(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
交換レンズを装着するマウントと、光学系と、撮像素子と、を有する撮像装置であって、
前記光学系と前記撮像素子との間に光学フィルタを有し、
前記光学系は、屈折力を有し、該光学系の最も物体側の面より像側に位置する物点を前記撮像素子上に結像させ、
前記光学系は、物体側から像側へ順に、負レンズと、負レンズと、正レンズとを有し、または物体側から像側へ順に、負レンズと、正レンズと、負レンズとを有し、
前記光学系の最も物体側のレンズから、前記光学系の物体側から３番目のレンズまでを第１レンズ群として、前記第１レンズ群を構成する負レンズの平均屈折率をｎａｖとし、前記第１レンズ群を構成する負レンズの平均アッベ数をνｎとし、前記第１レンズ群を構成する正レンズのアッベ数をνｐとして、
１．８＜ｎａｖ
５＜νｎ−νｐ＜２０
なる条件式を満たすことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記光学系は、前記マウントより像側に配置されてい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】
前記光学系の横倍率をβとし、前記交換レンズのイメージサークルをＩＣとし、前記撮像素子の対角長をＩとして、
０．８＜ＩＣ×β／Ｉ＜１．３
なる条件式を満たすことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記マウントのフランジ面から前記物点までの光軸上の距離をＦＢとし、前記マウントのフランジ面から前記撮像素子までの光軸上の距離をＬとし、前記光学系の横倍率をβとして、
１．０＜Ｌ／ＦＢ＜３．０
１．０＜β＜３．０
なる条件式を満たすことを特徴とする請求項１ないし請求項３のうちいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記光学系と前記撮像素子との間の光軸上の間隔が可変であることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記光学系は、光軸上を可動であることを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記撮像素子は、光軸上を可動であることを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記光学系内の最大空気間隔を隔てて、前記光学系のうちの物体側の部分を前群とし、前記光学系のうち該前群以外の部分を後群として、前記前群は、負の屈折力を有することを特徴とする請求項１ないし請求項７のうちいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記前群の焦点距離をｆｆとし、前記光学系の焦点距離をｆｃｖとして、
｜ｆｆ／ｆｃｖ｜＜１．５
なる条件式を満たすことを特徴とする請求項８に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記マウントのフランジ面から前記物点までの光軸上の距離をＦＢとし、前記光学系の最も像側の面から前記撮像素子までの空気換算の距離をＳＫとして、
０．５２＜ＳＫ／ＦＢ＜１．１０
なる条件式を満たすことを特徴とする請求項１ないし請求項９のうちいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記光学系は、７枚以下のレンズで構成され、前記マウントのフランジ面から前記物点までの光軸上の距離をＦＢとし、前記光学系の最も物体側の面から前記光学系の最も像側の面までの距離をＬｃｖとし、前記光学系の横倍率をβとして、
０．２＜Ｌｃｖ／ＦＢ／β＜０．６
なる条件式を満たすことを特徴とする請求項１ないし請求項１０のうちいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１２】
前記光学系の焦点距離をｆｃｖとし、前記光学系の最も物体側の前記負レンズの焦点距離をｆ１として、
０．０５＜｜ｆ１／ｆｃｖ｜＜０．６０
なる条件式を満たすことを特徴とする請求項１ないし請求項１１のうちいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１３】
請求項１ないし請求項１２のうちいずれか１項に記載の撮像装置と、
前記撮像装置のマウントに装着された交換レンズと、
を備えることを特徴とする撮像システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置および撮像システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、撮影光学系（主レンズ系）と撮像素子との間に光学系を配置し、全体の焦点距離を撮影光学系の焦点距離から変更する手法が種々提案されている。例えば、特許文献１では、焦点距離を長くする光学系を撮像装置内に有する撮像装置が提案されている。また、特許文献２では、撮影光学系である交換レンズと撮像装置との間に挿入することで、交換レンズの焦点距離より長い焦点距離を得るアタッチメントが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１９６１３号公報
【特許文献２】特開平１１−２５８４９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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には、高画素と高感度との両立が望まれており、大きいサイズの撮像素子を有した撮像装置が要求されている。その一方で、ユーザーとしては、既存の交換レンズの資産を用いたいという要望がある。そのため、例えば、２／３インチフォーマットの交換レンズを、より大きい撮像素子を有したスーパー３５ｍｍフォーマットの撮像装置に用いたいというニーズが強い。この場合、交換レンズと撮像素子との間に、交換レンズの焦点距離より長い焦点距離を得る光学系を配置し、交換レンズのイメージサークルを拡大する必要がある。
【０００５】
しかしながら、特許文献１の撮像装置では、撮影光学系（主レンズ系）が撮像装置に一体に設けられ、交換レンズを装着できる構成となっていない。特許文献２のアタッチメントでは、交換レンズから撮像装置までの距離が長くなり、撮影システムが大型化する。
【０００６】
本発明は、例えば、装着した交換レンズの焦点距離より長い焦点距離を得るのに有利な撮像装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の撮像装置は、交換レンズを装着するマウントと、光学系と、撮像素子と、を有する撮像装置であって、前記光学系と前記撮像素子との間に光学フィルタを有し、前記光学系は、屈折力を有し、該光学系の最も物体側の面より像側に位置する物点を前記撮像素子上に結像させ、前記光学系は、物体側から像側へ順に、負レンズと、負レンズと、正レンズとを有し、または物体側から像側へ順に、負レンズと、正レンズと、負レンズとを有し、前記光学系の最も物体側のレンズから、前記光学系の物体側から３番目のレンズまでを第１レンズ群として、前記第１レンズ群を構成する負レンズの平均屈折率をｎａｖとし、前記第１レンズ群を構成する負レンズの平均アッベ数をνｎとし、前記第１レンズ群を構成する正レンズのアッベ数をνｐとして、
１．８＜ｎａｖ
５＜νｎ−νｐ＜２０
なる条件式を満たすことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、例えば、装着した交換レンズの焦点距離より長い焦点距離を得るのに有利な撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例１の基本的構成図
【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】実施例１の撮像装置に交換レンズが装着された状態のレンズ断面図
【図５】実施例１の撮像装置に交換レンズが装着された状態で、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】実施例２の撮像装置に交換レンズが装着された状態のレンズ断面図
【図７】実施例２の撮像装置に交換レンズが装着された状態で、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８】実施例３の撮像装置に交換レンズが装着された状態のレンズ断面図
【図９】実施例３の撮像装置に交換レンズが装着された状態で、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】実施例４の撮像装置に交換レンズが装着された状態のレンズ断面図
【図１１】実施例４の撮像装置に交換レンズが装着された状態で、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１２】実施例５の撮像装置に交換レンズが装着された状態のレンズ断面図
【図１３】実施例５の撮像装置に交換レンズが装着された状態で、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】実施例６の撮像装置に交換レンズが装着された状態のレンズ断面図
【図１５】実施例６の撮像装置に交換レンズが装着された状態で、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１６】実施例７の撮像装置に交換レンズが装着された状態のレンズ断面図
【図１７】実施例７の撮像装置に交換レンズが装着された状態で、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１８】実施例８の基本的構成図
【図１９】実施例９の基本的構成図
【図２０】３板式カメラの基本的構成図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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。
【実施例１】
【００１１】
図１は本発明の実施例１の基本的構成図を示している。本発明の撮像装置１０１は、光学系１０２と撮像素子１０３と交換レンズを装着できるマウント１０４を有している。光学系１０２は、光学系１０２の最も物体側の面より像側に位置する物点１０５に対して、撮像素子１０３に結像させている。物点１０５は、マウント１０４に交換レンズが装着され、交換レンズの像側が空気である場合の交換レンズの結像点である。つまり、光学系１０２は、交換レンズの結像点（光学系１０２の物点）を撮像素子１０３に結像させている。また、光学系１０２は、屈折力を有しており、交換レンズの焦点距離を長焦点化させ、交換レンズのイメージサークルを拡大させている。さらに、本発明の撮像装置は、光学系１０２と撮像素子１０３の間に光学フィルタ１０６を配置することを特徴としている。
【００１２】
次に、光学系１０２の配置に関して説明する。本発明では、光学系１０２を撮像装置１０１に内蔵して配置することで、撮影システムの小型化を達成している。ここで、２／３インチフォーマット対応の撮像装置のように、色分解光学系を用いた３板式カメラに対して、色分解光学系の代わりに本発明の光学系を配置することを考える。図２０は、３板式カメラの一般的な構成図を示しており、３板式カメラ２０１は、色分解光学系２０２、撮像素子２０３、２０４、２０５、マウント２０６で構成される。本発明の光学系を３板式カメラ２０１の色分解光学系２０２に近い大きさになるように設計し、色分解光学系の代わりに本発明の光学系を配置することで、本発明の撮像装置を用いた撮影システムは２／３インチフォーマットの撮影システムと同等の大きさになる。よって、交換レンズと撮像装置の間に外付けアタッチメントを挿入する場合と比較して、撮影システムの小型化を達成することができる。
【００１３】
さらに、本発明の撮像装置は、光学系１０２がマウント１０４より像側に配置されている。このような配置にすることで、交換レンズが撮像装置１０１に装着された際に、交換レンズと光学系１０２の干渉を防ぐことが可能となる。
【００１４】
さらに、本発明の撮像装置は、交換レンズが撮像装置１０１に装着され、撮像素子１０３にピントが合っている（光学系１０２の最も物体側の面より像側の物点１０５を撮像素子上に結像する）状態での光学系１０２の横倍率をβ、交換レンズのイメージサークルをＩＣ、撮像素子１０３の対角長をＩとしたとき、
０．８＜ＩＣ×β／Ｉ＜１．３  ・・・（１）
を満たすことを特徴としている。ここで、交換レンズのイメージサークルＩＣは、交換レンズが元々対応しているカメラの撮像素子の対角長と定義する。例えば、２／３インチフォーマット用の交換レンズでは、イメージサークルＩＣは１１ｍｍとなる。
【００１５】
（１）式を満たすことで、撮像装置の小型化と撮像素子に対するイメージサイズの確保の両立を達成している。（１）式の上限が満たされないと、撮像素子１０３の大きさに対して、交換レンズのイメージサークルの拡大率が大きくなるため、光学系１０２が大型化する。その結果、撮像装置１０１の小型化が困難となる。（１）式の下限が満たされないと、交換レンズのイメージサークルの拡大率が小さく、撮像素子１０３に対してケラレが大きく生じてしまうため、画面周辺部が暗くなってしまう。更に好ましくは、（１）式は次の如く設定するのが良い。
０．９５＜ＩＣ×β／Ｉ＜１．１５  ・・・（１ａ）
【００１６】
さらに、本発明の撮像装置は、交換レンズの空気換算のフランジバック（マウントから光学系１０２の最も物体側の面より像側の物点１０５までの距離）をＦＢ、マウントのフランジ面から撮像素子までの光軸上の距離をＬとしたとき、
１．０＜Ｌ／ＦＢ＜３．０  ・・・（２）
１．０＜β＜３．０  ・・・（３）
を満たすことを特徴としている。（２）、（３）式を満たすことで、撮像装置１０１の小型化と交換レンズのイメージサイズが拡大された状態での高い光学性能の両立を達成している。（２）式の上限が満たされないと、交換レンズから撮像素子１０３までの距離が長くなるため、撮像装置１０１の小型化が困難となる。（２）式の下限が満たされないと、交換レンズから撮像素子１０３までの距離が短く、撮像装置１０１の小型化に有利だが、光学系１０２の長さが短くなるため、光学系１０２を構成するレンズの屈折力が強くなり、高い光学性能を達成することが困難となる。（３）式の上限が満たされないと、光学系１０２の横倍率が大きくなるため、光学系１０２が大型化する。その結果、撮像装置１０１の小型化が困難となる。（３）式の下限が満たされないと、光学系１０２の横倍率が１を下回るため、交換レンズのイメージサイズが拡大されなくなる。更に好ましくは、（２）、（３）式は次の如く設定するのが良い。
１．２＜Ｌ／ＦＢ＜２．０  ・・・（２ａ）
１．２＜β＜２．２  ・・・（３ａ）
更に好ましくは、（２）、（３）式は次の如く設定するのが良い。
１．２＜Ｌ／ＦＢ＜１．８  ・・・（２ｂ）
１．２０＜β＜１．４５  ・・・（３ｂ）
【００１７】
また、光学系１０２内の最大空気間隔を隔てて、光学系１０２を物体側の前群と像側の後群に分けたとき、前群は負の屈折力を有することを特徴としている。前群の焦点距離をｆｆ、光学系１０２の焦点距離をｆｃｖとしたとき、
｜ｆｆ／ｆｃｖ｜＜１．５  ・・・（４）
を満たすことを特徴としている。（４）式を満たすことで、光学系１０２と撮像素子１０３の間隔を適切に確保することが可能となる。（４）式が満たされないと、光学系の屈折力に対して前群の負の屈折力が弱くなるため、光学系のバックフォーカスが短くなり、光学系と撮像素子の間隔が狭くなる。そのため、特に光学系の最も像側のレンズが撮像素子の発熱により変形してしまう可能性がある。更に好ましくは、（４）式は次の如く設定するのが良い。
｜ｆｆ／ｆｃｖ｜＜１．３  ・・・（４ａ）
【００１８】
さらに、本発明の撮像装置は、光学系１０２の最も像側の面から撮像素子１０３までの空気換算の距離をＳＫとしたとき、
０．５２＜ＳＫ／ＦＢ＜１．１０  ・・・（５）
を満たすことを特徴としている。（５）式を満たすことで、光学系１０２と撮像素子１０３の間隔を長くすることが可能となり、光学系１０２と撮像素子１０３の間に光学フィルタ１０６を配置するスペースが確保できる。光学系１０２と撮像素子１０３の間に光学フィルタ１０６を配置することで、例えばＮＤフィルタの濃度を切り替える際のフィルタの挿脱機構が容易になる。逆に、光学フィルタを光学系の物体側に配置すると、光学フィルタ近傍にマウントが存在するため、フィルタの挿脱機構のスペース確保が困難となる。また、光学系内に光学フィルタを配置しフィルタの挿脱を考えると、光学フィルタを隔てて光学系の鏡筒を分割する必要があり、各鏡筒の同軸を合致させることが困難となる。（５）式の上限が満たされないと、光学系と撮像素子の間隔が長くなり、撮像装置の小型化が困難となる。（５）式の下限が満たされないと、光学系と撮像素子の間隔が短くなり、光学フィルタを挿脱するメカ構造のスペースを確保することが困難となる。更に好ましくは、（５）式は次の如く設定するのが良い。
０．６＜ＳＫ／ＦＢ＜１．０  ・・・（５ａ）
【００１９】
さらに、本発明の撮像装置は、光学系１０２が６枚以下のレンズで構成され、光学系１０２の最も物体側の面から像側の面までの距離をＬｃｖとしたとき、
０．２＜Ｌｃｖ／ＦＢ／β＜０．６  ・・・（６）
を満たすことを特徴としている。（６）式を満たすことで、撮像装置の小型化と高い光学性能の両立を達成している。（６）式の上限が満たされないと、光学系１０２の横倍率に対して、光学系１０２の光軸方向の厚さが大きくなるため、撮像装置の小型化が困難となる。（６）式の下限が満たされないと、光学系１０２の光軸方向の厚さが小さく、撮像装置の小型化には有利だが、光学系１０２を構成する各レンズの屈折力が強くなり、高い光学性能の達成が困難となる。更に好ましくは、（６）式は次の如く設定するのが良い。
０．２４＜Ｌｃｖ／ＦＢ／β＜０．５８  ・・・（６ａ）
更に好ましくは、（６）式は次の如く設定するのが良い。
０．２４＜Ｌｃｖ／ＦＢ／β＜０．４３  ・・・（６ｂ）
【００２０】
さらに、本発明の撮像装置は、光学系１０２が最も物体側から像側へ順に、負レンズ、負レンズ、正レンズまたは負レンズ、正レンズ、負レンズで構成され、最も物体側のレンズの焦点距離をｆ１としたとき、
０．０５＜｜ｆ１／ｆｃｖ｜＜０．６０  ・・・（７）
を満たすことを特徴としている。光学系１０２の最も物体側のレンズを負レンズとすることで、光学系１０２の後側主点を物体側に設定できるため、光学系１０２と光学系１０２の像点を離すことが可能となる。そのため、光学系１０２と撮像素子１０３の間隔の確保に有利な構成となる。また、光学系１０２の物体側から２番目、３番目のレンズを負レンズと正レンズで構成することにより、最も物体側の負レンズで発生した球面収差や色収差の補正が可能となる。さらに、（７）式を満たすことで、光学系１０２と撮像素子１０３の間隔の確保と高い光学性能の両立を達成している。（７）式の上限が満たされないと、光学系の屈折力に対して、光学系の最も物体側のレンズの屈折力が小さくなるため、光学系１０２と撮像素子１０３の間隔の確保が困難となる。（７）式の下限が満たされないと、光学系の最も物体側のレンズの屈折力が大きくなり、曲率が強くなるため、高い光学性能を達成することが困難となる。更に好ましくは、（７）式は次の如く設定するのが良い。
０．０７＜｜ｆ１／ｆｃｖ｜＜０．５２  ・・・（７ａ）
【００２１】
さらに、本発明の撮像装置は、光学系１０２の最も物体側のレンズから物体側より３番目のレンズまでを第１レンズ群としたとき、第１レンズ群を構成する負レンズの平均屈折率をｎａｖ、負レンズの平均アッベ数をνｎ、正レンズのアッベ数をνｐとしたとき、
１．８＜ｎａｖ  ・・・（８）
５＜νｎ−νｐ＜２０  ・・・（９）
を満たすことを特徴としている。なお、アッベ数νは、Ｆ線における屈折率をＮＦ、ｄ線における屈折率をＮｄ、Ｃ線における屈折率をＮＣとしたとき、
ν  ＝（Ｎｄ−１）／（ＮＦ−ＮＣ）
で定義される。（８）式、（９）式を満たすことで、高い光学性能を達成している。（８）式は第１レンズ群を構成する負レンズの屈折率を規定しており、屈折力の強い負レンズに高屈折率の材料を用いることで、負レンズの曲率が緩くなり、球面収差の補正が容易となる。更なる効果として、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。（９）式は、第１レンズ群を構成する負レンズの平均アッベ数と正レンズのアッベ数の差を規定しており、第１レンズ群を構成する各レンズの屈折力を適切に設定することが可能となる。（８）式の下限が満たされないと、第１レンズ群を構成する各レンズの曲率が強くなり、高い光学性能を達成することが困難となる。（９）式の上限が満たされないと、負レンズに比較的アッベ数の大きい材料を用いることになり、負レンズに高屈折率の材料を選択することが困難となる。（９）式の下限が満たされないと、第１レンズ群の正レンズと負レンズのアッベ数の差が小さくなり、各レンズの曲率が強くなる結果、高い光学性能を達成することが困難となる。
更に好ましくは、（８）式、（９）式は次の如く設定するのが良い。
１．９０＜ｎａｖ＜２．０５  ・・・（８ａ）
７＜νｎ−νｐ＜１６  ・・・（９ａ）
【００２２】
以下に本発明の撮像装置の具体的な構成について、実施例１に相当する数値実施例１の光学系の特徴により説明する。
【００２３】
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。
【００２４】
図２において、物体側から像側へ順に、フォーカシングに際して移動する正の屈折力の第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ズーミングに際して、像側へ移動する負の屈折力の第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、ズーミング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、ズーミングのためには移動しない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。
【００２５】
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。後述する他の実施例においても同様のスケールで収差図を記載するが、実施例５（図１５）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０．２ｍｍのスケールで記載する。また、交換レンズのマウントのフランジ面は第５５面から物体側に１．８３２ｍｍの位置に配置され、フランジバックは空気換算で４８ｍｍである。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ＩＣは１１ｍｍである。
【００２６】
図４は、本実施例の撮像装置に交換レンズが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は撮像装置に内蔵して配置された光学系、ＦはＮＤフィルタやローパスフィルタ、ＩＲカットフィルタ等の光学フィルタである。また、Ｉは撮像面であり、固体撮像素子の撮像面に相当する。図５は、本実施例の撮像装置に交換レンズが装着された状態で、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である。本実施例の光学系は、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。
【００２７】
次に、本実施例における光学系について説明する。光学系は、物体側から像側へ順に両凹レンズＧ１、像側に凹のメニスカス正レンズＧ２と物体側に凸のメニスカス負レンズＧ３との接合レンズ、両凸レンズＧ４で構成されている。本実施例の撮像装置は、光学系と撮像面の間に光学フィルタＦが配置されている。本実施例の前群はＧ１、後群はＧ２からＧ４、第１レンズ群はＧ１からＧ３である。本実施例の撮像装置に交換レンズを装着した撮像システムとして使用することで、交換レンズのイメージサークルを１．３倍に拡大させている。また、本実施例の撮像装置は、対角長１４．３ｍｍの撮像素子を有している。
【００２８】
本実施例の各条件式対応値を表１に示す。本実施例は（１）〜（９）の条件式を満足しており、交換レンズの焦点距離を長焦点化させる機能を有し、撮影システムの小型化を達成している。
【実施例２】
【００２９】
図６は、本実施例の撮像装置に交換レンズが装着された状態のレンズ断面図である。撮像装置の基本的構成は、実施例１と同じである。図６において、ＭＬは交換レンズ、ＣＶは撮像装置に内蔵して配置された光学系、ＦはＮＤフィルタやローパスフィルタ、ＩＲカットフィルタ等の光学フィルタである。また、Ｉは撮像面であり、固体撮像素子の撮像面に相当する。図７は、本実施例の撮像装置に交換レンズが装着された状態で、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である。本実施例の光学系は、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。
【００３０】
次に、本実施例における光学系について説明する。光学系は、物体側から像側へ順に物体側に凸のメニスカス負レンズＧ１、物体側に凸のメニスカス負レンズＧ２と像側に凹のメニスカス正レンズＧ３との接合レンズ１を有している。さらに、物体側に凸のメニスカス負レンズＧ４と両凸レンズＧ５との接合レンズ２、両凹レンズＧ６と両凸レンズＧ７との接合レンズ３で構成される。本実施例の前群はＧ１からＧ３、後群はＧ４からＧ７、第１レンズ群はＧ１からＧ３である。本実施例の撮像装置に交換レンズを装着することで、交換レンズのイメージサークルを２．８３倍に拡大させている。また、本実施例の撮像装置は、対角長３１．１ｍｍの撮像素子を有している。
【００３１】
本実施例の各条件式対応値を表１に示す。本実施例は（１）〜（９）の条件式を満足しており、交換レンズの焦点距離を長焦点化させる機能を有し、撮影システムの小型化を達成している。
【実施例３】
【００３２】
図８は、本実施例の撮像装置に交換レンズが装着された状態のレンズ断面図である。撮像装置の基本的構成は、実施例１と同じである。図８において、ＭＬは交換レンズ、ＣＶは撮像装置に内蔵して配置された光学系、ＦはＮＤフィルタやローパスフィルタ、ＩＲカットフィルタ等の光学フィルタである。また、Ｉは撮像面であり、固体撮像素子の撮像面に相当する。図は９、本実施例の撮像装置に交換レンズが装着された状態で、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である。本実施例の光学系は、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。
【００３３】
次に、本実施例における光学系について説明する。光学系は、物体側から像側へ順に物体側に凸のメニスカス負レンズＧ１、物体側に凸のメニスカス負レンズＧ２と像側に凹のメニスカス正レンズＧ３との接合レンズ、像側に凹のメニスカス正レンズＧ４で構成される。本実施例の前群はＧ１からＧ３、後群はＧ４、第１レンズ群はＧ１からＧ３である。本実施例の撮像装置に交換レンズを装着することで、交換レンズのイメージサークルを１．３５倍に拡大させている。また、本実施例の撮像装置は、対角長１３．５ｍｍの撮像素子を有している。
【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）〜（９）の条件式を満足しており、交換レンズの焦点距離を長焦点化させる機能を有し、撮影システムの小型化を達成している。
【実施例４】
【００３５】
図１０は、本実施例の撮像装置に交換レンズが装着された状態のレンズ断面図である。撮像装置の基本的構成は、実施例１と同じである。図１０において、ＭＬは交換レンズ、ＣＶは撮像装置に内蔵して配置された光学系、ＦはＮＤフィルタやローパスフィルタ、ＩＲカットフィルタ等の光学フィルタである。また、Ｉは撮像面であり、固体撮像素子の撮像面に相当する。図１１は、本実施例の撮像装置に交換レンズが装着された状態で、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である。本実施例の光学系は、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。
【００３６】
次に、本実施例における光学系について説明する。光学系は、物体側から像側へ順に物体側に凸のメニスカス負レンズＧ１、両凹レンズＧ２と両凸レンズＧ３との接合レンズ１、両凸レンズＧ４と像側に凸のメニスカス負レンズＧ５との接合レンズ２、像側に凹のメニスカス正レンズＧ６で構成される。本実施例の前群はＧ１、後群はＧ２からＧ６、第１レンズ群はＧ１からＧ３である。本実施例の撮像装置に交換レンズを装着することで、交換レンズのイメージサークルを１．５倍に拡大させている。また、本実施例の撮像装置は、対角長１６．５ｍｍの撮像素子を有している。
【００３７】
本実施例の各条件式対応値を表１に示す。本実施例は（１）〜（９）の条件式を満足しており、交換レンズの焦点距離を長焦点化させる機能を有し、撮影システムの小型化を達成している。
【実施例５】
【００３８】
図１２は、本実施例の撮像装置に交換レンズが装着された状態のレンズ断面図である。撮像装置の基本的構成は、実施例１と同じである。図１２において、ＭＬは交換レンズ、ＣＶは撮像装置に内蔵して配置された光学系、ＦはＮＤフィルタやローパスフィルタ、ＩＲカットフィルタ等の光学フィルタである。また、Ｉは撮像面であり、固体撮像素子の撮像面に相当する。図１３は、本実施例の撮像装置に交換レンズが装着された状態で、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である。本実施例の光学系は、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。
【００３９】
次に、本実施例における光学系について説明する。光学系は、物体側から像側へ順に物体側に凸のメニスカス負レンズＧ１、物体側に凸のメニスカス負レンズＧ２と像側に凹のメニスカス正レンズＧ３との接合レンズ１、両凹レンズＧ４と両凸レンズＧ５との接合レンズ２で構成される。本実施例の前群はＧ１からＧ３、後群はＧ４とＧ６、第１レンズ群はＧ１からＧ３である。本実施例の撮像装置に交換レンズを装着することで、交換レンズのイメージサークルを２倍に拡大させている。また、本実施例の撮像装置は、対角長２２ｍｍの撮像素子を有している。
【００４０】
本実施例の各条件式対応値を表１に示す。本実施例は（１）〜（９）の条件式を満足しており、交換レンズの焦点距離を長焦点化させる機能を有し、撮影システムの小型化を達成している。
【実施例６】
【００４１】
図１４は、本実施例の撮像装置に交換レンズが装着された状態のレンズ断面図である。撮像装置の基本的構成は、実施例１と同じである。図１４において、ＭＬは交換レンズ、ＣＶは撮像装置に内蔵して配置された光学系、ＦはＮＤフィルタやローパスフィルタ、ＩＲカットフィルタ等の光学フィルタである。また、Ｉは撮像面であり、固体撮像素子の撮像面に相当する。図１５は、本実施例の撮像装置に交換レンズが装着された状態で、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である。本実施例の光学系は、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。
【００４２】
次に、本実施例における光学系について説明する。光学系は、物体側から像側へ順に物体側に凸のメニスカス負レンズＧ１、両凹レンズＧ２と両凸レンズＧ３との接合レンズ１、両凸レンズＧ４、両凸レンズＧ５で構成される。本実施例の前群はＧ１、後群はＧ２からＧ５、第１レンズ群はＧ１からＧ３である。本実施例の撮像装置に交換レンズを装着することで、交換レンズのイメージサークルを１．４倍に拡大させている。また、本実施例の撮像装置は、対角長１５．４ｍｍの撮像素子を有している。
【００４３】
本実施例の各条件式対応値を表１に示す。本実施例は（１）〜（９）の条件式を満足しており、交換レンズの焦点距離を長焦点化させる機能を有し、撮影システムの小型化を達成している。
【実施例７】
【００４４】
図１６は、本実施例の撮像装置に交換レンズが装着された状態のレンズ断面図である。撮像装置の基本的構成は、実施例１と同じである。図１６において、ＭＬは交換レンズ、ＣＶは撮像装置に内蔵して配置された光学系、ＦはＮＤフィルタやローパスフィルタ、ＩＲカットフィルタ等の光学フィルタである。また、Ｉは撮像面であり、固体撮像素子の撮像面に相当する。図１７は、本実施例の撮像装置に交換レンズが装着された状態で、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である。本実施例の光学系は、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。
【００４５】
次に、本実施例における光学系について説明する。光学系は、物体側から像側へ順に物体側に凸のメニスカス負レンズＧ１、物体側に凸のメニスカス負レンズＧ２と両凸レンズＧ３との接合レンズ１、像側に凸のメニスカス負レンズＧ４と物体側に凹のメニスカス正レンズＧ５との接合レンズ２、像側に凹のメニスカス正レンズＧ６で構成される。本実施例の前群はＧ１からＧ３、後群はＧ４からＧ６、第１レンズ群はＧ１からＧ３である。本実施例の撮像装置に交換レンズを装着することで、交換レンズのイメージサークルを１．４４倍に拡大させている。また、本実施例の撮像装置は、対角長１５．８４ｍｍの撮像素子を有している。
【００４６】
本実施例の各条件式対応値を表１に示す。本実施例は（１）〜（９）の条件式を満足しており、交換レンズの焦点距離を長焦点化させる機能を有し、撮影システムの小型化を達成している。
【実施例８】
【００４７】
図１８に示す撮像装置は、光学系１０２を光軸方向に移動できる可動機構１０９を有している。光学系１０２を構成するレンズの間隔・肉厚誤差や曲率誤差等の製造誤差によって、光学系１０２の結像位置にズレが発生する。光学系１０２と撮像素子１０３を撮像装置１０１に組み込む際に、光学系１０２を光軸方向に移動させることで、光学系１０２の結像位置を撮像素子１０３に結像させることが可能となる。
【実施例９】
【００４８】
図１９に示す撮像装置は、撮像素子１０３を光軸方向に移動できる可動機構１１０を有している。光学系１０２を構成するレンズの間隔・肉厚誤差や曲率誤差等の製造誤差によって、光学系１０２の結像位置にズレが発生する。光学系１０２と撮像素子１０３を撮像装置１０１に組み込む際に、撮像素子１０３を光軸方向に移動させることで、光学系１０２の結像位置を撮像素子１０３に結像させることが可能となる。
【００４９】
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番目の面と第ｉ＋１番目の面との間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。
【００５０】
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。
【数１】
0006576142.tif 000002
【００５１】
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。
【００５２】
＜交換レンズ＞
単位 mm
面データ
面番号       ri       di     ndi       vdi       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
【００５３】
＜数値実施例１＞
単位 mm
面データ
面番号       ri       di     ndi        vdi      有効径
56       -157.317    1.10   2.00100    29.1       29.36
57         38.170    3.50                         28.62
58         43.949    4.48   1.80809    22.8       30.45
59        377.668    1.10   1.88300    40.8       30.32
60         87.306    0.20                         30.19
61         62.000    5.06   1.58144    40.8       30.34
62        -68.247   10.00                         30.25
63          ∞       2.00   1.51633    64.1       40.00
64          ∞      28.83                         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        39.38 
像高           7.15 
BF            28.83 
【００５４】
＜数値実施例２＞
単位 mm
面データ
面番号       ri       di     ndi        vdi      有効径
56        148.228    1.20   2.00100    29.1       28.69
57         30.603   11.76                         27.34
58         77.609    1.10   1.88300    40.8       30.03
59         22.099    7.65   1.80809    22.8       29.78
60        762.559   33.61                         29.83
61        135.306    1.20   1.95375    32.3       32.40
62         31.326   15.07   1.53172    48.8       32.03
63        -28.937    0.20                         33.31
64        -70.515    1.20   2.00100    29.1       31.80
65         69.867    4.31   1.85478    24.8       31.98
66       -169.728   10.00                         32.10
67          ∞       2.00   1.51633    64.1       40.00
68          ∞      28.70                         40.00
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            28.70
【００５５】
＜数値実施例３＞
単位 mm
面データ
面番号       ri       di     ndi        vdi      有効径
56        472.643    1.10   1.88300    40.8       28.93
57         62.360    5.00                         28.17
58         33.563    1.10   1.88300    40.8       27.08
59         26.045    2.14   1.80518    25.4       26.20
60         31.109    9.34                         25.57
61         56.850    2.40   1.60342    38.0       24.46
62        173.352   10.00                         24.08
63          ∞       2.00   1.51633    64.1       40.00
64          ∞      17.98                         40.00
像面        ∞   
各種データ
焦点距離       9.05  
Fナンバー      2.02  
半画角        36.73  
像高           6.75  
BF            17.98     
【００５６】
＜数値実施例４＞
単位 mm
面データ
面番号       ri       di     ndi        vdi      有効径
56        146.968    1.00   2.04976    27.1       28.50
57         34.550    4.57                         27.38
58        -62.037    1.00   1.95375    32.3       27.42
59         38.828    5.48   1.92286    18.9       29.07
60       -104.388    2.63                         29.59
61         71.901    5.85   1.51742    52.4       31.56
62        -49.878    1.00   1.84666    23.8       31.68
63       -113.287    0.20                         32.12
64         41.365    4.79   1.51823    58.9       32.55
65       2879.165   10.00                         32.21
66          ∞       2.00   1.51633    64.1       40.00
67          ∞      34.48                         40.00
像面        ∞   
各種データ
焦点距離      10.05   
Fナンバー      2.25    
半画角        39.38    
像高           8.25   
レンズ全長   628.02   
BF            34.48    
【００５７】
＜数値実施例５＞
単位 mm
面データ
面番号       ri       di     ndi        vdi      有効径
56        162.179    1.20   2.00100    29.1       28.70
57         33.030   10.69                         27.44
58         40.334    1.10   1.95375    32.3       29.54
59         18.712    7.51   1.80809    22.8       28.21
60        247.670   14.85                         28.00
61        -38.115    1.20   1.95375    32.3       26.08
62        204.648    7.12   1.51742    52.4       27.17
63        -23.400   10.00                         27.97
64          ∞       2.00   1.51633    64.1       40.00
65          ∞      25.56                         40.00
像面        ∞   
各種データ
焦点距離      13.40    
Fナンバー      3.00    
半画角        39.38    
像高          11.00     
レンズ全長   636.24    
BF            25.56     
【００５８】
＜数値実施例６＞
単位 mm
面データ
面番号       ri       di     ndi        vdi      有効径
56        400.455    1.00   2.04976    27.1       27.65
57         37.612    4.12                         26.81
58        -63.364    1.00   1.95375    32.3       26.86
59         48.077    4.76   1.92286    18.9       28.47
60       -104.208    0.20                         29.05
61         74.800    5.89   1.49700    81.5       30.28
62       -106.671    0.20                         30.75
63         38.750    8.04   1.48749    70.2       31.09
64        625.170   10.00                         29.93
65          ∞       2.00   1.51633    64.1       40.00
66          ∞      29.99                         40.00
像面        ∞   
各種データ
焦点距離       9.38 
Fナンバー      2.10 
半画角        39.38 
像高           7.70 
レンズ全長   622.22 
BF            29.99 
【００５９】
＜数値実施例７＞
単位 mm
面データ
面番号       ri       di     ndi        vdi      有効径
56        199.269    1.00   2.04976    27.1       27.87
57         36.284    2.97                         26.91
58        534.236    1.00   1.95375    32.3       27.02
59         24.998    6.28   1.89286    20.4       27.41
60       -151.995    3.50                         27.61
61        -29.943    1.00   1.72825    28.5       27.66
62       -154.031    5.25   1.48749    70.2       29.37
63        -27.477    1.38                         30.12
64         32.253    6.62   1.51823    58.9       31.69
65        231.036   10.00                         30.87
66          ∞       2.00   1.51633    64.1       40.00
67          ∞      29.99                         40.00
像面        ∞   
各種データ
焦点距離       9.65 
Fナンバー      2.16 
半画角        39.38 
像高           7.92 
レンズ全長   626.03 
BF            29.99
【００６０】
【表１】
0006576142.tif 000003
【符号の説明】
【００６１】
１０１      撮像装置
１０２      光学系
１０３      撮像素子
１０４      マウント
１０５      光学系の物点
【図１】
0006576142.tif 000004
【図２】
0006576142.tif 000005
【図３】
0006576142.tif 000006
【図４】
0006576142.tif 000007
【図５】
0006576142.tif 000008
【図６】
0006576142.tif 000009
【図７】
0006576142.tif 000010
【図８】
0006576142.tif 000011
【図９】
0006576142.tif 000012
【図１０】
0006576142.tif 000013
【図１１】
0006576142.tif 000014
【図１２】
0006576142.tif 000015
【図１３】
0006576142.tif 000016
【図１４】
0006576142.tif 000017
【図１５】
0006576142.tif 000018
【図１６】
0006576142.tif 000019
【図１７】
0006576142.tif 000020
【図１８】
0006576142.tif 000021
【図１９】
0006576142.tif 000022
【図２０】
0006576142.tif 000023