(57)【要約】【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
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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
【請求項４】
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
【請求項５】
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
【請求項６】
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。
【請求項７】
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。
【請求項８】
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
【請求項９】
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２１２４５８号公報
【特許文献２】特開２０１５−３４９０３号公報
【特許文献３】特開２０１５−１３８２００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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。
【発明の効果】
【００１０】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】数値実施例１のレンズ断面図
【図２】交換レンズの広角端において無限遠合焦時のレンズ断面図
【図３】交換レンズの広角端において無限遠合焦時の縦収差図
【図４】数値実施例１のリアアタッチメントレンズを交換レンズに装着した状態のレンズ断面図
【図５】数値実施例１のリアアタッチメントレンズ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縦収差図
【図６】数値実施例１のリアアタッチメントレンズ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縦収差図
【図７】数値実施例２のレンズ断面図
【図８】数値実施例２のリアアタッチメントレンズを交換レンズに装着した状態のレンズ断面図
【図９】数値実施例２のリアアタッチメントレンズ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縦収差図
【図１０】数値実施例２のリアアタッチメントレンズ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縦収差図
【図１１】数値実施例３のレンズ断面図
【図１２】数値実施例３のリアアタッチメントレンズを交換レンズに装着した状態のレンズ断面図
【図１３】数値実施例３のリアアタッチメントレンズ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縦収差図
【図１４】数値実施例３のリアアタッチメントレンズ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縦収差図
【図１５】本発明の撮像装置の要部概略図
【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】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【実施例１】
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
【数１】
2018180133.tif 000003
【００３４】
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。
【実施例２】
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【実施例３】
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【実施例４】
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
＜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
【００４６】
【表１】
2018180133.tif 000004
【符号の説明】
【００４７】
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
【図１】
2018180133.tif 000005
【図２】
2018180133.tif 000006
【図３】
2018180133.tif 000007
【図４】
2018180133.tif 000008
【図５】
2018180133.tif 000009
【図６】
2018180133.tif 000010
【図７】
2018180133.tif 000011
【図８】
2018180133.tif 000012
【図９】
2018180133.tif 000013
【図１０】
2018180133.tif 000014
【図１１】
2018180133.tif 000015
【図１２】
2018180133.tif 000016
【図１３】
2018180133.tif 000017
【図１４】
2018180133.tif 000018
【図１５】
2018180133.tif 000019