JP2001147369A - クローズアップレンズ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】３つのレンズの形状、パワー分担を適切にする
ことで至近距離を短くした高い光学性能のクローズアッ
プレンズを得ること。 【解決手段】撮影レンズの前方に着脱可能に取り付けて
使用するクローズアップレンズにおいて、該クローズア
ップレンズは、物体側から順に正のパワーを持つ第１レ
ンズと、負のパワーを持つ第２レンズと、正のパワーを
持つ第３レンズにて構成され、全系の焦点距離ｆｏ、第
ｉレンズの焦点距離ｆｉ、第ｉ番目のレンズ面の曲率半
径Ｒｉ、第ｉレンズの材質のｄ線を基準としたときのア
ッベ数νｉを各々適切に設定したこと。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、テレビカメラ、ビ
デオカメラ、写真用カメラ等の光学機器に用いる撮影レ
ンズの前方に着脱可能に取り付け、撮影可能な物体距離
の短縮化を図った近接撮影時に用いる高い光学性能を有
したクローズアップレンズに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】撮影可能な被写体距離をより短くして近
接被写体を撮影する方法として、撮影レンズに内蔵され
ているマクロ機構を用いる方法や、撮影レンズの前方に
クローズアップレンズを着脱可能に取り付けて撮影する
方法等がある。

【０００３】前者は撮影レンズの一部を動かすことによ
り、さらに至近側の被写体の撮影を可能とするものであ
るが、レンズの操作のみで近接撮影ができるという利便
性はある。しかしながら、この方法は通常撮影に比べて
光学性能が低下する傾向がある。そのため、光学性能を
重視する場合は撮影レンズの前方にクローズアップレン
ズを取り付けて撮影を行うことが一般的となっている。

【０００４】この種のクローズアップレンズは極めて簡
易な手段により撮影レンズの至近距離を短縮することが
できるという特長がある。

【０００５】一般にこの種のクローズアップレンズは簡
易なレンズ構成でしかも撮影レンズに装着したときの至
近距離が短く、又収差変動が少なく、良好な画像が得ら
れることが要望されている。特にクローズアップレンズ
単独で収差補正が良好になされていることが要望されて
いる。

【０００６】本出願人は、例えば特開平７−３１８８０
２号公報において、撮影レンズの前方に着脱可能に取り
付けて至近物体距離の短縮化を図った高い光学性能を有
したクローズアップレンズを提案している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】一方最近のように、例
えばハイビジョン放送に代表されるように、さらに質の
高い画質が求められる分野においては、撮影レンズの光
学性能の向上とともに、それに取り付けて用いるクロー
ズアップレンズもさらに高い光学性能を有するものが求
められている。このような要求を満たすには、クローズ
アップレンズ単体で十分な収差補正がされている必要が
ある。

【０００８】例えばクローズアップレンズを単一レンズ
より構成すれば、レンズ系は小型軽量となるが、収差補
正、例えば色収差の補正が不十分となり、至近距離を短
くすることが難しいという問題点が生じてくる。

【０００９】又、複数枚のレンズより構成すれば至近距
離を短くし、且つ収差補正を良好に行うことができる
が、レンズ系全体が大型化してくるという問題点が生じ
てくる。

【００１０】本発明は、レンズ形状やレンズの材質、そ
して各レンズの屈折力等のレンズ構成上の諸元を適切に
設定することにより撮影レンズの前方（物体側）に着脱
可能に装着して至近距離を短くし、且つ画面全体の光学
性能を良好に維持することができるクローズアップレン
ズの提供を目的とする。

【００１１】特に本発明は、主として放送用のテレビカ
メラ用のズームレンズの物体側に着脱可能に装着したと
きに光学性能の劣化が少なく、良好に使用できるクロー
ズアップレンズの提供を目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明のクロー
ズアップレンズは、撮影レンズの前方に着脱可能に取り
付けて使用するクローズアップレンズにおいて、該クロ
ーズアップレンズは、物体側から順に正のパワーを持つ
第１レンズと、負のパワーを持つ第２レンズと、正のパ
ワーを持つ第３レンズにて構成され、全系の焦点距離を
ｆｏ、第ｉレンズの焦点距離をｆｉ、第ｉ番目のレンズ
面の曲率半径をＲｉ、第ｉレンズの材質のｄ線を基準と
したときのアッベ数をνｉとしたとき、 ０．１＜（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１−Ｒ２）＜ ２．４ ‥‥‥（１） −４．４＜（Ｒ３＋Ｒ４）／（Ｒ３−Ｒ４）＜−０．５ ‥‥‥（２） −２．８＜（Ｒ５＋Ｒ６）／（Ｒ５−Ｒ６）＜ ０．９ ‥‥‥（３） ０．６＜｜ｆ１／ｆｏ｜＜１．６ ‥‥‥（４） ０．４＜｜ｆ２／ｆｏ｜＜１．２ ‥‥‥（５） ０．５＜｜ｆ３／ｆｏ｜＜１．３ ‥‥‥（６） ｜ν１−ν２｜＞１０ ‥‥‥（７） の条件を満足することを特徴としている。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１〜図３は本発明の実施形態の
数値実施例１のクローズアップレンズＣＵを撮影レンズ
ＭＬの前方に着脱可能に装着したときのレンズ断面図、
広角端の収差図、望遠端の収差図である。

【００１４】図４〜図６は本発明の実施形態の数値実施
例２のクローズアップレンズＣＵを撮影レンズＭＬの前
方に着脱可能に装着したときのレンズ断面図、広角端の
収差図、望遠端の収差図である。

【００１５】図７〜図９は本発明の実施形態の数値実施
例３のクローズアップレンズＣＵを撮影レンズＭＬの前
方に着脱可能に装着したときのレンズ断面図、広角端の
収差図、望遠端の収差図である。

【００１６】図１０〜図１２は本発明の実施形態の数値
実施例４のクローズアップレンズＣＵを撮影レンズＭＬ
の前方に着脱可能に装着したときのレンズ断面図、広角
端の収差図、望遠端の収差図である。

【００１７】レンズ断面図においてＣＵはクローズアッ
プレンズである。ＭＬは撮影レンズであり、ズームレン
ズより成っている。尚、本実施形態では撮影レンズＭＬ
にズームレンズを用いた場合を示しているが単一焦点距
離のレンズ系であっても良い。

【００１８】クローズアップレンズＣＵは物体側より順
に正のパワー（屈折力）の第１レンズＧ１、負のパワー
の第２レンズＧ２、そして正のパワーの第３レンズＧ３
より成っている。

【００１９】又、ズームレンズＭＬは物体側より順に変
倍の際に固定のフォーカス用の正の屈折力の第１群（フ
ォーカス部）、変倍用の負の屈折力の第２群（バリエー
タ）、変倍に伴う像面変動を補正する負の屈折力の第３
群（コンペンセーター）、そして固定の正の屈折力の第
４群（リレーレンズ）より成っている。

【００２０】ＳＰは絞りである。Ｂは色分解プリズムや
光学フィルターであり、同図ではガラスブロックとして
示している。

【００２１】一般に撮影レンズはそれ自身で撮影を行う
ため、収差補正が良好になされている。そのため、クロ
ーズアップレンズを撮影レンズに装着したときに高い光
学性能を得るためには、クローズアップレンズ単独で十
分な収差補正を行っておく必要がある。

【００２２】本発明のクローズアップレンズＣＵは、物
体側から順に正のパワーを持つ第１レンズＧ１と、負の
パワーを持つ第２レンズＧ２と、正のパワーを持つ第３
レンズＧ３にて構成すると共に、前述の条件式（１）〜
（７）を満たすことで撮影可能な至近距離を短くしつ
つ、ズームレンズに装着した場合に重要となる広角端の
ディストーション（歪曲収差）及び望遠端の球面収差を
良好に補正している。

【００２３】条件式（１）〜（３）は、クローズアップ
レンズＣＵを構成する第１レンズＧ１、第２レンズＧ
２、第３レンズＧ３のレンズ形状を規定するもので、各
構成レンズの形状がそれぞれに当てはまる条件式を満足
することにより諸収差、特にズームレンズに装着したと
きの広角端のディストーション及び望遠端の球面収差を
良好に補正している。

【００２４】第１レンズＧ１が条件式（１）の下限値を
越えると、物体側のレンズ面が極端に強いパワーを持つ
両レンズ面が凸面のレンズとなり、望遠端の球面収差の
補正が困難になる。また、上限値を越えると、物体側に
凹面を向けた極端なメニスカス形状となり、広角端の負
のディストーションが増大するので良くない。

【００２５】第２レンズＧ２が条件式（２）の下限値を
越えると、物体側に凹面を向けた極端なメニスカス形状
のレンズとなり、望遠端の球面収差の補正が過剰とな
る。又、上限値を越えると像面側のレンズ面にパワーの
強い凹面を持つ両レンズ面が凹面の負レンズとなり、広
角端の負のディストーションが増大する。

【００２６】第３レンズＧ３が条件式の下限値を越え
ると、物体側に凸面を向けた極端なメニスカス形状とな
り、望遠端の球面収差の補正が困難になる。又上限値を
越えると、像面側のレンズ面が極端に強い両レンズ面が
凸面の正レンズとなり、広角端のディストーションが過
剰に補正されることに加え、望遠端の球面収差の補正も
困難になる。

【００２７】条件式（４）〜（６）は、各構成レンズの
焦点距離をクローズアップレンズ（全系）の焦点距離ｆ
ｏで正規化し、その絶対値を規定したもので、条件式
（４）〜（６）の下限値を越えると各構成レンズが強い
パワーの組み合わせとなり、諸収差の補正が難しくな
る。

【００２８】また上限を越えると各構成レンズが弱いパ
ワーの組み合わせとなり、焦点距離ｆｏのクローズアッ
プレンズを構成することが難しくなる。

【００２９】条件式（７）は、第１レンズＧ１と第２レ
ンズＧ２の材質のｄ線を基準にしたアッベ数に関するも
ので、下限値を越えると色収差の十分な補正ができなく
なる。

【００３０】本発明のクローズアップレンズＣＵの具体
的なレンズ形状としては、物体側より順に、図１の数値
実施例１で両レンズ面が凸面の正レンズ、像面に凸面を
向けたメニスカス状の負レンズ、物体側に凸面を向けた
メニスカス状の正レンズより構成している。

【００３１】又、図４の数値実施例２では像面側に凸面
を向けたメニスカス状の正レンズ、像面側に凸面を向け
たメニスカス状の負レンズ、両レンズ面が凸面の正レン
ズより構成している。

【００３２】又、図７の数値実施例３では両レンズ面が
凸面の正レンズ、両レンズ面が凹面の負レンズ、両レン
ズ面が凸面の正レンズより構成している。

【００３３】又、図１０の数値実施例４では両レンズ面
が凸面の正レンズ、像面側に凸面を向けたメニスカス状
の負レンズ、両レンズ面が凸面の正レンズより構成して
いる。

【００３４】本発明のクローズアップレンズはこのよう
なレンズ形状をとることによって、クローズアップレン
ズ単体としての諸収差を良好に補正している。

【００３５】次に本発明のクローズアップレンズと、そ
れを装着する撮影レンズの数値実施例を示す。撮影レン
ズは変倍比２０倍、広角端のＦナンバーが１．８５、望
遠端のＦナンバーが２．８５、広角端の画角６０．１度
のズームレンズである。

【００３６】数値実施例においてｒｉは物体側から順に
第ｉ番目の面の曲率半径、ｄｉは物体側から順に第ｉ番
目と第（ｉ＋１）番目の間隔、ｎｉとνｉはそれぞれ物
体側より順に第ｉ番目の光学部材の材質の屈折率とアッ
ベ数である。

【００３７】尚撮影レンズの数値実施例において最終の
３つのレンズ面は色分解プリズムやフィルター等のガラ
スブロックである。又前述の条件式と数値実施例におけ
る諸数値との関係を表−１に示す。

【００３８】 〔クローズアップレンズ〕 〈数値実施例１〉 r 1= 261.1508 d 1=0.4803 n 1=1.51825 ν 1=64.1 r 2= -44.4044 d 2=0.4030 r 3= -20.5063 d 3=0.2731 n 2=1.60718 ν 2=38.0 r 4= -33.1042 d 4=0.0570 r 5= 27.1192 d 5=0.5858 n 3=1.51825 ν 3=64.1 r 6= 58.6062 d 6=0.1953 〈数値実施例２〉 r 1=-101.4087 d 1=0.3961 n 1=1.51825 ν 1=64.1 r 2= -38.8427 d 2=0.4190 r 3= -18.7316 d 3=0.2761 n 2=1.60718 ν 2=38.0 r 4= -32.6108 d 4=0.0206 r 5= 40.8655 d 5=0.5914 n 3=1.52033 ν 3=58.9 r 6= -97.5619 d 6=0.1977 〈数値実施例３〉 r 1= 64.4925 d 1=0.4898 n 1=1.52458 ν 1=59.8 r 2= -45.3263 d 2=0.3124 r 3= -22.0864 d 3=0.2700 n 2=1.53430 ν 2=48.8 r 4= 111.0957 d 4=0.0586 r 5= 38.3304 d 5=0.5877 n 3=1.51825 ν 3=64.1 r 6= -60.9989 d 6=0.1959 〈数値実施例４〉 r 1= 54.8684 d 1=0.6611 n 1=1.48915 ν 1=70.2 r 2= -24.2964 d 2=0.4052 r 3= -12.0162 d 3=0.2290 n 2=1.55098 ν 2=45.8 r 4= -63.6018 d 4=0.0183 r 5= 155.7135 d 5=0.7232 n 3=1.48915 ν 3=70.2 r 6= -15.4177 d 6=0.1832 〔撮影レンズ〕 〈数値実施例〉 f=1 fno=1:1.85 2ω=60 r 1= 63.1854 d 1=0.2316 n 1=1.76168 ν 1=27.5 r 2= 8.5749 d 2=1.2016 n 2=1.49845 ν 2=81.6 r 3= -30.6270 d 3=0.8035 r 4= 9.1265 d 4=0.8278 n 3=1.62287 ν 3=60.3 r 5= 320.4958 d 5=0.0158 r 6= 6.9491 d 6=0.6325 n 4=1.73234 ν 4=54.7 r 7= 15.3377 d 7= 可変 r 8= 11.7310 d 8=0.0842 n 5=1.88814 ν 5=40.8 r 9= 1.7696 d 9=0.4900 r10= -5.0360 d10=0.0737 n 6=1.82017 ν 6=46.6 r11= 3.5557 d11=0.2356 r12= 3.0468 d12=0.5477 n 7=1.81264 ν 7=25.4 r13= -3.0729 d13=0.0571 r14= -2.5962 d14=0.0737 n 8=1.79196 ν 8=47.4 r15= 13.9550 d15= 可変 r16= -3.0322 d16=0.0789 n 9=1.74679 ν 9=49.3 r17= 3.9177 d17=0.4010 n10=1.85501 ν10=23.9 r18= 47.2656(絞り) d18= 可変 d18=0.1895 r19= 0.0000 d19=0.3989 n11=1.72793 ν11=38.0 r20= -4.9036 d20=0.0211 r21= 17.5475 d21=0.4121 n12=1.51314 ν12=60.5 r22= -6.6914 d22=0.0211 r23= 4.4379 d23=0.8775 n13=1.48915 ν13=70.2 r24= -3.5702 d24=0.1747 n14=1.83932 ν14=37.2 r25= 18.1237 d25=2.2392 r26= 11.7301 d26=0.6515 n15=1.50349 ν15=56.4 r27= -4.7182 d27=0.0211 r28= 8.7012 d28=0.1474 n16=1.83932 ν16=37.2 r29= 2.1732 d29=0.7460 n17=1.50349 ν17=56.4 r30= 29.9910 d30=0.0211 r31= 6.3827 d31=0.7929 n18=1.51825 ν18=64.2 r32= -2.5902 d32=0.1474 n19=1.80811 ν19=46.6 r33= 11.1375 d33=0.0316 r34= 4.6496 d34=0.7036 n20=1.50349 ν20=56.4 r35= -3.9084 d35=0.5263 r36= ∞ d36=3.1579 n21=1.60718 ν21=38.0 r37= ∞ d37=1.7053 n22=1.51825 ν22=64.2 r38= ∞ ＼焦点距離 1.00 1.60 4.09 9.63 19.50 可変間隔＼ d 7 0.07 1.65 3.79 4.94 5.48 d15 5.66 3.87 1.41 0.41 0.67 d18 0.54 0.74 1.07 0.92 0.12

【００３９】

【表１】

【００４０】

【発明の効果】本発明によれば以上のように、レンズ形
状やレンズの材質、そして各レンズの屈折力等のレンズ
構成上の諸元を適切に設定することにより撮影レンズの
前方（物体側）に着脱可能に装着して至近距離を短く
し、且つ画面全体の光学性能を良好に維持することがで
きるクローズアップレンズを達成することができる。

【００４１】この他本発明は、放送用のテレビカメラ用
のズームレンズの物体側に着脱可能に装着したときに光
学性能の劣化が少なく、良好に使用できるクローズアッ
プレンズを達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の数値実施例１のクローズアップレン
ズを撮影レンズに装着したときのレンズ断面図

【図２】 本発明の数値実施例１のクローズアップレン
ズを撮影レンズに装着したときの広角端の収差図

【図３】 本発明の数値実施例１のクローズアップレン
ズを撮影レンズに装着したときの望遠端の収差図

【図４】 本発明の数値実施例２のクローズアップレン
ズを撮影レンズに装着したときのレンズ断面図

【図５】 本発明の数値実施例２のクローズアップレン
ズを撮影レンズに装着したときの広角端の収差図

【図６】 本発明の数値実施例２のクローズアップレン
ズを撮影レンズに装着したときの望遠端の収差図

【図７】 本発明の数値実施例３のクローズアップレン
ズを撮影レンズに装着したときのレンズ断面図

【図８】 本発明の数値実施例３のクローズアップレン
ズを撮影レンズに装着したときの広角端の収差図

【図９】 本発明の数値実施例３のクローズアップレン
ズを撮影レンズに装着したときの望遠端の収差図

【図１０】 本発明の数値実施例４のクローズアップレ
ンズを撮影レンズに装着したときのレンズ断面図

【図１１】 本発明の数値実施例４のクローズアップレ
ンズを撮影レンズに装着したときの広角端の収差図

【図１２】 本発明の数値実施例４のクローズアップレ
ンズを撮影レンズに装着したときの望遠端の収差図

【符号の説明】

ＣＵ：クローズアップレンズ Ｇ１：第１レンズ Ｇ２：第２レンズ Ｇ３：第３レンズ ＭＬ：撮影レンズ Ｆ：フォーカス部 Ｖ：バリエータ Ｃ：コンペンセーター Ｒ：リレーレンズ ＳＰ：絞り ｇ：ｇ線 ｅ：ｅ線 Ｓ：サジタル像面 Ｍ：メリディオナル像面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H087 KA02 KA03 LA30 MA01 MA18 PA03 PA15 PA16 PA17 PB03 PB20 QA02 QA03 QA06 QA07 QA14 QA17 QA21 QA22 QA25 QA32 QA34 QA42 QA45 RA32 RA41 RA43 SA23 SA27 SA30 SA32 SA63 SA64 SA72 SA75 SA87 SB01 SB05 SB15 SB23 SB31

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 撮影レンズの前方に着脱可能に取り付け
   て使用するクローズアップレンズにおいて、該クローズ
   アップレンズは、物体側から順に正のパワーを持つ第１
   レンズと、負のパワーを持つ第２レンズと、正のパワー
   を持つ第３レンズにて構成され、全系の焦点距離をｆ
   ｏ、第ｉレンズの焦点距離をｆｉ、第ｉ番目のレンズ面
   の曲率半径をＲｉ、第ｉレンズの材質のｄ線を基準とし
   たときのアッベ数をνｉとしたとき、 ０．１＜（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１−Ｒ２）＜ ２．４ −４．４＜（Ｒ３＋Ｒ４）／（Ｒ３−Ｒ４）＜−０．５ −２．８＜（Ｒ５＋Ｒ６）／（Ｒ５−Ｒ６）＜ ０．９ ０．６＜｜ｆ１／ｆｏ｜＜１．６ ０．４＜｜ｆ２／ｆｏ｜＜１．２ ０．５＜｜ｆ３／ｆｏ｜＜１．３ ｜ν１−ν２｜＞１０ の条件を満足することを特徴とするクローズアップレン
   ズ。