【手続補正書】
【提出日】平成19年4月3日(2007.4.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
結像光学系の像側に配置されるアナモフィックコンバータであって、
前記アナモフィックコンバータは、物体側から像側に順に、第１レンズユニットと、アナモフィックレンズを含む第２レンズユニットと、正の光学的パワーを有する第３レンズユニットから成り、
前記第２レンズユニットは、前記第１レンズユニットおよび前記第３レンズユニットの間に配置された第１の状態と、前記第１レンズユニットおよび前記３レンズユニットの間から退避した第２の状態とに移動可能であることを特徴とするアナモフィックコンバータ。
【請求項２】
前記第２の状態において、前記第１レンズユニットおよび前記第３レンズユニットは、倍率変換光学系として機能することを特徴とする請求項１に記載のアナモフィックコンバータ。
【請求項３】
前記第１レンズユニットは、負の光学的パワーを有することを特徴とする請求項１又は２に記載のアナモフィックコンバータ。
【請求項４】
前記第１レンズユニットは、正の光学的パワーを有することを特徴とする請求項１又は２に記載のアナモフィックコンバータ。
【請求項５】
前記第２レンズユニットに略平行光が入射することを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載のアナモフィックコンバータ。
【請求項６】
前記第２レンズユニットは、光軸に直交する断面において少なくとも１つの正の光学的パワーを有する第１のアナモフィックレンズと、光軸に直交する断面において少なくとも１つの負の光学的パワーを有する第２のアナモフィックレンズとを有することを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載のアナモフィックコンバータ。
【請求項７】
前記第３レンズユニットは、複数の正レンズエレメントと少なくとも１つの負レンズエレメントとを有し、かつ以下の条件を満足することを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載のアナモフィックコンバータ。
νｐ３−νｎ３＞２０
但し、νｐ３は前記正レンズエレメントのアッベ数の平均値、νｎ３は前記負レンズエレメントのアッベ数の平均値である。
【請求項８】
前記第１レンズユニットは、少なくとも１つの正レンズエレメントと複数の負レンズエレメントとを有し、かつ以下の条件を満足することを特徴とする請求項３に記載のアナモフィックコンバータ。
νｎ１−νｐ１＞１０
但し、νｐ１は前記正レンズエレメントのアッベ数の平均値、νｎ１は前記負レンズエレメントのアッベ数の平均値である。
【請求項９】
前記第１レンズユニットは、複数の正レンズエレメントと少なくとも１つの負レンズエレメントとを有し、かつ以下の条件を満足することを特徴とする請求項４に記載のアナモフィックコンバータ。
νｐ１−νｎ１＞１０
但し、νｐ１は前記正レンズエレメントのアッベ数の平均値、νｎ１は前記負レンズエレメントのアッベ数の平均値である。
【請求項１０】
前記第２レンズユニットは、該アナモフィックコンバータの全系の光軸を中心として回転可能であることを特徴とする請求項１から９のいずれか１つに記載のアナモフィックコンバータ。
【請求項１１】
前記第２レンズユニットは、この第２レンズユニットの物体側と像面側とを反転させることが可能であることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１つに記載のアナモフィックコンバータ。
【請求項１２】
前記第２レンズユニットは少なくとも２つのレンズエレメントを含み、
該２つのレンズエレメント間の間隔が変更可能であることを特徴とする請求項１から１１のいずれか１つに記載のアナモフィックコンバータ。
【請求項１３】
前記アナモフィックコンバータの像側に配置された撮像素子上に物体の像を形成する場合において、以下の条件を満足することを特徴とする請求項１から１２のいずれか１つに記載のアナモフィックコンバータ。
０．９＜（ＡＲ１・βｘ）／（ＡＲ２・βｙ）＜１．１
但し、βｘは該アナモフィックコンバータの全系の光軸を含むｘ断面における焦点距離変換倍率、βｙは前記光軸を含み前記ｘ断面に垂直なｙ断面における焦点距離変換倍率、ＡＲ１は前記結像光学系による結像範囲の像面でのアスペクト比、ＡＲ２は前記撮像素子の有効撮像領域のアスペクト比である。
【請求項１４】
前記アナモフィックコンバータの像側に配置された撮像素子上に物体の像を形成する場合において、以下の条件を満足することを特徴とする請求項１から１３のいずれか１つに記載のアナモフィックコンバータ。
１≦（ＡＲ２２＋１）・βｙ２／（ＡＲ１２＋１）＜２．６
但し、βｙは該アナモフィックコンバータの全系の光軸を含むｘ断面に垂直であって、前記光軸を含むｙ断面における焦点距離変換倍率、ＡＲ１は前記結像光学系による結像範囲の像面でのアスペクト比、ＡＲ２は前記撮像素子の有効撮像領域のアスペクト比である。
【請求項１５】
請求項１から１４のいずれか１つに記載のアナモフィックコンバータと、
前記アナモフィックコンバータより物体側に配置された結像光学系とを有することを特徴とするレンズシステム。
【請求項１６】
請求項１から１４のいずれか１つに記載のアナモフィックコンバータと、
前記アナモフィックコンバータより物体側に配置された結像光学系と、
前記アナモフィックコンバータより像側に配置された撮像素子と、を有することを特徴とする撮影システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
上記の目的を達成するために、１つの観点としての本発明は、結像光学系の像側に配置されるアナモフィックコンバータであって、アナモフィックコンバータは物体側から像側に順に、第１レンズユニットと、アナモフィックレンズを含む第２レンズユニットと、正の光学的パワーを有する第３レンズユニットとで構成されている。そして、第２レンズユニットを、第１レンズユニットと第３レンズユニットの間の領域に配置された第１の状態と、該領域から退避した第２の状態とに移動可能とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
ここで、図２に示すように、像面の横（水平方向）の長さをＸ、像面の縦（垂直方向）の長さをＹとすると、アスペクト比ＡＲは、
ＡＲ＝Ｘ／Ｙ      （１）
で表される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
図３には、結像光学系ＩＦＳによる結像範囲（イメージサークル）ＩＳの模式図を、また、図４には撮像素子における有効撮像領域ＥＰＡの模式図を示す。図３に示すように、結像光学系ＩＦＳの像面（撮像素子の受光面）における結像範囲ＩＳに対応した（内接する）有効画面ＥＳにおいて、横（水平方向）の長さをＸ１、縦（垂直方向）の長さをＹ１、アスペクト比をＡＲ１とし、図４に示すように、撮像素子の有効撮像領域ＥＰＡにおいて、横の長さをＸ２、縦の長さをＹ２、アスペクト比をＡＲ２としたとき、
ＡＲ１／ＡＲ２＝（Ｘ１・Ｙ２）／（Ｘ２・Ｙ１）      （２）
の関係が成り立つ。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
一次結像させないためには、焦点距離変換倍率βｘ，βｙが共に正であることが必要である。さらにアナモフィックコンバータＡＣに、上記ｘ断面およびｙ断面の双方において正の屈折力を持たせ、長焦点化効果を低減することが望ましい。このことにより、結像光学系ＩＦＳ単体に対して、画角が狭くなりすぎず、かつ射出瞳を長く保つことが可能な一次結像なし型のアナモフィックコンバータＡＣとすることができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
アナモフィックコンバータＡＣ内において、第１〜第３レンズユニットＧ１〜Ｇ３を構成する各レンズエレメントの屈折力をφｉ、各レンズエレメントのアッベ数をνｉ、各レンズユニットの屈折率をＮｉとしたとき、色収差補正条件は、
Σ（φｉ／νｉ）≒０      （１１）
また、ペッツバール条件は
Σ（φｉ／Ｎｉ）≒０      （１２）
で表される。ここで、一般の光学材料は、νｉ＞０、Ｎｉ＞０であるから、（１１）式および（１２）式を満たすためには、一次結像あり型のアナモフィックコンバータＡＣの構成として負レンズエレメント（負の光学的パワーを有するレンズエレメント、以下同様である）を少なくとも１枚有することが望ましい。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４７】
図３に示すように、結像光学系のイメージサークルＩＳの径Ｉ１は、
Ｉ１＝（Ｘ１２＋Ｙ１２）１／２＝Ｙ１・（ＡＲ１２＋１）１／２    （１５）
で表される。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
また、図４に示すように、撮像素子の有効撮像領域ＥＰＡの対角長Ｉ２は、
Ｉ２＝（Ｘ２２＋Ｙ２２）１／２＝βｙ・Ｙ１・（ＡＲ２２＋１）１／２    （１６）
で表される。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４９】
ここで、図５に示すように、アナモフィックコンバータＡＣでアスペクト比変換された像の対角長Ｉ３は、
Ｉ３＝｛（βｘ・Ｘ１）２＋（βｙ・Ｙ１）２｝１／２
＝βｙ・Ｙ１・（ＡＲ２２＋１）１／２    （１７）
で表される。したがって、アスペクト比変換後の像が撮像素子の有効撮像領域の対角長を包括し、ケラレを防止するためには、Ｉ３≧Ｉ２でなければならない。すなわち、（１６）式および（１７）式より、
Ｉ３２／Ｉ２２≧１    （１８）
｛βｙ２・（ＡＲ２２＋１）｝／（ＡＲ１２＋１）≧１    （１９）
となる。したがって（１４）式の下限を越えると、ケラレを生じてしまう。また、（１４）式の上限を越えると、結像光学系ＩＦＳ単体での画角に対し、コンバータ変換による画角が狭くなってしまい、結像光学系ＩＦＳの結像範囲ＩＳを有効活用できなくなってくる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
（特徴８）
各実施例において、第２レンズユニットＧ２を光軸ＡＸＬ（アナモフィックコンバータＡＣの全系の光軸）を中心として回転可能としてもよい。これにより、アスペクト比変換の方向を任意に選択することができる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５５】
第２レンズユニットＧ２は、アスペクト比変換のため焦点距離変換倍率βｘ，βｙを変化させるために、少なくとも該Ａ断面における第２レンズユニットＧ２への軸上マージナル光線の入射高を変化させ、かつ軸上非点収差が発生することなく結像するために、第２レンズユニットＧ２からの軸上マージナル光線が略平行に射出することが望ましい。上記構成によりこの効果を達成することができる。
３．第３レンズユニットＧ３を、複数の正レンズエレメント（正の光学的パワーを有するレンズエレメント、以下同様である）と少なくとも１つの負レンズエレメントとを有する構成とし、かつ以下の条件を満足するとよい。
νｐ３−νｎ３＞２０    （２０）
但し、νｐ３は該正レンズエレメントのアッベ数の平均値、νｎ３は該負レンズエレメントのアッベ数の平均値である。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８１】
ｘ方向の変換倍率βｘおよびｙ方向の変換倍率βｙは、
βｘ＝０．９９１ （３４）
βｙ＝１．０３０ （３５）
である。したがって、
（ＡＲ１・βｘ）／（ＡＲ２・βｙ）＝１．００ （３６）
であり、（１３）式の条件を満たしている。これにより、光学性能が良好で、理想的なアスペクト比変換が可能なアナモフィックコンバータを実現している。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９９】
結像光学系ＩＦＳによる結像範囲の像面でのアスペクト比ＡＲ１、撮像素子ＩＰの有効撮像領域ＥＰＡのアスペクト比ＡＲ２は、
ＡＲ１＝２．３５    （４０）
ＡＲ２＝１．７８    （４１）
である。また、ｘ方向の変換倍率βｘおよびｙ方向の変換倍率βｙは、
βｘ＝０．９４７    （４２）
βｙ＝１．２５２    （４３）
である。したがって、
（ＡＲ１・βｘ）／（ＡＲ２・βｙ）＝１．００    （４４）
であり、（１３）式の条件を満たしている。これにより、光学性能が良好で、かつ理想的なアスペクト比変換が可能な一次結像あり型のアナモフィックコンバータを達成することができる。