JP3651963B2 - Camera system - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、被写体光を再結像させる光学系で、特に撮影光学系の画角を維持しつつ画面サイズを変換する光学系を備えたカメラシステムおよびこれに用いられる中間レンズユニット、撮像ユニットに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、例えば35mmカメラ(24×36mm)、6×7中判カメラ(56×69mm)等の大きな画面サイズの撮影光学系を利用して小型のCCD[例えば1/3 インチCCD(3.2×4.3mm)]に再結像させて撮影するカメラシステムが提案されている。
【0003】
このカメラシステムは、既存のカメラ本体や撮影光学系(交換レンズ、交換レンズの絞り、シャッター機能、ファインダー等)を流用できると云う長所がある。
【0004】
しかし上述のカメラシステムの再結像光学系は、ファインダー像と撮影像の画面サイズを合わせるために、画角を維持しつつ画面サイズのみを小さくする必要がある。
【0005】
又CCDを用いたカメラシステムにおける代表的なカラー化方式として、(1)CCDの面にオンチップカラーフィルターを配列する方式、(2)モノクロCCDを用い、面のRGBフィルターを時分割で交換する方式、(3)色分解ダイクロイックプリズムにモノクロCCDを配置する方式等があり、そのためにカラー化方式によっては光学系に要求されるバックフォーカスの長さがカラー化方式により異なる。
【0006】
以上のことより、上述のカラーのカメラシステムを実現するためには、画角を維持しつつ画面サイズのみを小さくし、しかも実用的な長さのバックフォーカスを有し、結像性能の優れた再結像光学系が要求される。この要求にもとづきなされた従来例として特開平7−27969号公報のカメラシステムが知られている。
【0007】
図20は従来のカメラシステムの概略図である。図において1は撮影レンズユニット又はテイキングレンズで被写体からの光を結像面に導びく作用を有する。この撮影レンズユニット1にはカメラ本体2に取付けるためのレンズマウント部1aを有し、これをカメラ本体2のマウント2aに取付けられる。カメラ本体2にはクイックリターンミラーM1が設けられている。3はファインダー系、4は撮像ユニットで再結像レンズ5、色分解プリズム6が収納されている。この撮像ユニット4にはカメラ本体2の接続部2bに接続する接続部4aを有し、これにより撮像ユニット4はカメラ本体2に接続される。
【0008】
このカメラシステムは、撮影状態ではない場合には、撮影レンズユニット1内に設けられた撮影光学系(テイキングレンズ)により被写体よりの光は、クイックリターンミラーM1で反射されファインダー3へ向けられファインダーにより観察される。撮影時はクイックリターンミラーM1をはね上げ結像面に結像させ更に再結像レンズ5により画角を変えずに画面サイズを変える。
【0009】
上記の通りの従来のカメラシステムにて用いられる光学系としては、図21に示すような構成のものが考えられ、そのレンズデーターは下記の通りである。r0 =∞ d0 =∞
r1 =∞ d1 =10.0000
r2 =∞ d2 =127.2900
r3 =-1209.0909 d3 =11.0000 n1 =1.77250 ν1 =49.60
r4 =-121.7733 d4 =0.2000
r5 =147.3340 d5 =10.5000 n2 =1.77250 ν2 =49.60
r6 =2599.3181 d6 =0.2000
r7 =68.1839 d7 =10.5000 n3 =1.77250 ν3 =49.60
r8 =108.3374 d8 =80.1551
r9 =-37.1082 d9 =2.2000 n4 =1.48749 ν4 =70.21
r10=50.6969 d10=10.1323
r11=-260.9079 d11=10.5324 n5 =1.80610 ν5 =40.95
r12=-36.8456 d12=1.0149
r13=56.2228 d13=7.3147 n6 =1.80610 ν6 =40.95
r14=650.8019 d14=3.6249
r15=-40.4215 d15=2.1550 n7 =1.51633 ν7 =64.15
r16=49.9415 d16=7.2291
r17=∞(絞り) d17=6.9497
r18=-27.3188 d18=1.7678 n8 =1.69895 ν8 =30.12
r19=260.8560 d19=0.5000
r20=311.6856 d20=9.8730 n9 =1.80610 ν9 =40.95
r21=-37.1814 d21=2.2554
r22=-37.5763 d22=2.6280 n10=1.80518 ν10=25.43
r23=681.0731 d23=16.0533 n11=1.62299 ν11=58.15
r24=-42.8890 d24=0.2276
r25=-627.1196 d25=5.6021 n12=1.77250 ν12=49.60
r26=-75.4328 d26=0.2449
r27=147.9235 d27=5.9990 n13=1.77250 ν13=49.60
r28=-191.2527 d28=0.2000
r29=61.4310 d29=7.1998 n14=1.71999 ν14=50.25
r30=3454.0861 d30=2.0000 n15=1.84666 ν15=23.78
r31=136.2789 d31=3.6505
r32=∞ d32=5.0000 n16=1.51633 ν16=64.15
r33=∞ d33=1.0000
r34=∞ d34=55.0000 n17=1.58267 ν17=46.39
r35=∞ d35=4.9962
r36=∞(像面)
ただしr1 ,r2 ,・・・ は各面の曲率半径、d1 ,d2 ,・・・ は各レンズの肉厚およびレンズ間隔、n1 ,n2 ,・・・ は各レンズの屈折率、ν1 ,ν2 ,・・・ は各レンズのアッベ数である。又r0 は物体(被写体)面、d0 は物体距離、r1 は撮影光学系(テーキングレンズ)LSで便宜上平面で表わしているが実際は多数のレンズにて構成された光学系、r2 は撮影光学系の絞りを示している。
【0010】
尚このデーターおよび後に示す光学系のレンズデーターにおけるr,d等の長さの単位はmmである。
上記光学系では、撮影レンズによって結像される69.5mm×69.5mmの範囲が15mm×15mmの撮像素子上に再結像するように設定してある。又撮影レンズは焦点距離140mmとして設定した。尚後に示す実施例においても、同一の撮影レンズを適用した。
【0011】
図において、LSは前述の撮影光学系(テイキングレンズ)で、絞りS1と共に模式的に示してある。この撮影光学系LSの後方(像側)に記載されているレンズ系が撮影レンズにより形成された像をその画角を維持しかつ画面サイズを変換する光学系つまり再結像レンズ5である。
【0012】
この再結像レンズ中r3〜r8 がフィールドレンズFL、r9 〜r31がリレーレンズRLである。又r32〜r33は水晶等の光学素子、r34〜r35は色分解プリズムである。
【0013】
この光学系においては、撮影光学系LSにより再結像レンズ5中のフィールドレンズFL内に像I1が形成され、更に撮像素子上に像I2が形成される。尚この光学系の再結像レンズ側のFナンバーは1.4である。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
前述のカメラシステムにおいて、画角を維持しつつ画面サイズのみを縮小し、実用的な長さのバックフォーカスを有し、結像性能の優れた再結像光学系を実際に構成しようとすると、撮影レンズユニットからCCDまでの間に再結像レンズを光軸上に配置しなければならず、必然的に撮像ユニットの奥行き方向の寸法が長くなる。更にカラー化方式により色分解ダイクロイックプリズムを用いた場合、撮像ユニットの奥行き寸法は一層長くなる。
【0015】
前述の6×7中判カメラを使用した図20に示す従来例では、データーにも示す通り奥行きの寸法を撮影光学系による結像位置であるフィルムが配置される面からCCDの受像面までの長さをLとすると、L=283mmとなる。
【0016】
また、撮像ユニットの奥行きは、使用する光学系の明るさやCCDの大きさ、再結像レンズの倍率によっては更に長くなる。
【0017】
このように撮像ユニットの奥行き寸法が長くなると、装置全体の重量等のバランスが悪くなり、ファインダーも見ずらくなり、撮影自体に支障をきたすと云った商品性そのものが問題となる。
【0018】
本発明は、再結像光学系を有するカメラシステムにおいて、撮像ユニットの奥行き寸法を極力短くし、良好な撮像を行ない得るカメラシステムを提供するものである。
【0019】
本発明は、上記カメラシステムにおいて、撮影レンズユニットとカメラ本体との間に挿入される中間レンズユニットを提供するものである。
【0020】
更に本発明は、上記カメラシステムに適した撮像ユニットを提供するものである。
【0021】
【課題を解決するための手段】
本発明のカメラシステムは、カメラ本体内の所定の位置に被写体光を結像させる撮影光学系を含み前記カメラ本体に設けられたカメラマウント部と接続し得る第1のレンズマウント部を備えた撮影レンズユニットと、
前記撮影レンズユニットと前記カメラ本体との間に介挿され前記撮影レンズユニット内の前記撮影光学系から射出された被写体光を入射して前記カメラ本体内にむけて射出する第1の中間光学系を含み前記撮影レンズユニットの第1レンズマウント部と接続し得る第2のレンズマウント部と前記カメラ本体のカメラマウント部と接続し得る第3のレンズマウント部とを備えた中間レンズユニットと、
前記カメラ本体の前記カメラマウント部とは反対側に設けられたカメラ本体接続部に接続される撮像ユニット接続部を有する撮像ユニットとを備え、
前記撮像ユニットが前記撮影レンズユニットを接続した中間レンズユニットを前記カメラ本体に接続したときに前記撮影レンズユニット内の撮影光学系から射出された被写体光を前記中間レンズユニット内の第1の中間光学系と共に再結像させる第2の中間光学系と、
前記第2の中間光学系による再結像位置に受像面をおき受光した被写体光を電気信号に変換して出力する撮像手段とを備えていることを特徴としている。
【0022】
即ち、本発明のカメラシステムは、従来知られている35mmカメラ、6×7中判カメラ等である撮影光学系を備えたカメラ本体を利用して、カメラ本体にリレーレンズと撮像手段を備えている撮像ユニットを配置してカメラ本体内のフィルム面上に撮影光学系により形成される被写体光の像をリレーレンズにて撮像手段の受像面上に再結像させる際に、前記撮影光学系を備えた撮影レンズユニットとカメラ本体との間に第1の中間光学系を備えた中間レンズユニットを挿入するもので、しかも前記第1の中間光学系に撮影光学系による像の倍率を変化(縮小)させる役割を持たせることにより、撮像ユニット内に配置されたリレーレンズである第2の中間光学系を前記撮像光学系と第1の中間光学系との合成の光学系により結像された被写体光の像を前記撮像手段の撮像面に再結像させるものとし、これによって撮像ユニットの奥行の長さを短くしたものである。
【0023】
更に本発明は、前記のように撮影レンズユニットとカメラ本体との間に中間レンズユニットを挿入し更にカメラ本体の中間レンズユニットとは反対側に撮像ユニットを取付けたカメラシステムにおいて、前記中間レンズユニットに第1の中間光学系を持たせたことを特徴とする中間レンズユニットに関するもので、この中間レンズユニットを用いることにより、撮像ユニットの奥行の長さを短縮することを可能としたことを特徴としている。
【0024】
又本発明は、前記のように撮影レンズユニットとカメラ本体との間に中間レンズユニットを挿入し、更にカメラ本体の中間レンズユニットとは反対側に撮像ユニットを取り付けたカメラシステムにおいて、その内部に第2の中間光学系を含む撮像ユニットに関するもので、前記第2の中間光学系が前記中間レンズユニットに含まれている第1の中間光学系と共に撮影レンズユニットの撮影光学系を射出した被写体光を撮像手段の受光面上に縮小結像するもので、その奥行方向の長さを短くしたものである。
【0025】
【実施例】
次に本発明のカメラシステムの実施例を図にもとづいて説明する。
【0026】
図1は本発明のカメラシステムの第1の実施例の概略図である。図において1は撮影光学系(テイキングレンズ)をその内部に備えた撮影レンズユニット、1aは撮影レンズユニットに設けられた第1のレンズマウント部、2はカメラ本体で内部にクイックリターンミラーM1を有している。又カメラ本体2にはカメラマウント部2aおよびカメラ本体接続部2bが設けられている。3はファインダー、4は内部に第2の中間光学系LS2(リレーレンズRL)と色分解プリズムP1とを備えた撮像ユニットで、撮像ユニット接続部4aを有している。これらは、図20に示す従来のカメラシステムと実質上同じ構成である。
【0027】
本発明においては、撮影レンズユニット1とカメラ本体2との間に第1の中間光学系を含んでいる中間レンズユニット10を設けたことと、撮像ユニット4の内部に設けた第2の中間光学系において、従来のカメラシステムと相違する。この中間レンズユニット10は、撮影レンズユニット1と接続するための第2のレンズマウント部10aとカメラ本体2との接続用の第3のレンズマウント部10bとを有している。
【0028】
前記の中間レンズユニット10は、その内部に含む第1の中間光学系により撮影光学系から射出する被写体光を受けこれをカメラ本体へ向けて射出する。
【0029】
又撮像ユニット4は第2の中間光学系と3色分解プリズムを含んでおり、この第2の中間光学系により、中間レンズユニット10の第1の中間光学系よりカメラ本体へ射出された被写体光を撮像手段(撮像素子)の撮像面に再結像させる役割を有している。
【0030】
次に本発明の第1の実施例で用いられている光学系について述べる。
【0031】
この第1の実施例の光学系は、図2に示す通りの構成で、LSは撮影光学系、LS1は第1の中間光学系、LS2は第2の中間光学系(リレーレンズRL)で、、第1の中間光学系LS1と第2の中間光学系とで撮像光学系(再結像光学系)を構成する。尚S2は第2の中間光学系内の絞りをあらわしている。又P1は色分解プリズム、P2は水晶、λ/4板、赤外線カットフィルター等の光学素子である。
【0032】
この光学系のように、撮影レンズユニット1とカメラ本体2との間に中間レンズユニット10を挿入することにより、中間レンズユニット10に配置された第1の中間光学系LS1に再結像レンズの一部の機能を持たせることが出来、その結果、撮影光学系LSによる結像位置I1である通常フィルムが置かれている位置から撮像面I2までの距離を短くした。
【0033】
この第1の中間光学系LS1の主たる役割は、撮影光学系LSにより形成される像を縮小して再結像する点と、フィールドレンズとして撮影光学系LSを出た軸外主光線をリレーレンズ系RLへ導く点とにある。
【0034】
又前記第2の中間光学系LS2(リレーレンズ系RL)の主たる役割は、撮影光学系LSにより形成された像を撮像素子の受光面上に再結像する働きと画角を維持したまま画面サイズを変換するための倍率変化の働きとである。
【0035】
上記の図2に示す第1の実施例で用いる光学系のレンズデーターは、下記の通りである。
r0 =∞ d0 =∞
r1 =∞ d1 =10.0000
r2 =∞(絞り) d2 =46.0141
r3 =-85.6434 d3 =7.1570 n1 =1.77250 ν1 =49.60
r4 =-57.3801 d4 =3.0473
r5 =339.1009 d5 =5.7618 n2 =1.77250 ν2 =49.60
r6 =-169.5222 d6 =2.9063
r7 =55.0218 d7 =10.0561 n3 =1.77250 ν3 =49.60
r8 =454.8651 d8 =2.9491 n4 =1.69895 ν4 =30.12
r9 =101.3179 d9 =102.001
r10=∞ d10=-4.4947
r11=608.6554 d11=8.0000 n5 =1.77250 ν5 =49.60
r12=-74.8003 d12=10.4046
r13=77.8124 d13=8.2585 n6 =1.83400 ν6 =37.17
r14=1623.7314 d14=0.9022
r15=26.8797 d15=10.4138 n7 =1.83481 ν7 =42.72
r16=21.6837 d16=4.4719
r17=-319.0580 d17=2.4031 n8 =1.64769 ν8 =33.80
r18=24.3687 d18=6.2439
r19=∞(絞り) d19=5.8207
r20=-18.0536 d20=1.7678 n9 =1.69895 ν9 =30.12
r21=124.5073 d21=11.3669 n10=1.83481 ν10=42.72
r22=-23.9453 d22=2.6938
r23=-22.2900 d23=2.4430 n11=1.69895 ν11=30.12
r24=1215.9259 d24=11.9520 n12=1.83481 ν12=42.72
r25=-40.2427 d25=0.2000
r26=-1807.4841 d26=7.0942 n13=1.56907 ν13=71.30
r27=-70.7088 d27=0.2449
r28=120.5998 d28=6.3741 n14=1.56907 ν14=71.30
r29=-281.2388 d29=0.2000
r30=58.9420 d30=9.4834 n15=1.77250 ν15=49.60
r31=-243.2558 d31=1.8400 n16=1.69895 ν16=30.12
r32=101.3305 d32=3.9972
r33=∞ d33=5.0000 n17=1.51633 ν17=64.15
r34=∞ d34=1.0000
r35=∞ d35=55.0000 n18=1.58267 ν18=46.39
r36=∞ d36=5.0037
r37=∞(像面)
このデーター中のr1 ,r2 ,・・・,d1 ,d2 ・・・その他は、従来の光学系のデーターと同様である。
【0036】
前記データーにおいて、r0 は物体面、r1 は撮影光学系LS、r2 は絞りS2、r3 〜r9 は第1の中間光学系LS1、r10は撮影光学系LSによる結像位置(第1の中間光学系を用いない時の結像位置でカメラ本体内のフィルム面)I1、r11〜r32は第2の中間光学系LS2、r33〜r34は水晶、赤外線カットフィルター等の光学素子P2、r35〜r36は三色分解フィルターP1、r37は撮像面I2である。
【0037】
このデーターで、d9 の部分にカメラ本体2が配置され、その前に中間レンズユニット10が又後ろには撮像ユニット4が配置される。
【0038】
この第1の実施例は、撮影レンズユニット1とカメラ本体2との間に中間レンズユニット10を配置することによって、中間レンズユニット10に含まれる第1の中間光学系LS1に結像レンズの機能の一部を持たせ、その結果撮影光学系LSの通常フィルム面が位置する面I1から撮影面I2までの距離を178mmとして、撮像ユニット4の奥行が短くなっている。尚結像面I1(r10)は第2の中間光学系LS2の第1面(r11)より撮像面側に位置する(レンズ内に存在するため、r10からr11までの間隔d10の値はマイナスであり、又d10は第2の中間光学系の先頭レンズの光軸上の厚さr11とr12の間の間隔である。尚この実施例の再結像倍率および撮影レンズの焦点距離等の設計条件は、図21に示す光学系と同一である。
【0039】
この実施例の第1の中間光学系は、撮影光学系による像を縮小する役割と、フィールドレンズとして撮影光学系より射出した軸外主光線をリレーレンズ系(第2の中間光学系)へ導く役割とを有している。
【0040】
又第2の中間光学系は、撮影光学系により形成された像を再結像する役割と、画角を維持したまま画面サイズを変換するために倍率を変化させる役割とを有している。
【0041】
この第1の実施例によれば、前述のように撮像ユニットの奥行の寸法が小さく、又第1の中間光学系も小さく、カメラシステムを小型になし得る。
【0042】
図3,図4は第1の実施例の変形例で、図3は図1に示す実施例のカメラシステムにおいて色分解プリズムP1 等を用いない例である。又図4は図3と同様に結像レンズLS2の後方には色分解プリズムP1 等を用いず、撮影ユニット1の物体側にRGBフィルターFを取りつけた例である。その他の構成は図1に示すカメラシステムと実質上同じである。
【0043】
次に前記第1の実施例にもとづき、本発明の特徴の一つである撮影光学系より入射する被写体光の射出瞳位置を補正するための手段について述べる。
【0044】
前記の中間光学系LS1は、前述のように像を縮小する作用と軸外主光線を第2の中間光学系LS2(リレーレンズRL)に導く作用を有している。撮影光学系LSを通りこれより射出する軸外主光線は、第1の中間光学系がない場合、光軸から次第に離れる方向に進み、第2の中間光学系(リレーレンズRL)に入射しない。第1の中間光学系LS1は、この軸外主光線を屈折させて第2の中間光学系LS2(リレーレンズRL)の絞りS2の位置に向かうようにする作用も有している。
【0045】
しかし、この第1の中間光学系LS1による軸外主光線を屈折する作用は、撮影光学系の種類によって異なることがある。つまり撮影光学系より射出する軸外主光線の光軸とのなす角は、撮影光学系の種類により異なる場合があり、そのため第1の中間光学系LS1による軸外主光線の屈折角も使用する撮影光学系の種類により異なるものにする必要がある。この撮影光学系より射出する軸外主光線の角度は、別の表現では、軸外の撮影光学系の射出瞳位置と等価であり、したがって撮影光学系の種類により射出瞳位置が異なることになる。
【0046】
撮影光学系の射出瞳位置は、軸外主光線が光軸と交わる位置を光学系のある位置を基準にして測ったものである。例えば、撮影光学系の結像位置であるフィルム面を基準として測る場合、この基準位置から軸外主光線が光軸と交わる位置までの距離を射出瞳位置と呼ぶこととすると、この射出瞳位置が近いか遠いかにより軸外主光線の光軸とのなす角が異なる。具体的には射出瞳位置が遠ければ遠い程軸外主光線の角度は小さくなる。
【0047】
このように交換可能な撮影光学系は、その種類により様々な射出瞳位置を持ち、その値は撮影光学系に固有な値である。
【0048】
このような各種の撮影光学系が、カメラシステムに装着され又交換使用される場合、ある撮影光学系に関しては、軸外主光線がスムーズにフィールドレンズFLを通りリレーレンズRL中に到達するが、異なる射出瞳を持つ他の撮影光学系が装着された場合、フィールドレンズFL(第1の中間光学系)を通った軸外主光線は、リレーレンズRL(第2の中間光学系)の中に到達せず、結果として画面周辺が暗くなり、極端な場合は画面周辺の視野がけられることになる。
【0049】
本発明では、第1の中間光学系に撮影光学系のずれを補正する作用を待たせて異なる射出瞳位置の撮影光学系を使用した場合でも射出瞳位置のずれを補正し画面周辺が暗くなり又視野のけられのないようにしている。
【0050】
次に中間光学系による射出瞳位置を補正するための具体的な手段について説明する。
【0051】
図5は、本発明の第2の実施例である射出瞳位置を補正する手段を備えた光学系を示すもので、異なる射出瞳位置の撮影光学系LSに関するものを(A),(B)に示すものである。この実施例においては、第1の中間光学系が二つのレンズ群G1,G2にて構成されていて、ある撮影光学系を用いた時の(A)に示す状態から他の撮影光学系を用いた時の(B)に示す状態へ間隔D1 ,D2 ,D3 (撮影光学系の射出瞳から中間光学系までの間隔D1 、第1の中間光学系のレンズ群G1とレンズ群G2との間隔D2 、中間光学系から中間光学系による結像位置までの間隔D3 )を変化させることによって調整を行なっている。
【0052】
この光学系のデーターは、下記の通りである。
尚基準位置は第1の中間光学系の結像位置(r17)である。
このデーターから明らかなように、間隔D1 ,D2 ,D3 を変化させることにより、第1の中間光学系の結像位置を基準にして、状態(A)と状態(B)とで射出瞳位置を調整し得ることがわかる。
【0053】
図6は前記の本発明の第2の実施例の光学系の他の例を示すものである。同様に図6(A)はある撮影光学系を用いた場合の第1の中間光学系の状態を示し、図6(B)は(A)における撮影光学系とは異なる他の撮影光学系を用いた時の第1の中間光学系の状態を示す図である。
【0054】
この図に示す光学系のレンズデーターは、下記の通りである。
尚基準位置は第1の中間光学系の結像位置(r18)である。
上記光学系も、データー中のD1 ,D2 ,D3 を変化させることにより使用する撮影光学系に対応してその射出瞳位置を補正し得る。
【0055】
次に本発明の第3の実施例である前記の射出瞳位置の補正に関する具体的手段の他の例を備えた光学系を示す。この実施例では、中間光学系の結像位置付近に着脱可能にレンズを配置する方法、又はパワーの異なるレンズを交換可能に配置することによって射出瞳位置の補正を行なっている。
【0056】
図7は上記の補正手段を示す概略図であってLSは撮影光学系、LS1第1のは中間光学系であり、CLは射出瞳位置補正用レンズである。このように第1の中間光学系の結像位置付近に補正用レンズCLを配置することにより、軸外主光線を曲げることが出来、軸外主光線を第2の中間光学系LS2(リレーレンズRL)に導くことが可能である。つまり撮影光学系の交換に応じて第1の中間光学系中の補正用レンズCLを挿脱して射出瞳位置の補正を可能にしたものである。
【0057】
図7に示す第3の実施例の射出瞳位置の補正手段は、2段階の補正を行なうものであるが、パワーの異なる複数の補正用レンズを用いることによって多段階の補正が可能である。
【0058】
図8は第3の実施例において多くの補正用レンズを交換可能とするもので、(A)に示す第1の中間光学系LS1の結像位置付近に、(B)に示す通りの円盤上にパワーの異なる補正レンズCL1,CL2,CL3,CL4を配置し、円板を回転させることにより、使用する撮影光学系に応じてレンズCL1,CL2,・・・を選択することにより4段階に切換えて補正することが可能である。つまり補正レンズをターレット式で切換えるものである。
【0059】
図9は射出瞳位置を補正するための更に他の具体的手段を示す概略図である。この図9においてレンズCL5は、第1の中間光学系の結像位置近傍におかれた屈折力を機械的に変え得る透明弾性体例えば特開昭62−163401号公報に示すようなシリコンゴムにて作成したもので、力を加えることによりレンズ形状を変化させてレンズの屈折力を変化させ軸外主光線の角度である射出瞳位置を切換えるようにしている。
【0060】
この透明弾性体よりなるレンズの代りに、特開平4−34512号公報に記載されているような液体レンズを用い、その屈折力を変化させることによっても同様に射出瞳位置の切換えが可能である。
【0061】
または補正用レンズとして屈折力を電気的に変え得る液晶レンズを用いて同様に屈折力を変化させることも出来る。具体的には特開平4−345124号公報に記載されている液晶レンズを用い液晶の屈折率を変えることにより射出瞳位置を補正することが出来る。
【0062】
次に第1の中間光学系LS1を挿入した時のファインダー光学系に対する影響について述べる。
【0063】
前述のように第1の中間光学系LS1を撮影レンズユニット1とカメラ本体2との間に挿入したことにより像の倍率が変化する。具体的には第1の中間光学系により縮小倍すると云う働きをする。このように第1の中間光学系LS1を含む中間レンズユニットを装着することにより撮像側では画面サイズが変換される。一方観察側(ファインダー側)では、画角,倍率が変化する。つまり縮小倍する作用を有する第1の中間光学系を用いない図20に示す従来の光学系の場合、被写体光は撮影光学系により撮像側ではフィルム面に結像されると共にファインダー側ではフィルム面に対応する位置に結像されるが、本発明ではこの縮小倍する作用を持つ第1の中間光学系を挿入するために撮影光学系LSと第1の中間光学系とで構成される光学系は、元の撮影光学系のみの焦点距離とは異なる焦点距離となり、そのためファインダー側では第1の中間光学系挿入前と挿入後とでは撮影範囲とファインダー視野が異なり、又焦点距離がずれてしまう。
【0064】
本発明では、第1の中間光学系を挿入した際のこのファインダー側に対する影響を解消するための手段を備えている点も特徴としている。
次に第4の実施例にもとづいてこのファインダー系に対する影響を解消するための手段を説明する。
【0065】
図10は、ファインダー系に対する影響を除去した本発明の第4の実施例の第1の中間光学系の構成を示す図であって、(A)はクイックリターンミラー(反射光学系)をはね上げての撮像時、(B)はクイックリターンミラーを下げてファインダーにての観察時(フレーミングの時)の構成である。この図に示すように第1の中間光学系LS1は、レンズ群G1とレンズ群G2より形成し、これらレンズ群G1,G2を移動させ、撮影光学系の射出瞳位置からレンズ群G1までの距離D1 、レンズ群G1とレンズ群G2との間隔D2 、レンズ群G2から第1の中間光学系による像位置(撮影光学系と第1の中間光学系との合成の光学系による結像位置)までの距離D3 を変化させ、これにより第1の中間光学系の焦点距離を変化させている。つまり図10(A)の状態では、撮影光学系と第1の中間光学系との合成の焦点距離を撮像時に合わせ、又図10(B)の状態では、撮影光学系の焦点距離を変化させないようにする。
【0066】
ここで図10に示す第4の実施例の光学系のデーターを示す。
この実施例においては、上記データーに示す通りの値にD1 ,D2 ,D3 を変化させ、撮影光学系と第1の中間光学系との合成の焦点距離は、撮像時[図10(A)]では56mm、又観察時[図10(B)]では140mmである。尚撮影光学系のみの焦点距離は140mmを想定している。このように、この第4の実施例は、ファインダー側では、撮影光学系と第1の中間光学系の合成の焦点距離が撮影光学系のみの焦点距離と同じ値であり、又撮像時の合成の焦点距離は56mmと小になり縮小倍率になり、約0.4倍に縮小される。
【0067】
図11(A),(B)は、本発明において、第1の中間光学系を挿入した時でもファインダーによる良好な観察を行ない得るように調整可能とした他の実施例である第5の実施例を示す概略図である。
【0068】
この実施例は、第1の中間光学系を挿脱可能として上記調整を行なうようにしたものである。
【0069】
図11において、LSは撮影光学系、LS1は第1の中間光学系、LS2は第2の中間光学系(リレーレンズ)で(A)の撮像時には第1の中間光学系LS1を挿入して、撮影光学系LSと第1の中間光学系LS1と第2の中間光学系LS2とにより被写体光を撮像素子上に結像する。この時クイックリターンミラー(反射光学系)M1ははね上げられている。又(B)は観察時であって第1の中間光学系は光路から外され又クイックリターンミラーM1が光路中に配置されてファインダーでの観察が行なわれる。この(B)においては第1の中間光学系LS1が光路から除かれているため、光学系の焦点距離は、撮影光学系の焦点距離そのものである。
【0070】
図12は、第4,第5の実施例において焦点距離の切換えのタイミングを示す図である。この図において、(a)はレリーズでa1がオン、(b)はレンズシャッターの開閉でb1が閉じた時、b2が開いた時、(c)はミラー位置でc1がアップでc2がダウン更に(d)は焦点距離の切換えでd1は撮像時でd2は観察時である。
【0071】
図12においてレリーズ前は、シャッター(b)はb2にあり開いており、ミラー(c)はc2にあり下りており、焦点距離(d)は観察時であるd2になっており、被写体光はファインダー側へ達し又ファインダーでの観察が可能である。この状態でt1 の時点でレリーズ(a)をオン(a1)にするとその後t2 にてシャッターが閉じ(b1)、続いてt3 にてミラー(c)はc2 からc1 に変わりアップされ又焦点距離(d)はd2からd1に変わり撮像時の焦点距離に変わる。更にt4 においてシャッター(b)がb1からb2により開かれて被写体光は撮像側に進み撮像される。撮像終了後のt5 においてシャッターが閉じ又t6 においてミラーはダウンし焦点距離は観察側に変わり、t7 にてシャッターが開き元の状態にもどる。
【0072】
本発明のカメラシステムのように、撮影レンズユニットの後ろに中間レンズユニットを挿入して撮影光学系の後方に第1の中間光学系を配置し場合、この第1の中間光学系により撮影光学系による像が縮小されて光路中に結像される。このような光学系においてファインダー側で観察する場合、ファインダー側にも小さな像が結像されるので、通常のファインダーでは観察しにくい。
【0073】
この問題を解決するために、本発明ではファインダー側又は撮像ユニット内の撮像面側に光路を切換えるための反射光学系をおき反射されたファインダー側の光学系に、第1の中間光学系にて縮小された像を拡大させて再結像させる役割を持たせている。
【0074】
図13は、前記のファインダー側の像を拡大するための第6の実施例の光学系を示す図である。この図13においてLSは撮影光学系、S1はその射出瞳、LS1は第1の中間光学系、M1,M2は光路をファインダー側へ向ける反射鏡(反射光学系)、LS3はファインダー用光学系、I3はファインダー用光学系LS3により結像された拡大像で、これにより拡大された観察しやすいファインダーを構成する。
【0075】
この第6の実施例の光学系のデーターは次の通りである。
r0 =∞ d0 =∞
r1 =∞ d1 =10.0000
r2 =∞ d2 =46.0141
r3 =-85.6434 d3 =7.1570 n1 =1.77520 ν1 =49.60
r4 =-57.3801 d4 =3.0473
r5 =339.1009 d5 =5.7618 n2 =1.77250 ν2 =49.60
r6 =-169.5222 d6 =2.9063
r7 =55.0218 d7 =10.0561 n3 =1.77250 ν3 =49.60
r8 =454.8651 d8 =2.9491 n4 =1.69895 ν4 =30.12
r9 =101.3179 d9 =52.0001
r10=∞ d10=-50.5019
r11=-89.3557 d11=-8.0973 n5 =1.83400 ν5 =37.17
r12=155.6836 d12=-0.2000
r13=-24.1732 d13=-13.3283 n6 =1.77250 ν6 =49.60
r14=233.3051 d14=-3.1675 n7 =1.69895 ν7 =30.12
r15=-13.4856 d15=-17.0484
r16=13.4337 d16=-3.0292 n8 =1.63980 ν8 =34.48
r17=816.1918 d17=-9.3085 n9 =1.63854 ν9 =55.38
r18=23.1101 d18=-1.2872
r19=67.1623 d19=-4.4975 n10=1.56907 ν10=71.30
r20=28.4103 d20=-25.0000
r21=∞ d21=178.9927
r22=∞
上記データー中r10は反射鏡M1 、r21は反射鏡M2 、r22はファインダー用光学系による結像位置である。又第1の中間光学系LS1の結像倍率は0.40、ファインダー用光学系LS3の結像倍率は,−2.5である。
【0076】
このように第1の中間光学系により縮小された像をファインダー用光学系により拡大して観察することが出来る。
【0077】
図14は他のファインダー用光学系を示す図である。図においてクイックリターンミラー(反射鏡M1)までは、図13に示す光学系と同じである。又ファインダー側の光学系は、光学系LS3およびレンズ群G1,G2よりなる接眼光学系ELとにて構成されている。又M2は図13と同様反射鏡である。
【0078】
この実施例の光学系では、第1の中間光学系LS1から射出した光は、反射鏡M1にて反射され光学系LS3により同じ倍率で接眼光学系ELのレンズ群G1付近に再結像される。更に接眼光学系ELにより像が拡大観察される。
【0079】
この実施例のデーターは、下記の通りである。
r0 =∞ d0 =∞
r1 =∞ d1 =10.0000
r2 =∞(絞り) d2 =46.0141
r3 =-85.6434 d3 =7.1570 n1 =1.77520 ν1 =49.60
r4 =-57.3801 d4 =3.0473
r5 =339.1009 d5 =5.7618 n2 =1.77250 ν2 =49.60
r6 =-169.5222 d6 =2.9063
r7 =55.0218 d7 =10.0561 n3 =1.77250 ν3 =49.60
r8 =454.8651 d8 =2.9491 n4 =1.69895 ν4 =30.12
r9 =101.3179 d9 =52.0001
r10=∞ d10=-101.1950
r11=-66.3150 d11=-8.0907 n5 =1.83400 ν5 =37.17
r12=675.3393 d12=-0.2000
r13=-24.2696 d13=-13.4254 n6 =1.77250 ν6 =49.60
r14=439.1123 d14=-3.1588 n7 =1.69895 ν7 =30.12
r15=-12.9765 d15=-16.8685
r16=13.7225 d16=-3.3430 n8 =1.63980 ν8 =34.48
r17=-65.8002 d17=-9.3438 n9 =1.63854 ν9 =55.38
r18=23.0053 d18=-2.5776
r19=85.2345 d19=-5.4035 n10=1.56907 ν10=71.30
r20=30.3318 d20=-40.0000
r21=∞ d21=61.2877
r22=-42.6404 d22=4.0000 n11=1.77250 ν11=49.60
r23=-58.6786 d23=0.2000
r24=192.4150 d24=8.0000 n12=1.77250 ν12=49.60
r25=-54.1481 d25=67.1580
r26=24.2145 d26=2.0000 n13=1.71736 ν13=29.51
r27=21.8905 d27=2.0000
r28=33.3280 d28=5.0000 n14=1.62280 ν14=57.06
r29=203.6289 d29=94.9900
r30=∞
このデーターの光学系は、第1の中間光学系の結像倍率は、図13の光学系と同じ0.4倍、光学系LS3による結像倍率は1倍、又接眼光学系の焦点距離は65mmである。
【0080】
上記データー中、r1 は撮影光学系LS、r2 は絞り、r3 〜r9 は第1の中間光学系LS1、r10は反射鏡M1、r11〜r20はファインダー光学系LS3、r21は反射鏡M2、r22〜r29は接眼光学系で、r30はアイポイント位置である。
【0081】
図15の(A),(B)は他の第8の実施例の概略図で、(A)は撮像ユニットがカメラ本体内に挿入された状態、(B)はカメラ本体と撮像ユニットが切り離された状態を示す図である。この実施例は、図1に示す第1の実施例と同じ構成であるが、この実施例では撮像ユニット4を取付け用挿入部4bをもって取付けた構成とし、この取付け用挿入部4bを含む撮像ユニット4内に第2の中間光学系(リレーレンズLS2)の一部分(先方の部分)を配置した構成である。
【0082】
この第8の実施例では、観察の際は、撮影レンズユニット1、中間レンズユニット10、カメラ本体2のみを用い、クイックリターンミラーM1を下げてファインダー3による観察を行なう。又撮像時は、図15(B)に示すようにカメラ本体2のクイックリターンミラーM1をはね上げた状態とし、(A)のように撮像ユニット4の取付け用挿入部4bをカメラ本体内に挿入してカメラ本体に固定する。この状態にて撮影光学系と第1の中間光学系と第2の中間光学系との合成された光学系により被写体光が撮像素子の受光面上に結像されるように構成されている。つまり第2の中間光学系による再結像位置が前記受光面となるように第2の中間光学系が構成されている。
【0083】
この実施例で用いられる第2の中間光学系の一例を示すと図16に示す。又このレンズデーターは、次の通りである。
r0 =∞ d0 =∞
r1 =∞ d1 =10.0000
r2 =∞ d2 =42.3094
r3 =-41.4782 d3 =10.1468 n1 =1.51633 ν1 =64.15
r4 =-37.8262 d4 =8.0223
r5 =108.6632 d5 =10.4838 n2 =1.77250 ν2 =49.60
r6 =-103.0068 d6 =0.4924
r7 =30.6846 d7 =16.1745 n3 =1.60311 ν3 =60.68
r8 =-418.3918 d8 =3.2298 n4 =1.80518 ν4 =25.43
r9 =48.9807 d9 =31.1212
r10=-25.8909 d10=2.2000 n5 =1.48749 ν5 =70.21
r11=74.5986 d11=10.9097
r12=2625.6601 d12=13.2936 n6 =1.77250 ν6 =49.60
r13=-33.6700 d13=1.6246
r14=44.4341 d14=16.9630 n7 =1.83400 ν7 =37.17
r15=227.6967 d15=4.7771
r16=-43.0586 d16=2.8977 n8 =1.60342 ν8 =38.02
r17=31.3949 d17=7.1531
r18=∞(絞り) d18=9.1042
r19=-19.4177 d19=1.7983 n9 =1.72825 ν9 =28.46
r20=-60.4697 d20=8.4471 n10=1.81600 ν10=46.62
r21=-29.6940 d21=1.8512
r22=-81.8550 d22=2.4404 n11=1.69895 ν11=30.12
r23=-222.0465 d23=12.2354 n12=1.81600 ν12=46.62
r24=-55.6437 d24=0.2000
r25=246.1377 d25=12.2716 n13=1.56907 ν13=71.30
r26=-67.0378 d26=0.2449
r27=99.1945 d27=7.8527 n14=1.56907 ν14=71.30
r28=-231.6542 d28=0.2000
r29=54.3321 d29=13.6397 n15=1.48749 ν15=70.21
r30=-79.3281 d30=1.8361 n16=1.72825 ν16=28.46
r31=93.9123 d31=4.6019
r32=∞ d32=5.0000 n17=1.51633 ν17=64.15
r33=∞ d33=1.0000
r34=∞ d34=55.0000 n18=1.58267 ν18=46.39
r35=∞ d35=4.9813
r36=∞
図16に示す光学系およびこの光学系のデーターにおいて、r1 は撮影光学系LS、r2 は絞り、r3 〜r9 は第1の中間光学系LS1、r10〜r31は第2の中間光学系LS2、r32〜r33は赤外線カットフィルター等の光学素子、r34〜r35は3色分解プリズムであり、又r18は第2の中間光学系の絞りである。
【0084】
前記のように図16およびデーターは、撮影光学系、中間光学系を含めて示してある。この図およびデーターに示すように、この実施例では、図16に示すようにカメラ本体内に撮像ユニットの一部(取付け用挿入部)を挿入することにより、第2の中間光学系を第1の中間光学系に近接配置した設計になし得る。つまり第1の中間光学系LS1と第2の中間光学系LS2との間隔d4 が比較的小になっている。これによって、第2の中間光学系の一部をカメラ本体内に挿入した状態にて被写体光を撮像素子の受光面上に結像させることが出来る。つまり、撮像ユニットの奥行を短縮出来る。この図14に示す光学系の第1の中間光学系の結像面から第2の中間光学系の結像面(撮像素子の受光面)までの距離は、145mmである。
【0085】
図17は、上記第8の実施例における撮像ユニット4の取付け用挿入部の挿入とクイックリターンミラーの切換えとその他の制御について示す図である。
【0086】
図において左上に示すカメラ本体2等が図16(A)に示す第8の実施例の取付け用挿入部を挿入した状態を示し、これに対し制御用の電気回路系をブロック図として示してある。この回路図において、12は撮像回路、13は信号変換回路、14は表示駆動部、15はCPU、16はトリガー回路、17はCCD駆動部、18は挿入駆動部、19はミラー制御部、20はディスプレイ表示部である。
【0087】
図において、3色分解フィルターP1の後方に配置された撮像素子11よりの信号は撮像回路12に入力される。この信号は撮像回路12にて撮像処理されて信号処理回路13へ出力される。一方撮像回路12で信号処理された表示用の信号は、ディスプレイ用の信号に変換されてディスプレイの駆動回路14を経由してディスプレイ20に表示される。
【0088】
一方、カメラ本体2には挿入検出部(図示してない)が配置されており、撮像ユニット4の取付け挿入部が挿入されると、カメラ本体2の接続部2bおよび撮像ユニット4の接続部4aにメカスイッチ(図示してない)が設けられている。そして撮像ユニット4の取付け用挿入部がカメラ本体2内に挿入されるとメカスイッチがオン状態になる構成にしてある。このオン信号を挿入検知部18が検知すると信号がCPU15へ送られる。CPU15は、この検知信号を認識しミラー制御を行ないクイックリターンミラーをはね上げる。同時にCPU15よりの信号にもとづいて、表示駆動が行なわれ、被写体光に基づいた画像がディスプレイ14に表示可能となる。
【0089】
上記のようにCPU15により制御が行なわれるが、この制御をフローチャートで示したのが図18である。この図に示すように、シーケンスが始まると、撮像ユニットがカメラ本体に接続されたか否かを判断する(181)。撮像ユニットが接続されていない時は、そのまま制御を終了する。撮像ユニットが接続されている時には、前述のようにミラーをはね上げて固定し、又ディスプレイ20の表示回路14を駆動し、その後終了する。
【0090】
図19は、第9の実施例の構成を示す概略図である。この実施例は、光学系の光路を90°曲げることによって撮像ユニットの奥行方向の長さを更に短くした例である。即ち、この実施例においては、撮像ユニット4内に反射光学系M3を配置することによりカメラ本体より射出し撮像ユニットに入射する被写体光の光路を反射させて90°曲げ図面下方に向けるようにしたもので、これによって撮像ユニットの奥行方向つまり撮影光学系の光軸に沿った方向の長さを短くしている。
【0091】
【発明の効果】
(1)本発明の請求項1のカメラシステムは、大きな画面サイズの撮影光学系を利用して小型の撮像素子上に撮像するもので、撮像ユニットの奥行の寸法が小で、バランスの良い装置になし得るものである。又ファインダー像が見やすく、良好な撮像が可能なカメラシステムを実現し得る。
(2)本発明の請求項2の中間レンズユニットは、大きな画面サイズの撮影光学系を利用して小型の撮像素子上に撮像するカメラシステムに用いれば、カメラシステムにおける、撮像ユニットの奥行の寸法を小になし得、バランスの良い装置になし得るものである。又ファインダー像が見やすく、良好な撮像が可能なカメラシステムを実現し得る。
(3)本発明の請求項3の撮像ユニットは、大きな画面サイズの撮影光学系を利用して小型の撮像素子上に撮像するカメラシステムに用いれば、撮像ユニットの奥行の寸法が小で、バランスの良い装置になし得るものである。又ファインダー像が見やすく、良好な撮像が可能なカメラシステムを実現し得る。
(4)請求項4の発明によれば異なる種類の撮影レンズユニットの撮影光学系による画面周辺部の光量落ち特性(周辺光量特性)変化が少なくなる。撮像ユニットが色分解ダイクロイックプリズムを含む場合は、プリズムへの斜入射による画面内の色むらを防ぐことが出来る。
(5)請求項5の発明によれば、請求項4の発明による効果に加え、レンズの移動に応じ、無段階に射出瞳位置を補正出来る。
(6)請求項6の発明によれば光軸方向の移動スペースを確保する必要がないので、請求項4の発明による効果に加え、中間レンズユニットの光軸方向の寸法を小型化出来る。
(7)請求項7の発明によれば光軸方向の移動スペースを確保する必要がないので、中間レンズユニットの寸法が小型化出来る。又レンズの移動に応じ、無段階に射出瞳位置を補正出来る。
(8) 請求項8の発明によれば、撮像ユニットの奥行き寸法が小さくなり、且つ撮影範囲とファインダ視野が一致する。又ファインダ側結像位置が、中間レンズユニットの有無によって変化しない。
(9) 請求項9の発明によれば光軸のみの移動なので請求項8の発明による効果に加え、中間光学系の径方向の寸法が小型化出来る。
(10)請求項10の発明によれば、光軸方向の移動スペースを確保する必要がないので、請求項8の発明による効果に加え、中間光学系の光軸方向の寸法が小型化出来る。
(11)請求項11の発明によれば、撮影時間が短くなる。又撮影操作が少なくなるので、使い勝手が良くなる。
(12) 請求項12の発明によれば、撮影ユニットの奥行寸法が小さくなり、且つ大きなファインダ像が観察でき使いやすい。又撮影範囲とファインダ視野が一致する。更にのぞき込むタイプのファインダとなるので、太陽光などの有害光を遮蔽(カット)することができる見やすいファインダとなる。又接眼レンズが不要なので、光学系が簡素化出来る。
(13)請求項13の発明によれば、撮像ユニットの奥行寸法が小さくなる。
(14)請求項14の発明によれば、自動的にミラーアップを禁止するので、誤操作がなくなり使いやすくなる。又自動的に表示するので、操作が少なくなり撮影上の使い勝手が良くなる。
(15)請求項15の発明によれば、撮像ユニットの奥行寸法が小さくなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のカメラシステム第1の実施例の概略図
【図2】上記第1の実施例で用いる光学系の構成を示す図
【図3】上記第1の実施例の変形例の概略図
【図4】上記第1の実施例の他の変形例の概略図
【図5】本発明の第2の実施例の光学系の構成を示す図
【図6】本発明の第2の実施例の他の光学系の構成を示す図
【図7】本発明の第3の実施例の構成を示す図
【図8】本発明の第3の実施例の他の構成を示す図
【図9】本発明の第3の実施例の他の構成を示す図
【図10】本発明の第4の実施例の光学系の構成を示す図
【図11】本発明の第5の実施例の概略図
【図12】上記第4、第5の実施例における焦点距離切換のタイミングを示す図
【図13】本発明の第6の実施例の光学系の構成を示す図
【図14】本発明の第7の実施例の他の光学系の構成を示す図
【図15】本発明の第8の実施例の概略図
【図16】上記第8の実施例で用いられる光学系を示す図
【図17】上記第8の実施例の制御のための回路図
【図18】上記制御のフローチャート
【図19】本発明の第9の実施例の概略図
【図20】従来のカメラシステムの概略図
【図21】従来のカメラシステムで用いる光学系の構成を示す図
【符号の説明】
1 撮影レンズユニット、2 カメラ本体、3 ファインダー、
4 撮像ユニット、5 中間レンズユニット、LS 撮影光学系、
LS1 第1の中間光学系、LS2 第2の中間光学系[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to an optical system that re-images subject light, and more particularly to a camera system including an optical system that converts a screen size while maintaining the angle of view of a photographing optical system, and an intermediate lens unit and an imaging unit used therefor Is.
[0002]
[Prior art]
In recent years, small CCDs [for example, 1/3 inch CCD (3.2 ×, for example, 3 × 4.3 mm)] has been proposed.
[0003]
This camera system has the advantage that the existing camera body and imaging optical system (interchangeable lens, interchangeable lens aperture, shutter function, viewfinder, etc.) can be used.
[0004]
However, the re-imaging optical system of the camera system described above needs to reduce only the screen size while maintaining the angle of view in order to match the screen sizes of the finder image and the captured image.
[0005]
In addition, as a typical colorization method in a camera system using a CCD, (1) a method in which on-chip color filters are arranged on the surface of the CCD, and (2) a monochrome CCD is used, and the RGB filters on the surface are replaced in a time-sharing manner. And (3) a system in which a monochrome CCD is arranged on a color separation dichroic prism. For this reason, the back focus length required for the optical system differs depending on the colorization method.
[0006]
As described above, in order to realize the above-described color camera system, only the screen size is reduced while maintaining the angle of view, the back focus has a practical length, and the imaging performance is excellent. A re-imaging optical system is required. As a conventional example based on this requirement, a camera system disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 7-27969 is known.
[0007]
FIG. 20 is a schematic diagram of a conventional camera system. In the figure,
[0008]
When the camera system is not in the shooting state, light from the subject is reflected by the quick return mirror M1 by the shooting optical system (taking lens) provided in the
[0009]
As an optical system used in the conventional camera system as described above, an optical system having a structure as shown in FIG. 21 is conceivable, and lens data thereof is as follows. r 0 = ∞ d 0 = ∞
r 1 = ∞ d 1 = 10.0000
r 2 = ∞ d 2 = 127.2900
r Three = -1209.0909 d Three = 11.0000 n 1 = 1.77250 ν 1 = 49.60
r Four = -121.7733 d Four = 0.2000
r Five = 147.3340 d Five = 10.5000 n 2 = 1.77250 ν 2 = 49.60
r 6 = 2599.3181 d 6 = 0.2000
r 7 = 68.1839 d 7 = 10.5000 n Three = 1.77250 ν Three = 49.60
r 8 = 108.3374 d 8 = 80.1551
r 9 = -37.1082 d 9 = 2.2000 n Four = 1.48749 ν Four = 70.21
r Ten = 50.6969 d Ten = 10.1323
r 11 = -260.9079 d 11 = 10.5324 n Five = 1.80610 ν Five = 40.95
r 12 = -36.8456 d 12 = 1.0149
r 13 = 56.2228 d 13 = 7.3147 n 6 = 1.80610 ν 6 = 40.95
r 14 = 650.8019 d 14 = 3.6249
r 15 = -40.4215 d 15 = 2.1550 n 7 = 1.51633 ν 7 = 64.15
r 16 = 49.9415 d 16 = 7.2291
r 17 = ∞ (aperture) d 17 = 6.9497
r 18 = -27.3188 d 18 = 1.7678 n 8 = 1.69895 ν 8 = 30.12
r 19 = 260.8560 d 19 = 0.5000
r 20 = 311.6856 d 20 = 9.8730 n 9 = 1.80610 ν 9 = 40.95
r twenty one = -37.1814d twenty one = 2.2554
r twenty two = -37.5763 d twenty two = 2.6280 n Ten = 1.80518 ν Ten = 25.43
r twenty three = 681.0731 d twenty three = 16.0533 n 11 = 1.62299 ν 11 = 58.15
r twenty four = -42.8890 d twenty four = 0.2276
r twenty five = -627.1196 d twenty five = 5.6021 n 12 = 1.77250 ν 12 = 49.60
r 26 = -75.4328 d 26 = 0.2449
r 27 = 147.9235 d 27 = 5.9990 n 13 = 1.77250 ν 13 = 49.60
r 28 = -191.2527 d 28 = 0.2000
r 29 = 61.4310 d 29 = 7.1998 n 14 = 1.71999 ν 14 = 50.25
r 30 = 3454.0861 d 30 = 2.0000 n 15 = 1.84666 ν 15 = 23.78
r 31 = 136.2789 d 31 = 3.6505
r 32 = ∞ d 32 = 5.0000 n 16 = 1.51633 ν 16 = 64.15
r 33 = ∞ d 33 = 1.000
r 34 = ∞ d 34 = 55.0000 n 17 = 1.58267 ν 17 = 46.39
r 35 = ∞ d 35 = 4.9962
r 36 = ∞ (image plane)
Where r 1 , R 2 , ... are the radii of curvature of each surface, d 1 , D 2 , ... are the thickness of each lens and the lens interval, n 1 , N 2 , ... are the refractive indices of each lens, ν 1 , Ν 2 , ... are Abbe numbers of each lens. R 0 Is the object (subject) surface, d 0 Is the object distance, r 1 Is a photographing optical system (taking lens) LS, which is represented by a plane for convenience, but is actually an optical system composed of a large number of lenses, r 2 Indicates the aperture of the photographing optical system.
[0010]
The unit of length of r, d, etc. in this data and lens data of the optical system shown later is mm.
In the above optical system, the range of 69.5 mm × 69.5 mm imaged by the taking lens is set so as to re-image on the image sensor of 15 mm × 15 mm. The photographing lens was set with a focal length of 140 mm. In the examples shown later, the same photographing lens was applied.
[0011]
In the drawing, LS is the above-described photographing optical system (taking lens) and is schematically shown together with the stop S1. The lens system described behind (image side) of the photographing optical system LS is an optical system that maintains the angle of view of the image formed by the photographing lens and converts the screen size, that is, the
[0012]
In this re-imaging lens Three ~ R 8 Is field lens FL, r 9 ~ R 31 Is a relay lens RL. R 32 ~ R 33 Is an optical element such as quartz, r 34 ~ R 35 Is a color separation prism.
[0013]
In this optical system, an image I1 is formed in the field lens FL in the
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
In the camera system described above, when trying to actually construct a re-imaging optical system that reduces the screen size while maintaining the angle of view, has a practically long back focus, and has excellent imaging performance, A re-imaging lens must be disposed on the optical axis between the photographing lens unit and the CCD, and the depth of the imaging unit is inevitably increased. Further, when the color separation dichroic prism is used by the colorization method, the depth dimension of the imaging unit is further increased.
[0015]
In the conventional example shown in FIG. 20 using the above-described 6 × 7 medium format camera, the depth dimension is as shown in the data from the surface on which the film, which is the imaging position by the photographing optical system, to the image receiving surface of the CCD. When the length is L, L = 283 mm.
[0016]
Further, the depth of the imaging unit is further increased depending on the brightness of the optical system used, the size of the CCD, and the magnification of the re-imaging lens.
[0017]
When the depth dimension of the image pickup unit is increased in this way, the balance of the weight of the entire apparatus becomes worse, the viewfinder becomes difficult to see, and the merchantability itself that hinders photographing itself becomes a problem.
[0018]
The present invention provides a camera system having a re-imaging optical system in which the depth dimension of an imaging unit is shortened as much as possible and good imaging can be performed.
[0019]
The present invention provides an intermediate lens unit that is inserted between a photographing lens unit and a camera body in the camera system.
[0020]
Furthermore, the present invention provides an imaging unit suitable for the camera system.
[0021]
[Means for Solving the Problems]
The camera system of the present invention includes an imaging optical system that forms an image of subject light at a predetermined position in the camera body, and includes a first lens mount unit that can be connected to a camera mount unit provided in the camera body. A lens unit;
A first intermediate optical system that is inserted between the photographic lens unit and the camera body and that enters the subject light emitted from the photographic optical system in the photographic lens unit and emits it toward the camera body. An intermediate lens unit comprising: a second lens mount portion that can be connected to the first lens mount portion of the photographic lens unit; and a third lens mount portion that can be connected to the camera mount portion of the camera body;
An imaging unit having an imaging unit connection portion connected to a camera body connection portion provided on the opposite side of the camera mount portion of the camera body,
When the imaging unit connects the intermediate lens unit to which the imaging lens unit is connected to the camera body, subject light emitted from the imaging optical system in the imaging lens unit is the first intermediate optical in the intermediate lens unit. A second intermediate optical system for re-imaging with the system;
And an imaging means for converting the received object light into an electrical signal and outputting it at the re-imaging position by the second intermediate optical system.
[0022]
That is, the camera system of the present invention uses a camera body having a photographing optical system such as a conventionally known 35 mm camera, 6 × 7 medium format camera, etc., and includes a relay lens and an imaging means in the camera body. When the image of the subject light formed by the imaging optical system on the film surface in the camera body is re-imaged on the image receiving surface of the imaging means by the relay lens, the imaging optical system is An intermediate lens unit having a first intermediate optical system is inserted between the provided photographic lens unit and the camera body, and the magnification of the image by the photographic optical system is changed (reduced) to the first intermediate optical system. ), The second intermediate optical system, which is a relay lens arranged in the image pickup unit, is imaged by the combined optical system of the image pickup optical system and the first intermediate optical system. light This image is re-imaged on the imaging surface of the imaging means, thereby shortening the depth of the imaging unit.
[0023]
Furthermore, the present invention provides a camera system in which the intermediate lens unit is inserted between the photographing lens unit and the camera body as described above, and the image pickup unit is mounted on the opposite side of the camera body from the intermediate lens unit. The present invention relates to an intermediate lens unit characterized by having a first intermediate optical system, and by using this intermediate lens unit, the depth of the imaging unit can be shortened. It is said.
[0024]
The present invention also provides a camera system in which an intermediate lens unit is inserted between the photographing lens unit and the camera body as described above, and an image pickup unit is mounted on the opposite side of the camera body from the intermediate lens unit. The present invention relates to an imaging unit including a second intermediate optical system, in which the second intermediate optical system emits the photographic optical system of the photographic lens unit together with the first intermediate optical system included in the intermediate lens unit. Is reduced and formed on the light receiving surface of the imaging means, and the length in the depth direction is shortened.
[0025]
【Example】
Next, an embodiment of the camera system of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0026]
FIG. 1 is a schematic view of a first embodiment of the camera system of the present invention. In the figure, 1 is a photographic lens unit having a photographic optical system (taking lens) inside, 1a is a first lens mount portion provided in the photographic lens unit, 2 is a camera body and has a quick return mirror M1 inside. doing. The
[0027]
In the present invention, the
[0028]
The
[0029]
The
[0030]
Next, the optical system used in the first embodiment of the present invention will be described.
[0031]
The optical system of the first embodiment is configured as shown in FIG. 2, LS is a photographing optical system, LS1 is a first intermediate optical system, LS2 is a second intermediate optical system (relay lens RL), The first intermediate optical system LS1 and the second intermediate optical system constitute an imaging optical system (re-imaging optical system). Note that S2 represents a stop in the second intermediate optical system. P1 is a color separation prism, and P2 is an optical element such as a crystal, a λ / 4 plate, or an infrared cut filter.
[0032]
Like this optical system, by inserting the
[0033]
The main role of the first intermediate optical system LS1 is that the image formed by the photographing optical system LS is reduced and re-imaged, and the off-axis principal ray exiting the photographing optical system LS as a field lens is relay lens. The point is to lead to the system RL.
[0034]
The main role of the second intermediate optical system LS2 (relay lens system RL) is to re-image the image formed by the photographic optical system LS on the light receiving surface of the image sensor and maintain the angle of view. This is a function of changing the magnification for converting the size.
[0035]
The lens data of the optical system used in the first embodiment shown in FIG. 2 is as follows.
r 0 = ∞ d 0 = ∞
r 1 = ∞ d 1 = 10.0000
r 2 = ∞ (aperture) d 2 = 46.0141
r Three = -85.6434 d Three = 7.1570 n 1 = 1.77250 ν 1 = 49.60
r Four = -57.3801 d Four = 3.0473
r Five = 339.1009 d Five = 5.7618 n 2 = 1.77250 ν 2 = 49.60
r 6 = -169.5222 d 6 = 2.9063
r 7 = 55.0218 d 7 = 10.0561 n Three = 1.77250 ν Three = 49.60
r 8 = 454.8651 d 8 = 2.9491 n Four = 1.69895 ν Four = 30.12
r 9 = 101.3179 d 9 = 102.001
r Ten = ∞ d Ten = -4.4947
r 11 = 608.6554 d 11 = 8.0000 n Five = 1.77250 ν Five = 49.60
r 12 = -74.8003 d 12 = 10.4046
r 13 = 77.8124 d 13 = 8.2585 n 6 = 1.83400 ν 6 = 37.17
r 14 = 1623.7314 d 14 = 0.9022
r 15 = 26.8797 d 15 = 10.4138 n 7 = 1.83481 ν 7 = 42.72
r 16 = 21.6837 d 16 = 4.4719
r 17 = -319.0580 d 17 = 2.4031 n 8 = 1.64769 ν 8 = 33.80
r 18 = 24.3687 d 18 = 6.2439
r 19 = ∞ (aperture) d 19 = 5.8207
r 20 = -18.0536 d 20 = 1.7678 n 9 = 1.69895 ν 9 = 30.12
r twenty one = 124.5073 d twenty one = 11.3669 n Ten = 1.83481 ν Ten = 42.72
r twenty two = -23.9453 d twenty two = 2.6938
r twenty three = -22.2900 d twenty three = 2.4430 n 11 = 1.69895 ν 11 = 30.12
r twenty four = 1215.9259 d twenty four = 11.9520 n 12 = 1.83481 ν 12 = 42.72
r twenty five = -40.2427 d twenty five = 0.2000
r 26 = -1807.4841 d 26 = 7.0942 n 13 = 1.56907 ν 13 = 71.30
r 27 = -70.7088 d 27 = 0.2449
r 28 = 120.5998 d 28 = 6.3741 n 14 = 1.56907 ν 14 = 71.30
r 29 = -281.2388 d 29 = 0.2000
r 30 = 58.9420 d 30 = 9.4834 n 15 = 1.77250 ν 15 = 49.60
r 31 = -243.2558 d 31 = 1.8400 n 16 = 1.69895 ν 16 = 30.12
r 32 = 101.3305 d 32 = 3.9972
r 33 = ∞ d 33 = 5.0000 n 17 = 1.51633 ν 17 = 64.15
r 34 = ∞ d 34 = 1.000
r 35 = ∞ d 35 = 55.0000 n 18 = 1.58267 ν 18 = 46.39
r 36 = ∞ d 36 = 5.0037
r 37 = ∞ (image plane)
R in this data 1 , R 2 , ..., d 1 , D 2 ... Others are the same as the data of the conventional optical system.
[0036]
In the data, r 0 Is the object plane, r 1 Is the photographic optical system LS, r 2 Is the aperture S2, r Three ~ R 9 Is the first intermediate optical system LS1, r Ten Is an imaging position by the photographing optical system LS (film position in the camera body at the imaging position when the first intermediate optical system is not used) I1, r 11 ~ R 32 Is the second intermediate optical system LS2, r 33 ~ R 34 Is an optical element P2, r such as crystal or infrared cut filter 35 ~ R 36 Is the three-color separation filter P1, r 37 Is the imaging surface I2.
[0037]
With this data, d 9 The camera
[0038]
In the first embodiment, the
[0039]
The first intermediate optical system of this embodiment plays a role of reducing the image by the photographing optical system and guides the off-axis principal ray emitted from the photographing optical system as a field lens to the relay lens system (second intermediate optical system). Have a role.
[0040]
The second intermediate optical system has a role of re-imaging an image formed by the photographing optical system and a role of changing the magnification in order to change the screen size while maintaining the angle of view.
[0041]
According to the first embodiment, as described above, the depth of the image pickup unit is small, the first intermediate optical system is also small, and the camera system can be made compact.
[0042]
3 and 4 show modifications of the first embodiment, and FIG. 3 shows a color separation prism P in the camera system of the embodiment shown in FIG. 1 This is an example that does not use. FIG. 4 shows a color separation prism P behind the imaging lens LS2 as in FIG. 1 This is an example in which an RGB filter F is attached to the object side of the photographing
[0043]
Next, a means for correcting the exit pupil position of the subject light incident from the photographing optical system, which is one of the features of the present invention, will be described based on the first embodiment.
[0044]
As described above, the intermediate optical system LS1 has an action of reducing an image and an action of guiding an off-axis principal ray to the second intermediate optical system LS2 (relay lens RL). In the absence of the first intermediate optical system, the off-axis principal ray that passes through the imaging optical system LS and exits from the optical axis proceeds gradually away from the optical axis and does not enter the second intermediate optical system (relay lens RL). The first intermediate optical system LS1 also has an action of refracting the off-axis principal ray so as to be directed toward the stop S2 of the second intermediate optical system LS2 (relay lens RL).
[0045]
However, the action of refracting the off-axis principal ray by the first intermediate optical system LS1 may differ depending on the type of the photographing optical system. That is, the angle formed by the optical axis of the off-axis principal ray emitted from the photographing optical system may differ depending on the kind of the photographing optical system, and therefore the refraction angle of the off-axis principal ray by the first intermediate optical system LS1 is also used. It is necessary to make it different depending on the type of photographing optical system. In other words, the angle of the off-axis principal ray emitted from the photographing optical system is equivalent to the exit pupil position of the off-axis photographing optical system, and thus the exit pupil position differs depending on the type of the photographing optical system. .
[0046]
The exit pupil position of the photographic optical system is obtained by measuring the position where the off-axis principal ray intersects the optical axis with reference to the position where the optical system is located. For example, when measuring with respect to the film surface that is the imaging position of the imaging optical system, if the distance from this reference position to the position where the off-axis principal ray intersects the optical axis is called the exit pupil position, this exit pupil position The angle between the off-axis principal ray and the optical axis differs depending on whether the distance is near or far. Specifically, the farther the exit pupil position is, the smaller the off-axis principal ray angle becomes.
[0047]
The interchangeable photographic optical system has various exit pupil positions depending on the type, and the value is a value unique to the photographic optical system.
[0048]
When such various photographic optical systems are attached to the camera system and used for replacement, with respect to a certain photographic optical system, the off-axis principal ray smoothly passes through the field lens FL and reaches the relay lens RL. When another imaging optical system having a different exit pupil is mounted, the off-axis chief ray that has passed through the field lens FL (first intermediate optical system) enters the relay lens RL (second intermediate optical system). Does not reach, and as a result, the periphery of the screen becomes dark, and in the extreme case, the field of view around the screen is taken.
[0049]
In the present invention, even when an imaging optical system with a different exit pupil position is used while waiting for the first intermediate optical system to correct the deviation of the imaging optical system, the deviation of the exit pupil position is corrected and the periphery of the screen becomes dark. I am trying not to be out of sight.
[0050]
Next, specific means for correcting the exit pupil position by the intermediate optical system will be described.
[0051]
FIG. 5 shows an optical system having means for correcting the exit pupil position according to the second embodiment of the present invention, and (A) and (B) relate to the photographing optical system LS at different exit pupil positions. It is shown in In this embodiment, the first intermediate optical system is composed of two lens groups G1 and G2, and another photographic optical system is used from the state shown in (A) when a certain photographic optical system is used. Interval D to the state shown in (B) 1 , D 2 , D Three (Distance D from the exit pupil of the photographing optical system to the intermediate optical system D 1 The distance D between the lens group G1 and the lens group G2 of the first intermediate optical system 2 , The distance D from the intermediate optical system to the imaging position by the intermediate optical system Three ) To adjust.
[0052]
The data of this optical system is as follows.
The reference position is the imaging position (r of the first intermediate optical system. 17 ).
As is apparent from this data, the interval D 1 , D 2 , D Three It can be seen that the exit pupil position can be adjusted in the state (A) and the state (B) with reference to the imaging position of the first intermediate optical system by changing.
[0053]
FIG. 6 shows another example of the optical system of the second embodiment of the present invention. Similarly, FIG. 6A shows the state of the first intermediate optical system when a certain photographing optical system is used, and FIG. 6B shows another photographing optical system different from the photographing optical system in FIG. It is a figure which shows the state of the 1st intermediate optical system when used.
[0054]
The lens data of the optical system shown in this figure is as follows.
The reference position is the imaging position (r of the first intermediate optical system. 18 ).
The above optical system is also D in the data 1 , D 2 , D Three The exit pupil position can be corrected corresponding to the photographic optical system to be used by changing.
[0055]
Next, an optical system provided with another example of specific means relating to the correction of the exit pupil position according to the third embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, the exit pupil position is corrected by detachably placing a lens near the imaging position of the intermediate optical system, or by placing a lens having a different power in a replaceable manner.
[0056]
FIG. 7 is a schematic diagram showing the correction means, wherein LS is a photographing optical system, LS1 is a first intermediate optical system, and CL is an exit pupil position correcting lens. Thus, by arranging the correction lens CL near the imaging position of the first intermediate optical system, the off-axis principal ray can be bent, and the off-axis principal ray can be turned into the second intermediate optical system LS2 (relay lens). RL). That is, the correction of the exit pupil position is enabled by inserting / removing the correction lens CL in the first intermediate optical system in accordance with replacement of the photographing optical system.
[0057]
The exit pupil position correcting means of the third embodiment shown in FIG. 7 performs two-stage correction, but multi-stage correction is possible by using a plurality of correction lenses having different powers.
[0058]
FIG. 8 shows that a large number of correction lenses can be exchanged in the third embodiment. On the disk as shown in FIG. 8B near the image forming position of the first intermediate optical system LS1 shown in FIG. The correction lenses CL1, CL2, CL3, and CL4 having different powers are arranged on the lens, and the disk is rotated, so that the lens CL1, CL2,... Can be corrected. That is, the correction lens is switched by the turret method.
[0059]
FIG. 9 is a schematic view showing still another specific means for correcting the exit pupil position. In FIG. 9, a lens CL5 is made of a transparent elastic body that can mechanically change the refractive power in the vicinity of the image forming position of the first intermediate optical system, for example, silicon rubber as shown in Japanese Patent Laid-Open No. 62-163401. The lens shape is changed by applying a force to change the refractive power of the lens to switch the exit pupil position, which is the angle of the off-axis principal ray.
[0060]
The exit pupil position can be similarly switched by using a liquid lens as described in JP-A-4-34512 instead of the lens made of the transparent elastic body and changing its refractive power. .
[0061]
Alternatively, the refractive power can be similarly changed by using a liquid crystal lens capable of electrically changing the refractive power as the correction lens. Specifically, the exit pupil position can be corrected by changing the refractive index of the liquid crystal using a liquid crystal lens described in JP-A-4-345124.
[0062]
Next, the influence on the finder optical system when the first intermediate optical system LS1 is inserted will be described.
[0063]
As described above, when the first intermediate optical system LS1 is inserted between the photographing
[0064]
The present invention is also characterized in that there is provided means for eliminating the influence on the finder side when the first intermediate optical system is inserted.
Next, means for eliminating the influence on the finder system will be described based on the fourth embodiment.
[0065]
FIG. 10 is a diagram showing the configuration of the first intermediate optical system of the fourth embodiment of the present invention in which the influence on the finder system is removed. FIG. 10A shows the quick return mirror (reflection optical system) lifted up. (B) is a configuration when the quick return mirror is lowered and observed with a finder (when framing). As shown in this figure, the first intermediate optical system LS1 is formed of a lens group G1 and a lens group G2, and these lens groups G1 and G2 are moved so that the distance from the exit pupil position of the photographic optical system to the lens group G1. D 1 , The distance D between the lens group G1 and the lens group G2. 2 The distance D from the lens group G2 to the image position by the first intermediate optical system (image formation position by the combined optical system of the photographing optical system and the first intermediate optical system) Three Thus, the focal length of the first intermediate optical system is changed. That is, in the state of FIG. 10A, the combined focal length of the photographing optical system and the first intermediate optical system is adjusted at the time of imaging, and in the state of FIG. 10B, the focal length of the photographing optical system is not changed. Like that.
[0066]
Here, data of the optical system of the fourth embodiment shown in FIG. 10 is shown.
In this example, the value as shown in the above data is D 1 , D 2 , D Three The focal length of the combination of the photographic optical system and the first intermediate optical system is 56 mm at the time of imaging [FIG. 10A] and 140 mm at the time of observation [FIG. 10B]. Note that the focal length of only the photographing optical system is assumed to be 140 mm. Thus, in the fourth embodiment, on the finder side, the combined focal length of the photographic optical system and the first intermediate optical system is the same value as the focal length of only the photographic optical system, and the combined during imaging The focal length of the lens becomes as small as 56 mm, a reduction magnification, and is reduced to about 0.4 times.
[0067]
FIGS. 11A and 11B show a fifth embodiment of the present invention, which is another embodiment that can be adjusted so that good observation can be performed with the viewfinder even when the first intermediate optical system is inserted. It is the schematic which shows an example.
[0068]
In this embodiment, the first intermediate optical system can be inserted and removed, and the above adjustment is performed.
[0069]
In FIG. 11, LS is a photographing optical system, LS1 is a first intermediate optical system, LS2 is a second intermediate optical system (relay lens), and the first intermediate optical system LS1 is inserted at the time of imaging (A). The photographic optical system LS, the first intermediate optical system LS1, and the second intermediate optical system LS2 form subject light on the image sensor. At this time, the quick return mirror (reflection optical system) M1 is lifted up. (B) is at the time of observation, and the first intermediate optical system is removed from the optical path, and the quick return mirror M1 is disposed in the optical path, and observation with the finder is performed. In (B), since the first intermediate optical system LS1 is removed from the optical path, the focal length of the optical system is the focal length of the photographing optical system itself.
[0070]
FIG. 12 is a diagram showing the switching timing of the focal length in the fourth and fifth embodiments. In this figure, (a) is a release and a1 is on, (b) is when the lens shutter is opened and closed and b1 is closed, b2 is opened, (c) is the mirror position, c1 is up, and c2 is down. (D) is the switching of the focal length, d1 is during imaging, and d2 is during observation.
[0071]
In FIG. 12, before the release, the shutter (b) is open at b2, the mirror (c) is down at c2, the focal length (d) is d2 at the time of observation, and the subject light is It reaches the finder side and observation with the finder is possible. In this state, t 1 If release (a) is turned on (a1) at time t, then t 2 The shutter closes at (b1) and then t Three Mirror (c) is c 2 To c 1 The focal length (d) is changed from d2 to d1, and the focal length at the time of imaging is changed. T Four In FIG. 5, the shutter (b) is opened by b1 to b2, and the subject light advances to the imaging side and is imaged. T after imaging Five The shutter is closed at t 6 The mirror goes down and the focal length changes to the viewing side, t 7 The shutter opens and returns to the original state.
[0072]
When the intermediate lens unit is inserted behind the photographic lens unit and the first intermediate optical system is arranged behind the photographic optical system as in the camera system of the present invention, the photographic optical system is provided by the first intermediate optical system. Is reduced and formed in the optical path. When observing on the finder side in such an optical system, a small image is also formed on the finder side, so that it is difficult to observe with an ordinary finder.
[0073]
In order to solve this problem, in the present invention, a reflection optical system for switching the optical path to the viewfinder side or the image pickup surface side in the image pickup unit is provided, and the reflected viewfinder side optical system is replaced with the first intermediate optical system. The reduced image is enlarged and re-imaged.
[0074]
FIG. 13 is a view showing an optical system of a sixth embodiment for enlarging the image on the finder side. In FIG. 13, LS is a photographing optical system, S1 is its exit pupil, LS1 is a first intermediate optical system, M1 and M2 are reflecting mirrors (reflecting optical systems) for directing the optical path toward the viewfinder, LS3 is a viewfinder optical system, I3 is an enlarged image formed by the finder optical system LS3, and forms an enlarged viewfinder that is easy to observe.
[0075]
The data of the optical system of the sixth embodiment is as follows.
r 0 = ∞ d 0 = ∞
r 1 = ∞ d 1 = 10.0000
r 2 = ∞ d 2 = 46.0141
r Three = -85.6434 d Three = 7.1570 n 1 = 1.77520 ν 1 = 49.60
r Four = -57.3801 d Four = 3.0473
r Five = 339.1009 d Five = 5.7618 n 2 = 1.77250 ν 2 = 49.60
r 6 = -169.5222 d 6 = 2.9063
r 7 = 55.0218 d 7 = 10.0561 n Three = 1.77250 ν Three = 49.60
r 8 = 454.8651 d 8 = 2.9491 n Four = 1.69895 ν Four = 30.12
r 9 = 101.3179 d 9 = 52.0001
r Ten = ∞ d Ten = -50.5019
r 11 = -89.3557 d 11 = -8.0973 n Five = 1.83400 ν Five = 37.17
r 12 = 155.6836 d 12 = -0.2000
r 13 = -24.1732 d 13 = -13.3283 n 6 = 1.77250 ν 6 = 49.60
r 14 = 233.3051 d 14 = -3.1675 n 7 = 1.69895 ν 7 = 30.12
r 15 = -13.4856 d 15 = -17.0484
r 16 = 13.4337 d 16 = -3.0292 n 8 = 1.63980 ν 8 = 34.48
r 17 = 816.1918 d 17 = -9.3085 n 9 = 1.63854 ν 9 = 55.38
r 18 = 23.1101 d 18 = -1.2872
r 19 = 67.1623 d 19 = -4.4975 n Ten = 1.56907 ν Ten = 71.30
r 20 = 28.4103 d 20 = -25.0000
r twenty one = ∞ d twenty one = 178.9927
r twenty two = ∞
In the above data Ten Is the reflector M 1 , R twenty one Is the reflector M 2 , R twenty two Is an imaging position by the finder optical system. The imaging magnification of the first intermediate optical system LS1 is 0.40, and the imaging magnification of the finder optical system LS3 is -2.5.
[0076]
Thus, the image reduced by the first intermediate optical system can be enlarged and observed by the finder optical system.
[0077]
FIG. 14 is a diagram showing another finder optical system. In the figure, the optical system up to the quick return mirror (reflecting mirror M1) is the same as the optical system shown in FIG. The optical system on the finder side includes an optical system LS3 and an eyepiece optical system EL including lens groups G1 and G2. M2 is a reflector as in FIG.
[0078]
In the optical system of this embodiment, the light emitted from the first intermediate optical system LS1 is reflected by the reflecting mirror M1 and re-imaged near the lens group G1 of the eyepiece optical system EL at the same magnification by the optical system LS3. . Further, the image is magnified and observed by the eyepiece optical system EL.
[0079]
The data of this example is as follows.
r 0 = ∞ d 0 = ∞
r 1 = ∞ d 1 = 10.0000
r 2 = ∞ (aperture) d 2 = 46.0141
r Three = -85.6434 d Three = 7.1570 n 1 = 1.77520 ν 1 = 49.60
r Four = -57.3801 d Four = 3.0473
r Five = 339.1009 d Five = 5.7618 n 2 = 1.77250 ν 2 = 49.60
r 6 = -169.5222 d 6 = 2.9063
r 7 = 55.0218 d 7 = 10.0561 n Three = 1.77250 ν Three = 49.60
r 8 = 454.8651 d 8 = 2.9491 n Four = 1.69895 ν Four = 30.12
r 9 = 101.3179 d 9 = 52.0001
r Ten = ∞ d Ten = -101.1950
r 11 = -66.3150 d 11 = -8.0907 n Five = 1.83400 ν Five = 37.17
r 12 = 675.3393 d 12 = -0.2000
r 13 = -24.2696 d 13 = -13.4254 n 6 = 1.77250 ν 6 = 49.60
r 14 = 439.1123 d 14 = -3.1588 n 7 = 1.69895 ν 7 = 30.12
r 15 = -12.9765 d 15 = -16.8685
r 16 = 13.7225 d 16 = -3.3430 n 8 = 1.63980 ν 8 = 34.48
r 17 = -65.8002 d 17 = -9.3438 n 9 = 1.63854 ν 9 = 55.38
r 18 = 23.0053 d 18 = -2.5776
r 19 = 85.2345 d 19 = -5.4035 n Ten = 1.56907 ν Ten = 71.30
r 20 = 30.3318 d 20 = -40.0000
r twenty one = ∞ d twenty one = 61.2877
r twenty two = -42.6404 d twenty two = 4.0000 n 11 = 1.77250 ν 11 = 49.60
r twenty three = -58.6786 d twenty three = 0.2000
r twenty four = 192.4150 d twenty four = 8.0000 n 12 = 1.77250 ν 12 = 49.60
r twenty five = -54.1481 d twenty five = 67.1580
r 26 = 24.2145 d 26 = 2.0000 n 13 = 1.71736 ν 13 = 29.51
r 27 = 21.8905 d 27 = 2.000
r 28 = 33.3280 d 28 = 5.0000 n 14 = 1.62280 ν 14 = 57.06
r 29 = 203.6289 d 29 = 94.9900
r 30 = ∞
In the optical system of this data, the imaging magnification of the first intermediate optical system is 0.4 times the same as the optical system of FIG. 13, the imaging magnification of the optical system LS3 is 1, and the focal length of the eyepiece optical system is 65 mm.
[0080]
In the above data, r 1 Is the photographic optical system LS, r 2 Is the aperture, r Three ~ R 9 Is the first intermediate optical system LS1, r Ten Is the reflector M1, r 11 ~ R 20 Is the viewfinder optical system LS3, r twenty one Is the reflector M2, r twenty two ~ R 29 Is an eyepiece optical system, r 30 Is the eye point position.
[0081]
FIGS. 15A and 15B are schematic views of another eighth embodiment. FIG. 15A is a state where the imaging unit is inserted into the camera body, and FIG. 15B is a diagram where the camera body and the imaging unit are separated. FIG. This embodiment has the same configuration as that of the first embodiment shown in FIG. 1, but in this embodiment, the
[0082]
In the eighth embodiment, at the time of observation, only the photographing
[0083]
An example of the second intermediate optical system used in this embodiment is shown in FIG. The lens data is as follows.
r 0 = ∞ d 0 = ∞
r 1 = ∞ d 1 = 10.0000
r 2 = ∞ d 2 = 42.3094
r Three = -41.4782 d Three = 10.1468 n 1 = 1.51633 ν 1 = 64.15
r Four = -37.8262 d Four = 8.0223
r Five = 108.6632 d Five = 10.4838 n 2 = 1.77250 ν 2 = 49.60
r 6 = -103.0068 d 6 = 0.4924
r 7 = 30.6846 d 7 = 16.1745 n Three = 1.60311 ν Three = 60.68
r 8 = -418.3918 d 8 = 3.2298 n Four = 1.80518 ν Four = 25.43
r 9 = 48.9807 d 9 = 31.1212
r Ten = -25.8909 d Ten = 2.2000 n Five = 1.48749 ν Five = 70.21
r 11 = 74.5986 d 11 = 10.9097
r 12 = 2625.6601 d 12 = 13.2936 n 6 = 1.77250 ν 6 = 49.60
r 13 = -33.6700 d 13 = 1.6246
r 14 = 44.4341 d 14 = 16.9630 n 7 = 1.83400 ν 7 = 37.17
r 15 = 227.6967 d 15 = 4.7771
r 16 = -43.0586 d 16 = 2.8977 n 8 = 1.60342 ν 8 = 38.02
r 17 = 31.3949 d 17 = 7.1531
r 18 = ∞ (aperture) d 18 = 9.1042
r 19 = -19.4177 d 19 = 1.7983 n 9 = 1.72825 ν 9 = 28.46
r 20 = -60.4697 d 20 = 8.4471 n Ten = 1.81600 ν Ten = 46.62
r twenty one = -29.6940 d twenty one = 1.8512
r twenty two = -81.8550 d twenty two = 2.4404 n 11 = 1.69895 ν 11 = 30.12
r twenty three = -222.0465 d twenty three = 12.2354 n 12 = 1.81600 ν 12 = 46.62
r twenty four = -55.6437 d twenty four = 0.2000
r twenty five = 246.1377 d twenty five = 12.2716 n 13 = 1.56907 ν 13 = 71.30
r 26 = -67.0378 d 26 = 0.2449
r 27 = 99.1945 d 27 = 7.8527 n 14 = 1.56907 ν 14 = 71.30
r 28 = -231.6542 d 28 = 0.2000
r 29 = 54.3321 d 29 = 13.6397 n 15 = 1.48749 ν 15 = 70.21
r 30 = -79.3281 d 30 = 1.8361 n 16 = 1.72825 ν 16 = 28.46
r 31 = 93.9123 d 31 = 4.6019
r 32 = ∞ d 32 = 5.0000 n 17 = 1.51633 ν 17 = 64.15
r 33 = ∞ d 33 = 1.000
r 34 = ∞ d 34 = 55.0000 n 18 = 1.58267 ν 18 = 46.39
r 35 = ∞ d 35 = 4.9813
r 36 = ∞
In the optical system shown in FIG. 16 and data of this optical system, r 1 Is the photographic optical system LS, r 2 Is the aperture, r Three ~ R 9 Is the first intermediate optical system LS1, r Ten ~ R 31 Is the second intermediate optical system LS2, r 32 ~ R 33 Is an optical element such as an infrared cut filter, r 34 ~ R 35 Is a three-color separation prism, and r 18 Is a stop of the second intermediate optical system.
[0084]
As described above, FIG. 16 and data include the photographing optical system and the intermediate optical system. As shown in this figure and data, in this embodiment, as shown in FIG. 16, a part of the imaging unit (insertion part for attachment) is inserted into the camera body, so that the second intermediate optical system is the first intermediate optical system. The design can be made close to the intermediate optical system. That is, the distance d between the first intermediate optical system LS1 and the second intermediate optical system LS2. Four Is relatively small. As a result, the subject light can be imaged on the light receiving surface of the image sensor while a part of the second intermediate optical system is inserted into the camera body. That is, the depth of the imaging unit can be shortened. The distance from the imaging surface of the first intermediate optical system of the optical system shown in FIG. 14 to the imaging surface of the second intermediate optical system (the light receiving surface of the image sensor) is 145 mm.
[0085]
FIG. 17 is a diagram illustrating the insertion of the mounting insertion portion of the
[0086]
In the figure, the
[0087]
In the figure, a signal from the image pickup device 11 disposed behind the three-color separation filter P1 is input to the
[0088]
On the other hand, an insertion detection unit (not shown) is disposed in the
[0089]
The control is performed by the
[0090]
FIG. 19 is a schematic diagram showing the configuration of the ninth embodiment. In this embodiment, the length of the imaging unit in the depth direction is further shortened by bending the optical path of the optical system by 90 °. That is, in this embodiment, the reflection optical system M3 is arranged in the
[0091]
【The invention's effect】
(1) The camera system according to
(2) If the intermediate lens unit according to
(3) The imaging unit according to the third aspect of the present invention has a small depth dimension of the imaging unit and is balanced when used in a camera system that takes an image on a small imaging device using a photographing optical system having a large screen size. It can be made into a good device. In addition, it is possible to realize a camera system in which a finder image is easy to see and capable of good imaging.
(4) According to the invention of
(5) According to the invention of
(6) According to the invention of
(7) According to the invention of claim 7, since it is not necessary to secure a moving space in the optical axis direction, the size of the intermediate lens unit can be reduced. Further, the exit pupil position can be corrected steplessly according to the movement of the lens.
(8) According to invention of
(9) According to the invention of
(10) According to the invention of
(11) According to the invention of claim 11, the photographing time is shortened. Also, since the shooting operation is reduced, the usability is improved.
(12) According to the twelfth aspect of the present invention, the depth dimension of the photographing unit is reduced, and a large finder image can be observed and is easy to use. Also, the shooting range matches the viewfinder field of view. Further, since the viewfinder is a look-in type, it becomes an easy-to-see viewfinder that can block (cut) harmful light such as sunlight. Moreover, since an eyepiece is not required, the optical system can be simplified.
(13) According to the invention of
(14) According to the fourteenth aspect of the present invention, since mirror-up is automatically prohibited, there is no erroneous operation and it is easy to use. In addition, since it is automatically displayed, the number of operations is reduced, and the usability in shooting is improved.
(15) According to the invention of
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram of a first embodiment of a camera system of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of an optical system used in the first embodiment.
FIG. 3 is a schematic view of a modification of the first embodiment.
FIG. 4 is a schematic view of another modification of the first embodiment.
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of an optical system according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing the configuration of another optical system according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a third exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram showing another configuration of the third exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a diagram showing another configuration of the third exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a diagram showing a configuration of an optical system according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a schematic view of a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a diagram showing the focal length switching timing in the fourth and fifth embodiments.
FIG. 13 is a diagram showing a configuration of an optical system according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a diagram showing the configuration of another optical system according to the seventh embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a schematic diagram of an eighth embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a diagram showing an optical system used in the eighth embodiment.
FIG. 17 is a circuit diagram for controlling the eighth embodiment.
FIG. 18 is a flowchart of the control.
FIG. 19 is a schematic view of a ninth embodiment of the present invention.
FIG. 20 is a schematic diagram of a conventional camera system.
FIG. 21 is a diagram showing a configuration of an optical system used in a conventional camera system.
[Explanation of symbols]
1 photographic lens unit, 2 camera body, 3 viewfinder,
4 imaging unit, 5 intermediate lens unit, LS imaging optical system,
LS1 first intermediate optical system, LS2 second intermediate optical system
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