焦点深度内にはなく、この球面収差により挿抜による画像の変化が生じることがわかる。特にＦナンバーが小さい光学系において顕著に変化する。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、厚みを持つ光学素子が挿抜しても画質の変化を抑えることを可能にした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】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の撮像装置は、レンズ装置と、該レンズ装置に着脱可能なカメラ装置と、を有し、該カメラ装置は、撮像素子と、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、該正の屈折力を有する面の曲率半径ｒは、
【数１】
を満たすことを特徴とする。ただし、Ｒは、ｄを光学素子の厚み、Ｎを光学素子のｄ線における屈折率、Ｋを撮像素子の撮像面から光学素子の正の屈折力を有する面の光軸上の空気換算長、Ｆを撮像装置の光学系全体のＦナンバー、以下の式で表される。
【０００９】
【数２】
【数３】
【数４】
【数５】
【数６】
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、厚みを持つ光学素子が挿抜しても画質の劣化を抑えることを可能にした撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明における撮像装置の構成の模式図
【図２】本発明における撮像装置の構成の模式図
【図３】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４】実施例１の撮影光学系のレンズ断面図
【図５】実施例１の撮影光学系における縦収差図、（Ａ）光学素子の抜去時、（Ｂ）光学素子の挿入時
【図６】実施例２の撮影光学系のレンズ断面図
【図７】実施例２の撮影光学系における縦収差図、（Ａ）光学素子の抜去時、（Ｂ）光学素子の挿入時
【図８】従来例における屈折力を有する光学素子の挿抜時の縦収差の模式図
【図９】従来例における平行平板の光学素子の挿抜時の縦収差の模式図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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。
【００１３】
図１は、本発明の実施形態である撮像装置の構成を示す模式図である。本発明の撮像装置は、レンズ装置１０１、１０５と、該レンズ装置に着脱可能なカメラ装置とを有する。カメラ装置は、光路内に挿抜可能な光学素子を有する。図１（Ａ）は光路中に光学素子１０３を挿入した状態、（Ｂ）は抜去した状態の構成である。本発明の撮像装置は、交換可能な撮像レンズ１０１、１０５、カメラ光学系（例えば色分解光学系、特殊効果フィルターなど）１０２、撮像素子１０４、及び、挿抜する光学素子１０３を含む。光学素子１０３としては、例えば、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。本発明の撮像光学系においては、挿抜する光学素子１０３に正の屈折力を有し、正の屈折力を与える曲率半径ｒは以下の条件式を満たすことを特徴とする。
【００１４】
【数７】
なお、条件式内のＲは、３次収差論において補正したい球面収差量ＳＡを補正するのに必要な曲率半径であって、以下の式から求める。
【００１５】
【数８】
【数９】
【数１０】
【数１１】
【数１２】
【００１６】
ここで、ｄは光学素子の厚み、Ｎは光学素子のｄ線に対する屈折率、Ｋは撮像素子の撮像面から該光学素子の正の屈折力を有する面までの光軸上の空気換算長、Ｆは撮像装置の光学系全体のＦナンバーである。この条件式を満たすことによって、光学素子の挿入による球面収差を良好に補正することができる。さらに好ましくは、以下の条件式を満たすことが望ましい。
【数１３】
この条件式（１）さらに好ましくは（７）を満たすことによって、特にＦナンバーが小さい（Ｆ＜２．０）光学系においても良好な球面収差補正を行うことができる。
【００１７】
さらに、本発明の撮像装置においては、光学素子１０３をカメラ光学系への挿抜に起因する結像位置の移動を補正する手段を有することを特徴とする。図１に示すように、挿抜する光学素子１０３の面１０６が正の屈折力を有することで、光学素子の挿入による球面収差の発生を抑制しているが、さらに、光学素子１０３の挿抜による結像位置の移動を補正する像位置補正手段として、光学系１０５を撮像レンズ内に構成している。撮像レンズ内の光学系１０５を光軸方向にシフトさせることにより、光学素子１０３を挿入したことによる結像位置の移動を補正している。
【００１８】
図２は、光学素子２０３の挿抜による結像位置の移動を補正する手段をカメラ光学系２０２内に構成した例である。この図では撮像素子２０４を光軸方向に移動させることで光学素子２０３の挿抜による結像位置の移動に対応している。この像位置補正手段は撮像素子の移動に限定されず、例えばカメラ光学系内に補正のためのレンズを有するように光学系を設計してもよい。その場合、光学素子の挿抜に応じて、補正レンズを光軸方向にシフトさせることによって結像位置を補正する。
【００１９】
図３を参照しながら、カメラ光学系内に挿抜する光学素子に構成する、球面収差を補正するための凸面（正の屈折力を有する面）を、該光学素子の物体側の面と撮像素子側の面のいずれに構成するのかについて考える。図３は、撮像光学系３０１、撮像用カメラ内のカメラ光学系の一部３０２、挿抜可能な光学素子３０３、撮像面３０４の光学系において、正の屈折力を有する面１０６に対する見かけの射出瞳までの光軸上の距離Ｘ、及び、面１０６に対する見かけの像面までの光軸上の距離Ｙの関係を図示した模式図である。なお、図３中において３０５は軸上マージナル光線、３０６は軸外主光線を示し、距離Ｘ及びＹの符号については、光学素子３０３の曲率を有する面より像側を正、物体側を負として示す。
【００２０】
図３（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（Ｘ／Ｙ≧０）である。光学素子の凸面が物体側を向いている場合は、像側を向いている場合に比べ、軸上光線、軸外光線ともに凸面への入射角が小さくなるので、発生する収差を低減することができる。したがって、Ｘ／Ｙ≧０の場合には、光学素子の物体側に凸面を構成することが望ましい。
【００２１】
図３（Ｂ）は、見かけの像面が像側にあり、見かけの射出瞳が物体側に存在する場合（Ｘ／Ｙ＜０）であって、且つ、｜Ｘ｜≧｜Ｙ｜となる場合である。この場合においては、光学素子の凸面が物体側を向いている場合は、像側を向いている場合に比べ、軸上光線の凸面への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、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その影響量は少ない。従って、Ｘ／Ｙ＜０、且つ、｜Ｘ｜≧｜Ｙ｜の場合には、光学素子の物体側の面に凸面を構成することによって、発生する収差を低減することができる。
【００２２】
図３（Ｃ）は、見かけの像面が光学素子よりも像側にあり、見かけの射出瞳が物体側に存在する場合（Ｘ／Ｙ＜０）であって、且つ、｜Ｘ｜＜｜Ｙ｜となる場合である。この場合においては、光学素子の凸面が像側を向いている場合は、物体側を向いている場合に比べ、軸外光線の凸面への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。従って、Ｘ／Ｙ＜０、且つ、｜Ｘ｜＜｜Ｙ｜の場合には、光学素子の像側の面に凸面を構成することによって、発生する収差を低減することができる。
【００２３】
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変化を抑えることができる。
【実施例１】
【００２４】
以下、図４，５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４は実施例１のレンズ断面図である。ズームレンズ４０１の撮像面側に、撮像カメラ内に構成されるカメラ光学系４０２が配置される。カメラ光学系４０２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４０４はカメラ光学系内に構成される。光学素子４０４の物体側の面４０５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４０４の挿入による球面収差の悪化がないように構成されている。本実施例における面４０５の曲率半径は７００ｍｍ、光学素子４０４の厚みは２ｍｍ、ｄ線屈折率Ｎは１．５１６３３である。正の屈折力を有する面４０５から撮像面までの光軸上の空気換算長Ｘは１９．０１ｍｍ、開放Ｆナンバーは１．８５である。
【００２５】
式（１）乃至（７）に関係する数値を表１に示す。条件式（１）さらに（７）を満足していることがわかる。さらに、Ｘ／Ｙ＝１１．４である。
【００２６】
また、光学素子挿入時の結像位置移動を補正する像位置補正手段４０３を撮像レンズ内に構成している。光学素子４０４が光路に挿入されている時には、この光学素子４０３を物体側に０．４１ｍｍシフトさせる。これにより、光学素子４０４挿入による結像位置の変動を抑制している。本実施例の構成においては、光学素子４０４が光路内に挿抜に応じてその状態を検知し、撮像レンズ装置内の像位置補正手段を駆動する制御手段を有することにより、操作者が像位置補正手段の駆動を意識することなく、光学素子の挿抜に迅速に対応した像位置補正を実現することができる。
【００２７】
本実施例においては、Ｘ／Ｙ＝１１．４であるので、挿抜する光学素子の凸面は物体側を向く面に構成されている。
【００２８】
本実施例の光学系の数値データを（数値実施例１）に記載する。また、図５に、本実施例の光学系における縦収差図であって、（Ａ）光学素子の抜去時、（Ｂ）光学素子の挿入時、を示す。非点収差の実線はサジタル断面、破線はメリディオナル断面を表す。倍率色収差はｇ線に対する収差を示す。なお、光学素子抜去時の光学データにおける面３９、４０は、光学素子挿入時における挿抜光学素子との比較を行いやすくするために記載しただけであり、面３９、４０の位置には何も存在しない。つまり、面３８と面４１との間は空気であり、その間の間隔ｄは4.0mmである。
【００２９】
挿入する光学素子４０４の物体側の面である面４０５を凸面で構成し正の屈折力を付与し、その曲率半径を条件式（１）さらには（７）を満足する構成とすることで、光学素子の挿抜による球面収差の変化が抑制されている。
【実施例２】
【００３０】
以下、図６，７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６は実施例２のレンズ断面図である。ズームレンズ６０１の撮像面側に、撮像カメラ内に構成されるカメラ光学系６０２が配置される。カメラ光学系６０２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６０３はカメラ光学系内に構成される。光学素子６０３の物体側の面６０４は正の屈折率を有するように凸面となっており、光学素子６０３の挿入による球面収差の悪化がないように構成されている。本実施例における面６０４の曲率半径は７００ｍｍ、光学素子６０３厚みは２ｍｍ、ｄ線屈折率Ｎは１．５１６３３である。正の屈折力を有する面６０４から撮像面までの光軸上の空気換算長Ｘは１９．０１ｍｍ、開放Ｆナンバーは１．８５である。
【００３１】
式（１）乃至（７）に関係する諸数値を表１に示す。条件式（１）さらに（７）を満足していることがわかる。なお、本実施例においてＸ／Ｙ＝１１．４である。
【００３２】
また、光学素子挿入時の結像位置移動を補正する像位置補正手段として撮像素子６０５をカメラ光学系内に構成している。光学素子６０３が光路に挿入されている時には、この光学素子６０３を像側に０．４ｍｍシフトさせる。これにより、光学素子６０３挿入による結像位置の変動を抑制している。本実施例の構成においては、光学素子４０４が光路内に挿抜に応じてその状態を検知し、カメラ装置内の像位置補正手段を駆動する制御手段を有することにより、操作者が像位置補正手段の駆動を意識することなく、光学素子の挿抜に迅速に対応した像位置補正を実現することができる。
【００３３】
本実施例においては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。
【００３４】
本実施例の光学系の数値データを（数値実施例２）に記載する。また、図７に、本実施例の光学系における縦収差図であって、（Ａ）光学素子の抜去時、（Ｂ）光学素子の挿入時、を示す。なお、光学素子抜去時の光学データにおける面３９、４０は、光学素子挿入時における挿抜光学素子との比較を行いやすくするために記載しただけであり、面３９、４０の位置には何も存在しない。つまり、面３８と面４１との間は空気であり、その間の間隔ｄは4.0mmである。
【００３５】
挿入する光学素子６０３の物体側の面である面６０４を凸面で構成し正の屈折力を付与し、その曲率半径を条件式（１）さらには（７）を満足する構成とすることで、光学素子の挿抜による球面収差の変化が抑制されている。
【００３６】
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。
【００３７】
（数値実施例１）
単位 mm
面データ(光学素子抜去時)
面番号 r d nd vd
1 600.261 2.20 1.75520 27.5
2 81.461 11.42 1.49700 81.6
3 -290.956 7.63
4 86.701 7.86 1.62041 60.3
5 3044.710 0.15
6 66.016 6.01 1.72916 54.7
7 145.708 (可変)
8 111.445 0.80 1.88300 40.8
9 16.812 4.65
10 -47.842 0.70 1.81600 46.6
11 33.779 2.24
12 28.944 5.20 1.80518 25.4
13 -29.192 0.54
14 -24.664 0.70 1.78800 47.4
15 132.572 (可変)
16 -28.806 0.75 1.74320 49.3
17 37.218 3.81 1.84666 23.9
18 449.023 (可変)
19(絞り) ∞ 1.80
20 -231.233 3.33 1.67003 47.2
21 -49.133 0.20
22 -170.365 4.05 1.51742 52.4
23 -38.625 0.20
24 36.315 10.16 1.48749 70.2
25 -35.564 1.66 1.83400 37.2
26 ∞ 36.00
27 97.385 6.35 1.50137 56.4
28 -44.438 0.20
29 -535.653 1.40 1.83400 37.2
30 21.016 7.22 1.50137 56.4
31 -424.093 1.50
32 38.505 8.29 1.51823 58.9
33 -27.482 1.40 1.77250 49.6
34 91.360 0.30
35 38.442 6.84 1.53172 48.8
36 -52.407 5.00
37 ∞ 30.00 1.60342 38.0
38 ∞ 1.00
39 ∞ 2.00
40 ∞ 1.00
41 ∞ 16.20 1.51633 64.2
42 ∞ (可変)
像面 ∞
【００３８】
面データ(光学素子挿入時)
面番号 r d nd vd
1 600.261 2.20 1.75520 27.5
2 81.461 11.42 1.49700 81.6
3 -290.956 7.63
4 86.701 7.86 1.62041 60.3
5 3044.710 0.15
6 66.016 6.01 1.72916 54.7
7 145.708 (可変)
8 111.445 0.80 1.88300 40.8
9 16.812 4.65
10 -47.842 0.70 1.81600 46.6
11 33.779 2.24
12 28.944 5.20 1.80518 25.4
13 -29.192 0.54
14 -24.664 0.70 1.78800 47.4
15 132.572 (可変)
16 -28.806 0.75 1.74320 49.3
17 37.218 3.81 1.84666 23.9
18 449.023 (可変)
19(絞り) ∞ 1.80
20 -231.233 3.33 1.67003 47.2
21 -49.133 0.20
22 -170.365 4.05 1.51742 52.4
23 -38.625 0.20
24 36.315 10.16 1.48749 70.2
25 -35.564 1.66 1.83400 37.2
26 ∞ 35.59
27 97.385 6.35 1.50137 56.4
28 -44.438 0.20
29 -535.653 1.40 1.83400 37.2
30 21.016 7.22 1.50137 56.4
31 -424.093 1.50
32 38.505 8.29 1.51823 58.9
33 -27.482 1.40 1.77250 49.6
34 91.360 0.30
35 38.442 6.84 1.53172 48.8
36 -52.407 5.41
37 ∞ 30.00 1.60342 38.0
38 ∞ 1.00
39※ 700.000 2.00 1.51633 64.2
40※ ∞ 1.00
41 ∞ 16.20 1.51633 64.2
42 ∞ (可変)
像面 ∞
※39、40面が挿抜光学素子
【００３９】
各種データ
ズーム比 19.50
焦点距離（光学素子抜去時） 9.50 15.20 38.86 91.50 185.29
焦点距離（光学素子挿入時） 9.37 14.99 38.31 90.20 182.65
Fナンバー（光学素子抜去時） 1.85 1.85 1.85 1.85 2.85
Fナンバー（光学素子挿入時） 1.85 1.85 1.85 1.85 2.81
画角（光学素子抜去時） 30.06 19.89 8.06 3.44 1.70
画角（光学素子挿入時） 30.42 20.15 8.17 3.49 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 6.02 6.02 6.02 6.02 6.02
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
【００４０】
（数値実施例２）
単位 mm
面データ(光学素子抜去時)
面番号 r d nd vd
1 600.261 2.20 1.75520 27.5
2 81.461 11.42 1.49700 81.6
3 -290.956 7.63
4 86.701 7.86 1.62041 60.3
5 3044.710 0.15
6 66.016 6.01 1.72916 54.7
7 145.708 (可変)
8 111.445 0.80 1.88300 40.8
9 16.812 4.65
10 -47.842 0.70 1.81600 46.6
11 33.779 2.24
12 28.944 5.20 1.80518 25.4
13 -29.192 0.54
14 -24.664 0.70 1.78800 47.4
15 132.572 (可変)
16 -28.806 0.75 1.74320 49.3
17 37.218 3.81 1.84666 23.9
18 449.023 (可変)
19(絞り) ∞ 1.80
20 -231.233 3.33 1.67003 47.2
21 -49.133 0.20
22 -170.365 4.05 1.51742 52.4
23 -38.625 0.20
24 36.315 10.16 1.48749 70.2
25 -35.564 1.66 1.83400 37.2
26 ∞ 36.00
27 97.385 6.35 1.50137 56.4
28 -44.438 0.20
29 -535.653 1.40 1.83400 37.2
30 21.016 7.22 1.50137 56.4
31 -424.093 1.50
32 38.505 8.29 1.51823 58.9
33 -27.482 1.40 1.77250 49.6
34 91.360 0.30
35 38.442 6.84 1.53172 48.8
36 -52.407 5.00
37 ∞ 30.00 1.60342 38.0
38 ∞ 1.00
39 ∞ 2.00
40 ∞ 1.00
41 ∞ 16.20 1.51633 64.2
42 ∞ (可変)
像面 ∞
【００４１】
面データ(カメラ光学系、光学素子挿入時)
面番号 r d nd vd
1 600.261 2.20 1.75520 27.5
2 81.461 11.42 1.49700 81.6
3 -290.956 7.63
4 86.701 7.86 1.62041 60.3
5 3044.710 0.15
6 66.016 6.01 1.72916 54.7
7 145.708 (可変)
8 111.445 0.80 1.88300 40.8
9 16.812 4.65
10 -47.842 0.70 1.81600 46.6
11 33.779 2.24
12 28.944 5.20 1.80518 25.4
13 -29.192 0.54
14 -24.664 0.70 1.78800 47.4
15 132.572 (可変)
16 -28.806 0.75 1.74320 49.3
17 37.218 3.81 1.84666 23.9
18 449.023 (可変)
19(絞り) ∞ 1.80
20 -231.233 3.33 1.67003 47.2
21 -49.133 0.20
22 -170.365 4.05 1.51742 52.4
23 -38.625 0.20
24 36.315 10.16 1.48749 70.2
25 -35.564 1.66 1.83400 37.2
26 ∞ 36.00
27 97.385 6.35 1.50137 56.4
28 -44.438 0.20
29 -535.653 1.40 1.83400 37.2
30 21.016 7.22 1.50137 56.4
31 -424.093 1.50
32 38.505 8.29 1.51823 58.9
33 -27.482 1.40 1.77250 49.6
34 91.360 0.30
35 38.442 6.84 1.53172 48.8
36 -52.407 5.00
37 ∞ 30.00 1.60342 38.0
38 ∞ 1.00
39※ 700.000 2.00 1.51633 64.2
40※ ∞ 1.00
41 ∞ 16.20 1.51633 64.2
42 ∞ (可変)
像面 ∞
※39、40面が挿抜光学素子
【００４２】
各種データ
ズーム比 19.50
焦点距離（光学素子抜去時） 9.50 15.20 38.86 91.50 185.29
焦点距離（光学素子挿入時） 9.37 14.98 38.30 90.19 182.62
Fナンバー（光学素子抜去時） 1.85 1.85 1.85 1.85 2.85
Fナンバー（光学素子挿入時） 1.85 1.85 1.85 1.85 2.81
画角（光学素子抜去時） 30.06 19.89 8.06 3.44 1.70
画角（光学素子挿入時） 30.42 20.16 8.17 3.49 1.73
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（光学素子抜去時） 6.02 6.02 6.02 6.02 6.02
BF（光学素子挿入時） 6.42 6.42 6.42 6.42 6.42
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
【００４３】
【表１】
【符号の説明】
【００４４】
１０１、１０５、３０１ 撮像レンズ
１０２、３０２、４０２ カメラ光学系（撮像カメラ内に構成）
１０３、３０３ 挿抜する光学素子
１０４、３０４ 撮像面
１０６ 正の屈折力を有する面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズ装置と、該レンズ装置に着脱可能なカメラ装置と、を有する撮像装置であって、
該カメラ装置は、撮像素子と、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、該正の屈折力を有する面の曲率半径ｒは、
【数１】
を満たすことを特徴とする撮像装置。ただし、Ｒは、ｄを該光学素子の厚み、Ｎを該光学素子のｄ線における屈折率、Ｋを該撮像素子の撮像面から正の屈折力を有する面までの光軸上の空気換算長、Ｆを該撮像装置の光学系全体のＦナンバー、とすると、以下の式で表される。
【数２】
【数３】
【数４】
【数５】
【数６】
【請求項２】
前記撮像装置は、前記光学素子の光路への挿抜に起因する結像位置の移動を補正するための像位置補正手段を有し、
該像位置補正手段は、前記レンズ装置に構成される、
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記撮像装置は、前記光学素子の光路への挿抜に起因する結像位置の移動を補正するための像位置補正手段を有し、
該像位置補正手段は、前記カメラ装置に構成される、
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記光学素子の正の屈折力を有する面からの見かけの射出瞳までの光軸上の距離をＸ、該光学素子の正の屈折力を有する面からの見かけの像面までの光軸上の距離をＹ、とするとき、該光学素子の正の屈折力を有する面は、
（Ｘ／Ｙ）≧０
もしくは、
（Ｘ／Ｙ）＜０、かつ、｜Ｘ｜≧｜Ｙ｜
の時は、物体側に構成され、
（Ｘ／Ｙ）＜０、かつ、｜Ｘ｜＜｜Ｙ｜
の時は、像側に構成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撮像装置。ただし、該光学素子に対し像側を正、物体側を負とする。
【請求項５】
前記光学素子が光路内に挿入されると、前記像位置補正手段を駆動する制御手段を有することを特徴とする、請求項２または３に記載の撮像装置。
【請求項１】
レンズ装置と、該レンズ装置に着脱可能なカメラ装置と、を有する撮像装置であって、
該カメラ装置は、撮像素子と、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、該正の屈折力を有する面の曲率半径ｒは、
【数１】
を満たすことを特徴とする撮像装置。ただし、Ｒは、ｄを該光学素子の厚み、Ｎを該光学素子のｄ線における屈折率、Ｋを該撮像素子の撮像面から正の屈折力を有する面までの光軸上の空気換算長、Ｆを該撮像装置の光学系全体のＦナンバー、とすると、以下の式で表される。
【数２】
【数３】
【数４】
【数５】
【数６】
【請求項２】
前記撮像装置は、前記光学素子の光路への挿抜に起因する結像位置の移動を補正するための像位置補正手段を有し、
該像位置補正手段は、前記レンズ装置に構成される、
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記撮像装置は、前記光学素子の光路への挿抜に起因する結像位置の移動を補正するための像位置補正手段を有し、
該像位置補正手段は、前記カメラ装置に構成される、
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記光学素子の正の屈折力を有する面からの見かけの射出瞳までの光軸上の距離をＸ、該光学素子の正の屈折力を有する面からの見かけの像面までの光軸上の距離をＹ、とするとき、該光学素子の正の屈折力を有する面は、
（Ｘ／Ｙ）≧０
もしくは、
（Ｘ／Ｙ）＜０、かつ、｜Ｘ｜≧｜Ｙ｜
の時は、物体側に構成され、
（Ｘ／Ｙ）＜０、かつ、｜Ｘ｜＜｜Ｙ｜
の時は、像側に構成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撮像装置。ただし、該光学素子に対し像側を正、物体側を負とする。
【請求項５】
前記光学素子が光路内に挿入されると、前記像位置補正手段を駆動する制御手段を有することを特徴とする、請求項２または３に記載の撮像装置。
【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２０１２−２２０９０３（Ｐ２０１２−２２０９０３Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−８９６９２（Ｐ２０１１−８９６９２）
【出願日】平成２３年４月１４日（２０１１．４．１４）
【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１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月１４日（２０１１．４．１４）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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